KR100533065B1

KR100533065B1 - 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치

Info

Publication number: KR100533065B1
Application number: KR10-2002-0022324A
Authority: KR
Inventors: 이종진
Original assignee: 제이비옵틱스 주식회사
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2005-12-05
Also published as: KR20030035779A

Abstract

본 발명은 적색, 녹색, 청색의 3원색의 액정패널을 X축, Y축, Z축에 대하여 직선운동 및 회전운동이 가능한 6-자유도를 갖도록 지지하고, 각 방향의 직선운동 및 회전운동을 위한 스테이지를 이용하여 광학엔진에 대한 R, G, B 액정패널의 위치 및 각도를 정밀하게 조정할 수 있도록 한 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치에 관한 것으로, 소정 기기를 지지하기 위한 프레임; 상기 프레임의 내부에 직선왕복운동이 가능하게 장착되며, 영상 구현을 위한 빛을 조사하는 발광수단; 상기 발광수단과 인접하게 배치되며, 상기 발광수단에 의해 조사된 빛을 분광 및 굴절시켜 일측으로 조사하는 광학엔진; 상기 광학엔진을 중심으로 배열되며, 각각 R, G, B 액정패널의 위치를 조정하기 위한 위치 조정구 및 각도를 조정하기 위한 각도 조정구를 구비한 액정패널 조정수단; 및 상기 광학엔진을 통해 투사된 영상을 표시하기 위한 표시수단을 포함하는 프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치를 제공한다.

Description

프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치 {APPARATUS FOR ADJUSTING LCD FOR PROJECTION TELEVISION}

본 발명은 프로젝션 텔레비젼의 정확한 영상 구현을 위한 액정소자 조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적색, 녹색 및 청색의 LCD 패널을 각각 X축, Y축 및 Z축에 대하여 정밀하게 직선운동 및 회전운동시켜 정확한 영상의 구현을 위한 최적화된 위치 및 각도로 광학엔진에 부착시킬 수 있도록 한 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 프로젝션 텔레비젼(projection television)은 LCD 소자에 빛을 투사하여 영상을 구현하는 것으로, 동일한 크기의 화면을 구현할 경우 종래의 브라운관이 구비된 텔레비젼에 비해 그 무게가 가볍게 되고, 이동 및 공간 배치가 용이하여 보다 대형의 화면을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 HD-TV와 같은 고화질의 구현이 가능하고, 제작비용이 상대적으로 저렴하다는 장점이 있다.

상기 프로젝션 텔레비젼은 할로겐 램프 등에서 발광되는 조사광을 마이크로 필터를 통과하도록 하여 적색, 녹색 및 청색(이하, R, G, B로 칭함)의 빛의 3원색으로 색분리시키고, 이 색분리가 완료된 조사광의 이동 경로에 각 색상에 상응하는 액정소자를 설치하여 각각의 색상에 해당하는 영상을 형성시키며, 3원색으로 이루어진 각각의 영상을 프리즘에 입사시켜 합성시킨 후 렌즈를 통해 확대시켜 전방에 구비된 스크린에 영상이 구현되도록 한다.

이러한 프로젝션 텔레비젼에서 상기 액정소자는 광학엔진에 부착되어 고정되는데, 스크린에 정확한 상이 맺혀지게 하기 위해서는 광학엔진의 렌즈에 대한 R, G, B 액정소자 각각의 위치 및 방향을 정확하게 조정해주어야 한다. 이를 위해 사용되는 종래의 액정소자 조정장치가 도1 및 도2에 도시되어 있다.

