KR20100133110A

KR20100133110A - 프로젝션 시스템

Info

Publication number: KR20100133110A
Application number: KR1020090051820A
Authority: KR
Inventors: 최현호; 서은성; 정승만
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2010-12-21
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: EP2440972A2; CN102804057A; EP2440972A4; EP2440972B1; US8721090B2; US20120154766A1; KR101619518B1; WO2010143891A2; WO2010143891A3; CN102804057B

Abstract

실시예에 따른 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되는 제1 광원부 및 제2 광원부; 상기 제1 광원부 또는 상기 제2 광원부의 출사광을 면광원화 하여 전달하는 광 전달부; 상기 광 전달부에서 전달된 광을 이용하여 화상 신호에 따라 영상을 생성하는 영상 생성부; 및 상기 영상 생성부에서 생성된 영상을 확대하여 투사하는 투사렌즈계를 포함한다.

프로젝션 시스템

Description

프로젝션 시스템{PROJECTION SYSTEM}

본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

프로젝션 시스템은 발광장치에서 발광된 광에 화상 신호를 실어서, 스크린의 전면 또는 후면에 투사하여 그 화상을 시청하는 장치이다. 상기 프로젝션 시스템은 동작방식에 따라서, CRT방식, DMD(Digital Micro mirror Device)방식, 반사형 액정 패널 방식, 투과형 액정 패널 방식 등이 있다. 또한 광원으로써는 발광 다이오드(LED) 등의 사용이 증가하고 있다.

최근에는 프로젝션 시스템이 소형화되고 있으며, 상기 프로젝션 시스템을 휴대하여 사용하는 경우도 늘어나고 있다.

그런데 상기 프로젝션 시스템을 휴대하여 사용하는 경우, 전원의 공급을 배터리에 의존하게 되므로, 상기 프로젝션 시스템을 장시간 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

실시예는 외부 전원이 충분히 공급되는 경우와 배터리의 전원만이 공급되는 경우에 각각 적합한 전력 소비량 및 휘도를 가지는 프로젝션 시스템을 제공한다.

실시예는 배터리의 전원만이 공급되는 경우에도 구동 시간이 긴 프로젝션 시스템을 제공한다.

실시예는 외부 전원이 충분히 공급되는 경우와 배터리의 전원만이 공급되는 경우에 각각 적합한 전력 소비량 및 휘도를 가지는 프로젝션 시스템을 제공할 수 있다.

실시예는 배터리의 전원만이 공급되는 경우에도 구동 시간이 긴 프로젝션 시스템을 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다.

<제1 실시예>

도 1은 제1 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광을 반사시키는 미러(120), 상기 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(109), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(110), 상기 광의 편광의 방향을 변환시키는 편광변환부(111), P편광은 투과시키고, S편광은 반사시키는 편광분리기(112), 입사된 광을 편광 변환시키면서, 입력된 화상 신호에 의해 선택적으로 반사시키는 액정 패널(113), 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(114)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 광원부(A) 및 상기 제2 광원부(B)에 대해 상세히 설명한다.

상기 제1 광원부(A)는 적색광을 발광하는 제1 발광소자(101), 녹색광을 발광하는 제2 발광소자(102), 청색광을 발광하는 제3 발광소자(103), 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)에서 발광된 광을 집속하는 제1, 제2, 제3 콜리메이팅 렌즈(104,105,106), 상기 삼색의 광을 선택적으로 반사 혹은 투과하여, 상기 삼색의 광의 경로를 일치시키는 제1,2 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)(107,108)를 포함한다.

상기 제2 광원부(B)는 적색광을 발광하는 제4 발광소자(201), 녹색광을 발광 하는 제5 발광소자(202), 청색광을 발광하는 제6 발광소자(203), 상기 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)에서 발광된 광을 집속하는 제4, 제5, 제6 콜리메이팅 렌즈(204,205,206), 상기 삼색의 광을 선택적으로 반사 혹은 투과하여, 상기 삼색의 광의 경로를 일치시키는 제3,4 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)(207,208)를 포함한다.

상기 제1 광원부(A)와 상기 제2 광원부(B)는 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되며, 상기 구동 모드는 어댑터(Adapter) 모드와 배터리(Battery) 모드를 포함한다. 즉, 상기 제1 광원부(A)는 어댑터 모드, 상기 제2 광원부(B)는 배터리 모드에서 각각 구동될 수 있다.

