KR100986502B1 - 컴팩트한 통합 전면 프로젝션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴팩트한 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 제1 부분과 제2 부분을 가진 프레임과, 제1 단부와 제2 단부를 가진 암을 포함한다. 상기 암의 제2 단부는 상기 프레임의 제1 부분에 연결된다. 상기 암은 보관 위치와 투사 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 시스템은 또한 상기 프레임의 제2 부분에 배치된 신축형 프로젝션 스크린과, 상기 이동 가능한 암의 제1 단부에 장착된 프로젝션 헤드를 포함한다.

프로젝터, 프로젝션 시스템, 스크린, 디스플레이

Description

컴팩트한 통합 전면 프로젝션 시스템{COMPACT INTEGRATED FRONT PROJECTION SYSTEM}

본 발명은 컴팩트한 경량의 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 최상의 표시 성능을 만들고 필요한 키스톤 보정을 하기 위해 투사 광학계와 그 광학계과 함께 작동하도록 최적화된 신축형 스크린을 사용하는 로우 프로파일(low-profile) 통합 전면 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

비디오 또는 전자 디스플레이 시스템은 비디오 또는 전자 영상을 보여줄 수 있는 장치들이다. 가정용 오락, 광고, 비디오 회의, 컴퓨팅, 데이터 회의, 또는 그룹 프리젠테이션에 사용되는 적절한 비디오 디스플레이 장치가 요구된다.

이미지 품질은 디스플레이 장치를 선택하는 것에 있어 중요한 요인이다. 큰 영상을 제공하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가됨에 따라, 비용, 크기 및 무게와 같은 요소들이 고려 사항이 된다. 디스플레이 시스템 캐비넷의 크기는 특히 큰 하우징이나 캐비넷을 사용할 공간이 없는 가정용 또는 사무용에서 한 요인이되어 왔다. 디스플레이 시스템의 무게는 특히 휴대용 또는 벽에 장착되는 프리젠테이션의 경우 또 다른 요인이다.

현재, 가장 일반적인 비디오 디스플레이 장치는 흔히 텔레비젼이라고 하는 전형적인 CRT 모니터이다. CRT 모니터는 작은 것부터 중간 크기의 이미지를 요구하는 경우에는 비교적 값이 싸다(이미지 크기는 일반적으로 직사각형 스크린의 대각선을 따라 측정된다). 그러나, 이미지 크기가 커짐에 따라, CRT 모니터의 크기와 무게의 증가가 사용과 배치에 있어 장애와 제한이 될 수 있다. 또한, CRT 스크린 크기가 커짐에 따라 스크린 곡면의 문제가 나타난다. 끝으로, 큰 CRT 모니터 는 많은 양의 전원을 소비하고 전자기파를 발생시킨다.

종래의 CRT 모니터의 한 가지 대안이 후방 프로젝션 텔레비젼이다. 후방 프로젝션 텔레비젼은 일반적으로 스크린의 후방에서 투사하기 위해 큰 하우징 안에 보유된 투사 장치 또는 엔진을 포함한다. 후방 프로젝션 스크린은 투사 장치와 뷰어(viewer)가 스크린의 반대측에 있도록 설계되어 있다. 상기 스크린은 전송된 이미지가 뷰어를 향하게 하는 광 전송 특성을 가진다.

바로 그러한 특성에 의해, 후방 프로젝션 시스템은 이미지 빔의 확장을 위해 필요한 투사 체적을 수용하기 위해 스크린 뒤에 공간을 필요로 한다. 배경과 주변의 반사된 빛이 후방 투사된 이미지의 질을 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 일반적으로 하우징이나 캐비넷이 투사 체적을 둘러싼다. 하우징은 광 통로를 구부리고 하우징 깊이를 줄이기 위해 하나 또는 복수의 거울을 포함할 수 있다. "스크린 뒤의" 공간이 필요하기 때문에 벽에 후방 프로젝션 디스플레이를 배치할 수 없다.

