KR19990003126A

KR19990003126A - 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터

Info

Publication number: KR19990003126A
Application number: KR1019970026929A
Authority: KR
Inventors: 정진호; 신홍민
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR100227485B1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

1패널(panel) LCD 프로젝터

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

본 발명은 선명한 해상도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 제작단가를 절감할 수 있도록 같은 화소에 R, G, B의 색신호를 순서대로 나누어 인가하고, 그 신호에 따라 광을 조사할 수 있도록 하는 것임.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 램프(10)에서 발광된 광선을 균일하게 접속될 수 있도록 인티그레이터(integrator) 렌즈가 조합된 적분렌즈부(110)와, 상기 적분렌즈부(110)에 의해 균등하게 집속된 입사광을 R, G, B로 각각 분리하는 광분리부(120)와, 상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B가 하나의 진동방향만을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 편광부(130)와, 상기 편광부(130)에 의해 일정방향으로 편광된 R, G, B를 주어진 신호에 따라 선택적으로 투과 및 차단하는 액정셔터부(140)와, 상기 액정셔터부(140)에 의해 순차적으로 통과된 R, G, B를 집속하여 광경로를 형성하는 집광조사부(150)와, 상기 집광조사부(150)에 의해 집속된 R, G, B를 순차적으로 동일화소에 조사하여 영상이 디스플레이되도록 화상표시액정(161)과 검광자(162)로 조합된 화상표식액정부(160)로 구성되는 것임.

4. 발명의 중요한 용도

1패널 LCD 프로젝터에 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터방식을 사용하여 모노크롬(monochrome) 단액정패널에서 컬러를 구현하는 것임.

Description

영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터

본 발명은 모노크롬(monochrome) 단액정패널을 사용하여 컬러구현이 가능하도록 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 프로젝터는 텔레비전 수상기 또는 비디오 등과 함께 결합하여 외부의 스크린에 영상을 투사할 수 있도록 하여 주로 회의실의 프리젠테이션용, 소극장의 영사기, 가정에서의 대형 CRT의 대치용으로 사용되는 것으로, 빛을 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리하고, 합성하는데 적당하도록 각각의 R, G, B액정패널이 구비되고, 또한 이를 구동하는 회로도 R, G, B의 색깔별로 구성되는 3패널(Panel) LCD 프로젝터가 사용된다.

이러한 일반적인 3패널 LCD 프로젝터의 광학계는, 도1에서 도시된 바와 같이, 광을 조사하는 램프(10)와, 상기 램프(10)에서 조사된 백색광 중에서 녹색광과 청색광은 반사하고 적색은 투과시키는 적색투과용 다이크로익 미러(11)와, 상기 적색투과용 다이크로익 미러(11)에서 투과되어 조사된 적색광을 반사하는 제1미러(12)와, 상기 적색투과용 다이크로익 미러(11)에서 반사된 녹색광과 청색광 중에서 청색광은 투과시키고 녹색광은 반사하는 청색투과용 다이크로익 미러(13)와, 상기 청색투과용 다이크로익 미러(13)를 투과하여 조사된 청색광을 반사하는 제2미러(14)와, 상기 제2미러(14)에 의해서 반사된 청색광을 다시 반사하는 제3미러(15)와, 상기 제1미러(12) 및 청색투과용 다이크로익 미러(13) 그리고 제3미러(15)에 의해서 조사된 각각의 적, 녹, 청색광을 합성하여 프로젝션 렌즈(18)로 조사하는 다이크로익 프리즘(17)으로 구성되는 것으로, 상기 다이크로익 프리즘(17)과 제1미러(12) 사이에는 R 액정패널(16A)이 구비되고, 다이크로익 프리즘(17)과 청색투과용 다이크로익 미러(13) 사이에는 G 액정패널(16B)이 구비되며, 다이크로익 프리즘(17)과 제3미러(15) 사이에는 B 액정패널(16C)이 각각 구비된다.

상기에서와 같이 구성된 3패널 LCD 프로젝터는 먼저, 상기 램프(10)에서 발산되어 전방으로 집속되는 백색광에는 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 적색투과용 다이크로익 미러(11)를 투과한 후 제1미러(12)에 반사되어 R 액정패널(16A)로 조사되고, 상기 G는 적색투과용 다이크로익 미러(11)에서 하향으로 반사된 후 다시 상기 청색투과용 다이크로익 미러(13)에서 일방으로 반사되어 G 액정패널(16B)로 조사되고, B는 적색투과용 다이크로익 미러(11)에서 하향으로 반사되어 청색투과용 다이크로익 미러(11)를 통과하고, 계속해서 상호 대향되게 배치된 제 2, 3미러(5)(6)에서 이중 반사되어 B 액정패널(16C)로 보내지게 된다.

