KR100621184B1 - 광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치 - Google Patents

광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치에 대한 것이다. 본 발명에 따른 광학엔진은, 베이스프레임과; 영상신호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와; 상기 영상소자어셈블리와 착탈 가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합 가능하게 마련된 구동기판과; 상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치를 조절 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제1체결유닛과; 상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제2체결유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 영상소자어셈블리의 각도 조절이 없이도 구동기판의 분리교체가 가능하여 수리비용을 절감할 수 있고, 수리작업을 단순화할 수 있다.

Description

광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치{OPTICAL ENGINE AND IMAGE PROJECTING APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1는 종래의 광학엔진의 분해사시도,
도 2은 본 발명에 따른 광학엔진의 분해사시도,
도 3는 도2의 영상소자어셈블리의 정면도,
도 4는 도2의 구동기판의 확대사시도,
도 5는 도2의 결합요부를 확대한 단면도,
도 6은 도 5에서 구동기판이 분리된 것을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 광학엔진이 포함된 영상투사장치의 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 영상투사장치 11 : 하우징
12 : 스크린 13 : 반사미러
20 : 광원부 30 : 광학엔진
31 : 베이스프레임 32 : 투사렌즈부
33 : 안착부재 40 : 영상소자어셈블리
41 : DMD 패널 43 : 인터포저
45 : 패널지지부 50 : 구동기판
60 : 제1체결유닛 61, 63, 65 : 제1체결부
67 : 제1체결부재 71, 73 : 제2체결부
75 : 관통부 77 : 제2체결부재
83, 85 : 제3체결부 87 : 제3체결부재
본 발명은 광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 영상투사장치는 컴퓨터 등과 연결하여 스크린에 영상빔을 투사시킴으로써 각종 프리젠테이션이나 멀티미디어 교육을 할 수 있는 시청각용 영상기기이다.
이러한 영상투사장치는 광원부와, 광원부로부터 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하여 투사하는 광학엔진과, 투사된 영상신호를 스크린으로 반사하는 반사미러를 포함한다.
도 1은 종래의 광학엔진(130)의 개략적인 구성을 나타낸 분해사시도이다. 도면을 참조하면, 광학엔진(130)은 영상신호 생성을 위한 영상소자어셈블리(140)와, 이를 구동하기 위한 구동기판(150)과, 영상소자어셈블리(140) 및 구동기판(150)이 결합되는 베이스프레임(131)과, 투사렌즈부(132)와, 안착부재(133) 및 방열부재(134)를 포함한다.
이러한 종래의 광학엔진(130)은 일반적으로 먼저 영상소자어셈블리(140)를 구동기판(150)에 결합한 후 이들을 함께 베이스프레임(131)에 결합한다. 이때, 광원부로부터의 광 누설 방지 및 투사렌즈부(132)로의 정확한 투사가 이루어지도록 하기위해 스프링스크루(157)를 이용하여 베이스프레임(131)에 대한 영상소자어셈블리(140)의 상하좌우 위치 및 틸트를 조절하여 결합한다.
그런데, 이러한 종래의 광학엔진(130)에서는 스프링스크루(157)가 구동기판(150)과 영상소자어셈블리(140) 및 베이스프레임(131)을 모두 결합하고 있기 때문에 구동기판(150)에 불량이 발생하여 이를 분리교체하기 위해 스프링스크루(157)를 해제하는 경우 구동기판(150)과 함께 영상소자어셈블리(140)도 동시에 분리되게 된다.
따라서, 광학엔진(130) 조립과정에서 조절된 영상소자어셈블리(140)의 위치는 틀어지게 되며, 틀어진 영상소자어셈블리(140)의 위치를 수리과정에서 다시 조절하는 것은 용이하지 않으므로 결국 광학엔진 전체를 교체할 수 밖에 없어 수리비용이 증가하게 되고, 수리 작업이 복잡하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 영상소자어셈블리의 위치 조절이 없이도 구동기판의 분리교체가 가능한 광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 광학엔진에 있어서, 베이스프레임과; 영상신 호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와; 상기 영상소자어셈블리와 착탈 가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합가능하게 마련된 구동기판과; 상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치를 조절 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제1체결유닛과; 상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제2체결유닛를 포함하는 광학엔진에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제2체결유닛은 상기 구동기판을 통과하여 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제2체결부재와; 상기 구동기판에 마련되어 상기 제2체결부재가 통과하는 관통부를 포함하도록 할 수 있다.
상기 제2체결유닛는 복수 개로 마련되도록 할 수 있다.
상기 관통부은 상기 구동기판에 다각형 형상으로 마련되도록 할 수 있다.
상기 제2체결부재는 볼트로 할 수 있다.
