KR100296415B1 - Cooling Apparatus In Projection System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기본 광학부품으로 삽입되는 액정디스플레이 및 편광판의 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a liquid crystal display and a polarizing plate inserted into a basic optical component.
본 발명의 프로젝션 시스템의 냉각장치는 화상합성부를 둘러싸는 형태로 형성되어 밀폐된 공간을 마련하는 가이드부와, 상기 가이드부 외부의 측면에 설치되며 펠티어 원리를 이용하여 상기 가이드부 내부를 냉각시키기 위한 펠티어 냉각소자와, 상기 펠티어 냉각소자의 냉각부 측면에 설치되어 상기 냉각부에 의해 냉각된 공기를 상기 가이드부 내부에서 순환시키기 위한 팬과, 상기 펠티어 냉각소자의 발열부측에 부착되어 상기 발열부에 의해 발생된 열을 방출시키기 위한 방열판을 구비하는 것을 특징으로 한다.The cooling apparatus of the projection system of the present invention is formed in a shape surrounding the image synthesis unit, and a guide unit for providing a closed space, and installed on the side of the outside of the guide unit and for cooling the inside of the guide unit using the Peltier principle. A Peltier cooling element, a fan installed at the side of the cooling part of the Peltier cooling element, for cooling the air cooled by the cooling part in the guide part, and attached to the heat generating part side of the Peltier cooling element, It is characterized by including a heat sink for releasing heat generated by.
본 발명에 의하면, 화상합성부를 외부온도에 의해 영향을 받지 않도록 밀폐시킨 후 펠티어 원리를 이용한 냉각소자를 이용하여 액정디스플레이 및 편광판을 냉각함으로써 냉각효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부온도에 관계없이 일정하게 낮은 온도상태를 유지할 수 있게 된다.According to the present invention, the image synthesis unit is sealed so as not to be affected by the external temperature, and then the cooling efficiency is increased by cooling the liquid crystal display and the polarizing plate using a cooling element using the Peltier principle. It is possible to maintain a low temperature.
Description
본 발명은 비디오 프로젝션 시스템(Video Projection System)에 관한 것으로, 특히 프로젝션 시스템에서 기본 광학부품으로 삽입되는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD) 및 편광판의 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video projection system, and more particularly to a cooling device for a liquid crystal display (LCD) and a polarizing plate inserted into a basic optical component in a projection system.
일반적으로, 프로젝션 시스템은 광원과 광학계로 구성되어 화상 등을 확대하여 스크린 상에 투사하는 장치로서 음극선관(Cathode Ray Tube)을 장착한 프로젝션 시스템에 이어 최근에는 LCD를 장착한 LCD 프로젝션 시스템이 보급되고 있다. LCD 프로젝션 시스템은 기본 광학부품으로 램프와 LCD 및 편광판을 구비하고 있다.In general, a projection system is composed of a light source and an optical system to enlarge an image, etc. to project on the screen, followed by a projection system equipped with a cathode ray tube (LCD) projection system has recently become popular have. The LCD projection system is a basic optical component that includes a lamp, an LCD and a polarizer.
도 1은 종래의 LCD 프로젝션 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 1의 LCD 프로젝션 시스템은 빛을 발생하는 램프(2)와, 광경로상에 반사경 및 집속렌즈 등과 같은 렌즈군이 삽입되는 광통(4)과, 3매의 편광판 및 LCD 모듈(6)과 프리즘(8)으로 이루어진 합성계와, 프리즘(8)으로부터 입사되는 영상을 스크린(10)에 확대투사하는 투사렌즈(10)와, 램프의 밝기를 안정적으로 유지해 주는 밸러스트(Ballast)(14)를 구비한다.1 is a view schematically showing the structure of a conventional LCD projection system, wherein the LCD projection system of FIG. 1 includes a light generating lamp 2 and a light tube into which a lens group such as a reflector and a focusing lens is inserted in an optical path; (4), a composite system consisting of three polarizing plates, an LCD module (6) and a prism (8), a projection lens (10) for projecting an image incident from the prism (8) onto the screen (10), and a lamp It is provided with a ballast (Ballast) 14 to maintain the brightness of the stable.
