KR20060111793A - 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치 - Google Patents

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Abstract

콜리메이팅된 광빔을 조사하는 적어도 하나의 광원유니트와, 광원유니트쪽에서 입사된 광빔이 균일광이 되도록 하는 광 인터그레이터와, 광원유니트와 광 인터그레이터 사이에 배치되어 광원유니트에서 출사된 광의 빔 크기를 축소하여 광 인터그레이터로 인도하며 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치가 개시되어 있다..

Description

조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치{Illuminating unit and image projection apparatus employing the same}

도 1은 국내공개특허 2001-0022667호에 개시된 종래의 화상투사장치의 광학계를 보여준다.

도 2는 본 발명에 따른 조명유니트의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.

도 3은 도 2의 콘덴싱 렌즈 시스템에 의한 광의 진행 경로를 보여준다.

도 4는 도 2의 라이트 터널을 개략적으로 보인 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 일 실시예의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.

도 6은 도 5의 렌즈 어레이 방식의 콜리메이터를 개략적으로 보인 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 다른 실시예를 보여준다.

도 8은 도 7의 제1 내지 제3광원유니트의 구조를 개략적으로 보인 사시도이다.

도 9는 도 8의 LED 광모듈 1개를 발췌하여 도시한 사시도이다.

도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 단면도이다.

도 11 및 도 12는 각각 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 또 다른 실시예들을 보여준다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10a,10b,10c...광원유니트 11a,11b,11c...광원유니트의 출사면

13...LED 광원 13a...LED 칩

15,115...콜리메이터 15a...콜리메이팅 렌즈 요소

20...색합성 프리즘 30....콘덴싱 렌즈 시스템

50...광 인터그레이터 51...라이트 터널

51a...라이트 터널 입사면 60...릴레이 렌즈 유닛

70...TIR 프리즘 80...화상형성소자

81...DLP 패널 90...투사렌즈유닛

100...스크린 120...포물형 반사기

151...플라이-아이 렌즈 170...편광빔스프리터

181...반사형 액정표시소자 281...투과형 액정표시소자

본 발명은 광을 조명하는 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 많은 소형 광원을 어레이로 배열하여 밝은 화면을 구성할 수 있도록 된 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조명유니트는 광을 조사하는 광원과, 이 광원에서 조사된 광을 전달하는 조명광학계로 구성되는 것으로, 자체적으로 발광 능력이 없는 액정표시소자 또는 디지털 마이크로미러 소자 등의 화상형성소자를 이용하여 화상을 구현하는 화상투사장치 등에 널리 채용된다. 최근 들어, LED(Light-emitting Diode) 등의 소형 발광소자를 광원으로 채용한 조명유니트 및 화상투사장치가 개발되고 있다.

도 1은 국내공개특허 2001-0022667호에 개시된 종래의 화상투사장치의 광학계를 보여준다.

도 1을 참조하면, 종래의 화상투사장치는, 어레이로 배열된 적색, 녹색 및 청색 LED 광원(1R)(1G)(1B)으로부터 출사된 색광들을 각각 렌즈어레이(2R)(2G)(2B)에 의해 콜리메이팅하고, 색합성 프리즘(3)을 이용하여 합성한다. 색광들은 색합성 프리즘(3)을 통해 하나의 광경로로 통합된 후 액정표시소자(5)에 조명되어 진다. 적색, 녹색 및 청색 LED 광원(1R)(1G)(1B)과 액정표시소자(5)의 구동은 표시제어회로(8)에 의해 제어된다. 조명광은 액정표시소자(5)에 영상 정보로 변조되어 투사렌즈(6)를 통해 스크린(7)에 영상정보를 표현한다.

상기와 같은 종래의 화상투사장치는, 어레이로 배열된 적색, 녹색 및 청색 LED 광원(1R)(1G)(1B)의 출사면적이 액정표시소자(5)의 유효표시면적보다 클 수 없으므로, 다수의 LED 광원을 어레이하기 어려워 투사된 영상의 밝기가 제한된다.

또한, 어레이로 배열된 적색, 녹색 및 청색 LED 광원(1R)(1G)(1B)으로부터 출사된 광이 콜리메이팅용 렌즈어레이(2R)(2G)(2B)를 통과한 후 바로 액정표시소자(5)에 조명되므로, 투사 스크린(7)에서의 광 균일도를 얻기 어렵다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 어레이로 배열되는 소형 광원의 수를 충분히 늘릴 수 있어 밝은 화면을 구성할 수 있으며 높은 광효율을 갖는 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조명유니트는, 콜리메이팅된 광빔을 조사하는 적어도 하나의 광원유니트와; 상기 광원유니트쪽에서 입사된 광빔이 균일광이 되도록 하는 광 인터그레이터와; 상기 광원유니트와 광 인터그레이터 사이에 배치되어, 상기 광원유니트에서 출사된 광의 빔 크기를 축소하여 상기 광 인터그레이터로 인도하며, 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘덴싱 렌즈 시스템은, 텔레-센트릭 렌즈 시스템인 것이 바람직하다.

