KR940008844B1

KR940008844B1 - 투사형 디스플레이장치

Info

Publication number: KR940008844B1
Application number: KR1019910021441A
Authority: KR
Inventors: 정병하
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1994-09-26
Also published as: KR930011738A; US5400180A

Abstract

내용 없음.

Description

투사형 디스플레이장치

제1도는 종래의 투사형 디스플레이장치의 구성도.

제2도는 본 발명 투사형 디스플레이장치의 구성도.

제3도는 제2도의 A부분에 대한 X-Z 좌표계 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 광원 12 : 접속렌즈

13 : 전반사미러 14, 14' : 이색성미러

15, 15', 15" : 필드렌즈 16_R, 16_G, 16_B: 화상표시장치

17 : 프로젝션렌즈

본 발명은 투사형 디스플레이장치에 관한 것으로, 특히 이색성미러(Dichroic Mirror)를 사용하여 색분리와 색합성을 동시에 수행하도록 함으로써 디스플레이장치의 간소화를 도모한 투사형 디스플레이장치에 관한 것이다.

종래의 반사형 표시장치를 이용한 투사형 디스플에이장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 이색성프리즘(1)주위의 세지점에 램프(2)(2')(2")가 설치되고 그 전방에 R,G,B 색필터(3)(3')(3")와 집속렌즈(4)(4')(4") 및 중앙부에 구멍이 형성된 전반사미러(5)(5')(5")이 순차적으로 설치되며, 전반사미러(5)(5')(5")를 중심으로 이색성프리즘(1)의 형성위치와 반대위치에 필드렌즈(6)(6')(6") 및 화상표시장치(7_R)(7_G)(7_B)가 설치됨과 아울러 이색성프리즘(1)의 전방일측에 프로젝션렌즈(8)가 설치된 구조로 이루어져 있다.

이와 같은 구조의 투사형 디스플레이장치는 세개의 램프(2)(2')(2")로부터 방출된 빛은 그 전방에 위치하는 색필터(3)(3')(3")를 거치면서 각기 R,G,B중 어느 한 성분의 색만이 투과하여 집속렌즈(4)(4')(4") 통과하면서 집속되어 전반사미러(5)(5')(5")상에서 거의 포인트(point)형상으로 반사되어 필드렌즈(6)(6')(6")를 경유하여 각각의 화상표시장치(7_R)(7_G)(7_B)로 조명된다.

다음, 이같이 R,G,B 색의 빛이 조명된 화상표시장치 (7_R)(7_G)(7_B)는 각기 전방으로 칼라화상을 반사시키게 되는데, 이때 반사된 화상은 필드렌즈(6)(6')(6")를 통과하면서 그 진행경로가 변화된채 집속되어 전반사미러(5)(5')(5")의 구멍을 통과하여 이색성프리즘(1)으로 입사됨으로써 각 R,G,B칼라화상의 합성이 이루어져 완성된 칼라(Full color)화면이 얻어지게 되고, 이 칼라화면은 프로젝션렌즈(8)를 통과하면서 확대되어 스크린상에 결상되는 경로를 취하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 반사형 화상표시장치를 사용하고 있는 투사형 디스플레이장치는 R,G,B의 색분리를 위하여 세개씩의 램프, 색필터, 집속렌즈 및 전반사미러를 사용함에 따라 많은 구성부품을 필요로하여 장치의 복자화를 초래하고 있으며, 또한 색합성부에 있어서도 가공이 어렵고 고가인 이색성프리즘을 사용함으로써 제작비용면에서 불리하다는 문제점이 있다.

그리고, 또 한가지의 단점으로는 세개의 램프로부터 방출된 빛을 칼라필터를 사용하여 R,G 또는 B 색중 어느 하나만을 투과시키고 그 외의 빛은 흡수함으로써 결국 빛의 효율을 1/3로 떨어뜨리는 결과를 초래하여 빛의 효율적인 이용이라는 측면에 있어서도 바람직하지 못하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 투사형 디스플레이장치가 지니고 있는 상기의 제반결점을 해결하기 위한 방편으로 칼라필터의 사용을 배제한채 두장의 이색성미러를 사용하여 색합성과 색분리를 동시에 행함으로써 디스플레이장치의 구조를 간소화한 투사형 디스플레이장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

특히, 본 발명은 종래의 투사형 디스플레이장치에 각각 세개씩 사용되된 램프와 집속렌즈 및 전반사렌즈를 단 하나씩 사용하고 색합성과 색분리를 광축에 대하여 45°의 각도를 유지하며 설치된 이색성미러를 통하여 수행하는 점에 기술적 특징이 있다.

이같은 본 발명의 구조에 대해서 첨부된 도면에 의거 자세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명 투사형 디스플레이장치의 구조를 X-Y 평면도로 도시한 것이고, 제2도는 제1도의 a부분을 X-Z 평면도로 도시한 것으로서, 이에 도시된 바와 같이, 빛을 방출하는 광원(11)과, 상기 광원(11)에서 방출된 빛을 일정 방향으로 반사해주는 전반사미러(13)와, 상기 전반사미러(13)에서 반사된 R,G,B 색성분중 한성분을 반사하고 나머지는 투과시키는 제1이색성미러(14)와, 상기 제1이색성미러(14)에서 투과된 두성분을 분리시키기 위해 투과 및 반사하는 제2이색성미러(14')와, 제1,제2이색성미러(14)(14')에서 분리된 R,G,B 색성분에 각각 대응하여 해당되는 화상을 형성시켜주는 제1, 제2, 제3반사형 화상표시수단(16_R)(16_G)(16_B) 및, 상기 제1, 제2, 제3반사형 화상표시수단(16_R)(16_G)(16_B)에서 반사된 R,G,B 색성분이 합성되어 형성된 풀 칼라(Full color) 화상을 확대투사하는 투사수단으로 구성된다.

