KR100648929B1 - Laser projector - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 레이저 프로젝터에 대한 구성도,1 is a block diagram of a conventional laser projector,
도 2는 도 1의 사시도,2 is a perspective view of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 프로젝터에 대한 구성도,3 is a block diagram of a laser projector according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 다른 레이저 프로젝터에 대한 다른 구성도이다.4 is another configuration diagram of another laser projector according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300 ... 레이저 프로젝터100, 200, 300 ... laser projector
101 ... 케이스101 ... Case
110, 210, 310 ... 광원110, 210, 310 ... light source
202, 302 ... 윈도우 덮개(window lid)202, 302 ... window lid
220 ... 미러220 ... mirror
120, 320 ... 다이크로익 미러(dichroic mirror)120, 320 ... dichroic mirror
130, 230, 330 ... 마이크로 스캐너130, 230, 330 ... micro scanner
250, 350 ...스크린250, 350 ... screen
본 발명은 레이저 프로젝터(laser projector)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰(celluler phone)에 적용이 가능하도록 광원과 마이크로 스캐너(micro scanner)를 하나의 기판 위에 패키징(packaging)한 레이저 프로젝터에 관한 것이다. The present invention relates to a laser projector, and more particularly, to a laser projector packaged with a light source and a micro scanner on a single substrate so as to be applicable to a cellular phone. .
프로젝터, 프로젝션 시스템(projection system) 등은 입력받은 영상신호를 스크린(screen)에 투영시켜 화상을 보여주는 디스플레이 장치이다. 이러한 디스플레이 장치는 주로 회의실의 프리젠테이션(presentation), 극장의 영사기, 가정의 홈시어터(home theater) 등을 구현하는데 이용된다. 최근의 프로젝터는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD)가 대부분이며, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)이 사용되기도 한다. A projector, a projection system, and the like are display devices that display an image by projecting an input image signal onto a screen. Such a display device is mainly used to implement a presentation of a conference room, a projector of a theater, a home theater of a home, and the like. Modern projectors are mostly liquid crystal displays (LCDs), and cathode ray tubes (CRTs) are also used.
종래에는 대형화면을 구현하기 위해 LCD 및 CRT에 나타나는 영상을 렌즈로 확대한 후, 스크린에 투사하는 방법을 사용하였다. 그러나 이런 방법은 단지 영상만 확대될 뿐 선명한 화질을 제공하지 못한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 현재는 DMD 패널(Digital Micro-mirror Device Pannel) 및 레이저 등을 이용한 프로젝터가 이용되고 있다. Conventionally, in order to realize a large screen, a method of enlarging an image appearing on an LCD and a CRT with a lens and then projecting on a screen is used. However, this method only enlarges the image and does not provide clear image quality. In order to solve these problems, a projector using a DMD panel (Digital Micro-mirror Device Pannel) and a laser is currently used.
DMD는 해상도에 따라 상응하는 수만큼의 마이크로 미러(micro-mirror)를 가지고 있다. 이 마이크로 미러는 입력되는 신호에 따라 빛의 반사를 제어한다. DMD란 간단히 말해 미세구동거울을 이용한 반도체 광스위치이다. DMD는 디지털 방식이므로 색 재현성이 좋으며 명암비가 높다. 또한, DMD는 편광필터에 의해 발생하는 빛의 손실이 없기 때문에 매우 높은 광출력을 얻을 수 있다. DMD has a corresponding number of micro-mirrors depending on the resolution. This micromirror controls the reflection of light according to the incoming signal. DMD is simply a semiconductor optical switch using a micro-drive mirror. DMD is digital, so color reproduction is high and contrast ratio is high. In addition, since the DMD has no loss of light generated by the polarization filter, very high light output can be obtained.