새로운 범주의 비디오 프리젠테이션 시스템은 플라즈마 디스플레이를 포함한다. 비교적 얇은 캐비넷(약 75 ~ 100 mm의 깊이)을 제공하여 통합 컴팩트 패키지에서 영상 디스플레이로서 벽에 설치될 수 있는 플라즈마 디스플레이의 능력에 많 은 관심이 있었다. 그러나, 현재, 플라즈마 디스플레이는 가격이 비싸고 낮은 밝기(약 200~400 cd/m2의 범위)의 불리한 점이 있고 수리하기 어려운 점이 있다. 플라즈마 디스플레이 패널은 무겁고 (약 80~170 lb, 약 36~77 kg) 이것이 설치되는 벽은 구조적 강도가 요구된다.

새로운 응용으로 같은 정도의 관심을 끌지 못한 종래의 비디오 프리젠테이션 장치가 전면 프로젝션 시스템이다. 전면 프로젝션 시스템은 스크린과 같은 쪽에 프로젝션 장치와 뷰어를 가지고 있다. 전면 프로젝션 시스템은 전송되는 것이라기 보다는 이미지가 관객을 향해 반사되어 오는 것과 같이 후방 프로젝션 시스템에서 나타내지 못한 많은 다른 광학적 특성과 배치를 나타낸다. 전면 프로젝션 시스템의 한 예는 미팅 룸이나 비행기 캐빈과 같은 곳에서 사용되는 휴대용 전면 프로젝터와 전면 프로젝션 스크린을 사용하는 것이다.

전면 프로젝터의 이점 중 하나는 프로젝션 엔진의 크기이다. 전자 전면 프로젝터는 종래에 프로젝터에 의해 가장 작게 "발자국"(이 용어는 테이블이나 벤치가 놓인 영역을 설명할 때 사용됨)이 생기도록 설계되어 왔다. 휴대용 전면 프로젝터는 약 10 ~ 20 lb(약 4.5 ~ 9 kg)의 무게를 가진 장치로 되어 있었다.

그럼에도 불구하고, 전면 프로젝션 시스템은 프로젝터나 프레젠터(presenter)에 의해 가려진 이미지와, 약한 이미지 밝기와, 이미지 왜곡과, 설치의 어려움과 같은 요인들 때문에 새로운 상호 작용 응용예로서 관심을 끌지 못했다.

종래의 전자 전면 프로젝터들은 일반적으로 어떤 물리적 방해물없이 이미지 확대를 위해 필요한 프로젝션 부피를 가진 공간이 필요하다. 이미지는 벽과 같은 크고 깨끗하고 평평한 표면에 투사될 수 있지만, 별도의 스크린을 사용해야 더 좋은 품질의 이미지를 얻을 수 있다. 도1 및 도2에는 종래의 전면 프로젝션 시스템이 도시되어 있다. 프로젝터(10)은 스크린 또는 프로젝션 표면(20)에 이미지를 투사하기 위해 테이블이나 다른 높은 표면에 배치된다. 전자 프로젝터의 사용에 익숙한 사람들은 키스톤 효과로 알려진 것, 즉 스크린의 기본 축 아래에 프로젝터를 기울이면 상 왜곡된 이미지를 나타내는 것을 이해할 것이다. 대부분의 새로운 전자 프로젝터는 제한된 정도의 키스톤 보정을 제공한다. 도2에서 알 수 있는 바와 같이, 프로젝터의 위치는 여전히 관객의 시야선을 간섭할 수 있다.

알맞은 이미지 크기를 얻기 위해 그리고 초점 한계 때문에, 프로젝터(10)가 스크린(20) 앞에 어떤 "프로젝션 존(zone)"을 필요로 한다는 것은 매우 중요하다. 표 A는 매장에서 현재 보급된 전자 프로젝터들에 대한 공개된 사양서의 목록이다.

[표 A]

프로젝터 타입	렌즈 초점 거리	이미져 사선	최소 스크린 사선	최단 사정 거리	사정비	최대 키스톤 보정
CTX Opto ExPro 580	*	163mm 전송 LCD	1.0 m	1.1 m	1.1	20°오프셋/옵티컬
InFocus LP425	*	18 mm 반사 DMD	1.3 m	1.5 m	1.2	18°오프셋
Chisholm Dakota X800	43-58.5 mm	23 mm 반사 LCD	0.55 m	1.2 m	2.2	15° 일렉트로닉
Epson Powerlite 7300	55-72 mm	33.5 전송 LCD	0.58 m	1.1 m	1.9	*
Proxima Impression A2	45-59 mm	23 전송 LCD	0.5 m	1.0 m	2.0	12°오프셋
3M MP8620	167 mm	163 전송 LCD	1.0 m	1.2 m	1.2	16°오프셋/옵티컬

* 공개된 사양서에는 제시되어 있지 않다.