이와 같이 R, G, B 각 색상별로 입사된 입사광에 의해 상기 R, G, B 액정패널(16A)(16B)(16C)에 디스플레이되는 R, G, B 각각의 영상은 다이크로익 프리즘(17)에서 하나의 화상으로 합성되고, 계속해서 프로젝션 렌즈(18)에서 결상되어 스크린으로 투사된다.

그런데 이러한 3패널 LCD 프로젝터는 광분리되어 조사되는 R, G, B 각 색상에 따라 R, G, B 액정패널이 각각 구성되므로써 생산단가가 상승시킬 뿐만 아니라 광학시스템의 부피도 커지고 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 3패널 LCD 프로젝터 이전에는 단칼라 액정패널을 사용하여 칼라영상을 디스플레이할 수 있도록 하는 1패널 LCD 프로젝터가 제시되었는데, 이를 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 1패널 LCD 프로젝터는, 도2에서 도시된 바와 같이, 램프(10)의 광을 조명렌즈(20)에서 단칼라액정패널(21)에 집속하여 디스플레이되는 칼라영상을 프로젝션 렌즈(18)에서 결상하여 스크린에 투사한다.

이와 같이 구성된 1패널 LCD 프로젝터는 먼저, 상기 램프(10)에서 발산되어 전방으로 조사된 빛는 조명렌즈(20)에서 일방으로 집속되어 단칼라액정패널(21)로 입사된다. 이때, 상기 단칼라액정패널(21)은 R, G, B 각 색상별 부화소의 결합으로 하나의 화소가 결정되므로 R, G, B 각 색상별 화상신호는 각기 다른 화소에 동시에 인가되어 칼라영상을 디스플레이하게 된다. 이와 같이 상기 단칼라액정패널(21)에 디스플레이되는 영상은 프로젝션 렌즈(18)에서 결상되어 스크린에 투사된다.

그런데, 이러한 1패널 LCD 프로젝터는 단칼라액정패널에 R, G, B의 3색 신호가 동시에 인가되므로써 액정의 화소수가 적어 해상도가 떨어지고 색의 밝기도 어둡게 될 뿐만 아니라 고가의 칼라액정패널을 사용하므로써 제작단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 선명한 해상도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 액정패널의 구성을 단순하게 하여 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널 LCD 프로젝터를 제공함에 있다.

이러한 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널 LCD 프로젝터는 기존의 R, G, B 액정패널에 쓰이는 모노크롬 액정패널을 사용하여 같은 화소에 R, G, B 의 색신호를 순서대로 나누어 인가하고, 그 신호에 따라 광을 조사할 수 있도록 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 일반적인 3패널 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도.

도 2는 일반적인 1패널 LCD 프로젝터를 보인 구성도.

도 3은 본 발명이 적용된 1패널 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도.

도 4는 본 발명의 회로구성을 보인 블럭도.

도 5는 본 발명에 적용된 한 영상프레임당 읽기신호를 보인 타이밍도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 광경로를 보인 구성도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 광경로를 보인 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 광학계, 110 : 적분렌즈부, 120 : 광분리부, 130 ; 편광부, 140 : 액정셔터부, 150 : 집광조사부, 160 : 화상표시액정부, 210 : 프레임 메모리부, 220 : D/A변환부, 230 : 스위칭부, 240 : 비디오 증폭부

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명이 적용된 1패널 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도이고, 도4는 본 발명의 회로구성을 보인 블록도이고, 도 5는 본 발명의 한 영상프레임당 읽기신호의 파형을 보인 타이밍도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예의 광경로를 보인 구성도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 광경로를 보인 구성도이다.

본 발명이 적용되는 LCD 프로젝터는 통상에서와 같이, 램프(10)에서 조사되어 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리된 각 색상별 화상을 합성하여 디스플레이되는 칼라영상을 프로젝션 렌즈(18)에서 결상하여 스크린에 투사하는 것이다.

