KR101909588B1

KR101909588B1 - 광원 모듈 및 프로젝션 기기

Info

Publication number: KR101909588B1
Application number: KR1020167035273A
Authority: KR
Inventors: 시리앙 위
Original assignee: 아포트로닉스 코포레이션 리미티드
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2018-10-18
Also published as: WO2015176608A1; JP6389902B2; US10830409B2; EP3147701B1; CN203930191U; JP2017516151A; KR20170007805A; EP3147701A4; US20170097562A1; EP3147701A1

Abstract

광원 어레이(71) 및 광원 어레이(71)와 대응되게 설치된 렌즈 어레이(72)를 포함하는 광원 모듈을 제공한다. 광원 모듈은 광원 어레이(71)와 렌즈 어레이(72)의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈(73); 집광 렌즈(73)와 렌즈 어레이(72) 사이에 위치한 반사경 어레이(74)를 더 포함하고，반사경 어레이(74)는 다수의 반사경 또는 다수의 반사경과 편광 필터(740)를 포함한다. 그중 집광 렌즈(73)에 피복되지 않은 광원 어레이(71)의 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상에 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터(740)를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 집광 렌즈(73)에 피복된 영역에 위치함으로써, 집광 렌즈(73)로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈(73)로 전송할 수 있다. 집광 렌즈(73)는 광원 어레이(71)의 전체 영역을 피복할 필요가 없으므로, 집광 렌즈(73)의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

Description

광원 모듈 및 프로젝션 기기 {LIGHT SOURCE MODULE AND PROJECTION DEVICE}

본 발명은 광학 기술분야에 관한 것이며, 더 구체적으로 광원 모듈 및 프로젝션 기기에 관한 것이다.

최근 레이저 프로젝터는 수명이 길고 화면의 휘도가 높으며 색상이 다채로운 등의 장점으로 인하여 텔레비전 프로젝션, 소형 프로젝션 및 가정 오락 등의 시스템에 널리 적용되고 있다. 그중 종래의 레이저 프로젝터는 대부분 레이저 광원을 이용하여 여기광을 방출하며, 그 여기광을 형광 휠의 서로 다른 파장 변환 재료에 입사시켜 차례로 적색, 남색과 녹색의 자극광으로 여기한 후, 다시 서로 다른 색의 자극광을 하나의 광빔으로 합쳐서 프로젝션 이미지를 표시한다.

종래의 프로젝션 기기의 광원 모듈 구성은 도 1과 같으며, 광원 어레이(11) 및 상기 광원 어레이(11)와 대응되게 설치된 렌즈 어레이(12)를 포함한다. 그중 각 렌즈는 모두 하나의 광원과 대응되게 설치되어 당해 광원의 출력광을 집속 및 시준하여 각 광원의 출력광을 평행 광빔으로 시준한다. 또한, 당해 프로젝션 기기는 집광 렌즈(13)를 더 포함하며, 집속 및 시준된 평행 광빔의 초점을 맞추고 초점이 맞춰진 광을 후속되는 형광 휠 등 장치로 전송하여 서로 다른 색의 광으로 여기하며 각종 화면을 표시한다.

그러나 당해 프로젝션 기기에서 집광 렌즈(13)는 광원 어레이(11)의 전체 영역을 근사하게 피복해야만 모든 광원이 방출한 광빔을 집속할 수 있으므로, 집광 렌즈의 크기가 커서, 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 일부 적용에 부합하지 않으며 프로젝션 기기의 적용에 불리하다.

발명자의 연구에 의하면, 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 하나의 반사경을 설치하는 경우, 즉 도 2와 같은 다른 하나의 프로젝션 기기의 광원 모듈에 있어서 광원 어레이(21)와 대응되게 설치한 렌즈 어레이(22) 및 집광 렌즈(23) 사이에 계단형으로 분포된 반사경 어레이(24)를 설치하고 각 반사경이 하나의 광원으로부터 출사한 광빔을 반사하는 경우, 비록 당해 프로젝션 기기가 광빔 사이의 거리를 단축하고 나아가 크기가 작은 집광 렌즈를 이용할 수 있으나, 당해 집광 렌즈 및 프로젝션 기기의 크기는 여전히 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 부합하지 않는다.

