KR100863841B1 - Projection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히, 프로젝션 티브이에 장착되는 광학 엔진의 조립 구조를 간편화하고 각 부품의 수리 및 교체가 용이하게 이루어지도록 하는 프로젝션 시스템의 광학 엔진 조립 구조에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a projection system, and more particularly, to an optical engine assembly structure of a projection system that simplifies the assembly structure of an optical engine mounted on a projection TV and facilitates repair and replacement of each component.
본 발명에 따른 프로젝션 시스템은 백색광이 방출되는 램프 어셈블리와, 상기 램프 어셈블리로부터 방출되는 빛이 유색 광으로 변환되는 조명계와, 상기 조명계를 통과한 빛이 반사 또는 굴절되어 원하는 영상이 얻어지도록 하는 합성계 및 상기 합성계로부터 전달된 영상이 스크린에 투사되도록 하는 투사 렌즈부가 포함되는 광학 엔진; 상기 광학 엔진이 안착되는 엔진 베이스;가 포함되고, 상기 광학 엔진은 하나의 조립체 상태로 상기 엔진 베이스에 탈부착되는 것을 특징으로 한다.The projection system according to the present invention includes a lamp assembly in which white light is emitted, an illumination system in which light emitted from the lamp assembly is converted into colored light, and a synthesis system in which light passing through the illumination system is reflected or refracted to obtain a desired image. An optical engine including a projection lens unit configured to project an image transmitted from the synthesis system onto a screen; And an engine base on which the optical engine is seated, wherein the optical engine is detachably attached to the engine base in one assembly state.
본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의하여, 대화면 고화질의 성능은 변하지 않고 프로젝션 시스템의 전체적인 부피가 슬림화되는 장점이 있다.By the projection system according to the present invention, the performance of the large-screen high-definition has the advantage that the overall volume of the projection system is slimmer.
프로젝션, 전반사, 광학 엔진 Projection, total reflection, optical engine
Description
도 1은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템을 개략적으로 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a projection system according to the spirit of the present invention.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진의 외관 사시도.2 is an external perspective view of an optical engine according to the spirit of 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 발명의 사상에 따른 광학 엔진이 베이스에 결합되는 모습을 보여주는 분해 사시도.4 is an exploded perspective view showing a state in which the optical engine according to the spirit of the present invention is coupled to the base.
도 5는 상기 광학 엔진의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of the optical engine.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진을 구성하는 반사계의 결합 모습을 보여주는 분해 사시도.6 is an exploded perspective view showing a coupling state of the reflectometer constituting the optical engine according to the spirit of the present invention.
도 7은 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진의 영상 출력 과정을 보여주는 시스템도.7 is a system diagram showing an image output process of the optical engine according to the inventive concept.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 반사계에서 일어나는 빛의 경로를 설명하는 시스템도.8 is a system diagram illustrating a path of light occurring in a reflectometer of a projection system in accordance with the teachings of the present invention.
도 9는 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 투사 렌즈 어셈블리를 보여주는 사시도.9 is a perspective view showing a projection lens assembly of the projection system according to the spirit of 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
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
본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히, 프로젝션 텔레비젼에 장착되는 광학 엔진의 조립 구조를 간편화하고 각 부품의 수리 및 교체가 용이하게 이루어지도록 하는 프로젝션 시스템의 광학 엔진 조립 구조에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a projection system, and more particularly, to an optical engine assembly structure of a projection system that simplifies the assembly structure of an optical engine mounted on a projection television and facilitates repair and replacement of each component.
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) 방식 과, 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.
상기와 같은 다수 개의 부품으로 이루어지는 종래의 광학 엔진은 대체적으로 부피가 크고, 조립 과정에서 초정밀도가 요구되는 특징이 있다. 상세히, 램프에서 방출되는 빛의 각도와 거리를 일정하게 유지하여, DMD의 유효화면으로 전달하기 위해 부품들간의 조립 편차 그리고 부품 단품의 치수 공차부분에 있어서 초 정밀성이 요구된다. 이에 따라, 광학 엔진 생산 중 발생하는 불량에 대해서는 전수 재작업과 별도의 수리 공정을 거쳐야만 하였다. 이러한 이유로 인하여 조립 과정이 복잡하고 생산 효율이 감소되는 문제가 제기되어 왔다. Conventional optical engines composed of a plurality of components as described above are generally bulky, and require high precision in the assembling process. In detail, in order to keep the angle and distance of the light emitted from the lamp constant, ultra precision is required in the assembly deviation between the parts and the dimensional tolerances of the parts separately in order to deliver them to the effective screen of the DMD. As a result, defects occurring during the production of the optical engine had to be reworked and repaired separately. For this reason, the assembly process has been complicated and the production efficiency has been reduced.
