KR20000054877A

KR20000054877A - 액정 프로젝션장치

Info

Publication number: KR20000054877A
Application number: KR1019990003215A
Authority: KR
Inventors: 정명렬
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-09-05
Also published as: JP2000235168A

Abstract

시청방향에 따라 변화하는 시야각 차이를 없앨 수 있도록 구조가 개선된 액정 프로젝션장치가 개시되어 있다.

이 개시된 장치는 입사된 적색, 녹색, 청색의 광을 받아 S편광성분을 갖는 적색 및 청색화상과, P편광성분을 갖는 녹색화상을 각각 형성하는 복수의 액정표시소자와; 각 입사면을 통해 복수의 액정표시소자를 경유한 적색, 녹색, 청색 화상을 받고 이를 합성하여 일 경로로 출사시키도록 된 파장선택성 제1 및 제2경면을 갖는 칼라프리즘과; 칼라프리즘에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈와; 투사렌즈를 통해 확대된 화상이 평행하게 진행하도록 하는 프레넬렌즈와, 입사된 평행광을 확산시키는 렌티큘라스크린을 구비한 스크린; 및, 칼라프리즘과 스크린 사이의 광로 상에 배치되고, 입사된 P편광 성분의 화상과 S편광 성분의 화상에 대해 대략 45도 각도의 축방향을 가지는 1/4파장판;을 포함하여 상기 렌티큘라스크린에 원편광성분의 화상이 입사되도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

액정 프로젝션장치{LCD projection apparatus}

본 발명은 액정 프로젝션장치에 관한 것으로서, 상세하게는 시청방향에 따라 변화하는 시야각 차이를 없앨 수 있도록 구조가 개선된 액정 프로젝션장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 프로젝션장치는 입사된 각 칼라의 진행경로에 배치되며 전원의 인가 여부에 따라 화상을 형성하는 액정표시소자(LCD)를 구비하고, 이들을 이들을 통과한 상을 확대하여 스크린에 맺히도록 함으로써 화상을 구현한다.

도 1을 참조하면, 종래의 칼라 액정 프로젝션장치는 광원(10), 복수의 이색미러(21)(23), 복수의 반사미러(31)(33)(35)(37), 액정표시소자(41)(43)(45), 칼라프리즘(50), 투사렌즈(60) 및, 스크린(70)을 포함하여 구성된다.

상기 광원(10)은 광을 조사하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 조사된 광을 일방향으로 반사시키는 반사경(13)을 포함한다.

상기 이색미러(21)(23)은 상기 광원(10)에서 출사된 광을 파장에 따라 반사 또는 통과시켜 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리시킨다. 상기 반사미러(31)(33)(35)(37) 각각은 상기 이색미러(21)(23)에 의해 분리된 광의 진행경로를 바꾸어 준다. 즉, 반사미러(35)(37)는 이색미러(21)(23)을 투과한 광을 반사시켜 칼라프리즘(50)의 제1입사면(51)에 입사되도록 하고, 반사미러(33)는 이색미러(21)에서 반사된 광을 반사시켜 칼라프리즘(50)의 제2입사면(55)에 입사되도록 한다.

상기 액정표시소자(41)(43)(45) 각각은 칼라프리즘(50)의 제1 내지 제3입사면(51)(53)(55) 각각과 이색미러(21)(23) 사이에 배치되어 상기 적,녹,청색에 해당하는 화상을 형성한다. 이 액정표시소자(41)(43)(45) 각각은 입사된 각 칼라의 광에 대해 소정 편광의 광을 투과시키는 편광판과, 2차원 배열을 갖는 각 화소에 대해 선택적으로 구동되는 액정을 포함한다. 따라서, 입력된 화상신호에 대응하여 액정을 구동하여 각 화소별로 편광을 선택하고, 특정 편광의 광을 투과시킴으로써 화상을 형성한다. 즉, 액정표시소자(41)(43)(45) 각각을 투과하여 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화상 각각은 소정 편광특성을 가진다.

상기 칼라프리즘(50)은 입사광의 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키도록 된 제1 및 제2경면(50a)(50b)를 포함한다. 제1경면(50a)은 제1입사면(51)를 통해 입사된 화상은 반사시키고, 다른 화상을 투과시킨다. 제2경면(50b)은 제3입사면(55)을 통해 입사된 화상은 반사시키고, 다른 화상은 투과시킨다. 이에 따라, 제1 내지 제3입사면(51)(53)(55)를 통해 입사된 화상이 합성되어 일 출사면(57)을 통해 스크린(70)으로 향한다. 여기서, 칼라프리즘(50)은 제1 및 제2경면(50a)(50b)의 특성 상 입사되는 광의 편광특성이 특정되어야 한다. 즉, 도면과 같은 구성에 있어서, 입사광 중 적색(R)과 청색(B)은 S편광이어야 하고, 그리고 녹색(G)은 P편광의 광이어야 한다.

상기 투사렌즈(60)는 칼라프리즘(50)에서 합성된 칼라 화상을 확대하여 스크린(70)에 투사시키는 렌즈이다.

