KR100703074B1 - 틸팅부재와 이를 갖는 틸팅 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

틸팅부재와 이를 갖는 틸팅 엑츄에이터가 제공된다.

본 발명은 소정의 내부공간을 갖는 고정체; 상기 고정체에 회전가능하게 지지되는 축을 양단에 갖추고, 상부면에 영상반사체를 갖추어 상기 축을 중심으로 틸팅운동을 하는 반사체 홀더; 및 상기 반사체홀더에 연결되어 자기장과 전기장의 상호작용에 의해 수직방향의 외력을 상기 반사체홀더에 인가하는 틸팅구동부; 를 포함한다.

본 발명에 의하면, 영상반사체를 소음 및 진동발생없이 틸팅구동시킬 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 단품에 대한 성능차이가 없는 균일한 틸팅특성을 얻을 수 있다.

영상반사체, 틸팅 엑츄에이터, 고정체, 반사체홀더, 틸팅구동부

Description

틸팅부재와 이를 갖는 틸팅 엑츄에이터{A Tilting Member and Tilting Actuator Having The Same}

도 1은 본 발명에 따른 틸팅부재를 도시한 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터를 도시한 전체사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터의 고정체만을 부분절개하여 하부에서 바라본 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터의 고정체만을 부분절개하여 상부에서 바라본 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 고정체를 도시한 평면도이다.도 6은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 반사체홀더를 도시한 것으로써,

삭제

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(a)는 평면도이고,

(b)는 정면도이며,

(c)는 측면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 홀더샤프트의 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 판스프링의 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 자계부를 도시한 것으로써,

(a)는 요크의 사시도이고,

(b)는 마그네트의 사시도이며,

(c)는 상부요크의 사시도이다.

도 10은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 채용되는 코일부의 사시도이다.

도 11(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터에 의해 틸딩되어 스크린에 표시되는 영상을 도시한 개략도이다.

도 12는 디지털반사미러부를 채용한 대형 영상기기를 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 고정체 112,119 : 제 1,2내부단턱

113 : 축지지부 114 : 축홈

120 : 반사체홀더 121 : 반사체지지부

124 : 수평축 125 : 축이탈방지부

126 : 하부돌출부 127 : 접촉홈

130 : 홀더샤프트 131: 원통부재

140 : 틸팅구동부 140a : 자계부

141 : 요크 142 : 자석부재

140b : 코일부 145 : 코일축

150 : 전원공급부 170 : 수평조정부

본 발명은 DLP방식을 채용하는 영상기기에 구비되는 영상반사체를 틸팅시키는 엑츄에이터에 관한 것으로, 전기장과 자기장간의 상호작용에 의해서 발생되는 외력에 의해 영상반사체를 소음및 진동발생없이 틸팅구동시킬 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 단품에 대한 성능차이가 없는 균일한 틸팅특성을 갖는 DLP 영상기기의 영상반사체 틸팅 엑츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 디엘피(DLP : Digital Light Processing) 영상기기는 일반 엘시디(LCD:Liquid Crystal Display)영상기기의 단점인 픽셀의 모자이크 현상을 제거함으로써 원색 재현능력을 향상시킨 것으로, 사업, 교육 및 광고와 같은 프리젠테이션이나, 또는 영화와 같은 엔터테이먼트 등의 분야에서 고휘도로 선명한 대형 컬러영상을 얻을 수 있게 된다.

이러한 디엘피 영상기기는 도 12에 도시한 바와 같이, 광원인 램프(10)와, 상기 램프(10)에서 발광된 빔을 집속하여 조사하는 집광렌즈(20)와, 상기 집광렌즈(20)에서 집속된 백색광을 레드(R), 그린(G)및 블루(B)칼라로 색을 분리하여 각 프레임당 1/3씩 조명하는 칼라휠(30)과, 상기 칼라휠(30)에서 발광하는 색상 별 발산광을 평행하게 조사하는 시준렌즈(40)와, 상기 시준렌즈(40)에서 집속된 색상별 광의 화소별 반사각을 조절하여 영상을 형성하는 디지털 반사부(DMD:Digital Mirror Device)(50)와, 상기 디지털 반사부(50)에 의해 형성된 영상을 스크린(S)에 대화면으로 투사하는 투사렌즈(60)를 포함하여 구성된다.

상기 디지털 반사부(50)에는 실리콘웨이퍼상에 하나의 픽셀구조를 담당하도록 미세한 크기를 갖는 복수의 마이크로 반사체(미도시)를 이차원적으로 구비하며, 상기 마이크로 반사체는 제어기에 의해 디지털 반사부(50)에 제공되는 디지털 정보에 따라 개별적으로 매우 빠른 속도로 틸팅운동되면서 입사된 광의 경로를 2가지 상태(온(on)/오프(off))로 전환시키게 된다.

그리고, 상기 디지털 반사부(50)에 개별적으로 각각 제어된 픽셀은 투사렌즈를 통하여 확대되어 스크린(S)에 얻고자 하는 대화면의 영상으로 표시되는 것이다.

