KR20100125563A

KR20100125563A - 투사 표시 장치

Info

Publication number: KR20100125563A
Application number: KR1020090044330A
Authority: KR
Inventors: 강호중
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2010-12-01
Also published as: KR101606790B1

Abstract

본 발명은 적색, 청색 및 녹색의 각각 따로 구성된 3가지의 색상을 발광하는 3 채널의 광원부를 2 채널의 광원부로 구성하여 전체 광학계의 크기를 줄일 수 있는 투사 표시 장치에 관한 것이다.

Description

투사 표시 장치{Projection display device}

본 발명은 영상을 스크린에 투사 표시하는 투사 표시 장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 장치는 경량화, 경박화뿐만 아니라 대화면으로 되어가는 추세에 놓여져 있다. 특히 대화면 디스플레이 장치는 디스플레이 분야에 있어서 중요한 이슈로 떠오르고 있으며, 현재까지 이러한 대화면 디스플레이 장치로 개발된 것 중에는 투사 표시 장치인 프로젝션 TV와 프로젝터가 있다.

프로젝터에 대해서는 기존에 광원으로 사용 되어지던 고압 수은의 램프에서 신뢰성이 좋은 LED를 사용하여 보다 작고, 수명이 긴 프로젝터를 개발하는 것이 이슈화 되어지고 있다.

특히 휴대폰등의 휴대 가능한 단말기에 내장되는 형태의 피코(pico) 프로젝터에 대해서는 광원을 LED를 사용하고 광학계의 크기를 작게 하는 기술이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 적색, 청색 및 녹색의 각각 따로 구성된 3가지의 색상을 발광하는 3 채널의 광원부를 2 채널의 광원부로 구성하여 전체 광학계의 크기를 줄일 수 있는 투사 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사 표시 장치는, 제1 및 제2 색상의 광을 발생하는 제1 광원부와; 제3 색상의 광을 발생하는 제2 광원부와; 상기 제1 및 제2 광원부에서 발생된 제1 내지 제3 색상광을 합성하는 색 합성부와; 상기 색 합성부에서 합성된 광을 이용하여 영상을 생성하고, 상기 생성된 영상을 스크린에 투사하는 영상 투사부;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 제1 광원부는 상기 제1 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제1 LED 및 제2 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제2 LED가 패키지 형태로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 광원부는, 홈 형상의 장착부를 가지는 패키지 본체와; 상기 장착부 내부에 장착되는 제1 및 제2 LED와; 상기 제1 및 제2 LED를 포함한 장착부에 충진되는 충진재;를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 광원부는 상기 색 합성부에 대해 서로 직교되도록 배치될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 색 합성부는, 상기 제1 및 제2 색상광을 투과하 고, 제3 색상광은 반사하는 제1 다이크로익 필터와; 상기 제1 다이크로익 필터를 통과한 제1 및 제2 색상광의 편광성분 위상을 45도 회전시키는 제1 위상차판과; 상기 제1 위상차판을 통과한 제1 및 제2 색상광의 제1 편광 성분을 상기 영상 투사부 방향으로 투과하고, 상기 제1 및 제2 색상광의 제2 편광 성분은 상기 제1 편광성분과 직교하는 방향으로 반사하는 편광 빔 스플리터(이하, 'PBS')와; 상기 편광 빔 스플리터에서 반사된 제2 편광성분을 45도 회전시켜 제1 편광성분으로 변환하는 제2 위상차판과; 상기 제2 위상차판에 의해 변환된 제1 편광성분을 상기 PBS로 반사하는 반사 미러와; 상기 반사 미러를 통해 PBS를 통과한 제1 편광성분을 45도 회전시켜 제2 편광성분으로 변환하는 제3 위상차판과; 상기 제3 위상차판에 의해 변환된 제1 및 제2 색상광의 제2 편광성분을 상기 PBS로 반사하는 제2 다이크로익 필터;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 제1 다이크로익 필터는 상기 PBS의 제1 및 제2 색상광이 입사되는 제1 면에 부착되고, 상기 제1 위상차판은 상기 PBS의 제1 면과 제1 다이크로익 필터 사이에 부착될 수 있다.

또한, 상기 반사 미러는 상기 PBS의 면들 중 상기 제2 편광 성분이 반사되는 제2 면에 부착되고, 상기 제2 위상차판은 상기 PBS의 제2 면과 반사 미러 사이에 부착될 수 있다.