이와 같이 구성된 LCD 프로젝터에 있어서 본 발명은 상기 램프(10)에서 발광된 광선을 균일하게 집속될 수 있도록 인티그레이터(integrator) 렌즈가 조합된 적분렌즈부(110)와, 상기 적분렌즈부(110)에 의해 균등하게 집속된 입사광을 R, G, B로 각각 분리하는 광분리부(120)와, 상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B가 하나의 진동방향만을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 편광부(130)와, 상기 편광부(130)에 의해 일정방향으로 편광된 R, G, B를 주어진 신호에 따라 선택적으로 투과 및 차단하는 액정셔터부(140)와, 상기 액정셔터부(140)에 의해 순차적으로 통과된 R, G, B를 집속하여 광경로를 형성하는 집광조사부(150)와, 상기 집광조사부(150)에 의해 집속된 R, G, B를 순차적으로 동일화소에 조사하여 형성된 영상을 디스플레이하여 상기 프로젝션 렌즈(18)에서 결상되도록 화상표시액정(161)과 검광자(162)로 조합된 화상표시액정부(160)로 구성되는 것으로, 이를 좀더 자세히 살표보면 다음과 같다.

상기 광분리부(120)는 상기 램프(10)에서 조사된 백색광 중에서 G, B는 반사하고 R은 투과시키는 제1다이크로익 미러(121)와, 상기 제1다이크로익 미러(121)에서 반사된 G는 반사하고 B는 투과시키는 제2다이크로익 미러(122)와, 상기 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되어 제2다이크로익 미러(122)를 투과하는 B를 반사하는 전반사미러(123)로 구성된다.

또한, 상기 편광부(130)는 상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B를 하나의 진동방향을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)로 구성된다.

또한, 상기 액정셔터부(140)는 상기 편광부(130)에서 일정방향으로 편광된 각각의 R, G, B를 선택적으로 투과 및 차단시킬 수 있도록 인가된 신호에 따라 편광방향이 바뀌는 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)로 구성된다.

또한, 상기 집광조사부(150)는 상기 액정셔터부(140)에 의해 선택적으로 입사된 R, G, B의 광량을 높여 일정방향으로 조사하는 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)와, 상기 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에서 조사된 각각의 R, G, B를 다시 집속하여 조사하는 제4집광렌즈(154)로 구성된다.

또한, 상기 집광조사부(150)는 상기 액정셔터부(140)에 의해 선택적으로 입사된 R, G, B의 광량을 높여 일정방향으로 조사하는 전부집광렌즈(155)와, 상기 전부집광렌즈(155)에서 조사된 각각의 R, G, B를 다시 집속하여 조사하는 후부집광렌즈(156)로 구성된다.

또한, 상기 집광조사부(150)의 후방에 제1집광렌즈(151)에서 집속된 R을 하향으로 반사하는 제1반사미러(171)와, 상기 제3집광렌즈(153)에서 집속된 B를 상향으로 반사하는 제2반사미러(172)와, 상기 제1,2반사미러(171)(172)와 제2집광렌즈(152)에 의해서 조사된 R, G, B를 합성하여 제4집광렌즈(154)로 조사하는 색합성프리즘(173)으로 구성된 화상합성부(170)로 구성된다.

또한, 상기와 같이 광학계를 동작시키는 1패널 LCD 프로젝터는 R, G, B 각 색신호별 영상프레임 정보를 갖고, 한 영상프레임주기의 1/3주기로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 R, G, B 화상신호를 순차적으로 출력하는 프레임 메모리부(210)와, 상기 프레임 메모리부(210)에서 R, G, B 각 색신호별로 출력된 디지털 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환시키는 D/A변환부(220)와, 상기 D/A변환부(220)에서 아날로그로 변환되어 출력되는 R, G, B 각 색신호를 상기 읽기신호 R1, R2, R3에 따라 선택적으로 스위칭하여 출력해주는 스위칭부(230)와, 상기 스위칭부(230)에 의해 순차적으로 스위칭된 화상신호를 소정레벨로 증폭하여 화상표시액정부(160)에 인가하는 비디오 증폭부(240)로 구성되어 출력이 제어되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 프레임 메모리부(210)는 R, G, B 각 색신호별 영상프레임 정보를 가지고 한 프레임주기의 1/3주기로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 R, G, B 화상신호를 순차적으로 출력하도록 제어되는 제 1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)로 구성된다.

