KR20140083403A

KR20140083403A - 광원 장치 및 이를 구비한 프로젝터

Info

Publication number: KR20140083403A
Application number: KR1020120153104A
Authority: KR
Inventors: 박성하; 김용관
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-04

Abstract

본 발명에는 프로젝터에 적용된 광원 장치가 개시된다. 개시된 광원 장치는 단일 광원; 및 상기 단일 광원으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기/변환되어 반사되는 다수 개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠로 구성된다.

Description

광원 장치 및 이를 구비한 프로젝터{OPTICAL SOURCE UNIT AND PROJECTOR THEREWITH}

본 발명은 광원 장치를 포함하는 광학계에 관한 것으로서, 특히 영상을 스크린에 투사하는 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로 강의실이나 회의실 등에서 컴퓨터와 연결된 휴대 프로젝터가 많이 사용되고 있다. 아울러 휴대 프로젝터는 소형화/경량화하여 휴대 간편함을 추구하고 있다. 휴대 프로젝터는 광원으로부터 발산된 광을 스크린상에 색상을 디스플레이하는 장치를 일컫는데, 프로젝터는 여러 유형이 있다. 사용하는 광원에 따라서 분류될 수 있으며, 광원으로 램프나, LED나, 레이져 다이오드가 채용되어져 왔다.

또한, 최근들어, 휴대용 기기, 예를 들어 휴대폰, 컴퓨터, MP3 플레이어, 소형 디지털 카메라와 같은 디스플레이 장치에서 저장된 자료나 동영상을 외부에 영상으로 투사하여 표시하는 초소형 프로젝터에 관한 기술 개발이 급속이 이루어지고 있는 실정이다. 대부분의 초소형 프로젝터에는 상대적으로 작은 부피 및 무게를 가지는 DMD 또는 LCoS 패널을 이용한 소형 편판형 표시 소자가 적용되고 있다.

이러한 프로젝터는 광원으로 백색광을 방출하는 램프가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 각각의 빛을 발산하는 적어도 3개의 색상을 가지는 단독 LED 광원들이 채용되어지고 있으며, 이런 단독 광원들이 채용되는 이유는 광원 제조 기술이 발달하여 전광 효율이 높아지고, 소형화가 용이하기 때문이다.

또한, 종래의 프로젝터는 서로 다른 가시 파장의 광을 생성하기 위한 레이져 다이오드 혹은 발광 다이오드같은 광원들과, 광을 각 스크린 상에 각각의 화소에 필요에 따라 조사시키기 위한 광 변조기 등을 포함하게 구성된다. 단독 광원들을 이용한 프로젝터의 경우, 이미지의 색온도는 원 영상신호에 따라서 변조하는 공간 광 변조기와, 단독 광원들의 주기 점유율 및 각 광원들의 광학적 효율을 포함한 각각의 색깔의 광의 세기에 의해 결정된다. 여기에 더하여 각각 광원의 자체 세기 분포도 색온도에 영향을 준다.

일반적인 프로젝터에 채용된 광원이 RGB의 발광 다이오드인 경우, 적색 발광 다이오드는 609~620nm이 파장 범위를 갖고, 녹색 발광 다이오드는 515~565nm의 파장 범위를 갖고, 청색 발광 다이오드는 450~465nm의 파장 범위를 갖는다.

LED 광원이 채용된 종래의 프로젝터는 일반적으로 조명 광학부, 광 변조부 및 투사 광학부로 이루어지는 것이 통상적이다. 조명 광학부는 광원들과, 필터 및 렌드등을 포함하고, 광 변조부는 DMD 패널 등을 포함하며, 투사 광학부는 투사 렌즈군 등을 포함한다. 아울러, 광원에서 나오는 광의 축을 변경하기 위해서 미러 등이 채용되기도 한다.

이러한 구조로 이루어지는 종래의 프로젝터의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다. 종래의 프로젝터의 일 예로, '미국등록특허번호 US8167440(LIGHT SOURCE UNIT, LIGHT SOURCE APPARATUS AND PROJECTOR)'와, '미국공개번호US2011/0234998 A1(LIGHT SOURCE UNIT AND PROJECTOR)'에 상세히 개시되었다.