또한, 상기 제2 다이크로익 필터는 상기 PBS의 면들 중 상기 반사 미러와 마주보는 제3 면에 부착되고, 상기 제3 위상차판은 상기 PBS의 제3 면과 제2 다이크로익 필터 사이에 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 투사 표시 장치는, 적색, 청색 및 녹색의 각각 따로 구성된 3가지의 색상을 발광하는 3 채널의 광원부를 2 채널의 광원부로 구성함으로써, 전체 광학계의 크기를 줄일 수 있수 있고, 이로 인해 본 발명에 따른 투사 표시 장치가 휴대폰, 노트북 등의 휴대용 단말기에 탑재가 용이한 효과가 있다.

이하, 본 발명과 관련된 투사 표시 장치(100)에 대하여 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 투사 표시 장치(100)는 피코(pico) 프로젝터 형태로, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등의 휴대용 단말기에 내장 또는 외장될 수 있고, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 내장 또는 외장될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 다이크로익 미러를 사용하여 광학계를 구성한 투사 표시 장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 X 플레이트를 사용하여 광학계를 구성한 투사 표시 장치를 나타낸 도면이다.

도 3은 3 채널의 색 콤바이너(combiner)를 사용하여 광학계를 구성한 투사 표시 장치를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 1에 도시된 투사 표시 장치는, 적색/녹색/청색 광원(11a, 11b, 11c)과, 콜리메이팅 렌즈(12a, 12b, 12c)와, 상기 적색/녹색/청색 광원(11a, 11b, 11c)에서 발생한 적색/녹색/청색의 광을 합성하는 제1 및 제2 다이크로익 미러(13a, 13b)와, 상기 제1 및 제2 다이크로익 미러(13a, 13b)에서 합성된 광을 이용하여 영상을 스크린에 투사 표시하는 디스플레이 소자(14)로 구성된다.

상술한 바와 같이, 다이크로익 미러들(13a, 13b)을 사용하여 광학계를 구성한 투사 표시 장치는 두개의 다이크로익 미러(13a, 13b) 때문에 광학계의 크기(D1)가 커져 전체 투사 표시 장치의 크기가 커지는 문제점이 있고, 이로 인해 휴대폰, 노트북과 같은 단말기에 탑재가 어려운 문제점이 있다.

그 다음으로, 도 2에 도시된 투사 표시 장치는, 도 1의 다이크로익 미러(13a, 13b) 대신에 X-플레이트(23)를 사용하여 색을 합성하는 구조를 도시하고 있고, 다이크로익 미러(13a, 13b)에 광학계의 크기(D2)는 작으나, 상기 X-플레이트(23)의 두개의 다이크로익 미러가 교차되는 지점에 광손실이 발생하는 문제점이 있다.

그 다음으로, 도 3에 도시된 투사 표시 장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 다이크로익 미러(13a, 13b) 및 X-플레이트(23) 대신에 다이크로익 필터들(33a, 33b, 33c)과 위상차들(34a, 34b, 34c) 및 편광 빔 스플리터(이하, 'PBS')로 구성된 색 콤바이너를 사용하여 색을 합성하는 구조를 도시하고 있다.

그러나, 도 3에 도시된 투사 표시 장치 또한, 광학계의 크기(D3)가 커져 전체 투사 표시 장치의 크기가 커지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 적색, 청색 및 녹색의 각각 따로 구성된 3가지의 색상을 발광하는 3 채널의 광원부를 2 채널의 광원부로 구성하여 전체 광학계의 크기를 줄일 수 있는 투사 표시 장치(100)에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 2 채널의 광원부를 가지는 투사 표시 장치를 나타낸 일 실시예 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 투사 표시 장치(500)는, 광원부(100)와, 색 합성부(200) 및 영상 투사부(300)를 포함하여 이루어진다.

물론, 본 발명에 따른 투사 표시 장치(500)는 필요에 따라 전술한 구성요소 이외의 것이 포함되어 구성될 수 있을 것이나, 상기 전술한 구성요소 이외의 것은 본 발명에 직접적 연관이 있는 것은 아니므로 설명의 간명함을 위해 이에 대한 자세한 설명은 이하 생략된다.

한편, 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐져서 구성되거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.

이하, 본 발명에 따른 투사 표시 장치(500)의 구성 요소들에 대해 차례로 살펴본다.

