KR100325417B1 - 광시야 투영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 투영기의 단일 투사 영상을 50%투과, 50% 반사하는 반투명경으로 분활한 후 이를 좌우 적정 간격으로 분리한 후 각각의 반사경으로 굴절하여 스크린으로 사각(斜角) 투사한 후 스크린에서 영상을 합치하므로서 좌우 사각으로 입사하는 사각만큼 좌우 시야각을 확대하거나 각기의 투사광을 전,후 각 스크린에 결상하므로서 시야각을 전,후로 확대할 수 있는 등 시야각을 현저히 확대할 수 있는 광시야 투영 장치에 관한 것이다.

Description

광시야 투영장치{WIDE VIEWING ANGLE PROJECTION SYSTEM}

본 발명은 영상을 투영하는 투영기에 있어서 특히 투영기에 반투명경(半透明鏡)과 반사경을 결합 하여 영상을 분활 투사한후 스크린으로 좌우 입사하게 하여 좌우 시야각을 확대한 광시야각 투영장치(廣視野角 投影裝置)에 관한 것이다.

투영기의 영상은 스크린에 의해 결상된다.

스크린의 영상은 투영기의 광량에 의해 결정되지만 스크린의 반사율에 의해서도 그 밝기가 결정된다.

이러한 이유로 종래의 투영기에서 스크린에 투사되는 영상은 스크린의 반사작용으로 인해 스크린의 중심과 주위에서 보는 밝기가 달라진다.

도 1의 '가' 도는 일반적 스크린의 밝기 도표이며 도 1의 '나' 는 반사율이 높은 지향성 스크린의 밝기 도표로 모두 공지되어 있는 것이다.

게인(Gain)은 스크린의 반사율 즉 밝기를 나타내는 지수이며 시야각의 0°는 스크린의 중심이며 좌우의 각도는 좌우 시야각(E)을 의미한다.

도 1의 '가' 도와 같이 일반적 스크린의 밝기는 중심과 주의의 밝기 차이가약 3배가 나며 도 1의 '나' 도와 같은 지향성 스크린은 그 스크린 중심부위는 매우 밝으나 주위로 갈수록 그 격차가 심해지는 것을 볼수 있다.

즉 좌우 15°∼30°내외가 좌우 시야각이 되며 그 이상 벗어날 시는 화면이 어둡게 되는 것을 알수 있다.

이러한 좌우 시야각의 협소함을 개선하기 위해서 좌우에서 투영기를 두개이상 사용하는 것을 검토할 수 있으나 이 경우 비경제적인 면과 부피의 과다등이 문제가 되며,

영상을 2분활하여 투사하는 방법이 검토될 수 있으나 오버헤드투영기(O.H.P)와 같이 영상 화면이 대형인 것은 가능하나 영상기, 액정프로젝터와 같이 소영상에서는 불가능하게 된다.

45°입사각에서 입사하는 광을 2분활 할 수 있는 방법이 있다.

예를 들면 투명유리 표면에 산화세륨 또는 산화티티늄(TIO )과 산화실리콘(SIO)을 50:50으로 증착하거나 직각프리즘을 겹쳐사용 할경우 투과율 50%, 반사율50%의 반투명경을 얻을수 있다.

실제 제품의 예를 들면 일본국 하합 광학(河合 光學)사의 금속 반투명경의 경우 도 6의 '가' 도와 같이 45°입사각 기준하여 입사된 빛(C)은 반투명경(3)에서 50%는 투과(B)하고 50%는 반사(A)한다.

본 발명은 이러한 반투명경과 반사경의 구조를 결합하여 프로젝터의 투사 렌즈에서 투영되는 투사 광원을 좌,우로 분활한 후 다시 이를 반사경에 의해 스크린에 좌우 사각(斜角) 투사하게 하므로서, 좌우 사각(斜角)만큼 시야각이 확대하게 하는 것이다.