한편, DLP방식을 채용한 영상기기는 작은 크기의 원화상을 확대투사하여 대화면으로 결상하는 것으로, 원화상에 비하여 화질이 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있고, 빠른 영상이나 시청자의 시야가 빠르게 움직일 경우, 예를들면 흰바탕에 검은 줄무늬와 같이 콘트라스비가 큰 곳에서 무지개 빛 색상이 눈에 띄거나 사야의 빠른 이동에 의해 각 화소사이의 격자무늬가 두드러지게 인식되어 스크린에 결상되는 대화면의 화질이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 상기 스크린에 결상되는 화면의 해상도를 높이기 위해서, 상기 디지털 반사부를 거쳐 스크린측으로 입사되는 광의 각도를 미세하게 조정하여 착시현상을 유발하도록 광을 반사시키는 영상반사체를 미세하게 틸팅시키는 틸팅 엑츄 에이터를 디지털 반사부와 투사렌즈사이에 구비하였다.

그러나, 상기 영상반사체를 틸팅시키는 엑츄에이터의 구동수단으로 피에조(PZT)를 채용함으로써, 상기 피에조에 전압을 인가하여 영상반사체를 소정각도 틸팅시키는 것이 알려져 있지만, 틸팅구동이 이루어지는 구조상 틸팅구동수단인 피에조소자와 틸팅대상물이 서로 접촉할때마다 소음및 진동이 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 틸팅 엑츄에이터에 구비되는 피에조의 제품단가가 고가이고, 피에조단품간의 특성차이가 있기 때문에, 완제품의 제조원가를 상승시키고, 대량생산시 틸팅 엑츄에이터간의 성능차이가 발생되어 세트업체의 불만을 초래하였다.

이와 더불어 피에조의 성능개선을 위한 피에조의 설계변경이 어렵고, 이에 소요되는 작업기간이 많이 걸리기 때문에, 틸팅 엑츄에이터의 성능을 업그레이드하는데 많은 시간이 소요되어 세트업체의 다양한 요구에 신속하게 대응할 수 없었다.

그리고, 상기 틸팅 엑츄에이터는 상기 영상반사체에 반사되는 광을 원하는 방향으로 전환시키기 위해서 상기 영상반사체를 60㎐의 주기로 ±10도 내외의 틸팅각도로 틸팅시켜야 되는데, 이때 상기 영상반사체의 평면도는 1.2㎛이내로 정밀하게 관리해야한다.

그러나, 상기 틸팅 엑츄에이터와 영상반사체를 조립완성한후 상기 영상반사체의 평면도를 1.2㎛이내로 정밀하게 조절하는 것이 곤란하고, 그 조절작업이 매우 곤란한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 그 목적은 영상반사체의 틸팅구동을 소음및 진동발생없이 원활하게 수행할 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있는 DLP 영상기기의 영상반사체 틸팅 엑츄에이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은, 성능개선작업을 간편하게 수행할 수 있고, 제품간의 성능차이없이 균일한 틸팅특성을 갖는 DLP 영상기기의 영상반사체 틸팅 엑츄에이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 스크린에 결상되는 광의 경로를 전환시키도록 틸팅되는 영상반사체의 평면도를 정밀하고, 간편하게 조절할 수 있는 DLP 영상기기의 영상반사체 틸팅 엑츄에이터를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

광경로 내에 삽입되어 디지털 반사부로부터의 빛을 반사하는 영상반사체;

소정의 내부공간을 갖는 고정체;

상기 영상반사체가 상부면에 지지되고, 상기 고정체에 회전가능하게 지지되는 축을 갖추어 상기 축을 중심으로 틸팅운동을 하는 반사체 홀더를 포함하고,
상기 고정체는 상기 축이 올려지는 축홈을 함몰형성한 축지지부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅부재를 제공한다.

바람직하게는 상기 영상반사체는 일면 또는 양면에 반사물질이 도포된 판부 재이다.

삭제

보다 바람직하게는 상기 축홈은 상기 축의 외부면과 면접촉되도록 반원단면상으로 구비된다.

보다 바람직하게는 상기 축홈은 상기 축의 외부면과 선접촉되도록 Ｖ단면상으로 구비된다.

바람직하게는 상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 일체로 구비되는 축부재이다.

바람직하게는 상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 형성된 축공에 조립되는 축부재이다.

또한, 본 발명은

소정의 내부공간을 갖는 고정체;

상기 고정체에 회전가능하게 지지되는 축을 양단에 갖추고, 상부면에 영상반사체를 갖추어 상기 축을 중심으로 틸팅운동을 하는 반사체 홀더; 및

상기 반사체홀더에 연결되어 자기장과 전기장의 상호작용에 의해 수직방향의 외력을 상기 반사체홀더에 인가하는 틸팅구동부; 를 포함하고,
상기 고정체는 서로 마주하는 내부면에 한쌍의 제 1내부단턱을 돌출형성하고, 상기 제 1내부단턱에 상기 축이 회전가능하게 안착되는 축홈을 갖는 축지지부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터를 제공한다.

바람직하게는 상기 영상반사체는 일면 또는 양면에 반사물질이 도포된 판부 재이다.

삭제

보다 바람직하게는 상기 축홈은 상기 축의 외부면과 면접촉되도록 반원단면상으로 구비된다.

보다 바람직하게는 상기 축홈은 상기 축의 외부면과 선접촉되도록 Ｖ단면상으로 구비된다.

바람직하게는 상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 일체로 구비되는 축부재이다.

바람직하게는 상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 형성된 축공에 조립되는 축부재이다.

바람직하게는 상기 반사체홀더는 금속재를 소재로 하여 성형되는 성형물이다.

바람직하게는 상기 반사체홀더는 수지재를 소재로 하여 성형되는 성형물이다.