먼저, 도 5 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 2 채널로 구성된 광원부(100)에 대해 상세히 설명한다.

즉, 본 발명에 따른 광원부(100)는 광학계의 크기를 줄이기 위해 서로 다른 제1 및 제2 색상의 광을 발광하는 제1 광원부(120)와, 상기 제1 및 제2 색상과 서로 다른 제3 색상의 광을 발광하는 제2 광원부(130)로 구성된다.

이때, 제1 내지 제3 색상은 적색, 청색 및 녹색이 될 수 있다.

즉, 제1 광원부(120)는 상기 제1 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제1 LED 및 제2 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제2 LED가 패키지 형태로 형성되고, 제2 광원부(110)는 제3 색상을 발광하는 적어도 하나의 제3 LED가 패키지 형태로 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 투사 표시 장치의 화면 비율에 따른 LED 패키지 형태를 나타낸 도면이다.

이하, 도 5에서는 상기 LED 패키지가 적색(R) LED(110a)인 것으로 가정하에 도시하였다.

도 5에 도시된 LED 패키지는 홈 형상의 LED 칩(110a)의 장착부(111b)를 가지는 패키지 본체(111a)와, 상기 장착부(111b)에 장착되는 적색(R) LED 칩(110a)과, 상기 적색(R) LED 칩(110a)이 장착되는 장착부(111b)에 충진되는 충진재(111c)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 LED 패키지에는 프레임, 렌즈, 와이어, 히트 싱크등이 포함될 수 있으나, 상기와 같은 구성 요소들의 결합 관계 및 구조는 공지된 기술이므로 설명을 생략한다.

이때, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 화면의 비율이 4:3인 경우는 LED 칩(110a)을 하나만 사용하며, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 화면의 비율이 16:9인 경우는 LED 칩(110a)을 두개 사용하여 광학계의 효율을 극대화 시킬 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8 및 도 9 내지 도 11을 참조하여 상기 화면의 비율이 4:3인 경우와 16:9인 경우 본 발명에 따라 제1 및 제2 색상을 발광하는 제1 광원부(120)와 제3 색상을 발광하는 제2 광원부(130)로 구성된 2 채널의 광원부(100)에 대해 상세히 설명한다.

도 6 내지 도 8은 화면 비율이 4:3인 경우 본 발명에 따른 2 채널의 광원부를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 하나의 적색 LED 칩(110a)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 녹색 LED 칩(110b) 및 하나의 청색 LED 칩(110c)이 구비된다.

그 다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 하나의 녹색 LED 칩(110b)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 적색 LED 칩(110a) 및 하나의 청색 LED 칩(110c)이 구비된다.

그 다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 하나의 청색 LED 칩(110c)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 적색 LED 칩(110a) 및 하나의 녹색 LED 칩(110b)이 구비된다.

도 9 내지 도 11은 화면 비율이 16:9인 경우 본 발명에 따른 2 채널의 광원 부를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 복수개의 적색 LED 칩(110a)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 녹색 LED 칩(110b) 및 하나의 청색 LED 칩(110c)이 구비된다.

그 다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 복수개의 녹색 LED 칩(110b)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 적색 LED 칩(110a) 및 하나의 청색 LED 칩(110c)이 구비된다.

그 다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 LED 패키지 내에는 복수개의 청색 LED 칩(110c)이 구비되고, 제2 광원부(130)의 LED 패키지 내에는 하나의 적색 LED 칩(110a) 및 하나의 녹색 LED 칩(110b)이 구비된다.

상술한 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광원부(100)를 제1 및 제2 색상의 광을 발광하는 제1 광원부(120)와, 제3 색상의 광을 발광하는 제2 광원부(130)로 구성함으로써, 전체 광학계의 크기를 줄여 투사 표시 장치(500)의 크기를 줄일 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 2 채널의 광원부를 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 제1 광원부(120)에는 녹색 및 청색 LED 칩(110b, 110c)이 구비되고, 제2 광원부(130)에는 적색 LED 칩(110a)이 구비된 것이 도시되어 있다.

이때, 제1 광원부(120) 및 제2 광원부(130)와 색 합성부(200) 사이에는 콜리 메이팅 렌즈(113)가 구비될 수도 있다.

이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여, 본 발명에 따른 색 합성부(200)에 대해 상세히 설명한다.