이를 감안하여 본 발명은 종래 기술에 존재하는 문제점, 즉 집광 렌즈의 크기가 커서 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 부합하지 않으며 프로젝션 기기의 적용에 불리한 문제점을 해결하기 위하여 광원 모듈 및 프로젝션 기기를 제공한다.

상기 목적을 이루기 위하여 본 발명은 아래와 같은 기술적 수단을 제공한다.

광원 어레이 및 상기 광원 어레이와 대응되게 설치된 렌즈 어레이를 포함하는 광원 모듈에 있어서, 상기 광원 어레이와 렌즈 어레이의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈; 상기 집광 렌즈와 렌즈 어레이 사이에 위치한 반사경 어레이;를 더 포함하고，상기 반사경 어레이는 다수의 반사경 또는 다수의 반사경과 편광 필터를 포함하며, 그중 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원 어레이의 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 상기 집광 렌즈에 피복된 영역에 위치하되, 상기 집광 렌즈의 광축의 적어도 일측에 2개 또는 다수의 광원이 설치되고, 상기 집광 렌즈의 광축과의 거리가 상대적으로 먼 적어도 하나의 광원에서 출사한 광빔은 제2 차 반사를 거친 후, 상기 집광 렌즈의 광축과의 거리가 상대적으로 가까운 적어도 하나의 광원에서 출사한 광빔이 제2 반사를 거친 후 또는 반사를 거치지 않은 경우보다 상기 집광 렌즈의 광축에 더 가까운 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 광원 어레이는 M행 N열의 광원을 포함하며, 상기 광원 어레이의 1행 또는 1열에 있어서 상기 집광 렌즈에 피복된 광원은 가운데 영역에 위치한 하나의 광원 또는 인접한 두 개의 광원이다.

바람직하게는 상기 반사경 어레이가 다수의 반사경을 포함하는 경우, 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 두 개의 반사경을 구비한다.

바람직하게는 상기 집광 렌즈 광축의 동일 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 동일한 반사경이다.

바람직하게는 상기 반사경 어레이가 다수의 반사경과 편광 필터를 포함하는 경우, 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비한다.

바람직하게는 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 모든 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 편광 필터는 동일한 편광 필터이다.

바람직하게는 상기 집광 렌즈 광축의 일측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 하나의 반사경을 구비하며, 상기 집광 렌즈 광축의 다른 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 두 개의 반사경을 구비한다.

바람직하게는 상기 집광 렌즈에 피복되지 않고 상기 집광 렌즈 광축의 양측에 위치한 대칭 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 대칭되게 설치된다.

바람직하게는 상기 집광 렌즈의 직경 범위는 6mm~7mm이다.

프로젝션 기기에 있어서, 상기 중 어느 하나에 따른 광원 모듈을 포함한다.

종래 기술에 비해, 본 발명에 따른 기술적 수단은 아래와 같은 이점이 있다.

본 발명에 따른 광원 모듈 및 프로젝션 기기는, 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 영역에 위치함으로써 집광 렌즈로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈로 전송한다. 상기 집광 렌즈는 광원 어레이의 전체 영역을 피복하지 않아도 모든 광원으로부터 출사한 광빔을 집속시킬 수 있으므로, 본 발명의 집광 렌즈의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

본 발명의 실시예에 따른 실시예 또는 종래 기술에 따른 기술적 수단을 더 명료하게 설명하기 위해, 이하 실시예 또는 종래 기술의 설명에서 사용하게 될 도면을 간략하게 안내한다. 분명한 바, 이하 설명 중의 도면은 본 발명의 일부 실시예에 불과하며 본 분야의 일반 기술자는 창조적 노동을 하지 않고도 이들 도면을 토대로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 프로젝션 기기의 광원 모듈의 구성 개략도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 다른 프로젝션 기기의 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 다른 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 광원 모듈의 구성 개략도이며,
도 8은 본 발명의 실시예 5에 따른 광원 모듈의 다른 편광 필터의 구성 개략도이며,
도 9는 본 발명 실시예 6에 따른 광원 모듈의 구성 개략도이다.

배경기술과 같이 도 1에 나타낸 광원 모듈에서 집광 렌즈(13)는 광원 어레이(11)의 전체 영역을 근사하게 덮어야만 모든 광원이 방출한 광빔을 집속할 수 있다. 따라서 집광 렌즈(13)의 크기가 비교적 커서 프로젝션 기기의 크기가 커지며 적용에 불리하다.

