KR19990030532A - 투사형 액정표시 장치 - Google Patents

투사형 액정표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 LCD 모듈을 사용하고 그 전후에 빔스플리터를 배치하여 양방향으로 광이 입사되도록 함으로써 제품의 가격을 낮추는 동시에 광효율을 향상시키는 투사형 액정표시 장치에 관한 것으로서, 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부와, 상기 광원부에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈과, 상기 액정 모듈의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터와, 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터로 진행시켜 LCD 모듈을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단과, 상기 LCD 모듈을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분을 서로 다른 스크린으로 확대투영시키는 제1,2 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 편광성분을 P파와 S파로 분리하여 하나는 주화면으로 사용하고 다른 하나는 격벽을 없애는 용도로 사용함으로써 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

투사형 액정표시 장치
본 발명은 투사형 액정표시 장치에 관한 것으로서 특히, 광효율을 증대시킬 수 있도록 구조를 개선한 투사형 액정표시 장치에 관한 것이다.
최근 업무용 또는 가정용의 투사형 액정표시 장치를 장착한 제품의 개발이 진행중이다. 그러나, 일반적인 투사형 액정 구동장치에서는 화질의 개선을 위하여 편광판을 이용함으로써 빛의 편광성분 중 하나의 성분만을 사용하기 때문에 밝기가 저하되는 문제점이 발생되고 있다. 특히 복수개의 동일 화면을 디스플레이 하여야 하는 경우에는 광의 효율이 더욱 떨어져 화면의 밝기가 저하되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의하여 2개의 동일한 화면을 디스플레이 시킬 수 있도록 하프미러를 사용하는 투사형 액정표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 참조번호 110은 백색의 광을 출사시키는 광원을 나타내고, 참조번호 120은 상기 광원(110)에서 출사된 광에 포함된 적외선을 차단하는 차단 렌즈를 나타내고, 참조번호 130은 상기 차단 렌즈(120)를 통과한 광을 평행광으로 만드는 콘덴싱 렌즈를 나타낸다.
또한, 참조번호 140은 상기 콘덴싱 렌즈(130)를 통과한 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 LCD 모듈을 나타내고, 참조번호 151 및 152는 상기 LCD 모듈(140)의 전후에 배치되어 필요로하는 편관성분을 통과시키는 제1,2 편광판을 나타내고, 참조번호 160은 상기 LCD 모듈(140)에서 출사된 영상을 포함한 광을 일부는 통과시키고 나머지는 반사시켜 분할하는 하프미러를 나타낸다.
또한, 참조번호 171 및 172는 서로 반대방향을 향하도록 설치되고 동일한 영상을 디스플레이시키기 위한 제1,2 스크린을 나타내고, 참조번호 181 및 182는 상기 하프미러(160)에서 분할된 영상을 상기 제1,2 스크린(171,172)으로 확대투영하는 제1,2 투사렌즈를 나타내고, 참조번호 190은 상기 하프미러(160)에서 반사된 영상이 상기 제2 투사렌즈(182)로 진행할 수 있도록 경로를 변경하는 전반사 미러를 나타낸다.
그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 기술에서는 하프미러를 사용하여 영상을 2개로 분할하기 때문에 하나의 스크린으로 진행하는 광량이 절반으로 줄어들어 밝기가 반으로 저감되고 광효율이 낮아지는 문제점이 발생한다.
한편, 도 2는 종래 기술에 의하여 2개의 동일한 화면을 디스플레이 시킬 수 있도록 2개의 LCD 모듈을 사용하는 투사형 액정표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 참조번호 210은 백색의 광을 출사시키는 광원을 나타내고, 참조번호 220은 상기 광원(210)에서 출사된 광에 포함된 적외선을 차단하는 차단 렌즈를 나타내고, 참조번호 230은 상기 차단 렌즈(220)를 통과한 광을 일정방향으로 모아주는 콘덴싱 렌즈를 나타낸다.
