KR0164655B1 - 이동식 미러를 채용한 프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정미러 및 이동가능한 미러를 채용하여 프로젝터의 설치위치에 따라 그 미러의 위치를 조정함으로써 정상적인 화면이 스크린상에 투사되도록 한 이동식 미러를 채용한 프로젝터에 관한 것으로, 광원(11)과 소오스렌즈(13), 소오스스토퍼(17), 반사미러(19), 필드렌즈(49,50,51), 광분리기(21), 광로조절수단(29,31,33), 투사스토퍼(53) 및, 투사렌즈(57)를 갖춘 프로젝터에서, 상기 투사스토퍼(53)와 상기 투사렌즈(57)사이에 고정설치되어 상기 투사스토퍼(53)를 통과한 광을 일정각도 전반사시키는 제1미러(60)와, 상기 제1미러(60)에서 반사되는 광을 상기 투사렌즈(57)쪽으로 전반사시키는 이동식 미러(61), 키입력신호(보정신호)를 기초로 상기 이동식 미러(61)의 이동방향을 가변제어하는 제어부(70) 및, 상기 제어부(70)의 제어하에 상기 이동식 미러(61)의 위치를 가변적으로 조정하는 미러조정수단을 추가로 구비하여, 프로젝터가 어떠한 위치에 설치되어 있어도 간편하게 보정된 화면을 시청할 수 있게 한다.

Description

이동식 미러를 채용한 프로젝터

제1도는 종래의 투사형 화상표시장치(프로젝터)를 개략적으로 나타낸 평면도.

제2도a 내지 f는 종래의 투사형 화상표시장치의 설치상태에 따라 비대칭화면이 투사되는 과정을 설명하는 도면.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동식 미러를 채용한 프로젝터의 구성을 나타낸 평면도.

제4도는 투사형 화상표시장치의 설치상태에 따라 제3도에 도시된 이동식 미러의 이동예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 광원 13 : 소오스렌즈

17 : 소오스스토퍼 19 : 반사미러

21 : 광분리기 29,31,33 : 광로조절수단

49,50,51 : 필드렌즈 53 : 투사스토퍼

57 : 투사렌즈 61 : 이동식 미러

70 : 제어부 72 : 모터구동부

74 : 모터 76 : 지지체

78 : 가이드봉

본 발명은 이동식 미러를 채용한 프로젝터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로젝터에 의해 스크린상으로의 영사시 발생되는 비대칭화면을 고정미러 및 이동식 미러를 이용하여 보정하도록 된 이동식 미러를 채용한 프로젝터에 관한 것이다.

종래, 컬러화상의 표시를 위한 화상표시시스템에는 CRT장치로 대표되는 직시형 화상표시시스템과 LCD장치로 대표되는 투사형 화상표시시스템이 있는데, 그 중 CRT장치의 경우에는 R/G/B전자총으로부터 방사되어 형광패널상에 투영되는 컬러비임의 유동거리에 의해 그 치수에 대한 제약이 수반됨에 따라 컬러화상의 대형화가 곤란한 실정이며, 상기 LCD장치는 컬러화상신호에 대한 액정의 반응을 이용하기 때문에 그 치수에 대한 경량박형화가 가능하기는 하지만 형광패널에 의한 광손실이 초래되어 불리하게 된다.

따라서, 현재에는 대형화면의 구현을 위해 컬러화상신호를 R/G/B컬러성분으로 분리하고, 그 분리된 R/G/B신호를 컬러화상의 컬러성분에 의존하여 광로조절한 다음 투사렌즈에 의해 확대되는 상태로 스크린상에 표시하여 대형화면을 구현하는 소위 '프로젝터(Projector)'로 불리우는 투사형 화상표시장치(이하, 프로젝터라 함)가 실용화되고 있는 실정이다.

그러한 종래의 프로젝터는 제1도에 도시된 바와 같이 광원(11)과, 소오스렌즈(13), 소오스스토퍼(17), 반사미러(19), 필드렌즈(49,50,51), 광분리기(21), 광로조절수단(29,31,33), 투사스토퍼(53) 및, 투사렌즈(57)로 구성된다.