이를 감안하여 본 발명은 종래 기술에 존재하는 상기 문제점을 극복하기 위하여 광원 모듈을 제공한다. 상기 광원 모듈은, 광원 어레이 및 상기 광원 어레이와 대응되게 설치된 렌즈 어레이를 포함하며,

상기 광원 어레이와 렌즈 어레이의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈; 상기 집광 렌즈와 렌즈 어레이 사이에 위치한 반사경 어레이를 더 포함하고, 상기 반사경 어레이는 다수의 반사경 또는 다수의 반사경과 편광 필터를 포함한다. 그중 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원 어레이의 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 상기 집광 렌즈에 피복된 영역에 위치한다.

본 발명은 상기와 같은 광원 모듈을 포함하는 프로젝션 기기를 더 제공한다.

본 발명에 따른 광원 모듈 및 프로젝션 기기에 따르면, 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에는 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 상기 집광 렌즈에 피복된 영역에 위치함으로써 집광 렌즈로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈로 전송한다. 상기 집광 렌즈는 광원 어레이의 전체 영역을 피복하지 않아도 모든 광원으로부터 출사한 광빔을 집속시킬 수 있으므로, 본 발명의 집광 렌즈의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

이상은 본 발명의 핵심 사상이다. 본 발명의 상기 목적, 특징과 이점을 더 명확하게 이해할 수 있도록, 이하 도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

아래 설명에서 본 발명을 충분히 이해하도록 많은 구체적인 사항을 서술하였으나 본 발명은 여기서 설명한 것과는 다른 기타 방식을 이용하여 실시할 수도 있다. 본 분야의 기술자는 본 발명의 함의에 위배하지 않는 상황에서 유사하게 적용할 수 있다. 따라서 본 발명은 아래 공개한 구체적인 실시예에 한정되지 않는다.

다음으로, 본 발명은 개략도를 결합하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 상세히 설명함에 있어서 설명의 편의를 위해 디바이스 구조를 표시하는 단면도는 일반적인 비율에 따르지 않고 부분적으로 확대할 수 있다. 또한, 상기 개략도는 예시일 뿐이며 여기서 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다. 또한, 실제 제조 시에는 길이, 폭 및 깊이의 3차원 공간 크기를 포함해야 한다.

이하 몇몇 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

실시예 1

도 3과 같이 본 실시예는 다수의 광원을 가지는 광원 어레이(31); 당해 광원 어레이(31)와 대응되게 설치된 렌즈 어레이(32)를 포함하는 광원 모듈을 제공한다. 그중 렌즈 어레이(32) 중의 각 렌즈는 모두 광원 어레이(31) 중의 하나의 광원과 대응되게 설치되어 각 광원의 출력광을 집속 및 시준한다.

본 실시예에 따른 광원 모듈은 광원 어레이(31)와 렌즈 어레이(32)의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈(33), 및 집광 렌즈(33)와 렌즈 어레이(32) 사이에 위치한 반사경 어레이(34)를 더 포함한다. 그중 집광 렌즈(33)의 직경 범위는 6mm~7mm이고 바람직하게는 6.5mm이며, 상기 반사경 어레이(34)는 다수의 반사경을 포함한다. 그중 상기 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원 어레이(31)의 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에는 두 개의 반사경이 구비되며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경은 모두 상기 집광 렌즈(33)에 피복된 영역에 위치한다.

본 실시예에서 광원 어레이(31)는 M행 N열의 광원을 구비하고, 그중 M, N의 값은 필요에 따라 설정할 수 있다. 또한, 도 3은 그중의 1행 또는 1열의 광원만을 예로 들어 본 발명에 따른 광원 모듈의 구성과 원리를 설명하였으며, 본 발명의 기타 실시예의 도면에 대한 설명도 같은 이치에 따른다.

