KR20020083779A - 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치는 광을 발생시키는 램프와, 램프에서 발생된 광을 평행하게 반사시키는 포물 반사경을 갖는 반사부와; 반사부의 포물 반사경의 초점을 찾아내는 초점 검출 수단과; 램프를 상기 초점 검출 수단에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키는 램프 조정부를 포함한다.

여기서, 초점 검출 수단은 상기 반사부의 포물 반사경에 광을 입사시키는 광원부와; 포물 반사경에 입사된 광이 재 반사되어 나오는 광을 감지하는 감지부와;이동이 가능하고, 광원부 및 감지부를 광축을 중심으로 서로 반대 방향에 고정시켰으며 포물 반사경과 평행하게 위치되도록 배치된 고정부와; 광원부 및 감지부의 이동량을 측정하도록 상기 고정부에 부착된 측정부를 포함한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법은 측정부의 원점이 포물 반사경의 광축과 일치하도록 배치하는 단계와; 제1 및 제2 레이저에서 포물 반사경의 광축과 평행하게 각각 레이저 광을 방출시키는 단계와; 레이저 광의 교차점을 포물 반사경의 초점 위치로 설정하는 단계와; 램프 조정부를 통하여 램프를 포물 반사경의 초점에 위치시키는 단계로 이루어진다.

Description

투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치 및 방법{The apparatus and method for adjusting lamp's situation of the projecting display system}

본 발명은 투사 표시 시스템의 램프 조정 분야에 관한 것으로서, 특히 레이저를 이용하여 포물 반사경과 램프의 초점 위치 조정을 간편하고 효율적으로 할 수 있는 액정 프로젝터의 램프 위치 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

대형 화면을 구현하는 디스플레이 시스템으로 작은 화면을 확대 투사하여 대형 화면을 표시하는 투사 표시 장치 시스템이 있다.

제1도는 일반적인 투사 표시 장치를 나타낸 것이다.

도1을 참조하면, 투사 표시 장치는 빛을 발생시키는 램프(121)와, 상기 램프(121)에서 발생된 빛을 평행하게 반사시키는 반사경(122)을 갖는 광원부(120)와; 상기 반사경(122)에서 반사된 빛의 투과율을 조절하여 영상 표시를 하는 액정 패널(130)과; 상기 액정 패널(130)에서의 영상이 확대 투사되는 투사 광학계(140)와; 상기 투사 광학계(140)에서 확대 투사된 영상이 결상되는 스크린(150)으로 구성된다.

상기 광원부(120)는 램프(121)와 반사경(122)으로 구성되는데 일반적으로 사용되는 램프는 전극 사이의 방전에 의해 가스를 여기시켜서 발광시키는 아크 방전램프이다.

상기 램프(121)에서 발광된 빛이 상기 반사경(122)에 의하여 한쪽 방향으로 모아져서 진행하게 되고 상기 액정 패널(130)과 같은 화상 표시 장치에 조사된다.

상기 액정 패널(130)에서 빛의 투과율을 조절하여 영상을 표시하게 되고 이 영상은 상기 투사 광학계(140)에 의해 확대 투사되어 상기 스크린(150)에 결상된다.

제2도는 일반적인 투사 표시 장치용 램프를 나타낸 것이다.

도2를 참조하면, 투사 표시 장치용 램프는 양극 전극(210)과; 음극 전극(220)과; 램프 벌브(230)와; 발광 가스(240)와; 반사경(250)과; 램프 고정대(260)로 구성된다.

상기 램프 벌브(230) 내의 양극 전극(210)과 음극 전극(220) 사이에 고압의 전압을 걸어 주어 두 전극 사이에 방전을 일으키고 그 방전에 의한 전자의 이동에 의하여 상기 램프 벌브(230)내의 발광 가스(240)의 에너지가 여기되어 빛을 내게 된다.

발광된 빛은 상기 반사경(250)에서 반사되어 한쪽 방향으로 모아져서 도1에서의 액정 패널(130) 등의 표시 장치로 진행하게 된다.

상기 반사경(250)의 면은 포물선 형태로 되어 있어서 램프의 발광 위치가 포물선 형태의 상기 반사경(250)의 초점에 놓이게 되면 램프에서 발광된 빛은 상기 반사경(250)에 의하여 반사되어 평행하게 진행하게 된다.

