KR200156172Y1 - 액정 프로젝터 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 액정 프로젝터 장치에 관한 것으로, 액정표시소자와 편광수단을 포함한 액정프로젝터에 있어서, 광원과 액정표시소자 사이에 제1 편광판이 설치되고, 투사렌즈의 스크린을 향한 외측에 제2 편광판이 설치된 것을 특징으로 하고 있으며, 이러한 본 고안은 외부 빛이 강한 곳에 사용할 때에도 외부빛이 투사렌즈의 전면에서 반사되어 스크린으로 들어가는 량을 현격히 줄임으로써 색얼룩이 없고, 빛의 밝기가 균일한 화면을 얻을 수 있으며, 스크린에 밝은 화면을 구현하려고 할 때 스크린에서 반사되어 투사렌즈로 입사되는 빛의 량을 감소시킴으로써 고 콘트라스트의 화면을 구현하고 액정패널에 입사되는 빛의 량을 줄임으로써 열 문제도 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2 편광판을 1개만 설치함으로써 빛의 투과율을 향상시키고 제품의 가격을 인하하는 효과가 있다.

Description

액정 프로젝터 장치

제1도는 종래 액정 프로젝터의 구성도.

제2도는 본 고안에 의한 액정 프로젝터의 일 실시예를 보인 구성도.

제3도는 본 고안에 의한 액정 프로젝터의 다른 실시예를 보인 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

25 : 광원 26 : 반사경

27 : 콜드밀러 28 : 적외선/자외선제거 필터

29 : 청색필터 30 : 전반사 미러

31 : 적반사 다이크로익필터 32 : 적반사 다이크로익필터

33 : 전반사미러 34 : 녹색필터

35 : 집광렌즈 36 : 집광렌즈

37 : 제1 편광판 38 : 녹색 액정패널

39 : 제1 편광판 40 : 적색 액정패널

41 : 제1 편광판 42 : 청색 액정패널

43 : 투사렌즈 44 : 제2편광판

45 : 편광투사장치 46 : 스크린

본 고안은 액정 프로젝터(Projector) 장치에 관한 것으로, 특히 스크린이나 주변부로부터 투사렌즈 앞면에 입사하는 빛 중 되반사되어 스크린에 투사됨에 따라 발생되는 색얼룩, 색번짐, 조도 얼룩 등의 결함을 해결하여 강한 외부 조명하에서도 고 콘트라스트와 선명한 화상을 얻을 수 있도록 한 액정 프로젝터 장치에 관한 것이다.

3판식 액정 프로젝터의 종래 기술은 제1도 도시한 바와 같이 백색광을 내는 광원(1), 빛을 반사시켜 화상형성소자측으로 보내는 반사경(2), 적외선/자외선 빛을 투과시키고, 가시광선은 반사시키는 콜드밀러(3), 적외선/자외선 빛을 제거시키는 적외선/자외선제거 필터(4), 청색광과 (녹색+적색)광으로 분리시키는 청색필터(5), 청색의 경로를 바꾸는 전반사 미러(6), 녹색과 적색을 분리시켜 주는 적반사 다이크로익필터(7), 적색과 청색을 합성시켜 주는 적반사 다이크로익필터(8), 녹색의 경로를 바꾸어 주는 전반사미러(9), 녹색과 (정색+적색) 빛을 합성해 주는 녹색필터(10), 청색빛을 모아주는 집광렌즈(11), 적색과 녹색빛이 합성된 빛을 집광시켜 주는 집광렌즈(12), 녹색빛을 직선편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(녹색)(13), 녹색화상을 형성하는 화상 형성소자인 녹색 액정패널(14), 제1 편광판과 90°방향으로 직선편광되어 트위스트네마틱 액정특성과 합쳐져 화상의 밝기를 구현해 주는 제2 편광판(녹색)(15), 적색빛을 편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(적색)(16), 적색화상을 형성하는 화상 형성소자인 적색 액정패널(17), 제1 편광판과 90°방향으로 직선편광되어 트위스트네마틱 액정특성과 합쳐져 화상의 밝기를 구현해 주는 제2 편광판(적색)(18), 청색빛을 편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(청색)(19), 청색화상을 형성하는 화상 형성소자인 청색 액정패널(20), 제1 편광판과 90°방향으로 직선편광되어 트위스트네마틱 액정특성과 합쳐져 화상의 밝기를 구현해 주는 제2 편광판(청색)(21), 적, 청, 녹색의 화상이 합성된 것을 투사확대시키는 투사렌즈(22), 화상을 반사시켜 반사된 빛을 관찰자가 감상할 수 있도록 구현하는 스크린(23)으로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 종래의 3판식 액정 프로젝터는 광원(1)으로부터 출발한 적, 청, 녹색광의 합성광(L1)이 콜드밀러(3)에서 자외선과 적외선은 투과하고, 가시광선만 반사되며, 적외선/자외선제거 필터(4)를 통과하면서 남아있는 적외선/자외선 성분이 제거된후 순수한 가시광선이 청색필터(5)를 통과한다. 그리고 청색필터(5)는 청색은 투과하고, 녹색과 적색의 빛은 반사되게 다이크로익 코팅 처리한 것으로 가시광선을 두 영역으로 분리한다. 청색필터(5)를 통과한 청색빛(L3)은 집광렌즈(11)를 통해 집광되고, 전반사 미러(6)에서 경로 변경되어 청색빛용의 제1 편광판(청색)(19)이 있는 곳으로 향한다.

