KR980013365A - 투사형 화상표시장치의 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, AMA패널을 채용한 광학계에서 AMA패널에 입사되는 광비임과 반사광 비임의 경로를 분리적으로 설정하기 위해 광원(30)에서 발광되어 소오스 스톱부재(32)에 의해 정형화된 광비임을 집광하는 제 1필드렌즈(34)와, 그 제 1필드렌즈(34)에 대해 일정한 거리만큼 이격되어 그 제 1필드렌즈(34)를 통해 입사되는 광비임에 대해 일정한 반사각으로 유지되면서 상기 광비임을 컬러영상신호에 대응하여 광로조절하는 AMA패널(36), 상기 제 1필드렌즈(34)와는 광비임의 경로가 다르게 설정되어 상기 AMA패널(36)에서 광로조절된 광비임을 집광하는 제 2필드렌즈(38) 및, 그 제 2필드렌즈(38)에서 집광된 컬러광비임을 평행광으로 변환하여 투사스톱부재(42)를 통해 투사렌즈(44)에 입사되도록 하는 제 3필드렌즈(38)를 포함하여 구성된 것이다.

Description

투사형 화상표시장치의 광학계

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 AMA(Actuated mirror array)패널을 광로조절부재로서 채용하는 광학계에서 필드렌즈를 통해 AMA패널로 입사되는 광비임의 경로와 그 AMA패널에서 광로조절된 반사광의 경로를 분리적으로 설정해서 화면의 콘트라스트를 저하시키는 필드렌즈 반사광에 의한 노이즈성분(Ghost)을 제거하기 위한 투사형 화상표시장치의 광학계에 관한 것이다.

통상적으로, 컬러영상을 재현하는 화상표시장치는 대체로 컬러영상의 R/G/B컬러성분에 대응하여 R/G/B전자총에서 발광된 R/G/B컬러비임을 형광패널상에 형성된 R/G/B컬러화소에 도달시켜 컬러영상의 R/G/B컬러성분에 대응하여 컬러영상을 구현하는 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 위해 R/G/B전자총으로부터 형광패널까지의 전자비임의 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 의해 광손실이 초래되어 전체적인 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 다수의 AMA소자가 컬러영상의 화소의 수에 대응하게 집적된 구조를 갖게 된다.

도 1은 AMA패널이 R/G/B컬러성분에 대응되게 채용된 경우의 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, 도 1에서 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 얻어지고, 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)에 의해 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, 도 1에 구성된 광학계에 따르면 AMA패널(18)에 입사되는 광비임과 그 AMA패널(18)에서 광로조절된 반사광이 대체로 합쳐진 상태로 입사 및 반사가 이루어지게 되는 바, 그 경우 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 무반사 코팅의 한계에 의해 여전히 필드렌즈(16)에서는 반사광의 성분이 존재하게 되는 바, 그 반사광은 노이즈성분(Ghost)으로 작용하게 되어 스크린상에 투영되는 컬러영상신호의 콘트라스트를 저하시키게 되므로 화질의 열화가 초래되게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, AMA패널을 채용하는 투사형 화상표시장치의 광학계에서 AMA패널의 전단에 일정한 간격으로 이격되게 필드렌즈를 배치하면서 그 필드렌즈를 통과하여 AMA패널에 입사되는 광비임의 경로와 그 AMA패널에서 컬러영상에 기초하여 광로조절된 반사광의 경로를 분리적으로 설정해서 필드렌즈 반사광에 의한 노이즈성분이 제거되어 화질의 열화가 초래되지 않도록 하기 위한 투사형 화상표시장치의 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 예에 따르면 광원에서 발광되어 소오스 스톱부재에 의해 정형화된 광비임을 집광하는 제 1필드렌즈와, 그 제 1필드렌즈에 대해 일정한 거리만큼 이격되어 그 제 1필드렌즈를 통해 입사되는 광비임에 대해 일정한 반사각으로 유지되면서 상기 광비임을 컬러영상신호에 대응하여 광로조절하는 AMA패널, 상기 제 1필드렌즈와는 광비임의 경로가 다르게 배치되어 상기 AMA패널에서 광로조절된 광비임을 집광하는 제 2필드렌즈 및, 그 제 2필드렌즈에서 집광된 컬러비임을 평행광으로 변환하여 투사스톱부재를 통해 투사렌즈에 입사되도록 하는 제 3필드렌즈를 포함하여 구성된 투사형 화상표시장치의 광학계가 제공된다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에 의하면, AMA패널의 전단에 필드렌즈를 일정한 거리만큼 이격시키고, 그 AMA패널의 반사광의 경로를 상기 필드렌즈를 통하 입사광의 입사경로와 분리되도록 설정해서 필드렌즈에서의 반사광이 투사렌즈측으로 전달되지 않도록 하여 필드렌즈반사광의 노이즈성분에 의한 화질의 열화가 방지된다.

도 1은 종래의 일예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 계통도

도 2는 본 발명의 바람직한 예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 계통도이다

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 광원 12: 소오스 스톱부재

14: 반사미러 16: 필드렌즈

18: AMA패널 20: 투사스톱부재

22: 투사렌즈 30: 광원

32: 소오스스톱부재 34: 제 1필드렌즈

36: AMA패널 38,40: 제 2 및 제 3필드렌즈

42: 투사스톱부재 44: 투사렌즈

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 예에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계를 나타낸 계통도이다.

