KR0170984B1 - 투사형화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소스스톱 및 투사스톱에 3색다이크로익컬러필터를 설치하고 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게하여 구성함으로써 장치의 제작이 간편해지고 영상신호의 노이즈를 줄일 수 있도록 된 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)에 의해 집속되어 소스스톱(23)을 투과한 광을 반사시키는 반사거울(14)과, 상기 반사거울(14)로부터 반사된 반사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(40)와, 상기 광로조절기(40)로 부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투과시키는 투사스톱(25)과, 상기 투사스톱(25)을 투과한 투과광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소스스톱(23)과 투사스톱(25)에는 3색다이크로익필터(32,34)가 각각 설치되어있고, 상기 광로조절기(40)는 그의 미러어레이(42c,44c,46c)가 적색,녹색 및 청색광을 각각 다른 각도로 반사시킬 수 있도록 설치된 것이다.

Description

투사형화상표시장치의 광학계

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 도시한 평면도.

제2도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 소스스톱과 투사스톱을 나타낸 사시도.

제3도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 광로조절기와 미러어레이를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투사형 화상표시 장치 23 : 소스스톱

14 : 반사거울 16 : 투사렌즈

25 : 투사스톱 40 : 광로조절기

42c,44c,46c : 적색, 녹색 및 청색미러어레이

본 발명은 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소스스톱 및 투사스톱에 3색다이크로익컬러필터를 설치하고 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게하여 구성함으로써 장치의 제작이 간편해지고 영상신호의 노이즈들 줄일 수 있도록 된 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 구비하는데 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 × N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

제1도는 종래 AMA를 이용한 광로조절기를 포함하고 있는 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 투사형화상표시장치(10)는 장원(11), 소스렌즈(12), 소스스톱(13), 반사거울(14), 투사스톱(15), 투사렌즈(16), 마이크로 컬러필터(17), 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(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(16)는 상기 광로조절기(20)에 의해 광량이 조절되고 마이크로컬러필터(17)에 의해 색분리되어 투사스톱(15)을 통과한 광을 스크린에 투사시킴으로써 컬러영상을 구현하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치에 있어서는 컬러를 구현하기 위해서는 광로조절기(20)의 전면에 마이크로 컬러필터(17)를 설치해야 하는데, 상기 마이크로컬러필터(17)는 광로조절기(20)의 미러어레이의 픽셀수와 동일하게 제작되어야 하므로 제작비용 비싸고, 또한 광로조절기(20)의 전면에 수십㎛의 간격을 두고 설치해야 하므로 설치가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 소스스톱과 투사스톱에 컬러필터를 설치하고 광로조절기의 틸팅각도를 다르게 조정함으로써 컬러구현이 가능하도록 되고 장치의 설치가 간단해지도록 된 투사형화상표시장치의 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈와, 상기 소스렌즈에 의해 집속되어 소스스톱을 투과한 광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 반사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투사시키는 투사스톱과, 상기 투사스톱을 투과한 투과광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 구성된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소스스톱은 각각 그의 투과공에 광원으로부터의 광을 적색,녹색 및 청색광으로 분리하여 투사시킬 수 있도록 3색다이크로익필터가 접착설치 되어있고, 상기 광로조절기는 그의 미러어레이가 적색,녹색 및 청색광을 각각 다른 각도로 반사시킬 수 있도록 설치되어있고, 상기 투사스톱은 상기 광로조절기의 각 미러어레이에 의해 반사된 적색,녹색 및 청색광을 각각 투사시킬 수 있도록 3색 다이크로익컬러필터가 접착설치 된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따르면 광원으로부터 방사된 광원은 소스스톱에 의해 적색,녹색 및 청색장으로 분리되어 광로조절기에 반사되는데, 상기 광로조절기의 각 미러어레이는 각기 다른각도로 적색,청색 및 녹색광을 반사시키고 이후 투사스톱에 의해 적색,녹색 및 청색광이 투과되어 투사렌즈를 통해 스크린에 투사됨으로써 소정의 영상정보를 얻을 수 있다.

