KR20010011948A - 2매의 액정패널을 가지는 액정프로젝터 - Google Patents

2매의 액정패널을 가지는 액정프로젝터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기구적 정합이 용이하도록 한 액정 프로젝터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 단색을 표시하는 제1 액정패널과, 두색을 시분할하여 표시하는 제2 액정패널과, 단색을 제1 액정패널 쪽으로 안내함과 아울러 두 색을 시분할하여 제2 액정패널 쪽으로 안내하기 위한 광학계를 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 3판식 액정 프로젝터에 비하여 동일한 해상도를 유지하면서도 액정패널, 다이크로익 프리즘의 수와 구조가 단순하게 될 뿐 아니라 릴레이렌즈계가 불필요하게 되고 액정패널들을 정렬시키기 위한 기구적 정합공정이 단순화된다.

Description

2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터{Liquid Crystal Projector With Two Liquid Crystal Panels}
본 발명은 액정 프로젝터에 관한 것으로, 특히 기구적 정합이 용이하도록 한 액정 프로젝터에 관한 것이다.
액정 프로젝터는 액정을 이용하여 계조값을 구현한 화상을 확대 투사하는 표시장치이다. 이러한 액정 프로젝터는 액정 디스플레이 패널 수에 따라 단판식과 3판식으로 대별된다. 최근, 액정 프로젝터는 밝은 환경 하에서 선명한 화면을 볼 수 없는 문제점이 개선되고 있다. 이는 광원으로 이용되는 램프(Lamp)가 작은 발광크기를 갖게 되었으며, 광원으로부터 발생한 광을 하나의 선편광으로 변환하는 편광 변환계가 도입과 액정패널이 고개구율을 갖게 되어 광의 투과율을 향상시키는 등의 기술적 배경에 의해 가능케 되었다. 또한, 최근의 액정 프로젝터는 액정패널 내부에 화소 단위로 마이크로 렌즈(Micro lens)를 부착하여 액정의 기하학적 개구율보다 광로가 통과하는 유효 개구율을 높임으로써 효율이 향상되고 있다.
도 1은 종래의 3판식 액정 프로젝터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 3판식 액정 프로젝터는 램프 및 반사경(2)과 제1 전반사미러(10) 사이에 설치된 제1 플라이아이렌즈(Flyeye-lens)(4), 제2 플라이아이렌즈(6) 및 편광 빔스프리터(8)와, 제1 전반사미러(10)와 적색용 액정패널(30) 사이에 설치된 제1 집광렌즈(12), 적색투과 다이크로익미러(Dichroic mirror)(14), 제2 전반사미러(18) 및 제2 집광렌즈(28)와, 적색투과 다이크로익미러(14)와, 녹색용 액정패널(34) 사이에 설치된 청색투과 다이크로익미러(16) 및 제3 집광렌즈(32)와, 청색투과 다이크로익미러(16)와 청색용 액정패널(38) 사이에 설치된 제1 릴레이렌즈(20), 제3 전반사미러(22), 제2 릴레이렌즈(24), 제4 전반사미러(26) 및 제4 집광렌즈(36)와, 적·녹·청색용 액정패널(28,32,38) 사이에 설치된 다이크로익 프리즘(40)과, 다이크로익 프리즘(40)의 광출사면에 대면되게 설치되는 투사렌즈(40)를 구비한다. 램프 및 반사경(2)으로부터 조사되는 백색광은 제1 플라이아이렌즈(4)에 의해 셀(cell) 단위로 분할되어 제2 플라이아이렌즈(6)의 입사면에 포커싱(focusing)된다. 제2 플라이아이렌즈(6)는 자신에게 입사된 광을 평행광으로 변환하여 편광 빔스프리터(8) 쪽으로 투과시키게 된다. 편광 빔스프리터(8)는 자신에게 입사된 광을 어느 하나의 광축을 가지는 선편광(P파 또는 S파)으로 변환하여 제1 전반사미러(10) 쪽으로 투과시키게 된다. 제1 전반사미러(10)는 자신에게 입사된 광을 제1 집광렌즈(12) 쪽으로 반사시키게 되며, 제1 집광렌즈(12)는 자신에게 입사된 광을 적색투과 다이크로익미러(14) 쪽으로 집광시키게 된다. 적색투과 다이크로익미러(14)은 자신에게 입사된 광 중, 적색광을 제2 전반사미러(18) 쪽으로 투과시킴과 아울러 적색광 이외의 파장을 가지는 광을 청색투과 다이크로익미러(16) 쪽으로 반사시키게 된다. 