여기서, 상기 광원(11)은 고휘도의 백색광을 방사하고, 상기 소오스렌즈(13)는 상기 광원(11)에서 방사된 백색광을 집광시키며, 상기 소오스스토퍼(17)는 상기 광원(11)에서 방사되어 소오스렌즈(13)를 매개로 인가되는 백색광을 투과구멍을 통해서 소정형상으로 통과시킨다.

상기 반사미러(19)는 상기 소오스스토퍼(17)의 투과구멍을 통해서 입사되는 광원(11)으로부터의 백색광의 진행방향과 소정각도(예컨대, 40°~ 50°)를 갖도록 비스듬이 설치되어, 1차 광속을 소정각도(예컨대, 80°~ 100°)꺽어 후술하는 광분리기(21)쪽으로 반사시킨다.

상기 광분리기(21)는 제1 및 제2색선별 미러(23,25;Dichroic Mirror)로 이루어져서 백색광을 적색과 녹색 및 청색의 광속으로 분리한다. 그 제1 및 제2색선별 미러(23,25)는 상기 반사미러(19)에서 반사되는 광과 예컨대 45°와 같은 소정각도로 기울어지게 설치되어 소정색의 광을 예컨대 90°와 같은 소정각도로 반사시키고 나머지 색의 광을 투과시켜서 색광을 분리시킨다. 즉, 제1 및 제2색선별 미러(23,25)로 백색광이 입사되면 상기 제1 색선별 미러(23)는 입사되는 백색광으로부터 적색광을 반사시키고 녹색 및 청색의 광을 투과시키며, 상기 제2색선별 미러(25)는 녹색 및 청색광에서 녹색광을 반사시키고 청색광을 투과시킨다.

상기 필드렌즈(49,50,51)는 상기 소오스스토퍼(17)와 후술하는 투사스토퍼(53)사이에 초점거리만큼 이격되도록 위치되어 상기 소오스스토퍼(17)를 통과한 광이 투사스토퍼(53)에 결상되도록 한다.

상기 광로조절수단(29,31,33)은 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array;AMA)로 이루어진 것으로, M×N개의 구동트랜지스터들(도시생략)이 내장된 구동기판(35,37,39)과, 그 구동기판(35,37,39)상에 설치되어 상기 다수의 구동트랜지스터중 각각 대응하는 구동트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 구동트랜지스터를 통해서 인가되는 화상신호에 대응하여 변형되는 액츄에이터(41,43,45) 및, 그 액츄에이터(41,43,45)상에 각각 탑재되어 상기 액츄에이터(41,43,45)의 변형에 따라 입사되는 광의 반사각도를 변화시키는 미러(46,47,48)로 구성되는 바, 상기 액츄에이터(41,43,45)는 박막의 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어져 구동기판(35,37,39)내의 구동트랜지스터로부터 인가되는 화상신호에 의해 변형되고, 또한 상기 미러(46,47,48)는 상기 액츄에이터(41,43,45)의 상부에 실장되어 이 액츄에이터(41,43,45)가 변형됨에 따라 회절각도가 조절된다. 상기 액츄에이터(41,43,45)와 미러(46,47,48)는 1화소에 대응하는 것으로, 상기 광원(11)에서 소오스스토퍼(17)와 반사미러(19) 및 필드렌즈(49,50,51)를 매개로 입사되는 광의 광로를 조절하여 반사시킨다.

상기 투사스토퍼(53)는 광로조절수단(29,31,33)에서 반사된 소오스스토퍼(17)의 투광영역 형상의 광이 결상되는 바, 그 투사스토퍼(53)는 상기 광로조절수단(29,31,33)의 액츄에이터(41,43,45)가 구동되지 않으면 상기 소오스스토퍼(17)의 투과구멍을 통과한 광을 상단에 결상시키는 한편 액츄에이터(41,43,45)가 구동되면 상기 소오스스토퍼(17)의 투과구멍을 통과한 광을 미러(46,47,48)의 경사각에 비례하여 투과구멍을 통해 투사렌즈(57)로 통과시킨다.

상기 투사렌즈(57)는 투사스토퍼(53)의 투사구멍을 통과한 광을 스크린(59)으로 투사한다.

