KR100283448B1 - Projection type image display device - Google Patents
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Abstract
광선을 방출하기 위한 광원, 콘덴서 렌즈, 제1 프리즘, 제2 프리즘, 제3 프리즘, 제4 프리즘, 반사형 광 변조기, 프로젝션 렌즈, 그리고 스크린을 포함하는 투사형 화상 표시 장치가 개시되어 있다. 네 개의 프리즘을 서로 연결하고 이렇게 얻어진 프리즘의 각 면들에 다이크로익 필터, 미러 및 반사형 광 변조기들을 각각 부착한 하이브리드 프리즘(hybrid prism)을 형성한다. 광학계의 구성 요소들 중에서 광원을 제외한 나머지 요소들을 일체화시킴으로써 광학계를 콤팩트하게 구성하여 원가를 절감할 수 있다. 또한, 두 개의 편광 성분을 모두 사용하는 반사형 광 변조기를 사용함으로써 광효율을 크게 증가시킬 수 있다.Disclosed is a projection image display device comprising a light source for emitting light, a condenser lens, a first prism, a second prism, a third prism, a fourth prism, a reflective light modulator, a projection lens, and a screen. Four prisms are connected to each other, and hybrid prisms are formed by attaching dichroic filters, mirrors, and reflective light modulators to respective faces of the prism thus obtained. By integrating the rest of the components of the optical system except for the light source, the optical system can be compactly configured to reduce the cost. In addition, by using a reflective light modulator using both polarization components, the light efficiency can be greatly increased.
Description
본 발명은 투사형 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학계를 콤팩트하게 구성하여 원가를 절감하고 반사형 광 조절기를 사용함으로써 광효율을 향상시킬 수 있는 투사형 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device. More particularly, the present invention relates to a projection display device in which an optical system can be compactly used to reduce cost and improve light efficiency by using a reflection type light regulator.
일반적으로, 광학 에너지(Optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 변조기(Spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(Direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(Projection-type image display device)로 구분된다.In general, a spatial light modulator, which is an apparatus for projecting optical energy onto a screen, may be applied to various fields such as optical communication, image processing, and information display apparatus. Typically, such devices are classified into a direct-view image display device and a projection-type image display device according to a method of displaying optical energy on a screen.
직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(LCD), Deformable Mirror Device(DMD), 및 Actuated Mirror Array(AMA)를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2 개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(Transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(Reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.An example of a direct-view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT device is called a CRT, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the screen is enlarged, leading to an increase in manufacturing cost. There is. Projection type image displays include liquid crystal displays (LCDs), deformable mirror devices (DMDs), and actuated mirror arrays (AMAs). Such projection image display devices can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as Transmissive spatial light modulators, while DMD and AMA can be classified as Reflective spatial light modulators.
LCD 장치는 빛의 투과도를 전기적으로 제어할 수 있는 액정을 사용하는 표시 장치로서, 이러한 LCD를 사용하는 표시 장치(또는 액정 프로젝터라 한다)는 광학적 구조가 매우 간단하므로 CRT 프로젝터에 비해 경박단소화 시킬 수 있다. 또한, 대화면 및 고화질을 얻을 수 있기 때문에 고품위 텔레비젼(HDTV) 및 비디오 컨퍼런스용 표시 장치로서 널리 사용되고 있다.An LCD device is a display device using a liquid crystal that can electrically control the transmittance of light. The display device using the LCD (or liquid crystal projector) has a very simple optical structure, which makes it possible to reduce light weight and shorten the size of a CRT projector. Can be. In addition, it is widely used as a display device for high-definition television (HDTV) and video conferencing because large screens and high image quality can be obtained.
