KR0148156B1 - Lcd projector with 2panel - Google Patents

Lcd projector with 2panel

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KR0148156B1
KR0148156B1 KR1019940024074A KR19940024074A KR0148156B1 KR 0148156 B1 KR0148156 B1 KR 0148156B1 KR 1019940024074 A KR1019940024074 A KR 1019940024074A KR 19940024074 A KR19940024074 A KR 19940024074A KR 0148156 B1 KR0148156 B1 KR 0148156B1
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KR
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liquid crystal
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crystal panel
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KR1019940024074A
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고한일
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김광호
삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 휘도신호용 액정판넬과 색신호용 액정판넬을 각각 1매씩 사용하는 2판넬 액정프로젝터에 관한 것으로, 광을 소정 비율로 분할하는 광분리소자를 이용하여 액정판넬들에 입사되는 빛의 양을 달리하므로써 흑백영상과 칼라영상의 부조화를 방지하여 해상도가 높고 밝기가 향상된 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a two-panel liquid crystal projector using a luminance signal liquid crystal panel and a color signal liquid crystal panel, respectively, wherein the amount of light incident on the liquid crystal panels is changed by using an optical separation device for dividing the light at a predetermined ratio. By doing so, it is possible to prevent the inconsistency of the black and white image and the color image to obtain a high resolution and improved brightness image.

Description

2판넬 액정프로젝터2-panel liquid crystal projector

제 1도는 종래의 2판넬 액정프로젝터의 광학적 구성도,1 is an optical configuration of a conventional two-panel liquid crystal projector,

제 2도의 (a)는 2판넬 액정프로젝터에서 사용되는 휘도신호용 액정판넬의 구조도,2A is a structural diagram of a luminance signal liquid crystal panel used in a two panel liquid crystal projector;

제 3도는 본 발명에 따른 2판넬 액정프로젝터의 광학적 구성도.3 is an optical diagram of a two-panel liquid crystal projector according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1,11 : 램프 2,12 : 핫미러1,11: Lamp 2,12: Hot mirror

3,8,18 : 편광필터 4,6,14,16 : 미러3,8,18 polarization filter 4,6,14,16 mirror

5,15 : 휘도신호용 액정판넬 7,17 : 색신호용 액정판넬5,15: luminance signal liquid crystal panel 7,17: color signal liquid crystal panel

9,19 : 투사렌즈 13 : 광분리소자9,19: projection lens 13: optical separation element

본 발명은 휘도신호용 액정판넬과 색신호용 액정판넬을 각각 1매씩 사용하는 프로젝터에 관한 것으로, 상세하게는 액정판넬들에 입사(入射)되는 빛의 양을 달리하므로써 광효율차에 의한 흑백영상과 칼라영상의 부조화를 방지하여 본래의 화상을 재현할 수 있도록 한 2판넬 액정프로젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a projector using a luminance signal liquid crystal panel and a color signal liquid crystal panel, respectively, and in detail, a black and white image and a color image due to a difference in light efficiency by varying the amount of light incident on the liquid crystal panels. The present invention relates to a two-panel liquid crystal projector that prevents mismatches and reproduces an original image.

일반적으로 액정판넬을 사용하여 영상을 투사하는 방식으로는 액정판넬의 사용갯수에 따라 1판넬방식과 2판넬발식 및 3판넬방식이 있으나, 1판넬방식은 구성부품의 갯수가 적어 저렴한 비용을 들여 소형크기로 용이하게 조립할 수 있는 반면에 사용되는 액정판넬이 세가지(R,G,B)의 서브픽셀(subpixel)로 구성되므로 해상도 및 광효율이 낮아(약 3.06%)화면의 밝기가 어두운 단점이 있었다.In general, there is a method of projecting an image using a liquid crystal panel according to the number of use of the liquid crystal panel, there are 1 panel method, 2 panel type and 3 panel method, but the 1 panel method is small at low cost due to the small number of components While it can be easily assembled in size, the liquid crystal panel used has three (R, G, B) subpixels, so the resolution and light efficiency are low (about 3.06%).

또, 3판넬방식은 색신호에 따른 전용액정판넬을 3매 사용하므로써 화질과 광효율이 향상되어(약 4.23%)비교적 밝은 영상을 얻을 수 있으나 구성부품의 갯수가 증가하여 처리과정에 따른 복잡도가 커지고 액정판넬의 갯수가 늘어나 제조원가가 비싸지는 단점이 있었다.In addition, the three-panel method improves image quality and light efficiency by using three dedicated liquid crystal panels according to color signals (approximately 4.23%), so that a relatively bright image can be obtained. Increasing the number of panels, manufacturing costs were expensive.