제2 전반사미러(18)는 자신에게 입사되는 적색광을 제2 집광렌즈(28) 쪽으로 반사시키게 되며, 제2 집광렌즈(28)는 적색광을 적색용 액정패널(30)의 입사면에 집광시키게 된다. 청색투과 다이크로익미러(16)는 자신에게 입사된 광 중, 녹색광을 제3 집광렌즈(32) 쪽으로 반사시킴과 아울러 청색광을 제1 릴레이렌즈(20) 쪽으로 투과시키게 된다. 제3 집광렌즈(32)는 녹색광을 녹색용 액정패널(34)의 입사면에 집광시키게 된다. 제1 릴레이렌즈(20)에 입사된 청색광은 제3 전반사미러(22)에 의해 반사된 후, 제2 릴레이렌즈(24)를 투과하여 제4 전반사미러(26)에 의해 제4 집광렌즈(36) 쪽으로 반사된다. 제4 집광렌즈(36)는 청색광을 청색용 액정패널(38)의 입사면에 집광시키게 된다. 액정 패널들(30,34,38)은 데이터 신호레벨에 따라 광투과율을 조정함으로써 각각 자신에게 입사되는 적색광, 녹색광 및 청색광 각각에 대하여 투과량을 조정하게 된다. 다이크로익 프리즘(40)은 적색광, 녹색광 및 청색광을 합성하여 투사렌즈(42) 쪽으로 입사시키게 된다. 이 다이크로익 프리즘(40)에는 서로 교차하는 다이크로익 코팅면(40a,40b)을 사이에 두고 4 개의 프리즘이 접합된다. 투사렌즈(42)는 다이크로익 프리즘(40)으로부터 입사되는 화상을 스크린에 확대 투사하게 된다.
그러나 도 1과 같은 3판식 액정 프로젝터는 3매의 액정패널들(30,32,34)과 두 개의 교차하는 다이크로익 코팅면(40a,40b)이 존재하는 다이크로익 프리즘(40)이 고가이므로 제조단가가 큰 단점이 있다. 또한, 3판식 액정 프로젝터는 적·녹·청색 화소들의 기구적 정합이 화소크기(10∼30μm)의 1/2 정도 내로 일치시키는 공정이 필요하게 되므로 조립 난이도가 높은 문제점이 있다. 이러한 정렬 공정은 일반적으로 녹색용 액정패널(34)을 기준으로 적색용 액정패널(30)과 청색용 액정패널(38)을 각각 조정하여야 한다. 따라서, 녹색화소에 대하여 적색 및 청색 화소가 반 화소 크기로 일치되어도 최대 적색 및 청색화소가 한 화소만큼 벗어날 수 있기 때문에 반화소 크기로 화소들을 일치시키는 경우, 정합정도는 1/4 화소를 필요로 하게 된다. 아울러, 액정패널들(30,34,38)이 접착제 또는 스크류(screw)와 같은 조립기구에 의해 기구적으로 고정되지만, 접착제를 이용하여 액정패널들(30,34,38)을 고정하는 경우, 외부온도 변화에 따라 접착제가 팽창 또는 수착하게 될 뿐 아니라 시간이 경과함에 따라 접착제가 경화되어 최초 정렬이 어긋나게 되는 문제점이 있다. 또한, 스크류를 이용하여 액정패널들(30,34,38)을 고정하는 경우에도 전술한 바와 같이 녹색용 액정패널(34)을 기준으로 적색용 액정패널(30)과 청색용 액정패널(38)을 정렬한 후, 스크류를 이용하여 고정시킬 때 각각 최초 정렬이 어긋나기 쉽게 된다. 프로젝터에 있어서, 정합도가 나쁘게 되면 해상도의 저하를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 기구적 정합이 용이하도록 한 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 단판식 액정 프로젝터를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터를 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 적색/녹색 겸용 액정패널을 상세히 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터를 나타내는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 광투과/차단 휠을 상세히 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터를 나타내는 도면.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
2 : 램프 및 반사경 4,6 : 플라이아이렌즈
8 : 편광 빔스프리터 10,18,22,26,48,52 : 전반사미러
