KR20090058379A

KR20090058379A - 화상투사장치

Info

Publication number: KR20090058379A
Application number: KR1020070125126A
Authority: KR
Inventors: 이종수; 전기욱; 김상익; 임재근; 김중현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-09
Also published as: US20090141246A1; US7972015B2

Abstract

주변 환경 변화와 시간 경과에 따른 투사광학계의 성능 저하를 방지할 수 있도록 된 구조의 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치가 개시되어 있다.

이 개시된 화상투사장치는 캐비넷과; 캐비넷에 마련된 스크린과; 캐비넷 내부에 배치되며, 화상을 형성하는 디스플레이 소자와; 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 스크린에 투사하는 것으로, 적어도 하나의 미러와, 미러를 지지하는 지지부재와, 지지부재를 캐비넷에 고정하는 프레임을 구비하는 투사광학계를 포함하며,

미러, 지지부재 및 프레임 각각은 캐비넷과 스크린에 의하여 형성되는 단일의 내부 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

화상투사장치{PROJECTION TYPE IMAGE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주변 환경 변화와 시간 경과에 따른 투사광학계의 성능 저하를 방지할 수 있도록 된 구조의 화상투사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화상투사장치는 디스플레이 소자에서 형성된 화상을 광원에서 조사된 광을 이용하여 스크린에 맺히도록 함으로써 화상을 제공한다. 이를 위하여 화상투사장치는 광을 조명하는 조명유니트와, 화상을 형성하는 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 투사하는 투사광학계를 포함한다.

상기한 투사광학계의 예로서, 복수의 미러로 구성된 미러형 투사광학계가 개시된 바 있다. 이 미러형 투사광학계는 복수의 렌즈로 구성된 렌즈형 투사광학계와 비교하여 볼 때, 광학수차가 없어서 고화질의 영상을 제공할 수 있다는 이점이 있다. 한편, 복수의 미러로 구성된 광학계는 광학적 배치에 있어서 렌즈로 구성된 광학계에 비하여 민감하여, 주변 환경의 변화에 따라 광학성능이 크게 좌우되는 문제점이 있다.

도 1은 종래의 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 화상투사장치는 내부에 수용공간을 포함하는 캐비넷(1)과, 이 캐비넷(1)의 전면에 마련된 스크린(3)과, 조명유니트(미도시)와, 화상을 형성하는 디스플레이 소자(5) 및, 디스플레이 소자(5)에 의해 형성된 화상을 상기 스크린(3)에 투사하는 투사광학계(10)를 포함한다.

상기 투사광학계(10)는 상기 디스플레이 소자(5)와 상기 스크린(3) 사이에 마련되며, 상기 디스플레이 소자(5)에서 생성된 화상을 상기 스크린(3) 방향으로 확대 투사시킨다. 이를 위하여 상기 투사광학계(10)는 복수의 미러(M1,M2,M3,M4)와 상기 복수의 미러(M1,M2,M3,M4) 각각을 지지하는 지지구조물(11)과, 이 지지구조물(11)을 캐비넷(1) 내부에 설치하며 캐비넷 내부 공간을 복수의 공간영역으로 분할하는 공간분리구조물(15)을 포함한다.

상기 공간분리구조물(15)은 분리된 공간 사이의 공기 및 열 유동을 방지하기 위한 것으로, 도 1의 경우는 상기 공간분리구조물(15)에 의하여 상기 캐비넷(1) 내부 공간이 제1 내지 제3공간영역(I)(Ⅱ)(Ⅲ)으로 분리된 경우를 예로 들어 나타낸 것이다.

상기 제1공간영역(I) 내에는 조명유니트(미도시), 디스플레이 소자(5)와, 투사광학계(10)를 구성하는 제1, 제3 및 제4미러(M1, M3, M4) 및, 상기 제2미러(M2)의 반사면이 배치되어 있다. 또한, 상기 제1공간영역(I)을 형성하는 캐비넷(1)의 일부 영역에는 외부 공기를 흡입하는 흡기구(1a)와, 내부 공기를 배출하는 배기구(1b)가 형성되어 있으며, 상기 배기구(1b)에는 배기팬(7)이 설치된다.

상기 제2공간영역(Ⅱ)은 상기 제2미러(M2)의 배면이 배치되어 있다. 그리고, 제2공간영역(Ⅱ)을 구성하는 캐비넷(1)의 일부 영역에 외부 공기를 흡입하고, 내부 공기를 배출하는 흡배기구(1c)가 형성되어 있다.