액정소자와 광학엔진의 렌즈간의 거리 및 각도를 조정하기 위한 종래의 액정소자 조정장치는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 박스 형상의 몸체(100)의 내부에 액정소자(110)가 구비된 패널고정대(120)를 안착시키며, 상기 패널고정대(120)를 좌우로 이동시킬 수 있도록 판스프링(131, 132) 및 좌우 조정스크류(133, 134)를 구비하고, 상하로 이동시킬 수 있도록 판스프링(141)과 회전기어(142) 및 이에 맞물린 상하이동대(143)를 구비하며, 조정이 완료된 후 상기 패널고정대(120)를 고정시킬 수 있도록 좌우회전봉(151, 152) 및 좌우고정회전체(153, 154)를 구비하고, 패널고정대(120)가 고정된 후에 외부에서 조정할 수 있도록 상하좌우 조정스크류(133, 134) 및 좌고정봉(151)이 노출된 구조로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래의 액정소자 조정장치는 상기 좌우 조정스크류(133, 134), 상하이동대(143) 및 좌우회전봉(151, 152)를 이용하여 패널고정대(120)의 위치를 조정함으로써, 상기 액정소자(110)와 렌즈의 거리 및 각도를 조정하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 액정소자 조정장치는 상기 상하좌우 조정스크류(133, 134)와 상하이동대(143) 등을 이용하여 액정소자(110)가 장착된 패널고정대(120)를 조정하는 구조이므로, 액정소자(110)와 렌즈의 거리 및 각도를 정밀하게 조정하기 어려우며, 각 액정소자마다 별도의 조정수단이 구비된 구조이므로, 제조비용이 상승되고, 조정이 완료된 후의 조립과정에서 조정 위치가 변화될 우려가 높으며, 이러한 경우에는 모듈 자체를 다시 분해하여 재조립해야 하기 때문에 작업과정이 번거롭게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적색, 녹색, 청색의 3원색의 액정패널을 X축, Y축, Z축에 대하여 직선운동 및 회전운동이 가능한 6-자유도를 갖도록 지지하고, 각 방향의 직선운동 및 회전운동을 위한 스테이지를 이용하여 광학엔진에 대한 R, G, B 액정패널의 위치 및 각도를 정밀하게 조정할 수 있도록 한 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정 기기를 지지하기 위한 프레임; 상기 프레임의 내부에 직선왕복운동이 가능하게 장착되며, 영상 구현을 위한 빛을 조사하는 발광수단; 상기 발광수단과 인접하게 배치되며, 상기 발광수단에 의해 조사된 빛을 분광 및 굴절시켜 일측으로 조사하는 광학엔진; 상기 광학엔진을 중심으로 배열되며, 각각 R, G, B 액정패널의 위치를 조정하기 위한 위치 조정구 및 각도를 조정하기 위한 각도 조정구를 구비한 액정패널 조정수단; 및 상기 광학엔진을 통해 투사된 영상을 표시하기 위한 표시수단을 포함하는 프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치를 제공한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 액정소자 조정장치의 일실시예 구성을 도시한 정면도이고, 도4는 그 측면도이며, 도5는 본 발명의 요부인 R, G, B 광학스테이지의 평면 배열을 도시한 평면도이다.

본 실시예의 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치는 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 소정 기기를 지지하기 위한 프레임(310)과; 상기 프레임(310)의 내부에 고정된 제1 및 제2지지대(311, 312)와; 상기 제1지지대(311)의 상부에 직선왕복운동이 가능하게 장착되며, 영상 구현을 위한 빛을 조사하는 발광램프(320)와; 상기 제2지지대(312)의 상부에 직선왕복운동이 가능하게 장착되며, 공급전력의 제어를 위한 PCB(도시하지 않음)를 구비한 지지아암(313)과; 상기 지지아암(313)의 단부에 장착되어 상기 발광램프(320)와 인접하게 배치되며, 상기 발광램프(320)에 의해 조사된 빛을 분광 및 굴절시켜 일측으로 조사하는 광학엔진(330)과; 상기 광학엔진(330)을 중심으로 배열되며, 각각 영상구현을 위한 R, G, B 액정패널을 구비한 R, G, B 광학 스테이지(340, 350, 360)와; 상기 프레임(310)의 상부에 장착되며, 그 내부에 상기 광학엔진(330)으로부터 투사된 영상을 반사시켜 스크린(370)에 투영시키기 위한 반사경(381)이 장착된 암실(380)로 크게 구성된다.

본 실시예에서, 상기 발광램프(320)는 제1실린더(321)에 의해 제1지지대(311)상에서 왕복운동되며, 상기 지지아암(313)은 제2실린더(322)에 의해 제2지지대(312)상에서 왕복운동된다.

상기 광학엔진(330)은 통상의 것으로, 내부에 원하는 색상을 구현하기 위해 각각 설정된 색상(R, G, B)의 빛을 통과 또는 반사시켜 대응하는 색상의 액정 패널로 조사시키는 복수의 프리즘(도시하지 않음)이 구비되며, 그 상부에는 R, G, B 액정패널을 경유하여 상기 암실 측으로 조사되는 빛의 촛점을 맞추기 위한 투사렌즈(331)가 장착된다.

또한, 본 발명의 요부 구성인 상기 R, G, B 광학 스테이지(340, 350)는 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지며, 도6a 내지 도6c에 R 광학 스테이지(340)의 사시도, 정면도 및 측면도가 대표적으로 도시되어 있다.