상기 DMD 패널에 광원으로 사용되는 레이저는 단색성, 지향성 및 집광성이 좋으며, 휘도가 높아 프로젝터에는 유용한 광원이라 할 수 있다. 따라서, 레이저에 의해 영상정보를 전송하면 대형화면에서도 고휘도의 선명한 영상을 구현할 수 있다. 이러한 기술에 힘입어 레이저 프로젝터의 크기도 대폭 축소되어 현재는 휴대하기 간편한 레이저 프로젝터가 개발되었다. The laser used as a light source for the DMD panel has good monochromaticity, directivity, and light condensation, and is a useful light source for a projector due to its high brightness. Therefore, when the image information is transmitted by the laser, it is possible to realize a clear image of high brightness even on a large screen. Thanks to this technology, the size of the laser projector has also been significantly reduced, making it easy to carry a laser projector.
도 1은 그러한 종래의 레이저 프로젝터의 기본적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 상기 프로젝터(100)는 일종의 포켓 이미저(pocket imager)로서 크기가 50×80×35mm 정도로 휴대할 수 있을 정도이다. 이러한 레이저 프로젝터(100)는 반투명한 케이스(translucent case, 101) 내에, 복수의 단색광을 방출하는 광원부(light source part, 110), 상기 광원부(110)로부터 방출된 레이저 빔을 분리하는 다이크로익 미러(dichroic mirror, 120) 및 상기 레이저 빔을 스캔하며 반사하는 마이크로 스캐너(130)를 포함한다. 상기 스캐너(130)에서 스캔된 영상빔은 투명한 케이스 윈도우(transparent case window, 102)를 통하여 미도시된 스크린(screen)에 영상을 구현한다. 이러한 레이저 프로젝터(100)는 상기 마이크로 스캐너(130)에 의해 R·G·B 레이저 빔에 대한 응답속도를 신속히 처리할 수 있기 때문에 양질의 컬러 영상을 구현할 수 있다. 1 is a view showing the basic configuration of such a conventional laser projector. Referring to FIG. 1, the
그러나 상기 종래의 레이저 프로젝터(100)는 장치의 구성이 다소 복잡하며 부피도 여전히 크다. 예컨대, 도 1과 같은 통상적인 레이저 프로젝터(100)에서, 상기 광원부(110)는 R(Red), G(Green), B(Blue) 레이저 빔을 방출하는 복수의 광원(111, 112, 113)과, 이 복수의 광원에 각각의 전원을 공급하는 전원부(111a, 112a, 113a) 등으로 구성되기 때문에, 각 광원(111, 112, 113)마다 전원부(111a, 112a, 113a) 등이 따로 설치되어, 케이스(101)의 PCB(103)에 장착된다. 이외에도 상기 케이스(101) 내에는 필수적으로 방열판(heat sink, 104), 레이저 빔을 집속하는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens, 140), 슬릿(slit, 150)과 반사경(151), 및 스크린에 투과시키는 투사렌즈(170) 등이 추가로 장착되어 있다. 따라서 기존의 레이저 프로젝터와 같은 구조로는 더 이상 프로젝터의 크기를 축소하는데에 무리가 따를 수밖에 없다.However, the
본 발명은 상기 종래의 레이저 프로젝터와는 달리, 광원과 마이크로 스캐너를 하나의 패키지(package)로 구성함으로써, 기존의 레이저 프로젝터에 비하여 매우 작고 휴대폰 등에도 적용 가능한 레이저 프로젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention, unlike the conventional laser projector, by configuring the light source and the micro scanner in a package (package), compared to the conventional laser projector is an object to provide a laser projector that can be applied to mobile phones and the like.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 레이저 프로젝터는, 기판; 상기 기판 위에 실장되며 레이저 빔을 방출하는 광원; 상기 광원으로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하도록 하부 표면에 반사면이 마련되고 상기 기판과 더불어 소정의 내부 공간을 형성하는 윈도우 덮개(window lid); 및 상기 반사면에서 반사된 레이저 빔이 상기 윈도우 덮개를 통과하도록 스캐닝하며 상기 기판 위에 실장된 마이크로 스캐너를 포함한다. Laser projector according to the present invention for achieving the above object, the substrate; A light source mounted on the substrate and emitting a laser beam; A window lid provided with a reflecting surface on a lower surface thereof to reflect the laser beam emitted from the light source and forming a predetermined internal space together with the substrate; And a micro scanner mounted on the substrate and scanning the laser beam reflected from the reflective surface to pass through the window cover.
