KR0138759B1 - 액정의 프로젝터 - Google Patents

Abstract

내용 없슴

Description

액정의 프로젝터

제 1도는 본 발명의 액정 프로젝터의 정면도,

제 2도는 동상 액정 프로젝터의 사용상황을 도시한 측면도,

제 3도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 액정 프로젝터의 정면도,

제 4도는 동상 액정 프로젝터의 사용 상황을 도시한 평면도,

제 5도는 동상 액정 프로젝터의 사용하는 부착틀의 정면도,

제 6도는 동상 액정 프로젝터의 전환 수단을 도시한 블록도,

제 7도는 광원 및 리플렉터 램프의 일부파단 정면도,

제 8도는 종래예의 광원 단면도,

제 9도는 본 발명의 액정판 유니트의 단면도,

제10도는 액정판 유니트의 또 다른 실시예의 단면도,

제11도는 종래예의 액정 프로젝터의 개략을 도시한 정면도,

제12도, 제13도는 각각 콘덴서 렌즈 및 액정판의 경사 각도와 콘트러스트의 관계를 도시한 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3 : 반사판5,50 : 액정판, 편광판

6 : 케이스10 : 부착판

11 : 개구12 : 통부

13, 23 : 브라켓15 : 자외선 컷 필터

24, 34 : 부착나사25 : 램프

27 : 플러그31 : 스테

32,57 : 부착틀33 : 구멍

35 : 아암판36 : 고정 보울트

38 : 부착구멍51 : 고정틀

52,53 : 방열용 유리판54 : 편광판

56 : 콘덴서 렌즈58 : 조정기구

89 : 방열틀59a : 방열판

60 : 미러61,62,63,64 : 다이크로익 미러

65 : 투광렌즈66 : 스크린

68 : 부착브라켓

본 발명은 액정 표시 패널을 투과한 투과광을 스크린에 투영하여 TV화상의 방영 또는 비디오화상 재생을 행하는 액정 프로젝터에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 패널을 사용한 액정 프로젝터가 제안되어 있다. ( 특개소 61-150487 ) [ H04N9/31 ].

그 프로젝터는 색분리한 3종류의 광신호(R,B,G)를 각각의 액정 패널을 투과시켜, 화상정보에 의하여 각각 변조한 후, 겹쳐 맞추어, 단일한 투광 렌즈에 의하여 전방의 스크린에 투영하는 것이다.

그 프로젝터는 전방에 스크린을 배치하여야 하므로 투광렌즈 전방에는 충분한 거리의 스크린 공간을 필요로 하였다.

그런데, 설치 장소의 방의 형상에 따라서는 이 충분한 스크린 공간을 확보할 수 없는 경우가 있다. 또한, 액정 프로젝터의 광원은 종래 제 8도에 도시한 바와 같이, 파라보라형의 리플렉터(1)의 중심 개구(11)에 메탈하라이드 램프(25)로 된 광원(1)을 세라믹계의 접착제(14)에 의하여 고정한 것이 사용되고 있다.

상기 메탈하라이드 램프는 고휘도이나, 다른 램프에 비하여 수명이 짧고, 2000시간 정도로 교환을 요하였다.

메탈하라이드 램프의 교환은 그것과 일체로 되어있는 리플렉터와 함께 행하기 때문에 값이 비싸지는 문제가 있었다. 액정판에 대해서는 50℃이하에서 동작시키는 것이 바람직하다. 액정판(Panel)의 전후에 배치되어 있는 편광판은, 예컨데 40%의 편광률로 외기보다도 30℃상승한다.

이 열은 액정판에 전도되어 액정판의 온도를 50℃이상으로 가열하여 파손되게 하는 경우가 있었다.

액정판에는 고콘트러스트비를 얻기 위하여, 통상은 노오머리 화이트형의 것이 사용된다.

그러나, 이러한 타입의 액정판에는 급준한 우선시야 각(약 6도)이 존재하며, 이 각도에서 어긋난 빛에 대해서는 급격히 콘트러스트비가 저하 된다.

