KR20140142532A - 프로젝터 - Google Patents

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Abstract

빛을 공급하는 조명계; 상기 조명계에서 합성된 영상을 사출하는 투사렌즈; 및 상기 광합성계 및 투사렌즈가 수용되는 하우징을 포함하고, 상기 조명계는, 전기적인 신호에 의해 적색, 녹색, 청색 중 하나의 빛을 사출하는 복수개의 다이오드를 포함하는 멀티칩 엘이디; 상기 복수개의 다이오드의 전면에 각각 결합하는 복수개의 커버 렌즈를 포함하는 제1 렌즈 어레이; 및 상기 제1 렌즈 어레이의 전면에 배치되며 상기 복수개의 커버 렌즈로 부터 사출되는 빛을 모으는 합성렌즈를 포함하는 프로젝터는 멀티칩 엘이디를 이용하여 엘이디 개수를 줄일 수 있고 광경로를 단축할 수 있어 프로젝터 크기를 줄일 수 있다. 또한, 이색성 미러나 프리즘을 생략할 수 있어 프로젝터의 크기를 줄일 수 있다.

Description

프로젝터{Projector}
본 발명은 멀티칩 엘이디를 이용한 광원을 구비한 프로젝터에 관한 것이다.
프로젝터는 컴퓨터 또는 캠코더와 같은 영상기기등을 직접 연결하여 스크린에 투사시켜 각종 프리젠테이션이나 멀티미디어 교육을 할 수 있게 하는 시청각용 영상기기로 사용된다.
상기 프로젝터는 광원에서 사출되는 빛과 영상 신호에 따른 영상을 합성하여 상기 영상이 일정 비율로 조절되어 스크린에 투사되어 외부로 보여진다. 광원은 적색, 녹색 및 청색의 3가지 색상의 광원이 이용되며, 3가지 광원의 빛을 합성하기 위해 빛을 선택적으로 투과시키는 프리즘이나, 이색성 거울을 이용한다.
본 발명은 멀티칩 엘이디를 이용하여 광경로를 단축함으로써 프로젝터의 크기를 줄일 수 있는 프로젝터에 관한 것이다.
빛을 공급하는 조명계; 상기 조명계에서 합성된 영상을 사출하는 투사렌즈; 및 상기 광합성계 및 투사렌즈가 수용되는 하우징을 포함하고, 상기 조명계는, 전기적인 신호에 의해 적색, 녹색, 청색 중 하나의 빛을 사출하는 복수개의 다이오드를 포함하는 멀티칩 엘이디; 상기 복수개의 다이오드의 전면에 각각 결합하는 복수개의 커버 렌즈를 포함하는 제1 렌즈 어레이; 및 상기 제1 렌즈 어레이의 전면에 배치되며 상기 복수개의 커버 렌즈로 부터 사출되는 빛을 모으는 합성렌즈를 포함하는 프로젝터를 제공한다.
상기 멀티칩 엘이디는 하나의 기판 위에 적색, 녹색, 청색의 다이오드가 일렬로 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈 어레이와 상기 합성렌즈 사이에 위치하며, 상기 복수개의 커버 렌즈 각각에 대응하여 배치되는 복수개의 콜리메이터 렌즈를 포함하는 제2 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈 어레이를 통과한 빛은 직진할 수 있다.
상기 콜리메이터 렌즈는 상기 커버 렌즈보다 더 크게 형성할 수 있다.
상기 콜리메이터 렌즈는 후면에 배치된 다이오드에서 사출하는 빛의 파장만 투과시킬 수 있다.
상기 다이오드는 색상별로 순차적으로 발광할 수 있다.
상기 합성렌즈 전면에 위치하는 광균일화부를 더 포함할 수 있다.
상기 광균일화부는 플라이 아이 렌즈 또는 라이트 터널을 포함할 수 있다.
상기 광균일화부는 릴레이 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 의하면, 멀티칩 엘이디를 이용하여 엘이디 개수를 줄일 수 있고 광경로를 단축할 수 있어 프로젝터 크기를 줄일 수 있다. 또한, 이색성 미러나 프리즘을 생략할 수 있어 프로젝터의 크기를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 내부 부품을 도시한 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 광원 부분을 도시한 부분사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 빛이 통과하는 광경로를 도시한 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보 적인 다른 발명이나, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터(100)를 도시한 사시도로서, 프로젝터(100)의 하우징(50)과 하우징(50)의 전면에 노출된 투사렌즈(40)가 도시되어 있다. 본 발명의 프로젝터(100)는 외부로 노출된 투사렌즈(40)가 위치하고 하우징(50) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 조명계(10), 합성계(30), 투사렌즈(40)가 구비된다. 광원부(10)에서 사출된 빛이 합성계(30)에서 이미지 정보와 합성되어 투사렌즈(40)를 통해 사출되고 스크린이나 벽면에 영상이 나타난다.
영상을 구현하기 위해 빛의 삼원색인 적색, 녹색 및 청색의 광원이 필요하다. 광원은 상기 3가지 색을 선택적으로 사출하며, 종래에는 적색, 녹색 또는 청색을 사출하는 3개의 광원을 이용했으나, 본 발명에서는 하나의 엘이디 패키지 내부에 적색의 빛을 사출하는 레드 다이오드, 녹색의 빛을 사출하는 그린 다이오드 및 청색의 빛을 사출하는 블루 다이오드를 구비한 멀티칩 엘이디(11)를 이용한다.
도 3은 본 발명의 멀티칩 엘이디(11)와 제1 렌즈 어레이(12) 및 제2 렌즈 어레이(13)를 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 멀티칩 엘이디(11)는 하나의 기판(11b) 위에 복수개의 다이오드(11a)가 배치되며, 본 발명에서는 적색, 녹색 및 청색의 빛을 사출하는 다이오드(11a)를 일렬로 배치한 것을 이용할 수 있다. 하나의 다이오드(11a)는 약 1mm x 1mm 정도의 초소형 사이즈이고, 복수의 다이오드(11a)가 실장된 멀티칩 엘이디(11)는 1cm이하의 크기로 제조할 수 있다. 상기 멀티칩 엘이디(11)는 동시에 발광할 수도 있고, 각 다이오드(11a)가 순차적으로 발광하도록 제어할 수도 있다.