상기 R 광학 스테이지(340)은 도6a 내지 도6c에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(310) 내에 장착되며, 상면에 일방향의 가이드 레일(341a)이 형성된 제3지지대(341)와; 상기 제3지지대(341)의 상면에 장착되며, 저면에 상기 가이드 레일(341a)에 맞물리는 가이드 홈(342a)이 형성되어 상기 가이드 레일(341a)을 타고 직선왕복운동되는 하부 받침판(342)과; 상기 하부 받침판(342)의 상면에 장착되며, 액정 패널을 X축방향으로 이동시키기 위한 X축방향 이동스테이지(343)와; 상기 X축방향 이동스테이지(343)의 상면에 장착되며, 액정 패널을 Y축방향으로 이동시키기 위한 Y축방향 이동스테이지(344)와; 상기 Y축방향 이동스테이지(344)의 상면에 장착되며, "ㄴ"자형 단면을 갖는 상부 받침판(345)과; 상기 상부 받침판(345)의 수직면에 장착되며, 액정 패널을 Z축방향으로 이동시키기 위한 Z축방향 이동스테이지(346)와; 상기 Z축방향 이동스테이지(346)의 측면에 장착되며, 액정 패널을 Y축방향에 대하여 회전시키기 위한 Y축방향 회전스테이지(347)와; 상기 Y축방향 회전스테이지(347)의 측면에 장착되며, 액정 패널을 X축방향에 대하여 회전시키기 위한 X축방향 회전스테이지(348)와; 상기 X축방향 회전스테이지(348)의 측면에 장착되며, 액정 패널을 Z축방향에 대하여 회전시키기 위한 Z축 방향 회전스테이지(349)와; 상기 Z축방향 회전스테이지(349)의 측면에 장착되며, 액정 패널을 고정시키기 위한 그립퍼(gripper)(351)로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 X축방향 이동스테이지(343), Y축방향 이동스테이지(344), Z축방향 이동스테이지(346), Y축방향 회전스테이지(347), X축방향 회전스테이지(348) 및 Z축방향 회전 스테이지(349)는 공지의 것으로, 각 이동스테이지(343, 344, 345)의 일측에는 각각 X축방향, Y축방향, Z축방향의 이동거리를 조정하기 위한 마이크로미터 형태의 거리조정구(343a, 344a, 346a)가 장착되고, 각 회전스테이지(347, 348, 349)의 일측에는 각각 Y축방향, X축방향, Z축방향에 대한 회전각도를 조정하기 위한 각도조정구(347a, 348a, 349a)가 장착된다.

상기 각 이동스테이지(343, 344, 345)는 그 배치 방향만 다를 뿐, 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지며, 도7에 X축방향 이동스테이지(343)의 측면도가 대표적으로 도시되어 있다.

도7에 도시한 바와 같이, 상기 X축방향 이동스테이지(343)는 상면에 일방향의 가이드 레일(31a)이 형성되며, 그 일측에 상기 거리조정구(343a)가 장착되는 하부 스테이지(31)와; 상기 가이드 레일(31a)을 타고 일방향 이동이 가능하도록 상기 하부 스테이지(31)의 상면에 장착되며, 코일 스프링(도시하지 않음)에 의해 하부 스테이지(31)에 연결되어 상기 거리조정구(343a)의 회전에 따라 왕복이동되는 상부 스테이지(32)로 구성된다.

또한, 도8에 상기 X축방향 회전스테이지(348) 및 Z축방향 회전 스테이지(349)의 측면도가 도시되어 있다.

도6a 및 도8에 도시한 바와 같이, 상기 X축방향 회전스테이지(348)와 Z축방향 회전스테이지(349)의 연접하는 면은 원호형태의 곡면으로 이루어지며, 상기 X축방향 회전스테이지(348)의 각도조정구(348a)에는 나사부(348b)가 형성되고, 상기 Z축방향 회전스테이지(349)의 연접하는 면에는 상기 각도조정구(348a)의 나사부(348b)와 맞물리는 요철부(349b)가 형성되어 상기 각도조정구(348a)의 회전에 따라 상기 X축방향 회전스테이지(348)가 Z축방향 회전스테이지(349)를 X축에 대하여 회전시키는 구조로 이루어진다.

