KR0170645B1

KR0170645B1 - Lcd projector

Info

Publication number: KR0170645B1
Application number: KR1019930002768A
Authority: KR
Inventors: 정성수
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR940020820A

Abstract

이 발명은 액정 투사 장치에 관한 것이다. 이 발명은 광의 손실을 보상하기 위한두개의 광원과, 광의 손실을 억제하기 위한 프레넬 렌즈와, 광을 일정 방향으로 굴절시키는 프리즘과, 광을 집속시키는 콘덴서 렌즈와, 광 성분을 분류하는 광학 필터와, 광을 일정 방향으로 반사하는 미러와, 광 성분의 상을 형성하는 액정 판넬과, 광 성분을 확대 투사하는 투사렌즈를 구비하여 광의 손실을 억제및 보상하였다. 따라서, 액정 투사장치는 액정 투사장치를 이용한 칼라 텔레비젼등에 이용된다.The present invention relates to a liquid crystal projection device. The present invention provides two light sources for compensating for the loss of light, a Fresnel lens for suppressing the loss of light, a prism for refracting the light in a predetermined direction, a condenser lens for condensing the light, and an optical filter for classifying the light components. And a mirror for reflecting light in a predetermined direction, a liquid crystal panel for forming an image of the light component, and a projection lens for enlarging and projecting the light component to suppress and compensate for the loss of light. Therefore, the liquid crystal projection apparatus is used for color televisions and the like using the liquid crystal projection apparatus.

Description

LCD Projector

제1도는 종래의 액정 투사장치를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a conventional liquid crystal projection apparatus.

제2도는 제1도에 의한 광 손실 영역을 나타내는 구성도.2 is a configuration diagram showing the light loss region according to FIG.

제3도는 이 발명에 따른 액정 투사장치의 일실시예를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing an embodiment of a liquid crystal projection apparatus according to the present invention.

제4도는 제3도의 부분 구성도.4 is a partial configuration of FIG.

제5도는 제3도에 의한 광 손실 영역을 나타내는 구성도이다.FIG. 5 is a configuration diagram showing the light loss region shown in FIG.

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

10, 12, 14 : 광원 20, 22, 24, 26 : 광학 필터10, 12, 14: light source 20, 22, 24, 26: optical filter

30, 32, 34 : 미러 40, 42, 44 : 콘덴서 렌즈30, 32, 34: mirror 40, 42, 44: condenser lens

50, 52, 54 : 액정 필터 60 : 투사렌즈50, 52, 54: liquid crystal filter 60: projection lens

70, 72 : 프레넬 렌즈 80 : 프리즘70, 72: Fresnel lens 80: Prism

이 발명은 액정 투사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투사된 영상의 휘도를 개선하기 위하여 두개의 광원을 사용하고, 하나의 콘덴서 렌즈를 사용하여 광을 집속시키도록 한 액정 투사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal projection apparatus, and more particularly, to a liquid crystal projection apparatus using two light sources to improve the brightness of a projected image and focusing light using one condenser lens.

종래의 액정 투사장치는 광원, 광학 필터, 콘덴서 렌즈, 액정 판넬, 투사 렌즈등으로 구성되어 있다.The conventional liquid crystal projection apparatus is composed of a light source, an optical filter, a condenser lens, a liquid crystal panel, a projection lens, and the like.

제1도는 종래의 액정 투사 장치를 나타낸 구성도이고, 제2도는 제1도에 의한 광 손실 영역을 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a conventional liquid crystal projection device, and FIG. 2 is a block diagram showing a light loss area according to FIG.

제1도를 보면, 광원(10)으로부터 발생한 광은 제1미러(30)를 통하여 일정 방향으로 반사되고, 반사된 광은 제1광학필터(20)를 통하여 광 성분중 적색(R) 성분만이 굴절되고 나머지 광(G,B) 성분은 투과된다.Referring to FIG. 1, light generated from the light source 10 is reflected in a predetermined direction through the first mirror 30, and the reflected light is only the red (R) component among the light components through the first optical filter 20. Is refracted and the remaining light (G, B) components are transmitted.

굴절된 적색(R) 성분은 제2미러(32)를 통하여 일정 방향으로 반사되어 제1콘덴서 렌즈(40)에 의해 집속되고, 집속된 광은 제1액정 판넬(50)에 의하여 적색(R) 성분의 상이 형성된다. 이 후, 적색(R) 성분은 제2광학 필터(22)에 인가된다.The refracted red (R) component is reflected in a predetermined direction through the second mirror 32 and focused by the first condenser lens 40, and the focused light is red (R) by the first liquid crystal panel 50. A phase of the component is formed. Thereafter, the red (R) component is applied to the second optical filter 22.