또한, 상기 D/A변환부(220)는 상기 프레임 메모리부(210)에서 출력되는 각 색신호별 샘플링된 디지탈신호를 아날로그신호로 변환시키는 제1, 2, 3 D/A변환기 (221)(222)(223)로 구성된다.

또한, 상기 스위칭부(230)는 상기 D/A변환부(220)에서 변환된 아날로그 신호를 한 프레임주기의 1/3로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 순차적으로 스위칭하는 제1, 2, 3 스위치(231)(232)(233)로 구성된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 광경로 및 회로구성을 설명한다. 먼저, 본 발명의 1 패널 LCD 프로젝터의 광경로는, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 램프(10)에서 발산되어 전방으로 집속되는 백색광은 적분렌즈부(110)를 통해 평행하게 시준되면서 균질하게 조명된다. 이때, 상기 적분렌즈부(110)를 통해 균질하게 된 입사광은 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 제1다이크로익 미러(121)를 투과하여 제1편광자(131)에 입사되고, 상기 G는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되고, 다시 제2다이크로익 미러(122)에서 반사되어 제2편광자(132)에 입사되고, 상기 B는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되어 상기 제2다이크로익미러(122)를 투과하고, 재차 전반사미러(123)에서 반사되어 제3편광자(133)에 입사된다.

이와 같이 색상별로 상호 분리되어 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 각각 입사되는 R, G, B는 한쪽 진동방향으로만 통과시키고 나머지는 흡수하는 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 의해 각각 편광된다. 또한, 상기 일정방향으로 편광된 R, G, B는 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지지 않게 되면 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광면과 교차된 편광면을 유지하고, 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지면 편광면이 90도 변경되어 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광방향과 일치되는 각각의 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)를 선택적으로 투과하여 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 조사된다. 즉, 한 영상프레임주기의 1/3주기로 발생되는 신호가 각각 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)에 순차적으로 인가되므로써 상기 R, G, B는 한 영상프레임 주기의 1/3주기로 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)를 순서대로 통과하여 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 조사된다.

또한, 상기 각각의 제 1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 순차적으로 입사되는 상기 R, G, B는 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 의해 광량의 손실없이 일방으로 조사되어 제4집광렌즈(154)를 통해 화상표시액정부(160)에 집속되는데, 상기 제1, 3 집광렌즈(151)(153)를 투과하는 상기 R, B는 광축에서 상하 소정간격 이격되어 있으므로 상기 제1, 3집광렌즈(151)(153)는 내측방향의 편심렌즈를 사용한다.

상기와 같이 제 1, 2, 3, 4 집광렌즈(151)(152)(153)(154)를 통해 충분한 밝기로 집속되어 순차적으로 입사되는 R, G, B는 한 영상프레임 주기의 1/3로 순차적으로 상기 화상표시액정부(160)에 R, G, B 영상이 디스플레이되며, 이와 같이 형성된 칼라영상은 프로젝션 렌즈(18)에서 결상되어 스크린에 투사된다.

또한, 이러한 동작을 위한 1패널 LCD 프로젝터의 회로구성 및 동작을 설명한다.

먼저, 본 발명의 LCD 프로젝터는 상기 R, G, B 각 색상별 입력신호에 대해 한 프레임에 대한 정보를 갖는 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)에 쓰기신호 3배의 주파수인 읽기신호 R1, R2, R3을 순차적으로 인가하여 상기 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)에서 R, G, B 화상신호가 순차적으로 출력되어 한 프레임의 칼라영상이 화상표시액정부(160)의 화면에 디스플레이되도록 한다. 즉, 도4 및 도5에서와 같이, 상기 프레임 메모리부(210)에서는, 쓰기신호와 읽기신호의 주파수를 동일하게 하지 않고 읽기신호를 쓰기신호의 1/3로 줄여 한 프레임주기에 R, G, B 화상신호를 순차적으로 인가해야 하므로 상기 프레임 메모리부(210)에서 출력된 R, G, B 각 색상별 신호의 주파수를 3배로 높이게 된다. 따라서, R입력신호는 상기 제1메모리 프레임(211)에 R에 대한 프레임정보로 저장되고, 이어 한 프레임의 1/3주기의 펄스신호를 R1에 발생하여 상기 제1프레임 메모리(211)에 저장된 R 프레임정보에 대한 신호가 한 프레임주기의 1/3로 출력된다. 마찬가지로 G 및 B 프레임 정보의 신호도 G, B 입력신호에 따라 제2, 3 프레임 메모리(212)(213)에서 한 프레임의 1/3주기로 발생되는 R2, R3에 의해 G, B 프레임정보에 대한 색신호(G, B)가 한 프레임주기의 1/3로 순차적으로 각각 출력시킨다.

