KR100873138B1 - Variable projecting type for projection system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투사 방향을 가변시킬 수 있는 투가 가변형 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 램프에서 조사된 광을 정렬하여 어느 하나의 편광 성분을 갖는 광을 출사하는 조명계, 상기 조명계로부터 입사된 광을 반사시켜 영상 정보가 포함된 광으로 출사하는 영상광 생성계, 및 상기 영상광 생성계로부터 입사된 광을 복수의 투사 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 투사계를 포함하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable projection type projection system capable of varying a projection direction, comprising: an illumination system that emits light having any one polarization component by aligning light emitted from a lamp, and reflects light incident from the illumination system And a projection system for expanding and projecting the light incident from the image light generation system in at least one of a plurality of projection directions.

PBS, 미러, 투사, 프로젝션 PBS, Mirror, Projection, Projection

Description

투사 가변형 프로젝션 시스템{VARIABLE PROJECTING TYPE FOR PROJECTION SYSTEM}Projection variable projection system {VARIABLE PROJECTING TYPE FOR PROJECTION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 동작 구성도이다.1 is an operational configuration diagram of a projection system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 제 1 투사 방향에 따른 동작 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an operation according to a first projection direction of a projection system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 제 2 투사 방향에 따른 동작 구성도이다.3 is an operation configuration diagram according to the second projection direction of the projection system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 투사계의 동작 구성도이다.4 is an operation configuration diagram of the projection system of the projection system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 광원 12 : 컬러 휠 필터11: light source 12: color wheel filter

13 : 로드 렌즈 14 : 제 1 조명 렌즈13: rod lens 14: first illumination lens

15 : 제 2 조명 렌즈 16 : TIR 프리즘15: second illumination lens 16: TIR prism

17 : DMD 18 : 제 1 렌즈군17: DMD 18: first lens group

19 : 광경로 변경체 20 : 제 2 렌즈군19: optical path changing body 20: second lens group

21 : 제 3 렌즈군 22 : 제 4 렌즈군21: third lens group 22: fourth lens group

본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 특히 투사방향을 가변시킬 수 있는 프로젝션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a projection system, and more particularly to a projection system capable of varying the projection direction.

일반적으로 프로젝션 시스템은 영상생성수단에서 생성된 영상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 영상을 제공하는 영상 제공 장치이다. 이 프로젝션 시시틈은 상기한 영상생성수단의 형태에 따라 투과형과 반사형으로 구분된다.In general, a projection system is an image providing device that provides an image by projecting an image generated by the image generating means onto a screen using a separate light source. This projection time gap is classified into a transmission type and a reflection type according to the shape of the image generating means.

일반적인 프로젝션 시스템은 광을 생성 조사하는 광원과, 입사광선 중 소정 색을 선택 투과시키는 칼라휠과, 입사광을 혼합시켜 균일광선이 되도록 하는 스크램블러와, 영상을 생성하는 표시소자 및 입사광을 스크린에 투사시키는 투사 렌즈 유니트를 포함하여 구성된다.A general projection system includes a light source for generating and irradiating light, a color wheel for selectively transmitting a predetermined color of incident light, a scrambler for mixing the incident light to make uniform light, a display device for generating an image, and projecting incident light onto a screen. It is configured to include a projection lens unit.

상기 칼라휠은 상기 광원과 상기 스크램블러 사이의 광경로 상에 구동모터에 의해 회전가능하게 설치되며, 적(R), 녹(G), 청(B) 삼색이 휠 전체에 등분 배치된다. 이 칼라휠의 회전에 따라 R, G, B 중 어느 한 색이 상기 광경로 상에 배치된다.The color wheel is rotatably installed by a driving motor on an optical path between the light source and the scrambler, and three colors of red (R), green (G), and blue (B) are equally disposed throughout the wheel. As the color wheel rotates, any one of R, G and B is disposed on the optical path.

상기 스크램블러는 입사광을 난반사시킴에 의해 혼합함으로써 균일광이 되도록 한다. 이 스크램블러를 통과한 광은 집속렌즈에 의해 집속 및 발산되어 광의 투과폭을 확대된다. 그리고 콜리메이팅렌즈에 의해 평행광이 된다.The scrambler makes uniform light by mixing the incident light by diffuse reflection. The light passing through the scrambler is focused and diverged by the focusing lens to enlarge the transmission width of the light. The collimating lens becomes parallel light.

