KR0134055Y1 - 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광학계의 소스스톱과 투사스톱을 동일선상에 위치시키고, 광로조절기의 위치를 광축에 대해 일정거리만큼 하방으로 위치시키고 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게 하여 모듈레이션방향을 상하로 하여 이미지(image)의 상향투사가 가능하도록 된 상향투사형 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사광을 집속시키는 집속렌즈(12)와, 상기 집속렌즈(12)의 광을 반사시키는 반사거울(24)과, 상기 반사거울(24)로부터 반사된 반사광을 투과시키는 소스스톱(23)과 상기 소스스톱(23)의 투과공을 투과한 광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(30)와, 상기 광로조절기(30)로부터 광로가 조절되어 입사되 광을 투사시키는 투사스톱(25)과 상기 투사스톱(25)의 투과공을 통과한 광을 스크린으로 투과시키는 투사렌즈(16)로 이루어지되, 상기광로조절기(30)는 광원으로부터 방사된 광을 화면에 대해 상방으로 투사시킬 수 있도록 각 미러어레이(30c)가 형성되어 이루어진 것이다.

Description

상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 본 고안에 따른 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 투사형화상표시장치 12 : 소스렌즈

23 : 소스스톱 24 : 반사거울

25 : 투사스톱 30 : 광로조절기

본 고안은 상향투사형 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학계의 소스스톱과 투사스톱을 동일선상에 위치시키고, 광로조절기의 위치를 광축에 대해 일정거리만큼 하방으로 위치시키고 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게 하여 모듈레이션방향을 상하로 하여 이미지(image)의 상향투사가 가능하도록 된 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형화상표시장치와 투사형화상표시장치로 구분된다.

직시형 화상표시장치는 CRT(cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는 데 한계가 있다.

투사형화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형화상표시장치가 개발되었다.

상기 투사형화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M×1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M×N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1 개의 광선들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 M×N 화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

제1도는 종래 AMA를 이용한 광로조절기를 포함하고 있는 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 투사형화상표시장치(10)는 광원(11), 소스렌즈(12), 소스스톱(13), 반사거울(14), 투사스톱(15), 투사렌즈(16), 광로조절기(20)를 포함하고 있다.

상기에서 광원(11)은 고휘도의 백색광을 방사(emitting)하고, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광은 소스렌즈(12)에 의해 집속되어 소스스톱(13)을 투과하고 반사거울(14)에 의해 반사된다.

상기 광로조절기(20)는 상기 반사거울(14)로부터 입사된 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 거울(20c)과, 이 거울(20c)이 일정경로를 가지도록 하는 액츄에이터(20b)가 M×N개가 실장된 액츄에이티드미러어레이패널(20a)로 이루어진다. 상기 액츄에이티드미러어레이패널(20a)은 M×N개의 트랜지스터들(도시되지 않음)이 내장되고, 액츄에이터(20b)는 트랜지스터들과 전기적으로 연결되게 액추에이티드미러어레이패널(20a)에 실장되어 화상신호에 의해 발생되는 전계에 의해 변형되어 상부에 실장된 거울(20c)을 일정각도만큼 경사지게 한다.

상기 투사렌즈(16)는 상기 광로조절기(20)에 의해 광량이 조절되고 투사스톱(15)를 통과한 광을 스크린에 투사시킨다.

