KR20070048392A

KR20070048392A - 컬러 휠 유니트 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20070048392A
Application number: KR1020050105429A
Authority: KR
Inventors: 송상재; 이호; 차원준; 이종호; 배영진; 박상환; 임동오
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-09

Abstract

컬러 휠 유니트 및 그 제작방법이 개시된다. 광 경로 상에 위치하며 RGB 세그먼트가 각각 회전하면서 순차적으로 광경로 상에 삽입되는 컬러 휠과, 컬러 휠에 회전력을 제공하는 구동장치와, 컬러 휠을 구동장치에 고정하는 캐리어를 포함하고, 컬러 휠과 캐리어의 접합부에는 고정돌기가 형성되어 컬러 휠의 표면에 압입되어 고정되는 컬러 휠 유니트는 컬러 휠과 구동장치의 결합을 견고하게 하여 내구성이 우수하다.

버, 컬러 휠, 캐리어

Description

컬러 휠 유니트 및 그 제작방법{COLOR WHEEL UNIT AND FABRICATING METHOD THEREFORE}

도 1은 컬러 휠 유니트의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래의 컬러 휠 유니트의 단면도.

도 3은 도 2의 A 부분의 확대 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 유니트의 분해된 상태를 도시한 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 컬러 휠 유니트가 결합된 상태를 나타낸 단면도.

도 6은 도 5의 B 부분의 확대 단면도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법을 도시한 흐름도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법을 도시한 흐름도.

<도면 부호의 설명>

10: 구동장치 11: 로터

12: 마그네트 14: 축

15: 슬리브 16: 베이스

17: 코일 18: 스크류

30: 컬러 휠 33: 삽입홈

35: 삽입공 40: 캐리어

41: 삽입공 43: 돌출부

45: 외주면 47: 버

48: 접착제

본 발명은 디지털 광 처리(Digital Light Processing) 등에 사용되는 컬러 휠 유니트 및 그 제작방법에 관한 것이다.

DLP(Digital Light Processing)를 이용한 영상투사장치는 일반 LCD(Liquid Crystal Display) 영상기기의 단점인 픽셀의 모자이크 현상을 제거함으로써 원색 재현능력을 향상시킨 것으로, 극장, 회의실 또는 프로젝션 TV 등에서 널리 사용되고 있다. 영상투사장치는 투사방식에 따라 크게 전면영상투사(Front Projection) 장치 및 후면영상투사(Rear Projection) 장치로 구분된다.

전면영상투사 장치는 스크린의 전면에서 영상신호를 투사하는 방식을 사용하며, 극장, 회의실 등에서 일반적으로 사용된다. 반면, 후면영상투사 장치는 스크 린의 후면에서 영상신호를 투사하는 방식을 사용한다. 이러한 후면영상투사 장치는 프로젝션 TV의 형태로 보편화되어 있다. 특히, 후면영상투사 장치는 주위 환경이 밝은 곳에서도 비교적 밝은 영상을 표시할 수 있기 때문에 전면영상투사 장치에 비해 많이 사용된다.

도 1을 참조하면, 영상투사장치는 광원(5), 상기 광원(5)에서 발광된 빛이 통과하며 백색광을 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)칼라로 색을 분리하여 조명하는 컬러 휠(4), 컬러 휠(4)에 의해 분리된 광의 화소별 반사각을 조절하여 화상을 형성하는 디지털 마이크로미러(Digital Micro-Mirror) 장치(7)(이하, "DMD"라고 함)와, 상기 DMD로부터 나온 빛을 스크린(9)의 대화면으로 투사하는 광투사 시스템(8)을 구비한다.

DMD(7)에는 실리콘 웨이퍼 상에 하나의 픽셀구조를 담당하도록 미세한 크기를 갖는 복수의 마이크로미러(미도시)가 다수 개 형성되어 있으며, 마이크로미러는 제어기에 의해 DMD(7)에 제공되는 디지털 정보에 따라 개별적으로 매우 빠른 속도로 틸팅 운동하면서 입사된 빛의 경로를 on/off 전환한다. 그리고 DMD(7)에 개별적으로 각각 제어된 픽셀은 광투사 시스템(8)을 통하여 확대됨으로써 스크린(9)에 얻고자 하는 대화면의 화상이 결상되는 것이다.