도 13은 본 발명에 따른 2 채널을 가지는 색 합성부를 나타낸 도면이다.

도 14는 색 합성부에 적색광이 입사되었을 경우, 적색광의 편광 진행 방향을 나타낸 도면이다.

도 15는 색 합성부에 녹색 및 청색광이 입사되었을 경우, 녹색 및 청색광의 편광 진행 방향을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 색 합성부(200)는, PBS(210)와 상기 PBS(210)의 제1 면에 형성되는 제1 다이크로익 필터(220a)와, 상기 PBS(210)의 제1 면과 제1 다이크로익 필터(220a) 사이에 형성되는 제1 위상차판(240a)과, 상기 PBS(210)의 제2 면에 형성되는 반사 미러(230)와, 상기 PBS(210)의 제2 면과 반사 미러(230) 사이에 형성되는 제2 위상차판(240b)과, 상기 PBS(210)의 제3 면에 형성되는 제2 다이크로익 필터(220b)와, 상기 PBS(210)의 제3 면과 제2 다이크로익 필터(220b) 사이에 형성되는 제3 위상차판(240c)을 포함하여 이루어진다.

이때, 제1 다이크로익 필터(220a) 및 제1 위상차판(240a)과, 반사 미러(230) 및 제2 위상차판(240b)과, 제2 다이크로익 미러(220b) 및 제3 위상차판(240c)의 위치를 도 13에 한정하는 것은 아니다.

일 예로, 제1 다이크로익 필터(220a) 및 제1 위상차판(240a)의 위치가 PBS(210)의 제3 면에 형성될 수 있고, 제2 다이크로익 미러(220b) 및 제3 위상차 판(240c)의 위치가 제1 면에 형성될 수도 있다.

PBS(210)는 입사되는 광의 편광 성분 중에서 P파 성분은 통과시키고, S파 성분은 상기 P파 성분의 투과 방향과 직교되는 일 방향으로 반사시키는 소자로써, 큐브 형상이 될 수 있다.

제1 다이크로 필터(220a)는 본 발명에 따라 제1 광원부(120)의 제1 및 제2 색상광은 PBS(210) 방향으로 투과시키고, 제2 광원부(130)의 제3 색상광은 상기 제1 및 제2 색상광의 투과 방향과 직교되는 일 방향으로 반사시킨다.

제2 다이크로 필터(220b)는 본 발명에 따라 제2 광원부(130)의 제3 색상광은 PBS(210) 방향으로 투과시키고, 제1 광원부(120)의 제1 및 제2 색상광은 상기 제3 색상광의 투과 방향과 직교되는 일 방향으로 반사시킨다.

반사 미러(230)는 PBS(210)로부터 입사된 광을 상기 PBS(210)를 경유하여 제1 또는 제2 다이크로익 필터(220a, 22b)로 반사시키고, 제1 내지 제3 위상차판(240a, 240b, 240c)은 λ/4 위상차판으로써 입사되는 광의 위상을 45도 회전시킨다.

이하, 도 14를 참조하여, 제2 광원부(130)의 제3 색상광이 색 합성부(200)에 입사되었을 경우, 색 합성부(200)의 색 합성 과정에 대해 상세히 설명한다.

도 14를 참조하면, 제1 광원부(120)의 제1 및 제2 색상광이 녹색 및 청색광으로 도시되어 있고, 제2 광원부(130)의 제3 색상광이 적색광으로 도시되어 있고, 적색광이 색 합성부(200)에 입사되었을 때, 상기 적색광의 P파 및 S파 편광 성분의 진행 경로를 나타내고 있다.

또한, 본 발명에 따른 제1 다이크로익 필터(220a)가 녹색 및 청색광을 투과하고, 적색광은 반사시키는 녹색 및 청색 다이크로익 필터로 도시되어 있고, 제2 다이크로익 필터(220b)는 적색광을 투과하고, 녹색 및 청색광은 반사시키는 적색 다이크로익 필터로 도시되어 있다.

물론, 본 발명에 따른 제1 및 제2 다이크로익 필터(220a, 220b)의 위치를 한정하는 것은 아니다.

즉, 도 14를 참조하면, 제2 광원부(130)의 적색광이 적색 다이크로익 필터(220b) 및 제3 위상차판(240c)을 통해 PBS(210)로 입사되면, PBS(210)는 상기 적생광의 P파 성분은 영상 투사부(300) 방향으로 투과시키고, 상기 적색광의 S파 성분은 제2 위상차판(240b)을 경유하여 반사 미러(230)로 반사시킨다.