또한, 상기 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)에서 샘플링되어 순차적으로 출력되는 R, G, B 디지털 신호는 제1, 2, 3 D/A변환기(221)(222)(223)에서 아날로그 R, G, B 신호로 변환되고, 계속해서 상기 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)의 신호가 한 프레임주기의 1/3로 출력되도록 제어하는 상기 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 제1, 2, 3 스위치(231)(232)(233)가 순차적으로 스위칭되어 상기 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)의 출력신호를 선택적으로 비디오 증폭부(240)로 인가시킨다. 즉, 한 영상프레임의 1/3 주기에 읽기신호 R1을 제1프레임 메모리(211)와 제1스위치(231)에 신호를 동시에 인가하여 상기 제1프레임 메모리(211)에 저장된 프레임정보에 대한 R신호를 상기 제1스위치(231)를 통해 비디오 증폭부(240)로 인가한다. 이때, 상기 읽기신호 R2, R3는 제2, 3프레임 메모리(212)(213)와 제2,3스위치(232)(233)에 신호를 인가하지 않아 상기 비디오 증폭부(240)에 제어신호가 출력되지 않게 된다. 마찬가지로, 이후 한 영상프레임의 다음 1/3주기동안 배타적으로 비디오 증폭부(240)에 G 신호가 인가되고, 다시 다음 1/3 주기동안 B 신호가 인가된다.

따라서, 상기 비디오 증폭부(240)에는 배타적인 R, G, B영상프레임 정보에 대한 신호가 한 영상프레임 주기의 1/3주기로 순차적으로 인가되므로, 이를 증폭하여 화상액정표시부(160)에 신호를 출력하여 칼라영상을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도6에 도시된 바와 같이, 적분렌즈부(110)를 통해 평행하게 시준되면서 균질하게 조사되는 램프(10)의 입사광에는 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 제1다이크로익 미러(121)를 투과하여 제1편광자(131)에 입사되고, 상기 G는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되고, 다시 제2다이크로익 미러(122)에서 반사되어 제2편광자(132)에 입사되고, 상기 B는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되어 상기 제2다이크로익 미러(122)를 투과하고, 재차 전반사미러(123)에서 반사되어 제3편광자(133)에 입사된다.

이와 같이 색상별로 상호 분리되어 상기 제 1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 각각 입사되는 R, G, B는 한쪽 진동방향으로만 통과시키고 나머지는 흡수하는 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 의해 각각 편광되고, 계속해서 상기 일정방향으로 편광된 R, G, B는 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지지 않게 되면 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광면과 교차된 편광면을 유지하고, 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지면 편광면이 90도 변경되어 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광방향과 일치되는 각각의 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)를 순서대로 투과하여 전부 집광렌즈(155)에 조사된다. 즉, 한 프레임주기의 1/3주기의 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 각각의 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)에 순차적으로 신호가 인가되어 R, G, B를 직경이 큰 전부 집광렌즈(155)에 조사하여 광량을 증가시키고, 이는 재차 후부 집광렌즈(156)에서 집속되어 화상표시액정부(160)로 조사된다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 도7에 도시된 바와 같이, 적분렌즈부(110)를 통해 평행하게 시준되면서 균질하게 조사되는 램프(10)의 입사광에는 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 제1다이크로익 미러(121)를 투과하여 제1편광자(131)에 입사되고, 상기 G는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되고, 다시 제2다이크로익 미러 (122)에서 반사되어 제2편광자(132)에 입사되고, 상기 B는 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되어 상기 제2다이크로익 미러(122)를 투과하고, 재차 전반사미러(123)에서 반사되어 제3편광자(133)에 입사된다.