따라서, 종래에는 제11도에 도시한 바와같이 액정판(50), 입사측 및 출사측의 편광판(54,55), 콘덴서렌즈(56)를 포함하여, 일체화된 액정판 유니트(5)를 광축과 직교하는 면에 대하여 약 6도 경사시켜 배치하고 있었다( 일본국 실개소 64-30978 ) [ H04N 5/74 ]. 그러나, 입사측 및 출사측의 편광판(54,55)은 빛이 직교하여 입사한 경우만 폴라라이저 및 어날라이저로서 양호하게 동작하는 것이다. 그러나, 상기 종래예에서는 편광판은 광축과 직교하는 면에서 약 6도 경사지고 있으므로, 양호한 상기 동작을 행할 수 없고, 결과적으로는 콘트러스트가 나쁜 화상이 되는 문제가 있었다.

본 발명은 투영방향의 프로젝터 기장을 가급적으로 작게하여, 프로젝터 공간이 좁은 경우라도 투영할 수 있는 액정 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본발명은 투광렌즈의 전방에 스크린 공간이 확보되지 않는 경우라도, 투광렌즈의 옆쪽에 공간이 있으면, 그 공간을 이용하여 칼라화상을 투영할 수 있는 액정 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 광원의 램프교환시에 리플렉터로 부터 램프만을 분리하여 교환함으로써, 비용절감할 수 있는 액정프로젝터를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 목적으로 하는 바는 액정판 유니트의 액정판의 온도 상승을 방지하여, 액정판을 보호할 수 있는 액정 프로젝터를 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 목적으로 하는 바는 액정판을 광축에 대하여 우선시야 각에 대응하여 경사시켜서, 더욱이 콘트러스트가 양호한 화상을 얻을 수 있는 액정 프로젝터를 제공하는데 있다.

제 1도에 있어서, 편평한 케이스(6)내에서 메탈 하라이드 램프에 의하여 구성한 광원(2)이 리플렉터(1)중에 배치되어 부착되어 있고, 광원(2)으로 부터 자외선 컷 필터(15)를 통하여 편행 광선이 출사된다.

그 광선은 전방의 미러(60)에서 반사된 후, 청색 광만을 반사하고 다른 빛은 통과시키는 다이크로익 미러(61), 적생광 만을 반사하는 제 2다이크로익 미러(62)에 의하여 빛은 청, 적, 녹의 3성분으로 분리한다. 각 광성분은 각각 액정판 유니트(5)를 투과하고, 이때 화상신호에 의하여 변조가 가해진다. 변조된 광선을 제 3, 제 4다이크로익 미러(63,64)를 통과시켜, 중첩 합성하여, 전방의 투광렌즈(65)로 보낸다. 이상의 구성은 공지의 액정 프로젝터와 같으나, 본발명에 있어서는 투광렌즈(65)의 전방에 광축방향에 대해 45도의 각도로 경사진 반사판(3)을 배치하고 있다.

투광렌즈(65)로 부터 출사한 광선은 반사판(3)에 있어서 광축방향을 90도 굴곡하여, 케이스(6)의 전방개구(67)로 부터 나와서, 전방에 배치된 스크린(66)에 화상을 투영하는 것이다.

케이스(6)는 적당한 테이블 위에 수평으로 놓거나, 제 2도에 도시된 바와같이 케이스(6)의 후벽에 설치된 부착 브라켓(68)에 의하여 벽에 걸어도 좋다.

광원(2)은 제 7도에 도시한 바와같이, 리플렉터(1)의 개구(11)중에 붙이고 떼기 가능하게 부착되어 있다. 리플렉터(1)는 개구(11)의 통부(12)에 바깥쪽으로 뻗는 브라켓(13)이 부착되어 있고, 광원(2)의 꼭지쇠(21)에는 램프(25)로 부터 소정높이의 위치에 바깥쪽으로 내민 단부(22)를 형성함과 동시에, 리플렉터(1)의 브라켓(13)에 대향하여 브라켓(23)이 돌출되어 있다. 램프(25)를 리플렉터(1)의 윗쪽으로 부터 개구(11)에 삽입하여, 리플렉터(1)내부에 내리면, 꼭지쇠의 단부(22)가 통부(12)의 윗가장자리에 닿아서 지지되며, 램프(25)는 리플렉터(1)의 촛점의 위치에서 위치가 결정된다. 양브라켓(13,13)에 부착나사(24)를 끼워 죔으로써 광원(2)은 리플렉터(1)에 붙이고 떼기 가능하게 고정되는 것이다. 리플렉터(1)를 케이스(6)의 부착판(10)에 고정시키고, 플러그(27)를 꼭지쇠의 단자(26)에 접촉하여 램프(25)는 발광한다. 광원의 교환은 나사(24)를 빼면 광원(2)만이 리플렉터(1)의 개구(11)로부터 윗쪽으로 빼낼 수 있으므로, 광원의 교환이 용이하다.

