KR20050008025A - Color Wheel, and System including the Color Wheel for Displaying Color Image - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A color wheel and an image display system provided with the same are provided to overcome the deterioration of color definition of the image generated at the boundary by forming the white region capable of transmitting the white light. CONSTITUTION: An image display system provided with a color wheel includes a lamp(310), a collimator lens(320), a color wheel(200), a light pipe(340), a controller(350), a signal processing unit(360), a small size display(370), a prism(380) and a projection lens(390). The collimator lens outputs the white light from the lamp with making the white light parallel. The color wheel sequentially forms the first, the second and the third lights by selectively passing a first, a second and a third colors. The light pipe makes the first to the third lights passing through the lens uniform in its illumination by a controller(350). The signal processing unit divides the image signal inputted from outside into a plurality of image signals for each color and synchronizes with the first to the third lights passing through the light pipe. And, the small size display displays the first to the third lights together with the image signals for each color.

Description

칼라 휠 및 그를 포함하는 영상 표시 시스템{Color Wheel, and System including the Color Wheel for Displaying Color Image}Color Wheel, and System including the Color Wheel for Displaying Color Image}

본 발명은 영상 표시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬리메이터 렌즈, 다수의 칼라 필터를 갖는 칼라 휠, 및 라이트 파이프를 이용하여 광 효율을 증진시키기 위한 칼라 휠을 포함하는 영상 표시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an image display system, and more particularly, to an image display system including a collimator lens, a color wheel having a plurality of color filters, and a color wheel for enhancing light efficiency using a light pipe. .

도 1은 종래의 칼라 휠 및 그를 포함하는 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a conventional color wheel and an image display system including the same.

도시된 바와 같이, 광원인 램프(10)로부터 출사하는 백색광은 칼라 휠(20)로 집광된다. 집광된 백색광은 칼라 휠(20)을 통하여 칼라가 선택된 후 라이트 파이프(Light Pipe, 30) 내에서 다중 반사에 의하여 광의 밝기 분포가 균일화 된다.As shown, white light emitted from the lamp 10 which is a light source is collected by the color wheel 20. The concentrated white light has a color selected through the color wheel 20, and then the brightness distribution of the light is uniform by multiple reflections in the light pipe 30.

릴레이 렌즈(Relay Lens, 40)는 라이트 파이프(30)의 출사면의 상을 소형 디스플레이(60)에 맺히게 하므로 라이트 파이프(30)에서 출사되는 밝기가 균일한 광선을 소형 디스플레이(60) 면에 균일하게 도달하도록 한다.The relay lens 40 causes the image of the exit surface of the light pipe 30 to be formed on the small display 60 so that the light beam having uniform brightness emitted from the light pipe 30 is uniform on the surface of the small display 60. To reach.

제어부(70)는 칼라 휠(20)의 현재 위치 정보를 받아 들여 각 칼라에 해당하는 색상의 영상을 LCD 와 같은 소형 디스플레이(60)에 공급하도록 버스(Bus)를 제어한다.The controller 70 receives the current position information of the color wheel 20 and controls the bus to supply an image of a color corresponding to each color to the small display 60 such as an LCD.

그러나, 상술한 영상 처리 시스템에서는 칼라 휠의 색상 경계 부위에서 인접한 두 칼라가 섞이는 문제가 발생했다. 따라서, 칼라 휠의 색상 경계 부위에서 소형 디스플레이(60)에 공급되는 광의 색 순도가 떨어지므로 영상의 색 선명도가 악화된다.However, the above-described image processing system has a problem in that two adjacent colors are mixed at the color boundary of the color wheel. Therefore, since the color purity of the light supplied to the small display 60 at the color boundary of the color wheel is deteriorated, the color sharpness of the image is deteriorated.

이러한 문제를 극복하기 위하여 백색광이 칼라 휠의 경계를 통과하는 동안 소형 디스플레이 장치를 오프시켰다. 이에 따라 백색광이 경계 영역을 지나는 시간 동안 백색광이 사용되지 못하고 버려지게 되어 광 효율이 떨어지게 되는 문제점이 발생해 왔다.To overcome this problem, the small display device was turned off while white light passed through the border of the color wheel. As a result, the white light is not used during the time when the white light passes through the boundary region and is discarded, resulting in a decrease in light efficiency.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 칼라 휠의 색상 경계 부위에서 색 선명도를 높이고, 광 효율을 증진시키기 위한 칼라 휠 및 그를 포함하는 영상 표시 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a color wheel and an image display system including the same for enhancing color clarity and improving light efficiency at a color boundary of a color wheel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 칼라 휠은 광원으로부터의 백색광 중 소정의 파장을 필터링하기 위한 필터링 영역; 및 상기 백색광을그대로 통과시키기 위한 투과 영역을 포함하여 구성되며,A color wheel according to the first aspect of the present invention for achieving the above object comprises a filtering area for filtering a predetermined wavelength of white light from the light source; And a transmission region for passing the white light as it is,

상기 필터링 영역은 상기 백색광의 적색 칼라를 필터링하는 제1 필터 영역; 녹색 칼라를 필터링하는 제2 필터 영역; 및 청색 칼라를 필터링하는 제3 필터 영역을 포함하는 것을 특징으로 하고,The filtering region may include a first filter region filtering the red color of the white light; A second filter area for filtering the green color; And a third filter area for filtering the blue color.