상기 영상소자어셈블리는 DMD 패널을 포함하도록 할 수 있다.
상기 제1체결유닛은 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제1체결부재와, 상기 영상소자어셈블리와 상기 구동기판에 마련되어 적어도 상기 제1체결부재의 외경보다 큰 내경을 갖는 제1체결부를 갖도록 할 수 있다.
상기 베이스프레임의 일측에는 안착부재가 더 마련되며, 상기 영상소자어셈블리 및 상기 구동기판은 상기 안착부재에 결합되도록 할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 광원부와, 상기 광원부로부터 조사된 광을 영상신호를 변환하여 투사하는 광학엔진을 포함하는 영상투사장치에 있어서, 베이스프레임과; 상기 영상신호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와; 상기 영상소자어셈블리와 착탈 가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합가능하게 마련된 구동기판과; 상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치 조절이 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 복수 개의 제1체결유닛과; 상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 복수 개의 제2체결유닛를 포함하는 영상투사장치에 의하여도 달성된다.
여기서, 상기 제2체결유닛은, 상기 구동기판을 통과하여 상기 영상소자패널을 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제2체결부재와; 상기 구동기판에 마련되어 상기 제2체결부재가 통과하는 관통부를 포함하도록 할 수 있다.
상기 베이스프레임의 일측에는 안착부재가 더 마련되며, 상기 영상소자어셈블리 및 상기 구동기판은 상기 안착부재에 결합되도록 할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 본 발명의 구체적인 실시예로서 DMD 패널을 영상소자로 하는 광학엔진을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 적용이 이에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
도 2는 본 발명에 따른 광학엔진의 분해사시도이며, 도 3은 도2의 영상소자어셈블리의 정면도, 도 4는 도2의 구동기판의 확대사시도, 도 5는 도2의 결합요부를 확대한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광학엔진(30)은 베이스프레임과, 영상신호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와, 상기 영상소자어셈블리와 착탈 가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합가능하게 마련된 구동기판과, 상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치를 조절 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제1체결유닛과, 상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제2체결유닛을 포함한다. 또한, 안착부재(33)와 방열부재(34)를 더 포함할 수 있다.
베이스프레임(31)은 투사렌즈부(32)를 지지하며, 일측에 영상소자어셈블리(40) 및 구동기판(50)의 결합을 위한 안착부재(33)가 마련된다. 이경우, 안착부재(33)는 영상소자어셈블리(40)의 영상소자(41)에 대응하는 부위에 영상소자(41)로부터의 영상신호가 투사렌즈부(32)로 반사될 수 있도록 공동부(33a)가 마련될 수 있다. 또한, 상기 공동부(33a)의 연부에는 영상소자어셈블리(40) 및 구동기판(50) 결합을 위한 복수 개의 제1체결부(61) 및 제2체결부(71)가 마련될 수 있다. 여기서, 안착부재(33)는 베이스프레임(31)에 일체로 형성될 수도 있다.
영상소자어셈블리(40)는 구동기판(50)에 의해 구동되어 소정의 광원부로부터 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성한다. 영상소자어셈블리(40)는 영상신호 생성을 위한 DMD 패널(41)과, DMD 패널(41)과 구동기판(50)과의 전기적 연결을 위한 인터포저(43)와, DMD 패널(41)과 인터포저(43)를 수용하며 구동기판(50)과의 결합을 위한 패널지지부(45)를 포함한다.
패널지지부(45)에는 구동기판(50)과의 결합을 위한 제3체결부(83), 제1체결부재를 위한 제1체결부(63), 베이스프레임(31)과의 결합을 위한 제2체결부(73)가 DMD 패널(41)의 연부에 형성된다. 여기서, 각 체결부(63, 73, 83)는 필요에 따라 각각 적정한 수로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제3체결부(83)는 4개로 마련될 수 있으며, 제1체결부(63)는 3개로 마련될 수 있으며, 어떠한 위치에도 제한없이 형성될 수 있다.
