KR100476956B1 - 양방향 영상 투사 장치 - Google Patents

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KR100476956B1
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    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source

Abstract

양방향 영상 투사 장치가 개시된다. 집광렌즈부는 광원으로부터 방출된 복수의 단색광을 집광한다. 다이크로익 미러휠은 회전하면서 복수의 단색광을 선택적으로 반사 및 투과시킨다. 컬러 필터는 다이크로익 미러휠로부터 투과된 복수의 단색광을 선택적으로 투과 및 차단시킨다. 미러는 컬러 필터를 투과한 단색광을 다이크로익 미러휠에서 반사된 단색광의 진행방향과는 다른 방향으로 반사시킨다. 두 개의 면광원화부는 다이크로익 미러휠 및 컬러 필터로부터 반사된 각각의 단색광을 입력하여 면광원화한다. 두 개의 패널부는 서로 다른 방향을 향하도록 구비되며 면광원화부로부터 단색광을 입력받아 영상을 구현한다. 따라서, 다이크로익 미러휠, 컬러 필터 및 미러를 이용하여 단색광의 광경로를 반대 방향으로 설정함으로써 양방향 영상 투사 장치를 구현할 수 있다.

Description

양방향 영상 투사 장치 {Apparatus for projection image to both-direction}
본 발명은 양방향 영상 투사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이크로익 미러휠 및 컬러 필터를 이용하여 전후방향에서 시청이 가능하도록 하는 양방향 영상 투사 장치에 관한 것이다.
프로젝터(projector), 프로젝션 시스템(Projection System) 등은 광원으로부터 발생된 광을 광학계를 통해 스크린으로 투사하여 소정의 화상을 구현하는 디스플레이 장치이다. 이러한 디스플레이 장치는 주로 회의실의 프리젠테이션, 극장의 영사기, 가정의 홈시어터 구현시 이용된다.
프로젝터, 프로젝션 시스템 등의 광학기기 내부는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 또는, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)을 사용하여 영상을 구현한다. 이러한 광학기기는 대형화면을 구현하기 위해 LCD 및 CRT에 나타나는 영상을 렌즈로 확대한 후, 스크린에 투사하는 방법을 사용하였다. 그러나 이런 방법은 단지 영상만 확대될 뿐 선명한 화질을 제공하지 못한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현재는 DMD(Digital Micromirro Device) 패널을 이용한 영상 투사 장치가 이용되고 있다.
DMD는 해상도에 따라 상응하는 수만큼의 마이크로미러를 가지고 있다. 이 마이크로미러는 입력되는 신호에 따라 빛의 반사를 제어한다. DMD란 간단히 말해 미세구동거울을 이용한 반도체 광스위치이다. DMD는 디지털 방식이므로 색 재현성이 좋으며 명암비가 높다. 또한, DMD는 편광필터에 의해 발생하는 빛의 손실이 없기 때문에 매우 높은 광출력을 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 컬러휠을 이용한 투사형 영상 장치의 기본적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 컬러휠을 이용한 투사형 영상 장치(100)는 광원(110), 컬러휠(120), 라이트 튜브(130), 렌즈(140), DMD 패널(150) 및 투사렌즈(160)를 갖는다. 도 1에서 광축은 일점쇄선으로 나타낸다.
광원(110)은 아크 램프(Arc lamp), 또는 레이저 등이 이용되며 백색광을 방출한다. 컬러휠(120)은 회전수단(도시되지 않음)에 의해 회전하며(화살표 방향으로 회전), R(red)·G(green)·B(blue) 영역으로 구분되어 있다. 광원(110)에서 방출된 백색광은 컬러휠(120)의 R·G·B 영역에 의해 R·G·B 빔으로 구분되어 투과된다.
라이트 튜브(130)는 육면체 형상이며 내부는 통공을 이룬다. 컬러휠(120)을 투과한 각 R·G·B 빔은 라이트 튜브(130)의 내부에서 면광원화된다. 렌즈(140)는 면광원화된 레이저 빔을 분산시켜 DMD 패널(150)에 입사되도록 한다.
