KR20080000374A

KR20080000374A - 휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는편향주사장치

Info

Publication number: KR20080000374A
Application number: KR1020060058143A
Authority: KR
Inventors: 송상재; 이호; 배영진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-02
Also published as: US20080043305A1; KR100826347B1

Abstract

본 발명의 편향주사장치(100)는 광빔을 반사시키는 반사경(130)을 소정 각도로 왕복 회전시키기 위한 회전축(110)과, 회전축(110)에 고정되게 설치되며 소정의 자계를 형성하기 위한 자석(120)과, 자석(120)의 외주에 소정 간격을 두고 설치되는 적어도 한 쌍의 전기자(160)와, 자석(120)의 자계 변동을 감지하여 회전축(110)의 회전변위를 검출하기 위한 적어도 하나의 검출센서(170)와, 검출센서(170)와 전기자(160)가 전기적으로 연결되도록 설치되며 검출센서(170)의 출력전압을 통해 전기자(160)를 전기적으로 제어하기 위한 회로기판(150)을 포함한다.

편향주사장치, 반사경, 회전축, 소형, 자기, 센서, 홀센서, 회전, 변위, 자석, 분할, 전기자, 회로기판, 출력, 전압

Description

휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치{DEFLECTING SCANNER INSTALLED IN A LASER PROJETION SYSTEM FOR HANSET}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편향주사장치의 개략적인 종단면도;

도 2는 도 1의 편향주사장치의 개략적인 횡단면도;

도 3a, 도 3b 및 3c는 자석과 검출센서와의 관계를 나타내는 개략도;

도 4는 종래기술의 갈바노미터의 개략적인 사시도; 및

도 5는 도 4의 갈바노미터의 디스크의 개략적인 확대도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 편향주사장치 100a : 회전조립체

100b : 고정조립체 110 : 회전축

111 : 출력측 112 : 반력측

120 : 자석 121 : 관통공

130 : 반사경 131 : 홀더

140 : 베이스 141, 142 : 관통공

150 : 회로기판 160 : 전기자

170 : 검출센서 171 : 홀센서

172 : 홀칩 180 : 하우징

본 발명은 편향주사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 프로젝션 시스템이 휴대단말기에 장착 가능하도록 크기가 매우 작은 편향주사장치에 관한 것이다.

현재 이동통신단말기 시장은 휴대단말기에 음성 또는 문자 서비스 이외에 다양한 서비스, 예를 들어 동영상, 게임, 길찾기 서비스 등을 실행할 수 있는 기능을 탑재하고 있는 추세이다. 특히, 이동하면서 TV를 시청할 수 있는 DMB폰과 같은 단말기의 출시에 따라 휴대가 용이하도록 크기가 작으면서 시청이 편하도록 화면이 큰 휴대단말기에 대한 요구가 강해지고 있다. 크기가 작으면서 큰 화면을 만족시키기 위해 휴대단말기에 레이저 프로젝션 시스템을 내장하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

레이저 프로젝션 시스템은 광원에서 오는 광빔을 주사하기 위하여 일정 각도로 왕복 회전하면서 광빔을 반사시키는 회전다면경이 구비되고 이 회전다면경은 모터와 같은 편향주사장치에 의해 구동되고 있다. 또한, 편향주사장치의 왕복 회전을 위하여 회전축, 또는 회전다면경의 회전변위를 검출하는 검출수단이 구비되어 있다.

이러한 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치의 일례로 일본공개 특허 제2004-361268호에 개시된 「자기센서가 부착된 갈바노미터」가 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 갈바노미터(1)는 원통형의 갈바노미터 본체(2), 갈바노미터 본체(2)의 축측의 단면으로부터 돌출되고 회전이 제어되는 축(4), 갈바노미터 본체(2)의 반축측의 단면에 설치되는 디스크(3), 반축측이 축(4)의 단부와 연결되고 반지름 방향으로 돌출된 암(5), 그리고 암(5)의 선단에 장착되는 헤드(6)로 구성되어 있다.

