KR100438156B1

KR100438156B1 - 프로젝션 텔레비젼

Info

Publication number: KR100438156B1
Application number: KR10-2001-0057650A
Authority: KR
Inventors: 윤석일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2004-07-01
Also published as: KR20030028583A; US20030053004A1

Abstract

내부에서 발생하는 고온열을 냉각시키기 위한 냉각팬에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 프로젝션 텔레비젼이 개시된다. 프로젝션 텔레비젼은 광원을 제공하는 램프, 전원을 공급하는 회로구동부, 램프 및 회로구동부로부터 발생되는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각팬, 냉각팬에 의해 유입되는 공기를 유도하여 외부로 방출시키는 덕트, 및 덕트상에 설치되며 냉각팬에 의해 발생된 소음을 제거하기 위한 레조네이터를 구비한다. 이로써, 프로젝션 텔레비젼은 냉각팬에 의해 발생된 소음을 줄일 수 있게 될 뿐만아니라, 레조네이터의 수를 조절하여 냉각팬 이외의 요인에 의해 발생된 소음도 제거시킬 수 있게 된다.

Description

프로젝션 텔레비젼{Projection television}

본 발명은 프로젝션 텔레비젼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부에서 발생하는 고온열을 냉각시키기 위한 냉각팬에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 냉각구조가 개선된 프로젝션 텔레비젼에 관한 것이다.

일반적으로, 화면으로서 음극선관을 이용하는 종래의 전형적인 텔레비젼은 그 화면을 대형화시키기 위해서 음극선관 자체를 대형으로 제작하여야 한다. 그러나, 현실적으로 그렇게 하기에는 기술적 어려움이 따르며 또한, 어느 정도까지 대형화된 음극선관을 제작된다고 하더라도 그에 따른 음극선관의 하중 증가로 인하여 텔레비젼 세트를 제작함에 있어서 또 다른 문제점이 발생하게 된다.

상기의 문제점을 극복하여 대형화면을 얻을 수 있는 방안으로 개발된 것이 프로젝션 텔레비젼이다. 일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝션 텔레비젼은 램프로부터 출사된 강한 광빔이 LCD를 통과하면서 LCD에 표시된 텔레비젼 영상을 스크린에 투사시키는 원리를 이용한다.

도 1은 일반적인 LCD 프로젝션 텔레비젼세트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 엔진부의 광학계 구성을 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, LCD 프로젝션 텔레비젼세트(10)에서 엔진부(12)는 램프(18)와, LCD패널(20), 및 투사렌즈(22)를 구성으로 한 광학계를 구비한다.

고출력의 램프(18)에서 출사된 광빔은 소정의 광학계를 통하여 LCD 패널(20) 쪽으로 진행된다. LCD 패널(20)은 입력되는 텔레비젼 영상신호에 응답하여 램프(18)로부터 입사되는 광을 투사시킨다. 투사렌즈(22)는 LCD 패널(20)로부터 전송된 텔레비젼 화상을 확대시킨다. 미러(14)는 엔진부(12) 즉, 투사렌즈(22)로부터의 화상을 전반사시켜 스크린(16)에 투사하여 스크린(16)에 텔레비젼 화상이 표시되도록 한다. 이를 위하여, 엔진부(12)는 미러(14)와 적당한 각도를 유지하도록 텔레비젼세트(10)에 장착된다. 여기서, 일반적인 LCD 소자는 열에 약하여 50℃ 정도에서 내구온도가 결정되기 때문에 팬을 통해 강제로 냉각시켜 주어야만 한다. 고출력의 램프와 열에 약한 LCD 소자를 냉각시키기 위하여, LCD 프로젝션 텔레비젼의 내부에는 최소 두 개 이상의 팬이 장착되어 있다.

도 3은 종래의 냉각팬이 장착된 프로젝션 텔레비젼의 구성을 나타낸 측면도이다. 도면을 참조하면, LCD 프로젝션 텔레비젼 세트(10)에서 엔진부(12)에 장착된 팬(24)은 외부로부터 낮은 온도의 공기를 흡입하여 LCD 패널을 냉각시키게 된다. 이를 위하여, 팬(24)은 절곡된 형상의 엔진부(12)에서 LCD 패널에 가깝도록 그 절곡된 부위에 장착된다. 외부로부터 공기는 텔레비젼세트(10)의 전면 즉, 스크린(16)의 하부에 위치한 공기입구(26)를 통하여 유입된다. 도 3에서, 공기입구(26)는 PCB(Printed Circuit Board)에 장착된 엔진부(12)의 앞쪽에 배치되고 팬(24)은 엔진부(12)의 뒤쪽에 배치된 것으로 표시하였다. 공기입구(26)에는 먼지망(도시하지 않음)이 부착되어 외부로부터 유입되는 공기의 먼지를 제거한다. 이는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 먼지가 LCD 패널에 묻게되는 경우 스크린(16)에 그 먼지가 그대로 투영되기 때문이다. 이러한, 공기입구(26)를 통하여 유입된 공기는 유로장치(도시하지 않음)를 통하여 LCD 패널쪽으로 유입된다. 이 유로장치는 공기입구(26)를 통하여 유입된 공기의 통로를 마련함과 아울러 먼지망에서 정화된 공기가 그대로 유지되어 LCD 패널에 도달하도록 하는 역할을 한다.