상기 컬러 휠(4)은 도 1에 도시 된 바와 같이 광 경로 상에 위치하면서 고속으로 회전하는데, 이러한 회전에 의해서 컬러 휠(4)의 RGB 각각의 세그먼트(segment)가 순차적으로 광 경로에 삽입되어 원하는 색 변화가 주기적으로 발생한다. 그리고 더욱 우수한 화질을 제공하기 위해서는 컬러 휠(4)에 의한 색 변화가 매우 빠르게 이루어져야 하므로, 컬러 휠(4)은 일반적으로 모터(2) 등과 같은 구동장치와 결합하여 고속(예를 들어 10,800 rpm)으로 회전할 필요가 있다. 또한, 컬러 휠 유니트(1)는 광원(5)에 인접하여 배치되기 때문에 일반적으로 80℃ 이상의 고온에서 장시간 사용할 필요가 있다. 따라서 컬러 휠(4)과 구동장치의 접합부에는 매우 큰 가속력 및 온도가 가해지므로, 이로 인해 컬러 휠(4)은 구동장치에 견고하게 결합할 필요성이 있다.

도 2 및 도3을 참조하면, 종래의 컬러 휠(4)은 캐리어(3)에 의해 구동장치인 모터(2)에 결합한다. 즉, 모터(2) 및 컬러 휠(4)의 일부에 접착제(6)를 도포한 후 컬러 휠(4)을 삽입하고 캐리어(3)를 모터(2)와 컬러 휠 사이에 압입한다. 따라서 종래의 컬러 휠 유니트(1)는 캐리어(3) 및 접착제(6)에 의해 모터(2)에 고정되게 된다.

그러나 위에서 살펴 본 바와 같이, 컬러 휠 유니트(1)는 고온 및 고속의 조건에서 작동되기 때문에 컬러 휠(4)과 캐리어(3)의 접합면에는 인장응력 및 전단응력이 동시에 가해지는 필 응력(peel stress)이 발생하게 된다. 이러한 필 응력은 컬러 휠(4)의 이탈을 야기하여 컬러 휠 유니트의 불량, 나아가서는 DLP 엔진의 불량을 초래한다.

본 발명은 컬러 휠이 구동장치에 견고하게 결합하여 내구성이 우수한 컬러 휠 유니트 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 컬러 휠 유니트는, 광 경로 상에 위치하며 RGB 세그먼트가 각각 회전하면서 순차적으로 광경로 상에 삽입되는 컬러 휠과, 컬러 휠에 회전력을 제공하는 구동장치와, 컬러 휠을 구동장치에 고정하는 캐리어를 포함하고, 컬러 휠과 캐리어의 접합부에는 고정돌기가 형성되어 컬러 휠의 표면에 압입된다.

본 발명에 따른 실시예들은 다음과 같은 특징을 하나 또는 그 이상 구비한다. 예를 들면, 구동장치는 컬러 휠과 결합하여 회전하는 로터를 가지고, 컬러 휠은 로터에 삽입되는 삽입공을 가지며, 삽입공의 내주면과 로터의 외주면 사이에는 캐리어가 압입될 수 있다.

로터는 그 둘레를 따라 외향 돌출된 휠 안착부를 가지고, 컬러 휠은 휠 안착부에 안착될 수 있다. 그리고 구동장치는 로터에 구동력을 전달하는 전기모터일 수 있다. 캐리어는 외주면을 구비하고, 고정돌기는 외주면에서 돌출된 버일 수 있다. 또한, 컬러 휠은 버가 삽입되는 고정홈을 구비할 수 있다.

버는 외주면 전체에 걸쳐서 형성되며, 고정홈은 버에 대응하여 컬러 휠 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 그리고 컬러 휠 및 휠 안착부의 접합부에는 접착재가 개재될 수 있으며, 컬러 휠 및 캐리어의 접합부에는 접착재가 개재될 수도 있다. 버는 첨단을 갖을 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법은, 고정돌기가 형 성된 캐리어를 제공하는 단계와, 구동장치의 휠 안착부와 컬러 휠의 접합면에 접착제를 개재한 후 구동장치의 로터에 컬러 휠을 삽입하는 단계와, 캐리어와 컬러 휠의 접합 면에 접착제를 개재한 후 캐리어를 로터와 컬러 휠 사이에 압입하는 단계와, 캐리어를 회전하여 컬러 휠의 상면에 고정홈을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법은, 고정돌기가 형성된 캐리어를 제공하는 단계와, 캐리어와 컬러 휠의 접합면에 접착재를 개재한 후 컬러 휠의 삽입공에 캐리어를 삽입하는 단계와, 구동장치의 휠 안착부와 컬러 휠의 접합면에 접착재를 개재한 후 캐리어를 및 컬러 휠의 결합체를 로터에 압입하는 단계와, 캐리어를 회전하여 컬러 휠의 상면에 고정홈을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착제는 열경화성 접착제이며, 고정홈을 형성한 후 접착제를 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고 고정돌기는 캐리어의 둘레를 따라 전체에 걸쳐서 구비될 수 있으며, 고정돌기는 버일 수 있다. 버는 캐리어의 기계 가공 또는 프레스 가공에 의해 형성되는 컬러 휠 유니트 제작방법. 고정홈은 컬러 휠에 둘레에 걸쳐 원형으로 형성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 컬러 휠 유니트 및 그 제작방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설 명은 생략하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 유니트는 캐리어(40)가 개재된 상태에서 컬러 휠(30)이 구동장치(10)인 전기모터의 로터(11)에 삽입된다.