DMD 패널(150)은 다수의 마이크로미러(150a)로 이루어져 있다. 파장별로 구분된 R·G·B 빔은 DMD 패널(150)의 마이크로미러(150a)에서 반사된다. 반사된 각각의 R·G·B 빔은 투사렌즈(160)를 투과하여 스크린(screen)에 영상을 구현한다.
이러한 투사형 영상 장치(100)는 개별적으로 구동되는 마이크로미러(150a)에 의해, 분리된 R·G·B 빔에 대한 응답속도를 신속히 처리할 수 있다. 즉, 장치의 구성을 간단히 하면서 양질의 컬러 영상을 구현할 수 있다. 그러나, 컬러휠과 같은 컬러필터 및 단판식 DMD 패널을 사용하여 영상을 구현하는 경우, DMD 패널에서 이용되는 광원의 광량은 전체의 1/3 정도이다.
이는 광원에서 출사된 백색광의 60∼70%가 컬러휠에서 차단되기 때문이다. 즉, 컬러휠의 R 영역을 통과한 R 빔은 패널 전체에 균일하게 투사되나, G 빔 및 B 빔은 컬러 필터에 의해 차단되어 버려진다. 이는 G 빔 및 B 빔에 대해서도 동일하다. 따라서, 컬러필터 방식에서는 입사하는 백색광의 1/3만큼만 사용할 수 있으며, 잔여 광은 손실된다. 이에 의해, 광원으로부터 방출된 백색광의 광이용 효율이 저하된다.
또한, 종래의 영상 투사 장치는 양면 시청이 필요한 경우 각 방향별로 화면을 구현하기 위해 적어도 두 개의 세트가 구비되어야 한다는 불편함이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 영상으로 구현되지 않고 버려지는 광을 이용하여 양면으로 영상을 구현할 수 있는 양방향 영상 투사 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 양방향 영상 투사 장치는, 서로 다른 파장을 갖는 복수의 단색광을 방출하는 광원; 회전하면서 복수의 상기 단색광을 선택적으로 반사 및 투과시키는 복수의 영역으로 구분된 색분리 반사휠; 상기 색분리 반사휠의 하단에 구비되며, 회전하면서 상기 색분리 반사휠을 투과한 복수의 상기 단색광을 선택적으로 투과 및 차단시키는 복수의 영역으로 구분된 색분리 투과휠; 상기 색분리 투과휠을 투과한 단색광을 상기 색분리 반사휠에서 반사된 단색광의 진행방향과는 다른 방향으로 반사시키는 미러; 상기 색분리 반사휠에서 반사된 단색광 및 상기 미러에서 반사된 단색광의 진행방향에 각각 설치되어 입사되는 각각의 상기 단색광을 사각빔으로 변환하는 복수의 사각빔 생성부; 상기 사각빔 생성부를 거쳐 상호 반대되는 방향으로 진행되는 각각의 상기 단색광을 입사받아 영상을 표시하는 복수의 패널부;를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 색분리 반사휠 및 상기 색분리 투과휠은 서로 다른 파장을 갖는 복수의 상기 단색광이 동일한 광축상에서 반사 및 투과되도록 동일한 속도로 회전한다.
상기 색분리 반사휠은 다이크로익 미러휠이며, 상기 색분리 투과휠은 컬러 필터이다. 상기 색분리 반사휠 및 상기 색분리 투과휠의 상기 영역은 3의 배수개로 형성되며, 상기 색분리 반사휠은 절두원추 형상을 갖는다.
또한, 상기 패널부는 화소별로 독립적으로 구동되는 다수의 미러가 어레이되어 있고, 상기 미러를 구동하여 영상을 표시한다.
본 발명에 따르면, 다이크로익 미러휠 및 컬러 필터를 사용하여 파장별로 R·G·B 단색광을 반사 및 투과함으로써 단판식 패널의 광학기기 시스템에서도 전·후방향으로 구비된 복수의 스크린에 독립적인 또는 동일한 영상을 구현할 수 있다.