상기 제3공간영역(Ⅲ)은 공간분리구조물(15), 상기 제4미러(M4)에서 반사된 화상이 투과되는 윈도우, 캐비넷(1) 및 스크린(3)에 의하여 형성되는 영역이다. 이 제3공간영역(Ⅲ)의 내측 상부에는 상기 투사광학계(10)에서 조사된 광을 스크린(3)으로 반사시키는 반사경(9)이 위치된다.

상기한 바와 같이 제1 내지 제3공간영역(I)(Ⅱ)(Ⅲ)을 형성하고, 이들 각각에 대하여 구성요소를 배치한 경우는 각 공간영역(I)(Ⅱ)(Ⅲ)의 내부 환경이 서로 다르게 된다. 그러므로, 상기 제1공간영역(I)에 위치되는 미러(M2)와 상기 제2공간영역(Ⅱ)에 일부가 위치되는 미러의 열에 의한 팽창 정도가 서로 다르게 되어, 외부온도 변화와 사용시간의 경과에 따라서 투사광학계의 투사성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 주변 환경 변화와 시간 경과에 따른 투사광학계의 성능 저하를 방지할 수 있도록 된 구조의 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화상투사장치는,

캐비넷과; 상기 캐비넷에 마련된 스크린과; 상기 캐비넷 내부에 배치되며, 화상을 형성하는 디스플레이 소자와; 상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 것으로, 적어도 하나의 미러와, 상기 미러를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 상기 캐비넷에 고정하는 프레임을 구비하는 투사광학계를 포함하며, 상기 미러, 상기 지지부재 및 상기 프레임 각각은 상기 캐비넷과 상기 스크린에 의하여 형성되는 단일의 내부 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화상투사장치는,

캐비넷과; 상기 캐비넷에 마련된 스크린과; 상기 캐비넷 내부에 배치되며, 화상을 형성하는 디스플레이 소자와; 상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 것으로, 적어도 하나의 미러와, 상기 미러를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 상기 캐비넷에 고정하는 프레임을 구비하는 투사광학계와; 상기 캐비넷과 상기 스크린에 의하여 형성되는 내부 공간을 적어도 2개의 공간으로 분리하는 공간분리구조를 포함하며,

상기 미러, 상기 지지부재 및 상기 프레임 각각은 상기 공간분리구조에 의해 구분되는 공간 중 어느 하나의 공간 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공간분리구조는, 상기 캐비넷 내부에 마련되며, 상기 투사광학계를 상기 스크린으로부터 공간적으로 분리시키는 하우징과; 상기 하우징에 설치되며, 상기 투사광학계에서 투사된 화상이 투과되는 윈도우를 포함하여, 상기 캐비넷 내부 공간을 상기 투사광학계가 위치되는 제1공간과 상기 스크린 내부에 형성되는 제2공간으로 분리시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 적어도 하나의 미러는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 반사부를 포함하며, 상기 기판은 플라스틱, 글래스 및 금속 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 화상투사장치는 단일의 내부공간에 투사광학계를 배치함으로써, 온도 조건 등의 주변 환경이나 화상투사장치의 사용시간 경과에 따른 영향이 투사광학계 전체에 대하여 실질적으로 동일하게 미친다. 그러므로, 투사광학계를 구성하는 구성요소들 사이의 광학적 성능 변화가 거의 발생하지 않게 되어 광학적 성능 저하를 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상투사장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화상투사장치는 내부에 수용공간을 포함하는 캐비넷(30)과, 이 캐비넷(30)에 마련된 스크린(41)과, 조명유니트(미도시)에서 조명된 광으로부터 화상을 형성하는 디스플레이 소자(50) 및, 디스플레이 소자(50)에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 투사광학계(60)를 포함한다. 여기서, 상기 투사광학계(60)는 상기 캐비넷(30)과 상기 스크린(41)에 의하여 형성되는 단일의 내부공간(35)에 배치된다.

상기 캐비넷(30)은 화상투사장치의 외형을 이루는 것으로, 그 내부에 디스플레이 소자(50)와 투사광학계(60)를 배치하고, 일 면에 스크린(41)을 마련한 구성을 가진다. 그러므로, 본 발명에 따른 화상투사장치는 배면 투사형 화상투사장치를 구성한다.

상기 디스플레이 소자(50)는 상기 조명유니트에서 조명된 광을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 화상을 구현하는 액정표시소자(LCD) 또는 디지털 마이크러 미러(DMD) 등으로 구현될 수 있다.

