KR100800201B1 - Projection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 고온이 발생되는 램프 어셈블리 내부를 냉각하기 위한 유선 형상의 냉각 유로가 구비되어, 램프 어셈블리 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되어 안정적으로 동작되도록 하는 프로젝션 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a projection system, and more particularly, to a projection system having a streamlined cooling path for cooling the inside of a lamp assembly in which a high temperature is generated, so that the inside of the lamp assembly can be cooled quickly and efficiently and stably operated. It is about.
상기되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광이 생성되는 램프; 상기 램프가 내부에 수용되고, 어느 일 측에 형성되는 공기 흡입구와, 타 측에 형성되는 공기 토출구가 형성되는 램프 케이스; 및 상기 공기 흡입구를 통하여 램프 케이스 내부로 유입된 공기가 신속히 방출되도록 공기 흐름을 가이드하는 가이드부가 포함된다.Projection system according to the present invention for achieving the object as described above, the light is generated; A lamp case accommodating the lamp and having an air inlet formed on one side and an air outlet formed on the other side thereof; And a guide part for guiding the air flow so that air introduced into the lamp case through the air inlet is quickly discharged.
상기와 같은 구성에 의하여, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되는 효과가 있다.By the above configuration, there is an effect that the interior of the lamp assembly and the optical engine is cooled quickly and efficiently.
프로젝션, 냉각 Projection, cooling
Description
도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템을 개략적으로 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a projection system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 광학 엔진의 외관 사시도.2 is an external perspective view of an optical engine according to the present invention;
도 3은 상기 광학 엔진의 일부 분해 사시도.3 is a partially exploded perspective view of the optical engine;
도 4는 본 발명에 따른 광학 엔진이 베이스에 결합되는 모습을 보여주는 분해 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the optical engine coupled to the base according to the invention.
도 5는 상기 광학 엔진의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of the optical engine.
도 6은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 케이스의 사시도.6 is a perspective view of a lamp case of the optical engine according to the present invention;
도 7은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ' 평단면도.7 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 광학 엔진의 냉각 시스템의 공기 유동을 설명하기 위한 광학 엔진의 단면도.8 is a cross-sectional view of an optical engine for explaining the air flow of the cooling system of the optical engine according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 프로젝션 시스템 10 : 광학 엔진 유닛1: projection system 10: optical engine unit
12 : DMD 팬 141 : 램프 냉각팬12: DMD fan 141: lamp cooling fan
20 : 광학 엔진 21 : 램프 어셈블리20: optical engine 21: lamp assembly
22 : 컬러 휠 어셈블리 23 : 라이트 터널 하우징22: color wheel assembly 23: light tunnel housing
24 : 라이트 터널 어셈블리 25 : 컨덴싱 렌즈24: light tunnel assembly 25: condensing lens
26 : DMD 어셈블리 27 : 액추에이터26: DMD Assembly 27: Actuator
28 : 반사계 케이스 29 : 폴딩 미러28: reflector case 29: folding mirror
30 : 전반사 프리즘 31 : 투사 렌즈 어셈블리30: total reflection prism 31: projection lens assembly
43 : 컬러 휠 냉각팬43: color wheel cooling fan
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 고온이 발생되는 램프 어셈블리 내부를 냉각하기 위한 유선 형상의 냉각 유로가 구비되어, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되어 안정적으로 동작되도록 하는 프로젝션 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a projection system, and in particular, provided with a streamlined cooling passage for cooling the inside of a lamp assembly in which high temperature is generated, so that the interior of the lamp assembly and the optical engine can be cooled quickly and efficiently and stably operated. To a projection system.
최근, 대화면 고화질 디스플레이 장치가 주요한 화제로 떠오르고 있으며, 이러한 대화면 고화질 디스플레이 장치로서 CRT(Cathode Ray Tube) 텔레비전, LCD(Liquid Crystal Display) 텔레비전, 프로젝션(Projection) 텔레비전, PDP(Plasma Display Panel) 텔레비전 등이 출시되고 있다.Recently, large-screen high-definition display devices have emerged as a major topic, and such large-screen high-definition display devices include CRT (Cathode Ray Tube) televisions, Liquid Crystal Display (LCD) televisions, Projection televisions, and Plasma Display Panel (PDP) televisions. It's coming out.
그 중, 대화면 고화질의 요건을 충족시켜 주는 디스플레이 장치 중의 하나로서 상기 프로젝션 텔레비젼에 대한 수요와 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 상기 프로젝션 텔레비젼에는 LCD를 이용한 LCOS(Liquid Crystal On Silicon) 방식과, DMD(Digital Micromirror Device)를 이용한 DLP(Digital Light Porsessing) 방식이 있다.Among them, the demand for the projection television and the development of technology are actively made as one of the display apparatuses that satisfy the requirements of large screen high definition. The projection television includes a liquid crystal on silicon (LCOS) method using an LCD and a digital light porsessing (DLP) method using a digital micromirror device (DMD).
최근에는 LCD나 DMD를 이용한 저가형 프로젝션 텔레비젼이 각광을 받고 있는 추세이다. 특히, 대화면과 함께 고화질을 요구하는 소비자의 욕구가 증대됨에 따라, 그 수요가 해마다 증가하고 있으며, 현재 시험 방송 중인 디지털 텔레비젼 시장에서 특히 호평받고 있는 추세이다.Recently, low-cost projection TVs using LCDs or DMDs have been in the spotlight. In particular, as the consumer's desire for high quality along with a large screen increases, the demand is increasing year by year, and the trend is particularly popular in the digital television market currently being trial broadcast.
