KR100243150B1 - 프로젝터의광축조정가변형투사렌즈장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광축을 조정할 수 있는 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈 장치에 관한 것으로서, 배면투사형 및 전면투사형에 공용으로 사용하기 위하여, 영상생성부에 의해 생성된 영상을 투과시키는 제1투사렌즈계가 설치된 고정하우징과, 고정하우징에 영상의 광축 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 제1투사렌즈계를 투과한 영상을 반사시키는 반사수단과, 고정하우징의 일측에 힌지축을 중심으로 힌지 결합되어 그 힌지축을 중심으로 회동 가능한 브라켓하우징과, 브라켓하우징에 고정되어 입사하는 상기 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계를 구비하여서, 고정하우징에 대해 브라켓하우징 및 반사수단을 회동시키는 것에 의해 제1투사렌즈계를 지나는 영상의 제1광축과 제2투사렌즈계를 지나는 영상의 제2광축이 이루는 각도를 가변적으로 조정할 수 있다.

Description

프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치{An apparatus for adjusting optical axis in projector}

본 발명은 스크린에 영상을 투사하여 디스플레이 시키기 위한 프로젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배면투사형 및 전면투사형에 공용으로 사용하기 위하여 투사렌즈의 광축이 가변되도록 조정 가능한 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치에 관한 것이다.

오늘날 정보산업의 발달과 더불어 대형화된 스크린에 영상을 재현하고자 하는 요구에 부응하기 위한 장치로서 특히, 액정표시소자를 이용한 영상투사장치가 각광받고 있다.

이러한 영상투사장치는 통상, 스크린과 그 스크린에 영상을 생성하여 확대 투사하는 프로젝터로 이루어지는데, 영상을 스크린에 투사하는 방식에 따라 배면투사형과 전면투사형의 두가지 타입으로 구분된다.

배면투사형 영상투사장치는, 프로젝터가 스크린과 함께 캐비넷에 장착되어 그 프로젝터로부터 투사된 영상이 캐비넷 내에 경사지게 배치된 반사경에 반사되어 스크린의 배면으로 투영되도록 된 것이고, 전면투사형 영상투사장치는 스크린 전면에 위치하도록 설치되어 그 프로젝터로부터 투사된 영상이 직접 스크린에 투영되어 영상을 재현하도록 된 것이다.

한편, 최근 들어 전면투사형 및 배면투사형 영상투사장치의 두가지 타입에 모두 적용 가능한 프로젝터가 시도되어 널리 사용되고 있다. 즉, 전면투사형의 프로젝터를 스크린과 반사경이 구비된 캐비넷 내부의 소정 위치에 장착하면 배면투사형으로 가능하도록 된 것이다.

상기한 영상투사장치로서 전면투사형의 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 전면투사형 영상투사장치(1)에 있어서는, 프로젝터(10)가 예를 들어 극장이나 가정의 방안 등의 벽체(22)에 설치된 스크린(23)의 전면과 마주보는 위치에 설치되어, 이 프로젝터(10)로부터 투사된 영상이 스크린(23)의 전면에 나타나도록 되어 있다. 이와 같은 상기 프로젝터(10)는, 그 케이스(14) 내에 내장되어 광을 생성하는 광원(11)과, 그 광을 매개로 하여 영상을 생성하는 영상생성부(12)와, 생성된 영상을 스크린(23)으로 확대 투사시키는 다수의 투사렌즈들이 설치된 투사렌즈계(13)를 구비하고 있으며, 소정 높이를 가진 지지대(15) 위에 안착되어 상기 스크린(23)에 영상을 투사하게 된다. 이때, 상기 투사렌즈계(13)는 도시한 바와 같이, 영상생성부(12)에 근접하게 위치한 제1투사렌즈계(13a)와, 제1투사렌즈계(13a)와 일직선상에 결합되어 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계(13b)로 구성된다.