이하에서는 주어진 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 양방향 영상 투사 장치의 기본적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 투사 장치(200)는 광원(210), 집광렌즈부(220), 색분리 반사휠(230), 색분리 투과휠(240), 미러(250), 제1 및 제2면광원화부(260, 265), 제1 및 제2패널부(270, 275) 및 제1 및 제2투사렌즈부(280, 285)를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 영상 투사 장치(200)내의 색분리 반사휠(230)에서 반사되는 광의 진행경로는 일점쇄선, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)을 투과하여 미러(250)에서 반사되는 광의 진행경로는 이점쇄선으로 도시한다.
광원(210)은 백색광을 방출한다. 백색광은 서로 다른 파장을 갖는 복수의 단색광으로 이루어지며, 본 발명에서는 R(Red), G(Green), B(Blue) 단색광을 예로 들어 설명한다. 광원(210)에는 레이저(laser), 아크 램프(Arc lamp), 메탈할라이드 램프(Metal Halide Lamp), 할로겐 램프(Halogen Lamp) 및 크세논 램프(Xenon lamp) 등이 이용된다.
집광렌즈부(220)는 광원(210)으로부터 방출된 백색광을 색분리 반사휠(230)로 집광하는 렌즈이다. 집광렌즈부(220)는 적어도 하나의 콜리메이팅 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3a는 도 2에서 사용하는 색분리 반사휠의 사시도를 도시한 도면, 도 3b는 도 2에서 사용하는 색분리 투과휠의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에서 사용하는 색분리 반사휠(230)은 절두원추 형상을 가지며, 광축(230a)에 도시된 화살표 방향 방향 또는 그 반대 방향으로 회전한다.
색분리 반사휠(230)은 백색광에 포함된 복수의 단색광을 선택적으로 반사 및 투과시키는 복수의 영역으로 구분되며, 광축(230a)을 중심으로 회전한다. 이러한 색분리 반사휠(230)은 다이크로익 미러휠을 사용하는 것이 바람직하다.
다이크로익 미러는 방출된 백색광을 파장에 따라 R·G·B 단색광으로 분리해주는 역할을 한다. 다이크로익 미러는 유리표면에 유전체다층막을 입혀 코팅한 것으로서 빛을 선택적으로 반사 및 투과시킨다. 즉, 코팅된 특성에 따라 레이저 빔은 다이크로익 미러에서 반사되거나 혹은 다이크로익 미러를 투과한다.
도 3b를 참조하면, 본 발명에서 사용하는 색분리 투과휠(240)은 색분리 반사휠(230)을 투과한 복수의 단색광을 선택적으로 투과 및 차단시키는 복수의 영역으로 구분되며, 광축(230a)을 중심으로 회전한다. 색분리 투과휠(240)은 색분리 반사휠(230)의 하단에 구비되며, 컬러 필터휠을 사용하는 것이 바람직하다.
이 때, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 서로 다른 파장을 갖는 R·G·B 단색광이 동일한 광축상에서 반사 및 투과되도록 동일한 속도로 회전한다.또한, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 서로 동일한 방향 또는 서로 반대 방향으로 회전한다.
또한, 색분리 투과휠(240)은 색분리 반사휠(230)의 하단과 맞닿아 구비되거나 또는 소정거리 이격되어 구비되어, 각각 구비된 구동장치(미도시) 또는 하나의 구동장치(미도시)에 의해 구동된다.
도 4a는 도 2에서 사용하는 색분리 반사휠의 횡단면의 일 실시예를 도시한 도면, 도 4b는 도 2에서 사용하는 색분리 투과휠의 횡단면의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 색분리 반사휠(230)은 백색광을 이루는 각각의 R·G·B 단색광이 반사 또는 투과되도록 3개의 영역으로 구분된다. 각 영역은 R·G·B 레이저 빔이 선택적으로 반사 또는 투과되도록 각각의 R·G·B 단색광의 특성에 적합하게 코팅되어 있다.
