KR100505307B1 - 액정프로젝션장치 - Google Patents

Abstract

투사 렌즈를 내장하는 경통(8)의 지지판(9)에 너트(13)가 부착되어 있다. 유지 베이스(11)의 좌우 양변에 활주용 간극이 형성되도록 단차(段差)를 갖는 보조판(12)이 고정되고, 이 간극에 지지판(9)이 삽입되어 있다. 유지 베이스(11)의 상부의 모서리에 축받이(14)가 부착되고, 이 축받이(14)에 너트(13)와 나사 체결하는 나사부(16)를 형성한 시프트봉(15)이 회전 가능하도록 부착되어 있다. 이 시프트봉(15)을 회전시키면 너트(13)를 통해 투사 렌즈가 상하방향으로 이동하여 투사 렌즈의 높이가 조절된다.

Description

액정 프로젝션 장치{THE APPARATUS OF LCD VIDEO PROJECTOR}

본 발명은 액정(Liquid Crystal Display ; LCD) 패널의 영상을 확대 투영하는 액정 프로젝션 장치(LCD video projector)에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 투사 렌즈를 상하로 이동하여 투사 화면 위치를 이동 가능하게 하는 액정 프로젝션 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 메탈 할라이드(metal halide) 등의 광원을 사용하여 액정 패널의 영상을 확대 투영하는 장치가 발매되어 있다. 이 장치는, 광원으로부터 발생하는 광(光)이 미러(mirror) 등을 경유하여 액정 패널에 집광되어 액정 패널의 영상이 투사 렌즈를 통해 스크린으로 투사되는 것이다.

액정 프로젝션 장치에 있어서는, 일반적으로 액정 패널의 중심과 렌즈의 광축이 일치하고 있고, 이에 따라 스크린에 찍히는 화면의 중심과 렌즈의 광축을 일치시켜 투사하고 있다. 이 장치는 통상 탁자의 수평 평면에 놓여져 사용되지만, 투사 영상은 그 중심이 탁자의 수평 평면보다도 상방 위치에 있는 편이 보기 쉽기 때문에, 앞쪽 다리를 높게 하는 등의 방법에 의해 장치의 전방 부분을 들어 올려 사용되는 경우가 많다. 그러나 이 경우, 화면이 사다리꼴 형상으로 왜곡되는 불량이 발생한다. 이 문제를 해결하는 방법으로서, 액정 패널의 중심축과 렌즈의 광축과의 어긋남이 가능하도록 장치를 설계하여, 양 축을 서로 비껴서 투사하는 방법이 있다.

종래의 렌즈 광축의 이동 기구를 도 8 내지 도 10에 도시한다. 도 8의 사시도는 일본 특허 공개 제 1993-27324 호 공보에 개시되어 있는 기구이다. 이 렌즈 이동 기구는 스크류 샤프트(55)를 회전시킴으로써, 아암(54)에 부착한 집광 렌즈(52) 및 투영 렌즈(53)를 상하방향으로 이동시켜 광축을 액정 패널(51)의 중심축으로부터 벗어나게 구성하고 있다.

도 9의 측면도는 일본 실용 신안 공개 제 1993-21246 호 공보에 개시되어 있는 기구이다. 이 렌즈 이동 기구는 조작 링크(62)와 링크(63)를 조합한 집광장치(pantograph) 기구에 투영 렌즈(61)를 부착하여 조작 링크(62)와 맞물린 톱니 바퀴(64)를 회전시킴으로써, 투영 렌즈(61)를 상하방향으로 평행 이동시키는 것이다.

도 10의 측면도는 일본 특허 공개 제 1996-160488 호 공보에 개시되어 있는 기구이다. 이 렌즈 이동 기구는 렌즈 경통(71)에 부착한 모터의 톱니 바퀴(72)와 랙(73)에 부착한 직선 톱니 바퀴(74)를 맞물려, 모터의 톱니 바퀴(72)를 회전시킴으로써, 렌즈 경통(71)을 상하방향으로 이동시키는 것이다.