이와 같이 램프의 발광 위치를 포물 반사경의 중심에 위치하기 위하여 종래에는 투사 표시 장치를 이용하여 반사경을 투사 표시 장치에 고정시킨 후 램프의 위치를 조정하면서 초점을 찾았다.

제3도는 종래의 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치를 나타낸 것이다.

도3을 참조하면, 종래의 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치는 3축 조정대(310)와; 고정봉(320)과; 램프(330)와; 포물 반사경(340)과; 조명 광학계(350)와; 액정 패널(360)과; 투사 광학계(370)와; 스크린(380)으로 구성된다.

제4도는 종래의 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도3 및 도4를 참조하여 종래의 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 설명하면 우선, 상기 조명 광학계(350)와 액정 패널(360)과 투사 광학계(370)로 구성된 투사 표시 장치에 상기 포물 반사경(340)을 광축에 맞추어 위치시켜 고정한다(단계410).

상기 램프(330)를 고정봉(320)에 고정시켜서 3축 조정대(310)에 연결한다(단계420).

상기 램프(330)를 투사 표시 장치의 광축에 맞춰서 포물 반사경(340)의 내부에 위치시킨다(단계430).

그 다음 상기 램프(330)에 전압을 가하여 발광시킨다(단계440).

그 다음 상기 램프(330)에서 발광된 빛에 의사여 투사 표시 장치를 통하여나오는 빛을 스크린(380)에 확대 투사시키고 3축 조정대(310)를 이용하여 상기 램프의 위치를 상하, 좌우, 전후 6방향으로 움직이면서 위치를 조정한다(단계450).

상기 스크린(380)에 투사된 빛의 양이 최대가 되도록 상기 램프(330)의 위치를 조정하면 램프가 포물 반사경(340)의 초점 위치에 오게 된다.

상기 램프(330)가 상기 포물 반사경(340)의 초점에 위치하게 되며 상기 램프(330)에서 발광되는 빛이 포물 반사경에 의하여 모두 평행광으로 액정 패널(360)에 입사하게 되므로 스크린(380)에서 밝기가 최대가 된다.

그러나, 이와 같은 램프 위치 조정 방법은 부가적인 투사 표시 장치가 꼭 필요하여 구성이 복잡하고 램프를 켜서 맞춰야 하기 때문에 고전압의 사용과 높은 열의 발생에 의한 위험성이 있다.

또한, 램프를 조정하는데 있어서 시간이 오래 걸리며 투사 표시 장치마다 조정 장치를 바꾸어야 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 레이저를 이용하여 포물 반사경과 램프의 초점 위치 조정을 간편하고 효율적으로 할 수 있는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 레이저를 이용하여 포물 반사경의 표면 상태도 램프의 초점 위치 선정과 동시에 검출할 수 있도록 한 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 투사 표시 장치를 나타낸 도면.

제2도는 일반적인 투사 표시 장치용 램프를 나타낸 도면.

제3도는 종래의 투사용 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치를 나타낸 도면.

제4도는 종래의 투사용 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 나타낸 흐름도.

제5도는 본 발명에 따른 투사용 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치를 나타낸 도면.

제6도는 본 발명에 따른 투사용 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

500:초점 검출 수단 510:반사부

511:램프 512:포물 반사경

520:광원부 521:제1 레이저

522:제2 레이저 530:감지부

531:제1 감지기 532:제2 감지기

540:고정부 550:측정부

560:램프 조정부 561:고정봉

562:3축 조정대

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치는 광을 발생시키는 램프와, 상기 램프에서 발생된 광을 평행하게 반사시키는 포물 반사경을 갖는 반사부와;

상기 반사부의 포물 반사경의 초점을 찾아내는 초점 검출 수단과;

상기 램프를 상기 초점 검출 수단에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키는 램프 조정부를 포함하는 점을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 램프 조정부는 상기 반사부의 램프를 고정시키는 고정봉과, 상기 램프를 초점 검출 수단에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키기 위하여 상기 고정봉과 연결된 3축 조정대를 구비하는 점을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 초점 검출 수단은 상기 반사부의 포물 반사경에 광을 입사시키는 광원부와;

상기 포물 반사경에 입사된 광이 재 반사되어 나오는 광을 감지하는 감지부와;

이동이 가능하고, 상기 광원부 및 감지부를 광축을 중심으로 서로 반대 방향에 고정시켰으며 상기 포물 반사경과 평행하게 위치되도록 배치된 고정부와;