즉, 구분된 영역별로 서로 다른 두께로 코팅함으로써 색분리 반사휠(230)은 선택적으로 R·G·B 단색광을 반사 및 투과할 수 있다. 예를 들면, 도 4a에서 Ⅰ영역은 R 단색광은 반사되며 G 및 B 단색광은 투과되도록 코팅된다. 또한, Ⅱ 영역은 G 단색광은 반사되고 B 및 R 단색광은 투과되며, Ⅲ 영역은 B 단색광은 반사되고 R 및 G 단색광은 투과되도록 코팅된다.
도 4b를 참조하면, 색분리 투과휠(240)은 색분리 반사휠(230)을 투과한 두 단색광 중 어느 하나는 반사시키며 다른 하나는 투과시킨다. 즉, 회전하는 색분리 투과휠(240)은 구분된 영역 중 어느 하나에 도달하는 두 단색광 중 그 영역의 코팅 특성에 부합하는 단색광은 투과시키며, 코팅 특성에 부합하지 않는 단색광은 차단한다. 예를 들면, Ⅳ 영역은 G 단색광, Ⅴ 영역은 B 단색광, Ⅵ 영역은 R 단색광이 투과되도록 코팅된다.
이러한 경우, 색분리 반사휠(230)의 Ⅰ영역을 투과한 G 및 B 단색광 중 G 단색광이 Ⅳ영역을 투과할 수 있도록 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 대응되게 회전한다. 즉, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 Ⅰ 영역과 Ⅳ 영역, Ⅱ 영역과 Ⅴ 영역, Ⅲ 영역과 Ⅵ 영역이 대응되도록 회전한다.
도 5a는 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 반사휠의 횡단면의 타 실시예를 도시한 도면, 도 5b는 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 투과휠의 횡단면의 타 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 3개, 6개, 9개 등의 3의 배수개의 영역으로 구분가능하다. 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)의 구분된 영역의 수가 많을수록 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)의 회전속도를 감소시킬 수 있다.
예컨대, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)의 영역을 도 5a 및 도 5b와 같이 6개 영역으로 구분한 경우, 3개 영역으로 구분된 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)에 비해 1/2에 해당하는 속도로 회전하면서 1초에 60프레임의 영상을 구현할 수 있다.
도 6은 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 반사휠의 종단면을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 색분리 반사휠(230)의 하단면의 반경이 r이며 하단면부터 상단면까지의 최대 길이가 x인 경우, r과 x는 각 θ를 이룬다. 각 θ에 의해 색분리 반사휠(230)의 구분된 영역에서 단색광의 반사 방향 및 투과 방향이 조절된다.
다시 도 2로 돌아가서 설명하면, 색분리 반사휠(230)의 소정 영역에서 반사된 단색광은 제1면광원화부(260)로 입사되며, 색분리 투과휠(240)의 소정 영역을 투과한 단색광은 미러(250)로 입사된다.
미러(250)는 색분리 투과휠(240)을 투과한 단색광을 색분리 반사휠(230)에서 반사된 단색광의 진행방향과 반대되는 방향으로 반사시킨다. 대부분의 미러(250)는 입사되는 단색광을 전반사시킨다. 미러(250)에서 반사된 단색광은 제2면광원화부(265)로 입사된다.
제1 및 제2면광원화부(260, 265) 각각은 제1 및 제2사각빔 생성부(260a, 265a) 및 제1 및 제2릴레이렌즈(260b, 265b)를 갖는다.
제1 및 제2사각빔 생성부(260a, 265a)는 색분리 반사휠(230) 및 미러(250)에서 반사된 각각의 단색광의 진행방향에 설치된다. 제1 및 제2사각빔 생성부(260a, 265a)는 색분리 반사휠(230) 및 미러(250)로부터 입사된 각각의 단색광을 사각빔으로 변환하는 라이트 튜브(Light Tube)를 사용한다.
라이트 튜브는 육면체 형상이며 내부는 통공을 이룬다. 또한, 라이트 튜브의 내부 4면은 거울로 이루어져 있다. 색분리 반사휠(230) 및 미러(250)로부터 통공인 라이트 튜브, 즉, 제1 및 제2사각빔 생성부(260a, 265a)의 내부로 입사된 각각의 단색광은 사각빔으로 변환된다.
