KR100787213B1 - 투사렌즈장치 및 이를 포함하는 광학엔진 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명의 투사렌즈장치는 입사된 영상 및 광을 투사면으로 확대하여 투사시키는 제1투사렌즈계, 영상 생성부의 영상 및 조명계의 광을 제1투사렌즈계로 안내하는 제2투사렌즈계, 제1 및 제2 투사렌즈계가 설치되는 메인경통 및 서브경통을 포함하고, 메인경통은 알루미늄 등과 같은 열전도성 재질로 이루어지고, 서브경통은 메인경통의 후방에 설치되며, 메인경통 및 제1투사렌즈계 사이에는 열차단부재가 설치된다.
투사, 렌즈, 경통, 광학, 엔진

Description

투사렌즈장치 및 이를 포함하는 광학엔진{A PROJECTI-LENS DEVICE AND AN OPTIACAL ENGINE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학엔진을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 투사렌즈장치를 도시한 부분 분해사시도.
도 3은 본 발명의 투사렌즈장치를 도시한 부분 측단면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 대안적인 실시예를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
100 : 광학엔진 101 : 베이스
110 : 조명계 120 : 영상 생성부
130 : 투사렌즈장치 135 : 메인경통
136 : 서브경통 140 : 제1투사렌즈계
150 : 제2투사렌즈계
본 발명은 프로젝션 시스템의 투사렌즈장치 및 이를 포함하는 광학엔진에 관 한 것이다.
일반적으로, 프로젝션 시스템은 프로젝터나 프로젝션 텔레비젼 등과 같이, 발생된 영상을 스크린과 같은 투사면에 투사하여 고화질의 대형 영상을 구현하기 위한 장치로서, 영상을 구현하는 디스플레이 소자(display device)의 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube)프로젝션, LCD(Liquid Crystal Display)프로젝션 및 DLP(Digital Light Processing)프로젝션 방식으로 나눌 수 있다.
CRT 프로젝션 방식은 소형 고화질 브라운관을 거울에 반사시켜 스크린 영상이 맺히게 하는 방식으로서 가장 오래되었으며, LCD프로젝션 방식은 외부 재생 영상 신호를 프로젝션 TV로 보내면 프로젝션 TV 내부에 있는 직경이 약 4인치 크기의 소형 LCD 화면이 이를 받아 영상을 재현한다. 이후, 화면에 맺힌 영상을 액정 화면 뒤에서 강한 빛을 쏘여 렌즈를 통해 화면을 확대하고, 거울에 반사시켜 스크린에 투영하게 된다. DLP 프로젝션 방식은 수십 만개의 미세 구동 거울이 집적된 DMD(Digital Mircro-mirror Device) 조립체를 이용하여 외부로부터 입력받은 영상신호를 확대 투사하는 형태의 매커니즘으로 동작한다.
한편, 이러한 프로젝션 시스템의 광학엔진은 광을 발생시켜 조명하는 조명계, 이 조명계로부터 조명된 광을 이용하여 영상을 형성하는 영상 생성부, 이 영상 생성부에서 생성된 영상을 스크린 등과 같은 투사면으로 투사하는 투사렌즈장치 등을 포함한다.
상기 조명계는 광을 발생시키는 조명램프 등과 같은 광원, 발생된 광을 영상 생성부로 안내하는 광터널 등을 포함한다.
상기 영상 생성부는 LCD(Liquid Crystal Display), LCos(Liquid Crystal On Silicon), DMD(Digital Micromirror Device) 등과 같은 디스플레이 소자를 포함하고, 이 디스플레이 소자는 외부의 영상정보를 입력받아 소정의 영상을 생성시킨다.
이 영상 생성부에서 생성된 영상과 조명계로부터 안내된 광은 프리즘부재 등을 통해 투사렌즈장치로 안내되고, 투사렌즈장치는 안내된 영상 및 광을 확대하여 스크린 등과 같은 투사면에 투사하도록 복수의 렌즈군으로 이루어진다.