한편, 상기 콜리메이팅렌즈와 표시소자 사이, 상기 표시소자와 투사 렌즈 유닛 사이에는 각각 입사광 중 소정 편광의 광을 투과시키는 편광판과 검광판이 배치 된다.On the other hand, between the collimating lens and the display element, and between the display element and the projection lens unit, a polarizing plate and an analyzer for transmitting light of a predetermined polarization of incident light, respectively.

상기 표시소자는 2차원 어레이 구조를 갖는 화소(미도시)를 가지며, 각각 독립적으로 구동되어 입사광의 편광방향을 변조시킴에 의해 영상을 형성한다. 상기 표시소자 및 검광판을 투과한 광은 상기 투사 렌즈 유니트를 투과하여 스크린에 투사된다.The display device has a pixel (not shown) having a two-dimensional array structure, each of which is independently driven to form an image by modulating the polarization direction of incident light. The light transmitted through the display element and the analyzer plate passes through the projection lens unit and is projected onto the screen.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 프로젝션 시스템은 광원에서 출사되고 편광판을 통과하여 표시소자에 입사된 광을 이용하여 영상을 형성하므로 광원에서 출사된 광량의 광효율이 저하되어 스크린에 투사되는 영상의 휘도가 낮아진다는 문제점이 있었다.The conventional projection system configured as described above forms an image using the light emitted from the light source and passed through the polarizing plate and incident on the display element, so that the light efficiency of the amount of light emitted from the light source is lowered, thereby lowering the brightness of the image projected on the screen. Had a problem.

한편, 상기한 바와 같이 구성된 프로젝션 시스템은 일단 어느 위치에 고정되면 영상이 투사되는 방향이 일방향으로 고정되어야 한다는 문제점이 있었고, 이를 채용한 텔레비전은 일방향에서만 시청이 가능하고, 스크린의 위치에 따라 투사방향을 가변시키기가 불가능하다는 단점이 있었다.On the other hand, the projection system configured as described above had a problem that the direction in which the image is projected should be fixed in one direction once it is fixed at a certain position, and the television employing the projection system can be viewed in only one direction, and the projection direction depends on the screen position. There was a disadvantage that it is impossible to change.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상이 투사되는 방향을 변경시킬 수 있는 투사 가변형 프로젝션 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a variable projection projection system capable of changing a direction in which an image is projected.

또한, 본 발명은 투사되는 영상의 투사 방향을 가변시켜, 다양한 설치 및 시청 환경에 능동적으로 대응할 수 있는 투사 가변형 프로젝션 시스템을 제공하는 데 있다.In addition, the present invention provides a variable projection projection system that can actively respond to a variety of installation and viewing environment by varying the projection direction of the projected image.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사 가변형 프로젝션 시스템은, 램프에서 조사된 광을 정렬하여 어느 하나의 편광 성분을 갖는 광을 출사하는 조명계, 상기 조명계로부터 입사된 광을 반사시켜 영상 정보가 포함된 광으로 출사하는 영상광 생성계, 및 상기 영상광 생성계로부터 입사된 광을 복수의 투사 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 투사계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Projection variable projection system according to the present invention for achieving the above object, an illumination system for aligning the light irradiated from the lamp to emit light having any polarization component, by reflecting light incident from the illumination system image information And a projection system for expanding and projecting the light incident from the image light generation system in at least one of a plurality of projection directions.

여기서, 상기 투사계는 상기 영상광 생성계로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군, 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 제 1 투사 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군과 제 2 투사 방향으로 확대 투사하는 제 3 렌즈군, 상기 제 1, 2 렌즈군 사이의 광경로상에 위치하고, 폴딩 동작에 따라 투사 방향을 조정하는 광경로 변경체로 구성된다.Here, the projection system corrects astigmatism and distortion of light passing through the first lens group, the first lens group correcting chromatic aberration and spherical aberration of the light incident from the image light generating system, and generates a first one of a plurality of projection directions. An optical path positioned on an optical path between the second lens group that is enlarged and projected in the projection direction, the third lens group that is enlarged and projected in the second projection direction, and the first and second lens groups, and adjusting the projection direction according to the folding operation. It is composed of alterations.

