KR980010481A - 투사형 화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 단판의 AMA패널 또는 3판의 AMA패널이 갖추어진 광학계에서 그 AMA패널에 입사되는 광비임의 경로와 그 AMA패널에서 광로조절된 컬러비임의 반사경로를 분리시켜 렌즈반사광에 의한 노이즈성분을 제거하기 위해 광원(30)에서 발광된 백색광비임을 R/G/B컬러분리하는 컬러휠(32)을 선택적으로 통과(단판식 AMA패널의 경우)시켜 반사미러(36)에 의해 제1파라볼릭 미러(38)로 입사시키고, 그 제1파라볼릭 미러(38)에서 AMA패널(40；3판식의 경우 40a, 40b, 40c)에 입사되어 광로조절된 컬러비임이 상기 제1파라볼릭 미러(38)에서 투사렌즈(42)를 통해 제2파라볼릭 미러(44)상에 1차적으로 결상되며, 그 결상된 컬러비임이 투사렌즈(46)측으로 반사되어 스크린상에 투사되도록 한 것이다.

Description

투사형 화상표시장치의 광학계

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파라볼릭 미러계(Parabolic mirror system)를 채용하여 렌즈반사광에 의한 화질의 열화가 방지되도록 하기 위한 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것이다.

통상적으로, 컬러영상을 재현하는 화상표시장치는 대체로 형광패널상에 형성된 R/G/B컬러화소에 컬러영상의 R/G/B컬러성분에 대응하여 R/G/B전자총에서 발광된 R/G/B컬러비임을 충돌시키는 구조의 CRT장치로 대표되는 직시형 화상표시장치와, 컬러영상의 R/G/B컬러성분에 대응하여 R/G/B컬러비임을 투광제어하는 구조의 LCD패널로 대표되는 투사형 표시장치로 대별된다.

그 중, 직시형 화상표시장치를 대표하는 CRT장치에서는 R/G/B전자총에서 발광된 R/G/B컬러비임이 형광패널상의 R/G/B컬러화소에 도달되어 컬러영상을 재현하도록 하기 위한 절대적인 유동거리가 필요하게 되고, 그에 따라 CRT장치는 그 중량이 증대될 뿐만 아니라 대형 화면의 구현이 곤란한 실정이다.

그에 대해, 투사형 화상표시장치를 대표하는 LCD패널에서는 R/G/B컬러비임의 투광조절에 의해 컬러영상을 구현하는 구조임에 따라 경박화(輕薄化)가 가능하게 될 뿐만 아니라 비교적 대형 화면의 구현이 가능하게 되지만, 편광판에 의한 광효율이 저하되는 결점을 갖게 된다.

그 점을 고려하여, 최근에는 컬러영상신호에 대응하여 입사광비임의 경로를 조절하는 AMA(Actuacted mirror array)가 1차원 어레이 또는 2차원 어레이로 집적형성된 AMA패널을 채용한 투사형 화상표시장치가 제안된 상태이다.

그 2차원 AMA어레이가 채용된 AMA패널에 따르면 컬러영상신호에 대응하여 전압제어되는 다수의 구동소자어레이(예컨대 트랜지스터 어레이)와 그 구동소자에 대응하게 접속되어 그 대응하는 구동소자의 전압레벨에 근거하여 입사광의 광로를 조절하는 AMA액츄에이터 및 그 AMA액츄에이터의 상부에 형성된 반사판을 갖춘 AMA소자가 화소의 수에 대응하게 집적된 구조를 갖게 된다.

제1도는 AMA패널이 채용된 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 계통도이다.

동 도면에서, 참조부호 10은 고휘도의 백색광을 발광하는 광원을 나타내고, 12는 그 광원(10)에서 발광된 백색광의 정형화를 위한 소오스 스톱부재를 나타낸다.

또, 제1도에서 14는 상기 소오스 스톱부재(12)에서 정형화된 백색광 비임을 일정한 각도로 전향반사시키는 반사미러를 나타내고, 16은 상기 반사미러(14)에서 전향반사되어 입사되는 광비임을 평행광으로 변환하는 필드렌즈를 나타낸다.