상기 기판은 메탈기판(metal board), 플라스틱 기판(plastic board), 또는 세라믹 기판(ceramic board) 중 하나일 수 있다. The substrate may be one of a metal board, a plastic board, or a ceramic board.
상기 기판은 윗면이 경사진 스페이서(spacer)가 형성되는 것이 좋다. 이로 인하여, 상기 스페이서의 윗면에 광원을 장착하여 레이저 빔을 경사지게 보낼 수 있다. The substrate may be formed with a spacer having an inclined top surface. For this reason, a light source may be mounted on the upper surface of the spacer to incline the laser beam.
상기 광원은 그 광원을 구동하기 위한 전원부가 상기 프로젝터의 내부 공간 밖에 마련되는 것이 바람직하다. 이로 인하여 상기 광원을 하나의 칩 크기로 패키징할 수 있다. Preferably, the light source includes a power supply for driving the light source outside the internal space of the projector. This allows the light source to be packaged into one chip size.
상기 광원은 레이저 다이오드 또는 수직공진 표면발광레이저(vertical external cavity surface emitting laser; VECSEL)일 수 있다. The light source may be a laser diode or a vertical external cavity surface emitting laser (VECSEL).
상기 윈도우 덮개는 하부 표면의 일부가 금속 코팅되어 반사면이 형성되며, 상기 반사면 이외의 부분은 무반사 코팅(Anti-Reflective coating)될 수 있다.The window cover may have a metal coating on a portion of a lower surface thereof to form a reflective surface, and portions other than the reflective surface may be anti-reflective coating.
상기 반사면은 소정의 곡면을 형성하는 것이 바람직하다. It is preferable that the reflective surface forms a predetermined curved surface.
상기 반사면은 다이크로익 미러일 수도 있다. 이 경우 상기 프로젝터의 내부 공간에 프리즘(prism)이 추가로 설치될 필요가 있다. The reflective surface may be a dichroic mirror. In this case, a prism needs to be additionally installed in the internal space of the projector.
상기 윈도우 덮개는 투명한 글라스가 바람직하다. The window cover is preferably transparent glass.
상기 기판은 하부에 방열판이 더 설치되는 것이 바람직하다. It is preferable that the heat sink is further installed on the substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 프로젝터에 대한 구성도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터(200)는, 하나의 기판(203) 위에 광원(210) 및 마이크로 스캐너(230)가 실장되며 이들 각 부품들이 윈도우 덮개(202)로 접합되어 하나의 패키지로 구성된다. 3 is a block diagram of a laser projector according to the present invention. Referring to the drawings, in the
상기 기판은 메탈기판(metal board), 플라스틱 기판(plastic board), 또는 세라믹 기판(ceramic board)일 수 있으나, 메탈기판이 가장 좋다. 상기 기판의 하부에는 각 부품들로부터 발생하는 열을 방출하도록 방열판이 더 설치되는 것이 바람직하다. The substrate may be a metal board, a plastic board, or a ceramic board, but a metal board is best. A heat sink may be further installed below the substrate to dissipate heat generated from the components.
