KR20080030576A - 고 콘트라스트 투과형 ｌｃｄ 이미저 - Google Patents

Abstract

향상된 콘트라스트와 광 신호의 윤곽을 2단 투영 구조를 사용하여 화소별로 제공하여, 모든 비디오 픽처를 향상시키는 프로젝션 시스템이 설명된다. 화소별로 이미징하기 위해 제1 투과형 LCD 이미저와 제2 투과형 LCD 이미저 사이에 마이크로 렌즈 어레이가 배치된다. 투과형 LCD 이미저를 사용함으로써, 광 엔진에 필요한 스페이스를 최소화하여 고 콘트라스트 저비용의 프로젝터를 제공한다.

콘트라스트, 광 신호, 윤곽, 화소, 픽처, 투과, 이미저

Description

고 콘트라스트 투과형 ＬＣＤ 이미저{HIGH CONTRAST TRANSMISSIVE LCD IMAGER}

본 발명은 일반적으로 광 투영 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2단 투영 구조에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD), 및 특히 반사 광 엔진 또는 이미저(imager)를 사용하는 LCOS(liquid crystal on silicon)가 RPTV(rear projection television) 같은 이미징 디바이스에 점차 더 보급되고 있다. LCOS 시스템에서, 투과된 광은 편광 빔 스플리터(PBS; polarizing beam splitter)에 의해 편광되어, 매트릭스형태의 화소를 포함하는 LCOS 이미저 또는 광 엔진으로 향하게 된다. 본 명세서를 통해, 그리고, 관련 분야의 관습에 따라, 용어 화소는 이미지의 작은 영역 또는 도트, 광 투과의 대응 부분 및 광 투과를 생성하는 이미저의 부분을 지정하는 것으로 사용된다.

이미저의 각 화소는 이미저 또는 광 엔진에 입력되는 그레이 스케일 인자에 따라 이미저에 입사되는 광을 변조하여, 매트릭스형태의 개별적인 변조 광 신호 또는 화소를 형성한다. 매트릭스형태의 변조된 광 신호는 이미저에서 반사되거나 출력되어 프로젝션 렌즈 시스템으로 향하게 되며, 이 프로젝션 렌즈 시스템은 변조된 광을 광의 화소들을 결합하면서 디스플레이 스크린상으로 투영하여 가시적인 이미지를 형성한다. 이 시스템에서, 화소에서 화소로의 그레이 스케일 변화는 이미지 신호를 처리하는데 사용되는 비트 수에 의해 제한된다. 밝은 상태(즉, 최대 광)에서 어두운 상태(최소 광)로의 콘트라스트 비율은 이미저에서의 광의 누설에 의해 제한된다.

기존 LCOS 시스템의 주요한 단점 중의 하나는 어두운 상태에서 광량을 줄일 때 어려움이 있고, 그러한 어려움에 의해 콘트라스트 비율이 현저하게 된다.

또한, 풀(full) 스케일의 광을 기술해야 하는 입력의 비트 수가 고정되기 때문에(예를 들면, 8, 10 등), 픽처의 보다 어두운 영역에서 섬세한 차이를 기술하는 이용가능한 비트가 매우 적게 되는 경향이 있다. 이것은 윤곽 아티팩트(artifact)를 초래할 수 있다.

어두운 상태에서 LCOS에서의 콘트라스트를 향상시키기 위한 한가지 접근법은 COLORSWITCH™ 또는 유사한 디바이스를 사용하여 특정 프레임에서 최대값을 기초로 전체 픽처를 스케일링하는 것이 있다. 이것은 일부 픽처를 향상시키지만, 높고 낮은 광 레벨을 포함하는 픽처에 대해서는 거의 그렇지 못하다. 이러한 문제를 해결하기 위한 다른 시도는 보다 양호한 이미저를 제작하는 것이 있지만, 이 경우에는 기껏해야 약간 향상되고 비용이 비싸게 된다.