12,28,32,36,54,62 : 집광렌즈 14,60 : 적색투과 다이크로익미러
16,50 : 청색투과 다이크로익미러 20,24 : 릴레이렌즈
28 : 적생용 액정패널 32 : 녹색용 액정패널
38,56 : 청색용 액정패널 40 : 다이크로익 프리즘
40a,40b,60a : 다이크로익 코팅면 42 : 투사렌즈
44 : S파투과 편광판 46 : 적색반사 다이크로익미러
58 : 적색광셔터 59 : 녹색광셔터
64 : 적색/녹색 겸용 액정패널 70 : 사파이어 글라스
72 : 온도센서 74a,74b : 펠티에 소자
76 : 광투과/차단 휠 78 : 적색용 G-H LCD
79 : 녹색용 G-H LCD 80 : 적색/녹색광 선택형 컬러 G-H LCD
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 단색을 표시하는 제1 액정패널과, 두색을 시분할하여 표시하는 제2 액정패널과, 단색을 제1 액정패널 쪽으로 안내함과 아울러 두 색을 시분할하여 제2 액정패널 쪽으로 안내하기 위한 광학계를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 램프 및 반사경(2)과 제1 전반사미러(10) 사이에 설치된 제1 플라이아이렌즈(4), 제2 플라이아이렌즈(6) 및 편광 빔스프리터(8)와, 제1 전반사미러(10)와 청색용 액정패널(56) 사이에 설치된 제1 집광렌즈(12), S파투과 편광판(44), 적색반사 다이크로익미러(46), 청색투과 다이크로익미러(50), 제2 전반사미러(52) 및 제2 집광렌즈(54)와, 적색반사 다이크로익미러(46)와 적색/녹색 겸용 액정패널(64) 사이에 설치된 제3 전반사미러(48), 적색광셔터(58), 적색투과 다이크로익미러(60) 및 제3 집광렌즈(62)와, 청색투과 다이크로익미러(50)와 적색투과 다이크로익미러(60) 사이에 설치된 녹색광셔터(59)와, 청색용 액정패널(56)과 적/녹생용 액정패널(28,32,38) 사이에 설치된 다이크로익 프리즘(66)과, 다이크로익 프리즘(66)의 광출사면에 대면되게 설치되는 투사렌즈(40)를 구비한다. 램프 및 반사경(2)으로부터 조사되는 백색광은 제1 플라이아이렌즈(4)에 의해 셀(cell) 단위로 분할되어 제2 플라이아이렌즈(6)의 입사면에 포커싱된다. 제2 플라이아이렌즈(6)는 입사광을 평행광으로 변환하여 편광 빔스프리터(8) 쪽으로 투과시키게 되며, 편광 빔스프리터(8)는 입사광 중, S파 성분을 투과시키는 반면, P파 성분을 S파로 변환한 후, 투과시킴으로써 제1 전반사미러(10)에 S파만을 입사시키게 된다. 제1 전반사미러(10)는 입사광을 제1 집광렌즈(12) 쪽으로 반사시키게 되며, 제1 집광렌즈(12)는 입사광을 S파투과 편광판(44) 쪽으로 집광시키게 된다. S파투과 편광판(44)은 입사광 중 S파 성분만을 적색반사 다이크로익미러(46) 쪽으로 투과시키게 된다. 적색반사 다이크로익미러(46)는 입사광 중, 적색광을 제3 전반사미러(48) 쪽으로 반사시킴과 아울러 녹색광과 청색광을 포함한 청록색(cyan)광을 청색투과 다이크로익미러(50) 쪽으로 투과시키게 된다. 제3 전반사미러(48)에 입사되는 적색광은 제3 전반사미러(48)에 의해 반사된 후, 적색광셔터(58)를 경유하여 적색투과 다이크로익미러(60) 쪽으로 입사된다. 청색투과 다이크로익미러(50)는 청록색광 중, 녹색광을 녹색광셔터(59) 쪽으로 반사시킴과 아울러 청색광을 제2 전반사미러(52) 쪽으로 투과시키게 된다. 적색투과 다이크로익미러(60)는 적색광셔터(58)로부터의 적색광을 투과시킴과 아울러 녹색광셔터(59)로부터의 녹색광을 반사시킴으로써 적색반사 다이크로익미러(50)에 의해 분리된 적색광과 녹색광을 합성하게 된다. 제3 집광렌즈(62)는 적색투과 다이크로익미러(60)로부터의 적색/녹색 합성광을 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 집광시키게 된다. 제2 전반사미러(52)는 청색투과 다이크로익미러(50)로부터의 청색광을 제2 집광렌즈(54) 쪽으로 반사시키게 되며, 제2 집광렌즈(54)는 청색용 액정패널(56)에 청색광을 집광시키게 된다.
