KR20080001150A - 프로젝션 시스템. - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 프로젝션 텔레비전에 구비되는 램프 어셈블리가 안정적으로 고정 및 지지되고 또한 효율적으로 냉각될 수 있도록 하는 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

상기되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광이 생성되는 램프; 상기 램프의 전면이 결합되는 브라켓; 내부에 상기 램프가 수용되고, 개구된 일 측면에 상기 브라켓이 결합되는 램프 케이스; 및 상기 램프가 상기 브라켓에 견고하게 고정되도록 하는 서포터;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되며, 램프가 안정적으로 고정 및 지지되고, 제조 단가가 감소되는 효과가 있다.

프로젝션, 고정, 냉각

Description

프로젝션 시스템.{Projection system}

도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템을 개략적으로 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 광학 엔진의 외관 사시도.

도 3은 상기 광학 엔진의 일부 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 광학 엔진이 베이스에 결합되는 모습을 보여주는 분해 사시도.

도 5는 상기 광학 엔진의 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 케이스의 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 광학 엔진의 서포터의 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 광학 엔진의 그릴 부재의 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 결합 구조를 나타내는 결합 사시도.

도 11은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도로서, 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 공기 유동을 설명하기 위한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프로젝션 시스템 10 : 광학 엔진 유닛

12 : DMD 팬 141 : 램프 냉각팬

20 : 광학 엔진 21 : 램프 어셈블리

22 : 컬러 휠 어셈블리 23 : 라이트 터널 하우징

24 : 라이트 터널 어셈블리 25 : 컨덴싱 렌즈

26 : DMD 어셈블리 27 : 액추에이터

28 : 반사계 케이스 29 : 폴딩 미러

30 : 전반사 프리즘 31 : 투사 렌즈 어셈블리

51 : 서포터 52 : 그릴 부재

본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 프로젝션 텔레비전에 구비되는 램프 어셈블리가 안정적으로 고정 및 지지되고 또한 효율적으로 냉각될 수 있도록 하는 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

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.

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) 방식과, DMD(Digital Micromirror Device)를 이용한 DLP(Digital Light Porsessing) 방식이 있다.

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.

또한, 최근 개인용 컴퓨터의 보급과 함께 컴퓨터를 이용한 프리젠테이션을 하는 일이 많아짐에 따라 LCD나 DMD가 이용되는 프로젝터의 사용도 많아지고 있다.

일반적으로, 프로젝션 텔레비젼은 캐비닛 내부에 장착되는 광학 엔진(Optical Engine)에 의하여 생성되는 빛이 반사되어 스크린에 영상이 투시되는 방식을 취하고 있다.

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.

이와 같은 일반적인 프로젝션 시스템의 조명계와 DMD와 투사렌즈를 통칭하여 광학 엔진이라고 칭하기도 하는데, 상기 광학 엔진은 램프에서 발생되는 조명광 등에 의해서 고열이 발생되는 부분이다. 그러므로, 그와 같은 고열이 냉각되도록 하 기 위해서는 적절한 냉각 시스템이 구비되어야 함과 동시에 상기 램프가 안정적으로 지지되도록 하는 것이 중요한 문제이다. 만약, 고열이 냉각되지 아니하면, 조명계에 구비되는 다수의 필름과 합성계에 구비되는 DMD 등이 산화되는 문제점이 발생될 수 있고, 나아가서 프로젝션 시스템이 정상적으로 동작되지 못하는 문제점이 발생될 수도 있다.