비디오 이미지에 대하여, 특히 어두운 상태에서 콘트라스트 비율을 향상시키고 윤곽 아티팩트를 감소하는 저비용의 프로젝션 시스템이 필요하다.

본 발명은 2단의 투영 구조를 사용하여 화소별로 광 신호의 윤곽 및 향상된 콘트라스트를 제공함으로써, 모든 비디오 픽처를 향상시키는 프로젝션 시스템을 제공한다. 제1 투과형 LCD 이미저와 제2 투과형 LCD 이미저 사이에 마이크로렌즈 어레이가 위치되어, 화소별로 이미징한다. 투과형 LCD 이미저를 사용하게 되면, 광 엔진에 필요한 스페이스를 최소화하여, 고 콘트라스트 저비용의 프로젝터를 제공한다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 2단 투영 구조를 갖는 LCD 프로젝션 시스템의 블록도를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 예시적인 2단 프로젝션 시스템을 도시한다.

본 발명은 향상된 콘트라스트 비율 및 저감된 윤곽을 갖는, 텔레비전 디스플레이용과 같은 저비용의 프로젝션 시스템을 제공한다. 예시적인 투과형 LCD 대 LCD 프로젝션 시스템에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 램프(10)에 의해 백색 광(1)이 생성된다. 램프(10)는 LCD 시스템에서 사용하기에 적절한 임의의 램프일 수 있다. 예를 들면, 단락 아크(short-arc) 수은 램프가 사용될 수 있다. 백색 광(1)은 인터그레이터(integrator; 20)에 입사되고, 이 인터그레이터는 백색 광(1)의 텔레센트릭(telecentric) 빔을 프로젝션 시스템(30)으로 향하게 한다. 다음에, 백색광(1)은 성분 적, 녹 및 청(RGB) 대역의 광(2)으로 분리된다. RGB 광(2)은 색 선 별 거울(도시 생략)에 의해 분리되어, 변조를 위해 개별의 적, 녹 및 청 프로젝션 시스템으로 향해진다. 변조된 RGB 광(6)은 다음에 프리즘 어셈블리(도시 생략)에 의해 재결합되어, 프로젝션 렌즈 어셈블리(40)에 의해 디스플레이 스크린(도시 생략) 상으로 투영된다.

대안으로, 백색 광(1)은, 예를 들면, 컬러 휠(도시 생략)에 의해 시간 도메인에서 RGB 대역의 광(2)으로 분리되어, 한 번에 하나씩 단일 LCD 대 LCD 프로젝션 시스템(30)으로 향하게 될 수 있다.

도 2에 도시된 예시적인 LCD 대 LCD 프로젝션 시스템(30)은 본 발명에 따라 2단 투영 구조를 사용한다. 단색의 RGB 대역의 광(2)은 프로젝션 시스템(30)에 의해 화소별로 순차 변조된다. 이들 RGB 대역의 광(2)은 프로젝션 시스템(30)에 입사되어 제1 편광기(100)에 의해 편광된다. 편광기(100)는, 예를 들면, P편광 광과 같은 특정 편광의 광을 편광기를 통하여 제1 투과형 LCD 이미저(110)로 통과시키는 한편, 투과 경로에서 기울어진, 예를 들면, s편광 성분은 반사한다. 제1 투과형 LCD 이미저(110)는 제1 편광기(100)에 인접하여 배치된다. 따라서, 편광기(100)를 통과한 p편광 광은 제1 투과형 LCD 이미저(110)에 입사된다. 제1 편광기(100)는 고 콘트라스트의 광을 제1 투과형 LCD 이미저(110)에 제공한다.