바람직하게는 상기 반사체홀더는 상기 영상반사체의 수평이동을 방지하면서 상기 영상반사체와의 사이에 소정의 간격을 유지하도록 반사체지지부를 상부면에 복수개 구비한다.

바람직하게는 상기 축의 상부에는 상기 축의 회전을 허락하면서 상부이탈을 방지하는 축이탈방지부를 구비한다.

보다 바람직하게는 상기 축이탈방지부는 상기 축의 외부면에 접하도록 배치되는 고정덮개판과, 상기 고정덮개판의 좌우양단에 각각 형성된 한쌍의 관통공을 통해 상기 고정체의 체결공에 체결되는 체결수단을 갖추어 구성한다.

보다 바람직하게는 상기 한쌍의 관통공중 어느 하나는 장공형태로 구비된다.

바람직하게는 상기 반사체홀더와 고정체사이에는 상기 축의 축중심선과 대응하는 반사체홀더의 하부면에 상단이 접하여 지지되고, 상기 고정체의 바닥면에 하단이 고정되는 적어도 하나의 홀더샤프트를 추가 포함한다.

보다 바람직하게는 상기 홀더샤프트는 상기 고정체의 샤프트공에 하단이 조립되는 원통부재와, 상기 반사체홀더의 하부면에 탄력적으로 접촉하도록 상기 원통부재의 상단에 구비되는 접촉볼을 갖추어 구성한다.

보다 바람직하게는 상기 원통부재는 상기 샤프트공에 나사결합된다.

보다 바람직하게는 상기 홀더샤프트의 상단과 접하는 반사체홀더의 하부면에는 상기 축의 틸팅중심선을 따라 돌출되는 하부돌출부를 구비한다.

보다 바람직하게는 상기 하부돌출부에는 상기 홀더샤프트의 상단과 점접촉되는 접촉홈을 구비한다.

바람직하게는 상기 반사체홀더와 상기 고정체사이에는 상기 영상반사체의 수평도를 조정하는 수평조정부를 추가하여 포함한다.

보다 바람직하게는 상기 수평조정부는 상기 반사체홀더의 하부면에 몸체중앙이 고정되고, 상기 고정체의 제 2내부단턱에 형성된 체결공과 대응하는 양측단에 측방돌출부를 구비하는 판스프링 및 상기 측방돌출부에 형성된 조절공을 통해 상기 체결공에 체결되는 조절부재를 구비한다.

보다 바람직하게는 상기 조절부재에는 상기 측방돌출부를 상방으로 탄력지하는 코일스프링을 구비한다.

바람직하게는 상기 틸팅구동부는 상기 고정체의 바닥면에 설치되는 적어도 하나의 자계부와, 상기 반사체홀더에 연결되는 적어도 하나의 코일부를 포함하여 상기 코일부는 상기 자계부내에 중첩배치된다.

바람직하게는 상기 자계부는 하부단이 상기 고정체의 바닥면에 형성된 안착홈에 위치고정되고, 상부는 개방되고 하부는 밀폐된 요크와, 상기 요크의 내부공간에 배치되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 자석부재를 포함한다.

보다 바람직하게는 상기 자석부재는 상기 요크의 바닥면에 환고리형으로 일정높이 돌출형성된 돌출턱의 상부면에 안착된다.

보다 바람직하게는 상기 요크에는 상기 자석부재의 상부면에 안착되는 상부요크를 구비한다.

바람직하게는 상기 코일부는 반사체홀더에 상단이 연결되어 상기 자계부내로 삽입배치되는 일정길이의 코일축과, 상기 코일축에 일정횟수 권선되는 코일을 포함한다.

보다 바람직하게는 상기 코일축은 상기 요크의 길이보다는 짧고, 상기 자석부재의 내경크기보다는 작은 외경을 갖추어 상기 자계부의 중심에 배치된다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 틸팅부재를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터를 도시한 전체사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터의 고정체만을 부분절개하여 하부에서 바라본 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 틸팅 엑츄에이터의 고정체만을 부분절개하여 상부에서 바라본 사시도이다.

본 발명의 틸팅 엑츄에이터(100)는 디지털 반사부(50)와 투사렌즈(60)사이의 광경로에 배치되어 영상반사체(M)를 반복적으로 틸팅시킴으로써 스크린(S)에 구현되는 영상을 반복적으로 서로 겹쳐 착시현상을 유발하여 가시 해상도를 높일 수 있는 것으로, 이는 고정체(110), 반사체홀더(120), 홀더샤프트(130), 틸팅구동부(140) 및 전원공급부(150)등을 포함하여 구성된다.

상기 영상반사체(M)가 탑재되는 틸팅부재(100a)는 도 1에 도시한 바와같이, 고정체(110)와 반사체홀더(120)로 구성되는바, 상기 고정체(110)는 상부가 개방된 사각틀형상의 개구부(111)를 형성하고, 하부면은 밀폐되어 일정크기의 내부공간을 갖는 고정구조물이다.

이러한 고정체(110)의 내부면에는 상기 반사체홀더(120)를 선회가능하게 안착할 수 있도록 서로 마주하는 제 1내부단턱(112)을 돌출하여 구비하며, 상기 제 1내부단턱(112)의 상부면에는 축지지부(113)를 돌출형성하며, 상기 축지지부(113)의 상부면에는 상기 반사체홀더(120)의 수평축(124)이 안착되는 축홈(114)을 형성한 다.