사정 거리는 프로젝션 렌즈로부터 프로젝션 스크린까지의 거리로 규정된다. 사정 비는 보통 스크린 사선(screen diagonal)에 대한 사정 거리의 비율로서 규정된다. 상기 목록의 프로젝터에 사용 가능한 가장 짧은 사정 거리는 1 미터이다. 더 큰 이미지, 즉 40 ~ 60 inch(약 1 ~ 1.5 m)를 얻기 위해, 대부분의 프로젝터들은 벽이나 스크린으로부터 상당히 멀리, 즉 적어도 8 ~ 12 feet(약 2.5 ~ 3.7 m) 멀리 떨어져 있어야 한다.

이러한 "프로젝션 존"이 스크린 앞에 있어서 뷰어가 투사된 이미지와 가깝게 상호작용하는 것을 방해한다. 만일, 프레젠터가 예를 들어, 이미지에 접근하기를 원한다면, 프레젠터는 프로젝션을 막고 스크린에 그림자를 드리울 것이다.

종래의 통합 프로젝터는 보통 프로젝터를 재배치할 때마다 초점을 맞추는 것과 같은 광학 조절뿐만 아니라 전면 지지 피트를 올리는 것과 같은 기계적 조절도 필요로 한다. 랩탑(laptop) 컴퓨터에서와 같은 전자 연결은 일반적으로 프로젝터에 직접 연결되어 있어서, 프로젝터는 프레젠터가 쉽게 접근할 수 있거나 프레젠터가 미리 필요한 배선을 준비하는 것을 필요로 한다.

전면 프로젝터가 가진 또 다른 문제는 주변 빛에 의한 간섭이다. 종래의 전면 빛에서, 투사 빛의 상당한 부분이 산란되고 관객에게 반사되어 돌아오지 않는다. 상기 빛의 손실은 이미지 밝기를 감소시킨다. 따라서, 고반사 스크린이 요구된다. 반사가 잘 되는 스크린일 수록, 주변 광원에 의해 투사된 이미지의 저하가 더 커진다. 35 mm 포토그래픽 칼라 슬라이드 프리젠테이션 시스템과 같은 고품질 프로젝션 시스템을 볼 때, 현재의 해결책은 주변의 빛을 없애는 것이다. 어떤 결정적인 시청 상황에서, 프로젝터에서 나온 빛의 재반사를 조절하는 시도가 있었다.

어떤 스크린 설계자들은 "단일 방향 반사" 스크린의 주변 빛 문제를 중점적으로 다루었는데, 즉 프로젝션 스크린이 프로젝터에서 나오지 않은 빛을 흡수하고 반면에 프로젝터로부터 나오는 투사광의 반사를 최대화하는 것이다. 그럼에도 불구하고, 다양한 사정 거리와 투사각에서 휴대용 프로젝터가 사용되기 때문에, 모든 가능한 위치와 광학적 특성들에 스크린을 최적화하는 것은 매우 어렵다.

다른 대안으로 전용 프로젝션 설비를 설계한 것이 있다. 이러한 설계는 프로젝터의 광학적 특성들뿐만 아니라 프로젝터와 스크린 위치가 정밀하게 제어되고 조정된 전용 회의실을 필요로 한다. 구조적 요소들이 천장에 선택된 프로젝터를 매다는 것에 사용된다. 일단 조정이 되면, 상기 시스템은 계속 배치되어 있다. 이러한 설비는 비용이 많이 들고 이동성이 떨어진다.

전면 프로젝터에 의한 최적의 실시를 방해하는 다른 요인이 키스톤 효과(keystone effect)이다. 프로젝터가 스크린 중심으로부터 벗어나면, 키스톤 왜곡이 발생한다. 키스톤 왜곡은 사각 이미지의 투사가 스크린에서는 키스톤, 즉 위아래가 평행하고 다른 길이를 가진 사변형을 닮게 되는 특정한 이미지 왜곡이다.

