KR100699159B1 - Projection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 프로젝션 시스템에서 광원부가 방사하는 광을 그 방사각에 따라서 광빔 출사부의 제 1반사 영역 또는 제 2반사 영역이 선택적으로 입력받은 후 반사하여, 사각형 형태의 광빔이 출사되도록 함으로써, 초소형 프로젝션 시스템을 구현할 수 있다. The present invention relates to a projection system, wherein the light emitted from the light source in the projection system selectively reflects the first or second reflection area of the light beam exiting part according to its radiation angle and then reflects the light, so that a rectangular light beam is emitted. By doing so, a very small projection system can be realized.
본 발명에 따르면, 상호 이격되며 상이한 파장의 광을 방사하는 복수의 광원부와, 상기 각 광원부를 덮고 있으며, 각 광원부에서 방사하는 광을 사각형인 광빔으로 출사시키는 복수의 광빔 출사부와, 상기 각 광빔 출사부가 출사시킨 광을 투과시키는 복수의 LCD와, 상기 복수의 LCD가 투과시킨 광을 합성하는 광합성부와, 상기 광합성부가 합성한 광을 화면에 투사하는 투사 렌즈로 구성되어 광원부에서 방사하는 광을 효율적으로 이용할 수 있고, 시스템을 구현하기 위한 광학부품의 수와 공간을 감소시키고, 발광 소자를 광원으로 사용함으로써 광원에서 방사하는 광의 신뢰성과 휘도가 증가한다. According to the present invention, there is provided a plurality of light source units spaced apart from each other and emitting light of different wavelengths, a plurality of light beam emitters covering each light source unit and emitting light emitted from each light source unit into a rectangular light beam, and each light beam. A plurality of LCDs for transmitting the light emitted by the exit unit, a photosynthesis unit for synthesizing the light transmitted by the plurality of LCDs, and a projection lens for projecting the light synthesized by the photosynthesis unit on the screen to emit light emitted from the light source unit. It can be efficiently used, reduces the number and space of optical components for implementing the system, and increases the reliability and luminance of the light emitted from the light source by using the light emitting element as a light source.
발광 소자, 프로젝션, LCD Light emitting element, projection, LCD
Description
도 1은 종래의 아크방전램프를 광원으로 이용한 프로젝션 시스템의 구성을 보인 도면.1 is a view showing the configuration of a projection system using a conventional arc discharge lamp as a light source.
도 2는 상기 도 1의 아크방전램프의 구성을 상세하게 나타낸 도면.2 is a view showing in detail the configuration of the arc discharge lamp of FIG.
도 3은 본 발명의 프로젝션 시스템의 구성을 보인 도면.3 is a diagram showing the configuration of a projection system of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 3의 광빔 출사부에서 제 1반사 영역을 상세하게 나타낸 도면.4A and 4B are views showing details of a first reflection area in the light beam exit part of FIG. 3;
도 5a 및 도 5b는 상기 도 3의 광빔 출사부에서 제 2반사 영역을 상세하게 나타낸 도면.5A and 5B are views showing details of a second reflection area in the light beam exit part of FIG. 3;
도 6a 및 도 6b는 상기 도 3의 광빔 출사부를 상세하게 나타낸 도면.6A and 6B are detailed views of the light beam exit part of FIG. 3.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
300, 330, 360 : 광원부. 310, 340, 370 : 광빔 출사부.300, 330, 360: light source unit. 310, 340, 370: light beam exit unit.
311, 341, 371 : 제 1반사 영역. 312, 342, 372 : 제 2반사 영역.311, 341, 371: first reflection area. 312, 342, 372: second reflection area.
320, 350, 380 : LCD. 390 : 광합성부.320, 350, 380: LCD. 390: photosynthesis part.
395 : 투사 렌즈.395: projection lens.