상기와 같은 기존의 프로젝션 시스템에서는, 일반적으로 완전히 개구된 램프 어셈블리의 공기 유입부로 유입되는 공기에 의하여 램프 어셈블리 및 광학 엔진 내부가 냉각되었다. 그러나, DMD 패널 사이즈의 감소(0.5인치 -> 0.45인치) 및 이에 따른 램프의 밝기 증가(120와트 -> 132와트)로 인한 광학 엔진 내부의 온도 상승으로 인하여 기존 냉각 시스템으로는 냉각 효율을 높이기 어려워지게 되었다. 즉, 완전히 개구된 램프 어셈블리의 공기 유입부에 의하여서는 공기의 유로가 온전히 확보되지 않기 때문에 효율적인 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 램프 어셈블리에 장착되는 램프의 위치를 고정 및 지지하기 위하여 좌측 서포터와 우측 서포터가 별도로 형성되어 각각 램프를 지지하였다. 따라서, 복수의 서포터가 각각 별도로 제작되어 조립되기 때문에, 작업효율이 떨어지고 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 상기 각 서포터는 램프의 내부로 유입되는 공기의 흐름을 가이드하기에 적합하지 않은 형상으로 구성되었으며, 또한 그 표면적이 작기 때문에, 상기 램프가 효율적으로 냉각되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 일 측에 그릴 부재가 구비되어 공기의 유로가 가이드되도록 함으로써, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되어 안정적으로 동작되도록 하는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 램프 장착부에 일체형 서포터가 구비됨으로써, 램프가 안정적으로 고정 및 지지되고, 제조 및 조립이 용이하고, 제조 단가가 감소되는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 램프 장착부에, 상기 그릴 부재로 유입된 공기가 가이드 될 수 있는 그릴 부재가 구비됨으로써, 방열 효과가 극대화될 수 있는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 장시간 동안 광학 엔진이 사용되더라도 기기의 동작이 안정적으로 수행될 수 있는 프로젝션 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광이 생성되는 램프; 상기 램프의 전면이 결합되는 브라켓; 내부에 상기 램프가 수용되고, 개구된 일 측면에 상기 브라켓이 결합되는 램프 케이스; 및 상기 램프가 상기 브라켓에 견고하게 고정되도록 하는 서포터;가 포함된다.

다른 측면에 따른, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광이 생성되는 램프; 상기 램프가 내부에 수용되어, 램프의 위치가 고정 및 지지되도록 하는 램프 케이스; 및 상기 램프 케이스의 일 측에 결합되고, 외부의 공기가 상기 램프 케이스 내 부로 유입되도록 가이드하는 그릴 부재;가 포함된다.

더 다른 측면에 따른, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 램프 버너와 상기 램프 버너로부터 발산되는 빛이 한 곳에 집중되도록 하는 반사경이 포함되는 램프; 상기 램프가 수용되는 램프 케이스; 일면에 상기 반사경의 전면부가 밀착되는 브라켓; 상기 반사경의 전면부를 후방으로부터 가압하고, 흡입되는 공기를 반사경 내부로 가이드하는 서포터;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되며, 램프가 안정적으로 고정 및 지지되고, 제조 단가가 감소되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템을 개략적으로 보여주는 단면도이다.

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.

상세히, 상기 광학 엔진 유닛(10)에서 형성되어 투사되는 영상 화면은 상기 백미러(3)에 의하여 반사된다. 그리고, 반사된 영상은 상기 스크린(4)으로 확장 투사되어, 사용자에게 영상 화면이 인식된다.

이하에서는 상기 광학 엔진 유닛(10)의 구조 및 각부 기능에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진의 외관 사시도이고, 도 3은 상기 광학 엔진의 일부 분해 사시도이다.

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.

상세히, 상기 광학 엔진(20)의 외곽에 장착되는 각종 부품에는 상기 광학 엔진 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(후술함)를 냉각하기 위한 DMD 팬(12)이 포함된다.

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.

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.

또한, 상기 램프 냉각팬 어셈블리(14)에는 램프로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위한 램프 냉각팬(141)이 포함된다.

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.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 광학 엔진이 베이스에 결합되는 모습을 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 상기 광학 엔진의 분해 사시도이다.

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.

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.

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.

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 만들어주는 라이트 터널 어셈블리(24)와, 상기 컬러 휠 어셈블리(22) 및 라이트 터널 어셈블리(24)가 내부에 수용되는 라이트 터널 하우징(23)과, 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 더블링(Doubling)시켜 조사하는 액추에이터(27)와, 상기 액추에이터(27)를 통과한 빛을 확대하는 투사 렌즈(31)가 포함된다. 여기서, 상기 램프 어셈블리(21)는 램프계라 칭한다. 그리고, 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.

