KR20010008477A

KR20010008477A - 프로젝션 ｔｖ의 온도 제어방법

Info

Publication number: KR20010008477A
Application number: KR1019990026344A
Authority: KR
Inventors: 김익송
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-02-05

Abstract

본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법은, 반사형 디스플레이소자를 이용한 프로젝션 TV의 온도 제어방법에 있어서, 상기 디스플레이소자의 일측면에는 디스플레이소자의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 설치하고, 디스플레이소자의 배면에는 디스플레이소자로부터 열을 흡수하거나 디스플레이소자에 열을 인가하기 위한 열전소자를 설치하며, 상기 온도센서 및 열전소자를, 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하는 한편 상기 열전소자에 인가되는 전류를 제어하기 위한 콘트롤러에 전기적으로 각각 접속하여, 상기 콘트롤러에 의해 상기 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하여 미리 설정된 기준 온도범위와 비교하고, 그 결과에 따라 상기 열전소자에 인가되는 전류의 방향을 제어한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 열전소자를 이용한 냉각/가열 방식을 채용하고 있으므로, 시스템 구동중의 소음발생 및 디스플레이소자에의 먼지 흡착을 원천적으로 방지할 수 있고, 디스플레이소자의 온도가 설정된 온도범위를 벗어날 경우 디스플레이소자를 자동으로 냉각 또는 가열시켜 줌으로써 디스플레이소자의 온도를 설정된 적정 동작 온도범위로 일정하게 유지할 수 있어, 한층 신뢰성있는 고품질의 화상을 제공할 수 있다.

Description

프로젝션 ＴＶ의 온도 제어방법{Temperature controlling method of a projection television}

본 발명은 프로젝션(projection) TV의 온도 제어방법에 관한 것으로서, 더 상세히는 강유전체 액정표시소자(ferroelectric liquid crystal display:이하 FLCD로 지칭)를 이용한 프로젝션 TV에 있어서, 반도체 소자를 이용한 냉각/가열 방식에 의해 FLCD의 동작온도 범위를 정량적으로 제어할 수 있는 프로젝션 TV의 온도 제어방법에 관한 것이다.

프로젝션 TV(일명 프로젝터)는 디스플레이소자에 의해 형성된 화상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다. 이와 같은 프로젝터는 디스플레이소자의 형태에 따라, 빛이 디스플레이소자를 통과하여 스크린에 화상을 투영하는 투과형과, 빛이 디스플레이소자로부터 반사하여 스크린에 화상을 투영하는 반사형으로 크게 구분된다.

도 1은 종래 반사형 프로젝션 TV의 개략적인 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 반사형 프로젝션 TV는 장치의 전체적인 하우징을 이루는 본체(101)와, 그 본체(101)의 일측에 마련된 광원(102)과, 그 광원(102)으로부터 조사(照射)된 백색광을 파장영역에 따라 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분광시키기 위한 복수의 다이크로익 미러(dichroic mirror)(103)와, 입사광을 편광시키고 편광된 광을 투과 및 반사시킴으로써 입사광의 진행경로를 변환하는 편광빔 스플리터 (polarization beam splitter)(104)와, 그 편광빔 스플리터(104)를 경유하여 입사된 일편광의 입사광에 의해 화상을 생성하는 반사형 디스플레이소자(105)와, 그 디스플레이소자(105)로부터 반사된 화상의 광로를 변경하여 스크린(108)으로 투사하기 위한 칼라프리즘(106)과, 그 칼라프리즘(106)으로부터 스크린(108)으로 투사되는 광빔을 확대하여 투사하기 위한 투사렌즈 유니트(107) 및 상기 디스플레이소자 (105)를 냉각시키기 위한 송풍팬(107)을 구비한다.

여기서, 상기 반사형 디스플레이소자(105)는 소자의 구동에 따른 응답속도가 뛰어난 FLCD로서, 2차원 어레이 구조의 화소를 가진다. 그리고, 입력된 영상신호에 대응되도록 각 화소가 선택적으로 구동되어 편광방향을 변조시킴으로써 소정의 화상을 형성한다. 이와 같은 디스플레이소자(105)는 적정온도 범위로 유지될 경우 신뢰성있는 화상을 안정적으로 생성한다. 그런데, 프로젝터의 동작중에 디스플레이소자(105)에는 자체에서 발생되는 열과 상기 광원(102)으로부터 입사된 빔에 의해 열이 축적되고, 그에 의해 디스플레이소자(105)의 온도가 적정범위 이상으로 올라가게 된다. 그러면, 디스플레이소자(105)의 동작특성이 나빠지고, 그것은 결국 최종 화상의 품질을 저하시키게 된다. 따라서, 디스플레이소자(105)를 냉각시켜줄 필요가 있다. 이를 위해 종래에는 전술한 바와 같이 본체(101)에 송풍팬(109)을 설치하여 디스플레이소자(105)를 냉각시키는 방식을 채용하였다.

