KR100619017B1 - 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치 - Google Patents

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Abstract

광원에서 조사된 광의 콜리메이팅 특성을 개선하면서도 소형 장치를 구현할 수 있도록 된 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치가 개시되어 있다.
이 개시된 조명유니트는 베이스와; 이 베이스 상에 설치되며, 광을 생성 조사하는 하나 또는 복수개로 된 LED 칩과; 이 LED 칩을 감싸도록 베이스 상에 설치되어 LED 칩에서 조사된 광을 반사시켜 일 방향으로 향하도록 하는 것으로, 서로 다른 초점위치를 가지는 복수의 곡면으로 이루어진 반사경;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 개시된 화상투사장치는 상기한 조명유니트를 복수개 포함하여, 일 방향으로 광을 조사하는 조명유니트 어레이와; 조명유니트 어레이로부터 입사된 광이 균일광이 되도록 하는 광인티그레이터와; 이 광인티그레이터에서 출사된 균일광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성하는 화상형성소자와; 조명유니트 어레이와 화상형성소자 사이에 배치되어, 조명유니트 어레이 쪽에서 입사된 빔은 화상형성소자 방향으로 향하도록 하고, 화상형성소자 쪽에서 입사된 빔은 스크린 방향으로 향하도록 입사빔의 경로를 변환하는 빔스프리터와; 빔스프리터에 마주하게 배치되어, 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치{Illuminating unit and projection type image display apparatus employing the same}
도 1은 종래의 조명장치를 보인 개략적인 도면.
도 2는 수평 배치 구조의 광원을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유니트를 보인 개략적인 단면도.
도 3은 경사 배치 구조의 광원을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유니트를 보인 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유니트의 외형을 보인 개략적인 사시도.
도 5a 및 도 5b 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명유니트의 외형을 보인 개략적인 사시도 및 측면도.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명유니트의 외형을 보인 개략적인 사시도 및 측면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조명시스템의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상투사장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 화상투사장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10...베이스 20...광원
30, 40, 50...반사경 110, 120, 210...조명유니트 어레이
111, 211...조명유니트 113...집속렌즈
115, 220...광인티그레이터 121...제1조명유니트 어레이
123...제2조명유니트 어레이 125...제3조명유니트 어레이
130, 250...화상형성소자 140...칼라프리즘
150, 260...투사렌즈유니트 160...스크린
230...릴레이렌즈 240...빔스프리터
본 발명은 광원에서 조사된 광을 조명하는 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 비점광원에서 조사된 광의 콜리메이팅 특성을 개선하면서도 소형 장치를 구현할 수 있도록 된 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명유니트는 균일한 백색광을 조명하는 조명시스템에 채용되어, 광원에서 조사된 빔을 집광시켜 일 방향으로 향하도록 한다. 이 조명유니트는 광원 에서 조사된 빔을 집광시켜 콜리메이팅 광을 조명할 것이 요구된다. 한편, 이 조명유니트는 광원으로 발광소자(LED) 등의 비점광원(non-point light source)을 구비하는 바, 단일 곡률을 가지는 반사경을 통하여 반사시키는 경우는 콜리메이팅이 구조적으로 곤란하다는 문제점이 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 조명유니트는 백색광을 조사하는 LED 패키지(1)와, 이 LED 패키지(1)에서 조사된 광을 반사시키는 반사경(3)과, 입구 및 출구 어퍼쳐(5)(7)를 포함한다. LED 패키지(1)는 적색, 녹색, 청색 LED 칩을 반사경의 일 평면(3a)에 정렬시킨 구조로 되어 있어서, 각 LED 칩에서 조사된 빔을 합성함에 의해 백색 광을 조명한다. 이 LED 패키지(1)가 정렬된 평면(3a)은 상기 입구 어퍼쳐(5) 및 출구 어퍼쳐(7)와 평행하도록 배치된다.
상기 반사경(3)은 그 내측 단면 형상을 살펴 볼 때, 포물면에 가까운 다각형 구조로 되어 있다. 따라서, 이 반사경(3)에서 반사된 빔들이 콜리메이팅 특성을 비교적 잘 유지하면서도 색균일도를 확보한 채로 출구 어퍼쳐(7) 외부로 출사될 수 있다.