제1 편광판(청색)(19)은 트위스트네마틱 액정특성을 갖는 액정표시소자와 제2 편광판(청색)(21)과 합쳐져 입사된 편광되지 않은 청색빛(L3)을 직선편광시켜 직선편광 상태의 빛(L8)으로 청색 액정패널(20)에 입사시킨다. 트위스트네마틱 액정특성을 갖는 액정표시소자는 직선편광되어 입사되는 빛을 90°회전시켜 제2 편광판(청색)(21)측으로 출사시킨다. 제2 편광판(청색)(21)은 제1 편광판(청색)(19)과 90°로 엇갈리게 배치되어 트위스트 네마틱 액정표시소자와 함께 빛의 량을 조절하게 된다. 즉, 액정표시소자에 전압이 없을 때는 제1 편광판(청색)(19)에서 직선편광된 빛이 액정표시소자를 통과하면서 90°회전하고, 이 빛은 제1 편광판(청색)(19)과 90°엇갈리게 배치된 제2 편광판(청색)(21)을 통과하여 밝은 빛을 통과시키고, 액정표시소자에 전압이 걸려 있을 때는 액정표시소자를 통과하는 빛이 회전하지 않으므로 제1 편광판(청색)(19)을 통과한 직선편광된 빛이 제2 편광판(청색)(21)에서 모두 차단되어 빛을 내보내지 않는 블랙 상태를 나타낸다.

상기 청색필터(5)에서 반사된 빛(L2)은 적색과 녹색의 빛을 포함한 빛으로 집광렌즈(12)에서 집광되어 적반사 다이크로익필터(7)로 향한다. 적반사 다이크로익필터(7)는 적색빛은 반사시켜 주고 녹색빛은 투과시키는 역할을 한다. 반사된 빛(L4)은 상기 설명된 청색 액정패널(20)에서와 같이 제1 편광판(적색)(16), 적색 액정패널(17), 제2 편광판(적색)(18)을 통해 빛이 조절된다. 합성계에 있는 적반사 다이크로익필터(8)는 적색 액정패널(17)을 통과한 빛은 반사시키고 청색 액정패널(20)을 통과한 빛은 통과시켜 빛을 합성광(L10)으로 만든다. 적반사 다이크로익필터(7)를 통과한 녹색빛(L5)은 상기 설명된 청색 액정패널(20)에서와 같이 제1 편광판(녹색)(13), 녹색 액정패널(14), 제2 편광판(녹색)(15)을 통해 조절되며, 이 빛(L9)은 전반사미러(9)에서 경로 변경되어 녹색필터(10)로 향한다.

상기 녹색필터(10)는 녹색빛(L9)은 투과시키고, 적색과 청색 합성광(L10)은 반사시켜 적, 청, 녹색광의 합성광(L11)을 만들어 투사렌즈(22)로 입사시키며, 이 빛은 투사렌즈(22)에서 확대 투사되어 스크린(23)에 입사된다.

