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KR20070082800A - 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20070082800A
KR20070082800A KR1020060015884A KR20060015884A KR20070082800A KR 20070082800 A KR20070082800 A KR 20070082800A KR 1020060015884 A KR1020060015884 A KR 1020060015884A KR 20060015884 A KR20060015884 A KR 20060015884A KR 20070082800 A KR20070082800 A KR 20070082800A
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temperature
actuator
light
movable member
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KR1020060015884A
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박규동
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to US11/513,151 priority patent/US20070195279A1/en
Priority to CNA2006101272047A priority patent/CN101025549A/zh
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Abstract

본 발명은 투사형 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 액츄에이터가 형성된 디스플레이장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이장치는 광원과, 상기 광원에서 방출된 빛과 입력된 영상신호를 이용하여 영상을 형성하는 영상형성부와, 상기 영상형성부에서 형성된 영상을 스크린 상에 투사하는 투사렌즈와, 상기 스크린 상에 디스플레이되는 영상이 변위되도록 구동되는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터 주변의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서의 온도에 따라 상기 액츄에이터의 구동하는 콘트롤러가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
액츄에이터

Description

디스플레이장치{DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 해상도 향상 장치가 적용된 디스플레이장치 및 방법을 설명하는 일실시예.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치에서 콘트롤러의 구성을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 디스플레이장치에서 액츄에이터의 작동을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이장치에 있어서 화상변위수단으로서의 투광판의 작동 원리를 설명하는 도면.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 디스플레이장치에 있어서, 투광판의 움직임에 따라 스크린에 맺히는 빛의 변위를 설명하는 도면.
도 7은 한 프레임에 해당하는 영상이 2분리된 제1영상과 제2영상이 예시된 도면.
도 8은 본 발명에 따른 액츄에이터의 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 액츄에이터의 분해 사시도.
도 10은 액츄에이터에서 가동부재의 배면 분해 사시도.
도 11은 액츄에이터에서 고정부재의 분해 사시도.
도 12는 가동부재의 측면을 도시한 도면.
도 13은 마그네트의 온도에 따른 감자율의 변화를 설명하는 도면.
도 14는 온도에 따라 액츄에이터에 인가되는 게인값을 증가시키는 것을 마그네트의 감자 특성과 비교하여 도시한 도면.
도 15는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하는 도면.
본 발명은 투사형 디스플레이장치에서 해상도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 액츄에이터가 형성된 디스플레이장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이장치는 경량화, 경박화 및 대화면으로 가는 추세에 있으며, 특히 대화면 디스플레이장치는 디스플레이 분야에서 중요한 이슈가 되고 있다.
특히, 프로젝션 타입의 디스플레이장치는 디지털 방송이 본격화됨에 따라 보다 높은 해상도를 표현하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 투사형 디스플레이장치에서 해상도 향상을 위한 액츄에이터가 디스플레이장치 내의 온도에 영향을 받지 않고 구동될 수 있도록 한 디스플레이장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고 해상도의 투사형 디스플레이장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서는 해상도 향상을 위한 액츄에이터가 적용된 디스플레이장치에 대해 개시된다. 특히, 본 발명은 액츄에이터가 온도에 의해 영향을 받는 것을 최소화함으로써 디스플레이장치의 해상도를 안정적으로 향상시킨다.
일반적으로 해상도라 함은 이미지를 표현하는데 있어서 몇 개의 픽셀로 나타냈는지를 나타내는 말이다. 즉, 해상도는 이미지를 표현함에 있어서 정밀함을 표시하는 척도로 사용된다.
종래에 디스플레이장치에서는 해상도를 향상시키기 위해 픽셀의 수를 증가시키는 물리적인 방법이 사용되었으나, 본 발명에서는 인간의 시각 특성을 이용하여 해상도를 향상시키는 방법이 사용된다.
즉, 본 발명은 실제의 물리적인 해상도보다 훨씬 향상된 해상도의 화질로 보여질 수 있도록 함으로써, 물리적으로 해상도가 향상된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이하에서 보다 상세히 설명하겠지만, 본 발명의 실시예에서는 한 프레임에 해당하는 영상 신호를 제1영상신호와 제2영상신호로 나누고, 각각 제1영상과 제2영상을 형성하여 스크린의 제1위치와 제2위치에 디스플레이되도록 함으로써 인간의 시각 특성에 따라 해상도가 향상된 것처럼 인식될 수 있도록 한다.