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 특히 프로젝션 시스템(Projection System)을 구현하는데 있어서 상호 이격되며 파장이 상이한 광을 방사하는 복수의 광원부가 방사하는 광을 효과적으로 이용하기 위하여 제 2반사 영역과 제 1반사 영역이 결합되어 사각형 광빔을 출사하는 광빔 출사부를 사용함으로써 초소형 프로젝션 시스템을 구현할 수 있는 프로젝션 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection system. In particular, in implementing a projection system, a second reflection area and a first reflection area are used to effectively use light emitted by a plurality of light source parts spaced apart from each other and emitting light having different wavelengths. The present invention relates to a projection system capable of realizing a microscopic projection system by using a light beam emitter that combines regions to emit a rectangular light beam.
프로젝션 시스템은 소형의 영상을 광학수단을 이용하여 대화면으로 구현하기 위한 것으로 영상을 구현하는 소자의 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 프로젝션, LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝션과 DLP(Digital Light Processing) 프로젝션 방식으로 구분된다. Projection system is to implement a small image on a large screen by using optical means. According to the type of device to implement the image, CRT (Cathode Ray Tube) projection, LCD (Liquid Crystal Display) projection and DLP (Digital Light Processing) projection It is divided into ways.
상기 CRT 프로젝션 방식은 소형 고화질 브라운관을 거울에 반사시켜 스크린에 영상이 맺히게 하는 방식이다. 상기 LCD 프로젝션 방식은 회부 재생 영상신호를 프로젝션 TV로 보내면 프로젝션 TV내부에 있는 직경 약 4인치 크기의 소형 LCD 화면이 이를 받아 영상을 재현하고, 이후 화면에 맺힌 영상을 액정화면 뒤에서 강한 광을 쏘여 렌즈를 통해 화면을 확대하고, 거울에 반사시켜 스크린에 투영한다. 상기 DLP 프로젝션 방식은 수십만 개의 미세 구동거울이 집적된 DMD(Digital Micromirror Device) 반도체 칩을 이용하여 외부로부터 입력받은 영상신호를 확대 투사하는 형태로 동작한다. The CRT projection method is a method in which an image is formed on a screen by reflecting a small high definition CRT on a mirror. In the LCD projection method, when an externally reproduced video signal is sent to a projection TV, a small LCD screen having a diameter of about 4 inches inside the projection TV is received and reproduced. Then, the image formed on the screen is shot with strong light from behind the LCD screen. Zoom in on the screen and reflect it on the mirror to project on the screen. The DLP projection method operates by enlarging and projecting an image signal input from the outside by using a digital micromirror device (DMD) semiconductor chip in which hundreds of thousands of fine driving mirrors are integrated.
LCD 프로젝션 방식은 현재 각광받고 많이 사용되고 있는데, LCD는 자체발광 소자가 아니므로 화면에 영상을 표시하기 위하여 발광원이 필요하다. 그러나 종래 에는 발광원으로써 아크(Arc)방전램프를 사용하였으므로, 상기 발광원으로 화면을 구현하기 위하여 많은 광학부품과 이에 따른 공간이 필요하여 소형화된 프로젝션 시스템을 구현하는데 있어서 적절하지 않았다. The LCD projection method is currently in the spotlight and is widely used. Since the LCD is not a light emitting device, a light emitting source is required to display an image on the screen. However, in the related art, since an arc discharge lamp is used as a light emitting source, it is not suitable for implementing a miniaturized projection system because many optical parts and space are required to implement a screen with the light emitting source.