제1 렌즈 어레이(12)는 멀티칩 엘이디(11)의 다이오드(11a) 배치에 상응하는 위치에 배치된 복수개의 반구 형상의 커버 렌즈(12a)를 포함한다. 커버 렌즈(12a)는 다이오드(11a)에서 사출되는 빛을 전면 방향으로 모아주는 역할을 한다. 빛의 파장에 따라 굴절 정도가 상이하므로 멀티칩 엘이디(11)의 상부에 위치하는 커버 렌즈(12a)는 각 다이오드(11a)에서 사출되는 빛의 파장에 따라 굴절율 또는 곡률을 상이한 것을 이용할 수 있다.
다이오드(11a)에서 사출된 빛은 직진성을 갖는 빛으로 굴절되어 합성렌즈(14)로 공급시키기 위해, 제1 렌즈 어레이(12)만으로 직진하는 빛을 만들 수 없는 경우 제2 렌즈 어레이(13)를 더 포함할 수 있다. 제2 렌즈 어레이(13)는 각 다이오드(11a)에 각각 하나씩 대응되는 콜리메이터 렌즈(13a)를 포함하며, 상기 다이오드(11a)에서 사출된 빛은 커버 렌즈(12a)와 콜리메이터 렌즈(13a)를 통과하여 직진성을 갖는 빛으로 변환된다.
제2 렌즈 어레이(13)는 제1 렌즈 어레이(12)의 전면에 배치되며, 제1 렌즈 어레이(12)를 통과하여 모아진 빛이 완전히 직진성을 갖지 못하는 경우 전면방향으로 퍼지게 되므로, 콜리메이터 렌즈(13a)는 커버 렌즈(12a)보다 사이즈를 크게 제조할 수 있다.
커버 렌즈(12a)는 다이오드(11a)의 바로 위에 배치되므로 대응하는 다이오드(11a) 이외의 빛이 이웃하는 커버 렌즈(12a)를 투과하여 사출하지 않으나, 커버 렌즈(12a)를 통과하여 콜리메이터 렌즈(13a)로 입사되는 빛은 대응하는 다이오드와 이웃하는 다이오드에서 사출된 빛이 일부 통과할 수 있다.
이 경우 노이즈가 발생하는 문제가 있으므로 콜리메이터 렌즈(13a)가 대응하는 다이오드에서 사출된 빛의 파장만 통과하도록 제조할 수 있다. 즉, 콜리메이터 렌즈(13a)에 특정 파장의 빛만 투과시키는 이방성 코팅층을 형성하거나, 콜리메이터 렌즈(13a)의 재질을 특정 파장의 빛만 투과시키는 이방성 물질을 이용하여 제조하여, 특정 파장의 빛만 투과시키고 이웃하는 다이오드에서 사출된 빛은 투과시키지 않아 노이즈를 줄일 수 있다.
다이오드(11a)에서 사출된 3가지 색상의 빛은 제1 렌즈 어레이(12)와 제2 렌즈 어레이(13)를 통과하면서 전면 방향으로 직진성을 갖게되며, 상기 3가지 색상의 빛을 합성하기 위해 합성렌즈(14)를 이용할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 프로젝터의 빛이 통과하는 광경로를 도시한 개념도이다. 합성렌즈(14)는 3가지 색상의 빛을 모으는 역할을 하며, 도 4에 도시된 바와 같이 3가지 색상의 빛이 모두 통과하도록 커버 렌즈(12a)나 콜리메이터 렌즈(13a)보다 크다.
합성렌즈(14)를 통과한 빛이 장방형의 조사면을 만들기 위해 광균일화 부를 더 포함할 수 있다. 광균일화부는 하나이상의 플라이 아이 렌즈 또는 라이트 터널(15)로 구성될 수 있다.
플라이 아이 렌즈는 장방형의 미소렌즈를 포함하고 빛이 상기 미소렌즈를 통과하면 굴절되면서 인접한 미소렌즈를 통과한 빛과 교차한다. 라이트 터널(15)은 장방형의 터널을 포함하며, 상기 터널을 통과한 빛은 장방형의 조사면을 갖으며 사출된다.
플라이 아이 렌즈 또는 라이트 터널(15)을 통과한 빛을 집속하기 위해 광균일화부는 릴레이 렌즈(16)를 더 포함할 수 있다. 광균일화부를 통과한 빛은 장방형의 조사면을 갖으며 사출되어 합성계(30)로 전달된다.
합성계(30)는 공급된 빛과 이미지 정보를 합성하여 픽셀단위로 빛을 사출하는 디지털 마이크로 미러 장치(31)(Digital Micromirror Device, DMD)를 포함한다. 디지털 마이크로 미러 장치(31)는 복수개의 마름모 모양의 마이크로 미러로 구성되며, 마이크로 미러는 초당 수천 번 이상 스위칭하여 빛을 선택적으로 반사하여 빛과 이미지 정보를 합성한다.
디지털 마이크로 미러 장치(31)는 빛을 반사하는 형태로 이미지 정보와 빛을 합성하기 때문에 입사된 방향으로 다시 빛이 사출된다. 디지털 마이크로 미러 장치(31)로부터 이미지 정보와 합성된 빛을 투사렌즈(40) 방향으로 보내면서, 상기 반사경(20)에서 반사된 빛은 상기 디지털 마이크로 미러 장치(31)로 입사될 수 있도록 프리즘(32)을 이용한다.
상기 프리즘(32)에 의한 광경로에 따른 수차를 줄이기 위해 포커싱 렌즈(33)를 이용할 수 있다. 빛이 프리즘(32)에 입사되는 위치에 따라 프리즘(32)을 투과하는 거리가 차이가 생겨 수차가 생기는 것인바, 프리즘(32)을 통과하는 거리가 짧은 빛은 포커싱 렌즈(33)를 통과하는 거리를 크게 하고 프리즘(32)을 통과하는 거리가 긴 빛은 포커싱 렌즈(33)를 통과하는 거리를 짧게 하여 수차를 줄일 수 있다.
프리즘(32)에서 반사된 빛은 투사렌즈(40)를 통과하며 전면의 스크린으로 합성된 영상이 사출된다. 투사렌즈(40)는 복수개의 렌즈로 구성되며, 투사렌즈(40)를 조절하여 초점을 맞추거나 화면의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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.
100: 프로젝터 10: 조명계
11: 멀티칩 엘이디 12: 제1 렌즈 어레이
13: 제2 렌즈 어레이 14: 합성렌즈
15: 라이트 터널 16: 릴레이 렌즈
30: 합성계 31: 마이크로 미러 장치
32: 프리즘 33: 포커싱 렌즈
40: 투사렌즈 50: 하우징