도 1에 도시된 LCD 프로젝션 시스템에서 램프(2)로는 통상 고출력의 메탈 할라이드 램프가 사용된다. 이러한, 램프(2)에서 출사된 고출력의 광빔은 광통(4) 내에 삽입된 렌즈군을 통해 3원색의 광빔으로 분할되게 된다. 분할된 각각의 광빔은 3매의 편광판 및 LCD 모듈(6)을 통해 입력 영상정보에 따라 광투과율이 조정된상태에서 프리즘(8)으로 투과된다. 프리즘(8)은 3매의 편광판 및 LCD(6)을 투과하여 입사되는 3원색의 화상을 합성하여 투사렌즈(10) 쪽으로 진행시키고, 투사렌즈(10)는 프리즘(8)으로부터의 화상을 스크린(12)에 확대투사시키게 된다.In the LCD projection system shown in FIG. 1, a high power metal halide lamp is usually used as the lamp 2. The light beam of high power emitted from the lamp 2 is divided into three primary color light beams through the lens group inserted in the light tube 4. Each of the divided light beams is transmitted through the three polarizing plates and the LCD module 6 to the prism 8 with the light transmittance adjusted according to the input image information. The prism 8 synthesizes images of three primary colors transmitted through the three polarizing plates and the LCD 6 toward the projection lens 10, and the projection lens 10 screens the image from the prism 8. It is projected to (12).
이러한 구성의 LCD 프로젝션 시스템에서 스크린(12)에 투사되는 광빔의 세기가 클수록 사용자들이 편하게 영상을 감상할 수 있게 된다. 이에 따라, 램프(20)에서 출사된 광빔의 손실을 적게 하여 편광판 및 LCD 모듈(6)로 입사되는 광빔의 양을 크게하는 노력이 많이 시도되어 계속 기술적으로 발전하는 단계에 있다. 또한, LCD 프로젝션 시스템은 밝기를 향상시키기 위해 고출력의 광원 즉, 메탈 할라이드 램프를 사용하고 있다. 이로 인하여, LCD 프로젝션 시스템의 내부에는 많은 양의 열이 발생하게 된다. 이 열은 LCD 프로젝션 시스템의 화상합성계의 광학부품인 LCD 패널과 편광판의 온도를 증가시키므로써 부품들의 손상을 야기시킬 뿐만 아니라 회로부에도 악영향을 끼치고 있다. 이에 따라, LCD 프로젝션 시스템의 밝기 향상에 따라 LCD 패널과 편광판에 가해지는 복사에 의한 열을 냉각시키기 위하여 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 축류팬(Axial Fan)(18)을 이용한 강제대류 방식을 취하고 있다.In this configuration of the LCD projection system, the greater the intensity of the light beam projected on the screen 12, the more comfortable the user can enjoy the image. Accordingly, many efforts have been made to reduce the loss of the light beam emitted from the lamp 20 to increase the amount of the light beam incident on the polarizing plate and the LCD module 6, and the technical development continues. In addition, the LCD projection system uses a high power light source, a metal halide lamp, to improve the brightness. As a result, a large amount of heat is generated inside the LCD projection system. This heat increases the temperature of the LCD panel and the polarizer, which are the optical components of the image synthesis system of the LCD projection system, thereby causing damage to the components as well as adversely affecting the circuit portion. Accordingly, in order to cool the heat due to radiation applied to the LCD panel and the polarizer according to the brightness of the LCD projection system, a forced convection method using an axial fan 18 is conventionally used as shown in FIG. 2. Getting drunk.