이러한 종래의 기술을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다. This conventional technique will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 종래의 아크방전램프를 광원으로 이용한 프로젝션 시스템의 구성을 보인 도면이다. 도시된 바와 같이 아크방전램프(100)는 아크방전을 이용하여 수은가스를 여기시키고, 기저상태로 떨어지면서 광을 방사한다. 상기 방사한 광은 광축(100LC)에 평행하게 출력된다. 1 is a view showing the configuration of a projection system using a conventional arc discharge lamp as a light source. As shown, the
한편, 도 2는 상기 도 1의 아크방전램프의 구성을 보인 도면이다. 도시된 바와 같이 아크방전램프는 광을 방사하는 광원램프(200)와 상기 광원램프(200)에서 방사한 광을 입사받아 광축(100LC)에 평행하게 출사되도록 반사하는 오목면경(210)으로 구성된다.On the other hand, Figure 2 is a view showing the configuration of the arc discharge lamp of FIG. As shown in the figure, the arc discharge lamp includes a
상기 광원램프(200)는 아크방전으로 인하여 내부에 존재하는 수은가스가 여기되면서 최소 에너지인 기저상태로 떨어진다. 이로 인하여 수은가스가 여기되기 전의 위치에너지와 여기된 후의 위치에너지의 차이가 발생하고, 상기 발생한 에너지의 차이에 해당하는 광이 방사된다. The
상기 오목면경(210)은 광원램프(200)에서 방사하는 광을 입사받아서 광축(100LC)에 평행하게 반사하며, 광이 출사되는 방향으로의 단면이 포물선 모양으로 되어 있다. 즉, 상기 오목면경(210)의 곡률은 광을 방사하는 광원램프(200)의 위치인 초점의 위치에서 방사하는 광이 광축(100LC)에 평행하게 출사되도록 하는 값이 되어야 한다. The
상기 광원에서 출사한 광은 2개의 플라이 아이 렌즈(Fly Eye Lens)(102, 104) 및 제 1렌즈(106)를 통해 좀더 균질화 된다. 제 1 플라이 아이 렌즈(102) 및 제 2플라이 아이 렌즈(104)는 복수의 작은 렌즈 어레이로 형성되어 있어서 아크방전램프(100)가 출사한 광을 복수의 부분적인 광으로 변환한다. 상기 복수의 부분적인 광은 제 1렌즈(106)를 통해 균질한 광이 된다. The light emitted from the light source is more homogenized through the two
상기 제 1렌즈(106)에 의하여 균질하게 이루어진 광은 제 1다이크로익 미러(Dichroic mirror)(108)에서 적색광은 투과되고 나머지 파장의 광은 반사된다. 상기 투과된 적색광은 제 1미러(110)에서 반사되어 제 1다이크로익 렌즈(112)를 통하여 제 1LCD(114)에 입력된다. The light homogeneously formed by the
상기 제 1다이크로익 미러(108)에서 반사된 광은 제 2다이크로익 미러(116)에서 청색광은 투과되고, 녹색광은 반사된다. 상기 반사된 녹색광은 제 2다이크로익 렌즈(118)를 통하여 제 2LCD(120)에 입력된다. The light reflected by the first
상기 제 2다이크로익 미러(116)에서 투과된 청색광은 제 2렌즈(122)를 통과하여 제 2미러(124)에서 반사되고, 상기 반사된 청색광은 릴레이 렌즈(126)를 통과하여 제 3미러(128)에서 반사된다. 상기 제 3미러(128)에서 반사된 청색광은 제 4렌즈(130)와 폴러라이저(Polarizer) 미러(132)를 통하여 제 3LCD(134)에 입력된다. 상기에서 청색광을 제 3LCD(134)로 입력하는데 있어서 릴레이 렌즈(126)가 사용되는 것은 청색광의 광로의 길이가 다른색 광의 광로의 길이에 비하여 길기 때문에, 광의 확산 등에 의한 광 이용효율의 저하를 방지하기 위함이다. The blue light transmitted from the second
상기 3개의 LCD(114, 120, 134)에 입력된 적색광, 녹색광, 청색광은 투과되어서, 크로스 다이크로익 프리즘(Cross Dichroic Prism)(136)에서 합성된다. 상기 합성된 광은 투사광학계로서의 기능을 구비한 투사 렌즈(138)에 의해 스크린상에 확대 투사된다. The red, green, and blue light input to the three
그러나 상기의 종래의 아크방전램프에서 방사하는 광을 광원으로 사용하는 프로젝션 시스템의 경우에는 화면을 구현하기 위하여 광학부품들이 많이 필요하고, 이에 따라서 광학부품을 프로젝션 시스템내에 구비하는데 있어서 요구되는 공간의 면적이 증가한다. 또한, 아크방전램프의 경우에 그 수명이 1000내지 10000시간으로 길지 않으므로 사용자가 프로젝션 시스템을 이용하여 오랜 시간 영상을 시청하는 경우에, 아크방전램프에서 방사되는 광의 신뢰성과 휘도가 저하되어서 아크방전램프를 자주 교체해야 하는 문제점이 있다. However, in the case of the projection system using the light emitted from the conventional arc discharge lamp as a light source, a large number of optical components are required to implement a screen, and thus the area of space required for providing the optical components in the projection system. This increases. In addition, in the case of the arc discharge lamp, its lifetime is not long, such as 1000 to 10000 hours, so when the user watches a long time image using the projection system, the reliability and luminance of the light emitted from the arc discharge lamp deteriorates and thus the arc discharge lamp There is a problem that must be replaced frequently.