상기 광원(210)은 프로젝터 패키지를 제조할 수 있도록 광원의 발광원만을 상기 기판 위에 실장하고, 다른 나머지 부분, 예컨대 광원의 전원부 등은 상기 기판 외부에 설치하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 상기 전원부는 다른 전자기기의 전원을 이용하는 것이다. 예컨대 상기 레이저 프로젝터 패키지를 휴대폰에 장착하는 경우 휴대폰 전원을 이용할 수 있다. The
상기 광원(210)은 기판 위의 스페이서(203a)에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 스페이서(203a)의 윗면(203b)은 경사져 있다. 따라서, 광원(210)에서 레이저 빔을 경사지게 보낼 수 있기 때문에 각 부품들을 패키징하는 경우 내부공간 확보 측면에서도 유리하다.The
상기 레이저 프로젝터에서는 패키지 내에 광원(210)의 발광원으로서 레이저 다이오드(211, 212, 213)가 실장되어 있다. 이 경우 상기 광원은 외부 전원에 의해 구동되어 상기 패키지 내에서 R·G·B 레이저 빔을 방출한다. In the laser projector,
상기 방출되는 레이저 빔을 반사하도록 윈도우 덮개(202)의 하부 표면에 반사면(220)이 마련된다. 상기 반사면(220)은 상기 윈도우 덮개(202)의 하부 표면의 일부를 금속코팅하여 형성할 수 있다. 상기 반사면을 제외한 부분은 무반사 코팅(Anti-Refraction coating)되는 것이 바람직하다. 상기 반사면은 마이크로 스캐너(230)에 레이저 빔이 스캔 되도록 소정의 곡면을 형성하는 것이 바람직하다. A
마이크로 스캐너(230)에서는 마이크로 미러(231)로부터 반사된 영상 레이저 빔이 윈도우 덮개(202)를 통해 스크린(250)에 투사되어 영상을 구현한다. 상기 윈도우 덮개는 투명한 글라스가 바람직하다. In the
한편, 도 3의 레이저 프로젝터에서는 광원(210)으로서 레이저 다이오드(211, 212, 213)를 사용하고 있으나, 도 4와 같이 본 발명의 다른 레이저 프로젝터(300)에서는 광원(310)으로서 수직공진 표면발광레이저(VECSEL, 311, 312, 313)를 선택할 수도 있다. 이때, 도 4 광원의 나머지 전원부(314) 등은 연결단자(315, 315)에 의해 상기 패키지 외부에 배치되거나 다른 전원을 이용하도록 구성될 수 있다. 이로 인하여 상기 광원을 하나의 칩 크기로 패키징할 수 있다. Meanwhile, in the laser projector of FIG. 3,
도 4의 프로젝터(200)에서는 반사면(220) 대신에 다이크로익 미러(321, 322, 323)를 적용한다. 이 경우 상기 미러(320)로부터 반사된 레이저 빔을 마이크로 스캐너(330)로 보내기 위하여 상기 내부 공간(305)에는 프리즘(306)이 추가로 설치될 필요가 있다. In the
상기 마이크로 스캐너(330)에 의해 스캔된 영상 레이저 빔은 스크린(350)에 투사되어 영상을 구현한다. The image laser beam scanned by the
물론 본 발명의 레이저 프로젝터는 도 3과 도 4와 같은 레이저 프로젝터에만 한정되는 것이 아니라, 상기 각 부품들을 서로 조합하여 다르게 구성하는 것도 가 능하다. 예컨대, 도 3의 레이저 프로젝터(200)에서 윈도우 덮개의 하부 표면에 형성되는 반사면(220)을 도 4에도 적용할 수 있을 것이다.Of course, the laser projector of the present invention is not limited to the laser projector as shown in FIGS. 3 and 4, but may be configured differently by combining the components. For example, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터는, 종래의 레이저 프로젝터와는 달리, 광원과 마이크로 스캐너를 하나의 패키지로 구성함으로써, 종래의 레이저 프로젝터에 비하여 매우 작은 레이저 프로젝터를 제공할 수 있다. 이러한 레이저 프로젝터는 향후 휴대폰 등에도 적용 가능하다. As described above, the laser projector according to the present invention, unlike the conventional laser projector, by configuring the light source and the micro scanner in one package, it is possible to provide a very small laser projector compared to the conventional laser projector. Such a laser projector can be applied to a mobile phone in the future.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made by those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
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