제1 및 제2릴레이렌즈(260b, 265b) 각각은 생성된 사각빔을 분산시켜 제1 및 제2릴레이렌즈(260b, 265b)에 대응하는 제1 및 제2패널부(270, 275)에 입사되도록 한다.
제1 및 제2패널부(270, 275)는 제1 및 제2사각빔 생성부(260a, 265a)를 거쳐 상호 반대되는 방향으로 진행되는 각각의 사각빔을 입사받아, 입사된 단색광의 사각빔에 대응하는 영상을 표시한다. 즉, 제1 및 제2패널부(270, 275)는 상호 반대방향으로 구비된다.
제1 및 제2패널부(270, 275)는 디지털 마이크로미러(Digital Micromirror Device : DMD) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD) 패널로 이루어진다. DMD 패널은 반사형 패널인 반면, LCD 패널은 투과형 패널이다.
도 2는 제1 및 제2패널부(270, 275)로 LCD 패널이 적용된 구조를 나타낸다. 이와는 다르게, 제1 및 제2패널부(270, 275)에 DMD 패널이 적용되는 경우, 제1 및 제2투사렌즈부(280, 285)와 제1 및 제2스크린(screen1, screen2)의 배치는 도시된 바와는 다르게 변경될 수 있다.
제1 및 제2패널부(270, 275)가 DMD 패널로 이루어진 경우, DMD에 구비된 다수의 가동미러는 제1 및 제2패널부(270, 275)에 형성된 각각의 영상을 시분할하여 소정의 각도로 반사시킨다.
제1 및 제2패널부(270, 275)의 가동미러로부터 반사된 영상은 제1 및 제2투사렌즈부(280, 285)를 통해 제1 및 제2스크린(screen1, screen2)에 투사된다. 각각의 제1 및 제2투사렌즈부(280, 285)는 제1 및 제2패널부(270, 275)에 대향하여 구비된다.
제1 및 제2스크린(screen1, screen2)의 크기는 동일하거나 다르다. 제1 및 제2패널부(270, 275)에 입력되는 영상신호가 상이한 경우, 제1 및 제2스크린(screen1, screen2)에 구현되는 영상 또한 상이하다. 즉, 제1 및 제2패널부(270, 275)에 입력되는 영상신호에 따라 제1 및 제2스크린(screen1, screen2)에 동일한 영상 또는 서로 다른 영상을 구현할 수 있다.
이하에서는 [표 1], 도 4a 및 도 4b를 참조하여 제1 및 제2패널부(270, 275)에 서로 다른 컬러 화면이 구현되는 실시예를 설명한다.
색분리 반사휠 Ⅰ 영역 Ⅱ 영역 Ⅲ 영역
R : 반사G, B : 투과 G : 반사R, B : 투과 B : 반사R, G : 투과
↓ ↓ ↓
색분리 투과휠 Ⅳ 영역 Ⅴ 영역 Ⅵ 영역
G : 투과B : 차단 B : 투과R : 차단 R : 투과G : 차단
[표 1]을 참조하면, 도 4a 및 도 4b와 같이 3개의 영역으로 구분된 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)의 Ⅰ영역 내지 Ⅵ 영역은 서로 다른 두께로 코팅됨으로써 선택적으로 단색광을 반사 및 투과시킨다.
자세히 설명하면, Ⅰ 영역과 Ⅵ 영역은 R 단색광만, Ⅱ 영역과 Ⅳ 영역은 G 단색광만, Ⅲ 영역과 Ⅴ 영역은 B 단색광만 반사 및 투과되도록 코팅되어 있다.
이 때, 제1 및 제2다이크로익 미러휠(230, 240)은 동일한 방향 또는 상이한 방향으로 회전가능하다. 단, 한 번 회전시마다, Ⅰ 영역과 Ⅳ 영역, Ⅱ 영역과 Ⅴ 영역, Ⅲ 영역과 Ⅵ 영역은 적어도 한 번 서로 대향하는 위치에 있어야 하며, 이를 위해, 색분리 반사휠(230) 및 색분리 투과휠(240)은 서로 다른 파장을 갖는 R·G·B 단색광이 동일한 광축상에서 반사 및 투과되도록 동일한 속도로 회전한다.
