KR20010001722A - Display panel temperature controlling apparatus for reflection type projector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display element temperature control apparatus of a reflective projector.
일반적으로 프로젝터는 디스플레이소자에서 생성된 화상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다. 이 프로젝터는 디스플레이소자의 형태에 따라 투과형과 반사형으로 구분된다.In general, a projector is a device that provides an image by projecting an image generated by a display element on a screen using a separate light source. This projector is classified into a transmissive type and a reflective type depending on the type of display element.
LCD 프로젝션 티브와 같은 반사형 프로젝터는 광원과, 이 광원에서 조사된 광이 균일광 및 평행광이 되도록 하는 광학수단과, 편광에 따라 광을 투과 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환하는 편향빔스프리터와, 스크린에 투영될 광을 확대투사시키기 위한 투사렌즈유니트 및 상기 편광빔스프리터를 경유하여 입사된 일 편광의 입사광으로부터 화상을 생성하여 상기 투사렌즈유니트를 경유할 수 있도록 하는 반사형 디스플레이소자를 구비한다.Reflective projectors, such as LCD projection TVs, include light sources, optical means for causing the light emitted from the light sources to be uniform and parallel light, deflected beam splitters that transmit and reflect the light according to polarization, and convert the traveling path of the incident light; And a projection lens unit for enlarging and projecting the light to be projected on the screen, and a reflective display element for generating an image from the incident light of one polarized light incident through the polarization beam splitter to pass through the projection lens unit. .
상기 반사형 디스플레이소자는 구동에 의한 액정의 온/오프 시간이 빠른 즉 응답속도 특성이 뛰어난 예컨대, 강유전체 액정표시소자(FLCD; Ferroelectric Liquid Crystal Display)로서, 2차원의 어레이 구조의 화소를 가진다. 따라서, 반사형 디스플레이소자는 입력된 영상신호에 대응되도록 각 화소가 개별적으로 구동되어 편광 방향을 변조시킴으로써 소정 화상을 생성한다.The reflective display device is, for example, a ferroelectric liquid crystal display (FLCD) having a fast on / off time of driving liquid crystals, and having excellent response speed characteristics, and has a pixel having a two-dimensional array structure. Accordingly, in the reflective display device, each pixel is individually driven to correspond to the input video signal to modulate the polarization direction to generate a predetermined image.
그런데, 상기 구성의 반사형 디스플레이소자는 주위온도에 민감하게 작용하기 때문에, 적정온도로 유지될 경우에만 신뢰성 있는 화상을 생성하게 된다. 따라서, 반사형 디스플레이소자의 온도가 구동열에 의해 적정온도 이상으로 과열되거나 열악한 환경에 의해 적정온도 이하로 냉각되는 것을 방지해줄 필요가 있다.By the way, since the reflective display element of the above configuration is sensitive to the ambient temperature, it produces a reliable image only when it is maintained at an appropriate temperature. Therefore, it is necessary to prevent the temperature of the reflective display element from being overheated above the proper temperature by the driving heat or cooling below the proper temperature by the poor environment.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 반사형 디스플레이소자의 온도를 적정온도로 유지시키도록 구조가 개선된 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a display device temperature control apparatus of a reflective projector whose structure is improved to maintain the temperature of the reflective display device at an appropriate temperature.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이소자 온도 제어장치가 채용된 반사형 프로젝터의 광학적 배치도.1 is an optical layout of a reflective projector employing a display device temperature control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the display element temperature control apparatus of the reflective projector according to the embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.Figure 3 is a flow chart for explaining the operation of the display element temperature control apparatus of the reflective projector according to the embodiment of the present invention.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of reference numerals for the main parts of the drawings>
10..광원 60..디스플레이소자10. Light source 60. Display element
91..하우징 92..온도센서91. Housing 92. Temperature sensor
93..콘트롤러 94..열전소자93. Controller 94. Thermoelectric element
95,97..제1, 제2히트싱크 96,98..제1, 제2에어팬95,97. 1st, 2nd heatsink 96,98 .. 1st, 2nd air fan
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치는, 입사된 일 편광을 변조시켜 소정 화상을 생성시키는 디스플레이소자를 수용하는 하우징과; 상기 디스플레이소자의 온도를 감지하기 위한 온도센서와; 상기 디스플레이소자의 온도를 제어하기 위해 상기 하우징 내의 온도를 선택적으로 냉각 및 가열시키도록 상기 하우징 내외에 걸쳐 설치되는 냉각/가열수단; 및 상기 온도센서에서 감지된 정보에 의해 상기 하우징 내의 온도를 냉각 또는 가열시키도록 상기 냉각/가열수단을 선택적으로 구동시키기 위한 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A display device temperature control apparatus for a reflective projector according to the present invention for achieving the above object comprises: a housing accommodating a display element for generating a predetermined image by modulating one incident polarization; A temperature sensor for sensing a temperature of the display element; Cooling / heating means installed in and out of the housing to selectively cool and heat the temperature in the housing to control the temperature of the display element; And a controller for selectively driving the cooling / heating means to cool or heat the temperature in the housing by the information sensed by the temperature sensor.