상기 광원유니트는 출사면을 가지고, 상기 광 인터그레이터는 입사면을 가지며, 상기 광원유니트의 출사면과 상기 광 인터그레이터의 입사면은 닯음꼴이고, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템은, 상기 광원유니트의 출사면의 크기와 상기 광 인터그레이터의 입사면의 크기 비율에 대응하는 배율을 가지는 것이 바람직하다.

상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 물체면에 상기 광원유니트의 출사면이 위치되며, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 상면에 상기 광 인터그레이터의 입사면이 위치되는 것이 바람직하다.

상기 광 인터그레이터는 직육면체 구조의 라이트 터널 및 플라이-아이 렌즈 중 어느 하나를 구비할 수 있다.

상기 광원유니트는 복수개 구비되며, 이 복수의 광원유니트는 서로 다른 색광을 조사하며, 상기 복수의 광원유니트와 콘덴싱 렌즈 시스템 사이에, 이 복수의 광원유니트에서 출사되는 색광들을 합성하여 하나의 광경로로 통합하는 색합성 프리즘;을 더 포함할 수 있다.

상기 광원유니트는, 2차원 어레이 배열의 복수의 LED 광원과; 상기 복수의 LED 광원에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터;를 포함할 수 있다.

상기 콜리메이터는, 상기 광원 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기가 어레이로 배열되어 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 콜리메이터는 상기 복수의 광원 배열에 대응되는 렌즈 어레이로 이루어질 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상투사장치는, 상기한 특징점 중 적어도 어느 하나를 가지는 조명유니트와; 상기 조명유니트쪽에서 입사된 광으로부터 입력된 영상신호에 대응하는 화상을 형성하는 화상형성소자와; 상기 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화상형성소자는 상기 조명유니트에서 조명된 광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성하는 반사형 화상형성소자이고, 상기 조명유니트와 상기 화상형성소자 사이에 배치되어, 상기 조명유니트에서 입사된 광은 상기 화상형성소자 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자에 의해 반사된 광은 스크린 방향으로 향하도록 입사광의 경로를 변환하는 광로 변환기;를 포함할 수 있다.

상기 반사형 화상형성소자는 복수의 마이크로 미러가 어레이로 배열되어 이루어진 소자일 수 있다.

상기 반사형 화상형성소자는 반사형 액정표시소자이고, 상기 광로 변환기는 입사광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 선택성을 가질 수 있다.

상기 화상형성소자는 투과형 액정표시소자일 수도 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 조명유니트의 광학적 구성을 개략적으로 보여주며, 도 3은 도 2의 콘덴싱 렌즈 시스템에 의한 광의 진행 경로를 보여준다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조명유니트는, 콜리메이팅된 광빔을 조사하는 적어도 하나의 광원유니트와, 상기 광원유니트 쪽에서 입사된 광이 균일광이 되도록 하는 광 인터그레이터(integrator:50)와, 상기 광원유니트와 광 인터그레이터(50) 사이에 배치되는 콘덴싱 렌즈 시스템(30)을 포함한다.

상기 광원유니트는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수의 광원유니트는 서로 다른 색광을 조사하도록 마련될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 예컨대, 적색, 녹색, 청색광을 조사하는 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)를 구비하는 예를 보여준다.

도 2 및 도 3에서와 같이 서로 다른 색광을 조사하는 제1 내지 제3광원유니 트(10a)(10b)(10c)를 구비하는 경우, 이 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)와 콘덴싱 렌즈 시스템(30) 사이에는 색합성 프리즘(20) 예컨대, 엑스큐브 프리즘(X-cube prism)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 색합성 프리즘(20)은, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 출사되는 색광들을 합성하여 하나의 광경로로 통합한다. 여기서, 본 발명에 따른 조명유니트는 백색광을 조사하는 단일 광원유니트를 구비할 수도 있다. 이 경우, 색합성 프리즘(20)은 불필요하다.

상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 후술하는 실시예들에서 알 수 있는 바와 같이, 2차원으로 배열되는 복수의 LED 광원과 이 복수의 광원에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터를 포함한다. 그리고, 콜리메이터는 복수의 LED 광원 배열에 대응되는 콜리메이팅 렌즈 요소 배열로 이루어지거나, LED 광원 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기 배열로 이루어질 수 있다. 콜리메이터는 그 각 콜리메이팅 렌즈 요소 또는 포물형 반사기가 복수개로 어레이된 LED 광원에 각각 하나씩 대응되는 방식으로 구성된다.

상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색광을 출사한다. 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로부터 출사된 적색, 녹색 및 청색광은 색합성 프리즘(20)으로 입사된다. 색합성 프리즘(20)은, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 입사되는 색광이 동일 경로로 진행하도록 입사광을 합성한다.

상기 광 인터그레이터(50)는 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)쪽에서 동일 광경로로 통합되어 입사되는 광빔이 균일광이 되도록 한다. 이 광 인터그레이 터(50)로는 도 4에 보여진 바와 같은 직육면체 형상의 라이트 터널(51)을 구비하는 것이 바람직하다. 도 4에서는 상기 라이트 터널(51)이 안이 비어있는 구조인 예를 보여준다. 상기 라이트 터널(51)은 직육면체 형상의 광학 매체 블록일 수도 있음은 물론이다. 대안으로, 상기 광 인터그레이터(50)로서 라이트 터널(51) 대신에 한쌍의 플라이 아이 렌즈(도 11의 55)를 구비할 수도 있다.

