KR0156821B1

KR0156821B1 - Optical path controller for lcd projector

Info

Publication number: KR0156821B1
Application number: KR1019950032688A
Authority: KR
Inventors: 채송
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR970019548A

Abstract

본 발명은 투사형 화상표시장치에 있어서 광로조절기의 액츄에이터어레이(Actuated Mirror Arrays)패턴을 변경시킴으로써 광학계의 설계자유도를 증대시킬 수 잇도록 된 투사형 화상표시장치의 광로조절기에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터의 방사된 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 투사형 화상표시장치에 있어서, 상기 광로조절기(24)는 구동기판(24a)상에 상기 반사미러(12)에 의해 반사된 입사광을 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 미러(24c)와, 이 미러(24c)가 기울기를 갖도록 하는 액츄에이터(24b)가 M x N개가 실장되어 이루어지고, 상기 액츄에이터어레이(24b)는 설치된 상태에서 종방향으로 틸팅되도록 형성된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical path controller of a projection type image display device which can increase the design freedom of the optical system by changing the Actuated Mirror Arrays pattern of the optical path controller in the projection type image display device. A light source for emitting white light, a reflection mirror for reflecting the light emitted from the light source, 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 from the optical path controller The projection type image display apparatus comprising: a projection stop positioned at an optical path of a controlled light and transmitting / blocking light; and a projection lens configured to project light incident from the optical path controller to the screen by adjusting the optical path controller. ) And the incident light reflected by the reflective mirror 12 on the driving substrate 24a and the pixels. Correspondingly, the mirror 24c reflecting the light path to be adjusted and the actuator 24b allowing the mirror 24c to be inclined are mounted with M x N pieces. It is formed to tilt in the direction.

Description

Optical path controller of projection image display device

제1도는 종래 투사형 화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도.1 is a plan view schematically showing an optical system of a conventional projection image display device.

제2도는 제1도의 광로조절기를 나타낸 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 정면도.2 is a view showing the optical path controller of FIG. 1, (a) is a plan view, (b) is a front view.

제3도는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 측면도.3 is a side view schematically showing an optical system of the projection image display apparatus according to the present invention.

제4도는 제3도의 광로조절기를 나타낸 도면으로서, (a)는 정면도, (b)는 측면도이다.4 is a view showing the optical path controller of FIG. 3, (a) is a front view, (b) is a side view.

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

11 : 광원 12 : 반사미러11 light source 12 reflection mirror

15 : 투사스톱 16 : 투사렌즈15: projection stop 16: projection lens

24 : 광로조절기 24a : AMA패널24: Optical path controller 24a: AMA panel

24b : 액츄에이터미러어레이 24c : 미러24b: Actuator Mirror Array 24c: Mirror

본 발명은 투사형 화상표시장치(PROJECTOR)의 광로조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투사형 화상표시장치에 있어서, 광로조절기의 액츄에이티드미러어레이(Actuated Mirror Arrays)패턴의 배열상태를 변경시킴으로써 광학계의 설계자유도를 증대시킬 수 있도록 된 투사형 화상표시장치의 광로조절기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical path controller of a projection image display device. More particularly, in a projection image display device, an optical system is changed by changing an arrangement of activated mirror array patterns of the optical path controller. The present invention relates to an optical path controller of a projection image display device capable of increasing design freedom.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.An image display apparatus is classified into a direct view type image display apparatus and a projection type image display apparatus according to a display method.

직시형 화상표시장치는 주지된 바와 같이 음극선관(Cathode Ray Tube:이하 CRT라 칭함)등이 있는데, 이러한 CRT화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸다는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.The direct view type image display apparatus has a cathode ray tube (hereinafter referred to as a CRT), which is well known. Such a CRT image display apparatus has good image quality but increases in weight and thickness as the screen is enlarged, and is expensive. There is a problem such as having a large screen has a limit.

투사형 화상표시장치는 주지된 바와 같이, 액정표시장치(liquid Crystal Display:이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게할 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.Projection type image display apparatuses are well known, such as liquid crystal displays (hereinafter referred to as LCDs), and such a large screen LCD can be thinned to reduce the weight. However, the LCD has a high light loss due to the polarizing plate, and a thin film transistor for driving the LCD is formed for each pixel, so that the LCD has a limit in increasing the aperture ratio (light transmission area).

따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays:이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.Accordingly, a projection type image display apparatus using Actuated Mirror Arrays (hereinafter referred to as AMA) has been developed by Aura, United States.