상술한 1판넬 및 3판넬방식의 단점을 보완한 2판넬방식이 제시되었다.A two-panel method has been proposed, which is to compensate for the shortcomings of the above-described one- and three-panel methods.

제 1도는 종래의 2판넬 액정프로젝터의 광학적 구성도로서, 휘도신호용 액정판넬(5)과 액정판넬(7)을 구비하고 있다. 제 1도에서 편광필터(3)는 핫미러(2)를 통과한 가시광선을 동일한 비율로 S편광성분은 반사하고 P편광성분은 투과시켜 각각 휘도신호용 액정판넬(5)과 색신호용 액정판넬(7)에 입사되도록 한다. 영상신호가 인가되는 액정판넬에 상기 편광필터(3)를 거친 빛이 입사되면 전기적, 광학적 변환에 의하여 S편광성분은 흑백영상으로 변환되고 P편광성분은 칼라영상으로 변환된다. 상기 흑백영상과 칼라영상은 편광필터(8)에 의하여 각각 투과 및 반사된후 투사렌즈(9)로 입력되면 투사렌즈(9)는 스크린상에 흑백영상과 칼라영상을 중첩되게 확대투사한다.1 is an optical configuration diagram of a conventional two-panel liquid crystal projector, and includes a liquid crystal panel 5 and a liquid crystal panel 7 for a luminance signal. In FIG. 1, the polarization filter 3 reflects the S-polarized component and the P-polarized component through the visible light passing through the hot mirror 2 at the same ratio, so that the luminance signal liquid crystal panel 5 and the color signal liquid crystal panel ( 7) to be incident. When light passing through the polarization filter 3 is incident on the liquid crystal panel to which an image signal is applied, the S-polarized component is converted into a black-and-white image and the P-polarized component is converted to a color image by electrical and optical conversion. When the black and white image and the color image are transmitted and reflected by the polarization filter 8 and input to the projection lens 9, the projection lens 9 enlarges and projects the black and white image and the color image on the screen.

여기서, 2판넬방식에서 사용하는 액정판넬의 구조를 살펴보면, 제 2도의 (가)는 휘도신호용 액정판넬의 구조도이고, 제 2도의 (나)는 색신호용 액정판넬의 구조도이다.Here, looking at the structure of the liquid crystal panel used in the two-panel method, (a) of Figure 2 is a structural diagram of the liquid crystal panel for the luminance signal, (b) is a structural diagram of the liquid crystal panel for the color signal.

도시된 바와 같이, 액정판넬의 화소구조는 1/2화소만큼 우수행과 기수행이 빗나가 있는 델타형 화소배열을 갖는다. 특히, 제 2도의 (b)에 도시된 색신호용 액정판넬은 세가지(R,G,B)의 서브픽셀들이 엇갈려 있으므로 수평방향의 해상도가 감소되고 이로 인해 흑백영상과 칼라영상의 부조화가 발생된다.As shown in the drawing, the pixel structure of the liquid crystal panel has a delta pixel array in which the even rows and odd rows are deviated by 1/2 pixel. In particular, in the liquid crystal panel for color signal shown in (b) of FIG. 2, since three subpixels of R, G, and B are staggered, resolution in the horizontal direction is reduced, resulting in inconsistency of the black and white image and the color image.

