KR100358621B1 - 액정투사장치와 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널류의 영상을 확대투사하는 액정투사장치에 관한 것으로, 특히 액정투사장치의 광원으로서 사용되는 램프의 냉각에 관한 것이며, 2-램프 이상의 램프를 가진 액정투사장치의 제공과, 램프내에 공기류로를 형성함으로써, 램프 내의 발광관의 온도를 소정의 온도 이하로 유지하는 램프의 제공을 목적으로 한것이다. 그 해결수단으로서, 복수의 램프와 상기 복수의 램프(1,2)를 개별적으로 냉각하는 복수의 냉각수단(12,13)을 구비한 액정투사장치에 있어서, 상기 램프(1,2)는, 공기배출구멍(an air discharge hole)(41A)을 가진 컵-형상 반사경(a cup-shaped reflecting mirror)(41)과, 공기 흡입구멍(an air suction hole)(50A)을 가진 애자(insulator)(50)와, 앞면 유리(a front glass)(42), 발광관(a light emitting tube)(40) 및 발광관을 냉각하기 위한 램프내의 공기 유로(air passages)(a내지c)를 구비한다. 상기 냉각수단(12,13)은 램프로부터 뜨거운 공기를 흡입하고, 그 뜨거운 공기를 케이스의 루버(louver)를 향해서 배출하게 한 것이다. 따라서, 램프와 액정투사장치는 효과적으로 냉각된다.

Description

액정투사장치와 램프{Liquid Crystal Projection Apparatus and Lamp}
본 발명은 액정패널류(liquid crystal panel and the like)의 영상을 확대투사하는 액정투사(Projection)장치에 관한 것이며, 특히 액정투사장치의 광원으로서 사용되는 램프의 냉각에 관한 것이다.
종래부터 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등의 광원을 사용해서 액정패널의 영상을 확대투영하는 장치가 발매되고 있다. 이들 액정투사장치에서는, 램프 광원(lamp light source)으로부터 발생된 광(light)이 미러(mirror) 등의 광학계(optical system)를 경유해서 액정패널(liquid crystal panel)에 집광되고, 투사 렌즈(projection lens)를 통해서 스크린에 비추어지게 된다. 최근에는, 밝은 방에서도 대화면의 투사영상을 볼 수 있도록, 고휘도 타입(high luminance type)의 액정투사장치가 등장해 오고 있다. 고휘도 타입의 액정투사장치(liquid crystal projection apparatus)는, 고출력 램프(high output lamp), 소형화된 발광체(small-sized light emitting device), 개선된 광이용률(light utilization rate)을 가진 광학계를 구비하고 있다. 도 5는 이들 액정투사장치의 광학계의 일 예이다. 더욱 더 화상의 밝기를 향상시키기 위해, 광원으로서 2-램프 이상의 램프를 가진 액정투사장치도 등장하고 있다.
본 발명의 액정투사장치는 광원으로서 2-램프 이상의 램프를 가진다. 도 6(a) 및 도 6(b)는, 일본국 특개평 5-29320호 공보에 개시되어 있는 액정투사장치의 2-램프 광학계이다. 도 7은, 일본국 특개평 5-49569호 공보에 개시되어 있는 액정투사장치의 2-램프 광학계이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 발광관(a light emitting tube)(20)은 타원 또는 포물면의 반사경(21)의 초점 근처에 고착되고, 발광관으로부터의 광은, 제 1 렌즈 어레이(24), 제 2 렌즈 어레이(25) 및 필드 렌즈(23)로 이루어진 집광계 부품(focusing system parts)을 통과한 후, 액정 패널(26)을 비추어 밝힌다. 상기 제 1 렌즈 어레이(24)와 제 2 렌즈 어레이(25)는 화면을 균일하게 조명하기 위한 적분기 기능(integrator function)을 가진다. 액정패널(26)로부터의 상(image)은, 크로스 프리즘(cross prism)에 의해 컬러 상(color image)로 합성된 후, 투사 렌즈(projection lens)(27)에 의해 스크린에 확대 투영된다. 2-램프 광학계는 밝은 화상을 얻을 수 있으나, 2-램프의 냉각에 문제가 있다.