그런데, 상기와 같은 구조의 프로젝션 텔레비젼에 있어서, 냉각팬(24) 자체에서 나오는 소음은 상당하며, 이 소음은 공기유동이 주위의 구조물에 부딪혀 나오는 소음에 가산되어 큰 소음이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 냉각팬에서 발생되는 소음을 효과적으로 감쇠시킨 프로젝션 텔레비젼을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 프로젝션 텔레비젼세트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 도시된 엔진부의 광학계 구성을 나타낸 도면,

도 3은 종래의 냉각팬이 장착된 프로젝션 텔레비젼의 구성을 나타낸 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 5는 도 4의 램프, 냉각팬, 및 덕트의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 6은 냉각팬의 소음에 대한 음향 스펙트럼을 나타낸 그래프,

도 7은 도 5에 레조네이터가 설치된 구조를 나타낸 도면,

도 8은 도 7의 레조네이터에 의한 소음의 감쇠를 나타낸 도면,

도 9는 도 6에서 레조네이터에 의해 피크치가 제거된 음향 스펙트럼을 나타낸 도면, 그리고

도 10은 도 5에 복수개의 레조네이터가 설치된 구조를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 영상디스플레이(LCD 또는 PDLC) 102, 103 : 반사경

104 : 프로젝션렌즈 110 : 하우징

111 : 램프 112 : 회로구동부

113, 114 : 냉각팬 120, 130 : 덕트

135 : 레조네이터의 목 137 : 레조네이터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼은, 광원을 제공하는 램프, 전원을 공급하는 회로구동부, 상기 램프 및 상기 회로구동부로부터 발생되는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각팬, 상기 냉각팬에 의해 유입되는 공기를 유도하여 외부로 방출시키는 덕트, 및 상기 덕트상에 설치되며 소정의 특정수파수에 해당되는 소음을 제거하기 위한 레조네이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 레조네이터는 상기 냉각팬의 단위시간당 회전수와 상기 냉각팬의 날개수의 곱에 의해 산출된 주파수를 공명시킴으로써 상기 소음을 제거한다.

또한, 상기 덕트상에 구비된 적어도 하나의 보조레조네이터는 산출된 상기 주파수의 정수배에 대응되는 소음을 제거한다.

또한, 상기 덕트는 상기 램프 및/또는 회로구동부를 경유한 공기가 유입되는 입구부 및 유입된 상기 공기가 유도되어 외부로 방출될 수 있도록 출구부를 가지는 관 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기와 상기 덕트의 마찰에 의해 발생된 마찰소음을 제거시키기 위하여 상기 덕트상에 상기 마찰소음에 대응되는 주파수를 공명시키기 위한 적어도 하나의 마찰소음레조네이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이로써, 프로젝션 텔레비젼은 냉각팬 자체로부터 발생된 소음 뿐만아니라, 냉각팬에 의해 유입된 공기가 덕트에 마찰되어 발생된 소음을 제거시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼을 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 프로젝션 텔레비젼은 영상디스플레이(101), 반사경(102, 103), 및 프로젝션렌즈(104) 등을 포함하는 광분리/합성계를 사이에 두고 광원을 제공하는 램프(111)와 프로젝션 텔레비젼에 전원을 공급하는 회로구동부(112)가 각각 이격되어 배치되어 있다. 또한, 램프(111) 및 회로구동부(112)의 근방에는 램프(111) 및 회로구동부(112) 각각으로부터 발생된 열을 냉각시키기 위하여 냉각팬(113, 114)이 두 개 설치되어 있다. 냉각팬(113, 114)은 스크린(S)과 대향되는뒷벽측 하우징(110) 저부에 램프(111)와 회로구동부(112)에 근접되게 설치되고, 이 냉각팬(113, 114)에 의해 발생된 공기가 램프(111)와 회로구동부(112)를 경유하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 냉각팬(113, 114)에 의해 유입되는 공기를 유도하여 외부로 방출시키는 덕트(120, 130)가 마련된다. 여기서, 덕트(120, 130)는 도 5에 도시한 바와 같이, 램프(111) 및 회로구동부(112)에 의해 발생된 열이 다른 기기로 누출되는 것을 줄일 수 있도록 램프(111) 또는 회로구동부(112)를 둘러쌓도록 구현되는 것이 바람직하다. 덕트(120, 130) 상에는 냉각팬(113, 114)에 의해 발생된 소음을 제거하기 위한 레조네이터(resonator)(137)가 설치된다. 레조네이터는 흡ㆍ배기 계통의 특정 주파수의 소음을 공명을 이용하여 저감시키는 장치이다. 특히, 관심의 대상이 되는 파장에 비해 짧은 목과 부피를 가지는 통을 헬름홀쯔(Helmholtz) 레조네이터라고 한다. 여기서, 목부분의 공기는 질량으로, 통의 부피와 목의 단면적이 스프링으로 작용하며 이 질량과 스프링에 의해서 고유 진동수가 결정된다. 임의의 계에 부착할 경우 이 고유 진동수의 음을 감소시키는 역할을 한다. 여기서, 고유 진동수는 다음과 같다.

