KR100677138B1

KR100677138B1 - 배면 투사형 프로젝터

Info

Publication number: KR100677138B1
Application number: KR1020040079244A
Authority: KR
Inventors: 윤석일; 김성기; 가영일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2007-02-02
Also published as: EP1646231A1; US20060072077A1; CN1758730A; KR20060030400A

Abstract

슬림화 및 컴팩트화 할 수 있도록 함과 아울러 이미지 반전을 방지할 수 있도록 된 구조의 배면 투사형 프로젝터가 개시되어 있다.

이 개시된 배면 투사형 프로젝터는, 광을 주사하여 화상을 생성하는 음극선관과; 상기 음극선관에서 생성된 화상을 확대투사시키는 투사렌즈유니트와; 확대 투사된 화상이 맺히는 스크린과; 상기 투사렌즈유니트와 상기 스크린 사이에 배치되어 확대 투사되는 광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사광학계;를 포함하며, 상기 음극선관의 래스터 방향과 상기 스크린에 맺히는 화상의 방향이 서로 평행하거나 실질상 평행에 가깝도록, 상기 음극선관과 상기 반사광학계가 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

배면 투사형 프로젝터{Rear projecting type projector}

도 1은 종래의 배면 투사형 프로젝터를 보인 개략적인 단면도.

도 2는 도 1의 광학적 배치를 보인 도면.

도 3은 종래의 다른 형태에서 따른 배면 투사형 프로젝터의 광학적 배치를 보인 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상투사장치를 보인 개략적인 단면도.

도 5는 도 4의 광학적 배치를 보인 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30...캐비넷 31...음극선관

35...투사렌즈유니트 40...반사광학계

41...제1반사경 45...제2반사경

50...스크린

본 발명은 배면 투사형 프로젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬림화 및 컴팩트화 할 수 있도록 함과 아울러 이미지 반전을 방지할 수 있도록 된 구조의 배면 투사형 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로, 프로젝터는 화상생성유니트에서 제공되는 화상을 스크린에 투영함으로써 화상을 제공한다. 이 프로젝터는 영상을 스크린에 확대 투사하는 방식에 따라 전면 투사형과 배면 투사형으로 구분된다. 이들 중 배면 투사형 프로젝터는 스크린을 포함한 모든 구성요소가 캐비넷 구조로 형성할 수 있으므로, 가정용 프로젝션 텔레비전 등으로 활용되고 있다.

도 1을 참조하면, 일반적인 배면 투사형 프로젝터는 캐비넷(17)과, 이 캐비넷(17) 내에 설치되어 화상을 생성 주사하는 냉음극선관(11), 입사 화상을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(13) 및 반사경(15)을 포함한다. 상기 캐비넷(17)의 전면에는 그 배면에서 투사된 영상이 맺히면서 일정 시야각으로 확산시켜주는 스크린(17)이 설치되어 있다. 이 스크린(17)에 맺힌 영상은 상기 캐비넷(17) 외부에서 시청할 수 있다. 상기 투사렌즈유니트(13)는 이 화상생성유니트(11)에서 조사된 영상을 상기 반사경(15) 쪽으로 확대 투사시킨다. 상기 반사경(15)은 상기 캐비넷(17) 내부의 상기 스크린(17)과 마주하는 부분에 경사지게 설치되어, 입사된 화상이 상기 스크린(17)을 향하도록 반사시킨다.

이와 같이 구성된 배면 투사형 프로젝터의 광학적 배치를 도 2를 참조하면서 살펴보기로 한다. 도면에서, 냉음극선관(11)의 래스터(raster)의 방향을 b₁이라 하고, 스크린(17)에 맺히는 화상의 방향을 a₁이라 하면, b₁과 a₁이 이루는 각도는 대략 90도가 되며, 이 각도는 상기 반사경(15)의 기울기에 따라 90°± 45 범위에서 변화될 수 있다. 여기서 상기 래스터는 상기 냉음극선관(11)의 주사선으로 구성된 화상을 말한다.

상기한 배면 투사형 프로젝터는 반사경(15)을 구비함으로써 캐비넷(10)의 하방에 냉음극선관(11)을 배치하는 구성을 가지므로, 슬림화를 이룰 수 있다는 이점이 있다. 하지만, 래스터 방향과 주사방향이 대략 90도를 이루도록 배치되므로 스크린(20)이 점유하는 높이 이외에 냉음극선관(11)이 점유하는 높이가 필요하게 되어, 캐비넷의 높이가 증가되는 문제점이 있다.

도 3은 도 1의 구성에서 반사경이 배제된 구조의 배면 투사형 프로젝터의 광학적 배치를 보인 도면이다. 도면을 참조하면, 캐비넷(20) 내부에 냉음극선관(21), 투사렌즈유니트(23) 및 스크린(27)이 일직선상에 배치된 구성을 가진다. 즉, 냉음극선관(21)의 래스터(raster)의 방향을 b₂라 하고, 스크린(27)에 맺히는 화상의 방향을 a₂라 하면, b₂와 a₂가 이루는 각도는 180도가 된다.