또한, 도6a에 도시한 바와 같이, 상기 Z축방향 회전스테이지(349)와 그립퍼(351)의 연결은 상기 X축방향 회전스테이지(348)와 Z축방향 회전스테이지(349)의 연결과 동일하게 이루어지되, 그 연접하는 곡면의 방향 및 각도조정구(349a)의 장착방향이 직교방향을 향하여 상기 각도조정구(349a)를 회전시키면 그립퍼(351)가 Z축방향에 대해 회전되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 X축방향 회전스테이지(348)는 상기 Z축방향 이동스테이지(346)에 Y축방향에 대해 회전이 가능하게 장착되며, 그의 상면에 장착된 각도조정구(347a)를 회전시키면 Y축방향에 회전되는 구조로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치의 조정 동작을 살펴보면, 상기 제1실린더(321)를 작동시켜 상기 광학엔진(330)을 프레임(310)상의 소정 위치에 배치시키고, 상기 R, G, B 광학 스테이지(340, 350, 360)를 전진시켜 R, G, B 액정 패널이 상기 광학엔진(330) 주변의 대략적으로 적정한 위치에 배치되도록 한다. 이어서, 제2실린더(322)를 작동시켜 상기 발광램프(320)를 광학엔진(330) 측으로 전진시킨 후 발광램프(320)를 작동시켜 상기 스크린(370)에 영상이 투사되도록 한다. 상기 스크린(370)에 투사된 영상의 색조합이나 선명도를 관찰하면서 정확한 상이 맺혀지도록 각 광학 스테이지(340, 350, 360)의 X축방향 이동스테이지, Y축방향 이동스테이지, Z축방향 이동스테이지, X축방향 회전스테이지, Y축방향 회전스테이지 및 Z축방향 회전스테이지를 조정하여 R, B, G 액정 패널이 최적화된 위치에 배치되도록 한다.

상기한 R, G, B 광학 스테이지(330, 340, 350)에 의한 조정과정을 R 광학 스테이지(330)를 예를 들어 설명하면, 상기 그립퍼(351)에 액정 패널을 장착시킨 후에 상기 하부 받침판(342)을 전진시켜 액정 패널이 광학엔진(330)에 인접한 위치에 배치되도록 한 상태에서, 상기 X축방향 거리조정구(343a)를 회전시키면 X축방향 이동스테이지(343)에 의해 액정 패널이 X축방향을 따라 이동되고, Y축방향 거리조정구(344a)를 회전시키면 Y축방향 이동스테이지(344)에 의해 액정 패널이 Y축방향을 따라 이동되며, Z축방향 거리조정구(346a)를 회전시키면 Z축방향 이동스테이지(346)에 의해 액정 패널이 Z축방향 을 따라 이동되어 액정 패널의 위치가 조정된다. 또한, Y축방향 각도조정구(347a)를 회전시키면 상기 Y축방향 회전스테이지(347)에 의해 액정패널이 Y축방향에 대하여 회전되고, X축방향 각도조정구(348a)를 회전시키면 상기 X축방향 회전스테이지(348)에 의해 액정 패널이 X축방향에 대하여 회전되며, Z축방향 각도조정구(349a)를 회전시키면 Z축방향 회전 스테이지(349)에 의해 액정 패널이 Z축방향에 대하여 회전되어 액정 패널의 배향 각도가 조정된다. 이에 따라, 스크린(370) 상에 정확한 화상이 투영되도록 액정 패널을 이동 및 회전시켜 액정 패널을 최적화된 위치 및 배향 각도로 배치시킬 수 있게 된다.

상기의 조정과정을 통해 정확한 위치 및 각도로 배치된 R, G, B 액정패널은 본딩 등의 방법을 통해 상기 광학엔진(330, 340, 350)에 장착된다.

한편, 광학엔진(330)을 통해 투사된 영상을 표시하기 위한 표시수단으로 본 실시예에서는 스크린(370)을 구비하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, CC카메라 및 모니터 등과 같은 여러가지 디스플레이 장치를 이용하여 투사된 영상을 표시할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 광학 스테이지를 이용하여 액정패널을 X축, Y축, Z축에 대하여 정밀하게 이동 및 회전시킴으로써, 각 액정소자별로 별도의 조정수단을 구비하지 않고도 액정 패널이 광학엔진에 대하여 최적화된 위치에 배치되도록 할 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치의 평면도.

도2는 도1에 도시된 종래의 액정소자 조정장치의 측면도.

도3은 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치의 일실시예 구성을 도시한 정면도.

도4는 도3에 도시된 본 발명의 액정소자 조정장치의 측면도.

도5는 본 발명의 요부인 R, G, B 광학스테이지의 평면 배열을 도시한 평면도.

도6a는 도5에 도시된 R 광학스테이지의 사시도.

도6b는 도6a의 정면도.

도6c는 도6a의 측면도.

도7은 본 발명의 요부인 광학 스테이지 중에서 이동스테이지를 도시한 측면도.