이러한 렌즈 이동 기구를 갖는 종래의 액정 프로젝션 장치에 있어서는, 렌즈 이동 기구가 복잡하고 그 점유 공간이 크며 또한 그것을 구성하는 부재의 수도 많아 생산 비용이 높지만, 사용 사정이 양호하지가 않다는 문제가 있었다. 예를 들면, 도 8의 경우에는, 톱니 바퀴 전달에 의해 2개의 샤프트를 동기시키면서 회전시키기 때문에, 위치 결정이 어렵고 또한 부피가 크며 구조가 다소 복잡하다. 도 9의 경우에는, 링크 부분에 덜컹거림이 발생하기 쉽기 때문에 렌즈의 위치 조절이 용이하지 않고 또한 집광장치 구조이기 때문에 상하방향의 이동 거리를 크게 하는 것이 곤란하다. 도 10의 경우는, 모터와 톱니 바퀴를 조합한 구조로서 공간 및 비용 면에서 문제가 있다.

최근, 액정 프로젝션 장치의 보급과 함께, 소형이고 또한 사용이 편리한 액정 프로젝션 장치의 실현이 강력히 요구되고 있다.

본 발명은 렌즈 이동 기구의 구조가 간단하고 사용 사정이 양호한 액정 프로젝션 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액정 프로젝션 장치는 광원과, 이 광원으로부터의 색광(色光)을 분리 합성하는 미러(mirror) 그룹과, 색광의 투과를 제어하는 액정 패널과, 이 액정 패널의 투과 광상(光像)을 확대 투사하는 투사 렌즈와, 이 투사 렌즈를 유지하며 너트를 구비하고 있는 경통과, 이 경통을 상하방향으로 활주이동 가능하도록 유지하는 유지 부재와, 이 유지 부재에 회전운동 가능하도록 부착되고 상기 너트에 나사 결합하는 시프트봉(棒)과, 광원과 미러 그룹과 액정 패널과 투사 렌즈와 경통과 유지 부재와 시프트봉을 내장하고 시프트봉의 선단에 대응하는 위치에 구멍을 설치한 하우징을 구비하고 있다. 그리고, 시프트봉의 회전운동에 의해 투사 렌즈가 상하방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

본 발명의 액정 프로젝션 장치에 있어서의 렌즈 이동 기구는 시프트봉의 회전운동에 의해서 너트를 통해 투사 렌즈가 상하방향으로 이동하는 대단히 간단한 구조를 가지며 또한 소형이다. 또한, 하우징 상부의 구멍을 이용하여 투사 렌즈의 상하 이동이 가능하기 때문에 사용이 매우 편리하다.

또한, 본 발명의 장치의 렌즈 이동 기구에 있어서는 1개의 시프트봉을 프리즘 및 액정 패널이 부착되어 있는 유지 부재에 부착하고, 너트를 경통의 측부에 설치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 보다 소형화를 도모할 수 있음과 동시에 사용 사정도 향상된다.

시프트봉의 선단에는 정점(頂點)부를 한번 가압하면 돌출하고, 재차 가압하면 하강하는 구조의 손잡이를 설치하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 렌즈의 이동 조정이 불필요할 때는 하우징내에 손잡이를 수납할 수 있어서 손잡이의 파손을 막을 수 있다.

투사 렌즈의 이동 가능량은 액정 패널의 단축(短軸)의 길이보다 길게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 액정 프로젝션 장치의 전방 부분을 들어 올리지 않고도 화면을 장치보다 상방으로 투사할 수 있다.

액정 패널이 직사각형(예를 들면, 장축과 단축의 비가 4:3 혹은 16:9인 것)인 경우, 통상적으로 장축이 수평방향으로 되도록 액정 패널이 장치에 배치되지만, 본 발명에 있어서는 단축이 수평방향으로 되도록 액정 패널을 배치하여도 바람직하다. 이 구성의 경우에는, 액정 프로젝션 장치를 실내의 측벽에 부착하여 정상적인 화상을 투사할 수 있다.

(실시예 1)

본 발명의 실시예 1에 있어서의 액정 프로젝션 장치의 구조를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이 램프(광원)(1)로부터의 광은 복수의 미러(2)에 의해 빨강, 초록, 파랑의 3색으로 색분해되고, 분해된 광은 각각 액정 패널(3)에 입사한다. 입사한 광은 액정 패널(3)에 의해 그 투과가 제어되어, 프리즘(4)으로 입사되어 합성된다. 합성된 광은 투사 렌즈 시스템(5)으로 입사되어, 액정 패널(3)에 있어서의 투과 광선 상(像)이 스크린(도시하지 않음)에 확대 투영된다. 또한, 이들의 구성 부재는 하우징(6)에 수납되어 있고 또한 액정 패널(3)은 도 5에 도시하는 바와 같이, 프리즘(4)의 3개 측면의 외측에 배치되어 있다.