도 7은 2-램프의 냉각의 일 예를 도시한다. 축류팬(an axial flow fan)(30)은 발광관(20)의 상부를 약 950℃이하, 실 부(seal part)를 350℃이하의 온도로 유지하기 위하여 램프를 후방으로부터 냉각한다. 그러나, 2-램프의 경우, 예를 들면 초고압 수은(super-high pressure mercury lamps)등과 같이 반사경과 앞면 유리로 둘러쌓인 구조의 램프의 경우, 가령 램프의 앞면 유리 부근에 공기구멍(air vent)이 있어도, 후방으로부터 축류팬(30)에 의해 냉각해서 램프의 온도상승을 제한하는 것이 곤란하다. 또, 2개의 램프를 동일한 상태로 냉각하는 것도 곤란하다. 2개의 램프의 냉각 및 장치 전체의 냉각은 장치의 사이즈를 콤팩트하게 할수록 더 곤란하다.
본 발명은 상기 과제를 해결하고, 장치 내부의 온도를 소정 온도 이하로 유지하고, 또한 2-램프 이상의 램프를 동일한 상태로 냉각하는, 2-램프 이상의 램프를 가진 액정투사장치(a liquid crystal projection apparatus)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은, 램프내에 공기 유로(air passage)를 형성함으로써, 램프내의 발광관 및 다른 부품들의 온도를 소정의 온도 이하로 유지하는 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 액정투사장치의 평면도,
도 2는 도 1의 부분확대도,
도 3은 도 2의 절단선(S-S) 방향에서 본, 본 발명의 램프의 단면도,
도 4는 본 발명의 액정투사장치의 2-램프 광학계를 도시한 도면,
도 5는 종래의 액정투사장치의 1-램프 광학계를 도시한 도면,
도 6은 종래의 액정투사장치의 2-램프 광학계를 도시한 도면,
도 7은 종래의 액정투사장치의, 다른 2-램프 광학계를 도시한 도면,
도 8은 렌즈 어레이의 발광체상(a light emitting device image)을 도시한 평면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1, 2: 램프 5: 콜리메이터렌즈
7: 제 1 렌즈 어레이 8: 제 2 렌즈 어레이
10: 램프커버상판 10A, 10B: 공기구멍
11: 램프커버하판 12, 13: 냉각수단
12B, 13B: 공기배출구 14: 케이스
15: 루버 15A: 개구
16: 에어 가이드 28: 미러
29a, 29b: 발광체상(像) 30: 합성 프리즘
31: 투사렌즈 32: 필드렌즈
40: 발광관 41: 컵-형상 타원반사경
41A: 공기배출구멍 42: 앞면 유리
50: 애자 50A: 공기흡입구멍
52: 램프 하우스 53A, 53B: 공기구멍
a, b, c, d, e: 공기 유로
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정투사장치는 복수의 램프를 구비하고 있고, 복수의 램프의 각 램프에는 그 각 램프를 냉각하는 부속 냉각수단을 구비하고 있다. 환언하면, 본 발명의 액정투사장치는, 상기 복수의 램프를 개별적로 냉각하기 위한, 상기 복수의 램프와 동일한 수의 냉각수단을 구비하고 있다. 따라서 복수의 램프는 동일한 상태로 냉각된다.