더욱 상세히, 상기 램프 어셈블리(21)는 백색광을 방출하는 램프(212)와, 상기 램프(212)를 보호하는 램프 케이스(211) 및 브라켓(210)으로 이루어진다. 그리고, 상기 램프(212)의 반사경은 램프의 버너에서 나오는 빛이 반사되어 일정 거리, 즉 촛점 거리에서 집광되도록 바꿔주는 역할을 한다. 상기 램프 어셈블리(21)에 대하여는 하기되는 도면에서 상술하기로 한다.

한편, 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.

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 된다. 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 휠(221)의 색깔에 의하여 적,청,녹색 중 어느 한 색을 띠게 된다.

또한, 상기 컬러 휠 어셈블리(22)와 상기 라이트 터널 어셈블리(24)는 라이트 터널 하우징(23) 내부에 수용된다. 그리고, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에는, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 컬러 휠 냉각팬 (43)이 결합된다.

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.

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.

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.

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 빛의 입사 각도에 따라 전반사되거나 투과된다.

상세히, 각각의 물체는 고유의 굴절율을 가지며, 이러한 굴절율의 차이에 의하여 빛이 전반사되거나 투과되는 임계각이 정해진다.

따라서, 임계각 이상의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사 프리즘(30)에서 전반사되고, 임계각 이하의 각도로 입사되는 빛은 상기 전반사 프리즘(30)을 투과하게 된다.

또한, 상기 DMD 어셈블리(Digital Micro-mirror Device Assembly : 26)는 DMD 패널과, 상기 DMD 패널이 수용되는 드라이버 보드로 이루어진다. 상세히, 상기 드라이버 보드는 상기 밸러스트와 컬러 휠 등의 구동을 제어하거나 영상을 제어하는 장치이다.

한편, 상기 DMD 패널에는 디스플레이의 해상도와 동일한 양의 미세한 미러가 배열되어, 스크린과 1대1 대응이 이루어지도록 설계되어 있다.

상세히, 상기 DMD 패널에 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 패널은 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 메모리에 장착되어, 상기 CMOS 메모리로부터 전달되는 신호에 의하여 구동하게 된다.

더욱 상세히, 상기 DMD 패널을 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 족으로 반사되거나 스크린 밖으로 버려지게 된다.

또한, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널과 상기 투사 렌즈(31) 사이에 배치되며, 중앙 부분에 미러가 장착되어 있다. 상세히, 상기 액추에이터(27)는 상기 DMD 패널로부터 방출되는 영상 신호를 반 프레임씩 나누어 굴절 투과시킴으로써, 실질적으로 영상 신호의 픽셀 수를 2배로 더블링시키는 기능을 한다. 이러한 미러의 굴절 특성으로 인하여, 스크린의 해상도가 높아지게 된다. 그리고, 상기 액 추에이터의 종류로는 투과형과 반사형이 있다.

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.

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 또 다른 하나의 어셈블리를 구성하게 된다. 그리고, 상기 램프 어셈블리(21)는 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.

상기와 같이 다수 개의 부품이 하나의 조립체를 형성하게 됨으로써, 부품 교체와 서비스가 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템, 특히 광학 엔진(20)의 냉각 시스템으로 적용되는 각 구성에 대하여 간단히 설명한다.

먼저, 상기 광학 엔진(20)에는 공기가 강제로 유동되도록 하기 위한 세 개의 팬(12)(141)(43)과, 상기 팬(12)(141)(43)에 의한 공기의 유동을 안내하기 위한 다수의 가이드 구조가 형성되는데, 공기의 유동순서를 기준으로 광학 엔진(20)의 냉각 시스템을 설명한다.

먼저, 외계로부터 상기 프로젝션 시스템(1)의 내부로 유입된 차가운 공기는 광학 엔진(20) 특히, 합성계 측방의 DMD 팬(12)으로 유입되고, 이에 의하여 상기 합성계로부터 발생되는 열기가 냉각될 수 있다.

또한, 상기 램프(212)가 냉각되기 위하여 램프 어셈블리(21)의 전방에는 램프 냉각팬(141)이 형성된다. 상기 램프 냉각팬(141)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된 뒤에 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출되어 프로젝션 시스템의 외계로 배출되도록 한다.