상기 어댑터 모드와 배터리 모드는 사용자에 의해 선택되거나, 상기 프로젝션 시스템이 외부 전원에 연결되어 있는지의 여부에 따라 자동으로 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제1 광원부(A)가 선택되어 구동되는 경우에는 상기 제2 광원부(B)가 구동되지 않을 수 있으며, 상기 제2 광원부(B)가 선택되어 구동되는 경우에는 상기 제1 광원부(A)가 구동되지 않을 수 있다.

상기 어댑터 모드에 구동되는 제1 광원부(A)의 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)와 상기 배터리 모드에서 구동되는 제2 광원부(B)의 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)는 칩 면적(Chip Size), 휘도, 전력 소비량 등이 상이할 수 있다.

예를 들어, 제1 광원부(A)의 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)는 칩 면 적이 대략 1.5mm² 내지 4mm² 인 반면, 상기 제2 광원부(B)의 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)는 칩 면적이 대략 1mm² 일 수 있다. 또한 이에 따라 상기 제1 광원부(A)의 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)의 전력 소비량은 상기 제2 광원부(B)의 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)보다 클 수 있다.

또한, 상기 제1 광원부(A)의 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)의 휘도는 대략 30루멘(Lm) 내지 60루멘인 반면, 상기 제2 광원부(B)의 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)의 휘도는 5루멘 내지 15루멘 일 수 있다.

이처럼, 상기 프로젝션 시스템이 칩 면적, 휘도, 전력 소비량 등이 상이한 상기 제1 광원부(A) 및 상기 제2 광원부(B)를 포함하는 이유는, 상기 프로젝션 시스템이 배터리 만으로 구동되는 경우와, 외부 전원이 충분히 공급되는 경우에 각각 효율적으로 상기 프로젝션 시스템을 구동하기 위해서이다.

상세히 설명하면, 상기 프로젝션 시스템을 배터리 만으로 구동하는 경우, 상기 배터리(Battery)에 저장되어 있는 전원만으로 프로젝션 시스템이 구동되게 되므로, 칩 면적, 휘도, 전력 소비량 등이 큰 발광소자를 사용할 경우, 상기 프로젝션 시스템의 구동 시간이 짧아지게 된다.

반면, 상기 프로젝션 시스템에 외부 전원이 충분히 공급되는 경우, 칩 면적, 휘도, 전력 소비량 등이 큰 발광 소자를 사용하여도, 프로젝션 시스템의 구동 시간이 짧아질 염려가 없다.

따라서, 상기 두 가지 경우에 각각 적합하게 상기 프로젝션 시스템을 구동하 기 위해서 상기 배터리 모드와 어댑터 모드에 각각 구동되는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B)를 포함하는 것이다.

즉, 상기 배터리 모드(B)에서는 휘도가 낮더라도 전력 소비량이 적은 상기 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)를 구동하여, 상기 프로젝션 시스템이 배터리 만으로 구동되는 시간을 충분히 확보한다. 또한, 상기 어댑터 모드(A)에서는 전력 소비량이 크더라도, 충분한 휘도를 가지는 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)를 구동하여 양질의 화상을 구현할 수 있다.

상기 어댑터 모드에서는 제1 전력에 의해 상기 제1 광원부(A)가 구동되게 되고, 상기 배터리 모드에서는 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력에 의해 상기 제2 광원부(B)가 구동되는 것이다.

상기 배터리 모드(B)에서 상기 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)의 휘도와 전력 소비량은 상기 프로젝션 시스템의 구동 시간과 반비례의 관계에 있으므로, 상기 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)의 휘도, 칩 면적 및 전력 소비량은 상기 프로젝션 시스템의 용도 및 설계에 따라 적절히 선택될 수 있다.

상기 어댑터 모드(A)의 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)는 충분한 외부 전원이 공급되므로 전력 소비량의 제약이 없으므로, 전력 소비량이 크더라도 원하는 휘도를 가지는 것으로 적절히 선택될 수 있다.

실시예에서는 상기 발광소자들(101,102,103,201,202,203)이 적색, 녹색, 청색의 광을 발광하는 것을 중심으로 설명하지만, 상기 발광소자들은 상기 프로젝션 시스템의 설계나 화상 구현의 필요에 따라 다양한 색의 광을 발광하는 발광소자들 의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

한편, 실시예와는 달리, 상기 제1 광원부(A)와 상기 제2 광원부(B)를 포함하지 않고, 단일의 광원부만 포함하고, 상기 광원부에 포함된 발광소자들에 흐르는 전류량을 배터리 모드와 어댑터 모드에 각각 차등적으로 조절하여, 휘도나 전력 소비량을 상황에 맞게 조절할 수도 있다.

