KR100267464B1 - 투사형 화상 표시 장치용 광량조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사형 화상표시장치용 광량조절기에 관한 것으로, 적색, 녹색 및 청색으로 분리된 제 1 차 광속을 광로조절기로 반사시키고, 상기 광로조절기에 의해 반사된 제 2 차 광속을 차단하는 삼각프리즘 형상인 반사막대들과, 상기 반사막대들을 일정한 개구부를 두고 거치시키는 프레임을 구비하는 광량조절기로서 상기 반사막대들의 거리(d₁)를 상기 개구부의 간격(d₂) 보다 크게하여 유효반사면이 유효차단면보다 작도록 함으로써 화면의 휘도대비를 향상시키고 제작이 용이하도록 한 것이다.

Description

투사형 화상 표시 장치용 광량조절기

제 1 도는 일반적인 투사형화상표시장치의 개략도

제 2 도는 종래의 광량조절기의 사시도

제 3 도는 본 발명의 일실시예에 따른 광량조절기의 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광원 2 : 광분리기

3 : 평행렌즈 5 : 광로조절기

7 : 기판 8 : 거울면

9 : 액츄에이터 13 : 광량조절기

21 : 반사막대 23 : 프레임

25 : 개구부

본 발명은 투사형화상표시장치용 광량조절기에 관한 것으로, 특히, 광량조절기의 반사면과 개구부의 간격을 조절함으로써 휘도 대비(brightness contrast)를 향상시키고 광노이즈를 줄일 수 있도록 한 투사형화상표시장치용 광량조절기에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형화상표시장치와 투사형화상표시장치로 구분된다.

직시형화상표시장치는 CRT(Cothod 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 미러어레이(Actuated Mirror Arrays: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.

투사형 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M x 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA눈 거울면이 M x N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M x 1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M x N개의 광속들을 투사시켜 M x N 화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

제 1 도는 종래의 투사형 화상표시장치(20)의 개략도이다.

상기 투사형 화상표시장치(20)는 광원(1), 광분리기(2), 광로조절기(5), 광량조절기(13) 및 화면(19)을 포함한다.

여기서, 광원(1)은 고휘도의 백색광을 방사하고, 광분리기(2)는 회전하는 칼라휠(color wheel)로 이루어지며 백색광으로부터 적색, 녹색 또는 청색의 제 1 차 광속들을 순차적으로 분리한다. 칼라휠(2)은 적색, 녹색 또는 청색의 광중 어느 하나를 투과시키는 칼라필터들(color filters)이 동일한 면적을 갖도록 분리되어 있으며, 화상신호의 필드 또는 프레임에 대해 정수배로 회전한다. 상기 각각의 제 1 차 광속들은 광량조절기(13)의 반사면(도시되지 않음)에 의해 반사되고, 이 반사된 제 1 차 광속들은 다시 분산되는데 이는 평행렌즈(3)에 의해 평행하게 된다.

광로조절기(5)는 구동 기판(7)에 M×N 어레이의 액츄에이터(9) 및 거울(8)들로 이루어져 평행렌즈(3)에 의해 평행하게 된 각각의 제 1 차 광속들을 다수의 제 2 차 광속들로 반사시킨다. 제 1 차 광속들 각각에 대한 제 2 차 광속들은 거울(8)들의 기울기에 의해 광로들이 조절된다. 또한, 상기 제 2 차 광속들은 평행렌즈(3)에 의해 다시 접속된다.

광량조절기(13)는 3원색으로 분리되고 접속된 제 1 차광속들을 광로조절기(5)로 반사시키고, 이 광로조절기(5)에 의해 광로가 조절되어 반사되는 제 2 차광속들의 양을 조절하여 화면(19)쪽으로 통과시킨다. 상기에서 광량조절기(13)는 광로조절기(5)에 구동전압을 인가하지 않은 상태에서, 즉, 영상신호가 인가되지 않은 상태에서 제 2 차 광속을 50% 정도 통과시키도록 되어 있다.

화면(19)은 상기 광량조절기(13)를 통과한 제 2 차 광속이 투사렌즈(18)를 통해 순차적으로 투사되어 화상을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 종래의 광학 시스템에서는 광원(1)으로 부터 나온 빛은 광분리기(2)를 통하여 광이 분리되고, 광분리된 제 1 차 광속들은 광량조절기(13)의 반사면에 의해 반사되며, 평행렌즈(3)에 의해 광축에 평행한 상태로 광로조절기(5)로 입사된다. 이때 입사각도는 광로조절기(5)와 90°로 이루어진다. 그리고 소정의 신호에 따라 조절되는 거울(8)에 의해 다시 반사된 광속(제 2 차 광속)들은 평행렌즈(3)(제 2 차 광속이 통과할 때는 집광렌즈라고도 함)를 통하여 집광되면서 광량조절기(13)의 개구부(도시되지 않음)를 통과한 후 투사렌즈(18)에 의해 화면에 화상을 투사한다.