이와 같이 구성된 배면 투사형 프로젝터는 스크린(27)이 점유하는 공간만을 고려하여 캐비넷(20)의 높이를 설정할 수 있으므로, 전체 높이를 낮출 수 있다는 이점이 있다. 하지만, 냉음극선관(21)이 스크린(27)의 배면에 위치되는 구성을 가지므로 전체 두께가 커지는 문제점이 있다. 또한, 래스터 방향 b₂과 스크린(27)에 맺히는 화상의 방향 a₂가 정반대가 되는 화상역전현상이 발생되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 캐비넷의 높이 및 두께를 최적화하여 슬림 및 콤팩트화 함과 아울러, 이미지 반전을 방지할 수 있도록 된 배면 투사형 프로젝터를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광을 주사하여 화상을 생성하는 음극선관과; 상기 음극선관에서 생성된 화상을 확대투사시키는 투사렌즈유니트와; 확대 투사된 화상이 맺히는 스크린과; 상기 투사렌즈유니트와 상기 스크린 사이에 배치되어 확대 투사되는 광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사광학계;를 포함하며,

상기 음극선관의 래스터 방향과 상기 스크린에 맺히는 화상의 방향이 서로 평행하거나 실질상 평행에 가깝도록, 상기 음극선관과 상기 반사광학계가 배열된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터는 캐비넷(30)의 일부분 또는 그 내부에 모든 구성요소들이 설치되는 구성을 가진다. 이 배면 투사형 프로젝터는 광을 주사하여 화상을 생성하는 음극선관(31)과, 상기 음극선관(31)에서 생성된 화상을 확대투사시키는 투사렌즈유니트(35)와, 확대 투사된 화상이 맺히는 스크린(50)과, 상기 투사렌즈유니트(35)와 상기 스크린(50) 사이에 배치되어 확대 투사되는 광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사광학계(40)를 포함한다. 도 5에 있어서, 설명의 편의를 위하여 상기 음극선관(31)의 전체 구성은 생략하고 화상이 출사되는 면만을 나타내었다.

상기 스크린(50)은 상기 캐비넷(30)의 전면에 설치되는 것으로, 그 배면에서 투사된 화상이 화살표 a방향으로 맺히면서 일정 시야각으로 확산시켜준다. 이를 위하여 상기 스크린(50)은 소정 이득(gain) 예컨대 대략 4.5의 이득을 가지는 렌티큘라렌즈와, 소정 초점거리 예컨대 대략 670mm 초점거리를 가지는 프레넬렌즈의 조합으로 구성된다. 이 스크린(50) 자체의 구성은 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 도면 및 구성 설명은 생략하기로 한다.

상기 음극선관(31)은 전자빔을 주사하여 화상을 구성하고, 이 구성된 화상을 상기 투사렌즈유니트(35) 방향으로 조사한다. 이 음극선관(31)은 예컨대 냉음극선관으로 구성된다. 이 경우, 냉음극선관의 전면에는 냉음극선관에서 발생된 열을 낮추어주는 냉매가 충진된 커플러(미도시) 및, 조사되는 화상의 조사각도를 조절하는 렌즈계(미도시)가 배치된다. 여기서, 상기 냉음극선관의 주사선으로 구성된 화상이 래스터(raster)이고, 화살표 b로 나타낸 바와 같이 표시되는 화상의 방향(상하방향)이 래스터 방향이 된다.

여기서, 상기 스크린(50)에 맺히는 화상의 방향 a와 상기 음극선관(31)의 래스터 방향 b는 서로 평행하거나 실질상 평행에 가깝도록, 상기 캐비넷(30) 내에 상기 음극선관(31)이 배치되어 있다. 여기서, 실질상 평행에 가깝다는 것은 상기 음극선관의 래스터 방향 b와 상기 스크린에 맺히는 화상의 방향 a 사이의 각을 θ₁이라 할 때, 이 각 θ₁이 0°내지 5°사이의 각임을 의미한다. 여기서, 0°는 상호 평행함을 의미한다. 각도 표시의 편의를 위하여, 도 5에서는 상기 음극선관(31)의 래스터 지점으로 스크린에 맺히는 화상을 평행 이동시켜 가상의 면 P를 구성하고, 래스터 방향과, 면 P 사이의 각을 θ₁으로 표시하였다.

상기 투사렌즈유니트(35)는 상기 음극선관(31)과 상기 반사광학계(40) 사이의 광경로 상에 배치되는 것으로, 입사된 화상을 확대 투사시킨다. 도 5를 살펴보면, 상기 투사렌즈유니트(35)는 입사된 화상을 일차적으로 집속시키는 것으로, 그 초점위치 밖에 상기 스크린(50)이 위치되는 구성을 가짐으로써 입사 화상을 확대시킨다. 따라서, 상기 음극선관(31)에서 조사된 화상은 상기 투사렌즈유니트(35)를 투과하면서 화상이 상하반전된다. 여기서, 상기 투사렌즈유니트(35)는 캐비넷(30)의 전체 크기를 고려하여, 소정 초점거리 예컨대 68.06mm의 초점거리를 가지도록 구성 할 수 있다.