도 2에서 알 수 있는 바, 광원으로부터 각 액정패널(56,62)에 입사되는 적·녹·청색광의 광로는 기구적으로 동일하게 되기 때문에 도 1에 도시된 릴레이렌즈계가 불필요하게 된다.
풀컬러(Full color) 구동원리는 다음과 같다. 청색용 액정패널(56)은 종래와 동일하게 구동된다. 이와 달리, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)은 동일 경로로 입사되는 녹색광과 적색광에 대하여 시분할 구동하게 된다. 즉, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 입력되는 적색/녹색 화상신호는 청색용 액정패널(56)에 입력되는 청색 화상신호 대비 1/2의 시간내에 연속적으로 교차되어 입력된다. 이를 위하여, 적색광셔터(58)와 녹색광셔터(59) 각각은 청색 화상신호 대비 1/2 시간내에서 적색광과 녹색광을 교번적으로 투과 및 차단시키게 된다. 이들 적색광셔터(58)와 녹색광셔터(59)는 응답속도가 수 μsec 정도로 빠른 FLCD(Fast LCD)로 제작된다. 이 FLCD는 입력 제어신호에 응답하여 편광방향을 0°또는 90°회전함으로써 입사광을 투과 또는 차단시키게 된다. 이에 따라, 적색광셔터(58)와 녹색광셔터(59)의 입력 제어신호는 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 입력 화상신호에 동기된다. 이와 같이 청색 화상신호에 대하여 적색 화상신호와 녹색 화상신호가 1/2 시간으로 시분할되어 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 표시된다. 다이크로익 프리즘(40)은 색선택성 다이크로익 코팅면(66a)을 사이에 두고 두 개의 프리즘이 접합되어 구성되어 액정패널들(56,64)로부터 입사되는 적색광, 녹색광 및 청색광을 합성하여 투사렌즈(42) 쪽으로 투과시키게 된다. 그 결과, 투사렌즈(42)는 다이크로익 프리즘(66)으로부터 입사되는 화상을 스크린에 확대 투사하게 된다.
적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 동작속도가 늦게 되면 정상적인 동작이 곤란할 수 있다. 현재, TN(Twisted Nematic) 액정의 응답속도가 15∼30 msec로 초당 30 프레임(Frame)의 화상을 디스플레이할 수 있는데 반하여, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)로 이용되는 액정의 응답속도는 15 msec 이하의 응답속도가 요구된다.