뿐만 아니라, 가격 경쟁이 치열해지고 있는 대형 디스플레이 제품 시장에 있어서, 초정밀도를 요구하는 단위 부품을 적용하여 치수의 안정성 및 정밀성과 함께 가격 경쟁력을 확보하기가 쉽지 않은 단점이 있다. In addition, in the large display product market, where price competition is intensifying, it is difficult to secure price competitiveness with stability and precision of dimensions by applying unit components requiring ultra precision.
따라서, 종래 구조의 부품 관리 인자를 최소화하고, 조립의 편의성과 재작업성 향상을 위한 구조적인 개선이 필요하게 되었다. 그리고, 광학 엔진을 구성하는 부품의 조립 위치 등을 개선하여 광학 엔진의 전체적인 부피가 감소되도록 할 필요성도 제기되고 있다. 다시 말하면, 상기와 같은 문제점을 개선하여 광학 엔진 전체의 품질을 만족하면서, 동시에 가격 경쟁력을 확보하는 것이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, there is a need for structural improvement for minimizing the parts management factor of the conventional structure and improving the convenience and reworkability of assembly. In addition, there is a need to improve the assembly position of components constituting the optical engine and the like to reduce the overall volume of the optical engine. In other words, it is urgently required to improve the above problems and to satisfy the quality of the entire optical engine and to secure a price competitiveness at the same time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 프로젝션 시스템을 구성하는 광학 엔진의 조립 구조를 개선함으로써, 조립 공정이 단순하게 되고, 광학 엔진의 전체적인 부피가 슬림화되도록 하는 프로젝션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by improving the assembly structure of the optical engine constituting the projection system, to simplify the assembly process, to provide a projection system that allows the overall volume of the optical engine to be slimmer. For the purpose of
또한, 광학 엔진의 조립 구조가 개선되도록 함으로써, 프로젝션 시스템의 품질은 동일하게 유지되거나 그보다 향상되는 반면 제품 가격이 감소될 수 있는 프로젝션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object to provide a projection system in which the assembly structure of the optical engine is improved, so that the quality of the projection system remains the same or even better while the product price can be reduced.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은 백색광이 방출되는 램프 어셈블리와, 상기 램프 어셈블리로부터 방출되는 빛이 유색 광으로 변환되는 조명계와, 상기 조명계를 통과한 빛이 반사 또는 굴절되어 원하는 영상이 얻어지도록 하는 합성계 및 상기 합성계로부터 전달된 영상이 스크린에 투사되도록 하는 투사 렌즈부가 포함되는 광학 엔진; 상기 광학 엔진이 안착되는 엔진 베이스;가 포함되고, 상기 광학 엔진은 하나의 조립체 상태로 상기 엔진 베이스에 탈부착되는 것을 특징으로 한다.Projection system according to the present invention for achieving the above object is a lamp assembly in which white light is emitted, an illumination system in which the light emitted from the lamp assembly is converted into colored light, and the light passing through the illumination system is reflected or refracted An optical engine including a synthesis system for obtaining a desired image and a projection lens unit for projecting an image transmitted from the synthesis system onto a screen; And an engine base on which the optical engine is seated, wherein the optical engine is detachably attached to the engine base in one assembly state.
