KR950014336B1

KR950014336B1 - 화상투사장치

Info

Publication number: KR950014336B1
Application number: KR1019930018698A
Authority: KR
Inventors: 구희술
Original assignee: 엘지전자주식회사; 이헌조
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-11-24
Also published as: US5463433A; KR950010588A; JPH07168181A; JP2752326B2

Abstract

내용 없음.

Description

화상투사장치

제 1도는 종래 기술에 의한 화소별 칼라 필터를 이용한 LCD프로젝터의 일예를 보인 구성도.

제 2도는 종래 기술에 의한 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터의 일예를 보인 구성도.

제 3도는 종래 기술에 의한 원판형 회전식 칼라 필터의 정면도.

제 4도의 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 원판형 회전식 칼라 필터의 효율을 설명하기 위한 작용도.

제 5도는 본 발명에 의한 화상투사장치를 보인 구성도.

제 6도의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 의한 화상투사장치의 동작원리를 설명하기 위한 측면도.

제 7도는 본 발명에 의한 화상투사장치의 이용효율을 설명하기 위한 작용도.

제 8도는 본 발명에 의한 화상투사장치의 다른 실시예를 보인 측면도.

제 9도는 본 발명에 의한 화상투사장치의 또 다른 실시예를 보인 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 램프 12 : 자외선/적외선 필터

13 : LCD l4 : 물레바퀴형 회전식 칼라 필터

14R,14G,14B : R,G,B필터부 15 : 스크린

16 : 프로젝션 렌즈 17 : 램프냉각용팬모터

18 : 회전축

본 발명은 화상투사장치에 관한 겻으로, 특히 하나의 LCD(Liquid Crystal Device)를 이용하여 완전 색상(full color)을 구현함과 아울러 냉각 기능을 효과적으로 수행할 수 있게 한 화상투사장치에 관한 것이다.

종래에도 투사형 LCD 하나를 이용하여 완전 색상을 수행하기 위한 여러가지 형태의 LCD 프로젝터(projector)가 알려지고 있다.

그 중에서 화소별 칼라 필터(color fillter)를 이용한 LCD 프로젝터와, 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD프로젝터의 경우를 그 예로 설명하기로 한다.

제 1도는 화소별 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터의 전형적인 일예를 보인 것으로, 백색광을 평행광으로 방사하는 램프(1)와, 가시광은 투과시키고 자외선(UV: UItraviolet light)과 적외선(IR,Infraredrays)은 반사시키는 자외선/적외선 필터(UIC, UV/IR Cut Filter)(2)와, 영상신호를 디스플레이(dlsplay,)하는 LCD(3)와, 상기 LCD(3)의 화소별로 색(coIor)을 선별하여 투과시키는 칼라 필터(CF; Color Fillter)(4)와, 상기 LCD(3)에 디스플레이된 영상을 스크린(screen)(5) 위에 결상시키는 프로젝션 렌즈(PL; Projection Lens)(6)와, 냉각 기능을 수행하는 구성으로서 램프(1)를 냉각시키기 위한 램프 냉각용팬모터(FML, Fan Motor for Lamp)(7)와, 상기 LCD(3)를 냉각시키기 위한 LCD 냉각용 팬모터(FMLCD; Fan Motor for LCD)(8)로 구성되어 있다.

이와같은 화소열 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터는, 램프(1)에서 방사되는 빛이 자외선과 적외선을 차다시키는 자외선/적외선 필터(2)를 지나게 되면, 자외선과 적외선을 반사되고 가시광선 부분안 영상신호를 디스플레이하는 LCD(3)의 방향으로 향하게 된다.

여기에서 각 회소별 Red, Green, Blue 등 선택된 파장 영역만 투과사키는 칼라 필터(4)에 의하여 완전칼라가 구현된다.

이와같이 LCD(3)에서 완전 색사으로 디스플레이된 영상을 프로젝션 렌즈(6)에 의하여 스크린(5)위에 결상시키게 된다.

이때, 백색광을 내기 위한 램프(1)는 고온의 발열체로 열이 많이 발생하게 되며, 또한 부품들이 빛을 받아 열이 많이 발생하게 되는 바, 이를 냉각시키기 위하여 램프(1)쪽에는 램프 냉각용 팬모터(7)를 구동하여 램프(1) 부분을 냉각시키며, LCD(3)쪽에는 LCD 냉각용 팬모터(8)을 구동하여 열에 취약한 열에 취약한LCD(3) 부분을 냉각시키게 된다.

그러나, 상기한 바와같은 화소별 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터는 3개의 액정 픽셀(pixel)로 하나의 화소를 구성함으로써 해상도가 떨어지는 단점이 있었다.