도 1은 종래 투영기의 좌우 시야각 성능 설명도

도 2는 종래 투영기의 좌우 시야각 작용 설명도

도 3은 스크린의 시야각 작용 설명도

도 4는 본 발명의 설명도

도 5는 본 발명의 응용 실시의 예 설명도

도 6은 본 발명 중 케이스로 별도 분리된 실시의 예 설명도

도 7은 본 발명의 상세한 설명을 위한 보조 설명도

(도면의 주요 부호에 대한 명칭의 설명)

1. 투영기 2. 케이스 3. 반투명경 4R. 좌측 반사경

4L. 우측 반사경 5. 탄력소재 6. 각도 조정기 7R. 좌측광

7L. 우측광 8R. 좌측 반사광 8L. 우측 반사광 9. 스크린

10. 투사렌즈 A. 반사광 B. 투과광 E. 시야각

본 발명에 따른 광시야각 투영기의 바람직한 일실시예를 첨부 도면에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 광시야각 투영기의 장치 구조를 나타낸 도면으로서, 케이스(2) 일각에 투영기(1)를 위치하고 투사렌즈(10) 전단에 45°사각(斜角)으로 반투명경(3)을 설치하고 그 상단 대칭각으로 반사경(4)을 설치 한다음 좌우에 각기좌측 반사경(4R)과 우측 반사경(4L)을 좌우 각도 조정 가능하게 구성하고 일방에 스프링과 같은 탄력소재(5)를, 일방에 각도 조정기(6)를 부설하고 전면에는 스크린(9)을 위치 구성한다.

이때에 반투명경(3)으로 45°각도에서 입사한 빛은 50%는 직진투과하고 50%의 빛은 45°각도로 굴절하게끔 유리면에 상기에서 기술한 금속 반사 물질을 도포하여 구성한다.

이와 같은 본 발명은 투사렌즈(101)의 광(C)은 반투명경(3)에서 반사광(A)과 투과광(B)으로 분활되는데 각기 반사광량(A)과 투사광(B)의 비율은 50%:50%가 한다.

이와 같은 빛중 반사광(A)은 90°각도로 반사 굴절하여 좌측 반사경(4R)으로 입사한 후 반사하여 스크린(9)으로 입사하고 투과광(B)은 직진 투과 한후 반사경(4)으로 굴절한 후 우측 반사경(4L)으로 입사한 후 반사하여 스크린(9)에 입사하게 된다.

이때 좌우 영상은 각도 조정기(6)에 의해 좌우영상을 합치할 수 있다.

이와 같이 투사광이 2분활하여 각기 좌우 반사경(4R, 4L)에 의해 사각(斜角) 입사할 경우 스크린(9)의 중심 부분으로 입사한 광축에 비해 상기 사각(斜角)만큼 시야각이 확대되는 바 이를 도면에 의거 좀더 상세히 설명하고자 한다.

도 2의 '가' 와 같이

도 1은 종래 스크린(9)에 입사되어 투사되는 광량의 광축(7)은 주로스크린(9) 중심을 기준으로하여 화면 크기만큼 좌우로 투사된다.

이러한 투사광은 스크린(9)의 반사율과 반비례하는 산란율에 의해 좌우 시야각(E)이 형성되는 바 이와 같은 좌우 시야각(E)은 도 1에 도표에 의해 상기에서 설명한 바와 같다.

그런데 도 7의 '가' 도와 같이 기준축 기준하여 입사광(C)의 입사각(∠C)과 반사광(D)의 반사각(∠D)는 같다. 또한 직진입사하면 직진반사하게 된다.

따라서 도 2의 '가' 와 같이 우측에서 입사되는 광은 좌측으로 반사하게 되고 도 2의 '나' 와 같이 좌측에서 입사되는 광량은 우측으로 반사하게 되며 이를 합하면 도 2의 '다' 와 같이 시야각(E)은 2배 그상 넓어지게 되는 것이다.

이와 같은 논리로 도 4와 같은 투영기(1)의 광량을 스크린(9)의 중심 부분으로 입사하지 않고 반투명경(3)에 의해 2분활하여 좌우로 분리한 후 이를 임의의 적정 각도 위치의 좌우 반사경(4R, 4L)에 의해 스크린(9) 중심으로 투사하게 되면 스크린(9)으로 입사위는 좌측광(7R)과 우측광(7L)은 반투명경(3)에 의해 좌우로 분리한 거리만큼 사각(斜角)이 좌우로 생기며 이와 같은 좌우로 사각 입사된 좌우측광(7R, 7L)은 스크린(9)에서 좌측 반사광(8R)과 우측 반사광(8L)이 형성하는 반사각 만큼 시야 범위가 넓어지므로 도 3의 '다' 와 같은 작용으로 그 시야각(E)이 확대되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 다음과 같이 응용 실시할 수 있다.