구동기판(50)은 영상소자어셈블리(40)를 구동하여 영상소자로 하여금 영상신호를 생성하게 하며, 영상소자어셈블리(40)와 결합하여 베이스프레임(31)에 결합된다. 구동기판(50)에는 영상소자어셈블리(40)와의 결합을 위한 적어도 하나의 제3체결부(85)가 마련될 수 있다. 제3체결부재(87)는 제3체결부(85)를 관통하여 영상소자어셈블리(40)에 체결된다. 구동기판(50)에는 베이스프레임(31)과의 결합을 위한 적어도 하나의 제1체결부(65)가 마련될 수 있다. 여기서, 제1체결부(65)는 제1체결부재(67)의 스프링(69)이 걸리도록 도 6에 도시된 바와 같이 단차를 형성할 수 있다. 구동기판(50)에는 제2체결부재(77)를 위한 관통부(75)가 마련될 수 있다. 관통부(75)는 제2체결부재(77)가 구동기판(50)을 통과하여 영상소자어셈블리(40)에 체결될 수 있도록 제2체결부재(77)의 최대 외경보다 더 큰 직경을 가지도록 할 수있 다. 따라서, 구동기판(50)은 제2체결부재(77)의 체결 및 해제에 전혀 영향을 받지 않게 된다. 한편, 구동기판(50)에 영상소자어셈블리(40)가 결합되는 면의 반대 쪽에는 영상소자어셈블리(40)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 방열부재(34)가 마련될 수 있다. 방열부재(34)는 제한적이지는 않으나 핀(fin) 형상으로 마련될 수 있으며, 방열부재(34)의 일측에는 방열부재(34)를 향하여 공기를 공급하는 팬이 더 마련될 수도 있다.
제1체결유닛(60)은 영상소자어셈블리(40)의 위치 즉 베이스프레임(31)에 대한 영상소자어셈블리(40)의 판면을 따라 상하좌우 위치 및 틸트를 조절하기 위한 제1체결부(61, 63, 65) 및 제1체결부재(67)를 포함한다.
제1체결부(63, 65)는 영상소자어셈블리의 위치를 조절하기 위해 제1체결부재(67)가 가결합된 상태에서 영상소자어셈블리(40)를 베이스프레임(31)에 대해 상하좌우 이동이 가능하도록 제1체결부재(67)의 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 마련될 수 있다.
제1체결부재(67)는 영상소자어셈블리(40)의 위치가 조절되면 그 상태를 유지할 수 있도록 베이스프레임(31), 영상소자어셈블리(40) 및 구동기판(50)을 결합한다. 여기서, 제1체결부재(67)는 제한적이지는 않으나 볼트(68)와 탄성부재(69)을 가질 수 있다. 탄성부재(69)는 제한적이지는 않으나 코일스프링으로 할 수 있으며, 제1체결부재(67)에 결합하여 영상소자어셈블리(40)를 베이스프레임(31)을 향하여 가압한다. 또한, 제1체결부(65)에는 탄성부재(68)를 지지하기 위한 단차가 형성될 수 있다.
제1체결유닛(60)은 필요에 따라 적정한 수로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 3개로 마련될 수도 있고, 4개 이상 또는 2개 이하로 마련될 수도 있다. 또한, 복수 개의 제1체결유닛(60)은 필요에 따라 다양하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 3각형 형상으로 배치될 수도 있고, 4각형 등의 다각형 형상으로 배치될 수 도 있다.
제2체결유닛(70)은 제1체결유닛(60)이 영상소자어셈블리(40)의 위치가 조절된 상태에서 영상소자어셈블리(40)와 베이스프레임(31)을 결합하기 위한 제2체결부재(77)와 제2체결부(71, 73) 및 관통부(75)를 포함한다.
제2체결부재(77)는 구동기판(50)에 형성된 관통부(75)을 통과하여 영상소자어셈블리(40)를 베이스프레임(31)에 체결한다. 제2체결부재(77)는 관통부(75)를 완전히 통과하여 영상소자어셈블리(40)에 체결되므로 구동기판(50)에 의해 아무런 간섭을 받지 않는다. 따라서, 구동기판(50)을 영상소자어셈블리(40)로부터 분리하는 경우에도 제2체결부재(77)는 영상소자어셈블리(40)와 베이스프레임(31)과의 체결상태를 그대로 유지한다. 여기서, 제2체결부재(77)는 제한적이지는 않으나 볼트로 마련될 수 있다.
한편, 제2체결부재(77)는 필요에 따라 적정한 수로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 3개로 마련될 수 있으며, 그 이하 또는 그 이상으로 마련될 수 있다. 한편, 제2체결유닛(70)은 다양한 모양으로 배치될 수 있다. 관통부(75)는 구동기판(50)에 마련되어 제2체결부재(77)가 통과할 수 있도록 제2체결부재(77)의 최대 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 형성될 수 있다.
전술한 구성를 가지는 광학엔진의 조립 및 분해과정을 도 2 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 영상소자어셈블리(40)를 제3체결부재(87)를 이용하여 구동기판(50)에 결합한다. 이때 영상소자어셈블리(40)와 구동기판(50)사이에 상대운동이 발생하지 않도록 복수 개의 제3체결부재(87)가 사용될 수 있다.