상기한 종래 기술에 따른 조명유니트는 다각형 구조의 반사경(3)을 채용한 점에 특징이 있는 것으로, 이와 같이 다각형 구조의 반사경(3)을 채용하는 경우에는 포물경, 구면경 또는 타원경에 비하여 콜리메이팅 특성을 개선할 수 있다는 이점이 있다.
하지만, 다각형 구조 제조 특성 상 조명장치의 크기를 줄이는데 한계가 있다. 이에 따라, 이 조명유니트에서 조사된 빔 스폿이 화상투사장치에 직접 적용하 기에는 적합하지 않은 크기를 가진다는 단점이 있다. 따라서, 화상투사장치의 조명장치로 이용하고자 하는 경우 별도의 집광 광학계가 요구되는 단점이 있다. 또한, 반사경 구조의 특성 상 소형화가 곤란하여 소형 조명장치를 구성하기 곤란하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 비점광원에서 조사된 광의 콜리메이팅 특성을 개선하면서도 소형화 할 수 있는 조명유니트를 제공하는데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 조명유니트를 채용하여 균일한 영상을 제공하면서도 크기를 소형화할 수 있도록 된 화상투사장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조명유니트는 베이스와; 상기 베이스 상에 설치되며, 광을 생성 조사하는 하나 또는 복수개로 된 LED 칩과; 상기 LED 칩을 감싸도록 상기 베이스 상에 설치되어 상기 LED 칩에서 조사된 광을 반사시켜 일 방향으로 향하도록 하고, 서로 다른 초점 위치를 가지는 복수의 곡면을 이루어진 반사경;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상투사장치는 서로 다른 파장의 빔 각각이 입사되는 제1 내지 제3입사면과, 출사면과, 특정 파장의 빔은 반사시키고 다른 파장의 빔은 투과시키는 제1 및 제2필터를 포함하는 칼라 프리즘과; 각각 상기한 구조의 조명유니트를 복수개 포함하는 것으로, 상기 제1 내지 제3입사면 각각에 마주하게 배치되어 상기 제1 내지 제3입사면 쪽으로 서로 다른 파장의 광을 각각 조사하는 제1 내지 제3조명유니트 어레이와; 상기 제1 내지 제3입사면과 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이 각각의 사이에 배치되어, 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이 각각에서 조명된 각 칼라의 광을 선택적으로 투과시켜 칼라 화상을 형성하는 화상형성소자와; 상기 칼라 프리즘의 출사면에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자에서 형성되고, 상기 칼라 프리즘에서 합성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상투사장치는 상기한 조명유니트를 복수개 포함하여, 일 방향으로 광을 조사하는 조명유니트 어레이와; 상기 조명유니트 어레이로부터 입사된 광이 균일광이 되도록 하는 광인티그레이터와; 상기 조명유니트 어레이로부터 입사된 광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성하는 화상형성소자와; 상기 조명유니트 어레이와 상기 화상형성소자 사이에 배치되어, 상기 조명유니트 어레이 쪽에서 입사된 빔은 상기 화상형성소자 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자 쪽에서 입사된 빔은 스크린 방향으로 향하도록 입사빔의 경로를 변환하는 빔스프리터와; 상기 빔스프리터에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유니트는 베이 스(10)와, 광을 생성 조사하는 광원(20) 및, 상기 광원(20)에서 조사된 빔을 반사시켜 일방향으로 향하도록 하는 반사경(30)을 포함한다.
상기 광원(20)은 한 개 또는 복수의 LED 칩(Light emitting device chip)으로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, LED 칩 각각은 적색, 녹색, 청색 LED의 조합으로 구성되는 것으로서, 백색광을 포함한 풀칼라 구현이 가능하다.
상기 광원(20)은 상기 베이스(10) 상에 설치되는 것으로, 도 2 및 도 3 각각에 도시된 바와 같이 베이스(10)에 대하여 서로 다른 각도로 배치되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 광원(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(10) 상에 수평 배치된다. 따라서, 이 광원(20)에서 출사된 빔은 그 광축(OC)이 상기 베이스(10)의 상부 평면에 대해 직교한다. 또한, 상기 광원(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(10) 상에 경사 배치되어, 출사되는 빔의 광축(OC)이 베이스 상부 평면에 대해 소정 경사각 θ0 (θ0 < 90°)를 갖도록 배치되는 것도 가능하다. 이와 같이, 광원(10)을 기울여 배치함에 의하여 반사경(30)에서 반사된 빔의 진행 경로를 바꿀 수 있어서, 그 기울기를 조절함에 의하여 조명광의 진행방향을 설정할 수 있다.
