KR20080053792A - 레이저 광원을 이용하는 프로젝터 - Google Patents

레이저 광원을 이용하는 프로젝터 Download PDF

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KR20080053792A
KR20080053792A KR1020060125744A KR20060125744A KR20080053792A KR 20080053792 A KR20080053792 A KR 20080053792A KR 1020060125744 A KR1020060125744 A KR 1020060125744A KR 20060125744 A KR20060125744 A KR 20060125744A KR 20080053792 A KR20080053792 A KR 20080053792A
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optical
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허가현
배진우
오길환
권혁렬
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일진디스플레이(주)
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Abstract

본 발명은 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에 관한 것으로서, 본 발명에서는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서, 적어도 하나의 색상을 조사하는 상기 레이저 광원과, 레이저 광원으로부터 광을 입사받고, 이를 내부에서 연속적으로 반사시킨 후, 외부면으로 면광원으로 출력하는 광도파로와, 광도파로로부터 출력되는 광을 영상 이미지를 형성하는 광 모듈레이터 및 광 모듈레이터로부터 출력되는 영상 이미지를 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터가 제시된다.
프로젝터; 레이저

Description

레이저 광원을 이용하는 프로젝터{PROJECTOR WITH LASER SOURCE}
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 8은 엘코스 패널을 사용한 본 발명에 따른 일 실시예의 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다.
도 9는 DMD를 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다.
도 10는 DMD 를 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다.
도 11은 엘코스 패널을 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다.
도 12는 로드 인테그레이터를 구비하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다.
도 13은 로드 인테그레이터를 구비하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다.
***** 도면상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****
10, 10R, 10G, 10B: 레이저 광원 12: LED 광원
15: 콜리메이션 렌즈 20: 포커싱 렌즈
30, 30R, 30G, 30B: 광도파로 50: 빔 쉐이퍼
55: 디퓨져 57: 바이브레이터
60: 콘덴싱 렌즈 70: 광 모듈레이터
80: 투사렌즈 110: 편광변환시스템
120: PBS 130: TIR 프리즘
140: 로드 인테그레이터
본 발명은 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서, 보다 상세하게는 광도파로를 이용함으로써 폼 팩터를 향상시킬 수 있는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에 관한 것이다.
손바닥 크기보다 작은 휴대용 소형 프로젝터 또는 노트북 등에 임베디드로 들어갈 정도의 프로젝터를 상용화하기 위해서는 크기가 작고, 저 소비 전력의 프로젝터를 개발하여야 한다. 프로젝터의 크기를 소형화하기 위해서는 단판식 프로젝터 방식을 적용하여야 하며, 이에 사용되는 광학 시스템의 구조를 단순화하고, 광학 시스템의 설계시 물리적인 배치를 용이하게 하기 위해서는 폼 팩터(form-factor)를 양호하게 가져가야 한다.
또한 저전력의 프로젝터를 달성하기 위해서는 소비 전력 대비 우수한 광원을 사용하여야 한다. 이러한 저전력 프로젝터에 가장 적합한 광원으로는 레이저 광원을 들 수 있다. 레이저 광원은 적은 전력에 높은 휘도의 광을 방출하는 효율적인 광원으로 알려져 있다. 하지만 레이저 광원을 프로젝터에 사용하기 위해서는 여러 가지 해결하여야 할 과제가 많다. 해결하고자 하는 과제의 대표적인 예로는 레이저 광원으로부터 나오는 광을 광 모듈레이터에 인가하기 전에 빔 형상을 변경하는 광학 구조가 필요하다는 것이다. 이러한 광학 구조는 소형 프로젝터를 만들기 위하여 반드시 양호한 폼 팩터(form-factor)를 가져야 하는 제약을 가지게 된다. 레 이저를 광원으로 사용하는 레이저 포인터(laser pointer) 등에서는 레이저로부터 발산되는 광을 쉐이핑(shaping)하기 위해 회절소자(DOE, Diffractive Optical Elements)를 사용하고 있다. 하지만 회절소자를 프로젝터에 사용할 경우에는 회절소자로부터 출력되는 레이저 광을 정확하게 광 모듈레이터 또는 다른 광학 소자에 정확하게 얼라인할 수 없는 문제점이 있는 것이다. 또 다른 문제로는 레이저 광원을 프로젝터에 사용할 경우 레이저 광원이 진행하면서 광들이 간섭이 발생하여 스크린에 투사할 경우 국부적으로 밝은 점들이 일정한 패턴처럼 나타나는 스펙클 현상이 발생되므로 이를 해결하기 위한 적절한 광학 소자의 배치가 필요하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해서 대두된 것으로서, 레이저 광원을 프로젝터에 사용할 경우 이에 적합한 광학 구조를 구비하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터를 제안하고자 하는 것이다.