상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 출사면(11a)(11b)(11c)을 가지고, 라이트 터널(51)은 입사면(51a)을 가지는데, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 광 출사면(11a)(11b)(11c)과 라이트 터널(51)의 입사면(51a)은 닮음꼴인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 광 출사면(11a)(11b)(11c)과 상기 라이트 터널(51)의 입사면(51a)은 화상투사장치의 화상형성소자의 가로 세로 비율과 동일한 직사각형 구조인 것이 바람직하다.

이를 위하여, 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 복수의 LED 광원 및 콜리메이터를 구성하는 콜리메이팅렌즈 요소 또는 포물형 반사기는 라이트 터널(51)의 가로 세로 비율과 동일한 직사각형 구조로 배열된다.

상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 출사된 광빔의 단면적을 축소하여 라이트 터널(51)로 인도하며, 물체(object)와 상(image)의 1:1 컨쥬게이트(conjugate) 특성을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈 시스템(30)을 이용하면, 입사광은 배율만 바뀌고, 그대로 전달될 수 있으며, 에텐듀가 보존된다. 이 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은 물체면에서 시작된 광을 상면에 실상으로 맺게 할 수 있다.

물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성은 예를 들어, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)을 텔레-센트릭(tele-centric) 렌즈 시스템으로 구성함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은, 텔레-센트릭 렌즈 시스템인 것이 바람직하다. 이때, 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은 그 물체측(object side)과 상 측(image side) 양단이 모두 텔레센트릭 조건을 만족하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c) 즉, 콜리메이터의 출사면과 라이트 터널(51)의 입사면(51a)의 크기 비율에 대응하는 배율, 보다 바람직하게는, 동일한 배율을 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 콘덴싱 렌즈 시스템(30)의 물체면에 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)을 위치시키고, 상면에 라이트 터널(51)의 입사면(51a)을 위치시키면, 후술하는 바와 같이 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 출사되는 광을 최대한의 효율로 라이트 터널(51)로 옮길 수 있다. 또한, 콘덴싱 렌즈 시스템(30)이 텔레센트릭 광학계이기 때문에, 후술하는 바와 같이, 라이트 터널(51)에 입사하는 광의 각도가 변조되는 데서 오는 손실도 최소화할 수 있다.

LED 광원은 엄밀하게 말하면 점광원이 아니라 면광원이므로, LED 광원으로부터 출사되어 콜리메이터에 의해 콜리메이팅된 광은 완전 평행광이 될 수는 없다. 따라서, LED 광원에서 출사되고 콜리메이터에 의해 콜리메이팅된 빔의 주 광선들은 평행하며, 그 주 광선들 각각을 중심축으로 하여 발산하는 광이 존재한다.

제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)의 면적을 A, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로부터 출사되는 광 중 주광선에 대해 발산하는 광의 발산각을 θA, 라이트 터널(51)의 입사면(51a)의 면적을 B, 라이트 터널(51)에 입사하는 광 중 주광선에 대해 수렴하는 광의 수렴각을 θB라 하자.

물체면에서 주 광선에 대해 대칭적으로 발산하는 광을 상면에서 주광선에 대해 수렴하는 광으로 전달할 때 에텐듀(etendue)가 보존된다.

제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)이 콘덴싱 렌즈 시스템(30)의 물체면에 위치하고, 라이터 터널(51)의 입사면(51a)이 콘덴싱 렌즈 시스템(30)의 상면에 위치할 때, 에덴듀 보존에 따라, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)의 면적 A와 그 출사면에서 출사되며 주광선에 대해 발산하는 광의 발산각(θA)의 사인 제곱(sin2θA)의 곱이 라이트 터널(51)의 입사면(51a)의 면적 B와 그 입사면(51a)에서의 주광선에 대해 수렴하는 광의 수렴각(θB)의 사인 제곱(sin2θA)의 곱이 같도록 할 수 있다. 따라서, 라이트 터널(51)의 입사면(51a)의 면적 B가 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)의 면적 A 보다 축소되므로, 상기 라이트 터널(51)의 입사면(51)에서의 주광선에 대해 수렴하는 광의 수렴각(θB)은 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)에서의 주광선에 대해 발산하는 광의 발산각(θA)보다 크게 된다.

한편, 텔레센트릭 렌즈 시스템은 도 3의 광로도에서 알 수 있는 바와 같이, 물체면에서 주광선들이 평행한 광을, 그 주광선들의 평행 상태를 그대로 유지하면서 상면으로 전달할 수 있는 렌즈 시스템이다.

상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지며, 텔레센트릭 렌즈 시스템이므로, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 출사된 주광선들이 대략적으로 평행한 광은 이 콘덴싱 렌즈 시스템(30)에 의해 그 빔 크기만 축소되며, 주광선들은 평행 상태를 유지한 채로 라이트 터널(51)로 입사된다.