18은 상기 필드렌즈(16)를 통해 입사되는 광비임을 컬러영상신호의 R/G/B컬러성분에 대응하여 광로조절하여 반사하는 AMA패널을 나타내고, 20은 그 AMA패널(18)에서 광로조절된 컬러비임을 투사시키는 투사스톱부재를 나타내며, 22는 그 투사스톱부재(20)를 통과한 컬러비임을 스크린(도시 생략)상에 투사하여 그 스크린상에 컬러영상이 투영되도록 하기 위한 투사렌즈를 나타낸다.

그러한 구성의 광학계에 따르면, 광원(10)에서 발광된 고휘도의 백색광은 소오스 스톱부재(12)에 의해 정형화된 형태로 통과되고, 그 정형화된 광비임이 반사미러(14)에서 전향반사되어 필드렌즈(16)를 통해 AMA패널(18)에 입사되게 된다.

상기 AMA패널(18)에 입사된 광비임은 컬러영상신호의 R/G/B성분에 대응하여 틸팅작용하는 그 AMA패널(18)로부터 광로조절된 상태로 반사되어 상기 필드렌즈(16)를 통해 상기 투사스톱부재(20)를 통과하여 투사렌즈(22)에 인가되고, 그 투사렌즈(22)에서 스크린상에 투사됨에 따라 스크린상에 컬러영상이 투영되게 된다.

그런데, 제1도에 구성된 광학계에 따르면 AMA패널(18)에 입사되는 광비임과 그 AMA패널(18)에서 광로조절된 반사광이 대체로 합쳐진 상태로 입사 및 반사가 이루어지게 되고, 그 때문에 AMA패널(18)의 전단에 위치하는 필드렌즈(16)에서 입사광을 AMA패널(18)측으로 완전히 투과시키지 못하게 되면 그 필드렌즈(16)에서의 광비임의 일부가 투사스톱부재(20)를 통해 투사렌즈(22)측으로 반사된다.

여기서, 그 필드렌즈(16)에 대해 무반사코팅을 실행하는 경우를 가정하여도 그 필드렌즈(16)에 대한 무반사코팅의 한계에 의해 여전히 필드렌즈(16)에서는 반사광의 성분이 존재하게 되는 바, 그 반사광은 스크린상에서 노이즈성분(Ghost)으로 작용하게 되어 그 스크린상에 투영되는 컬러영상신호의 콘트라스트를 저하시키게 되므로 화질의 열화가 초래되게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주 목적은 파라볼릭 미러에 를 채용해서 AMA패널에 입사되는 광비임에 대한 반사광이 제거되도록 하여 스크린상의 화질이 증대되도록 하기 위한 단판식의 광로조절부재(AMA패널)를 채용한 투사형 화상표시장치의 광학계를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 파라볼릭 미러를 채용하여 AMA패널로의 입사광에 대한 렌즈반사광이 제거되도록 해서 광효율이 증대되도록 한 3판식의 광로조절부재를 채용한 투사형 화상표시장치의 광학계를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 광원에서 발광된 광비임을 소오스 스톱부재에 의해 정형화하고서 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광변조하고 그 광변조된 컬러비임을 투사렌즈를 통해 스크린상에 투사하도록 된 투사형 화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소오스 스톱부재에서 정형화된 광비임을 시차적인 R/G/B컬러비임으로 분리하는 컬러분리부재와, 그 컬러분리부재에서 분리된 R/G/B컬러비임을 전향반사시키는 반사미러, 그 반사미러에서 전향되어 입사되는 광비임을 AMA패널에 입사시켜 컬러화상신호에 기초하여 광변조되도록 하는 제1파라볼릭 미러, 그 제1파라볼릭 미러에서 반사되는 상기 광변조된 컬러비임을 스크린투사에 적합하게 정의하는 투사스톱부재, 그 투사스톱부재를 통과한 상기 컬러비임이 1차적으로 결상되어 그 결상된 컬러화상의 비임을 상기 투사렌즈측으로 전향시키는 제2파라볼릭 미러를 포함하여 구성된 투사형 화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기한 본 발명의 일실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에 의하면, 광원에서 발광되어 소오스 스톱부재에 의해 정형화된 광비임이 컬러분리부재에서 R/G/B컬러비임으로 분리되고나서 제1파라볼릭 미러로 전향반사되고, 그 제1파라볼릭 미러에 입사된 광비임은 단판식의 AMA패널로 전향되어 컬러화상신호의 컬러성분에 기초하여 광로조절되고나서 상기 제1파라볼릭 미러로 반사되고, 그 제1파라볼릭 미러에 반사된 상기 광로조절된 컬러비임은 투사스톱부재를 통해 제2파라볼릭 미러로 입사되어 투사렌즈로 전향되며, 그에 따라 렌즈반사광이 투사렌즈측으로 전달되지 않게 되어 화질 이 영향을 받지 않게 된다.

또, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 광원에서 발광된 광비임을 소오스 스톱부재에 의해 정형화하고서 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광변조하고 그 광변조된 컬러비임을 투사렌즈를 통해 스크린상에 투사하도록 된 투사형 화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소오스 스톱부재에서 정형화된 광비임을 전향반사시키는 평면반사미러와, 그 평면반사미러에서 전향되는 광비임을 집광시키는 제1파라볼릭 미러, 그 제1파라볼릭 미러에서 입사되는 광비임을 R/G/B컬러성분으로 분리하는 다이크로익 프리즘, 상기 분리된 R/G/B컬러비임을 컬러화상신호에 대응하여 광변조하는 R/G/B컬러의 AMA패널, 상기 R/G/B컬러의 AMA패널에서 광변조된 R/G/B컬러비임을 스크린투사에 적합하게 정의하는 투사스톱부재, 그 투사스톱부재를 통과한 상기 컬러비임을 상기 투사렌즈측으로 전향시켜 스크린상에 투사되도록 하는 제2파라볼릭 미러를 포함하여 구성된 투사형 화상표시장치의 광학계가 제공된다.

따라서, 상기한 구성의 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에 의하면 광원에서 발광되어 소오스 스톱부재에 의해 정형화된 광비임이 평면반사미러에 의해 제1파라볼릭 미러로 전향반사되고, 그 제1파라볼릭 미러에 입사된 광비임은 R/G/B다이크로익 프리즘에서 R/G/B컬러성분으로 분리되어 대응하는 R/G/B컬러성분의 AMA패널에서 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광로조절되고나서 상기 제1파라볼릭 미러로 반사되고, 그 제1파라볼릭 미러에 반사된 상기 광로조절된 컬러비임은 투사스톱부재를 통해 제2파라볼릭 미러로 입사되어 투사렌즈로 전향되며, 그에 따라 렌즈반사광이 제거되어 화질에 대한 노이즈영향이 배제되게 된다.

제1도는 종래의 일예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타내 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 광원 12 : 소오스 스톱부재

14 : 반사미러 18 : AMA패널

20 : 투사스톱부재 22 : 투사렌즈

30 : 광원 32 : 소오스 스톱부재

34 : 컬러휠 36 : 반사미러

38 : 제1파라볼릭 미러 40,40a,40b,40c : AMA패널

42 : 투사스톱부재 44 : 제2파라볼릭 미러

46 : 투사렌즈

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 도면이다.

동 도면에서, 참조부호 30은 고휘도의 백색광 비임을 발광하는 광원이고, 32는 그 광원(30)에서 발광된 백색광 비임을 소정의 형상(예컨대 구형상 또는 장방형상 등)으로 정형화하는 소오스 스톱부재이다.

또, 34는 상기 소오스 스톱부재(32)에서 정형화된 광비임을 R/G/B컬러비임으로 분리하는 컬러분리부재로서의 컬러휠을 나타내는 바, 그 컬러휠(34)은 대체로 R/G/B컬러분리영역을 갖추고서 컬러휠구동수단의 회동구동하에 1/60sec의 주기로 회전하면서 상기 광비임을 R/G/B컬러비임으로 시차적인 분리를 행하게 된다.