본 실시예에서 집광 렌즈(33)에 피복된 광원은 상기 행 또는 열 중의 가운데 영역에 위치한 하나의 광원(312)이다. 도 3과 같이, 집광 렌즈(33)에 피복된 광원(312)으로부터 출사한 광빔은 바로 집광 렌즈(33)로 입사할 수 있으나, 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원(310, 311, 313, 314)으로부터 출사한 광빔은 반사경 등 장치를 거치지 않으면 바로 집광 렌즈(33)로 입사할 수 없다. 따라서 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔을 집광 렌즈(33)로 입사시키고 집광 렌즈(33)에 도달한 광빔 사이의 거리를 단축하기 위하여, 본 실시예에서는 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 각 광원의 광 경로 각각에 두 개의 반사경을 설치한다. 그중 각각의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 모두 렌즈 어레이(32)를 거쳐 시준된 광빔의 출사 방향에 위치함으로써, 대응되는 광빔을 집광 렌즈(33)에 피복된 영역에 위치한 두 번째 반사경으로 반사하고, 두 번째 반사경은 다시 당해 광빔을 집광 렌즈(33)로 반사한다.

물론 기타 실시예에서 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원 어레이의 임의의 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 편광 필터로 대체할 수 있다. 이때 당해 광 경로에는 하나의 반사경과 하나의 편광 필터가 구비되고 당해 편광 필터는 집광 렌즈(33)에 피복된 영역에 위치함으로써, 대응되는 광빔을 집광 렌즈(33)로 반사한다. 또한 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원 어레이의 임의의 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사경도 기타 광학 소자로 대체할 수 있으며, 당해 광학 소자가 대응하는 광빔을 집광 렌즈(33)로 반사할 수 있으면 된다.

본 실시예에서는 각각의 광빔을 모두 집광 렌즈(33)로 전송하고 집광 렌즈(33)로 입사한 광빔 사이의 거리를 최소화 하여 집광 렌즈(33)가 모든 광빔을 필요한 출사 방향과 위치에 집속시켜 후속되는 서로 다른 색광의 여기와, 각종 화면의 표시 등을 진행하기 위해, 도 3과 같이 집광 렌즈(33) 광축(도 3에서의 점선)의 동일 측에 위치한 서로 다른 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 수직 방향에서의 높이 차가 바교적 작고, 동일한 광 경로 상의 두 번째 반사경은 첫 번째 반사경의 높이와 같으며, 서로 다른 광 경로 상의 두 번째 반사경도 수직 방향에서의 높이 차가 비교적 작다.

그중 1행 또는 1열의 광원의 개수는 홀수이고 집광 렌즈(33)에 피복된 광원이 가운데에 위치한 하나의 광원인 경우, 도 3과 같이 집광 렌즈(33)에 피복되지 않은 광원은 당해 집광 렌즈(33) 광축의 양측에 대칭되게 분포된다. 이때 대칭되는 두 광원의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 대칭되게 설치할 수 있으며 두 번째 반사경도 대칭되게 설치할 수 있다. 즉, 광원(310)과 광원(314)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치는 각각 대칭되며, 광원(311)과 광원(313)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치는 각각 대칭된다. 물론 기타 실시예에서는 구체적인 적용 환경에 따라 반사경 상이의 거리와 분포를 조절할 수 있으며 결코 도 3과 같은 분포 방식만 있는 것이 아니다.

본 실시예에 따른 광원 모듈은 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 두 개의 반사경을 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경은 모두 상기 집광 렌즈에 피복된 영역에 위치함으로써 집광 렌즈로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈로 전송한다. 상기 집광 렌즈는 광원 어레이의 전체 영역을 피복하지 않아도 모든 광원으로부터 출사한 광빔을 집속시킬 수 있으므로, 본 발명의 집광 렌즈의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다. 또한 도 2에서의 광원 모듈과 비교하면, 본 실시예에서 반사경 어레이의 높이는 반으로 줄고 집광 렌즈와 광원 모듈의 크기는 더 작아져, 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 더 부합할 수 있다.

실시예 2

본 실시예는 광원 모듈을 제공한다. 도 4와 같이 그 광원 어레이(41), 렌즈 어레이(42) 및 집광 렌즈(43)는 모두 실시예 1과 동일하며, 집광 렌즈(43)에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에도 상기 광빔을 집광 렌즈(43)로 전송하는 두 반사경을 구비한다. 다른 점이라면 집광 렌즈(43) 광축의 동일 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경이 동일한 반사경이라는 점이다.