디스크(3)는 알루미늄이나 유리 등의 비자성체 재료로 되는 중앙부에 관통공이 천공 설치되는 원판이다. 또한, 디스크(3)의 표층은 자성층으로 되어 있다. 관통공으로부터 축(4)의 반축측의 단부가 돌출하고 있고, 이 단부에 암(5)가 연결되어 있다. 또한, 암(5)의 선단에는 자기 센서로서의 헤드(6)이 장착되어 있고, 헤드(6)는 축(4)과 동시에 회전한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 디스크(3)의 주변부, 즉 회전하는 헤드(6)에 대응하는 원환 영역(30)에 소정의 틈을 내고 동일 간격으로 자화 구획(31,32)이 교대로 설치되어 있다. 또한, 자화 구획(31,32)은 둘레 방향의 폭 h가 헤드(6)의 폭 H과 같게 형성되어 있다. 자화 구획(31)과 자화 구획(32)은 화살표로 나타내는 자화 방향이 다르다. 즉, 자화 구획(31)은 반지름 방향의 중앙부가 N극이 되고 중심측 및 외주측이 S 극화되어 있다. 이에 반해, 자화 구획(32)은 반지름 방향의 중앙부가 S 극이 되고 중심측 및 외주측이 N 극화되어 있다.

상술한 구성을 갖는 갈바노미터는 축(4)의 회전변위를 검출하기 위하여 본체(2)에 디스크(3)가 설치되고 디스크(3)에 대해서 원주방향으로 회전되도록 헤 드(6)가 축(4)에 설치되어 있다. 또한, 디스크(3)은 다수의 자화된 구획(31,32)를 갖고 있다. 따라서, 축의 회전변위를 검출하기 위한 부품들이 다수 요구될 뿐만 아니라 본체의 외부에 돌출되게 설치되어 있어 갈바노미터를 소형화하는 데 한계가 있었다. 즉, 갈바노미터를 휴대단말기에 설치되는 레이저 프로젝션 시스템에 장착될 정도로 작게 만드는 데 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축 또는 반사경의 회전변위를 검출하는 데 사용되는 자기센서를 하우징 안에 설치함으로써 휴대단말기에 설치되는 레이저 프로젝션 시스템에 장착될 수 있을 정도로 충분히 작게 만들 수 있는 편향주사장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 부품의 수를 줄임으로써 부품수 감소에 따른 비용절감과 소비전력절감을 꾀할 수 있는 편향주사장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광빔을 반사시키는 반사경을 회전시키기 위한 축부재와, 축부재에 고정되게 설치되며 소정의 자계를 형성하기 위한 자성부재와, 자성부재의 자계 변동을 감지하여 축부재의 회전변위를 검출하기 위한 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치를 제공한다.

본 발명의 편향주사장치는 자성부재가 적어도 하나의 극으로 분할된 분할선 을 가지며, 검출수단은 자성부재에 마주하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 검출수단은 자성부재의 분할선과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 자성부재가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할때의 상기 검출수단의 출력전압은 상기 자성부재가 회전하지 않고 상기 분할선과 마주할 때의 기준 출력전압 보다 크거나 작으며, 이 출력전압은 자성부재의 회전변위에 따라 선형적으로 커지거나 작아지게 변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편향주사장치는 광빔을 반사시키는 반사경을 소정 각도로 왕복 회전시키기 위한 회전축과, 회전축에 고정되게 설치되며 소정의 자계를 형성하기 위한 자석과, 자석의 외주에 소정 간격을 두고 설치되는 적어도 한 쌍의 전기자와, 자석의 자계 변동을 감지하여 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 적어도 하나의 검출수단과, 검출수단과 전기자가 전기적으로 연결되도록 설치되며 검출수단의 출력전압을 통해 전기자를 전기적으로 제어하기 위한 회로제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 적어도 한 쌍의 전기자는 검출수단이 자석의 회전 변위를 용이하게 검출하게 하기 위하여 검출수단과 자석이 마주하는 위치에 소정의 간격을 두고 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 자석은 중공의 원통형으로 N극과 S극, 2개의 극으로 분할된 분할선을 가지며, 분할선은 한 쌍의 검출수단의 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 검출수단은 자석의 분할선과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 한 다.