영상소자어셈블리(40)가 결합된 구동기판(50)을 베이스프레임(31) 또는 베이스프레임(31)의 일측에 마련된 안착부재(33)에 결합한다. 이때, 영상소자어셈블리(40)의 위치 조절이 가능하도록 제1체결유닛(60)을 사용한다. 영상소자어셈블리(40)의 위치가 조절된 상태에서 제2체결부재(77)를 구동기판(50)을 통과하여 영상소자어셈블리(40)와 베이스프레임(31) 또는 안착부재(33)에 결합한다. 이때, 구동기판(50)에 마련된 관통부(75)의 내경은 제2체결부재(77)의 최대 외경보다 크게 마련되므로, 제2체결부재(77)는 구동기판(50)에 의해 전혀 영향을 받지 않는다
도 6은 제2체결부재(77)가 해제되고 구동기판(50)이 베이스프레임(31)으로부터 분리된 것을 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2체결부재(77)는 구동기판(50)에 의해 전혀 간섭을 받지 않으므로 구동기판(50)이 분리되더라도 영상소자어셈블리(40)는 베이스프레임(31)과 결합을 유지하고 있다.
따라서, 구동기판(50)에 불량이 발생하여 이를 교체하기 위해 제1체결유닛(60)을 해제하는 경우에도, 영상소자어셈블리(40)와 베이스프레임(31)은 제2체결유닛(70)에 의해 체결되고 있으므로, 조절된 영상소자어셈블리(40)의 위치가 그대로 유지된다.
도 7은 본 발명에 따른 광학엔진(30)이 포함된 영상투사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 그림이다.
본 발명에 따른 영상투사장치(10)는 하우징(11)과, 광을 조사하는 광원부(20)와, 전술한 구성을 가지는 광학엔진(30)과, 광학엔진(30)으로부터의 영상신호를 스크린(12)을 향하여 반사하는 반사미러(13)를 포함한다. 여기서, 광학엔진(30)에 대하여는 전술한 설명으로 갈음하기로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 영상투사장치(10)는 영상소자어셈블리(40)를 구동하는 구동기판(50)에 불량이 발생하여 이를 분리교체하는 경우에도, 영상소자어셈블리(40)가 베이스프레임(31)에 대한 위치를 유지한 채로 결합하고 있으므로, 광학엔진(30) 전체를 수리 교체할 필요가 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학엔진 및 이를 포함하는 영상투사장치에 의하면, 구동기판을 분리교체하는 경우에도 다시 영상소자어셈블리의 광축 위치를 조절할 필요가 없어 수리비용을 절감할수 있고, 수리작업을 단순화할 수 있다.

Claims (11)

  1. 광학엔진에 있어서,
    베이스프레임과;
    영상신호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와;
    상기 영상소자어셈블리와 착탈 가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합가능하게 마련된 구동기판과;
    상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치를 조절 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제1체결유닛과;
    상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 제2체결유닛를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2체결유닛는,
    상기 구동기판을 통과하여 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제2체결부재와;
    상기 구동기판에 마련되어 상기 제2체결부재가 통과하는 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2체결유닛은 복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통부은 상기 구동기판에 다각형 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2체결부재는 볼트인 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상소자어셈블리는 DMD 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1체결유닛은,
    상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제1체결부재와,
    상기 영상소자어셈블리와 상기 구동기판에 마련되어 적어도 상기 제1체결부재의 외경보다 큰 내경을 갖는 제1체결부를 갖는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베이스프레임의 일측에는 안착부재가 더 마련되며, 상기 영상소자어셈블리 및 상기 구동기판은 상기 안착부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
  9. 광원부와, 상기 광원부로부터 조사된 광을 영상신호를 변환하여 투사하는 광학엔진을 포함하는 영상투사장치에 있어서,
    베이스프레임과;
    상기 영상신호를 생성하기 위한 영상소자어셈블리와;
    상기 영상소자어셈블리와 착탈가능하게 결합되어 상기 영상소자어셈블리를 구동하며 상기 영상소자어셈블리를 사이에 두고 상기 베이스프레임과 결합가능하게 마련된 구동기판과;
    상기 베이스프레임에 대한 상기 영상소자어셈블리의 위치 조절이 가능하게 상기 구동기판 및 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 복수 개의 제1체결유닛과;
    상기 영상소자어셈블리의 위치가 조절된 상태에서 상기 영상소자어셈블리를 상기 베이스프레임에 결합하는 복수 개의 제2체결유닛를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2체결유닛은,
    상기 구동기판을 통과하여 상기 영상소자패널을 상기 베이스프레임에 체결하기 위한 제2체결부재와;
    상기 구동기판에 마련되어 상기 제2체결부재가 통과하는 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 베이스프레임의 일측에는 안착부재가 더 마련되며, 상기 영상소자어셈블리 및 상기 구동기판은 상기 안착부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
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