한편, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에는 컬러 휠 냉각팬(43)이 형성된다. 상기 컬러 휠 냉각팬(43)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 라이트 터널 하우징(23)으로 유입된 뒤, 상기 라이트 터널 하우징(23)을 냉각시킨 후, 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출되도록 한다.

상기되는 구조에서 알 수 있듯이, 상기 DMD 팬(12), 램프 냉각팬(141) 및 컬러 휠 냉각팬(43)은 열원이 놓이는 곳의 인접 위치에 안착되어 흡인력을 제공하여, 차가운 공기가 열원을 통과한 뒤에 열기를 흡수하고 팬(12)(141)(43)으로 흡입되어 배출되도록 하는 구조로 이루어져 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 램프 어셈블리의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 사시도이다.

도 6 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진(20)의 램프 어셈블리(21)는, 백색광이 발생되는 램프(212)와, 내부에 상기 램프(212)가 수용되어 외부의 충격으로부터 램프(212)를 보호하는 램프 케이스(211)와, 상기 램프(212)에 결합되어 램프(212)가 램프 케이스(211)에 고정되도록 지지하는 동시에 공기의 유로를 가이드하는 서포터(51)와, 상기 램프 케이스(211)의 일 측에 결합되어 상기 램프 케이스(211) 내부로 유입되는 공기의 유로를 가이드하는 그릴 부재(52)가 포함된다.

상세히, 상기 램프(212)는 밸러스트에 의하여 공급되는 고전압에 의하여 백색광이 발생되는 램프 버너(213)와, 상기 램프 버너(213)에서 나오는 빛이 반사되어 일정 거리, 즉 촛점 거리에서 집광되도록 바꿔주는 반사경(214)으로 구성된다. 상기 반사경(214)은 빛의 집광이 용이하도록 램프 어셈블리(21)의 내부로 함몰 형성되어 있으며, 상기 반사경(214)의 함몰된 부분에 램프 벌브(215)가 형성된다. 그리고, 상기 램프 벌브(215)를 통해 공기가 유동되면서 상기 램프(212)로부터 발생되는 열기가 냉각된다.

한편, 상기 반사경(214)의 전면 테두리부에는 주위보다 일정 정도 낮게 형성되는 하나 이상의 함몰부(216)(217)가 형성된다. 상기 제 1 함몰부(216)는, 램프 케이스(211) 내로 공기가 유입되도록 램프 케이스(211)의 일 측면에 형성되는 개구부(도 7의 219 참조)와 맞닿도록 형성되어, 상기 개구부로 유입되는 공기가 상기 램프 벌브(215)내로 원활하게 유입되도록 한다. 또한, 상기 제 2 함몰부(217)는 제 1 함몰부(216)의 대략 맞은편에 형성되어, 상기 제 1 함몰부(216)로 유입된 공기가 배출되는 통로를 제공한다. 그리고, 상기 램프(212)를 냉각한 후 제 1 함몰부(216) 로 배출되는 공기는 상기 램프 냉각팬 덕트(도 5의 42 참조) 및 램프 냉각팬(도 5의 141 참조)을 통하여 외부로 배출된다.

상기 램프(212)의 구조 및 동작은 종래의 프로젝션 시스템과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 케이스의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 램프(212)가 내부에 수용되어 램프(212)를 외부의 충격으로부터 보호하는 램프 케이스(211)는, 내부에 상기 램프(212)가 삽입되어 수용될 수 있도록 속이 빈 상자 형상으로 이루어진다. 그리고, 상기 램프 케이스(211) 내부의 일 측에는, 상기 브라켓(도 5의 210 참조)이 결합되도록 결합돌기(218)가 형성된다. 또한, 상기 램프 케이스(211)의 외부면 일 측에는, 상기 램프 케이스(211)의 내부로 공기가 유입되는 개구부(219)가 형성되고, 상기 개구부(219)에는 공기가 원활히 유통되도록 하는 그릴 부재(52)가 결합된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 램프(212)가 램프 케이스(211)에 안정적으로 고정되어 지지되고, 상기 램프(212)로부터 발생되는 열기를 냉각시키기 위한 공기가 원활히 유통되어 신속하고 효율적인 냉각이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명에 따른 광학 엔진의 서포터의 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진의 서포터(51)는, 소정의 형상의 평판상에 상기 램프(212)가 삽입될 수 있는 램프 삽입홀(514)이 형성된다.