또한, 최근 개인용 컴퓨터의 보급과 함께 컴퓨터를 이용한 프리젠테이션을 하는 일이 많아짐에 따라 LCD나 DMD가 이용되는 프로젝터의 사용도 많아지고 있다.In addition, as the use of computers and presentations using computers have been increasing in recent years, the use of projectors using LCDs or DMDs has also increased.
일반적으로, 프로젝션 텔레비젼은 캐비닛 내부에 장착되는 광학 엔진(Optical Engine)에 의하여 생성되는 빛이 반사되어 스크린에 영상이 투시되는 방식을 취하고 있다. In general, a projection television adopts a method in which light generated by an optical engine mounted inside a cabinet is reflected and an image is projected on a screen.
상세히, DMD를 이용한 광학 엔진은 백색광을 방출하는 램프와, 상기 램프로부터 방출되는 빛을 적, 녹, 청색의 빛으로 분리하는 컬러 휠 장치와, 상기 컬러 휠 장치를 통과한 빛을 모아주는 조명계와, 조명계를 거친 빛을 받아 원하는 화면을 만드는 DMD와, 상기 DMD로부터 생성된 영상이 스크린에 확대 투사되도록 하는 투사 렌즈로 이루어진다. In detail, an optical engine using a DMD includes a lamp that emits white light, a color wheel device that separates light emitted from the lamp into red, green, and blue light, an illumination system that collects light passing through the color wheel device; And a DMD for receiving a light passing through the illumination system to create a desired screen, and a projection lens to enlarge and project the image generated from the DMD onto the screen.
이와 같은 일반적인 프로젝션 시스템의 조명계와 DMD와 투사렌즈를 통칭하여 광학 엔진이라고 칭하기도 하는데, 상기 광학 엔진은 램프에서 발생되는 조명광 등에 의해서 고열이 발생되는 부분이다. 그러므로, 그와 같은 고열이 냉각되도록 하기 위해서는 적절한 냉각 시스템이 구비되어야 함과 동시에 냉각 중에 이물이 유입되지 않도록 하는 것이 중요한 문제이다. 만약, 고열이 냉각되지 아니하면, 조명계에 구비되는 다수의 필름과 합성계에 구비되는 DMD 등이 산화되는 문제점이 발생될 수 있고, 나아가서 프로젝션 시스템이 정상적으로 동작되지 못하는 문제점이 발생될 수도 있다.The illumination system, the DMD, and the projection lens of the general projection system may be collectively referred to as an optical engine, and the optical engine is a part where high heat is generated by illumination light generated from a lamp. Therefore, in order to allow such high heat to be cooled, it is important to provide an appropriate cooling system and to prevent foreign matter from entering during cooling. If the high heat is not cooled, a problem may occur that a plurality of films provided in the illumination system and a DMD provided in the synthesis system are oxidized, and furthermore, a problem that the projection system does not operate normally may occur.
상기와 같은 기존의 프로젝션 시스템에서는, 일반적으로 완전히 개구된 램프 어셈블리의 공기 유입부로 유입되는 공기에 의하여 램프 어셈블리 및 광학 엔진 내부가 냉각되었다. 또한, 종래의 상기 램프 어셈블리는 램프의 내부로 유입되는 공기의 흐름을 가이드하기에 적합하지 않은 형상으로 이루어졌고, 램프 어셈블리 내부에 적체된 내부열을 냉각시키는 동시에 공기의 유동 저항을 감소시키기 위한 별도의 구성 요소가 포함되지 않았다. In such conventional projection systems, the lamp assembly and the interior of the optical engine are generally cooled by the air entering the air inlet of the fully opened lamp assembly. In addition, the conventional lamp assembly has a shape that is not suitable for guiding the flow of air flowing into the lamp, and a separate to cool the internal heat accumulated in the lamp assembly while reducing the flow resistance of the air The component was not included.
그러나, DMD 패널 사이즈의 감소(0.5인치 -> 0.45인치) 및 이에 따른 램프의 밝기 증가(120와트 -> 132와트)로 인한 광학 엔진 내부의 온도 상승으로 인하여 기존 냉각 시스템으로는 냉각 효율을 높이기 어려워지게 되었다. 즉, 램프 케이스의 내부에 공기의 흐름이 미치지 않는 곳이 존재함에 따라, 잔류 열량이 발생하여 램프 어셈블리 내부가 완전히 냉각되지 않음으로써, 효율적인 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 있었다. However, due to the decrease in DMD panel size (0.5 inch-> 0.45 inch) and consequent increase in lamp brightness (120 watts-> 132 watts) the temperature rise inside the optical engine makes it difficult to increase cooling efficiency with existing cooling systems. I lost. That is, as the place where the flow of air does not exist in the interior of the lamp case, there is a problem that the remaining heat is generated and the inside of the lamp assembly is not completely cooled, so that efficient cooling is not achieved.
더구나, 소음에 대한 사용자들의 기준이 엄격해짐에 따라, 프로젝션 시스템 내부에서 발생되는 소음에 대한 기준 수치가 변경되었고(30dB -> 25dB), 따라서 저소음팬이 사용될 수밖에 없는 상황에서 더 적은 유량으로도 더 높은 냉각 효율을 얻을 수 있도록 램프 어셈블리의 구조 변경이 절실하게 요구되었다. Moreover, as the user's standards for noise become stricter, the reference value for noise generated inside the projection system has changed (30dB-> 25dB), so even at lower flow rates with low noise fans must be used. The structural modification of the lamp assembly was urgently required to achieve high cooling efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 램프 케이 스 내부에 공기의 흐름이 가이드될 수 있는 유선 형상의 냉각 유로가 구비됨으로써, 램프 어셈블리 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by providing a streamlined cooling passage that can guide the flow of air inside the lamp casing, thereby providing a projection system in which the lamp assembly is cooled quickly and efficiently. It is for the purpose of suggestion.