상기 반사경(30)은 상기 광원(20)을 감싸도록 상기 베이스(10) 상에 설치되어 상기 광원(20)에서 조사된 광을 반사시켜 일 방향으로 향하도록 한다. 이 반사경(30)은 서로 다른 초점위치를 가지는 복수의 곡면으로 이루어진 점에 특징이 있다. 즉, 상기 반사경(30)은 그 반사경(30)에서 반사되어 출사되는 빔의 진행방향 DA 으로 복수의 구간으로 구획되어 있으며, 적어도 어느 한 구간의 곡면이 다른 구간의 곡면과 다른 곡률을 가진다.
도 2 내지 도 3은 반사경(30)이 제1 내지 제3구간(30a)(30b)(30c)으로 구획된 것을 예로 들어 나타낸 것으로 각 구간(30a)(30b)(30c)은 서로 다른 곡률을 가진다. 이 구획된 복수의 구간 각각의 곡면은 포물면, 타원 또는 자유 곡면으로 된 것이 바람직하다. 도면에서는 구획된 제1 내지 제3구간(30a)(30b)(30c)이 그 각각의 초점 f1, f2, f3이 상기 베이스(10) 상의 서로 다른 곳에 각각 위치되는 포물면들로 이루어진 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 이와 같이, 서로 다른 곡률을 가지는 복수의 구간으로 구획하여, 각 구간으로 입사된 빔의 반사각도를 다르게 함으로써, LED 칩 등의 비점광원에서 조명되는 광의 콜리메이팅 특성을 개선할 수 있다.
한편, 상기 반사경(30)은 그 제조의 용이성을 고려하여, 광원(20)을 감싸는 투명 재질의 캡(31)과, 이 캡(31)의 외면에 코팅 등에 의해 형성된 반사부재(35)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반사경(30)의 내부 공간(37)에는 액상의 투명부재가 충진되어, 에어 갭(air gap)을 제거할 수 있도록 된 것이 바람직하다. 이 투명부재는 소정 점성을 가지는 액체로서 상기 투명부재의 굴절률과 같거나 유사한 굴절률을 가진다. 따라서, 광원(20)에서 조사된 빔이 반사경(30) 내부와 반사부재(35) 사이에서 실질상 굴절이 일어나지 않으므로, 조명 빔의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 조명유니트는 베이스(11)와, 광을 생성 조사하 는 광원(21) 및, 상기 광원(21)에서 조사된 빔을 반사시켜 일방향으로 향하도록 하는 반사경(40)을 포함한다. 여기서, 상기 반사경(40)의 곡면 형상을 제외한 나머지 구성요소는 제1실시예에 따른 조명유니트와 실질상 동일하다. 그러므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사경(40)은 서로 다른 초점위치를 가지는 복수의 곡면으로 이루어진 점에 특징이 있다. 즉, 상기 반사경(40)은 상기 광원(20)에서 조사되어 반사경(40)으로 향하는 빔의 진행방향 DB으로 복수의 구간으로 구획되어 있으며, 적어도 어느 한 구간의 곡면이 다른 구간의 곡면과 다른 곡률을 가진다.
도 5a 및 도 5b는 반사경(40)이 제1 내지 제3구간(40a)(40b)(40c)으로 구획된 것을 예로 들어 나타낸 것으로, 각 구간(40a)(40b)(40c)은 서로 다른 곡률을 가진다. 이 구획된 복수의 구간 각각의 곡면은 포물면, 타원 또는 자유 곡면으로 이루어 질 수 있으며, 본 실시예에서는 포물면으로 이루어진 것을 예로 나타내었다. 도면에서는 구획된 제1 내지 제3구간(40a)(40b)(40c)이 그 각각의 초점 f1', f2', f3'이 상기 베이스(10)와 상기 반사경(40) 사이의 공간 상의 서로 다른 곳에 각각 위치된다. 이와 같이, 서로 다른 곡률을 가지는 복수의 구간으로 구획하여, 각 구간으로 입사된 빔의 반사각도를 다르게 함으로써, LED 칩 등의 비점광원에서 조명되는 광의 콜리메이팅 특성을 개선할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 조명유니트는 반사경(50)의 곡면 형상을 변경한 것에 특징이 있는 것으로, 상기 반사경(50)의 곡면 형상을 제외한 나머지 구성요소는 제1실시예에 따른 조명유니트와 실질상 동일하다. 도면을 참조하면, 반사경(50)은 제1 내지 제3구간(50a)(50b)(50c)으로 구획되며, 각 구간(50a)(50b)(50c)은 자유 곡면을 가진다. 또한, 각 구간(50a)(50b)(50c) 사이의 경계는 자유 곡선으로 되어 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명시스템은 조명유니트 어레이(110)와, 이 조명유니트 어레이(100)로부터 입사된 광이 균일광이 되도록 하는 광인티그레이터(optical integrator)(115)를 포함한다.
