KR100826255B1 - 광학 프로젝션 시스템 - Google Patents

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본 발명에 의한 DLP 방식의 광학 프로젝션 시스템은 적어도 2개의 제 1 및 제 2 LED 모듈을 구비하는 광학엔진; 상기 광학엔진을 지지하기 위해 광학엔진 후면에 결합되는 브라켓 패널; 상기 제 1 LED 모듈과 접촉하는 제 1 방열부재; 상기 제 2 LED 모듈과 접촉하는 제 2 방열부재; 상기 브라켓 패널에 지지되며, 상기 제 1 및 제 2 방열부재를 열적 평형을 이루도록 연결하는 히트 파이프; 및 상기 제 1 또는 제 2 LED 모듈과 상기 제 1 또는 제 2 방열부재 사이에 개재되는 전열부재;를 포함한다. 이에 의하면, LED 모듈에서 발생되는 열의 효과적인 방열이 가능하다.
프로젝터, LED, 광학, 쿨링, 냉각, 히트파이프, 전열, 방열

Description

광학 프로젝션 시스템 {OPTICAL PROJECTION SYSTEM}
도 1은 일반적인 광학 프로젝션 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 광학 프로젝션 시스템을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도, 그리고,
도 3은 도 2의 전열부재의 부착상태를 나타낸 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10; 광학엔진 11; 제 1 LED 모듈
12; 제 2 LED 모듈 20; 브라켓 패널
30; 방열부재 31; 제 1 방열부재
32; 제 2 방열부재 40; 히트 파이프
50; 전열부재 51; 위치정렬홈
본 발명은 영상 투사 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 DLP (Digital Light Processing)방식 광학 프로젝션 시스템에 관한 것이다.
광학 프로젝션 시스템은 광학 수단을 이용하여 대화면의 영상을 구현하기 위 한 것으로 영상을 구현하는 소자의 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 프로젝션, LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝션 및 DLP(Digital Light Processing) 프로젝션 방식으로 나눌 수 있다.
DLP 프로젝션 방식은 수십 만개의 미세 구동 거울이 집적된 DMD(Digital Micro-mirror Device) 조립체를 이용하여 외부로부터 입력받은 영상신호를 확대 투사하는 형태의 메커니즘으로 동작한다. 이러한 DMD 조립체를 이용하는 광학 프로젝션 시스템은 광이용 효율이 다른 방식보다 높으며, 색 재현성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 많이 채용되고 있다.
이러한 광학 프로젝션 시스템은 R,G,B 색상을 방출하는 LED 모듈을 복수개 구비한다. 이러한 LED 모듈은 구동중에 많은 열을 발생시킨다. 이렇게 발생된 열은 부품의 성능을 저하하는 주된 원인이 되기 때문에 그 열을 제어하는 수단이 요구된다. 그러나 DLP 프로젝션 방식은 소형인 제품의 특성으로 인하여 방열을 위한 장치를 내부에 설치하는데 공간상 제약이 따르므로, 열을 제어하는 수단을 외부에 따로 설치하게 된다. 일반적으로 금속부재 등의 방열부재를 해당 LED 모듈에 맞대어 설치한다. 여기서 방열하는 과정에서 각각의 LED 모듈의 온도가 다르게 되면 컬러 시프트(color shift)가 발생될 소지가 있으므로 열을 제어함에 있어 각각의 LED 모듈의 온도를 같게 유지하는 것 또한 중요하다. 보통 각각의 방열부재를 열적으로 연결하는 히트 파이프를 채용하는 것이 일반적이다.
도 1은 그러한 일반적인 광학 프로젝션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 일반적인 광학 프로젝션 시스템은 빛을 방출하는 제 1 및 제 2 LED 모듈(11)(12)을 구비하는 광학엔진(10), 상기 광학엔진(10)을 지지하기 위해 광학엔진 후면에 결합되는 브라켓 패널(20), 제 1 LED 모듈(11)과 접촉하는 제 1 방열부재(31), 제 2 LED 모듈(12)과 접촉하는 제 2 방열부재(32), 상기 브라켓 패널(20)에 지지되며 제 1 및 제 2 방열부재(31)(32)의 열을 순환시키는 히트 파이프(40)를 포함한다.