액정 프로젝터에 사용되는 액정판(liquid crystal panel)은 통상적으로 매트릭스형 액정판으로 알려져 있는데, 화소들이 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되어 있으며 구동 전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시킨다. 구동 전압은 간단한 매트릭스 시스템에 의해 개개의 화소들에 인가될 수 있으며, 또한 MIM(metal-insulating metal)과 같은 비선형 2단자 소자 또는 TFT(박막 트랜지스터)와 같은 3단자 스위칭 소자가 각 화소에 대해 배치되어 있는 액티브 매트릭스 시스템에 의해 교호적으로 각 화소들에 인가될 수 있다.A liquid crystal panel used in a liquid crystal projector is commonly known as a matrix liquid crystal panel, in which pixels are arranged in a matrix in two directions perpendicular to each other, and are driven individually by a driving voltage to provide optical Change characteristics. The drive voltage can be applied to the individual pixels by a simple matrix system, and non-linear two-terminal elements such as metal-insulating metal (MIM) or three-terminal switching elements such as TFT (thin film transistor) are placed for each pixel. It can be applied to each pixel alternately by the active matrix system.
이러한 액티브 매트릭스 시스템에서는 화소들이 최소 피치(Pitch)로 배열되어야 하는데, 이에 따라 전체 면적에 대해 화소들이 차지하는 유효 구멍(Opening)의 비(개구율(Aperture ratio))가 감소된다. 액정판의 투과율은 편광기의 효율과 각 화소의 개구율에 의해 결정된다. 따라서, 상기 개구율을 증가시키기 위하여, 각각의 화소에 대응하여 표시 소자의 광 입사면 또는 광 입사면과 출구면 상에 마이크로렌즈 어레이(Microlens array)를 배치하는 방법이 주로 사용되고 있다. 이러한 마이크로렌즈 어레이는 화소들 간의 피치와 동일한 피치로 배열되는 다중 렌즈 요소들을 포함하는데, 광 입사면 상에 배치된 렌즈 요소들을 통해 각 화소에 빛이 포커싱된다.In such an active matrix system, the pixels should be arranged at a minimum pitch, thereby reducing the ratio of openings occupied by the pixels to the total area (aperture ratio). The transmittance of the liquid crystal plate is determined by the efficiency of the polarizer and the aperture ratio of each pixel. Therefore, in order to increase the aperture ratio, a method of disposing a microlens array on the light incident surface or the light incident surface and the exit surface of the display element corresponding to each pixel is mainly used. This microlens array includes multiple lens elements arranged at the same pitch as the pitch between the pixels, wherein light is focused on each pixel through lens elements disposed on the light incident surface.
도 1은 종래의 액정판을 사용하는 투사형 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a projection display device using a conventional liquid crystal plate.
도 1을 참조하면, 종래의 투사형 표시 장치(10)는 색 광선(Colored light : L)을 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(24)와 더불어, 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)에 대한 각각의 액정판(20a, 20b, 20c)들을 구비한다. 상기 액정판(20a, 20b, 20c)들은 인가되는 화상 신호에 따라 그 투과율이 변하게 되어 상기 적색, 녹색 및 청색 광들을 투과시키거나 차단시킨다. 투과된 광들은 프로젝션 렌즈(24)에 의해 세 개의 색 광선들을 포함하는 광선(L)으로 투사된다.Referring to FIG. 1, a conventional