이는, 색분리 반사휠(230)의 소정의 영역을 투과하여 색분리 투과휠(240)(240)에 도달한 두 단색광 중, 임의의 단색광은 반사시키고 나머지 단색광은 차단시키기 위함이다. 만약, 색분리 반사휠(230)의 Ⅰ 영역과 색분리 투과휠(240)의 Ⅵ 영역이 만나게 되면, Ⅵ 영역으로 입사된 단색광은 모두 차단된다.
[표 1]을 참조하여 패널에 하나의 컬러 화면이 형성되는 방법을 회전각도에 따라 (a), (b) 및 (c) 단계로 구분하여 설명한다.
(a) 단계에서, 광원(210)으로부터 방출된 R·G·B 단색광을 포함하는 백색광이 회전 중인 색분리 반사휠(230)의 Ⅰ 영역에 도달하면, Ⅰ 영역에서 R 단색광은 반사되며 G 및 B 단색광은 Ⅰ 영역을 투과한다. Ⅰ 영역을 투과한 G 및 B 단색광은 회전 중인 색분리 투과휠(240)의 Ⅳ 영역에 도달한다. Ⅳ 영역에서 G 단색광은 반사되며 B 단색광은 투과된다.
또한, (b) 단계에서, 회전 중인 제1다이크로익 미러휠(230)의 제Ⅱ 영역에 백색광이 도달하면, G 단색광은 반사되며 R 및 B 단색광은 투과된다. Ⅱ 영역을 투과한 R 및 B 단색광은 회전 중인 색분리 투과휠(240)의 Ⅴ 영역에 도달한다. Ⅴ 영역에서 B 단색광은 반사되며 R 단색광은 투과된다.
마지막으로, (c) 단계에서, 회전 중인 색분리 반사휠(230)의 Ⅲ 영역에 백색광이 도달하면, B 단색광은 반사되며 R 및 G 단색광은 투과된다. Ⅲ 영역을 투과한 R 및 G 단색광은 회전 중인 색분리 투과휠(240)의 Ⅵ 영역에 도달한다. Ⅵ 영역에서 G 단색광은 반사되며 R 단색광은 투과된다.
위에서 서술한 (a) 단계를 참조하면, Ⅰ영역에서 반사된 R 단색광은 제1면광원화부(260)를 거쳐 제1패널부(270)에 단색영상을 형성한다. 또한, Ⅳ 영역에서 투과된 G 단색광은 제2면광원화부(265)를 거쳐 제2패널부(275)에 단색영상을 형성한다.
(b) 단계를 참조하면, Ⅱ 영역에서 반사된 G 단색광은 제1면광원화부(260)를 거쳐 제1패널부(270)에 단색영상을 형성한다. 또한, Ⅴ 영역에서 투과된 B 단색광은 제2면광원화부(265)를 거쳐 제2패널부(275)에 단색영상을 형성한다.
(c) 단계를 참조하면, Ⅲ 영역에서 반사된 B 단색광빔은 제1면광원화부(260)를 거쳐 제1패널부(270)로 입사하며, Ⅵ 영역에서 투과된 R 단색광은 제2면광원화부(265)를 거쳐 제2패널부(275)에 단색영상을 형성한다.
즉, (a), (b) 및 (c) 단계에 의해 제1패널부(270)에는 R 단색광 → G 단색광 → B 단색광, 제2패널부(275)에는 G 단색광 →B 단색광 →R 단색광 순서로 복수의 단색광이 입사한다. 이에 의해, 제1 및 제2패널부(270, 275)는 소정의 순서에 의해 R·G·B 단색영상을 형성으로써 각각 하나의 컬러 화면을 구현한다.