이때, 상기 축홈(114)은 원형단면상의 수평축(124)의 외부면과 면접촉되도록 반원단면상의 홈으로 구성될 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 원형단면상의 수평축(124)의 외부면과 선접촉되도록 Ｖ단면상의 홈으로 구성되어 틸팅시 접촉마찰을 최소화시킬 수 있다.

그리고, 상기 고정체(110)의 바닥면에는 상기 홀더샤프트(130)가 조립되는 한쌍의 샤프트공(116)를 좌우대칭구조로 관통형성하고, 상기 틸팅구동부(140)의 자계부(140a)가 안착되어 고정되는 한쌍의 안착홈(117)을 좌우대칭구조로 구비한다.

이때, 상기 한쌍의 샤프트공(116)의 중심이 서로 연결되는 가상선과 상기 한쌍의 안착홈(117)의 중심이 서로 연결되는 가상선은 서로 직각으로 교차된다.

그리고, 상기 반사체홀더(120)는 도 1 과 도 6(a)(b)(c)에 도시한 바와 같이, 사각판상의 영상반사체(M)가 상부면에 탑재되는 사각판상의 플레이트부재로 구성되며, 이는 금속재를 소재로 하여 성형되는 성형물이거나 수지재를 소재로 하여 성형되는 성형물일 수 있다.

이러한 반사체홀더(120)는 상기 영상반사체(M)의 좌우이동을 방지하면서 상기 영상반사체(M)의 바닥면과 상부면사이에 일정간격을 유지하도록 'ㄴ'단면상의 반사체지지부(121)를 상부면에 복수개 구비한다.

상기 복수개의 반사체지지부(121)는 반사체홀더(120)의 몸체 중심을 기준으로 하여 90도의 간격을 두고 배치된다.

여기서, 상기 반사체지지부(121)상에 올려지는 영상반사체(M)는 도시한 바와 같이 상기 반사체지지부(121)의 상부면에 도포되는 본딩제에 의해서 본딩접착되어 고정될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 반사리머(M)는 전면이 개방된 사각틀형상의 반사체커버(미도시)를 상기 반사체홀더(120)상부에 조립하여 상기 반사체홀더(120)와 반사체커버사이에 위치고정될 수 있다.

그리고, 상기 고정체(110)의 축홈(114)과 대응하는 상기 반사체홀더(120)의 좌우양단에는 일정길이의 수평축(124)을 수평방향으로 연장형성하거나, 일정깊이의 축공(122)을 수평방향으로 형성하여 이에 일정길이의 수평축(124)의 일단을 삽입하여 고정할 수 있으며, 이러한 수평축(124)의 타단은 상기 축홈(114)의 상부면에 안착된다.

이때, 상기 수평축(124)의 상부에는 도 2 내지 4에 도시한 바와 같이, 상기 축홈(114)에 안착된 수평축(124)의 회전을 허락하면서 상부이탈을 방지하는 축이탈방지부(125)를 구비한다.

이러한 축이탈방지부(125)는 상기 수평축(124)의 외부면과 접하도록 상부에 배치되는 고정덮개판(125a)과, 상기 고정덮개판(125a)의 좌우양단에 각각 형성된 한쌍의 관통공(125c)을 통해 삽입되어 상기 축홈(114)의 좌우양측에 형성된 체결공(115)에 체결되는 체결수단(125b)을 갖추어 구성한다.

여기서, 상기 고정덮개판(125a)의 좌우양단에 각각 형성되는 한쌍의 관통공(125c)중 어느 하나는 상기 체결수단(125b)과 체결공(115)간의 체결작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 장공형태로 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 반사체홀더(120)의 상부면에는 상기 코일부(140b)를 구성하는 코일축(144)의 상단이 고정되는 코일축 고정공(123)을 상기 수평축(124)이 배치되는 틸팅중심선을 기준으로 하여 좌우대칭구조로 관통하여 구비한다.

한편, 상기 반사체홀더(120)의 하부면에는 상기 수평축(124)이 통과하는 틸팅중심선을 따라 하향돌출되는 하부돌출부(126)을 구비하며, 상기 하부돌출부(126)에는 상기 홀더샤프트(130)의 상단이 접하는 접촉홈(127)을 구비하며, 상기 접촉홈(127)의 내주면과 상기 홀더샤프트(130)의 상단은 반사체홀더(120)의 틸팅시 마찰력에 의한 동력손실을 최소화시킬 수 있도록 점접촉되는 것이 바람직하다.

상기 홀더샤프트(130)는 도 3과 4및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 고정체(110)의 하부면에 관통형성된 샤프트공(116)에 하단이 조립되어 상기 반사체홀더(120)의 하부돌출부(126)하부면에 형성된 접촉홈(127)에 상단이 접하여 지지되는 한쌍의 지지구조물이다.

여기서, 상기 홀더샤프트(130)는 상기 고정체(110)에 하단이 조립되는 원통부재(131)와, 상기 반사체홀더(120)의 하부면에 탄력적으로 접촉하도록 상기 원통부재(131)의 상단에 구비되는 접촉볼(132)로 구성되며, 상기 원통부재(131)의 내부에는 상기 접촉볼(132)을 상방으로 탄력지지하는 스프링부재(미도시)가 내장되어 있다.