투사렌즈장치는 입사된 영상 및 광을 확대하여 투사시키는 제1투사렌즈계; 및 영상 생성부의 영상 및 광을 제1투사렌즈계로 안내하는 제2투사렌즈계를 포함하고, 제1 및 제2 투사렌즈계는 적어나 하나의 투사렌즈를 가지며, 제1 및 제2 투사렌즈계는 경통 내에 설치된다.
그리고, 경통은 제1 및 제2 투사렌즈계를 통과하는 광에 의해 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출시킬 수 있도록 열전도성 금속재질로 이루어진다.
이에 따라, 종래의 투사렌즈장치는 영상 생성부, 조명계 등에서 발생된 열이 열전도전성 재질의 경통을 통해 투사렌즈로 전달될 수 있고, 이러한 열의 전달로 인해 투사렌즈에 열변형이 발생할 수 있다.
또한, 이러한 열변형은 경통 및/또는 투사렌즈를 수축 또는 팽창시킴으로써, 경통과 투사렌즈가 상호 접촉하는 부분에 외력 또는 응력이 발생하여 투사렌즈 측에 균열 등과 같은 손상을 발생시킬 수 있고, 이로 인해 투사렌즈장치의 수명을 단축시키는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 투사렌즈를 효과적으로 보호할 수 있는 투사렌즈장치 및 이를 포함하는 광학엔진을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은, 광학엔진 자체에서 발생하는 열 또는 투사렌즈계를 통과하는 광에 의해 발생된 열 등이 투사렌즈 측으로 전달됨을 차단함과 더불어, 열의 방출이 용이한 투사렌즈장치 및 이를 포함하는 광학엔진을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투사렌즈장치는, 적어도 하나의 투사렌즈; 상기 투사렌즈가 장착되는 경통; 및 상기 투사렌즈 및 경통 사이에 개재된 열차단부재;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투사렌즈장치는, 영상 및 광을 투사면으로 투사하고, 하나 이상의 제1투사렌즈를 가진 제1투사렌즈계; 영상 및 광을 입사받아 상기 제1투사렌즈계로 안내하고, 하나 이상의 제2투사렌즈를 가진 제2투사렌즈계; 상기 제1 및 제 2 투사렌즈계가 설치되는 경통; 및 상기 경통 및 제1투사렌즈계의 제1투사렌즈 사이에 개재된 열차단부재를 포함한다.
상기 열차단부재는 상기 경통에 비해 열전도성이 낮은 재질로 이루어진다.
상기 열차단부재는 단열재로 이루어진다.
상기 열차단부재는 환형 구조로 이루어진다.
상기 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투사렌즈장치는, 하나 이상의 제1투사렌즈가 설치된 메인경통; 하나 이상의 제2투사렌즈가 설치된 서브경통; 및 제1투사렌즈와 메인경통 사이에 개재된 하나 이상의 제1열차단부재;를 포함한다.
상기 제2투사렌즈와 서브경통 사이에 개재된 하나 이상의 제2열차단부재를 더 포함한다.
상기 열차단부재는 메인경통 및 서브경통 보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진다.
상기 열차단부재는 단열재로 이루어진다.
상기 열차단부재는 환형 구조로 이루어진다.
상기 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학엔진은, 광을 발생시키는 조명계; 영상을 형성하는 영상 생성부; 상기 영상 생성부의 영상 및 조명계의 광을 투사면으로 투사하고, 적어도 하나의 투사렌즈, 상기 투사렌즈가 장착되는 경통, 및 상기 투사렌즈와 경통 사이에 개재된 열차단부재를 구비한 투사렌즈장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학엔진을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 광학엔진(100)은 베이스(101), 광을 발생시켜 조명하는 조명계(110), 이 조명계(110)로부터 조명된 광을 이용하여 영상을 형성하는 영상 생성부(120), 이 영상 생성부(120)에서 생성된 영상을 스크린 등과 같은 투사면으로 투사하는 투사렌즈장치(130) 등을 포함한다.