이상에서 설명한 바와 같은 종래기술은 액정 프로젝터를 외부빛이 강한 곳에서 사용하면 외부빛이 투사렌즈(22)의 전면에서 반사되어 스크린(23)에 들어감으로써 외부빛의 조명위치에 따라서는 색얼룩이 생기고, 빛의 밝기(조도)가 불균일한 화면을 나타내게 되는 문제점이 있다. 또, 밝은 화면을 구현할 때 스크린(23)에서 반사되어 투사렌즈(22)로 입사되는 빛의 량도 많고, 이것은 투사렌즈(22) 앞면에서 재반사되어 스크린(23)에 되돌아감으로써 콘트라스트를 나쁘게 유도할 수 있으며, 또한 입사된 빛이 액정패널까지 입사될 때는 열 문제, 콘트라스트 저하 문제를 야기할 수 있다. 그리고, 각 적, 녹, 청색용 액정패널에 각각 제2 편광판을 사용하고 있는데 이 제2 편광판의 투과율은 80% 정도로 이것을 3개 설치하고 있으므로 빛의 투과율을 감소될 뿐만 아니라 가격이 올라가는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안에 의한 액정 프로젝터의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 백색광을 내는 광원(25), 빛을 반사시켜 화상형성소자측으로 보내는 반사경(26), 적외선/자외선 빛을 투과시키고, 가시광선은 반사시키는 콜드밀러(27), 적외선/자외선 빛을 제거시키는 적외선/자외선제거 필터(28), 청색광과 (녹색+적색)광으로 분리시키는 청색필터(29), 청색의 경로를 바꾸는 전반사 미러(30), 녹색과 적색을 분리시켜 주는 적반사 다이크로익필터(31), 적색과 청색을 합성해 주는 적반사 다이크로익필터(32), 녹색의 경로를 바꾸어주는 전반사미러(33), 녹색과 (청색+적색) 빛을 합성해 주는 녹색필터(34), 청색빛을 모아주는 집광렌즈(36), 적색과 녹색빛이 합성된 빛을 집광시켜 주는 집광렌즈(35), 녹색빛을 직선편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(녹색)(37), 녹색화상을 형성하는 화상형성소자인 녹색 액정패널(38), 적색빛을 직선편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(녹색)(39), 적색화상을 형성하는 화상소자인 적색 액정패널(40), 청색빛을 직선편광시켜 액정패널에 주는 제1 편광판(청색)(41), 청색화상을 형성하는 화상소자인 청색 액정패널(42), 적, 청, 녹색의 화상이 합성된 것을 투사 확대시키는 투사렌즈(43)로 구성되어 있으며, 적, 청, 녹색용의 제1 편광판(39, 41, 37)과 90°엇갈려 액정패널의 밝기를 조절하는 제2 편광판(44)이 투사렌즈(43)의 전면에 부착된 구조를 갖고 화상을 반사시켜 반사된 빛을 관찰자가 감상할 수 있도록 구현하는 스크린(46)을 포함하여 구성되어 있다.

제2도에서 미설명 부호 45는 편광투사장치를 보인 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 액정 프로젝터는 광원(25)으로부터 출발한 적, 청, 녹색광의 합성광(L1)이 콜드미러(27)에서 자외선과 적외선은 투과하고, 가시광선만 반사되며, 적외선/자외선제거 필터(28)를 통과하면서 남아있는 적외선/자외선 성분이 제거된후 순수한 가시광선이 청색필터(29)를 향한다. 그리고 청색필터(29)는 청색은 투과하고, 녹색과 적색의 빛은 반사되게 다이크로익 코팅 처리한 것으로 가시광선을 두영역으로 분리한다. 청색필터(29)를 통과한 청색빛(L3)은 집광렌즈(36)를 통해 집광되고, 전반사 미러(30)에서 경로 변경되어 청색빛용의 제1 편광판(청색)(41)이 있는 곳으로 향한다. 제1 편광판(청색)(41)은 트위스트 네마틱 액정특성을 갖는 액정표시소자와 제2 편광판(44)과 합쳐져 입사된 빛의 양을 조절하도록 한다.

상기 제1 편광판(청색)(41)은 반사미러로부터 입사되는 편광되지 않은 청색빛(L3)을 직선편광시켜 직선편광 상태의 빛(L8)으로 청색 액정패널(42)에 입사시킨다. 트위스트 네마틱 액정특성을 갖는 액정정표시소자는 직선편광되어 입사되는 빛을 90°회전시켜 제2 편광판(44)측으로 출사시킨다. 제2 편광판(44)은 제1 편광판(청색)(41)과 90°로 엇갈리게 배치되어 트위스트 네마틱 액정표시소자와 함께 빛의 량을 조절하게 된다.

즉, 액정표시소자에 전압이 없을 때는 제1 편광판(청색)(41)에서 직선편광된 빛이 액정표시소자를 통과하면서 90°회전하고, 이 빛은 제1 편광판(청색)(41)과 90°엇갈리게 배치된 제2 편광판(44)을 통과하여 밝은 빛을 통과시키고, 액정표시소자에 전압이 걸려 있을 때는 액정표시소자를 통과하는 빛이 회전하지 않으므로 제1 편광판(청색)(41)을 통과한 직선편광된 빛이 제2 편광판(44)에서 모두 차단되어 빛을 내보내지 않는 블랙 상태를 나타낸다.