상기 투사광학계(60)는 상기 디스플레이 소자(50)와 상기 스크린(41) 사이에 마련되며, 상기 디스플레이 소자(50)에서 생성된 화상을 상기 스크린(41) 방향으로 확대 투사시킨다. 이를 위하여 상기 투사광학계(60)는 적어도 하나의 미러(M)와, 상기 미러(M)를 지지하는 지지부재(65) 및 상기 지지부재(65)를 상기 캐비넷(30)에 고정하는 프레임(67)을 포함한다. 여기서, 상기 미러(M), 지지부재(65) 및 프레임(67) 각각은 상기 캐비넷(30)과 상기 스크린(41)에 의하여 형성되는 단일의 내부공간(35)에 배치된다.

도 2는 투사광학계(60)를 구성하는 미러의 예로서 상기 디스플레이 소자(50)에서 형성된 화상을 순차로 반사시키는 제1 내지 제4미러(M11)(M12)(M13)(M14)를 나타내었다. 따라서, 상기 디스플레이 소자(50)에서 형성된 화상은 상기 투사광학계(60)를 구성하는 제1 내지 제4미러(M11)(M12)(M13)(M14)에서 순차적으로 반사되면서 확대된 후, 상기 캐비넷(30)의 상부 내측면에 마련된 반사경(43)에서 반사되어 상기 스크린(41)의 내측에 결상된다.

여기서, 상기 제1 내지 제4미러(M11)(M12)(M13)(M14) 각각은 플라스틱, 글래스 또는 금속 소재의 기판(61)과, 이 기판(61) 상에 형성된 반사부(63)를 포함한다. 상기 기판(61)의 재질 특성은 미러의 크기와, 광학적으로 요구되는 성능 및 부품 비용 등을 고려하여 설정된다. 본 실시예의 경우 상대적으로 크기가 작고, 디스플레이 소자(50)에 가깝게 배치된 제1 및 제2미러(M11)(M12)는 글래스 기판을 사용한다. 그리고, 상대적으로 크기가 크고, 디스플레이 소자(50)에서 멀리 배치된 제3 및 제4미러(M13)(M14)는 플라스틱 기판을 사용한다.

상기 지지부재(65)는 상기 미러(M)를 상기 프레임(67)에 고정 지지하기 위한 것으로, 상기 프레임(67)과 상기 미러(M) 사이에 배치되는 지지판(65a)과, 이 지지판(65a)에 결합되며 상기 미러(M)를 가압 고정시키는 가압판(65b)을 포함한다.

또한, 상기 캐비넷(30)은 화상투사장치의 동작시 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 하기 위하여, 외부 공기를 흡입하는 흡기구(31)와, 내부 공기를 배출하는 배기구(33)를 포함한다. 그리고, 본 발명에 따른 화상투사장치는 상기 단일의 내부 공간(35)에 마련되어, 상기 캐비넷(30)의 내부와 외부 사이의 공기 흐름을 유도하는 냉각팬(33)을 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 단일의 내부공간(35)에 투사광학계(60)를 배치함으로써, 온도 조건 등의 주변 환경이나 화상투사장치의 사용시간 경과에 따른 영향이 투사광학계(60) 전체에 대하여 실질적으로 동일하게 미친다. 그러므로, 투사광학계(60)를 구성하는 구성요소들 사이의 광학적 성능 변화가 거의 발생하지 않게 되어 도 1에 도시된 종래의 화상투사장치에 비하여 광학적 성능을 개선할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상투사장치는 내부에 수용공간을 포함하는 캐비넷(30)과, 이 캐비넷(30)에 마련된 스크린(41)과, 조명유니트(미도시)에서 조명된 광으로부터 화상을 형성하는 디스플레이 소자(50), 디스플레이 소자(50)에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 투사광학계(60) 및 공간분리구조(81,85)를 포함한다. 상기 공간분리구조(81,85)는 상기 캐비넷(30)과 상기 스크린(41)에 의하여 형성되는 내부 공간을 적어도 2개의 공간으로 분리한다.

본 실시예에 따른 화상투사장치는 일 실시예와 비교하여 볼 때, 상기 공간분리구조(81,85)를 더 포함하는 점과, 이 공간분리구조(81,85)에 의해 구분되는 공간 중 어느 하나의 공간 내부에 상기 투사광학계(60)를 배치한 점에서 구별된다.