Claims (10)

  1. 빛을 공급하는 조명계;
    상기 조명계에서 합성된 영상을 사출하는 투사렌즈; 및
    상기 광합성계 및 투사렌즈가 수용되는 하우징을 포함하고,
    상기 조명계는,
    전기적인 신호에 의해 적색, 녹색, 청색 중 하나의 빛을 사출하는 복수개의 다이오드를 포함하는 멀티칩 엘이디;
    상기 복수개의 다이오드의 전면에 각각 결합하는 복수개의 커버 렌즈를 포함하는 제1 렌즈 어레이; 및
    상기 제1 렌즈 어레이의 전면에 배치되며 상기 복수개의 커버 렌즈로 부터 사출되는 빛을 모으는 합성렌즈를 포함하는 프로젝터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멀티칩 엘이디는
    하나의 기판 위에 적색, 녹색, 청색의 다이오드가 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 어레이와 상기 합성렌즈 사이에 위치하며, 상기 복수개의 커버 렌즈 각각에 대응하여 배치되는 복수개의 콜리메이터 렌즈를 포함하는 제2 렌즈 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 어레이를 통과한 빛은 직진하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈는 상기 커버 렌즈보다 크기가 큰 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈는
    후면에 배치된 다이오드에서 사출하는 빛의 파장만 투과시키는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다이오드는 색상별로 순차적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 합성렌즈 전면에 위치하는 광균일화부를 더 포함하는 프로젝터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광균일화부는 플라이 아이 렌즈 또는 라이트 터널을 포함하는 프로젝터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광균일화부는 릴레이 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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