상기 광원부 및 감지부의 이동량을 측정하도록 상기 고정부에 부착된 측정부를 포함하는 점을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 감지부는 제1 감지기와 제2 감지기로 이루어졌으며, 상기 광원부는 제1 레이저와 제2 레이저로 이루어진 점을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 측정부는 상기 포물 반사경의 초점을 지나는 광축상에 원점을 위치시킨 눈금자로 이루이진 점을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 광원부는 수 개의 레이저가 더 추가되며, 상기 측정부는 이동 가능하게 설치된 점을 그 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법은 측정부의 원점이 포물 반사경의 광축과 일치하도록 배치하는 단계와;

광원부에서 상기 포물 반사경으로 레이저 광을 방출시키는 단계와;

상기 레이저 광의 교차점을 상기 포물 반사경의 초점 위치로 설정하는 단계와;

램프 조정부를 통하여 상기 포물 반사경의 초점에 위치시키는 단계로 이루어지는 점을 그 특징으로 한다.

여기서, 감지부를 통하여 상기 포물 반사경에서 반사된 광을 감지하여 상기 포물 반사경의 표면을 검사하는 단계를 더 포함하는 점을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 레이저 광을 상기 포물 반사경의 광축에 대하여 평행하게 입사시키는 점을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제5도는 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치를 나타낸 것이다.

도5를 참조하면, 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치는 광을 발생시키는 램프(511)와, 상기 램프(511)에서 발생된 광을 평행하게 반사시키는 포물 반사경(512)을 갖는 반사부(510)와; 상기 반사부(510)의 포물 반사경(512)에 광을 입사시키는 제1 레이저(521)와 제2 레이저(522)를 갖는 광원부(520)와, 상기 포물 반사경(512)에 입사된 광이 각각 재 반사되어 나오는 광을 감지하는 제1 감지기(531)와 제2 감지기(532)를 갖는 감지부(530)와, 이동이 가능하고 상기 광원부(520) 및 감지부(530)를 광축을 중심으로 서로 반대 방향에 고정시켰으며 상기 포물 반사경과 평행하게 위치되도록 배치된 고정부(540)와, 상기 광원부(520) 및 감지부(530)의 이동량을 측정하도록 상기 고정부(540)에 부착된 측정부(550)를 구비하는 초점 검출 수단(500)과; 상기 반사부(510)의 램프(511)를 고정시키는 고정봉(561)과, 상기 램프(511)를 상기 초점 검출 수단(500)에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키기 위하여 상기 고정봉(561)과 연결된 3축 조정대(562)를 갖는 램프 조정부(560)로 구성된다.

제6도는 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도5 및 도6을 참조하여 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법을 설명하면 우선, 상기 포물 반사경(512)과 고정부(540)가 서로 평행하고 고정부(540)의 면 위에 있는 측정부(550)의 원점이 포물 반사경(512)의 광축과 일치하도록 배치한다(단계610).

상기 제1 및 제2 레이저(521, 522)에서 레이저 광을 방출시킨다(단계620).

그러면, 레이저 광이 평행하게 방출되어 상기 포물 반사경(512)에 입사된다.

상기 포물 반사경(512)에 입사된 레이저 광은 그 포물면에서 반사되어 포물면의 초점을 지나서 반대쪽 포물면에서 반사되어 광축에 평행하게 출사된다.

이 때, 상기 제1 및 제2 레이저(521, 522)에서 방출된 두 개의 레이저 광은 반사되어 각각 지나는 광로에서 공통적으로 포물면의 초점을 지나게 되므로 두 레이저 광의 교차점이 상기 포물 반사경(512)의 초점의 위치가 된다(단계630).

상기 램프(511)의 발광 위치를 상기 포물 반사경(512)의 초점에 위치시키기 위하여 상기 램프 고정봉(561)에 연결된 3축 조정대(562)를 이용하여 상기 램프(511)를 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동시키면서 상기 포물 반사경(512)의 초점에 위치시킨다(단계640).

상기 광원부(520)의 제1 및 제2 레이저(521, 522)를 사용하는 이유는 레이저 광의 성질이 직진성이 매우 강하고 광의 폭이 매우 작아서 상기 포물 반사경(512)의 초점 위치를 정밀하게 찾을 수 있기 때문이다.