이하 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서 소스스톱과 투사스톱을 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 소스스톱(23)은 초기 광원(11)으로부터 방사된 고휘도의 백색광으로부터 적색,녹색 및 청색광 성분을 분리시킬 수 있도록 그의 투과구멍(23a)에 3색 다이크로익컬러필터(32)가 접착설치 되어있다.

또한 상기 투사스톱(25)은 광로조절기(40)의 각 미러어레이로부터 반사되어 각도가 조절된 적색,녹색 및 청색광 성분을 각각 분리하여 투과시킬 수 있도록 그의 투과구멍(25a)에 3색 다이크로익컬러필터(34)가 접착설치 되어있다.

또한 제2도의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 소스스톱(23)의 3색 다이크로익컬러필터(32) 크기의 가로:세로비율이 a:b일 경우에 상기 투사스톱(25)의 3색 다이크로익컬러필터(34) 크기의 가로:세로의 비율은 3a:b로 되도록 한다.

제3도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 있어서의 광로조절기를 나타낸 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이, 광로조절기(40)는 그의 각 미러어레이가 적색,녹색 및 청색미러어레이(42c,44c,46c)가 스트라이프(stripe)형태로 형성되어있고, 상기 각 미러어레이(42c,44c,46c)는 상기 소스스톱(23)으로부터 투과된 청색,녹색 및 적색광을 광로를 조절하여 투사스톱(25)으로 반사시킬 수 있도록 서로 다른 반사각도를 가지고 설치되어있다 즉, 상기 각 미러어레이(42c,44c,46c)는 반사각도가 0°, θ, 2θ를 가지도록 초기 구동전압이 설정되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방사되고, 이후 소스스톱(23)을 지나면서 적색,녹색 및 청색광으로 분리되어 광로조절기(40)의 각 미러어레이(42c,44c,46c)에 도달되는데, 상기 광로조절기(40)의 각 미러어레이(42c,44c,46c)는 영상정보에 따라 각기 다른 각도로 틸팅되어 적색,녹색 및 청색광을 반사시키게 된다. 이후 광로조절기(40)의 각 미러어레이(42c,44c,46c)로부터 반사된 광은 투사스톱(25)을 통과하여 투사렌즈(16)를 통해 스크린에 컬러영상을 구현하게 되는 것이다.

상기 실시예와 같이 구성된 투사형화상표시장치에 따르면, 종래 컬러를 구현하기 위해 광로조절기의 전면에 설치해야하는 마이크로컬러필터가 불필요하게 되므로 장치의 제작이 간편해지는 효과가 있고, 영상정보의 노이즈 발생을 제거하는 효과가 있다.

상기에서 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 설명 및 도시하였으나, 본 발명의 기술분야에 익숙한 기술자라면 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)에 의해 집속되어 소스스톱(23)을 투과한 광을 반사시키는 반사거울(14)과, 상기 반사거울(14)로부터 반사된 반사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기(40)와, 상기 광로조절기(40)로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투과시키는 투사스톱(25)과, 상기 투사스톱(25)을 투과한 투과광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소스스톱(23)은 각각 그의 투과공에 광원으로부터의 광을 적색,녹색 및 청색광으로 분리하여 투사시킬 수 있도록 3색다이크로익필터(32)가 접착설치 되어있고, 상기 광로조절기(40)는 그의 미러어레이(42c,44c,46c)가 적색,녹색 및 청색장을 각각 다른 각도로 반사시킬 수 있도록 설치되어있고, 상기 투사스톱(25)은 상기 광로조절기(40)의 각 미러어레이(42c,44c,46c)에 의해 반사된 적색,녹색 및 청색광을 각각 투사시킬 수 있도록 3색 다이크로익컬러필터(34)가 접착설치 된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 소스스톱(23)의 3색 다이크로익컬러필터(32)의 가로:세로의 크기를 a:b로 설치할 경우에 상기 투사스톱(25)의 3색 다이크로익컬러필터(34)의 가로:세로의 크기는 3a:b로 설치함을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.