KR20060020386A

KR20060020386A - 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템

Info

Publication number: KR20060020386A
Application number: KR1020040069223A
Authority: KR
Inventors: 조여욱; 김철환
Original assignee: 일진디스플레이(주)
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-06

Abstract

본 발명은 광학엔진의 냉각시스템에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 3렌즈 방식의 광학엔진을 유동면적이 다른 다수의 유선형 유관이 형성된 덕트에 단일 블로워 팬으로 냉각공기를 공급하여 냉각시키는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템에 관한 것이다.

본 발명의 상기 목적은 광원에서 거리가 Blue 패널, Green 패널, Red 패널 순서인 3패널과 3투사렌즈를 1:1로 접목한 프로젝션 모듈, 상기 프로젝션 모듈을 지지하는 베이스, 상기 베이스의 일측에 형성된 광원부를 포함하는 광학엔진에 있어서, 상기 광원부의 상부에 설치되는 블로워 팬, 상기 블로워 팬과 일측이 연통되고, 타측은 상기 프로젝션 모듈로 향하며, 유동면적이 다른 유관이 형성된 덕트 및 상기 덕트의 상부와 결합되어 기밀을 유지하는 커버를 포함하여 이루어지는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템에 의해 달성된다.

따라서 본 발명의 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템은 단일 블로워 팬으로 동작하므로 비용이 절감되고, 유동면적이 다른 다수의 유선형 유관이 형성된 덕트로 인해 유동저항이 최소화되어 소음감소와 제작공정이 용이하여 생산성이 향상되며, PTV 크기를 최소화할 수 있어 전체 크기를 줄여 최적의 냉각효과를 얻을 수 있는 효과 및 장점이 있다.

3렌즈 방식, 광학엔진, 냉각시스템, 3-유관 덕트.

Description

프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템{Cooling system for optical engine of projection}

도 1은 종래 기술에 따른 냉각시스템을 장착한 광학엔진의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 냉각시스템을 장착한 광학엔진의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 냉각시스템을 장착한 광학엔진의 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 모듈을 나타낸 측면도.

도 5는 도 4의 A 부분의 확대도.

도 6은 본 발명에 따른 덕트의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 베이스 101 : 베이스 고정부

110 : 광원부 111 : 광원부 홀더

120 : 블로워 팬 130 : 덕트

131 : 냉각공기 흡입구 132 : Blue 패널 출구

133 : Green 패널 출구 134 : Red 패널 출구

140 : 덕트 커버 150 : 프로젝션 모듈

151 : Blue 컬러부 152 : Green 컬러부

153 : Red 컬러부 154 : 패널

155 : 와이드 뷰 156 : 편광자

157 : 릴레이 렌즈 158 : UV 컷 필터

159 : 투사렌즈 160 : 보호케이스

본 발명은 광학엔진의 냉각시스템에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 광원에서 거리가 Blue 패널, Green 패널, Red 패널 순서인 3패널과 3투사렌즈를 1:1로 접목한 프로젝션 모듈을 사용하는 3렌즈 방식의 광학엔진을 유동면적이 다른 다수의 유선형 유관이 형성된 덕트에 단일 블로워 팬으로 냉각공기를 공급하여 냉각시키는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝션 텔레비전(PTV)는 TV화면 구현방식에 따라 플라즈마 TV, 브라운관 TV, Rear PTV 등의 세 가지로 분류되고, 그 중 Rear PTV는 광학엔진 투사방식에 따라 LCOS(Liquid Crystal on Silicon), DLP(Digital Light Prosessing) 및 3패널방식으로 분류된다. 상기 3패널방식은 3개의 패널과 1개의 프리즘을 사용한 것으로서, 일반적으로 프리즘방식으로 일컬어진다.

