KR0170975B1 - 투사형화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게 하고 투사스톱의 투사공에는 컬러를 구현할 수 있도록 적색, 청색 및 녹색필터부를 접착설치함으로써 광효율을 증대시키고 구성이 간단해진 투사형화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)로부터의 광을 투과시키는 소스스톱(22)과, 상기 소스스톱을 투과한 투과광을 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(24)과, 상기 투사스톱(24)을 투과한 투과량을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성된 투사형화상표시장치에 있어서, 상기 소스스톱(22)은 중앙부에 직사각형형상의 투과공(22a)이 형성되어 있고, 상기 투사스톱(24)의 투과공(24a,24b,24c)에는 적색, 녹색 및 청색성분을 투과시킬 수 있도록 적색, 녹색 및 청색필터부(30a,30b,30c)가 접착설치되어 있고, 상기 광로조절기(40)는 소정신호에 따라 다른 각도로 틸팅되도록 된 적색, 녹색 및 청색대응 미러어레이(42,44,46)가 형성되어 이루어진 것이다.

Description

투사형화상표시장치의 광학계

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 도시한 평면도.

제2도(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서 소스스톱을 나타낸 도면으로서,

(a)는 정면도.

(b)는 우측면도.

제3도(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서 투사스톱을 나타낸 도면으로서,

(a)는 정면도.

(b)는 우측면도.

제4도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 광로조절기에 있어서 각 미러어레이의 틸팅(tilting)각도를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투사형화상표시장치 14 : 반사거울

16 : 투사렌즈 40 : 광로조절기

22 : 소스스톱 24 : 투사스톱

30a,30b,30c : 적색, 녹색 및 청색필터부

본 발명은 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명은 광로조절기의 각 미러어레이의 틸팅각도를 다르게 하고 투사스톱의 투사공에는 컬러를 구현할 수 있도록 적색, 청색 및 녹색필터부를 접착설치함으로써 광효율을 증대시키고 구성이 간단해진 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 액츄에이티드 미러어레이(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×1어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M×N어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개의 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 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 액츄에이티드미러어레이패널(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)을 통과한 광을 스크린에 투사시킨다.

그러나 상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치에 있어서는 컬러를 구현하기 위해서는 광원으로부터의 입사광중에서 적색, 청색 및 녹색성분을 분리하는 다이크로익미러와 적색, 청색 및 녹색광로조절기가 필요하므로 장치가 커지는 문제점이 있고, 제작비가 많이 드는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 투사형화상표시장치에 있어서 1판의 광로조절기를 통해 간단한 방식으로 컬러를 구현할 수 있도록 된 투사형화상표시장치의 광하계를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈와, 상기 소스렌즈로부터의 광을 투과시키는 소스스톱과, 상기 소스스톱을 투과한 투과광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 반사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 투과시키는 투사스톱과, 상기 투사스톱을 투과한 투과량을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 구성된 투사형화상표시장치에 있어서, 상기 소스스톱은 중앙부에 직사각형형상의 투과공이 형성되어 있고, 상기 투사스톱의 투과공에는 적색, 녹색 및 청색성분을 투과시킬 수 있도록 적색, 녹색 및 청색필터부가 접착설치되어 있고, 상기 광로조절기는 소정신호에 따라 다른 각도로 틸팅되도록 된 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 미러어레이가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.

이하 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서 소스스톱을 나타낸 정면도 및 우측면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 소스스톱(22)은 일정크기의 직사각형의 투과공(22a)이 형성되어 있다.

제3도(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서 투사스톱을 나타낸 정면도 및 우측면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 투사스톱(24)은 일정간격을 가지고 형성되어 있는 투과공(24a,24b,24c)이 있고, 상기 투과공(24a,24b,24c)을 폐쇄하는 적색, 녹색 및 청색필터부(30a,30b,30c)가 접착설치되어 있다. 상기 적색, 녹색 및 청색필터부(30a,30b,30c)는 모두 폭 a를 가지며, 필터와 필터사이의 간격은 b로서, ba인 관계가 있다. 상기에서 영역 b는 이미지 스토퍼 영역이다.

제4도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광로조절기의 틸팅각도를 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 광로조절기(40)상에 설치되어 있는 적색, 녹색 및 청색대응 미러어레이(42,44,46)들은 각각 일정각도를 가지고 틸팅되는데, 초기각도는 적색대응미러는 2α°+2β°, 녹색대응미러는 α°+β°, 청색대응미러는 0°, 최대구동각도는 적색대응미러는 2α°+3β°, 녹색대응미러는 α°+2β°, 청색대응미러는 β°이다.

참고로 상기 광로조절기(40)의 각 미러어레이의 초기각도와 초대구동각도시의 전압계산은 다음과 같다.

여기서, V_M은 최대전압, V는 구동전압, V_R1, V_G1, V_B1는 적색, 녹색 및 청색미러어레이 초기인가전압, V_R2, V_G2, V_B2는 적색, 청색 및 녹색미러어레이의 최대구동전압을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 작용은 다음과 같다.

먼저 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방사되어 소스렌즈(12)에 의해 집속되고, 소스스톱(13)의 투과공을 지나 반사거울(14)에 의해 반사되고, 이후 광로조절기(40)의 적색, 녹색 및 청색대응 미러어레이(42,44,46)들이 광의 화소에 대응되어 틸팅(tilting)되면서 미러(42,44,46)들의 틸팅각도에 따라 광로가 조절되어 투사스톱(24)의 청색, 적색 및 녹색필터부(30a,30b,30c)에 의해 색분리되어 스크린에는 컬러가 구현되는 것이다.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형화상표시장치에 의하면, 1판의 광로조절기와 투사스톱면에 형성된 컬러필터에 의해서 간단한 방식으로 컬러를 구현할 수 있으므로 장치가 간단해지고 제작비용이 저렴해지는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광을 집속시키는 소스렌즈(12)와, 상기 소스렌즈(12)로부터의 광을 투과시키는 소스스톱(22)과, 상기 소스스톱을 투과한 투과광을 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(24)과, 상기 투사스톱(24)을 투과한 투과량을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈(16)로 구성된 투사형화상표시장치에 있어서, 상기 소스스톱(22)은 중앙부에 직사각형형상의 투과공(22a)이 형성되어 있고, 상기 투사스톱(24)의 투과공(24a,24b,24c)에는 적색, 녹색 및 청색성분을 투과시킬 수 있도록 적색, 녹색 및 청색필터부(30a,30b,30c)가 접착설치되어 있고, 상기 광로조절기(40)는 소정신호에 따라 다른 각도로 틸팅되도록 된 적색, 녹색 및 청색대응 미러어레이(42,44,46)가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 투사스톱(24)의 각 필터부(30a,30b,30c)는 폭 a이고, 필터와 필터간의 간격을 b라고 할 때, ba인 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.