상기 투과 영역은 상기 제1 내지 제3 필터 영역 사이에 위치한 백색 영역인 것을 특징으로 한다.The transmission region may be a white region located between the first to third filter regions.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 칼라 휠은, 회전축을 중심으로 회전하는 경우, 광원으로부터의 백색광을 필터링하여 제1, 제2, 및 제3 칼라를 순차적으로 필터링하는 필터; 상기 필터는 상기 제1, 제2 및 제3 칼라를 필터링하기 위하여 세 영역으로 구분되어 있으며; 상기 세 영역 사이에는 상기 백색광이 통과할 수 있도록 경계 영역이 형성되며,A color wheel according to the second aspect of the present invention for achieving the above object comprises a filter for sequentially filtering the first, second and third colors by filtering the white light from the light source when rotating around the axis of rotation; The filter is divided into three regions to filter the first, second and third colors; A boundary region is formed between the three regions so that the white light can pass therethrough.

상기 경계 영역의 폭은 상기 필터에 조사되는 백색광의 조사폭 이상인 것을 특징으로 한다.The width of the boundary region is greater than or equal to the irradiation width of the white light irradiated to the filter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템은, 광원으로부터 나오는 백색광으로부터 평행 백색광을 형성하기 위한 컬리메이터 렌즈; 상기 평행 백색광을 수신하여 순차적으로 제1, 제2, 및 제3 칼라를 하나씩 통과시킴으로써 제1 내지 제3 광선을 형성하며, 상기 제1 내지 제3 칼라의 경계에서는 상기 백색광을 그대로 통과시키는 칼라 휠; 상기 칼라 휠을 통과하여 순차적으로 입사되는 제1 내지 제3 광선의 다중 반사에 의하여 밝기를 균일화 시키기 위하여, 프레넬 렌즈가 입력단에 형성되어 있는 라이트 파이프; 외부로부터 입력되는 영상 신호를 각 칼라 별 영상 신호로 분리하고 상기 칼라별 영상 신호를 순차적으로 출력되는 제1 내지 제3 광선과 시간적으로 동기시키기 위한 신호처리장치; 및 상기 제1 내지 제3 광선과 상기 칼라별 영상 신호를 함께 디스플레이 시키기 위한 소형 디스플레이 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,According to a third aspect of the present invention, there is provided an image display system including a color wheel, including: a collimator lens for forming parallel white light from white light emitted from a light source; A color wheel that receives the parallel white light and sequentially passes the first, second, and third colors one by one to form first to third light rays, and passes the white light as it is at the boundary of the first to third colors. ; A light pipe having a Fresnel lens formed at an input end to equalize brightness by multiple reflections of the first to third light beams sequentially incident through the color wheel; A signal processing device for separating an image signal input from the outside into an image signal for each color and synchronizing the image signals for each color with the first to third light beams sequentially output; And a small display device for displaying the first to third light rays and the image signal for each color together.