또한, 종래의 투사형 표시 장치(10)는 광선을 방출하기 위한 금속 할로겐 램프(metal halide lamp)(12), 마이크로렌즈 어레이(14), 다이크로익 미러(dichroic mirror)(16a, 16b), 미러(17a, 17b, 17c), 콘덴서 렌즈(18a,18b), 그리고 다이크로익 프리즘(dichroic prism)(22)을 더 구비한다.In addition, the conventional
상기 마이크로렌즈 어레이(14)는 상기 액정판(20a, 20b, 20c)들의 화소들 간의 피치와 동일한 피치로 배열되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 광 입사면 상에 배치된 렌즈 요소들을 통해 각 화소에 빛을 포커싱하는 역할을 한다.The
다이크로익 미러(16a, 16b)들은 상기 할로겐 금속 램프(12)로부터 방사된 백색광을 3원색 광, 즉 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 역할을 한다. 상기 다이크로익 미러(16a, 16b)는 굴절률이 다른 물질의 많은 박층으로 이루어지는 반사경으로, 어떤 색의 빛은 반사하고 다른 색의 빛은 모두 투과하는 성질을 가지고 있다.The
상기 다이크로익 프리즘(22)은 적색광만을 반사시키고 다른 광들은 투과시키는 다이크로익 미러와 청색광만을 반사시키고 다른 광들은 투과시키는 다이크로익 미러가 'X' 자 형태로 이루어진 것이다. 따라서, 프리즘의 서로 수직인 세 면으로 입사되어지는 적색광 및 청색광은 반사시키고 녹색광은 그대로 투과시킴으로써, 세 개의 색 광선들을 합성하여 프로젝션 렌즈(24)로 입사시킨다.The
종래의 투사형 표시 장치(10)의 작동 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the conventional
할로겐 금속 램프(12)로부터 백색광이 방출된 후, 방출된 백색광은 마이크로렌즈 어레이(14)에 의해 포커싱되어 다이크로익 미러(16a)로 조사된다. 백색광 중에서, 녹색광(G) 및 청색광(B)은 다이크로익 미러(16a)를 통과하는 반면, 적색광(R)은 반사된다. 이러한 적색광(R)은 미러(17a)에 의해 반사된 후, R-액정판(20a)의 투과율이 변함에 따라 상기 R-액정판(20a)을 통과한다. 이어서, 상기 적색광(R)은 다이크로익 프리즘(22)으로 들어가고, 다이크로익 프리즘(22) 내의 적색광만을 반사시키는 다이크로익 미러에 의해 반사된다. 이렇게 반사된 적색광(R)은 프로젝션 렌즈(24)로 들어가게 된다.After white light is emitted from the
한편, 다이크로익 미러(16a)에 의해 투과된 녹색광(G) 및 청색광(B)은, 다이크로익 미러(16b)에 의해 녹색광(G)이 반사되고 청색광(B)은 투과된다. 상기 녹색광(G)은 G-액정판(20b)의 투과율이 변함에 따라 상기 G-액정판(20b)을 통과한다. G-액정판(20b)을 통과한 녹색광(G)은 다이크로익 프리즘(22)으로 들어가고, 다이크로익 프리즘(22)을 그대로 투과하여 프로젝션 렌즈(24)로 들어가게 된다.On the other hand, the green light G and the blue light B transmitted by the
다이크로익 미러(16b)를 투과한 청색광(B)은 콘덴서 렌즈(18a)를 통과한 후, 미러(17b)에 의해 반사되어 콘덴서 렌즈(18b)로 입사된다. 상기 콘덴서 렌즈(18b)를 통과한 청색광(B)은 미러(17c)에 의해 반사된 후, B-액정판(20c)의 투과율이 변함에 따라 상기 B-액정판(20c)을 통과한다. 상기 B-액정판(20c)을 통과한 청색광(B)은 다이크로익 프리즘(22)으로 들어간 후, 다이크로익 프리즘(22) 내의 청색광만을 반사시키는 다이크로익 미러에 의해 반사된다. 이렇게 반사된 청색광(B)은 프로젝션 렌즈(24)로 들어가게 된다.The blue light B transmitted through the
이러한 방식에 의하여, 다이크로익 프리즘(22)은 세 개의 광선들(적색, 녹색, 및 청색 광선들)을 합성시키고, 프로젝션 렌즈(24)는 합성된 광선(L)을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사한다.In this way,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 액정판(20)의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 개략도들이다.2A and 2B are schematic views for explaining the structure and operating principle of the
도 2a 및 2b를 참조하면, 액정판(20)은 일정 간격으로 떨어져 있는 편광기와 검광기, 및 상기 편광기와 검광기 사이의 갭에 주입되는 액정으로 이루어진다. 상기 액정으로는 트위스트 네마틱(Twisted Nematic : TN) 액정이 주로 사용되며, 상기 편광기와 검광기의 각 투과축은 서로에 대해 직각이다.Referring to FIGS. 2A and 2B, the