상기와 같이 구성된 종래의 프로젝터에 따르면, 광원(11)에서 방사된 고휘도의 백색광이 소오스스토퍼(17)의 투과구멍을 통과하여 반사미러(19)에 입사되고, 그 반사미러(19)에서는 입사되는 백색광을 소정각도(예컨대, 80°~ 100°)꺽어 필드렌즈(49,50,51)쪽으로 반사시키며, 이렇게 반사된 백색광은 필드렌즈(49,50,51)를 매개로 광로조절수단(29,31,33)에 입사되는데, 이때 입사광은 1화소단위로 상기 광로조절수단(29,31,33)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화되어 반사되고, 이 반사된 광은 상기 필드렌즈(49,50,51)를 매개로 투사스토퍼(53)에 결상된다. 상기 투사스토퍼(53)의 입사광은 액츄에이터(41,43,45)가 구동되지 않을 때는 상기 투사스토퍼(53)상에 결상되고, 액츄에이터(41,43,45)가 구동될 때는 상기 액츄에이터(41,43,45)의 상부에 실장된 미러(46,47,48)의 경사각에 비례하여 투사스토퍼(53)의 투과구멍을 통과한다. 이렇게 투과구멍을 통과한 광은 투사렌즈(57)를 통해 스크린(59)으로 투사되어 소정의 화상을 형성하게 된다.

그런데, 상기한 종래의 프로젝터에 따르면, 제2도a에 도시된 바와 같이 프로젝터(10)의 투사렌즈(57)에서 스크린(59)상에 투사되는 화상의 중심축(30)이 대체로 수평을 유지하는 경우에는 그 화면의 중심축(30)으로부터 화상의 상측과 하측간의 투사거리(L1,L2)가 균등하게 되어, 제2도b에 도시된 형태로 화상의 상측부분과 하측부분의 길이가 대체로 균등한 정상적인 화상이 스크린(59)상에 투사된다.

그에 대해, 제2도c 또는 제2도e에 도시된 바와 같이 상기 프로젝터(10)의 투사렌즈(57)가 스크린(59)에 대해 일정한 경사각(또는 투사각이라 할 수 있음)을 갖고서 설치되는 경우에는 그 프로젝터(10)로부터 스크린(59)상에 투사되는 화상은 그 중심축(30)에 대해 상측부분과 하측부분이 비대칭적으로 된다.

다시 말해서, 프로젝터(10)가 제2도c에 도시된 바와 같이 스크린(59)에 대해 상향의 경사각을 유지하도록 설치된 경우에는 그 프로젝터(10)로부터 스크린(59)상에 투사되는 화상은 그 중심축(30)에 대해 화상의 상측부분과 하측부분의 거리(L1',L2')가 상호 다르게 되어, 결국 스크린(59)상에 투사되는 화상은 제2도d에 도시된 바와 같은 역마름모형상의 비대칭화면으로 되는 것이다.

한편, 상기 프로젝터(10)가 예컨대 제2도e에 도시된 바와 같은 스크린(59)에 대해 하향적인 경사각을 유지하도록 설치되면 상기 스크린(59)상에 투사되는 화상은 그 중심축(30)에 대해 상측부분과 하측부분의 거리(L1,L2)가 다르게 되어, 결국 제2도f에 도시된 바와 같은 마름모형상으로 스크린(59)상에 투사된다.

따라서, 스크린(59)에 대해 프로젝터(10)가 상향 또는 하향적인 경사각을 갖도록 설치됨에 의해 스크린(59)상에 투사된 화면이 비대칭적으로 되는 경우에는 그 확대투사되는 화면에 대한 시감(視感)이 떨어지게 되므로, 그 프로젝터의 경사각에 의존하여 비대칭화되는 화면의 보정이 필요하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고정미러 및 이동가능한 미러를 채용하여 프로젝터의 설치위치에 따라 그 미러의 위치를 조정함으로써 정상적인 화면이 스크린상에 투사되도록 한 이동식 미러를 채용한 프로젝터를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광원과 소오스렌즈, 소오스스토퍼, 반사미러, 필드렌즈, 광분리기, 광로조절수단, 투사스토퍼 및 투사렌즈를 갖춘 프로젝터에 있어서, 상기 투사스토퍼와 투사렌즈사이에 고정설치되어 그 투사스토퍼를 통과한 광을 일정각도 전반사시키는 제1미러와, 그 제1미러에서 반사되는 반사되는 광을 상기 투사렌즈쪽으로 전반사시키는 이동식 미러, 키입력신호(보정신호)를 기초로 상기 이동식 미러의 이동방향을 가변제어하는 제어부 및, 그 제어부의 제어하에 상기 이동식 미러의 위치를 가변적으로 조정하는 미러조정수단을 추가로 구비하여 구성된 이동식 미러를 채용한 프로젝터가 제공된다.