한편, 투사형 액정패널에 있어서는 집속광에 의한 복사열에 의하여 액정패널의 온도가 상온보다 높은 온도로 가열되는데, 이 때 액정의 응답속도가 빠르게 된다. 이 경우, LCD의 동작온도 범위(대략 80℃가 동작 상한 온도임) 내에서 10msce까지 응답속도가 빠르게 된다는 것이 알려져 있다. 이에 따라, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)이 동작온도 범위 이상으로 가열되지 않는 온도범위 내에서 적색/녹색 겸용 액정패널(64)을 가열시킴으로써 응답속도를 빠르게 할 수 있다. 이를 위하여, 도 3에서와 같이 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 입사면에 사파이어 글라스(Sapire Glass)(70)가 부착된다. 또한, 사파이어 글라스(70)에는 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(72)와, 각각 가열원과 냉각원 역할을 하는 제1 및 제2 펠티에 소자(74a,74b)가 취부된다. 사파이어 글라스(70)는 액정패널의 기판재료인 글라스에 대비하여 열전도도가 50배 가량 빠른 특성이 있다. 이에 따라, 사파이어 글라스(70)는 제3 집광렌즈(62)로부터 입사되는 광을 적색/녹색 겸용 액정패널(64) 쪽으로 투과시킴과 아울러 펠티에 소자들(74a,74b)로부터 공급되는 온도를 적색/녹색 겸용 액정패널(60) 쪽으로 빠르게 전달하게 된다. 온도센서(72)는 사파이어 글라스(70)의 온도를 감지함으로 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 온도를 모니터링(monitoring)하게 된다. 이 온도센서(72)로부터 발생된 온도 감지신호는 도시하지 않은 마이콤(μ-com)에 인가되며, 마이콤은 온도 감지신호에 따라 제1 및 제2 펠티에 소자(74a,74b)를 제어하여 액정패널(64)의 온도를 동작온도 내에서 제어하게 된다. 제1 및 제2 펠티에 소자들(74a,74b) 각각은 두 종류의 금속이 접합되어 전류가 인가되었을 때 접합부에서 전류레벨에 비레하여 줄(Joule) 열 이외의 열이 발생 또는 흡수되는 소자들이다. 이들 제1 및 제2 펠티에 소자들(74a,74b) 각각은 전류가 인가되었을 때 양면에서 온도차(예를 들면, 100℃와 -30℃)가 나타나게 되며, 전류의 방향이 반대가 되면 열의 발생면, 흡수면이 반대가 된다. 이에 따라, 사파이어 글라스(70)의 양면에 각각 취부되는 제1 및 제2 펠티에 소자들(74a,74b)은 마이콤으로부터 인가되는 전류방향에 따라 가열원 또는 냉각원 역할을 하게 된다. 이와 달리, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 응답속도를 빠르게 하기 위하여, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)의 테두리에 전류신호에 응답하여 가열되는 열선이 설치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터가 도시되어 있다. 도 4에 있어서, 도 2에 도시된 액정 프로젝터의 구성요소들과 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성요소들에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 적색반사 다이크로익미러(46), 청색투과 다이크로익미러(50), 제3 전반사미러(48) 및 적색투과 다이크로익미러(60) 사이에 회전이 가능하게 설치되어 자신에게 입사되는 적색광과 청색광을 투과 또는 차단시키기 위한 광투과/차단 휠(Wheel)(76)을 구비한다. 도 4에 도시된 액정 프로젝터는 도 2에 도시된 액정 프로젝터와 동일하게 2매의 액정 프로젝터들(54,64)로 풀컬러 화상을 표시하게 된다. 즉, 청색 화상신호에 대하여 적색 화상신호와 녹색 화상신호가 1/2 시분할되어 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 표시된다. 이 때, 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 입사되는 적색광과 녹색광은 광투과/차단 휠(76)에 의해 교번적으로 투과 및 차단된다. 광투과/차단 휠(76)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 환형판 형태의 광투과/차단필터로서 원중심(76a)을 지나는 경계선의 좌/우에 반원 형상의 광투과필터(76b)와 광차단필터(76c)가 형성된다. 광투과필터(76b)는 적색반사 다이크로익미러(40)로부터 입사되는 적색광 또는 청색반사 다이크로익미러(50)로부터 입사되는 녹색광을 투과시키게 된다. 반면, 광차단필터(76a)는 적색반사 다이크로익미러(40)로부터 입사되는 적색광 또는 청색반사 다이크로익미러(50)로부터 입사되는 녹색광을 흡수하게 된다. 