상기 조명유니트 어레이(110)는 이웃되게 배열된 복수의 조명유니트(111)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 광인티그레이터(115) 방향으로 광을 조사한다. 이 조명유니트 어레이(110)를 구성하는 조명유니트(111)는 콜리메이팅 성능이 향상된 광을 조명하는 것으로, 앞서 설명된 제1 내지 제3실시예에 따른 조명유니트의 구성과 실질상 동일 하므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 광인티그레이터(115)는 공기와의 굴절률 차이에 의해 입사빔을 전반사시킴에 의해 균일광이 출사되도록 하는 글래스 로드(glass rod)로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 조명유니트 어레이(110)와 상기 광인티그레이터(115) 사이에는 상기 조명유니트 어레이(110)에서 출사된 광을 집속시키는 집속렌즈(113)가 배치된다.
이와 같이 구성된 조명시스템은 조명유니트(111)의 구조를 변경하고, 광인티그레이터(115)를 이용함에 의하여, 콜리메이팅 성능이 향상된 균일광을 조명할 수 있다. 따라서, 상기한 조명시스템을 요구하는 프로젝션 텔레비전 등의 화상투사장 치에 널리 응용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 화상투사장치는 칼라빔을 조명하는 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125)와, 이 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125) 각각에서 조명된 각 칼라의 광을 선택적으로 투과시켜 칼라 화상을 형성하는 화상형성소자(130)와, 입사된 각 칼라 화상을 합성하여 일 방향으로 향하도록 안내하는 칼라프리즘(140)과, 합성된 칼라 화상을 스크린(160)에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(150)를 포함한다.
상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125) 각각은 조명유니트를 복수개 포함하는 것으로, 그 각각은 서로 다른 파장의 빔을 조사한다. 여기서, 조명유니트(120)는 도 2 내지 도 6b를 참조하여 설명된 바와 같은 구조의 조명유니트와 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다. 따라서, 개선된 구조의 조명유니트(120)를 채용함에 의하여, 콜리메이팅 성능이 향상된 광을 조명할 수 있다.
상기 칼라프리즘(140)은 서로 다른 파장의 빔 각각이 입사되는 제1 내지 제3입사면(141)(143)(145)과, 하나의 출사면(147)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125)는 상기 제1 내지 제3입사면(141)(143)(145) 각각에 마주하게 배치되어 있다. 또한, 상기 칼라 프리즘(140)은 특정 파장의 빔은 반사시키고 다른 파장의 빔은 투과시키는 제1 및 제2필터(148)(149)를 포함한다.
상기 화상형성소자(130)는 상기 제1 내지 제3입사면(141)(143)(145)과, 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125) 각각의 사이에 배치되어, 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125) 각각에서 조명된 각 칼라의 광을 선택적으로 투과시켜 칼라 화상을 형성한다. 여기서, 바람직하게는 상기 화상형성소자(130)는 제1 내지 제3투과형 액정표시소자(131)(133)(135)로 구성되며, 이들은 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125)와 제1 내지 제3입사면(141)(143)(145) 사이에 각각 배치된다.
따라서, 서로 다른 위치에 배치된 제1 내지 제3조명유니트 어레이(121)(123)(125)에서 조사되고, 상기 제1 내지 제3투과형 액정표시소자(131)(133)(135) 각각을 투과하면서 형성된 화상은 상기 칼라프리즘(140)에서 합성되고 상기 출사면(147)을 통하여 상기 투사렌즈유니트(150) 방향으로 출사된다.
