KR100514634B1 - 영상투사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다이크로익프리즘의 각도 의존성에 의한 파장시프트를 개량하여 색순도가 우수하고, 휘도분포의 균일한 영상투사장치를 제공한다.
본 발명의 영상투사장치의 요부 구성은 램프(1), 플라이아이렌즈(2, 3), R반사다이크로익미러(4), R용 액정라이트벌브(7), G반사 다이크로익미러(8), G용 액정라이트벌브(10), B용 액정라이트벌브(16), 다이크로익프리즘(17), 합성컬러영상을 스크린(도시생략)에 투사하는 투사렌즈(18)에 의해 구성된다. 그리고 예를 들면 R반사 다이크로익미러(4)와 미러(5)의 사이에는, 표시영상의 색순도를 보정하는 색순도보정필터(100)가 입사광축(X)에 직교하는 수직축(Z)에 대하여 시계회전 방향으로 θ=10°경사지게 삽입되어 있다. 이것에 의해 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되는 동시에, 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다.

Description

영상투사장치
본 발명은, 예를 들면 리어형 액정프로젝터 등의 영상투사장치에 관한 것이고, 특히 그 투사영상의 색얼룩보정에 관한 것이다.
종래, 리어형 액정프로젝터 등의 영상투사장치에 있어서는, 액정라이트벌브의 투과광을 스크린에 투사하여 영상을 표시하도록 되어 있다. 즉, 액정프로젝터는 예를 들면 메탈 할라이드램프 등의 광원에 의해 조명광을 형성하고, 이 조명광을 적(R), 녹(G), 청(B)의 색신호로 각각의 액정라이트벌브를 구동하고, 색분리수단에 의해 분광된 R, G, B 각각의 조명광을 각 액정라이트벌브에 투과시킨다. 이들의 액정라이트벌브의 투과광을 광합성수단에 의해 합성한 후 투사수단에 의해 스크린상에 투사하고, 컬러의 투사영상을 형성하도록 되어 있다.
종래의 리어형 액정프로젝터의 구성의 일예를 도 5에 나타낸다. 즉, 램프(1)는 R, G, B 각 색성분을 포함하는 빛을 방사하고, 램프(1)에서 방사된 빛은 플라이아이렌즈(2, 3)에 입사된다. 플라이아이렌즈(옵티컬인테그레이터)(2, 3)에서는, 도 6에 나타내는 바와같이 램프광을 집광하여 액정라이트벌브를 균일하게 조명한다.
플라이아이렌즈(2, 3)를 투과한 빛의 R성분은, R반사 다이크로익미러(4) 및 미러(5)에서 반사되고, 콘덴서렌즈(6)에서 대략 평행광으로 되어서 R용 액정라이트벌브(7)에 입사된다.
동일하게, R반사 다이크로익미러(4)를 투과한 빛의 G성분은 G반사 다이크로익미러(8)에서 반사되고, 콘덴서렌즈(9)에서 대략 평행광으로 되어서 G용 액정라이트벌브(10)에 입사된다.
G반사 다이크로익미러(8)를 투과한 나머지의 B성분의 빛은 릴레이렌즈(11), 미러(12), 릴레이렌즈(13)를 거쳐 미러(14)에서 반사되고, 콘덴서렌즈(15)에서 대략 평행광으로 되어서 B용 액정라이트벌브(16)에 입사된다.
R용 액정라이트벌브(7), G용 액정라이트벌브(10) 및 B용 액정라이트벌브(16)에는, 각각의 영상신호에 따라서 투과율의 변화로서 광학상이 형성된다. R용 액정라이트벌브(7) , G용 액정라이트벌브(10) 및 B용 액정라이트벌브(16)로부터의 출력광은 다이크로익프리즘(17)에 의해 1개로 합성되어서 실질적으로 G용 액정라이트벌브(10)의 위치에 컬러영상이 형성된다.
다이크로익프리즘(17)은, 4개의 직각프리즘(17a, 17b, 17c, 17d)을 접합한 프리즘형의 다이크로익미러이고, 접합면(19)에는 R반사의 다이크로익 다층막이, 접합면(20)에는 B반사의 다이크로익 다층막이 증착되어 있다.
이 다이크로익프리즘(17)에 의해 합성된 컬러영상은, 투사렌즈(18)에 의해 확대되어서 스크린(도시생략)의 리어방향에서 투사된다.
그렇지만, 이와같은 종래의 구성에서는, 다이크로익프리즘(17)에 입사되는 빛은 수속되어서 입사되기 때문에 소정의 경사를 가지고 있다. 예를 들면 도 7(a),(b)에 나타낸 다이크로익프리즘(17)에 입사되는 R광의 입사각은, 중앙부의 θ0에 대하여 상부에서는 θ1, 하부에서는 θ2로 다르고, 동일도면(a), (c)에 나타낸 다이크로익프리즘(17)에 입사되는 B광의 입사각은, 중앙부의 θ0'에 대하여 상부에서는 θ1', 하부에서는 θ2'로 다르게 되어 있다.
다이크로익프리즘(17)에 있어서의 다이크로익 다층막은, 입사각도에 의해 반사율이 변화하는 각도 의존성을 가지고 있다. 그 때문에 이와같은 경사를 가진 빛이 입사되면, 도 7(d)에 나타내는 바와같이 파장시프트가 발생한다. 즉 입사각 θ0에 대하여 θ2에서는 단파장측에 시프트하고, θ1에서는 장파장측에 시프트하고, 입사각 θ0'에 대하여 θ1'에서는 단파장측에 시프트하고, θ2'에서는 장파장측에 시프트하게 된다.
이것은 다이크로익프리즘(17)을 이용해서 구성되는 액정프로젝터의 색순도를 현저하게 악화시킨다. 즉, 예를 들면 적색을 스크린상에 표시한 경우, 도 8(a)에 나타내는 바와같이 우측 반은 순수한 적색에 가깝고, 좌측 반은 노른자위를 띈 적색이 되는 색셰이딩을 일으킨다.