36은 상기 R/G/B컬러비임을 특정한 방향으로 전향시키는 평면반사미러이고, 38은 그 평면반사미러(36)에서 전향된 R/G/B컬러비임을 광변조되도록 입사시키거나 광변조된 컬러비임을 반사시키는 제1파라볼릭 미러를 나타낸다.

40은 상기 제1파라볼릭 미러(38)에서 입사되는 R/G/B컬러비임에 대해 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 순차적으로 광로조절하는 AMA패널을 나타내는 바, 그 AMA패널(40)은 화소구동소자에 의해 액츄에이터가 틸팅작용을 행하여 반사면에서 R/G/B컬러비임을 순차적으로 광변조형태로 반사시키게 된다.

또, 42는 상기 AMA패널(40)에서 광변조되어 상기 제1파라볼릭 미러(38)를 통해 반사되는 광로조절된 컬러비임을 스크린상에의 투사에 적합하도록 정의하는 투사스톱부재를 나타낸다.

동 도면에서, 44는 상기 투사스톱부재(42)를 통과한 컬러비임이 1차적으로 결상되는 제2파라볼릭 미러를 나타내고, 46은 그 제2파라볼릭 미러(44)에 결상된 컬러영상의 비임을 스크린상에 투사하는 투사렌즈를 나타낸다.

이어, 상기한 구성의 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계의 작용에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 광원(30)에서 발광된 고휘도의 백색광 비임은 소오스 스톱부재(32)를 통과하면서 소정의 형태로 정형화되고, 그 정형화된 컬러비임이 컬러휠(34)에 의해 시차적인 R/G/B컬러비임으로 분리된다. 그 분리된 R/G/B컬러비임은 평면반사미러(34)에서 제1파라볼릭 미러(38)측으로 전향반사되고나서 그 제1파라볼릭 미러(38)에서 AMA패널(40)로 입사된다.

따라서, 상기 AMA패널(40)에서는 상기 입사된 R/G/B컬러비임에 대해 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광로조절해서 상기 제1파라볼릭 미러(38)를 통해 상기 투사스톱부재(42)측으로 반사시키게 되며, 그 투사스톱부재(42)에 의해 정의되는 컬러비임이 상기 제 2파라볼릭 미러(44)에 1차적으로 결상되고나서 그 제2파라볼릭 미러(44)로부터 투사렌즈(46)측으로 반사되어 스크린상에 투영되게 된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에서는 R/G/B컬러비임의 분리를 위한 컬러휠과 제1 및 제2파라볼릭 미러를 채용하여 단판식 AMA패널에 입사되는 광로와 그 AMA패널에서 반사되는 광로중에서 렌즈반사광이 제거되어 노이즈광성분이 감소됨에 따라 화질의 열화가 방지될 수 있게 된다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 도면으로, 제2도에 도시된 실시예에서는 단판식의 AMA패널을 채용한 경우이지만 제3도에 도시된 실시예는 R/G/B컬러휠이 배제되면서 상기 제1파라볼릭 미러(38)의 후단에 R/G/B컬러분리를 위한 R/G-다이크로익 프리즘(48, 50)을 설치함과 더불어 R/G/B컬러비임의 광로조절을 위한 다수의 제1-제3AMA패널(40a, 40b, 40c)가 배치된 구조이다.

따라서, 제3도에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에서는 광원(30)에서 발광된 백색광 비임이 소오스 스톱부재(32)를 통과하면서 소정의 형상으로 정형화되고, 그 정형화된 광비임이 평면반사미러(34)에서 제1파라볼릭 미러(38)측으로 반사되게 된다.

이어, 상기 제1파라볼릭 미러(38)에서 반사되는 광비임은 R-다이크로익 프리즘(48)에서 R컬러성분만이 검출되어 대응하는 제1AMA패널(40a)에 입사되어 컬러화상신호의 R컬러성분에 대응적으로 광로조절되고나서 상기 R-다이크로익 프리즘(48)측으로 재반사된다. 또, 상기 광비임에서 G컬러성분만이 G-다이크로익 프리즘(50)에 의해 대응하는 제2AMA패널(40b)로 입사되어 컬러화상신호의 G컬러성분에 대응하여 광로조절되고나서 상기 G-다이크로익 프리즘(50)측으로 재반사된다. 그리고, 상기 R-다이크로익 프리즘(48)과 G-다이크로익 프리즘(50)을 통과하는 상기 광비임중의 B컬러성분은 대응하는 제3AMA패널(40)에 입사되어 컬러화상신호의 B컬러성분에 기초하여 광로조절되는 형태로 재반사되게 된다.