상기 프리즘 방식의 일례로서, 도 1은 대한민국 공개특허 제2004-68663호에 게재된 LCD 광학엔진의 냉각시스템에 관한 것이다. 냉각공기의 흡기와 배기를 위한 각종 덕트를 효율적으로 설계함으로써, LCD 프로젝션의 핵심부품이자 기기의 수명과 직결되는 LCD 패널 및 편광판의 수명을 연장할 수 있도록 냉각 성능을 향상시키고, 흡기팬(210)에서 유입되는 냉각공기를 3개의 LCD 패널 및 편광판에 각각 유입되도록 하는 분기관을 형성함으로써, 냉각공기의 배분이 다른 쪽으로 새어나가는 것을 방지하며, 냉각의 효율성을 높이는 동시에 배기덕트의 배기구 방향을 90도 꺾어서 수평방향이 되도록 형성함으로써 이물질이 역류해 들어가지 못하도록 하였다.

그러나 본원발명의 광학엔진은 LCD Rear 프로젝션 방식이다. 따라서 기존에 사용되던 Red, Green, Blue 순서(광원에서 패널까지 거리- Red 컬러가 광원에서 제일 가까움)의 프리즘방식과는 달리 프리즘을 사용하지 않는 Blue, Green, Red 순서의 3패널 3투사렌즈식(이하 3렌즈식) Rear PTV 광학엔진을 사용하였다. 상기 3렌즈식 PTV 광학엔진은 Blue, Green, Red 각각의 컬러부에 투사렌즈를 1 : 1로 접목한 방식으로 Blue 컬러가 앞에 위치하도록 하여 광학 특성은 우수하나 그 열에너지가 높아지는 단점을 가지게 되었다.

따라서, 상기 냉각시스템으로는 적용이 불가할 뿐만 아니라 적용 가능하다 할지라도 최적의 냉각효과를 얻기 어렵고, 여러 개의 팬을 사용하여 냉각시키는 것은 많은 비용이 소요되는 동시에 소음이 커지며, 제한적인 공간으로 인해 팬의 크기를 크게 하는 것에도 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유동면적이 다른 다수의 유선형 유관이 형성된 덕트에 단일 블로워 팬으로 냉각공기를 공급하여 PTV 광학엔진을 냉각시키는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각시스템을 장착한 광학엔진의 사시도이고, 도 3은 상기 냉각시스템의 덕트의 내부를 나타내기 위해 커버를 제거한 상태를 도시한 평면도로서, 베이스(100)에 Blue 컬러부(151), Green 컬러부(152), Red 컬러부(153)으로 이루어진 프로젝션 모듈(150)이 설치되고, 상기 베이스(100)의 일측에는 광원 부(110)가 형성되며, 상기 광원부(130)의 상부에는 냉각공기를 발생시키는 블로워 팬(120)이 설치되고, 일측은 상기 블로워 팬(120)과 연통되고, 타측은 상기 프로젝션 모듈(150)로 향하며, 유동면적이 다른 유관이 형성된 덕트(130)가 상기 베이스(100)의 상부에 고정되며, 상기 덕트(130)의 상부에는 기밀을 유지하도록 커버(140)가 결합된다.

도면과 같이 본 발명은 광원에서 거리가 Blue 컬러부(151), Green 컬러부(152), Red 컬러부(153) 순서인 3컬러부와 3투사렌즈를 1 : 1로 접목한 프로젝션 모듈(150)을 사용하는 3렌즈 방식이다. 이는 빛의 삼원색 중 열에너지가 가장 큰 Blue 컬러의 경로를 짧게 한 것으로, Blue 컬러의 파장은 일반적으로 465~482㎛에 해당한다. Blue 컬러는 파장이 짧기 때문에 경로가 길어질수록 산란정도가 심해져 그 특유의 파장을 가지기 어렵다. 또한, 빛이 가지고 있는 에너지가 열에너지로 변하는 것이기 때문에 파장이 작을수록 열에너지도 크다. 따라서, 3렌즈 방식은 Blue 컬러를 광원과 근접하게 위치시켜 높은 해상도를 가지는 장점이 있는 반면 경로가 짧아져 패널 등의 광학부품의 냉각을 어렵게 만드는 단점을 가지고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 모듈을 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4의 광학부품(A) 부분의 확대도로서, 프로젝션 모듈(150)은 Blue 컬러부(151), Green 컬러부(152), Red 컬러부(153)의 순서로 되어 있고, 광학부품(A)을 나타낸 부분은 각각의 컬러부에 패널(154), 와이드뷰(155), 편광자(156), 릴레이 렌즈(157) 및 UV 컷 필터(158)로 구성된다.