하지만, 이처럼 단일의 광원부, 즉 단일의 발광소자에 흐르는 전류량을 어댑터 모드와 배터리 모드에 따라 제1 전류 및 상기 제1 전류보다 작은 제2 전류로 차등적으로 조절하여 구동하는 경우, 실시예처럼 두 개의 광원부(A,B)를 구동하는 것에 비해 성능 및 효율이 떨어진다.

상세히 설명하면, 상기 단일의 광원부에서 사용되는 발광소자를 휘도 및 칩 면적이 큰 상기 제1,2,3 발광소자(101,102,103)와 같은 것으로 사용하면, 상기 제1 전류에 의해 구동하는 경우는 실시예의 어댑터 모드와 차이가 없지만, 상기 제2 전류에 의해 구동하는 경우 상기 발광 소자의 넓은 칩 면적에 따른 에탄듀 효율 저하로 실시예의 배터리 모드에 비해 광의 효율이 떨어지게 된다.

또한, 상기 단일의 광원부에서 사용되는 발광소자를 휘도 및 칩 면적이 작은 상기 제4,5,6 발광소자(201,202,203)와 같은 것으로 사용하면, 상기 제2 전류에 의해 구동하는 경우는 실시예의 배터리 모드와 차이가 없지만, 상기 제1 전류에 의해 구동하는 경우 상기 발광 소자의 칩 면적 및 출력가능한 휘도의 한계 때문에 실시예의 어댑터 모드에 비해 광의 효율이 떨어지게 된다.

이하, 제1 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 구성 및 작용에 대해 자세히 설명한다.

상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드 중 어느 하나가 선택된 경우, 각각 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)가 구동되게 된다. 앞에서 설명한 것처럼, 상기 어댑터 모드와 배터리 모드는 사용자에 의해 선택되거나, 상기 프로젝션 시스템이 외부 전원에 연결되어 있는지의 여부에 따라 자동으로 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제1 광원부(A)가 선택된 경우, 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)가 구동되어, 각각 적색, 녹색, 청색의 광을 발광하게 된다.

상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)에서 발광한 광은 각각 제1, 제2, 제3 콜리메이팅 렌즈(104,105,106)로 입사된다.

상기 제1, 제2, 제3 콜리메이팅 렌즈(104,105,106)는 각각 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)에서 입사된 광을 집속한다. 즉, 상기 제1, 제2, 제3 콜리메이팅 렌즈(104,105,106)는 상기 광이 외부로 누설되지 않고, 상기 프로젝션 시스템에 의해 사용될 수 있도록 집속한다.

상기 제1, 제2 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)(107,108)는 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)로부터 각각 발광된 적색, 녹색, 청색의 삼색의 광을 파장에 따라 선택적으로 투과 혹은 반사하여, 상기 삼색의 광의 진행 경로를 일치시킨다.

즉, 상기 제1 다이크로익 미러(107)는 상기 제3 발광소자(103)로부터 발광된 청색광은 투과시키고, 상기 제2 발광소자(102)로부터 발광된 녹색광은 반사시켜서 상기 제2 다이크로익 미러(108)로 입사시킨다.

상기 제2 다이크로익 미러(108)는 상기 제1 발광소자(101)로부터 발광된 적색광은 투과시키고, 상기 제1 다이크로익 미러(107)로부터 입사된 청색광 및 녹색광은 반사시켜서 결과적으로 상기 삼색의 광의 진행 경로를 일치시킨다.

상기 경로가 일치된 삼색의 광은 상기 미러(120)로 입사된다.

제2 광원부(B)가 선택된 경우, 상기 제2 광원부(B)의 작용은 상기 제1 광원부(A)의 작용과 대응되므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 미러(120)는 상기 제1 광원부(A) 또는 상기 제2 광원부(B)에서 입사된 광을 반사시켜 상기 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(109)로 제공한다. 상기 미러(120)는 상기 동작 모드에 따라 상기 제1 광원부(A) 또는 상기 제2 광원부(B)의 광이 상기 플라이아이 렌즈(109)로 제공되도록 하는 광원 선택부로 기능한다.

상기 미러(120)는 선택적으로 제1각(120a) 또는 제2각(120b)을 가지도록 회전된다. 즉, 상기 어댑터 모드가 선택되어 상기 제1 광원부(A)가 구동되는 경우에 상기 미러(120)는 제1각(120a)을 가지고, 이에 상기 제1 광원부(A)에서 입사된 광은 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되게 된다. 또한, 상기 배터리 모드가 선택되어 상기 제2 광원부(B)가 구동되는 경우에 상기 미러(120)는 제2각(120b)을 가지고, 이에 상기 제2 광원부(B)에서 입사된 광은 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되게 된다.