또한, 제1광학 필터(20)를 통하여 투과된 나머지 광(G,B)은 제3광학 필터(24)에 인가되어 청색(B) 성분은 굴절되고 나머지 광(G) 성분은 투과된다.In addition, the remaining light (G, B) transmitted through the first optical filter 20 is applied to the third optical filter 24 so that the blue (B) component is refracted and the remaining light (G) component is transmitted.

굴절된 청색(B) 성분은 제2콘덴서 렌즈(42)에 의해 집속되고, 집속된 광은 제2액정 판넬(52)에 의하여 청색(B) 성분의 상이 형성된다. 이후, 청색(B) 성분은 제2광학 필터(22)에 인가되어 적색(R) 성분과 결합되고, 결합된 광(R,B) 성분은 제4광학 필터(26)에 인가된다.The refracted blue (B) component is focused by the second capacitor lens 42, and the focused light is formed by the second liquid crystal panel 52 to form an image of the blue (B) component. Thereafter, the blue (B) component is applied to the second optical filter 22 to be combined with the red (R) component, and the combined light (R, B) component is applied to the fourth optical filter 26.

또한, 제3광학 필터(24)를 통하여 투과된 나머지 광(G)은 제3콘덴서 렌즈(44)에 의해 집속되고, 집속된 광은 제3액정판넬(54)에 의하여 녹색(G) 성분의 상이 형성된다. 이 후, 녹색(G) 성분은 제3미러(34)에 의해 일정 방향으로 반사되고, 반사된 광(G) 성분은 제4광학 필터(26)에 인가되어 제2광학 필터(22)로부터 인가된 광(R,B) 성분과 결합된다.In addition, the remaining light G transmitted through the third optical filter 24 is focused by the third condenser lens 44, and the focused light is collected by the third liquid crystal panel 54. An image is formed. Thereafter, the green (G) component is reflected in a predetermined direction by the third mirror 34, and the reflected light (G) component is applied to the fourth optical filter 26 and applied from the second optical filter 22. Combined with the light (R, B) component.

제4광학 필터(26)에 의해 결합된 광(R,G,B) 성분은 투사렌즈(60)에 인가되어 확대 투사된다.The light (R, G, B) components coupled by the fourth optical filter 26 are applied to the projection lens 60 to be projected magnified.

여기서, 편광되지 않은 광(R,G,B)은 파동의 전파 방향이 매질의 운동 방향에 수직한 방향이고 투과성이 약한 횡파(S파)와, 파동의 전파 방향이 매질의 운동 방향과 수평한 방향이고 투과성이 강한 종파(P파)로 구분할 수 있다. 이 광(R,G,B)은 적당한 편광 성분을 갖는 광학 필터를 사용하면 원하는 파장의 광, 예를 들면 적색(R : 파장 ≒ 630nm), 녹색(G : 파장 ≒ 550nm), 청색(B : 파장 ≒ 460nm)을 얻을 수 있다.Here, the unpolarized light (R, G, B) is a transverse direction of wave propagation perpendicular to the direction of motion of the medium and weak transmissive wave (S wave), and the direction of wave propagation is parallel to the direction of motion of the medium. Directional and permeable longitudinal wave (P wave) can be divided into. The light (R, G, B) is a light of the desired wavelength, for example, red (R: wavelength ≒ 630nm), green (G: wavelength 550nm), blue (B: Wavelength 460 nm) can be obtained.

