KR100417396B1 - 엘씨디프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘씨디 프로젝터에 관한 것으로, 종래 엘씨디 프로젝터는 광원에서 방출되는 광량을 100이라 할 때, 실제 스크린에 투사되는 광량은 2～4정도에 그치게 되므로 광효율이 극히 낮은 문제점이 있는 바, 본 발명은 콜드 미러(33)와 집광렌즈(34) 사이에 상기 콜드 미러(33)에서 반사되는 빛을 직진시키며 반사 미러(32)와 함께 액정판(37)으로 조사되는 빛을 집광시키는 오목 렌즈(38)와, 상기 오목 렌즈(38)를 통과한 빛을 일정한 영역으로 분할시켜주는 광분할 수단(39)과, 상기 광분할 수단(39)을 통과한 빛이 스크린 상에서 단시간 내에 스캐닝되도록 한 광스캐닝수단(40)이 구비함으로써 스캐닝수단(40)을 사용하여 화상표시수단의 일부분으로부터 다른 부분으로 빛의 경로를 빠른 속도로 이동시키면서 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 골고루 조명이 이루어지게 함으로써 화면에서는 마치 스캐닝이 이루어지지 않고 정상적으로 빛이 투사되는 듯한 효과를 얻도록 한 것이다.

Description

엘씨디 프로젝터

본 발명은 엘씨디 프로젝터(LCD PROJECTOR)에 관한 것으로, 특히 상기 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 구비하여 광효율을 극대화시킨 엘씨디 프로젝터에 관한 것이다.

일반적인 엘씨디 프로젝터중에서 3판식 엘씨디 프로젝터의 일례를 제 1도를 참조하여 설명한다.

제 1도에 도시한 바와 같이, 3판식 엘씨디 프로젝터는 광원(1)과, 상기광원(1)의 빛을 일정한 방향으로 반사시키는 반사 미러(2)와, 상기 반사 미러(2)로부터 반사된 빛의 가시광 영역의 파장은 반사시키고 자외선(UV)과 적외선(IR) 영역의 빛은 투과시키는 콜드 미러(COLD MIRROR)(3)와, 상기 콜드 미러(3)에 의하여 반사된 빛의 파장 영역을 레드(RED), 그린(GREEN), 블루(BLUE)로 분리시키는 수단으로서 이색성 분리 미러(DICHROIC MIRROR)(4)(6)와, 상기와 같이 레드, 그린, 블루로 분리된 빛을 광변조 수단인 액정판(LCD)에 조사키는 전반사 미러(5)(7)(8)로 구성되어 있다.

또한, 상기 전반사 미러(5)(7)(8)에 의해 반사된 빛을 투사 렌즈(10)의 입사동 위치에 적절히 입사시키는 레드, 그린, 블루의 해당되는 집광 렌즈(11)(15)(19)들과, 상기 집광 렌즈(11)1(5)(19)에서의 각각의 빛의 영역, 즉 레드, 그린, 블루 영역의 빛을 선형 편광시키는 수단인 제 1 편광판(12)(16)(20)과, 상기 제 1 편광판(12)(16)(20)에 의하여 편광된 빛을 전기적 영상 신호에 따라 편광 상태를 바꾸어 주는 레드, 그린, 블루의 영상제어용 액정판(LCD)(13)(17)(21)과, 상기 액정판(13)(17)(21)에서 바뀐 편광 상태중 일방향의 빛만을 투과시키고 나머지의 빛은 흡수하여 전기적 영상신호를 눈으로 확인할 수 있도록 디스플레이시키는 제 2 편광판(14)(18)(22)으로 구비되어 있다.

미설명 부호 9는 상기 레드, 그린, 블루의 디스플레이 화상을 결합시키는 색합성 수단으로서 이색성 분리프리즘이다.

이와 같이 구성되는 종래 엘씨디 프로젝터는 광원에서 방출되는 광량을 100이라 할 때, 실제 스크린에 투사되는 광량은 2～4정도에 그치게 되므로 광효율이극히 낮은 문제점이 있다.