즉, 도 4와 같이 광원(412)으로부터 출사한 광빔은 바로 집광 렌즈(43)로 입사하며, 집광 렌즈(43) 광축의 동일 측에 위치한 광원(410, 411)으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 각각 4101과 4111이며 두 번째 반사경은 모두 4102이다. 즉, 광원(410)으로부터 출사한 광빔은 반사경(4101)을 거친 후 집광 렌즈(43)의 피복 영역에 위치한 반사경(4102)으로 입사하며, 이어서 반사경(4102)을 거쳐 반사된 후 집광 렌즈(33)로 입사한다. 광원(411)으로부터 출사한 광빔은 반사경(4111)을 거친 후 집광 렌즈(43)의 피복 영역에 위치한 반사경(4102)으로 입사하며, 다시 반사경(4102)에 의해 반사된 후 집광 렌즈(33)로 입사한다. 그중 서로 다른 광 경로 상의 광빔이 동일한 반사경으로 입사하는 위치는 서로 다르며, 이는 구체적으로 서로 다른 광 경로 상의 첫 번째 반사경의 높이 차를 조절함으로써 구현할 수 있다. 이로써 일정한 거리를 가지는 평행 광빔을 형성한 후, 다시 집광 렌즈(43)를 통하여 집속시킨다. 같은 이치로, 집광 렌즈(43) 광축의 다른 측에 위치한 광원(413, 414)의 광 경로 및 반사경의 위치 관계도 상기와 같을 수 있으며 여기서 더이상 설명하지 않는다.

기타 실시예에서 집광 렌즈(43)에 피복되지 않은 광원 어레이의 임의의 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 편광 필터로 대체할 수 있다. 예를 들어 반사경(4102)은 편광 필터로 대체할 수 있으며, 광선을 반사할 수 있는 기타 광학 소자로 대체할 수도 있으며, 당해 광학 소자가 대응되는 광빔을 집광 렌즈(43)로 반사할 수 있으면 된다.

본 실시예에서 집광 렌즈(33)에 피복된 광원은 가운데에 위치한 하나의 광원이며, 집광 렌즈(43) 광축의 양측에 위치한 광 경로 상의 두 반사경은 각각 대칭되게 설치된다. 예를 들어 광원(410)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치는 광원(414)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치와 각각 대칭되며, 광원(411)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치는 광원(413)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치와 각각 대칭된다.

본 실시예에 따른 광원 모듈은，집광 렌즈에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 두 개의 반사경을 구비함으로써 집광 렌즈로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈로 전송한다. 상기 집광 렌즈는 광원 어레이의 전체 영역을 피복하지 않아도 모든 광원으로부터 출사한 광빔을 집속시킬 수 있으므로, 본 발명의 집광 렌즈의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

그리고, 본 실시예에서 집광 렌즈 광축의 동일 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 동일한 반사경이며, 이로써 반사경의 수량을 줄이고 원가를 낮춘다. 또한 도 2에서의 광원 모듈과 비교하면, 본 실시예에서의 반사경 어레이의 높이는 반으로 줄고 집광 렌즈의 크기는 더 작아져, 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 더 부합할 수 있다.

실시예 3

본 실시예는 광원 모듈을 제공한다. 도 5와 같이, 광원 어레이(51), 렌즈 어레이(52) 및 집광 렌즈(53) 등을 포함하는 것은 실시예 1과 동일하며, 집광 렌즈(53)에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에도 상기 광빔을 집광 렌즈(53)로 전송하는 두 개의 반사경을 구비한다. 마찬가지로, 기타 실시예에서 집광 렌즈(53)에 피복되지 않은 광원 어레이의 임의의 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 편광 필터 또는 반사 기능을 가지는 기타 광학 소자로 대체할 수 있다. 본 실시예와 실시예 1의 다른 점이라면, 실시예 1에서 집광 렌즈(33)에 피복된 광원은 1행 또는 1열 중 가운데 영역에 위치하는 하나의 광원이나, 본 실시예에서 집광 렌즈(53)에 피복된 광원은 1행 또는 1열 중의 인접한 두 개의 광원이란 점이다. 예를 들어 도 5에서의 광원(511) 및 광원(512)이다.