여기서, 검출수단은 홀센서와 홀칩으로 구성되는 자기센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 검출수단은 분할선과 마주할 때 일정한 기준 전압을 출력하고, N극과 멀어지게 자석이 회전할 때 기준 전압 보다 높은 전압을 회전 변위에 따라 점차 크게 출력하며, S극과 멀어지게 자석이 회전할 때 기준 전압 보다 낮은 전압을 회전 변위에 따라 점차 작게 출력하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 점차 크게 출력되는 높은 전압과 점차 작게 출력되는 낮은 전압은 그 크기가 선형적으로 변하는 것을 특징으로 한다.

검출수단의 출력전압은 0 ~ 3.3V인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 편향주사장치(100)는 회전조립체(100a)와 고정조립체(100b)를 포함한다.

회전조립체(100a)는 편향주사장치(100)에서 회전되는 부분의 통합체로, 회전축(110), 자석(120) 및 반사경(130)을 포함한다.

회전축(110)은 반사경(130)을 회전시키기 위한 것으로, 와셔(115)에 의해 베이스(140)에 축방향으로 지지되며 출력측(111)과 반력측(112)이 출력측베어링(191)과 반력측베어링(195)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

자석(120)은 자계를 형성하여 축(110)을 회전시키기 위한 것으로, 중앙에 축 방향으로 관통공(121)이 형성되며, 이 관통공(121)을 관통하여 회전축(110)이 고정되게 압입 결합 또는 접착제에 의해 접착 결합된다. 자석(110)은 2개극, 즉 N극과 S극으로 자화되어 있다.

반사경(130)은 광원(미도시)으로부터 입사되는 광빔을 반사시키기 위한 것으로, 홀더(131)에 의해 회전축(110)의 출력측(111) 말단부에 고정되게 설치된다. 반사경(130)의 표면은 광빔을 손실없이 전반사할 수 있을 정도의 반사율을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 4각, 6각, 8각 등의 다각형태를 갖는 다면경으로 형성된다.

고정조립체(100b)는 편향주사장치(100)에서 회전되지 않는 부분의 통합체로, 베이스(140), 회로기판(150), 전기자(160), 검출센서(170), 하우징(180), 출력측베어링(191) 및 반력측베어링(195)을 포함한다.

베이스(140)는 편향주사장치(100)의 다른 부품들을 설치하기 위한 것으로, 원판형상을 하며, 중앙에 회전축(110)이 삽입 설치되는 설치공(141)이 약간 안쪽으로 돌출되게 형성되고 설치공(141)과 이어지게 바깥쪽으로 다소 직경이 큰 다른 설치공(142)이 형성된다.

회로기판(150)은 편향주사장치(100)를 구동하는 신호를 전달 및/또는 제어하기 위한 것으로, 설치공(141)의 주위에 위치하도록 베이스(140)의 상면에 설치되며, 미도시한 케이블을 통해 외부의 메인기판과 전기적으로 연결된다.

전기자(160)는 회로기판(150)을 통해 외부의 전원을 인가 받아 전계를 형성하기 위한 것으로, 회전축(110) 주위, 구체적으로 회전축(110)에 설치된 자석(120)의 주위에 일정 간격을 두고 회로기판(150)에 고정되게 설치된다. 전기자(160)는 공지된 것처럼 회로기판(150)에 고정되는 코일보빈(미도시)과 코일보빈에 권선되는 코일(미도시)로 구성되며, 코일을 회로기판(150)에 전기적으로 연결된다.