또다른 측면에서의 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은 엔진 베이스; 상기 엔진 베이스에 안착되는 라이트 터널 하우징; 상기 라이트 터널 하우징의 일측면에 결합되는 램프 어셈블리; 상기 램프 어셈블리의 반대편에 하나의 조립체 상태로 안착되는 라이트 터널 및 컨덴싱 렌즈; 상기 컨덴싱 렌즈의 단부에 안착되는 반사계;In another aspect the projection system according to the invention comprises an engine base; A light tunnel housing seated on the engine base; A lamp assembly coupled to one side of the light tunnel housing; A light tunnel and a condensing lens seated in an assembly state opposite the lamp assembly; A reflectometer seated at an end of the condensing lens;
상기 반사계의 일측에 위치되는 DMD 어셈블리;및 상기 DMD 어셈블리와 대향되는 위치에 안착되는 투사 렌즈 어셈블리;가 포함되고, 상기 엔진 베이스를 제외한 구성 요소는 상기 엔진 베이스로부터 각각 개별 분리 또는 하나의 조립체 상태로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.A DMD assembly positioned at one side of the reflectometer; and a projection lens assembly seated at a position opposite to the DMD assembly; wherein the components except the engine base are separately separated from each other or one assembly state from the engine base. Characterized in that can be separated.
상기와 같은 구성에 의하여, 대화면 고화질의 성능 유지와 함께 조립 공정이 개선되어 생산 효율이 증가되는 장점이 있다.By the above configuration, there is an advantage that the assembly process is improved and the production efficiency is increased while maintaining the performance of a large screen.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다 른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 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 made 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(30)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 엔 진 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 패널(후술함)을 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
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 가능하게 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 만들어 주는 라이트 터널 어셈블리(24)와, 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 더블 링(Doubling)시켜 조사하는 액추에이터(27)와, 상기 액추에이터(27)를 통과한 빛을 확대하는 투사 렌즈(31)가 포함된다. 여기서, 상기 램프 어셈블리(21)와, 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
또한, 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.In addition, 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 도니다. 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 휠의 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.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 어셈블리(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 빛은 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 투과 하게 된다. 상기 전반사 프리즘(30)의 기능에 대해서는 하기에서 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.Therefore, light incident at an angle greater than or equal to the critical angle is totally reflected by the
또한, 상기 DMD 어셈블리(Digital Micro-mirror Device Assembly : 26)는 DMD 패널(33 : 도 7 참조)과, 상기 DMD 패널(33)이 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 33 (see FIG. 7) and a driver board in which the
한편, 상기 DMD 패널(33)에는 디스플레이의 해상도와 동일한 양의 미세한 미러가 배열되어, 스크린과 1대1 대응이 이루어지도록 설계되어 있다. On the other hand, the