한편, 도 2는 배면투사형 영상투사장치를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 스크린(43)이 설치된 캐비넷(42)과, 상기 캐비넷(42) 내부에 설치되는 프로젝터(50)와, 상기 프로젝터(50)에서 투사되는 영상을 상기 스크린(43)의 배면으로 반사하는 반사경(41)이 구비되어 있다. 상기 프로젝터(50)는, 광을 생성하는 광원(51)과, 그 광을 매개로 하여 영상을 생성하는 영상생성부(52)와, 생성된 영상을 반사경(41)으로 확대 투사시키는 다수의 투사렌즈들이 설치된 투사렌즈계(53)를 구비하고 있다. 이때, 상기 투사렌즈계(53)는 도시한 바와 같이, 영상생성부(52)에 근접하게 위치한 제1투사렌즈계(53a)와, 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계(53c)와, 제1투사렌즈계(53a)를 투과한 광을 소정각도로 배치된 제2투사렌즈계(53b)로 반사시키는 반사계(53c)로 구성된다. 이와 같은 구성의 배면투사형 영상투사장치(3)에 있어서는, 상기 반사경(41)의 각도를 적절히 조절하여 상기 프로젝터(50)에서 투사된 영상이 상기 스크린(33) 배면의 투사되도록 한다.

상술한 바와 같이 전면투사형 영상투사장치(1,도1)에 사용되는 프로젝터(10,도1)와 배면투사형 영상투사장치(3,도2)에 사용되는 프로젝터(40,도2)에 있어서, 영상을 확대 투사하기 위한 투사렌즈계(13,도1)(53,도2)는 그 구성이 서로 다르게 되어 있다. 즉, 전면투사형 영상투사장치(1)에서 채용된 투사렌즈계(13)는 제1투사렌즈계(13a)와 제2투사렌즈계(13b)가 일직선상에 배치되나, 배면투사형 영상투사장치(3)에서 채용된 투사렌즈계(53)는 제1투사렌즈계(53a)와 제2투사렌즈계(53c)가 소정 각도를 가지고 배치되며 반사계(53c)가 더 구비된다. 따라서 상기 전면투사형 영상투사장치(1)에 사용되는 투사렌즈계(13)는 배면투사형 영상투사장치(3)에 사용될 수 없고, 반대로 배면투사형 영상투사장치(3)에 사용되는 투사렌즈계(53)는 전면투사형 영상투사장치(1)에 사용될 수 없게 된다. 그러므로, 상기한 전면 및 배면투사형에 모두 이용하고 싶은 경우에는 그 투사방식에 따른 프로젝터를 각각 별도로 구비하고 있어야 하는 불편함이 있다. 이는 프로젝터가 전면투사형 및 배면투사형 영상투사장치의 두가지 타입에 모두 적용 가능한 최근의 경향과 배치된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전면투사형 및 배면투사형의 두가지 타입의 영상투사장치에 적용 가능하도록 투사렌즈계의 광축을 가변할 수 있는 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 프로젝터의 투사렌즈장치가 적용된 전면투사형 영상투사장치의 개략도,

도 2는 종래 프로젝터의 투사렌즈장치가 적용된 배면투사형 영상투사장치의 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치의 개략적 사시도,

도 4는 도 3에 도시한 광축조정 가변형 투살렌즈장치에 있어서, 전면투사형 영상투사장치에 적용되도록 회동된 구조를 도시한 도면,

도 5는 도 3에 도시한 광축조정 가변형 투사렌즈장치에 있어서, 배면투사형 영상투사장치에 적용되도록 회동된 구조를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 ... 고정하우징 110 ... 제1투사렌즈계