예를 들면, 상기 제1위치와 제2위치는 한 픽셀 이하의 간격 또는 그 이상의 간격이 될 수 있으며, 수직방향, 수평방향, 대각방향으로 이격 될 수 있다. 특히, 본 발명에서 제1영상과 제2영상이 디스플레이되는 위치가 제1위치와 제2위치로 변위되도록 하기 위한 액츄에이터가 사용된다. 상기 액츄에이터에는 투광체가 형성되며, 상기 투광체의 위치 또는 각도가 변화됨에 따라 광 경로가 변경된다.
도 1은 본 발명의 해상도 향상 장치가 적용된 디스플레이장치 및 방법을 설명하는 일실시예이다.
도 1은 본 발명이 적용된 디엘피(DLP) 광학 시스템이다.
디엘피(DLP) 광학 시스템은 빛이 발생되는 램프(17)와, 상기 램프(17)에서 발생된 빛이 통과되는 막대 렌즈(18)와, 상기 막대 렌즈(18)를 통과한 백색광이 R,G,B로 색분할되는 컬러 휠(19)과, 상기 컬러 휠(19)을 지난 빛이 모아지는 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens)(13)와, 상기 컨덴싱 렌즈(13)를 거친 빛이 반사되는 프리즘(15)과, 상기 프리즘(15)에 반사된 빛을 스크린에 비추는 디엠디(14)와, 상기 디엠디(14)에서 반사된 빛이 시간의 변화에 따라 변위되도록 하는 액츄에이터(11)와, 상기 액츄에이터(11)를 지난 빛을 확대하여 스크린(12)에 투사하는 투사렌즈(16)가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 액츄에이터(11)에 인접한 위치에 온도센서(9)가 형성되고, 상기 온도센서(9)에서 감지한 온도값에 따라 상기 액츄에이터(11)를 제어하는 콘트롤러(8)가 포함되어 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치에서 콘트롤러의 구성을 설명하는 도면이다.
상기 콘트롤러(8)는 온도에 따른 게인(Gain)값이 저장된 메모리(7)가 포함되 어 구성된다. 상기 콘트롤러(8)는 상기 온도센서(9)가 감지한 온도값에 따라 상기 메모리(7)에 저장된 게인값을 읽어들인다.
그리고, 상기 콘트롤러(8)는 온도에 따른 게인값을 사용하여 상기 액츄에이터(11)를 제어한다.
상기 액츄에이터(11)는 마그네트를 사용하여 구동되는데, 상기 마그네트는 온도에 따라 감자 특성을 가지기 때문에 일정한 게인값으로 상기 액츄에이터(11)를 구동하는 경우 온도에 따라 실제 게인값이 변화된다.
예를 들면, 온도가 증가되면 자력이 감소되므로 액츄에이터(11)가 일정하게 구동되도록 하기 위해서는 온도 증가에 따라 게인값을 증가시켜야 한다.
따라서, 본 발명에서 상기 콘트롤러(8)는 온도의 변화에 따라 게인값을 변화시켜 상기 액츄에이터(11)를 구동한다.
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이장치에서 액츄에이터(11)의 구성, 작동원리 등에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 디엘피 광학 시스템의 작동을 설명하면, 램프(17)에서 나오는 백색 광은 반사체의 내부 곡률에 의해 집속되고, 집속된 빛은 빛터널(Light Tunnel) 또는 막대 렌즈(Rod Lens)(18)를 통과하게 된다.
막대 렌즈(18)는 작고 길쭉한 거울 4개가 서로 마주보게 접합된 것으로서, 막대 렌즈(18)를 통과한 빛은 난반사되어 밝기 분포가 균일하게 된다.
빛의 밝기를 고르게 균일하게 하는 것은 최종적으로 스크린에 비추어지는 빛의 밝기를 고르게 하는 것과 같으며, 이러한 기능을 하는 막대 렌즈(18)는 프로젝 션 방식의 디스플레이에서 중요한 광학 부품이 된다.
막대 렌즈(18)를 통과한 빛은 색 분할을 위한 컬러 휠(19)을 지나며, 컬러 휠(19)은 영상의 수직 동기에 맞춰 회전된다.
컬러 휠(19)을 지난 빛은 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens)(13)를 지나 프리즘(15)에 반사되어 디엠디(14)로 향하게 된다.
프리즘(15)은 빛의 입사각에 따라 전반사를 하거나 투과되도록 할 수 있다.