상세히, 상기 서포터(51)의 양단에는 상기 브라켓(210)과 면접촉하여 상기 램프(212)를 지지하는 밀착부(511)와, 상기 밀착부(511)의 양단 사이를 연결하는 가이드부(512)와, 상기 브라켓(210)의 결합 돌기(미도시)가 삽입 및 수용되어 상기 서포터(51)가 브라켓(210)에 결합되도록 하는 결합홀(513)이 포함된다.

더욱 상세히, 상기 밀착부(511)는 상기 브라켓(210)의 일 면과 밀착 결합되도록 대략 평면으로 형성된다. 그리고, 상기 서포터(51)의 양단에 형성되는 밀착부(511) 사이에는, 상기 램프(212)를 안정적으로 지지하고, 또한 상기 램프 케이스(212) 내에서 공기가 원활하게 유통되도록 가이드 역할을 하는 가이드부(512)가 형성된다. 상기 가이드부(512)는 상기 램프 케이스(212)의 함몰부(216)(217)와 대응되도록 소정 곡률로 만곡 또는 다수 회 절곡되어 형성되어 상기 함몰부(216)(217)와 밀착 결합된다. 또한, 상기 가이드부(512)는 상기 밀착부(511)보다 일정 정도 돌출 형성되어, 상기 램프 케이스(212)와 결합된 상태에서 그릴 부재(52)에 근접되도록 형성됨으로써, 상기 그릴 부재(52)로 유입된 공기가 램프(212) 내부로 온전히 공급되도록 가이드 하는 역할을 한다.

종래의 프로젝션 시스템의 서포터가 좌측 서포터와 우측 서포터로 분리 형성되어 결합되는 것과 달리, 본 발명의 서포터(51)는 일체로 형성됨에 의하여 제조 원가가 절감되고 제조 공정이 간소화되는 장점이 있다. 또한, 상기 서포터(51)의 전체면이 램프(212) 및 브라켓(210)과 밀착 결합되어 상기 램프(212)를 지지함으로써, 램프 전체가 고르게 지지되는 장점이 있다. 또한, 절곡 형성되는 가이드부(512)에 의하여 공기와 접촉되는 면적이 넓어짐으로써, 효율적인 냉각이 수행되는 효과가 있다.

도 9는 본 발명에 따른 광학 엔진의 그릴 부재의 사시도이다.

도 9를 참조하면, 상기 램프 케이스(211)의 개구부(219)에 결합되는 그릴 부재(52)는, 소정 각도로 경사지는 다수 개의 경사판(521)이 소정 간격으로 배열되어, 상기 광학 엔진(20) 외부의 공기가 램프 케이스(211) 내부로 원활하게 유입되어 상기 램프(212)의 전방으로 안내되도록 가이드 역할을 한다. 또한, 상기 그릴 부재(52)가 램프 케이스(211)에 고정되어 지지되도록 하는 결합홀(522)이 더 포함된다.

종래의 프로젝션 시스템에서 램프 케이스의 측면에 개구부만 형성되었던 것과는 달리, 본 발명에는 공기의 유로를 가이드하기 위한 경사판(521)이 구비된 그릴 부재(52)가 개구부에 결합됨으로써, 외부에서 유입되는 공기가 일정한 방향으로 흐를 수 있도록 가이드되어, 보다 신속하고 효율적인 냉각이 수행되는 장점이 있다.

도 10은 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 결합 구조를 나타내는 결합 사시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리는 다음과 같은 순서로 결합된다.