이때, 상기 투사 방향의 조정은 광경로 변경체의 양단과 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광이 접하는 각도를 45°∼60°사이로 설정하여 투사 방향을 조정할 수 있다.In this case, the projection direction may be adjusted by setting an angle between the both ends of the optical path changer and the light passing through the first lens group to be in a range of 45 ° to 60 °.

또한, 여기서, 상기 투사계는 상기 영상광 생성계로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군, 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 선택된 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군, 상기 제 1, 2 렌즈군 사이의 광경로상에 상기 제 2 렌즈군과 함께 고정되어, 상기 제 2 렌즈군의 동작에 따라 광경로를 변경하는 광경로 변경체로 구성될 수 있다.Here, the projection system corrects astigmatism and distortion of light passing through the first lens group and the first lens group for correcting chromatic and spherical aberration of light incident from the image light generating system, and among the plurality of projection directions. The second lens group is fixed together with the second lens group on the optical path between the second lens group and the first and second lens groups that are enlarged and projected in any one selected direction, and changes the optical path according to the operation of the second lens group. It may be composed of a light path changer.

이때, 상기 제 2 렌즈군은 투사 방향에 따라 상기 광경로 변경체와 함께 절곡되는 폴딩 구조이다.In this case, the second lens group is a folding structure that is bent together with the optical path changer in the projection direction.

그리고, 상기 광경로 변경체는 폴딩 미러, 폴딩 반사 PBS(Polarized Beam Splitter) 중 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다.The optical path changer may employ at least one of a folding mirror and a folding reflection polarized beam splitter (PBS).

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the embodiments.

본 발명에 따른 투사 가변형 프로젝션 시스템의 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Embodiments of the projection variable projection system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 동작 구성도이다.1 is an operational configuration diagram of a projection system according to an embodiment of the present invention.

도 1은 단판식 프로젝터로서 영상 정보가 실린 광을 복수의 투사 방향 중 선택된 적어도 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 구성을 취하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단판식 프로젝터의 구성을 상세히 살펴보면 이하에 기재된 바와 같다.FIG. 1 is a single-plate projector that has a configuration in which the light carrying the image information is projected in at least one of a plurality of projection directions. Looking at the configuration of a single-panel projector according to an embodiment of the present invention in detail as described below.

도 1과 같이, 타원형 반사경이 부착되어 있는 램프를 통해 백색 광을 생성하는 광원(11), 상기 광원(11)에서 생성된 백색 광을 시간 순차적인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광으로 분리시키는 컬러 휠 필터(12), 상기 분리된 광의 휘도를 균일하게 하는 로드 렌즈(13), 상기 균일한 휘도를 갖는 광을 마이크로 디스플레이 방향으로 조명하는 제 1 조명렌즈(14) 및 제 2 조명렌즈(15)로 구성되는 조명계와, 상기 제 1, 제 2 조명렌즈(14, 15)를 통과한 광의 진행 방향을 DMD(Digital Micromirror Device)(17) 또는 제 1 렌즈군(18) 방향으로 변경시키는 TIR 프리즘(Total Internal Reflection Prism)(16)과 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사된 광을 화소 단위로 on-off 제어하여 영상 정보가 실린 광으로 반사하는 DMD(17)로 구성되는 영상광 생성계와, 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군(18), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 선택된 제 1 투사 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군(20), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 선택된 제 2 투사 방향으로 확대 투사하는 제 3 렌즈군(21), 상기 제 1, 2 렌즈군(18, 20) 사이의 광경로상에 위치하고, 폴딩 동작에 따라 광의 투사 방향을 조정하는 광경로 변경체(19)로 구성되는 투사계를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a light source 11 generating white light through a lamp to which an elliptical reflector is attached, and white light generated by the light source 11 are sequentially red (R), green (G), and blue ( A color wheel filter 12 for separating the light into B), a rod lens 13 for uniforming the brightness of the separated light, and a first illumination lens 14 for illuminating the light having the uniform brightness in the direction of the micro display. And a direction of the light passing through the illumination system including the second illumination lens 15 and the first and second illumination lenses 14 and 15, the DMD (Digital Micromirror Device) 17 or the first lens group 18. TIR prism (16) to change in the direction of the direction and the DMD (17) that reflects the light incident on the image information by the on-off control of the light incident from the TIR prism (16) unit And a chromatic aberration of the light incident from the TIR prism 16 A first lens group 18 for correcting surface aberration, a second lens group for correcting astigmatism and distortion of light passing through the first lens group 18 and expanding and projecting in a first projection direction selected from a plurality of projection directions. (20), a third lens group 21 for correcting astigmatism and distortion of the light passing through the first lens group 18 and magnifying and projecting in the selected second projection direction, and the first and second lens groups 18, And a projection system composed of an optical path changer 19, which is located on the optical path between 20 and adjusts the projection direction of light in accordance with the folding operation.