디엠디(14)에 비추어진 빛은 샘플링된 픽셀값에 따라 제어된 마이크로 미러의 온/오프 상태에 따라 스크린을 향하거나 스크린 밖으로 벗어난다.
상기 디엠디(14)는 신호처리수단(미도시)에서 입력된 영상신호에 따라 온/오프 상태로 변화되고 이를 통해 소정의 영상이 형성된다.
디엠디(14)에 반사되어 스크린(12)을 향하는 영상은 액츄에이터(11)와 투사렌즈(16)를 통과하여 대형 스크린(12)에 비추어지도록 확대된다. 이때, 상기 액츄에이터(11)는 상기 프리즘(15)과 투사렌즈(16) 사이에 위치하거나 스크린(12)과 투사렌즈(16) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 액츄에이터(11)는 상기 디엠디(14)와 프리즘(15) 사이에 위치할 수도 있다.
상기 액츄에이터(11)는 주기적으로 그 위치가 변화되거나, 각도가 변화되면서 투사하는 빛이 스크린(12)의 다른 위치에 맺히도록 한다.
이때, 상기 액츄에이터(11)는 상기 콘틀롤러(8)에 의해 제어된다.
상기 콘트롤러(8)는 상기 온도센서(9)가 감지한 온도값에 따른 게인값을 메모리(7)에서 읽어들여 상기 액츄에이터(11)에 인가되는 게인값을 변화시킨다.
따라서, 상기 액츄에이터(11)는 온도가 변화되더라도 동일한 위치 변화 또는 동일한 각도 변화를 하면서 구동된다.
한편, 도 1에서 영상형성수단은 한 프레임에 해당하는 영상 신호가 신호처리수단으로부터 각각 제1영상신호와 제2영상신호로 분할되어 입력되어, R,G,B의 합성에 의해 제1영상과 제2영상으로 형성된다.
구체적으로, 도 1에서 영상형성수단에는 컬러 휠(19), 컨덴싱 렌즈(Condensing Lens)(13) 및 디엠디(14)가 포함될 수 있다.
즉, 본 발명에서 한 프레임에 해당하는 영상신호가 복수의 영상신호로 분할되고 복수의 영상으로 합성되어 디스플레이된다.
그리고, 본 발명에서 하나의 영상이 디스플레이되는 시간은 한 프레임의 영상이 디스플레이되는 시간을 영상의 수 만큼 분할한 시간이다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 한 프레임에 해당하는 영상신호를 제1영상신호와 제2영상신호로 분할하고 제1영상 및 제2영상으로 합성하여 스크린 상의 제1위치와 제2위치에 순차적으로 디스플레이되도록 함으로써 해상도가 향상된 것처럼 인식되도록 한다.
도 3은 본 발명의 디스플레이장치에서 액츄에이터의 작동을 설명하는 도면이다. 다만, 도 3에는 액츄에이터(11)를 구성하는 투광판(31)이 도시되어 있다.
도 3에서 (a)는 투광판(31)이 없는 상태 또는 투광판(31)의 움직임이 없는 상태로서 프리즘 또는 투사렌즈에서 방출된 영상이 스크린상의 동일한 위치에 디스플레이 된다.
반면에 (b)는 투광판(31)이 반시계방향으로 회전한 경우이고, (c)는 투광판(31)이 시계방향으로 회전한 경우가 도시되어 있다.
최초, (a)상태인 투광판(31)이 (b) 또는 (c)의 상태로 변화된다면 영상이 투광판(31)을 지나면서 굴절되어 스크린상에 다른 위치에 맺히게 된다.
즉, 본 발명에서 투광판(31)은 광 경로 변경수단으로 작동함으로써, 영상을 투사하는 경우 투광판(31)의 움직임에 따라 스크린의 다른 위치에 영상이 디스플레이된다.
다시 말해서, 본 발명에서 투광판(31)은 영상변위수단으로써 스크린에 디스플레이되는 영상의 위치가 변위되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이장치에 있어서 화상변위수단으로서의 투광판의 작동 원리를 설명하는 도면이다.
투광판(31)의 두께, 투광판(31)의 기울어진 각도(빛의 입사각), 투광판(31)의 굴절율에 따라 스크린(12)에서의 빛의 이동정도가 계산될 수 있으며, 스크린(12)에서 필요한 빛의 이동정도에 따라 상기 투광판(31)의 두께, 기울어진 각도, 굴절율이 선택될 수 있다.