이와같은 색순도의 악화는, 표시영상의 휘도분포에도 영향을 미치게 되고, 동일 도면 (b)에 나타내는 바와같이 화면우측부의 밝기에 비해서 좌측부가 밝은 휘도얼룩으로 된다. 그 때문에 화면좌측부에 감쇠필터 등을 삽입하여 휘도분포의 균일화를 도모하지 않으면 아니되고, 액정프로젝터의 빛 이용률의 저하를 초래한다는 문제가 있다.
이와같은 문제점을 해결하는 수법으로서, 빛의 입사각도에 의해 다이크로익 다층막의 막두께를 변화시키는 방법이 있으나, 구조가 복잡하게 되고, 경제적으로도 낭비가 많고, 바람직 하지 않다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여서 된 것으로, 그 과제는 종래의 영상투사장치에 사용되는 다이크로익프리즘이나 다이크로익미러의 각도 의존성에 의한 입사광의 파장시프트를 개량하고, 색순도가 우수하고, 휘도분포의 균일한 영상투사장치를 제공하는데 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 영상투사장치는 광원과, 광원에서 출사한 빛을 R, G, B의 3개의 색광으로 분리하는 색분리수단과, 3개의 색광의 각각을 변조하는 3개의 액정라이트벌브와, 3개의 액정라이트벌브에서 출사된 빛을 1개로 합성하는 광합성수단과, 광합성수단에 의해 합성된 영상을 스크린에 투사하는 투사수단(투사렌즈)과를 갖춘 영상투사장치에 있어서,
3개의 액정 라이트벌브를 투과하는 3개의 광로중의 적어도 1광로중에, 면내 색순도를 보정하는 색순도 보정필터를 입사광축에 직교하는 수직축(입사광축과, 입사광축에 직교하는 수직면이 형성하는 수직축)에 대하여, 시계회전방향 또는 반시계회전 방향으로 10°정도 경사지게 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 영상투사장치에서는, 액정프로젝터를 구성하는 R, G, B의 3개의 광로중의 적어도 1광로중에, 면내 색순도를 보정하는 색순도 보정필터를 입사광축에 직교하는 수직축에 대하여 10°정도 경사지게 설치하였기 때문에, 입사광의 경사에 의한 파장시프트가 캔슬되고, 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되어, 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
실시의 형태예 1
먼저, 도 1을 참조하여 실시의 형태예 1의 영상투사장치의 구성을 설명한다. 도 1은 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 1을 나타내는 평면도이다. 또한 종래기술에서 기재한 사항과 공통하는 부분에는 이하도 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 일부 생략한다.
도 1에 나타내는 바와같은 크로스프리즘방식의 본예의 영상투사장치는, 램프(1), 플라이아이렌즈(2, 3), R반사 다이크로익미러(4), 미러(5), 콘덴서렌즈(6), R용 액정라이트벌브(7), G반사 다이크로익미러(8), 콘덴서렌즈(9), G용 액정라이트벌브(10), 릴레이렌즈(11, 13), 미러(12, 14), 콘덴서렌즈(15) 및 B용 액정라이트벌브(16)에 의해 구성된다.
또한 R용 액정라이트벌브(7), G용 액정라이트벌브(10) 및 B용 액정라이트벌브(16)로부터의 출력광을 합성하는 광합성수단인 다이크로익프리즘(17), 합성컬러영상을 스크린(도시생략)에 투사하는 투사렌즈(18)에 의해 구성된다.
그리고 예를 들면 R반사 다이크로익미러(4)와 미러(5)의 사이에는 본 발명의 특징 사항으로서 상술의 표시영상의 색순도를 보정하는 컬러트리밍필터인 색순도 보정필터(100)(도 2참조)가 입사광축(X)과, 입사광축(X)에 직교하는 수직면(Y)이 형성하는 수직축(Z)에 대하여 시계회전 방향으로 10°경사지게 삽입되어 있다.
이상과 같이 구성된 본예의 영상투사장치의 동작을 설명한다.
램프(1)는 R, G, B 각 색성분을 포함하는 빛을 방사하고, 램프(1)에서 방사된 빛은 플라이아이렌즈(2, 3)에 의해 각종 액정라이트벌브를 균일하게 조명하는 빛으로 변환된다. 플라이아이렌즈(2, 3)를 투과한 빛의 R성분은, R반사 다이크로익미러(4)에서 반사되고, 경사시게 배치된 색순도 보정필터(100)에 입사된다. 이 색순도보정필터(100)는 유리 또는 금속 등으로 되고, 투과특성이 우수한 TiO2, SiO2 등의 증착막을 수μm정도 형성한 면내에서 동일 광학특성을 갖는 다이크로익필터이다.
본 발명자들은, 이와같이 형성된 색순도 보정필터(100)를 이용해서 실험한 결과, 색순도 보정필터(100)를 입사광축(X)에 직교하는 수직축(Z)에 대하여 시계회전 방향으로 θ=10°경사지게 삽입함으로서, 도 2에 나타내는 바와같은 입사광파장의 시프트가 캔슬되는 것을 발견하였다.
즉, 색순도 보정필터(100)는 평면도(도 1)에서 보아 시계회전 방향으로 θ=10°경사지게 설치되어 있기 때문에, 이 색순도 보정필터(100)를 투과한 R광은, 도 7에 나타낸 다이크로익프리즘(17)에 입사되는 R광 입사각에 대한 역보정이 걸리게 되고, 도 2에 나타내는 바와같은 파장시프트가 캔슬된다. 이것에 의해 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되는 동시에, 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다. 이하의 동작은 종래기술과 동일하고, 중복하기 때문에 설명을 생략한다.