여기서, 상기 TIR 프리즘(16)은 내부 전반사 프리즘으로서 2개의 프리즘이 미세한 간격을 두고 접합되어 있다. 따라서, 입사된 광의 진행 방향을 변경시켜 DMD(17)로 입사되게 하고, 상기 입사된 광은 DMD(17)를 통해 영상 신호를 갖게 되며, 상기 영상 신호를 갖는 광은 다시 TIR 프리즘(16)을 거쳐 투사계를 통해 스크린(미도시)에 확대 결상되도록 한다.Here, the TIR prism 16 is a total internal reflection prism in which two prisms are joined at a minute interval. Accordingly, the traveling direction of the incident light is changed to be incident on the DMD 17, and the incident light has an image signal through the DMD 17, and the light having the image signal again moves the TIR prism 16. Through the projection system to enlarge the image on the screen (not shown).

상기 광경로 변경체(19)는 투사계의 제 1 렌즈군(18)과 제 2 렌즈군(20) 사이에 폴딩 동작하도록 설치된다. 폴딩 동작을 위해, 광경로 변경체(19)의 중심이 되는 센터가 고정되고, 상기 센터의 고정은 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광과 평행한 위치에 양단이 수평이 되도록 고정되고, 45°∼60°로 폴딩 업/다운 동작시 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광을 제 3 렌즈군(21) 또는 제 4 렌즈군(22)으로 반사시 켜 선택적으로 복수의 투사 방향 중 선택된 어느 하나의 방향으로 투사하도록 할 수 있다.The optical path changer 19 is installed to fold between the first lens group 18 and the second lens group 20 of the projection system. For the folding operation, the center, which is the center of the optical path changer 19, is fixed, and the center of the center is fixed so that both ends thereof are horizontal at a position parallel to the light passing through the first lens group 18, In the folding up / down operation at 45 ° to 60 °, the light passing through the first lens group 18 is reflected to the third lens group 21 or the fourth lens group 22 to selectively select a plurality of projection directions. Can be projected in any one of the selected directions.

예를 들어 상기 광경로 변경체(19)의 양단이 수평이 되도록, 양단이 이루는 각도를 0°로 설정하면 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광은 진행 방향 그대로 제 2 렌즈군(20)에 입사되어 상기 제 2 렌즈군(20)에서 비점수차와 왜곡을 보정하고, 제 1 투사 방향으로 스크린(미도시)에 확대 투사되어 영상이 결상될 수 있다.For example, if both ends of the optical path changer 19 are set to be horizontal, and the angle formed by both ends is set to 0 °, the light passing through the first lens group 18 is moved in the second lens group 20 as it is. ), Astigmatism and distortion are corrected by the second lens group 20, and the image is imaged by being enlarged and projected on a screen (not shown) in the first projection direction.

또한, 광경로 변경체(19)의 전단과 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광이 접하는 각도를 -45°∼-60°로 하거나 또는 광경로 변경체(19)의 후단과 광이 접하는 각도를 +45°∼+60°로 설정하면, 제 3 렌즈군(21)에서 비점수차와 왜곡을 보정하고, 제 2 투사 방향으로 스크린(미도시)에 확대 투사되어 영상이 결상될 수 있다.Further, the angle between the front end of the optical path changer 19 and the light passing through the first lens group 18 is -45 ° to -60 °, or the rear end of the light path changer 19 and the light When the contact angle is set to + 45 ° to + 60 °, astigmatism and distortion are corrected in the third lens group 21, and the image is imaged by being enlarged and projected on a screen (not shown) in the second projection direction. .