상기 냉각수단은, 공기 흡입구(air suction port)와 공기 배출구(air discharge port)를 구비하고 있다. 공기 흡입구와 공기 배출구를 구비한 원심팬(a centrifugal fan)을 냉각수단으로서 사용할 수 있다. 상기 부속 냉각수단은, 램프의 상부 또는 하부에 배치된다. 즉, 모든 부속 냉각수단은 복수의 램프의 상부에 병렬로 배치되거나, 또는 복수의 램프의 하부에 병렬로 배치된다. 램프는 공기 흡입구멍(air suction hole)과 공기 배출구멍(air discharge hole)을 구비하고 있다. 상기 냉각수단은 램프의 공기 배출구멍으로부터 뜨거운 공기를 흡입(suck in)하고, 이 뜨거운 공기를 액정투사장치의 케이스의 루버(louver)를 통해서 장치의 밖으로 배기한다.
루버(louver)는 냉각수단의 공기 배출구의 근처에 형성되어 있으므로, 램프로부터의 뜨거운 공기는, 장치의 내부를 가열하는 일 없이 장치의 밖으로 배기된다. 따라서, 램프의 공기 흡입구멍으로부터 공기 배출구멍으로 램프내를 흐르는 공기류로(air stream flowing)가 형성되고, 이 공기류로가 램프내의 발광관과 다른 부품들을 효과적으로 냉각한다.
상기 루버(louver)는, 화상투사방향을 앞쪽 방향으로 정의할 때, 앞쪽 방향으로부터 경사져 개구되어 있다. 따라서, 액정투사장치의 사용자는 통상 장치의 옆 또는 뒤에 위치하므로, 장치로부터의 열풍, 소음, 누설광 등의 영향을 받지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예의 액정투사장치(liquid crystal projection apparatus)를 표시한 평면도, 도 2는 도 1의 부분확대도, 도 3은 도 2의 절단선(S-S) 방향에서 본 램프의 단면도이고, 도 4는 2-램프 광학계(a two-lamp optical system)를 나타낸다.
도 1 및 도 4에 표시한 바와 같이, 본 실시예의 2-램프 광학계는 램프(1) 및 램프(2)를 가지고 있다. 각 램프는, 컵-형상 타원 반사경(a cup-shaped elliptical reflecting mirror)(41)의 초점 부근에 고정된 발광관(a light emitting tube)(40)과, 타원 반사경(41)의 앞면을 커버하는 앞면유리(a front glass)(42)를 구비하고 있다. 램프로부터의 광(light)은, 합성 프리즘(a combination prism)(35)에 의해 굴절되고, 콜리메이터 렌즈(a collimator lens)(5)에 의해 거의 평행광(a nearly parallel light)으로 변환되어, 제 1 렌즈 어레이(7)의 각 셀로 입사하고, 다수의 미소 광속(multiple small luminous fluxes)으로 분할되어, 제 2 렌즈 어레이(8)의 대응하는 각 셀 위로 수렴(converging)한다. 제 1 렌즈 어레이(7)와 제 2 렌즈 어레이(8)는 동일한 형상일 수 있다. 제 2 렌즈 어레이(8)에는, 램프(1,2)의 발광체상(light emitting device images)(29a,29b)이 도 8에 나타낸 바와 같이, 각 셀의 좌우측에 형성된다. 그 후, 색분리계(color separating system)의 미러(mirror)(28), 필드 렌즈(filed lens)(32), 합성 프리즘(combining prism)(30) 및 투사 렌즈(projection lens)(31)를 더 구비하며, 이들은 종래의 액정투사장치의 그것들과 거의 동일하다. 이들 광학계의 부품들은 액정투사장치의 본체내에 수용되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 램프는 램프 하우스(52)속에 배치되어 있다. 상기 램프 하우스(52)는 램프커버상판(a lamp cover upper plate)(10)과 램프커버하판(a lamp cover lower plate)(11)의 사이에 배치되어 있다. 램프커버상판(10)에는, 공기구멍(air vents)(10A,10B)이 뚫려있다. 램프(1,2)에 부속되는 냉각수단(cooling means)(12,13)이 램프커버상판(10)에 배치되어 있다. 즉, 냉각수단(12,13)은, 램프의 상부에 병렬로 배치되어 있다. 상기 냉각수단(12,13)은 공기 흡입구(air suction ports)와 공기 배출구(air discharge ports)를 구비하고 있다. 통상, 시로코팬(sirocco fan)이라 호칭되는 원심 팬(a centrifugal fan)이 이 목적을 위해 사용된다. 상기 냉각수단(12)의 공기흡입구는, 램프커버상판(10)의 공기구멍(10A)에 직면해 있다.