실시의 형태의 예 2
본 실시의 형태예는, 실시의 형태예 1에 있어서의 크로스프리즘방식에 대신하여, L형 프리즘방식을 채용한 예이고, 이것을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 2를 나타내는 평면도이다.
도 3에 나타내는 바와같은 본 예의 영상투사장치는 램프(1), 콘덴서렌즈(6), R반사 다이크로익미러(4), 미러(5), R용 액정라이트벌브(7), G반사 다이크로익미러(8), G용 액정라이트벌브(10). B용 액정라이트벌브(16), 미러(12), 옐로우(Y)반사 다이크로익미러(21) 및 투사렌즈(18)에 의해 구성된다.
그리고, 예를 들면 R반사 다이크로익미러(4)와 미러(5)의 사이에는, 본 발명의 색순도 보정필터(100)가, 상술과는 역의 입사광축(X)에 직교하는 수직축(Z)에 대하여 반시계회전 방향으로 10°경사지게 삽입되어 있다. 이것에 의해, 본 광학계에 있어서도 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되어 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다. 이하의 동작은 중복하기 때문에 생략한다.
실시의 형태예 3
본 실시의 형태예는 L형 프리즘방식의 형태를 변형한 예이고, 이것을 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 3을 나타내는 평면도이다.
도 4에 나타내는 바와같은 본예의 영상투사장치는, 램프(1), 릴레이렌즈(11, 13), R반사 다이크로익미러(4), 미러(5), 콘덴서렌즈(6), R용 액정라이트벌브(7), G반사 다이크로익미러(8), 콘덴서렌즈(9), G용 액정라이트벌브(10), 콘덴서렌즈(15), B용 액정라이트벌브(16), 미러(12), 옐로우(Y)반사 다이크로익미러(21) 및 투사렌즈(18)에 의해 구성된다.
그리고, 예를 들면 R반사 다이크로익미러(4)와 미러(5)의 사이에는 본 발명의 색순도 보정필터(100)가, 입사광축(X)에 직교하는 수직축(Z)에 대하여 시계회전 방향으로 10°경사지게 삽입되어 있다. 이것에 의해 본 광학계에 있어서도 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되고, 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다. 이하의 동작은 중복하기 때문에 생략한다.
본 발명은 상기 실시의 형태예에 한정되지 않고, 여러 가지의 실시형태를 채용할 수 있다. 예를 들면 실시의 형태예에서는 리어형 액정프로젝터에 대해서 설명하였으나, 물론 프론트형 액정프로젝터에도 응용이 가능하다. 또, 본 실시의 형태예에서는 R광로중에 색순도 보정필터(100)를 삽입하는 예를 예시하였으나, 영상투사장치의 표시영상의 상황에 의해 R, G, B의 어떤 광로중에 삽입하여도 좋다. 또한 본 발명은 이상 나타낸 일실시형태에 구애되지 않고 여러 가지의 형태로 발전할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
이상 설명한 바와같이 본 발명의 광원장치에 의하면, 액정프로젝터를 구성하는 적, 녹, 청의 3개의 광로중의 적어도 1광로중에, 면내 색순도를 보정하는 색순도 보정필터를 입사광축에 직교하는 수직축에 대하여 경사지게 삽입하였기 때문에, 입사광의 경사에 의한 파장시프트가 캔슬된다. 이것에 의해 스크린에 표시되는 표시영상의 색순도가 개선되는 동시에, 표시영상의 휘도분포를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 1을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 색순도 보정필터(적색)를 나타내는 특성도이다.
도 3은 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 2를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 영상투사장치의 실시의 형태예 3을 나타내는 평면도이다.
도 5는 종래의 리어형 액정프로젝터의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 플라이아이렌즈의 동작을 나타내는 광로도이다.
도 7은 종래의 리어형 액정프로젝터의 과제를 명확하게 하기 위한 도면이고, (a)는 다이크로익프리즘의 확대평면도, (b)는 다이크로익프리즘의 적색입사광, (c)는 다이크로익프리즘의 청색입사광, (d)는 다이크로익프리즘의 특성도(S편광)이다.
도 8은 종래의 리어형 액정프로젝터의 과제를 명확하게 하기 위한 도면이고, (a)는 표시화면의 정면도, (b)는 표시화면의 휘도분포를 나타내는 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 램프 2,3. 플라이아이렌즈
4. R반사 다이크로익미러 5,12,14. 미러
6,9,15. 콘덴서렌즈 7. R용 액정라이트벌브
8. G반사 다이크로익미러 10. G용 액정라이트벌브
11,13. 릴레이렌즈 16. B용 액정라이트벌브
17. 다이크로익프리즘 18. 투사렌즈
19,20. 접합면 21. Y반사 다이크로익미러
100. 색순도보정필터