먼저, 상기 램프(212)와 서포터(51)가 결합된다. 상세히, 상기 서포터(51)의 결합홀(514)은 램프(212)의 후방에서 전방, 다시 말하면 램프의 반사경(214)의 반지름이 작은 쪽에서 큰 쪽으로 끼워진다. 그리고, 서로 대응되는 형상으로 형성된 상기 서포터(51)의 가이드부(512)와 램프(212)의 함몰부(216)(217)는 서로 밀착 결합된다.

다음으로, 상기와 같이 서로 결합된 램프(212)와 서포터(51)는 브라켓(210)에 결합된다. 상세히, 상기 서포터(51)에 형성된 결합홀(513)은 상기 브라켓(210)에 형성되는 결합돌기(미도시)에 결합될 수 있다. 또는, 상기 브라켓(210)에 결합홀(미도시)가 형성되고 상기 서포터의 결합홀(513)과 브라켓의 결합홀(미도시)가 별도의 체결부재에 의하여 결합될 수도 있다. 상기와 같은 구조에 의하여 상기 서포터(51)가 램프(212)의 반사경(214)을 가압하여, 상기 램프(212)가 상기 브라켓(210)에 밀착결합될 수 있다.

마지막으로, 상기와 같이 서로 결합된 램프(212), 서포터(51) 및 브라켓(210)은 램프 케이스(211)로 삽입되어 결합된다. 상세히, 상기 램프(212)는 램프 케이스(211) 내부로 완전히 수용되고, 상기 브라켓(51)의 결합홀(미도시)은 램프 케이스 내부의 각 모서리에 형성된 결합돌기(218)에 끼워짐으로써, 상기 램프 어셈블리(21)의 결합이 완료된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 램프 어셈블리(21)의 안정된 구정구조가 제공되는 장점이 있다.

도 11은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도로서, 본 발명에 따른 광학 엔진의 램프 어셈블리의 공기 유동을 설명하기 위한 사시도이다.

먼저, 고열이 발생되는 램프(212)를 냉각시키기 위한 공기 유동의 원동력은, 램프 어셈블리(21)의 일 측에 형성되는 램프 냉각팬(도 5의 141 참조)에 의하여 제공된다. 다시 말하면, 상기 램프 냉각팬(141)이 공기를 흡입하는 흡인력을 제공하여, 램프 어셈블리(21)의 후방에 있는 공기가 램프 어셈블리(21)의 내부를 통과하 여 전방으로 배출되도록 함으로써, 상기 램프 어셈블리(21) 내부가 효율적으로 냉각되는 것이다.

도 11을 참조하면, 램프 어셈블리(21)의 후방에 있는 공기는 램프 냉각팬(141)이 제공하는 흡인력에 의하여 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된다. 상세히, 상기 공기는 그릴 부재(52)에 형성되는 통풍구(521)를 통하여 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된다. 이 때, 상기 그릴 부재(52)는 공기가 일정한 방향으로 유입되도록 함으로써, 램프 내부의 냉각 효율을 높이는 역할을 한다.

상기와 같이 램프 어셈블리(21) 내부로 유입된 공기는, 상기 그릴 부재(52)의 인근에 형성된 가이드부(512)를 따라 유동하여, 공기 유량의 손실이 거의 없이 램프 벌브(215) 내부로 유입된다. 그리고, 상기 램프 벌브(215) 내부로 유입된 공기는, 램프 벌브(215) 내부를 유동하면서 램프(212)에서 발산되는 열기를 흡수한 후, 타측의 가이드부(512)를 통하여 램프 어셈블리(21)의 외부로 배출된다.

바람직하게, 상기 그릴 부재(52) 및 가이드부(512)는 램프 벌브(214) 내부를 유동하는 공기의 유량이 극대화되도록 구성되어, 유입된 공기가 상기 램프 벌브(214) 내부 전면을 냉각시킨 후 배출되도록 할 수 있다.

상기와 같이, 그릴 부재(52) 및 가이드부(512)에 의하여 공기의 유로가 가이드됨에 따라, 공기 유량의 손실없이 대부분의 공기가 램프 벌브(215) 내부로 유입되도록 함으로써, 신속하고 효율적인 냉각이 이루어지는 장점이 있다.