그런데, 이와 같은 종래 송풍팬(109)에 의한 냉각방식은, 그 송풍팬(109)이 동작하는 과정에서 소음이 발생하고, 디스플레이소자(105)에 먼지가 흡착되어 화질이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 전술한 것처럼 디스플레이소자(105)의 온도가 적정범위 이상으로 올라갈 경우에는 송풍팬(109)에 의한 송풍으로 디스플레이소자 (105)를 냉각시켜 줄 수는 있지만, 반대로 어떤 원인에 의해 디스플레이소자(105)의 온도가 적정범위 이하로 내려갈 경우에는 디스플레이소자(105)의 온도를 다시 적정범위로 올려줄 수 없다는 것이 하나의 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 반도체 소자를 이용한 냉각/가열 방식에 의해 디스플레이 소자의 온도를 설정된 적정범위로 유지시켜줄 수 있는 프로젝션 TV의 온도 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 반사형 프로젝션 TV의 개략적인 시스템 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법이 채용된 프로젝션 TV의 전체적인 시스템 구성도.

도 3은 도 2의 프로젝션 TV 시스템의 부분 발췌 상세도.

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법의 구현을 위해 채용되는 콘트롤러의 내부 회로 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

101,201...본체 102,202...광원

103,203...다이크로익 미러 104,204...편광빔 스플리터

105,205...디스플레이소자(FLCD) 106,206...칼라 프리즘

107,207...투사렌즈 유니트 108,208...스크린

109...송풍팬 301...온도 센서

302...열전소자(펠티어 소자) 303...콘트롤러

303a...CPU 303b...전원

303c...셀렉트 스위치

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법은, 반사형 디스플레이소자를 이용한 프로젝션 TV의 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 디스플레이소자의 일측면에는 디스플레이소자의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 설치하고, 디스플레이소자의 배면에는 디스플레이소자로부터 열을 흡수하거나 디스플레이소자에 열을 인가하기 위한 열전소자를 설치하며, 상기 온도센서 및 열전소자를, 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하는 한편 상기 열전소자에 인가되는 전류를 제어하기 위한 콘트롤러에 전기적으로 각각 접속하여, 상기 콘트롤러에 의해 상기 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하여 미리 설정된 기준 온도범위와 비교하고, 그 결과에 따라 상기 열전소자에 인가되는 전류의 방향을 제어하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 열전소자로는 바람직하게는 펠티어 소자(Peltier element)가 사용된다. 그리고, 상기 온도센서에 의해 감지된 디스플레이소자의 온도와 미리 설정된 기준 온도범위를 비교하여, 감지된 온도가 기준 온도범위를 초과하면 상기 열전소자에 전류를 정방향으로 인가하여 열전소자가 냉각기로서 작용하도록 하고, 감지된 온도가 기준 온도범위 미만이면 상기 열전소자에 전류를 역방향으로 인가하여 열전소자가 가열기로서 작용하도록 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 열전소자를 이용한 냉각/가열 방식을 채용하고 있으므로, 시스템 구동중의 소음발생 및 디스플레이소자에의 먼지 흡착을 원천적으로 방지할 수 있고, 디스플레이소자의 온도가 설정된 온도범위를 벗어날 경우 디스플레이소자를 자동으로 냉각 또는 가열시켜 줌으로써 디스플레이소자의 온도를 설정된 적정 동작 온도범위로 일정하게 유지할 수 있으며, 그 결과 한층 신뢰성있는 고품질의 화상을 제공할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법이 채용된 프로젝션 TV를 나타낸 것으로서, 도 2는 전체 시스템 구성도이고, 도 3은 도 2의 부분 발췌 상세도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 방법이 채용되는 프로젝션 TV는 그 구성에 있어서, 상기 도 1의 종래 반사형 프로젝션 TV와 큰 차이는 없다. 따라서, 동일한 구성요소(참조번호 201∼208은 참조번호 101∼108에 각각 대응)에 대한 설명은 생략하고, 특징적으로 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

즉, 본 발명의 방법에 따라 반사형 디스플레이소자(205)의 일측면에는 디스플레이소자(205)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(301)가 설치되고, 디스플레이소자(205)의 배면에는 디스플레이소자(205)로부터 열을 흡수하거나(빼앗거나) 디스플레이소자(205)에 열을 인가하기 위한 열전소자(302)가 설치된다. 그리고, 상기 온도센서(301)로부터의 온도 감지신호를 수신하여 미리 설정된 기준값과 비교하고, 그 결과에 따라 상기 열전소자(302)에 인가되는 전류를 제어하기 위한 별도의 콘트롤러(303)가 마련되며, 따라서 상기 온도센서(301) 및 열전소자(302)는 콘트롤러 (303)에 각각 전기적으로 접속된다.