120 ... 제1경통 130 ... 제1브라켓

132 ... 제1나사홀 134 ... 제2나사홀

150 ... 반사수단 150a ... 반사미러

150b ... 부착판 152 ... 노브

154 ... 기어 156 ... 돌기

160 ... 보조브라켓 200 ... 브라켓하우징

220 ... 제2경통 230 ... 제2브라켓

230a ... 제1개구부 230b ... 제2개구부

232 ... 관통공 233 ... 힌지나사

234 ... 가이드홈 235 ... 위치고정나사

236 ... 노출공

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치는, 영상생성부에 의해 생성된 영상을 투과시키는 제1투사렌즈계가 설치된 고정하우징; 상기 고정하우징에 영상의 광축 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 제1투사렌즈계를 투과한 영상을 반사시키는 반사수단; 상기 고정하우징의 일측에 힌지축을 중심으로 힌지 결합되어, 그 힌지축을 중심으로 회동 가능한 브라켓하우징; 상기 브라켓하우징에 고정되어 입사하는 상기 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계;를 구비하여서, 상기 고정하우징에 대해 상기 브라켓하우징 및 반사수단을 회동시키는 것에 의해 상기 제1투사렌즈계를 지나는 영상의 제1광축과 상기 제2투사렌즈계를 지나는 영상의 제2광축이 이루는 각도를 가변적으로 조정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 브라켓하우징에는, 상기 힌지축과 동심 반경을 이루는 부채꼴 형상의 가이드홈이 형성되고, 상기 고정하우징에는, 상기 가이드홈을 관통한 위치고정나사가 나사결합 할 수 있는 나사홀이 형성되어서, 상기 브라켓하우징이 상기 고정하우징에 소정각도로 회동된 위치에서 고정나사를 조이는 것에 의해 상기 브라켓하우징이 상기 고정하우징에 대해 위치 고정된다.

한편, 상기 고정하우징에는, 상기 반사수단의 회동각도를 외부에서 가변적으로 조절하도록 회동가변수단이 설치된다. 이때, 상기 반사수단은, 상기 고정하우징의 내부에 상기 브라켓하우징의 회동 방향과 동일한 방향으로 회동 가능하게 설치되는 부착판과, 상기 부착판에 부착되는 반사미러를 포함하고, 상기 회동가변수단은, 상기 고정하우징의 외부로 노출되며 상기 부착판의 일측단부에 위치한 회전축과 결합되어 그 부착판을 회동시키는 노브와, 상기 노브의 외주면에 형성된 다수의 기어와, 탄성 바이어스되어 상기 기어에 결합되는 하는 돌기를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치의 개략적 사시도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광축조정 가변형 투사렌즈장치는, 영상생성부(미도시)에 의해 생성된 영상을 투과시키는 제1투사렌즈계(110)가 설치된 고정하우징(100)과, 상기 고정하우징(100)에 대해 회동 가능한 브라켓하우징(200)을 포함한다.

상기 고정하우징(100)은, 제1투사렌즈계(110)가 설치되는 제1경통(120)과, 제1경통(120)과 일체로 연장되며 브라켓하우징(200)이 힌지결합되는 한쌍의 제1브라켓(130)과, 제1브라켓(130) 사이에 회동 가능하게 설치되는 반사수단(150)을 포함한다.

각각의 제1브라켓(130)에는 소정 간격 이격되며 내주면에 나사산이 형성되어 있는 제1,2나사홀(132)(134)이 형성되어 있다.

상기 반사수단(150)은 제1브라켓(130)에 설치된 회동가변수단에 의하여 외부에서 회동각도를 적절히 조정할 수 있다.

반사수단(150)은 제1브라켓(130)에 브라켓하우징(200)의 회동 방향과 동일한 방향으로 회동 가능하게 설치되는 부착판(150b)과, 그 부착판(150b)에 부착되는 반사미러(150a)를 포함한다. 회동가변수단은, 제1브라켓(130)의 외부로 노출되며 상기 부착판(150b)의 일측단부에 위치한 회전축과 결합되어 그 부착판(150b)을 회동시키는 노브(152)와, 노브(152)의 외주면에 형성된 다수의 기어(154)와, 탄성 바이어스되어 상기 기어에 결합되는 하는 돌기(156)로 구성된다. 드라이버(미도시)와 같은 보조기구를 이용하여 노브(152)를 회동시키면 반사수단(150)은 화살표 방향으로 회동할 수 있게 된다.