Claims (8)

  1. 영상투사 장치에 있어서,
    광원과,
    상기 광원에 의해 발생된 출력을 적, 녹, 청으로 분리하는 색성분 분리 수단과,
    상기 색성분 분리 수단에 의해 출사된 상기 적, 녹, 청 색성분중 하나를 변조하는 3개의 액정라이트 벌브와,
    상기 3개의 액정라이트 벌브에 의해 출사된 상기 변조된 빛을 하나의 빛으로 합성하는 광합성 수단과,
    상기 광합성 수단에 의해 합성된 상기 하나의 빛에 대응하는 영상을 스크린에 투사하는 투사 수단을 포함하고,
    상기 스크린상에 투사된 상기 영상의 색순도를 보정하는 색순도 보정 필터는 상기 3개의 액정라이트 벌브를 통하여 지나가는 3개의 광로중 하나에 설치되며, 입사광 축에 직교하는 수직축에 관하여 소정의 입사 각도를 형성하고, 증착방법에 의해 형성된 수 ㎛의 두께를 가진 TiO2와 SiO2중 하나의 막으로 형성되므로 우수한 투과특성을 가지는 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 색순도 보정 필터와 상기 수직축에 의해 형성된 상기 소정의 입사 각도는 상기 수직축으로부터 시계회전 방향 또는 반시계회전 방향으로 10도의 값을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 색순도 보정 필터는 면내에서 동일한 광학특성을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 장치는 리어형 액정 프로젝터인 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광합성 수단으로서 이용되는 다이크로익 프리즘을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광합성 수단으로서 이용되는 다이크로익 미러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 색순도 보정 필터는 색순도를 보정하기 위한 컬러 트리밍 필터인 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 색순도 보정 필터는 유리와 금속중 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 영상투사 장치.
KR1019970055017A 1996-10-31 1997-10-25 영상투사장치 KR100514634B1 (ko)

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JP96-290804 1996-10-31

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KR1019970055017A KR100514634B1 (ko) 1996-10-31 1997-10-25 영상투사장치

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US (1) US5917561A (ko)
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