KR20000052227A - 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널의 정렬위치를 자동으로 조정하도록 구성된 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치는 스크린에 투사되는 광량을 검출하는 광검출수단과, 광검출수단에서 검출된 광량을 전기적신호로 변환하는 광전변환수단과, 스크린에서 검출되는 광량과 기준광량을 비교하는 광량비교기와, 광량비교기의 비교신호에 대응하여 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세스와, 마이크로 프로세스의 제어에 대응하여 액정패널의 얼라인 위치를 제어하는 얼라이너 제어부와, 얼라이너 제어부의 제어에 대응하여 액정패널의 위치를 이동시키는 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부를 구비한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치는 액정패널의 얼라인 오차를 제거하여 액정프로젝터의 신뢰성을 향상시키게 된다.

Description

액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치 {Auto-Align Apparatus of Liquid Crystal Panel for Liquid Crystal Projector}
본 발명은 액정프로젝터에 관한 것으로, 특히 액정패널의 정렬위치를 자동으로 조정하도록 구성된 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치에 관한 것이다.
통상적으로 광원과 조명계로 구성되어 필름, 화상 등을 확대하여 스크린에 투사하는 프로젝터(Projector)에는 음극선관을 채용한 프로젝터들이 일반화 되어 있으며, 최근에는 액정을 장착한 프로젝터들이 보급되고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정 프로젝터 조명계는 광빔을 발생하는 광원(2)과, 광빔을 평행하게 진행 시키는 포물반사경(4)과, 포물반사경(4)을 경유하여 평행하게 진행하는 광빔을 균일하게 분할하는 제1 렌즈 어레이(6)와, 제1 렌즈어레이(6)에서 분할된 광빔을 집속하는 제2 렌즈어레이(8)와, 광빔을 광빔의 편광특성을 변환시키는 편광변환소자와, 편광변환소자를 경유한 광빔을 액정패널(12)쪽으로 진행시키는 제1 내지 제6 콘덴서 렌즈(CL1 내지 CL6)와, 콘덴서 렌즈를 경유하는 광빔의 투과량을 조절하는 액정패널(12R, 12G, 12B)과, 액정패널(12)에서 진행된 3원색 광빔을 합성하는 다이크로익 프리즘(14)과, 상기 합성된 광빔을 확대 투사하는 투사렌즈(Project Lens;16)를 구비한다. 광원(2)에서 발생된 광빔은 포물반사경(4)에 의해 준평행광으로 진행하게 된다. 상기 포물반사경(4)에서 준평행광으로 진행하는 광빔은 제1 렌즈어레이(6)에 형성된 제1 내지 제n 렌즈(도시되지 않음)에 의해 균일하게 분할된다. 제1 렌즈어레이(6)에서 분할된 광빔은 제1 내지 제m 렌즈(도시되지 않음)에 의해 집속되어진다. 이때, 제2 렌즈어레이 제1 내지 제m 렌즈는 상기 편광변환소자의 단위단면이 갖는 크기의 2배 크기로 형성되어 있다. 한편, 편광변환소자는 편광빔스프리터(Polarizing Beam Splitter; 이하 "PBS"라 한다) 어레이(10)와 광빔의 편광특성을 변환시키는 λ/2판(18)으로 구성되어 있다. 제2 렌즈어레이(8)에 의해 집속된 광빔은 편광변환소자에 의해 수직 선편광(P파)과 수평 선편광(S파)으로 분리됨과 아울러, 분리된 광빔의 편광특성이 변환되어 동일한 편광특성을 갖는 광빔이 형성되어 진다. 이를 상세히 설명하면, 제2 렌즈어레이(8)에 의해 집속된 광빔은 편광변환소자에 의해 수직선편광(P파)과 수평선편광(S파)으로 분리된다. 이어서, PBS어레이(10)의 배면에 부착된 λ/2판(18)에 의해 수평선편광(또는, 수직선편광)의 편광특성을 변환시키게 된다. 이에따라, 편광변환소자는 광빔이 동일한 편광특성을 갖도록하여 화면의 균일성을 확보할수있게 된다. 또한, 편광변환소자를 경유한 광빔은 제1 폴딩미러(Folding Mirror; FM1)에 의해 전반사되어 제1 콘덴서렌즈(Condense lens; CL1)에 집속되어 진다. 제1 콘덴서렌즈(CL1)에 집속된 광빔은 제1 다이크로익 미러(Dichroic Mirror; DM1)로 진행하게 된다. 제1 다이크로익 미러는 적색(R) 광빔은 제2 폴딩미러(FM2)로 진행시키는 반면에 녹색(G) 및 청색(B) 광빔은 제2 다이크로익 미러(DM2)로 반사시키게 된다. 제2 폴딩미러(FM2)에서는 적색(R) 광빔을 제2 콘덴서렌즈(CL2)쪽으로 전반사시킨다. 제2 콘덴서렌즈(CL2)를 경유한 적색(R) 광빔은 제1 LCD(12R)에 집속된다. 한편, 제2 다이크로익 미러(DM2)에서는 청색(B) 광빔은 제3 폴딩미러(FM3)로 진행시키는 반면에 녹색(G) 광빔은 제3 콘덴서렌즈(CL3) 쪽으로 반사시킨다. 제3 콘덴서렌즈(CL3)를 경유한 녹색 광빔은 제2 LCD(12G)에 집속된다. 또한, 제3 폴딩미러(FM3)는 청색(B) 광빔을 제5 콘덴서렌즈(CL5)로 반사시키게된다. 제5 콘덴서 렌즈(CL5)에 의해 집속된 청색(B) 광빔은 제4 폴딩미러(FM4)로 진행하게 된다. 제4 폴딩미러(FM4)는 청색광빔을 제6 콘덴서렌즈(CL6)로 전반사시키게 된다. 제6 콘덴서렌즈(CL6)를 경유한 청색(B) 광빔은 제3 LCD(12B)에 집속된다. 제1 내지 제3 LCD(12R, 12G, 12B)는 영상신호에 대응하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광빔의 투과율을 조정하여 다이크로익 프리즘(14)으로 진행시킨다. 