도 2에서 LCD 프로젝션 시스템의 화상합성부는 통상 사각 프리즘(8)의 3면에 인접하여 3원색, 즉 적(R)·녹(G)·청(B) 각각에 대응되는 3매의 LCD와 이 LCD의 배면쪽으로 배치되어 상기 3원색의 광빔 각각을 LCD에 공급하는 3매의 편광판을 구성으로 하는 LCD 및 편광판 모듈(6)을 구비한다. 이러한 화상합성부의 위에 축류팬(18)과 공기흡입구를 더 구비하여 강제대류방식으로 LCD 및 편광판 모듈(6)에 가해지는 열을 배출시키고 있다. 이 경우, 외부의 공기온도가 낮으면 낮을수록 냉각능력은 커지게 되나 통상적으로 LCD 프로젝션 시스템의 사용환경은 실내이므로 25℃∼30℃ 정도로 볼 수 있다. 또한, 외부의 공기를 흡입할 때 먼지 및 오염물질이 함께 들어오는 것을 방지하기 위하여 에어필터(20)를 함께 사용하게 되는데 이 에어필터(20)는 팬(18)의 흡입 풍량에서 저항원으로 작용하여 흡입풍량이 작아지게 됨으로써 냉각능력이 떨어지는 단점이 있다. 나아가, 장시간 사용하는 경우 에어필터(20)에 먼지가 끼어 유로저항이 커지게 됨으로써 냉각능력은 더욱 더 떨어지게 된다.In Fig. 2, the image synthesizing unit of the LCD projection system is adjacent to the three sides of the rectangular prism 8 and has three LCDs corresponding to three primary colors, i.e., red (R), green (G), and blue (B), respectively. The LCD and the polarizing plate module 6 which are arrange | positioned toward the back of an LCD and consist of three polarizing plates which supply each of said three primary color light beams to an LCD are provided. An axial flow fan 18 and an air suction port are further provided on the image synthesizing part to dissipate heat applied to the LCD and the polarizer module 6 by forced convection. In this case, the lower the outside air temperature, the greater the cooling capacity, but typically, since the use environment of the LCD projection system is indoor, it can be seen as about 25 ° C to 30 ° C. In addition, the air filter 20 is used together to prevent dust and pollutants from coming in when the outside air is sucked in. The air filter 20 acts as a resistance source in the suction air volume of the fan 18. There is a disadvantage that the cooling capacity is lowered by the suction air volume is reduced. Furthermore, in the case of using for a long time, the air filter 20 becomes dusty, and thus the flow resistance becomes large, thereby lowering the cooling capacity.
이와 같이, 강제대류 방식의 냉각은 냉각효율이 미미한 단점이 있고, 냉각효율을 높이고자 냉각팬의 크기를 늘리는 경우 전체 프로젝션 시스템의 크기가 커질 뿐만 아니라 소음이 증대되는 문제점이 있다.As described above, the forced convection cooling has a disadvantage in that the cooling efficiency is insignificant, and when the size of the cooling fan is increased to increase the cooling efficiency, the size of the entire projection system is increased as well as the noise is increased.
따라서, 본 발명의 목적은 밀폐형 냉각소자를 이용함으로써 LCD 및 편광판의 온도를 외부온도와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지하게 하여 시스템의 안정정을 높일 수 있는 프로젝션 시스템의 냉각장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling system of a projection system that can increase the stability of the system by maintaining a constant temperature at all times regardless of the external temperature of the LCD and the polarizing plate by using the hermetic cooling element.
본 발명의 다른 목적은 밀폐형 냉각소자를 이용함으로써 에어필터가 필요없이도 광학부품에 오염물질 누적우려가 없는 프로젝션 시스템의 냉각장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cooling device of a projection system by using a sealed cooling element, there is no fear of accumulation of contaminants in the optical component without the need for an air filter.
도 1은 종래의 액정디스플레이 프로젝션 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the structure of a conventional liquid crystal display projection system.