그런데, 상기와 같은 경우 광원으로부터 발생한 광은 다수개의 광학 필터와 다수개의 렌즈 및 액정 판넬을 통과하게 되고, 이에 따라 광의 손실이 발생하게 된다. 결국, 이러한 손실에 의해 투사렌즈를 통과하는 광량은 광원에서 발생한 광량에 비해 매우 적은 양이 되어 휘도가 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 휘도가 저하됨에 따라 영상에 디스플레이되는 화상이 뚜렷하지 않아 주위의 조도를 낮추어야 하는 불편함이 있었다. 또, 광원으로부터 발생한 광은 분산되는 성질이 있으므로 광원으로부터 미러에 도달하는 광량이 상당히 줄어드는 문제점이 있었고(제2도 참조), 각각의 액정 판넬앞에 각각의 콘덴서 렌즈를 사용하게 됨으로써 광 손실을 증가시키는 원인이 되었다.However, in the above case, the light generated from the light source passes through the plurality of optical filters, the plurality of lenses, and the liquid crystal panel, thereby causing the loss of light. As a result, the amount of light passing through the projection lens due to such a loss is very small compared to the amount of light generated from the light source, resulting in a decrease in luminance. In addition, as the luminance is lowered, the image displayed on the image is not clear, and there is an inconvenience in that the surrounding illuminance must be lowered. In addition, since the light emitted from the light source has a property of dispersing, the amount of light reaching the mirror from the light source is considerably reduced (see FIG. 2). Caused it.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 광의 손실을 최대한으로 억제하기 위해 구조를 간소화하고, 광의 손실을 보상하기 위해 두개의 광원을 사용한 액정 투사장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal projection apparatus using two light sources to simplify the structure to minimize the loss of light and to compensate for the loss of light.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 특징은, 휘도를 개선하기 위한 두개의 광원과, 상기 각각의 광원에 가깝게 구성하여 상기 각각의 광원에서 발생한 광의 손실을 최대한으로 줄임으로써 광의 손실을 억제하고 광을 집속시키는 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈를 통하여 집속된 두개의 광축을 평행하게 굴절시키는 프리즘과, 상기 프리즘을 통하여 굴절된 광을 집속시키는 콘덴서 렌즈와, 상기 콘덴서 렌즈를 통하여 집속된 광중 적색과 녹색 및 청색으로 분광하고 합성하는 광학 필터와, 상기 광학 필터에서 필터링 된 광성분을 일정 방향으로 반사시키는 미러와, 상기 광학 필터에서 필터링 된 광 성분의 상을 형성하는 액정 판넬과, 상기 광학 필터를 통하여 필터링 된 광을 확대 투사하는 투사 렌즈를 구비하여 된 액정 투사장치에 있다.In order to achieve the above object, a feature of the present invention includes two light sources for improving brightness, and close to each of the light sources to suppress the loss of light by minimizing the loss of light generated by the respective light sources. A fresnel lens for focusing light, a prism for refracting two optical axes focused through the fresnel lens in parallel, a condenser lens for focusing light refracted through the prism, and a weight of light focused through the condenser lens An optical filter for spectroscopically synthesizing red, green, and blue colors, a mirror for reflecting light components filtered by the optical filter in a predetermined direction, a liquid crystal panel for forming an image of the light components filtered by the optical filter, and the optical There is a liquid crystal projection apparatus provided with a projection lens for magnifying and projecting the filtered light through the filter.

이하, 이 발명에 따른 액정 투사장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a liquid crystal projection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 이 발명에 따른 액정 투사장치의 일실시예를 나타내는 구성도이고, 제4도는 제3도의 부분 구성도이며, 제5도는 제3도에 의한 광 손실 영역을 나타내는 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the liquid crystal projection apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a partial block diagram of FIG. 3, and FIG. 5 is a block diagram showing the light loss region shown in FIG.

제3도를 보면, 두개의 광원(12,14)에서 발생한 광이 적절한 방향으로 향하도록 구성하고, 광원(12,14)으로부터 발생한 광의 손실을 최대한 억제하기 위해 각각의 광원(12,14)에 밀착시켜 프레넬렌즈(70,72)를 설치한다(제5도 참조). 프레넬 렌즈(70,72)는 광원(12,14)으로부터 발생한 광을 집속시켜 프리즈(80)에 인가한다. 프리즘(80)은 프레넬 렌즈(70,72)에서 집속된 광을 일정한 방향으로 굴절시킨다.3, the light generated by the two light sources 12 and 14 is directed in the proper direction, and each light source 12 and 14 is provided to the light source 12 and 14 in order to suppress the loss of the light generated from the light sources 12 and 14 as much as possible. The Fresnel lenses 70 and 72 are installed in close contact (see Fig. 5). Fresnel lenses 70 and 72 focus light generated from light sources 12 and 14 and apply them to freeze 80. The prism 80 refracts the light focused by the Fresnel lenses 70 and 72 in a constant direction.

프리즘(80)에 의한 굴절각을 계산하는 방법을 설명하면 하기의 공식과 같다.Referring to the method of calculating the refraction angle by the prism 80 is as follows.

N1×Sinθ1 = N2×Sinθ4N1 × Sinθ1 = N2 × Sinθ4

N2×Sinθ2 = N1×Sinθ3 여기서, N1은 공기의 굴절율, N2는 프리즘의 굴절율, θ1은 공기에서 프리즘으로의 입사각, θ2는 굴절각, θ3은 프리즘에서 공기로의 굴절각, θ4는 프리즘에서 공기로의 입사각을 나타낸다(제4도 참조).N2 × Sinθ2 = N1 × Sinθ3 where N1 is the refractive index of air, N2 is the refractive index of prism, θ1 is the angle of incidence from air to prism, θ2 is the angle of refraction, θ3 is the angle of refraction from prism to air, θ4 is the prism to air Incidence angle is shown (see FIG. 4).

