KR20050057767A - 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한디스플레이장치 - Google Patents

해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해상도 향상 장치는 프로젝션 시스템에 있어서, 빛이 방출되는 램프와 영상정보가 디스플레이되는 스크린 사이에는 스크린 상에 디스플레이되는 영상정보가 변위되도록 시간의 변화에 따라 위치 또는 각도가 변화되는 변위판이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상도 향상 방법은 램프에서 빛이 방출되는 제 1단계와, 상기 빛의 반사 또는 투과에 의하여 소정의 영상정보가 형성되는 제 2단계와, 상기 영상정보가 스크린상으로 투사되는 제 3단계와, 상기 영상정보의 투사과정에서 동일한 영상정보에 대하여 스크린상의 디스플레이되는 위치를 변화시키는 제 4단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치{METHOD AND APPARATUS FOR INPROVING RESOLUTION AND DISPLAY APPARATUS THEREOF}
본 발명은 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이장치는 경량화, 경박화 및 대화면으로 가는 추세에 있으며, 특히 대화면 디스플레이장치는 디스플레이 분야에서 중요한 이슈가 되고 있다.
특히, 대화면의 디스플레이인 프로젝션 TV는 디지털 방송이 본격화됨에 따라 보다 높은 해상도를 표현하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 간단한 구성 및 조작으로 해상도를 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 해상도 향상 장치는 프로젝션 시스템에 있어서, 빛이 방출되는 램프와 영상정보가 디스플레이되는 스크린 사이에는 스크린 상에 디스플레이되는 영상정보가 변위되도록 시간의 변화에 따라 위치 또는 각도가 변화되는 변위판이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변위판은 프리즘과 투사렌즈 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변위판은 투사렌즈와 스크린 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변위판은 굴절율이 일정한 판형의 투광체인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변위판은 소정 시간 동안 위치 또는 각도의 변화가 반복적으로 변화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이장치는 빛이 방출되는 램프와, 상기 램프에서 방출된 빛과 소정의 영상신호를 이용하여 화상을 형성하는 화상형성수단과, 상기 화상형성수단에서 형성된 화상을 스크린상에 투사하는 투사수단과, 상기 스크린상에 형성되는 화상의 위치를 소정 시간 마다 변위되도록 하는 화상변위수단이 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화상형성수단은 반사형 또는 투과형 액정표시소자를 이용한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화상형성수단은 다수의 마이크로 미러를 이용한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화상변위수단은 소정의 굴절율을 가진 투광판인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화상변위수단은 소정의 시간 간격으로 위치 또는 각도가 변위되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상도 향상 방법은 램프에서 빛이 방출되는 제 1단계와, 상기 빛의 반사 또는 투과에 의하여 소정의 영상정보가 형성되는 제 2단계와, 상기 영상정보가 스크린상으로 투사되는 제 3단계와, 상기 영상정보의 투사과정에서 동일한 영상정보에 대하여 스크린상의 디스플레이되는 위치를 변화시키는 제 4단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 4단계는 동일한 영상정보가 표현되는 시간을 분할하여 분할된 시간에 따라 스크린상의 디스플레이되는 위치가 변화되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치를 설명하는 일실시예이다.
도 1은 반사형 LCD를 이용한 프로젝션 TV의 조명계의 하나로서, 도 1의 3 PBS 시스템의 반사형 조명계는 램프(Lamp)(1)에서 조사된 빛이 콘덴싱 렌즈(condensing lens)를 거쳐 제 1 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)(2)를 지나면서 레드(Red;R), 그린(Green;G)의 빛은 반사하고 블루(Blue;B)의 빛은 투과한다.
그리고 반사된 레드, 그린의 빛은 제 2 다이크로익 미러(3)를 통과하면서 그린의 빛은 반사하고, 레드의 빛은 투과 과정을 거쳐 R,G,B LCD 패널 앞에 있는 제 1,2,3 PBS(Polarized Beam Splitter)(4a)(4b)(4c)에 입사된다.