컬러 휠(30)은 광 경로 상에 위치하며, 구동장치(10)에 의해 회전하면서 광 경로 상에 순차적으로 삽입되는 RGB 세그먼트(30a, 30b, 30c) 및 컬러 휠(30)의 중앙에 구비된 삽입공(35)을 갖는다. 컬러 휠(30)은 로터(11)의 외주면에 구비된 휠 안착부(11a)에 안착되며, 컬러 휠(30)과 휠 안착부(11a) 사이에는 접착제(48)가 개재될 수 있다.

RGB세그먼트는 광원으로부터 조사되는 백색광을 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)으로 분리하는 R 세그먼트(30a), G 세그먼트(30b) 및 B 세그먼트(30c)로 이루어지며, 삽입공(35)의 둘레를 따라 순차적으로 배열되어 있다. 삽입공(35)은 로터(11)의 둘레 지름보다 큰 지름을 갖고, 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입공(35)의 내주면과 로터(11)의 외주면 사이에는 캐리어(40)가 압입된다. 그리고 컬러 휠(30)의 상면 및 하면 일부에는 접착제(48)가 도포되어 있다.

캐리어(40)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로 도넛 형상을 가지며 중앙에는 로터(11)에 삽입되는 삽입공(41) 및 삽입공(41)의 내주면을 규정하는 돌출부(43)를 구비한다. 삽입공(41)의 지름은 로터(11)의 직경과 동일할 경우, 삽입공(41)은 로터(11)의 외주면에 압입될 수 있다. 돌출부(43)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 로터(11)의 외주면과 컬러 휠(30)의 내주면 사이에 압입된다. 그 리고 캐리어(40)의 하면에는 접착제(48)가 도포될 수 있다.

캐리어(40)는 외주면(45)을 구비하는데, 외주면(45)의 하단부에는 고정돌기인 버(burr)(47)가 구비되어 있다. 버(47)는 캐리어(40)의 프레스 성형 또는 기계 가공 등에 의해 형성될 수 있다. 버(47)는 캐리어(40)가 로터(11)에 삽입되어 컬러 휠(30)의 상면을 가압하면서 고정홈(33)을 형성한다. 즉, 버(47)는 끝이 첨단(尖端)을 갖기 때문에 일반적으로 플라스틱 등에 의해 형성되는 컬러 휠(30)에 홈을 형성할 수 있다. 본 실시예는 이러한 버(47)와 고정홈(33)의 결합에 의해 컬러 휠(30)의 회전에 따른 필 응력(peel stress)에 의한 영향을 줄일 수 있기 때문에 내구성이 우수한 컬러 휠 유니트를 제공할 수 있게 된다.

고정돌기는, 도 5 내지 도 6에서와 같이, 캐리어(40)의 외주면(45) 둘레 전체에 걸쳐서 형성된 버(47)일 수 있지만 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니며, 컬러 휠(30)에 고정홈(33)을 형성하여 컬러 휠(30)을 고정할 수 있다면 컬러 휠(30)과 로터의 결합부분 어디에도 구비될 수 있다. 예를 들면, 고정돌기는 휠 안착부(11a)의 상면 또는 캐리어(40)의 하면에 구비될 수 있다. 그리고, 끝부분이 뾰족한 첨단 형상 뿐만 아니라, 끝부분이 둥근 형상을 가질 수 있으며, 이때 컬러 휠(30)에는 고정돌기가 삽입될 수 있는 고정홈(33)이 별도로 구비될 수 있다.

그리고 고정돌기는 캐리어(40)의 외주면(45) 전체는 물론 외주면(45)의 일부에 형성될 수도 있다. 이때, 고정돌기는 외주면(45) 둘레를 따라 일정한 간격을 가지고 이격되어 형성될 수 있다. 그리고 고정돌기가 외주면(45) 둘레를 따라 일정한 간격을 가지고 이격된 버(burr)인 경우, 캐리어(40)를 컬러 휠(30)의 상면에 가 압한 후 회전시키면 고정홈(33)이 형성될 수 있다.