이와 같은 2판넬방식은 상대적으로 해상도가 높으며 1판넬 및 3판넬방식에 비하여 높은 광효율(약 7.34%)을 가지므로 밝은 화면을 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나, 2판넬방식은 색신호용 액정판넬의 해상도와 밝기를 휘도신호용 액정판넬에서 보상하는 방식이어서, 휘도신호와 색신호의 처리가 중복되므로 전체적으로 화면에 영상이 떠서 보여 좋은 영상을 얻을 수 없는 문제점이 있었다. 또, 휘도신호에 의하여 색순도가 저하되어 선명한 색을 얻을 수 없으며, 제작상의 어려움으로 인해 편광필터(3)가 고가(高價)이어서 전체 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.Such a two-panel method has a relatively high resolution and has a high light efficiency (about 7.34%) compared to the one-panel and three-panel methods, thereby obtaining a bright screen. However, since the two-panel method compensates for the resolution and brightness of the color signal liquid crystal panel in the luminance signal liquid crystal panel, the processing of the luminance signal and the color signal is overlapped. . In addition, the color purity is lowered due to the luminance signal, so that a vivid color cannot be obtained. Due to manufacturing difficulties, the polarizing filter 3 is expensive and the overall manufacturing cost increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광분리소자를 이용하여 휘도신호용 액정판넬과 색신호용 액정판넬에 입사되는 빛의 양을 적정한 비율로 저절하므로써 해상도가 높고 밝기가 향상된 영상을 얻을 수 있는 2판넬 액정프로젝터를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by using an optical separation element by reducing the amount of light incident on the liquid crystal panel for the luminance signal and the liquid crystal panel for the color signal at an appropriate ratio by the high resolution and brightness It is to provide a two-panel liquid crystal projector that can obtain an improved image.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발며의 2판넬 액정프로젝처는 액정판넬들에서 만들어지는 흑백영상과 칼라영상의 부조화를 방지할 수 있도록 각각의 액정판넬에 입사되는 빛의 양을 광분리소자가 적정비율로 분할하므로써 달성된다.In order to achieve the above object, the two-panel liquid crystal projector of the present invention has an optical splitting device that measures the amount of light incident on each liquid crystal panel so as to prevent inconsistency between the black and white and color images produced by the liquid crystal panels. This is achieved by dividing by an appropriate ratio.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실사예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제 3도는 본 발명에 따른 2판넬 액정프로젝터의 광학적 구성도이다. 본 발명의 2판넬 액정프로젝터은 광분리소자(13)를 구비하고 있다. 상기 광분리소자(13)의 전단에는 램프(11)에서 출사(出謝)하는 빛중에서 가시광선만을 투과시키는 핫미러(12)가 접속된다. 상기 광분리소자(13)는 핫미러(12)를 투과한 가시광선중 일부는 반사하고 나머지는 투과시켜 입사광을 분할한다. 이때 상기 광분리소자(13)가 광을 분할하는 비율은 휘도신호용 액정판넬(15)과 색신호용 액정판넬(17)이 갖는 광투과율을 고려하여 선정한다. 즉, 동일한 광량(光量)이 액정판넬에 입사된다고 가정하면 휘도신호용 액정판넬(15)에서 만들어지는 흑백영상의 밝기에 비하여 세가지 서브픽셀(R,G,B)의 조합으로 구성된 색신호용 액정판넬(17)에서 만들어지는 칼라영상의 밝기는 약 1/3로 감소되므로 광분리소자(13)가 반사량보다 3배만큼을 더 투과하도록 분할비율을 결정한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.3 is an optical diagram of a two-panel liquid crystal projector according to the present invention. The two-panel liquid crystal projector of the present invention includes an optical separation element (13). At the front end of the optical separation element 13 is connected a hot mirror 12 which transmits only visible light from the light emitted from the lamp 11. The optical splitter 13 splits incident light by reflecting some of the visible light transmitted through the hot mirror 12 and transmitting the remaining light. In this case, the ratio of splitting the light by the optical separation element 13 is selected in consideration of the light transmittance of the liquid crystal panel 15 for the luminance signal and the liquid crystal panel 17 for the color signal. That is, assuming that the same amount of light is incident on the liquid crystal panel, the liquid crystal panel for color signals composed of a combination of three subpixels R, G, and B, compared to the brightness of the monochrome image produced by the luminance signal liquid crystal panel 15 ( Since the brightness of the color image produced in 17) is reduced to about one third, the splitting ratio is determined so that the optical separation element 13 transmits three times more than the reflection amount. This is expressed as a formula as follows.

여기서, Ly는 광분리소자의 광반사율이고, Lc는 광분리소자의 광투과율이다. 상기 식(1)에서 a는 비례상수를 뜻하며 본 발명의 실시예에서는 1/3로 설정한다. 상기 비례상수(a)는 액정판넬의 투과율에 의해 결정되는 것으로, 일반화하여 수식으로 나타내면 다음과 같다.Here, L y is the light reflectance of the optical separation device, L c is the light transmittance of the optical separation device. In Equation (1), a means a proportional constant and is set to 1/3 in the embodiment of the present invention. The proportionality constant (a) is determined by the transmittance of the liquid crystal panel, and is generalized as follows.

여기서, Tc는 색신호용 액정판넬의 광투과율이고, Ty는 휘도신호용 액정판넬의 광투과율이다.Here, T c is the light transmittance of the liquid crystal panel for color signals, and T y is the light transmittance of the liquid crystal panel for luminance signals.

따라서, 식(1)과 식(2)를 근거로 광분리소자(13)의 분리비율을 적절하게 설정하면 액정판넬이 갖는 물리적특성으로 인해 발생되는 흑백영상과 칼라영상의 부조화를 근원적으로 방지할 수 있다.Therefore, if the separation ratio of the optical separation element 13 is properly set based on Equations (1) and (2), it is possible to fundamentally prevent the inconsistency of the black and white image and the color image caused by the physical characteristics of the liquid crystal panel. Can be.