다이크로익 프리즘(14)은 3원색의 빔을 합성하여 투사렌즈(16)쪽으로 진행시킨다. 투사렌즈(16)는 합성된 광빔을 확대 투사하여 스크린(도시되지 않음)에 결상시켜 영상신호에 대응하는 화상을 표시하게 된다. 한편, 종래의 액정프로젝터장치에서는 R, G 및 B 액정패널을 기구적인 매카니즘 또는 사람의 손으로 조작함에 의해 수동으로 얼라인하게 된다. 도 2의 (a)에 도시된바와같이 R, G, B 액정패널이 얼라인 조정전에는 화면상에 표시되는 화상이 겹쳐지는 형태를 나타내게 된다. 이와같이 화상이 겹쳐지는 것을 방지하기위해 액정프로젝터에서는 액정패널의 얼라인을 필요로하게 된다. 예를들어 설명하면, R, G, B 액정패널중 하나의 패널(예를들어, G 패널)을 고정시키게 된다. 이어서, 나머지 패널(예를들면, R 및 B 패널)을 상기 고정된 패널과 위치가 일치하도록 스크린상에 표시된 화상을 보면서 조정도구(예를들면, 드라이버)를 이용하여 액정패널을 상하 좌우 또는 전후 방향으로 이동하여 도 2의 (b)에 도시된바와같이 조정하게 된다. 이러한 과정에서 액정패널의 수동 정렬시 얼라인 오차가 발생하여 액정프로젝터의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 도출되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정패널의 정렬위치를 자동으로 조정하도록 하는 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치를 제공 하는데 있다.
도 1은 종래의 액정프로젝터의 구성을 도시한 도면.
도 2는 액정패널의 얼라인방법을 설명하기위해 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치의 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 각부에서의 생성되는 신호의 파형을 도시한 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 광원 4 : 포물반사경
6 : 제1 렌즈 어레이 8 : 제2 렌즈 어래이
10 : 편광 빔스프리터 어레이 12 : 액정패널
14 : 다이크로익 프리즘 16 : 투사렌즈
18 : λ/2판 22 : 마이크로 프로세스
24 : 줌렌즈투사각 센서부 26 : 스크린광량 센서부
28 : 광-전류 변환기 30 : 화이트밸런스 메모리
32 : 전류-전압 변환기 34 : LCD얼라이너 제어부
36 : 얼라이너매카니즘/모터구동부 38 : 액정패널
40 : 스크린 42 : 광량비교기
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치는 스크린에 투사되는 광량을 검출하는 광검출수단과, 광검출수단에서 검출된 광량을 전기적신호로 변환하는 광전변환수단과, 스크린에서 검출되는 광량과 기준광량을 비교하는 광량비교기와, 광량비교기의 비교신호에 대응하여 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세스와, 마이크로 프로세스의 제어에 대응하여 액정패널의 얼라인 위치를 제어하는 얼라이너 제어부와, 얼라이너 제어부의 제어에 대응하여 액정패널의 위치를 이동시키는 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부를 구비한다.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치는 스크린(40)으로 투사되는 광의 위치를 검출하는 줌렌즈투사각 센서부(24)와, 스크린(40)상에서 검출되는 광의 위치를 검출하는 스크린광량 센서부(26)와, 스크린(40)에서 검출된 광을 전기신호로 변환하는 광-전류 변환기(28)와, 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환기(32)와, 화이트 밸런스 데이터를 저장하는 화이트 밸런스 메모리(30)와, 스크린(40)에서 검출되는 광량과 기준광량을 비교하는 광량비교기(42)와, 각부를 제어하는 마이크로 프로세스(22; 이하 "마이콤"이라 한다)와, 마이콤(22)의 제어에 대응하여 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부(36)를 제어하는 LCD얼라이너 제어부(34)와, 액정패널부(32)의 위치를 이동시키는 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부(36)를 구비한다. 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치의 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
줌렌즈투사각 센서부(24)는 신호소스가 화이트(White)로하여 스크린(40)에 투사되는 광의 가장자리를 감지하게 된다. 줌렌즈투사각 센서부(24)에 검출된 위치정보는 마이콤(22)으로 전송된다. 이 경우, 마이콤(22)은 실제 센싱하여야할 가장자리부 위치정보를 스크린광량 센서부(26)에 보내게 된다. 또한, 실제 광량 센싱은 대각으로 두곳에서 이루어지며 설계자의 의도에 따라 여러부분으로 선택될수 있을 것이다. 한편, 스크린광량 센서부(26)에서 감지된 휘도(X축값, Y축값)는 광-전류 변환기(28)에 의해 도 4의 (a)에 도시된바와같이 광량에 대응하는 전기적인 신호(즉, 전류신호)로 변환되어진다. 이 전류신호는 다시 전류-전압 변환기(32)에의해 도 4의 (b)에 도시된바와같이 전류에 대응하는 전압신호로 변환된다. 이 경우, 전압신호에는 X값정보, Y값 정보가 포함되어 있다.