프리즘(80)에 의해 일정 방향으로 굴절된 광은 제4콘덴서 렌즈(46)에 의해 집속되고, 집속된 광은 제1광학 필터(20)에 인가되어 광 성분중 적색(R) 성분은 굴절되고 나머지 광(G,B) 성분은 투과된다.The light refracted by the prism 80 in a predetermined direction is focused by the fourth capacitor lens 46, and the focused light is applied to the first optical filter 20 so that the red (R) component of the light component is refracted. The remaining light (G, B) components are transmitted.

굴절된 광(R) 성분은 제2미러(32)에 인가되어 일정 방향으로 반사되고, 반사된 광(R)은 제1액정 판넬(50)에 인가되어 적색(R) 성분의 상이 형성된다. 이 후, 광(R) 성분은 제2광학 필터(22)에 인가된다.The refracted light R component is applied to the second mirror 32 to be reflected in a predetermined direction, and the reflected light R is applied to the first liquid crystal panel 50 to form an image of the red R component. Thereafter, the light R component is applied to the second optical filter 22.

또한, 제1광학 필터(20)에 의해 투과된 나머지 광(G,B) 성분은 제3광학 필터(24)에 인가되어 청색(B) 성분은 굴절되고 나머지 광(G) 성분은 투과된다.Further, the remaining light (G, B) components transmitted by the first optical filter 20 are applied to the third optical filter 24 so that the blue (B) component is refracted and the remaining light (G) component is transmitted.

굴절된 광(B) 성분은 제2액정 판넬(52)에 인가되어 청색(B) 성분의 상이 형성되고, 이 광(B) 성분은 제2광학 필터(22)에 인가되어 제1액정 판넬(50)로부터 인가된 적색(R) 성분과 결합된다. 이 후, 결합된 광(R,B) 성분은 제4광학 필터(26)에 인가된다.The refracted light (B) component is applied to the second liquid crystal panel 52 to form an image of the blue (B) component, and the light (B) component is applied to the second optical filter 22 to provide the first liquid crystal panel ( Combined with the red (R) component applied from 50). Thereafter, the combined light (R, B) components are applied to the fourth optical filter 26.

또한, 제3광학 필터(24)에 의해 투과된 나머지 광(G) 성분은 제3액정 판넬(54)에 의해 녹색(G) 성분의 상이 형성되고, 이 광(G) 성분은 제3미러(34)에 의해 일정 방향으로 반사되며, 반사된 광(G)은 제4광학 필터(26)에 인가되어 제2광학 필터(22)로부터 인가된 광(R,B)과 결합된다. 결합된 광(R,G,B)은 투사 렌즈(60)에 인가되어 확대 투사된다.In addition, the remaining light (G) component transmitted by the third optical filter 24 forms a green (G) component image by the third liquid crystal panel 54, and the light (G) component is a third mirror ( 34 is reflected in a predetermined direction, and the reflected light G is applied to the fourth optical filter 26 and combined with the light R and B applied from the second optical filter 22. The combined light (R, G, B) is applied to the projection lens 60 is projected magnified.

이상에서와 같이 이 발명에 따른 액정 투사 장치에 의하면, 두개의 광원을 사용함으로써 광의 손실을 보상하고, 구성 소자를 간소화함으로써 광의 손실을 최대한으로 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, the liquid crystal projection apparatus according to the present invention has the effect of compensating for the loss of light by using two light sources and minimizing the loss of light by simplifying the components.

Claims

Two light sources 12 and 14 for improving the brightness and close to each of the light sources 12 and 14 to minimize the loss of light generated by the respective light sources 12 and 14 to suppress the loss of light. Each of the Fresnel lenses 70 and 72 for focusing light, a prism 80 for refracting two optical axes focused through the Fresnel lenses 70 and 72 in parallel, and the prism 80 A condenser lens 46 for condensing the light refracted through the optical signal, optical filters 20, 22, 24, and 26 for spectroscopy and synthesis of red, green, and blue of the light focused through the condenser lens 46; Mirrors 30, 32, and 34 reflecting the light components filtered by the optical filters 20, 22, and 24 in a predetermined direction, and images of the light components filtered by the optical filters 20, 22, and 24 are formed. A projection lens for magnifying and projecting the filtered light through the liquid crystal panels 50, 52, and 54 and the optical filter 26 60. The liquid crystal projection apparatus, characterized in that by comprising a.