따라서, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로부터 출사된 광은 그 빔 크기만 축소되어 라이트 터널(51)로 입사되며 그 주광선들의 평행 상태는 유지되므로, 광원유니트에서 출사하는 광을 최대한의 효율로 라이트 터널(51)로 옮길 수 있다. 또한, 에텐듀 보존에 따라, 상기 라이트 터널(51)의 입사면(51a)에서의 주광선에 대해 수렴하는 광의 수렴각(θB)이 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)에서의 주광선에 대해 발산하는 광의 발산각(θA)보다 커지기는 하지만, 주광선들은 평행 상태를 유지하므로, 주광선들이 비평행 상태로 입사되는 경우에 비해, 라이트 터널(51)에 입사하는 광의 각도가 변조되는 데서 오는 손실도 최소화할 수 있다.

여기서, 라이트 터널(51)로 입사되는 광이 집속광 형태인 경우, 그 주광선들이 평행하지 않을 뿐만 아니라, 그 주광선을 중심축으로 수렴하는 광이 존재한다. 따라서, 이 경우에는 라이트 터널(51)내에서의 내부 전반사 조건을 만족하는 않는 광이 주광선들이 평행한 경우에 비해 많이 존재하게 되므로, 입사광의 주광선들이 평행한 경우에 비해 광 전달 손실이 훨씬 크다.

한편, 도 2 및 도 3에서는 상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)이 4개의 렌즈로 이루어진 예를 보여주는데, 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 범위내에서 렌즈의 개수 및 그 설계 사양은 다양하게 변형될 수 있다. 부가적으로 상기 콘덴싱 렌즈 시스템(30)은, 텔레센트릭 렌즈 시스템을 만족하는 범위내에서 다양하게 변형될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 조명유니트에 의하면, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로부터 출사된 주광선들이 평행한 빔을 그 주광선들의 평행 상태는 유지하면서 빔 크기만을 축소하여 광인터그레이터(50) 예컨대, 라이트 터널(51)로 전달할 수 있으므로, 광 전달 효율이 우수하며, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 출사면(11a)(11b)(11c)의 면적을 광인터그레이터(50)의 입사면 예컨대, 라이트 터널(51)의 입사면(51a)의 면적보다 크게 할 수 있어, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에 배열되는 LED 광원의 수에 제약을 받지 않으며, 보다 많은 LED 광원을 어레이할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조명유니트에 의하면, 높은 광효율을 갖는 시스템을 구성할 수 있으며, 시스템 설계시 충분한 광량을 확보할 수 있도록 LED 광원의 어레이 개수를 최적화하여 설계할 수 있어, 최대한 밝은 화면을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조명유니트는 콘덴싱 렌즈 시스템(30)에 의해 그 빔 크기가 축소된 광을 광 인터그레이터(50)로 믹싱하므로, 균일화된 조명광을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 다양한 실시예에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 일 실시예의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화상투사장치는, 조명유니트와, 상기 조명유니트쪽에서 입사된 광으로부터 입력된 영상신호에 대응하는 화상을 형성하는 화상형성소자(80)와, 상기 화상형성소자(80)에서 형성된 화상을 스크린(100)에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛(90)을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 조명유니트의 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 각각, 2차원으로 어레이된 복수의 LED 광원(13)과, 이 복수의 LED 광원(13)에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터(15)를 구비하며, 상기 콜리메이터(15)는 렌즈 어레이 방식으로 형성된다.

도 6을 참조하면, 상기 콜리메이터(15)는 상기 복수의 LED 광원(13) 배열에 대응되게 2차원으로 배열된 복수의 콜리메이팅 렌즈 요소(15a)를 구비한다. 상기 콜리메이터(15)의 각 콜리메이팅 렌즈 요소(15a)는 어레이된 복수의 LED 광원(13)에 각각 하나씩 대응된다.

상기 콜리메이터(15)는 도 6에 보여진 바와 같이, 2차원으로 어레이된 복수의 콜리메이팅 렌즈 요소가 형성된 단일 렌즈 플레이트 구조로 이루어질 수 있다.

상기와 같이, 상기 복수의 LED 광원(13)은 2차원 어레이를 이루도록 배열되며, 상기 콜리메이터(15)의 콜리메이팅 렌즈 요소들(15a)도 복수의 LED 광원(13) 배열에 각각 대응되게 2차원 어레이로 배열될 수 있다.

상기 복수의 LED 광원(13) 각각은 대응하는 콜리메이팅 렌즈 요소(15a)의 초점에 위치된다.

전술한 바와 같이, 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 출사면을 가지고, 광인터그레이터(50) 예컨대, 라이트 터널(51)은 입사면(51a)을 가지는데, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 광 출사면과 라이트 터널(51)의 입사면(51a)은 닮음꼴로, 화상형성소자(80)의 가로 세로 비율과 동일한 직사각형 구조를 가지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)에서 복수의 LED 광원(13) 및 콜리메이터(15)의 콜리메이팅 렌즈 요소(15a)는 라이트 터널(51)의 가로 세로 비율과 동일한 직사각형 구조로 배열된다.