여기서, 상기 냉각/가열수단은 일면은 상기 하우징 내로 노출되고 타면은 외부로 노출되도록 상기 하우징에 설치되며, 상기 콘트롤러에 의해 선택적으로 구동되면서 상기 하우징 내의 공기를 가열 및 냉각시키는 열전소자와; 상기 열전소자에 접촉되도록 상기 하우징 내에 설치된 제1히트싱크와; 상기 제1히트싱크를 강제 냉각시키도록 상기 하우징 내에 설치되는 제1냉각팬과; 상기 열전소자에 접촉되도록 상기 하우징 외측에 설치된 제2히트싱크; 및 상기 제2히트싱크를 강제 냉각시키도록 상기 하우징 외측에 설치되는 제2냉각팬;을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the cooling / heating means is installed in the housing so that one surface is exposed to the housing and the other surface to the outside, and the thermoelectric element for heating and cooling the air in the housing while being selectively driven by the controller; A first heat sink installed in the housing to be in contact with the thermoelectric element; A first cooling fan installed in the housing to forcibly cool the first heat sink; A second heat sink installed outside the housing to be in contact with the thermoelectric element; And a second cooling fan installed outside the housing to forcibly cool the second heat sink.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a display device temperature control apparatus of a reflective projector according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치가 채용된 반사형 프로젝터의 광학적 배치를 나타낸 것이다.1 shows an optical arrangement of a reflective projector employing a display element temperature control device of a reflective projector according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반사형 프로젝터는 광원(10)과, 이 광원(10)에서 조사된 광이 균일광이 되도록 하는 일루미네이션유니트(20)와, 광원(20)에서 조사된 무편광의 광을 일 편광으로 변환시키는 편광변환기(30)와, 입사광을 집속 및/또는 발산시킴에 의해 입사광의 진행경로를 가이드하는 릴레이렌즈유니트(40)와, 입사된 일 편광의 백색광을 파장영역에 따라 적색, 청색, 녹색의 광으로 분기시키기 위한 복수의 이색미러(DM1,DM2)와, 분기된 각 광의 진행경로를 변환시키는 복수의 시트형 편광빔스프리터(50)와, 상기 시트형 편광빔스프리터(50)를 경유하는 일편광의 입사광으로부터 화상을 생성하는 복수의 반사형 디스플레이소자(60)와, 디스플레이소자(60)에서 생성된 화상이 일 경로로 투사되도록 하는 칼라프리즘(70)과, 칼라프리즘(70) 쪽에서 입사되는 광을 스크린(미도시)으로 확대 투과시키는 투사렌즈유니트(80) 및 디스플레이소자 온도 제어장치를 구비한다.Referring to FIG. 1, the reflection type projector includes a light source 10, an illumination unit 20 that allows light emitted from the light source 10 to be uniform light, and unpolarized light emitted from the light source 20. A polarization converter 30 for converting one polarized light, a relay lens unit 40 for guiding a traveling path of incident light by focusing and / or diverging incident light, and white light of one incident polarization according to a wavelength region of red, Via a plurality of dichroic mirrors DM1 and DM2 for branching into blue and green light, a plurality of sheet-shaped polarizing beam splitters 50 for converting the traveling paths of each branched light, and the sheet-shaped polarizing beam splitters 50. On the side of the plurality of reflective display elements 60 for generating an image from the incident light of one polarized light, the color prism 70 for projecting the image generated by the display element 60 in one path, and the color prism 70 To scan the incident light And a projection lens unit 80 and the display device temperature control unit for expanding the transmission (not shown).
상기 디스플레이소자 온도 제어장치는 상기 디스플레이소자(60)를 비롯한 이색미러(DM1,DM2), 편광빔스프리터(50), 칼라프리즘(70) 등이 외부와 거의 밀폐되도록 수용되는 하우징(91)과, 상기 디스플레이소자(60)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(92)와, 디스플레이소자(60)의 온도를 제어하기 위해 상기 하우징(91) 내의 온도를 선택적으로 냉각 및 가열시키도록 하우징(91) 내외에 걸쳐 설치되는 냉각/가열수단 및 상기 온도센서(92)에서 감지된 정보에 의해 하우징(91) 내의 온도를 냉각 또는 가열시키도록 상기 냉각/가열수단을 선택적으로 구동시키기 위한 콘트롤러(93)를 구비한다.The display device temperature control device includes a housing 91 in which the dichroic mirrors DM1 and DM2, the polarizing beam splitter 50, the color prism 70, and the like including the display device 60 are almost sealed to the outside. Temperature sensor 92 for sensing the temperature of the display element 60 and inside and outside the housing 91 to selectively cool and heat the temperature in the housing 91 to control the temperature of the display element 60. And a controller 93 for selectively driving the cooling / heating means to cool or heat the temperature in the housing 91 by the cooling / heating means installed in the air and the information sensed by the temperature sensor 92. do.