상기 투사렌즈유니트(150)는 상기 출사면(147)에 마주하게 배치되는 것으로, 입사된 화상을 스크린(160)에 확대 투사시킨다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 화상투사장치는 조명유니트 어레이(210)와, 균일광이 입사되도록 하는 광인티그레이터(220)와, 화상형성소자(25)와, 입사빔의 경로를 변환하는 빔스프리터(240) 및 투사렌즈유니트(250)를 포함한다.
상기 조명유니트 어레이(210)는 이웃되게 배열된 복수개의 조명유니트(211)를 포함하는 것으로, 콜리메이트 된 광을 조명한다. 여기서, 상기 조명유니트(211)는 적, 녹, 청색의 빔을 각각 조사하는 LED들로 이루어진 LED 칩을 광원으로 이용한다. 따라서, 적, 녹, 청색의 빔을 순차로 조명함에 의하여, 통상의 단판형 화상 투사장치에 채용되어 칼라를 구현하는 칼라휠(color wheel) 등의 구성요소 없이도 상기 화상형성소자(25)를 통하여 칼라 화상을 구현할 수 있다.
상기 조명유니트(211)는 도 2 내지 도 6b를 참조하여 설명된 바와 같은 구조의 조명유니트와 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 광인티그레이터(220)는 조명유니트 어레이(211)와 빔스프리터(240) 사이에 배치되어, 상기 조명유니트 어레이(210)로부터 입사된 광을 변환하여 균일광이 조사되도록 한다. 이 광인티그레이터(220)는 조명유니트 어레이(211)에 마주하게 배치된 파리눈렌즈 어레이(220)로 이루어진다.
또한, 본 실시예는 상기 광인티그레이터(220)의 출사면에 마주하게 배치되어, 상기 파리눈렌즈 어레이를 투과한 균일광을 전달하는 적어도 일 매의 릴레이렌즈(230)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 화상형성소자(250)는 상기 광인티그레이터(220)를 투과하여 조명된 균일광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성한다. 이 화상형성소자(250)는 반사형 액정표시소자 또는 디지털 마이크로미러 디바이스 등으로 구성되는 것으로, 그 구성 자체는 널리 알려져 있으므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 빔스프리터(240)는 상기 조명유니트 어레이(210)와 상기 화상형성소자 (250) 사이에 배치된다. 이 빔스프리터(240)는 상기 조명유니트 어레이(210) 쪽에서 입사된 빔은 상기 화상형성소자(250) 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자(250) 쪽에서 입사된 빔은 스크린(260) 방향으로 향하도록 입사빔의 경로를 변환한다. 이 빔스프리터(240)는 임계각 특성을 이용하여 빔의 경로를 변환하는 구조의 임계각 프리즘, 소정 광량비로 빔을 분할하는 구조 내지는 편광 방향에 따라 빔의 경로를 변환하는 편광빔스프리터 등으로 구성될 수 있다.
상기 투사렌즈유니트(260)는 상기 빔스프리터에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시킨다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 조명유니트는 반사경의 곡면을 변경함에 의하여 LED 칩 등의 비점광원에서 조사된 광의 콜리메이팅 특성을 개선하면서도, 그 전체 크기를 소형화 할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 각 곡면의 배치를 다양하게 변형실시함에 의하여 플렉시블한 집광특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화상투사장치는 상기한 조명유니트를 채용함으로써, 전체 크기를 소형화 할 수 있다. 또한, 비점광원에서 조사된 광의 콜리메이팅 성능이 개선되므로, 화상표시소자에 평행광에 가까운 광을 조명할 수 있다. 따라서, 화상표시소자에서의 빔의 선택적 투과에 의해 형성된 화상이 일정 비율로 확대되어 스크린에 투영되므로, 스크린에 맺히는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 베이스와;
    광을 생성 조사하는 것으로, 그 출사광의 광축이 상기 베이스의 상면에 대해 소정 기울기를 갖도록 상기 베이스 상에 수평 또는 경사지게 배치된 하나 또는 복수개로 된 LED 칩과;
    상기 LED 칩을 감싸도록 상기 베이스 상에 설치되어 상기 LED 칩에서 조사된 광을 반사시켜 일 방향으로 향하도록 하는 것으로, 서로 다른 초점위치를 가지는 복수의 곡면으로 이루어진 반사경;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사경은,
    그 반사경에서 반사되어 출사되는 빔의 진행방향으로 복수의 구간으로 구획되며, 적어도 어느 한 구간의 곡면이 다른 구간의 곡면과 다른 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  4. 제2항에 있어서, 상기 반사경은,