구동장치(10)는 컬러 휠(30)과 결합하여 컬러 휠(30)에 회전력을 제공한다. 구동장치(10)는 컬러 휠(30)에 일정한 회전력을 제공할 수 있다면, 어떠한 것도 가능하다. 예를 들면, 전기모터, 소형 원동기 등이 사용될 수 있으며, 전기모터는 브러쉬(brush) 모터 또는 브러쉬리스(brushless) 모터 등이 사용될 수 있다. 또한, 별도의 구동장치를 구비하지 않고, 디지털 광 처리 장치에서 사용되는 다른 구동장치의 구동력을 기어 또는 벨트 등으로 연결하여 사용할 수 있다.

컬러 휠 유니트의 작동을 도 5을 참조하면서 설명하기로 한다. 도 5에서는 구동장치(10)로서 전기모터를 이용하였다.

구동장치(10)는 컬러 휠(30)이 고정되며 컬러 휠(30)과 함께 회전하는 로터(11) 및 로터(11)를 회전 가능하게 지지하는 축(14) 및 슬리브(15)를 포함한다. 슬리브(15)는 로터(11)와 함께 회전하며 축(14)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 축(14)은 베이스(16)에 의해 고정되어 있으며, 축(14)과 슬리브(15) 사이에는 유체 베어링 또는 볼베어링(미도시) 등이 삽입되어 슬리브(15)의 회전을 원활하게 한다. 로터(11)의 내주면 둘레를 따라 마그네트(12)가 착자되어 있으며, 마그네트(12)는 베이스(16)에 고정된 코일(17)에 대향한다. 축(14)은 스크류(18)에 의해 베이스(16)에 고정된다.

코일(17)에 전류가 인가되면, 코일(17)에 의해 발생하는 전기장과 마그네트(12)에 의해 발생하는 자기장의 상호 작용에 의해 로터(11)에 구동력이 발생한다. 따라서 로터(11), 마그네트(12) 및 슬리브(15)가 회전하면서 컬러 휠(30)에 회전력 을 제공한다. 로터(11)의 회전 속도는 코일(17)에 인가되는 전류의 양에 따라 조절할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법에 대해서 도 7 내지 도 8을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 유니트의 제작방법은 버(47)와 같은 고정돌기를 캐리어(40)에 형성한다. 버(47)는 캐리어(40)의 외주면(45) 둘레 전체 또는 일부에 걸쳐서 형성될 수 있다. 버(47)의 가공 방법은, 프레스 공정 또는 기계 가공과 같은 캐리어(40)의 제작 과정에서 생성할 수 있다. 버(47)의 높이는, 도 5에 도시한 바와 같이, 컬러 휠(30)의 두께보다 다소 얇게 형성한다.

그리고 구동장치(10)의 휠 안착부(11a)와 컬러 휠(30)의 접합면에 접착제(48)를 도포한다. 접착제(48)로는 일반적으로 사용되는 열경화성 접착제를 이용할 수 있다. 이때, 컬러 휠(30)과 로터(11)는 열경화성 접착제(48)에 의해 완전히 고정된 상태가 아니며, 추후 열경화 공정에 의해 완전히 고정된다. 그 후, 컬러 휠(30)을 로터(11)에 삽입한다.

또한, 캐리어(40)와 컬러 휠(30)의 접합 면에 접착제(48)를 개재한 후 캐리어(40)를 로터(11)에 삽입한다. 이때, 캐리어(40)의 돌출부(43)는 삽입공(35)의 내주면과 로터(11)의 외주면 사이에 압입된다. 그리고 캐리어(40)를 아래로 가압하면서 회전하면, 버(47)에 의해 컬러 휠(40)의 상면에 고정홈(33)이 형성된다. 캐리어(40)의 회전 각도는 버(47)의 형성 범위에 따라 달라질 수 있는데, 보통 360ㅀ이 상일 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에 따른 컬러 휠 유니트 제작방법은 컬러 휠(30)에 캐리어(40)를 먼저 결합한 후 이를 로터(11)에 삽입한다. 즉, 컬러 휠(30)과 캐리어(40)의 접합면에 접착제(48)를 도포하여 컬러 휠(30)과 캐리어(40)를 접합한다. 그 후, 컬러 휠(30)의 이면에 접착제(48)를 도포하고 컬러 휠(30)과 캐리어(40) 결합체를 로터(11)에 삽입한 후 가압 및 회전하여 고정홈(33)을 형성한다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 다양한 변경예와 수정예도 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 컬러 휠이 구동장치에 견고하게 결합하여 내구성이 우수한 컬러 휠 유니트 및 그 제작방법을 제공할 수 있다.