여기서, 상기 열전소자(302)로는 펠티어 소자(Peltier element)가 사용되는 것이 바람직하다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 콘트롤러(303)는 온도센서(301)로부터의 온도 감지신호를 수신하여 미리 설정된 기준값과 비교하고, 그 결과에 따라 상기 열전소자(302)에 인가되는 전류의 방향을 제어하기 위한 제어신호를 송출하는 CPU(303a)와, 열전소자(302)에 전류를 공급하는 직류 전원(303b)과, CPU(303a)로부터의 제어신호에 따라 열전소자(302)에 인가되는 전류의 방향을 정방향 혹은 역방향으로 선택적으로 설정해주기 위한 셀렉트 스위치(select switch) (303c)로 구성된다. 도 2 및 도 3에서 참조 번호 304는 열전소자(302)로부터의 열을 전도받기 위한 히트 씽크(heat sink), 305는 히트 씽크(304)로부터의 열을 외부로 전달하기 위한 히트 파이프, 306은 히트 파이프(305)로부터 전달받은 열을 외부로 방출하기 위한 방열판을 각각 나타낸다.

그러면, 이상과 같은 본 발명의 방법이 채용된 프로젝션 TV에 있어서의 온도 제어 메커니즘에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하면서 간략히 설명해 보기로 한다.

프로젝션 TV가 구동되어 정상적으로 작동될 때, 온도센서(301)는 반사형 디스플레이소자(FLCD)(205)의 온도를 감지하여 콘트롤러(303)로 전송하게 된다. 그러면, 콘트롤러(303)의 CPU(303a)는 온도센서(301)로부터 전송된 신호를 입력받아 미리 설정된 기준온도 범위(예컨대, FLCD의 적정 동작 온도범위인 40∼45℃)와 비교한다. 이 비교 결과, 감지된 온도가 상기 기준 온도범위 내에 있으면 CPU(303a)는정상으로 판단하고, 별 다른 제어신호를 송출하지 않는다. 즉, 이때는 셀렉트 스위치(303c)의 제1스위치(S1,S1') 및 제2스위치(S2,S2')는 모두 오픈(open) 상태로 유지되며, 따라서 직류 전원(303b)으로부터 열전소자(302)로 전류가 공급되지 않는다. 만일, 상기 비교 결과, 감지된 온도가 기준 온도범위를 초과하면, CPU(303a)는 상기 열전소자(302)에 전류를 정방향으로 인가하도록 하는 제어신호를 셀렉트 스위치(303c)로 송출한다. 그러면, 셀렉트 스위치(303c)는 그 신호에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 제1스위치(S1,S1')는 클로스(close)되도록, 그리고 제2스위치 (S2,S2')는 오픈되도록 동작한다. 이에 따라 직류 전원(303b)의 플러스(+) 단자로부터 유출된 전류는 셀렉트 스위치(303c)의 단자 "a"→"c"를 거쳐 열전소자(302)로 유입되고, 열전소자(302)로부터 유출된 전류는 다시 셀렉트 스위치(303c)의 단자 "d"→"b"를 거쳐 직류 전원(303b)의 마이너스(-) 단자로 유입되는 폐회로를 구성하게 된다(본 발명에서는 편의상 이상과 같은 전류의 흐름방향을 정방향으로 설정한다). 이와 같이 전류가 정방향으로 흐르면, 상기 열전소자(302), 즉 펠티어 소자는 주변의 열을 흡수하도록 동작한다. 다시 말해서, 냉각기로서 작용하게 된다. 이에 따라, 디스플레이소자(205)에 축적된 열은 열전소자(302)로 전도되어 빼앗기고, 다시 이 열은 히트 씽크(304) 및 히트 파이프(305)를 거쳐 최종적으로 방열판(306)에 의해 외부로 방출된다. 이로써 디스플레이소자(205)의 온도는 내려가고, 그와 같은 과정에서의 온도 변화는 다시 온도센서(301)에 의해 감지되어 CPU(303a)로 전송된다. 그러면, CPU(303a)는 그 전송된 신호에 따라 감지된 온도와 기준 온도범위를 비교하여 디스플레이소자(205)의 온도가 기준 온도범위에 이르렀을 때, 열전소자 (302)로의 전류 공급을 차단하기 위한 신호를 셀렉트 스위치(303c)로 송출한다. 이에 따라, 상기 셀렉트 스위치(303c)의 클로스 상태로 있던 제1스위치(S1,S1')는 오픈되고, 그 결과 열전소자(302)로의 전류 공급은 차단된다.