이 장치의 렌즈 이동 기구는 도 2에 도시하는 바와 같이, 시프트봉(15)의 나사부(16)의 회전에 의해 너트(13)가 상하 운동하는 것을 이용하여 투사 렌즈 시스템(5)을 상하 이동시키는 것이다. 투사 렌즈 시스템(5)은 복수의 렌즈가 조합된 투사 렌즈(도시하지 않음)와, 이 투사 렌즈를 내장하는 경통(7, 8)으로 구성되어 있다. 단, 외측의 경통(8)의 밑부분(根元)에는 지지판(9)이 되는 평판 부분이 마련되어 경통(8)과 지지판(9)과는 일체식으로 형성되어 있다. 너트(13)는 이 지지판(9) 상부의 한쪽 모서리 근방에 설치되어 있다. 또한, 조립을 간단히 하기 위해서, 경통(8) 및 지지판(9)과 함께 너트(13)도 알루미늄 다이캐스트(diecast)나 성형 수지 등의 일체식 구조물로 하는 것이 바람직하다.

지지판(9)은 활주이동용 간극을 갖도록 단차를 갖는 보조판(12)을 좌우 양변에 고정한 유지 베이스(11)(유지 부재)와 감합되어 상하방향으로 활주이동 가능하도록 유지된다. 유지 베이스(11)는 프리즘 스탠드(10)에 양자가 L자형을 이루도록 고정되어 있다.

너트(13)의 위치와 대응하는 유지 베이스(11)의 모서리 위치에 축받이(軸受)(14)가 설치되고, 이 축받이(14)에 시프트봉(15)이 회전 가능하게 부착되어 있다. 시프트봉(15)의 하단측에는 나사부(16)가 형성되어 너트(13)와 나사 결합되어 있다. 또한 시프트봉(15)의 상단측에는 회전 손잡이(17)가 부착되어 있다. 그리고, 이 회전 손잡이(17)를 회전시키면, 나사를(16)를 통해 너트(13)가 상하 이동하고 이에 따라서 경통(7, 8)이 상하 이동한다. 회전 손잡이(17)는 도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이 하우징(6)의 상면의 회전 손잡이(17)와 대응하는 위치에 마련된 구멍(18)을 이용하여 조작된다.

본 실시예에 있어서는, 바람직한 예로서 회전 손잡이(17)에 푸쉬-푸쉬 타입(push-push type)의 회전 손잡이, 즉 회전 손잡이의 상면을 일차 가압하면 회전 손잡이가 상방으로 돌출하고, 재차 가압하면 하강하는 형태의 회전 손잡이를 사용하고 있다. 그리고, 투사 렌즈의 높이 조절을 하지 않을 때에는, 도 3a에 도시하는 바와 같이 이 회전 손잡이(17)는 아래로 내려간 상태로, 그 상면이 하우징(6)의 상면과 거의 같은 높이로 되도록 구성되어 있다. 투사 렌즈의 높이를 조절하는 경우에는 도 3b에 도시하는 바와 같이, 회전 손잡이(17)의 상면을 가압하여 회전 손잡이(17)를 돌출시켜 조작한다. 조절이 끝나면, 회전 손잡이(17)를 재차 가압하여 회전 손잡이(17)를 아래로 내려간 상태로 복원시킨다. 또한, 도 3b는 투사 렌즈를 하방으로 이동시킨 상태를 도시한다.

이와 같이 본 실시예의 렌즈 이동 기구는, 나사를(16)를 갖는 1개의 짧은 시프트봉(15)을 회전시킴으로써 경통(8)의 외주 근방에 설치한 너트(13)를 상하 운동시키는 것을 기본 구조로 하는 것으로서, 대단히 간단하고 소형의 구성으로 되어 있다. 또한, 회전 손잡이(17)에 푸쉬-푸쉬 타입을 이용함으로써, 장치의 반송시 등에 있어서의 렌즈 이동 기구의 파손이 방지되고 또한 디자인상 외관도 향상된다.