Claims

광 경로 상에 위치하며 RGB 세그먼트가 각각 회전하면서 순차적으로 상기 광경로 상에 삽입되는 컬러 휠과;

상기 컬러 휠에 회전력을 제공하는 로터를 구비한 구동장치와;

상기 컬러 휠을 상기 구동장치에 고정하는 캐리어를 포함하고,

상기 컬러 휠과 상기 캐리어의 접합부에는 고정돌기가 형성되어 상기 컬러 휠의 표면에 압입된 컬러 휠 유니트.
제 1 항에 있어서,

상기 구동장치는 상기 컬러 휠과 결합하여 회전하는 로터를 가지고,

상기 컬러 휠은 로터에 삽입되는 삽입공을 가지며,

상기 삽입공의 내주면과 상기 로터의 외주면 사이에는 상기 캐리어가 압입되는 컬러 휠 유니트.
제 2 항에 있어서,

상기 로터는 그 둘레를 따라 외향 돌출된 휠 안착부를 가지고,

상기 컬러 휠은 상기 휠 안착부에 안착되는 컬러 휠 유니트.
제 1 항에 있어서,

상기 구동장치는 상기 로터에 구동력을 전달하는 전기모터인 컬러 휠 유니트.
제 1 항에 있어서,

상기 캐리어는 외주면을 구비하고,

상기 고정돌기는 상기 외주면에서 돌출된 버인 컬러 휠 유니트.
제 5 항에 있어서,

상기 컬러 휠은 상기 버가 삽입되는 고정홈을 구비하는 컬러 휠 유니트.
제 6 항에 있어서,

상기 버는 상기 외주면 전체에 걸쳐서 형성되며,

상기 고정홈은 상기 버에 대응하여 상기 컬러 휠 전체에 걸쳐 형성된 컬러 휠 유니트.
제 3 항에 있어서,

상기 컬러 휠 및 상기 휠 안착부의 접합부에는 접착재가 개재되는 컬러 휠 유니트.
제 3 항에 있어서,

상기 컬러 휠 및 상기 캐리어의 접합부에는 접착재가 개재되는 컬러 휠 유니트.
제 5 항에 있어서,

상기 버는 첨단을 갖는 컬러 휠 유니트.
(a) 고정돌기가 형성된 캐리어를 제공하는 단계와;

(b) 구동장치의 휠 안착부와 컬러 휠의 접합면에 접착제를 개재한 후 상기 구동장치의 로터에 상기 컬러 휠을 삽입하는 단계와;

(c) 상기 캐리어와 상기 컬러 휠의 접합 면에 접착제를 개재한 후 상기 캐 리어를 상기 로터와 상기 컬러 휠 사이에 압입하는 단계와;

(d) 상기 캐리어를 회전하여 상기 컬러 휠의 상면에 고정홈을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 휠 유니트 제작방법.
(a) 고정돌기가 형성된 캐리어를 제공하는 단계와;

(b) 상기 캐리어와 컬러 휠의 접합면에 접착재를 개재한 후 상기 컬러 휠의 삽입공에 상기 캐리어를 삽입하는 단계와;

(c) 구동장치의 휠 안착부와 상기 컬러 휠의 접합면에 접착재를 개재한 후 상기 캐리어를 및 상기 컬러 휠의 결합체를 상기 로터에 압입하는 단계와;

(d) 상기 캐리어를 회전하여 상기 컬러 휠의 상면에 고정홈을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 휠 유니트 제작방법.
제 11 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 접착제는 열경화성 접착제이며, 상기 (d) 단계 후 상기 접착제를 경화하는 단계를 포함하는 컬러 휠 유니트 제작방법.
제 11 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 (a) 단계에 의해 생성된 고정돌기는 상기 캐리어의 둘레를 따라 전체에 걸쳐서 구비된 컬러 휠 유니트 제작방법.
제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 고정돌기는 버인 컬러 휠 유니트 제작방법.
제 15 항에 있어서,

상기 버는 상기 캐리어의 기계 가공 또는 프레스 가공에 의해 형성되는 컬러 휠 유니트 제작방법.
제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 (d) 단계에서 상기 고정홈은 상기 컬러 휠에 둘레에 걸쳐 원형으로 형성되는 컬러 휠 유니트 제작방법.