또한, 램프 케이스 내부에 유동하는 공기의 유량이 증가되고, 유동 저항 및 냉각 손실이 감소되고, 램프 케이스 내부에 잔류하는 열량이 감소되는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to propose a projection system in which the flow rate of air flowing inside the lamp case is increased, the flow resistance and cooling loss are reduced, and the amount of heat remaining inside the lamp case is reduced.
또한, 신속하고 효율적인 냉각 구조가 제공되어 저소음 팬의 사용이 가능해짐으로써, 소비자의 소음 기준을 만족시킬 수 있는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. In addition, a rapid and efficient cooling structure is provided to enable the use of low noise fans, and to provide a projection system that can satisfy the consumer's noise standards.
또한, 장시간 동안 광학 엔진이 사용되더라도 기기의 동작이 안정적으로 수행될 수 있는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to propose a projection system in which the operation of the device can be stably performed even when the optical engine is used for a long time.
상기되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광이 생성되는 램프; 상기 램프의 광을 반사하여 일정 거리에서 집광되도록 하는 램프 반사경; 상기 램프가 내부에 수용되고, 어느 일 측에 형성되는 공기 흡입구와, 타 측에 형성되는 공기 토출구가 형성되는 램프 케이스; 및 상기 공기 흡입구를 통하여 램프 케이스 내부로 유입된 공기가 신속히 방출되도록 공기 흐름을 가이드하는 가이드부; 가 포함되고, 상기 공기 흡입구를 통하여 상기 램프 케이스의 내부로 유입되는 공기는 상기 램프의 반대편에 해당하는 상기 램프 반사경의 외면에 부딪히는 방향으로 유동되고, 상기 램프 반사경에 부딪히는 공기의 일부는 상기 램프 반사경과 가이드부 사이의 공간을 따라서 유동되며 나머지 일부는 상기 램프 반사경의 내부로 유동되는 것을 특징으로 한다. Projection system according to the present invention for achieving the object as described above, the light is generated; A lamp reflector for reflecting light from the lamp and condensing at a predetermined distance; A lamp case accommodating the lamp and having an air inlet formed on one side and an air outlet formed on the other side thereof; And a guide unit for guiding the air flow so that the air introduced into the lamp case through the air inlet quickly discharged; Is included, the air flowing into the inside of the lamp case through the air inlet flows in a direction to hit the outer surface of the lamp reflector corresponding to the opposite side of the lamp, a portion of the air hitting the lamp reflector is the lamp reflector Flow along the space between the guide portion and the remaining portion is characterized in that flowing into the lamp reflector.
상기와 같은 구성에 의하여, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되는 효과가 있다.By the above configuration, there is an effect that the interior of the lamp assembly and the optical engine is cooled quickly and efficiently.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한 다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and other embodiments included within the scope of other inventive inventions or the scope of the present invention can be easily added by adding, changing, or deleting other elements. I can suggest.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템을 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a projection system according to the spirit of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템(1)은 외관을 이루는 캐비닛(2)과, 상기 캐비닛(2) 전면에 장착되는 스크린(4)과, 상기 캐비닛(2) 하단에 안착되는 광학 엔진 유닛(10)과, 상기 캐비닛(2)의 내주면에 장착되어, 상기 광학 엔진 유닛(10)으로부터 방출되는 영상이 스크린(4)으로 반사되도록 하는 백미러(3)가 포함된다. Referring to FIG. 1, a
상세히, 상기 광학 엔진 유닛(10)에서 형성되어 투사되는 영상 화면은 상기 백미러(3)에 의하여 반사된다. 그리고, 반사된 영상은 상기 스크린(4)으로 확장 투사되어, 사용자에게 영상 화면이 인식된다.In detail, the image screen formed and projected by the