상기 광원(11)의 전방에는 집속렌즈(12)가 배치된다.

상기 전반사미러(13)는 반사면이 광원을 향하여 45° 경사짐과 아울러 X-Y 평면에 대해 직각을 이루도록 설치되며, 광축과 일치하는 구멍이 천공된 것이다.

제1이색성미러(14)는 그 반사면이 전반사미러(13)의 반사면과 대면함과 아울러 전반사미러(13)와 평행하게 배치된다.

제2이색성미러(14')는 제1이색성미러(14)의 이면측에서 X-Z 평면에 대해 직각을 이룸과 아울러 V축에 대해 45° 경사를 이룬다.

상기 제1반사형 화상표시수단(16_R)은 그 광축이 제1이색성미러(14)의 반사면에 대해 45°를 이루도록 배치되며, 제2반사형 화상표시수단(16_G)은 그 광축이 제2이색성미러(14')의 이면에 대해 45°를 이루도록 배치되고, 제3반사형 화상표시수단(16_B)은 그 광축이 제2이색성미러(14')의 반사면에 대해 45°를 이루도록 배치된다.

이들 제1, 제2, 제3반사형 화상표시수단(16_R)(16_G)(16_B)의 전방에는 각각 필터렌즈(15)(15')(15")가 배치 된다.

상기 투사수단은 프로젝션렌즈(17)로 이루어진다.

이와 같은 구조의 본 발명은 디스플레이장치에서 광원(11)으로부터 방출된 빛이 프로젝션렌즈(17)를 통과하여 스크린에 결상이 되기까지의 과정에 대하여 설명하면 아래와 같다.

광원(11)으로부터 방출된 빛은 집속렌즈(12)에 의해 집속되어 전반사미러(13)의 표면에서 거의 포인트에 가까운 형상으로 반사되어 광축에 대해 45°의 기울기를 유지하는 제1이색성미러(14)측으로 입사된다.

이와 같이, 제1이색성미러(14)로 도달된 빛은 R,G,B 세가지의 성분중에서 R(Red)성분만이 반사되어 그 상부에 형성된 화상표시장치(16_R)를 향하게 되고, 나머지 두 성분의 빛은 투과하여 제2이색성미러(14')상에서 G(Green)성분은 반사하고 B(Blue)성분은 투과하여 이들 투과된 성분과 반사된 성분 각각은 별도의 화상표시장치(16_G)(16_B)로 향하게 됨으로써 두장의 이색성미러(14)(14')를 통해 일단 R,G,B 색성분의 분해가 이루어진다.

다음, 화상표시장치(16_R)(16_G)(16_B)에서 입사된 각각의 칼라성분에 해당하는 화상을 형성하여 다시 반사 시키게 되는데, 이때 각 필드렌즈(15)(15')(15")는 입사광과 출사광의 경로를 변화시켜 출사경로상에 위치하는 전반사미러(13)의 중앙에 형성된 구멍지점에서 포인트의 형태로 재합성이 이루어지도록 하고 있다.

이와 같이, 각 화상표시장치(16_R)(16_G)(16_B)로부터 반사된 화상은 광분리과정은 역순으로 재합성이 이루어지는데, 이같은 재합성의 구체적인 과정은 다음과 같다.

제3도에 도시된 바와 같이 제2이색성미러(14')를 투과하여 화상표시장치(16_B)로부터 반사되어 나오는 청색화상과 제2이색성미러(14")에서 반사되어 화상표시장치(16_G)로 향했던 녹색(Green)화상은 다시 제2이색성미러(14')에서 상호 합성되고, 이 합성된 청색/녹색 화상은 제1이색성미러(14)상에서 화상표시장치(16_R)로부터 제1이색성미러(14)에 반사되는 적색(Red)화상과 합성됨으로서 R,G,B 풀(Full)칼라의 합성이 완료되며 이 합성된 화상은 전반사미러(13)의 구성을 통하여 프로젝션렌즈(17)로 입사되어 확대된 다음 스크린에 화면을 결상하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 고가의 프리즘 대신에 값이싼 이색성미러를 이용하여 색합성과 색분리를 동시에 수행함에 따라 집속렌즈 및 전반사미러등의 부품수를 절감할 수 있어 장치의 소형화 및 신뢰성을 향상 효과가 있고, 또한 단일 램프에서 방출되는 빛이 칼라필터를 통해 부분적으로 흡수됨이 없이 그대로 이용됨에 따라 광효율이 높다는 장점이 있다.

Claims

빛을 내는 광원과, 상기 광원에서 방출된 빛을 일정 방향으로 반사해주는 전반사미러와, 상기 전반사미러에서 반사된 R,G,B 색성분중 한 성분을 반사하고 나머지는 투과시키는 제1이색성미러, 상기 제1이색성미러에서 투과된 두 성분을 분리시키기 위해 투과 및 반사하는 제2이색성미러와, 상기 제1 및 제2이색성미러에서 분리된 R,G,B 색성분에 각각 대응하여 해당되는 화상을 형성하여 주는 제1,제2,제3반사형 화상표시수단 및, 제1,제2,제3반사형 화상표시수단에서 반사된 R,G,B 색성분이 합성되어 형성된 칼라화상을 확대투사시키는 투사수단으로 구성됨을 특징으로 하는 투사형 디스플레이장치.