검출센서(170)는 회전축(110)의 회전 위치, 즉 회전변위를 검출하기 위한 것으로, 자력에 반응하는 자기센서를 사용한다. 검출센서는 도 3과 같이 홀센서(171)와 홀칩(172)으로 구성된다. 검출센서(170)는 한 쌍의 전기자(160) 사이의 공간을 보며 자석(120)의 N극과 S극의 분할선과 마주하게 위치하도록, 바람직하게는 분할선과 동일선상에 위치하거나, 약 5-10도의 각도로 기울어지도록 회로기판(150)에 설치된다. 홀칩(172)은 그 사양에 따라 단위자계당 일정 수준의 전압을 출력하게 되고, 자계의 변화에 민감하게 반응하여 전압을 출력하는 수준이 그 성능 또는 제어회로의 성능을 좌우하게 된다. 작은 자계의 변화를 감지하면 할 수록 그 제어회로의 민감도가 커지게 되지만, 민감도가 너무 커지면 왜란의 영향이 커질 수도 있기 때문에 적당히 충분한 민감도를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.

하우징(180)은 베이스(140) 위에 설치되는 부품들을 외부로부터 보호하기 위한 것으로, 중공의 원통형상을 하며 밀폐측(181)과 개방측(185)을 갖는다. 밀폐측(181)에는 중앙에 회전축(110)이 관통하는 관통공(182)이 형성되며, 개방측(185)에는 베이스(140)가 결합된다. 이때, 베이스(140)는 하우징(180)의 개방측(185)에 압입 결합되거나 소정의 접착제에 의해 접착 결합된다.

출력측베어링(191)은 회전축(110)의 출력측(111)을 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 하우징(180)의 밀폐측(181)에 형성된 관통공(182)에 고정되게 압입 결합된다.

반력측베어링(195)은 회전축(110)의 반력측(112)을 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 베이스(140)의 중앙에 형성된 관통공(141)에 고정되게 압입 결합된다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 편향주사장치(100)는 반사경(130)의 회전 변위, 즉 회전축(110)의 회전 변위를 검출하는 데 크기가 작은 자기센서를 검출센서(170)로 사용하고 있으며, 검출센서(170)를 편향주사장치(100)의 하우징(180) 안에 장착하고 있기 때문에 편향주사장치(100)의 크기를 휴대단말기에 장착되는 레이저 프로젝션 시스템에 무난히 장착될 수 있을 정도까지 충분히 작게 줄일 수 있다.

상술한 구성을 갖는 편향주사장치(100)의 회전축(110)의 변위를 검출하는 과정을 도 3a 내지 도 3c를 참조로 설명한다.

도 3a와 같이, 자석(120)의 N극과 S극의 분할선이 홀칩(172)의 홀센서(171)에 위치하는 경우, 홀칩(172)은 일정한 기준 전압을 출력하게 된다.

도 3b와 같이, 회전축(110)에 결합된 자석(120)이 시계방향으로 일정 각도로 회전하여 S극이 홀센서(171)로부터 멀어지는 경우, 홀칩(172)은 회전각에 비례하여 기준 전압 이상의 전압을 선형적으로 크게 출력하게 된다.

도 3c와 같이, 회전축(110)에 결합된 자석(120)이 반시계방향으로 일정 각도로 회전하여 N극이 홀센서(171)로부터 멀어지는 경우, 홀칩(172)은 회전각에 비례하여 기준 전압 이하의 전압을 선형적으로 작게 출력하게 된다.

이렇게 출력된 출력값은 회로기판(150)으로 보내지고 회로기판(150)은 이에 맞는 신호를 전기자(160)로 보내 편향주사장치(100)의 구동, 즉 회전축(110)의 구 동을 제어하게 된다.