광투과/차단 휠(76)은 도시하지 않은 모터(motor)에 의해 회전되며, 모터의 구동축이 원중심(76a)에 압입된다. 이 광투과/차단 휠(76)에 의해 적색광이 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 입사되는 동안, 녹색광은 차단되는 반면, 녹색광이 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 입사되는 동안, 청색광은 차단된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터가 도시되어 있다. 도 6에 있어서, 도 2에 도시된 액정 프로젝터의 구성요소들과 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성요소들에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 제3 전반사미러(48)와 적색투과 다이크로익미러(60) 사이에 설치된 적색용 게스트-호스트 액정패널(Guest-Host LCD Panel : 이하 "G-H LCD"라 함)(78)과, 청색투과 다이크로익미러(50)와 적색투과 다이크로익미러(60) 사이에 설치된 녹색용 G-H LCD(79)를 구비한다. 도 6에 도시된 액정 프로젝터는 도 2에 도시된 액정 프로젝터와 동일하게 청색 화상신호에 대하여 적색 화상신호와 녹색 화상신호가 1/2 시분할됨으로써 2매의 액정 프로젝터들(54,64)로 풀컬러 화상을 표시하게 된다. 적색용 G-H LCD(78)와 녹색용 G-H LCD(79)는 도 2에 도시된 적색광셔터(78)로 이용되는 FLCD를 대신하게 되며, 각각 자신에게 인가되는 전기적 신호에 응답하여 입사광을 투과 또는 차단(흡수)하게 된다. 적색용 G-H LCD(78)는 제3 전반사미러(48)로부터 반사되어 입사되는 적색광을 투과하거나 차단하게 된다. 녹색용 G-H LCD(79)는 청색투과 다이크로익미러(50)로부터 반사되어 입사되는 녹색광을 투과하거나 차단하게 된다. 이들 G-H LCD들(78,79)는 청색 화상신호의 1/2 시간동안 적색광과 녹색광을 교번적으로 투과 또는 차단시키게 된다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터가 도시되어 있다. 도 7에 있어서, 도 2에 도시된 액정 프로젝터의 구성요소들과 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성요소들에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 청색투과 다이크로익미러(50)와 제3 전반사미러(48) 사이에 설치된 적색/녹색광 선택형 컬러 G-H LCD(80)를 구비한다. 도 7에 도시된 액정 프로젝터는 도 2에 도시된 액정 프로젝터와 동일하게 2매의 액정 프로젝터들(54,64)을 이용하여 풀컬러 화상을 표시하게 된다. 이 액정 프로젝터는 도 2에 도시된 액정 프로젝터와 달리, 색분리에 있어서, 청색광과 나머지색으로 분리되며, 나머지 색 즉, 적색광과 녹색광이 동일한 광경로를 따라 적색/녹색 겸용 액정패널(64)에 입사된다. 이에 따라, 도 2에 도시된 액정 프로젝터가 두 개의 색분리용 다이크로익미러들(46,50)과 하나의 색합성용 다이크로익미러(60)가 필요하였던 것에 대비하여 한 매의 색분리용 다이크로익미러(50)만이 필요하게 된다. 적색/녹색광 선택형 컬러 G-H LCD(80)는 자신에게 입력되는 신호에 응답하여 색파장 선택성을 가지게 된다. 이 적색/녹색광 선택형 컬러 G-H LCD(80)는 챙색투과 다이크로익미러(50)로부터 입사되는 적색광과 녹색광 중 어느 하나를 교번적으로 투과시키게 되며, 청색 화상신호에 대비하여 적색광 또는 녹색광 투과시간이 1/2에 해당하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 액정 프로젝터는 2 색의 컬러광이 1/2 시분할됨에 따른 밝기 감소가 초래될 수 있다. 그러나 전술한 바와 같이 최근의 액정 프로젝터의 기술적 진보에 의해 광원으로부터 발생된 광의 휘도가 높아지고 광손실양이 줄어드는 추세에 있어서, 휘도감소양은 보상될 수 있다. 또한, 2 색의 컬러광이 1/2 시분할됨에 따라 화이트 밸런스(White valance)가 나빠질 수도 있지만, 백색화면의 색온도 강화를 이용하여 화이트 밸런스를 보상할 수 있다. 이 경우, 색온도를 높이기 위하여 전술한 바와 같이 광효율이 낮은 청색광을 단색의 광만을 처리하는 액정패널(56)에 입사시키게 된다. 또 다른 방법으로는 녹색의 단색 색순도를 강화하기 위하여 녹색광의 파장대역을 좁히고 청색광을 단색의 광만을 처리하는 액정패널(56)에 입사시키는 방법도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터는 3판식 액정 프로젝터에 비하여 동일한 해상도를 유지하면서도 액정패널, 다이크로익 프리즘의 수와 구조가 단순하게 될 뿐 아니라 릴레이렌즈계가 불필요하게 되고 액정패널들을 정렬시키기 위한 기구적 정합공정이 단순화된다. 또한, 액정패널들을 접합하는데 있어서, 정렬오차를 최소화할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명은 액정패널수가 감소되고 다이크로익 프리즘의 구조가 단순하될 뿐 아니라 릴레이 렌즈계가 불필요하게 되므로 제조원가를 절감하게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (16)