상기 스크린(70)은 프레넬렌즈(71)와, 렌티큘라스크린(75)으로 구성된다. 여기서, 프레넬렌즈(71)는 투사렌즈(60)에 의해 확대된 광을 수렴하여 평행광이 되도록 한다. 상기 렌티큘라스크린(75)은 상기 프레넬렌즈(71)에 의해 평행하게 들어온 광을 확산시켜 시야각을 넓게 확보하도록 한다. 이 렌티큘라스크린(75)은 입사된 평행광을 그 곡률에 따라 입사된 광을 크게 광Ⅰ, 광Ⅱ, 광Ⅲ으로 방향을 바꿀 수 있도록 입사곡면(76) 및 출사곡면(77)을 가진다. 여기서, 입사곡면(76)에서, 상기한 광Ⅱ는 입사각이 0도이고, 광Ⅰ과 광Ⅲ은 광Ⅱ에 비하여 입사각이 크다.

한편, 편광특성 상 S편광의 광은 입사각도가 크면 반사율이 커지고, P편광의 광인 경우 입사각이 커져도 반사율이 크게 변화하지 않는다.

따라서, 광Ⅰ이나 광Ⅲ에 있어서, S편광인 적색(R)화상과 청색(B)화상은 P편광인 녹색(G)화상에 비하여 밝기가 상대적으로 작아진다. 그리고, 광Ⅱ에 있어서, 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G) 화상은 그 밝기가 비슷하다.

상기한 바와 같은 특성에 의하여, 종래의 액정 프로젝션장치는 좌 또는 우측에서 시청하면 중앙에서 보는 것에 비하여 상대적으로 녹색(G) 화상의 밝기가 커지게 되어 중심과 좌우 시야에 따른 색차이가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 시청방향에 따라 변화하는 시야각 차이를 없앨 수 있도록 된 구조의 액정 프로젝션장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 칼라프리즘과 렌티큘라스크린을 채용한 액정 프로젝션장치를 보인 개략적인 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정프로젝션장치를 보인 개략적인 도면

도 3은 도 2의 칼라프리즘과 위상지연판을 보인 사시도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

10...광원 21, 23...이색미러

31, 33, 35, 37...반사미러 41, 43, 45...액정표시소자

50...칼라프리즘 60...투사렌즈

70...스크린 71...프레넬렌즈

75...렌티큘라스크린 80...위상지연판

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 프로젝션장치는, 광원과; 광경로 상의 소정 위치에 설치되어 광의 진행경로를 변환하는 반사미러와; 상기 광원에서 조사된 광을 파장에 따라 투과 또는 반사시켜, 입사광을 칼라별로 분기시키는 복수의 이색미러와; 상기 이색미러에 의해 분기된 각 칼라의 광을 받아 소정의 칼라화상을 형성하는 복수의 액정표시소자와; 상기 액정표시소자 각각에서 형성된 화상을 합성하여 일 경로로 출사시키는 칼라프리즘과; 상기 칼라프리즘에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈와; 상기 투사렌즈를 통해 확대된 화상이 평행하게 진행하도록 하는 프레넬렌즈와, 입사된 화상을 확산시키는 렌티큘라스크린을 구비한 스크린과; 상기 칼라프리즘과 상기 스크린 사이의 광로 상에 배치되어, 입사된 화상의 편광성분을 바꾸어주는 위상지연판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 적색, 녹색, 청색의 광을 받아 S편광성분을 갖는 적색 및 청색화상과, P편광성분을 갖는 녹색화상을 각각 형성하는 복수의 액정표시소자와; 각 입사면을 통해 상기 복수의 액정표시소자를 경유한 적색, 녹색, 청색 화상을 받고 이를 합성하여 일 경로로 출사시키도록 된 파장선택성 제1 및 제2경면을 갖는 칼라프리즘과; 상기 칼라프리즘에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈와; 상기 투사렌즈를 통해 확대된 화상이 평행하게 진행하도록 하는 프레넬렌즈와, 입사된 평행광을 확산시키는 렌티큘라스크린을 구비한 스크린;을 포함한 액정 프로젝션장치에 있어서, 상기 칼라프리즘과 상기 스크린 사이의 광로 상에 배치되고, 입사된 P편광 성분의 화상과 S편광 성분의 화상에 대해 대략 45도 각도의 축방향을 가지는 1/4파장판;을 더 포함하여 상기 렌티큘라스크린에 원편광성분의 화상이 입사되도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 액정 프로젝션장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 프로젝션장치는 각 칼라의 광을 받아 소정의 칼라화상을 형성하는 복수의 액정표시소자(41)(43)(45)와, 상기 액정표시소자(41)(43)(45) 각각에서 형성된 화상을 합성하여 일 경로로 출사시키는 칼라프리즘(50)과, 상기 칼라프리즘(50)에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈(60)와, 스크린(70) 및, 상기 칼라프리즘(50)과 상기 스크린(70) 사이의 광로 상에 배치되어 입사된 화상의 편광성분을 바꾸어주는 위상지연판(80)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 복수의 액정표시소자(41)(43)(45) 각각에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광을 조사하기 위하여, 광원(10)과, 광경로 상의 소정 위치에 설치되어 광의 진행경로를 변환하는 복수의 반사미러(31)(33)(35)(37) 및, 상기 광원(10)에서 조사된 광을 파장에 따라 투과 또는 반사시켜 입사광을 칼라별로 분기시키는 복수의 이색미러(21)(23)를 포함한다.