이와같이 색상별로 상호 분리되어 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 각각 입사되는 R, G, B는 한쪽 진동방향으로만 통과시키고 나머지는 흡수하는 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)에 의해 편광된다. 또한, 상기 일정방향으로 편광된 R, G, B는 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지지 않게 되면 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광면과 교차된 편광면을 유지하고, 읽기신호 R1, R2, R3의 펄스가 가해지면 편광면이 90도 변경되어 상기 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)의 편광방향과 일치되는 각각의 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)를 선택적으로 투과하여 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 조사된다. 즉, 한 영상프레임주기의 1/3주기로 발생되는 신호가 각각의 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)에 순차적으로 인가되므로써 상기 R, G, B는 한 영상프레임 주기의 1/3주기로, 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)를 순서대로 통과하여 상기 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에 조사된다.

또한 상기 제1집광렌즈(151)에서 집속된 R은 제1반사미러(17)에서 하향으로 반사되어 화상합성부(160)로 조사되고, 상기 제3집광렌즈(153)에서 집속된 B는 제2반사미러(172)에서 상향으로 반사되어 화상합성부(173)로 조사되고, 제2집광렌즈(152)에서 조사된 B는 직접 화상합성부(173)로 조사되어 화상이 합성된다. 이와같이 상기 화상합성부(173)에서 합성된 R, G, B 화상은 화상액정표시부(160)에서 디스플레이되고, 이어 프로젝션 렌즈(18)에서 결상되어 스크린에 투사된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 같은 화소에 R, G, B 의 색신호를 한 영상프레임 주기의 1/3주기로 나누어 순서대로 인가하고, 그 신호에 따라 광을 조사할 수 있도록 하므로써 충분한 밝기로 선명한 해상도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 화상을 표시하는데 필요한 다수의 화소가 구비된 액정패널이 아닌 입사광을 차단 또는 투과시키는데 필요한 단화소의 액정패널이 사용되므로써 제작단가를 절감할 수 있게 된다.

Claims

램프(10)에서 조사되어 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리된 각 색상별 화상을 합성하여 디스플레이되는 칼라영상을 프로젝션 렌즈(18)에서 결상하여 스크린에 투사하는 LCD 프로젝터에 있어서,

상기 램프(10)에서 발광된 광선을 균일하게 집속될 수 있도록 인티그레이터(integrator) 렌즈가 조합된 적분렌즈부(110)와;

상기 적분렌즈부(110)에 의해 균등하게 집속된 입사광을 R, G, B로 각각 분리하는 광분리부(120)와;

상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B가 하나의 진동방향만을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 편광부(130)와;

상기 편광부(130)에 의해 일정방향으로 편광된 R, G, B를 인가되는 신호에 따라 선택적으로 투과 및 차단하는 액정셔터부(140)와;

상기 액정셔터부(140)에 의해 순차적으로 통과된 R, G, B를 집속하여 광경로를 형성하는 집광조사부(150)와;

상기 집광조사부(150)에 의해 집속된 R, G, B를 순차적으로 동일화소에 조사하여 형성된 영상을 디스플레이하여 프로젝션 렌즈(18)에서 결상될 수 있도록 화상표시액정(161)과 검광자(162)로 조합되는 화상표시액정부(160)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제1항에 있어서 광분리부(120)는,

상기 램프(10)에서 조사된 백색광 중에서 G, B는 반사하고 R은 투과시키는 제1다이크로익 미러(121)와;

상기 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되는 G, B 에서 G는 다시 반사하고 B는 투과시키는 제2다이크로익 미러(122)와;

상기 제1다이크로익 미러(121)에서 반사되어 제2다이크로익 미러(122)를 투과한 B를 반사하는 전반사미러(123)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제1항에 있어서 편광부(130)는,

상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B를 하나의 진동방향을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 제1, 2, 3 편광자(131)(132)(133)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제1항에 있어서 액정셔터부(140)는,

상기 편광부(130)에서 일정방향으로 편광된 각각의 R, G, B를 순차적으로 투과시킬 수 있도록 인가된 신호에 따라 편광방향이 바뀌는 제1, 2, 3 액정셔터(141)(142)(143)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제1항에 있어서 집광조사부(150)는,

상기 액정셔터부(140)에 의해 선택적으로 입사된 R, G, B의 광량을 높여 일정방향으로 조사하는 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)와;

상기 제1, 2, 3 집광렌즈(151)(152)(153)에서 조사된 각각의 R, G, B를 다시 집속하여 조사하는 제4집광렌즈(154)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제5항에 있어서 제1, 3집광렌즈(151)(153)는 편심렌즈인 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제1항에 있어서 집광조사부(150)는,