상기 미러(120)는 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드가 선택되는 경우에 함 께 제어되어 상기 제1각(120a) 또는 제2각(120b)을 가지도록 회전할 수 있다.

상기 플라이아이 렌즈(109)는 상기 제1 광원부(A) 및 제2 광원부(B)에서 입사된 광을 면광원화 한다. 즉, 스크린에 투사될 화상이 동일 평면 상에서 동일한 휘도를 갖도록 면광원화 한다.

상기 릴레이 렌즈(110)는 상기 플라이아이 렌즈(109)로부터 입사된 광이 확산되는 것을 방지하여 상기 광을 집속하는 역할을 한다.

상기 편광변환부(111)는 상기 릴레이 렌즈(110)로부터 입사된 광 중 제2 편광을 제1 편광으로 변환시켜 출사하는 역할을 한다.

이하, 실시예에서는 제1 편광을 P(Primary)편광, 제2 편광을 S(Secondary)편광으로 개시한다. 그러나, 프로젝션 시스템의 설계에 따라, 제1 편광이 S편광, 제2 편광이 P편광이 될 수도 있으며, 이는 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 사항이다.

상기 편광변환부(111)는 P편광만을 투과시키는, P편광판(Polarizer)일 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 편광분리기(PBS : Polarized Beam Splitter)(112)는 상기 편광변환부(111)로부터 입사된 광 중 P편광은 투과하고, S편광은 반사한다. 상기 편광분리기(112)를 투과한 P편광은 상기 액정 패널(113)로 입사된다.

상기 플라이아이 렌즈(109), 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111) 및 편광분리기(112)는 광 전달부(C)에 포함되며, 상기 광 전달부(C)는 상기 제1 광원부(A) 또는 상기 제2 광원부(B)의 출사광을 면광원화 하여 상기 액정 패널(113)에 전달한 다.

상기 액정 패널(113)은 화상 신호에 따라 영상을 생성하는 영상 생성부로 기능한다. 한편 상기 영상 생성부는 상기 액정 패널(113) 대신 DMD(Digital Micromirror Device)를 포함할 수 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 액정 패널(113)은 상기 편광분리기(112)를 투과한 광을 편광변환하고, 미리 입력된 화상 신호에 따라 선택적으로 반사하는 역할을 한다.

상기 액정 패널(113)은 반사형 액정 패널, 예를 들어 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 패널을 중심으로 설명하지만, 투과형 액정 패널일 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상세히 설명하면, 상기 액정 패널(113)은 상기 편광분리기(112)를 투과한 P편광을 S편광으로 편광변환시키고, 미리 입력된 화상 신호에 따라, 그 동작이 온/오프(On/Off) 제어되어, 선택적으로 반사한다. 그 결과, 상기 액정 패널(113)에서 반사되어 출사되는 광은 선택적으로 반사된 S편광이 된다.

상기 액정 패널(113)에 의해 선택적으로 반사된 S편광은 상기 편광분리기(112)로 다시 입사된다. 상기 편광분리기(112)는 S편광을 반사시키므로, 상기 액정 패널(113)에 의해 선택적으로 반사된 S편광은 상기 편광분리기(112)에 의해 반사되어, 상기 투사렌즈계(114)로 입사된다.

상기 투사렌즈계(114)로 입사된 상기 광은 상기 투사렌즈계(114)에 의해 확대되어 스크린에 투사된다.

상술한 것처럼, 제1 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여 부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하여, 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)를 구동하므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효율적으로 화상을 구현할 수 있다.

<제2 실시예>

도 2는 제2 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

제2 실시예에 대한 내용 중 제1 실시예의 내용과 중복되는 부분에 대해서는 생략한다.

도 2를 참조하면, 제2 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 접히거나 펼쳐질 수 있으며, 상기 제1 광원부(A)에서 입사되는 광을 반사시키는 미러(120), 상기 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(109), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(110), 상기 광의 편광의 방향을 변환시키는 편광변환부(111), P편광은 투과시키고, S편광은 반사시키는 편광분리기(112), 입사된 광을 편광 변환시키면서, 입력된 화상 신호에 의해 선택적으로 반사시키는 액정 패널(113), 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(114)를 포함한다.

상기 제1 광원부(A) 및 상기 제2 광원부(B)의 구성, 작용 및 효과는 제1 실시예와 같으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드 중 어느 하나가 선택된 경우, 각각 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)가 구동되게 된다. 상기 어댑터 모드와 배터리 모드는 사용자에 의해 선택되거나, 상기 프로젝션 시스템이 외부 전원에 연결되어 있는지의 여부에 따라 자동으로 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 미러(120)는 상기 프로젝션 시스템에 대해 상기 어댑터 모드가 선택된 경우와 상기 배터리 모드가 선택된 경우에 회전되어 각각 제1각(120a) 또는 제2각(120b)을 갖는다. 이에, 상기 미러(120)는 상기 동작 모드에 따라 상기 제1 광원부(A) 또는 상기 제2 광원부(B)의 광이 상기 플라이아이 렌즈(109)로 제공되도록 하는 광원 선택부로 기능한다.