한편, 제 2도 및 제 3도는 제 1도의 화소별 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터의 단점을 해소하기 위한종래 기술의 다른 실시형태인 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터를 보인 것으로, 제 1도의 칼라 필터(4)를 대신하여 Red, Green, Blue등 선택된 파장 대역만 투과시키는 원판형 회전식 칼라 필터(4')를 사용한 것이다.

도면중 제 1도와 동일한 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

이와같은 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터는, 원판형 회전식 칼라 필터(4')에 의하여 하나의 완전 색상 화면을 시분할하여, 선택된 파장 영역만 투과시킴으로써 1회전 하였을 때, 한 프레임(frame)이 구현되도록 한 것이다.

상기 원판형 회전식 칼라 필터(4')와 LCD(3)에 의하여 더스플레이된 영상은 프로젝션 렌즈(6)에 의하여 스크린(5)위에 결상된다.

제 4도의 (a) 및 (b)는 상기 원판형 회전식 칼라 필터(4′)의 효율을 도시한 것으로, 원판형 회전식 칼라 필터(4')는 Red 등의 한가지 색의 빛을 투과사킬 수 있는 각도의 원판을 균등하게 120°로 나누었을 때,a1-a2가 되어 대략 30°가 된다.

그리고, 이와같은 구성에서도 램프(1)를 냉각시키기 위한 램프 냉각용 팬모터(7)와, LCD(3)를 냉각시키기 위한 LCD 냉각용 팬모터(8)가 필요로 하게 된다.

그러나, 상기한 바와같은 조래 기술에 의한 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터는, LCD(3)의 각픽셀(pixeI)이 하나의 화소가 될 수 있으므로 하나의 LCD(3)를 이용하여 칼라를 구현하면서 픽셀의 수 만큼 해상도를 유지함으로써 제 1도의 화소별 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터에 비하여 해상도가 향상되는 잇점이 있으나, 램프(1)와 LCD(3)를 냉각시키기 위하여 두 곳에 램프 냉각용 팬모터(7) 및 LCD 냉각용 팬모터(8)를 각각 설치하여야 하며, 원판형 회전식 칼라 필터(4')가 LCD(3)의 대각 길이를 반지름으로하여, 전체적인 부피가 커지게 되는 단점이 있었으며, 더욱이 LCD(3)의 종횡비가 16 : 9가 되는 경우에는 동일한 면적이라 하더라도 그 부피가 더욱 커지게 되는 등의 여러 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 하니의 LCD(Liquid Crystal Device)를 이용하여 완전 색상(fu1l co1or)을 구현함과 아울러 냉각 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록 한 화상투사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 구성을 보다 간소화하여 제조 원가를 절감시킬 수 있도록 한 화상투사장치를 제공함에 있다.

본 발명에 또 다른 목적은 광 이용 효율을 향상시킬 수 있도록 한 화상투사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전체적인 부피를 보다 콤팩트(COMPACT)화 할 수 있도록 한 화상투사장치를 제공함에 있다.

상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 백색광을 평행광으로 방사하는 램프와, 가시광은 투과시키고 자외선과 적외선을 반사시키는 자외선/적외선 필터와, 영상신호를 디스플레이하는 LCD와, Red,Green, Blue 등 선택된 파장 내역만 투과시킴과 아울러 LCD를 냉각시키는 팬역할을 동시에 수행하는 물레바쿼형 회전식 칼라 필터와, 상기 LCD에 디스플레이된 영상을 스크린 위에 결상시키는 프로젝션 렌즈와,상기 램프를 냉각시키기 위한 램프 냉각용 팬모터로 구성함을 특징으로 하는 화상투사장치가 제공된다.

상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터는 회전축에 R,G,B필터부가 동일한 각도, 또는 서로 다른 각도로 고정되어 있다.

상기 R,G,B필터부는 동일한 길이, 또는 서로 다른 길이로 되어 있다.

이하, 본 발명에 의한 화상투사장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제 5도는 본 발명에 의한 화상투사장치를 보인 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 본 발명에 의한 화상투사장치는, 백색광을 평행광으로 방사하는 램프(11)와, 가시광은 투과시키고 자외선과 적외선을 반사시키는 자외선/적외선 필터(12)와, 영상신호를 디스플레이하는 LCD(13)와 Red, Green, Blue 등 선택된 파장대역만 투과시킴과 아울러 LCD(13)를 냉각시키는 팬역할을 동시에 수행하는 물레버퀴형 회전식 칼라 필터(14)와, 상기 LCD(13)에 디스플레이된 영상을 스크린(15)위에 결상시키는 프로젝션 렌즈(16)와. 냉각 기능을 수행하는 구성으로서 램프(11)를 냉각시키기 위한 램프 냉각용 팬모터(17)로 구성되어 있다.