상기의 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 화상표시수단으로 입사되는 광의 경로를 빠른 속도로 변경시켜 투사되는 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 스캐닝이 진행되도록 함으로써 광효율을 현저하게 향상시키도록 한 엘씨디 프로젝터를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 광원과; 상기 광원에서 방사되는 빛의 전기적 영상신호를 화면에 디스플레이 가능하도록 바꾸어주는 화상표시수단과; 상기 화상표시수단을 통과한 빛을 화면으로 디스플레이시키는 투사수단과; 상기 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 포함한 엘씨디 프로젝터에 있어서, 상기 스캐닝 수단은 광을 반사키는 반사 미러와, 이 반사 미러의 후면에 접촉되어 미러에 의한 상기 광원의 빛의 화상표시수단에 대한 반사경로를 상하방향과 좌우방향으로 각각 변경시키는 상하방향 캠, 좌우방향 캠 및, 상기 각 캠을 회전구동시키는 구동모터로 구성됨을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터가 제공된다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 광원과; 상기 광원에서 방사되는 빛의 전기적 영상신호를 화면에 디스플레이 가능하도록 바꾸어주는 화상표시수단; 상기 화상표시수단을 통과한 빛을 화면으로 디스플레이시키는 투사수단과; 상기 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 포함한 엘씨디 프로젝터에 있어서, 상기 스캐닝수단은 광을 투과시키는 투과 렌즈와, 이 투과 렌즈가 고정되는 렌즈 하우징과, 상기 렌즈하우징과 접촉되어 투과 렌즈에 의한 상기 광원의 빛의 화상표시수단에 대한 투과경로를 상하방향과 좌우방향으로 각각 변경시키는 상하방향 캠과 좌우방향 캠 및 상기 각 캠을 회전구동시키는 구동모터로 구성된 것을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터가 제공된다.

이하에서는 본 발명을 첨부도면에 도시한 일실시례에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 제 2도는 본 발명에 의한 단판식 엘씨디 프로젝터의 구성도이고, 제 3도는 제 2도에 적용된 스캐닝수단의 일 실시례를 보인 것으로, (가)는 스캐닝 수단의 대략적인 사시도, (나)는 스캐닝 수단의 구성요소인 캠의 형상도, (다)는 액정판에 조사되는 광의 경로도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 엘씨디 프로젝터를 단판식 프로젝터의 경우를 일례로 하여 설명하면, 광원(31)과, 광원(31)의 빛을 반사하는 반사 미러(32), 광원(31)에서 방출되는 빛의 가시광 영역은 통과시키고 적,자외선 영역은 투과시키는 콜드 미러(33)와, 상기 콜드 미러(33)에서 반사된 빛이 통과되어 투사 렌즈(30) 입사동으로 입사되는 과정에 구비되는 집광 렌즈(34), 제 1,2 편광판(35)(36) 및 액정판(37)의 구성은 종래와 동일하다.

여기서 제 2도에 도시한 바와 같이, 콜드 미러(33)와 집광 렌즈(34) 사이에 상기 콜드 미러(33)에서 반사되는 빛을 직진시키며 반사 미러(32)와 함께 액정판(37)으로 조사되는 빛을 집광시키는 오목 렌즈(38)와, 상기 오목 렌즈(38)를 통과한 빛을 일정한 영역으로 분할시켜주는 광분할 수단(39)과, 상기 광분할수단(39)을 통과한 빛이 스크린 상에서 단시간 내에 스캐닝되도록 한 광스캐닝수단(40)이 구비되어 있는 것이 특징이다.

상기 광스캐닝수단(40)은 제 3도 (가)에 도시한 바와 같이, 광을 반사시키는 반사 미러(41)와, 이 반사 미러(41)에서 반사되는 광의 반사경로를 조절하도록 미러(41)의 후면에 접촉되는 캠(42)과, 이 캠(42)을 회전구동시키는 구동모터(43)로 구성되어 있다.

상기 캠(42)은 외주면이 상시 반사 미러(41)의 후면에 밀착되는 것으로, 외주면이 서로 반경이 다른 여러 구간으로 구분되어 있다.

상기 반사 미러(41)는 상시 후방으로 당겨지도록 네모서리가 스프링(44)에 의해 탄성적으로 지지되어 있어 구동모터(43)의 회전에 의해 캠(42)이 회전되면 반사 미러(41)가 이동하게 되며, 반사 미러(41)의 이동으로 투사 렌즈 입사동으로 향하는 빛의 각도가 변경되는 것이다.

상긴 캠(42)은 반사 미러(41)를 상하좌우측으로 이동시킬 때 제 3도의 (나)에 도시한 바와 같은 2개의 캠을 사용하게 되며, 상하측 또는 좌우측만으로 반사 미러를 구동시키고자 할 때는 하나의 캠을 사용하게 된다.