바람직하게, 상기 미러조정수단은 상기 제어부의 제어신호에 따라 모터를 구동시키는 모터구동부와, 상기 이동식 미러를 지지하는 지지체로 구성되되, 그 지지체의 저부에 고착된 일정길이의 가이드봉에는 나사산이 형성되고 그 나사산에는 상기 모터의 축상에 설치된 구동기어가 상기 이동식 미러를 이동시킬 수 있도록 치합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따르면, 프로젝터의 설치위치가 상 또는 하측임에 따라 키입력신호가 제어부에 입력되면 그 제어부는 모터구동부를 제어하여 모터를 동작시키고 그 모터동작에 따라 이동식 미러가 상 또는 하방향으로 이동하게 되므로, 투사스토퍼를 관통한 광이 고정미러를 매개로 하여 그 이동식 미러에 의해 투사렌즈를 통해 스크린상에 투사된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동식 미러를 채용한 프로젝터의 구성을 나타낸 평면도로서, 제1도에서 설명한 부분과 동일한 구성요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하면서 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예는 제1미러(60)와, 이동식 미러(61), 제어부(70), 미러조정수단을 추가로 구비한다.

동 도면에서, 상기 제1미러(60)는 상기 투사스토퍼(53)와 투사렌즈(57)사이에 고정설치되어 상기 투사스토퍼(53)의 투사구멍을 통과한 광을 후술하는 이동식 미러(61)쪽으로 소정각도(예컨대, 90°정도) 전반사시키게 된다.

상기 이동식 미러(61)는 후술하는 미러조정수단을 구성하는 지지체(76)의 상부에 고정설치되어 그 지지체(76)에 의해 소정방향(예컨대, 상방향 또는 하방향)으로의 이동이 가능하면서 상기 제1미러(60)에서 전반사되는 광을 투사렌즈(57)쪽으로 입사하게 된다.

상기 제어부(70)는 리모콘(도시 생략)에서 입력되는 키입력신호(보정신호)에 따라 상기 이동식 미러(61)의 이동방향을 결정하고서 그에 대한 제어신호를 출력하게 된다.

상기 미러조정수단은 상기 제어부(70)의 제어하에 상기 이동식 미러(61)의 위치를 가변적으로 조정하게 되는 바, 그 미러조정수단은 모터구동부(72)와 지지체(76)를 포함한다.

여기서, 상기 모터구동부(72)는 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 프로젝터의 내부에 추가설치되어 정/역회전하는 모터(74)를 구동시킨다. 또한, 상기 지지체(76)는 상기 이동식 미러(61)를 지지하게 되는데 그 지지체(76)의 저부에는 일정길이의 가이드봉(78)이 설치되며, 그 가이드봉(78)의 외측에는 일정길이의 나사산이 형성되고 그 나사산에는 상기 모터(74)의 축상에 설치된 구동기어(74a)가 치합되어 있다. 특히, 상기 지지체(76)의 상부는 상기 이동식 미러(61)가 비스듬히 경사지게 고착될 수 있도록 되어 있다.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이동식 미러를 채용한 프로젝터의 작용에 대해 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프로젝터(10)에서 스크린(59)상에 투사되는 화상의 중심축이 대체로 수평을 유지하는 경우(즉, 제4도a의 a위치에 있는 경우)에는 아무런 조정동작이 취해지지 않게 된다. 통상적으로 이 경우에서는, 상기 이동식 미러(61)는 제4도b에 도시된 바와 같이 실선으로 형상화된 위치에 있는 것으로 볼 수 있다.

