KR100382647B1 - 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히, 2장의 디지털 디스플레이 패널을 이용하여 기존의 3장의 디지털 디스플레이 패널을 채용한 경우와 동일한 최대 밝기를 구현시키는 2장의 디지털 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 4 칼라 시이퀀스로 변환된 R'/G'/B'/W 데이터를 2장의 디지털 디스플레이 패널을 포함하는 광학 엔진을 통하여 종래의 기술에 의한 3장의 디지털 디스플레이 패널을 이용하여 디스플레이시키는 밝기와 동일하게 디스플레이시킴으로써, 광학 엔진의 구성을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 콘버젼스 조정 포인트를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치{Display device using two liquid crystal display panels}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 2장의 디지털 디스플레이 패널을 이용하여 기존의 3장의 디지털 디스플레이 패널을 채용한 경우와 동일한 최대 밝기를 구현시키기 위한 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치로는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 액정 디스플레이 패널(LCD 패널: Liquid Crystal Panel) 및 강유전성 액정 패널(FLC 패널: Ferro electric Liquid Crystal Panel) 등이 있다.

FLC 패널은 실리콘 기판에 형성된 광학적 평면 거울과 유리 사이에 강유전성 액정을 주입한 구조로 되어 있고, 기존 제품에 비해 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 것이 특징이다.

3장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 전형적인 디스플레이 장치는 R, G, B 콘트롤러, 광학 엔진 및 스크린으로 구성된다.

여기에서, 광학 엔진은 3장의 R, G, B LCD 패널을 포함하여 광학계의 광원, 콜리메이팅 렌즈, 편광 빔 스프리터, 반사 거울, 투사 렌즈 등으로 구성된다.

R, G, B 콘트롤러는 R, G, B 신호를 입력하여, 오프셋 제어, 콘트라스트 및밝기를 조정하고, 감마 보정 등의 신호처리를 실행한 후에 R, G, B LCD 패널에 디스플레이시키는 위한 R/G/B 데이터를 필드 단위로 수직 동기신호에 맞추어 발생시킨다. 또한, 수직 동기신호 및 수평 동기신호를 입력하여, R, G, B LCD 패널을 제어하기 위한 클럭 및 패널 제어용 신호를 발생시킨다.

광학 엔진에서는 광원에 의하여 발생된 광을 광학계의 편광 빔 스프리터 및 반사 거울 등의 배치에 의하여 광원에서 방사되는 광을 R, G, B 광으로 분리하여, 이를 각각 R, G, B LCD 패널로 입사시킨다. 그러면, R, G, B LCD 패널은 매트릭스로 구성된 각 셀에 R, G, B 콘트롤러로부터 인가되는 R/G/B 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 투과시키거나 반사시켜, 투사 렌즈를 통하여 스크린으로 디스플레이시킨다.

3장의 액정 디스플레이 패널을 사용하는 전형적인 디스플레이 장치는 LCD 패널을 3장 사용하기 때문에 자재비가 증가되고, 광학계의 구성이 복잡해지는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, R, G, B 각각의 콘버젼스를 조정하여야 하기 때문에 작업 공수가 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 2장의 디지털 디스플레이 패널을 사용하고도 3장의 디지털 디스플레이 패널을 채용한 경우와 동일한 최대 밝기를 구현시키는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 3장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 전형적인 디스플레이 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.

도 3은 3장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치에 적용된 3 칼라 시이퀀스 방식에 따른 광량, 시간 및 휘도량을 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 2장의 디지털 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치에 적용되는 4 칼라 시이퀀스 방식에 따른 광량, 시간 및 휘도량을 도시한 것이다.

도 5는 도 2에 도시된 광학 엔진의 제1실시 예에 의한 세부 구성도이다.

도 6은 도 2에 도시된 광학 엔진의 제2실시 예에 의한 세부 구성도이다.

도 7은 도 2에 도시된 광학 엔진의 제3실시 예에 의한 세부 구성도이다.

도 8은 본 발명에 적용되는 3칼라를 4칼라로 변환시키기 위한 알고리즘을 표현하는 흐름도이다.

도 9는 본 발명에 따른 4칼라 변환 알고리즘을 설명하기 위한 벡터 다이아그램이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치는 디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치에 있어서, R/G/B 데이터 신호를 입력하여, 소정의 연산 알고리즘에 의하여 상기 R/G/B 데이터 신호를 R'/G'/B'/W 데이터 신호로 변환시키기 위한 콘트롤러 및 상기 R'/G'/B'/W 신호를 2장의 액정 디스플레이 패널을 통하여 스크린에 디스플레이시키기 위한 광학 엔진을 포함함을 특징으로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전형적인 기술에 의한 3장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치는 R, G, B 콘트롤러(101, 102, 103), 광학 엔진(104), 스크린(105)으로 구성된다.