이하에서는 상기 광학 엔진 유닛(10)의 구조 및 각부 기능에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure and function of each part of the
도 2는 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진의 외관 사시도이고, 도 3은 상기 광학 엔진의 일부 분해 사시도이다.2 is an external perspective view of an optical engine according to the inventive concept, and FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the optical engine.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진 유닛(10)은 베이스(11)와, 상기 베이스(11)에 안착되는 광학 엔진(20)과, 상기 광학 엔진(20)의 외곽에 장착되는 각종 부품이 포함된다.2 and 3, the
상세히, 상기 광학 엔진(20)의 외곽에 장착되는 각종 부품에는 상기 광학 엔진 유닛(10)을 구성하는 각종 전기 부품에 적절한 양의 전원을 공급하는 전원 공급부(15)와, 상기 전원 공급부(15)를 지지하는 전원 공급부 서포터(16)와, 상기 광학 엔진(20)을 구성하는 램프(후술함)를 냉각하는 램프 냉각팬 어셈블리(14)와, 상기 베이스(11)의 일측에 장착되는 밸러스트(13)와, 상기 광학 엔진(20)을 구성하는 투사 렌즈(후술함)를 감싸는 투사렌즈 캡(17)과, 상기 광학 엔진(20)을 구성하는 DMD(후술함)를 냉각하기 위한 DMD 팬(12)이 포함된다.In detail, a
더욱 상세히, 상기 전원 공급부(15)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로서, 외부로부터 공급되는 전기를 해당 전기 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치이다. 그리고, 상기 전원 공급부(15)는 반도체 스위칭 특성을 이용하여, 상용 주파수 이상의 고주파에 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다. In more detail, the
또한, 상기 밸러스트(13)는 상기 광학 엔진(20)을 구성하는 램프의 점등시 고전압을 걸어주고 점등 후에는 과전류가 흐르지 않도록 전류를 적절하게 조절하여 주는 기능을 한다. In addition, the
또한, 상기 램프 냉각팬 어셈블리(14)에는 램프로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위한 램프 냉각팬(141)이 포함된다. In addition, the lamp cooling
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 엔진 유닛(10)의 경우 상기 광학 엔진(20)을 제외한 각부 부품은 상기 베이스(11)로부터 독립적으로 분리 가능 하게 된다. 따라서, 광학 엔진(20)이 상기 베이스(11)에 장착되도록 한 다음, 상기에서 언급된 각각의 부품이 베이스(11)에 결합되도록 한다. As shown in FIG. 3, in the case of the
도 4는 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진이 베이스에 결합되는 모습을 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 상기 광학 엔진의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view illustrating a state in which an optical engine according to the spirit of the present invention is coupled to a base, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the optical engine.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진 유닛(10)에서 영상 화면을 만드는 광학 엔진(20)은 일체로 상기 베이스(11)로부터 분리 가능한 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 4, the
상세히, 상기 광학 엔진(20) 어셈블리가 베이스(11)에 고정되도록 하는 8개의 체결 부재만 제거하면 광학 엔진(20) 어셈블리가 완전히 분리된다. 따라서, 서비스가 용이하게 이루어지고, 분해 조립 공정이 매우 간단해지는 장점이 있다.In detail, the
또한, 상기 광학 엔진(20) 어셈블리가 베이스(11)에 고정되도록 하기 위하여, 처음부터 베이스(11)에 상기 광학 엔진(20)의 구성 요소가 조립되도록 할 필요가 없게 된다. 즉, 상기 광학 엔진(20)을 별도로 조립한 다음, 일체로 상기 베이스(11)에 얹혀지도록 한다.In addition, in order for the
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진(20)은 상기 밸러스트(13)에 의하여 공급되는 고전압에 의하여 백색광이 발생되는 램프 어셈블리(21)와, 상기 램프 어셈블리(21)로부터 방출되는 무편광이 적,녹,청색으로 분리되도록 하는 컬러 휠 어셈블리(22)와, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)를 통과하면서 적,녹,청색으로 분리된 빛을 균일하게 만들어주는 라이트 터널 어셈블리(24)와, 상기 컬러 휠 어셈블리(22) 및 라이트 터널 어셈블리(24)가 내부에 수용되는 라이트 터널 하우징(23)과, 상기 라이트 터널 어셈블리(24)를 통과하면서 균일하게 된 빛이 모아지는 컨덴싱 렌즈(25)와, 상기 컨덴싱 렌즈(25)를 통과한 빛을 반사시키는 폴딩 미러(folding mirror : 29)와, 상기 폴딩 미러(29)에 의하여 반사된 빛을 재차 반사시키는 전반사 프리즘(30)과, 상기 전반사 프리즘(30)에 의하여 반사된 빛이 모여서 영상 정보를 형성하는 DMD 어셈블리(26)와, 상기 DMD 어셈블리(26)로부터 반사되는 빛의 픽셀 수를 더블링(Doubling)시켜 조사하는 액추에이터(27)와, 상기 액추에이터(27)를 통과한 빛을 확대하는 투사 렌즈(31)가 포함된다. 여기서, 상기 램프 어셈블리(21)는 램프계라 칭한다. 그리고, 컬러 휠 어셈블리(22)와, 라이트 터널 어셈블리(24) 및 컨덴싱 렌즈(25)의 집합체는 조명계라고 칭한다. 그리고, 상기 폴딩 미러(29)와 전반사 프리즘(30)의 집합체는 반사계라고 칭하며, 상기 반사계와 DMD 어셈블리(26)의 집합체를 합성계라고 칭한다.Referring to FIG. 5, the