그러나, 미국등록특허번호 'US8167440호'나 미국공개번호 'US2011/0234998 A1'에 개시된 프로젝터는 광원으로서 LASER DIODE와 함께 다수의 LED를 사용하는 구조여서, 제품 단순화 및 저가화를 하는데 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 구조를 단순화(광원으로 LED를 사용하지 않고, 레이져 다이오드만을 사용(R/G/Y/B 색상구현))하여 제조원가 절감에 기여하고, 소형화에 유리한 광원 장치 및 이를 구비한 프로젝터를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 TIR을 사용하여 레이져 다이오드 개수에 관계없이 광효율을 유지할 수 있는 광원 장치 및 이를 구비한 프로젝터를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 단일 청색 레이져 다이오드 광원과, 다수 개의 프리즘과, 소정영역에 반사 영역을 구비한 회전 휠을 이용하여, 구조 단순화를 추구한 광원 장치 및 이를 구비한 프로젝터를 제공함에 있다.

상기한 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 단일 광원; 및 상기 단일 광원으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기/변환되어 반사되는 다수 개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠로 구성된다.

또한, 본 발명은 프로젝터에 구비된 광원 장치에 있어서, 단일 광원; 및 상기 단일 광원으로부터 입사된 광 빔에 의해 여기되는 R/G/Y/B 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비된 회전 휠로 구성된다.

또한, 본 발명은 단일 광원; 상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 전반사하여 광 경로를 변경하거나 보정해주는 제1프리즘; 상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기되는 다수개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠; 및 상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 상기 회전 휠쪽으로 집광하거나, 상기 회전 휠로부터 나온 광 빔을 시준화하는 렌즈계를 포함하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 조명 광학계로부터 나온 광 빔은 디스플레이 패널쪽으로 입광하고, 상기 디스플레이 패널에서 나온 광 빔은 투사 렌즈계를 지나 스크린에 투영된다.

또한, 본 발명은 단일 광원; 상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 전반사하여 광 경로를 변경하거나 보정해주며, 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 제1프리즘; 상기 제1프리즘으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기되는 다수개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠; 및 상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 상기 회전 휠쪽으로 집광하거나, 상기 회전 휠로부터 나온 광을 시준화하는 렌즈를 포함하는 조명 광학계를 구비하고, 상기 조명 광학계로부터 나온 광 빔은 디스플레이 패널쪽으로 입광하고, 상기 디스플레이 패널에서 나온 광 빔은 투사 렌즈계를 지나 스크린에 투영된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다수 개의 LED 광원을 사용하지 않고, 단일 청색 또는 자외선 레이져 다이오드 광원만을 사용하여 R/G/Y/B 색상을 구현하게 되어서, 제조원가 절감에 기여하였다. 특히, 본 발명에 따른 프로젝터에 채용된 시준화 렌즈가 빔 포커싱과 시준화 기능을 동시에 하여, 광학 부품이 감소되어 짐으로서, 원가 절감에 기여하고, 프로젝터 소형화에도 기여하였다.

또한, 본 발명에 따른 프로젝터에 채용된 제1프리즘에 의해서 레이저 다이오드 광원수에 관계없이 광 효율을 유지할 수 있는 이점이 있고, 회전 휠에 입사하는 광이나 출사하는 광이 나란한 동일축 상에 있어서, 광 효율이 향상되고, 광학계 부품 정렬에 도움을 주게 되었다.

본 발명의 특정 실시 예들의 상기 및 다른 측면들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들과 함께 취해지는 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프로젝터를 광경로에 따라서 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 프로젝터의 단일 광원이 청색 레이져 다이오드가 채용될 때 사용되는 회전 휠을 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 단일 광원이 자외선 레이져 다이오드가 채용될 때 사용되는 회전 휠을 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 프로젝터를 광경로에 따라서 개략적으로 나타내는 구성도.
도면들에 걸쳐, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 구성요소들, 특징들 및 구성들을 도시하는데 이용됨에 유의해야 한다.

첨부된 도면들을 참조하는 하기의 설명은 청구범위 및 이에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 이는 그러한 이해를 돕기 위해 다양한 특정 세부 사항들을 포함하고 있지만, 이들은 단지 예시적인 것으로서만 간주될 것이다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 기술된 실시 예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 공지된 기능들 및 구성들의 설명은 명확성 및 간결성을 위해 생략된다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프로젝터(10)를 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 광학계는 휴대용 기기, 예를 들어 이동통신 단말기, 컴퓨터, MP3 플레이어, 소형 디지털 카메라 등에 연결되거나 채용되어, 언제 어디서나 스크린만 있다면, 필요할 때에 정보를 볼 수 있는 소형 프로젝터에 적용됨에 유의해야 한다. 특히, 현재 보편화되고 있는 이동통신 단말기의 일 예로, 스마트 폰이나, 태블릿 피씨 등을 포함한다.