상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치에 있어서는 광로조절기(20)에 의한 광의 모듈레이션(modulation)방향이 투사스톱(15)에 대해 좌우방향으로 이루어진다. 따라서, 모듈레이션되어 투사스톱(15)을 통하여 투사렌즈(16)에 의해 구현되는 화상의 촛점은 스크린에서 일정거리 아래쪽에 위치하게 되므로 화면의 위치를 상방으로 옮기려면 장치전체를 상방으로 위치시켜야 하는 불편한 문제점이 있었고, 벽면에 대해 직각이 아닌 일정각을 갖게 되므로 벽면에 생긴 화상이 상하의 크기가 달라지게 되는 왜곡현상이 발생한다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 투사형화상표시장치와는 달리 모듈레이션되는 이미지의 상향투사가 가능하도록 된 투상형화상표시장치의 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안의 바람직한 일실시예에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사광을 집속시키는 집속렌즈와, 상기 집속렌즈의 광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 반사광을 투과시키는 소스스톱과 상기 소스스톱의 투과공을 투과한 광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투과시키는 투사스톱과 상기 투사스톱의 투과공을 통과한 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 이루어지되, 상기 광로조절기는 광원으로부터 방사된 광을 화면에 대해 상방으로 투사시킬 수 있도록 각 미러어레이가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기 소스스톱은 바람직하게는 상기 투사스톱과 동일선상의 하방에 위치하고 광로조절기는 상기 소스스톱과 같은 광축상에 위치하여 결국 상기 광로조절기는 상기 투사렌즈의 광축에 대해 일정거리 d만큼 하방에 위치한다.

이하 본 고안에 따른 상향투상형 투사형화상표시장치의 광학계를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 따른 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 종래 도면과 동일부분에는 동일부호를 사용하였다. 이에 도시한 바와 같이, 투사형화상표시장치(40)는 광원(11), 소스렌즈(12), 반사거울(24), 소스스톱(23), 광로조절기(30), 투사스톱(25), 투사렌즈(16)로 구성되어 있다.

상기 광로조절기(30)는 투사렌즈(16)의 광축과는 일정거리 d만큼 떨어진 하방에 위치하고 있으며, 광로조절기(30)에 설치되는 각 미러어레이(30c)의 틸팅방향은 상하방향으로 되어 상하방향으로 모듈레이션되도록 형성되어 있다.

또한 상기 투사스톱(25)은 투사렌즈(16)의 전면에 설치되어 있고, 상기 소스스톱(23)은 상기 투사스톱(25)과 동일선상에 하방으로 위치하고 있다.

상기 소스스톱(23)과 광로조절기(30)는 동일광축에 위치하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계의 작용은 다음과 같다.

먼저 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방사되어 소스렌즈(12)에 의해 집속되고 반사거울(24)에 의해 반사되고 소스스톱(23)의 투과공을 통과하게 되고, 이후 광로조절기(30)의 각 미러(30c)들이 광의 화소에 대응되어 틸팅(tilting)되면서 미러(30c)들의 틸팅각도에 따라 상방으로 투사되면서 투사스톱(25)의 투과공을 통과하여 투사렌즈(16)를 향하게 되고, 이에 따라 스크린에는 투사렌즈(16)의 광축의 상방에 화상이 구현되는 것이다.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계는 소스스톱을 투사스톱과 동일직선상의 하방에 위치시키고 광로조절기도 투사렌즈의 광축에 대해 하방으로 위치시키고 상기 광로조절기의 모듈레이션방향이 상방으로 되도록 각 미러어레이를 형성시켜 결국 스크린에 구현되는 화상이 상방으로 구현되고 이에 따라 사용자는 투사형화상표시장치의 이동없이도 더욱 간편하게 스크린에 구현된 화면을 시청할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사광을 집속시키는 집속렌즈(12)와, 상기 집속렌즈(12)의 광을 반사시키는 반사거울(24)과, 상기 반사거울(24)로부터 반사된 반사광을 투과시키는 소스스톱(23)과 상기 소스스톱(23)의 투과공을 투과한 광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(30)와, 상기 광로조절기(30)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투과시키는 투사스톱(25)과 상기 투사스톱(25)의 투과공을 통과한 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 이루어지되, 상기 광로조절기(30)는 광원으로부터 방사된 광을 화면에 대해 상방으로 투사시킬 수 있도록 각 미러어레이(30c)가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 상향 투사형 투사형화상표시장치의 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 소스스톱(23)은 상기 투사스톱(25)과 동일선상의 하방에 위치하고, 상기 광로조절기(30)는 상기 소스스톱(23)과 같은 광축에 위치하면서 동시에 상기 투사렌즈(16)의 광축에 대해 일정거리 d만큼 하방에 위치한 것을 특징으로 하는 상향투사형 투사형화상표시장치의 광학계.