KR100797475B1 - 프로젝션 장치의 칼라휠 시스템 - Google Patents

Abstract

프로젝터의 광학성능을 향상시키기 위해 컬러휠을 고속으로 회전시키더라도 컬러휠을 구성하는 컬러필터들이 모터로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템은 광원으로부터 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시키고, 동심원을 중심으로 서로 동일한 크기의 부채꼴 형상을 가지는 복수개의 컬러필터들로 구성되는 컬러휠과 상기 복수개의 컬러필터들의 소정영역에 결합됨으로써 상기 컬러휠을 회전시키는 구동부를 포함하는 것으로서, 상기 복수개의 컬러펄터들의 일측면에는 돌출부가 형성되고, 타측면에는 오목부가 형성되어, 이웃하는 컬러필터들의 돌출부와 오목부가 결합됨에 의하여 상기 복수개의 컬러필터들이 결합되는 것을 특징으로 한다.

컬러휠, 컬러필터, 프로젝터, 프로젝션

Description

프로젝션 장치의 칼라휠 시스템{Color Wheel System for Projection Device}

도 1은 컬러휠 방식을 사용하는 일반적인 프로젝션 장치의 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 컬러휠과 모터를 포함하는 컬러휠 시스템을 보여주는 도면.

도 3은 도 2에 도시된 종래의 컬러휠을 보여주는 도면.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러휠 시스템의 컬러휠을 구성하는 컬러필트를 보여주는 도면.

도 4b는 도 4a에 도시된 컬러필터들이 결합하여 구성된 컬러휠을 보여주는 도면.

도 4c는 도 4b의 확대도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러휠 시스템의 컬러휠을 구성하는 컬러필트를 보여주는 도면.

도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 컬러필터들이 결합하여 구성된 컬러휠을 보여주는 도면.

도 5d는 도 5c의 확대도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 광원 12: 컬러휠

16: 모터 18: 로드렌즈

20: 릴레이 렌즈 22: 액정표시소자

24: 투사렌즈 32a~32f: 컬러필터

34: 돌출부 36: 오목부

38: 접착영역

본 발명은 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템에 관한 것이다.

프로젝터는 내부의 소형 디스플레이에 구현된 소화상을 투사렌즈를 이용하여 대화면의 스크린에 확대투사함으로써 대화면의 화상을 표시하는 프로젝션 장치로서, 스크린의 전면에 화상이 투사되는 전면 투사방식과 스크린의 후면에 화상이 투사되는 후면 투사방식으로 대별된다. 이 중에서 후자의 대표적인 예로 프로젝션 텔레비젼을 들 수 있다. 그리고, 프로젝터에서 소형의 영상을 제공하는 디스플레이로는 음극선관(CRT)과 액정표시소자(LCD)가 이용되고 있으며, 최근에는 프로젝터의 박형화에 유리한 액정표시소자를 이용한 액정프로젝터가 널리 이용되고 있다.

일반적인 액정프로젝터는 소화상을 제공하는 액정표시소자와, 구현된 소화상을 스크린에 확대투사시키는 투사렌즈계와, 상기 액정표시소자에 광을 제공하는 광원과, 광원과 액정표시소자 사이의 광경로를 조절하기 위한 조명계와, 신호처리를 하는 구동회로부를 포함한다. 이러한 액정프로젝터는 효율 좋은 광학계 및 램프변경 등을 통해 고휘도를 구현하려는 추세와, 밝기는 다소 떨어지더라도 소형화, 경량화를 통해 휴대 및 설치의 간편성 등을 강조하려는 추세가 병행되고 있다.