상기 조명계(110)는 광을 발생시키는 조명램프 등과 같은 광원, 발생된 광을 영상 생성부로 안내하는 광터널 등을 구비한다.
상기 영상 생성부(120)는 LCD(Liquid Crystal Display), LCos(Liquid Crystal On Silicon), DMD(Digital Micromirror Device) 등과 같은 디스플레이 소자를 포함하고, 이 디스플레이 소자는 외부의 영상정보를 입력받아 소정의 영상을 생성시킨다.
이 영상 생성부(120)에서 생성된 영상과 조명계(110)로부터 안내된 광은 프리즘부재 또는 반사계 등을 통해 투사렌즈장치(130)로 안내되고, 투사렌즈장치(130)는 안내된 영상 및 광을 확대하여 스크린 등과 같은 투사면에 투사한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투사렌즈장치를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 투사렌즈장치(130)는 입사된 영상 및 광을 투사면으로 확대하여 투사시키는 제1투사렌즈계(140), 영상 생성부(120)의 영상 및 조명계(110)의 광을 제1투사렌즈계로 안내하는 제2투사렌즈계(150), 제1 및 제2 투사렌즈계(140, 150)가 설치되는 메인경통(135) 및 서브경통(136) 등을 포함하고, 메인경통(135)은 알루미늄 등과 같은 열전도성 재질로 이루어지고, 서브경통(136)은 메인경통(135)의 후방에 설치된다.
제1투사렌즈계(140) 및 제2투사렌즈계(150) 사이에는 반사계(160)가 설치되고, 제1 및 제2 투사렌즈계(140, 150) 중에서 어느 일측 또는 양자 모두에 조리개(미도시)가 설치될 수도 있다.
제1투사렌즈계(140)는 메인경통(135) 내에 설치되고, 하나 이상의 제1투사렌즈(141, 142, 143)를 구비한다.
복수의 제1투사렌즈(141, 142, 143) 중에서 최외측에 배치된 제1투사렌즈(141)와 메인경통(131) 사이에 열차단부재(200)가 설치된 상태를 도 2에 예시하고 있다.
이 열차단부재(200)는 합성수지 등과 같이 메인경통(135) 보다 열전도성이 낮은 재질 또는 단열재 등으로 이루어져, 열전도성 재질의 메인경통(135)으로부터 열이 전달됨을 차단함과 더불어, 열에 의해 경통(135) 및/또는 투사렌즈(141)에 열변형이 발생하여 경통(135) 및 투사렌즈(141)의 상호 인접 또는 접촉하는 부분에 발생하는 외력 또는 응력 등을 완충함으로써 투사렌즈(141)의 균열 또는 파손 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 열차단부재(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1투사렌즈군(140)을 구성하는 제1투사렌즈(141, 142, 143)가 복수개로 구성될 경우 각 제1투사렌즈(141, 142, 143)와 메인경통(135) 사이에 개별적으로 개재될 수 있다.
제2투사렌즈계(150)는 서브경통(136) 내에 설치되고, 이 서브경통(136)은 영상의 초점을 조절하기 위해 메인경통(135)에 대해 이동가능하게 설치될 수 있다.
제2투사렌즈계(150)는 하나 이상의 제2투사렌즈(151, 152, 153)로 이루어지 고, 상술한 제1투사렌즈계(150)와 유사하게, 서브경통(136) 및 제2투사렌즈(151, 152, 153) 사이에 열차단부재(미도시)가 개재될 수 있을 것이다.