여기서, C 는 음속, S 는 레조네이터 목(135)의 단면적, L' 는 플랜지에 따라 보정된 레조네이터 목(135)의 등가길이, 그리고 V 는 레조네이터(137)의 부피를 말한다. 또한, 레조네이터(137) 바깥 목 부분에 플랜지가 있는 경우에는 L' = L + 1.7a (L은 레조네이터 목(135)의 길이, a는 레조네이터 목(135)의 반지름이고, 레조네이터(137) 바깥 목 부분에 플랜지가 없는 경우에는 L' = L + 1.5a 이다.

레조네이터의 구체적인 형상은 공명주파수에 영향을 미치지 않는다. 즉, 다른 형상일지라도 그 체적과 레조네이터 목(135)의 길이, 표면적이 같으면 같은 공명주파수를 갖게 된다.

램프(111)를 둘러쌓는 구조만을 예로서 설명하면, 덕트(120)는 램프를 경유한 공기가 유입되는 입구부(120a)와 하우징(110)의 상부에 형성된 에어벤트(air vent)(도시하지 않음)와 연결되어 유입된 공기가 유출되는 출구부(120b)로 구성된다. 입구부(120a)는 램프(111)를 경유한 공기가 곧바로 유입되도록 램프(111)에 근접되게 위치된다. 본 실시예에서는 램프(111)와 근접하게 설치된 덕트(120)만을 예로서 설명하였지만, 회로구동부(112)에 근접한 덕트(130)도 동일 구조 및 작용을 한다.

냉각팬(113, 114)은 특정한 회전수에서 시간당 공기유량을 가지며, 이 시간당 공기유량을 유지하는 것이 냉각에서의 중요한 기술 중의 하나가 된다. 이 시간당 공기유량은 실제적으로 팬의 회전수의 함수가 된다. 아울러, 소음의 측면에서 단위시간당의 팬의 회전수와 팬의 날개 수는 팬의 음향 스펙트럼상의 중요한 설계인자가 된다. 단위시간당 팬의 회전수와 팬의 날개 수에 의해 산출되는 소음주파수에 대한 식은 다음과 같다.

여기서, N 은 단위시간당(1분당) 팬의 회전수이고, k 는 팬의 날개수이다.

도 6은 팬의 소음 스펙트럼 특성을 도시한 그래프이다. 도면을 참조하면, 단위시간당 팬의 회전수와 팬의 날개수에 의해 산출된 주파수와 이 주파수의 정수배에 해당하는 주파수에서는 음향 파워의 피크가 높게 발생된다. 예를 들어, 팬의 단위시간당 회전수를 2300 rpm 이라 하고, 팬의 날개 수를 7개라고 하면, 소음주파수는 2300 ×7 / (60sec) = 268.33 (Hz)이며, 이의 정수배인 537 Hz, 805 Hz 부근에서 음향 스펙트럼은 피크치를 보이게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 덕트(120, 130) 상에 설치된 레조네이터(137)는 상기한 소음주파수에 의해 발생된 음향 스펙트럼의 피크치에 해당되는 주파수 즉, 냉각팬(113, 114)의 단위시간당 회전수와 냉각팬(113, 114)의 날개 수의 곱에 의해 산출된 주파수, 및 그 산출된 주파수의 정수배에 해당되는 주파수를 공명시킴으로써 음향 스펙트럼의 피크치를 제거한다. 상기의 예의 경우, 레조네이터(137)에 의한 소음감쇠의 특성은 도 8에 나타내었으며, 레조네이터(137)에 의해 피크치가 제거된 음향 스펙트럼은 도 9에 나타내었다. 도면을 참조하면, 덕트(120) 상에 소음주파수와 동일한 주파수를 갖는 레조네이터(137)를 설치함으로써, 소음주파수는 레조네이터에 의해 공명되어 제거되게 된다. 따라서, 레조네이터(137)에 의해 음향 스펙트럼은 피크치가 제거되어 프로젝션 텔레비젼은 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 소음을 줄일 수 있게 된다.