상기 칼라 휠은The color wheel

상기 평행 백색광을 수신하여 두 칼라를 반사시키는 동안 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나를 통과시킴으로써 제1 광선을 형성하기 위한 필터; 및 제2 광선 및 제3 광선을 순차적으로 형성하기 위하여 상기 필터를 회전시키기 위한 회전 축을 포함하여 구성되며, 상기 필터는 상기 제1, 제2 및 제3 칼라를 순차적으로 필터링하기 위하여 세 영역으로 구분되어 있으며, 상기 세 영역 사이에는 상기 백색광이 그대로 통과할 수 있도록 경계 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.A filter for forming a first light beam by passing one of the first, second, and third colors while receiving the parallel white light and reflecting the two colors; And a rotation axis for rotating the filter to sequentially form the second light ray and the third light ray, wherein the filter is divided into three regions to sequentially filter the first, second, and third colors. The boundary region is formed between the three regions so that the white light can pass through as it is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 관점에 따른 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템은 광원으로부터 입력된 백색광을 진행 방향에 평행한 평행 백색광으로 출력하기 위한 컬리메이터 렌즈; 상기 평행 백색광을 수신하여 두 칼라를 반사시키는 동안 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나를 통과시킴으로써 제1 광선을 형성하고, 순차적으로 제2 및 제3 광선이 형성되도록 회전하는 칼라 휠; 상기 칼라 휠을 통과하여 순차적으로 입사되는 제1 내지 제3 광선의 경로에 소정의 각을 제공하기 위한 렌즈; 상기 렌즈를 통과한 제1 내지 제3 광선이 다중 반사에 의한 밝기의 균일화가 발생되도록 하기 위한 라이트 파이프; 외부로부터 입력되는 영상 신호를 칼라별 영상 신호로 분리하고 상기 칼라별 영상 신호를 상기 라이트 파이프를 통과한 상기 제1 내지 제3 광선과 시간적으로 동기시키기 위한 신호처리장치; 및 상기 제1 내지 제3 광선과 상기 칼라별 영상 신호를 함께 디스플레이 시키기 위한 소형 디스플레이 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,An image display system including a color wheel according to the fourth aspect of the present invention for achieving the above object comprises a collimator lens for outputting the white light input from the light source as parallel white light parallel to the traveling direction; A color wheel that receives the parallel white light and passes through one of the first, second, and third collars while reflecting the two collars, thereby forming a first ray and sequentially rotating the second and third rays; A lens for providing a predetermined angle to a path of the first to third light beams sequentially incident through the color wheel; A light pipe for generating uniformity of brightness due to multiple reflections of the first to third light rays passing through the lens; A signal processing device for separating an image signal input from the outside into a video signal for each color and synchronizing the video signal for each color with the first to third light beams passing through the light pipe; And a small display device for displaying the first to third light rays and the image signal for each color together.

상기 렌즈는 상기 라이트 파이프의 입력단에 식각 공정을 통하여 형성된 프레넬 렌즈, 오목 렌즈, 또는 볼록 렌즈인 것을 특징으로 한다.The lens may be a fresnel lens, a concave lens, or a convex lens formed through an etching process at an input end of the light pipe.

따라서 본 발명에 의하면, 출력되는 영상의 색 선명도를 높일 수 있으며 광 효율을 증대시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, the color sharpness of the output image can be increased and the light efficiency can be increased.

도 1은 종래의 칼라 휠 및 그를 포함하는 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a conventional color wheel and an image display system including the same.

도 2는 본 발명에 따른 칼라 휠을 도시한 것이다.2 shows a color wheel according to the invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칼라 휠을 포함하는 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.3 shows an image display system including a color wheel according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 영상 표시 시스템 중 라이트 파이프를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates a light pipe of the image display system of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 칼라 휠을 포함하는 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.5 illustrates an image display system including a color wheel according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 칼라 휠을 포함하는 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.6 illustrates an image display system including a color wheel according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 도 6의 영상 표시 시스템 중 프레넬 렌즈의 다른 응용예를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates another application example of the Fresnel lens in the image display system of FIG. 6.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200 : 칼라 휠200: color wheel

310 : 램프310: lamp

320 : 컬리메이터 렌즈320: collimator lens

330 : 모터330 motor

340 : 라이트 파이프340: light pipe

345 : 프레넬 렌즈345: Fresnel lens

350 : 제어부350: control unit

360 : 신호처리장치360: signal processing device

370 : 소형 디스플레이370: small display

380 : 프리즘380: Prism

390 : 프로젝션 렌즈390: projection lens

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

제1 실시예First embodiment

도 2는 본 발명에 따른 칼라 휠을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 표시 시스템을 도시한 것이다. 도 4는 도 3의 영상 표시 시스템 중 라이트 파이프를 도시한 것이다.2 shows a color wheel according to the present invention, and FIG. 3 shows an image display system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 illustrates a light pipe of the image display system of FIG. 3.

도 2에 도시된 바와 같이, 칼라 휠(200)은 크게 필터링 영역 및 투과 영역으로 구분될 수 있다.As shown in FIG. 2, the color wheel 200 may be largely divided into a filtering area and a transmission area.

상기 필터링 영역은 광원으로부터의 백색광 중 소정의 파장을 필터링하며, 상기 투과 영역은 상기 백색광을 그대로 통과시킨다. 상기 필터링 영역은 상기 백색광의 적색 칼라 만을 투과 시키는 제1 필터 영역; 녹색 칼라 만을 투과 시키는 제2 필터 영역; 및 청색 칼라 만을 투과 시키는 제3 필터 영역을 포함한다. 또한,상기 투과 영역은 상기 제1 내지 제3 필터 영역 사이에 위치한 백색 영역이다.The filtering region filters a predetermined wavelength of white light from a light source, and the transmission region passes the white light as it is. The filtering region may include a first filter region transmitting only a red color of the white light; A second filter region transmitting only a green collar; And a third filter region transmitting only a blue color. In addition, the transmission region is a white region located between the first to third filter regions.