    상기 광원에서 조사되어 그 반사경으로 향하는 방향으로 복수의 구간으로 구획되며, 적어도 어느 한 구간의 곡면이 다른 구간의 곡면과 다른 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 구획된 복수의 구간 각각의 곡면은,
    포물면 또는 타원인 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사경은,
    상기 LED 칩을 감싸는 것으로, 투명한 재질로 된 캡과;
    상기 캡의 외부면에 형성된 반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사경의 내부에 충진된 투명한 액상의 투명부재를 더 포함하여, 상기 LED 칩과 반사경 사이의 에어 갭을 제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  8. 서로 다른 파장의 빔 각각이 입사되는 제1 내지 제3입사면과, 출사면과, 특정 파장의 빔은 반사시키고 다른 파장의 빔은 투과시키는 제1 및 제2필터를 포함하는 칼라 프리즘과;
    각각 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 구조의 조명유니트를 복수개 포함하는 것으로, 상기 제1 내지 제3입사면 각각에 마주하게 배치되어 상기 제1 내지 제3입사면 쪽으로 서로 다른 파장의 광을 각각 조사하는 제1 내지 제3조명유니트 어레이와;
    상기 제1 내지 제3입사면과 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이 각각의 사이에 배치되어, 상기 제1 내지 제3조명유니트 어레이 각각에서 조명된 각 칼라의 광을 선택적으로 투과시켜 칼라 화상을 형성하는 화상형성소자와;
    상기 칼라 프리즘의 출사면에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자에서 형성되고, 상기 칼라 프리즘에서 합성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 조명유니트를 복수개 포함하여, 일 방향으로 광을 조사하는 조명유니트 어레이와;
    상기 조명유니트 어레이로부터 입사된 광이 균일광이 되도록 하는 광인티그레이터와;
    상기 광인티그레이터에서 출사된 균일광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성하는 화상형성소자와;
    상기 조명유니트 어레이와 상기 화상형성소자 사이에 배치되어, 상기 조명유니트 어레이 쪽에서 입사된 빔은 상기 화상형성소자 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자 쪽에서 입사된 빔은 스크린 방향으로 향하도록 입사빔의 경로를 변환하는 빔스프리터와;
    상기 빔스프리터에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광인티그레이터는 상기 조명유니트 어레이에 마주하게 배치되어, 입사광이 균일광이 되도록 하는 파리눈렌즈 어레이로 되고,
    상기 파리눈렌즈 어레이의 출사면에 마주하게 배치되어, 상기 파리눈렌즈 어레이를 투과한 균일광을 전달하는 적어도 일 매의 릴레이렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59143117A (ja) * 1983-02-04 1984-08-16 Saibishiya:Kk 集光器
JPS61198692A (ja) 1985-02-27 1986-09-03 Stanley Electric Co Ltd 発光ダイオ−ド
JPH08162672A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Rohm Co Ltd 発光表示装置
KR20020070677A (ko) * 2001-03-02 2002-09-11 엘지전자 주식회사 액정 프로젝터의 조명계
JP2004014367A (ja) 2002-06-07 2004-01-15 Nec Viewtechnology Ltd 光源装置及び投写型表示装置
KR20040009312A (ko) * 2002-07-23 2004-01-31 일진다이아몬드(주) 발광 다이오드를 이용하는 액정 프로젝터

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59143117A (ja) * 1983-02-04 1984-08-16 Saibishiya:Kk 集光器
JPS61198692A (ja) 1985-02-27 1986-09-03 Stanley Electric Co Ltd 発光ダイオ−ド
JPH08162672A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Rohm Co Ltd 発光表示装置
KR20020070677A (ko) * 2001-03-02 2002-09-11 엘지전자 주식회사 액정 프로젝터의 조명계
JP2004014367A (ja) 2002-06-07 2004-01-15 Nec Viewtechnology Ltd 光源装置及び投写型表示装置
KR20040009312A (ko) * 2002-07-23 2004-01-31 일진다이아몬드(주) 발광 다이오드를 이용하는 액정 프로젝터

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