그리고, 상기 홀더샤프트(130)는 상기 반사체홀더(120)를 상방으로 탄력지지하는 외력을 조절할 수 있도록 상기 고정체(110)의 바닥면에 형성된 샤프트공(116) 에 나사결합되며, 이를 위해서 상기 홀더샤프트(130)의 하부단외부면에는 숫나사부를 형성하고, 상기 샤프트공(116)에는 암나사부를 형성한다.

한편, 상기 고정체(110)와 상기 반사체홀더(120)와의 사이에는 도 2 내지 4에 도시한 바와 같이, 상기 영상반사체(M)의 수평도를 상기 고정체(110)상부면의 기준수평도와 서로 일치되도록 조정할 수 있도록 수평조정부(170)를 구비한다.

이러한 수평조정부(170)는 도 3과 4 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 반사체홀더(120)의 하부면에 몸체중앙이 복수개의 체결부재에 의해서 고정되고, 좌우양측단에 조절공(173)을 관통형형성한 측방돌출부(172)를 각각 돌출형성한 사각판상의 판스프링(171)을 갖추어 구성한다.

여기서, 상기 판스프링(171)은 몸체중앙에 상기 반사체홀더(120)의 하부면에 돌출형성된 하부돌출부(126)를 따라 길게 관통되어 상기 하부돌출부(126)에 형성된 판스프링 고정공(128)과 일치되는 장공형태의 고정공(171a)을 형성함으로써, 상기 고정공(171a)을 통해 상기 반사체홀더(120)의 판스프링 고정공(128)에 복수개의 체결부재를 체결하여 상기 반사체홀더(120)에 상기 판스프링(171)을 조립한다.

상기 고정공(171a)이 관통형성되는 판스프링(171)의 상부면에는 상기 자계부(140a)와 코일부(140b)가 간섭없이 통과하여 배치되도록 복수개의 제 1,2개구부(171b)(171c)를 일정크기의 원형으로 개구형성하며, 상기 제 1,2개구부(171b)(171c)의 형태및 크기는 상기 자계부(140a)와 코일부(140b)의 횡단면형상및 외경크기에 따라 달라지게 된다.

그리고, 상기 고정체(110)의 내부면에 서로 마주하도록 돌출형성된 제 2내부 단턱(119)의 상부면에는 상기 측방돌출부(172)의 조절공(173)과 수직하게 대응하는 체결공(118)을 형성하며, 상기 조절공(173)에는 상기 체결공(118)에 하부단이 체결되는 조절부재(174)를 구비한다.

이때, 상기 조절부재(174)에는 상기 판스프링(171)의 돌출부(172)를 상방으로 탄력지지하는 코일스프링(175)을 구비한다.

또한, 상기 틸팅구동부(140)는 도 2와 3에 도시한 바와 같이, 자기장을 제공하는 자계부(140a)와 전기장을 제공하는 코일부(140b)로 구성되어 상기 자계부(140a)의 자기장과 상기 코일부(140b)의 전기장간의 상호작용에 의해 상기 반사체홀더(120)에 고정된 코일부(140b)를 반복적으로 상하작동시켜 상기 코일부(140b)와 연결된 반사체홀더(120)의 영상반사체(M)를 반복적으로 틸팅시키는 것이다.

상기 반사체홀더(120)의 하부에 배치되는 좌우한쌍의 자계부(140a)는 도 9(a)(b)(c)에 도시한 바와 같이, 요크(141)와 마그네트(142)를 포함하여 구성되는바, 상기 고정체(110)의 바닥면에 형성된 안착홈(117)에 하부단이 올려져 위치고정되는 요크(141)는 상부가 개방되고 하부는 밀폐되어 일정크기의 내부공간을 갖는 원통부재이며, 상기 마그네트(142)는 상기 요크(141)의 내부공간에 배치되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 중공원통형 자석부재이다.

여기서, 상기 마그네트(142)는 자속이 상기 요크(141)측으로 보다 원활하게 흐를 수 있도록 상기 요크(141)의 바닥면에 환고리형으로 일정높이 돌출형성된 돌출턱(141)의 상부면에 안착되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 요크(141)에는 상기 마그네트(142)와 요크간(141)의 자속흐름 을 보다 원활하게 할 수 있도록 상기 요크(141)의 상부로 삽입되어 마그네트(142)의 상부면에 안착되는 상부요크(143)를 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자계부(140a)내로 삽입되어 중첩되는 코일부(140b)는 도 10에 도시한 바와 같이, 코일축(145)과 코일(146)로 구성되는바, 상기 코일축(145)은 상기 반사체홀더(120)의 상부면에 관통형성된 코일축 고정공(123)에 상단이 조립되어 고정되는 일정길이의 축부재이며, 상기 코일(146)은 전원인가시 상기 코일축(145)에 전기장을 형성할 수 있도록 일정횟수 권선되어 전원공급부(150)와 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 코일축(145)의 상단부에는 상기 코일축 고정공(123)내에 형성된 내부단턱에 걸려 고정되도록 몸체외경보다 큰 외경을 갖는 머리부(145a)를 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 코일축(145)은 틸팅구동시 상기 요크(141)의 바닥면에 하부단이 접하지 않고, 상기 마그네트(142)의 내부면에 외부면이 접하지 않도록 상기 요크(141)의 길이보다는 짧고, 상기 마그네트(142)의 내경크기보다는 작은 외경을 갖추어 상기 자계부(140a)의 중심부에 배치된다.