이후, 반사 미러(230)는 상기 입사된 S파 성분의 광을 제2 위상차판(240b)을 통해 다시 PBS(210)로 반사시킨다.

이때, 상기 S파 성분의 광은 제2 위상차판(240b)을 2회 통과하였으므로, 위상이 90도 변화되어 S파에서 P파 성분으로 변화된다.

상기와 같이 S파에서 P파로 변화된 광은 PBS(210)를 통과하고, 제1 위상차판(240a)을 경유하여 제1 다이크로익 필터(220a)로 입사된다.

이때, 제1 다이크로익 필터(220a)는 상기 P파 편광 성분의 광을 제1 위상차판(240a)을 통해 다시 PBS(210)로 반사시킨다.

이때, 상기 P파 성분의 광은 제1 위상차판(240a)을 2회 통과하였으므로, 그 위상이 90도 변화되어 P파에서 S파 성분으로 변화된다.

상기와 같이 P파에서 S파로 변환된 광이 상기 PBS(210)로 입사되면, 상기 PBS(210)는 상기 S파 성분의 광을 영상 투사부(300) 방향으로 반사하여 색이 합성된다.

이하, 도 15를 참조하여, 제1 광원부(130)의 제1 및 제2 색상광이 색 합성부(200)에 입사되었을 경우, 색 합성부(200)의 색 합성 과정에 대해 상세히 설명한다.

도 15를 참조하면, 제1 광원부(120)의 제1 및 제2 색상광이 녹색 및 청색광으로 도시되어 있고, 제2 광원부(130)의 제3 색상광이 적색광으로 도시되어 있고, 제1 광원부(120)의 녹색 및 청색광이 색 합성부(200)에 입사되었을 때, 상기 녹색 및 청색광의 P파 및 S파 편광 성분의 진행 경로를 나타내고 있다.

즉, 도 15를 참조하면, 제1 광원부(120)의 녹색 및 청색광이 녹색 및 청색 다이크로익 필터(220a) 및 제1 위상차판(240a)을 통해 PBS(210)로 입사되면, PBS(210)는 상기 녹색 및 청색광의 S파 성분은 영상 투사부(300) 방향으로 반사시키고, 상기 녹색 및 청색광의 P파 성분은 제2 위상차판(240b)을 경유하여 반사 미러(230)로 반사시킨다.

이후, 반사 미러(230)는 상기 입사된 P파 성분의 광을 제2 위상차판(240b)을 통해 다시 PBS(210)로 반사시킨다.

이때, 상기 P파 성분의 광은 제2 위상차판(240b)을 2회 통과하였으므로, 위상이 90도 변화되어 P파에서 S파 성분으로 변화된다.

상기와 같이 P파에서 S파 성분으로 변화된 광은 PBS(210)로 입사되고, 상기 PBS(210)는 상기 S파 성분의 광을 다시 제3 위상차판(240c)을 통해 제2 다이크로익 필터(220b)로 반사시킨다.

제2 다이크로익 필터(220b)는 상기 S파 편광 성분의 광을 제3 위상차판(240c)을 통해 다시 PBS(210)로 반사시킨다.

이때, 상기 S파 성분의 광은 제3 위상차판(240c)을 2회 통과하였으므로, 그 위상이 90도 변화되어 S파에서 P파 성분으로 변화된다.

상기와 같이 S파에서 P파로 변환된 광이 상기 PBS(210)로 입사되면, 상기 PBS(210)는 상기 P파 성분의 광을 영상 투사부(300) 방향으로 투과하여 색이 합성된다.

도 16에는 상기와 같이 본 발명에 따른 2 채널의 광원부(100) 및 2 채널의 색 합성부(200)를 구비한 투사 표시 장치(100)가 도시되어 있다.

본 발명에 따라 2 채널의 광원부(100) 및 2 채널의 색 합성부(200)가 구비된 투사 표시 장치(500)의 광학계의 크기(D4)는 도 1 내지 도 3에 도시된 3 채널의 광학계의 크기(D1, D2, D3)보다 크기가 작은 것을 알 수 있다.

또한, 이하의 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 광원부(100)를 2 채널의 제1 및 제2 광원부(120, 130)로 구성하여도, 종래의 3 채널의 광원부에 비해 총광량 손실이 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.

