KR0170986B1 - 투사형화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 투사형화상표시장치의 광로조절기의 미러어레이구조를 대각선방향으로 배열시킴으로써 모듈레이션의 방향을 대각선으로 하여 산란과 회절영향이 적어지도록 함으로써 광의 콘트라스트(contrast)를 개선시킬 수 있도록 된 투사형화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 그 구성은 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터의 입사광이 소스렌즈(12)및 소스스톱(22)을 지나 반사거울(14)에 의해 반사되고, 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)에 의해 반사되어 투사스톱(40)의 투과공(40a)을 통과하고, 투사렌즈(16)를 통해 스크린으로 투사되도록 된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)는 대각선방향으로 틸팅되어 입사광을 모듈레이션하도록 되어있고, 상기 투사스톱(40)의 투과공(40a)은 중앙부에 마름모꼴로 형성된 것이다.

Description

투사형화상표시장치의 광학계

제1도는 종래 일반적인 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 도시한 평면도.

제2도는 제1도의 투사형화상표시장치의 광로조절기를 나타낸 평면도.

제3도는 제1도의 투사형화상표시장치의 투사스톱에 도달된 입사광을 나타낸 도면.

제4도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광로조절기를 나타낸 평면도.

제5도는 제4도의 투사형화상표시장치의 투사스톱에 도달된 입사광을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투사형화상표시장치 13 : 소스스톱

14 : 반사거울 16 : 투사렌즈

30 : 광로조절기 40 : 투사스톱

본 발명은 투사형화상표시장치(projector)의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 투사형화상표시장치의 광로조절기의 미러어레이구조를 대각선 방향으로 배열시킴으로써 모듈레이션의 방향을 대각선으로 하여 산란과 회절영향이 적어지도록 함으로써 광의 콘트라스트(contrast)를 개선시킬 수 있도록 된 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 액추에이티드 미러 어레이(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 × 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M × N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M × 1 개의 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(도시되지않음)이 내장되고, 액츄에이터(20b)는 트랜지스터들과 전기적으로 연결되게 액추에이티드미러어레이패널(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)를 통과한 광을 스크린에 투사시킨다.

상기와 같이 구성된 종래 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 제2도는 광로조절기의 미러어레이를 나타낸 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 패널(도시안됨)에 다수개의 미러어레이(20c)가 배열되어 있다. 또한 제3도는 제1도의 투사형화상표시장치의 투사스톱에 도달된 입사광을 나타낸 도면으로서, 광원(11)으로부터의 입사광은 상기 광로조절기(20)에 의해 반사되어 투사스톱(15)에 도달되는데, 광로조절기(20)의 미러어레이(20c)가 틸팅되지 않은 상태에서도 투사스톱(15)에 도달된 소스스톱(13)의 이미지(S)의 상하좌우에는 광의 산란과 회절현상에 의해 퍼짐현상이 일어나므로 이러한 산란 및 회절광들이 투사스톱(15)의 투과공(15a)를 그대로 통과하여 스크린상에 도달되어 콘트라스트(contrast)를 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 광로조절기의 모듈레이션방향을 대각선으로 하고 투사스톱의 투과공의 형상도 변경하여 소스스톱으로부터 입사되는 광의 산란 및 회절로 인한 광이 투과공을 투과할 수 없도록 함으로써 스크린에 도달되는 상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있도록 된 투사형화상표시장치의 광학계를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로 부터의 입사광이 소스렌즈 및 소스스톱을 지나 반사거울에 의해 반사되고, 광로조절기의 미러어레이에 의해 반사되어 투사스톱의 투과공을 통과하고, 이후 투사렌즈를 통해 스크린으로 투사되도록 된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 광로조절기의 미러어레이는 대각선방향으로 틸팅되어 입사광을 모듈레이션하도록 되어있고, 상기 투사스톱의 투과공은 중앙부에 마름모모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기 실시예의 투사형화상표시장치의 광학계에 따르면 광원으로부터 방사된 입사광은 광로조절기의 미러어레이에 의해 반사되어 투사스톱을 향하는데, 소스스톱의 이미지가 투사스톱에 도달되는 경우 그의 산란 및 회절광은 투사스톱의 투과공을 통과하지 못하게 된다.

이하 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 제5도는 제4도의 투사스톱을 나타낸 도면으로서, 종래와 동일부분에는 동일부호를 사용하여 설명한다. 이에 도시한 바와 같이, 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)는 종래 광로조절기(20)의 배열과 거의 유사하게 형성되되, 구동전압이 인가되어 틸팅되는 방향은 대각선방향이다.

또한, 투사스톱(40)은 그의 투과공(40a)이 상기 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)의 틸팅방향에 따라 소스스톱(13)의 이미지(B,C)가 투과될 수 있도록 중앙부에 마름모꼴로 형성되어있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 광원(11)으로부터 고휘도의 백색광이 방사되고, 상기 방사광은 소스렌즈(12)에 의해 집속되어 소스스톱(13)을 통과되어 반사거울(14)에 의해 반사되고, 이후 광로조절기(40)의 미러어레이(30c)의 틸팅각도에 따라 광로가 대각선방향으로 되어 투사스톱(40)의 투과공(40a)을 통과하여 투사렌즈(16)를 향하게 되고, 이에 따라 스크린에는 광로가 조절된 상이 맺히게 되는 것이다.

상기 광로조절기(30)는 모듈레이션방향이 대각선방향이므로 따라서 입사되는 입사광은 초기에는 투사스톱(40)의 B 또는 C위치에 도달되는데 이때 입사광의 상하좌우의 산란 및 회절광은 투과공(40a)을 투과하지 못한다. 이후 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)가 틸팅되면 투사스톱(40)의 투과공(40a)을 투과하게 되는 것이다.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형화상표시장치의 광학계는 광로조절기의 틸팅방향을 대각선으로하고 투사스톱의 투과공의 형상을 변경시킴으로써 입사광의 산란 및 회절광이 스크린에 도달되지 못하므로 스크린에 맺히는 상의 콘트라스트가 증대되는 효과가 있는 것이다.

상기에서 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 설명 및 도시하였으나, 본 발명의 기술분야에 익숙한 기술자라면 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터의 입사광이 소스렌즈(12) 및 소스스톱(13)을 지나 반사거울(14)에 의해 반사되고, 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)에 의해 반사되어 투사스톱(40)의 투과공(40a)을 통과하고, 투사렌즈(16)를 통해 스크린으로 투사되도록 된 투사형화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 광로조절기(30)의 미러어레이(30c)는 대각선방향으로 틸팅되어 입사광을 모듈레이션하도록 되어있고, 상기 투사스톱(40)의 투과공(40a)은 중앙부에 마름모꼴로 형성된 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치의 광학계.