여기서, 조명유니트의 나머지 구성은 도 2 내지 도 4를 참조로 전술한 바와 동일하므로 앞에서와 동일 참조부호로 표기하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로부터 출사된 그 주광선들이 평행한 대략적인 평행 광은 색합성 프리즘(20)에 의해 단일 광경로로 통합되어 콘덴싱 렌즈 시스템(30)에 입사되고, 이 콘덴싱 렌즈 시스템(30)에 의해 그 주 광선들의 평행상태가 유지되면서 그 빔 크기만 축소되어 라이트 터널(51)로 입사된다. 라이트 터널(51)에서는 그 밝기 분포가 균일화된 백색광이 출사되며, 이 균일화된 조명광은 화상형성소자(80)에 조사된다.

본 실시예에서, 상기 화상형성소자(80)는 반사형 화상형성소자로, 입사된 균 일한 조명광을 화소단위로 제어하여 화상을 형성한다.

이러한 반사형 화상형성소자(80)로는 반사형 액정표시소자(도 11의 181)나 마이크로 미러가 어레이로 형성된 디바이스 패널 일명, DLP(Digital Light Processing) 패널(81)(또는 DMD라고도 함)을 사용할 수 있다. 대안으로, 화상형성소자(80)로는 투과형 액정표시소자(도 12의 281)를 사용할 수도 있다.

도 5에서는 DLP 패널(81)을 화상형성소자(80)로 사용한 실시예를 보여준다. 상기 DLP 패널(81)은 독립적으로 구동되는 2차원 배열 구조의 마이크로미러 어레이를 포함하는 것으로, 입력된 화상신호에 따라 각 화소별 반사광의 각도를 바꿈으로써 화상을 형성한다.

한편, 화상형성소자(80)로 반사형 화상형성소자를 구비하는 경우에는, 라이트 터널(51)과 화상형성소자(80) 사이에 라이트 터널(51)로부터 입사되는 광은 상기 화상형성소자(80)로 향하도록 하고, 화상형성소자(80)에서 반사된 화상 정보를 나타내는 광은 투사렌즈유닛(90)쪽으로 진행하도록 입사광의 진행 경로를 변환하는 광로변환기를 더 구비하는 것이 바람직하다. 반사형 화상형성소자(80)로 DLP 패널(81)을 구비하는 경우에는, 도 5에 보여진 바와 같이 광로변환기로 내부 전반사(TIR:Total Internal Reflection) 프리즘(70)을 사용할 수 있다.

한편, 광 인터그레이터(50)와 광로변환기(예컨대, 라이트 터널(51)과 TIR 프리즘(70)) 사이의 광로 상에는 광 인터그레이터(50)로부터 출사되는 광을 화상형성소자(80)의 유효 면적에 맞추어 확대 또는 축소하는 릴레이 렌즈 시스템(60)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상투사장치에서, 화상형성소자(80)에서 형성된 화상 정보를 포함하는 광은 TIR 프리즘(70)을 투과하여 투사렌즈유닛(90)으로 향하고, 투사렌즈유닛(90)은 화상형성소자(80)에서 형성된 화상을 스크린(100)에 확대 투사한다.

도 7은 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 다른 실시예를 보인 것으로, 도 5와 비교할 때, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)가 복수의 LED 광원(13)과 이 LED 광원(13) 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기(120) 배열로 이루어진 콜리메이터(115)를 구비하는 점만이 차이가 있다. 상기 LED 광원(13)과 대응하는 포물형 반사기(120)는 광모듈을 구성한다. 여기서, 도 5에서와 동일 참조부호는 실질적으로 동일 또는 유사한 기능을 하는 부재를 나타낸다.

도 8은 도 7의 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)의 구조를 개략적으로 보인 사시도이다. 도 8에 보여진 바와 같이, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 복수의 LED 광원(13)과 이 LED 광원(13) 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기(120) 배열로 이루어진 콜리메이터(115)를 포함한다. 상기 콜리메이터(115)는 포물형 반사기(120)가 복수개로 어레이된 LED 광원(13)에 각각 하나씩 대응되는 구성을 가진다.

이에 의해, 상기 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)는 LED 광원(13)과 포물형 반사기(120)로 이루어진 LED 광모듈 복수개를 2차원 어레이로 배열한 형태를 가진다. 여기서, LED 광원(13)은 일반적으로 메탈 할라이드 램프나 초고압 수은 램프에 비해 광량이 적기 때문에 광원으로 사용될 때에는 어레이 형태로 사용되는 것이 바람직하다.

도 9는 도 8의 LED 광모듈 1개를 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 각 LED 광모듈은 LED 광원(13)과, 이 LED 광원(13)으로부터 출사된 광을 콜리메이팅하기 위한 포물형 반사기(120)를 포함한다.

포물형 반사기(120)는 포물반사면(121)과, 입광면(122)과, 광 가이드부(124)를 구비한다. 입광면을 통하여 포물형 반사기(120) 내부로 입사된 광은 포물반사면(21)에 의해 반사되어 광 가이드부(124) 쪽으로 진행한다.

입광면(122)은 예를 들면 포물반사면의 주축(126)을 포함하거나 또는 주축(126)을 포함하는 평면과 나란하거나 또는 주축(126)을 포함하는 평면에 대하여 소정각도로 경사진 면일 수 있다. 입광면(122)의 중심부에는 LED 광원(13)의 LED 칩(13a)이 들어갈만한 크기로 구면 상의 요(凹)부(123)가 형성되어 있다. 광 가이드부(124)는 직사각형 단면을 가진다.