이러한 액정 프로젝터에서 다양한 컬러를 구현하기 위해서는 적색(R),녹색(G),청색(B) 3색의 빛을 제어할 필요가 있으며, 제어하는 방식에 따라 일반적으로 3판식 방식과 단판식 방식으로 분류되는데 3판식 방식은 고휘도 구현을 목적으로 하는 경우 이용되고, 단판식 방식은 소형화 및 경량화 구현을 목적으로 하는 경우 이용된다. 3판식 방식은 컬러 분리 및 합성 방식을 이용하여 R,G,B 3매의 액정패널을 사용하여 컬러를 구현하는 방식이며, 단판식 방식은 컬러휠(Color Wheel), 컬러 스위치(Color Switch), 홀로그램(Hologram), 회전 프리즘(Rotating Prism) 방식 등을 이용하여 컬러를 구현한다. 이 중 양산 및 효율을 고려하여 컬러휠 시스템 방식이 가장 많이 이용되고 있다.

도 1은 컬러휠 방식을 사용하는 일반적인 프로젝션 장치로서, 컬러휠을 투과형 타입의 액정표시소자에 적용한 예이다. 광원(10)에서 발생된 광빔은 컬러휠(12)로 진행하게 되고, 컬러휠(12)은 컬러휠(12)을 구성하는 복수개의 컬러필터들이 순차적으로 백색광을 차단하도록 그 축에 대해 회전한다. 이에 따라, 백색광이 컬러휠(12)을 통과한 후에는 R,G,B 각 컬러의 빛들로 순차적으로 변하게 된다.

이후, 컬러휠(12)에 의해 색 분리된 광빔은 로드렌즈(18)로 진행하게 되고, 로드렌즈(18)는 색분리된 광빔이 화면상에 균일하게 분포되도록 한다. 로드렌즈(18)를 경유한 광빔은 릴레이 렌즈(20)에 의해 집광된 후 평행하게 액정표시소 자(22)로 진행하게 되고, 상기 액정표시소자(22)에 의해 영상신호에 대응하도록 화상을 표시하게 된다. 화상이 표시된 광빔은 투사렌즈(24)로 진행하게 되고, 상기 투사렌즈(24)에 의해 화상은 스크린(미도시) 상에 확대되어 표시되게 된다. 즉, 상기 도 1에 도시된 프로젝션 장치는 컬러휠(12)에 의해 색 분리된 광빔에 맞춰 액정표시소자에 R,G,B 신호를 입력시켜 컬러를 표현하게 되는 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 컬러휠과 모터를 포함하는 개념인 컬러휠 시스템을 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 컬러휠(12)은 R,G,B 컬러필터들(14a~14f)로 구성되며, 모터(16)와 같은 구동부에 의해 그 축에 대해 회전하면서 백색광의 컬러를 변화시킨다. 즉, 모터(16)에 의해 컬러휠(12)이 회전하게 되면, 광원(10)에서 나오는 백색광은 R,G,B컬러로 변하여 순차적으로 나오게 되는 것이다.

이러한 컬러휠(12)은 도 3에 도시된 바와 같이, 컬러휠(12)을 구성하는 각각의 R,G,B 컬러필터들(14a~14f)의 소정영역(26)이 접착제에 의해 모터(16)에 결합됨으로써 형성된다. 그러나, 이러한 종래기술에 의한 컬러휠(12)의 경우 프로젝션 장치의 광학성능을 개선하기 위해 컬러휠(12)을 고속으로 회전시키는 경우, 복수개의 컬러필터들(14a~14f)이 모터(16)로부터 이탈되는 현상이 발생한다는 문제점이 있다.