다시, 제 3도에서 광분리소자(13)에 의해 분할된 광은 각각 진행방향을 바꾸기 위해서 각각 미러(14,16)로 입사된다. 상기 미러(14)는 광분리소자(13)가 반사하는 빛이 입사되면 전반사하여 휘도신호용 액정판넬(15)에 입사되도록 한다. 상기 휘도신호용 액정판넬(15)의 전면에 빛이 입사되면 휘도신호가 인가중인 액정판넬(15)을 투과하여 후면에 흑백영상이 만들어진다.Again, the light divided by the optical separation element 13 in FIG. 3 is incident on the mirrors 14 and 16, respectively, to change the traveling direction. When the light reflected by the optical separation element 13 is incident, the mirror 14 is totally reflected so that the mirror 14 is incident on the liquid crystal panel 15 for the luminance signal. When light is incident on the front surface of the luminance signal liquid crystal panel 15, a black and white image is formed on the rear surface through the liquid crystal panel 15 to which the luminance signal is being applied.

한편, 미러(16)는 광분리소자(13)를 투과한 빛이 입사되면 색신호용 액정판넬(17)로 전반사한다. 칼라신호가 인가중인 색신호용 액정판넬(17)의 전면에 빛이 입사되면 후면에 칼라영상이 만들어지는데, 휘도신호용 액정판넬(15)의 전면에 입사되는 광량보다 3배만큼 많으므로 액정판넬 후면에 만들어지는 흑백영상과 칼라영상은 동등한 레벨을 갖는다. 상기 흑백영상과 칼라영상은 편광필터(18)에 의하여 각각 투과 및 반사되어 투사렌즈(19)에 입사된다. 상기 투사렌즈(19)는 흑백영상과 칼라영상을 스크린상에 확대투사하여 복합영상을 만든다.On the other hand, the mirror 16 is totally reflected to the liquid crystal panel 17 for the color signal when the light transmitted through the optical separation element 13 is incident. When light is incident on the front side of the color signal liquid crystal panel 17 while the color signal is being applied, a color image is made on the rear side. Since the amount of light incident on the front side of the luminance signal liquid crystal panel 15 is three times greater, The produced monochrome image and color image have the same level. The black and white image and the color image are transmitted and reflected by the polarization filter 18 to be incident on the projection lens 19. The projection lens 19 enlarges the black and white image and the color image on the screen to form a composite image.

이상과 같이 본 발명은 소정 비율로 광을 분할하는 광분리소자를 이용하여 해상도가 높고 밝기가 향상된 영상을 얻을 수 있는 2판넬 액정프로젝터를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 액정판넬에 입사되는 빛의 양을 적절히 조절하므로써 흑백영상과 칼라영상의 부조화로 인해서 영상이 떠서 보이는 현상을 근원적으로 방지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.As described above, the present invention can not only implement a two-panel liquid crystal projector that can obtain an image having high resolution and improved brightness by using an optical splitter that splits light at a predetermined ratio, but also properly adjust the amount of light incident on the liquid crystal panel. By adjusting, there is an excellent effect that can prevent the phenomenon that the image floats due to the inconsistency of the black and white image and the color image.

Claims (3)

광원으로부터 발산되는 광을 다수의 액정판넬에 분리투과시키고, 각 판넬들로부터 얻어진 영상을 합성하여 화상을 형성하는 판넬형 액정프로젝터에 있어서, 상기 광원 및 판넬들 사이에 구성되고, 상기 광원의 광을 각 판넬들의 투과특성에 따라 적정의 비율로 반사 및 투과하는 광분리소자는 하기 식에 의해 반사 및 투과 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 2판넬 액정프로젝터.A panel type liquid crystal projector that separates and transmits light emitted from a light source to a plurality of liquid crystal panels, and synthesizes an image obtained from each panel to form an image. The two-panel liquid crystal projector characterized in that the optical separation element that reflects and transmits at an appropriate ratio according to the transmission characteristics of each panel determines the reflection and transmission ratio by the following equation. 제 1항에 있어서, 상기 광분리소자는 하기 식에 의해 반사 및 투과비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 2판넬 액정프로젝터.The two-panel liquid crystal projector according to claim 1, wherein the optical separation element determines the reflection and transmission ratio by the following equation. 여기서, Ly는 광분리소자의 광반사율,Here, Ly is the light reflectance of the optical splitter, LC는 광분리소자의 광투과율,L C is the light transmittance of the optical separation element, a는 비례상수이다.a is a proportionality constant. 제 2항에 있어서, 상기 비례상수(a)는 하기 식에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 2판넬 액정프로젝터.The two-panel liquid crystal projector according to claim 2, wherein the proportionality constant (a) is determined by the following equation. 여기서, TC는 색신호용 액정판넬의 광투과율,Where T C is the light transmittance of the liquid crystal panel for color signals, Ty는 휘도신호용 액정판넬의 광투과율이다.T y is the light transmittance of the liquid crystal panel for luminance signals.
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