그러므로 최근에는 이동통신단말기용 등 초소형 프로젝션 시스템이 요구되는 분야가 증가하고 있지만, 상기한 종래의 아크방전램프를 광원으로 사용하는 프로젝션 시스템을 이용하면 그 구현이 불가능하다는 불편이 존재하였다. Therefore, in recent years, there is an increasing number of fields requiring a small projection system such as a mobile communication terminal. However, there is a inconvenience that the implementation of the projection system using the conventional arc discharge lamp as a light source is impossible.
그러므로 본 발명의 목적은 프로젝션 시스템의 광원부가 방사하는 광을 그 방사각에 따라서 광빔 출사부의 제 1반사 영역 또는 제 2반사 영역이 선택적으로 입사받아 반사하여 사각형의 광빔이 출사되도록 함으로써, 효율적인 광빔을 얻을 수 있고 프로젝션 시스템을 구현하는데 있어서 필요한 광학부품의 수와 공간이 감소한다. 또한, 발광 소자를 광원으로 사용함으로써 그 수명이 증가하므로 광원에서 방사하는 광의 신뢰성과 휘도가 증가하여 초소형 프로젝션 시스템이 가능하도록 하는 프로젝션 시스템을 제공하는 데 있다. Therefore, an object of the present invention is to efficiently reflect the light emitted from the light source of the projection system to the first reflection area or the second reflection area of the light beam exiting part according to the radiation angle so that the rectangular light beam is emitted. And the number and space of optical components required to implement the projection system is reduced. In addition, since the lifespan of the light emitting device is increased by using the light emitting device, the reliability and luminance of the light emitted from the light source are increased to provide a projection system that enables a microscopic projection system.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 프로젝션 시스템은 상호 이격되며 상이한 파장의 광을 방사하는 복수의 광원부와, 상기 각 광원부를 덮고 있으며, 각 광원부에서 방사하는 광을 사각형인 광빔으로 출사시키는 복수의 광빔 출사부와, 상기 각 광빔 출사부가 출사시킨 광을 투과시키는 복수의 LCD와, 상기 복수의 LCD가 투과시킨 광을 합성하는 광합성부와, 상기 광합성부가 합성한 광을 화면에 투사하는 투사 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다. The projection system of the present invention having the above object comprises a plurality of light source units spaced apart from each other and emitting light of different wavelengths, and a plurality of light beam emitting units covering each light source unit and emitting light emitted from each light source unit into a rectangular light beam. And a plurality of LCDs for transmitting the light emitted by each of the light beam exit units, a photosynthesis unit for synthesizing the light transmitted by the plurality of LCDs, and a projection lens for projecting the light synthesized by the photosynthesis unit on the screen. It features.
상기 광원부는 방사각의 분포가 큰 광을 방사하는 것을 특징으로 한다. The light source unit may emit light having a large distribution of emission angles.
상기 광원부는 하나 이상의 발광 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 한다. The light source unit may include one or more light emitting diodes.
상기 광합성부는 크로스 다이크로익 프리즘인 것을 특징으로 한다. The photosynthetic unit is a cross dichroic prism.
상기 파장이 상이한 광은 청색 파장의 광, 녹색 파장의 광, 적색 파장의 광인 것을 특징으로 한다. The light having different wavelengths may be light of blue wavelength, light of green wavelength, or light of red wavelength.