도 5와 같이, 광원(511)과 광원(512)으로부터 출사한 광빔은 바로 집광 렌즈(53)로 입사하며, 광원(510, 513, 514)으로부터 출사한 광빔은 각각 두 개의 반사경을 거쳐 집광 렌즈(53)로 전송된다. 집광 렌즈(53)로 입사한 광빔 사이의 거리를 최소화 하기 위해, 집광 렌즈(53) 광축의 동일 측에 위치한 광원(513)과 광원(514)으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 첫 번째 반사경의 높이 차를 작게 설치한다. 이로써 반사된 광빔 사이의 거리를 최소화 할 수 있으며, 나아가 집광 렌즈(53)로 입사하는 평행 광빔 사이의 거리를 단축할 수 있다. 이때 광원(510)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치는 광원(514)의 광 경로 상의 두 반사경의 위치와 서로 대칭될 수 있으며, 본 실시예는 이를 한정하지 않는다.

실시예 1에 따른 광원 모듈과 비교하면, 본 실시예에 따른 광원 모듈은 집광 렌즈의 크기를 줄이는 동시에 집광 렌즈가 인접한 두 광원을 피복하도록 함으로써 반사경의 수량을 줄이고 원가를 낮추며 구조가 간단하다.

실시예 4

본 실시예는 광원 모듈을 제공한다. 도 6과 같이 그 광원 어레이(61), 렌즈 어레이(62) 및 집광 렌즈(63)는 모두 실시예 3과 동일하며, 다른 점이라면 본 실시예에서는 집광 렌즈 광축의 동일 측에 위치하는, 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 동일한 반사경이란 점이다. 도 6과 같이 집광 렌즈(64) 광축의 동일 측에 위치한 광원(613)과 광원(614)으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 동일한 반사경(641)이다. 마찬가지로, 집광 렌즈(63)에 피복되지 않은 광원 어레이의 임의의 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 편광 필터 또는 반사 기능을 가지는 기타 광학 소자로 대체할 수 있으며, 예를 들어 반사경(641)은 편광 필터일 수 있다.

실시예 3에 따른 광원 모듈과 비교하면, 본 실시예에 따른 광원 모듈은 집광 렌즈의 크기를 줄이는 동시에 집광 렌즈 광축의 동일 측의 피복되지 않은 인접한 두 광원의 광 경로 상의 두 번째 반사렌즈를 동일한 반사경으로 함으로써, 반사경의 수량을 줄이고 원가를 낮추며 구조가 간단하다.

실시예 5

본 실시예는 도 7과 같이 광원 어레이(71) 및 당해 광원 어레이(71)와 대응되게 설치된 렌즈 어레이(72)를 포함하는 광원 모듈을 제공한다. 그중 렌즈 어레이(72) 중의 각 렌즈는 모두 광원 어레이(71) 중의 하나의 광원과 대응되게 설치됨으로써 각 광원의 출력광을 집속 및 시준한다. 본 실시예에 따른 광원 모듈은 광원 어레이(71)와 렌즈 어레이(72)의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈(73), 및 집광 렌즈(73)와 렌즈 어레이(72) 사이에 위치한 반사경 어레이(74)를 더 포함하며, 당해 반사경 어레이(74)는 다수의 반사경과 편광 필터를 포함한다.

본 실시예에서 상기 집광 렌즈(73)에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상에는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터가 구비되며, 편광 필터를 가지는 광 경로 상의 모든 편광 필터는 모두 동일한 편광 필터(740)이며, 당해 편광 필터(740)는 집광 렌즈(73)에 피복된 영역에 위치한다. 물론, 기타 실시예에서 서로 다른 광 경로에 서로 다른 편광 필터를 이용할 수 있으나, 상대적으로 본 실시예에서 동일한 편광 필터를 이용하면 원가를 낮추고 구조가 간단하다.

그리고, 본 실시예에서 집광 렌즈(73)에 피복된 광원은 인접한 두 개의 광원(711, 712)이다. 물론 기타 실시예에서 집광 렌즈(73)는 하나의 광원을 피복할 수도 있으며, 하나의 광원을 피복한 경우에 비해 본 실시예에 따른 광원 모듈은 반사경의 수량을 줄이고 원가를 더 절약하며 구조가 간단하다.

본 실시예에서는 하나의 편광 필터(740)만을 이용하며 당해 편광 필터(740)는 집광 렌즈(73)와 광원(711, 712) 사이에서 집광 렌즈(73)에 피복된 영역에 설치된다. 따라서 광원(711, 712)으로부터 출사한 광빔도 편광 필터(740)를 거쳐 집광 렌즈(73)로 입사한다. 물론 기타 실시예에서 광원(711, 712)으로부터 출사한 광빔은 편광 필터(740)를 거치지 않고 집광 렌즈(73)로 입사할 수도 있으며, 편광 필터(740)의 크기를 변경하면 된다. 예를 들어 도 8에서의 편광 필터(840)와 같다.