따라서, 상기 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 의해 광로조절된 R/G/B컬러비임은 재차 상기 제1파라볼릭 미러(38)를 통해 상기 투사스톱부재(42)를 통해 정의되고나서 상기 제2파라볼릭 미러(44)에 의해 1차적으로 결상되게 된다.

상기 제2파라볼릭 미러(44)에 의해 1차적으로 결상된 컬러화상의 비임은 투사렌즈(46)측으로 반사되어 그 투사렌즈(46)에서 스크린상으로 투영되게 된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에서도 제1-제3AMA패널에 대한 광비임의 입사경로와 광로조절된 반사광의 경로중에 렌즈표면이 존재하지 않게 되므로, 렌즈반사광에 의한 노이즈성분이 제거되어 화질의 열화가 방지될 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에 의하면 제1 및 제2파라볼릭 미러계를 채용하여 AMA패널로 입사되는 광비임과 그 AMA패널에서 광로조절된 컬러비임에 대해 렌즈표면에서의 반사광경로가 배제되게 됨으로써 렌즈반사광에 의한 노이즈성분이 제거되고, 그에 따라 화질의 열화가 극력 억제될 수 있게 된 것이다.

Claims (2)

1. 광원(30)에서 발광된 광비임을 소오스 스톱부재(32)에 의해 정형화하고서 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광변조하고 그 광변조된 컬러비임을 투사렌즈(46)를 통해 스크린상에 투사하도록 된 투사형 화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소오스 스톱부재(32)에서 정형화된 광비임을 시차적인 R/G/B컬러비임으로 분리하는 컬러분리부재(34)와, 상기 컬러분리부재(34)에서 분리된 R/G/B컬러비임을 전향반사시키는 평면반사미러(36)와, 상기 평면반사미러(36)에서 전향되어 입사되는 광비임을 AMA패널(40)에 입사시켜 컬러화상신호에 기초하여 광변조되도록 하는 제1파라볼릭 미러(38), 상기 제1파라볼릭 미러(38)를 통과하여 반사되는 상기 광변조된 컬러비임을 스크린투사에 적합하게 정의하는 투사스톱부재(42), 상기 투사스톱부재(42)를 통과한 상기 컬러비임이 1차적으로 결상되어 그 결상된 컬러화상의 비임을 상기 투사렌즈(46)측으로 전향시키는 제2파라볼릭 미러(44)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치의 광학계.
2. 광원(30)에서 발광된 광비임을 소오스 스톱부재(32)에 의해 정형화하고서 컬러화상신호의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광변조하고 그 광변조된 컬러비임을 투사렌즈(46)를 통해 스크린상에 투사하도록 된 투사형 화상표시장치의 광학계에 있어서, 상기 소오스 스톱부재(32)에서 정형화된 광비임을 전향반사시키는 반사미러(36)와, 상기 반사미러(36)에서 전향되는 광비임을 집광시키는 제1파라볼릭 미러(38), 상기 제1파라볼릭 미러(38)에서 입사되는 광비임을 R/G/B컬러성분으로 분리하는 다이크로익 프리즘(48, 50), 상기 분리된 R/G/B컬러비임을 컬러화상신호에 대응하여 광변조하는 R/G/B컬러의 제1-제3AMA패널(40a, 40b, 40c), 상기 R/G/B컬러의 제1-제3AMA패널(40a, 40b, 40c)에서 광변조된 R/G/B컬러비임을 스크린투사에 적합하게 정의하는 투사스톱부재(42), 상기 투사스톱부재(42)를 통과한 상기 컬러비임이 1차적으로 결상되고 그 결상된 컬러비임을 상기 투사렌즈(46)측으로 전향시키는 제2파라볼릭 미러(44)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치의 광학계.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.