즉, 레이저 광원을 용이하게 빔 쉐이핑할 수 있으면서도 양호한 폼 팩터를 만족하는 광학 구조를 구비하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서, 적어도 하나의 색상을 조사하는 상기 레이저 광원과, 레이저 광원으로부터 광을 입사받고, 이를 내부에서 연속적으로 반사시킨 후, 외부면으로 면광원으로 출력하는 광도파로 와, 광도파로로부터 출력되는 광을 영상 이미지를 형성하는 광 모듈레이터 및 광 모듈레이터로부터 출력되는 영상 이미지를 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에 의해서 달성 가능하다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서, 적어도 하나의 색상을 조사하는 레이저 광원과, 적어도 하나의 색상을 조사하는 LED 광원과, 레이저 광원으로부터 광을 입사받고, 이를 내부에서 연속적으로 반사시킨 후, 외부면으로 면광원으로 출력하는 광도파로와, 광도파로로부터 출력되는 광은 통과시키고, 상기 LED 광원으로부터 출사되는 광은 반사시키는 다이크로익 미러와, 다이크로익 미로로부터 출력되는 광을 이용하여 영상 이미지를 형성하는 광 모듈레이터 및 광 모듈레이터로부터 출력되는 영상 이미지를 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에 의해서 달성 가능하다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 본 발명에 따른 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터는 R/G/B 광을 조사하는 레이저 광원(10), 포커싱 렌즈(20), 광도파로(30), 콜리메이 션 렌즈(15), 광 모듈레이터(70) 및 투사렌즈(80)로 구성된다. 포커싱 렌즈(20)는 레이저 광원(10)으로부터 방사되는 광을 좁은 입사 면적을 갖는 광도파로(30)로 입사되도록 포커싱하는 렌즈이며, 광도파로(30)는 입사면에 입사된 광을 내부에서 연속적으로 반사시켜 외부면으로 면광원을 출력하는 광학 소자로서, 대표적인 예로는 광섬유를 들 수 있다. 광도파로(30)에 입사된 광은 광도파로(30) 내부에서 계속적으로 반사되면서 출수구쪽으로 진행하므로, 레이저 광원(10)에서 출사된 점(占)광원을 균일한 면(面)광원으로 변형시킨다.
광도파로(30)에서 출사된 광원은 콜리메이션 렌즈(15)에 의해서 평행광으로 변형된 후, 광 모듈레이터(70)로 입사된다. 광 모듈레이터(70)는 입사된 광을 선택적으로 투과, 차단하거나 또는 광경로를 변경시켜 이미지를 형성하는 소자를 의미한다. 광 모듈레이터(70)의 대표적인 예로는 DMD (Digital Micromirror Device), 액정 디스플레이 소자, LCOS 등이 있다. DMD 는 필드 시퀀셜을 이용한 구동 방법으로 화소의 수만큼 매트릭스 형태로 배열된 디지털 거울(digital mirror)을 이용하여 DLP(Digital Light Processing) 프로젝터에 사용되는 소자이다. DLP는 광원으로부터 조사된 광을 디지털 거울에 의한 광 경로를 조절하여 스크린으로 반사시킴으로 계조 및 이미지를 구현하는 프로젝터이다. 액정 디스플레이 소자(Liquid Crystal Display Device)는 액정을 선택적으로 온/오프하여 이미지를 형성하는 소자이다. 액정 디스플레이 소자를 이용하는 프로젝터로는 직시형과 투사형 및 반사형이 있다. 직시형 프로젝터는 액정 디스플레이 소자 뒤의 백라이트로부터의 광이 액정 패널을 통과하면서 생성된 이미지를 직접적으로 관찰하는 방 식이며, 투사형 프로젝터는 액정 디스플레이 소자를 통과하면서 생성된 이미지를 투사렌즈를 이용하여 확대한 뒤 스크린에 투사하여 스크린에서 반사되는 이미지를 관찰하는 방식이다. 반사형은 투사형과 거의 같은 구조이지만 하부기판 상에 반사막을 형성하여서 반사되는 광을 스크린에 확대 투사하는 방식이다. LCoS(Liquid Crystal on Silicon)는 반사형 액정 디스플레이의 일종으로 종래 액정 디스플레이 소자의 양면 기판 중에서 하부 기판을 투명한 유리 대신에 실리콘 기판을 사용하여 반사형으로 동작시키는 광학 소자이다.