상세히, 상기 DMD 패널(33)에 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 패널(33)은 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 메모리에 장착되어, 상기 CMOS 메모리로부터 전달되는 신호에 의하여 구동하게 된다. In detail, the
더욱 상세히, 상기 DMD 패널(33)을 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 쪽으로 반사되거나 스크린 밖으로 버려지게 된다.In more detail, the micromirror constituting the
또한, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널(33)과 상기 투사 렌즈(31) 사이에 배치되며, 중앙 부분에 미러가 장착되어 있다. 상세히, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널(33)로부터 방출되는 영상 신호를 반 프레임씩 나누어 굴절 투과시킴 으로써, 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 또다른 하나의 어셈블리를 구성하게 된다. 그리고, 상기 램프 어셈블리(210는 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.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진을 구성하는 반사계의 결합 모습을 보여주는 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view illustrating a coupling state of a reflectometer constituting an optical engine according to the inventive concept.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진 유닛(10)을 구성하는 반사계는 반사계 케이스(28)와, 상기 반사계 케이스(28)의 측면으로부터 삽입되는 폴딩 미러(29)와, 상기 반사계 케이스(28)의 상부면으로부터 삽입되는 액추에이터(27)와, 상기 반사계 케이스(28)의 전면으로부터 삽입되는 전반사 프리즘(30)이 포함된다.Referring to FIG. 6, the reflectometer constituting the
상세히, 상기 반사계 케이스(28)의 내부에는 상기 전반사 프리즘(30)이 안착되는 프리즘 안착부(281)가 형성된다. 그리고, 상기 프리즘 안착부(281)가 형성되는 면, 즉 상기 반사계 케이스(28)의 후면에는 DMD 홀(285)이 형성된다. 따라서, 상기 전반사 프리즘(30)에서 전반사되는 빛은 상기 DMD 홀(285)을 통하여 DMD 패널(33)에 투사된다. 그리고, 상기 반사계 케이스(28)의 측면에는 상기 폴딩 미러(29)가 삽입되기 위한 폴딩 미러 삽입홀(283)이 형성된다. 그리고, 상기 반사계 케이스(28)의 상부면에는 상기 액추에이터(27)가 삽입되기 위한 액추에이터 삽입홀(282)이 형성된다. 그리고, 상기 반사계 케이스(28)의 전면에는 상기 전반사 프리즘(30)이 삽입되기 위한 프리즘 삽입홀(284)이 형성된다. In detail, a
상기와 같은 구성을 이루는 반사계의 조립 과정에 대하여 설명하면, 먼저 상기 전반사 프리즘(30)이 상기 프리즘 삽입홀(284)을 통하여 삽입되도록 한다. 그리고, 상기 전반사 프리즘930)이 상기 프리즘 안착면(281)에 고정되도록 한다. The assembling process of the reflectometer having the above configuration will be described. First, the
또한, 사용자는 상기 액추에이터(27)가 상기 액추에이터 삽입홀(282)을 통하여 반사계 케이스(28) 내부로 삽입되도록 한다. 그리고, 상기 폴딩 미러(29)가 상기 폴딩 미러 삽입홀(283)을 통하여 반사계 케이스(28) 내부로 삽입되도록 한다. 여기서, 상기 폴딩 미러(29)와 액추에이터(29)의 삽입 순서는 어느 것이 먼저 수행되어도 무방하다. 그리고, 상기 반사계 케이스(28)의 후방에는 상기 DMD 어셈블리(26)가 위치하게 되고, 상기 반사계 케이스(28)의 전방에는 투사 렌즈 어셈블리(31)가 위치된다. In addition, the user allows the
상기와 같은 조립 구조에 의하여, 상기 폴딩 미러(29)와, 액추에이터(27) 및 전반사 프리즘(30)이 하나의 조립체를 이루므로, 분해 및 조립이 매우 용이하게 이루어진다. 또한, 상기 각각의 부품은 상기 반사계 케이스(28)의 서로 다른 측면으로부터 삽입되므로, 개별 부품의 조립 및 분해도 용이하게 이루어지게 된다.By the assembly structure as described above, since the
도 7은 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진의 영상 출력 과정을 보여주는 시스템도이다.7 is a system diagram illustrating an image output process of an optical engine according to the inventive concept.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템 내부에서 일어나는 영상 출력 과정에 대하여 상세히 설명하면, 먼저 상기 램프(212)에 전원이 인가되어 백색광이 방출된다. 그리고, 방출된 백색광은 상기 컬러 휠 어셈블리(22)에 집광되어 적,녹,청색 중 어느 하나의 색깔을 가지게 된다. 여기서, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)의 전면에는 UV 필터(32)가 장착되어, 시스템에서 필요로 하는 가시광선만이 출력되도록 함으로써, 열에 의한 피로가 감소되도록 한다. Referring to FIG. 7, the image output process occurring in the projection system according to the present invention will be described in detail. First, power is applied to the