그러므로, 이하에서는 일 실시예와 실질상 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재명 및 도면번호를 부여하였으며, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 상기 공간분리구조는 하우징(81)과, 이 하우징(81)에 설치되는 윈도우(85)를 포함한다. 상기 하우징(81)은 상기 캐비넷(30) 내부에 마련되며, 상기 투사광학계(60)를 상기 스크린(41)으로부터 공간적으로 분리시킨다. 상기 윈도우(85)는 상기 하우징(81)에 설치되어 상기 하우징(81)과 함께 공간을 분리하며, 상기 투사광학계(60)에서 투사된 화상을 투과시킨다.

이와 같이 공간분리구조를 구비함으로써, 상기 캐비넷(30) 내부 공간은 상기 투사광학계가 위치되는 제1공간(35a)과, 상기 스크린(41) 내부에 형성되는 제2공 간(35b)으로 분리될 수 있다.

여기서, 상기 제1공간(35a)을 형성하는 상기 캐비넷(30)의 일부 영역에는 외부 공기를 흡입하는 흡기구(31)와, 내부 공기를 배출하는 배기구(33)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1공간(35a)에는 상기 제1공간(35a) 내부와 캐비넷(30) 외부 사이의 공기 흐름을 유도하는 냉각팬(33)을 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 단일의 제1공간(35a)에 투사광학계(60) 모두를 배치함으로써, 온도 조건 등의 주변 환경이나 화상투사장치의 사용시간 경과에 따른 영향이 투사광학계(60)를 구성하는 미러(M)와 지지부재(65) 및 프레임(67)에 대하여 실질적으로 동일하게 미친다. 그러므로, 투사광학계(60)를 구성하는 구성요소들 사이의 광학적 성능 변화가 거의 발생하지 않게 되어 도 1에 도시된 종래의 화상투사장치에 비하여 광학적 성능을 개선할 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 미러형 투사광학계를 채용한 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 캐비넷 35: 내부공간

35a: 제1공간 35b: 제2공간

41: 스크린 50: 디스플레이 소자

60: 투사광학계 M: 미러

61:기판 63:반사부

65:지지부재 67:프레임

81:하우징 85:윈도우

Claims

화상투사장치에 있어서,

캐비넷과;

상기 캐비넷에 마련된 스크린과;

상기 캐비넷 내부에 배치되며, 화상을 형성하는 디스플레이 소자와;

상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 것으로, 적어도 하나의 미러와, 상기 미러를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 상기 캐비넷에 고정하는 프레임을 구비하는 투사광학계를 포함하며,

상기 미러, 상기 지지부재 및 상기 프레임 각각은 상기 캐비넷과 상기 스크린에 의하여 형성되는 단일의 내부 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제1항에 있어서,

상기 캐비넷은,

외부 공기를 흡입하는 흡기구와;

내부 공기를 배출하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제2항에 있어서,

상기 단일의 내부 공간에 마련되어, 상기 캐비넷 내부와 외부 사이의 공기 흐름을 유도하는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
화상투사장치에 있어서,

캐비넷과;

상기 캐비넷에 마련된 스크린과;

상기 캐비넷 내부에 배치되며, 화상을 형성하는 디스플레이 소자와;

상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 상기 스크린에 투사하는 것으로, 적어도 하나의 미러와, 상기 미러를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 상기 캐비넷에 고정하는 프레임을 구비하는 투사광학계와;

상기 캐비넷과 상기 스크린에 의하여 형성되는 내부 공간을 적어도 2개의 공간으로 분리하는 공간분리구조를 포함하며,

상기 미러, 상기 지지부재 및 상기 프레임 각각은 상기 공간분리구조에 의해 구분되는 공간 중 어느 하나의 공간 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제4항에 있어서,

상기 공간분리구조는

상기 캐비넷 내부에 마련되며, 상기 투사광학계를 상기 스크린으로부터 공간적으로 분리시키는 하우징과;

상기 하우징에 설치되며, 상기 투사광학계에서 투사된 화상이 투과되는 윈도 우를 포함하여, 상기 캐비넷 내부 공간을 상기 투사광학계가 위치되는 제1공간과 상기 스크린 내부에 형성되는 제2공간으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,

상기 제1공간을 형성하는 상기 캐비넷의 일부 영역은,

외부 공기를 흡입하는 흡기구와;

내부 공기를 배출하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제6항에 있어서,

상기 제1공간에 마련되어, 상기 제1공간 내부와 상기 캐비넷 외부 사이의 공기 흐름을 유도하는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 미러는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 반사부를 포함하며,

상기 기판은 플라스틱, 글래스 및 금속 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상투사장치.