출력전압은 설계에 따라 다양하게 설정할 수 있으나, 본 실시예에서는 통상적으로 휴대단말기가 0 ~ 3.3V의 전압을 사용하는 것을 고려하여 검출센서(170)의 출력전압도 0 ~ 3.3V로 설정하였다. 이와 같이 일반적인 검출센서의 출력전압의 작동범위는 단말기의 구동전압과 같거나 그 보다 낮은 것이 바람직하다. 그러나, 적용 솔루션과 동작특성에 따라 그 이상이나 그 이하로 사용할 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 편향주사장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

본 발명의 편향주사장치에 따르면, 회전축의 회전변위를 검출하는 데 크기가 작은 자기센서를 검출센서로 사용할 뿐만 아니라 이 검출센서를 하우징에 내장하기 때문에 편향주사장치의 크기를 휴대단말기에 장착되는 레이저 프로젝션 시스템에 무난히 장착될 수 있을 정도까지 충분히 작게 줄일 수 있다.

또한, 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 부품의 수가 종래에 비해 줄어들기 때문에 부품수 감소에 따른 비용절감과 소비전력절감을 꾀할 수 있다.

Claims

광빔을 반사시키는 반사경을 회전시키기 위한 축부재;

상기 축부재에 고정되게 설치되며 소정의 자계를 형성하기 위한 자성부재; 및

상기 자성부재의 자계 변동을 감지하여 상기 축부재의 회전변위를 검출하기 위한 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치.
제1항에 있어서, 상기 자성부재는 적어도 하나의 극으로 분할된 분할선을 가지며, 상기 검출수단은 상기 자성부재에 마주하게 위치하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제2항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 자성부재의 상기 분할선과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 자성부재가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할때의 상기 검출수단의 출력전압은 상기 자성부재가 회전하지 않고 상기 분할선과 마주할 때의 기준 출력전압 보다 크거나 작은 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제4항에 있어서, 상기 출력전압은 상기 자성부재의 회전변위에 따라 선형적으로 커지거나 작아지게 변하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
광빔을 반사시키는 반사경을 소정 각도로 왕복 회전시키기 위한 회전축;

상기 회전축에 고정되게 설치되며 소정의 자계를 형성하기 위한 자석;

상기 자석의 외주에 소정 간격을 두고 설치되는 적어도 한 쌍의 전기자;

상기 자석의 자계 변동을 감지하여 상기 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 적어도 하나의 검출수단; 및

상기 검출수단과 상기 전기자가 전기적으로 연결되도록 설치되며 상기 검출수단의 출력전압을 통해 상기 전기자를 전기적으로 제어하기 위한 회로제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 레이저 프로젝션 시스템에 설치되는 편향주사장치.
제6항에 있어서, 상기 적어도 한 쌍의 전기자는 상기 검출수단이 상기 자석의 회전 변위를 용이하게 검출하게 하기 위하여 상기 검출수단과 상기 자석이 마주하는 위치에 소정의 간격을 두고 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제7항에 있어서, 상기 자석은 중공의 원통형으로 N극과 S극, 2개의 극으로 분할된 분할선을 가지며, 상기 분할선은 상기 한 쌍의 검출수단의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제8항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 자석의 상기 분할선과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 검출수단은 홀센서와 홀칩으로 구성되는 자기센서인 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 분할선과 마주할 때 일정한 기준 전압을 출력하고, N극과 멀어지게 상기 자석이 회전할 때 상기 기준 전압 보다 높은 전압을 회전 변위에 따라 점차 크게 출력하며, S극과 멀어지게 상기 자석이 회전할 때 상기 기준 전압 보다 낮은 전압을 회전 변위에 따라 점차 작게 출력하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제11항에 있어서, 상기 점차 크게 출력되는 높은 전압과 상기 점차 작게 출력되는 낮은 전압은 그 크기가 선형적으로 변하는 것을 특징으로 하는 편향주사장치.
제6항에 있어서, 상기 검출수단의 출력전압은 0 ~ 3.3V인 것을 특징으로 하는 편향주사장치.