도 17 내지 도 19는 광원부에서 사용되는 총 소비 전력이 1W인 경우, 종래의 3 채널을 가지는 광원부 각각의 소비 전력 및 총 광량과, 본 발명에 따른 2 채널을 가지는 광원부 각각의 소비 전력 및 총 광량을 나타낸 도면이다.

이때, 도 17 내지 도 19는 제1 광원부(120)에 구비된 LED가 녹색 및 청색 LED(110b, 110c)인 것으로 도시되어 있고, 제2 광원부(130)에 구비된 LED가 적색 LED(110a)인 것으로 도시되어 있다. 물론 본 발명에 따른 제1 광원부(120) 및 제2 광원부(130)의 제1 내지 제3 색상을 상기와 같이 한정하는 것은 아니다.

먼저, 도 17의 (a)를 참조하면, 종래의 3 채널의 광원부 중에서 적색 LED의 소비 전력은 0.4W이고, 총 광량은 5.3㏐로 측정되었다.

도 17의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 제2 광원부(130)의 적색 LED(110a)의 소비 전력은 0.4W이고, 총 광량은 5.3㏐로 측정되었다.

도 17의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 광원부(130)의 적색 LED(110a)는 종래의 적색 LED와 소비 전력 및 총 광량이 같아서, 본 발명에 따라 2 채널의 광원부(100)를 구성하여도 종래의 적색 LED에 비해 광량 손실이 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.

그 다음으로, 도 18의 (a)를 참조하면, 종래의 3 채널의 광원부 중에서 녹색 LED의 소비 전력은 0.45W이고, 총 광량은 19㏐로 측정되었다.

도 18의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 녹색 LED(110b)의 소비 전력은 0.44W이고, 총 광량은 18.6㏐로 측정되었다.

도 18의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 녹색 LED(110b)는 종래의 녹색 LED와 소비 전력 및 총 광량이 거의 유사하여, 본 발명에 따라 2 채널의 광원부(100)를 구성하여도 종래의 녹색 LED에 비해 광량 손실이 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.

그 다음으로, 도 19의 (a)를 참조하면, 종래의 3 채널의 광원부 중에서 청색 LED의 소비 전력은 0.15W이고, 총 광량은 0.8㏐로 측정되었다.

도 19의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 청색 LED(110c)의 소비 전력은 0.16W이고, 총 광량은 0.85㏐로 측정되었다.

도 19의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 광원부(120)의 청색 LED(110c)는 종래의 청색 LED와 소비 전력 및 총 광량이 거의 유사하여, 본 발명에 따라 2 채널의 광원부(100)를 구성하여도 종래의 청색 LED에 비해 광량 손실이 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.

한편, 영상 투사부(300)는 상술한 색 합성부(200)에서 합성된 광을 이용하여 영상을 생성하고, 상기 생성된 영상을 스크린(400)에 투사 표시한다.

이하, 도 20 내지 도 23을 참조하여 본 발명에 따른 영상 투사부(300)에 대해 상세히 설명한다.

도 20은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 방식의 영상 투사부를 나타낸 일 실시예 구성도이다.

도 20을 참조하면, 상기 디스플레이 패널 방식의 영상 투사부(300)는 반사판(310)과, 디스플레이 패널(320)과, 투사 렌즈(330)를 포함하여 구성된다.

즉, 색 합성부(200)에서 합성된 광은 반사판(310)에 의해 디스플레이 패널(320)로 반사된다.

디스플레이 패널(320)은 반사판(310)을 통해 반사된 광을 입사받고, 상기 광을 이용하여 스크린(400)에 영상을 투사한다.

상기와 같은 디스플레이 패널(320)는 입사된 광을 각 화소 단위로 선택적으로 반사시킴에 의해 화상을 형성하는 디지털 마이크로 미러 소자, 반사형 액정표시소자(Liquid Crystal on Silicon; 이하 'LCS') 등의 반사형 화상 형성 유닛등으로 형성될 수 있다.

한편, 투사렌즈(330)는 상기 디스플레이 패널(320)에서 형성된 영상을 스크린(400)으로 확대 투사한다.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 패널 방식의 영상 투사부(300)는 상기 색 합성부(200)와 반사판(310) 사이에 광터널(도시되지 않음)을 더 구비할 수도 있다.