또한, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)를 통과한 빛은 상기 라이트 터널 어셈블리(24)를 통과하면서 균일하게 된 다음 상기 컨덴싱 렌즈(25)로 입사된다. 그리고, 상기 컨덴싱 렌즈(25)로부터 방출되는 빛은 상기 폴딩 미러(29)에 의하여 반사된다. 그리고, 상기 폴딩 미러(29)에서 반사된 빛은 상기 전반사 프리즘(30)에서 전반사되어 상기 DMD 패널(33)에 집광된다. 그리고, 상기 DMD 패널(33)에 집광된 빛은 미세 거울의 틸팅 작용에 의하여 원하는 영상이 얻어지게 된다. 그리고, 얻어진 영상은 상기 전반사 프리즘(30)을 투과하게 된다. 그리고, 상기 전반사 프리즘(30)을 투과한 영상은 상기 액추에이터(27)를 통과하면서 픽셀이 2배로 증가되어 부드 럽게 변화된다. 그리고, 상기 액추에이터(27)를 통과한 영상은 상기 투사 렌즈(31)로 입사되고, 상기 투사 렌즈(31)로부터 영상이 확대되어 상기 백미러(3)로 출사된다. 그리고, 상기 백미러(3)로 입사된 빛은 반사되어 상기 스크린(4)에 비춰지게 된다.In addition, light passing through the
도 8은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 반사계에서 일어나는 빛의 경로를 설명하는 시스템도이다.8 is a system diagram illustrating a path of light generated in a reflectometer of a projection system according to the inventive concept.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템(1)의 광학 엔진 유닛(10)을 구성하는 전반사 프리즘(30)은 굴절율이 서로 다른 1차 프리즘(301)과 2차 프리즘(302)이 접합되어 형성된다. 그리고, 상기 1차 프리즘(301)과 2차 프리즘(302)의 접합으로 형성된 전반사면(303)에서 빛이 전반사된다. 여기서, 상기 두 개의 프리즘이 접합되는 전반사면(303)에는 에어 갭(air gap)이 형성되며, 상기 에어갭으로 인해 굴절율의 차이가 발생하게 되고, 이러한 굴절율의 변화에 의하여 임계각이 형성된다. 따라서, 임계각 이상의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사 면(303)에서 전반사되고, 임계각 이하의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사면(303)을 투과하게 된다.Referring to FIG. 8, in the
한편, 상기 컨덴싱 렌즈(25)를 통과한 빛은 상기 폴딩 미러(29)에 부딪혀서 상기 전반사 프리즘(30)쪽으로 반사된다. 그리고, 상기 전반사 프리즘(30)의 1차 프리즘(302)으로 반사된 빛은 상기 전반사면(303)에서 전반사되어 상기 DMD 패널(33)에 부딪히게 된다. 그리고, 상기 DMD 패널(33)에 입사된 빛은 취사 선택되어 원하는 영상이 얻어진다. 그리고, DMD 패널(33)을 구성하는 마이크로 미러의 틸팅 작용에 의하여 취하여진 빛은 다시 반사되어 상기 전반사 프리즘(30)의 전반사면(303)을 투과하게 된다. 그리고, 상기 전반사면(303)을 투과한 빛은 상기 액추에이터(27)를 거치면서 픽셀이 두배로 증가된다. 그리고, 상기 액추에이터(27)를 통과한 영상 정보가 담긴 빛은 상기 투사 렌즈(31)로 입사된다.On the other hand, the light passing through the condensing
도 9는 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 투사 렌즈 어셈블리를 보여주는 사시도이다.9 is a perspective view showing a projection lens assembly of the projection system according to the spirit of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템(1)의 광학 엔진 유닛(10)을 구성하는 투사 렌즈 어셈블리(31)에는 상기 액추에이터(27)를 통과한 영상을 집광하는 제 1 렌즈(311)와, 상기 제 1 렌즈(311)에서 집광된영상의 경로를 바꿔주는 반사 미러(314)와, 상기 반사 미러(314)에서 반사된 영상을 여러 번에 걸쳐 점층적으로 확산 및 집광하여 확대시키고, 확대된 영상이 스크린(4)에 결상되도록 하는 제 2 렌즈(312) 및 상기 제 1 렌즈(311)로 입사되는 빛 중 불필요한 빛을 제거하는 어퍼쳐(313)가 포함된다. 상세히, 상기 액추에이터(27)를 통과한 빛이 원하는 화상의 형태로 상기 제 1 렌즈(311)에 입사하게 되면, 스크린((4)상에 원하는 화상이 표시되는 빛만 입사되는 것이 아니라, 불필요한 빛도 같이 입사하게 된다. 따라서, 이러한 불필요한 빛이 과도하게 스크린(4)에 입사되어 화면 전체가 필요 이상으로 밝게되는 것을 방지하기 위하여 상기 어퍼처(313)가 장착된다.Referring to FIG. 9, the
더욱 상세히, 상기 어퍼처(313)는 상기 제 1 렌즈(311)로 입사되는 빛 중 필요한 빛만 입사되도록 하고, 불필요한 빛은 가려주는 기능을 하게 된다.In more detail, the
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템(1)의 광학 엔 진 유닛(10)은 베이스(11)에 장착되는 광학 엔진(20)과, 상기 광학 엔진(20) 주위에 장착되는 각종 부품들이 서로 독립적으로 조립 및 분해 가능하게 된다. 뿐만 아니라, 상기 광학 엔진(20)은 하나의 어셈블리 형태로 상기 베이스(11)에 장착되거나 분리 가능하다. As described above, the