또한, 상기 집광 렌즈 광축의 일측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 하나의 반사경이 구비되며, 상기 집광 렌즈 광축의 다른 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 두 개의 반사경이 구비된다. 즉, 도 7과 같이 집광 렌즈(73) 광축의 일측에 위치한 광원(713, 714)으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 각각 하나의 반사경이 구비되고, 광빔은 반사경을 거쳐 반사된 후 편광 필터(740)로 입사하며, 편광 필터(740)를 거쳐 반사된 후 집광 렌즈(73)로 입사한다. 그리고, 집광 렌즈(73) 광축의 다른 측에 위치한 광원(710)으로부터 출사한 광 경로에는 두 개의 반사경이 구비되고, 광빔은 두 개의 반사경을 거쳐 반사된 후 편광 필터(740)로 입사하며, 편광 필터(740)를 거쳐 투과된 후 집광 렌즈(73)로 입사한다. 그후 집광 렌즈(73)는 모든 광빔을 필요한 출사 방향과 위치로 집속시켜, 후속되는 서로 다른 색광의 여기 및 각종 화면의 표시 기능을 수행한다.

본 실시예에 따른 광원 모듈은 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비함으로써, 집광 렌즈로 바로 입사할 수 없는 광빔을 상기 집광 렌즈로 전송한다. 상기 집광 렌즈는 광원 어레이의 전체 영역을 피복하지 않아도 모든 광원으로부터 출사한 광빔을 집속시킬 수 있으므로, 본 발명의 집광 렌즈의 크기가 작아 실제 적용 요구에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

그리고, 본 실시예에서 집광 렌즈에 피복된 광원은 인접한 두 개의 광원이므로, 실시예 1에 비해 반사경의 수량을 줄이고 원가를 절약하며 구조가 간단하하다. 또한, 도 2의 광원 모듈에 비해 본 실시예에서의 반사경 어레이의 높이는 반으로 줄고 집광 렌즈의 크기는 더 작아져, 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 더 부합할 수 있다.

실시예 6

본 실시예는 광원 모듈을 제공한다. 도 9와 같이 광원 어레이(91), 당해 광원 어레이(91)와 대응되게 설치된 렌즈 어레이(92), 및 집광 렌즈(93)는 모두 실시예 5와 동일하며, 다른 점이라면 집광 렌즈(93)에 피복되지 않은 광원은 당해 집광 렌즈(93)의 일측에 위치한다는 점이다. 즉, 도 9와 같이 집광 렌즈(93)에 피복되지 않은 광원은 가장자리에 위치한 광원(910, 911, 912)이다. 이때 집광 렌즈(93)에 피복되지 않은 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에는 하나의 반사경과 하나의 편광 필터(940)를 구비하고, 당해 편광 필터(940)는 집광 렌즈(93)에 피복된 영역에 위치함으로써, 수광한 각 광원의 광빔을 집광 렌즈(93)로 반사한다. 그리고 집광 렌즈(93)에 피복된 광원으로부터 출사한 광빔은 편광 필터(940)를 거칠 수도 있고 편광 필터(940)를 거치지 않을 수도 있으며, 이는 편광 필터(940)의 크기를 상응하게 조절하면 된다.

기타 실시예에서, 집광 렌즈(93)에 피복된 광원으로부터 출사한 광빔이 편광 필터(940)를 거치지 않을 때, 즉 편광 필터(940)의 크기가 변경되어 광원(913, 914)으로부터 출사한 광빔이 편광 필터(940)를 거치지 않을 때, 당해 편광 필터(940)는 반사경 또는 반사 기능을 가지는 기타 광학 소자로 대체할 수 있다.

실시예 5에 따른 광원 모듈과 비교하면, 본 실시예에 따른 광원 모듈은 집광 렌즈의 크기를 줄이는 동시에, 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원을 집광 렌즈 광축의 일측에 설치함으로써, 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원의 광 경로에 하나의 반사경만 설치해도 광빔을 편광 필터 및 집광 렌즈로 반사할 수 있도록 한다. 이로써 반사경의 수량을 줄이고 원가를 낮추며 구조가 간단하다.