상기 광원부가 방사하는 광 중 기준각보다 큰 방사각을 갖는 광을 입사받아서, 광축과 평행하게 출사되도록 반사하기 위한 곡률이 형성된 제 1반사 영역과, 상기 제 1반사 영역의 하면에 부착되어 위치하고, 상기 광원부가 방사하는 광 중 기준각보다 작은 방사각을 갖는 광을 입사받아서, 광축과 평행하게 출사되도록 반사하기 위한 곡률이 형성된 제 2반사 영역으로 구성되는 것을 특징으로 한다. A first reflection region having a curvature for receiving light having a radiation angle greater than a reference angle among the light emitted from the light source unit and reflecting the light to be emitted parallel to the optical axis, and is attached to a lower surface of the first reflection region, And a second reflection area having a curvature for reflecting light having a radiation angle smaller than a reference angle among the light emitted by the light source unit to be reflected in parallel with the optical axis.
상기 기준각은 30도인 것을 특징으로 한다. The reference angle is characterized in that 30 degrees.
상기 제 1반사 영역은 원형의 개구부가 형성된 제 1면, 상기 제 1면과 대향 하고 원형의 개구부가 형성된 제 2면, 상기 제 1면과 제 2면을 연결하는 외향 만곡된 측벽이 형성된 중공형상인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.The first reflection area has a hollow shape having a first surface having a circular opening, a second surface facing the first surface and having a circular opening, and an outwardly curved sidewall connecting the first and second surfaces. Projection system characterized in that.
상기 제 2반사 영역은 사각형의 개구부가 형성된 제 1면, 상기 제 1면에 대향하고 원형의 개구부가 형성된 제 2면, 상기 제 1면과 제 2면을 연결하는 외향 만곡된 측벽이 형성된 중공형상인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.The second reflection area is a hollow surface having a first surface having a rectangular opening, a second surface facing the first surface and having a circular opening, and an outwardly curved sidewall connecting the first and second surfaces. Projection system characterized in that.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 프로젝션 시스템을 상세히 설명한다. Hereinafter, a projection system of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 프로젝션 시스템의 구성을 보인 도면이다. 도시된 바와 같이 상호 이격적으로 설치된 기판(301, 331, 371)에 발광 소자부(302, 332, 362)가 형성되고 상기 발광 소자부(302, 332, 362)가 상이한 파장의 광을 방사하는 복수의 광원부(300, 330, 360)와, 상기 각 광원부(300, 330, 360)의 발광 소자부(302, 332, 362)를 덮고 있으며 각 광원부(300, 330, 360)에서 방사하는 광을 사각형인 광빔으로 출사시키는 복수의 광빔 출사부(310, 340, 370)와, 상기 각 광빔 출사부(310, 340, 370)가 출사시킨 파장이 상이한 광을 투과시키는 복수의 LCD(320, 350, 380)와, 상기 복수의 LCD(320, 350, 380)가 투과시킨 파장이 상이한 광을 합성하는 광합성부(390)와, 상기 광합성부(390)가 합성한 광을 스크린에 투사하는 투사 렌즈(395)로 구성된다.3 is a diagram showing the configuration of a projection system of the present invention. As shown, the light emitting
상기 광원부(300, 330, 360)는 기판(301, 331, 361)의 상면에 발광 소자부(302, 332, 362)를 부착하여 구성된다. 상기 기판(301, 331, 361)은 반도체 공정이 가능한 서브마운트나 PCB(Printed Circuit Board)이다. 상기 서브마운트는 실리콘(Si)같은 반도체 기판이나 질화알루미늄(AlN)과 같은 부도체 기판 또는 도전성 기판을 사용한다. 상기 기판(301, 331, 361)의 상면에는 하나 이상의 발광 소자가 상호 이격적으로 형성되도록 본딩 등의 방식으로 부착된다. 그리고 상기 기판(301, 331, 361)이 도전성 기판인 경우에는 기판(301, 331, 361)의 상면에 절연성 물질을 형성한 후, 하나 이상의 발광 소자를 본딩한다. The