동 도면에서, 참조부호 30은 도 1에서 설명한 광원(10)과 동일하게 고휘도의 백색광을 발광하는 광원을 나타내고, 32는 그 광원(30)에서 발광된 광비임을 정형화하는 소오스 스톱부재를 나타내며, 34는 상기 소오스 스톱부재(32)에서 정형화된 광비임을 집광하는 제 1필드렌즈를 나타낸다.

36은 상기 제 1필드렌즈(34)를 통해 입사되는 광비임을 컬러영상신호의 R/G/B컬러성분에 대응하여 광로조절하는 AMA패널을 나타내는 바, 그 AMA패널(36)은 상기 제 1필드렌즈(34)에서 입사되는 입사광의 광축(36a)에 대해 반사광의 광축(36b)이 상호 다르게 되도록 일정한 각도를 유지하여 배치되며, 그 AMA패널(36)에서 컬러영상의 R/G/B컬러성분에 기초하여 광로조절된 반사광은 경로(36c)로 설정되게 된다.

또, 도 2에서 참조부호 38은 상기 AMA패널(36)에서 광로조절된 컬러비임을 집광하는 제 2필드렌즈를 나타내고, 40은 그 제 2필드렌즈(38)에서 집광된 컬러비임을 평행광으로 변환하여 투사스톱부재(42)를 통해 투사렌즈(44)에 입사되도록 하는 제 3필드렌즈를 나타낸다.

따라서, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에서는 상기 광원(30)에서 발광된 광비임을 상기 AMA패널(36)에 입사시키는 제 1필드렌즈(34)가 그 AMA패널(36)과 일정한 거리만큼 이격설치됨과 더불어 상기 AMA패널(36)의 반사광의 경로와 분리적으로 설치되고, 그에 따라 상기 제 1필드렌즈(34)의 반사광이 투사됨에 의한 컬러영상의 콘트라스트가 영향을 받지 않게 된다.

또한, 상기 AMA패널(36)에 입사되는 광비임의 경로와 반사광의 경로가 다르게 설정됨에 따라 도 1에 도시된 반사미러(14)의 채용은 불필요하게 되고, 광원(30)에서 발광된 백색광비임이 소오스 스톱부재(32)와 제 1필드렌즈(34)를 통과하여 AMA패널(36)에 입사되게 된다.

이어, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계의 작용에 따르면, 상기 광원(30)에서는 고휘도의 백색광비임이 발광되어 소오스 스톱부재(32)에서 정형화되고, 그 정형화된 광비임이 제 1필드렌즈(34)에서 집광되어 광경로(36a)에 기준하여 상기 AMA패널(36)에 입사된다.

그러면, 상기 AMA패널(36)은 상기 제 1필드렌즈(34)에서 입사되는 광비임의 반사광의 경로(36b)에 대해 컬러영상신호의 R/G/B컬러성분에 대응하는 틸팅작용을 수행하여 광로조절하게 되고, 그 광로조절된 컬러비임이 경로(36c)를 따라 상기 제 2필드렌즈(38)에 집광된다.

상기 제 2필드렌즈(38)에 의해 집광된 컬러비임은 제 3필드렌즈(40)에 의해 평행광으로 변환되어 상기 투사스톱부재(42)를 통과하여 투사렌즈(42)에 인가되고, 그 투사렌즈(42)에서 컬러비임이 스크린(도시 생략)상에 투사되어 그 스크린상에는 컬러영상이 투영되게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광학계에 의하면, AMA패널이 채용된 광학계에서 그 AMA패널에 대한 광비임의 입사경로와 컬러영상시놓에 대한 반사광의 경로를 분리적으로 설정하면서 그 AMA패널의 전단에는 필드렌즈가 배치되지 않도록 함으로써, 필드렌즈의 반사광이 투사렌즈를 통해 스크린상에 투사되는 일이 회피되고, 그에 따라 필드렌즈의 반사광에 의한 노이즈성분이 스크린상의 화상에 영향을 주지 않게 되며, 그에 따라 화상의 콘트라스트가 제대로 확보되어 화질의 열화가 초래되지 않게 된다.

Claims (1)

1. 광원(30)에서 발광되어 소오스 스톱부재(32)에 의해 정형화된 광비임을 집광하는 제 1필드렌즈(34)와, 상기 제 1필드렌즈(34)에 대해 일정한 거리만큼 이격되어 그 제 1필드렌즈(34)를 통해 입사되는 광비임에 대해 일정한 반사각으로 유지되면서 상기 광비임을 컬러영상신호에 대응하여 광로조절하는 AMA패널(36), 상기 제 1필드렌즈(34)와는 광비임의 경로가 다르게 배치되어 상기 AMA패널(36)에서 광로조절된 광비임을 집광하는 제 2필드렌즈(38) 및, 상기 제 2필드렌즈(38)에서 집광된 컬러광비임을 평행광으로 변환하여 투사스톱부재(42)를 통해 투사렌즈(44)에 입사되도록 하는 제 3필드렌즈(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치의 광학계.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.