상기 포물형 반사기(120)는 상기 LED 광원(13)은 광 가이드부(124)에 비해 아래로 돌출되게 결합시킬 수 있도록 형성된 것이 바람직하다. 이를 위하여, 광 가이드부(124)의 입광면(122)과 나란한 면(125)은 입광면(122)에 대해 상방으로, 즉 광 가이드부(124)의 단면의 크기를 축소하는 방향으로 단차지게 형성된 것이 바람직하다.

이와 같이 포물형 반사기(120)를 형성하면, 포물반사면(121)에서 반사된 광이 재자 LED 광원(13)의 돔 부분을 통과하는 것을 줄일 수 있어, 보다 많은 광이 광 가이드부(124)를 통과하도록 하는 것이 가능하다.

여기서, LED 광원(13)에서 방사된 광 중 일부 광이 포물반사면(121)에서 반사된 후에 상기 요부(123)쪽으로 진행하면, 포물형 반사기(120)의 내부 재질과 그 외부 매질과의 굴절율 차이로 인하여 요부(123)에서 반사되거나 요부(123)를 투과하여 광량의 감소가 일어날 수 있다. 이때, 광 가이드부(124)의 출사면(127)에서의 광량 분포가 그 출사면의 중심으로부터 약간 위쪽으로 치우친 형태로 나타날 수 있다. 하지만, 도 9에서와 같이, 광 가이드부(124)의 입광면(122)과 나란한 면(125)을 입광면(122)보다 위쪽으로 단차지게 형성하면, 보다 많은 광이 광 가이드부(124)를 통과하도록 할 수 있으며, 출사면(127)에서의 광량분포를 출사면의 중심으로 집중시킬 수 있다.

이때, 입광면(122)과 광 가이드부(124)의 면(125)과의 단차량은 요부(123)의 형상 및 크기를 감안하여 그 포물형 반사기(120)의 출사면(127)에서 고른 광량 분포를 얻을 수 있는 범위내에서 적절히 조절될 수 있다.

포물반사면(121)은 원추계수(conic coefficient) K = -1인 엄밀한 포물면 만을 의미하는 것은 아니다. 본 포물형 반사기(120)에서 사용되는 포물반사면(121)은 K가 -0.4 내지 -2.5 범위, 바람직하게는 -0.7 내지 -1.6 범위의 비구면을 의미한다. 포물반사면(121)을 위한 K값은 LED 광원(13)으로부터 방사되는 광을 조명하고자 하는 대상체에 유효하게 조명될 수 있는 방사각도 범위로 콜리메이팅시키기 위하여 상기의 범위 내에서 적절히 선정될 수 있다. K = -1인 포물반사면(121)을 예로써 설명한다.

LED 광원(13)은 광을 방출하는 LED칩(13a)을 구비한다. 이 외에 도면에 자세히 도시되지는 않았지만 LED 광원(13)에는 LED칩(13a)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 열방출체와, LED칩(13a)에 전류를 인가하기 위해 사용되는 전극 등이 마련된다.

LED 광원(13)은 돔 렌즈(또는 캡)(13b)를 더 구비할 수 있다. LED 광원(13)은 포물반사면(121)의 초점(F)에 위치된다. 다시 말하면, LED 광원(13)은 그 LED 칩(13a)이 포물반사면(121)의 초점(F)에 위치되도록 설치된다. 요부(123)는 LED 광원(13)의 LED 칩(13a)을 포물반사면(121)의 초점(F)부근에 위치시키기 위한 공간을 제공한다. 상기 요부(123)는 상기 LED 광원(13)의 돔 렌즈(또는 캡)(13b)의 형상에 대응되게 포물반사면(121)의 초점을 중심으로 하는 구형으로 형성될 수 있다.

여기서, 전술한 바와 같이, LED칩(13a)은 엄밀하게 말하면 점광원이 아닌 면광원이므로 모든 발광점이 정확이 포물반사면(121)의 초점(F)에 위치될 수는 없다. 따라서, LED칩(13a)에서 발광되고 포물반사면(121)에서 반사된 광은 완전한 평행광이 될 수는 없으며, 평행한 주광선들에 대해 발광하는 광이 존재할 수 있다.

상기 LED 광원(13)은 그 광축(c)이 포물반사면(121)의 주축(126)과 거의 수직되도록 배치되는 것이 바람직하지만, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

LED 칩(13a)으로부터 방사된 광은 요부(123)를 통하여 포물형 반사기(120) 내부로 입사된다. 광은 포물반사면(121)에서 반사되어 거의 주축(126)과 나란한 평행광으로 콜리메이팅된다. 광은 광 가이드부(124) 내부로 전파되어 출사면(127)으 로 출사된다. 상기 출사면(127)의 2차원 어레이 배열이 콜리메이터(115)의 출사면(115a)에 해당한다.

한편, 상기 LED 광원(13)으로는 돔 렌즈(또는 캡) 없이 LED 칩(13a)이 노출된 타입을 구비할 수도 있는데, 이 경우 상기 요부(123)에는 완충물질이 채워지는 것이 바람직하다.