한편, 상기 전원공급부(150)는 코일부(140b)의 코일축(145)에 권선된 코일(146)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있도록 상기 고정체(110)의 하부면에 장착되는 기판부재로 구비될 수 있다.

상기 전원공급부(150)에는 상기 반사체홀더(120)에 연결된 좌우한쌍의 코일부(140b)를 서로 교대로 상하 왕복운동시킴과 동시에 상기 코일(146)에 인가되는 전류의 극성을 주기적으로 교번시키는 제어부(미도시)를 구비한다.

이에 따라, 상기 반사체홀더(102)의 하부에 배치된 일측 코일부(140b)에 양극의 전류가 공급되어 상기 코일부(140b)가 상승작동될 때 타측 코일부에 음극의 전류를 공급하여 타측 코일부를 하강작동시킴으로써, 상기 반사체홀더(120)에 구비된 영상반사체(M)는 수평축(124)을 따라 형성된 틸팅중심선을 기준으로 하여 틸팅되는 것이다.

상기한 구성을 갖는 틸팅 엑츄에이터(100)의 작동에 의해서 영상반사체(M)를 틸팅시키는 동작은 전원공급부(150)와 전기적으로 연결되고, 반사체홀더(120)와 고정체(110)사이에 좌우한쌍으로 배치된 코일부(140b)에 각각 극성이 서로 다른 전류를 공급한다.

이러한 경우, 상기 반사체홀더(120)에 상단이 고정된 좌우한쌍의 코일축(145)에 일방향으로 감겨진 코일(146)에는 각각 서로 다른 극성의 전류가 흐르면서 상기 코일축(145)의 주변에 일정세기의 자기장을 발생시키게 된다.

그리고, 상기 코일부(140b)는 일정세기의 자기장을 발생시키도록 요크(141)와 마그네트(142)로 이루어져 상기 고정체(110)의 바닥면에 장착된 좌우한쌍의 자계부(140a)내에 배치되어 있기 때문에, 상기 코일부(140b)는 플레밍 왼손법칙에 의하여 일측의 코일부(140b)에는 상방으로 상승되는 외력이 발생되는 반면에, 반대편 타측의 코일부에는 하방으로 하강되는 외력이 발생된다.

이러한 경우, 상기 반사체홀더(120)는 상기 고정체(110)에 선회가능하게 지 지하는 수평축(124)을 틸팅중심선으로 하여 일측의 코일축(145)이 상승되고 타측의 코일축이 하강하는 만큼 가상의 수평선에 대하여 예를들어 시계방향으로 일정각도로 기울어지게 된다.

이와 동시에, 상기 반사체홀더(120)에 일체로 구비된 영상반사체(M)도 시계방향으로 틸팅되기 때문에, 디지털 반사미러부(50)를 거쳐 영상반사체(M)측으로 입사되는 광은 틸팅된 반사면에 반사되어 광경로가 전환된 다음 스크린(S)측으로 조사되는 것이다.

따라서, 상기 전원공급부(150)의 제어부에 의해서 좌우한쌍의 코일부(140b)에 공급되는 전류방향이 사전에 설정된 주기에 맞추어 교대로 공급되면, 상기 코일축(145)의 반복적인 상하운동이 틸팅중심선을 기준으로 하여 좌우양측에서 교대로 이루어지기 때문에, 상기 반사체홀더(120)와 더불어 영상반사체(M)의 틸팅이 매우 빠른 속도로 구동되면서 디지털 반사미러부를 거쳐 영상반사체(M)측으로 입사되는 광을 영상이 표시되는 스크린에 대하여 상하 또는 좌우방향으로 반복적으로 전환시킬 수 있는 것이다.

즉, 광원(10)에서 생성된 백색광은 도 12에 도시한 바와같이, 칼라휠(30)을 거치면서 디지털반사미러부(50)에 표시되는 영상에 동기되는 색상의 광을 갖게 되며, 상기 디지털반사미러부(50)에 표시되는 영상은 틸팅 엑츄에이터(100)의 영상반사체(M)에 반사된 다음 투사렌즈(60)에 확대되어 스크린(S)에 대화면의 영상으로 표시되는 것이다.

이에 따라, 상기 틸팅 엑츄에이터(100)가 초기 위치에 있을때 상기 스크린 (S)에 영사되는 영상은 도 11(a)에 실선으로 도시된 a 영상으로 표시된다.

이러한 상태에서, 상기 틸팅 엑츄에이터(100)에 공급되는 외부전원에 의해서 틸팅구동부(140)의 자계부(140a)를 구동시켜 반사체홀더(120)에 상단부가 연결된 코일축(145)를 상하로 반복작동시키면, 상기 반사체홀더(120)가 소정의 틸팅각도로 틸팅되면서 이에 구비된 영상반사체(M)도 미세한 틸팅각도로 틸팅되기 때문에, 상기 스크린(S)에 표시되는 영상은 도 11(b)에 도시한 바와 같이 스크린(S)상에 미세하게 이동하여 점선으로 도시한 바와 같이 b영상으로 표시된다.

연속하여, 상기 틸팅구동부(140)의 주기적인 반복동작에 의해서 상기 a 영상과 b 영상을 0.02초 이하 짧은 시간 간격을 두고 주기적으로 반복하여 스크린(S)에 표시하면, 이를 시청하게 되는 인간의 시각기능은 도 11(a)(b)의 a 영상과 b 영상이 겹쳐서 보이게 되는 도 11(c)의 c 조합영상으로 인식하게 된다.