더욱 상세히, 상기 램프 어셈블리(21)는 백색광을 방출하는 램프(212)와, 상기 램프(212)를 보호하는 램프 케이스(211)로 이루어진다. 그리고, 상기 램프(212)의 반사경은 램프의 버너에서 나오는 빛이 반사되어 일정 거리, 즉 촛점 거리에서 집광되도록 바꿔주는 역할을 한다. In more detail, the
그리고, 상기 램프 케이스(211)의 전면에는, 상기 램프(212)에서 발생되는 열기를 냉각시키기 위해, 램프 냉각팬 덕트(42) 및 램프 냉각팬(141)이 형성된다. 즉, 상기 램프 냉각팬 덕트(42) 및 램프 냉각팬(141)은 상기 램프 어셈블리(21) 및 라이트 터널 하우징(23)을 통과한 공기가 광학 엔진(20)의 외부로 배출되도록 공기 유로 가이드 역할을 한다. In addition, a lamp cooling
한편, 상기 컬러 휠 어셈블리(Color Wheel Assembly : 22)는 적(Red),녹(Green),청색(Blue)으로 구획되어 고속으로 회전하는 컬러 휠(221 : RGB 컬러 필터라고도 함)과, 상기 컬러 휠(221)을 구동하는 모터(223) 및 상기 모터(223)를 냉각하는 방열핀(222)으로 이루어진다.On the other hand, the color wheel assembly (22) is divided into red (Green), green (Green), blue (Blue) is divided into a color wheel (also called 221: RGB color filter) that rotates at high speed, and the
상세히, 상기 램프(212)의 반사경에 의하여 상기 램프(212)로부터 방출되는 빛은 상기 컬러 휠(221)의 표면에 집광된다. 그리고, 상기 컬러 휠(221)에 집광되는 빛은 상기 컬러 휠(221)을 통과하면서 적,청,녹색 중 어느 한가지 색을 띠게 된다. 여기서, 상기 컬러 휠(221)은 소정의 직경을 가지는 디스크 형상을 이루며, 상기 디스크는 적,녹,청색으로 구획되어 있다. 따라서, 상기 반사경에 의하여 반사되는 무편광은 집광되는 순간에 위치되는 컬러 휠(221)의 색깔에 의하여 적,청,녹색 중 어느 한 색을 띠게 된다. In detail, light emitted from the
또한, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)와 상기 라이트 터널 어셈블리(24)는 라이트 터널 하우징(23) 내부에 수용된다. 그리고, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에는, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 컬러 휠 냉각팬(43)이 결합된다. In addition, the
또한, 상기 라이트 터널 어셈블리(Light Tunnel Assembly : 24)는 로드 렌즈(Rod Lens)라고도 하며, 상기 컬러 휠(221)을 통과한 유색광을 균일하게 만들어 주는 기능을 한다. In addition, the
상세히, 상기 라이트 터널 어셈블리(24)는 작고 길쭉한 직사각형 형상의 막대 거울 4개가 서로 마주보도록 접합되어 이루어진다. 그리고, 상기 컬러 휠 어셈 블리(22)를 통과한 빛은 라이트 터널을 통과하면서 난반사되고, 밝기 분포가 균일하게 된다. In detail, the
또한, 상기 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens : 25)는 상기 라이트 터널 어셈블리(24)를 통과하면서 균일해진 적,녹,청색 빛이 상기 DMD 어셈블리(26)를 구성하는 DMD 소자에 집광되도록 하는 기능을 수행한다. In addition, the condensing
또한, 상기 전반사 프리즘(30)은 TIR(Total Internal Reflection) 프리즘이라고도 하며, 굴절율이 큰 프리즘과 상대적으로 굴절율이 작은 프리즘이 접합되어 형성된다. 그리고, 이러한 굴절율의 차이에 의해 상기 컨덴싱 렌즈(25)로부터 조사되는 빛의 입사 각도에 따라 전반사되거나 투과된다.The
상세히, 각각의 물체는 고유의 굴절율을 가지며, 이러한 굴절율의 차이에 의하여 빛이 전반사되거나 투과되는 임계각이 정해진다. In detail, each object has its own refractive index, and the difference in refractive index determines the critical angle at which light is totally reflected or transmitted.
따라서, 임계각 이상의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사 프리즘(30)에서 전반사되고, 임계각 이하의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사 프리즘(30)을 투과하게 된다. Therefore, light incident at an angle greater than or equal to a critical angle is totally reflected by the
또한, 상기 DMD 어셈블리(Digital Micro-mirror Device Assembly : 26)는 DMD 패널과, 상기 DMD 패널이 수용되는 드라이버 보드로 이루어진다. 상세히, 상기 드라이버 보드는 상기 밸러스트와 컬러 휠 등의 구동을 제어하거나 영상을 제어하는 장치이다.In addition, the DMD assembly (Digital Micro-mirror Device Assembly) 26 is composed of a DMD panel and a driver board that accommodates the DMD panel. In detail, the driver board is a device for controlling the driving of the ballast and the color wheel or controlling the image.
한편, 상기 DMD 패널에는 디스플레이의 해상도와 동일한 양의 미세한 미러가 배열되어, 스크린과 1대1 대응이 이루어지도록 설계되어 있다. On the other hand, the DMD panel is designed such that the same amount of fine mirrors as the resolution of the display is arranged so as to have a one-to-one correspondence with the screen.