프리즘 스탠드(10), 유지 베이스(11) 및 보조판(12)은 조립을 간단히 하기 위하여 알루미늄 다이캐스트나 성형 수지 등의 일체식 구조물로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 투사 렌즈의 상하방향의 이동량에 대하여 설명한다. 도 4a는 프로젝션 장치를 탁자나 마루의 평면상에 놓았을 때, 스크린(20)상의 화면 하단이 프로젝션 장치와 동일한 높이가 되도록 투사 렌즈 시스템(5)을 상방으로 이동한 상태의 측면도이다. 도 4b는 프로젝션 장치를 천정으로부터 현수했을 때, 스크린(20)상의 화면 상단이 프로젝션 장치와 동일한 높이로 되도록 투사 렌즈 시스템(5)을 하방으로 이동한 상태의 측면도이다.

최초에 투사 렌즈 시스템(5)의 광축(22)이 액정 패널(3)의 중심축(21)과 일치하고 있는 것으로 하면, 도 4a의 경우에는 투사 렌즈의 광축(22)을 액정 패널(3)의 중심축(21)보다 상방으로 액정 패널(3)의 단축(短軸)의 길이의 절반만큼 이동시킨 것이다. 구체적으로는, 종횡비가 4:3인 1.3형 액정 패널(3)(대각선 길이 33㎜)을 이용하고 있는 경우에는 단축의 길이 19.8㎜의 절반의 거리, 즉 약 10㎜만 상방으로 이동시킨다. 도 4b의 경우는 정확히 도 4a와 역관계로서, 광축(22)을 중심축(21)으로부터 하방으로 단축의 길이 절반의 거리(약 10㎜)만큼 비껴 놓는다.

본 실시예의 경우는 투사 렌즈의 광축(22)이 상하방향으로 각각 액정 패널(3)의 단축의 길이의 절반 이상의 거리를 이동할 수 있도록 설계되어 있다. 즉, 투사 렌즈의 광축(22)의 이동가능한 량이 액정 패널(3)의 단축의 길이 이상으로 되도록 설계되어 있다. 종래의 액정 프로젝션 장치에 있어서는 투사 렌즈의 상하방향의 이동가능한 거리가 짧기 때문에, 장치 전방 부분을 들어 올리지 않으면 투사 화면의 하부가 스크린을 벗어나는 문제가 있었지만, 본 실시예의 장치에서는 이동 가능량이 액정 패널의 단축의 길이 이상으로 되도록 설계되어 있기 때문에, 장치 전방 부분을 들어 올리지 않더라도 투사 화면이 스크린을 벗어나지 않으며, 또한 투사 화면이 사다리꼴 형상으로 되는 일도 없다. 또한, 투사 렌즈의 이동 량은 이론적으로는 상한(上限)이 없지만, 투사 렌즈의 광축(22)과 액정 패널(3)간 거리가 너무 커지면 실제적으로는 투영 화상에 왜곡이 발생한다. 따라서, 실용상으로는, 투사 렌즈의 이동 량을 투영 화상에 왜곡이 발생하지 않을 정도로 억제하는 것, 구체적으로는 이동 량을 액정 패널의 단축의 길이의 3배 이내로 하는 것이 바람직하다.

(실시예 2)

본 실시예는 실시예 1의 변형예로서, 실내의 측벽에 설치하는 것이 가능한 액정 프로젝션 장치를 나타낸다. 이 장치에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 액정 패널(3)이 도 5의 경우와 비교해 90° 회전한 상태로 배치되어 있다. 그리고, 도 7의 천정측에서 본 평면도에 도시하는 바와 같이, 이 장치는 회전 손잡이(17)가 위에서 보아 우측에 위치하도록 측벽에 설치되어, 투사 렌즈 시스템(5)은 좌우방향으로 이동한다. 투사 렌즈의 광축과 액정 패널의 중심축이 일치하는 위치를 초기 위치로 하였을 때, 도 7의 경우는 투사 렌즈의 광축은 우측방향으로 이동하고 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 경우는 화상의 일부가 스크린을 벗어나지 않고 스크린(20)상에 투사되어 액정 프로젝션 장치를 실내의 측벽에 설치할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 액정 프로젝션 장치는 대단히 간단한 구조로 소형의 렌즈 이동 기구를 가지며, 장치의 저비용화 및 소형화를 도모할 수 있다. 또한 본 발명의 액정 프로젝션 장치는, 탁자 위, 천정 걸이, 측벽 등 어떠한 설치 방법도 가능하며, 어떠한 설치 경우에 있어서도 장치 전방 부분을 들어 올리는 등의 조치를 하지 않더라도 화상이 스크린을 벗어나지 않아서 사용이 편리하다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 여러가지 변형예가 가능하다. 예를 들면 상기 실시예에서는, 3장의 액정 패널을 갖는 3판식 액정 프로젝션 장치를 예로 들었지만, 본 발명의 장치는 단일 판식 액정 프로젝션 장치이더라도 바람직하다. 따라서, 본 발명의 참된 정신 및 범위내에 존재하는 변형예는 모두 특허청구의 범위에 포함되는 것이다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 액정 프로젝션 장치의 광학계 모식적으로 도시한 평면도,