상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)는 회전축(18)에 R,G,B필터부(14R)(14G)(14B)가 소정의 각도로 고정되어 있다.

상기 자외선/적외선 필터(12)와, 램프 냉각용 팬모터(17)는 본 발명의 화상투사장치를 구성하는 필수적인 구성요소는 아니므로 생략하여도 무방하다.

도면중 미설명 부호 19는 케이스를 보인 것이다.

이와같이 구성되는 본 발명에 의한 화상투사장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제 5도에 도시한 바와같이, 램프(11)에 의하여 백색광이 입사되면, 그 백색광은 자외선과 적외선을 차단시키는 자외선/적외선 필터(12)를 지나게 되므로 자외선과 적외선은 반사되고 가시광선 부분만 영상신호를디스플레이하는 LCD(13)의 방향으로 향하게 된다.

이때, 제 6도의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와같이, 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)가 FPS(Framd/Second)와 동일한 속도로 회전되면서 그 시간의 1/3씩 각각 Red, Greeen, Blue 등 선택된 파장 대역을 차례로 투과시켜 LCD(13)에서 완전 색상이 구현되는 하나의 프레임을 얻게 되는 것이다.

이와같이 얻어진 화면을 프로젝션 렌즈(16)에 의하여 스크린(15) 위에 투사시키게 된다.

또한, 램프 냉각용 팬모터(17)에 의하여 램프(11)를 냉각시키게 되며, 상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)는 Red, Green, Blue 등 선택된 파장 대역만 투과시키는 역할을 수행하는 동시에 팬의 역할을 역할을 하여 LCD(3)를 냉각시키게 되는 것이다.

상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)는 제 8도와 도시한 바와같이, 화상투사장치 시스템(SYSTEM)의칼라 특성 또는 광효율 등을 고려하여, R,G,B필터부(14R)(14G)(14B)의 각도를 동일하게 구성하지 않고각각의 특성에 따라 서로 다른 각도로 구성하거나, 또는 제 9도에 도시한 바와같이, R,G,B필터부(14R)(14G)(14B)의 길이를 서로 다르게 구성하여 적용하여도 무방하다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의한 화상투사장치는, 물레바퀴형 회전식 칼라 필터를 사용하여LCD의 픽셀 수와 같은 해상도의 완전 칼라를 구현할 수 있으며, 또한 물레바퀴형 회전식 칼라 필터가LCD를 냉각시키는 냉각편의 역할을 수행함으로써 구성을 보다 간소화시킬 수 있으며, 원가 절감의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 광 이용 효율 측면에서도 다른 방식과 비교하여 월등하게 우수함이 입증되고 있다.

즉, 종래 기술에 의한 원판형 칼라 필터를 이용한 LCD 프로젝터의 경우에는 한가지 색의 빛을 투과시킬수 있는 각도가 원판을 균등하게 120°로 나누었을 경우, 대략 30정도가 되지만, 본 발명에 의한 화상투사장치는, 제 7도에 도시한 바와같이, R,G,B필터부(14R)(14G)(14B)의 각도를 동일한 120°로 구성하게 되면, 예를들어 특정한 필터부가 A위치에서 B위치까지는 다른 필터부와 겹치게 되지만 B위치에서 C위치까지는빛을 투과할 수 있게 되는 바, 작도법으로 가능한 각도를 구해보면 60° 정도가 가능해지므로 종래 보다 약2배 가까운 광 이용 효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한, R,G,B필터부의 크기를 LCD 보다 약간만 크게하면 되기 때문에 전체적인 부피를 보다 소형화하는 등의 효과가 있다.

Claims

백색광을 평행광으로 방사하는 램프(11)와, 영상신호를 디스플레이하는 LCD(13)와, Red, Green, Blue 등 선택된 파장 내역만 투과시킴과 아울러 LCD(13)를 냉각시키는 팬역할을 동시에 수행하는 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)와, 상기 LCD(13)에 디스플레이된 영상을 스크린(15)위에 결상시키는 프로젝션렌즈(16)으로 구성함을 특징으로 하는 화상투사장치.
제 1항에 있어서, 상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)는 회전축(18)에 R,G,B필터부(14R)(15G)(l4B)가 동일한 각도로 고정된 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제 1항에 있어서, 상기 물레바퀴형 회전식 칼라 필터(14)는 회전축(18)에 R,G,B필터부(14R)(14G)(l4B)가 서로 다른 각도로 고정된 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 R,G,B필터부(14R)(14G)(14B)가 동일한 길이인 것을 특징으로하는 화상투사장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 R,G,B필터부(l4R)(14G)(14B)가 서로 다른 길이인 것을 특징으로 하는 화상투사장치.