일반적으로 프로젝터는 조명 광학계와, 투사 광학계로 구성된다. 상기 조명 광학계는 단일 광원(100)에서 디스플레이 패널(190)까지의 광 경로 상에 배치되는 광학계를 의미하고, 투사 광학계는 디스플레이 패널(190)에서 투사 렌즈군(200)까지의 광 경로 상에 배치되는 광학계를 의미한다. 본 발명은 프로젝터(10)의 조명 광학계에 구비되어 광 빔을 발산하여 여러 색상을 만드는 광원 장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 프로젝터(10)에 채용된 광원 장치는 단일 광원(100)(single optical source)과, 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔을 R/G/Y/B 색상을 생성하게 하는 회전 휠(140,142)(rotational wheel)을 이용하는 장치로서, 단일 광원(100)에서 나온 광 빔은 시준화(collamating)/균일화(uniforming)한 후에 디스플레이 패널(190)에 입사시키고, 상기 디스플레이 패널(190)에서 출광된 신호는 투사 렌즈군(200)(projection lenz group)을 통해 미도시된 스크린에 투사된다.

먼저, 본 발명의 제1실시 예에 따른 프로젝터에 채용되는 광원 장치의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 상기 언급된 광원 장치는 단일 광원(100)과, 회전 휠(140,142)을 이용하여 R/G/Y/B 색상을 구현한다.

도 2에 도시된 회전 휠(140)은 단일 광원으로서, 450nm 파장을 가지는 청색 레이져 다이오드 사용 시에 채용되는 회전 휠(140) 구성을 나타내는 도면이다.

도 1과 함께 도 2를 참조하면, 상기 단일 광원(100)은 레이져 다이오드로서, 특히 청색(B)(blue) 레이져 다이오드로 구성되어서, 청색 광 빔을 발산한다. 또한, 상기 회전 휠(140)은 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔, 즉 청색 광 빔과 다른 색상을 만들기 위한 제1영역(R,G,Y)과, 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔, 즉 청색 광 빔과 동일한 색상을 만들기 위한 제2영역(140a)으로 구성된다. 상기 회전 휠(140)은 중심은 미 도시된 구동 모터의 회전축이고, 외주 영역에 3개의 제1영역인 형광 영역(R,G,Y)과, 1개의 제2영역인 반사 영역(140a)이 구비된다. 이하 상기 제1영역을 형광 영역(R,G,Y)이라 지칭하고, 상기 제2영역을 반사 영역(140a)이라 지칭한다.

상기 형광 영역은 R/G/Y 형광체가 각각 도포된 영역이다. 상기 각각의 형광 영역은(R,G,Y) 입사된 광원에 의해 여기되어서, 램버티안 빔(Lambertian beam) 형상으로 각각의 R/G/B 색상을 생성한다. 즉, 상기 형광 영역에는 R/G/Y 형광체가 회전 휠 상면에 소정 형상으로 각각 도포되는데, 상기 광 빔에 의해 여기되어 G(green) 색상을 발산하는 형광체(G)와, 상기 광 빔에 의해 여기되어 R(red) 색상을 발산하는 형광체(R)와, 상기 광 빔에 의해 여기되어 Y(yelloww) 색상을 발산하는 형광체(Y)가 포함된다. 상기 형광 영역(R,G,Y)에 구비된 도포된 각각의 형광체 도포 형상은 다양하게 변경가능하다. 또한, 상기 단일 광원(100)의 세기와, 상기 회전 휠(140)의 형광 영역(R,G,Y)에 구비된 형광체의 도포된 영역 크기를 조절하여, 상기 R/G/Y 색상을 조절할 수 있다.

상기 반사 영역(140a)은 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔을 반사하는 영역인데, 이미 설명하였듯이, 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔은 청색 광원으로서, 상기 청색 광원은 상기 회전 휠(140)의 반사 영역(140a)에서 반사된다.