이는 수학식 1의 스넬(Snell)의 법칙에 의해 유도될 수 있다.
Figure 112006011993676-PAT00001
(n1은 공기의 굴절율, n2는 투광판의 굴절율, θ1은 빛의 입사각, θ2는 빛의 굴절각)
따라서, 상기 투광판(31)을 지난 빛의 경로차이(D)는 다음 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112006011993676-PAT00002
(cosθ2=T/x, sin(θ1-θ2)=D/x, θ2=sin-1(n1sinθ1/n2))
아울러, 상기 투광판(31)을 지난 빛의 경로차이(D)는 프로젝션 렌즈의 배율에 따라 실제 스크린(12)에서 맺히는 빛의 변위가 결정된다.
상기 투광판(31)의 굴절율은 1.4~2.0의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명은 빛의 경로차이(D)를 발생시키기 위해 투광판을 사용하며, 빛의 굴절 현상을 이용한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 빛의 경로를 변경하기 위해 반사미러가 사용될 수도 있다. 즉, 광 경로상에 반사미러를 위치시키고, 빛의 반사각도에 변화를 줌으로써 반사미러의 각도에 따라 반사되는 빛의 경로를 변경한다.
반사를 이용하여 광 경로를 변경하는 것은 굴절을 이용하여 광 경로를 변경하는 것에 비해, 반사미러의 각도 변화에 따라 빛의 경로가 민감하게 변화하기 때문에 정밀한 제어가 필요하다.
본 발명에서 영상의 변위 정도는 픽셀의 크기보다 작은 범위가 될 수도 있으며 그 이상이 될 수도 있다. 그러나, 영상의 변위 정도는 크지 않으므로 투사렌즈 에서 투사된 영상이 작은 범위 내에서 변위되도록 하기 위해서는 광 경로 변경수단이 정밀하게 작동되어야 한다. 따라서, 투광판을 이용한 광 경로 변경수단은 제어가 용이하고 오차 발생의 확률도 훨씬 줄어드는 장점이 있다.
특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 투광판의 동일한 지점에 입사된 빛은 경로차이(D)만 발생될 뿐 빛의 진행 방향이 변화되지 않는다. 하지만, 반사미러를 사용하는 경우, 반사미러의 동일한 지점에 입사된 빛이라도 반사미러의 각도에 따라 빛의 진행 방향이 변화되므로 보다 정밀한 제어를 요하게 된다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 디스플레이장치에 있어서, 투광판(31)의 움직임에 따라 스크린에 맺히는 빛의 변위를 설명하는 도면이다.
도 5에는 사각 형상의 픽셀 구조를 갖는 디스플레이장치에 있어서 주기적으로 투광판(31)이 움직이고, 이에 따라 스크린(12)상의 영상이 움직이는 것을 보여주는 도면이다.
(a)는 종래의 픽셀 구조로서 소정 시간(T=0~T1)동안 동일한 위치에 동일한 영상을 보여주고 있으나, (b)와 (c)는 시간(T=0)에서와 시간(T=T1)에서 각각 다른 위치에 상이한 영상을 보여줌으로써 동일한 픽셀수로 2배의 해상도를 인식가능하도록 할 수 있다.
예를 들어, 한 프레임을 구성하는 영상신호는 제1영상신호와 제2영상신호로 나누어지고, 한 프레임의 영상이 디스플레이되는 시간동안 상기 제1영상신호 및 제2영상신호의 영상이 각각 합성되어 순차적으로 디스플레이되도록 한다.
구체적으로, 종래의 경우 1/60초 동안 동일한 영상정보를 디스플레이한다고 가정하면, 본 발명에서는 상기 영상정보를 제1영상정보와 제2영상정보로 분리하고 각각 1/120동안 제1위치와 제2위치에 각각 디스플레이한다.
도 7에는 한 프레임에 해당하는 영상이 2분리된 제1영상과 제2영상이 예시되어 있다.
한 프레임에 해당하는 영상은 도 7의 (a)에 도시된 제1영상과 도 7의 (b)에 도시된 제2영상으로 분리될 수 있으며, 도 7에 도시된 제1영상과 제2영상은 픽셀의 위치에 따라 분리될 수 있다.
한편, 상기 제1영상(Odd 데이터) 및 제2영상(Even 데이터)이 디스플레이되는 위치는 상기 투광판(11)에 의해 변위된다.