상세히 설명하면, 상기 어댑터 모드가 선택되어 상기 제1 광원부(A)가 구동되는 경우, 상기 미러(120)는 제1각(120a)으로 동작한다. 따라서, 상기 제1 광원부(A)로부터 입사되는 광은 상기 미러(120)에 의해 반사되어 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사된다.

상기 배터리 모드가 선택되어 상기 제2 광원부(B)가 구동되는 경우, 상기 미러(120)는 제2각(120b)으로 동작한다. 따라서, 상기 제2 광원부(B)로부터 입사되는 광은 상기 미러(120)에 의해 반사되지 않고, 상기 플라이아이 렌즈(109)로 직접 입사된다.

상기 미러(120)는 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드가 선택되는 경우에 함께 제어되어 상기 제1각(120a) 또는 제2각(120b)을 가지도록 회전할 수 있다.

이후, 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 발광된 광은 상기 플라이아이 렌즈(109), 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111), 편광분리기(112), 액정 패 널(113),투사렌즈계(114)를 거쳐 화상을 스크린에 구현한다.

상기 플라이아이 렌즈(109), 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111), 편광분리기(112)는 광 전달부(C)로 기능하며, 상기 액정 패널(113)은 영상 생성부로 기능한다.

상술한 것처럼, 제2 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하여, 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)를 구동하므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효율적으로 화상을 구현할 수 있다.

<제3 실시예>

도 3은 제3 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

제3 실시예에 대한 내용 중 제1 실시예의 내용과 중복되는 부분에 대해서는 생략한다.

도 3을 참조하면, 제3 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(109), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(110), 상기 광의 편광의 방향을 변환시키는 편광변환부(111), P편광은 투과시키고, S편광은 반사시키는 편광분리기(112), 입사된 광을 편광 변환시키면서, 입력된 화상 신호에 의해 선택적으로 반사시키는 액정 패 널(113), 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(114)를 포함한다.

한편, 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드 중 어느 하나가 선택되면, 상기 제1 광원부(A) 및/또는 제2 광원부(B)는 출사광이 상기 광경로축(P)을 따라 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되도록 이동하게 된다.

상세히 설명하면, 상기 어댑터 모드가 선택된 경우, 상기 제1 광원부(A)는 제1 방향(S1)으로 이동하여, 상기 제1 광원부(A)의 출사광이 상기 광경로축(P)을 따라 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되도록 한다. 즉, 상기 제1 광원부(A)의 제2 다이크로익 미러(108)에서 투과 또는 반사되는 광이 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되도록, 상기 제1 광원부(A)가 이동하게 되는 것이다.

또한, 상기 배터리 모드가 선택된 경우, 상기 제2 광원부(B)는 제2 방향(S2)으로 이동하여, 상기 제2 광원부(B)의 출사광이 상기 광경로축(P)을 따라 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되도록 한다. 즉, 상기 제2 광원부(B)의 제2 다이크로익 미러(208)에서 투과 또는 반사되는 광이 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사되도록, 상기 제2 광원부(B)가 이동하게 되는 것이다.

한편 상기 제1 광원부(A) 및 제2 광원부(B)는 상기 어댑터 모드 또는 상기 배터리 모드에 따라 제1 방향(S1) 또는 제2 방향(S2)으로 함께 이동할 수도 있으며, 구체적인 이동 방법은 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B)는 각각 스테핑 모터 구동에 의해 이동될 수 있다.

상기 프로젝션 시스템은 상기 제1 광원부(A) 및 제2 광원부(B)의 이동 방향(S1,S2)이 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드가 선택되는 경우에 함께 제어되도록 설계될 수 있다.

이후, 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 출사된 광은 상기 플라이아이 렌즈(109), 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111), 편광분리기(112), 액정 패널(113),투사렌즈계(114)를 거쳐 화상을 스크린에 구현한다.

상술한 것처럼, 제3 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하며, 이에 따라 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)가 이동하여 선택적으로 구동되므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효율적으로 화상을 구현할 수 있다.

<제4 실시예>

도 4는 제4 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

제4 실시예에 대한 내용 중 제1 실시예의 내용과 중복되는 부분에 대해서는 생략한다.