광도파로(30)는 마음대로 형상을 변경할 수 있고, 또한 길이를 쉽게 조절할 수 있으므로 다른 광학 소자와는 달리 광의 이동 경로를 직선화할 필요가 없게 되어, 디스플레이 장치에 사용시 설계 변형을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 즉 다른 광학 소자를 사용할 경우에 비하여 광도파로(30)를 사용하는 경우 폼 팩터가 좋다고 할 수 있는 것이다.
레이저 광원(10)에서 출사된 광은 장축 각도가 대략 ±20도 내지 ±30이고, 단축 각도가 대략 ±7도 내지 ±10도 사이인 타원 형상을 가지게 된다. 디스플레이 장치에 레이저 광원(10)을 사용할 경우 레이저 광원(10)에서 방사되는 타원 형상을 평행광으로 변환시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 변환을 위해서 광도파로(30)와 광 모듈레이터(70) 사이에 콜리메이션 렌즈(15)를 부가하여 사용하였다. 광도파로(30)를 통과한 광이 평행광 형태를 이룰 경우에는 콜리메이션 렌즈(15)는 사용하지 않아도 무방하다.
광 모듈레이터(70)를 이용하여 생성된 영상 이미지는 투사 렌즈(80)에 의해 서 확대되어 스크린(도면에는 미도시)에 투사된다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 2의 프로젝터의 구성은 도 1과 유사하므로, 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 도 2의 실시예에서는 콜리메이션 렌즈(15)와 광 모듈레이터(70) 사이에 빔 쉐이퍼(50)와 집광 렌즈(60)를 더 구비하도록 하였다. 광도파로(30) 출수면쪽에서 나오는 광은 일반적으로 확산되는 특성을 갖게 되는데 이를 광 모듈레이터(70)로 입사시키기 위해서는 사각 형상으로 빔 쉐이핑을 하는 것이 좋다. 이러한 빔 쉐이핑은 빔 쉐이퍼(50)에 의해서 이루어지며, 빔 쉐이퍼(50)의 대표적인 예로는 플라이아이 렌즈, 라이트 파이프를 들 수 있다. 도 2의 실시예에서는 기판상에 다수의 구면 또는 비구면의 소형 렌즈가 구성되는 형태를 갖는 2장의 플라이아이 렌즈를 마주보도록 설치하였다. 물론 광도파로(30)의 형상을 사각 형상으로 구비되도록 할 경우에는 별도의 빔 쉐이퍼(50)를 채용하지 않아도 좋다. 빔 쉐이퍼(50)을 통과한 광은 집광렌즈(60)에 의해 집광된 후, 광 모듈레이터(70)로 입사되어 영상으로 변환된 후, 투사렌즈(80)에 의해 스크린(미도시)에 확대 투사된다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 3의 프로젝터의 구성은 도 2와 유사하므로, 도 2의 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 도 3의 프로젝터에서는 광도파 로(30)에 레이저 광원의 스펙클을 없애기 위한 바이브레이터(57, vibrator)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
레이저 광원(10)을 사용할 경우, 레이저가 광학 시스템을 통과하거나 확산될 때, 위상 패턴은 스펙클(specle)이라 불리는 특정한 간섭 패턴을 만들게 된다. 간섭 패턴은 흔히 서로 상쇄되어 결과적으로 잡음, 얼룩 화면을 발생시키므로 스펙클된 화면은 선명하게 관찰할 수 없게 되며, 이러한 현상은 R/G/B 색상의 3개의 레이저를 사용할 경우 더욱 심하게 발생되어 디스플레이하고자 하는 화면이 손상되게 된다. 이러한 스펙클 현상을 제거하기 위하여 레이저 광원(10)을 출발한 광이 광 모듈레이터(70)에 도달되기 전 단계에 바이브레이터(57) 또는 디퓨저(55)를 통과하도록 하는 것이 바람직하다. 디퓨저(55) 대신에 바이브레이이터로 광도파로 자체를 진동시킴으로써 똑같은 효과를 보이는 것이다.