바람직하게 상기 반사 영역(140a)은 청색 광 빔을 반사하기 위하여 램버시안 반사광을 만드는 다수개의 원추 패턴 또는 샌드블라스팅(sandblasting)에 의해 반원 또는 반원 타원형으로 제작되거나, 흰색(white) 형광체가 도포되거나, 반사 물질, 예를 들어 미러(mirror)가 구비되는 방식으로 구성될 수 있다. 상기 반사 영역(140a)에 도포된 흰색 형광체는 고반사 흰색 확산 형광체 코팅으로 형성된다.

달리, 상기 램버시안 반사광을 만드는 다수개의 원추 패턴 또는 샌드블라스팅 공법으로 상기 반사 영역(140a)은 램던으로 반사체가 구비된다. 즉, 상기 반사체에 의해 상기 입사된 청색 광원은 반사되는데, 상기 반사체는 랜덤하게 패턴이 만들어진다. 상기 반사 영역에는, 상기 다이아몬드 팁(diamond tip) 또는 샌드블라스팅으로 다수 개의 패인 형상이 형성되는데, 3차원 형상인 원추 형상이나, 반원, 피라미드 형상이 랜덤하게 다수 개 형성되어서, 상기 입사된 청색 광 빔은 제1프리즘쪽으로 반사된다.

한편, 상기 단일 광원(100)이 청색 레이져 다이오드로 구성된다면, 상기 청색 광원을 반사하기 위해서 회전 휠(140)에 반사 영역(140a)이 구비되어야 한다는 내용을 설명을 하였는데, 상기 단일 광원(100)이 자외선(UV) 레이져 다이오드로 구성된다면, 상기 회전 휠에는 반사 영역이 구비될 필요가 없다.

도 3은 단일 광원(100)이 자외선 레이져 다이오드로 구성된 경우, 회전 휠(142)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1과 함께 도 3을 참조하여 회전 휠(142)의 구성에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 회전 휠(142)은 단일 광원으로서, 405nm 파장을 가지는 자외선 레이져 다이오드 사용시에 채용되는 회전 휠(142) 구성으로서. 상기 회전 휠(142)은 중심은 미 도시된 구동 모터의 회전축이고, 외주 영역에 4개의 형광 영역(R,G,Y,B)이 구비된다. 상기 형광 영역(R,G,Y,B)은 R/G/Y/B 형광체가 사이 사이에 도포된 영역이다. 상기 각각의 형광 영역(R,G,Y,B)은 입사된 광원에 의해 여기되어서, 램버티안 빔(Lambertian) 형상으로 각각의 R/G/Y/B 색상을 생성한다. 상기 생성된 각각의 색상은 제1프리즘(120)에 의해 광 경로가 변경되어 플라이 아이 렌즈(150)(fly-eye lens)로 향한다.

다시 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 광원 장치가 구비된 프로젝터(10)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 상기 프로젝터(10)를 구성하는 조명 광학계에 대해서 설명하기로 한다. 상기 조명 광학계는 광 경로를 기준으로 순차적으로 단일 광원(100)과, 시준화/집광을 하는 제1,2렌즈군들(110,130)과, 제1프리즘(120)과, 회전 휠(140,142))과, 플라이 아이 렌즈(150)와, 릴레이 렌즈(160)와, 미러(170) 및 집광 렌즈(180)를 포함한다. 상기 조명 광학계에서, 상기 미러(170)는 광원에서 출광된 광 경로를 필요에 따라서 변경하기 위해서 사용되는 반사체로서, 조명 광학부에 구비되지 않을 수 있다.

상기 단일 광원(100)은 단일 레이져 다이오드가 사용되며, 구체적으로 450nm 파장을 가지는 청색 레이져 다이오드나, 405nm 파장을 가지는 자외선 레이져 다이오드가 채용된다. 상기 단일 광원(100)은 미 도시된 구동부로부터 입력된 구동 신호에 따라 동작한다.

상기 단일 광원(100)에서 출사된 광 빔으로부터 효율을 증가시키기 위하여 확산 필름이나 확산판(미도시됨)이 구비될 수 있다. 즉, 상기 확산 필름이나 확산판은 단일 광원(100)과 제1시준화 렌즈(110)사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 확산 필름이나 확산판을 통과한 광 빔을 균일화된 광 빔 형상을 만들기 위하여 빔 형상기(beam shaper)를 더 구비할 수 있다. 상기 미도시된 빔 형상기는 제1시준화 렌즈(110)에 구비되거나, 상기 제1시준화 렌즈(110)와 제1프리즘(120) 사이에 구비될 수 있다.