종래에는 이러한 컬러필터들의 이탈 현상을 해결하기 위하여 컬러필터(14a~14f)의 뒷면에 컬러필터들(14a~14f)의 접착을 위한 별도의 판(미도시)을 이용하여 컬러필터들(14a~14f)을 이중으로 접착하는 방법이 제안된 바 있지만, 이러한 방법에 의하더라도 컬러휠(12)이 고속으로 회전하는 경우 상기 컬러필터 들(14a~14f)이 모터로부터 이탈되는 것을 방지하는 데에는 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프로젝터의 광학성능을 향상시키기 위해 컬러휠을 고속으로 회전시키더라도 컬러휠을 구성하는 컬러필터들이 모터로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템은 광원으로부터 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시키고, 동심원을 중심으로 서로 동일한 크기의 부채꼴 형상을 가지는 복수개의 컬러필터들로 구성되는 컬러휠과 상기 복수개의 컬러필터들의 소정영역에 결합됨으로써 상기 컬러휠을 회전시키는 구동부를 포함하는 것으로서, 상기 복수개의 컬러펄터들의 일측면에는 돌출부가 형성되고, 타측면에는 오목부가 형성되어, 이웃하는 컬러필터들의 돌출부와 오목부가 결합됨에 의하여 상기 복수개의 컬러필터들이 결합되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 컬러필터에 형성되는 상기 돌출부와 상기 오목부는 상기 컬러필터가 상기 구동부에 결합되는 소정영역에 내에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수개의 컬러필터는 적, 녹, 청색의 3색으로 구성되는 1개 이상의 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템은 광원으로부터 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시키고, 동심원을 중심으로 서로 동일한 크기의 부채꼴 형상을 가지는 복수개의 컬러필터들로 구성되는 컬러휠과 상기 복수개의 컬러필터들의 소정영역에 결합됨으로써 상기 컬러휠을 회전시키는 구동부를 포함하는 것으로서, 상기 복수개의 컬러펄터들 중 어느 하나의 양측면에는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부가 형성된 컬러필터와 이웃하는 컬러필터들의 양측면에는 오목부가 형성되어, 서로 이웃하는 컬러필터들의 돌출부와 오목부가 결합됨에 의하여 상기 복수개의 컬러필터들이 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부되는 도면을 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러휠 시스템의 컬러휠을 구성하는 컬러필트를 보여준다. 도시된 바와 같이 컬러휠(미도시)을 구성하는 컬러필터(32a~32f)는 부채꼴 모양으로 형성되어 있으며, 컬러필터(32a~32f)의 일측면에는 돌출부(34)가 형성되어 있으며, 컬러필터(32a~32f)의 타측면에는 오목부(36)가 형성되어 있다.

도 4b는 도 4a에 도시된 컬러필터들이 결합하여 구성된 컬러휠(30)을 보여주며, 도 4c는 도 4b를 확대해서 보여준다. 도시된 바와 같이, 적색 컬러필터(32a)의 오목부(36)에 녹색 컬러필터(32b)의 돌출부(34)가 결합되고, 녹색 컬러펄터(32b)의 오목부(36)에 청색 컬러필터(32c)의 돌출부(34)가 결합되며, 청색 컬러필터(32c)의 오목부(36)에 적색 컬러필터(32d)의 돌출부(34)가 결합됨으로써 컬러휠(30)을 구성하게 된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러휠 시스템은 컬러휠(30)이 고속회전하더라도 모터(미도시)로부터 각 컬러필터(32a~32f)가 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 종래기술에서 언급한 바와 같이 각각의 컬러필터(32a~32f)의 소정영역(38)이 접착제에 의해 모터(미도시)에 결합됨과 더불어 각 컬러필터들(32a~32f)을 각 컬러필터(32a~32f)에 형성된 돌출부(34)와 오목부(36)를 이용하여 더욱 견고하게 결합시키게 된다. 이때 상기 돌출부(34)와 오목부(36)는 상기 복수개의 컬러필터(32a~32f)가 접착제에 의해 모터에 결합되는 소정영역(38) 내에 형성되는 것이 바람직하다.