여기에서, 광학 엔진(104)은 3장의 R, G, B LCD 패널(106, 107, 108) 및 광원, 콜리메이팅 렌즈, 편광 빔 스프리터, 반사 거울, 투사 렌즈(도면에 미도시)를 포함하는 광학 시스템(109)으로 구성된다.

R, G, B 콘트롤러(101, 102, 103)는 R, G, B 신호를 입력하여, 오프셋 제어, 콘트라스트 및 밝기를 조정하고, 감마 보정 등의 신호처리를 실행한 후에 R, G, B LCD 패널(106, 107, 108)에 디스플레이시키는 위한 R/G/B 데이터를 필드 단위로 수직 동기신호에 맞추어 발생시킨다. 또한, 수직 동기신호 및 수평 동기신호를 입력하여, R, G, B LCD 패널(106, 107, 108)을 제어하기 위한 클럭 및 패널 제어용 신호를 발생시킨다.

광학 엔진(104)에서는 광원에 의하여 발생된 광을 광학계의 편광 빔 스프리터 및 반사 거울 등의 배치에 의하여 광원에서 방사되는 광을 R, G, B 광으로 분리하여, 이를 각각 R, G, B LCD 패널(106, 107, 108)로 입사시킨다. 그러면, R, G, B LCD 패널은 매트릭스로 구성된 각 셀에 R, G, B 콘트롤러(101, 102, 103)로부터 인가되는 R/G/B 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 투과시키거나 반사시켜, 투사 렌즈를 통하여 스크린(105)으로 디스플레이시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 2장의 디지털 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치는 콘트롤러(201), 광학 엔진(202) 및 스크린(203)을 구비한다.

콘트롤러(201)는 R ,G ,B 신호 및 수평/수직 동기신호를 입력하여, 오프셋 제어, 콘트라스트 및 밝기를 조정하고, 감마 보정 등의 신호처리를 실행한 후, 1차로 3칼라 시이퀀스 방식에 따른 Ri/Gi/Bi 데이터를 발생시키고, 이를 다시 4칼라 변환 알고리즘에 의하여 R'/G'/B'/W 데이터로 변환시켜 출력한다. 그리고, 광학 엔진(202)의 액정 디스플레이 패널을 제어하는 제어신호 및 칼라 스위칭 수단을 제어하는 칼라 스위칭 제어신호를 발생시킨다. 여기에서 광학엔진(202)은 제1,2LCD 패널(204, 205) 및 광학 시스템(207)으로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 의한 3장의 LCD 패널을 이용한 R/G/B 3-칼라 시이퀀스 알고리즘에 의한 화상 디스플레이 방법에 의한 최대 밝기(Ymax1)는 R, G, B 각각의 광량과 시간의 곱의 합이므로 수학식 1과 같이 계산된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 2장의 LCD 패널을 이용한 R/G/B/W 4-칼라 시이퀀스 알고리즘에 의한 화상 디스플레이 방법에 의한 최대 밝기(Ymax2)는 R, G, B, W 각각의 광량과 시간의 곱의 합이므로 수학식 2와 같이 계산된다.

따라서, 본 발명에 의한 R/G/B/W 4칼라 시이퀀스 방식을 적용하여 2장의 LCD 패널을 통하여 디스플레이시키는 방식에 의한 휘도값은 종래의 기술에 의한 R/G/B 3칼라 시이퀀스 방식을 적용하여 3장의 LCD 패널을 통하여 디스플레이시키는 방식에 의한 휘도값과 같아지게 된다.

그러나, 3칼라 시이퀀스 방식에 의한 Ri/Gi/Bi에 단순히 무채색(W) 만을 추가시키는 것은 휘도의 밝기는 향상되나, 색상이 무채색 쪽으로 천이되어 칼라의 채도가 떨어지게 된다.

이러한 무채색 W의 추가로 인하여 무채색 벡터 방향으로 출력 색상이 천이되는 것을 방지하는 본 발명에 적용되는 R/G/B/W 4-칼라 시이퀀스 변환 알고리즘을 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

우선, 단계801에서, Ri, Gi, Bi 입력 신호가 입력되면, 단계802에서 휘도의 증가분을 결정하기 위한 IncY값을 수학식 3 또는 수학식 4와 같이 결정한다.

즉, IncY 값은 Ri, Gi, Bi 값 중의 최소값을 선택하거나, 또는 평균값으로 결정할 수 있다.

단계803에서, vector_R, G, B 값을 수학식 5, 6, 7과 같이 연산한다.