상기 칼라프리즘(50)은 입사광의 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키도록 된 제1 및 제2경면(50a)(50b)를 포함하며, 제1 및 제2경면(50a)(50b)의 특성 상 입사되는 광의 편광특성이 특정되어 있다. 이를 위하여, 상기 액정표시소자(41)(43)(45)를 통해 형성된 화상 중, 입사광 중 적색(R)과 청색(B)의 화상은 S편광이고, 녹색(G)의 화상은 P편광의 광이다. 그리고, 상기 스크린(70)은 프레넬렌즈(71)와, 렌티큘라스크린(75)으로 구성된다.

여기서, 도 1과 동일 참조부호를 사용한 부재는 실질적으로 동일 기능을 하는 동일 부재이므로 그 자세한 설명을 생략한다.

본 발명의 특징은 상기한 위상지연판(80)을 칼라프리즘(50)과 투사렌즈(60) 사이의 광로 상에 배치하여, 입사된 P편광 성분의 화상과 S편광 성분의 화상을 원편광성분의 화상으로 바꾸어 줄 수 있도록 된 것에 있다. 바람직하게는 상기 위상지연판(80)은 도 3에 도시된 바와 같이, 입사되는 P편광 및 S편광성분의 화상에 대해 대략 45도 각도의 축방향을 가지는 1/4파장판(81)이다.

이와 같이, 입사되는 두 직선편광인 S, P편광에 대해 45각도의 축방향을 갖도록 배치된 1/4파장판을 구비한 경우는 S편광의 화상 및 P편광의 화상은 1/4파장판을 통과하면서 원편광의 화상이 된다.

렌티큘라스크린(75)의 입사곡면(76) 및 출사곡면(77)에 의해 입사된 광을 크게 광Ⅰ, 광Ⅱ, 광Ⅲ으로 방향을 바꾸어 넓은 시야각을 확보하도록 하는 경우에도 입사된 화상의 적, 청, 녹색 각 성분의 편광특성이 원편광으로 동일하므로, 입사각에 따른 색차이를 줄일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 액정 프로젝션장치는 위상지연판을 구비하여, 스크린에 입사된 화상의 편광특성을 원편광으로 바꾸어줌으로써 렌티큘라스크린에서의 칼라프리즘과 렌티큘라스크린을 이용한 방식에 있어서의 좌우시야에 따른 색차이가 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.

Claims

광원과;

광경로 상의 소정 위치에 설치되어 광의 진행경로를 변환하는 반사미러와;

상기 광원에서 조사된 광을 파장에 따라 투과 또는 반사시켜, 입사광을 칼라별로 분기시키는 복수의 이색미러와;

상기 이색미러에 의해 분기된 각 칼라의 광을 받아 소정의 칼라화상을 형성하는 복수의 액정표시소자와;

상기 액정표시소자 각각에서 형성된 화상을 합성하여 일 경로로 출사시키는 칼라프리즘과;

상기 칼라프리즘에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈와;

상기 투사렌즈를 통해 확대된 화상이 평행하게 진행하도록 하는 프레넬렌즈와, 입사된 화상을 확산시키는 렌티큘라스크린을 구비한 스크린과;

상기 칼라프리즘과 상기 스크린 사이의 광로 상에 배치되어, 입사된 화상의 편광성분을 바꾸어주는 위상지연판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝션장치.
제1항에 있어서, 상기 위상지연판은,

입사된 P편광의 광과 S편광의 광에 대해 대략 45도 각도로 축방향을 가지는 1/4파장판인 것을 특징으로 하는 액정프로젝션장치.
입사된 적색, 녹색, 청색의 광을 받아 S편광성분을 갖는 적색 및 청색화상과, P편광성분을 갖는 녹색화상을 각각 형성하는 복수의 액정표시소자와; 각 입사면을 통해 상기 복수의 액정표시소자를 경유한 적색, 녹색, 청색 화상을 받고 이를 합성하여 일 경로로 출사시키도록 된 파장선택성 제1 및 제2경면을 갖는 칼라프리즘과; 상기 칼라프리즘에서 출사된 화상을 투사시키는 투사렌즈와; 상기 투사렌즈를 통해 확대된 화상이 평행하게 진행하도록 하는 프레넬렌즈와, 입사된 평행광을 확산시키는 렌티큘라스크린을 구비한 스크린;을 포함한 액정 프로젝션장치에 있어서,

상기 칼라프리즘과 상기 스크린 사이의 광로 상에 배치되고, 입사된 P편광 성분의 화상과 S편광 성분의 화상에 대해 대략 45도 각도의 축방향을 가지는 1/4파장판;을 더 포함하여 상기 렌티큘라스크린에 원편광성분의 화상이 입사되도록 된 것을 특징으로 하는 액정 프로젝션장치.