이러한 경우, 상기 틸팅 엑츄에이터(100)에 의한 영상의 이동량이 원래 화소크기의 수직높이(p)의 절반크기인 p/2 인 경우, 상기 a 영상과 b 영상은 반 화소만큼 겹쳐지게 되고, 시각기능은 크기가 반으로 줄어든 도 11(c)의 c 조합영상의 화소로 인식하게 되는 착시현상에 의해 영상의 실질적인 가시 해상도가 높아지게 된다.

한편, 상기 반사체홀더(120)상에 구비된 영상반사체(M)의 수평도가 상기 고정체(110)상부면의 기준수평도와 서로 일치되지 않을 경우, 상기 고정체(110)와 상기 반사체홀더(120)와의 사이에 구비되는 좌우한쌍의 수평조정부(170)를 이용하여 상기 영상반사체(M)의 수평도를 조절한다.

즉, 상기 반사체홀더(120)의 하부면에 장착된 판스프링(171)의 좌우양측으로 돌출된 측방돌출부(172)중 일측 측방돌출부(171)의 조절공(173)을 통해 상기 고정체(110)의 체결공(118)에 체결된 조절부재(174)를 조이면, 상기 측방돌출부(171)와 고정체(110)간의 상하간격이 좁아지면서 상기 조절부재(174)의 조임량만큼 상기 판스프링과 더불어 반사체홀더(120)는 일측으로 기울어지게 되어 상기 반사체홀더(120)상에 탑재된 영상반사체(M)의 평탄도를 기준설정값 1.2㎛이내로 정밀하게 조절할 수있는 것이다.

상기 조절부재(174)의 조임시 이에 구비된 코일스프링(175)은 압축되어 상기 조절부재(174)의 풀림시 해당하는 측방돌출부(171)를 상방으로 밀어올리는 외력을 발생시키게 된다.

한편, 일측의 코일축(145)이 상승되고 타측으로 하강되는 변위는 상기 영상반사체의 틸팅이 항상 일정하게 이루어지도록 동일해야 하며, 상기 코일축(145)의 상하변위량을 가변시켜 틸팅각도를 변경하고자 하는 경우에는 상기 코일축(145)에 권선된 코일(146)에 인가되는 전류세기를 전원공급부에서 변화시킴으로써, 코일축(145)의 상하변위량을 간편하게 가변시켜 영상반사체(M)의 틸팅각도를 조절할 수 있는 것이다.

또한, 상기 자계부(140a)내에 구비되는 코일부(140b)는 상기 반사체홀더(120)의 틸팅구조상 틸팅구동시 일측으로 기울어지게 되지만, 상기 마그네트(142)의 내경크기가 상기 반사체홀더(120)의 틸팅각도를 고려하여 상기 코일부(140b)의 최대외경크기보다 충분히 크게 구비되기 때문에 상기 고정체(110)에 위치고정된 자 계부(140a)와 상기 반사체홀더(120)에 고정된 코일부(140b)간의 접촉을 방지할 수 있는 것이다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 반사체홀더와 고정체사이에 자계부와 코일부를 구비함으로써, 자계부의 자기장과 코일부의 전기장간의 상호작옹에 의해서 반사체홀더상에 탑재된 영상반사체를 반복적으로 틸팅구동킬 수 있기 때문에, 종래의 피에조에 의한 틸팅구동에 비하여 소음및 진동발생이 없어 영상반사체의 틸팅구동을 보다 원활하게 수행할 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있다.

또한, 코일부에 인가되는 전류세기를 조절하여 반사반사체의 틸팅정도를 간편하게 조절할 수있기 때문에, 엑츄에이터의 성능을 개선하는 작업을 보다 간편하게 수행할 수 있고, 대량생산되는 엑츄에이터간의 성능차이가 없는 균일한 틸팅특성을 얻을 수 있다.

그리고, 스크린에 결상되는 광의 경로를 전환시키도록 틸팅되는 영상반사체의 수평도를 정밀하고, 간편하게 조절할 수 있기 때문에 우수한 품질의 화질을 얻을 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (34)

1. 광경로 내에 삽입되어 디지털 반사부로부터의 빛을 반사하는 영상반사체;

   소정의 내부공간을 갖는 고정체;

   상기 영상반사체가 상부면에 지지되고, 상기 고정체에 회전가능하게 지지되는 축을 갖추어 상기 축을 중심으로 틸팅운동을 하는 반사체 홀더를 포함하고,

   상기 고정체는 상기 축이 올려지는 축홈을 함몰형성한 축지지부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅부재.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 영상반사체는 일면 또는 양면에 반사물질이 도포된 판부재임을 특징으로 하는 틸팅부재.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 축홈은 상기 축의 외부면과 면접촉되도록 반원단면상으로 구비됨을 특징으로 하는 틸팅부재.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 축홈은 상기 축의 외부면과 선접촉되도록 Ｖ단면상으로 구비됨을 을 특징으로 하는 틸팅부재.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 일체로 구비되는 축부재임을 특징으로 하는 틸팅부재.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 형성된 축공에 조립되는 축부재임을 특징으로 하는 틸팅부재.
8. 소정의 내부공간을 갖는 고정체;