도 2는 도 1에 도시된 화상합성부의 냉각원리를 나타낸 도면.2 is a view showing a cooling principle of the image synthesis unit shown in FIG.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정디스플레이 프로젝션 시스템 냉각 장치의 구조를 나타낸 도면.3 is a view showing the structure of a liquid crystal display projection system cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2 : 램프 4 : 광통2: lamp 4: light tube
6 : 편광판 및 액정디스플레이 모듈 8, 22 : 프리즘6: polarizer and liquid crystal display module 8, 22: prism
10 : 투사렌즈 12 : 스크린10: projection lens 12: screen
14 : 밸러스트 18, 24 : 팬14 ballast 18, 24 fan
20 : 에어필터 26 : 냉각부20: air filter 26: cooling unit
28 : 발열부 30 : 펠티어 냉각소자28: heating part 30: Peltier cooling element
32 : 방열판 34 : 액정디스플레이32: heat sink 34: liquid crystal display
36 : 편광판 23 : 단열재36: polarizing plate 23: heat insulating material
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 냉각장치는 화상합성부를 둘러싸는 형태로 형성되어 밀폐된 공간을 마련하는 가이드부와, 상기 가이드부 외부의 측면에 설치되며 펠티어 원리를 이용하여 상기 가이드부 내부를 냉각시키기 위한 펠티어 냉각소자와, 상기 펠티어 냉각소자의 냉각부 측면에 설치되어 상기 냉각부에 의해 냉각된 공기를 상기 가이드부 내부에서 순환시키기 위한 팬과, 상기 펠티어 냉각소자의 발열부측에 부착되어 상기 발열부에 의해 발생된 열을 방출시키기 위한 방열판을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the cooling system of the projection system according to the present invention is formed in a form surrounding the image synthesis unit, the guide unit for providing a closed space, and installed on the side of the outside of the guide unit using the Peltier principle A Peltier cooling element for cooling the inside of the guide part, a fan installed on the side of the cooling part of the Peltier cooling element, and a fan for circulating the air cooled by the cooling part in the guide part, and the heat generation of the Peltier cooling element It is attached to the side is characterized in that it comprises a heat sink for releasing heat generated by the heat generating portion.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above objects will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LCD 프로젝션 시스템의 냉각장치를 나타낸 도면으로서, 도 3에 도시된 냉각장치는 화성합성부를 둘러싸는 형태의 단열재(23)와, 단열재(23)의 일부분에 부착된 펠티어(Peltier) 냉각소자(30)와, 펠티어 냉각소자(30)의 냉각부(26)에 의해 냉각된 공기를 화상합성부 내에서 순환시키기 위한 팬(24)과, 펠티어 냉각소자(30)의 발열부(28) 측에 부착된 방열판(32)을 구비한다.3 is a view showing a cooling device of the LCD projection system according to an embodiment of the present invention, the cooling device shown in Figure 3 is attached to a portion of the heat insulating material 23 and the heat insulating material surrounding the compound compound portion 23; The Peltier cooling element 30, the fan 24 for circulating the air cooled by the cooling unit 26 of the Peltier cooling element 30 in the image synthesis unit, and the Peltier cooling element 30 The heat sink 32 attached to the heat generating part 28 side of the is provided.
도 3에 도시된 LCD 프로젝션 시스템의 냉각장치에서 화상합성부는 통상 사각 프리즘(22)의 3면에 인접하여 3원색, 즉 적(R)·녹(G)·청(B) 각각에 대응되는 3매의 LCD(34)와 이 LCD(34)의 배면쪽으로 배치되어 상기 3원색의 광빔 각각을 LCD에 공급하는 3매의 편광판(36)을 구성으로 하는 LCD 및 편광판 모듈을 구비한다. 단열재(23)는 화상합성부를 둘러싸는 형태로 형성되어 화상합성부가 위치하는 내부공간을 밀폐시킴으로써 화상합성부가 외부의 온도에 영향을 받지 않도록 한다. 이러한 단열재(23)의 일부에 구멍을 뚫어 펠티어 원리를 이용한 냉각소자(30)를 장착한다. 펠티어 냉각소자(30)의 냉각부(26)가 단열재(23) 측에 위치하도록 하고 그 전단에 팬(24)을 장착한다. 이에 따라, 펠티어 냉각소자(30)의 냉각부(26)에서 차가워진 공기를 내부의 팬(24)을 통해 순환시킴으로써 LCD(34) 및 편광판(36) 모듈의 온도를 낮출 수 있게 된다.In the cooling apparatus of the LCD projection system shown in Fig. 3, the image synthesis unit is adjacent to three sides of the rectangular prism 22, and corresponding to three primary colors, namely, red (R), green (G), and blue (B), respectively. An LCD and a polarizing plate module comprising a sheet of LCD 34 and three polarizing plates 36 arranged on the rear side of the LCD 34 and supplying each of the three primary light beams to the LCD are provided. The heat insulator 23 is formed in a shape surrounding the image synthesis unit to seal the internal space in which the image synthesis unit is located so that the image synthesis unit is not affected by the external temperature. A portion of the heat insulator 23 is drilled to mount the cooling device 30 using the Peltier principle. The cooling unit 26 of the Peltier cooling element 30 is positioned on the heat insulating material 23 side, and the fan 24 is mounted at the front end thereof. Accordingly, by circulating the air cooled in the cooling unit 26 of the Peltier cooling element 30 through the fan 24 therein, it is possible to lower the temperature of the LCD 34 and the polarizing plate 36 module.