또한, 참조번호 240은 상기 콘덴싱 렌즈(230)를 통과한 광을 편광성분에 따라 특정 편광성분은 통과시키고 나머지 편광성분은 반사시키는 빔스플리터( beam splitter )를 나타내고, 참조번호 251 및 252는 상기 빔스플리터(240)에 의해 분할된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 제1,2 LCD 모듈을 나타내고, 참조번호 261 및 262는 상기 제1,2 LCD 모듈(251,252)의 출사측에 배치되어 필요로하는 편광성분을 통과시키는 제1,2 편광판을 나타낸다.
또한, 참조번호 271 및 272는 동일한 영상을 디스플레이시키기 위한 제1,2 스크린을 나타내고, 참조번호 281 및 282는 상기 제1,2 편광판(261,262)을 통과한 영상을 상기 제1,2 스크린(271,272)으로 확대투영하는 제1,2 투사렌즈를 나타내고, 참조번호 290은 상기 빔스플리터(240)에서 반사된 영상이 상기 제2 LCD 모듈(252)로 진행할 수 있도록 경로를 변경하는 전반사 미러를 나타낸다.
그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 기술에서는 동일한 2개의 화면을 디스플레이시키는데 있어서 모든 편광성분을 이용하여 광효율은 향상되고 있으나, LCD 모듈을 2개 사용하여야 하기 때문에 제품의 가격을 상승시키는 문제점이 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 하나의 LCD 모듈을 사용하고 그 전후에 빔스플리터를 배치하여 양방향으로 광이 입사되도록 함으로써 제품의 가격을 낮추는 동시에 광효율을 향상시킬 수 있는 투사형 액정표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 편광성분을 P파와 S파로 분리하여 하나는 주화면으로 사용하고 다른 하나는 격벽을 없애는 용도로 사용함으로써 화질을 향상시킬 수 있는 투사형 액정표시 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 일반적인 PDA에서 LCD와 터치 패널(TP)을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의하여 양방향에서 볼 수 있도록 구성된 투사형 액정표시 장치를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 구성을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
310, 410 : 광원부 311, 411 : 광원
312, 412 : 차단 렌즈 313, 413 : 콘덴싱 렌즈
320, 420 : 액정(LCD) 모듈 331, 332, 431, 432 : 빔스플리터
340, 440 : 제1 경로변경 수단 341, 342, 441, 442 : 전반사 미러
351, 352, 450 : 스크린 361, 362, 460 : 투사렌즈
370, 470 : 제2 경로변경 수단 471,472,473 : 전반사 미러
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부와, 상기 광원부에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈과, 상기 액정 모듈의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터와, 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터로 진행시켜 LCD 모듈을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단과, 상기 LCD 모듈을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분을 서로 다른 스크린으로 확대투영시키는 제1,2 투사렌즈를 포함하는 투사형 액정표시 장치를 제공한다.
한편, 상기의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부와, 상기 광원부에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈과, 상기 액정 모듈의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터와, 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터로 진행시켜 LCD 모듈을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단과, 상기 LCD 모듈을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분이 동일한 스크린으로 진행되도록 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분의 영상을 제2 빔스플리터로 진행시키는 제2 경로변경 수단과, 상기 제2 빔스플리터에서 출사되는 P파 성분과 S파 성분의 영상을 스크린으로 확대투영시키는 투사렌즈를 포함하는 투사형 액정표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 스크린으로 확대투영되는 P파 성분과 S파 성분의 영상위치를 조절하여 디스플레이되는 화면에서의 격벽을 제거할 수 있도록 상기 제2 경로변경 수단의 위치를 변경하는 위치변경 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 투사형 액정표시 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 2개의 스크린에 디스플레이시킬 때 광효율을 향상시킨 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 참조번호 310은 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부를 나타낸다. 이때, 광원부(310)는 광원(311), 차단 렌즈(312), 콘덴싱 렌즈(313)로 이루어지는데, 상기 광원(311)은 백색광을 출사시키고, 차단 렌즈(312)는 백색광에 포함된 적외선을 제거하며, 콘덴싱 렌즈(313)는 적외선이 제거된 광을 평행광으로 변경시킨다.