보다 상세하게 설명하면, 상기 칼라 휠(200)은 제1, 제2, 및 제3 필터 사이에 백색광이 통과할 수 있는 경계 영역(280)이 각각 형성되어 있다. 칼라 휠(200)의 표면에 형성된 제1, 제2, 및 제3 필터는 각각 빛의 삼원색에 해당하는 적색, 녹색, 및 청색 칼라 중 하나 만을 투과하고, 다른 색상의 광은 반사하는 특징을 갖는다. 또한 각 색상 별 필터 영역 사이의 경계 영역은 아무런 필터도 형성 되지 않는 단순 투과 영역으로 구성된다. 상기 경계 영역(280)은 동일한 크기를 갖을 수도 있고 각각 다른 크기를 갖을 수도 있다. 단 상기 경계 영역(280)의 폭은 상기 필터에 조사되는 백색광의 조사폭 이상이어야 한다.In more detail, the color wheel 200 has boundary regions 280 through which white light passes, respectively, between the first, second, and third filters. The first, second, and third filters formed on the surface of the color wheel 200 transmit only one of the red, green, and blue colors corresponding to the three primary colors of light, respectively, and reflect light of another color. . In addition, the boundary area between the filter areas for each color is composed of a simple transmission area in which no filter is formed. The boundary regions 280 may have the same size or may have different sizes. However, the width of the boundary region 280 should be greater than or equal to the irradiation width of the white light irradiated to the filter.

칼라 휠(200)은 백색광을 수신하여 제1, 제2 및 제3 광선으로 분리하며, 제1, 제2, 및 제3 광선은 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나의 칼라를 갖는다. 제1, 제2, 및 제3 칼라는 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)이다.The color wheel 200 receives white light and separates it into first, second, and third light rays, and the first, second, and third light rays have one of the first, second, and third colors. . The first, second, and third colors are red, green, and blue.

부언하면, 상기 칼라 휠(200)은 적어도 세 개의 필터(220, 240, 260)를 구비하고 있으며, 소정의 방향으로 회전하기 위한 회전 축(210)이 모터(330)와 연결되어 있다.In other words, the color wheel 200 includes at least three filters 220, 240, and 260, and a rotation shaft 210 for rotating in a predetermined direction is connected to the motor 330.

제1 필터(220)에서 두 칼라를 반사시키는 동안 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나를 통과시킴으로써 제1 광선을 형성한다. 제1 필터(220)와 제2 필터(240) 사이에 백색광을 통과시킬 수 있는 화이트 영역이 존재하여 상기 칼라 휠(200)로부터 제1 광선 방출 후 백색광이 방출된다.The first light beam is formed by passing one of the first, second, and third collars while reflecting the two collars in the first filter 220. There is a white region that allows white light to pass between the first filter 220 and the second filter 240 so that white light is emitted after the first light beam is emitted from the color wheel 200.

제2 필터(240)는 제1 필터(220)에서 통과시킨 칼라를 제외한 칼라 중 하나를통과시킴으로써 제2 광선을 형성하며, 제2 필터(240)와 제3 필터(260) 사이에도 백색광을 통과시킬 수 있는 화이트 영역이 존재하여 상기 칼라 휠(200)로부터 제2 광선 방출 후 백색광이 방출된다.The second filter 240 forms a second light beam by passing one of the colors except the color passed through the first filter 220, and also passes white light between the second filter 240 and the third filter 260. There is a white area that can be made so that white light is emitted after the second light beam is emitted from the color wheel 200.

제3 필터(260)는 나머지 칼라를 통과시킴으로써 제3 광선을 형성하며, 제3 필터(260) 및 제1 필터(220) 사이에도 화이트 영역이 존재하여 제1 광선을 방출하기 전 백색광이 방출된다.The third filter 260 forms a third light beam by passing the remaining colors, and a white region exists between the third filter 260 and the first filter 220 to emit white light before emitting the first light beam. .

상기 칼라 휠(200)을 이용한 영상 표시 시스템(300)이 도 3에 도시되어 있다.An image display system 300 using the color wheel 200 is illustrated in FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 영상 표시 시스템(300)은 램프(310), 컬리메이터 렌즈(320), 칼라 휠(200), 라이트 파이프(Light Pipe, 340), 제어부(350), 신호처리부(360), 소형 디스플레이(370), 프리즘(380), 및 프로젝션 렌즈(390)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the image display system 300 of the present invention includes a lamp 310, a collimator lens 320, a color wheel 200, a light pipe 340, a controller 350, The signal processor 360 includes a small display 370, a prism 380, and a projection lens 390.