여기에서, sel은 스케일 상수로서, 시스템의 특성에 따라서 실험적으로 구할 수 있으며, sel이 너무 크면 vector_R, vector_G, vector_B의 표현이 불가능한 경우가 발생되며, 너무 작으면 휘도의 보상량이 적어 휘도 향상의 효과가 작아질 수 있다. 따라서, sel은 1≤sel≤의 범위 내에서 적정하게 결정하는 것이 효과적이다.

단계804에서, 수학식 8에 나타낸 바와 같이 4 칼라 시이퀀스에 이용될 무채색(W) 값을 vector_R, vector_G, vector_B 중에서 최소값으로 선택한다.

이와 같은 과정을 통하여 휘도 향상을 위하여 추가시키고자 하는 무채색(W)을 구하였다.

단계805에서, 다음으로, 입력 칼라가 무채색(W)의 추가로 인하여 무채색 벡터 방향으로 천이되는 것을 보상하기 위하여, 수학식 9, 10, 11과 같은 연산을 실행한다.

단계806에서, 최종적으로 수학식 12, 13, 14에 의하여 무채색 벡터 방향으로의 천이를 보상한 R', G', B'를 연산하여 출력한다.

R' = Rv - W

G' = Gv - W

B' = Bv - W

위와 같은 알고리즘에 의하면, 무채색인 W의 추가로 인하여 휘도가 상승하였으며, 또한 수학식 9, 10, 11에서와 같이 입력신호 Ri, Gi, Bi에 각각 vector_R, vector_G, vector_B가 추가되어 휘도가 상승되었다. 그리고, 수학식 12, 13, 14에서와 같이 연산된 Rv, Gv, Bv 에 추가되는 무채색 W 값을 동일하게 감산함으로써, 무채색 벡터 방향에서 멀어지게 보상한다.

이에 따라서, 단계807에서는 4-칼라 시이퀀스 시스템에 의한 데이터로서R'/G'/B'/W 데이터가 출력된다.

도 9에 도시된 바와 같이, Ro/Go/Bo/W 4-칼라 변환 알고리즘에서 대하여 설명의 편의를 위하여 B 벡터를 고려하지 않고 R과 G 벡터만을 고려하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 입력 칼라신호 C1의 벡터가 무채색을 기준으로 R 벡터 방향으로 치우쳐 있는 경우에, 연산된 무채색 W를 C1 벡터에 추가하면 무채색 방향으로 천이될 것이다. 그러나, 스케일링 상수 등이 곱해진 입력 칼라신호 C1 벡터에서 R 벡터와 G벡터에서 동일 값인 W를 감산하여 벡터를 구하면 R 벡터 방향(화살표 91 방향)으로 천이될 것이다. 따라서, 최종 출력 합성 벡터는 원래의 C1 벡터의 위상과 거의 같아지게 된다.

이와 같은 방법으로 입력 칼라신호 C2를 본 발명에 의한 알고리즘으로 연산하여도 이번에는 무채색과 멀어지는 G 벡터 방향(화살표 92 방향)으로 천이되어 최종적으로 W를 포함하여 합성 벡터를 그리면 거의 C2 벡터의 위상과 같아지게 된다.

그러면, 이와 같은 4칼라 시이퀀스 방식의 데이터로 출력되는 콘트롤러(201)의 R'/G'/B'/W 데이터를 2장의 LCD 패널(204, 205)을 포함하는 광학 엔진(202)을 통하여 스크린(203)에 디스플레이되는 동작을 설명하기로 한다.

광학 엔진(202)의 제1실시 예에 의한 세부 구성도는 도 5에 도시하였으며, 그 구성은 광원 (501), 콜리메이팅 렌즈(502), 칼라 스위칭 수단(503), 제1,2편광빔스플리터(504, 505), 제1,2액정 디스플레이 패널(506, 507), 제1,2반사거울(508, 509) 및 투사 렌즈(510)로 이루어진다.

광원(501)은 광을 생성하는 램프와 이 램프에서 출사된 광을 반사시켜 그 경로를 안내하는 반사경으로 이루어져 광을 방사시킨다.

콜리메이팅 렌즈(502)는 광원(501)에서 발산되는 광을 평행광 또는 집속광으로 바꾸어 출력한다.

칼라 스위칭 수단(503)은 LCD 셔터 또는 칼라 휠 타입으로 구성되어 콜리메이팅 렌즈(502)로부터 입사되는 백색광을 콘트롤러(201)로부터 인가되는 칼라 스위칭 제어신호에 의하여 1 버티컬 주기 동안에 R, G, B, W의 4색을 순차적으로 스위칭하여 출력시킨다. 즉, 초기 1/4 버티컬 주기 동안에는 입사되는 광 중에서 R에 해당되는 파장만을 투과시키고 나머지 파장을 차단시킨다. 그리고, 다음 1/4 버티컬 주기 동안에는 입사되는 광 중에서 G에 해당되는 파장만을 투과시키고 나머지 파장을 차단시킨다. 그리고 순차적으로 B 및 W에 대한 파장을 각각 1/4 버티컬 주기동안 스위칭하여 통과시킨다.