상기 투사형 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M x 1어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M x N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M x 1개의 광선들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M x N개의 광속들을 투사시켜 M x N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.The projection image display apparatus is classified into using one-dimensional AMA and two-dimensional AMA. The one-dimensional AMA has mirror surfaces arranged in an M x 1 array, and the two-dimensional AMA has mirror surfaces arranged in an M x N array. Therefore, a projection image display device using a one-dimensional AMA pre-scans M x 1 rays 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 종래 투사형 화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 제2도(a) 및 (b)는 제1도의 광로조절기를 나타낸 정면도 및 측면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 투사형 화상표시장치(10)는 광원(11), 반사미러(12), 광로조절기(14), 투사스톱(15) 및 투사렌즈(16)를 포함하여 구성되는데, 상기에서 광원(11)은 고휘도의 백색광을 방사(emitting)하고, 상기 광원(11)으로부터 방사된 광은 반사거울(12)에 의해 반사된다.1 is a plan view schematically showing an optical system of a conventional projection type image display apparatus, and FIGS. 2A and 2B are front and side views showing the optical path controller of FIG. As shown in the drawing, the projection image display apparatus 10 includes a light source 11, a reflection mirror 12, an optical path controller 14, a projection stop 15, and a projection lens 16. The light source 11 emits high brightness white light, and the light emitted from the light source 11 is reflected by the reflection mirror 12.

상기 광로조절기(14)는 구동기판(14a)에 입사광을 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 미러(14c)와, 이 미러(14c)가 기울기를 갖도록 하는 액츄에이터(14b)가 M x N개가 실장된 AMA패널이다. 구동기판(14a)은 M x N개의 트랜지스터들(도시되지않음)이 내장되고, 액츄에이터(14b)는 트랜지스터들과 전기적으로 연결되게 구동기판(14a)에 실장되어 화상신호에 의해 발생되는 전계에 의해 변형되어 상부에 실장된 미러(14c)를 일정각도(α)만큼 경사지게 한다.The optical path controller 14 includes a mirror 14c for reflecting the incident light to the driving substrate 14a so as to adjust the path of the light corresponding to the pixels, and an actuator 14b for causing the mirror 14c to have an inclination M x. N-mounted AMA panel. The driver substrate 14a includes M x N transistors (not shown), and the actuator 14b is mounted on the driver substrate 14a so as to be electrically connected to the transistors, and is driven by an electric field generated by an image signal. The deformed and inclined mirror 14c is inclined by a predetermined angle α.

상기 광로조절기(14)로부터 반사된 광은 투사스톱(15)에 도달된다.The light reflected from the optical path controller 14 reaches the projection stop 15.

투사렌즈(16)는 광로조절기(14)에 의해 광량이 조절되고 상기 투사스톱(15)을 통과하여 입사된 광을 화면을 향해 투사시켜 원하는 화상을 나타낸다.The projection lens 16 adjusts the amount of light by the optical path controller 14 and projects the light incident through the projection stop 15 toward the screen to display a desired image.

일반적으로 프로젝터는 광원의 위치에 따라 프론트 또는 리어프로젝션TV로 구분되어 있고, 대화면을 구현하므로 넓은 장소에서 많은 사람이 동시에 TV를 시청할 수 있는 TV이다.In general, the projector is classified into a front or rear projection TV according to the position of the light source, and because it implements a large screen, many people can watch TV at the same time in a large place.

그러나 상기한 종래의 프로젝터에 있어서, 광학계의 광로조절기는 설치위치가 고정되어 있고, 상기 광로조절기에 형성되어 있는 미러어레이가 틸팅되는 방향도 일방향으로 정해져 있으므로 광원의 위치도 일정위치에 고정되고, 이에 따라 광학계의 설계자유도가 제한을 받데되는 문점이 있었다.However, in the above-described conventional projector, the optical path controller of the optical system is fixed in the installation position, and the direction in which the mirror array formed in the optical path controller is tilted is determined in one direction, so that the position of the light source is fixed at a predetermined position. Therefore, there was a problem that the degree of freedom of design of the optical system was limited.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 투사형 화상표시장치에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 광로조절기의 미러어레이패턴을 변경시킴으로써 광학계의 설계자유도를 증대시킬 수 있도록 된 투사형 화상표시장치의 광로조절기를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems in the conventional projection type image display device as described above. The optical path controller of the projection type image display device can increase the design freedom of the optical system by changing the mirror array pattern of the optical path controller. The purpose is to provide.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기는 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터의 방사된 광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울로부터 반사된 입사광을 소정신호에 따라 화소에 대응하도록 광로를 조절하는 광로조절기와, 상기 광로조절기로부터 과로가 조절된 광의 광로에 위치하여 광을 투과/차단시키는 투사스톱과, 상기 광로조절기로부터 광로가 조절되어 입사된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈로 구성된 투사형 화상표시장치에 있어서, 상기 광로조절기는 구동기판상에 상기 반사미러에 의해 반사된 입사광을 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 미러와, 이 미러가 기울기를 갖도록 하는 액츄에이터가 M x N개가 실장되어 이루어지고, 상기 액츄에이터어레이는 설치된 상태에서 종방향으로 틸팅되도록 형성된 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치의 광로조절기가 제공된다.In order to achieve the above object, the optical path controller of the projection image display apparatus according to the present invention includes a light source for emitting white light of high brightness, a reflection mirror for reflecting the light emitted from the light source, and a reflection mirror from the reflection mirror. An optical path controller for adjusting an optical path to correspond to a pixel according to a predetermined signal, a projection stop for transmitting / blocking light located in an optical path of over-controlled light from the optical path controller, and an optical path controlled from the optical path controller A projection type image display device comprising a projection lens for projecting light onto a screen, the optical path controller comprising: a mirror for reflecting an incident light reflected by the reflection mirror on a driving substrate so that a path of light is controlled in correspondence with pixels; M x N actuators for mounting the mirror is inclined, the liquid The actuator array is provided with an optical path adjuster of the projection type image display device, characterized in that it is formed to be tilted in the longitudinal direction.