리플렉터(1)는 반복하여 사용할 수 있으므로 돈이 적게 든다.

본 발명에서는, 광원(2)으로부터 투광렌즈까지의 광학경로를 포함한 면에 대하여, 투영 방향은 90도 옆쪽이므로, 케이스(6)중의 광학 기계 부분이 대형화하여도 스크린 투영방향에는 영향을 미치지 않고, 프로젝터 설치 길이는 케이스의 두께 정도로 족하므로 좁은 스크린 공간에 있어서도 화면을 크게 투영할 수 있다.

제 3도, 제 4도는 본 발명의 다른 실시예로서, 투광렌즈(65)의 바깥쪽에 스테(31)를 부착나사(34)에 의하여 붙이고 떼기 가능하게 고정시키고 있다.

그 스테(31)에 대하여 제 5도에 도시한 부착틀(32)을 대고 윗쪽의 구멍(33)에 나사(도시하지 않음)를 통하여 고정시키고 있다.

부착틀(32)의 상하부에는 1쌍의 아암판(35)이 평행으로 뻗어있고, 그 아암판 사이에 반사판(3)을 끼워, 광축방향에 대하여 약 45도의 각도로 경사시켜 배치한다. 반사판(3)은 아암판(35,35) 사이에서 상하의 추축(37,37)에 의하여 각도 조절 가능하게 지지되고, 상하의 아암판(35)으로 부터 뻗는 고정 보울트(36,36)에 의하여 반사판(3)의 부착각도로 고정된다.

투광렌즈(65)로 부터 출사한 광선은 반사판(3)에 있어서 수평면 내에서 90도 각도로 굽혀져 옆쪽으로 배치된 스크린(66)에 영상을 투영한다.

스크린(66)이 제 4도의 스크린과는 반대쪽의 옆쪽에 있을 때에는 부착틀(32)을 스테(31)로 부터 벗기고, 상하 반전하여 다시 스테(31)에 부착함으로써 투광렌즈(65)로 부터 출사한 광선은 반대쪽의 옆쪽으로 투영할 수 있다. 부착틀(32)은 상하의 아암판(35,35)에 대하여 90도 옆쪽으로 보조의 부착구멍(38)을 개설하고 있다. 부착틀(32)을 스테(31)로 부터 벗겨서 90도 위상을 바꾸어 보조 부착구멍(38)을 스테(31)에 고정시킴으로써 투광렌즈(65)로 부터 출사한 광선은 윗쪽을 향하여 90도 반사시킬 수 있다.

이 경우, 스크린은 천정에 배치하여, 감상자는 누운 자세로 천정 스크린에 투영되는 영상을 감상할 수 있다.

이상의 실시예에 있어서는 전방에 넓은 스크린 공간이 있는 경우에는 부착틀(32) 및 스테(31)를 벗기고 전방의 스크린에 투영한다. 스크린 공간이 방의 옆쪽 또는 윗쪽에 있을 때에는 스테(31)를 케이스(6)에 부착하고, 부착틀(32)의 적당한 구멍(38,38)을 스테(31)에 맞추어 고정시킴으로써 좌우쪽 또는 윗쪽의 스크린에 투영할 수 있다.

반사판(3)을 투광렌즈(65)의 앞쪽에 배치하고, 화상광선을 반사판(3)으로 반사시키면, 화상의 좌우가 바뀌므로, 이것을 수정하는 절환회로(4)가 제 6도에 도시한 액정판(5)의 제어회로(42)에 설치되어 있다.

