KR970008394B1 - 투사형 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

투사형 화상표시장치

제1도는 종래의 투사형 화상표시장치의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 프리즘 방식을 이용한 투사형 화상표시장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 광원22 : 화면

23 : 투사렌즈24 : 평행렌즈

30 : 광량조절장치40 : 광분리수단

41,42 : 제1 및 제2색선별 거울50 : 광로조절장치

60,70,80 : 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널100 : 투사형 화상표시장치

본 발명은 투사형 화상표시장치에 관한 것으로서, 특히 X자형의 프리즘 방식을 사용하여 백색광을 적색, 녹색 및 청색으로 색을 분리하는 투사형 화상표시장치에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방법에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분되는데, 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 있고, 이러한 CRT는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비기가 어렵다.

투사형 화상표시장치는 대화면 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)등이 있는데, 이러한 대화면 액정 표시장치는 박형화가 가능하여 중량을 줄일 수 있다. 그러나 이러한 액정 표시장치는 편광판 때문에 광손실이 크고, 액정 표시장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 광의 투과면적을 높이기가 어려워 광의 효율이 매우 낮다.

따라서, 미합중국 Aure사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.

상기 투사형 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별되는데, 1차원 AMA는 거울면이 M×1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 M×N 어레이로 배열되어 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사 거울을 이용하여 M×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 M×N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

제1도는 종래의 투사형 화상표시장치(20)의 개략도이다.

상기 투사형 화상표시장치는 광원(1), 광분리수단(2), 화면(19), 광량조절수단(13) 및 평행렌즈(3) 및 광로조절수단(5)을 포함한다.

상기 광원(1)은 고휘도의 백색광을 방사한다. 상기 광분리수단(2)은 회전하는 칼라휠(color wheel)로 이루어지며 상기 백색광을 적색, 녹색 또는 청색의 제1차 광속들로 순차적으로 분리한다. 상기 칼라휠(2)은 적색, 녹색 또는 청색의 광중 어느 하나를 투과시키는 칼라 필터들(color filters)이 동일한 면적으로 분리되어 있으며, 화상신호의 필드 또는 프레임에 대해 정수배로 회전한다. 상기 각각의 제1차 광속들은 집속되어 광량조절수단(13)의 반사면(15)에 의해 반사되며, 상기 반사된 제1차 광속들은 다시 분산된 후 상기 평행렌즈(3)에 의해 평행하게 된다.

상기 광로조절수단(15)는 기판(7)에 M×N 어레이의 액츄에이터(9) 및 거울(8)들로 이루어져 상기 평행렌즈(3)에 의해 평행하게 된 각각의 제1차 광속들을 다수의 제2차 광속들로 반사시킨다. 상기 차 광속들에 대한 제2차 광속들은 거울들(8)의 기울기(tilting)에 의해 광로가 조절된다. 광로가 조절된 상기 2차 고아속들은 평행렌즈(3)에 의해 다시 집속된다.

광량조절수단(13)은 다수의 틈(17)을 가진 반사면(15)으로 이루어지며, 반사면(15)은 적색, 청색, 녹색으로 분리되어 집속된 1차 광속들을 다시 분산 반사한다. 또한, 틀(17)들은 평행렌즈(3)에 의해 재 집속된 2차 광속들의 양을 조절하여 통과시킨다.

화면(19)은 전면에 순차적으로 투사렌즈(18)을 통해 투사되는 상기 광량이 조절된 1차 광속들에 대한 2차 광속들을 합성시켜 화상을 나타낸다.

상술한 종래의 투사형 화상표시장치는 광원(1)에서 방사된 고휘도의 백색광이 광분리수단(2)에서 적색, 녹색 및 청색광으로 분리되고 광조절수단(5)에 의해 반사되어 광량조절수단(13) 및 투사렌즈(18)를 통해 순차적으로 화면에 투사되어 화상을 구현하였다.

그러나, 상술한 투사형 화상표시장치(20)는 광분리수단(2) 즉, 적색, 녹색 및 청색 필터들로 이루어진 칼라휠의 회전에 의해 백색광이 순차적으로 분리되고 나머지 색의 광속들은 반사 또는 투과되므로 화면에 투사되는 광량의 손실이 많아 휘도가 저하되는 문제점이 있었다. 또한 광분리 수단(2)의 제작 특성상 적색, 녹색 및 청색 필터 사이의 갭(gap)에 의해 광속들의 색순도가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광효율을 높여 화상의 휘도를 향상시키고 분리된 광속들의 색순도를 높일 수 있는 투사형 화상표시장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치는 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 이 광원에서 방사된 백색광을 적색, 청색, 녹색의 1차 광속들로 분리하는 광분리수단과, 이 분리된 1차 광속들을 다수개의 화소들에 대응되는 광의 경로들이 조절된 2차 광속들을 반사하는 광로조절수단과, 이 2차 광속들의 광량을 조절하는 광량조절수단과, 이 광량이 조절된 2차 광속이 투사되어 소정화상을 나타내는 화면을 포함하는 투사형 화상표시장치에 있어서, 상기 광분리 수단은 상기 광원에서 동시에 방사된 백색광을 모두 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속들로 분리하며, 상기 광로조절수단은 상기 각각 분리된 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속들을 화소들에 대응하는 각각의 광의 경로들이 조절된 적색, 녹색 및 청색 2차광속들을 반사한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히설명한다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 화상표시장치(100)의 개략도이다.