실시예 7

본 실시예는 상기 임의의 실시예에 따른 광원 모듈을 이용한 프로젝션 기기를 제공한다. 종래의 프로젝션 기기에 비해, 본 실시예에 따른 프로젝션 기기의 광원 모듈의 크기가 더 작아, 크기에 대해 엄격한 요구가 있는 적용에 더 부합하며 프로젝션 기기의 적용에 더 유리하다.

본 명세서의 각 실시예는 점진적 방식으로 설명되었으며, 각 실시예의 요점은 모두 기타 실시예와 상이한 점이며, 각 실시예 사이의 동일, 유사한 부분은 서로 참조하면 된다. 공개된 실시예에 대한 상기 설명으로부터, 본 분야의 기술자는 본 발명을 구현 또는 이용할 수 있다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정은 본 분야의 기술자에게는 자명한 일이다. 본 명세서에서 정의한 일반 원리는 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않는 상태에서 기타 실시예에서 구현할 수 있다. 따라서 본 발명은 본 명세서에 공개된 실시예에 한정되지 않고, 본 명세서에 공개된 원리 및 신규 특징과 일치한 최대 범위에 부합한다.

Claims

광원 어레이 및 상기 광원 어레이와 대응되게 설치된 렌즈 어레이를 포함하는 광원 모듈에 있어서,
상기 광원 어레이와 렌즈 어레이의 일부 영역을 피복한 집광 렌즈;
상기 집광 렌즈와 렌즈 어레이 사이에 위치한 반사경 어레이를 더 포함하고,
상기 반사경 어레이는 다수의 반사경 또는 다수의 반사경과 편광 필터를 포함하며, 그중 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 광원 어레이의 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 두 개의 반사경 또는 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하며, 각각의 광 경로 상의 마지막 반사경 또는 편광 필터는 모두 상기 집광 렌즈에 피복된 영역에 위치하되,
상기 집광 렌즈의 광축의 적어도 일측에 2개 또는 다수의 광원이 설치되고,
상기 집광 렌즈의 광축과의 거리가 상대적으로 먼 적어도 하나의 광원에서 출사한 광빔은 제2 차 반사를 거친 후, 상기 집광 렌즈의 광축과의 거리가 상대적으로 가까운 적어도 하나의 광원에서 출사한 광빔이 제2 반사를 거친 후 또는 반사를 거치지 않은 경우보다 상기 집광 렌즈의 광축에 더 가까운 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 광원 어레이는 M행 N열의 광원을 포함하며,
상기 광원 어레이의 1행 또는 1열에 있어서 상기 집광 렌즈에 피복된 광원은 가운데 영역에 위치한 하나의 광원 또는 인접한 두 개의 광원인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제2 항에 있어서,
상기 반사경 어레이가 다수의 반사경을 포함하는 경우, 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 두 개의 반사경을 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제3 항에 있어서,
상기 집광 렌즈 광축의 동일 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 두 번째 반사경은 동일한 반사경인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제2 항에 있어서,
상기 반사경 어레이가 다수의 반사경과 편광 필터를 포함하는 경우, 상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 각 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 각각에 적어도 하나의 반사경과 하나의 편광 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제5 항에 있어서,
상기 집광 렌즈에 피복되지 않은 모든 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 편광 필터는 동일한 편광 필터인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제6 항에 있어서,
상기 집광 렌즈 광축의 일측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 하나의 반사경을 구비하며, 상기 집광 렌즈 광축의 다른 측에 위치한 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로에는 두 개의 반사경을 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제4 항에 있어서,
상기 집광 렌즈에 피복되지 않고 상기 집광 렌즈 광축의 양측에 위치한 대칭 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 대칭되게 설치된 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제7 항에 있어서,
상기 집광 렌즈에 피복되지 않고 상기 집광 렌즈 광축의 양측에 위치한 대칭 광원으로부터 출사한 광빔의 광 경로 상의 첫 번째 반사경은 대칭되게 설치된 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제8 항에 있어서,
상기 집광 렌즈의 직경 범위는 6mm~7mm인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제9 항에 있어서,
상기 집광 렌즈의 직경 범위는 6mm~7mm인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 광원 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 기기.