디퓨저(55)는 확산소자와 이러한 확산 소자를 회전시키거나 진동시키는 구동 소자로 구성되는 광학 소자로서, 디퓨저(55)에 의해 스펙클이 확산되게 함으로써 레이저 광원에 의한 패턴 간의 간섭을 방지할 수 있게 된다. 디퓨저(55)의 확산 소자를 빠르게 회전시키거나 진동시키게 되면, 스펙클은 사라진 것처럼 보이게 된다. 이런 현상은 움직이는 물체에 대한 인간 눈의 인식 시간(integration time)에서 기인하는 것으로 눈이 스펙클을 감지할 수 있는 시간보다 더 빠르게 움직이면 스펙클은 인간의 눈에 보이지 않게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로 젝터의 구성도이다. 도 4의 프로젝터의 구성은 도 3과 유사하므로, 도 3의 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 도 4의 프로젝터는 광원으로 3개의 레이저 광원(10R, 10G, 10B)이 구비되는 예를 도시한 것이다. 세 개의 레이저 광원(10R, 10G, 10B)는 각각의 포커스 렌즈(20R, 20G, 20B)를 통과한 후, 각각의 다이크로익 미러(35R, 35G, 35B)에 의해 반사 또는 투과되어 광도파로(30)에 입사된다. 다이크로익 미러(35R)는 레이저 광원(10R)에서 조사되는 붉은 색 레이저 광을 반사시키는 것으로서, 다이크로익 미러(35R)가 아닌 가시 광선 영역을 모두 반사하는 일반 미러를 사용하여도 무방하다. 다이크로익 미러(35G)는 레이저 광원(10G)에서 조사되는 초록 색 레이저 광은 반사시키고, 나머지 파장 영역의 광은 투과시키는 기능을 하며, 다이크로익 미러(35B)는 레이저 광원(10B)에서 조사되는 파란 색 레이저 광은 투과시키고, 나머지 파장 영역의 광은 반사시키는 기능을 하는 다이크로익 미러이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 5의 프로젝터의 구성은 도 4와 유사하므로, 도 4의 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 도 5의 프로젝터는 광원으로 2개의 레이저 광원(10R, 10G)을 사용하고, 나머지 파란색 광원으로 LED(12)를 사용한 예를 도시한 것이다. R/G/B 광 중에서 어느 광의 경우도 광원으로 LED 광원을 사용하여도 무방하지만, 비교적 고가인 B광을 LED 광원으로 사용하는 것이 바람직하다. 두 개의 레이저 광원(10R, 10G)은 각각의 포커스 렌즈(20R, 20G)를 통과한 후, 각각의 다이크로익 미러(35R, 35G)에 의해 반사 또는 투과되어 광도파로(30)에 입사된다. 다이크로익 미러(35R)는 레이저 광원(10R)에서 조사되는 붉은 색 레이저 광을 반사시키는 것으로서, 다이크로익 미러(35R)가 아닌 가시 광선 영역을 모두 반사하는 일반 미러를 사용하여도 무방하다. 다이크로익 미러(35G)는 레이저 광원(10G)에서 조사되는 초록 색 레이저 광은 투과시키고, 나머지 파장 영역의 광은 반사시키는 기능을 하는 다이크로익 미러이다.
LED 광원(12)에서 조사된 B광은 다이크로익 미러(35B)에 의해서 반사된다. 다이크로익 미러(35B)는 R/G광은 투과시키고, B광은 반사하는 종류를 사용하였다. LED 광원(12)과 다이크로익 미러(35B) 사이에는 LED 광원(12)에서 조사되는 B광을 다이크로익 미러(35B)로 포커싱하기 위한 포커싱 렌즈(20B)를 부가적으로 더 구비할 수 있다. 다이크로익 미러(35)에 의해 반사된 B광은 빔 쉐이퍼(50)에 의해서 빔 성형되고, 면광원으로 변환된다. 빔 쉐이퍼(50)로 플라이아이 렌즈를 사용하는 경우, 플라이아이 렌즈를 통과한 광은 집광렌즈(60)에 의해 집광된 후, 광 모듈레이터(70)로 입사되어 이미지 영상으로 변환된 후, 투사렌즈(80)에 의해 스크린(미도시)에 확대 투사된다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 6의 프로젝터는 R 레이저 광원(10R), G 레이저 광원(10G), B 레이저 광원(10B), 각각의 레이저 광원에 별도의 광도파로(30R, 30G, 30B), 디퓨저(55), 포커싱 렌즈(20), 빔 쉐이퍼(50), 집광렌즈(60), 광 모듈레이터(70) 및 투 사렌즈(80)로 구비된다. 도 6의 프로젝터는 R 레이저 광원(10R), G 레이저 광원(10G), B 레이저 광원(10B)을 구비하고, 각각의 레이저 광원에 별도의 광도파로(30R, 30G, 30B)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 광도파로(30R, 30G, 30B)의 출사측에는 디퓨저(55)를 구비하여 레이저 광에 의한 스펙클을 방지하도록 하였다.