도 4b 및 도 4c에서는 컬러휠(30)이 6개의 컬러필터들을 포함하고, 그 중 같은 색의 컬러필터를 각각 2개씩 포함하는 것으로 기재하였지만, 다른 실시예에 있어서 컬러휠(30)은 3개의 컬러필터들을 포함하고, 그 중 같은 색의 컬러필터를 1개씩 포함할 수도 있다. 즉, 컬러휠(30)은 3n(n은 자연수)개의 컬러필터를 포함할 수 있으며, 그 중 같은 색의 컬러필터는 n개씩 포함되도록 형성하는 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러휠 시스템의 컬러휠을 구성하는 컬러필트를 보여주는 것으로서, 본 실시예에 따른 컬러필터들(40a~40f)은 도 5a에 도시된 형상이나 도 5b에 도시된 형상 중 어느 하나로 형성된다. 도 5a에는 양측면 모두에 돌출부(42)가 형성되어 있는 부채꼴 모양의 컬러필터(40a, 40c, 40f)가 도시되어 있으며, 도 5b에는 양측면 모두에 오목부(44)가 형성되어 있는 부채꼴 모양의 컬러필터(40b, 40d, 40f)가 도시되어 있다. 즉, 도 4a에 도시된 컬러필터와는 달리 본 실시예에 있어서 컬러필터(40a~40f) 각각은 돌출부(42)와 오목 부(44) 중 어느 하나만을 가지도록 형성되는 것이다.

도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 컬러필터들이 결합하여 구성된 컬러휠을 보여주며, 도 5d는 도 5c를 확대해서 보여준다. 도시된 바와 같이, 적색 컬러필터(40a)의 돌출부(42)는 각각 녹색 컬러필터(40b)와 청색 컬러필터(40f)의 오목부(44)에 결합되고, 녹색 컬러펄터(42b)의 또 다른 오목부(44)에는 청색 컬러필터(42c)의 돌출부(42) 중 어느 하나가 결합되며, 청색 컬러필터(42c)의 또 다른 돌출부(42)는 적색 컬러필터(42d)의 오목부(44)에 결합됨으로써 컬러휠(46)을 구성하게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 컬러휠을 구성하는 각각의 컬러필터들이 접착제에 의해 모터에 결합됨과 더불어 각 컬러필터들에 형성된 돌출부와 오목부가 서로 결합됨에 의해 각 컬러필터들끼리도 결합시킬 수 있어 컬러휠이 고속회 전하는 경우에도 각각의 컬러필터가 모터로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 광원으로부터 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시키고, 동심원을 중심으로 서로 동일한 크기의 부채꼴 형상을 가지는 복수개의 컬러필터들로 구성되는 컬러휠과 상기 복수개의 컬러필터들의 소정영역에 결합됨으로써 상기 컬러휠을 회전시키는 구동부를 포함하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템으로서,

   상기 복수개의 컬러펄터들의 일측면에는 돌출부가 형성되고, 타측면에는 오목부가 형성되어, 이웃하는 컬러필터들의 돌출부와 오목부가 결합됨에 의하여 상기 복수개의 컬러필터들이 결합되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부와 상기 오목부는 상기 구동부가 결합되는 상기 복수개의 컬러필터의 소정영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수개의 컬러필터는 적, 녹, 청색의 3색으로 구성되는 1개 이상의 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.
5. 광원으로부터 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시키고, 동심원을 중심으로 서로 동일한 크기의 부채꼴 형상을 가지는 복수개의 컬러필터들로 구성되는 컬러휠과 상기 복수개의 컬러필터들의 소정영역에 결합됨으로써 상기 컬러휠을 회전시키는 구동부를 포함하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템으로서,

   상기 복수개의 컬러펄터들 중 어느 하나의 양측면에는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부가 형성된 컬러필터와 이웃하는 컬러필터들의 양측면에는 오목부가 형성되어, 서로 이웃하는 컬러필터들의 돌출부와 오목부가 결합됨에 의하여 상기 복수개의 컬러필터들이 결합되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 돌출부와 상기 오목부는 상기 구동부가 결합되는 상기 복수개의 컬러필터의 소정영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서,

   상기 복수개의 컬러필터는 적, 녹, 청색의 3색으로 구성되는 1개 이상의 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 컬러휠 시스템.

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