이러한 캠의 회전동작에 의한 반사 미러의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3도의 (다)에 도시한 바와 같이, 캠 C1과 캠 C2가 각각 90°회전하는 경우에는 C1에 의해 반사 미러의 위치는 변하지만 C2에 의해서는 반경이 변하지 않는 영역이기 때문에 반사 미러는 좌우로 이동하게 된다.

이 상태에서 180°회전하게 되면, C1은 반경이 같은 구간이므로 반사 미러는 변하지 않고, C2에 의해서 반사 미러는 상하측으로 이동하게 된다.

그리고, 270°회전구간에서는 C1에 의해서 미러가 좌우로 움직이며, 360°회전 구간에서는 C2에 의해서 반사 미러가 상하로 움직이는 것이다.

이처럼 2개의 캠을 사용하였을 경우에는 캠에 의해 반사 미러(41)가 상하좌우로 움직임으로써 액정판(37)이 4등분이 되어 균일하게 조사되도록 한 것이고, 만약 반사 미러(41)를 좌우측이나. 상하측의 한 방향으로 움직이게 되면 액정판(37)은 2등분 상태로 조사되는 것이며, 하나의 캠으로 반사 미러(41)의 반사경로를 조절할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 스캐닝수단(40)을 사용하여 스캐닝하는 방법은 화상표시수단의 일부분으로부터 다른 부분으로 빛의 경로를 빠른 속도로 이동시키면서 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 골고루 조명이 이루어지게 함으로써 화면에서는 마치 스캐닝이 이루어지지 않고 정상적으로 빛이 투사되는 듯한 효과를 얻도록 한 것이다.

상기 스캐닝수단(40)의 스캐닝 속도는 사람의 눈에서 그 움직임이 감지되지 않는 수준으로서, 1초에 약 16, 또는 32, 또는 64 횟수로 실행하는 바, 16횟수 이상으로 진행되면 목적을 달성할 수 있다. 이러한 스캐닝 속도는 CRT의 주사속도에 맞추거나, 임의의 빈도수로 실시하여 화상표시수단의 전영역을 스캐닝하도록 한다.

한편, 상기 광분할 수단(39)은 제 4도의 (가)에서와 같이, 광분할 수단이 구비되지 않은 경우에는 화상표시수단의 액정판의 빛이 퍼지는 모양이 타원이 되지만, 광분할 수단을 구비하게 되면 제 4도 (나)에서와 같이, 액정판을 정확하게 분할하여 빛이 골고루 퍼지게 된다.

제 5도는 제 4도 (가)와 (나) 상태에서의 액정판에 분포되는 조명광을 도시한 것이다.

한편, 제 6도는 본 발명의 실시례를 도시하는 것으로, 본 실시례에서는 제 2도 및 제 3도의 실시례에서의 반사 미러(41)를 포함하는 스캐닝 수단(40)이 설치되는 위치에 투과 렌즈(51)를 포함하는 스캐닝 수단(50)(제 9도 참고)을 설치한 것이다.

본 실시례에서는 투과 렌즈(51)를 포함하는 스캐닝 수단(50)을 설치하여 투과되는 광의 각도를 바꾸어주도록 함으로써 액정판에 조사되는 광의 촛점이 빠른 속도로 이동되고, 이에 따라 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 스캐닝이 이루어지도록 한것이다.

본 실시례에서의 상기 투과 렌즈(51)의 움직임이 가능해지는 구성요소는 제 9도에 도시한 바와 같이, 투과 렌즈(51)가 고정되는 렌즈 하우징(52)과, 이 렌즈 하우징(52)에 접촉되는 캠(53)과, 이 캠(53)을 구동시키는 구동모터(54)로 이루어져 있으며, 상기 렌즈 하우징(52)은 스프링(55)에 의해 탄성적으로 고정되어 있다.

한편, 본 발명에 의한 단판식 엘씨디 프로젝터는 제 7도 및 제 8도에 도시한 바와 같이, 3판식 엘씨디 프로젝터에도 적용가능한 것으로, 제 7도는 제 6도 및 제 9도와 같은 투과 렌즈(51)를 포함하는 스캐닝 수단(50)을 채용한 경우이고, 제 8도는 제 2도 및 제 3도와 같은 반사 미러(41)를 포함하는 스캐닝 수단(40)을 채용한 경우의 구성도이며, 이외에도 본 발명의 기술사상 내에서 다양한 엘씨디 프로젝터에 적용 가능하도록 한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 엘씨디 프로젝터는 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 구비하여 사람의 눈으로 느끼는 유효 광량을 현저하게 증가시키도록 한 것이다.