파장이 상이한 광을 방사하는 광원부(300, 330, 360)는 상호 이격적으로 형성되어 있다. 프로젝션 시스템에서 투사하는 영상은 모든 색을 표시할 수 있어야 한다. 모든 색을 표시하기 위하여 이격적으로 형성된 복수의 광원부(300, 330, 360)에 형성된 각 발광 소자부는 녹색 파장의 광을 방사하는 발광 소자부(302)와, 적색 파장의 광을 방사하는 발광 소자부(332)와, 청색 파장의 광을 방사하는 발광 소자부(362)로 구성하여야 한다. 상기 3가지 색의 합성으로 모든 색이 표현가능하기 때문이다. 즉, 녹색광을 방사하는 광원부(300)와, 적색광을 방사하는 광원부(330)와, 청색광을 방사하는 광원부(360)가 상호 이격적으로 형성되어 있어야 한다. The
상기 각 발광 소자부를 구성하는 하나 이상의 발광 소자는 반드시 광원부가 방사하는 한 파장의 광을 방사하는 발광 소자들로 국한되는 것이 아니다. 즉, 발광 소자부를 구성하는 각 발광 소자가 방사하는 광은 광을 방사하는 시점에 복수의 발광 소자들이 방사한 광을 혼합하면 청색 또는 녹색 또는 적색의 광이 표현되어도 본 발명에 적용될 수 있다. One or more light emitting elements constituting each light emitting element portion is not necessarily limited to light emitting elements emitting light of a wavelength emitted by the light source portion. That is, the light emitted by each light emitting device constituting the light emitting device unit may be applied to the present invention even if blue, green, or red light is expressed by mixing light emitted by the plurality of light emitting devices at the time of emitting light.
그리고 발광 소자는 p전극층(도면에 도시하지 않음)과 n전극층(도면에 도시하지 않음) 사이에 순방향 전압이 인가되면 n형 전극층으로부터 n형층(도면에 도시하지 않음)을 통해 활성층(도면에 도시하지 않음)에 전자가 주입되고, p형 전극층으로부터 p형층(도면에 도시하지 않음)을 통해 활성층에 정공이 주입된다. 이때 상기 활성층에 주입된 전자와 정공은 서로 재결합하면서 활성층의 밴드갭(bandgap) 또는 에너지 레벨차이에 해당하는 광을 발광하게 된다. 이와 같이 발광 소자는 면발광의 형태를 취하므로, 광원부(300, 330, 360)는 방사각의 분포가 큰 광을 방사한다.In the light emitting device, when a forward voltage is applied between the p-electrode layer (not shown) and the n-electrode layer (not shown), the light emitting element is formed from the n-type electrode layer through the n-type layer (not shown) to the active layer (not shown). Electrons are injected, and holes are injected into the active layer from the p-type electrode layer through the p-type layer (not shown). In this case, electrons and holes injected into the active layer recombine with each other to emit light corresponding to a bandgap or energy level difference of the active layer. In this way, since the light emitting device takes the form of surface emission, the
상기 광빔 출사부(310, 340, 370)는 각 광원부(300, 330, 360)의 발광 소자부(302, 332, 362)를 덮고 있으며, 각 광원부(300, 330, 360)에서 방사하는 광을 광축에 평행하고, 광축에 수직인 평면에서 사각형인 광빔이 출사되도록 한다.The
각 광원부(300, 330, 360)에서 방사하는 광은 그 방사각의 분포가 크므로 광원부(300, 330, 360)에서 방사한 광 중 방사각이 큰 광은 광빔 출사부(310, 340, 370)에서 반사되어 광축에 평행하게 출사되어야 한다. 그러므로 광빔 출사부(310, 340, 370)는 제 1반사 영역(312, 342, 372)에서 광원부(300, 330, 360)가 방사한 광을 입사받아서 반사함으로써 광축에 평행하게 출사되도록 한다. 상기에서 방사각이 큰 광은 그 방사각이 30도 이상인 광이다. Since the light emitted from each