LED 칩(13a)이 노출된 타입인 경우, 포물형 반사기(120)와 LED 칩(13a) 사이에는 공기가 개재된다. LED 칩(13a)에서 방사된 광이 포물형 반사기(120)로 입사될 때, 공기와 포물형 반사기(120)의 광 가이드부(124)와의 굴절률 차이에 의하여 그 요부(123)의 경계면에서 굴절된다. 그러면, 광의 방사위치가 포물반사면(21)의 초점(F)으로부터 벗어나기 때문에 콜리메이팅효율이 저하된다. 완충물질은 포물형 반사기(120)와 외부매질(예를 들면 공기)과의 굴절률 차이를 보상하기 위한 것이다. 완충물질의 굴절율은 포물형 반사기(120)의 굴절율과 공기의 굴절율 사이인 것이 바람직하다. LED 광원(13)이 돔렌즈(또는 캡)(13a)를 구비하는 타입인 경우에도 필요에 따라 요부에 완충 물질이 충진될 수 있는데, 이때의 완충물질의 굴절률은 돔렌즈(또는 캡)(13a)의 굴절률과 포물형 반사기(120)의 굴절률 사이인 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 또 다른 실시예를 보여준다. 여기서, 전술한 실시예들에서와 동일 부재는 동일 참조부호로 표시하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상투사장치는 도 8의 화상투사장치와 비교할 때, 화상형성소자(80)로 반사형 액정표시소자(181)를 구비한다. 이때, 본 실시예에 따른 화상투사장치는 광 인터그레이터(50)로 볼록렌즈 또는 실린드리컬 렌즈 형상의 복수의 렌즈셀 어레이를 가지는 한쌍의 플라이-아이 렌즈(151)를 구비하는 것이 바람직하다. 대안으로, 광인터그레이터(50)로서, 상기 플라이-아이 렌즈(151) 대신에 라이트 터널(도 4의 51)을 구비할 수도 있다.

본 실시예에 따른 화상투사장치에서, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로는 도 5의 어레이된 LED 광원과 렌즈 어레이 방식의 콜리메이터 또는 도 7의 어레이된 LED 광원과 포물형 반사기 방식의 콜리메이터를 적용할 수 있다.

상기 플라이-아이 렌즈(151)의 입사면은 조명유니트의 콘덴싱 렌즈 시스템(30)의 상면에 위치되는 것이 바람직하다.

반사형 액정표시소자(181)는 입사되는 균일한 조명광을 화소단위로 선택적으로 반사시켜 화상을 형성한다. 이 반사형 액정표시소자(181)는 화상신호에 따라 화소단위로 입사광의 편광을 변화시켜 반사광을 온,오프 시킴으로써 화상을 형성한다.

화상형성소자(80)로 반사형 액정표시소자(181)를 적용하는 경우, 입사광의 진행 경로를 변환하기 위한 광로변환기로, 편광빔스프리터(170)를 구비하는 것이 바람직하다. 편광빔스프리터(170)는 조명유니트쪽에서 입사된 일 편광의 광은 반사형 액정표시소자(181) 방향으로 향하도록 하고, 반사형 액정표시소자(181)에서 반사되어 입사되는 다른 편광의 광은 투사렌즈유닛(90)쪽으로 향하도록 입사광의 경 로를 변환한다.

상기 플라이-아이 렌즈(151)와 편광빔스프리터(170) 사이의 광로 상에는 광효율을 높이기 위해, 조명유니트로부터 조사된 광이 단일 편광의 광으로 되어 편광빔스프리터(170)로 입사되도록 하는 편광변환소자(155)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 편광변환소자(155)는 복수의 소형 편광빔스프리터(156)에 의해 광을 편광에 따라 분리하고, 소정 편광의 광의 경로 상에만 반파장판(157)을 배치함으로써, 편광변환소자(155)로 입사된 무편광의 광 대부분을 특정 편광의 광으로 바꾸어준다. 이러한 편광변환소자(155)에 대해서는 본 기술분야에서 잘 알려져 있다.

도 12는 본 발명에 따른 조명유니트를 적용한 화상투사장치의 또 다른 실시예를 보여준다.

도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 화상투사장치는 도 11의 화상투사장치와 비교할 때, 화상형성소자(80)로 투과형 액정표시소자(281)를 구비하는 점에 차이가 있다. 화상형성소자(80)로 투과형 액정표시소자(281)를 구비하는 경우, 광로변환기로서 기능을 하는 편광빔스프리터(도 11의 170)는 불필요하다.

상기 투과형 액정표시소자(281)는 화상신호에 따라 화소단위로 입사되는 균일한 조명광의 편광을 변화시켜 투과광을 온,오프 시킴으로써 화상을 형성한다.