상기 청색필터(29)에서 반사된 빛(L2)은 적색과 녹색의 빛을 포함한 빛으로 집광렌즈(35)에서 집광되어 적반사 다이크로익필터(31)로 향한다. 적반사 다이크로익필터(31)는 적색빛은 반사시켜 주고 녹색빛은 투과시키는 역할을 한다. 반사된 적색빛(L4)은 상기 설명된 청색 액정패널(42)에서와 같이 제1 편광판(적색)(39), 적색 액정패널(40), 제2 편광판(44)를 통해 빛이 조절된다. 합성계에 있는 적반사 다이크로익필터(32)는 적색 액정패널(40)을 통과한 적색빛(17)은 반사시키고 정색 액정패널(42)을 통과한 청색빛(18)은 통과시켜 빛을 합성광(L10)으로 만든다. 적반사 다이크로익필터(31)를 통과한 목색빛(L5)은 상기 설명된 청색 액정패널(42)에서와 같이 제1편광판(녹색)(37), 녹색 액정패널(38), 제2 편광판(44)을 통해 조절되며, 이 빛(L6)은 전반사미러(33)에서 경로 변경되어 그 빛(19)이 녹색필터(34)로 향한다.

상기 녹색필터(34)는 녹색빛(L9)은 투과시키고, 적색과 청색 합성광(L10)은 반사시켜 적, 청, 녹색광의 합성광(11)을 만들어 투사렌즈(43)로 입사시키며, 이 빛은 투사렌즈(43)에서 확대 투사되어 스크린(46)에 입사된다.

상기 과정 중에서 종래의 구성에서는 적, 청, 녹색의 액정패널뒤에 위치한 제2 편광판들이 각각의 적, 청, 녹색의 빛에 제일 좋은 편광특성과 투과특성을 나타내는 편광판을 사용하는 것이 보통이었으나 본 고안에서 투사렌즈(43) 앞에 위치하여 적, 청, 녹색용의 제2 편광판 역할을 동시에 수행하는 공용 편광판(44)은 적, 청, 녹색의 모든 파장에 적당한 편광특성과 투과특성을 갖어야 한다.

상기 본 고안에서와 같이, 제2 편광판(44)이 투사렌즈(43) 전방에 설치되어 있으므로 외부에서 투사렌즈(43)로 입사되는 빛의 량이 편광판이 없을 때에 비해 1/2 정도로 약화되어 입사됨으로써 투사렌즈(43)에 되반사되어 스크린(46)으로 나가는 노이즈량이 현저하게 줄어들고, 또한 액정패널(38,40,42) 까지 입사될 수 있는 빛을 반 정도 줄임으로써 콘트라스트 향상과 열 문제을 향상시킬 수 있다. 편광판은 비편광된 빛을 직선 편광시키는 특성을 갖고 있으므로 비편광된 외부빛이 편광판을 거치면서 1/2 정도 약화된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 액정 프로젝터는 외부 빛이 강한곳에 사용할때에도 외부빛이 투사렌즈의 전면에서 반사되어 스크린으로 들어가는 량을 현격히 줄임으로써 색얼룩이 없고, 빛의 밝기(조도)가 균일한 화면을 얻을 수 있으며, 스크린에 밝은 화면을 구현하려고 할 때 스크린에서 반사되어 투사렌즈로 입사되는 빛의 량을 감소시킴으로써 고 콘트라스트의 화면을 구현하고 액정패널에 입사되는 빛의 량을 줄임으로써 열 문제로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2 편광판을 1개만 설치함으로써 빛의 투과율을 향상시키고 제품의 가격을 인하하는 효과가 있다.

제3도는 본 고안에 의한 액정 프로젝터의 다른 실시례를 보인 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 백색광을 내는 광원(47), 빛을 반시시켜 액정표시소자(52)로 향하게 하는 반사경(48), 광원으로부터의 빛을 모아서 집광시키는 집광렌즈(49), 적외선/자외선 제거용의 적외선/자외선제거 필터(50), 편광되지 않은 빛을 직선편광시켜 주는 제1 편광판(52), 투사렌즈(55)와 제2 편광판(54)의 조립체(53)로 구성되어 있다.

이러한 다른 실시례의 액정 프로젝터는 광원으로부터 나오는 편광되지 않은 빛(L13)이 제1 편광판(51)에서 직선 편광되어 직선 편광된 빛(L14)으로 되고, 화상 정보를 나타내는 액정표시소자의 신호에 따라 빛(L15)량의 조절되며, 투사렌즈(55)와 제2 편광판(54)을 통과한 빛(L14)이 스크린(56)에 투사되는데 이때, 제2 편광판(54)은 투사렌즈(55) 앞단에 스크린(56)과 마주 보는 곳에 위치해서 제2 편광판의 역할과 외부로부터의 노이즈 성분의 빛을 현격하게 감소시키는 역할을 동시에 수행하게 된다.

Claims (1)

1. (2회 정정)하나의 광원과 복수개의 액정패널과 편광수단과 투사렌즈를 포함한 액정프로젝터에 있어서, 상기 각 액정패널과 상기 광원 사이에 제1 편광판이 각각 설치되고, 상기 투사렌즈의 스크린을 향한 외측에 제2 편광판이 설치되어 상기 제2 편광판이 상기 각 액정패널에 대하여 공용으로 대응되도록 한 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터 장치.