램프(310)에서 방사되는 백색광은 리플렉터(315)에 의하여 일 방향으로 진행하는 광 경로를 갖는다.The white light emitted from the lamp 310 has a light path traveling in one direction by the reflector 315.

램프(310)로부터 방사된 백색광은 컬리메이터 렌즈(Collimator Lens, 320)를 통과하면서 평행을 유지하면서 칼라 휠(200)로 입사된다. 컬리메이터 렌즈(320)는 적어도 하나의 컬리메이터 렌즈 하나로 구성되며, 바람직하게는 다수 개가 사용된다. 즉, 입사각이 칼라 휠(200)에 대해 수직이 되도록 조절함으로써 칼라 휠의 칼라 필터링 특성을 향상시킨다.White light emitted from the lamp 310 is incident on the color wheel 200 while maintaining parallel while passing through the collimator lens 320. The collimator lens 320 is composed of at least one collimator lens, and a plurality of the collimator lenses are preferably used. That is, the color filtering characteristic of the color wheel is improved by adjusting the incident angle to be perpendicular to the color wheel 200.

회전하는 칼라 휠(200)을 통과하면서 순차적으로 발생되는 적색(R),녹색(G), 청색(B)의 광선들은 라이트 파이프(340)로 입사된다. 이 때, 입사된 광선들을 균일하게 출력하기 위하여 상기 라이트 파이프(340)의 입력단에 프레넬 렌즈(400)를 형성한다(도 4 참조).Light rays of red (R), green (G), and blue (B) sequentially generated while passing through the rotating color wheel 200 are incident to the light pipe 340. At this time, the Fresnel lens 400 is formed at the input terminal of the light pipe 340 to uniformly output the incident light rays (see FIG. 4).

상기 프레넬 렌즈(400)는 라이트 파이프(340)의 입력단을 소정의 폭과 높이를 갖도록 식각함으로써 형성된다. 상기 프레넬 렌즈(400)에 의해 입사하는 광선들이 회절되므로써 라이트 파이프(340) 내부에서 다중 반사가 이루어져 출력되는 광선들의 균질화가 이루어진다.The Fresnel lens 400 is formed by etching the input end of the light pipe 340 to have a predetermined width and height. As the light rays incident by the Fresnel lens 400 are diffracted, multiple reflections are made in the light pipe 340 to homogenize the output light rays.

상기 라이트 파이프(340)를 통과한 광선들은 프리즘(380)에 의해 경로가 바뀌어 소형 디스플레이(370)에 도달된다. 이 때, 칼라 휠(200)이 회전함에 따라 적색(R), 백색광, 녹색(G), 백색광, 청색(B)의 순으로 상기 소형 디스플레이(370)에 디스플레이 된다. 물론, 적색, 녹색, 청색의 순서는 칼라 휠(200)의 회전 방향 또는 적색, 녹색, 및 청색 필터의 형성 순서에 따라 정해진다.Light rays passing through the light pipe 340 are redirected by the prism 380 to reach the small display 370. At this time, as the color wheel 200 rotates, the small display 370 is displayed in the order of red (R), white light, green (G), white light, and blue (B). Of course, the order of red, green, and blue is determined according to the rotation direction of the color wheel 200 or the order of forming the red, green, and blue filters.

상기 칼라 휠(200)을 회전시키는 모터(330)로부터 발생되는 칼라 휠(200)의 위치 신호가 제어부(350)에 입력되면, 신호처리부(360)에서 상기 위치 신호에 따라 특정 칼라를 갖는 기본 칼라 영상을 소형 디스플레이(370)로 전송한다.When the position signal of the color wheel 200 generated from the motor 330 for rotating the color wheel 200 is input to the control unit 350, the signal processing unit 360 has a basic color having a specific color according to the position signal The image is transmitted to the small display 370.

예를 들어 적색광이 칼라 휠(200)을 투과하여 소형 디스플레이(370)에 도달한 경우, 신호처리부(360)는 적색 성분의 영상을 소형 디스플레이(370)에 표시하고, 칼라 휠(200)이 회전하여 투과하는 광의 칼라가 적색에서 녹색으로 변할 때, 이것에 동기하여 신호처리부(360)는 소형 디스플레이(370)에 표시되는 영상을 적색 영상에서 녹색 영상으로 변경하게 된다.For example, when red light passes through the color wheel 200 and reaches the small display 370, the signal processor 360 displays an image of a red component on the small display 370, and the color wheel 200 rotates. When the color of the transmitted light changes from red to green, the signal processor 360 changes the image displayed on the small display 370 from the red image to the green image in synchronization with this.