상기 AMA패널은 M x N개의 트랜지스터들(도시되지 않음)이 내장되고, 액츄에이터는 트랜지스터들과 전기적으로 연결되게 AMA패널에 실장되어 화상신호에 의해 발생되는 전개에 의해 변형되어 상부에 실장된 미러어레이를 경사지게 한다.The AMA panel includes M x N transistors (not shown), and the actuator is mounted on the AMA panel to be electrically connected to the transistors, and is deformed by the development generated by the image signal. Incline the

이하 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the optical path controller of the projection image display apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기를 개략적으로 나타낸 평면도로서, 종래도면과 동일부분에는 동일부호를 사용하였다. 이에 도시한 바와 같이, 고휘도의 백색광을 방사(emitting)하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터의 광을 반사시키는 역할을 하는 반사미러(12)가 있다3 is a plan view schematically showing the optical path controller of the projection image display apparatus according to the present invention, and the same reference numerals are used for the same parts as the conventional drawings. As shown in the drawing, there is a light source 11 emitting high brightness white light and a reflecting mirror 12 which serves to reflect light from the light source 11.

참고부호24는 광로조절기를 나타낸 것으로서, 구동기판(24a)상에 상기 반사미러(12)에 의해 반사된 입사광을 화소들과 대응하여 광의 경로가 조절되도록 반사시키는 미러(24c)와, 이 미러(24c)가 기울기를 갖도록 하는 액츄에이터(24b)가 M x N개가 실장된 AMA패널이다. 구동기판(24a)은 M x N개의 트랜지스터들(도시되지 않음)이 내장되고, 액츄에이터(24b)는 트랜지스터들과 전기적으로 연결되게 구동기판(24a)에 실장되어 화상신호에 의해 발생되는 전제에 의해 변형되어 상부에 실장된 미러(24c)를 일정각도(α)만큼 경사지게 한다.Reference numeral 24 denotes an optical path controller. The mirror 24c reflects the incident light reflected by the reflective mirror 12 on the driving substrate 24a to correspond to the pixels so that the path of the light is controlled. The actuator 24b for causing 24c) to be inclined is an AMA panel in which M x N pieces are mounted. The driver substrate 24a includes M x N transistors (not shown), and the actuator 24b is mounted on the driver substrate 24a so as to be electrically connected to the transistors, and is generated by an image signal. The deformed and inclined mirror 24c is inclined by a predetermined angle α.

15는 투사스톱을 나타낸 것으로서, 상기 광로조절기(24)에 의해 광로가 조절된 광의 광로에 위치하여 광을 차단 또는 투과시키는 역할을 한다.15 denotes a projection stop, which is positioned in the optical path of the light whose optical path is controlled by the optical path controller 24 to block or transmit the light.

16은 투사렌즈를 나타낸 것으로서, 상기 광로조절기(24)에 의해 광량이 조절된 입사광을 스크린에 투사시키는 역할을 한다.16 shows a projection lens, and serves to project the incident light whose light amount is adjusted by the optical path controller 24 onto the screen.