상기 단일 광원(100)에서 출사된 광 빔은 제1시준화 렌즈(110)를 통과한다. 상기 제1시준화 렌즈(110)는 광 빔을 집광하거나 시준화하는 기능을 담당한다. 상기 제1시준화 렌즈(110)를 통과한 광 빔은 제1프리즘(120)을 통과하여 제2시준화 렌즈(130)에 의해 회전 휠(140,142)에 집광된다. 상기 제1프리즘(120)은 역 내부 전반사 프리즘(RTIR;reverse total internal reflection prism)이 채용된다.

상기 제2시준화 렌즈(130)는 제1프리즘(120)을 통과한 광 빔을 회전 휠(140/142)쪽으로 집광하는 기능과, 상기 회전 휠(140/142)에 의해 반사되거나, 나온 광 빔을 시준화하는 이중 기능을 담당한다.

상기 회전 휠(140/142)에 입사된 광 빔은 회전 휠에 도포된 형광체(R/G/Y/B OR R/G/Y))를 여기시키거나, 일부를 반사하고, 이어서 제1프리즘에 의해 광 경로가 변경된 광 빔은 플라이 아이 렌즈(150)를 통과하여 균일화된 후, 릴레이 렌즈(160)를 거치는데, 광 빔은 릴레이 렌즈(160)에 의해 디스플레이 패널(190)까지 광 경로를 맞추어준다.

상기 릴레이 렌즈(160)를 통과한 광 빔은 미러(170)(dichroic mirror)를 통해 광 경로가 변경되고, 이후 집광 릴레이 렌즈(180)를 통과한 후에 제2프리즘(195)에 의해 디스플레이 패널(190)에 도착한다. 상기 디스플레이 패널(190)은 DMD(digital micrometer display)나, LCoS(liquid crystal on silicon)나, LCD나, GLV(grating light valve)나, SOM(spatial optical modulator)이 사용될 수 있다.

상기 디스플레이 패널(190)에서 출광된 광 빔은 제2프리즘(195)에 의해 다수개의 투사 렌즈들로 구성된 투사 렌즈군(200)을 통해서 미도시된 스크린에 출사된다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 프로젝터(10)는 소형 프로젝터로서, 소형화 및 경량화가 중요한데, 상기와 같은 종래보다 적은 광학 부품과 작은 광 경로를 제공하게 됨으로서, 스트린에 투영되는 영상 품질은 유지하면서도, 소형화 및 경량화에 유리하고, 제품 단가 절감에 효율적이다.

또한, 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔의 광 경로를 살펴보면 다음과 같다. 상기 단일 광원(100)에서 나온 광 빔의 경로와, 상기 회전 휠에서 나온 경로는 동일한 광 축 방향에 배치되어서, 상기 광 축을 중심으로 광학계 부품 정렬이 용이하여, 광학 부품의 실장이나 정렬 과정이 기존에 비해서 편리하다. 또한, 상기 회전 휠에서 나온 광 빔은 제1프리즘(120)을 통해 플라이 아이 렌즈(150)로 향하는데, 상기 회전 휠에서 출사한 광 빔과, 제1프리즘(120)을 거처 플라이 아이 렌즈(150)로 향하는 광 빔은 서로 수직으로 향하게 구성되어서, 광학 부품의 실장 및 정렬이 편리하다.

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 프로젝터(40)을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 프로젝터(40)의 광학계 구성요소들에서, 단일 광원과 회전 휠의 구성은 상기 도 2와 도 3에서 상세하게 설명하였기 때문에 생략하고, 도 1에 도시된 프로젝터(10)와 비교하여, 광 경로와 프리즘 구성이 차이점이다. 따라서, 도 4를 참조하여, 광 경로에 따른 광학계의 구성들에 대해서 그 차이점만을 설명하고, 중복된 설명은 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 프로젝터(40)는 디스플레이 패널을 중심으로 조명 광학계와, 투사 광학계를 포함한다. 상기 조명 광학계에서, 단일 광원(400)에서 나오는 광 빔과, 회전 휠(440/442)에 입사/출사하는 광 빔은 한 쌍의 제1프리즘(420,422)에 의해 광 경로가 수직으로 향한다. 상기 제1프리즘은 두 개의 내부 전반사 프리즘(420,422)으로 구성되는데, 경사면이 서로 밀착하게 배치된다. 나머지 프로젝터의 광학계 구성은 도 1에 도시된 프로젝터의 구성과 동일하기 때문에 설명은 생략된다.