상기 광학계의 부품, 램프, 냉각수단을 수용하고 있는 액정투사장치의 본체는 케이스(14)내에 수용된다. 상기 케이스(14)는 냉각수단의 공기 배출구(12B,13B)근방에 환기(ventilation)를 위한 루버(louver)(15)를 구비하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 루버(louver)(15)의 개구(openings)(15A)는 앞쪽 방향으로부터 경사져서(obliquely to the front direction) 개구되어 있고, 냉각수단의 공기배출구(12B)로부터의 공기 유로(air stream)의 방향은 루버(15)의 개구 방향(opening direction)과 일치한다. 또, 에어 가이드(air guide)(16)가 냉각수단의 공기배출구(12B)와 루버(15) 사이에서 연결되어 있다.
도 3은, 본 발명에서 사용되는 램프를 도시한다. 상기 램프는, 컵-형상 반사경(a cup-shaped reflecting mirror)(41), 컵-형상 반사경(41)의 바닥부에 장착된 애자(an insulator)(50), 컵-형상 반사경(41)의 개구 단부(opening end)에 장착된 앞면유리(a front glass)(41) 및 애자(50)에 의해 지지되면서 컵-형상 반사경(41)의 내부에 위치하는 발광관(a light emitting tube)(40)을 구비하고 있다. 애자(50)는 램프에 대하여 공기흡입구멍(an air suction hole)(50A)을 가진다. 컵-형상 반사경(41)은 램프에 대하여 그 개구 단부(opening end)에 공기배출구멍(an air discharge hole)(41A)을 가진다. 램프의 공기흡입구멍(50A)으로부터 램프의 공기배출구멍(41A)으로 램프내를 흐르는 공기흐름은, 발광관(light emitting tube)(40)을 따라서 흐르면서, 발광관(40)을 냉각한다.
램프(2)는 램프 하우스(52)속에 거의 밀봉되어(almost air-tightly) 배치되어 있다. 램프 하우스(52)는 램프커버상판(10)과 램프커버하판(11)의 사이에 거의 밀봉되어 배치되어 있다. 램프커버상판(10)에는 공기구멍(air vents)(10A,10B)이 개구되어 있다. 램프 하우스(52)에는 공기구멍(53A,53B)이 개구되어 있다.
따라서, 냉각수단(cooling means)(12)의 공기 흡입구(air suction port)는, 램프커버상판(10)의 공기구멍(10A)에 직면해있다. 냉각수단(12)이 동작하면, 냉각수단(12)은 공기 흡입구로부터 공기를 흡입하고, 그 결과, 도 3에 도시한 바와 같이 공기 유로(a∼b∼c∼d∼e)가 발생한다. 상기 공기류는, 램프내의 발광관(light emitting tube)(40)으로부터 열을 제거하고, 루버(louver)를 통과해서 액정투사장치(liquid crystal projection apparatus)의 밖으로 배출된다. 루버는 냉각수단의 공기 배출구의 근처에 형성되어 있으므로, 발광관(40)으로부터 제거된 열은 액정투사장치의 내부를 가열하지 않는다.