제1편광빔스플리터(504)는 칼라 스위칭 수단(503)으로부터 입사되는 광 중에서 일 예로서 P파는 투과시키고, S파는 반사시켜 광의 진행방향을 90도 바꾼다.

제1반사거울(508)은 제1편광빔스플리터(504)를 투과하여 입사되는 광을 반사시켜 제1액정 디스플레이 패널(506)에 입사되도록 하고, 제2반사거울(509)은 제1편광빔스플리터(504)에서 반사되어 입사되는 광을 반사시켜 제2액정 디스플레이 패널(507)에 입사되도록 한다.

제1액정 디스플레이 패널(506)은 제1반사거울(508)에서 반사되는 광경로 상에 배치되어, 매트릭스로 구성된 각 셀의 데이터 라인에 콘트롤러(201)에 의하여 인가되는 R'/G'/B'/W 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 투과시킨다. 즉, 각각 1/4 주기 내에서 R'/G'/B'/W 신호를 입력되는 데이터의 계조값에 상응하여 입사되는 광을 투과시킨다.

제2액정 디스플레이 패널(507)은 제2반사거울(509)에서 반사되는 광경로 상에 배치되어, 제1액정 디스플레이 패널(506)에서의 동작과 동일하게 매트릭스로 구성된 각 셀의 데이터 라인에 인가되는 R'/G'/B'/W 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 투과시킨다.

제2편광빔스플리터(505)는 제1,2액정 디스플레이 패널(506, 507)로부터 입사되는 광 중에서 P파 광은 투과시키고 S파 광은 반사시켜 제1액정 디스플레이 패널(506)로부터 입사되어 반사되는 S파 광의 경로를 제2액정 디스플레이 패널(507)로부터 입사되어 투과되는 P파 광 경로와 일치시킨다.

투사 렌즈(510)는 제2편광빔스플리터(505)를 경유하여 입사되는 광을 스크린(511)으로 향하도록 확대 투사시킨다.

이와 같은 동작에 의하여, 4 칼라 시이퀀스로 변환된 R'/G'/B'/W 데이터는 2장의 LCD 패널을 포함하는 광학 엔진을 통하여 스크린에 디스플레이된다.

다음으로, 도 6에 도시된 광학 엔진(202)의 제2실시 예에 의한 동작을 살펴보기로 한다.

제2실시 예에 의한 광학 엔진(202)은 광원 (601), 제1,2편광빔스플리터(602, 611), 제1,2반사거울(603, 610), 제1,2콜리메이팅 렌즈(604, 605), 제1,2칼라 스위칭 수단(606, 607), 제1,2액정 디스플레이 패널(608, 609) 및 투사 렌즈(612)로 이루어진다.

광원(601)은 광을 생성하는 램프와 이 램프에서 출사된 광을 반사시켜 그 경로를 안내하는 반사경으로 이루어져 광을 방사시킨다.

제1편광빔스플리터(602)는 광원(601)으로부터 입사되는 광 중에서 일 예로서 P파는 투과시키고, S파는 반사시켜 광의 진행방향을 90도 바꾼다.

제1반사거울(603)은 제1편광빔스플리터(602)에서 반사되어 입사되는 광을 반사시켜 제2콜리메이팅 렌즈(605)에 입사되도록 한다.

그러면, 제1콜리메이팅 렌즈(604)는 제1편광빔스플리터(602)에서 투과되어 입사되는 광을 평행광 또는 집속광으로 바꾸어 출력시키고, 제2콜리메이팅 렌즈(605)는 제1반사거울(603)에서 반사되는 광을 평행광 또는 집속광으로 바꾸어 출력시킨다.

제1칼라 스위칭 수단(606)은 제1콜리메이팅 렌즈(604)를 경유한 광을 입력하여, 콘트롤러(201)로부터 인가되는 칼라 스위칭 제어신호에 의하여 1 버티컬 주기 동안에 순차적으로 R/G/B/W 신호를 각각 1/4 버티컬 주기로 스위칭하여 출력한다.

제2칼라 스위칭 수단(607)은 제2콜리메이팅 렌즈(605)를 경유한 광을 입력하여, 콘트롤러(201)로부터 인가되는 칼라 스위칭 제어신호에 의하여 1 버티컬 주기 동안에 순차적으로 R/G/B/W 신호를 각각 1/4 버티컬 주기로 스위칭하여 출력한다.