상세히 하면, 펠티어 냉각소자(30)는 전력을 인가하면 냉각부(26)와 발열부(28)로 나누어지는 소자로서 냉각을 위한 제품에서도 사용되고 발열을 위한 제품에서도 사용되어진다. 이러한 펠티어 냉각소자(30)의 냉각부(26)에 팬의 구동에 의해 공기가 유동되도록 하는 경우 공기의 온도는 매우 낮아지게 된다. 예를 들면, 펠티어 냉각소자(30)의 냉각부(26)는 통상 최적조건에서는 -50℃까지 내려갈 수 있게 된다. 또한, 펠티어 냉각소자(30)의 발열부(28)에는 효율이 좋은 별도의 방열판(32)을 부착하여 발열부(28)에서 발생하는 열을 외부로 유출시킬 수 있게 된다. 그리고, 화상합성부는 단열재(23)에 의해 외부와 차단됨으로써 먼지 및 오염물질이 화상합성부의 광학부품에 누적되지 않게 된다.In detail, the Peltier cooling element 30 is an element divided into the cooling unit 26 and the heat generating unit 28 when electric power is applied, and is used in a product for cooling and also in a product for heat generation. When the air is flowed by the driving of the fan to the cooling unit 26 of the Peltier cooling element 30, the temperature of the air is very low. For example, the cooling section 26 of the Peltier cooling element 30 can generally be lowered to -50 ° C under optimum conditions. In addition, by attaching a separate heat sink 32 having good efficiency to the heat generating unit 28 of the Peltier cooling element 30, the heat generated from the heat generating unit 28 can be leaked to the outside. In addition, the image synthesis unit is blocked from the outside by the heat insulator 23 so that dust and contaminants do not accumulate in the optical component of the image synthesis unit.
이와 같이, LCD 및 편광판 모듈을 냉각시키기 위한 방법으로 펠티어 냉각소자와 밀폐된 공간에서의 공기 순환을 이용한 냉각방식은 종래의 팬에 의한 강제대류 냉각방식 보다는 냉각효율이 더 좋은 효과가 있다.As such, the cooling method using the Peltier cooling element and air circulation in an enclosed space as a method for cooling the LCD and the polarizing plate module has a better cooling efficiency than the forced convection cooling by the conventional fan.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예에서는 LCD 프로젝션 시스템만을 예로 들어 설명하고 있지만 LCD 프로젝션 TV에도 그대로 적용이 가능하게 된다.Meanwhile, in the above-described embodiment of the present invention, the LCD projection system is described as an example, but the present invention may be applied to the LCD projection TV as it is.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 냉각 장치에 의하면 화상합성부를 외부온도에 의해 영향을 받지 않도록 밀폐시킨 후 펠티어 원리를 이용한 냉각소자를 이용하여 LCD 및 편광판을 냉각함으로써 냉각효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부온도에 관계없이 일정하게 낮은 온도상태를 유지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 냉각 장치에 의하면 에어필터가 필요없이도 화상합성부의 광학부품에 외부로부터의 먼지 및 오염물질의 누적우려가 없게 된다.As described above, according to the cooling apparatus of the projection system according to the present invention, after sealing the image synthesis unit so as not to be affected by the external temperature, the cooling efficiency is increased by cooling the LCD and the polarizing plate using a cooling element using the Peltier principle. In addition to being able to maintain a constant low temperature regardless of the outside temperature. Further, according to the cooling apparatus of the projection system according to the present invention, there is no fear of accumulation of dust and contaminants from the outside in the optical component of the image synthesis unit without the need for an air filter.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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| KR100724040B1 (en) * | 2004-01-10 | 2007-06-04 | 김영식 | the system and method of surface contents display by the remote control of digital |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186784A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Seiko Epson Corp | Projection type display device |
-
1999
- 1999-01-16 KR KR1019990001195A patent/KR100296415B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186784A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Seiko Epson Corp | Projection type display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20000050982A (en) | 2000-08-05 |
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