각각의 광학부품(A)은 동작 중 열에 의해 그 수명 및 특성이 수시로 변경될 정도로 매우 예민한 재질로 이루어져 있다. 각각의 프로젝션 모듈(151, 152, 153)에 각각 유량비 1 : 1 : 1의 냉각공기를 통과시켰을 경우 그 온도 분포를 합격, 불합격으로만 표시한 결과 열에너지가 높은 Blue 컬러를 투과하는 부품은 모두 불합격인 것을 알 수 있다. 따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 새로운 냉각시스템이 필요하였다.

도 6은 본 발명에 따른 덕트의 사시도로서, 상기 블로워 팬(120)과 결합되는 덕트의 냉각공기 흡입구(131)와 다른 유동면적을 가지는 유관의 BGR패널출구(132, 133, 134)가 각각의 패널에 냉각공기를 공급할 수 있도록 형성된다. 이때, 시스템의 필요한 유량을 계산하고 냉각열량을 예측한 후 시스템의 소음 등을 추가로 고려하여 덕트(130) 및 블로워 팬(120)의 부착위치를 선정한다.

또한, 상기 덕트(130)의 유관은 3개 이상으로 설정할 수 있다. 이때, 각각의 유관은 상기 프로젝션 모듈의 Blue 패널, Green 패널, Red 패널로 향하는 것을 포함하여 주변의 회로 등을 냉각하도록 추가할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 덕트(130)에 유동되는 냉각공기의 유량비는 상기 언급한 열에너지를 고려하여 Blue 패널 : Green 패널 : Red 패널이 3 : 1 : 1로 하는 것이 바람직하다.

상기 각각의 유관은 냉각공기의 유동이 원활하도록 유선형 곡선으로 이루어지고, 상기 덕트(130)와 커버(140)가 일체형으로 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 상기 덕트(130)의 하부에는 PBS(Polarizing Beam Splitter) 액정이 구비된다. 상기 PBS 액정은 광원에서 전가되는 S파는 반사하고, P파는 투사시키는 것 으로서, 이를 냉각시키기 위하여 상기 덕트(130)의 하부에 홀(135)을 더 형성하는 것이 바람직하다.

상세히 설명된 본 발명에 의하면 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

광원에서 거리가 Blue 패널, Green 패널, Red 패널 순서인 3패널과 3투사렌즈를 1:1로 접목한 프로젝션 모듈, 상기 프로젝션 모듈을 지지하는 베이스, 상기 베이스의 일측에 형성된 광원부를 포함하는 광학엔진에 있어서,

상기 광원부의 상부에 설치되는 블로워 팬;

상기 블로워 팬과 일측이 연통되고, 타측은 상기 프로젝션 모듈로 향하며, 상기 베이스의 상부에 부착되고, 내부에 유동면적이 다른 유관이 형성된 덕트; 및

상기 덕트의 상부와 결합되어 기밀을 유지하는 커버

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트의 유관은 3개이고, 각각의 유관은 상기 프로젝션 모듈의 Blue 패널, Green 패널, Red 패널로 향하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.
제2항에 있어서,

상기 덕트에 유동되는 냉각공기의 유량비는 Blue 패널 : Green 패널 : Red 패널이 3 : 1 : 1임을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.
제1항에 있어서,

상기 각각의 유관은 유선형 곡선으로 이루어짐을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트와 커버가 일체형으로 이루어짐을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트의 하부에 PBS 액정을 냉각시키기 위한 홀이 더 형성됨을 특징으로 하는 프로젝션 광학엔진을 위한 냉각시스템.