액정판(5)은 1라인 384개의 화소가 240라인 배치되어 구성되어 있고, 수평 방향에는 쌍방향 시프트 레지스터(43), 수직방향에는 시프트 레지스터(44)에 연결되어, 제어회로(42)에 의하여 타이밍과 시프트 방향이 제어된다.

제 1도, 제 3도의 편향판(5) 및 반사판(60)과 제 3, 제 4다이크로익 미러(63,64)의 배치에 의하여 명백한 바와같이, 케이스(6)내부에서의 녹광선(G)의 반사회수와 적 및 청광선(R,B)의 반사회수는 다르므로, 녹광선의 액정판(5)의 수평구동 시프트 레지스터(43)에 대해서는 시프트 방향을 반전하는 인버터(45)가 삽입되어 있다.

반사판(3)을 부착함으로써 절환스위치(40)를 수동 또는 자동으로 절환하면, 트랜지스터(41)는 정지하고, 회로상의 A점의 전위는 H로부터 L로 변한다. 제어회로(42)는 시프트 방향 반전신호를 발하여 수평방향 시프트 레지스터(43)의 시프트 방향을 역전 시킨다. 전환회로 A점의 전위는 반사판을 설치하지 않을 때에는 H이고, 반사판을 부착하면 L로 전환되므로, 스크린에는 항상 정상적인 영상이 투영된다. 액정 표시 패널 유니트(5)는 제 9도에 도시한 바와 같이, 콘덴서 렌즈(56)의 이면에 투명 토리콘 접착제의 의하여 입사측 편광판(55)을 접착하고, 이것을 방열틀(59)에 전열성 접착제에 의하여 접착하고 있다.

부착틀(51)의 4구석에 지주(51a)를 돌출 설치하고 스페이서를 통하여 액정판 부착틀(57)을 끼워 방열틀(59)을 스페이서 선단에 대고 나사로 고정하여, 액정판 부착틀(57)을 부착틀(51)과 방열틀(59)사이에서 약간 이동 가능하게 지지하고 있다.

출사측 편광판(54)은 기판유리(54a)에 접착하고, 그 기판유리(54a)을 방열틀(59a)에 전열성 실리콘 접착제에 의하여 접착하고 있다.

액정판(50)은 양면에 각각 방열용 유리판(52,53)을 투명 실리콘 접착제에 의하여 접착하고 있고, 온도 상승은 방지된다.

상기 액정판(50)및 방열판(59a)은 고정틀(51)의 양쪽에서 비스(51a)로 나사고정 시키고 있다.

액정판 부착틀(57)의 상하 및 양쪽에 설치된 조정기구(58)를 조정하고, 액정판 부착판(57)에 대한 부착틀(51)의 상대적인 위치를 조정하여, 광선을 합성하였을 때의 콘버어제스 조정이 행하여 진다.

제10도는 액정판의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본발명은 광축에 수직인 평면에 대하여 액정판(50)을 우선시야각에 대응한 각도(θ)만큼 경사시켜 배치함과 동시에, 스테(58,59)를 부착틀(51)의 전후에 배치하여 콘덴서 렌즈(56)및 전후의 편광판(54,55)을 광축에 대하여 대략 직교시켜 배치한 것이다.

본 발명은 각 액정판(5)의 액정판(50)은 공지된 바와같이 우선시야각에 따라 경사시킴과 동시에 콘덴서 렌즈(56)를 광축에 대하여 직각으로 설치한 점을 특징으로 한다. 각 액정판(50)의 경사각도를 우선시야각에 대응한 경사각도로 유지한 채, 제12도와 같이 콘덴서 렌즈(56)의 경사각도(θ)를 바꾸었을 때의 콘트러스트의 변화를 조사하였던 바, 제12도의 그래프에 정성적으로 도시된 바와 같이 경사 각도(θ)가 우선시야각인 3내지 6도 부터 0도로 접근함에 따라 콘트러스트가 개선되는 것을 출원인을 발견하였다.

또한, 출원인은 콘덴서 렌즈(56)를 광축에 대하여 직각으로 설치한 상태로 액정판(50)의 경사각도(θ)를 바꾼 경우의 콘트러스트의 변화를 스크린의 상부, 중앙부 및 하부의 영역으로 나누어 조사하였다.