키스톤 왜곡의 감소 방법은 스크린에 대한 프로젝터의 위치에 따라 다르다. 키스톤 보정은 광학적 방법과 전자적 방법에 의해 이루어질 수 있다. LCD 이미져에서의 큰 키스톤 보정의 경우, 전자적 방법은 픽셀 왜곡(pixelation distortion), 즉 픽셀이 정렬되지 않는 문제 때문에, 광학적 방법이 현재 바람직하다. 효율적인 공간 이용과 적은 무게와 좋은 가격을 제공하는 대형 스크린 비디오 프리젠테이션 시스템에 대한 요구가 있다. 이러한 시스템은 컴팩트하여야 하고, 실내 빛 조건에서 밝은 고품질의 이미지를 제공해야 한다.

본 발명은 컴팩트한 경량의 통합 프로젝션 시스템을 제공한다. 한 형태로, 본 발명은 통합 전면 프로젝션 디스플레이를 제공한다. 상기 디스플레이는 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 프레임과, 제1 단부와 제2 단부를 포함하고, 제2 단부는 상기 프레임의 제1 부분에 연결되고, 보관 위치와 투사 위치 사이에서 이동 가능한 접이식 암(arm)과, 상기 프레임의 제2 부분에 배치된 신축형 프로젝션 스크린과, 상기 이동 가능한 암이 투사 위치에 있을 때, 상기 프로젝션 스크린의 시야를 실질적으로 차단하지 않도록 상기 이동 가능한 암의 제1 단부에 장착된 프로젝션 헤드와, 상기 프로젝션 스크린에 수정된 이미지를 투사하기 위한 키스톤 보정 장치를 포함한다.

본 발명에 대한 상기 요약은 본 발명의 각 개시된 실시예와 모든 실시를 설명하는 것은 아니다. 이하에서는, 도면들과 상세한 설명이 도시된 실시예들을 보다 특별히 예시한다.

본 발명은 아래의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 수 있다.

도1은 종래의 프로젝션 장치와 스크린 배치의 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 배치의 정면도이다.

도3은 열린 위치 또는 투사 위치에 있는 본 발명에 따른 전형적인 통합 전면 프로젝션 시스템의 평면도이다.

도4는 도3에 도시된 통합 전면 프로젝션 시스템의 측면도이다.

도5a, 5b, 및 5c는 각각 보관, 설치 및 투사 위치를 도시한 전형적인 통합 전면 프로젝션 시스템의 등각도이다.

도6은 본 발명에 따른 통합 전면 프로젝션 시스템의 암과 프로젝션 헤드의 모범 실시예의 부분적으로 잘린 개략적인 정면도이다.

이 도면들은 일정한 비례로 도시된 것은 아니고, 도시하는 목적에 맞게 그려진 것이다.

본 발명의 일 실시예는 모듈 컨트롤(modular control)과 파워 서플라이 일렉트로닉스(power supply electronics)를 포함하는 광학 엔진과, 컴팩트한 경량 비디오 디스플레이 장치를 제공하기 위해 전용 신축형 프로젝션 스크린이 결합된 전면 프로젝션 시스템을 포함한다.

도3 및 도4를 참조하면, 신축형 스크린(102)은 프로젝션 헤드(106)에 광학적으로 연결되어 있다. 신축형 스크린(102)은 프레임(104) 위로 연장되는 가요성 재료일 수도 있고, 단단한 부품일 수도 있다. 전형적인 실시예에서, 상기 스크린과 프레임은 재료를 일체 성형한 시트로 제조되어 있다. 상기 스크린(102)은 다중 층 또는 지우는 것이 가능한 화이트보드에 사용될 수 있는 특수 코팅을 포함할 수 있다. 전형적인 유용한 스크린은 동일한 양수인에게 양수된 미국특허출원 제 09/841,021호에 논의되어 있고, 이는 전체가 참조 문헌으로서 본 출원에 병합된다.

프레임(104)은 상기 시스템의 다른 부품들을 보유하고 지지할 수 있다. 예를 들어, 프레임(104)은 필기구 및 지우개 등과 같은 부속품들을 고정하기 위한 유틸리티 트레이와, 일체형 스피커와, 입력 및 출력 잭과 같은 추가 부품을 수용할 수 있다. 본 모범예에서, 프로젝션 시스템(100)과 암(108)과 프레임(104)의 기계적 하부 구조는 알루미늄, 마그네슘 또는 플라스틱 복합체와 같은 경량 재료를 포함한다. 따라서, 전체 프로젝션 시스템은 비교적 가볍다(35 ~ 45 파운드, 14 ~ 18 Kg).