상기 액정판(20)의 작동 원리를 살펴보면, 전압을 인가하지 않을 경우 도 2A에 도시된 바와 같이, 편광기를 투과한 입사광은 상기 TN 액정에 의해 90°회전된 선형 편광(위상차가 mπ)으로 검광기를 투과한다. 반면에, 액정판(20)에 전압을 인가하는 경우에는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 TN 액정의 유전 이방성으로 인해 전기장 방향으로 똑바로 서게 되어 편광기를 투과한 입사광이 선형 편광되지 못한다. 검광기의 투과축은 편광기의 투과축에 대해 직각이기 때문에, 편광기를 투과한 입사광은 검광기에 의해 완전히 막혀서 투과되지 못한다.Looking at the operating principle of the
일반적으로 입사광은 편광되지 않은 광이지만, 편광기를 통과하면서 편광되어진다. 편광된 빛은 크게 P-편광과 S-편광으로 구성되는데, P-편광은 경계면에 수직이고 입사파의 파수 벡터에 의하여 정의되는 입사 평면 내에 편광된 파의 성분을 의미하며, S-편광은 입사 평면에 수직으로 편광된 파의 성분을 의미한다. 상기 액정판(20)에 전압을 인가하지 않을 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이 편광기의 편광 방향이 P-편광 방향일 때에는 S-편광은 편광기로부터 흡수되는 반면 P-편광은 편광기를 투과한다. 투과된 P-편광은 TN 액정에 의해 90°회전되어 S-편광으로 바뀌면서 검광기를 투과한다.In general, incident light is light that is not polarized but is polarized while passing through a polarizer. Polarized light consists largely of P-polarized light and S-polarized light, where P-polarized light is a component of a wave polarized in the plane of incidence perpendicular to the interface and defined by the wave vector of the incident wave, and S-polarized light is incident The component of the wave polarized perpendicular to the plane. When no voltage is applied to the
전술한 바와 같이 종래의 투사형 표시 장치에서는, 액정판의 편광기에 의해 하나의 편광 성분, 즉 S-편광 또는 P-편광만이 투과되어 프로젝션 렌즈에 의해 스크린 상에 투사된다. 일반적으로, 액정판을 사용하는 투사형 표시 장치의 광효율(light utilization efficiency)은 광 콜리메이션 광학계(Light collimation optics)와 액정판에 의해 주로 영향받는다. 상술한 바와 같은 종래의 투사형 표시 장치에서는, 투과형 액정판의 편광기에 의해 항상 하나의 편광 성분, 즉 S-편광 또는 P-편광이 손실되므로 광효율이 현저히 떨어지게 된다.As described above, in the conventional projection display device, only one polarization component, that is, S-polarized light or P-polarized light, is transmitted by the polarizer of the liquid crystal plate and projected onto the screen by the projection lens. In general, the light utilization efficiency of the projection display device using the liquid crystal plate is mainly affected by the light collimation optics and the liquid crystal plate. In the conventional projection display device as described above, since one polarization component, that is, S-polarized light or P-polarized light is always lost by the polarizer of the transmissive liquid crystal plate, the light efficiency is significantly reduced.
따라서, 본 발명의 목적은, 광학계를 콤팩트하게 구성하여 원가를 절감하고 반사형 광 조절기를 사용함으로써 광효율을 향상시킬 수 있는 투사형 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a projection display device which can reduce the cost by compactly configuring the optical system and improve the light efficiency by using a reflective light regulator.