더욱이, 본 발명은 전술한 제 1, 2 투사 방향에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 3 렌즈군(21)과 대응된 방향으로 제 4 렌즈군(22)을 부가하여 설치할 수도 있어, 전술한 제 2 투사 방향과는 반대의 방향인 제 3 투사 방향으로도 확대 투사할 수 있다. 이때, 광경로 변경체(19)의 전단과 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광이 접하는 각도를 +45°∼+60°로 하고, 광경로 변경체(19)의 후단과 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광이 접하는 각도를 -45°∼-60°로 설정하면, 제 4 렌즈군(22)에서 비점수차와 왜곡을 보정하고, 제 3 투사 방향으로 스크린(미도시)에 확대 투사되어 영상이 결상될 수 있다.Moreover, the present invention is not limited to the above-described first and second projection directions. The fourth lens group 22 may be added and installed in a direction corresponding to the third lens group 21, so that it is possible to enlarge and project in the third projection direction which is opposite to the above-described second projection direction. . At this time, the angle between the front end of the optical path changer 19 and the light passing through the first lens group 18 is + 45 ° to + 60 °, and the rear end of the optical path changer 19 and the first When the angle at which the light passing through the first lens group 18 is in contact is set to -45 ° to -60 °, the astigmatism and distortion are corrected in the fourth lens group 22, and the screen (not shown) is rotated in the third projection direction. ), The image may be imaged by being enlarged and projected.

상기 광경로 변경체(19)로는 주로 폴딩 미러 또는 폴딩 반사 PBS(Polarized Beam Splitter)를 채용한다.As the optical path changer 19, a folding mirror or a folding reflective PBS (Polarized Beam Splitter) is mainly employed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 제 1 투사 방향에 따른 동작 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an operation according to a first projection direction of a projection system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a는 도 1과 마찬가지로, 타원형 반사경이 부착되어 있는 램프를 통해 백색 광을 생성하는 광원(11), 상기 광원(11)에서 생성된 백색 광을 시간 순차적인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광으로 분리시키는 컬러 휠 필터(12), 상기 분리된 광의 휘도를 균일하게 하는 로드 렌즈(13), 상기 균일한 휘도를 갖는 광을 마이크로 디스플레이 방향으로 조명하는 제 1 조명렌즈(14) 및 제 2 조명렌즈(15)로 구성되는 조명계와, 상기 제 1, 제 2 조명렌즈(14, 15)를 통과한 광의 진행 방향을 DMD(Digital Micromirror Device)(17) 또는 제 1 렌즈군(18) 방향으로 변경시키는 TIR 프리즘(Total Internal Reflection Prism)(16)과 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사된 광을 화소 단위로 on-off 제어하여 영상 정보가 실린 광으로 반사하는 DMD(17)로 구성되는 영상광 생성계와, 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군(18), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 선택된 제 1 투사 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군(20), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 선택된 제 2 투사 방향으로 확대 투사하는 제 3 렌즈군(21), 상기 제 1, 2 렌즈군(18, 20) 사이의 광경로상에 위치하고, 폴딩 동작에 따라 광의 투사 방향을 조정하는 광경로 변경체(19)로 구성되는 투사계를 포함하여 구성된다.FIG. 2A is a light source 11 generating white light through a lamp to which an elliptical reflector is attached, and the white light generated by the light source 11 is sequentially red (R) and green (G) as in FIG. 1. A color wheel filter 12 for separating the blue (B) light, a rod lens 13 for uniforming the brightness of the separated light, and a first illumination lens for illuminating the light having the uniform brightness toward the micro display direction An illumination system composed of the 14 and the second illumination lens 15, and the traveling direction of the light passing through the first and the second illumination lenses 14 and 15, the DMD (Digital Micromirror Device) 17 or the first lens. A TIR prism 16 for changing in the direction of the group 18 and a DMD 17 for on-off control of light incident from the TIR prism 16 on a pixel-by-pixel basis to reflect the image information into light. ) And an incident light from the TIR prism 16 A first lens group 18 for correcting chromatic aberration and spherical aberration, a second for correcting astigmatism and distortion of light passing through the first lens group 18 and for expanding projection in a first projection direction selected from a plurality of projection directions The lens group 20, the third lens group 21 for correcting astigmatism and distortion of the light passing through the first lens group 18, and expanding the projection in the selected second projection direction, and the first and second lens groups ( 18 and 20, and includes a projection system composed of an optical path changer 19 for adjusting the projection direction of light in accordance with the folding operation.