한편, 고정하우징(100)에는 단부에 약간 돌출된 턱부(160a)가 형성된 보조브라켓(160)이 설치된다. 턱부(160a)는 회동가변수단에 의해 반사수단(150)이 도 4에 도시된 바와 같이 완전히 젖혀질 때, 반사수단(150)의 단부를 지지한다.

제1나사홀(132)에는 후술할 제2브라켓(230)의 관통공(232)을 관통하는 힌지나사(233)가 결합된다. 이 힌지나사(233)를 중심으로 브라켓하우징(200)은 고정하우징(100)에 대해 소정각도 회동 가능된다.

제2나사홀(134)에는 제2브라켓(230)의 가이드홈(234)을 관통하는 위치고정나사(235)가 결합된다. 이 고정나사(235)는 브라켓하우징(200)이 고정하우징(100)에 대해 소정 각도 회동된 상태에서 그 위치를 고정하기 위한 것으로서, 위치고정나사(235)를 조이는 것에 의해 브라켓하우징(200)은 고정하우징(100)에 위치 고정된다.

브라켓하우징(200)은, 입사하는 상기 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계(210)가 설치되는 제2경통(220)과, 그 경통(220)이 고정되는 제2브라켓(230)으로 구성된다.

제2브라켓(230)에는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1투사렌즈부(110)를 투과한 영상이 입사될 수 있는 제1,2개구부(230a)(230b)가 형성되어 있다.

제2브라켓(230)에는 힌지나사(233)가 관통하는 관통공(232)이 형성되어 있다. 관통공(232)은 제1나사홀(132)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 힌지나사(233)는 관통공(232)을 관통하여 제1나사홀(132)에 결합된다.

제2브라켓(230)에는 관통공(232)으로부터 동심 반경을 가지는 부채꼴 형상의 가이드홈(234)이 형성된다. 위치고정나사(235)는 가이드홈(234)를 관통하여 제2나사홀(134)에 결합한다. 브라켓하우징(200)이 회동되지 않도록 하는 위치고정은 제2브라켓(230)을 제1브라켓(130)에 대해 움직이지 않게 위치 고정하면 되므로, 위치고정나사(235)를 완전히 조이는 것에 의해 제2브라켓(230)을 제1브라켓(130)에 고정시킨다.

한편, 관통공(232)을 중심으로 가이드홈(134)의 반대방향에 부채꼴 형상의 노출공(236)이 형성되어 있다. 이 노출공(236)은 상기 노브(152)를 외부로 노출시키는 것으로서, 제2브라켓(230)이 제1브라켓(130)에 대해 어떤 각도로 회동하더라도 이 노출공(236)을 통하여 노브(152)는 항상 노출된다.

이와 같은 구조의 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 전면투사형 영상투사장치에 사용하도록 고정하우징과 회동하우징이 일직선상에 놓여진 상태를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 브라켓하우징(200)이 고정하우징(100)에 대해 일직선상으로 배치시킨 상태에서 위치고정나사(235)를 완전히 조이면 이 위치는 변하지 않고 고정된다. 이 상태에서, 제2개구부(230b)는 제1투사렌즈계(110)에 대해 개방된 상태를 유지하게 된다. 한편, 노출공(236)을 통하여 노출된 노브(152)를 드라이버와 같은 보조장비를 이용하여 회전시켜 반사수단(150)을 보조브라켓(160)상에 완전히 얹혀지도록 젖혀 제1투사렌즈부(110)를 투과한 영상이 곧바로 제2투사렌즈부(210)로 진행하도록 한다.