도 10은 덕트(120, 130) 상에 복수개의 레조네이터(137)가 설치된 것을 나타낸 도면이다. 냉각팬(113, 114)에 의해 덕트(120)의 입구부(120a)로 유입된 공기는 덕트(120) 내부의 유도로를 따라 출구부(120b)로 이동되어 배출된다. 이때, 덕트(120) 내부의 유도로를 통과하는 공기는 덕트(120) 내부의 절곡부와 마찰을 일으키며, 그 마찰에 의한 소음을 발생시킬 수 있다.

도면에 나타난 것과 같이, 덕트(120, 130) 상에 설치된 레조네이터(137) 중의 몇 개는 상기에 설명한 냉각팬(113, 114)의 단위시간당 회전수와 냉각팬(113, 114)의 날개 수의 곱에 의해 산출된 주파수, 및 그 산출된 주파수의 정수배에 해당되는 주파수를 공명시킴으로써 음향 스펙트럼의 피크치에 해당되는 소음을 제거하는데 이용된다.

냉각팬(113, 114)에 의한 소음을 제거하기 위한 레조네이터(137) 이외의 레조네이터(137)는 덕트(120) 내부를 통과하는 공기와 덕트(120)의 마찰에 의해 발생된 소음을 제거하는데 이용된다. 여기서, 덕트(120) 내부를 통과하는 공기와 덕트(120)의 마찰에 의해 발생되는 소음은 그 마찰부위에 따라 음향 스펙트럼의 피크치를 다르게 나타낼 수 있다. 따라서, 공기와 덕트(120)의 마찰에 의해 발생된 소음에 대한 음향 스펙트럼의 피크치의 수와 일치되도록 마찰소음에 대응되는 주파수를 공명시키기 위한 복수개의 레조네이터(137)를 설치함으로써, 냉각팬(113, 114) 이외의 요인 즉, 공기와 덕트(120)에 의해 발생된 소음도 제거할 수 있게 된다.

이로써, 프로젝션 텔레비젼의 시청자는 냉각팬에 의한 소음 뿐만아니라, 덕트를 통과하는 공기와 덕트의 마찰에 의해 발생된 소음이 제거된 환경에서 프로젝션 텔레비젼을 시청할 수 있게 된다.

본 발명에 따르는 프로젝션 텔레비젼은 냉각팬에 의해 유입되는 공기를 유도하여 외부로 발생시키는 덕트 상에 레조네이터를 설치함으로써 냉각팬에 의해 발생된 소음을 줄일 수 있으며, 또한, 레조네이터의 수를 조절하여 냉각팬 이외의 요인에 의해 발생된 소음도 제거시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

광원을 제공하는 램프;

전원을 공급하는 회로구동부;

상기 램프 및 상기 회로구동부로부터 발생되는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각팬;

상기 냉각팬에 의해 유입되는 공기를 유도하여 외부로 방출시키는 덕트; 및

상기 덕트상에 복수개 설치되며, 상기 냉각팬에 의해 발생된 소음의 진동수와 동일한 고유진동수가 결정되고, 결정된 상기 고유진동수에 의한 공명을 이용하여 상기 냉각팬에 의해 발생된 상기 소음을 제거하는 레조네이터;를 포함하며,

상기 고유진동수는 다음과 같은 식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼:

여기서, ω는 고유진동수, C는 음속, S는 레조네이터 목의 단면적, L'는 플랜지에 따라 보정된 레조네이터 목의 등가길이, 그리고 V는 레조네이터의 부피를 말한다.
제 1항에 있어서,

상기 레조네이터는 상기 냉각팬의 단위시간당 회전수와 상기 냉각팬의 날개수의 곱에 의해 산출된 주파수의 정수배에 대응되는 소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
제 2항에 있어서,

상기 덕트는 상기 램프 및/또는 회로구동부를 경유한 공기가 유입되는 입구부 및 유입된 상기 공기가 유도되어 외부로 방출될 수 있도록 출구부를 가지는 관 형상으로 된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
제 3항에 있어서,

상기 레조네이터는 상기 공기와 상기 덕트의 마찰에 의해 발생된 마찰소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
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