광도파로(30)를 사용하여 레이저 광을 통과시키면 편광축이 어지럽게 혼동이 되는 문제가 발생된다. 광도파로(30)에 따라서는 편광축을 일정하게 유지하는 종류가 있는데 가격이 고가인 문제점이 있다. 광도파로(30)에 의한 레이저 광의 혼동된 편광축을 복원하기 위해서 광도파로(30) 출사측에 편광변환시스템(PCS, POLARIZATION CONVERTING SYSTEM)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서 레이저 광원을 사용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 7의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 편광변환시스템(110, POLARIZATION CONVERTING SYSTEM), 빔 쉐이퍼(50), 집광렌즈(60), 광 모듈레이터(70) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 7의 프로젝터는 광도파로(30)와 빔 쉐이퍼(50) 사이에 편광변환시스템(110)을 구비하는 것을 특징으로 하며, 편광변환시스템(110)은 광도파로(30)에 의한 레이저 광의 혼동된 편광축을 복원하는 역할을 한다.
도 8은 엘코스 패널을 사용한 본 발명에 따른 일 실시예의 레이저 광원을 사 용하는 단판식 프로젝터의 구성도이다. 도 8의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 콜리메이션 렌즈(15), PBS(120, Polarized Beam Splitter), 엘코스 패널(73, LCOS, Liquid Crystal on Silicon) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 8의 프로젝터는 광모듈레이터로서 반사형 액정 패널의 일종인 엘코스 패널을 사용하고, 광원으로부터 입사되는 광을 반사시켜 엘코스 패널(73)로 입사시키고, 엘코스 패널(73)에서 반사된 광을 투과시키는 PBS(120)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 DMD를 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다. 도 9의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 콜리메이션 렌즈(15), TIR 프리즘(130, Total Internal Reflection Prism), DMD(75, Digital Micromirror Device) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 9의 프로젝터는 광모듈레이터로서 DMD(75)를 사용하고, 광원으로부터 입사되는 광을 반사시켜 DMD(75)로 입사시키고, DMD(75)에서 반사된 광을 투과시키는 TIR 프리즘(130)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 10는 DMD를 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다. 도 10의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 바이브레이터(57), 콜리메이션 렌즈(15), 빔 쉐이퍼(50), 콘덴싱 렌즈(60), TIR 프리즘(130, Total Internal Reflection Prism), DMD(75, Digital Micromirror Device) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 10의 프로젝터는 도 9의 구성과 비교할 때, 스펙클을 감소시키기 위한 바이브레이터(57)를 추가하고, 렌즈 구성으로는 빔 쉐이퍼(50)와 콘덴싱 렌즈를 추가한 것에 특징이 있다.
도 11은 엘코스 패널을 사용하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다. 도 11의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 바이브레이터(57), 편광변환시스템(110), 빔 쉐이퍼(50), 콘덴싱 렌즈(60), PBS(120, Polarized Beam Splitter), 엘코스 패널(73, LCOS, Liquid Crystal on Silicon) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 11의 프로젝터는 도 8의 프로젝터와 비교할 때, 스펙클을 감소시키기 위한 바이브레이터(57)를 추가하고, 렌즈 구성으로는 편광변환시스템(110), 빔 쉐이퍼(50) 및 콘덴싱 렌즈(60)를 추가한 것에 특징이 있다.