도 2b는 도 2a의 투사계의 상세 구성도로서, 광경로 변경체(19)의 양단이 수평이 되도록, 양단이 이루는 각도를 0°로 설정하면 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과 한 광은 진행 방향 그대로 제 2 렌즈군(20)에 입사되어 상기 제 2 렌즈군(20)에서 비점수차와 왜곡을 보정하고, 제 1 투사 방향으로 스크린(미도시)에 확대 투사되어 영상이 결상될 수 있다.FIG. 2B is a detailed configuration diagram of the projection system of FIG. 2A. Light passing through the first lens group 18 when the angle formed at both ends is set to 0 ° so that both ends of the optical path changer 19 are horizontal. Is incident on the second lens group 20 in the advancing direction to correct astigmatism and distortion in the second lens group 20, and is projected on a screen (not shown) in the first projection direction to form an image. have.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 제 2 투사 방향에 따른 동작 구성도이다.3 is an operation configuration diagram according to the second projection direction of the projection system according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 도 1과 마찬가지로, 타원형 반사경이 부착되어 있는 램프를 통해 백색 광을 생성하는 광원(11), 상기 광원(11)에서 생성된 백색 광을 시간 순차적인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광으로 분리시키는 컬러 휠 필터(12), 상기 분리된 광의 휘도를 균일하게 하는 로드 렌즈(13), 상기 균일한 휘도를 갖는 광을 마이크로 디스플레이 방향으로 조명하는 제 1 조명렌즈(14) 및 제 2 조명렌즈(15)로 구성되는 조명계와, 상기 제 1, 제 2 조명렌즈(14, 15)를 통과한 광의 진행 방향을 DMD(Digital Micromirror Device)(17) 또는 제 1 렌즈군(18) 방향으로 변경시키는 TIR 프리즘(Total Internal Reflection Prism)(16)과 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사된 광을 화소 단위로 on-off 제어하여 영상 정보가 실린 광으로 반사하는 DMD(17)로 구성되는 영상광 생성계와, 상기 TIR 프리즘(16)으로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군(18), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 선택된 제 1 투사 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군(20), 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 선택된 제 2 투사 방향으로 확대 투사하는 제 3 렌즈군(21), 상기 제 1, 2 렌즈군(18, 20) 사이의 광경로상에 위치하고, 폴딩 동작에 따라 광의 투사 방향을 조정하는 광경로 변경체(19)로 구성되는 투사계를 포함하여 구성된다.3A is a light source 11 generating white light through a lamp to which an elliptical reflector is attached, and the white light generated by the light source 11 is sequentially red (R) and green (G) as in FIG. 1. A color wheel filter 12 for separating the blue (B) light, a rod lens 13 for uniforming the brightness of the separated light, and a first illumination lens for illuminating the light having the uniform brightness toward the micro display direction An illumination system composed of the 14 and the second illumination lens 15, and the traveling direction of the light passing through the first and the second illumination lenses 14 and 15, the DMD (Digital Micromirror Device) 17 or the first lens. A TIR prism 16 for changing in the direction of the group 18 and a DMD 17 for on-off control of light incident from the TIR prism 16 on a pixel-by-pixel basis to reflect the image information into light. ) And an incident light from the TIR prism 16 A first lens group 18 for correcting chromatic aberration and spherical aberration, a second for correcting astigmatism and distortion of light passing through the first lens group 18 and for expanding projection in a first projection direction selected from a plurality of projection directions The lens group 20, the third lens group 21 for correcting astigmatism and distortion of the light passing through the first lens group 18, and expanding the projection in the selected second projection direction, and the first and second lens groups ( 18 and 20, and includes a projection system composed of an optical path changer 19 for adjusting the projection direction of light in accordance with the folding operation.