도 5의 (b)에는 제1영상(Odd 데이터)의 디스플레이 위치와 제2영상(Even 데이터)의 디스플레이 위치가 대각선 방향으로 변위된 것이 되시되어 있으며, 도 5의 (c)에는 제1영상(Odd 데이터)의 디스플레이 위치와 제2영상(Even 데이터)의 디스플레이 위치가 수평 방향으로 변위된 것이 도시되어 있다.
도 6에는 마름모 형상의 픽셀 구조를 갖는 디스플레이 장치에서 스크린에 맺히는 영상의 위치가 시간에 따라 도시되어 있다.
도 6의 (a)는 종래의 픽셀 구조로서 소정 시간(T=0~T1)동안 동일한 위치에 동일한 영상을 보여주고 있으나, (b)는 시간(T=0)에서와 시간(T=T1)에서 각각 다른 위치에 상이한 영상을 보여줌으로써 동일한 픽셀수로 2배의 해상도를 인식가능하도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 액츄에이터의 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 액 츄에이터의 분해 사시도이다.
그리고, 도 10은 액츄에이터에서 가동부재의 배면 분해 사시도이고, 도 11은 액츄에이터에서 고정부재의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 액츄에이터(11)는 고정부재(20)와 가동부재(30)가 포함된다.
먼저, 고정부재(20)는 영상형성수단과 스크린 사이의 광 경로 상에 위치하여 고정될 수 있도록 일측에 고정부(21)가 형성된다. 도면에는 나사 결합이 가능하도록 홀이 형성된 것이 도시되어 있으나, 디스플레이장치 내에 고정되는 방법은 다양하게 변형 가능하다.
즉, 상기 고정부재(20)는 광 경로 상에 액츄에이터(11)가 단단히 고정될 수 있도록 한다.
또한, 고정부재(20)의 일측에는 마그네트(magnet)(23)와 요크(yoke)(22)가 형성된다. 바람직하게, 상기 마그네트(23)와 요크(22)는 도시된 바와 같이 고정부재(20)의 양측에 형성될 수 있으며, 선택적으로 어느 한쪽에만 형성될 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(23)는 N극과 S극이 형성된 2극 마그네트일 수 있으며, N극 또는 S극이 선택적으로 형성된 1극 마그네트일 수 있다. 또한, N극과 S극이 다수 형성된 다극 마그네트도 가능하다.
상기 마그네트(23)는 자계를 이용하여 가동부재(30)가 구동될 수 있도록 하며, 상기 요크(22)는 자로(자계의 경로)를 형성함으로써 자계의 효율성을 증가시키게 된다.
한편, 상기 가동부재(30)는 상기 고정부재(20)의 내측에 회전 가능하게 결합된다.
상기 가동부재(30)는 장방형 또는 마름모 형상으로 형성되며 광 경로를 감싸는(surrounding) 구조로 형성된다. 그리고, 상기 가동부재(30)는 변위판(31)을 고정하기에 적합한 구조로 형성된다.
상기 투광판(31)은 앞서 설명한 바와 같이 빛이 투과되는 투광체로서 짧은 시간동안 소정 각도를 주기적으로 회전하면서 영상이 스크린 상에 맺히는 위치를 변화시킨다.
이를 위해 상기 투광판(31)은 광 경로에 대하여 직교하거나 소정 각도의 경사를 가질 수 있다. 따라서, 상기 투광판(31)에 입사되는 광의 입사각은 주기적으로 변화된다.
상기 가동부재(30)는 양측에 샤프트(32)가 형성되어 상기 고정부재(20)의 샤프트 삽입 홈(27)에 회전 가능하게 결합되는데, 바람직하게 원활한 회전을 위한 제1,2 베어링(33)(36)이 더 포함된다. 여기서 샤프트(32)는 상기 가동부재(30) 또는 상기 투광판(31)의 회전 중심축의 역할을 하고, 상기 회전 중심축은 광 경로에 직교하는 방향으로 형성된다.
상기 제1베어링(33)은 대략 원기둥 형태로서 중심에 샤프트(32)가 삽입되고, 상기 제1베어링(33)은 상기 고정부재(20)의 샤프트 삽입 홈(27)에 위치한다.
상기 제2베어링(36)은 가동부재(30)측의 외측 지름을 크게 형성되어, 상기 고정부재(20)의 내측면에 걸릴 수 있도록 형성된다.