이에 반해, 상기 프로젝터(10)가 스크린(59)에 대해 하향적인 경사각을 유지하도록 설치되었을 경우(즉 제4도a의 b위치에 있는 경우) 리모콘(도시 생략)으로부터의 키입력신호(예컨대, 이동식 미러를 하방향으로 일정치 이동시키라는 보정신호)가 상기 제어부(70)로 입력되고, 그 제어부(70)는 모터구동부(72)를 제어하여 모터(74)의 회전방향을 역방향으로 한다. 그에 따라, 그 모터(74)의 축상에 설치된 구동기어(74a)의 역회전에 의해 상기 이동식 미러(61)가 상부에 고착된 지지체(76)가 하방향으로 일정치 이동(제4도b 참조)하게 되고, 그로 인해 제1미러(60)에서 전반사된 광이 위치가변된 상기 이동식 미러(61)에서 전반사된 후 투사렌즈(57)를 통해 스크린(59)상에 보정된 화면을 투사하게 되므로, 상기 스크린(59)상에 투사되는 화면은 상기 프로젝터(10)가 정위치에 있는 것과 같은 정상적인 화면상태가 된다.

한편, 상기 프로젝터(10)가 스크린(59)에 대해 상향적인 경사각을 유지하도록 설치되었을 경우(즉, 제4도a의 c위치에 있는 경우) 리모콘(도시 생략)으로부터의 키입력신호(예컨대, 이동식 미러를 상방향으로 일정치 이동시키라는 보정신호)가 상기 제어부(70)로 입력되고, 그 제어부(70)는 모터구동부(72)를 제어하여 모터(74)의 회전방향을 정방향으로 한다. 그에 따라, 그 모터(74)의 축상에 설치된 구동기어(74a)의 정회전에 의해 상기 이동식 미러(61)가 상부에 고착된 지지체(76)가 상방향으로 일정치 이동(제4도b 참조)하게 되고, 그로 인해 제1미러(60)에서 전반사된 광이 위치가변된 상기 이동식 미러(61)에서 전반사된 후 투사렌즈(57)를 통해 스크린(59)상에 보정된 화면을 투사하게 되므로, 상기 스크린(59)상에 투사되는 화면은 상기 프로젝터(10)가 정위치에 있는 것과 같은 정상적인 화면상태가 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 프로젝터가 스크린에 대비하여 상측 또는 하측에 설치된 경우에는 그 프로젝터에 별도로 갖추어진 이동식 미러의 위치가 조정되어 스크린상에 투사되는 비대칭화면에 대한 보정을 취하게 되므로, 프로젝터가 어떠한 위치에 설치되어 있어도 간편하게 보정된 화면을 시청할 수 있는 이점이 있게 된다.

Claims (2)

1. 광원(11)과 소오스렌즈(13), 소오스스토퍼(17), 반사미러(19), 필드렌즈(49,50,51), 광분리기(21), 광로조절수단(29,31,33), 투사스토퍼(53) 및 투사렌즈(57)를 갖춘 프로젝터에 있어서, 상기 투사스토퍼(53)와 상기 투사렌즈(57) 사이에 고정설치되어 상기 투사스토퍼(53)를 통과한 광을 일정각도 전반사시키는 제1미러(60)와, 상기 제1미러(60)에서 반사되는 광을 상기 투사렌즈(57)쪽으로 전반사시키는 이동식 미러(61), 키입력신호(보정신호)를 기초로 상기 이동식 미러(61)의 이동방향을 가변제어하는 제어부(70) 및, 상기 제어부(70)의 제어하에 상기 이동식 미러(61)의 위치를 가변적으로 조정하는 미러조정수단을 추가로 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 미러를 채용한 프로젝터.
2. 제1항에 있어서, 상기 미러조정수단은 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 모터(74)를 구동시키는 모터구동부(72)와, 상기 이동식 미러(61)를 지지하는 지지체(76)로 구성되되, 상기 지지체(76)의 저부에 고착된 일정길이의 가이드봉(78)에는 나사산이 형성되고 그 나사산에는 상기 모터(74)의 축상에 설치된 구동기어(74a)가 상기 이동식 미러(61)를 이동시킬 수 있도록 치합된 것을 특징으로 하는 이동식 미러를 채용한 프로젝터.