KR0164179B1

KR0164179B1 - 투사형화상표시장치의 광학계

Info

Publication number: KR0164179B1
Application number: KR1019950037475A
Authority: KR
Inventors: 황진
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970025073A

Abstract

본 발명은 광로조절기의 전면에 2중 렌즈어레이를 설치하고 광로조절기를 투과형으로하여 단순한 광학계를 구성한 투사형화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 입사된 광을 반사시키는 반사거울(13)과, 상기 반사거울(13)로부터 반사된 입사광을 소정각도로 집속시키는 필드렌즈(14)와, 입사되는 광을 소정 신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(50)와, 상기 광로 조절기(50)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 이루어지는 투사형화상표시장치에 있어서, 상기 광로조절기(50)와 필드렌즈의 사이에는 2중렌즈어레이(30,40)가 설치되어 이루어진 것이다.

Description

투사형화상표시장치의 광학계

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치의 광학계의 개략적으로 나타낸 평면도.

제2도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도.

제3도는 제2도의 투사형화상표시장치에 있어서의 일부상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투사형화상표시장치 13 : 반사거울

14,15 : 필드렌즈 16 : 투사렌즈

30,40 : 제1,2렌즈어레이 30a : 렌즈부

30b : 코팅부 40a : 투과부

40b : 반사면 50 : 광로조절기

본 발명은 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광로조절기의 전면에 2중 렌즈어레이를 설치하고 광로조절기를 투과형으로하여 단순한 광학계를 구성한 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 x 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M x N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M x 1 개의 광선들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 M x N개의 광속들을 투사시켜 M x N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

제1도는 종래의 투사형화상표시장치의 개략도이다.

이 투사형화상표시장치(1)는 광원(11), 반사거울(13), 필드렌즈(14), 투사렌즈(15), 광로조절기(20)를 포함하고 있다.

상기에서 광원(11)은 고휘도의 백색광을 방사(emitting)하고, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광은 반사거울(13)에 의해 반사된다.

상기 필드렌즈(14)는 광로조절기(20)의 전면에 위치하여 큰 반사각을 갖고 반사거울(13)에서 반사되는 광이 손실되지 않도록 하며 광로를 줄이는 것이 바람직하다.

상기 광로조절기(20)는 상기 반사거울(13)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 액츄에이티드미러에러이패널(20a)은 M×N개의 트랜지스터들(도시되지않음)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(15)는 상기 광로조절기(20)에 의해 광량이 조절된 광을 스크린에 투사시킨다.

상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치에 있어서는 하나의 스톱에 의해 광모듈레이션 구현을 하기때문에 화소 단위별로 스크린의 밝기를 조절하기가 어렵고 이로인해 스크린의 밝기를 균일하게 조절하기 위한 광학계의 설계 자유도에 있어서 제약을 가져오는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 광학계를 구성하는 광로조절기의 전면에 2중렌즈어레이를 장착시킴으로써 광모듈레이션시 화소단위별로 스크린 밝기 조절이 쉽고 화소의 규일성을 증대시킬 수 있도록 된 투사형화상표시장치의 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 스톱만으로 광을 모듈레이션시키는 대신 2중렌즈어레이를 장착시킴으로써 광학계의 설계상의 자유도를 증대시킬 수 있도록 된 투사형화상표시장치의 광학계를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 고휘도의 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터의 방사광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 광의 소정각도로 투과/반사시키는 필드렌즈와, 상기 필드렌즈를 투과한 광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 구성된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 광로조절기와 필드렌즈의 사이에는 2중렌즈어레이가 장착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기 2중렌즈어레이는 제1 및 제2렌즈어레이로 구성되고, 제2렌즈어레이는 광원측면이 스톱의 역할을 하도록 코팅되어있고, 타측면은 반사면으로 형성되어있다.