  1. 단색을 표시하는 제1 액정패널과,
    두색을 시분할하여 표시하는 제2 액정패널과,
    상기 단색을 제1 액정패널 쪽으로 안내함과 아울러 상기 두 색을 시분할하여 상기 제2 액정패널 쪽으로 안내하기 위한 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    백색광을 상기 광학계에 입사시키는 조명계와,
    상기 제1 및 제2 액정패널을 투과한 색신호를 합성하기 위한 색합성 광학계와,
    상기 색합성 광학계로부터 공급되는 화상을 확대투사하기 위한 광출력측 렌즈를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단색은 청색이며,
    상기 두색은 녹색과 적색인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 청색에 대하여 상기 적색과 상기 녹색이 1/2 시간으로 시분할되어 상기 제2 액정패널에 표시되게끔 상기 적색과 상기 녹색의 광신호를 교번적으로 투과 및 차단시키기 위한 광셔터를 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광학계는 백색광으로부터 상기 녹색광과 나머지 색신호를 포함하는 광을 분리하기 위한 제1 이색성 광학렌즈와,
    상기 나머지 색신호를 포함하는 광을 청색광과 적색광으로 분리하기 위한 제2 이색성 광학렌즈와,
    상기 적색광과 상기 녹색광을 상기 광셔터 쪽으로 안내하기 위한 광경로 변환 광학계와,
    상기 적색광과 상기 녹색광을 합성하기 위한 제3 이색성 광학렌즈를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광셔터는 상기 적색광을 투과 및 차단시키기 위한 제1 광셔터와,
    상기 제1 광셔터와 교번적으로 상기 녹색광을 투과 및 차단시키기 위한 제2 광셔터를 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광셔터 각각은 응답속도가 빠른 패스트 액정을 포함하는 액정패널인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 광셔터는 회전중심을 기준으로 광을 차단하는 좌반부와 광을 투과하는 우반부로 나뉘어지며,
    회전구동함에 따라 상기 적색광과 녹색광을 교번적으로 투과 및 차단하는 휠부재인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광셔터 각각은 게스트-호스트 액정이 포함된 액정패널인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 광학계는 백색광으로부터 상기 청색광과 나머지 색신호를 포함하는 광을 분리하기 위한 제1 이색성 광학렌즈와,
    상기 청색광을 상기 광셔터 쪽으로 안내하기 위한 제1 광경로 변환 광학계와,
    상기 나머지 색신호를 포함하는 광을 광셔터 쪽으로 안내하기 위한 제2 광경로 변환 광학계를 를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 광셔터는 적색광과 녹색광을 교번적으로 투과 및 차단하기 위한 게스트-호스트 액정이 포함된 액정패널인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 액정패널은 응답속도가 빠르게 되게끔 온도 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 제어수단은 상기 제2 액정패널의 온도를 감지하기 위한 온도센서와,
    상기 제2 액정패널을 가열 및 냉각 시키기 위한 가열/냉각원과,
    상기 제2 액정패널과 상기 가열/냉각원 사이에 설치되어 상기 가열/냉각원으로부터 발생되는 열을 전달하기 위한 열전달부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가열/냉각원은 펠티어 소자인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 열전달부재는 광이 투과됨과 아울러 열전도도가 높은 글라스재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 열전달부재는 사파이어 글라스인 것을 특징으로 하는 2매의 액정패널을 가지는 액정 프로젝터.
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