상기 액정셔터부(140)에 의해 순차적으로 입사되는 R, G, B를 1매에 동시에 수용하여 일정방향으로 조사할 수 있도록 직경이 증가된 전부 집광렌즈(155)와;

상기 전부 집광렌즈(155)에서 조사된 각각의 R, G, B를 다시 집속하여 조사하는 후부 집광렌즈(156)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
램프(10)에서 조사되어 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리된 각 색상별 화상을 합성하여 디스플레이되는 칼라영상을 프로젝션 렌즈(18)에서 결상하여 스크린에 투사하는 LCD 프로젝터에 있어서,

상기 램프(10)에서 발광된 광선을 균일하게 집속될 수 있도록 인티그레이터(integrator) 렌즈가 조합된 적분렌즈부(110)와;

상기 적분렌즈부(110)에 의해 균등하게 집속된 입사광을 R, G, B로 각각 분리하는 광분리부(120)와;

상기 광분리부(120)에서 분리된 각각의 R, G, B가 하나의 진동방향만을 갖도록 일정 진동방향으로만 통과시키고 그 외의 파동을 흡수하는 편광부(130)와;

상기 편광부(130)에 의해 일정방향으로 편광된 R, G, B를 인가되는 신호에 따라 선택적으로 투과 및 차단하는 액정셔터부(140)와;

상기 액정셔터부(140)에 의해 순차적으로 통과된 R, G, B를 집속하여 광경로를 형성하는 집광조사부(150)와;

상기 집광조사부(150)에 의해 집속된 R, G, B가 동일광축상에서 광경로가 형성되도록 상기 집광조사부(150)의 후방에 제1집광렌즈(151)에서 집속된 R을 하향으로 반사하는 제1반사미러(171)와, 상기 제3집광렌즈(153)에서 집속된 B를 상향으로 반사하는 제2반사미러(172)와, 상기 제1,2반사미러(171)(172)와 제2집광렌즈(152)에 의해서 조사된 R, G, B를 합성하여 제4집광렌즈(154)로 조사하는 색합성프리즘(173)으로 구성된 화학형성부(170)와;

상기 화상형성부(170)에 의해 형성된 동일 광축상의 R, G, B를 순차적으로 동일화소에 조사하여 형성된 영상을 디스플레이하여 프로젝션 렌즈(18)에서 결상될수 있도록 화상표시액정(161)과 검광자(162)로 조합되는 화상표시액정부(160)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
램프(10)에서 조사되어 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리된 각 색상별 화상을 합성하여 형성된 칼라영상을 디스플레이하여 스크린에 투사하는 LCD 프로젝터에 있어서,

상기 R, G, B 각 색신호별 영상프레임 정보를 갖고, 한 영상프레임주기의 1/3주기로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 R, G, B 화상신호를 순차적으로 출력하는 프레임 메모리부(210)와;

상기 프레임 메모리부(210)에서 R, G, B 각 색신호별로 출력된 디지털 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환시키는 D/A변환부(220)와;

상기 D/A변환부(220)에서 아날로그로 변환되어 출력되는 R, G, B 각 색신호를 상기 읽기신호 R1, R2, R3에 따라 선택적으로 스위칭하여 출력해주는 스위칭부(230)와;

상기 스위칭부(230)에 의해 순차적으로 스위칭된 화상신호를 소정레벨로 증폭하여 화상표시액정부(160)로 인가하는 비디오 증폭부(240)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제9항에 있어서 프레임 메모리부(210)는,

R, G, B 각 색신호별 영상프레임 정보를 가지고 한 프레임주기의 1/3주기로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 R, G, B 화상신호를 순차적으로 출력하도록 제어되는 제1, 2, 3 프레임 메모리(211)(212)(213)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제9항에 있어서 D/A변환부(220)는,

상기 프레임 메모리부(210)에서 출력되는 각 색신호별 샘플링된 디지탈신호를 아날로그신호로 변환시키는 제1, 2, 3 D/A변환기(221)(222)(223)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.
제9항에 있어서 스위칭부(230)는,

상기 D/A변환부(220)에서 변환된 아날로그 신호를 한 프레임주기의 1/3주기로 인가되는 읽기신호 R1, R2, R3에 의해 순차적으로 스위칭하는 제1, 2, 3 스위치(231)(232)(233)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상프레임의 시분할방식을 이용한 광셔터 방식의 1패널(panel) LCD 프로젝터.