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 액정 프로젝션 장치의 광학계 모식적으로 정면도,

도 2는 도 1에 도시하는 장치의 렌즈 이동 기구의 사시도,

도 3a는 회전 손잡이가 인입된 상태를 도시하는 사시도,

도 3b는 회전 손잡이가 돌출된 상태를 도시하는 사시도,

도 4a는 투사 렌즈 시스템을 상방으로 이동한 상태를 설명하는 도면,

도 4b는 투사 렌즈 시스템을 하방으로 이동한 상태를 설명하는 도면,

도 5는 도 1에 도시하는 장치의 액정 패널의 배치를 도시하는 사시도,

도 6은 프로젝션 장치를 실내의 측벽에 설치하는 경우의 액정 패널의 배치를 도시하는 사시도,

도 7은 액정 프로젝션 장치를 측벽에 설치하였을 때의 투사 상태를 도시하는 평면도,

도 8, 도 9 및 도 10은 각각 종래의 렌즈 이동 기구를 도시하는 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 램프(광원) 2 : 미러

3 : 액정 패널 4 : 프리즘

6 : 하우징 7, 8 : 경통

9 : 지지판 10 : 프리즘 스탠드

13 : 너트 15 : 시프트봉

16 : 나사부 14 : 축받이

17 : 회전 손잡이 20 : 스크린

22 : 광축

Claims (5)

1. 액정 프로젝션 장치에 있어서,

   광원과,

   상기 광원으로부터의 색광을 분리 합성하는 미러 그룹과,

   상기 색광의 투과를 제어하는 액정 패널과,

   상기 액정 패널의 투과 광상을 확대 투사하는 투사 렌즈와,

   상기 투사 렌즈를 유지하며 너트가 설치되어 있는 경통과,

   상기 경통을 상하방향으로 활주이동 가능하도록 유지하는 유지 부재와,

   상기 유지 부재에 회전운동 가능하도록 부착되고 상기 너트에 나사 결합하는 시프트봉과,

   상기 광원과 미러 그룹과 액정 패널과 투사 렌즈와 경통과 유지 부재와 시프트봉을 내장하고, 상기 시프트봉의 선단에 대응하는 위치에 구멍을 설치한 하우징을 포함하며;

   상기 시프트봉이 회전운동함으로써 상기 투사 렌즈가 상하방향으로 이동하는

   액정 프로젝션 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 시프트봉은 1개이고, 상기 유지 부재는 프리즘과 상기 액정 패널을 유지하며, 상기 경통에 지지판을 설치하고, 이 지지판의 상부의 한쪽의 모서리에 너트를 설치한

   액정 프로젝션 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 시프트봉의 선단에 손잡이가 설치되고, 상기 손잡이는 그 상면을 일차 가압하면 상기 구멍으로부터 돌출식으로 상방으로 상승되고, 그 상면을 재차 가압하면 하강하여 원상태로 복귀하는 구조를 갖는

   액정 프로젝션 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 투사 렌즈의 상방향의 이동 가능량과 하방향의 이동 가능량이 상기 투사 렌즈의 광축과 상기 액정 패널의 중심축이 일치한 상태에 있어서는 동일한 양이며, 또한 상기 이동 가능량의 전체 량이 상기 액정 패널의 단축의 길이 이상인

   액정 프로젝션 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정 프로젝션 장치를 측벽면에 부착하기 위해서 상기 액정 패널이 90° 회전한 상태로 유지되어 있는

   액정 프로젝션 장치.

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