도 3b는 도 3a의 투사계의 상세 구성도로서, 광경로 변경체(19)의 광경로 변경체(19)의 전단과 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광이 접하는 각도를 -60°(-θ)로 하거나 또는 광경로 변경체(19)의 후단과 광이 접하는 각도를 +60°(+θ)로 설정하면, 제 3 렌즈군(21)에서 비점수차와 왜곡을 보정하고, 제 2 투사 방향으로 스크린(미도시)에 확대 투사되어 영상이 결상될 수 있다.FIG. 3B is a detailed configuration diagram of the projection system of FIG. 3A. The angle between the front end of the optical path changer 19 and the light passing through the first lens group 18 is -60. When the angle between the rear end of the optical path changer 19 and light is set to + 60 ° (+ θ), the astigmatism and distortion are corrected in the third lens group 21, The image may be imaged by being enlarged and projected on a screen (not shown) in the second projection direction.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 투사계의 동작 구성도로서, 제 1 렌즈군(18). 광경로 변경체(19), 제 2 렌즈군(20)으로 구성되어 있다.4 is an operation configuration diagram of a projection system of a projection system according to an embodiment of the present invention, and includes a first lens group 18. The optical path changer 19 and the second lens group 20 are configured.

도 4a는 제 1 투사 방향에 따른 투사계의 동작 구성도이고, 도 4b는 제 2 투사 방향으로 폴딩된 투사계의 동작 구성도이다. 상기 광경로 변경체(19)는 상기 제 2 렌즈군(20)과 일체형으로 구성된 구조로서, 광경로 변경체(19)를 포함한 제 2 렌즈군(20)의 경통(미도시)은 상/하 방향으로 폴딩 가능한 구조를 취하고 있다. 따라서 상기 제 2 렌즈군(20)의 폴딩 방향에 따라 복수의 투사 방향 중 선택된 어느 하나의 방향으로 상기 제 1 렌즈군(18)을 통과한 광을 확대 투사시킬 수 있다.4A is an operation configuration diagram of the projection system according to the first projection direction, and FIG. 4B is an operation configuration diagram of the projection system folded in the second projection direction. The optical path modifier 19 is configured to be integrated with the second lens group 20, and a barrel (not shown) of the second lens group 20 including the optical path modifier 19 is upward / downward. It has a structure that can be folded in the direction. Accordingly, the light passing through the first lens group 18 may be enlarged and projected in any one of a plurality of projection directions according to the folding direction of the second lens group 20.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 투사 가변형 프로젝션 시스템은 단판식을 예로 들어 설명하였지만, 상기 단판식에 한정되는 것은 아니고, 상기 마이크로 디스플레이 패널인 DMD(17) 개수에 따라 분류되는 3판식, 2판식, 단판식 제한없이 적용할 수 있다.As described above, the projection variable projection system according to the present invention has been described using a single plate type as an example, but is not limited to the single plate type, and is classified into three plates, two plates, according to the number of DMDs 17, which are the micro display panels. It can be applied without a single plate limitation.

본 발명에 따른 투사 가변형 프로젝션 시스템은 프로젝터의 설치 위치에 따라 투사되는 영상 광의 투사 방향을 가변시킬 수 있으므로, 다양한 설치 및 시청 환경에 능동적으로 대응할 수 있다는 효과가 있다.Since the projection variable projection system according to the present invention can change the projection direction of the projected image light according to the installation position of the projector, there is an effect that it can actively respond to various installation and viewing environments.

