KR0164182B1

KR0164182B1 - Projector

Info

Publication number: KR0164182B1
Application number: KR1019950036498A
Authority: KR
Inventors: 양진세
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970025076A

Abstract

본 발명은 소스스톱의 일측면에는 렌티큘러렌즈를 형성시키고 타측에는 블랙메트릭스코팅을 형성시켜서 모듈레이션시 에러를 최소화시킬 수 있도록 된 투사형화사표시장치에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터의 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)로부터 집속된 광을 양자화시키는 소스스텝(13)과, 상기 소스스톱(13)을 투과한 광을 반사시키는 반사거울(14)과, 상기 반사거울(14)로부터 반사된 입사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(20)와, 상기 광로조절기(20)로부터 광로가 조절된 광의 광로에 위치하여 광을 투과/차단시키는 투사스톱(15)과, 광로조절기(20)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성되며, 상기 소스스톱(13)은 광원에 대향되는 면에는 렌티큘러렌즈(13a)가 형성되어있고, 타측면에는 일정위치에 블랙메트릭스(13b)가 코팅된 것이다.The present invention relates to a projection type display device that can minimize errors during modulation by forming a lenticular lens on one side of the source stop and a black metric coating on the other side, the configuration of which is a light source for emitting high-brightness white light ( 11), a source lens 12 for condensing light from the light source 11, a source step 13 for quantizing the light condensed from the source lens 12, and a transmission through the source stop 13 A reflection mirror 14 for reflecting a light, an optical path controller 20 for adjusting an optical path so that incident light reflected from the reflection mirror 14 corresponds to a pixel according to a predetermined signal, and an optical path from the optical path controller 20 Projection stop 15 is positioned in the light path of the adjusted light is transmitted and blocked light, and the projection lens 16 for projecting the incident light to the screen by adjusting the light path from the optical path controller 20, The source stop 13 has a lenticular lens 13a formed on a surface opposite to the light source, and the other side is coated with black metrics 13b at a predetermined position.

Description

투사형화상표시장치Projection Image Display

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.1 is a plan view schematically showing a conventional general projection image display device.

제2도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 있어서의 소스스톱을 나타내는 도면으로서,2 is a diagram showing a source stop in the projection image display apparatus according to the present invention.

(a)는 정면도.(a) is a front view.

(b)는 측면도.(b) is a side view.

제3도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 있어서 광로조절기의 틸팅각도와 투과되는 광량과의 비를 나타낸 도표이다.3 is a chart showing the ratio between the tilting angle of the optical path controller and the amount of transmitted light in the projection image display apparatus according to the present invention.

* 도면이 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawing

10 : 투사형화상표시장치 12 : 소스렌즈10: projection image display device 12: source lens

13 : 소스스톱 14 : 반사거울13: source stop 14: reflection mirror

20 : 광로조절기 15 : 투사스톱20: optical path controller 15: projection stop

16 : 투사렌즈16: projection lens

본 발명은 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소스스톱의 일측면에는 렌티큘러렌즈를 형성시키고 타측에는 블랙메트릭스코팅을 형성시키는 모듈레이션시 에러를 최소화시킬 수 있도록 된 투사형화상표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical system of a projection image display (projector), and more particularly, a projection image to minimize the errors in the modulation to form a lenticular lens on one side of the source stop and the black metric coating on the other side It relates to a display device.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형화상표시장치와 투사형화상표시장치로 구분된다.An image display apparatus is classified into a direct image display apparatus and a projection image display apparatus according to a display method.

직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는 데 한계가 있다.The direct view type image display device includes a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT image display device has a good image quality but has a problem such as an increase in weight and thickness as the screen is enlarged, and a high price. There is a limit.

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 매무 낮다.Projection type image display devices include a large crystal display (hereinafter referred to as an LCD), and such a large screen LCD can be thinned to reduce the weight. However, such an LCD has a high light loss due to a polarizing plate and a thin film transistor for driving the LCD is formed for each pixel, so that there is a limit in increasing the aperture ratio (light transmission area).

따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형화상표시장치가 개발되었다.Accordingly, a projection image display device using Actuated Mirror Arrays (hereinafter referred to as AMA) has been developed by Aura, USA.

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 1개의 광원들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형호상표시장치는 M x N개의 광속들을 투사시켜 M x N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.The projection image display device is divided into one-dimensional AMA and two-dimensional AMA. The one-dimensional AMA has mirror surfaces arranged in an M × 1 array, and the two-dimensional AMA has mirror surfaces arranged in an M × N array. Therefore, a projection image display device using a one-dimensional AMA pre-scans M x 1 light sources using a scanning mirror, and a projection image display device using a two-dimensional AMA projects M x N light beams to produce an array of M x N pixels. Branches represent images.

제1도는 종래의 투사형화상표시장치는 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional projection image display apparatus.