본 발명의 액정투사장치는, 복수의 램프를 개별적으로 냉각함으로써, 복수의 램프를 동일한 상태로 냉각한다. 본 발명의 냉각수단은 램프 내의 뜨거운 공기를 흡입하고, 그 뜨거운 공기를 케이스의 루버를 통해서 장치의 밖으로 배출한다. 상기 루버는 냉각수단의 공기 배출구의 근처에 형성되어 있으므로, 램프로부터의 뜨거운 공기는 액정투사장치의 내부를 가열하지 않는다. 따라서, 액정투사장치의 효과적인 냉각이 가능하게 된다. 또, 램프는 컵-형상 반사경과 앞면 유리(front glass)로 거의 완벽하게 밀폐되어 있으므로, 램프 각 부의 온도제어가 용이하다. 상기 루버는, 화상투사방향을 앞쪽 방향이라고 정의할 때, 앞쪽 방향으로부터 경사져서 개구되어 있다. 따라서, 액정투사장치의 사용자는 통상 장치의 옆 또는 뒤에 위치하므로, 장치로부터의 열풍(hot air), 소음, 누설광(leak light) 등의 영향을 받지 않는다.

Claims (9)

  1. 액정패널의 상(image)을 투사하기 위한 액정투사장치(a liquid crystal projection apparatus)에 있어서,
    (1) 램프를 냉각하기 위한 부속 냉각장치(a cooling device)를 구비하며, 광원(a light source)으로 쓰이는 복수의 램프;
    (2) 상기 액정 패널의 상(image) 및 상기 램프로부터의 광(light)으로 형성되는 투사된 상(projected image)을 투사하기 위한, 액정 패널(a liquid crystal panel)과 투사 렌즈(a projection lens)를 포함하는 광학계(an optical system); 및
    (3) 상기 액정투사장치의 케이스를 포함하되,
    여기서 상기 각 램프는,
    ① 공기 유출구멍(air discharge hole)을 가지는 컵-형상 반사경;
    ② 공기 흡입구멍(air suction hole)을 가지며, 상기 컵-형상 반사경의 바닥부에 장착된 애자(insulator);
    ③ 상기 컵-형상 반사경의 개구 단부에 장착된 앞면 유리(a front glass);
    ④ 상기 애자에 의해 지지되며, 상기 컵-형상 반사경의 내부에 배치된 발광관(a light emitting tube); 및
    ⑤ 상기 발광관을 냉각하기 위한, 상기 공기 흡입구멍으로부터 상기 공기 배출구멍으로의 공기 유로(an air passage)를 포함하는,
    액정투사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 냉각 장치(cooling device)는 공기 배출구(an air discharge port) 및 흡입구(a suction port)을 가지는 액정투사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 각각 상기 램프의 상부에 배치되는 액정투사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 각각 상기 램프의 하부에 배치되는 액정투사장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 냉각 장치는, 공기 배출구(an air discharge port) 및 흡입구(a suction port)를 가지는 원심 팬(a centrifugal fan)을 포함하는 액정투사장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 환기(ventilation)를 위한 루버(louver)를 가지며;
    상기 각 냉각 장치는 상기 각 램프의 공기 배출구멍(air discharge hole)으로부터 공기를 흡입(suck in)하여, 상기 루버를 통하여 배출하는 액정투사장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이스의 상기 루버는 앞쪽 방향으로부터 경사져서 개구되어 있으며;
    각 냉각 장치의 상기 공기 배출구멍으로부터의 배출 방향은 상기 루버의 개구 방향과 일치하는 액정투사장치.
  9. 공기 배출구멍(an air discharge hole)을 가지고 있는 컵-형상 반사경(cup-shaped reflecting mirror);
    공기 흡입구멍(an air suction hole)을 가지고 있으면서, 상기 컵-형상 반사경의 바닥부에 장착된 애자(insulator);
    상기 컵-형상 반사경의 개구 단부에 장착된 앞면 유리(a front glass);
    상기 애자에 의해 지지되며, 상기 컵-형상 반사경의 내부에 배치된 발광관(light emitting tube); 및
    상기 발광관을 냉각하기 위한, 상기 공기 흡입구멍으로부터 상기 공기 배출구멍으로의 공기 유로(air passage)를 포함하는,
    램프.
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