도 2를 참조하면, 상기 냉각/가열수단은 상기 하우징(91)에 설치되며, 상기 콘트롤러(92)에 의해 선택적으로 구동되면서 하우징(91) 내의 공기를 가열 또는 냉각시키는 열전소자(94)와, 상기 열전소자(94)에 접촉되도록 하우징(91) 내에 설치된 제1히트싱크(95)와, 상기 제1히트싱크(95)를 강제 냉각시키도록 하우징(91) 내에 설치되는 제1에어팬(96)과, 열전소자(94)에 접촉되도록 하우징(91) 외측에 설치된 제2히트싱크(97) 및 상기 제2히트싱크(97)를 강제 냉각시키도록 하우징(91) 외측에 설치되는 제2에어팬(98)을 구비한다.Referring to FIG. 2, the cooling / heating means is installed in the housing 91 and is selectively driven by the controller 92 to heat or cool air in the housing 91, and The first heat sink 95 installed in the housing 91 to contact the thermoelectric element 94 and the first air fan 96 installed in the housing 91 to forcibly cool the first heat sink 95. ) And a second air sink 97 installed outside the housing 91 to be in contact with the thermoelectric element 94 and a second air installed outside the housing 91 to forcibly cool the second heat sink 97. A fan 98 is provided.
통상 펠티어칩이라고 불리는 상기 열전소자(94)는 일면이 하우징(91) 내로 노출되고 타면이 하우징(91)외부로 노출되도록 제1히트싱크(95)와 제2히트싱크(97) 사이에 개재된다. 이 열전소자(94)는 콘트롤러(93)로부터 인가되는 전류방향에 따라 제1히트싱크(95)의 열을 제2히트싱크(97)로 전달하거나 또는 그 반대방향으로 열을 전달하도록 구동된다.The thermoelectric element 94, commonly referred to as a Peltier chip, is interposed between the first heat sink 95 and the second heat sink 97 so that one surface is exposed into the housing 91 and the other surface is exposed outside the housing 91. . The thermoelectric element 94 is driven to transfer heat from the first heat sink 95 to the second heat sink 97 or vice versa in accordance with the current direction applied from the controller 93.
상기 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치의 동작을 도 1 내지 도 3 각각을 참조하여 설명하기로 한다.An operation of the display element temperature control apparatus of the reflective projector according to the preferred embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS.
디스플레이소자(60)가 구동되면, 온도센서(92)는 디스플레이소자(60) 각각의 온도(T)를 감지한다(S10). 콘트롤러(93)에서는 온도센서(92)에서 감지된 온도(T)를 전달받아 그 온도(T)를 미리 설정된 적정온도(T0)에 대한 허용오차(±α) 범위내에 해당하는지 판단한다(S20). 상기 단계 S20에서 온도(T)가 적정온도(T0)에 대한 허용오차(±α) 범위 내에 해당되지 않는다고 판단 될 경우에는, 온도(T)가 T0+α를 초과하는지 판단한다(S30). 그리고, S30에서 온도(T)가 T0+α를 초과할 경우에는, 하우징(91) 내부공기를 냉각시킬 수 있도록 열전소자(94)를 냉각구동시킨다(S40). 상기 단계 S40에서는 우선, 콘트롤러(93)로부터 열전소자(94)의 제1히트싱크(95)에 접촉된 부분이 냉각되고 그 반대부분으로 열이 전달되어 가열되게 열전소자(94)가 구동되도록 정상적인 제1방향으로 전류를 열전소자(94)로 인가한다. 또한, 제1에어팬(96)을 구동시켜서 제1히트싱크(95)의 강제 냉각에 의해 하우징(91) 내의 공기온도가 낮아지도록 하고, 제2에어팬(98)을 구동시켜서 하우징(91) 내의 열을 전달받아 가열되는 제2히트싱크(97)를 강제 냉각시킴으로써, 하우징(91) 내의 열이 외부로 지속적으로 전달될 수 있도록 한다. 이와 같이, 제1히트싱크(95)에 접촉된 면이 냉각되도록 열전소자(94)를 구동시켜 하우징(91) 내의 공기를 냉각시킴으로써, 디스플레이소자(60)의 온도가 낮아지고, 더 이상 상승되는 것이 방지된다.When the display device 60 is driven, the temperature sensor 92 senses the temperature T of each of the display devices 60 (S10). The controller 93 receives the temperature T sensed by the temperature sensor 92 and determines whether the temperature T falls within a tolerance (± α) range for a preset appropriate temperature T 0 (S20). ). If it is determined in step S20 that the temperature T does not fall within the tolerance (± α) range for the proper temperature T 0 , it is determined whether the temperature T exceeds T 0 + α (S30). . When the temperature T exceeds T 0 + α in S30, the thermoelectric element 94 is cooled and driven to cool the internal air of the housing 91 (S40). In step S40, first, a portion of the thermoelectric element 94 that is in contact with the first heat sink 95 of the thermoelectric element 94 is cooled and heat is transferred to the opposite portion so that the thermoelectric element 94 is driven to be heated. A current is applied to the thermoelectric