한편, 상기 광학 엔진(20)에 제공되는 다수의 구성요소에서는 상기 램프 (212)에서 생성되는 빛에 의해서 고열이 발생되는데, 그와 같은 고열은 기기의 정상적인 동작을 위하여 신속하게 외부로 배출되어야 할 필요가 있다. 만약, 기기의 동작 중에 발생되는 고열이 외부로 배출되지 아니하면, 부품의 팽창에 의해서 화상의 정합이 틀어질 수 있는 문제가 있고, DMD 패널 및 각종 필름이 산화되는 문제점이 발생될 수 있는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 팬으로 흡입되는 공기에 의해서 냉각이 수행되는데, 이하에서는 이러한 문제점을 해결하는 프로젝션 시스템의 냉각 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 냉각 시스템은 세 부분으로 나뉘어져 있는데, 상기 합성계를 주로 냉각시키는 제 1 냉각시스템과, 직접 고열이 발생되는 램프(212)를 냉각시키는 제 2 냉각시스템과, 고속으로 회전되는 컬러 휠(221)을 냉각시키는 제 3 냉각시스템이 포함된다.

먼저, 상기 제 1 냉각 시스템은 상기 DMD 팬(12)에 의해서 동작되는 냉각 시스템으로서, 프로젝션 시스템(1) 외부의 차가운 공기가 합성계 측방의 DMD 팬(12)으로 유입되고, 이에 의하여 상기 합성계로부터 발생되는 열기가 냉각될 수 있다.

다시 말하면, 상기 DMD 팬(12)에 의한 냉각 시스템은, 상기 DMD 팬(12)에서 제공되는 음압이 합성계로 전달되도록 하는 구조로 이루어져 있다. 또한, 상기 DMD 팬(12)에서 발생되는 음압은 상기 합성계로 전달될 뿐만 아니라, 상기 DMD 팬(12) 인근의 다른 구성 요소들에 까지 전달되어 냉각될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제 2 냉각 시스템은, 상기 램프 어셈블리(21)의 전방 에 놓이는 램프 냉각팬(141)에 의해서 동작되는 시스템으로서, 상기 램프 냉각팬(141)은 전원공급기(15) 인근의 공기가 램프(212) 측으로 유입된 뒤에 램프(212)의 고열을 흡수한 상태에서 상기 램프 어셈블리(21)의 전면에 형성되는 램프 냉각팬 덕트(42) 및 램프 냉각팬(141)을 통하여 기기의 외부로 배출되도록 한다. 이에 의하여 고열이 발생되는 램프(212)가 신속하고 효율적으로 냉각될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제 3 냉각 시스템은, 고속으로 회전하는 상기 컬러 휠(221)이 냉각되기 위하여, 상기 라이트 터널 하우징(23)의 후방에 형성된 컬러 휠 냉각팬(43)에 의해서 동작되는 시스템이다. 상기 컬러 휠 냉각팬(43)은 전원 공급부(15) 인근의 공기가 라이트 터널 하우징(23)으로 유입된 뒤, 상기 라이트 터널 하우징(23)을 냉각시킨 후, 프로젝션 시스템(1)의 전방으로 배출되도록 한다.

상기되는 구조에서 알 수 있듯이, 상기 제 1, 2 및 3 냉각 시스템은 열원이 놓이는 곳의 인접 위치에 안착되어 흡인력을 제공하여, 차가운 공기가 열원을 통과하면서 열기를 흡수한 뒤에 팬으로 흡입되어 배출되도록 하는 구조로 이루어져 있다. 이와 같은 흡인방식의 냉각 시스템에 의해서 흡인되는 공기가 고열부품, 예를 들면 컬러 휠로 유입될 때 층류의 유동형태로 안정적으로 유입될 수 있기 때문에, 고열부품이 냉각효율이 증대되는 장점을 얻을 수 있다. 또한, 고열부품으로 유입되는 공기에 의해서 이물질이 들뜨지 않기 때문에 이물에 의한 오염을 방지할 수 있는 장점도 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 시스템에 의해서 프로젝션 시스템 특히, 광학 엔진의 오염이 줄어들면서도 냉각효율이 개선되는 장점을 얻을 수 있다.