또한, 상기 폴딩 미러(29)와, 액추에이터(27) 및 전반사 프리즘(30)이 하나의 케이스에 조립되어, 하나의 어셈블리로서 작용하게 되므로, 상기 부품의 조립 및 분해가 매우 간단하게 되는 장점이 있다. 그리고, 상기 폴딩 미러(29)와 액추에이터(27) 및 전반사프리즘(30)은 상호 체결 관계에 있지 아니하고, 각각이 상기 반사계 케이스(28)에만 결합되어 있다. 따라서, 서로 다른 부품에 영향을 주지 않고 개별 분리가 가능하다. 뿐만 아니라, 상기 반사계 케이스(28)도 상기 베이스(11)로부터 개별 분리가 가능하다. In addition, since the
또한, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)도 상기 라이트 터러 하우징(23)에만 결합되므로, 다른 부품 즉 라이트 터널 어셈블리(24)에 영향을 주지 않고 개별 분리가 가능하다. In addition, since the
상기와 같은 구성에 의하여, 조립자는 상기 라이트 터널 하우징(23)이 상기 베이스(11)에 안착되도록 한 다음, 상기 램프 어셈블리(21)가 라이트 터널 하우징(23) 전면에 밀착되도록 한다. 그리고, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 일 측면으로부터 상기 컬러 휠 어셈블리(22)가 삽입되도록 한다. 그리고, 상기 라이트 터널 어셈블리(24)와 컨덴싱 렌즈(25) 조립체가 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에 안착되도록 한다. 여기서, 상기 라이트 터널 어셈블리(24)는 상기 라이트 터널 하우징(24) 내부에 삽입되도록 한다.By such a configuration, the assembler allows the
또한, 조립자는 상기 컨덴싱 렌즈(25)의 후단에 상기 반사계 조립체가 안착되도록 한다. 그리고, 상기 컨덴싱 렌즈(25)로부터 교차되는 방향으로 상기 DMD 어셈블리(26)가 안착되도록 한다. 그리고, 상기 DMD 어셈블리(26)와 대향되는 방향으로 상기 투사 렌즈 어셈블리(31)가 위치되도록 조립한다. The assembler also allows the reflectometer assembly to be seated at the rear end of the condensing
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의하여, 대화면 고화질의 성능은 변하지 않고 프로젝션 시스템의 전체적인 부피가 슬림화되는 장점이 있다.By the projection system according to the present invention having the above configuration, there is an advantage that the overall volume of the projection system is slim without changing the performance of the large screen.
또한, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학 엔진 조립 구조가 개선됨으로써, 전체적인 조립 공정 수가 감소되어, 생산성이 향상되는 효과가 있다.In addition, by improving the optical engine assembly structure of the projection system according to the present invention, the overall number of assembly processes is reduced, there is an effect that the productivity is improved.
또한, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학 엔진 조립 구조가 개선됨으로써, 부품의 교체 또는 수리가 매우 수월하게 이루어짐으로써, 서비스 효율이 높아지는 장점이 있다.In addition, by improving the optical engine assembly structure of the projection system according to the present invention, the replacement or repair of parts is made very easy, there is an advantage that the service efficiency is increased.
또한, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의하여, 조립 공정이 간단해짐으로써 부품 수가 감소됨으로써, 제품의 가격 경쟁력이 확보되는 장점이 있다.In addition, by the projection system according to the present invention, the number of parts is reduced by simplifying the assembly process, there is an advantage that the price competitiveness of the product is secured.
또한, 광학 엔진을 구성하는 부품의 어느 하나에 불량이 발생하여 교체하거나 수리하는 경우, 엔진 전체를 분해할 필요 없이 불량이 발생한 특정 부품만 교체 가능하게 되므로 서비스 효율이 좋아지는 장점이 있다. In addition, when any one of the components constituting the optical engine is replaced or repaired, there is an advantage in that the service efficiency is improved because only the specific component in which the failure occurs can be replaced without disassembling the entire engine.
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