각각 제 1,2,3 PBS(4a)(4b)(4c)에 입사된 각각의 R,G,B의 빛은 반사되어 제 1,2,3 LCD 패널(5a)(5b)(5c)로 입사되고, 입사 된 각각의 R,G,B의 빛은 제 1,2,3 LCD 패널(5a)(5b)(5c)에 의해 위상이 바뀌며 반사되어 각각 제 1,2,3 PBS(4a)(4b)(4c)를 투과하게 된다.
이렇게 투과된 R, G, B의 빛은 X-프리즘(6)에서 합성되어 변위판(11)을 지나 투사 렌즈(Projection Lens)(10)로 입사된다.
그리고, 투사 렌즈(10)를 지난 빛은 스크린(12)에 투사된다.
이때, 상기 변위판(11)은 상기 X-프리즘(6)과 투사 렌즈(10)의 사이에 위치할 수 있으며, 상기 투사 렌즈(10)와 스크린(12) 사이에 위치하는 것도 가능하다.
상기 변위판(11)은 빛이 투과할 수 있는 얇은 판형의 투광판으로서 시간의 변화에 따라 그 위치 또는 각도가 변화됨으로써 보다 높은 해상도의 구현이 가능하다.
즉, 스크린(12) 상의 각각의 위치에 시간에 따라 다른 영상정보를 표시함으로써 디스플레이장치가 가진 픽셀(Pixel)의 수보다 높은 해상도의 구현이 가능하다.
아울러, 상기 도 1의 실시예에서는 반사형 LCD, 다이크로익 미러, PBS 등을 이용한 광학계가 도시되어 있으나, 반사형 LCD 대신 투과형 LCD가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 일 실시예에 불과할 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치를 설명하는 다른 실시예이다.
도 2는 디엘피(DLP) 광학 시스템에서 본 발명이 적용된 것을 설명하기 위한 도면으로서 도 2를 참조하도록 한다.
광학 시스템은 디엠디(DMD)(14)에 비추게 될 빛을 제공하는 것이며, 영상신호에 따라 각각의 마이크로 미러가 온(On)상태로 스크린쪽을 비추게 될지, 오프(Off)상태로 스크린이 없는 쪽으로 빛을 비추게 될지 결정된다.
디엘피 광학 시스템은 빛이 발생되는 램프(17)와, 상기 램프(17)에서 발생된 빛이 통과되는 막대 렌즈(18)와, 상기 막대 렌즈(18)를 통과한 백색광이 RGB로 색분할되는 컬러 휠(19)과, 상기 컬러 휠(19)을 지난 빛이 모아지는 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens)(13)와, 상기 컨덴싱 렌즈(13)를 거친 빛이 반사되는 프리즘(15)과, 상기 프리즘(15)에 반사된 빛을 스크린에 비추는 디엠디(14)와, 상기 디엠디(14)에서 반사된 빛이 시간의 변화에 따라 변위되도록 하는 변위판(11)과, 상기 변위판(11)을 지난 빛을 확대하여 스크린(12)에 투사하는 프로젝션 렌즈(16)가 포함된다.
상기한 구성을 바탕으로 디엘피 광학 시스템의 작동을 설명하면, 램프(17)에서 나오는 백색 광은 반사체의 내부 곡률에 의해 집속되고, 집속된 빛은 빛터널(Light Tunnel) 또는 막대 렌즈(Rod Lens)(11)를 통과하게 된다.
막대 렌즈(18)는 작고 길쭉한 거울 4개가 서로 마주보게 접합된 것으로서, 막대 렌즈(18)를 통과한 빛은 난반사되어 밝기 분포가 균일하게 된다.
빛의 밝기를 고르게 균일하게 하는 것은 최종적으로 스크린에 비추어지는 빛의 밝기를 고르게 하는 것과 같으며, 이러한 기능을 하는 막대 렌즈(18)는 프로젝션 방식의 디스플레이에서 중요한 광학 부품이 된다.