본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

프로젝터에 구비된 광원 장치에 있어서,
단일 광원; 및
상기 단일 광원으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기/변환되어 반사되는 다수 개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠로 구성된 광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 단일 광원은 청색 레이져 다이오드인 광원 장치.
제2항에 있어서, 상기 반사하는 영역으로 광원과 동일한 색상을 반사하는 영역은 램버시안 반사광을 만드는 다수개의 원추 또는 타원형 패턴으로 형성된 광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사하는 영역은 흰색 형광체나 반사 물질이 도포되는 광원 장치.
프로젝터에 구비된 광원 장치에 있어서,
단일 광원; 및
상기 단일 광원으로부터 입사된 광 빔에 의해 여기되는 R/G/Y/B 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비된 회전 휠로 구성된 광원 장치.
제5항에 있어서, 상기 단일 광원은 자외선 레이져 다이오드인 광원 장치.
프로젝터에 있어서,
단일 광원;
상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 전반사하여 광 경로를 변경하거나 보정해주는 제1프리즘;
상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기되는 다수개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠; 및
상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 상기 회전 휠쪽으로 집광하거나, 상기 회전 휠로부터 나온 광 빔을 시준화하는 렌즈계를 포함하는 조명 광학계를 구비하고,
상기 조명 광학계로부터 나온 광 빔은 디스플레이 패널쪽으로 입광하고, 상기 디스플레이 패널에서 나온 광 빔은 투사 렌즈계를 지나 스크린에 투영되는 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 반사하는 영역으로 청색 색상을 반사하는 영역은 램버시안 반사광을 만드는 다수개의 원추 또는 타원형 패턴으로 형성된 광원 장치.
제8항에 있어서, 상기 샌드블라스팅에 의해 상기 반사하는 영역에 다수 개의 반원 타원형 패턴이 랜덤으로 만들어지는 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 단일 광원은 청색 레이져 다이오드로서 청색 레이져가 발광되고, 상기 형광체 물질이 도포된 영역은 R/G/Y 색상별로 구분되게 도포되어, 상기 각 색상별로 입사된 광 빔에 의해 여기되는 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 단일 광원에서 나오는 광 빔과, 상기 회전 휠에 입사/반사하는 광 빔은 동일한 광 축상으로 배치되는 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 단일 광원과 제1프리즘 사이에 확산 필름 또는 확산 판을 더 구비하여, 상기 단일 광원에서 나온 광 빔을 확산하는 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 조명 광학계를 나온 광 빔은 플라이 아이 렌즈를 통과하여 균일화되고, 상기 균일화된 광 빔은 광 경로를 맞추어 주는 릴레이 렌즈와, 미러와, 압축 렌즈 및 제2프리즘을 통해서 상기 디스플레이 패널까지 진행하는 프로젝터.
제13항에 있어서, 상기 디스플레이 패널에서 나온 광 빔은 제2프리즘에 의해 경로가 변경되어 상기 투사 렌즈계로 향하는 프로젝터.
제13항에 있어서, 상기 제1프리즘은은 TIR 프리즘이고, 상기 제2프리즘은 RTIR 프리즘인 프로젝터.
제7항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 DMD 또는 LCoS로 구성된 프로젝터.
프로젝터에 있어서,
단일 광원;
상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 전반사하여 광 경로를 변경하거나 보정해주며, 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 제1프리즘;
상기 제1프리즘으로부터 입사된 광 빔과 다른 색상을 만들기 위해, 상기 입사된 광 빔에 의해 여기되는 다수개의 형광체 물질이 도포된 영역들이 구비되고, 상기 광 빔과 동일 색상을 만들기 위해, 상기 프리즘으로부터 입사된 광 빔을 반사하는 영역을 포함하는 회전 휠; 및
상기 단일 광원으로부터 나온 광 빔을 상기 회전 휠쪽으로 집광하거나, 상기 회전 휠로부터 나온 광을 시준화하는 렌즈를 포함하는 조명 광학계를 구비하고,
상기 조명 광학계로부터 나온 광 빔은 디스플레이 패널쪽으로 입광하고, 상기 디스플레이 패널에서 나온 광 빔은 투사 렌즈계를 지나 스크린에 투영되는 프로젝터.