이 투사형화상표시장치(10)는 광원(11), 소스렌즈(12), 소스스톱(13), 반사거울(14), 투사스톱(15), 투사렌즈(16), 광로조절기(20)를 포함하고 있다.The projection image display device 10 includes a light source 11, a source lens 12, a source stop 13, a reflection mirror 14, a projection stop 15, a projection lens 16, and an optical path controller 20. It is included.

상기에서 광원(11)은 고휘도의 백색광을 방사(emitting)하고, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광은 소스렌즈(12)에 의해 집속되어 소스스톱(13)을 지나게 되고 반사거울(12)에 의해 반사된다.In this case, the light source 11 emits high brightness white light, and the light emitted from the light source 11 is focused by the source lens 12 to pass through the source stop 13 and to the reflection mirror 12. Is reflected by.

상기 광로조절기(20)는 반사거울(12)로부터 입사된 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 거울(20c)과, 이 거울(20c)이 일정경로를 가지도록 하는 액추에이터(20b)가 M × N개가 실장된 액츄에이티드미러에러이패널(20a)로 이루어진다. 상기 액츄에이티드미러어레이패널(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.The optical path controller 20 includes a mirror 20c for reflecting the light path to be adjusted to correspond to the pixels incident from the reflection mirror 12, and an actuator 20b for allowing the mirror 20c to have a predetermined path. It consists of the actuated mirror error panel 20a which mounted MxN pieces. The actuated mirror array panel 20a includes M × N transistors (not shown), and the actuator 20b is mounted on the actuated mirror array panel 20a so as to be electrically connected to the transistors. Deformed by the electric field generated by the image signal, the mirror 20c mounted on the top is inclined by a predetermined angle.

상기 광로조절기(20)로부터 반사된 광은 투사스톱(15)에 도달된다.The light reflected from the optical path controller 20 reaches the projection stop 15.

상기 투사렌즈(16)는 상기 광로조절기(20)에 의해 광량이 조절되고 상기 투사스톱(15)을 통과하여 입사된 광을 스크린을 향해 투사시킨다.The projection lens 16 adjusts the amount of light by the optical path controller 20 and projects the light incident through the projection stop 15 toward the screen.

상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치에 있어서, 광로조절기의 구동방식이 아날로그(ANALOG)방식이므로 정확한 색재현이 어렵다는 문제점이 있었다. 즉, 모듈레이션시 렌즈의 수차 및 광학계를 구성하는 부품의 기구적인 공차로 인해 정확한 모듈레이션이 어렵게 되는데, 모듈레이션(modulation)시투사스토퍼에서의 선폭만틈이 모듈레이션에러로 발생되는 문제점이 생기는 것이다.In the conventional projection image display device configured as described above, there is a problem that accurate color reproduction is difficult because the driving method of the optical path controller is an analog (ANALOG) method. In other words, accurate modulation is difficult due to the aberration of the lens and the mechanical tolerances of the components constituting the optical system during modulation, which causes a problem that only a line width gap in the projection stopper occurs due to a modulation error during modulation.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 투사형화상표시장치의 있어서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 광학게를 구성하는 소스스톱의 기구적인 특성을 개선하여 모듈레이션시 발생하는 모듈레이션에러를 줄일 수 있도록 된 투사형화상표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional projection image display device as described above, and the projection type to reduce the modulation error generated during modulation by improving the mechanical characteristics of the source stop constituting the optical crab It is an object to provide an image display device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 집속시키는 소스렌즈와, 상기 소스렌즈로부터 집속된 광을 양자화시키는 소스스톱과, 상기 소스스톱을 투과한 광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 입사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절된 광의 광로에 위치하여 광을 투과/차단시키는 투사스톱과, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 구성된 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a light source for emitting a high brightness white light, a source lens for focusing the light from the light source, and to quantize the light focused from the source lens A source stop, a reflection mirror for reflecting light passing through the source stop, an optical path controller for adjusting an optical path to correspond to a pixel according to a predetermined signal, and the incident light reflected from the reflective mirror, and an optical path controlled from the optical path controller. An optical system of a projection image display device comprising a projection stop positioned in an optical path of light and transmitting / blocking light, and a projection lens for projecting incident light by adjusting the optical path from the optical path controller.

상기 소스스톱은 광원에 대향되는 면에는 렌티큘러렌즈가 형성되어있고, 타측면에는 일정위에 블랙메트릭스가 코팅된 것이다.The source stop is a lenticular lens is formed on the surface facing the light source, the other side is coated with a black matrix on a predetermined position.

이하 본 발명에 따른 투사형화상표시장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a projection image display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 소스스톱의 구성을 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 소스스톱(13)의 일측면에 형성된 렌티큘러렌즈(13a)의 각 피치는 스톱크기 ℓ에대해 그레이레벨 g를 만족시키기 위해 ℓ/g에 해당하는 피치를 가지도록 가공하였다.2 (a) and 2 (b) show the configuration of the source stop according to the present invention. As shown in the drawing, each pitch of the lenticular lens 13a formed on one side of the source stop 13 stops. In order to satisfy the gray level g for size 1, it was processed to have a pitch corresponding to 1 / g.