일 모범예에서, 암 운동을 제어하기 위해 상기 암의 제2 단부(108b)에 전기 모터가 있을 수 있다. 상기 전기 모터는 교류 구동 또는 직류 구동될 수 있고, 데탕트(detentes), 오버-센터-캠(스프링 하중식) 또는 신뢰 가능하고 반복 가능한 위치를 제공하기에 알맞은 형태에 의해 수동으로 구동될 수 있다. 상기 모터는 암(108)과 그에 따른 프로젝션 헤드(106)를 정확하고 반복 가능한 닫힌 위치와 열린 위치로 정확하게 위치 조절하기 위해 두 개의 한계 센서 스위치를 가진 정밀 유도 기어 구동 모터일 수 있다.

암(108)의 운동과 프로젝션 시스템(100)의 기능들은 제어 패널(114), 원격 제어기(도시않음), 또는 기타 제어 장치를 통해 제어될 수 있다. 프로젝션 시스템(100)의 암(108)은 한 점에 피봇 고정되어 있지만, 당업자는 다양한 다른 연결 구조 및/또는 피봇 장치가 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다고 쉽게 이해할 것이다. 다른 모범 실시예에서, 헤드(106)와 암(108)은 힌지형 또는 텔레스코픽형 이동 기구를 더 포함할 수 있고, 암은 프레임의 다른 부분에 또는 벽이나 포스트에 연결될 수 있다.

시스템(100)은 높은 콘트라스트(contrast), 밝기 강화, 이미지의 균일성, 최적의 이미지 위치 및 뚜렷한 초점을 이루기 위해 스크린(102)에 대해 헤드(106)가 정확한 위치에 있도록 투사 엔진의 결합을 최적화한다. 투사 엔진의 광학 파라미터들은 공지되어 있고 동등하게 선택되며, 사용 위치에 있는 프로젝션 헤드의 정확한 위치는 공지되어 미리 정해져 있기 때문에, 스크린의 모범예는 주변 빛에 의한 간섭을 줄이고 관객에게 최고의 조명을 제공하도록 설계되고 최적화될 수 있다.

투사 모드에 있어서, 프로젝션 시스템(100)은 복수의 광선을 가진 광선빔을 발생시킨다. 상기 스크린을 z평면으로 규정한 좌표계에서, 각각의 광선은 수평의 x평면과 수직의 y평면 모두를 따라 부품들을 포함한다. 각 광선의 스크린에 대한 투사각은 f수(f-number)와 같은 프로젝터의 광학적 특성과 스크린에 대한 프로젝션 헤드의 위치에 따라 달라진다.

도3은 프레임(104)과 신축형 스크린(102)과 접이식 암(108)을 포함하는 통합 전면 프로젝션 시스템(100)의 모범예의 평면도이다. 이러한 특정 실시예에서, 상기 스크린과 프레임은 시스템의 일체형 부품이다. 임의로, 프로젝션 헤드(106)의 근처에는 공기 흐름을 위해 슬롯(109)과 같은 복수의 구멍이 있다.

도4는 스크린(102)이 프레임(104)에 대해 별도의 부품으로 되어 있는 통합 전면 프로젝션 시스템(100)의 또 다른 모범 실시예를 도시한 것이다. 도시만을 위한 목적으로, 점선은 스크린 상의 투사 영역을 개략적으로 나타낸다. 당업자가 인 식하는 바와 같이, 스크린 상에 직선 이미지와 같이 나타내려면 투사 이미지는 수정이 필요할 것이다. 상기 이미지는 프로젝션 헤드에서만 또는 프레임에 일반적으로 배치되어 있는 전자부품들과 결합하여 광학을 사용함으로써 수정될 수 있다. 상기 프로젝션 시스템은 제어 패널(114)과 유틸리티 트레이(115)를 더 포함한다.