그 결과, 제13도에 도시한 바와같이, 화면의 상부에서는 액정판의 경사각도(θ)가 커짐에 따라 콘트러스트가 떨어지고 있으나, 화면의 중앙부 및 하부에서는 반대로 콘트러스트가 개선되는 것이 명백히 되었다. 일반적으로는 스크린 중앙부의 콘트러스트가 중요시되므로, 액정판(50)의 경사각도(θ)는 6도에 설정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

그러나, 액정판의 경사각도가 3도를 넘어 6도에 가까워 지면, 흑일색으로 된 화면의 경우, 화면의 상부 또는 중앙부가 국부적으로 희게 되는 이른바「흑부(黑浮)」라고 불리는 결점이 생기는 것을 알았다. 그래서, 콘트러스트의 개선 및 흑부의 방지의 양쪽을 고려하면, 각 액정판의 최적 경사각도는 대략 3도가 바람직하다고 할 수 있다.

각 액정판의 출사쪽에 배치한 편광판(54)은 액정판(50)과 동일한 경사각도로 경사진 경우에도 대략 똑같은 효과가 얻어졌다.

또, 흑부의 문제는 액정판의 방열 성능과 밀접한 관계가 있다고 생각되어, 액정판을 강제 냉각함으로써 흑부가 해소될 수 있으며, 각 액정판의 경사 각도를 예컨대 6도로 설정할 수도 있다.

화상 광선을 반사판(3)에 의하여 반사시켰을 때의 상의 좌우의 절환 수단은 시프트 레지스터(43)에 대한 전기적인 수단에 한하지 않고, 미러 또는 프리즘을 사용하여 광학적으로 반전시키는 수단도 포함한다.

도면 및 상기 설명은 본발명을 한정하는 것은 아니고, 당업자라면 특허청구의 범위에 기재된 범위내에서 여러가지 변경을 행하는 것은 가능하고, 그러한 변경은 본발명의 특허청구의 범위의 범위내에 속하는 것이다.

Claims (5)

1. 광원,

   그 광원으로 부터의 빛을 3성분으로 분리하는 광분리수단,

   그 광분리 수단에 의하여 분리된 3성분의 광의 각 광로중에 삽입되어 화상 정보에 따라 상기 3성분의 빛을 변조하는 액정표시 패널 및

   그 액정 표시 패널을 투과한 상기 3성분의 빛을 광학적으로 합성하는 광합성 수단을 갖춘 액정 프로젝터에 있어서,

   상기 광원은 중심에 개구를 설치한 대략 파라볼라 형상의 리플렉터에 대하여, 리플렉터의 개구로 부터 리플렉터의 안쪽으로 삽입가능하고, 상기 광원은 바깥쪽으로 내민 단부를 가지며, 그 단부를 리플렉터의 개구단면에 맞대어 붙이고 떼기 가능하게 부착된 꼭지쇠와, 그 꼭지쇠와 일체가 되어 상기 리플렉터의 촛점 위치에 발광부가 위치하는 램프를 포함되며,

   상기 광합성 수단의 사출측에 배치되어, 상기 광합성 수단에 의하여 합성된 빛을 광축 방향과 대략 직교하는 방향으로 반사시키는 반사수단 및

   상기 액정 표시 패널의 하나 이상에 연계되어 화상의 좌우방향을 절환하는 절환 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
2. 제 1항에 있어서, 반사 수단은 제거 가능하고, 절환 수단은 온,오프가능한 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
3. 제 1항에 있어서, 액정 패널 유니트는 액정판의 양면에 각각 방열용 유리를 접착하고, 각 방열용 유리로 부터 소정도 떨어져서 1쌍의 편광판을 대향시켜 배치하고, 콘덴서 렌즈를 입사측 편광판에 접착하여 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 액정 패널 유니트는 액정판을 광축에의 직교면에 대하여 우선시야각에 따라 소정도 경사시켜 배치하고, 콘덴서렌즈 및 입사측 편광판을 광축에 대하여 직교하여 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
5. 제 4항에 있어서, 액정판의 경사각도는 약 3도인 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.

Images