제2반사거울(610)은 제1칼라 스위칭 수단(606)에서 출력되는 광을 반사시켜 제2액정 디스플레이 패널(609)에 입사되도록 한다.

제1,2액정 디스플레이 패널(608, 609)은 각각 제2칼라 스위칭 수단(607) 및 제2반사거울(610)의 광경로 상에 배치되어, 매트릭스로 구성된 각 셀의 데이터 라인에 콘트롤러(201)에 의하여 인가되는 R'/G'/B'/W 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 투과시킨다. 즉, 1 버티컬 주기동안에 각각 1/4 주기 단위로 R' 데이터, G' 데이터, B' 데이터 및 W 데이터 값에 상응하여 입사되는 R, G, B, W 광을 투과시킨다.

제2편광빔스플리터(611)는 제2액정 디스플레이 패널(609)로부터 입사되는 광중에서 S파 광은 그대로 투과시키고, 제1액정 디스플레이 패널(608)로부터 입사되는 광 중에서 P파 광은 반사시켜 제2액정 디스플레이 패널(609)로부터 입사되어 투과되는 S파 광의 경로와 일치시킨다.

투사 렌즈(612)는 제2편광빔스플리터(611)를 경유하여 입사되는 광을 스크린(613)으로 향하도록 확대 투사시킨다.

마지막으로, 도 7에 도시된 광학 엔진(202)의 제3실시 예에 의한 동작을 살펴보기로 한다.

제1,2실시 예에 의한 광학 엔진(202)에서는 투과형 액정 디스플레이 패널을 사용하였으나, 제3실시 예에서는 반사형 강유전성 액정 패널을 사용한다는 점에서 상이하다.

투과형 액정 디스플레이 패널은 데이터 라인에 입력되는 데이터 값에 상응하여 입사되는 광을 투과시켜 영상을 디스플레이시키는 방식이고, 반사형 강유전성 액정 패널은 데이터 라인에 입력되는 데이터 값에 상응하여 입사되는 광을 반사시켜 영상을 디스플레이시키는 방식이다.

제3실시 예에 의한 광학 엔진(202)은 광원(701), 콜리메이팅 렌즈(702), 칼라 스위칭 수단(703), 편광빔스플리터(704), 제1,2강유전성 액정 패널(705, 706) 및 투사 렌즈(707)로 이루어진다.

광원(701)은 광을 생성하는 램프와 이 램프에서 출사된 광을 반사시켜 그 경로를 안내하는 반사경으로 이루어져 광을 방사시킨다.

콜리메이팅 렌즈(702)는 광원(701)에서 발산되는 광을 평행광 또는 집속광으로 바꾸어 출력한다.

칼라 스위칭 수단(703)은 LCD 셔터 또는 칼라 휠 타입으로 구성되어 콜리메이팅 렌즈(702)로부터 입사되는 백색광을 콘트롤러(201)로부터 인가되는 칼라 스위칭 제어신호에 의하여 1 버티컬 주기 동안에 R, G, B, W의 4색을 순차적으로 스위칭하여 출력시킨다. 즉, 초기 1/4 버티컬 주기 동안에는 입사되는 광 중에서 R에해당되는 파장만을 투과시키고 나머지 파장을 차단시킨다. 그리고, 다음 1/4 버티컬 주기 동안에는 입사되는 광 중에서 G에 해당되는 파장만을 투과시키고 나머지 파장을 차단시킨다. 그리고 순차적으로 B 및 W에 대한 파장을 각각 1/4 버티컬 주기동안 스위칭하여 통과시킨다.

편광빔스플리터(704)는 칼라 스위칭 수단(703)으로부터 입사되는 광 중에서 일 예로서 P파 광은 투과시켜 제2강유전성 액정 패널(706)로 입사시키고, S파 광은 반사시켜 광의 진행방향을 90도 바꾼 후에 제1강유전성 액정 패널(705)로 입사시킨다.

제1,2강유전성 액정 패널(705, 706)은 매트릭스로 구성된 각 셀의 데이터 라인에 콘트롤러(201)에 의하여 인가되는 R'/G'/B'/W 데이터 값에 상응하여 클럭 및 패널 제어용 신호에 의하여 입사광을 반사시켜 각 픽셀의 영상을 표현한다.

그러면, 편광빔스플리터(704)는 제1강유전성 액정 패널(705)로부터 반사되는 광 중에서 P파 광은 그대로 투과시키고, 제2유전성 액정 패널(706)로부터 반사되는 광 중에서 S파 광은 반사시켜 제1강유전성 액정 패널(705)로부터 입사되어 투과되는 P파 광의 경로와 일치시킨다.

투사 렌즈(707)는 편광빔스플리터(704)로부터 입사되는 광을 스크린(708)으로 향하도록 확대 투사시킨다.