도 4를 참조하면, 제4 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광을 반사 또는 투과하여 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광의 경로를 일치시키는 제1 미러(107) 및 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109), 상기 제2 다이크로익 미러(109)로부터 입사되는 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(111), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(112), 상기 광의 편광의 방향을 변환시키는 편광변환부(113), P편광은 투과시키고, S편광은 반사시키는 편광분리기(114), 입사된 광을 편광 변환시키면서, 입력된 화상 신호에 의해 선택적으로 반사시키는 액정 패널(115), 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(116)를 포함한다.

상기 제1 광원부(A)는 적색광을 발광하는 제1 발광소자(101), 녹색광을 발광하는 제2 발광소자(102), 청색광을 발광하는 제3 발광소자(103), 상기 제1, 제2, 제3 발광소자(101,102,103)에서 발광된 삼색의 광을 각각 집속하는 제1, 제2, 제3 콜리메이팅 렌즈(104,105,106)를 포함한다.

상기 제2 광원부(B)는 적색광을 발광하는 제4 발광소자(201), 녹색광을 발광하는 제5 발광소자(202), 청색광을 발광하는 제6 발광소자(203), 상기 제4, 제5, 제6 발광소자(201,202,203)에서 발광된 삼색의 광을 각각 집속하는 제4, 제5, 제6 콜리메이팅 렌즈(204,205,206)를 포함한다.

상기 제1 광원부(A)와 상기 제2 광원부(B)는 각각 어댑터(Adapter) 모드와 배터리(Battery) 모드에서 구동된다. 상기 어댑터 모드와 배터리 모드는 사용자에 의해 선택되거나, 상기 프로젝션 시스템이 외부 전원에 연결되어 있는지의 여부에 따라 자동으로 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 어댑터 모드가 선택된 경우, 상기 제1 광원부(A)가 구동되게 되며, 상기 제1 광원부(A)에서 출사된 광은 상기 제1 미러(107) 및 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)로 입사될 수 있다.

이때, 상기 제1 미러(107)는 제1각(107A)을 가지며, 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)도 제1각(108A,109A)을 가지게 된다.

따라서, 상기 제3 발광소자(103)에서 발광된 청색광은 상기 제1 미러(107)에 의해 반사되고, 상기 제1, 제2 발광소자(101,102)에서 각각 발광된 적색광 및 녹색광 및 상기 제1 미러(107)로부터 반사된 청색광은 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)에 의해 선택적으로 투과 또는 반사되어 적색광, 녹색광, 청색광의 삼색의 광의 경로가 일치되면서 제2 미러(110)로 입사될 수 있다.

상기 배터리 모드가 선택된 경우, 상기 제2 광원부(B)가 구동되게 되며, 상기 제2 광원부(B)에서 출사된 광은 상기 제1 미러(107) 및 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)로 입사될 수 있다.

이때, 상기 제1 미러(107)는 제2각(107B)을 가지며, 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)도 제2각(108B,109B)을 가지게 된다.

따라서, 상기 제6 발광소자(203)에서 발광된 청색광은 상기 제1 미러(107)에 의해 반사되고, 상기 제4, 제5 발광소자(201,202)에서 각각 발광된 적색광 및 녹색광 및 상기 제1 미러(107)로부터 반사된 청색광은 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)에 의해 선택적으로 투과 또는 반사되어 적색광, 녹색광, 청색광의 삼색의 광의 경로가 일치되면서 상기 제2 미러(110)로 입사될 수 있다.

즉, 상기 제1 미러(107) 및 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)는 상기 동작 모드에 따라 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)의 광이 상기 플라이아이 렌즈(109)로 제공되도록 하는 광원 선택부로 기능한다.

상기 제1 미러(107)의 각도(107A,107B) 및 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)의 각도(108A,108B,109A,109B)는 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드가 선택되는 경우에 함께 제어될 수 있다.

상기 제2 미러(110)는 상기 제2 다이크로익 미러(109)로부터 입사된 광을 상기 플라이아이 렌즈(111)로 반사시킬 수 있다. 다만, 상기 제2 미러(110)는 상기 프로젝션 시스템의 설계에 따라 포함되지 않을 수 있다.

이후, 상기 제2 미러(110)에서 반사된 광은 상기 플라이아이 렌즈(109), 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111), 편광분리기(112), 액정 패널(113), 투사렌즈계(114)를 거쳐 화상을 스크린에 구현한다.

상술한 것처럼, 제4 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하며, 이에 따라 제1 미러(107) 및 제1, 제2 다이크로익 미러(108,109)의 각도와 상기 제1 광원부(A) 및 제2 광원부(B)의 구동 여부가 선택적으로 결정되므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효율적으로 화상을 구현할 수 있다.