『실시의 예1』

도 5의 '가' 도는

도 3의 본 발명의 구조에서 반투명경(3)과 좌축 반사경(4R)과 우측 반사경(4L)사이에 편광판(14)을 좌우 대칭 방향으로 설치하여 투영기(1)의 영상을 편광판(14)을 통하여 예를 들면 반사광(B)은 X축 편광 영상으로 투과광(B)는 Y축 편광 방향으로 대칭 구성한 다음 스크린(9)에 합치 투사케 한 후 이를 각기 X,Y축의 편광안경으로 관측하므로서 입체 영상이 가능하게 할 수 있다

물론 이경우 반사광(A)과 투과광(B) 사이에 공지된 좌우 영상을 변환될 수 있는 변환 렌즈(11)를 구성해야 한다.

『실시의 예2』

도 5의 '나' 도와 같이

투영기 영상을 분활한 2개의 영상을 2개의 스크린에 각기 표출하는 장치이다.

즉 하나의 투영기(1)의 영상을 반투명경(3)에 의해 반사광(A)과 투과광(B)으로 2분활 한 후 반사광(A)은 전면 투과형의 스크린(9)으로 결상하고 투과광(B)은 반사경(4)에 의해 후면 투과형의 스크린(9)으로 영상이 결상한다.

『실시의 예3』

도 5의 '다' 도는 도 5의 '나' 도와 구조와 용도는 같으나 각 좌우 반사경(4R, 4L) 상단에 대형 반사경(4S)을 대칭으로 구성하여 동일한 영상을 전후로 결상할 수 있다.

이러한 실시의 예는 도 5의 '나' 도와 같으나 투사 거리를 상하로 구성할 수 있으므로 점유 면적을 적게할 수 있다.

도 5의 '나' 도 및 '다' 도는 모두 하나의 영상을 2분활하여 전후로 현출할 수 있으므로 영상 광고탑 등으로 효율적이다.

또한 이와 같은 상기 본 발명에서 사용되는 스크린(9)은 반사형 스크린이나 투과형 스크린등 공지된 모든 스크린에 적용할 수 있으며 반투명 장치는 도 7의 '나' 도와 같이 직각프리즘을 두개 겹쳐 사용할 경우 정확히 50% 투과, 50% 반사작용이 될수 있으므로 특히 소형 영상 분활에는 반투명경(3)을 대체 사용 할 수 있다.

또한 이와 같은 발명은 도 6과 같이 케이스(2) 장치와 투영기(1)를 별도 분리 구성하여 공지된 투영기와 착탈할 수 있게 구성할 수 있다.

즉 반투명경(3)과 반사경(4) 및 좌우측 반사경(4R, 4L)이 내부 결합된 케이스(2)를 별도 장치로 별개 구성할 수 있다.

따라서 이러한 본 고안은 하나의 투영기 영상을 좌우로 분활하여 반사경으로 굴절한 다음 동일한 스크린에 투사하여 좌우 시야각을 광시야각으로 확대하거나 또는 하나의 영상을 분활하여 전후 2개의 영상으로 현출하여 광시야각을 현출할 수 있으므로 각종 영상회의 장치, 각종 광고 장치, 입체 영상 장치등에 매우 효율적으로 활용 될 수 있음은 물론 케이스(2)로 별도 장치화할 경우는 공지된 투영기와 결합 하여 시야각을 현저히 확대할 수 있는 것으로 매우효과가 큰 광시야 투영장치인 것이다.

Claims (3)

1. ·상기 투영기에 있어서 광학 장치가 내부에 설치할 수 있는 케이스(1)를 형성하고 케이스(1) 중단 부위에 투과율 50%, 반사율 50%의 기능을 갖는 반투명경 (3)을 45°각도로 설치하고 그 상단에 반사경(4)을 대칭 45°각도로 설치한 다음 반투명경(3) 전단에 사각(斜角)으로 우측 반사경(4L)을, 반사경(4) 전단에는 사각(斜角)으로 좌측 반사경(4R)을 구성하여 케이스(2)내부 구조를 완성한 다음 투영기(1)의 투사렌즈(10)와 결합하므로서 투영기(1)의 광원을 분활하여 스크린(9)에 좌,우 사각(斜角) 입사하게 하므로서 좌우 시야각을 확대한 것이 특징인 광시야 투영 장치
2. ·제 1항에 있어서 반투명경(3)과 반사경(4) 및 좌우측 반사경(4R, 4L)을 내부 설치한 케이스(2)를 별도 구성하여 공지된 투영기와 결합 또는 분리할 수 있는 것이 특징인 광시야 투영 장치
3. ·제 1항에 있어서 제 1항의 광시야 투영 장치 전,후에 스크린(9)을 복수 설치하여 동일한 영상을 전,후에서 시청할 수 있는 것이 특징인 광시야 투영장치