또한, 참조번호 320은 상기 광원부(310)에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 LCD 모듈을 나타내고, 참조번호 331 및 332는 상기 LCD 모듈(320)의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터를 나타내고, 참조번호 340은 상기 제1 빔스플리터(331)에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터(332)로 진행시켜 LCD 모듈(320)을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단을 나타낸다. 이때, 상기 제1 경로변경 수단(340)은 광의 진행방향과 45도의 각을 이루는 동시에 서로 직각을 이루도록 배치되는 2개의 전반사 미러(341,342)로 이루어진다.
또한, 참조번호 351 및 352는 서로 반대방향으로 배치된 제1,2 스크린을 나타내고, 참조번호 361 및 362는 상기 LCD 모듈(320)을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분을 서로 다른 스크린으로 확대투영시키는 제1,2 투사렌즈를 나타내고, 참조번호 370은 상기 LCD 모듈(320)을 통과한 영상에서 S파 성분을 제2 투사렌즈(362)로 진행하도록 경로를 변경하는 제2 경로변경 수단 즉 전반사 미러를 나타낸다.
상기 제1,2 스크린(351,352)은 서로 반대방향을 향하도록 배치되어 도 4에 도시된 바와 같이 양방향에서 볼 수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 광원(311)으로부터 출사되는 부정편광 방향의 빛은 상기 차단렌즈(312)를 통과하면서 적외선이 제거되고, 콘덴싱 렌즈(313)를 통과하면서 평행광으로 만들어진다. 그후, 제1 빔스플리터(331)에 입사되어 P파 및 S파의 편광성분으로 나누어진다.
이때, 상기 제1 빔스플리터(331)를 통과한 P파는 상기 LCD 모듈(320)을 통과하면서 화상신호를 포함하고, 제2 빔스플리터(332) 및 제1 투사렌즈(361)를 통과하여 제1 스크린(351)으로 확대투영된다.
한편, 상기 제1 빔스플리터(331)에서 반사된 S파는 상기 제1 경로변경 수단(340)의 전반사 미러(341,342)에서 반사되면서 경로가 변경되어 상기 제2 빔스플리터(332) 로 진행하고, 다시 상기 제2 빔스플리터(332)에서 반사되어 P파와 반대방향으로 LCD 모듈(320)을 통과하면서 화상신호를 포함하고, 그후 상기 제2 경로변경 수단(370)에서 반사되어 제2 투사렌즈(362)로 진행함으로써 제2 스크린(352)에 확대투영된다.
한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의하여 하나의 스크린에 P파 화상과 S파 화상을 투영시킬 때 그 위치를 조절하여 격벽을 없앰으로써 밝기를 향상시킨 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 참조번호 410은 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부를 나타낸다. 이때, 광원부(410)는 도 3의 경우와 마찬가지로 광원(411), 차단 렌즈(412), 콘덴싱 렌즈(413)로 이루어진다.
참조번호 420은 상기 광원부(410)에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈을 나타내고, 참조번호 431 및 432는 상기 LCD 모듈(420)의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터를 나타내고, 참조번호 440은 상기 제1 빔스플리터(431)에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터(432)로 진행시켜 LCD 모듈(420)을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단을 나타낸다. 이때, 상기 제1 경로변경 수단(440)은 광의 진행방향과 45도의 각을 이루는 동시에 서로 직각을 이루도록 배치되는 2개의 전반사 미러(441,442)로 이루어진다.