상기 반사광학계(40)는 적어도 두매의 반사경을 포함하여 구성되는 것으로, 상기 투사렌즈유니트(35)에서 확대 투사된 화상이 상기 스크린(50)에 맺히도록 화상의 진행경로를 안내한다. 아울러, 상기 투사렌즈유니트(35)를 통하여 상하반전된 화상을 다시 반전시킨다. 이 반사광학계(40)는 스크린(50)에 맺히는 화상방향 a와 래스터 방향 b이 서로 평행하거나 실질상 평행에 가깝도록 상기 음극선관(31)과 스크린(50)이 배치된 경우에 있어서, 입사된 화상이 스크린(50)으로 향하도록 한다.

이를 위하여, 상기 반사광학계(40)는 입사된 화상을 일차로 반사시키는 제1반사경(41)과, 상기 제1반사경(41)에서 반사되어 입사된 화상을 상기 스크린(50) 쪽으로 반사시키는 제2반사경(45)을 포함한다.

상기 제1 및 제2반사경(41)(45)의 광학적 배치를 살펴보면, 제1반사경(41) 상에 상기 제2반사경(45)이 위치되며, 상기 제1반사경(41)과 상기 제2반사경(45)은 상호 반대방향으로 경사 배치된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 및 제2반사경(41)(45)의 배치에 있어서, Z축과 제1반사경(41)이 이루는 각도를 θ₂, Z축과 제2반사경(45)이 이루는 각도를 θ₃라 할 때, 하기의 수학식 1을 만족하도록 배치된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1반사경(41)이 상기 투사렌즈유니트(35)에 가깝게 배치되므로, 상기 제2반사경(41)의 크기에 비하여 작게 구성할 수 있으므로, 상기 제1반사경(41)의 전면에 상기 음극선관(31)과 상기 투사렌즈유니트(35)의 광학적 배치가 용이하다.

이와 같이 제1 및 제2반사경(41)(45)을 배치함에 의하여 음극선관(31)에서 조사된 화상의 방향 b와 상기 스크린(50)에 맺히는 화상의 방향 a가 같은 방향을 가지도록 한다. 또한, 상기 음극선관(31)과 상기 투사렌즈유니트(35)를 상기 스크린(50)과 상기 제2반사경(45) 사이에 형성된 공간의 하방에 위치시킬 수 있어서, 도 3을 참조하여 설명된 종래의 배면 투사형 프로젝터에 비하여 캐비넷(50)의 깊이 즉 앞뒤폭을 줄일 수 있고, 도 1 및 2를 참조하여 설명된 종래의 배면 투사형 프로젝터에 비하여 캐비넷(50)의 높이를 줄일 수 있다.

본 실시예에 있어서는 상기 반사광학계(40)로서, 제1 및 제2반사경(41)(45)이 구비된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 두 매 이상의 반사경을 구비하는 구성도 가능하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 음극선관과, 반사광학계의 광학적 배치를 최적화함으로써, 음극선관에서 제공되는 화상의 반전없이 스크린에 조사되도록 할 수 있다. 또한, 캐비넷의 높이를 낮추고 두께를 슬림화함으로써 전체 구성을 콤팩트화할 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

광을 주사하여 화상을 생성하는 음극선관과;

상기 음극선관에서 생성된 화상을 상하반전시키면서 확대투사시키는 투사렌즈유니트와;

확대 투사된 화상이 맺히는 스크린과;

상기 투사렌즈유니트와 상기 스크린 사이에 배치되어 확대 투사되는 광의 진행 경로를 바꾸어주는 반사광학계;를 포함하며,

상기 반사광학계는 상기 투사렌즈유니트에서 상하반전된 화상을 다시 상하반전시키도록 배열되어, 상기 음극선관의 래스터 방향과 상기 스크린에 맺히는 화상의 방향이 서로 평행하거나 실질상 평행에 가깝도록 된 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제1항에 있어서,

상기 음극선관의 래스터와 스크린에 맺히는 화상를 동일 지점으로 평행 이동시켰을 때, 상기 음극선관의 래스터 방향과 상기 스크린에 맺히는 화상의 방향 사이는 0°내지 5°사이의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사광학계는,

상기 투사렌즈유니트와 마주하는 위치에 경사 배치되어, 입사된 화상을 일차로 반사시키는 제1반사경과;

상기 제1반사경과 상기 스크린 사이에 경사 배치되어, 상기 제1반사경에서 반사된 화상을 상기 스크린 쪽으로 반사시키는 제2반사경;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제3항에 있어서,

상기 제1반사경과 상기 제2반사경은 상호 반대방향으로 경사 배치된 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제3항에 있어서,

상기 음극선관과 상기 투사렌즈유니트는 상기 스크린과 상기 제2반사경 사이에 형성된 공간의 하방에 위치된 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.