본 발명에 의해서, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 일 측에 그릴 부재 및 가이드부가 구비되어 공기의 유로가 가이드되도록 함으로써, 램프 어셈블리 및 광학 엔진의 내부가 신속하고 효율적으로 냉각되어 안정적으로 동작되는 장점이 있다.

또한, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 램프 장착부에 일체형 서포터가 구비됨으로써, 램프가 안정적으로 고정 및 지지되고, 제조 및 조립이 용이하고, 제조 단가가 감소되는 효과가 있다.

또한, 광학 엔진의 램프 어셈블리의 램프 장착부에, 상기 그릴 부재로 유입된 공기가 가이드 될 수 있는 그릴 부재가 구비됨으로써, 방열 효과가 극대화되는 효과가 있다.

또한, 장시간 동안 광학 엔진이 사용되더라도 기기의 동작이 안정적으로 수행되는 장점이 있다.

Claims (11)

1. 광이 생성되는 램프;

   상기 램프의 전면이 결합되는 브라켓;

   내부에 상기 램프가 수용되고, 개구된 일 측면에 상기 브라켓이 결합되는 램프 케이스; 및

   상기 램프가 상기 브라켓에 견고하게 고정되도록 하는 서포터;가 포함되는 프로젝션 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 서포터는 상기 램프의 후방으로부터 전방으로 삽입되어, 상기 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 서포터는 상기 램프가 관통되는 램프 삽입홀과,

   상기 브라켓에 면 접촉되는 밀착부와,

   상기 밀착부의 양단 사이를 연결하고, 소정 곡률로 만곡 또는 다수 회 절곡되어 형성되는 가이드부가 포함되는 프로젝션 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 램프에는 백색광을 방출하는 램프 버너와, 상기 램프 버너로부터 방출되는 빛이 한 지점으로 집광되도록 하는 반사경이 포함되고,

   상기 브라켓은 상기 반사경의 전면부를 가압하여 상기 램프 케이스에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 램프 케이스의 일 측에 제공되어, 상기 램프 케이스 내부로 외부 공기가 유입되도록 가이드 하는 그릴 부재가 더 포함되는 프로젝션 시스템.
6. 광이 생성되는 램프;

   상기 램프가 내부에 수용되어, 램프의 위치가 고정 및 지지되도록 하는 램프 케이스; 및

   상기 램프 케이스의 일 측에 결합되고, 외부의 공기가 상기 램프 케이스 내부로 유입되도록 가이드하는 그릴 부재;가 포함되는 프로젝션 시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 그릴 부재는 소정 각도로 경사지는 다수 개의 경사판이 소정 간격으로 배열되어, 흡입되는 외부 공기가 상기 램프의 전방으로 안내되도록 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 램프가 밀착된 상태로 상기 램프 케이스에 결합되는 브라켓과,

   상기 램프가 상기 브라켓에 안정적으로 고정되고, 상기 그릴 부재를 통하여 흡입된 외부 공기가 램프 내부로 유입되도록 가이드하는 서포터가 더 포함되는 프로젝션 시스템.
9. 램프 버너와, 상기 램프 버너로부터 발산되는 빛이 한 곳에 집중되도록 하는 반사경이 포함되는 램프;

   상기 램프가 수용되는 램프 케이스;

   일면에 상기 반사경의 전면부가 밀착되는 브라켓;

   상기 반사경의 전면부를 후방으로부터 가압하고, 흡입되는 공기를 반사경 내부로 가이드하는 서포터;가 포함되는 프로젝션 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 램프 케이스의 측면에 제공되어 외부 공기의 흡입을 가이드하는 그릴 부재가 더 포함되고,

    상기 서포터는 상기 그릴 부재 쪽으로 연장 형성되어, 상기 그릴 부재를 통과한 공기가 상기 반사경 내부로 유입되도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 반사경의 전면 테두리부에는 소정 곡률로 만곡되는 함몰부가 제공되어, 외부 공기가 상기 반사경 내부로 용이하게 흡토출되도록 하며,

    상기 서포터에는 상기 함몰부의 외주면을 따라 둘러지는 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.

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