본 실시예에 따른 화상투사장치에서, 제1 내지 제3광원유니트(10a)(10b)(10c)로는 도 5의 어레이된 LED 광원과 렌즈 어레이 방식의 콜리메이터 또는 도 7의 어레이된 LED 광원과 포물형 반사기 방식의 콜리메이터를 적용할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 조명유니트는 다양한 실시예의 화상투사장치에 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 조명유니트 및 이를 적용한 화상투사장치가 소형 광원으로 LED 광원을 사용하는 것으로 설명하였는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 소형 광원을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 소형 광원으로 유기 EL 또는 전계 발광소자(FED)를 사용할 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 어레이로 배열되는 소형 광원의 수에 제약을 받지 않으며, 충분한 수의 소형 광원을 어레이할 수 있으며, 광원유니트로부터 출사되는 주광선들이 평행한 광을 콘덴싱 렌즈 시스템에 의해 그 주광선들의 평행상태를 유지한 채로 빔의 크기만을 축소하여 광 인터그레이터로 전달할 수 있다.

따라서, 높은 광효율을 갖는 시스템을 구성할 수 있으며, 시스템 설계시 충분한 광량을 확보할 수 있도록 LED 광원의 어레이 개수를 최적화하여 설계할 수 있어, 최대한 밝은 화면을 구현할 수 있다.

또한, 콘덴싱 렌즈 시스템에 의해 그 빔 크기가 축소된 광을 광 인터그레이터로 믹싱하므로, 균일화된 조명광을 얻을 수 있다.

Claims (20)

  1. 콜리메이팅된 광빔을 조사하는 적어도 하나의 광원유니트와;
    상기 광원유니트쪽에서 입사된 광빔이 균일광이 되도록 하는 광 인터그레이터와;
    상기 광원유니트와 광 인터그레이터 사이에 배치되어, 상기 광원유니트에서 출사된 광의 빔 크기를 축소하여 상기 광 인터그레이터로 인도하며, 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템은, 텔레-센트릭 렌즈 시스템인 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원유니트는 출사면을 가지고, 상기 광 인터그레이터는 입사면을 가지며, 상기 광원유니트의 출사면과 상기 광 인터그레이터의 입사면은 닯음꼴이고,
    상기 콘덴싱 렌즈 시스템은, 상기 광원유니트의 출사면의 크기와 상기 광 인터그레이터의 입사면의 크기 비율에 대응하는 배율을 가지는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 물체면에 상기 광원유니트의 출사면이 위치되며, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 상면에 상기 광 인터그레이터의 입사면이 위치되는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광원유니트는 출사면을 가지고, 상기 광 인터그레이터는 입사면을 가지며, 상기 광원유니트의 출사면과 상기 광 인터그레이터의 입사면은 닯음꼴이고,
    상기 콘덴싱 렌즈 시스템은, 상기 광원유니트의 출사면의 크기와 상기 광 인터그레이터의 입사면의 크기 비율에 대응하는 배율을 가지는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 물체면에 상기 광원유니트의 출사면이 위치되며, 상기 콘덴싱 렌즈 시스템의 상면에 상기 광 인터그레이터의 입사면이 위치되는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 인터그레이터는 직육면체 구조의 라이트 터널 및 플라이-아이 렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원유니트는 복수개 구비되며,
    이 복수의 광원유니트는 서로 다른 색광을 조사하며,
    상기 복수의 광원유니트와 콘덴싱 렌즈 시스템 사이에, 이 복수의 광원유니트에서 출사되는 색광들을 합성하여 하나의 광경로로 통합하는 색합성 프리즘;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광원유니트는,
    2차원 어레이 배열의 복수의 LED 광원과;
    상기 복수의 LED 광원에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 콜리메이터는, 상기 광원 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기가 어레이로 배열되어 이루어진 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  11. 제9항에 있어서, 상기 콜리메이터는 상기 복수의 광원 배열에 대응되는 렌즈 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 조명유니트.
  12. 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조명유니트와;
    상기 조명유니트쪽에서 입사된 광으로부터 입력된 영상신호에 대응하는 화상 을 형성하는 화상형성소자와;
    상기 화상형성소자에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 화상형성소자는 상기 조명유니트에서 조명된 광을 선택적으로 반사시켜 화상을 형성하는 반사형 화상형성소자이고,
    상기 조명유니트와 상기 화상형성소자 사이에 배치되어, 상기 조명유니트에서 입사된 광은 상기 화상형성소자 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자에 의해 반사된 광은 스크린 방향으로 향하도록 입사광의 경로를 변환하는 광로 변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 반사형 화상형성소자는 복수의 마이크로 미러가 어레이로 배열되어 이루어진 소자인 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 반사형 화상형성소자는 반사형 액정표시소자이고,
    상기 광로 변환기는 입사광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 선택성을 가지는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 화상형성소자는 투과형 액정표시소자인 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 광원유니트는 복수개 구비되며,
    이 복수의 광원유니트는 서로 다른 색광을 조사하며,
    상기 복수의 광원유니트와 콘덴싱 렌즈 시스템 사이에, 이 복수의 광원유니트에서 출사되는 색광들을 합성하여 하나의 광경로로 통합하는 색합성 프리즘;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광원유니트는,
    2차원 어레이 배열의 복수의 LED 광원과;
    상기 복수의 LED 광원에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 콜리메이터는, 상기 광원 각각과 모듈을 이루는 포물형 반사기가 어레이로 배열되어 이루어진 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 콜리메이터는 상기 복수의 광원 배열에 대응되는 렌즈 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
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