도8은 본 발명의 요부인 광학 스테이지 중에서 회전스테이지를 도시한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

310 : 프레임 311 : 제1받침대

312 : 제2받침대 313 : 지지아암

320 : 발광램프 321 : 제1실린더

322 : 제2실린더 330 : 광학엔진

331 : 투사렌즈 340 : R 광학스테이지

350 : G 광학스테이지 360 : B 광학스테이지

370 : 스크린 380 : 암실

381 : 반사경

Claims

소정 기기를 지지하기 위한 프레임;

상기 프레임에 직선왕복운동이 가능하게 장착되며, 영상 구현을 위한 빛을 조사하는 발광수단;

상기 발광수단과 인접하게 프레임상에 배치되며, 상기 발광수단에 의해 조사된 빛을 분광 및 굴절시켜 일측으로 조사하는 광학엔진;

레드, 그린, 블루(R, G, B) 액정패널의 위치 및 각도를 조정하기 위한 액정패널 조정수단; 및

상기 광학엔진을 통해 투사된 영상을 표시하기 위한 표시수단을 포함하며,

상기 액정패널 조정수단은 상기 프레임의 소정위치에 설치되어 액정 패널을 X축방향으로 이동시키기 위한 X축방향 이동스테이지와, 상기 X축방향 이동스테이지의 상면에 장착되며 액정패널을 Y축방향으로 이동시키기 위한 Y축방향 이동스테이지와, 상기 Y축방향 이동 스테이지의 상면에 장착되며 액정 패널을 Z축방향으로 이동시키기 위한 Z축방향 이동스테이지와, 상기 Z축방향 이동스테이지의 측면에 장착되며 액정 패널을 Y축방향에 대하여 회전시키기 위한 Y축방향 회전스테이지와, 상기 Y축방향 회전스테이지의 측면에 장착되며 액정 패널을 X축방향에 대하여 회전시키기 위한 X축방향 회전스테이지와, 상기 X축방향 회전스테이지의 측면에 장착되며 액정 패널을 Z축방향에 대하여 회전시키기 위한 Z축방향 회전스테이지를 포함하는

프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치.
제1항에 있어서,

상기 액정패널 조정수단은

상기 프레임 내에 장착되며, 상면에 일방향의 가이드 레일이 형성된 지지대와;

상기 지지대의 상면에 장착되며, 저면에 상기 가이드 레일에 맞물리는 가이드 홈이 형성되어 상기 가이드 레일을 타고 직선왕복운동하여 상기 X축방향 이동스테이지를 이동시키기 위한 하부 받침판과;

상기 Y축방향 이동스테이지의 상면에 장착되며, "ㄴ"자형 단면을 가지고 측벽면에 Z축 이동스테이지를 이동시키기 위한 상부 받침판과;

상기 Z축방향 회전스테이지의 측면에 장착되며, 액정 패널을 고정시키기 위한 그립퍼

를 포함하는 프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치.
제2항에 있어서,

상기 X축방향 이동스테이지, Y축방향 이동스테이지 및 Z축방향 이동스테이지가 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지며,

각 이동스테이지는

상면에 일방향의 가이드 레일이 형성된 하부 스테이지와;

상기 가이드 레일을 타고 일방향 이동이 가능하도록 상기 하부 스테이지의 상면에 장착되며, 스프링에 의해 하부 스테이지에 연결된 상부 스테이지와;

상기 하부 스테이지에 고정되며, 그 일측단이 상기 상부 스테이지에 접촉되어 그 회전에 따라 상기 상부 스테이지를 직선운동시키는 마이크로 미터 형태의 거리 조정구

를 포함하는 프로젝션 텔레비젼용 액정소자 조정장치.
제2항에 있어서,

상기 X축방향 회전스테이지와 Z축방향 회전스테이지의 연접하는 면이 원호형태의 곡면으로 이루어지며,

상기 X축방향 회전스테이지에는 외주면에 나사부가 형성된 각도 조정구가 회전이 가능하게 장착되며,

상기 Z축방향 회전스테이지의 연접하는 면에는 상기 각도조정구의 나사부와 맞물리는 요철부가 형성되어 상기 각도조정구의 회전에 따라 상기 X축방향 회전스테이지가 Z축방향 회전스테이지를 X축에 대하여 회전시키는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 표시수단은

상기 프레임의 상부에 구비되며, 그 내부에 상기 광학엔진으로부터 투사된 영상을 반사시키기 위한 반사경이 장착된 암실과;

상기 암실의 일측에 장착되며, 상기 광학엔진으로부터 투사된 영상을 표시하기 위한 스크린

을 포함하는 프로젝션 텔레비젼용 액정패널 조정장치.