<제5 실시예>

도 5는 제5 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

제5 실시예에 대한 내용 중 제1 실시예의 내용과 중복되는 부분에 대해서는 생략한다.

도 5를 참조하면, 제5 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광을 반사 또는 투과하여 광의 경로를 일치시키는 제1, 제2 다이크로익 미러(107,108), 상기 제2 다이크로익 미러(108)로부터 입사되는 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(109), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(110), 상기 광의 편광의 방향을 변환시키는 편광변환부(111), P편광은 투과시키고, S편광은 반사시키는 편광분리기(112), 입사된 광을 편광 변환시키면서, 입력된 화상 신호에 의해 선택적으로 반사시키는 액정 패널(113), 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(114)를 포함한다.

상기 어댑터 모드가 선택된 경우, 상기 제1 광원부(A)는 출사광이 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(107,108)에 입사되도록 이동한다.

즉, 상기 어댑터 모드가 선택된 경우, 상기 제1 광원부(A)는 제1 발광소자(101)에서 발광된 광이 상기 제2 다이크로익 미러(108)에 입사되고, 상기 제2, 제3 발광소자(102,103)에서 발광된 광이 상기 제1 다이크로익 미러(107)에 입사되 도록 이동하게 된다.

마찬가지로, 상기 배터리 모드가 선택된 경우, 상기 제2 광원부(B)는 출사광이 상기 제1, 제2 다이크로익 미러(107,108)에 입사되도록 이동한다.

한편 상기 제1, 제2 광원부(A,B)는 함께 이동하거나, 각각 별개로 이동할 수도 있다. 이처럼 상기 제1 발광부(A) 및 제2 발광부(B)는 상기 어댑터 모드 또는 배터리 모드가 선택되는 경우에 함께 제어되어 이동되도록 설계될 수 있다.

상기 제1, 제2 다이크로익 미러(107,108)로 입사된 광은 선택적으로 투과 또는 반사되어, 적색, 녹색, 청색의 삼색의 광이 경로가 일치되어 상기 플라이아이 렌즈(109)로 입사된다.

이후, 상기 플라이아이 렌즈(109)에 입사된 광은 릴레이 렌즈(110), 편광변환부(111), 편광분리기(112), 액정 패널(113), 투사렌즈계(114)를 거쳐 화상을 스크린에 구현한다.

상술한 것처럼, 제5 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하며, 이에 따라 상기 제1 광원부(A) 및 제2 광원부(B)가 이동하고 구동되므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효율적으로 화상을 구현할 수 있다.

<제6 실시예>

도 6은 제6 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면이다.

제6 실시예에 대한 내용 중 제1 실시예의 내용과 중복되는 부분에 대해서는 생략한다.

도 6을 참조하면, 제6 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 동작 모드에 따라 선택적으로 구동되어 프로젝션 시스템의 광원으로 작용하는 제1 광원부(A)와 제2 광원부(B), 상기 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)에서 입사되는 광을 반사시키는 제1 미러(320), 상기 광의 휘도를 화상의 전체 영역에 균등하게 면광원화 시키는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)(309), 상기 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(310), 상기 광을 DMD(312)로 반사시키는 제2 미러(311), 입사된 광을 온/오프 신호에 따라 미세구동거울의 반사각을 조절함으로써 투사렌즈계(313)로 선택적으로 반사시키는 DMD(312), 상기 DMD(312)로부터 입사된 광을 스크린에 확대하여 투사시키는 투사렌즈계(313)를 포함한다.

상기 제1 광원부(A), 제2 광원부(B), 제1 미러(320), 플라이아이 렌즈(309), 릴레이 렌즈(310)의 구성, 작용 및 효과는 제1 실시예와 같으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 플라이아이 렌즈(309) 및 상기 릴레이 렌즈(310)는 광 전달부(C)로 기능하게 된다.

상기 릴레이 렌즈(310)로부터 입사되는 광은 영상 생성부로 입사되게 되며, 상기 영상 생성부는 제2 미러(311), DMD(312)를 포함할 수 있다. 다만, 상기 영상 생성부는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기 제2 미러(311)는 상기 릴레이 렌즈(310)로부터 입사된 광을 상기 DMD(312)를 향해 반사시킨다.

상기 DMD(312)는 상기 제2 미러(311)로부터 입사되는 광을 온/오프 신호에 따라 미세구동거울의 반사각을 조절하여, 상기 투사렌즈계(313)로 선택적으로 반사시킨다.