그러나 상기한 바와 같은 일반적인 광학 프로젝션 시스템은 다음과 같은 문제점이 있어 개선이 요구되고 있다.
위와 같은 구조의 LED 모듈(11)(12)의 표면과 이를 방열하는 방열부재(30)는 보통 금속부재로 이루어진다. 상기 LED 모듈(11)(12)은 각각 동일한 온도를 유지시켜야 하는 세심한 온도제어가 필요함에도 불구하고 위와 같은 구조는 금속부재의 접촉면 사이에 치수 공차에 의한 미세한 이격이 발생된다. 이러한 치수 공차로 인해 상기 LED 모듈(11)(12)과 상기 방열부재(30)의 접촉성이 나빠지므로 열전달이 원활하지 못하게 되면, 각 LED 모듈(11)(12)의 온도가 달라지게 된다. 이는 LED 간의 광의 양 및 밝기가 달라지게 되는 원인이 되어 결국 화질저하를 초래한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, LED 모듈과 방열부재의 접촉을 좋게 함으로써 LED 모듈의 방열을 원활히 하여 각각의 LED 모듈을 같은 온도로 유지할 수 있는 광학 프로젝션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학 프로젝션 시스템은 적어도 2개의 제 1 및 제 2 LED 모듈을 구비하는 광학엔진; 상기 광학엔진을 지지하기 위해 광학엔진 후면에 결합되는 브라켓 패널; 상기 제 1 LED 모듈과 접촉하는 제 1 방열부재; 상기 제 2 LED 모듈과 접촉하는 제 2 방열부재; 상기 브라켓 패널에 지지되며, 상기 제 1 및 제 2 방열부재를 열적 평형을 이루도록 연결하는 히트 파이프; 및 상기 제 1 또는 제 2 LED 모듈과 상기 제 1 또는 제 2 방열부재 사이에 개재되는 전열부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 전열부재는 러버(Rubber) 재질의 전열시트로 이루어진다.
또한, 상기 전열부재는 상기 LED 모듈에 접착물질을 통해 부착되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전열부재는 사각형상이며 하나 이상의 위치정렬홈을 구비한다.
본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 예를 설명함에 있어서 종래와 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 광학 프로젝션 시스템은 LED 모듈(11)(12)을 구비한 광학엔진(10), 브라켓 패널(20), 방열부 재(30), 히트 파이프(40), 상기 LED 모듈(11)(12)과 상기 방열부재(30) 사이에 개재되는 전열부재(50)를 구비한다.
상기 광학엔진(10)은 빛의 3원색을 방출하는 LED 모듈(11)(12)이 두 개 이상 구비된다. 제 1 LED 모듈(11)은 빛의 3원색 중 그린광을 방출하고, 제 2 LED 모듈(12)은 다른 2개의 컬러인 레드와 블루광을 방출한다. 앞서 설명한 바와 같이 각각의 LED 모듈(11)(12)은 동작중에 열이 발생되어 화질불량의 원인이 되므로 효과적이 온도 제어가 요구된다. 또한, 상기 광학엔진(10)은 프로젝션 렌즈 등이 구비되고 일측에는 DMD를 비롯하여 각종 칩이 실장된 DMD 기판이 결합되나, 도면에서는 도시를 생략하였다.
상기 브라켓 패널(20)은 상기 광학엔진(10)을 지지하기 위해 광학엔진(10) 후면에 나사를 통해 결합된다. 또한, 브라켓 패널(20)은 전열성이 높은 재질로 형성되어 광학엔진(10)에서 발생되는 열이 외부로 쉽게 방출되도록 한다.
상기 방열부재(30)는 상기 제 1 LED 모듈(11)과 접촉하는 제 1 방열부재(31)와 상기 제 2 LED 모듈(12)과 접촉하는 제 2 방열부재(32)로 이루어진다. 상기 방열부재(30)는 상기 LED 모듈(11)(12) 구동시 발생되는 열을 강제 냉각시키도록 배치된다. 따라서, 각 LED 모듈(11)(12)에서 발생된 열은 상기 방열부재(30)로 전달된다. 이러한 상기 방열부재(30)는 열전도성이 좋은 금속부재로 이루어지며 바람직하게는 알루미늄 재질로 이루어진다. 또한, 상기 방열부재(30)의 외측에는 상기 히트 파이프(40)가 결합되도록 설치홈(31a)(32a)이 형성된다.