즉, 상기 가동부재(30)는 상기 고정부재(20)에 삽입된 상태에서 상기 제2베어링(36)에 의해 좌측방향으로는 이동될 수 없도록 고정되고, 우측의 제1베어링(33) 측에는 판 스프링(24)이 형성되어 우측으로도 이동될 수 없도록 고정된다.
다만, 판 스프링(24)의 탄성에 의해 적당한 움직임이 보장되면서 고정되도록 하여 상기 가동부재(30)의 회전이 원활하게 이루어지도록 한다.
상기 판 스프링(24)은 일단만 고정부재(20)에 결합되는 타단은 고정되지 않은 상태에서 상기 가동부재(30)를 지지하게 된다.
한편, 상기 제1,2베어링(33)(36)의 상측에는 제1커버(25)와 제2커버(26)가 형성되어 상기 가동부재(30)가 상측방향으로 빠져나오지 않도록 지지한다.
상기 제1커버(25)는 두개의 나사로 가동부재(30)에 결합되고, 상기 제2커버(26)는 하나의 나사로 일부분만 가동부재(30)에 결합된다. 이와 같이 구성하는 이유는 상기 가동부재(30)가 원활히 회전될 수 있도록 적당한 움직임을 보장하기 위함이다.
즉, 상기 제2커버(26)는 적당한 탄성력을 가지며, 이는 상기 판 스프링(24)의 작동과 유사하다고 볼 수 있다.
다시 말해서, 가동부재(30)의 적당한 움직임을 보장하면서 상기 고정부재(20)에 고정될 수 있도록 하는 탄성수단으로서 역할을 한다.
한편, 상기 가동부재(30)의 측면, 즉 고정부재(20)에 형성된 마그네트(23)와 대향하는 면에는 코일(35)이 형성된다.
그리고, 코일(35)의 설치를 용이하게 하기 위해 가동부재(30)의 측면에는 도 12에 도시된 바와 같이 코일 홀더(38)가 구비되고, 상기 코일 홀더(38)에 코일(35)이 지지되어 고정된다. 코일(35)은 대략 직사각형 형태 또는 레이스 트랙 형태로 형성되어 전류를 방향에 따라 상기 마그네트(23)를 중심으로 가동부재(30)가 움직일 수 있도록 한다.
즉, 코일(35)은 전원공급선(34)으로부터 전원이 인가되며, 코일(35)에 전류가 흐름에 따라 고정부재(20)에 형성된 마그네트(23)와 상호작용에 의해 인력과 척력이 발생되어 상기 가동부재(30)가 구동되도록 한다. 즉, 상기 코일(35)에 인가되는 전류에 따라 상기 가동부재(30)가 회전 중심축을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다.
도시하지는 않았지만 다른 실시예로서, 상기 가동부재의 측면에는 마그네트가 형성되고, 상기 마그네트와 대향하는 고정부재의 측면에는 코일 홀더 및 상기 코일 홀더에 지지되는 코일이 형성되도록 할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 투광판(31)은 가동부재(30)에 결합되는데, 가동부재(30)의 내측에 형성된 돌출부(39)에 변위판(31)을 위치시킨 후 지지부재(37)를 이용하여 고정한다. 여기서 돌출부(39)의 형상은 도 9에 자세히 도시되었다.
상기 투광판(31)은 상기 가동부재(30)와 함께 사출되어 별도의 지지부재(37)없이 상기 가동부재(30)에 고정될 수 있다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 가동부재(30)의 회전 각도를 제한하기 위해 고정부재(20)의 내측에는 스토퍼(28)가 형성되어 외부 충격이나 오동작 또는 과도한 작동에 의해 가동부재(30)의 회전 범위를 일정 각도 이하로 제한하게 된 다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 액츄에이터(11)는 디스플레이장치의 광 경로 상에 위치하여, 제어전류의 인가에 따라 코일(35) 및 마그네트(23)의 상호 작용에 의해 회전하게 된다. 상기 가동부재(30)의 회전 범위는 바람직하게 ±0.75도 범위내로 설정될 수 있으며 제1위치와 제2위치에 주기적으로 위치할 수 있도록 회전하게 된다. 상기 가동부재(30)는 한 프레임의 영상신호가 인가되는 시간 동안 적어도 1회 이상 회전하게 된다.
한편, 도 13은 마그네트의 온도에 따른 감자율의 변화를 설명하는 도면이다.