상기 제2렌즈어레이를 투과한 광은 광로조절기에 의해 광로가 조절되어 제2렌즈어레이의 반사부에 의해 반사된 후 다시 광로조절기를 투과하여 광로조절기의 전면에 설치된 필드렌즈에 의해 각도가 조절된 후 투사렌즈를 지나 스크린에 상을 구현하게 된다.

이하 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 첨부도면을 참조하여 상세히 설령한다.

제2도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도로서, 제3도는 제2도의 일부상세도로서, 종래 도면과 동일부분에는 동일부호를 사용하였다. 이에 도시한 바와 같이, 투사형화상표시장치(10)는 광원(11), 반사거울(13), 필드렌즈(14), 광로조절기(50), 제1 및 2 렌즈어레이(30,40), 투사렌즈(15)로 구성되어 있다.

상기 제1렌즈어레이(30)에 있어서, 렌즈부(30a)는 광로조절기(50)의 미러(50c)의 숫자와 같이 형성되어있고, 다수개의 렌즈부(30a)사이에는 크롬(Cr)등의 재질로 된 블랙스트라이프(black stripe)가 코팅된 코팅부(30b)로 구성되어있다.

상기 제2렌즈어레이(40)에 있어서, 일측은 광을 통과시키는 투과부(40a)가 형성되어있고, 타측은 반사면(40b)이 형성되어있고, 상기 투과부(40a)를 제외한 면에는 크롬등의 재질로 코팅되어 광을 흡수하도록 되어있다.

상기 광로조절기(50)는 종래의 일반적인 AMA어레이패널과 동일한 구조를 가지며, 다만 AMA어레이패널(50a)는 투명한 글래스(glass)로 제작되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 작용을 살표보면, 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방시되고, 반사거울(13)에 의해 반사되어 필드렌즈(14)에 의해 각도가 조절되어 제1렌즈어레이(30)의 렌즈부(30a)를 통과하게 되고, 이후 제2렌즈어레이(40)의 투과부(40a)를 통과하게 되는데, 광로조절기(20)의 미러(20c)들이 소정신호에 의해 틸팅(tilting)되면서 미러(20c)들의 틸팅각도에 따라 화소들이 대응되어 상기 제2렌즈어레이(40)의 투과부(40a)를 통과한 광은 광로가 조절되어 반사면(40a)에 의해 반사된 후 광로조절기(50)의 패널(50a)를 투과하여 필드렌즈(15)를 지나 투사렌즈(16)에 의해 스크린으로 투사되어 상을 구현하게 되는 것이다.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계는 2중렌즈어레이를 광로조절기의 전면에 설치함으로써 입사되는 광의 화소에 대응하여 광모듈레이션이 가능하게 되므로 스크린에 맺히는 상의 밝기가 증대되는 효과가 있고, 또한 광로조절기를 투과형으로 함으로써 광학계의 구성이 간단해지는 효과가 있고 광학계의 설계자유도가 증대되는 효과가 있다.

Claims

고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 입사된 광을 반사시키는 반사거울(13)과, 상기 반사거울(13)로부터 반사된 입사광을 소정각도로 집속시키는 필드렌즈(14)와, 입사되는 광울 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(50)와, 상기 광로조절기(50)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 이루어지는 투사형화상표시장치에 있어서, 상기 광로조절기(50)와 필드렌즈의 사이에는 2중렌즈어레이(30,40)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.
제1항에 있어서, 상기 2중렌즈어레이(30,40)의 제1렌즈어레이(30)는 광로조절기(50)의 미러(50c)의 숫자와 같이 형성된 렌즈부(30a)와, 상기 다수개의 렌즈부(30a)사이에 코팅형성된 코팅부(30b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.
제1항에 있어서, 상기 2중렌즈어레이(30,40)의 제2렌즈어레이(40)는 투과부(40a)와 반사면(40b)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.
제1항에 있어서, 상기 광로조절기(50)의 패널(50a)는 글래스(glass)로 이루어져 광을 투과시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.