예를 들어 스톱크기 20Cm, 그레이레벨 100을 표현하기 위해 위의 스트라이프는 20/100Cm=200㎛피치정도로 렌티큘러렌즈(13a)와 블랙메트릭스(13b)를 가공한다. 상기 렌티큘러렌즈의 곡률 R값은 광원(11)에서 나온 빛을 소스렌즈(12)가 어느정또 평행하게하고, 이 광을 광로조절기(20)에 고루 비추어지게 하도록 정확한 R값을 선택한다.For example, in order to express the stop size 20Cm and the gray level 100, the above stripe processes the lenticular lens 13a and the black matrix 13b with a pitch of 20 / 100Cm = 200 µm. The curvature R value of the lenticular lens selects an accurate value of R such that the source lens 12 is parallel to the light emitted from the light source 11 and is evenly reflected on the optical path controller 20.

상기 소스스톱(13)의 타측면에 코팅형성된 블랙메트릭스(13b)는 렌티큘러렌즈(13a)를 통과한 빛의 충분한 량이 통과하도록 하는 범위내에서 피치50% 이상의 면적을 갖도록 할 수 있다. 블랙메트릭스(13b)의 면적이 크면 클수록 모둘레이션 에러를 줄일 수 있으나 이 경우 투과되는 빛의 량은 줄어들게 되므로 바람직하게는 위의 범위가 되도록 블랙메트릭스(13b)를 형성시킨다.The black matrix 13b coated on the other side of the source stop 13 may have a pitch of 50% or more within a range that allows a sufficient amount of light passing through the lenticular lens 13a to pass therethrough. As the area of the black metrics 13b is larger, the modulation error can be reduced, but in this case, since the amount of transmitted light is reduced, the black metrics 13b are preferably formed to be in the above range.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 있어서, 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광의 방사되고, 소스렌즈(12)에 평행하게 되어 소스스톱(13)의 렌티큘러렌즈(13a)를 지나 블랙메트릭스(13b)를 통과하면서 양자화되어 반사거울(14)에 의해 반사되고, 이후 광로조절기(20)에 의해 광로가 조절되어 투사스톱(15)을 통과하여 투사렌즈(16)를 지나면서 스크린에 화상을 형성하게 된다.In the projection image display device according to the present invention configured as described above, white light having high luminance is emitted from the light source 11, and is parallel to the source lens 12 to pass through the lenticular lens 13a of the source stop 13, and then black. Quantized while passing through the matrix 13b and reflected by the reflecting mirror 14, the optical path is then adjusted by the optical path controller 20, passes through the projection stop 15 and passes through the projection lens 16 to the image on the screen Will form.

제3도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 있어서 광로조절기의 틸팅각도와 투과되는 광량과의 비를 나타낸 것으로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형화상표시장치는 소스스톱에 의하여 광원으로부터의 광이 양자화된 상태로 스크린에 화상을 형성하기 때문에 광로조절기를 통해 조절할 수 있는 조절에러의 오차허용범위(d)가 생기게 되므로 종래에 비해 정확하게 광량을 조절할 수 있는 효과가 있고, 결국 모듈레이션시 에러를 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.3 shows the ratio between the tilting angle of the optical path controller and the amount of transmitted light in the projection image display device according to the present invention. As shown in the drawing, the projection image display device according to the present invention is controlled from a light source by a source stop. Since the light is formed on the screen in the quantized state, the error tolerance range (d) of the control error that can be adjusted through the optical path controller is generated, so that the amount of light can be adjusted more accurately than in the prior art. The effect is to reduce.

Claims

고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터의 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)로부터 집속된 광을 양자화시키는 소스스톱(13)과, 상기 소스스톱(13)을 투과한 광을 반사시키는 반사거울(14)과, 상기 반사거울(14)로부터 반사된 입사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(20)와, 상기 광로조절기(20)로부터 광로가 조절된 광의 광로에 위치하여 광을 투과/차단시키는 투사스톱(15)과, 상기 광로조절기(20)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성되되, 상기 소스스톱(13)은 광원에 대향되는 면에는 렌티큘러렌즈(13a)가 형성되어있고, 타측면에는 일정위치에 블랙메트릭스(13b)가 코팅된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치.A light source 11 emitting high brightness white light, a source lens 12 for focusing light from the light source 11, a source stop 13 for quantizing the light focused from the source lens 12, A reflection mirror 14 for reflecting light transmitted through the source stop 13, an optical path controller 20 for adjusting an optical path to correspond to a pixel according to a predetermined signal, and the incident light reflected from the reflection mirror 14; A projection stop 15 positioned in the optical path of the light whose light path is adjusted from the optical path controller 20, and a projection lens for projecting the incident light by adjusting the light path from the optical path controller 20 to the screen; 16, wherein the source stop 13 has a lenticular lens 13a formed on a surface opposite to the light source, and a black matrix 13b is coated at a predetermined position on the other side thereof. Display.