한편, 도 4a 및 도 4b는 상기 도 3의 광빔 출사부에서 제 1반사 영역을 상세하게 나타낸 도면이다. 도 4a는 제 1반사 영역의 사시도이다. 도시된 바와 같이 제 1반사 영역은 제 1 원형의 개구부(411)가 형성된 제 1면(400)과, 상기 제 1면(400)과 대향하여 이격되어 있으며 제 2 원형의 개구부(412)가 형성된 제 2면(410)과, 상기 제 1면(400)과 제 2면(410)을 연결하며 외향으로 만곡된 측벽(420)이 형성되어 있는 중공형상이다. 상기 제 2면(410)의 제 2 원형의 개구부(412)는 광원부를 구성하는 발광 소자부를 덮기 위한 개구부이다. 그리고 상기 측벽(420)이 외향으로 만곡되어 있는 것은 광원부가 방사하는 광을 측벽이 입사받은 후, 광축과 평행하게 출사되도록 반사시키기 위한 것이다. 광원부가 방사하는 광의 방사각이 상이하므로 측벽(420)이 입사받은 입사각도 상이하다. 이로 인하여 고정된 곡률이 측벽에 형성되는 것이 아니라 변화되는 곡률이 형성된다. 4A and 4B are diagrams illustrating the first reflection area in detail in the light beam exit part of FIG. 3. 4A is a perspective view of a first reflection area. As shown, the first reflection area is spaced apart from the
도 4b는 제 1반사 영역의 배면도이다. 도시된 바와 같이 제 1면(400)과 제 2면(410)의 중심이 하나의 동일선상에 존재한다. 즉, 제 1면(400)의 수직방향으로 제 1면(400)의 중심과 제 2면(410)의 중심이 동일선상에 존재한다. 4B is a rear view of the first reflection area. As shown, the centers of the
광원부(300, 330, 360)에서 방사하는 광 중 방사각이 작은 광도 광빔 출사부(310, 340, 370)에서 반사되어 광축에 평행하게 출사되어야 한다. 이때 일반적으로 영상 표시 장치의 화면은 보통 사각형 모양으로 이루어져 있으므로, 광축에 수직인 평면에서 사각형 광빔이 출사되도록 하기 위하여 방사각이 작은 광은 제 2반사 영역(311, 341, 371)에서 입사받아서 반사한다. 제 2반사 영역(311, 341, 371)으로 인하여 균질화된 광이 출사된다. 상기에서 방사각이 작은 광은 그 방사각이 30도 이하인 광이다. 그러나 방사각이 0도에서 5도 정도의 광은 제 2반사 영역(311, 341, 371)에서 반사되지 않는다. 왜냐하면, 광원부에서 방사한 광이 제 2반사 영역(311, 341, 371)에 입사되기 전에 LCD(320, 350, 380)로 입사되기 때문이다. Among the light emitted from the
한편, 도 5a 및 도 5b는 상기 도 3의 광빔 출사부에서 제 2반사 영역을 상세 하게 나타낸 도면이다. 도 5a는 제 2반사 영역의 사시도이다. 도시된 바와 같이 제 2반사 영역은 사각형의 개구부가 형성된 제 1면(500)과, 상기 제 1면(500)에 대향하고 원형의 개구부가 형성된 제 2면(510)과, 상기 제 1면(500)과 제 2면(510)을 연결하며 외향 만곡된 측벽(520)이 형성된 중공형상이다. 상기 제 2면(510)의 개구부의 원주의 상부에는 제 1반사 영역이 부착되어 위치한다. 상기 측벽(520)의 곡률은 변화하고, 제 1면(500)의 개구부가 사각형의 형상이므로 제 2반사 영역이 반사하여 출사되는 광은 사각형 형태의 광빔이다. 5A and 5B illustrate the second reflection area in detail in the light beam exit part of FIG. 3. 5A is a perspective view of a second reflection area. As shown, the second reflection area includes a
도 5b는 제 2반사 영역의 배면도이다. 도시된 바와 같이 제 2면(510)의 테두리를 제 1면(500)으로 투영하면 제 2면(510)의 테두리가 제 1면(500)의 테두리에 포함된다. 즉, 제 2면(510)을 제 1면(500)에 투영하면 제 2면(510)이 제 1면(500)에 포함된다. 그리고 제 1면(500)과 제 2면(510)의 중심이 하나의 동일선상에 존재한다. 즉, 제 1면(500)의 수직방향으로 제 1면(500)의 중심과 제 2면(510)의 중심이 동일선상에 존재한다. 5B is a rear view of the second reflection area. As illustrated, when the edge of the
한편, 도 6a 및 도 6b는 상기 도 3의 광빔 출사부를 상세하게 나타낸 도면이다. 도 6a는 광빔 출사부의 사시도이다. 도시된 바와 같이 광빔 출사부는 제 1반사 영역의 하면에 제 2반사 영역이 부착되어 위치한다. 6A and 6B are detailed views illustrating the light beam exit part of FIG. 3. 6A is a perspective view of the light beam exit unit. As shown in the drawing, the light beam exiting part is attached to the lower surface of the first reflecting area and is attached.