도 1은 종래의 투사형 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional projection display device.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 투사형 표시 장치에 사용되는 액정판의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 개략도들이다.2A and 2B are schematic views for explaining the structure and operating principle of a liquid crystal panel used in the projection display device shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명에 의한 투사형 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing the configuration of a projection display device according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 투사형 표시 장치 102 : 램프100: projection display device 102: lamp
104 : 콘덴서 렌즈 106 : 제1 프리즘104: condenser lens 106: first prism
110 : 제2 프리즘 114 : 제3 프리즘110: second prism 114: third prism
118 : 제4 프리즘 122, 124, 126 : 반사형 광 변조기118:
128 : 프로젝션 렌즈 130 : 스크린128: projection lens 130: screen
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광선을 방출하기 위한 광원; 상기 광선이 입사되는 제1 면 및 그 일부 면이 다이크로익 필터로 코팅된 제2 면을 포함하는 제1 프리즘, 상기 제1 프리즘의 제3 면에 접촉된 제1 면 및 미러로 코팅된 제2 면을 포함하는 제2 프리즘, 그 일부 면이 다이크로익 필터로 코팅된 제1 면을 포함하는 제3 프리즘, 그리고 상기 제3 프리즘의 제2 면에 접촉된 제1 면 및 다이크로익 필터로 코팅된 제2 면과 제3 면을 포함하는 제4 프리즘; 상기 제2 프리즘의 제3 면 및 상기 제4 프리즘의 제2 면과 제3 면에 각각 부착된 반사형 광 변조기; 그리고 상기 반사형 광 변조기에 의해 반사된 광선을 스크린 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the light source for emitting a light ray; A first prism including a first surface on which the light is incident and a portion of the first surface including a second surface coated with a dichroic filter, a first surface in contact with a third surface of the first prism, and a mirror coated agent A second prism comprising two sides, a third prism comprising a first side coated at least partially by a dichroic filter, and a first surface and a dichroic filter in contact with a second side of the third prism A fourth prism comprising a second side and a third side coated with; A reflective light modulator attached to the third surface of the second prism and the second and third surfaces of the fourth prism, respectively; And a projection lens for projecting the light beam reflected by the reflective light modulator onto the screen.
상술한 바와 같이 본 발명은 네 개의 프리즘을 서로 연결하고 이렇게 얻어진 프리즘의 각 면들에 다이크로익 필터, 미러 및 반사형 광 변조기들을 각각 부착한다. 따라서, 광학계의 구성 요소들 중에서 광원을 제외한 나머지 요소들을 일체화시킴으로써 광학계를 콤팩트하게 구성하여 원가를 절감할 수 있다. 또한, 투과형 광 변조기는 S-편광과 P-편광 중 하나의 편광만을 사용하기 때문에 광효율이 50% 이하로 낮지만, 본 발명에서는 두 개의 편광 성분을 모두 사용하는 반사형 광 변조기를 사용함으로써 광효율을 크게 증가시킬 수 있다.As described above, the present invention connects four prisms to each other and attaches a dichroic filter, a mirror and a reflective light modulator to each of the faces of the prism thus obtained, respectively. Therefore, the optical system can be compactly constructed by integrating the rest of the components of the optical system except for the light source, thereby reducing the cost. In addition, the transmissive light modulator uses only one polarized light of S-polarized light and P-polarized light, so the light efficiency is lower than 50%. However, in the present invention, the light efficiency is improved by using a reflective light modulator using both polarization components. Can be increased significantly.