또한, 광량비교기(42)는 스크린에서 검출된 광량과 기준광량을 비교하게 된다. 이 경우, 기준광량은 화이트밸런스 메모리(30)에 사전에 저장된 데이터를 의미하며 마이콤(22)에 읽혀진후 광량비교기(42)로 전송된다. 스크린(40)에서 검출된 광량은 스크린광량 센서부(26)에서 검출된 광량으로서 광-전류 변환기(28) 및 전류-전압 변환기(32)를 경유하여 광량비교기(42)에 인가된다. 광량비교기(42)는 기준광량과 검출광량을 계속적으로 비교해서 일정한 차이 전압 즉, 직류(DC)전압을 마이콤(22)으로 전송하게 된다. 이때, 직류전압차가 "0"인 경우 광량비교기(42)의 출력신호가 도 4의 (d)에 도시되어 있다. 한편, 마이콤(22)은 도 4의 (e)에 도시된바와같이 광량비교기(42)에서 전송된 직류전압(X,Y 차이전압)에 대응하는 R,G,B 액정패널 각각에 대한 얼라인위치 데이터를 LCD얼라이너 제어부(34)로 전송하게 된다. 이 경우, LCD얼라이너 제어부(34)는 얼라인위치 데이터에 대응하도록 R, G, B 액정패널들을 센터, 상하, 좌우, 전후 방향으로 위치를 조정하는 제어신호를 생성하게 된다. LCD얼라이너 제어부(34)에서는 R, G, B별로 각각 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부(36)에서 필요로 하는 제어신호를 도 4의 (f)에 도시된바와같이 DC전압 형태로 보내어서 매카니즘과 연결된 RGB패널부(38)가 정확하게 정렬되도록 제어한다. 상기와같이 스크린(40)상에서 얼라인 조정동작이 자동으로 이루어지게 된다. 이때, 액정패널(38)의 얼라인이 완벽하지 못할 때 귀환루프를 통하여 정확하게 얼라인이 조정이 될 때까지 동일한 과정이 소정시간동안(예를들면, 수백㎳) 반복적으로 이루어지게 된다.
상술한바와같이, 본 발명에 따른 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치는 액정패널의 얼라이너 조정과정이 완전자동으로 이루어지므로 얼라인 오차를 제거하여 액정프로젝터의 신뢰성을 향상시키게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 얼라인 자동조정장치는 액정패널의 얼라인 오차를 제거하여 액정프로젝터의 신뢰성을 향상시킬수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (3)

  1. 스크린에 투사되는 광량을 검출하는 광검출수단과,
    상기 광검출수단에서 검출된 광량을 전기적신호로 변환하는 광전변환수단과,
    상기 스크린에서 검출되는 광량과 기준광량을 비교하는 광량비교기와,
    상기 광량비교기의 비교신호에 대응하여 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세스와,
    상기 마이크로 프로세스의 제어에 대응하여 액정패널의 얼라인 위치를 제어하는 얼라이너 제어부와,
    상기 얼라이너 제어부의 제어에 대응하여 액정패널의 위치를 이동시키는 얼라이너 매카니즘 및 모터 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광검출수단이,
    스크린으로 투사되는 광의 위치를 검출하는 줌렌즈투사각 센서부와,
    상기 스크린에 투사되는 광량을 검출하는 스크린광량 센서부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환수단이,
    상기 스크린에서 검출된 광량을 전기적신호로 변환하는 광-전류 변환기와,
    상기 광-전류 변환기의 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터의 액정패널 자동 얼라인장치.
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