막대 렌즈(18)를 통과한 빛은 색 분할을 위한 컬러 휠(19)을 지나며, 컬러 휠(19)은 영상의 수직 동기에 맞춰 회전된다.
컬러 휠(19)을 지난 빛은 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens)(13)를 지나 프리즘(15)에 반사되어 디엠디(14)로 향하게 된다.
프리즘(15)은 빛의 입사각에 따라 전반사를 하거나 투과되도록 할 수 있다.
디엠디(14)에 비추어진 빛은 샘플링된 픽셀값에 따라 제어된 마이크로 미러의 온/오프 상태에 따라 스크린을 향하거나 스크린 밖으로 벗어난다.
디엠디(14)에 반사되어 스크린(12)을 향하는 빛은 변위판(11)과 프로젝션 렌즈(16)를 통과하여 대형 스크린(12)에 비추어지도록 확대된다.
이때, 상기 변위판(11)은 프리즘(15)과 프로젝션 렌즈(16) 사이에 위치하거나 스크린(12)과 프로젝션 렌즈(16) 사이에 위치할 수 있다.
그리고, 상기 변위판(11)은 시간의 변화에 따라 그 위치가 변화되거나, 각도가 변화되면서 투사하는 빛이 시간에 따라 스크린(12)의 다른 위치에 맺히도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서 변위판의 작동을 설명하는 도면이다.
도 3에서 (a)는 변위판(11)이 없는 상태 또는 변위판(11)의 움직임이 없는 상태로서 프리즘 또는 투사렌즈에서 방출된 빔이 시간의 변화에 따라 스크린상의 동일한 위치에 디스플레이 된다.
반면에 (b)는 변위판(11)이 반시계방향으로 회전한 경우이고, (c)는 변위판이 시계방향으로 회전한 경우가 도시되어 있다.
최초, (a)상태인 변위판(11)이 (b) 또는 (c)의 상태로 변화된다면 빛이 변위판(11)을 지나면서 굴절되어 스크린상에 다른 위치에 맺히게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서 화상변위수단으로서의 변위판의 작동 원리를 설명하는 도면이다.
변위판(11)의 두께, 변위판(11)의 기울어진 각도(빛의 입사각), 변위판(11)의 굴절율에 따라 스크린(12)에서의 빛의 이동정도가 계산될 수 있으며, 스크린(12)에서 필요한 빛의 이동정도에 따라 상기 변위판(11)의 두께, 기울어진 각도, 굴절율이 선택될 수 있다.
이는 수학식 1의 스넬(Snell)의 법칙에 의해 유도될 수 있다.
(n1은 공기의 굴절율, n2는 변위판의 굴절율, θ1은 빛의 입사각, θ2 는 빛의 굴절각)
따라서, 상기 변위판(11)을 지난 빛의 경로차이(D)는 다음 수학식 2로 표현될 수 있다.
(cosθ2=T/x, sin(θ1-θ2)=D/x, θ2=sin-1(n1 sinθ1/n2))
아울러, 상기 변위판(11)을 지난 빛의 경로차이(D)는 프로젝션 렌즈의 배율에 따라 실제 스크린(12)에서 맺히는 빛의 변위가 결정된다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서, 변위판(11)의 위치 또는 각도의 변화에 따라 스크린에 맺히는 빛의 변위를 설명하는 도면이다.
도 5에는 사각 형상의 픽셀 구조를 갖는 디스플레이장치에 있어서 시간에 따라 변위판(11)이 움직이고, 이에 따라 스크린(12)상의 화면이 움직이는 것을 보여주는 도면이다.