본 발명에 따른 상기 광로조절기(24)의 구조를 제4도를 참고하여 좀더 자세히 설명하면, 제4도(a) 및 (b)는 제3도의 광로조절기를 나타낸 정면도 및 측면도로서, 광로조절기(24)에 있어서, 미러(24c)들은 종래와 같이 상기 반사미러(12)들로부터 반사된 광을 투사스톱(15)을 향해 정확히 광로를 조절하여 반사시키는 역할을 하는데, 광원(11)의 위치가 상면에 있는 경우뿐만 아니라 하면에 위치하게 되는 경우에도(제3도) 광로조절기(24)에 설치된 미러어레이(24c)의 틸팅각도에 의해 정확한 제어가 가능하게 되는 것이다. 즉, 본 발명의 광로조절기(24)에는 구동기판(24a)상에 형성된 액츄에이터어레이(24b)를 종래는 횡방향으로 틸팅되는데 비해 종방향으로 틸팅되도록 형성시킨 것이다.Referring to the structure of the optical path controller 24 according to the present invention in more detail with reference to Figure 4, Figure 4 (a) and (b) is a front view and a side view showing the optical path controller of Figure 3, In (24), the mirrors (24c) serves to reflect the light reflected from the reflective mirrors 12 to the projection stop 15 exactly as in the prior art by adjusting the light path, the position of the light source 11 Even if the upper surface is located as well as the lower surface (Fig. 3), the tilting angle of the mirror array 24c provided in the optical path controller 24 enables accurate control. That is, in the optical path controller 24 of the present invention, the actuator array 24b formed on the driving substrate 24a is formed to be tilted in the longitudinal direction as compared with the conventional tilting in the horizontal direction.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기에 있어서, 그 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.In the optical path controller of the projection type image display device according to the present invention configured as described above, the operation and effects thereof are as follows.

먼저 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방사되어, 반사미러(12)로부터 반사되고, 이후 광로조절기(24)에서는 소정의 입력신호에 따라 상기 반사미러(12)로부터 입사된 광의 광로를 조절하여 반사시키고, 상기 광로조절기(24)로부터 광로가 조절되어 투사스톱(15)을 통과한 광은 투사렌즈(16)를 통해 스크린으로 투사되어 원하는 상을 맺게 되는 것이다.First, high-brightness white light is emitted from the light source 11 and reflected from the reflecting mirror 12. Then, the optical path controller 24 adjusts and reflects the light path of the light incident from the reflecting mirror 12 according to a predetermined input signal. The light path is adjusted from the optical path controller 24 and the light passing through the projection stop 15 is projected onto the screen through the projection lens 16 to form a desired image.

상기 바람직한 실시예에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기에 의하면, 광원의 위치는 상면 또는 하면에 설치할 수 있다. 그러나 광로조절기로서의 AMA패널의 위치는 종래와 동일하고 액츄에이터어레이의 패턴형성에 있어서, 미러의 틸팅위치가 종래에 비해 90°위치변경된 것으로 종방향으로 틸팅되어 반사미러(12)로부터 반사된 광의 광로를 조절할 수 있게 되어 결국 광학계를 구성하는 부품의 설계자유도를 증대시킬 수 있게 되는 것이다.As described in the above preferred embodiment, according to the optical path controller of the projection type image display device according to the present invention, the position of the light source can be provided on the upper or lower surface. However, the position of the AMA panel as the optical path controller is the same as in the prior art, and in the pattern formation of the actuator array, the tilting position of the mirror is changed by 90 ° compared to the conventional one, and the optical path of the light reflected from the reflection mirror 12 is tilted. As a result, the degree of freedom in designing the components constituting the optical system can be increased.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절기에 의하면, 종래 광학계를 구성하는 광원의 위치를 변경할 수 있으므로 광학계의 설계자유도가 증대되어 광원의 위치를 상면 또는 하면으로 이동시켜 설치할 수 있는 효과가 있고, 따라서 광학계의 설계자유도가 증대될 뿐만 아니라 이에 따라 다양한 제품의 생산이 가능하게 되는 효과가 있는 것이다.As described in the above embodiments, the optical path controller of the projection image display apparatus according to the present invention can change the position of the light source constituting the conventional optical system, thereby increasing the design freedom of the optical system, thereby moving the position of the light source to the upper or lower surface. There is an effect that can be installed, and thus the design freedom of the optical system is increased, and accordingly, the production of various products is possible.

Claims

A light path adjuster for adjusting a light source to emit high-brightness white light, a reflection head reflecting the light emitted from the light source, an incident light reflected from the reflection mirror to correspond to a pixel according to a predetermined signal, and the optical path adjuster A projection type image display device comprising: a projection stop positioned in an optical path of a light whose light path is controlled from the optical path; and a projection lens for projecting light incident to the screen by adjusting the optical path from the optical path controller; 24 is a mirror 24c for reflecting the incident light reflected by the reflective mirror 12 on the driving substrate 24a so that the path of the light is controlled in correspondence with the pixels, and the mirror 24c is inclined. MxN pieces of actuators 24b are formed, and the actuator arrays 24b are formed to be tilted in the longitudinal direction in the installed top. Optical path control in the projection type image display device according to claim.