한편, 상술한 제1 및 제2 투사렌즈계(140, 150)의 투사렌즈들은 그 재질면에서 광학유리 렌즈, 광학플라스틱 렌즈, 또는 광학유리렌즈 및 광학플라스틱 렌즈를 혼용한 형태 등이 적용될 수 있고, 그외에 구면 또는 비구면렌즈 등과 같이 다양한 형태의 렌즈가 적용될 수 있다.
열차단부재(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 메인경통(135) 및 투사렌즈(141, 142, 143) 사이에 개재되는 환형 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 열차단부재(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 주름진 환형 구조로 이루어질 수도 있다.
이러한 열차단부재(200)는 조명계(110) 및 영상 생성부(120)로부터 발생된 열 또는 투사렌즈장치(130)를 통과하는 광에 의해 발생된 열 등이 경통(135, 136)을 통해 투사렌즈(141, 142, 143, 151, 152, 153) 측으로 전달됨을 차단할 수 있다.
특히, 열차단부재(200)가 그 원주면이 주름진 환형일 경우에는 투사렌즈(141, 142, 143, 151, 152, 153)와 경통(135, 136) 사이의 열변형으로 인해 발생하는 외력 또는 응력 등을 보다 효과적으로 완충할 수 있다.
또한, 투사렌즈(141, 142, 143, 151, 152, 153)들은 열차단부재(200)의 내경면에 끼움결합되고, 열차단부재(200)는 메인경통(135) 및/또는 서브경통(136) 내측면에 끼움결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 열차단부재(200)는 투사렌즈(141, 142, 143, 151, 152, 153)를 경통(135, 136)측에 기밀하게 끼움결합시킴으로써, 투사렌즈(141, 142, 143, 151, 152, 153)의 견고한 장착구조를 구현할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명은, 광학엔진 자체에서 발생하는 열 또는 투사렌즈계를 통과하는 광에 의해 발생된 열 등이 투사렌즈 측으로 전달됨을 차단함과 더불어, 외부로 보다 용이하게 방출할 수 있고, 이에 따라 투사렌즈의 열변형 및 균열 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 투사렌즈;
    상기 투사렌즈가 장착되는 경통; 및
    상기 투사렌즈 및 경통 사이에 개재된 열차단부재;를 포함하며,
    상기 열차단부재는 상기 경통보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열차단부재는 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열차단부재는 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  6. 영상 및 광을 투사면으로 투사하고, 하나 이상의 제1투사렌즈를 가진 제1투사렌즈계;
    영상 및 광을 입사받아 상기 제1투사렌즈계로 안내하고, 하나 이상의 제2투사렌즈를 가진 제2투사렌즈계;
    상기 제1 및 제 2 투사렌즈계가 설치되는 경통; 및
    상기 경통 및 제1투사렌즈계의 적어도 하나의 제1투사렌즈 사이에 개재된 열차단부재;를 포함하며,
    상기 열차단부재는 상기 경통보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열차단부재는 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 열차단부재는 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  11. 하나 이상의 제1투사렌즈가 설치된 메인경통;
    하나 이상의 제2투사렌즈가 설치된 서브경통; 및
    상기 제1투사렌즈와 상기 메인경통 사이에 개재된 하나 이상의 제1열차단부재;를 포함하며,
    상기 제1열차단부재는 상기 메인경통 및 서브경통보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2투사렌즈와 상기 서브경통 사이에 개재된 하나 이상의 제2열차단부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2열차단부재는 상기 메인경통 및 서브경통보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2열차단부재는 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열차단부재는 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  17. 광을 발생시키는 조명계;
    영상을 형성하는 영상 생성부; 및
    상기 영상 생성부의 영상 및 조명계의 광을 투사면으로 투사하고, 적어도 하나의 투사렌즈, 상기 투사렌즈가 장착되는 경통, 및 상기 투사렌즈와 경통 사이에 개재된 열차단부재를 구비한 투사렌즈장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 열차단부재는 상기 경통 보다 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 열차단부재는 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 열차단부재는 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 열차단부재는 주름진 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈장치.
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