   상기 고정체에 회전가능하게 지지되는 축을 양단에 갖추고, 상부면에 영상반사체를 갖추어 상기 축을 중심으로 틸팅운동을 하는 반사체 홀더; 및

   상기 반사체홀더에 연결되어 자기장과 전기장의 상호작용에 의해 수직방향의 외력을 상기 반사체홀더에 인가하는 틸팅구동부; 를 포함하고,

   상기 고정체는 서로 마주하는 내부면에 한쌍의 제 1내부단턱을 돌출형성하고, 상기 제 1내부단턱에 상기 축이 회전가능하게 안착되는 축홈을 갖는 축지지부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 영상반사체는 일면 또는 양면에 반사물질이 도포된 판부재임을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
10. 삭제
11. 제 8항에 있어서,

    상기 축홈은 상기 축의 외부면과 면접촉되도록 반원단면상으로 구비됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
12. 제 8항에 있어서,

    상기 축홈은 상기 축의 외부면과 선접촉되도록 Ｖ단면상으로 구비됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
13. 제 8항에 있어서,

    상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 일체로 구비되는 축부재임을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
14. 제 8항에 있어서,

    상기 축은 상기 축지지부와 대응하는 반사체홀더의 좌우양단에 형성된 축공에 조립되는 축부재임을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
15. 제 8항에 있어서,

    상기 반사체홀더는 금속재를 소재로 하여 성형되는 성형물임을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
16. 제 8항에 있어서,

    상기 반사체홀더는 수지재를 소재로 하여 성형되는 성형물임을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
17. 제 8항에 있어서,

    상기 반사체홀더는 상기 영상반사체의 수평이동을 방지하면서 상기 영상반사체와의 사이에 소정의 간격을 유지하도록 반사체지지부를 상부면에 복수개 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
18. 제 8항에 있어서,

    상기 축의 상부에는 상기 축의 회전을 허락하면서 상부이탈을 방지하는 축이탈방지부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 축이탈방지부는 상기 축의 외부면에 접하도록 배치되는 고정덮개판과, 상기 고정덮개판의 좌우양단에 각각 형성된 한쌍의 관통공을 통해 상기 고정체의 체결공에 체결되는 체결수단을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
20. 제 18항에 있어서,

    상기 한쌍의 관통공중 어느 하나는 장공형태로 구비됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
21. 제 8항에 있어서,

    상기 반사체홀더와 고정체사이에는 상기 축의 축중심선과 대응하는 반사체홀더의 하부면에 상단이 접하여 지지되고, 상기 고정체의 바닥면에 하단이 고정되는 적어도 하나의 홀더샤프트를 추가 포함함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 홀더샤프트는 상기 고정체의 샤프트공에 하단이 조립되는 원통부재와, 상기 반사체홀더의 하부면에 탄력적으로 접촉하도록 상기 원통부재의 상단에 구비되는 접촉볼을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터,
23. 제 22항에 있어서,

    상기 원통부재는 상기 샤프트공에 나사결합됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
24. 제 22항에 있어서,

    상기 홀더샤프트의 상단과 접하는 반사체홀더의 하부면에는 상기 축중심선을 따라 돌출되는 하부돌출부를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
25. 제 24항에 있어서,

    상기 하부돌출부에는 상기 홀더샤프트의 상단과 점접촉되는 접촉홈을 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
26. 제 8항에 있어서,

    상기 반사체홀더와 상기 고정체사이에는 상기 영상반사체의 수평도를 조정하는 수평조정부를 추가하여 포함함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
27. 제 26항에 있어서,

    상기 수평조정부는 상기 반사체홀더의 하부면에 몸체중앙이 고정되고, 상기 고정체의 제 2내부단턱에 형성된 체결공과 대응하는 양측단에 측방돌출부를 구비하는 판스프링 및 상기 측방돌출부에 형성된 조절공을 통해 상기 체결공에 체결되는 조절부재를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
28. 제 27항에 있어서,

    상기 조절부재에는 상기 측방돌출부를 상방으로 탄력지하는 코일스프링을 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
29. 제 8항에 있어서,

    상기 틸팅구동부는 상기 고정체의 바닥면에 설치되는 적어도 하나의 자계부와, 상기 반사체홀더에 연결되는 적어도 하나의 코일부를 포함하여 상기 코일부는 상기 자계부내에 중첩배치됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
30. 제 29항에 있어서,

    상기 자계부는 하부단이 상기 고정체의 바닥면에 형성된 안착홈에 위치고정되고, 상부는 개방되고 하부는 밀폐된 요크와, 상기 요크의 내부공간에 배치되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 자석부재를 포함함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
31. 제 30항에 있어서,

    상기 자석부재는 상기 요크의 바닥면에 환고리형으로 일정높이 돌출형성된 돌출턱의 상부면에 안착됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
32. 제 30항에 있어서,

    상기 요크에는 상기 자석부재의 상부면에 안착되는 상부요크를 구비함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
33. 제 29항에 있어서,

    상기 코일부는 반사체홀더에 상단이 연결되어 상기 자계부내로 삽입배치되는 일정길이의 코일축과, 상기 코일축에 일정횟수 권선되는 코일을 포함함을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.
34. 제 33항에 있어서,

    상기 코일축은 상기 요크의 길이보다는 짧고, 상기 자석부재의 내경크기보다는 작은 외경을 갖추어 상기 자계부의 중심에 배치됨을 특징으로 하는 틸팅 엑츄에이터.

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