제 2 도는 종래의 광량조절기(13)의 사시도이다.

상기 광량조절기(13)는 소정의 반사각을 갖는 반사막대(21)들과 이 반사막대(21)들을 설치할 수 있는 프레임(frame: 23)으로 이루어져 있다. 상기 반사막대(21)들은 직삼각 프리즘 형상으로 이루어져 직각을 이루는 면들이 상기 프레임(23)에 거치되어 있으며, 경사면들이 제 1 차 광속을 광로조절기(5)로 반사시킨다. 또한, 반사막대(21)들 사이의 개구부(25)들은 광로조절기(5)에 의해 반사되고 평행 렌즈(3)에 의해 집속된 제 2 차 광속을 통과시킨다. 상기에서 개구부(25)들을 통과하는 제 2 차 광속은 상기 반사막대(21)들에 의해 광량이 조절된다. 즉, 광로조절기(5)에 의해 반사된 제 2 차 광속이 각각의 화소에 대응하는 광의 경로가 조절되는데, 이 광의 경로가 조절된 각각의 화소와 대응하는 광이 각기 반사막대(21)들에 비춰지는 정도에 따라 개구부(25)들을 통과하는 광의 양이 조절된다. 상기에서 최소광량 상태에서 제 2 차 광속이 반사막대(21)들의 경사면에 차폐되면 높은 휘도 대비를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

그러나, 상술한 종래의 광량조절기는 평행렌즈의 수차 및 정렬오차에 의해 제 2 차 광속이 반사막대에 의해 차단되지 않고 틈들을 통과하는 광의 양이 많아 화상의 휘도대비를 저하시키고, 프리즘 형상 가공시 모서리의 가공이 어렵고 모서리의 파손이 쉽게 일어나며, 프리즘 각도 등의 공차가 큰 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광량조절기의 반사면과 개구부의 간격을 조절하여 화면의 휘도대비를 향상시키고 제작이 용이한 광량조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 광량조절기는 적색, 녹색 및 청색으로 분리된 제 1 차 광속을 광로조절기로 반사시키고 상기 광로조절기에 의해 반사된 제 2 차 광속을 차단하는 반사막대들과, 상기 반사막대들을 일정한 개구부를 두고 거치시키는 프레임을 구비하는 광량조절장치로서, 상기 반사 막대들의 간격(d₁)을 상기 개구부의 간격(d₂)보다 크게하여 유효반사면이 유효차단면보다 작도록한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광량조절기(13)의 단면도이다.

상기 광량조절기(13)는 반사막대(31)들과 프레임(33)들로 이루어진다.

반사막대(31)들은 삼각 프리즘 형태로 이루어져 경사면들이 제 1 차 광속을 광로조절기(5)로 반사시키는 것으로 직각을 이루는 면들이 상기 프레임(13)에 거치된다.

상술한 광량조절기(13)는 반사막대(21)의 경사면에 의해 통상적으로 30° 각도로 입사되는 제 1 차 광속을 평행렌즈(3)를 통해 광로조절기(5)로 반사시키고, 광로조절기(5)에 반사된 제 2 차 광속을 개구부(35)들을 통과시켜 광량을 조절한다. 즉, 상기 제 2 차 광속은 광로조절기(5)에 의해 각각의 화소에 대응하는 광의 경로가 조절되는 데, 광로가 조절된 광이 개구부(35)를 사이로 통과된 정도에 따라 광량이 조절된다.

상기와 같은 광량조절기의 기본 동작은 종래의 광량조절기와 동일하나, 본 발명은 반사막대의 길이(d₁)를 개구부의 간격(d₂) 보다 크게 한 것이 특징이다. 종래의 광량조절기 처럼 반사막대의 간격(d₁)과 개구부 간격(d₂)을 같게 하지 않고 반사막대의 간격(d₁)을 더 길게 함으로써 광원으로 부터 온 빛이 도달하지 못하는 부분이 생겨 광속의 광폭이 차폐면(반사면)보다 작게 되어 휘도대비의 증진효과가 생긴다.

또한, 반사부 및 개구부를 상기와 같이 구성함으로써 차폐막 측면 또는 반사면을 스트립의 측면에서 난 반사된 노이즈광을 차폐한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광량조절기의 반사면과 개구부의 간격을 조절함으로써 휘도대비를 향상시키고, 광노이즈를 줄여주며, 제작이 용이한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 적색, 녹색 및 청색으로 분리된 제 1 차 광속을 광로조절기로 반사시키고, 상기 광로조절기에 의해 반사된 제 2 차 광속을 차단하는 삼각프리즘 형상인 반사막대들과, 상기 반사막대들을 일정한 개구부를 두고 거치시키는 프레임을 구비하는 광량조절기에 있어서,

   상기 반사막대들의 거리(d₁)를 상기 개구부의 간격(d₂) 보다 크게하여 유효반사면이 유효차단면보다 작도록 한것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치용 광량조절기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사막대들의 반사면을 길다란 스트립(strip) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형화상표시장치용 광량조절기.