도 5는 배면투사형 영상투사장치에 사용하도록 고정하우징과 회동하우징이 소정 각도를 가지고 놓여진 상태를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 전면투사형으로 사용된 투사렌즈장치를 배면투사형으로 사용하고자 할 경우에는, 위치고정나사(235)를 약간 느슨하게 한 상태에서 브라켓하우징(200)을 회동시킨다. 브라켓하우징(200)을 힌지나사(233)를 중심으로 회동시켜 소정 각도로 회동시킨 상태에서 위치고정나사(235)를 완전히 조이면 새로 세팅된 각도를 유지할 수 있다. 이 상태에서 제1개구부(130a)는 제1투사렌즈계(110)에 대해 개방된 상태를 유지하게 된다.

한편, 노출공(236)을 통하여 노출된 노브(152)를 드라이버와 같은 보조장비를 이용하여 회전시켜 반사수단(150)을 소정 각도로 회동시켜 제1투사렌즈계(110)를 투과한 영상을 제2투사렌즈계(210)로 반사시키도록 회동각도를 적절히 조정한다. 이때, 노브(152)가 회전하면서 함께 회전하는 기어(154)는 돌기(156)에 걸려지므로 반사수단(150)은 회동된 상태를 계속 유지하게 된다. 이렇게 함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1투사렌즈계(110)를 통과한 영상이 제2투사렌즈계(210)로 정확히 반사될 수 있도록 영상의 광축이 이루는 각도를 가변적으로 조정할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치는 고정하우징과 브라켓하우징의 상대 위치(각도)와 반사수단의 회동각도를 가변하여 조정하는 것에 의해 전면투사형 및 배면투사형 영상투사장치에 모두 적용할 수 있다. 따라서, 한 종류의 투사렌즈장치만 생산해도 되므로 대량 생산이 가능해지고 이에 따라 제조원가를 줄일 수 있다. 또한, 대량생산이 가능하므로 조립라인을 자동화 시킬 수 있고 이에 따라 조립공정을 단순하게 할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 영상생성부에 의해 생성된 영상을 투과시키는 제1투사렌즈계(110)가 설치된 고정하우징(100);

   상기 고정하우징(100)의 일측에 회동 가능하게 힌지결합된 브라켓하우징(200);

   상기 브라켓하우징(200)의 내부에 설치되어 입사하는 영상을 확대 투사시키는 제2투사렌즈계(210); 및

   상기 고정하우징(100)에 회동 가능하게 설치되어, 상기 제1투사렌즈계(110)를 투과한 영상을 상기 제2투사렌즈계(210)로 반사시키는 반사수단(150);을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 브라켓하우징(200)에는, 상기 힌지축과 동심 반경을 이루는 부채꼴 형상의 가이드홈(234)이 형성되고,

   상기 고정하우징(100)에는, 상기 가이드홈(234)을 관통한 위치고정나사(235)가 나사결합 할 수 있는 나사홀(134)이 형성되어서,

   상기 브라켓하우징(200)이 상기 고정하우징(100)에 소정각도로 회동된 위치에서 위치고정나사(230)를 조이는 것에 의해 상기 브라켓하우징(200)이 상기 고정하우징(100)에 대해 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 광축조정 가변형 투사렌즈장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정하우징에는,

   상기 반사수단의 회동각도를 외부에서 가변적으로 조절하도록 회동가변수단이 설치된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 광축조정 가변형 프로젝터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 반사수단은, 상기 고정하우징의 내부에 상기 브라켓하우징의 회동 방향과 동일한 방향으로 회동 가능하게 설치되는 부착판과, 상기 부착판에 부착되는 반사미러를 포함하고,

   상기 회동가변수단은, 상기 고정하우징의 외부로 노출되며 상기 부착판의 일측단부에 위치한 회전축과 결합되어 그 부착판을 회동시키는 노브와, 상기 노브의 외주면에 형성된 다수의 기어와, 탄성 바이어스되어 상기 기어에 결합되는 하는 돌기를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 광축조정 가변형 프로젝터.

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