상기 히트 파이프(40)는 상기 브라켓 패널(20)에 지지되며 제 1 및 제 2 방 열부재(31)(32)의 설치홈(31a)(32a)에 결합됨으로써 상기 방열부재(30)의 열을 순환시키는 역활을 한다. 상기 히트 파이프(40)에 의해 상기 제 1 방열부재(31)와 상기 제 2 방열부재(32)는 같은 온도를 유지하게 되고 이는 LED 모듈(11)(12) 각각의 온도가 등온으로 유지되도록 한다. 도면에서는 2개의 라인으로 이루어진 히트 파이프(40)를 도시하였으나 이에 한정되는 것이 아니며 필요에 따라 증감이 가능하다.
본 발명의 요부인 전열부재(50)는 상기 LED 모듈(11)(12)과 상기 방열부재(30) 사이에 개재된다. 도면에서는 전열부재(50)가 제 2 LED 모듈(12)에 부착되는 것을 도시하였으나, 제 1 LED 모듈(11)에 부착되거나 제 1 LED 모듈(11) 및 제 2 LED 모듈(12)에 동시에 부착하는 것도 가능하다. 이러한 전열부재(50)에는 상기 방열부재(30)에 부착되도록 일면 또는 양면에 접착물질이 도포된다. 또한, 상기 전열부재(50)는 상기 LED 모듈(11)(12)과 상기 방열부재(30) 사이에서 효율적으로 열을 매개하기 위해 신축성을 가진다. 또한, 프로젝트의 작동시 방열부재(30)에서 다량의 열이 발생되므로, 그 열에도 변형이 되지 않는 내구성이 있어야 한다. 바람직하게는 러버 재질의 전열시트로 이루어진다. 또한, 상기 전열부재(50)는 사각 형상을 가지고 있으며 부착된 상태에서 유동되지 않도록 위치정렬홈(51)이 소요위치에 하나 이상 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 광학 프로젝션 시스템은 화상 구현과정에서 각각의 LED 모듈(11)(12)로부터 발생되는 다량의 열은 상기 LED 모듈(11)(12)에 접촉되도록 설치된 방열부재(30)에 의해 냉각된다. 이때, 시트형상의 전열부재(50)에 의해 상기 LED 모듈(11)(12)과 상기 방열부재(30) 간의 접촉성이 향상됨으로써 두 부재간의 열전달이 원활히 이루어진다. 이렇게 방열부재(30)로 전달된 열 은 히트 파이프(40)에 의해 서로 열 교환이 이루어지며 이로써 각각의 LED 모듈(11)(12)은 등온으로 제어되면서 냉각된다.
본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 광학 프로젝션 시스템은, 다수의 LED 모듈의 방열을 원활히 하는 전열부재를 채용하여 각각의 LED 모듈을 같은 온도로 유지함으로써 원활한 화질을 지속적으로 유지하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 적어도 2개의 제 1 및 제 2 LED 모듈을 구비하는 광학엔진;
    상기 광학엔진을 지지하기 위해 광학엔진 후면에 결합되는 브라켓 패널;
    상기 제 1 LED 모듈과 접촉하는 제 1 방열부재;
    상기 제 2 LED 모듈과 접촉하는 제 2 방열부재;
    상기 브라켓 패널에 지지되며, 상기 제 1 및 제 2 방열부재를 열적 평형을 이루도록 연결하는 히트 파이프; 및
    상기 제 1 또는 제 2 LED 모듈과 상기 제 1 또는 제 2 방열부재 사이에 개재되는 전열부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 프로젝션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열부재는 러버(Rubber) 재질의 전열시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 프로젝션 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전열부재는 상기 제 1 LED 모듈 또는 상기 제 2 LED 모듈에 부착되는 것을 특징으로 하는 광학 프로젝션 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전열부재는 사각형상이며 하나 이상의 위치정렬홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 프로젝션 시스템.
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