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명에 의한 반사형 광 변조기를 사용하는 투사형 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.Fig. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a projection image display device using the reflective light modulator according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 투사형 화상 표시 장치(100)는 광선을 방출하기 위한 광원(102), 콘덴서 렌즈(104), 제1 프리즘(106), 제2 프리즘(110), 제3 프리즘(114), 제4 프리즘(118), 반사형 광 변조기(122, 124, 126), 프로젝션 렌즈(128), 그리고 스크린(130)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the projection
상기 광원(102)은 바람직하게는, 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프로서 스펙트럼에서 장파장의 적외선(LWIR) 내지 자외선(UV)을 방출한다.The
상기 제1 프리즘(106)은 광선이 입사되는 제1 면(107), 그 일부 면(108a)이 다이크로익 필터로 코팅된 제2 면, 그리고 상기 제1 면(107) 및 제2 면과 접촉된 제3 면(109)을 포함한다. 상기 제1 프리즘(106)의 제2 면 중에서 다이크로익 필터로 코팅된 면(108a)은 상기 제1 프리즘의 제1 면(107)에 접하는 면이다.The
상기 제2 프리즘(110)은 상기 제1 프리즘(106)의 제3 면(109)에 접촉된 제1 면, 미러로 코팅된 제2 면(111), 그리고 제1 반사형 광 변조기(122)가 부착된 제3 면을 포함한다.The
상기 제3 프리즘(114)은 그 일부 면(115a)이 다이크로익 필터로 코팅된 제1 면을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 프리즘(106)의 제2 면과 상기 제3 프리즘(114)의 제1 면은 소정의 간격을 두고 위치한다. 이것은 상기 제1 프리즘(106)의 제2 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(108a)을 통과하는 광선의 광로를 변경하여 상기 광선이 제2 면 중 코팅되지 않은 나머지 면(108b)을 통과하는 광선과 간섭하지 않도록 하기 위함이다.The
상기 제4 프리즘(118)은 상기 제3 프리즘의 제2 면(116)에 접촉된 제1 면, 다이크로익 필터로 코팅된 제2 면(119), 그리고 다이크로익 필터로 코팅된 제3 면(120)을 포함한다. 상기 제4 프리즘의 제2 면(119) 및 제3 면(120)에는 각각 제2 반사형 광 변조기(124) 및 제3 반사형 광 변조기(126)가 부착된다.The
이와 같이 본 발명에서는 네 개의 프리즘을 서로 연결하고 이렇게 얻어진 프리즘의 각 면들에 다이크로익 필터, 미러 및 반사형 광 변조기들을 각각 부착한다. 즉, 광학계를 구성하는 요소들 중에서 광원을 제외한 나머지 구성 요소들을 프리즘에 일체화시키며, 이러한 프리즘을 하이브리드 프리즘(hybrid prism)이라 정의한다.Thus, in the present invention, four prisms are connected to each other, and dichroic filters, mirrors, and reflective light modulators are attached to respective surfaces of the prism thus obtained. That is, the components constituting the optical system, except for the light source, are integrated with the prism, and such a prism is defined as a hybrid prism.
상기 제1 반사형 광 변조기(122), 제2 반사형 광 변조기(124) 및 제3 반사형 광 변조기(126)는, 바람직하게는, 반사형 액정판으로서, 인가되는 화상 신호에 따라 그 반사율이 변하게 되어 적색, 녹색 및 청색 광선들을 반사시키거나 차단시킨다.The first reflection
상기 프로젝션 렌즈(128)는 상기 제1 반사형 광 변조기(122), 제2 반사형 광 변조기(124) 및 제3 반사형 광 변조기(126)에 의해 각각 반사되어진 적색, 녹색 및 청색 광선을 스크린(130) 상에 투사하는 역할을 한다.The
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 투사형 화상 표시 장치(100)의 작동 원리를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation principle of the projection
할로겐 금속 램프(102)로부터 백색광이 방사된 후, 이 백색광은 콘덴서 렌즈(104)에 의해 하이브리드 프리즘을 구성하는 제1 프리즘(106)의 제1 면(107)에 입사된다. 상기 제1 프리즘(106)의 제1 면(107)을 통과한 광선은 그 일부 면(108a)이 다이크로익 필터로 코팅된 상기 제1 프리즘(106)의 제2 면에 조사된다. 상기 제2 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(108a)은 적색 및 녹색광을 투과시키고 청색광만을 반사시킨다. 상기 반사된 청색광은 제1 프리즘(106)의 제3 면(109)에 접촉된 제2 프리즘(110)의 제1 면에 조사된 후, 상기 제2 프리즘(110)의 제3 면에 부착된 제1 반사형 광 변조기(122)에 의해 반사된다. 상기 제1 반사형 광 변조기(122)에 의해 반사된 청색광은 미러로 코팅된 제2 프리즘(110)의 제2 면(111)에 의해 반사된 후, 하방으로 직진하여 상기 제2 프리즘(110)의 제1 면 및 상기 제1 프리즘(106)의 제2 면 중 다이크로익 필터로 코팅되지 않은 면(108b)을 연속적으로 통과한다. 그리고, 상기 청색광은 제1 프리즘(106)의 제2 면에 소정 간격을 두고 위치한 제3 프리즘(114)의 제1 면(115a) 및 제3(117)을 거쳐 프로젝션 렌즈(128)로 들어간다.After white light is emitted from the