상기 마그네트(23)는 온도에 따라 감자율이 변화된다. 즉, 마그네트(23)의 온도가 증가하게 되면, 감자율이 증가하여 그 만큼 자력이 저하된다.
상기 액츄에이터(11)는 고속으로 구동되는 장치이기 때문에 구동 시간에 따라 주변의 온도가 증가하게 되고 그에 따라 마그네트(23)의 자력이 변화된다.
예를 들어, 일정한 게인값으로 상기 액츄에이터(11)를 구동하는 경우 온도에 따라 액츄에이터(11)가 구동되는 상태가 변화된다. 구체적으로, 온도가 증가되는 경우 상기 가동부재(30)의 회전 속도가 감소되거나, 회전 각도가 감소될 수 있다.
따라서, 온도가 증가되는 경우 상기 액츄에이터(11)에 인가되는 게인값을 증가시킬 필요가 있다. 도 14는 온도에 따라 액츄에이터(11)에 인가되는 게인값을 증가시키는 것을 마그네트(23)의 감자 특성과 비교하여 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에서 상기 콘트롤러(8)는 온도센서(9)에서 감지한 온도값에 따라 메모리(7)에 저장된 게인값을 읽어 상기 액츄에이터(11)를 구동한다.
따라서, 상기 액츄에이터(11)는 온도의 변화에도 불구하고 안정적인 구동을 할 수 있다.
온도와 마그네트의 감자율과의 관계는 다음 수학식 1로 정리된다.
Figure 112006011993676-PAT00003
(여기서, temp는 마그네트 온도이고, Pc는 마그네트의 특성에 따른 Permeance coefficient이다.)
그리고, 기준온도에서 온도가 증가 또는 감소함에 따라 보상해 주어야 하는 게인값은 수학식 2로 정리된다. 예를들어, 기준온도는 상온(25℃)가 될 수 있다.
Figure 112006011993676-PAT00004
(여기서, ΔGain은 온도의 변화에 따라 증가 또는 감소시켜야 하는 게인값이고, 변화된 감자율은 기존온도에서의 감자율과 현재온도에서의 감자율의 차이이고, rGain은 기준온도에서 인가되는 게인값이다.)
즉, 상기 액츄에이터(11) 조정을 통한 실제 액츄에이터(11)를 구동하는 아날로그 전압값이며, 상기 ΔGain은 감자율 감소에 따라 더해주어야 할 게인(Gain)값이다.
따라서, 상기 변화된 감자율(%) 및 증가 또는 감소시켜야 하는 게인값(ΔGain)에 따라 상기 액츄에이터(11)에 인가되어야 하는 게인(Gain)값이 다음의 수학 식 3로 정리된다.
Figure 112006011993676-PAT00005
따라서, 상기 콘트롤러(8)는 상기 온도센서(9)를 통해 감지되는 온도에 따라 상기 수학식 1에 의해 감자율(%)을 산출하고, 이를 기준온도에서의 감자율과 비교하여 ΔGain을 산출한다.
그리고, 상기 수학식 3에 의해 최종적으로 액츄에이터(11)에 인가되는 게인값을 산출할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 상기 액츄에이터(11)는 온도 변화와 관계없이 안정적으로 동작될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 메모리(7)에 온도에 따른 게인값이 저장되어 있어 온도센서(9)에 감지된 온도에 따라 액츄에이터(11)에 인가되는 게인값이 산출될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 도 15을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자가 파워 온 명령을 입력하면 액츄에이터의 주변온도를 감지한다(S101 ∼ S102).
이어서 상기 감지 결과(S102), 감지된 주변 온도가 임계치를 초과하였는지 여부를 판단한다(S103).
상기 판단 결과(S103), 상기 감지된 주변 온도가 임계치를 초과하였으면 온 도보상 게인(Gain)을 조정한다(S104).
한편 상기 판단 결과(S103), 상기 감지된 주변 온도가 임계치를 초과하지 않았으면 기 저장된 게인(Gain)값을 유지한다(S105).
마지막으로 사용자가 파워 오프 명령을 입력하면 종료한다(S106).
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어방법은 액츄에이터(11)가 설치되어 있는 주변온도를 감지하고, 온도변화에 따른 감자특성을 고려하여 상기 액츄에이터(11)의 게인(Gain)값을 보정해줌으로써, 온도 변화가 발생될 경우 게인(Gain)값을 증가시키는 등의 자동조정을 수행할 수 있다.