상기 투사형 화상표시장치(100)는 광원(21), 평행렌즈(24), 광분리수단(40), 광로조절수단(50), 광량조절수단(30) 및 화면(2)을 포함한다.

광원(21)은 고휘도의 백색광을 방사하고, 방사된 백색광은 촛점을 이루어 광량조절수단(30)의 반사면(31)에서 반사되어 평행렌즈(24)에 의해 평행하게 된다.

광분리수단(40)은 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속으로 분리한다. 광분리수단(40)은 백색광을 각각의 색을 갖는 광속들로 분리하는 제1 및 제2색선별 거울들(dichroic mirrors : 41,42)을 X자형 프리즘 방식으로 구성하여 이루어진다.

즉, X자형 프리즘이 제1색선별 거울(41)은 입사되는 백색광으로부터 적색의 광속을 반사시키고 나머지 녹색 및 청색광을 투과시며, X자형 프리즘의 제2색선별 거울(42)은 청색의 고아속을 반사시키고 나머지를 투과시킨다. 따라서, 제1 및 제2색선별 거울(41,42)은 입사되는 백색광을 반사 또는 투과시켜 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속들로 분리한다.

광로조절수단(50)은 기판들(61,71,81) 상에 각각 1차 광속들을 화소들과 대응하여 경로가 조절된 2차 광속들로 반사시키는 거울들(63,73,83)과 거울들(63,73,83)이 기울기를 갖도록 동작하는 액츄에이터들(62,72,82)이 각각 M×N개가 실장된 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들(60,70,80)로 이루어진다. 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들(60,70,80)의 액츄에이터들(62,72,82) 및 거울들(63,73,83)은 화소들과 대응하는데, 제1차 및 제2색선별 거울들(41,42)에서 분리되어 1차 입사되는 광속들이 거울들(63,73,83)의 기울기에 의해 광로가 조절되는 2차 광속들을 반사시킨다. 각각의 2차 광속들은 1차 광속들의 입사경로를 따라 반사되어 평행렌즈(24)를 통해 다시 집속된다. 평행렌즈(24)를 통과한 2차 광속들은 평행렌즈(24)에서 동시에 집속되어야 하므로, 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들(60,70,80)을 제1색선별 거울(41)에 입사되는 광이 광로를 따라 이동하는 거리가 동일하도록 위치시킨다.

광량조절수단(30)은 한 개 이상의 틈(32)을 가진 반사면(31)으로 이루어진다. 반사면(31)은 광원(21)으로 부터 방사되어 집속된 백색광을 평행렌즈(24)로 분산되게 반사시키고, 틈(32)들은 평행렌즈(24)에 의해 다시 집속된 2차 광속들의 광량을 조절하여 통과시킨다.

틈(32)들을 통과한 광량이 조절된 2차 광속들은 투사렌즈(23)을 통해 화면(22)에 동시에 투사되어 원하는 화상이 나타난다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치(100)은 X자형 프리즘 방식으로 구성된 제1 및 제2색선별 거울들(41,42)에 의해 백색광을 반사 또는 투과시켜 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속으로 혼색되지 않게 분리하고, 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들(60,70,80)은 입사되는 광경로가 모두 동일한 거리를 이루도록 위치한다.

따라서, 본 발명은 백색광을 반사 또는 투과시켜 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속으로 분리하므로 광손실이 줄어들어 광효율이 높아져 화상의 휘도를 향상시킬 수 있고, 제1 및 제2색선별 거울(41,42)들은 광 분리시 공간적으로 색을 분리하여 1차 광속들의 색의 혼색을 방지하므로 분리된 광의 색순도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원에서 방사된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 제1차 광속들로 분리하는 광분리수단과, 상기 분리된 1차 광속들을 다수개의 화소들에 대응되는 광의 경로들이 조절된 2차 광속들을 반사하는 광로조절수단과, 상기 2차 광속들이 광량을 조절하는 광량조절수단과, 상기 광량조절수단에서 광량이 조절된 2차 광속이 투사되어 소정 화상을 나타내는 화면을 포함하는 투사형 화상표시장치에 있어서, 상기 광분리 수단은 상기 광원에서 동시에 방사된 백색광을 모두 적색, 녹색 및 청색의 1차 광속들로 분리하며, 상기 광로조절수단은 상기 적색, 녹색 및 청색으로 각각 분리된 1차 광속들을 화소들에 대응하는 각각의 광의 경로들이 조절된 적색, 녹색 및 청색의 2차 광속들을 반사하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광분리 수단은 백색광에서 적색, 녹색 및 청색의 색광중 어느 하나의 색을 가지는 1차 광속을 반사시키고 나머지 두색의 색광을 통과시키며, 상기 나머지 두색의 색광중 다흔 하나의 색을 가지는 1차 광속을 반사시키고 나머지 또 다른 하나의 색을 가지는 1차 광속을 통과시키는 제1 및 제2색선별 거울로 이루어진 투사형 화상표시장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광분리 수단은 X자형 프리즘 방식으로 제1 및 제2색선별 거울들이 구성된 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 광로조절수단은 상기 분리된 1차 광속들이 각각 입력되는 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들로 이루어진 투사형 화상표시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1,2 및 3 액츄에이터 어레이 패널들은 상기 제1색선별 거울에 입사되는 광이 광로를 따라 이동하는 거리가 동일하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치.