이와 같은 동작에 의하여, 4 칼라 시이퀀스로 변환된 R'/G'/B'/W 데이터를 2장의 LCD 패널 또는 FLC 패널을 포함하는 광학 엔진을 통하여 스크린에 디스플레이시킴으로써, 2장의 LCD 패널 또는 FLC 패널을 사용하고도 3장의 LCD 패널을 채용한경우와 동일한 최대 밝기를 구현시킬 수 있게 되었다.

본 발명에서 설명한 광학 엔진은 설명의 편의를 위하여 단순화시켜 표현하였으나, 콘트라스트 등의 화질을 개선하기 위하여 글라스 폴라라이저(glass polarizer), 다양한 서텨, 큐브 등을 추가할 수 있으며, 콜리메이팅 렌즈의 위치를 변경시킬 수 있다는 것은 광학 엔진 설계 기술 분야에서는 주지의 기술이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 4 칼라 시이퀀스로 변환된 R'/G'/B'/W 데이터를 2장의 디지털 디스플레이 패널을 포함하는 광학 엔진을 통하여 종래의 기술에 의한 3장의 디지털 디스플레이 패널을 이용하여 디스플레이시키는 밝기와 동일하게 디스플레이시킴으로써, 광학 엔진의 구성을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 콘버젼스 조정 포인트를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (26)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치에 있어서,

   R/G/B 데이터 신호를 입력하여, 소정의 연산 알고리즘에 의하여 상기 R/G/B 데이터 신호를 R'/G'/B'/W 데이터 신호로 변환시키기 위한 콘트롤러;

   광을 방사시키기 위한 광원;

   상기 광원으로부터 입사되는 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하기 위한 콜리메이팅 렌즈;

   상기 콘트롤러에 의하여 발생된 칼라 스위칭 제어신호에 응답하여 1 버티컬 주기 동안에 상기 콜리메이팅 렌즈로부터 수신되는 광을 순차적으로 R/G/B/W 광 신호로 분리하기 위한 칼라 스위칭 수단;

   상기 R/G/B/W 광 신호의 P파 성분을 투과시키고, 상기 R/G/B/W 광 신호의 S파 성분을 직각으로 반사시키기 위한 제1빔스플리터;

   상기 R/G/B/W 광 신호의 P파 성분을 제1액정 디스플레이 패널로 반사시키기 위한 제1반사거울;

   상기 R/G/B/W 광 신호의 S파 성분을 제2액정 디스플레이 패널로 반사시키기 위한 제2반사거울;

   상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호 및 상기 R/G/B/W 광 신호의 P파 성분을 수신하고, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 투과시키기 위한 제1액정 디스플레이 패널;

   상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호 및 상기 R/G/B/W 광 신호의 S파 성분을 수신하고, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 투과시키기 위한 제2액정 디스플레이 패널;

   상기 제1액정 디스플레이 패널로부터 전송된 입사광의 S파 성분은 직각으로 반사시키고, 상기 제2액정 디스플레이 패널로부터 전송된 입사광의 P파 성분은 통과시키기 위한 제2빔스플리터; 및

   상기 제2빔스플리터로부터 출력되는 광을 스크린에 디스플레이시키기 위하여 확대 투사시키는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
6. 디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치에 있어서,

   R/G/B 데이터 신호를 입력하여, 소정의 연산 알고리즘에 의하여 상기 R/G/B 데이터 신호를 R'/G'/B'/W 데이터 신호로 변환시키기 위한 콘트롤러;

   광을 방사시키기 위한 광원;

   상기 광원으로부터 방사되는 제1파장의 광은 통과시키고, 상기 광원으로부터 방사되는 제2파장의 광은 반사시키기 위한 제1빔스플리터;

   상기 제1빔스플리터로부터 출력되는 제1파장의 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하기 위한 제1콜리메이팅 렌즈;

   상기 제1빔스플리터로부터 출력되는 제2파장의 광의 방향을 반사에 의하여 변경시키기 위한 제1반사거울;

   상기 제1반사거울로부터 출력되는 제2파장의 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하기 위한 제2콜리메이팅 렌즈;

   상기 콘트롤러에 의하여 발생된 칼라 스위칭 제어신호에 응답하여 1 버티컬 주기 동안에 상기 제1콜리메이팅 렌즈로부터 수신되는 광을 순차적으로 R/G/B/W 광 신호로 분리하기 위한 제1칼라 스위칭 수단;

   상기 제1칼라 스위칭 수단으로부터 출력되는 R/G/B/W 광 신호를 반사시켜 상기 제1칼라 스위칭 수단으로 출력되는 상기 R/G/B/W 광 신호의 방향을 변경시켜 제1액정 디스플레이 패널로 입사시키기 위한 제2반사거울;