상세히, 상기 DMD 패널에 의하여 상기 전반사 프리즘(30)을 통과하여 전달되는 적,녹,청색의 빛을 스크린 쪽으로 비추게 할 것인지, 아니면 스크린 밖으로 버릴 것인지를 결정하게 된다. 그리고, 상기 DMD 패널은 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 메모리에 장착되어, 상기 CMOS 메모리로부터 전달되는 신호에 의하여 구동하게 된다. In detail, the DMD panel determines whether the red, green, and blue light transmitted through the
더욱 상세히, 상기 DMD 패널을 구성하는 마이크로 미러는 가로 세로 16㎛의 미세한 다이아몬드형 픽셀 형태로 제조되며, 상기 CMOS로부터 전달되는 신호에 따라 ±10도로 틸팅(tilting)되어, 상기 전반사 프리즘(30)을 통과한 빛이 스크린 족으로 반사되거나 스크린 밖으로 버려지게 된다.In more detail, the micromirror constituting the DMD panel is manufactured in the form of a fine diamond-shaped pixel having a width and width of 16 μm, and tilted by ± 10 degrees according to a signal transmitted from the CMOS, thereby reducing the
또한, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널과 상기 투사 렌즈(31) 사이에 배치되며, 중앙 부분에 미러가 장착되어 있다. 상세히, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널로부터 방출되는 영상 신호를 반 프레임씩 나누어 굴절 투과시킴으로써, 실질적으로 영상 신호의 픽셀 수를 2배로 더블링시키는 기능을 한다. 이러한 미러의 굴절 특성으로 인하여, 스크린의 해상도가 높아지게 된다. 그리고, 상기 액추에이터의 종류로는 투과형과 반사형이 있다.In addition, the
또한, 상기 투사 렌즈 어셈블리(31)는 상기 액추에이터(27)를 통과한 영상이 확대되어 백미러(3) 쪽으로 조사되도록 기능한다. 상기 투사 렌즈 어셈블리(31)에 대한 내용은 하기에서 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.In addition, the
상기와 같은 구성을 이루는 광학 엔진(20)은 상기 액추에이터(27)와 전반사 프리즘(30) 및 상기 폴딩 미러(29)가 반사계 케이스(28)의 서로 다른 면으로부터 삽입되어, 하나의 반사계를 구성한다. 그리고, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)와 상기 라이트 터널 어셈블리(24)가 라이트 터널 하우징(23)에 수용되어 또 다른 하나의 어셈블리를 구성하게 된다. 그리고, 상기 램프 어셈블리(21)는 램프 케이스(211) 내부에 장착되는 램프(212)와 함께 별도의 어셈블리를 구성하게 되고, 상기 램프 어셈블리(21)의 전방에 상기 라이트 터널 하우징(23)이 밀착된다. In the
상기와 같이 다수 개의 부품이 하나의 조립체를 형성하게 됨으로써, 부품 교체와 서비스가 용이하게 이루어지는 장점이 있다.As described above, since a plurality of parts form a single assembly, there is an advantage that parts replacement and service are easily performed.
이하에서는, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템, 특히 광학 엔진(20)의 냉각 시스템으로 적용되는 각 구성에 대하여 간단히 설명한다. In the following, each configuration applied to the projection system according to the present invention, in particular the cooling system of the
먼저, 상기 광학 엔진(20)에는 공기가 강제로 유동되도록 하기 위한 세 개의 팬(12)(141)(43)과, 상기 팬(12)(141)(43)에 의한 공기의 유동을 안내하기 위한 다수의 가이드 구조가 형성되는데, 공기의 유동순서를 기준으로 광학 엔진(20)의 냉각 시스템을 설명한다.First, the
먼저, 외계로부터 상기 프로젝션 시스템(1)의 내부로 유입된 차가운 공기는 광학 엔진(20) 특히, 합성계 측방의 DMD 팬(12)으로 유입되고, 이에 의하여 상기 합성계로부터 발생되는 열기가 냉각될 수 있다. First, cold air introduced into the
또한, 상기 램프(212)가 냉각되기 위하여 램프 어셈블리(21)의 전방에는 램프 냉각팬(141)이 형성된다. 상기 램프 냉각팬(141)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된 뒤에 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출 되어 프로젝션 시스템의 외계로 배출되도록 한다. In addition, a
한편, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에는 컬러 휠 냉각팬(43)이 형성된다. 상기 컬러 휠 냉각팬(43)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 라이트 터널 하우징(23)으로 유입된 뒤, 상기 라이트 터널 하우징(23)을 냉각시킨 후, 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출되도록 한다. Meanwhile, in order to cool the
상기되는 구조에서 알 수 있듯이, 상기 DMD 팬(12), 램프 냉각팬(141) 및 컬러 휠 냉각팬(43)은 열원이 놓이는 곳의 인접 위치에 안착되어 흡인력을 제공하여, 차가운 공기가 열원을 통과한 뒤에 열기를 흡수하고 팬(12)(141)(43)으로 흡입되어 배출되도록 하는 구조로 이루어져 있다. As can be seen from the above structure, the
이하에서는, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 램프 어셈블리의 구성에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration of the lamp assembly of the projection system according to the present invention will be described in detail.