도5a는 닫힌 위치 또는 보관 위치에 있는 통합 전면 프로젝션 시스템(100)의 또 다른 모범 실시예를 도시한 것이다. 상기 시스템(100)은 각각 도면 부호 104a, 104b, 및 104c로 도시된 제1, 제2, 및 제3 부분을 가진 프레임(104)을 포함한다. 제1 및 제2 단부(각각 108a, 108b)를 가진 접이식 암(108)이 프레임(104)에 부착되어서 상기 암의 제2 단부(108b)가 프레임의 제1 단부(104a) 상에 배치된다. 상기 암의 제2 단부(108b)에는 프로젝션 헤드(도시않음)가 배치된다. 임의로, 슬롯(109)이 제2 단부(108b)의 꼭대기에 배치되어서 프로젝션 헤드가 냉각되도록 한다. 스크린(102)은 프레임의 제2 부분(104b)에 일반적으로 배치되어 있다. 일 실시예에서, 제어 패널(114)은 프레임의 제3 부분(104c)에 배치되어 있다. 보관 위치에서, 암은 스크린 상에 평행하게 놓인다. 도5b는 도5a에 도시된 실시예가 부분적으로 닫힌 (또는 부분적으로 열린) 위치에 있는 것을 도시한 것인데, 여기서 통합 전면 프로젝션 시스템은 아직 투사 모드에 있지 않다. 이러한 부분적으로 열린 위치에서, 암은 들어 올려져서 도3에 도시된 닫힌 위치에 대해 수직, 즉 일반적으로 스크린 위에서 스크린에 대해 수직을 이룬다. 신축형 스크린은 패널(102a 및 102b)이 펴짐에 따라 부분적으로 열린다. 여기에서 사용된 바와 같이, "신축형"이라는 용어는 스크린이 열린, 즉 디스플레이 모드에서 부터 닫힌, 즉 보관 모드까지 밀리거나 끌어 당겨질 수 있다는 것을 의미한다. 도5b는 3 개의 패널, 즉 그 중 2개는 프레임 안으로 접히거나 들어갈 수 있는 패널과 같은 신축형 스크린을 도시한 것이고, 당업자는 다른 신축형 설계가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 실시예에서 신축형 스크린은 두루마리형으로 될 수 있다. 이러한 부분적으로 열린 위치에서, 프로젝션 헤드(106)는 스크린(102)에 대해 정확한 광학 표시 위치에 놓인다. 이러한 설계의 이점은 보관 모드에서 투사 모드로 바꿀 때 사용자가 프로젝션 헤드를 재배치하거나 그 초점을 다시 맞출 필요가 없다는 것이다. 그리고, 도5c에는 프로젝션 헤드(106)가 스크린(102)에 대해 정확한 광학 표시 위치에 있게 되는 투사 위치 또는 충분히 열린 위치에 있는 통합 전면 프로젝션 시스템(100)이 도시되어 있다.

도3, 4 및 5c로부터 알 수 있는 바와 같이, 프로젝션 시스템(100)은 프로젝션 헤드(106)를 스크린에 가까운 거리에 최대각으로 배치시켜서, 발표자의 간섭 가능성을 최소화한다. 프로젝션 암(108)의 단부에 프로젝션 헤드(106)을 배치하는 것은 독특한 기계적이고 광학적인 도전이다. 약 7 lb (3.2 kg)인 가장 가볍고 가장 컴팩트한 종래의 휴대용 프로젝터는 구조물들에 불균형한 변형의 영향을 미친다. 임의로, 이미지의 초점을 맞추기 위해 필요한 사정 거리는 긴 암을 필요로 하고, 또한 구조물에 응력이 확대된 레버를 필요로 할 것이다. 구조적으로 튼튼할 지라도, 상기 시스템은 심하게 키스톤(keystone)이 왜곡되고 비교적 작은 이미지를 투사할 것이다.

전자 광학 엔진은 화상 부품과 전자 부품을 포함한다. 도6에 더 잘 도시된 바와 같이, 프로젝션 시스템(100)에서, 암(108)은 단단한 중공 구조이다. 암(108)의 구조는 암 챔버(122)를 형성하고 램프 컨트롤러 모듈(118)과 이미징 모듈(120)이 모듈형으로 분리되어 배치되도록 한다. 램프 컨트롤러 모듈(118)은 제어판, 안정기, 및 다른 전자 부품을 포함한다. 상기 전자 부품들은 내부 전력 및 데이터 연결 세트를 통해 내부적으로 연결되어 있다. 이미징 모듈(120)은 광원, 투사 광학계, 컬러 휠(color wheel) 및 이미져(imager)를 포함한다. 암과 프레임에 따른 프로젝션 시스템의 부품을 분배함으로써, 보다 적은 하중이 제2 단부(108b)와 암에 분포된다. 또한, 프로젝션 헤드 크기를 더 작게 할 수 있다. 다양한 다른 모듈형 배치가 본 발명의 다른 실시예에서 가능하다는 것을 당업자가 인식할 것이다. 예를 들어, 대신에, 전자 부품 모듈의 부품들이 프레임(104)의 내부에 배치될 수 있다.