상기 모터(330)에서 발생하는 상기 칼라 휠(200)의 위치 신호는 상기 칼라 휠(200)에서 다른 컬러가 필터링 되지 않는 즉, 백색광이 그대로 투과하는 경계 영역에서 발생된다. 상기 위치 신호에 따라 상기 신호처리부(360)에서는 기본 칼라 영상을 변경한다.The position signal of the color wheel 200 generated by the motor 330 is generated in the boundary region where other colors are not filtered, that is, white light is transmitted through the color wheel 200. The signal processor 360 changes the basic color image according to the position signal.

상기 라이트 파이프(340)를 통과한 광선들 및 기본 칼라 영상에 의해 형성된 영상 신호는 프로젝션 렌즈(390)를 통하여 방출된다.The image signal formed by the light rays passing through the light pipe 340 and the basic color image is emitted through the projection lens 390.

제2 실시예Second embodiment

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.5 shows an image display system according to a second embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 램프(510)로부터 발생되는 백색광이 칼라 휠(520)로 입력된다.As shown in FIG. 5, white light generated from the lamp 510 is input to the color wheel 520.

백색광이 인입되는 칼라 휠(520)은 중심축을 중심으로 회전하면서 적색, 녹색, 및 청색 필터에 의하여 백색광을 필터링하여 적, 녹, 청색을 갖는 제1 내지 제3 광선을 발생시킨다. 또한, 상기 칼라 휠(520)에는 적색, 녹색, 및 청색 필터의 경계에 백색광이 통과할 수 있는 화이트 영역이 존재한다.The color wheel 520 into which white light is introduced rotates about a central axis to filter white light by red, green, and blue filters to generate first to third light rays having red, green, and blue colors. In addition, the color wheel 520 has a white region through which white light can pass at the boundary between the red, green, and blue filters.

따라서, 상기 칼라 휠(520)을 통과하여 라이트 파이프(530)로 진행하는 제1 내지 제3 광선 사이에는 백색광이 존재하게 된다. 일 예로 칼라 휠(520)로부터 적색 광선, 백색광, 녹색 광선, 백색광, 청색 광선, 및 백색광의 순서로 라이트 파이프(530)로 인입된다.Therefore, white light exists between the first to third light beams passing through the color wheel 520 to the light pipe 530. For example, the color wheel 520 is led into the light pipe 530 in the order of red light, white light, green light, white light, blue light, and white light.

상기 라이트 파이프(530)로 인입되는 광선들은 램프(510)의 리플렉터의 작용에 의하여 일정 범위의 각도를 가지고 모아지는 광 다발의 형태를 가지므로, 라이트 파이프(530) 내부 벽면에서 다중 반사를 일으켜 섞이게 되므로 라이트 파이프(530)를 출사하는 광은 밝기가 균일하게 된다.Since the rays entering the light pipe 530 have a form of light bundles that are collected at a predetermined range of angles by the action of the reflector of the lamp 510, the light pipes 530 may be mixed to cause multiple reflections on the inner wall of the light pipe 530. Therefore, the light exiting the light pipe 530 is uniform in brightness.

상기 백색광 및 제1 내지 제3 광선은 프리즘(540)을 통하여 소형 디스플레이(550)에 인입된다. 이 때, 칼라 휠(520)의 백색 영역을 광이 통과하는 시간에 동기를 맞추어 신호 처리부(560)는 기본 칼라 영상 들 중에서 칼라 휠(520)의 백색 영역 다음에 오는 칼라에 해당하는 칼라 영상을 선택하여 상기 소형 디스플레이(550)에 표시한다.The white light and the first to third light rays are introduced into the small display 550 through the prism 540. At this time, in synchronization with the time that light passes through the white region of the color wheel 520, the signal processor 560 may generate a color image corresponding to the color following the white region of the color wheel 520 among the basic color images. The display is selected and displayed on the small display 550.

상기 소형 디스플레이(550)에 인입된 제1 내지 제3 광선 및 기본 칼라 영상으로 인하여 형성된 영상 신호는 프로젝션 렌즈(570)를 통하여 방출된다.The image signal formed by the first to third light rays and the basic color image introduced into the small display 550 is emitted through the projection lens 570.

제3 실시예Third embodiment

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상 표시 시스템을 도시한 것이다.6 shows an image display system according to a third embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 제3 실시예는 종래의 칼라 휠(600)을 사용한 영상 표시 시스템으로써, 칼라 휠(600)의 앞단엔 컬리메이터 렌즈(610), 라이트 파이프(630)의 앞단엔 프레넬 렌즈(620)가 구비된다.As shown, the third embodiment is a conventional image display system using the color wheel 600, the front end of the color wheel 600, the collimator lens 610, the front end of the light pipe 630 Fresnel lens 620 is provided.