도 6은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 케이스의 사시도이고, 도 7은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ' 평단면도이다. 6 is a perspective view of a lamp case of the optical engine according to the present invention, and FIG. 7 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 6.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 램프 케이스(211)는, 램프 케이스(211) 내부에 램프(212)가 수용되도록 형성되는 램프 수용부(213)와, 상기 램프(212)의 형상과 유사하도록 램프 수용부(213) 내부에 형성되는 냉각 유로(214)가 포함된다. 6 and 7, the
상세히, 상기 램프(212)가 내부에 수용되어 램프(212)를 외부의 충격으로부 터 보호하는 램프 케이스(211)는, 내부에 상기 램프(212)가 삽입되어 수용될 수 있도록 속이 빈 상자 형상으로 이루어진다. 그리고, 상기 램프 케이스(211) 내부의 속이 빈 중공부에는 램프(212)가 수용되는 램프 수용부(213)가 형성된다. 또한, 상기 램프 케이스(211)의 외부면 일 측에는, 상기 램프 케이스(211)의 내부로 공기가 유입되는 공기 흡입구(219)가 형성된다. 또한, 상기 공기 흡입구(219)의 타 측으로는 상기 공기 흡입구(219)로 흡입된 공기가 배출될 수 있도록 공기 토출구가 형성된다.In detail, the
한편, 상기 램프 케이스(211)의 내부 일 측에는 램프 케이스(211) 내부로 유동되는 공기의 흐름이 가이드되도록 하는 냉각 유로(214)가 형성된다. 바람직하게, 상기 냉각 유로(214)는 램프(212)의 외주면과 유사한 형상을 띄도록 소정의 곡률로 만곡되거나 또는 경사지도록 형성된다. Meanwhile, a
다시 말하면, 종래에는 램프 케이스(211) 내부에 공기가 원활하게 유동되지 않고 적체되는 부분이 형성되었다. 따라서, 램프(212) 주변만 냉각되고 램프와 일정 정도 이격된 램프 케이스(211) 내부에는 잔류 열량이 발생하였다. 상기와 같은 잔류 열량에 의하여 효율적인 냉각이 이루어지지 못하고 또한 공기의 유동 저항이 발생하는 문제점이 있었다.In other words, in the related art, a portion in which the air is accumulated in the
그러나, 본 발명에서는 상기 램프(212)의 외주면과 유사한 곡률 반경을 가지는 냉각 유로(214)가 구비되어 공기의 원활한 유동이 가이드됨으로써, 공기의 유동 시 발생하는 압력 강하가 감소되고, 공기의 유량이 증가하고, 냉각 효율이 극대화되는 효과가 있다. 또한, 제한된 유량으로 램프와 램프 케이스를 동시에 냉각시킬 수 있고, 램프 케이스 내부에 잔류하는 잔류 열량이 감소되는 장점이 있다. 나아가서는, 상기와 같은 구조에 의하여 효율적인 냉각이 가능해짐으로써, 저소음 팬의 사용이 가능해짐으로 인하여 소음이 감소되는 효과가 있다. However, in the present invention, the
도 8은 본 발명에 따른 광학 엔진의 냉각 시스템의 공기 유동을 설명하기 위한 광학 엔진의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of an optical engine for explaining the air flow of the cooling system of the optical engine according to the present invention.
먼저, 고열이 발생되는 램프(212)를 냉각시키기 위한 공기 유동의 원동력은, 램프 어셈블리(21)의 일 측에 형성되는 램프 냉각팬(도 5의 141 참조)에 의하여 제공된다. 다시 말하면, 상기 램프 냉각팬(141)이 공기를 흡입하는 흡인력을 제공하여, 램프 어셈블리(21)의 후방에 있는 공기가 램프 어셈블리(21)의 내부를 통과하여 전방으로 배출되도록 함으로써, 상기 램프 어셈블리(21) 내부가 효율적으로 냉각되는 것이다. First, the driving force of the air flow for cooling the
도 8을 참조하면, 램프 어셈블리(21)의 후방에 있는 공기는 램프 냉각팬(141)이 제공하는 흡인력에 의하여 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된다. 상기와 같이 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된 공기 중 일부는, 램프(212) 내부로 유입되어, 램프(212) 내부를 따라 흐르면서 램프(212)에서 발산되는 열기를 흡수한 후, 램프 냉각팬 덕트(42) 및 램프 냉각팬(141)을 통과하여 램프 어셈블리(21)의 외부로 배출된다. Referring to FIG. 8, air at the rear of the
한편 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된 공기 중 나머지 일부는, 상기 램프(212)의 외주면과 램프 케이스(211) 내부에 형성된 냉각 유로(214)를 따라서 유동한다. 그리고, 상기 램프 케이스(211) 내부를 유동하는 공기는, 램프(212)에서 발 산되는 열기를 흡수한 후, 상기 램프 어셈블리(21)의 외부로 배출된다. 이때, 상기 냉각 유로(214)는 공기가 일정한 방향으로 유동되도록 함으로써, 램프 케이스(211) 내부의 냉각 효율을 높이는 역할을 한다. Meanwhile, some of the air introduced into the
바람직하게, 상기 냉각 유로(214)는 램프 케이스(211) 내부를 유동하는 공기의 유량이 극대화되도록 형성되어, 유입된 공기가 상기 램프(212)의 외주면 전체를 냉각시킨 후 배출되도록 할 수 있다. 상기와 같은 냉각 유로(215)의 형성에 의하여, 램프 케이스(211) 내부의 공기 유동이 원활하고 효율적으로 이루어짐으로써, 유동되는 공기의 유량이 증가하고, 유동 저항 및 냉각 손실이 감소되고, 램프 케이스(211) 내부에 잔류하는 열량이 감소되고, 소음이 감소되는 효과가 있다. Preferably, the
한편, 상기 광학 엔진(20)에 제공되는 다수의 구성요소에서는 상기 램프(212)에서 생성되는 빛에 의해서 고열이 발생되는데, 그와 같은 고열은 기기의 정상적인 동작을 위하여 신속하게 외부로 배출되어야 할 필요가 있다. 만약, 기기의 동작 중에 발생되는 고열이 외부로 배출되지 아니하면, 부품의 팽창에 의해서 화상의 정합이 틀어질 수 있는 문제가 있고, DMD 패널 및 각종 필름이 산화되는 문제점이 발생될 수 있는 것이다. On the other hand, in a plurality of components provided to the
이를 위하여 본 발명에서는 팬으로 흡입되는 공기에 의해서 냉각이 수행되는데, 이하에서는 이러한 문제점을 해결하는 프로젝션 시스템의 냉각 시스템에 대하여 상세하게 설명한다. To this end, in the present invention, cooling is performed by the air sucked into the fan. Hereinafter, the cooling system of the projection system that solves this problem will be described in detail.