   상기 콘트롤러에 의하여 발생된 칼라 스위칭 제어신호에 응답하여 1 버티컬 주기 동안에 상기 제1콜리메이팅 렌즈로부터 수신되는 광을 순차적으로 R/G/B/W 광 신호로 분리시켜 제2액정 디스플레이 패널로 입사시키기 위한 제2칼라 스위칭 수단;

   상기 콘트롤러로부터 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호를 수신하고 상기 제1칼라 스위칭 수단에 의하여 발생된 R/G/B/W 광 신호를 수신하여, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 투과시키기 위한 제1액정 디스플레이 패널;

   상기 콘트롤러로부터 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호를 수신하고 상기 제2칼라 스위칭 수단에 의하여 발생된 R/G/B/W 광 신호를 수신하여, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 투과시키기 위한 제2액정 디스플레이 패널;

   상기 제2액정 디스플레이 패널로부터 전송된 광은 직각으로 반사시키고, 상기 제1액정 디스플레이 패널로부터 전송된 광은 통과시키기 위한 제2빔스플리터; 및

   상기 제2빔스플리터로부터 출력되는 광을 스크린에 디스플레이시키기 위하여 확대 투사시키는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
7. 디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치에 있어서,

   R/G/B 데이터 신호를 입력하여, 소정의 연산 알고리즘에 의하여 상기 R/G/B 데이터 신호를 R'/G'/B'/W 데이터 신호로 변환시키기 위한 콘트롤러;

   광을 방사시키기 위한 광원;

   상기 광원에서 투사되는 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하기 위한 콜리메이팅 렌즈;

   상기 콘트롤러에 의하여 발생된 칼라 스위칭 제어신호에 응답하여 1 버티컬 주기 동안에 상기 제1콜리메이팅 렌즈로부터 수신되는 광을 순차적으로 R/G/B/W 광 신호로 분리하기 위한 칼라 스위칭 수단;

   상기 R/G/B/W 광 신호의 P파 성분을 투과시키고, 상기 R/G/B/W 광 신호의 S파 성분을 직각으로 반사시키기 위한 제1빔스플리터;

   상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호 및 상기 R/G/B/W 광 신호의 P파 성분을 수신하여, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 반사시키기 위한 제1액정 디스플레이 패널;

   상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호 및 상기 R/G/B/W 광 신호의 S파 성분을 수신하여, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호에 상응하여 입사광을 반사시키기 위한 제2액정 디스플레이 패널;

   상기 제1액정 디스플레이 패널에서 반사되는 P파 성분을 통과시키고, 상기 제2액정 디스플레이 패널에서 반사되는 S파 성분을 직각으로 반사시키기 위한 제2빔스플리터; 및

   상기 제2빔스플리터로부터 출력되는 광을 스크린에 디스플레이시키기 위하여 확대 투사시키는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
8. 제5항 또는 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1,2액정 디스플레이 패널은 강유전성 액정 디스플레이 패널로 구성함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
9. 제5항 또는 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호는 1버티컬 주기의 소정의 할당된 영역에 상응하는 각각의 시간 주기에 순차적으로 생성됨을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
10. 제5항 또는 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호는 1버티컬 주기의 1/4에 상응하는 각각의 시간 주기에 순차적으로 생성됨을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
11. 디지털 방식으로 구동되는 디스플레이 장치에 있어서,

    R/G/B 데이터 신호를 입력하여, 소정의 연산 알고리즘에 의하여 상기 R/G/B 데이터 신호를 R'/G'/B'/W 비디오 데이터 신호로 변환시키기 위한 콘트롤러;

    매트릭스로 구성된 각 셀의 제1데이터 라인을 갖고 클럭 및 패널 제어신호에 의하여 상기 제1데이터 라인에 수신되는 상기 R'/G'/B'/W 비디오 데이터 신호에 상응하여 입사되는 광을 투과시키거나 반사시켜 영상을 표현하는 제1액정 디스플레이 패널;

    매트릭스로 구성된 각 셀의 제2데이터 라인을 갖고 클럭 및 패널 제어신호에 의하여 상기 제2데이터 라인에 수신되는 상기 R'/G'/B'/W 비디오 데이터 신호에 상응하여 입사되는 광을 투과시키거나 반사시켜 영상을 표현하는 제2액정 디스플레이 패널;

    순차적으로 R/G/B/W 광 신호를 분리시키기 위한 칼라 스위칭 수단;