상기 프레넬 렌즈(620)를 상기 라이트 파이프(630)의 입력단에 형성하는 대신 도 7에 도시된 바와 같은 오목 또는 볼록 렌즈를 구비한다.Instead of forming the Fresnel lens 620 at the input end of the light pipe 630 is provided with a concave or convex lens as shown in FIG.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 칼라 휠 및 그를 포함하는영상 표시 시스템에 의하면, 먼저 칼라 휠의 RGB 필터의 경계 영역에 백색광을 투과시킬 수 있는 화이트 영역을 형성함으로써 경계 영역에서 발생되는 색 순도의 저하 및 영상의 색 선명도 악화를 극복할 수 있다.As described above in detail, according to the color wheel of the present invention and the image display system including the same, the color purity generated in the boundary region is first formed by forming a white region that can transmit white light in the boundary region of the RGB filter of the color wheel. Deterioration and color deterioration of the image can be overcome.

게다가, 백색광이 칼라 휠의 경계를 통과하는 동안 소형 디스플레이를 오프시키지 않아도 되므로 광 효율을 높일 수 있다.In addition, the light efficiency can be increased since white light does not have to be turned off while passing through the border of the color wheel.

또한, 컬리메이터 렌즈를 사용하여 칼라 휠로 입사하는 백색광의 입사각을 줄여 칼라 휠에 형성된 필터의 작동성을 향상시킴으로써 필터를 통해 걸러지는 칼라의 순도를 높게 할 수 있다.In addition, by using a collimator lens to reduce the incident angle of the white light incident on the color wheel to improve the operability of the filter formed on the color wheel it is possible to increase the purity of the color filtered through the filter.

뿐만 아니라, 라이트 파이프의 입력단에 프레넬 렌즈를 구비함으로써 회절 작용으로 라이트 파이프 내부에서 다중 반사가 이루어져 광 균질화를 얻을 수 있다.In addition, by providing a Fresnel lens at the input end of the light pipe, light reflection can be obtained by multiplexing reflection inside the light pipe by diffraction.

본 발명의 실시예는 하나의 실시예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Embodiment of the present invention is only one embodiment, of course, many modifications and variations of the components of the present invention without departing from the gist of the present invention, of course, the present invention is not limited to the embodiment. .

Claims (10)