본 발명의 냉각 시스템은 세 부분으로 나뉘어져 있는데, 상기 합성계를 주로 냉각시키는 제 1 냉각시스템과, 직접 고열이 발생되는 램프(212)를 냉각시키는 제 2 냉각시스템과, 고속으로 회전되는 컬러 휠(221)을 냉각시키는 제 3 냉각시스템이 포함된다. The cooling system of the present invention is divided into three parts, a first cooling system mainly for cooling the synthesis system, a second cooling system for cooling the
먼저, 상기 제 1 냉각 시스템은 상기 DMD 팬(12)에 의해서 동작되는 냉각 시스템으로서, 프로젝션 시스템(1) 외부의 차가운 공기가 합성계 측방의 DMD 팬(12)으로 유입되고, 이에 의하여 상기 합성계로부터 발생되는 열기가 냉각될 수 있다. First, the first cooling system is a cooling system operated by the
다시 말하면, 상기 DMD 팬(12)에 의한 냉각 시스템은, 상기 DMD 팬(12)에서 제공되는 음압이 합성계로 전달되도록 하는 구조로 이루어져 있다. 또한, 상기 DMD 팬(12)에서 발생되는 음압은 상기 합성계로 전달될 뿐만 아니라, 상기 DMD 팬(12) 인근의 다른 구성 요소들에 까지 전달되어 냉각될 수 있다.In other words, the cooling system by the
한편, 본 발명에 따른 제 2 냉각 시스템은, 상기 램프 어셈블리(21)의 전방에 놓이는 램프 냉각팬(141)에 의해서 동작되는 시스템으로서, 상기 램프 냉각팬(141)은 전원공급기(15) 인근의 공기가 램프(212) 측으로 유입된 뒤에 램프(212)의 고열을 흡수한 상태에서 상기 램프 어셈블리(21)의 전면에 형성되는 램프 냉각팬 덕트(42) 및 램프 냉각팬(141)을 통하여 기기의 외부로 배출되도록 한다. 이에 의하여 고열이 발생되는 램프(212)가 신속하고 효율적으로 냉각될 수 있다. On the other hand, the second cooling system according to the present invention is a system operated by the
한편, 본 발명에 따른 제 3 냉각 시스템은, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에 형성된 컬러 휠 냉각팬(43)에 의해서 동작되는 시스템이다. 상기 컬러 휠 냉각팬(43)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 라이트 터널 하우징(23)으로 유입된 뒤, 상기 라이트 터널 하우징(23)을 냉각시킨 후, 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출되도록 한다. Meanwhile, the third cooling system according to the present invention is a system operated by the color
상기되는 구조에서 알 수 있듯이, 상기 제 1, 2 및 3 냉각 시스템은 열원이 놓이는 곳의 인접 위치에 안착되어 흡인력을 제공하여, 차가운 공기가 열원을 통과하면서 열기를 흡수한 뒤에 팬으로 흡입되어 배출되도록 하는 구조로 이루어져 있다. 이와 같은 흡인방식의 냉각 시스템에 의해서 흡인되는 공기가 고열부품, 예를 들면 컬러 휠로 유입될 때 층류의 유동형태로 안정적으로 유입될 수 있기 때문에, 고열부품이 냉각효율이 증대되는 장점을 얻을 수 있다. 또한, 고열부품으로 유입되는 공기에 의해서 이물질이 들뜨지 않기 때문에 이물에 의한 오염을 방지할 수 있는 장점도 얻을 수 있다.As can be seen from the above structure, the first, second and third cooling systems are seated adjacent to where the heat source is placed to provide suction, so that cold air is absorbed by the fan as it passes through the heat source and is then drawn into the fan and discharged. It consists of a structure to make it possible. Since the air sucked by such a suction type cooling system can stably flow in the form of laminar flow when flowing into a high temperature part, for example, a color wheel, it is possible to obtain the advantage that the high temperature part increases the cooling efficiency. . In addition, since foreign matters are not lifted by the air flowing into the high-temperature parts, it is possible to obtain an advantage of preventing contamination by foreign matters.
본 발명에 따른 냉각 시스템에 의해서 프로젝션 시스템 특히, 광학 엔진의 오염이 줄어들면서도 냉각효율이 개선되는 장점을 얻을 수 있다.By the cooling system according to the present invention it is possible to obtain an advantage that the cooling efficiency is improved while reducing the contamination of the projection system, in particular the optical engine.
본 발명에 의해서 램프 케이스 내부에 공기의 흐름이 가이드될 수 있는 유선 형상의 냉각 유로가 구비됨으로써, 램프 어셈블리 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되는 장점이 있다.According to the present invention, a streamlined cooling passage through which air flow can be guided is provided in the lamp case, and thus, the inside of the lamp assembly is cooled quickly and efficiently.
또한, 램프 케이스 내부에 유동하는 공기의 유량이 증가되고, 유동 저항 및 냉각 손실이 감소되고, 램프 케이스 내부에 잔류하는 열량이 감소되는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the flow rate of air flowing inside the lamp case is increased, flow resistance and cooling loss are reduced, and the amount of heat remaining inside the lamp case is reduced.
또한, 신속하고 효율적인 냉각 구조가 제공되어 저소음 팬의 사용이 가능해짐으로써, 소비자의 소음 기준을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by providing a quick and efficient cooling structure to enable the use of low noise fans, there is an effect that can satisfy the consumer's noise standards.
또한, 장시간 동안 광학 엔진이 사용되더라도 기기의 동작이 안정적으로 수행될 수 있는 장점이 있다. In addition, even if the optical engine is used for a long time there is an advantage that the operation of the device can be performed stably.
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