종래의 투사 설계에서는 램프와 전자 부품들 사이에 EM 크로스 토크(EM cross talk)를 줄이고 라디오 주파수 억제를 위해 상당한 양의 EMI/RFI(electromagnetic interference/radio frequency interference) 차폐물이 요구된다. 암(108) 내에서 전자 부품들이 분리된 배치를 하고 있어, EMI/RFI 간섭을 줄인다. 또한, 전형적인 시스템(100)에서, 전원 장치와 제어 전자 모듈(118)은 밀폐되어 있다.

본 배치는 또한 효율적인 열관리 시스템을 제공한다. 여러 개의 팬(150 및 152)이 암(108)에 배치되어 있어서 공기가 중공 프로젝션 암(108)과 냉각 이미징 모듈(120)과 램프 컨트롤러 모듈(118)의 내부를 통해 흐른다. 공기는 공기 출구 (129)를 통해 프로젝션 헤드(106)를 빠져 나간다. 공기는 또한 팬(130)을 통해 프로젝션 헤드(106)를 지나갈 수 있다. 냉각 공기의 흐름은 프로젝션 헤드(106) 안에 배치된 다른 부품들을 냉각시키는 데 사용될 수 있고, 또는 별도의 냉각 공기 흐름이나 열관리 요소들이 사용될 수 있다.

상업적으로 유용한 전자 전면 프로젝터들은 특정 사정 거리(throw distance)(TD)에서 특정 스크린 사선(screen diagonal)(D)을 투사하도록 설계되어 있다. 프로젝터의 사정 비율(TR)은 스크린 사선에 대한 사정 거리의 비율이다. 배율은 스크린 사선/이미져 사선으로 측정된다. 임의로, 프로젝션 시스템(100)의 프로젝션 헤드(106)의 돌출되지 않은 배치는 이미지가 짧은 사정 거리, 높은 배율, 그리고 큰 키스톤 보정의 3개의 요구 조건을 동시에 조절하는 것을 요구한다. 이미지 섀도윙(image shadowing)을 줄이기 위해, 본 발명의 실시예에서는, 프로젝션 헤드(106)는 약 15°의 투사각으로 배치되고, 암은 약 30 inch(76.2 cm)이다. 일 실시예에서, 스크린(102)은 42 ~ 60 inch(약 107 ~ 152 cm)의 스크린 사선을 갖는다.

도6을 다시 참조하면, 프로젝션 헤드(106)는 램프 유닛(132)과, 이미져, 즉 라이트 밸브(134)와, 집광 광학계(condensing optics)(136)와, 칼라 휠(138)과, 집광 거울(139)과, 투사 렌즈(140)를 포함한다. 프로젝션 헤드는 또한 편광 컨버터(편광 회전 이미져용)와, 자외선 및 적외선 흡수 또는 반사 필터와, 램프 변환 장치가 결합될 수 있는 대체 광원과, 반사 거울과, 기타 광학부품(도시않음)들을 포함한다. 상기 램프 유닛(132)은 반사경(131)과 램프(133)를 포함한다. 반사경(131)은 칼라 휠(138)을 통해 램프(133)에 의해 발생되는 빛의 초점을 맞춘다. 빛의 빔 은 집광 광학계(136)와 집광 거울(139)에 의해 집광된다. 집광된 빛의 빔은 집광 거울로부터 반사되어 반사 이미져(134)를 향해 나가며, 반사 이미져는 빛을 반사시켜 투사 렌즈(140)를 향하게 한다. 프로젝션 헤드(106)의 상기 기재는 본 발명에 사용될 수 있는 전면 투사 광학계들 중 하나를 설명한 것이다. 당업자는 상기 특정 요건들, 즉 짧은 사정 거리, 높은 배율, 큰 키스톤 보정을 만족시킬 수 있는 광학계인 한, 어느 다른 형태의 전면 투사 광학계도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