도 6b는 광빔 출사부의 측면도이다. 도시된 바와 같이 제 1반사 영역과 제 2반사 영역이 하나의 곡선으로 이어진 형상을 하고 있다. 즉 제 1반사 영역과 제 2반사 영역이 정확하게 맞닿아서 부착되어 있다. 6B is a side view of the light beam exit section. As shown in the drawing, the first reflection area and the second reflection area have a shape connected by one curve. That is, the 1st reflection area | region and 2nd reflection area | region exactly adhere | attach and are attached.
상기 LCD(320, 350, 380)는 각 광빔 출사부(310, 340, 370)에서 출사된 파장 이 상이한 광을 투과시킨다. LCD(320, 350, 380)는 두 장의 유리판 사이에 서모트로픽 액정(Thermotropic Liquid Crystal)이라 불리는 즉, 일정 온도범위에서 액정이 되는 유기화합물의 비틀어지는 정도에 따라서 액정을 투과하는 빛의 양을 달리하여 화면을 표시한다. 상기 액정의 비틀어지는 정도는 LCD로 인가되는 전압에 의하여 결정된다. 즉, LCD에 인가되는 전압에 의하여 빛의 투과율이 결정되어서 컬러 화면의 영상을 표시할 수 있다. The
상기 광합성부(390)는 상기 LCD(320, 350, 380)를 투과한 광을 합성한다. 광합성부(390)는 예를 들면, 크로스 다이크로익 프리즘과 같이 3색의 광을 합성해서 컬러화상을 형성하는 색광 합성수단으로서의 기능을 구비한다. 크로스 다이크로익 프리즘(390)에는 적색광을 반사하는 유전체 다층막(392)과, 청색광을 반사하는 유전체 다층막(394)이 4개의 직각 프리즘의 계면에 X자 상으로 형성되어 있다. 이들 유전체 다층막(392, 394)에 의해 3개의 색광이 합성되고 칼라 화상을 투사하기 위한 합성광이 형성된다. The
상기 투사 렌즈(395)는 상기 광합성부(390)가 합성한 광을 화면에 투사한다. 투사 렌즈(395)는 투사광학계로서의 기능을 구비하고, 광합성부(390)에서 생성된 합성광을 투사 스크린상에 확대 투사해서 스크린에 화상을 표시한다. The
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit or field of the invention provided by the claims below It can be easily understood by those skilled in the art.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 프로젝션 시스템은 광원부가 방사하는 광을 효율적으로 이용할 수 있고, 프로젝션 시스템을 구현하는데 있어서 필요한 광학부품의 수와 공간을 감소시키므로 초소형 프로젝션 시스템의 구현이 가능하다. 또한, 발광 소자를 광원으로 사용함으로써 수명이 증가하므로 광원에서 방사하는 광의 신뢰성과 휘도가 증가한다. As described above, the projection system of the present invention can efficiently use the light emitted by the light source unit, and can reduce the number and space of optical components required to implement the projection system, thereby enabling the implementation of a very small projection system. In addition, since the lifespan is increased by using the light emitting element as a light source, the reliability and luminance of light emitted from the light source is increased.
Claims (13)
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