또한, 더욱 정밀하게 초점 위치를 발견하기 위하여 상기 광원부(520)에 수 개의 레이저를 더 추가하여 부착할 수도 있다.

상기 고정부(540)에 부착된 상기 제1 및 제2 레이저(521, 522)는 상기 측정부(550)에 따라 이동이 가능하도록 하여 상기 측정부(550)를 따라 이동시키면서 상기 포물 반사경(512)의 초점 위치를 쉽게 찾을 수 있다.

한편, 상기 포물 반사경(512)의 광축에 평행하게 입사하는 레이저 광은 그 포물면에서 포물면의 방정식에 의하여 위치가 결정되어 상기 포물 반사경(512)의 광축에 평행하게 출사된다.

즉, 출사광의 위치는 다음의 포물면의 방정식에 의해 간단히 계산할 수 있다.

여기서 x, y는 좌표의 위치이고, p는 포물면의 초점 위치이다.

이 때 상기 포물 반사경(512)의 표면이 정확한 포물면이면 상기 측정부(550)의 특정 위치에서 상기 포물 반사경(512)에 입사된 레이저 광의 위치가 그 포물면에서 포물면의 방정식에 의하여 출사 위치가 결정되고 그 위치에 해당하는 상기 측정부(550) 위에 상기 감지부(530)를 이동시켜서 레이저 광을 감지할 수 있게 된다.

만일, 상기 포물 반사경(512)의 표면이 정확한 포물면이 아니라면 포물면의 방정식에 의하여 결정된 위치에서 상기 감지부(530)에 레이저 광이 감지되지 않게 된다.

이러한 방법으로 상기 포물 반사경(512)의 표면을 검사하여 초점 위치의 정확성을 높일 수 있다(단계650).

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치 및 방법은 레이저를 이용하여 포물 반사경과 램프의 초점 조정을 간편하고 효율적으로 할 수 있다.

즉, 램프 조정용 투사 표시 장치와 같은 부가적이고 복잡한 장치가 필요 없이 초점 위치를 정확하게 알아 내어 조정 및 고정을 할 수 있다.

또한, 포물 반사경의 표면 상태에 대한 검출도 초점 조절과 동시에 자동적으로 수행할 수 있다.

Claims (11)

1. 광을 발생시키는 램프와, 상기 램프에서 발생된 광을 평행하게 반사시키는 포물 반사경을 갖는 반사부와;

   상기 반사부의 포물 반사경의 초점을 찾아내는 초점 검출 수단과;

   상기 램프를 상기 초점 검출 수단에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키는 램프 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 램프 조정부는 상기 반사부의 램프를 고정시키는 고정봉과, 상기 램프를 초점 검출 수단에 의하여 검출된 초점 상에 이동시키기 위하여 상기 고정봉과 연결된 3축 조정대를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 초점 검출 수단은 상기 반사부의 포물 반사경에 광을 입사시키는 광원부와;

   상기 포물 반사경에 입사된 광이 재 반사되어 나오는 광을 감지하는 감지부와;

   이동이 가능하고, 상기 광원부 및 감지부를 광축을 중심으로 서로 반대 방향에 고정시켰으며 상기 포물 반사경과 평행하게 위치되도록 배치된 고정부와;

   상기 광원부 및 감지부의 이동량을 측정하도록 상기 고정부에 부착된 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 감지부는 제1 감지기와 제2 감지기로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 광원부는 제1 레이저와 제2 레이저로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 측정부는 상기 포물 반사경의 초점을 지나는 광축상에 원점을 위치시킨 눈금자로 이루이진 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 광원부는 수 개의 레이저가 더 추가된 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 측정부는 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 장치.
9. 측정부의 원점이 포물 반사경의 광축과 일치하도록 배치하는 단계와;

   광원부에서 상기 포물 반사경으로 레이저 광을 방출시키는 단계와;

   상기 레이저 광의 교차점을 상기 포물 반사경의 초점 위치로 설정하는 단계와;

   램프 조정부를 통하여 상기 포물 반사경의 초점에 위치시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법.
10. 제9항에 있어서, 감지부를 통하여 상기 포물 반사경에서 반사된 광을 감지하여 상기 포물 반사경의 표면을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 레이저 광을 상기 포물 반사경의 광축에 대하여 평행하게 입사시키는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 시스템의 램프 위치 조정 방법.