따라서, 해상도 향상을 위한 액츄에이터가 안정적으로 작동될 수 있다.
본 발명은 해상도 향상을 위한 액츄에이터 장치가 온도에 따라 오작동 되는 것을 방지함으로써, 투사형 영상표시기기의 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 광원과,
    상기 광원에서 방출된 빛과 입력된 영상신호를 이용하여 영상을 형성하는 영상형성부와,
    상기 영상형성부에서 형성된 영상을 스크린 상에 투사하는 투사렌즈와,
    상기 스크린 상에 디스플레이되는 영상이 변위되도록 구동되는 액츄에이터와,
    상기 액츄에이터 주변의 온도를 감지하는 온도센서와,
    상기 온도센서의 온도에 따라 상기 액츄에이터의 구동하는 콘트롤러가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 고정부재와, 상기 고정부재에 결합되어 움직이는 가동부재와, 상기 가동부재에 고정되고 광이 입사되는 투광판과, 상기 가동부재에 형성된 코일과, 상기 고정부재에 형성되며 상기 코일에 대면하는 마그네트가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상형성부는 컬러 휠과 DMD를 이용한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 영상형성부와 투사렌즈 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 온도에 따른 구동제어값이 저장되는 메모리가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가동부재는 상기 고정부재에 결합되어 회전되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 광원과,
    상기 광원에서 방출된 빛과 입력된 영상신호를 이용하여 영상을 형성하는 영상형성부와,
    상기 영상형성부에서 형성된 영상을 스크린 상에 투사하는 투사렌즈와,
    상기 영상이 형성되어 투사되는 광 경로 상에는 광 경로 변경을 위해 형성되는 액츄에이터와,
    온도를 감지하는 온도센서와,
    상기 온도센서의 온도에 따라 상기 액츄에이터의 인가되는 전압을 가변하는 콘트롤러가 포함되어 구성되고,
    상기 콘트롤러는 상기 온도가 설정된 값보다 큰 경우 인가되는 전압을 증가시키고 상기 온도가 설정된 값보다 작은 경우 인가되는 전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 고정부재와, 상기 고정부재에 결합되어 움직이는 가동부재와, 상기 가동부재에 고정되고 광이 입사되는 투광판과, 상기 가동부재에 형성된 코일과, 상기 고정부재에 형성되며 상기 코일에 대면하는 마그네트가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 영상형성부는 컬러 휠과 DMD를 이용한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 영상형성부와 투사렌즈 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 온도에 따라 인가되는 전압값이 저장되는 메모리가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 가동부재는 상기 고정부재에 결합되어 회전되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 빛이 방출되는 단계와,
    상기 방출된 빛과 영상신호를 이용하여 영상을 형성하는 단계와,
    투광판이 형성된 액츄에이터에 인가되는 구동신호를 온도에 따라 변화시켜 상기 영상의 진행 경로를 주기적으로 변경하는 단계와,
    상기 영상을 스크린 상에 투사하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 영상의 형성은 컬러 휠과 DMD를 이용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이방법.
  15. 광원과,
    상기 광원에서 방출된 빛과 입력된 영상신호를 이용하여 영상을 형성하는 영상형성부와,
    상기 영상형성부에서 형성된 영상을 스크린 상에 투사하는 투사렌즈와,
    상기 영상이 형성되어 투사되는 광 경로 상에는 광 경로 변경을 위해 형성되는 액츄에이터와,
    온도를 감지하는 온도센서와,
    상기 온도센서에서 감지한 온도가 설정된 값보다 큰 경우 상기 액츄에이터에 인가되는 전압을 증가시키고, 상기 온도가 설정된 값보다 작은 경우 인가되는 전압을 감소시키는 콘트롤러가 포함되어 구성되고,
    상기 액츄에이터에 인가되는 전압(Gain)은
    Figure 112006011993676-PAT00006
    인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    여기서, rGain은 기준온도에서의 게인값이고, ΔGain은 온도의 변화에 따라 증가 또는 감소시켜야 하는 게인값이다.
  16. 제 15항에 있어서,
    ΔGain은
    Figure 112006011993676-PAT00007
    에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    여기서, 변화된 감자율은 기준온도에서의 감자율과 현재온도에서의 감자율의 차이이다.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 감자율은
    Figure 112006011993676-PAT00008
    에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    여기서, temp는 마그네트의 온도이고, Pc는 마그네트의 특성에 따른 Permeance coefficient이다.
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