광원으로부터의 백색광 중 소정의 파장을 필터링하기 위한 필터링 영역; 및A filtering area for filtering a predetermined wavelength of white light from the light source; And 상기 백색광을 그대로 통과시키기 위한 투과 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라 휠.And a transmission area for passing the white light as it is. 제 1 항에 있어서, 상기 필터링 영역은The method of claim 1, wherein the filtering area is 상기 백색광의 적색 칼라를 필터링하는 제1 필터 영역;A first filter area filtering the red color of the white light; 녹색 칼라를 필터링하는 제2 필터 영역; 및A second filter area for filtering the green color; And 청색 칼라를 필터링하는 제3 필터 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 휠.And a third filter area for filtering the blue color. 제 2 항에 있어서, 상기 투과 영역은The method of claim 2, wherein the transmission region is 상기 제1 내지 제3 필터 영역 사이에 위치한 백색 영역인 것을 특징으로 하는 칼라 휠.And a white region located between the first to third filter regions. 회전축을 중심으로 회전하는 경우, 광원으로부터의 백색광을 필터링하여 제1, 제2, 및 제3 칼라를 순차적으로 필터링하는 필터;A filter for sequentially filtering the first, second, and third colors by filtering the white light from the light source when rotating about the rotation axis; 상기 필터는 상기 제1, 제2 및 제3 칼라를 필터링하기 위하여 세 영역으로 구분되어 있으며;The filter is divided into three regions to filter the first, second and third colors; 상기 세 영역 사이에는 상기 백색광이 통과할 수 있도록 경계 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 휠.A color wheel, characterized in that the boundary region is formed between the three regions so that the white light can pass. 제 4 항에 있어서, 상기 경계 영역의 폭은 상기 필터에 조사되는 백색광의 조사폭 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 휠.The color wheel according to claim 4, wherein the width of the boundary region is equal to or greater than the irradiation width of the white light irradiated to the filter. 광원으로부터 백색광으로부터 평행 백색광을 형성하기 위한 컬리메이터 렌즈;A collimator lens for forming parallel white light from white light from a light source; 상기 평행 백색광을 수신하여 순차적으로 제1, 제2, 및 제3 칼라를 하나씩 통과시킴으로써 제1 내지 제3 광선을 형성하며, 상기 제1 내지 제3 칼라의 경계에서는 상기 백색광을 통과시키는 칼라 휠;A color wheel that receives the parallel white light and sequentially passes first, second, and third colors one by one to form first to third light rays, and passes the white light at a boundary of the first to third colors; 상기 칼라 휠을 통과하여 순차적으로 입사되는 제1 내지 제3 광선의 다중 반사에 의하여 밝기를 균일화 시키기 위하여, 프레넬 렌즈가 입력단에 형성되어 있는 라이트 파이프;A light pipe having a Fresnel lens formed at an input end to equalize brightness by multiple reflections of the first to third light beams sequentially incident through the color wheel; 외부로부터 입력되는 영상 신호를 각 칼라 별 영상 신호로 분리하고 상기 칼라별 영상 신호를 순차적으로 출력되는 제1 내지 제3 광선과 시간적으로 동기시키기 위한 신호처리장치; 및A signal processing device for separating an image signal input from the outside into an image signal for each color and synchronizing the image signals for each color with the first to third light beams sequentially output; And 상기 제1 내지 제3 광선과 상기 칼라별 영상 신호를 함께 디스플레이 시키기 위한 소형 디스플레이 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템.And a small display device for displaying the first to third light beams and the color-specific image signal together. 제 6 항에 있어서, 상기 칼라 휠은The method of claim 6, wherein the color wheel is 상기 평행 백색광을 수신하여 두 칼라를 반사시키는 동안 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나를 통과시킴으로써 제1 광선을 형성하기 위한 필터; 및A filter for forming a first light beam by passing one of the first, second, and third colors while receiving the parallel white light and reflecting the two colors; And 제2 광선 및 제3 광선을 순차적으로 형성하기 위하여 상기 필터를 회전시키기 위한 회전 축을 포함하여 구성되며,A rotation axis for rotating the filter to sequentially form a second light ray and a third light ray, 상기 필터는 상기 제1, 제2 및 제3 칼라를 순차적으로 필터링하기 위하여 세 영역으로 구분되어 있으며, 상기 세 영역 사이에는 상기 백색광이 통과할 수 있도록 경계 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템.The filter is divided into three regions to sequentially filter the first, second, and third colors, and a boundary region is formed between the three regions to allow the white light to pass therethrough. Image display system comprising. 광원으로부터 입력된 백색광을 진행 방향에 평행한 평행 백색광으로 출력하기 위한 컬리메이터 렌즈;A collimator lens for outputting white light input from a light source as parallel white light parallel to a traveling direction; 상기 평행 백색광을 수신하여 두 칼라를 반사시키는 동안 제1, 제2, 및 제3 칼라 중 하나를 통과시킴으로써 제1 광선을 형성하고, 순차적으로 제2 및 제3 광선이 형성되도록 회전하는 칼라 휠;A color wheel that receives the parallel white light and passes through one of the first, second, and third collars while reflecting the two collars, thereby forming a first ray and sequentially rotating the second and third rays; 상기 칼라 휠을 통과하여 순차적으로 입사되는 제1 내지 제3 광선의 경로에 소정의 각을 제공하기 위한 렌즈;A lens for providing a predetermined angle to a path of the first to third light beams sequentially incident through the color wheel; 상기 렌즈를 통과한 제1 내지 제3 광선이 다중 반사에 의한 밝기의 균일화가 발생되도록 하기 위한 라이트 파이프;A light pipe for generating uniformity of brightness due to multiple reflections of the first to third light rays passing through the lens; 외부로부터 입력되는 영상 신호를 칼라별 영상 신호로 분리하고 상기 칼라별 영상 신호를 상기 라이트 파이프를 통과한 상기 제1 내지 제3 광선과 동기시키기 위한 신호처리장치; 및A signal processing device for separating an image signal input from the outside into an image signal for each color and synchronizing the image signal for each color with the first to third light rays passing through the light pipe; And 상기 제1 내지 제3 광선과 상기 칼라별 영상 신호를 함께 디스플레이 시키기 위한 소형 디스플레이 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템.And a small display device for displaying the first to third light beams and the color-specific image signal together. 제 8 항에 있어서, 상기 렌즈는The method of claim 8, wherein the lens 상기 라이트 파이프의 입력단에 식각 공정을 통하여 형성된 프레넬 렌즈인 것을 특징으로 하는 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템.An image display system comprising a color wheel, characterized in that the Fresnel lens formed in the input terminal of the light pipe through an etching process. 제 8 항에 있어서, 상기 렌즈는The method of claim 8, wherein the lens 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 칼라 휠을 포함하는 영상표시 시스템.An image display system comprising a color wheel, characterized in that it is a concave lens or a convex lens.
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