한편, 제1패널부(270)는 제2패널부(275)가 180°와는 다른 방향으로 배치되고, 미러(250)가 제1 및 제2패널부(270, 275) 상호간의 배치 각도에 대응되게 배열될 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 본 발명에서, 임의의 스크린 하나를 대신하여 프로젝터를 구비함으로써 복합적인 영상 투사 시스템을 구현하는 것도 가능하다. 즉, 하나의 스크린은 컬러 화면을 구현하며, 프로젝터로는 프리젠테이션 등의 업무를 진행함으로써 보다 효율적으로 영상 투사 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 양방향 영상 투사 장치는 프로젝터, 대형 프로젝션 tv 등에 구비되어 양방향으로 영상을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 양방향 영상 투사 장치에 의하면, 회전가능한 다이크로익 미러휠 및 컬러 필터는 복수의 단색광을 파장별 특성에 따라 선택적으로 반사 및 투과한다. 이에 의해, 다이크로익 미러휠에서 반사된 단색광 및 다이크로익 미러휠을 투과한 후 다시 컬러 필터를 투과한 단색광을 상호 대향되게 구비된 각각의 패널에 입사함으로써 양방향으로 영상을 표시할 수 있다. 또한, 다이크로익 미러 및 컬러 필터에서 반사 및 투과된 각각의 단색광을 이용하여 다수의 스크린에 독립적인 또는 동일한 영상을 구현할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 컬러휠을 이용한 투사형 영상 장치의 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 양방향 영상 투사 장치의 기본적인 구성을 도시한 도면,
도 3a는 도 2에서 사용하는 색분리 반사휠의 사시도를 도시한 도면,
도 3b는 도 2에서 사용하는 색분리 투과휠의 사시도를 도시한 도면,
도 4a는 도 2에서 사용하는 색분리 반사휠의 횡단면의 일 실시예를 도시한 도면,
도 4b는 도 2에서 사용하는 색분리 투과휠의 횡단면의 일 실시예를 도시한 도면,
도 5a는 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 반사휠의 횡단면의 타 실시예를 도시한 도면,
도 5b는 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 투과휠의 횡단면의 타 실시예를 도시한 도면, 그리고,
도 6은 도 2의 본 발명에 사용되는 색분리 반사휠의 종단면을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
200 : 영상투사장치 210 : 광원
230 : 색분리 반사휠 240 : 색분리 투과휠
250 : 미러 260, 265 : 제1 및 제2면광원화부
270, 275 : 제1 및 제2패널부 280, 285 : 제1 및 제2투사렌즈부

Claims (8)

  1. 서로 다른 파장을 갖는 복수의 단색광을 방출하는 광원;
    회전하면서 복수의 상기 단색광을 선택적으로 반사 및 투과시키는 복수의 영역으로 구분된 다이크로익 미러휠;
    상기 다이크로익 미러휠의 하단에 구비되며, 회전하면서 상기 다이크로익 미러휠을 투과한 복수의 상기 단색광을 선택적으로 투과 및 차단시키는 복수의 영역으로 구분된 컬러 필터;
    상기 컬러 필터를 투과한 단색광을 상기 다이크로익 미러휠에서 반사된 단색광의 진행 방향과는 다른 방향으로 반사시키는 미러;
    상기 다이크로익 미러휠에서 반사된 단색광 및 상기 미러에서 반사된 단색광의 진행방향에 각각 설치되어 입사되는 각각의 상기 단색광을 사각빔으로 변환하는 복수의 사각빔 생성부;
    상기 사각빔 생성부를 거쳐 서로 다른 방향으로 진행되는 각각의 상기 단색광을 입사받아 영상을 표시하는 복수의 패널부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다이크로익 미러휠 및 상기 컬러 필터는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 상기 단색광이 동일한 광축상에서 반사 및 투과되도록 동일한 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다이크로익 미러휠 및 상기 컬러 필터의 상기 영역은 3의 배수개로 구분된 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다이크로익 미러휠은 절두원추 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 패널부는 화소별로 독립적으로 구동되는 다수의 미러가 어레이되어 있고, 상기 미러를 구동하여 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광원으로부터 방출된 복수의 상기 단색광을 집광하여 상기 다이크로익 미러휠로 출사하는 집광렌즈부; 및
    복수의 상기 패널부에 대향하여 설치되는 복수의 투사렌즈부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 영상 투사 장치.
  8. 삭제
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