또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 투사 가변형 프로젝션 시스템은 프로젝터에서 생성된 영상 광이 투사되는 스크린의 위치에 가변적으로 대응할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the projection variable projection system according to the present invention according to the present invention has the effect that it can variably correspond to the position of the screen on which the image light generated by the projector is projected.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (7)

램프에서 조사된 광을 정렬하여 어느 하나의 편광 성분을 갖는 광을 출사하는 조명계; An illumination system for aligning the light irradiated from the lamp to emit light having any one polarization component; 상기 조명계로부터 입사된 광을 반사시켜 영상 정보가 포함된 광으로 출사하는 영상광 생성계; 및An image light generation system reflecting light incident from the illumination system and outputting the light as image light; And 상기 영상광 생성계로부터 입사된 광을 복수의 투사 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 투사계를 포함하여 구성하고,And a projection system configured to enlarge and project the light incident from the image light generation system in at least one of a plurality of projection directions. 상기 투사계는,The projection system, 상기 영상광 생성계로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군과,A first lens group for correcting chromatic aberration and spherical aberration of light incident from the image light generation system; 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고, 상기 제 1 렌즈군과 동일한 광축선상에 위치하는 제 2 렌즈군과,A second lens group that corrects astigmatism and distortion of light passing through the first lens group and is positioned on the same optical axis as the first lens group; 상기 제 1 렌즈군의 광축선상에 대해 수직한 광축선상에 위치하고, 상기 제 2 렌즈군과 다른 광 투사방향을 갖는 제 3 렌즈군과,A third lens group positioned on an optical axis perpendicular to the optical axis of the first lens group and having a light projection direction different from that of the second lens group; 상기 제 1, 제 2 렌즈군 사이, 또는 상기 제 1, 제 3 렌즈군 사이의 광경로상에 위치하고, 폴딩 동작에 따라 투사 방향을 조정하는 광경로 변경체로 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.A projection variable projection system positioned on the optical path between the first and second lens groups or between the first and third lens groups, and configured with an optical path changer for adjusting the projection direction according to the folding operation . 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 투사 방향의 조정은,The method of claim 1, wherein the adjustment of the projection direction, 광경로 변경체의 양단과 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광이 접하는 각도를 45°∼60°사이로 설정하여 투사 방향을 조정하는 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.And the projection direction is adjusted by setting an angle between the ends of the optical path changer and the light passing through the first lens group between 45 ° and 60 ° to adjust the projection direction. 램프에서 조사된 광을 정렬하여 어느 하나의 편광 성분을 갖는 광을 출사하는 조명계; An illumination system for aligning the light irradiated from the lamp to emit light having any one polarization component; 상기 조명계로부터 입사된 광을 반사시켜 영상 정보가 포함된 광으로 출사하는 영상광 생성계; 및An image light generation system reflecting light incident from the illumination system and outputting the light as image light; And 상기 영상광 생성계로부터 입사된 광을 복수의 투사 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 투사계를 포함하여 구성하고,And a projection system configured to enlarge and project the light incident from the image light generation system in at least one of a plurality of projection directions. 상기 투사계는,The projection system, 상기 영상광 생성계로부터 입사되는 광의 색수차와 구면수차를 보정하는 제 1 렌즈군과,A first lens group for correcting chromatic aberration and spherical aberration of light incident from the image light generation system; 상기 제 1 렌즈군을 통과한 광의 비점수차와 왜곡을 보정하고 복수의 투사 방향 중 선택된 어느 하나의 방향으로 확대 투사하는 제 2 렌즈군과,A second lens group for correcting astigmatism and distortion of the light passing through the first lens group and projecting the enlarged image in any one of a plurality of projection directions; 상기 제 1, 2 렌즈군 사이의 광경로상에 상기 제 2 렌즈군과 함께 고정되어, 상기 제 2 렌즈군의 동작에 따라 광경로를 변경하는 광경로 변경체로 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.A projection variable projection configured to be fixed together with the second lens group on the optical path between the first and second lens groups, and to change the optical path according to the operation of the second lens group. system. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈군은,The method of claim 4, wherein the second lens group, 투사 방향에 따라 상기 광경로 변경체와 함께 절곡되는 폴딩 구조인 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.And a folding structure that is bent together with the optical path changer according to the projection direction. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광경로 변경체는,The optical path modifier of claim 1 or 4, 폴딩 미러인 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.Projection variable projection system, characterized in that the folding mirror. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광경로 변경체는,The optical path modifier of claim 1 or 4, 폴딩 반사 PBS(Polarized Beam Splitter)인 것을 특징으로 하는 투사 가변형 프로젝션 시스템.Projection variable projection system, characterized in that the folding reflective PBS (Polarized Beam Splitter).
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