제1 투과형 LCD 이미저(110)로부터의 출력 광은 화소별로 이미징하기 위해 마이크로 렌즈 어레이(140)에 제공된다. 마이크로 렌즈 어레이(140)를 떠난 광은 제2 편광기(150)에 입사된다. 편광기(150)는, 예를 들면, P편광 광과 같은 특정 편광의 광을 편광기를 통하여 제2 투과형 LCD 이미저(110)로 통과시키는 한편, 투 과 경로에서 기울어진, 예를 들면, s편광 성분은 반사한다. 제2 투과형 LCD 이미저(160)는 제2 편광기(150)에 인접하여 배치된다. 따라서, 편광기(150)를 통과한 p편광 광은 제2 투과형 LCD 이미저(160)에 입사된다. 제2 편광기(150)는 고 콘트라스트의 광을 제2 투과형 LCD 이미저(160)에 제공한다.

제2 투과형 LCD 이미저(160)를 떠난 광(6)은, 시청을 위해 디스플레이 이미지(7)를 스크린(도시 생략) 상에 투영하는 프로젝션 렌즈 어셈블리(40)에 입사된다.

따라서, 각각 콘트라스트 비율이 400:1인 두 개의 투과형 LCD 이미지를 사용하는 2단 프로젝션 시스템은 (400)²:1의 콘트라스트를 제공할 것이지만, 500:1의 보다 고가의 이미저를 사용하는 1단 프로젝션 시스템은 단지 500:1의 콘트라스트만을 제공할 것이다.

제1 및 제2 분석기(120, 170)는 제1 및 제2 투과형 LCD 이미저9110, 160)의 출력부에 각각 선택적으로 위치될 수 있다. 제1 및 제2 분석기(120, 170)는 제1 및 제2 투과형 LCD 이미저(110, 160)로부터의 원치않는 광의 투과를 각각 최소화한다.

전술한 설명은 본 발명을 실시하기 위한 몇가지 가능성을 설명한 것이다. 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다수의 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 전술한 설명은 한정한다기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 전체 범위의 등가물로 주어지는 것으로 하고자 한다.

Claims (10)

1. 이미지를 투영하는 프로젝션 시스템으로서,

   제1 투과형 이미저(imager),

   제2 투과형 이미저, 및

   상기 제1 투과형 이미저로부터 출력된 광을 화소별로 상기 제2 투과형 이미저로 이미징하도록 구성된 마이크로 렌즈 어레이

   를 포함하는 프로젝션 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각의 입력부에 인접하여 위치된 편광기를 더 포함하는 프로젝션 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각의 출력부에 인접하여 배치된 분석기를 더 포함하는 프로젝션 시스템.
4. 제2항에 있어서,

   제1 편광기는 조명원과 상기 제1 투과형 이미저 사이에 배치되는 프로젝션 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각은 LCD(Liquid Crystal Display) 이미저인 프로젝션 시스템.
6. 디스플레이로서,

   조명원,

   제1 투과형 이미저, 제2 투과형 이미저 및 상기 제1 투과형 이미저로부터 출력된 광을 화소별로 상기 제2 투과형 이미저로 이미징하도록 구성된 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 조명 시스템으로부터 출력된 광을 수광하는 프로젝션 시스템, 및

   상기 프로젝션 시스템으로부터 출력된 광을 디스플레이하는 스크린

   을 포함하는 디스플레이.
7. 제6항에 있어서,

   상기 프로젝션 시스템의 상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각의 입력부에 인접하여 위치된 편광기를 더 포함하는 디스플레이.
8. 제7항에 있어서,

   상기 프로젝션 시스템의 상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각의 출력부 에 인접하여 배치된 분석기를 더 포함하는 디스플레이.
9. 제7항에 있어서,

   제1 편광기는 상기 조명원과 상기 프로젝션 시스템의 상기 제1 투과형 이미저 사이에 배치되는 디스플레이.
10. 제6항에 있어서,

    상기 프로젝션 시스템의 상기 제1 및 상기 제2 투과형 이미저 각각은 LCD(Liquid Crystal Display) 이미저인 디스플레이.

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