상세히 설명하면, 상기 DMD(312)는 반사각이 조절 가능한 상기 미세구동거울이 다수개, 예를 들어 수십만개 집적되는 구조로서, 상기 미세구동거울은 각 화소에 대응되어 반사각이 조절될 수 있다. 즉, 상기 미세구동거울은 각 화소에 입력되는 온/오프 신호에 따라 반사각이 조절되게 되며, 상기 반사각에 따라 광은 상기 투사렌즈계(313)로 선택적으로 반사되게 된다.

상기 DMD(312)에 의해 상기 투사렌즈계(313)로 입사된 광은 확대되어 스크린에 투사된다.

이처럼, 제6 실시예에서는 제1 실시예와는 달리 상기 영상 생성부에 대해 액정 패널 대신 상기 DMD(312)를 이용하여 화상을 구현하였으며, 이에 대해서는 이 밖에도 다양한 변형이 가능할 것이다. 또한, 상기 영상 생성부에 상기 DMD(312)를 사용하여 제2, 제3, 제4, 제5 실시예에도 적용할 수 있을 것이다.

상술한 것처럼, 제6 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 외부 전원의 공급 여부 등의 상황에 따라 상기 어댑터 모드와 배터리 모드를 선택하여, 제1 광원부(A) 또는 제2 광원부(B)를 구동하므로, 상황에 맞는 휘도 및 구동 시간을 가지도록 효 율적으로 화상을 구현할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 6은 실시예들에 따른 프로젝션 시스템을 나타내는 도면이다.

Claims

동작 모드에 따라 선택적으로 구동되는 제1 광원부 및 제2 광원부;

상기 제1 광원부 또는 상기 제2 광원부의 출사광을 면광원화 하여 전달하는 광 전달부;

상기 광 전달부에서 전달된 광을 이용하여 화상 신호에 따라 영상을 생성하는 영상 생성부; 및

상기 영상 생성부에서 생성된 영상을 확대하여 투사하는 투사렌즈계를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 동작 모드는 어댑터 모드와 배터리 모드를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 동작 모드에 따라 상기 제1 광원부 또는 제2 광원부의 광이 상기 광 전달부로 제공되도록 하는 광원 선택부를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 3항에 있어서,

상기 광원 선택부는 미러를 포함하고,

상기 미러는 제1 광원부가 구동되는 경우에는 제1각을 가지며,

상기 제2 광원부가 구동되는 경우에는 제2각을 가져서,

상기 제1 광원부 또는 제2 광원부로부터 입사되는 광을 상기 광 전달부로 제공하는 프로젝션 시스템.
제 3항에 있어서,

상기 광원 선택부는 미러 및 다이크로익 미러를 포함하고,

상기 미러 및 다이크로익 미러는 제1 광원부가 구동되는 경우에는 제1각을 가지며,

상기 제2 광원부가 구동되는 경우에는 제2각을 가져서,

상기 제1 광원부 또는 제2 광원부로부터 입사되는 광의 경로를 일치시키며 상기 광 전달부로 제공하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제1 광원부가 구동되는 경우, 상기 제1 광원부는 제1 방향으로 이동하여 상기 제1 광원부의 출사광이 상기 광 전달부로 제공되도록 하며,

상기 제2 광원부가 구동되는 경우, 상기 제2 광원부는 제2 방향으로 이동하여 상기 제2 광원부의 출사광이 상기 광 전달부로 제공되도록 하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 영상 생성부는 액정 패널을 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 영상 생성부는 DMD(Digital Micromirror Device)를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제1 광원부는 제1 전력을 사용하고, 상기 제2 광원부는 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 사용하는 프로젝션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제1 광원부는 적색, 녹색, 청색의 삼색의 광을 각각 발광하는 제1 발광소자, 제2 발광소자, 제3 발광소자를 포함하며,

상기 제2 광원부는 적색, 녹색, 청색의 삼색의 광을 각각 발광하는 제4 발광소자, 제5 발광소자, 제6 발광소자를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서,

상기 광 전달부는,

상기 제1 광원부 또는 제2 광원부로부터 제공된 광을 면광원화 하는 플라이아이 렌즈;

상기 플라이아이 렌즈로부터 입사된 광 중 제2 편광을 제1 편광으로 변환시키는 편광변환부; 및

상기 편광변환부로부터 입사된 광 중 제1 편광은 투과하고, 투과하지 못한 광은 반사하는 편광분리기를 포함하는 프로젝션 시스템.
제 1항 또는 제 8항에 있어서,

상기 광 전달부는,

상기 제1 광원부 또는 제2 광원부로부터 제공된 광을 면광원화 하는 플라이아이 렌즈를 포함하는 프로젝션 시스템.