상기 광터널은 유리(Bulky Glass) 재질의 로드 렌즈(Rod lens)로 구성될 수 있으며, 로드 렌즈는 공기보다 굴절률이 높은 고 굴절률의 특성을 가지므로 그 내부에서 전반사가 이루어진다.

또는, 광터널은 미러(Mirror)로 둘러싸여 입/출사구가 개방된 형태의 라이트 터널(Tunnel)로 이루어질 수 있으며, 가령 네 개의 미러면으로 둘러싸여 터널의 형태를 이루도록 구성된다.

즉, 상기 색 합성부(200)에 출사된 광들은 상기 광터널을 통해 불규칙하게 전반사되며 균일하게 혼합된다.

이상 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 9 내지 도 11은 화면 비율이 16:9인 경우 본 발명에 따른 2 채널의 광원부를 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명에 따른 2 채널의 광원부를 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명에 따른 2 채널의 광원부 및 2 채널의 색 합성부를 구비한 투사 표시 장치를 나타낸 도면이다.

Claims

제1 및 제2 색상의 광을 발생하는 제1 광원부;

제3 색상의 광을 발생하는 제2 광원부;

상기 제1 및 제2 광원부에서 발생된 제1 내지 제3 색상광을 합성하는 색 합성부; 및

상기 색 합성부에서 합성된 광을 이용하여 영상을 생성하고, 상기 생성된 영상을 스크린에 투사하는 영상 투사부;를 포함하여 이루어지는 투사 표시 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 광원부는, 상기 제1 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제1 LED 및 제2 색상광을 발광하는 적어도 하나의 제2 LED가 패키지 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 투사 표시 장치.
제2 항에 있어서, 상기 제1 광원부는,

홈 형상의 장착부를 가지는 패키지 본체;

상기 장착부 내부에 장착되는 제1 및 제2 LED; 및

상기 제1 및 제2 LED를 포함한 장착부에 충진되는 충진재;를 포함하여 이루어지는 투사 표시 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 광원부는, 상기 색 합성부에 대해 서로 직교되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 투사 표시 장치.
제1 항에 있어서, 상기 색 합성부는,

상기 제1 및 제2 색상광을 투과하고, 제3 색상광은 반사하는 제1 다이크로익 필터;

상기 제1 다이크로익 필터를 통과한 제1 및 제2 색상광의 편광성분 위상을 45도 회전시키는 제1 위상차판;

상기 제1 위상차판을 통과한 제1 및 제2 색상광의 제1 편광 성분을 상기 영상 투사부 방향으로 투과하고, 상기 제1 및 제2 색상광의 제2 편광 성분은 상기 제1 편광성분과 직교하는 방향으로 반사하는 편광 빔 스플리터(이하, 'PBS');

상기 편광 빔 스플리터에서 반사된 제2 편광성분을 45도 회전시켜 제1 편광성분으로 변환하는 제2 위상차판;

상기 제2 위상차판에 의해 변환된 제1 편광성분을 상기 PBS로 반사하는 반사 미러;

상기 반사 미러를 통해 PBS를 통과한 제1 편광성분을 45도 회전시켜 제2 편광성분으로 변환하는 제3 위상차판; 및

상기 제3 위상차판에 의해 변환된 제1 및 제2 색상광의 제2 편광성분을 상기 PBS로 반사하는 제2 다이크로익 필터;를 포함하여 이루어지는 투사 표시 장치.
제5 항에 있어서,

상기 제1 다이크로익 필터는, 상기 PBS의 제1 및 제2 색상광이 입사되는 제1 면에 부착되고,

상기 제1 위상차판은, 상기 PBS의 제1 면과 제1 다이크로익 필터 사이에 부착되는 것을 특징으로 하는 투사 표시 장치.
제5 항에 있어서,

상기 반사 미러는, 상기 PBS의 면들 중 상기 제2 편광 성분이 반사되는 제2 면에 부착되고,

상기 제2 위상차판은, 상기 PBS의 제2 면과 반사 미러 사이에 부착되는 것을 특징으로 하는 투사 표시 장치.
제5 항에 있어서,

상기 제2 다이크로익 필터는, 상기 PBS의 면들 중 상기 반사 미러와 마주보는 제3 면에 부착되고,

상기 제3 위상차판은, 상기 PBS의 제3 면과 제2 다이크로익 필터 사이에 부착되는 것을 특징으로 하는 투사 표시 장치.