도 12는 로드 인테그레이터를 구비하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝터 구성도이다. 도 12의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 로드 인테그레이터(140), 콜리메이션 렌즈(15), 광모듈레이터(70) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 12의 실시예에서는 빔 쉐이퍼로서 로드 인테그레이터(140)를 사용한 것에 특징이 있다. 로드 인테그레이터(140)는 긴 막대 형상을 가지며, 입사된 광을 내부에서 지속적으로 반사시켜 출사면으로 광을 출사시키는 소자로서, 출사되는 광은 로드 인테그레이터(140)의 출사면 형상으로 변형된다.
도 13은 로드 인테그레이터를 구비하는 본 발명에 따른 일 실시예의 프로젝 터 구성도이다. 도 13의 프로젝터는 레이저 광원(10), 광도파로(30), 편광변환시스템(110), 로드 인테그레이터(140), 콜리메이션 렌즈(15), 광모듈레이터(70) 및 투사렌즈(80)로 구비된다. 도 13의 프로젝터는 도 12의 프로젝터와 비교할 때, 편광변환시스템(110)을 추가한 것에 특징이 있다.
이상과 같이 도 1 내지 도 13에 본 발명에 따른 다양한 실시예를 제시하였다. 하지만 본 발명에 따른 프로젝터는 이에 한정되지 않고 렌즈 조합 및 광 모듈레이터를 변경함으로써 보다 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.
본 발명의 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에서는 광도파로를 사용함으로써 광원의 배치를 기타 소자와 이격된 위치에 배치할 수 있게 됨으로써 설계 변경에 자유로운 잇점이 있다.
본 발명에 따른 레이저 광원을 이용하는 프로젝터에 의해서 설계 변경이 자유롭기 때문에 광학 소자의 배치 공간에 어려움이 있는 소형 프로젝터를 용이하게 개발할 수 있는 잇점이 있다.
또한 레이저 광원으로부터 광도파로 많은 열이 전달되는데 광도파로를 냉각에 유리한 배치를 갖도록 설계함으로써 냉각 효과를 종래 프로젝터에 비하여 효율적으로 관리할 수 있게 되었다.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (10)

  1. 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서,
    적어도 하나의 색상을 조사하는 상기 레이저 광원;
    상기 레이저 광원으로부터 광을 입사받고, 이를 내부에서 연속적으로 반사시킨 후, 외부면으로 출력하는 광도파로;
    상기 광도파로로부터 출력되는 광을 영상 이미지로 형성하는 광 모듈레이터; 및
    상기 광 모듈레이터로부터 출력되는 영상 이미지를 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  2. 레이저 광원을 이용하는 프로젝터로서,
    적어도 하나의 색상을 조사하는 레이저 광원;
    적어도 하나의 색상을 조사하는 LED 광원;
    상기 레이저 광원으로부터 광을 입사받고, 이를 내부에서 연속적으로 반사시킨 후, 외부면으로 출력하는 광도파로;
    상기 광도파로로부터 출력되는 광은 통과시키고, 상기 LED 광원으로부터 출사되는 광은 반사시키는 다이크로익 미러;
    상기 다이크로익 미로로부터 출력되는 광을 이용하여 영상 이미지를 형성하 는 광 모듈레이터; 및
    상기 광 모듈레이터로부터 출력되는 영상 이미지를 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광모듈레이터는 액정디스플레이 소자, LCOS, DMD 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광도파로와 광모듈레이터 사이에 빔쉐이퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 빔 쉐이퍼가 플라이아이 렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 R/G/B 삼원색을 순차적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 LED 광원은 블루광을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 R색을 조사하는 R 레이저 광원, G색을 조사하는 G 레이저 광원을 포함하고, 상기 R 레이저 광원 또는 상기 G 레이저 광원과 광도파로 사이에는 다이크로익 미러가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 R색을 조사하는 R 레이저 광원, G색을 조사하는 G 레이저 광원 및 B색을 조사하는 B 레이저 광원을 포함하고, 상기 광도파로는 R 광도파 로, G광도파로 및 B광도파로로 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광도파로 출사측에 편광변화시스템이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원을 이용하는 프로젝터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101977280A (zh) * 2010-09-30 2011-02-16 上海理工大学 分离式机顶盒无线投影系统
KR20230060204A (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 주식회사 지엠지 Ｕｖ 경화공정용 컴팩트한 구조를 갖는 고출력 ｓｐｏｔ형 ｕｖ 경화광학장치 및 경화방법

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