제 1도는 일반적인 3판식 엘씨디 프로젝터의 구성도.

제 2도는 본 발명에 의한 단판식 엘씨디 프로젝터의 구성도.

제 3도는 제 2도에 적용된 스캐닝수단의 일실시례를 보인 것으로,

(가)는 스캐닝 수단의 대략적인 사시도.

(나)는 스캐닝 수단의 구성요소인 캠의 형상도.

(다)는 액정판에 조사되는 광의 경로도.

제 4도는 제 2도에 의해 단판식 엘씨디 프로젝터에 의해 화상표시수단의 액정판에 조사되는 광의 형상을 보인 것으로,

(가)는 광분할 수단이 구비되지 않은 상태

(나)는 광분할 수단이 구비된 상태

제 5도는 제 4도에 따른 액정판에서의 조명광 분포상태의 설명도.

제 6도는 제 2도에 따른 본 발명 엘씨디 프로젝터의 실시례에 의한 구성도.

제7도 및 제 8도는 본 발명 엘씨디 프로젝터가 3판식 프로젝터에 적용된 상태를 보인 것으로,

제7도는 투과 렌즈를 스캐닝 수단으로 사용한 경우의 구성도.

제 8도는 반사 미러를 스캐닝 수단으로 사용한 경우의 구성도.

제 9도는 본 발명 제 6도의 실시례에 적용된 스캐닝수단의 사시도.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

31 ; 광원 32 ; 반사 미러

33 ; 콜드 미러 34 ; 집광 렌즈

35,36 ; 편광판 37 ; 액정판

38 ; 오목 렌즈 39 ; 광분할 수단

40,50 ; 스캐닝수단 41 ; 반사 미러

42 ; 캠 43 ; 구동모터

5l ; 투과 렌즈 52 ; 렌즈 하우징

53 ; 캠 54 ; 구동모터

Claims (4)

1. 광원과; 상기 광원에서 방사되는 빛의 전기적 영상신호를 화면에 디스플레이 가능하도록 바꾸어주는 화상표시수단과; 상기 화상표시수단을 통과한 빛을 화면으로 디스플레이시키는 투사수단과; 상기 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 포함한 엘씨디 프로젝터에 있어서, 상기 스캐닝 수단은 광을 반사키는 반사 미러와, 이 반사 미러의 후면에 접촉되어 미러에 의한 상기 광원의 빛의 화상표시수단에 대한 반사경로를 상하방향과 좌우방향으로 각각 변경시키는 상하방향 캠, 좌우방향 캠 및, 상기 각 캠을 회전구동시키는 구동모터로 구성됨을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터.
2. 광원과; 상기 광원에서 방사되는 빛의 전기적 영상신호를 화면에 디스플레이 가능하도록 바꾸어주는 화상표시수단과; 상기 화상표시수단을 통과한 빛을 화면으로 디스플레이시키는 투사수단과; 상기 광원과 화상표시수단 사이에 설치되어 화상표시수단의 전영역에 걸쳐 투사되는 광을 스캐닝하는 스캐닝수단을 포함한 엘씨디 프로젝터에 있어서, 상기 스캐닝수단은 광을 투과시키는 투과 렌즈와, 이 투과 렌즈가 고정되는 렌즈 하우징과, 상기 렌즈 하우징과 접촉되어 투과 렌즈에 의한 상기 광원의 빛의 화상표시수단에 대한 투과경로를 상하방향과 좌우방향으로 각각 변경시키는 상하방향 캠과 좌우방향 캠 및 상기 각 캠을 회전구동시키는 구동모터로구성된 것을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광원과 스캐닝수단 사이에는 상기 화상표시수단으로 조사되는 빛을 집광 및 직진시키는 오목 렌즈가 구비된 것임을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 광원과 스캐닝수단 또는 상기 오목 렌즈와 스캐닝수단 사이에는 액정판에 조사되는 빛이 정확하게 분할되어 조사되도록 하는 광분할 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 엘씨디 프로젝터.