상기 제1 프리즘(106)의 제2 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(108a)을 투과한 적색광 및 녹색광은 제3 프리즘(114)의 제1 면(115a)을 거쳐 상기 제3 프리즘(114)의 제2 면(116)에 접촉된 제4 프리즘(118)의 제1 면에 조사된다. 상기 제4 프리즘(118)의 제1 면을 통과한 적색광 및 녹색광은 다이크로익 필터로 코팅된 제4 프리즘(118)의 제2 면(119)에 의해 적색광은 투과되고 녹색광은 반사된다.Among the second surfaces of the
상기 제4 프리즘(118)의 제2 면(119)을 투과한 적색광은 제2 반사형 광 변조기(124)에 의해 반사된 후, 제4 프리즘(118)의 제3 면(120)에 조사된다. 상기 제4 프리즘(118)의 제3 면(120)은 적색광은 반사시키고 녹색광은 투과시키는 다이크로익 필터로 코팅되어 있으므로, 상기 적생광은 제4 프리즘(118)의 제3 면(120)에 의해 반사되어 제3 프리즘(114)의 제1 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(115b)에 조사된다. 상기 면(115b)은 청색광을 투과시키고 적색광 및 녹색광을 반사시키는 다이크로익 필터로 코팅되었기 때문에, 상기 적색광은 상기 제3 프리즘(114)의 제1 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(115b)에 의해 반사된 후 제3 프리즘(114)의 제3 면(117)을 거쳐 프로젝션 렌즈(128)로 들어간다.The red light transmitted through the
상기 제4 프리즘(118)의 제2 면(119)에 의해 반사된 녹색광은 적색광을 반사시키고 녹색광을 투과시키는 다이크로익 필터로 코팅된 제4 프리즘(118)의 제3 면(120)에 의해 투과되어 제3 반사형 광 변조기(126)로 조사된다. 상기 제3 반사형 광 변조기(126)에 의해 반사된 녹색광은 제3 프리즘(114)의 제1 면 중 다이크로익 필터로 코팅된 면(115b)에 조사된다. 상기 면(115b)은 청색광을 투과시키고 적색광 및 녹색광을 반사시키는 다이크로익 필터로 코팅되었기 때문에, 상기 녹색광은 상기 면(115b)에 의해 반사된 후 제3 프리즘(114)의 제3 면(117)을 거쳐 프로젝션 렌즈(128)로 들어간다.The green light reflected by the
이러한 방식에 의하여, 프로젝션 렌즈(128)를 통과한 적색, 녹색 및 청색 광선은 스크린 상에 결상된다.In this way, the red, green and blue light rays passing through the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상 표시 장치에 의하면, 네 개의 프리즘을 서로 연결하고 이렇게 얻어진 프리즘의 각 면들에 다이크로익 필터, 미러 및 반사형 광 변조기들을 각각 부착한다. 따라서, 광학계의 구성 요소들 중에서 광원을 제외한 나머지 요소들을 일체화시킴으로써 광학계를 콤팩트하게 구성하여 원가를 절감할 수 있다. 또한, 투과형 광 변조기는 S-편광과 P-편광 중 하나의 편광만을 사용하기 때문에 광효율이 50% 이하로 낮지만, 본 발명에서는 두 개의 편광 성분을 모두 사용하는 반사형 광 변조기를 사용함으로써 광효율을 크게 증가시킬 수 있다.As described above, according to the projection type image display apparatus according to the present invention, four prisms are connected to each other and a dichroic filter, a mirror, and a reflective light modulator are attached to respective surfaces of the prism thus obtained. Therefore, the optical system can be compactly constructed by integrating the rest of the components of the optical system except for the light source, thereby reducing the cost. In addition, the transmissive light modulator uses only one polarized light of S-polarized light and P-polarized light, so the light efficiency is lower than 50%. However, in the present invention, the light efficiency is improved by using a reflective light modulator using both polarization components. Can be increased significantly.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1019970064738A KR100283448B1 (en) | 1997-11-29 | 1997-11-29 | Projection type image display device |
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Family Applications (1)
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