램프 유닛(132)은 타원 반사경(131)과, 네덜란드 아인트호벤 필립스 사의 Philips UHP타입 또는 독일 베를린 오스람 사의 OSRAM VIP-270과 같은 높은 밝기의 아크, 방전 램프(133)를 포함한다. 할로겐 금속이나 텅스텐 할로겐 램프와 같이 다른 알맞은 전구와 램프 배치가 사용될 수 있다. 이미져(134)는 텍사스 달라스 텍사스 인스트루먼트 사가 제조한 것과 같은, 대각선 길이가 약 18 mm(0.7 inch)인 단일 XGA 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)를 포함한다. 칼라 휠(138)은 투사된 이미지에서 1670만 칼라를 내는 스피닝 RGB(적/녹/청) 칼라 시퀀셜 디스크(spinning RGB color sequential disc)이다. 다른 실시예에서, 칼라 휠과 이미져(134)는 액정 RGB 칼라 시퀀셜 셔터와 반사 또는 전송 LCD 이미져와 같은 다른 알맞은 구성에 의해 대체될 수 있다. 당업자는 본 발명의 사상에 따라 다른 광학 부품과 배치가 가능하다는 것을 쉽게 인식할 것이다.

이미져(134)와 램프(132)는 팬(130)에 의해 발생되는 공기 흐름에 의해 냉각될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 배치의 열적인 이점은 램프와 같은 더 따뜻 한 부품이 냉각 공기 통로의 끝부분에 위치하고 있어서, 램프에서 나오는 강한 열이 예민한 전자부품에 영향을 주는 것을 방지한다.

렌즈(140)의 초점은 스크린(102)의 최적 해상도에 따라 미리 정해진다. 충분한 키스톤 보정을 제공하기 위해, 광 밸브 센터가 투사각과 같은 크기로 투사 렌즈 센터로부터 이동될 수 있다. 키스톤 보정 특성은 광학계에만 한정될 필요는 없다. 키스톤 보정된 광학계와, 전자 키스톤 보정 수단과, 스크린 경사도가 알맞은 이미지를 이루기 위해 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 스크린은 암이 열린 위치에 놓일 때 경사진 투사 위치에 다다르기 위해 모터 구동될 수 있다.

당업자는 본 발명이 다양한 다른 광학 부품들로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 모범적인 바람직한 실시예들로 설명되었지만, 본 발명은 발명의 사상에서 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 여기에서 설명되고 도시된 실시예들은 단지 모범예라고 이해되어야 하고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 다른 다양한 예와 수정예들이 본 발명의 사상과 범위에 따라 이루어질 수 있다.

Claims (8)

1. 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 프레임과,

   제1 단부와 제2 단부를 포함하고, 제2 단부는 상기 프레임의 제1 부분에 연결되고, 보관 위치와 투사 위치 사이에서 이동 가능한 접이식 암과,

   상기 프레임의 제2 부분에 배치된 신축형 프로젝션 스크린과,

   상기 이동 가능한 암이 투사 위치에 있을 때, 상기 프로젝션 스크린의 시야를 실질적으로 차단하지 않도록 상기 이동 가능한 암의 제1 단부에 장착된 프로젝션 헤드와,

   상기 프로젝션 스크린에 직선 이미지를 투사하기 위한 키스톤 보정 장치를 포함하는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 제어판 및 유틸리티 트레이 중 적어도 하나를 포함하는 제3 부분을 더 포함하는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 신축형 프로젝션 스크린은 접이식 스크린과 두루마리형 스크린으로 구성되는 그룹에서 선택되는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 접이식 스크린은 좌측, 중앙, 우측 패널을 포함하고, 상기 좌측 패널과 우측 패널 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템이 상기 보관 위치에 있을 때 상기 중앙 패널 쪽으로 접힐 수 있는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 키스톤 보정 장치는 광학 장치들과 전자 장치들로 구성된 그룹에서 선택되는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 프로젝션 헤드는 그 꼭대기에 복수의 구멍을 포함하는 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 프레임과 상기 신축형 프로젝션 스크린은 일체형 부품인 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 신축형 프로젝션 스크린은 건조 지움이 가능한(dry erasable) 통합 전면 프로젝션 디스플레이 시스템.

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