element 94 in the first direction. In addition, the first air fan 96 is driven to lower the air temperature in the housing 91 by forced cooling of the first heat sink 95, and the second air fan 98 is driven to drive the housing 91. By forcibly cooling the second heat sink 97 that receives heat from the inside, the heat in the housing 91 can be continuously transferred to the outside. As such, by driving the thermoelectric element 94 to cool the surface in contact with the first heat sink 95 to cool the air in the housing 91, the temperature of the display element 60 is lowered and further increased. Is prevented.
한편, S30에서 상기 온도(T)가 T0+α를 초과하지 않는다고 판단될 경우에는, 온도(T)가 T0-α미만인 것으로 판단하여 하우징(91) 내부온도를 높일 수 있도록 열전소자(94)를 가열구동시킨다(S50). 즉, 제1히트싱크(95)에 접촉된 열전소자(94)의 면이 가열되도록 콘트롤러(93)로부터 상기 S40 단계에서와는 반대방향으로 전류를 열전소자(94)로 인가하고, 제1에어팬(96)을 구동시킨다. 이와 같이 하면, 제1에어팬(96)은 역구동되는 열전소자(94)에 의해 가열되는 제1히트싱크(96)의 열을 하우징(91) 내로 방열시켜 하우징(91) 내의 공기를 가열시킴으로써, 디스플레이소자(60)의 온도를 대략 적정온도(T0)로 높일 수 있다.On the other hand, if it is determined in step S30 that the temperature T does not exceed T 0 + α, it is determined that the temperature T is less than T 0 -α so that the internal temperature of the housing 91 can be increased so that the temperature of the thermoelectric element 94 is increased. ) Is heated and driven (S50). That is, the controller 93 applies a current to the thermoelectric element 94 in a direction opposite to that in step S40 so that the surface of the thermoelectric element 94 in contact with the first heat sink 95 is heated, and the first air fan ( 96). In this way, the first air fan 96 heats the heat of the first heat sink 96 heated by the thermoelectric element 94 driven back to the housing 91 to heat the air in the housing 91. In addition, the temperature of the display element 60 may be increased to approximately an appropriate temperature T 0 .
또한, S40 및 S50은 상기 온도(T)가 적정온도(T0)에 대한 허용오차(±α) 범위내에 해당된다고 판단될 때까지 계속 유지되며, 그 범위내에 들어온다고 판달될 경우에는 상기 단계 S20 이후에 열전소자(94)와 각 에어팬(96)(98)의 구동을 중지시킨다(S60).Further, S40 and S50 are maintained until the temperature T is determined to fall within the tolerance (± α) range for the proper temperature (T 0 ), and when it is determined that the temperature (T) is within the range, the step S20 Thereafter, driving of the thermoelectric element 94 and each of the air fans 96 and 98 is stopped (S60).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 프로젝터의 디스플레이소자 온도 제어장치는 디스플레이소자의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 하우징 내부의 공기를 가열 또는 냉각시킴으로써 디스플레이소자의 온도를 적정온도로 유지시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이소자가 채용되는 프로젝터가 예컨대, 열대지방 또는 극지방과 같은 열악한 환경을 가진 곳에서 사용되더라도, 디스플레이소자는 정상적으로 구동되면서 고화질의 화상을 생성시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있다는 장점이 있다.As described above, the display element temperature control apparatus of the reflective projector according to the present invention senses the temperature of the display element, and maintains the temperature of the display element at an appropriate temperature by heating or cooling the air in the housing according to the detected temperature You can. Therefore, even when the projector employing the display element is used in a poor environment such as the tropics or the polar region, the display element can generate a high quality image while driving normally, thereby increasing the reliability of the product. .
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- 1999-06-08 KR KR1019990021139A patent/KR20010001722A/en not_active Application Discontinuation
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