    상기 제1,2액정 디스플레이 패널로 상기 R/G/B/W 광 신호를 입사시키기 위한 수단; 및

    상기 제1,2액정 디스플레이 패널로부터 수신되는 광을 스크린에 영상으로 디스플레이시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 패널은 상기 제1,2액정 디스플레이 패널의 후면으로 상기 R/G/B/W 광 신호를 입사하여 투과시킴을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 패널은 상기 제1,2액정 디스플레이 패널의 전면으로 상기 R/G/B/W 광 신호를 입사하여 반사시킴을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 패널은 반사형 강유전성 액정 디스플레이 패널임을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 패널은 상기 제1,2 강유전성 액정 디스플레이 패널의 전면으로 상기 R/G/B/W 광 신호를 입사하여 반사시킴을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
16. 제11항에 있어서, 입사광을 평행광 또는 집속광으로 조정하여 상기 칼라 스위칭 수단에 인가시키는 콜리메이팅 렌즈를 더 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
17. 제11항에 있어서, 상기 제1,2액정 디스플레이 패널로 상기 R/G/B/W 광 신호를 입사시키기 위한 수단은

    상기 R/G/B/W 광 신호의 제1파장의 광은 통과시키고, 제2파장의 광은 반사시키기 위한 빔스플리터;

    상기 빔스플리터에서 출력되는 제1파장의 광을 반사시켜 상기 제1액정 디스플레이 패널로 입사시키기 위한 제1반사거울; 및

    상기 빔스플리터에서 출력되는 제2파장의 광을 반사시켜 상기 제2액정 디스플레이 패널로 입사시키기 위한 제1반사거울을 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
18. 제11항에 있어서, 상기 칼라 스위칭 수단은 제1,2칼라 스위칭 수단을 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 광원으로부터 방사된 제1파장의 광은 통과시키고 상기 광원으로부터 방사되는 제2파장의 광은 직각으로 반사시키기 위한 빔스플리터;

    상기 빔스플리터로부터 출력되는 제1파장의 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하여 1버티컬 주기에 순차적으로 R/G/B/W 광 신호를 발생시키는 제1칼라 스위칭수단에 입사시키기 위한 제1콜리메이팅 렌즈;

    상기 빔스플리터로부터 입사되는 제2파장의 광의 방향을 변경시키기 위한 반사거울; 및

    상기 반사거울로부터 출력되는 제2파장의 광을 평행광 또는 집속광으로 조정하여 1버티컬 주기에 순차적으로 R/G/B/W 광 신호를 발생시켜 상기 제2액정 디스플레이 수단에 입사시키는 제2칼라 스위칭 수단에 입사시키기 위한 제2콜리메이팅 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 제1액정 디스플레이 패널로 R/G/B/W 광 신호를 입사시키기 위한 수단은 상기 제1칼라 스위칭 수단으로부터 출력되는 광을 상기 제1액정 디스플레이 패널로 반사시키기 위한 반사거울임을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 스크린에 이미지를 디스플레이시키기 위하여 상기 제1,2액정 디스플레이 패널로부터 광을 수신받는 수단은

    상기 제2액정 디스플레이 패널로부터 전송되는 광을 직각으로 반사시키고, 상기 제1액정 디스플레이 패널로부터 전송되는 광을 통과시키기 위한 제2빔스플리터; 및

    상기 스크린에 디스플레이시키기 위하여 상기 제2빔스플리터로부터 출력되는광을 확대 투사시키기 위한 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
22. 제11항에 있어서, 상기 제1,2액정 디스플레이 패널로 R/G/B/W 광 신호를 입사시키기 위한 수단은

    상기 제1액정 디스플레이 패널의 전면으로 제1파장의 R/G/B/W 광 신호를 통과시키고, 상기 제2액정 디스플레이 패널의 전면으로 제2파장의 R/G/B/W 광 신호를 직각으로 반사시키는 빔스플리터임을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
23. 제11항에 있어서, 상기 스크린에 이미지를 디스플레이시키기 위하여 상기 제1,2액정 디스플레이 패널로부터 광을 수신하기 위한 수단은

    상기 빔스플리터; 및

    상기 제2액정 디스플레이 패널로부터 반사된 제1파장의 광을 통과시키고, 상기 제1액정 디스플레이 패널로부터 반사된 제2파장의 광을 직각으로 반사시키는 상기 빔스플리터로부터 출력되는 광을 확대 투사시키기 위한 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
24. 제11항에 있어서, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호는 1버티컬 주기의 1/4에 상응하는 각각의 시간 주기에 순차적으로 생성됨을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
25. 제11항에 있어서, 상기 R'/G'/B'/W 데이터 신호는 1버티컬 주기의 소정의 할당된 영역에 상응하는 각각의 시간 주기에 순차적으로 생성됨을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.
26. 제11항에 있어서, 상기 콘트롤러는 수평 및 수직동기신호를 수신하여 클럭 및 패널 제어신호를 발생시킴을 특징으로 하는 2장의 액정 디스플레이 패널을 이용한 디스플레이 장치.