또한, 참조번호 450은 스크린을 나타내고, 참조번호 460은 상기 LCD 모듈(420)을 통과한 P파 성분과 S파 성분의 영상을 스크린(450)으로 확대투영시키는 투사렌즈를 나타내고, 참조번호 470은 상기 LCD 모듈(420)을 통과한 영상에서 S파 성분의 영상을 투사렌즈(460)로 진행하도록 경로를 변경하는 제2 경로변경 수단을 나타낸다. 이때, 상기 제2 경로변경 수단(470)은 영상의 방향이 바꾸지 않도록 하기 위하여 3개의 전반사 미러(471,472,473)로 이루어지며, 상기 스크린(450)으로 확대투영되는 P파 성분과 S파 성분 영상의 상대위치를 조절하여 디스플레이되는 화면에서의 격벽을 제거할 수 있도록 상기 제2 경로변경 수단(470)의 위치를 변경하는 위치변경 수단(미도시)이 포함된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 광원부(410)로부터 평행광이 출사되어 상기 제1 빔스플리터(431)에 의해 P파 성분과 S파 성분으로 분리된다. 이때, P파 성분은 제1 빔스플리터(431), LCD 모듈(420), 투사렌즈(460)을 순차로 통과하면서 영상을 포함하여 스크린(450)에 확대투영됨으로서 주화면을 형성한다.
한편, S파 성분은 상기 제1 빔스플리터(431)에서 반사되어 제1 경로변경 수단(440)에 의해 제2 빔스플리터(432)로 진행하고, 상기 제2 빔스플리터(432)에서 반사되어 LCD 모듈(420)을 통과하면서 영상을 포함한 후 제1 빔스플리터(431), 제2 경로변경 수단(470), 제2 빔스플리터(432), 투사렌즈(460)을 순차로 거쳐 스크린(450) 상에 확대투영된다. 이때, 위치변경 수단(미도시)에 의해 상기 제2 경로변경 수단(470)의 각 전반사 미러(471,472,473)의 위치가 조절되면 상기 S파 성분의 영상은 스크린(450)에서 P파 성분의 영상이 나타내는 격벽부분으로 확대투영되어 화면의 밝기를 향상시킨다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 투사형 액정표시 장치는 하나의 액정모듈을 이용하면서 편광성분이 양측에서 통과하도록 함으로써 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하나의 편광성분을 주화면으로하고 다른 편광성분을 이용하여 주화면의 격벽을 제거함으로써 화면의 밝기를 향상시켜 사용자에게 제공되는 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부와, 상기 광원부에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈과, 상기 액정 모듈의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터와, 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터로 진행시켜 LCD 모듈을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단과, 상기 LCD 모듈을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분을 서로 다른 스크린으로 확대투영시키는 제1,2 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 액정표시 장치.
  2. 적외선이 제거된 광을 일정 방향으로 출사시키는 광원부와, 상기 광원부에서 출사된 광에 영상을 포함시켜 통과시키는 액정(LCD) 모듈과, 상기 액정 모듈의 전후에 배치되어 P파 성분은 통과시키고 S파 성분은 반사시키는 제1,2 빔스플리터와, 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분을 제2 빔스플리터로 진행시켜 LCD 모듈을 통과하도록 하는 제1 경로변경 수단과, 상기 LCD 모듈을 통과한 영상에서 P파 성분과 S파 성분이 동일한 스크린으로 진행되도록 상기 제1 빔스플리터에서 반사된 S파 성분의 영상을 제2 빔스플리터로 진행시키는 제2 경로변경 수단과, 상기 제2 빔스플리터에서 출사되는 P파 성분과 S파 성분의 영상을 스크린으로 확대투영시키는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 액정표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스크린으로 확대투영되는 P파 성분과 S파 성분의 영상위치를 조절하여 디스플레이되는 화면에서의 격벽을 제거할 수 있도록 상기 제2 경로변경 수단의 위치를 변경하는 위치변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 액정표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100476956B1 (ko) * 2002-07-08 2005-03-16 삼성전자주식회사 양방향 영상 투사 장치

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