한편, 상기 온도센서(301)로부터의 온도 감지 신호를 입력받아 미리 설정된 기준온도 범위와 비교한 결과, 감지된 온도가 기준온도 범위 미만인 경우에는 CPU(303a)는 상기 열전소자(302)에 전류를 역방향으로 인가하도록 하는 제어신호를 셀렉트 스위치(303c)로 송출한다. 그러면, 셀렉트 스위치(303c)는 그 신호에 따라 이번에는 반대로 제1스위치(S1,S1')는 오픈되도록, 그리고 제2스위치(S2,S2')는 클로스되도록 동작한다(도 4에서 스위치 레버가 점선으로 표시된 상태). 이에 따라 직류 전원(303b)의 플러스(+) 단자로부터 유출된 전류는 셀렉트 스위치(303c)의 단자 "f"→"d"를 거쳐 열전소자(302)로 유입되고, 열전소자(302)로부터 유출된 전류는 다시 셀렉트 스위치(303c)의 단자 "c"→"e"를 거쳐 직류 전원(303b)의 마이너스 (-) 단자로 유입되는 폐회로를 구성하게 된다. 이와 같이 전류가 역방향으로 흐르면, 상기 열전소자(펠티어 소자)(302)는 그 특성상 이번에는 주변에 열을 방출하도록 동작한다. 즉, 가열기로서 작용하게 된다. 이에 따라, 열전소자(302)로부터 발생된 열은 디스플레이소자(205)로 전도되고, 그 결과 디스플레이소자(205)의 온도는 올라간다. 그와 같은 과정에서의 온도 변화는 다시 온도센서(301)에 의해 감지되어 CPU(303a)로 전송되고, CPU(303a)의 판단 결과 디스플레이소자(205)의 온도가 기준 온도범위에 이르렀을 때, 마찬가지로 열전소자(302)로의 전류 공급을 차단하기 위한 신호가 CPU(303a)로부터 셀렉트 스위치(303c)로 송출된다. 이에 따라, 상기 클로스 상태로 있던 제2스위치(S2,S2')는 오픈되고, 그 결과 열전소자(302)로의 전류 공급은 차단된다.

이상에서와 같은 일련의 동작 메커니즘은 온도센서(301)의 감지신호에 따라 지속적으로 반복되며, 그에 따라 디스플레이소자(205)의 온도는 설정된 적정 동작온도 범위를 일정하게 유지하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 프로젝션 TV의 온도 제어방법은, 종래의 송풍팬에 의한 냉각방식과는 달리 열전소자를 이용한 냉각/가열 방식을 채용하고 있으므로, 종래와 같은 시스템 구동중의 소음발생 및 디스플레이소자에의 먼지 흡착과 같은 문제를 원천적으로 방지할 수 있다. 또한, 디스플레이소자의 온도가 설정된 온도범위를 벗어날 경우 디스플레이소자를 자동으로 냉각 또는 가열시켜 줌으로써 디스플레이소자의 온도를 설정된 적정 동작 온도범위로 일정하게 유지할 수 있으며, 그 결과 한층 신뢰성있는 고품질의 화상을 제공할 수 있다.

Claims

반사형 디스플레이소자를 이용한 프로젝션 TV의 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,

상기 디스플레이소자의 일측면에는 디스플레이소자의 온도를 감지하기 위한 온도센서를 설치하고, 디스플레이소자의 배면에는 디스플레이소자로부터 열을 흡수하거나 디스플레이소자에 열을 인가하기 위한 열전소자를 설치하며, 상기 온도센서 및 열전소자를, 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하는 한편 상기 열전소자에 인가되는 전류를 제어하기 위한 콘트롤러에 전기적으로 각각 접속하여, 상기 콘트롤러에 의해 상기 온도센서로부터의 온도 감지신호를 수신하여 미리 설정된 기준 온도범위와 비교하고, 그 결과에 따라 상기 열전소자에 인가되는 전류의 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV의 온도 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 온도센서에 의해 감지된 디스플레이소자의 온도와 미리 설정된 기준 온도범위를 비교하여, 감지된 온도가 기준 온도범위를 초과하면 상기 열전소자에 전류를 정방향으로 인가하여 열전소자가 냉각기로서 작용하도록 하고, 감지된 온도가 기준 온도범위 미만이면 상기 열전소자에 전류를 역방향으로 인가하여 열전소자가 가열기로서 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV의 온도 제어방법.