(a)는 종래의 스크린의 화면으로서 소정 시간(T=0~T1)동안 동일한 위치에 동일한 화면을 보여주고 있으나, (b)와 (c)는 시간(T=0)에서와 시간(T=T1)에서 각각 다른 위치에 동일한 화면을 보여줌으로써 동일한 픽셀수로 2배의 해상도를 인식가능하도록 할 수 있다.
도 6에는 마름모 형상의 픽셀 구조를 갖는 디스플레이 장치에서 스크린에 맺히는 빛의 위치가 시간에 따라 도시되어 있다.
이와 같이 본 발명은 시간의 변화에 따라 스크린상에 다른 영상정보가 디스플레이되도로 하고 이를 시각적으로 인식할 때, 픽셀의 수가 많은 것처럼 느낄 수 있도록 하여 동일한 픽셀수로 2배의 해상도를 보여줄 수 있다.
따라서, 본 발명은 대화면의 디스플레이장치에 있어서 적은 비용으로 해상도가 효과적으로 향상될 수 있도록 한다.
본 발명은 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 그 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 간단한 구성 및 조작으로 해상도를 향상시킬 수 있는 해상도 향상 장치 및 그 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치를 설명하는 일실시예.
도 2는 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치를 설명하는 다른 실시예.
도 3은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서 변위판의 작동을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서 화상변위수단으로서의 변위판의 작동 원리를 설명하는 도면.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 디스플레이장치에 있어서, 변위판의 위치 또는 각도의 변화에 따라 스크린에 맺히는 빛의 변위를 설명하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 ; 램프 2 ; 제 1 다이크로익 미러
3 ; 제 2 다이크로익 미러 4 ; PBS
5 ; LCD 패널 6 ; X-프리즘
10 ; 투사 렌즈 11 ; 변위판
12 ; 스크린 13 ; 컨덴싱 렌즈
14 ; 디엠디 15 ; 프리즘
17 ; 램프 18 ; 막대 렌즈
19 ; 컬러 휠

Claims (12)

  1. 프로젝션 시스템에 있어서,
    빛이 방출되는 램프와 영상정보가 디스플레이되는 스크린 사이에는 스크린 상에 디스플레이되는 영상정보가 변위되도록 시간의 변화에 따라 위치 또는 각도가 변화되는 변위판이 형성된 것을 특징으로 하는 해상도 향상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변위판은 프리즘과 투사렌즈 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 해상도 향상 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 변위판은 투사렌즈와 스크린 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 해상도 향상 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변위판은 굴절율이 일정한 판형의 투광체인 것을 특징으로 하는 해상도 향상 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 변위판은 소정 시간 동안 위치 또는 각도의 변화가 반복적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 해상도 향상 장치.
  6. 빛이 방출되는 램프와,
    상기 램프에서 방출된 빛과 소정의 영상신호를 이용하여 화상을 형성하는 화상형성수단과,
    상기 화상형성수단에서 형성된 화상을 스크린상에 투사하는 투사수단과,
    상기 스크린상에 형성되는 화상의 위치를 소정 시간 마다 변위되도록 하는 화상변위수단이 포함된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 화상형성수단은 반사형 또는 투과형 액정표시소자를 이용한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 화상형성수단은 다수의 마이크로 미러를 이용한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 화상변위수단은 소정의 굴절율을 가진 투광판인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 화상변위수단은 소정의 시간 간격으로 위치 또는 각도가 변위되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 램프에서 빛이 방출되는 제 1단계와,
    상기 빛의 반사 또는 투과에 의하여 소정의 영상정보가 형성되는 제 2단계와,
    상기 영상정보가 스크린상으로 투사되는 제 3단계와,
    상기 영상정보의 투사과정에서 동일한 영상정보에 대하여 스크린상의 디스플레이되는 위치를 변화시키는 제 4단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 해상도 향상 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 4단계는 동일한 영상정보가 표현되는 시간을 분할하여 분할된 시간에 따라 스크린상의 디스플레이되는 위치가 변화되도록 하는 것을 특징으로 하는 해상도 향상 방법.
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