KR101090935B1 - 프로젝터 - Google Patents

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Abstract

상향 투사 있는 프로젝터에 관한 것이다. 상기 프로젝터는 화상을 표시하는 패널, 상기 화상을 확대하여 투사하는 렌즈, 상기 패널 및 상기 렌즈를 내부에 포함하는 하우징, 및 상기 하우징의 하부 일측면에 부착되어 상기 하우징의 기울어진 각도를 조절하는 각도 조절 받침대를 포함하되, 상기 패널은 상기 렌즈의 광축에 대한 수직면에 대해 제1 각도로 기울어져 있어 상기 제1 각도에 따라 상기 각도 조절 받침대의 기울어진 각도를 수평면에 대해 제2 각도로 조절하여 화상을 상향 투사한다.
프로젝터, 상향 투사, 하우징, 각도

Description

프로젝터{projector}
본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 특히 상향 투사 있는 프로젝터에 관한 것이다.
대형스크린과 프로젝터를 활용하는 프레젠테이션이나 세미나 등이 증가하고 있다. 프로젝터(projector)는 영사장치의 하나로 이미지나 영상을 렌즈를 통해 스크린 위에 확대 투영하여 많은 사람에게 동시에 보여 주는 광학장치이다.
도 1은 종래 상향 투사가 없는 프로젝터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 프로젝터(10)는 패널(11) 및 투사용 렌즈(12)를 포함하고, 패널(11)에 표시된 화상을 투사용 렌즈(12)를 통해 소정의 비율로 확대하여 스크린(13)을 향해 투사한다. 투사용 렌즈(12)의 광축(14)은 패널(11)의 중앙 및 스크린(13)의 중앙에 위치한다.
실제로 프로젝터를 스크린의 가운데 둘 수 없기 때문에 프로젝터는 일반적으로 상향 투사가 필요하다.
도 2는 종래 상향 투사가 있는 프로젝터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상향 투사를 위해 오프셋(offset)을 주는데, 도시된 바와 같이 상향 투사 100%의 경우 투사용 렌즈(22)의 광축(24)이 패널(21)의 끝단에 위치한다. 투사용 렌즈(22)를 통해 소정의 비율로 확대된 패널(21)의 화상은 투사용 렌즈(22)의 광축(24) 윗부분으로 투사된다.
렌즈는 회전 대칭(rotational symmetry)를 가지고, 광축이 패널의 중심이 아닌 가장자리에 위치하기 때문에 투사용 렌즈는 패널이 없는 부분까지 덮어야 투사용 렌즈가 작동할 수 있다. 패널의 크기가 2배라고 가정하고 투사용 렌즈를 설계한 후 광축 한쪽 부분에 패널을 위치하게 만들면 상향 투사 100%의 투사용 렌즈를 만들 수 있다.
따라서, 종래 상향 투사가 있는 프로젝터는 상향 투사가 없을 때보다 투사용 렌즈의 크기가 2배 이상 커져야 한다. 렌즈의 체적이 4배 이상 커져서 제작비용이 올라가고 두께가 중요한 시스템에서는 투사용 렌즈의 크기가 장애가 된다.
본 발명은 투사용 렌즈의 크기를 증가시키지 않고 전체 광학계의 높이를 증가시키지 않으면서 상향 투사할 수 있는 프로젝터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터는, 화상을 표시하는 패널, 상기 화상을 확대하여 투사하는 렌즈, 상기 패널 및 상기 렌즈를 내부에 포함하는 하우징, 및 상기 하우징의 하부 일측면에 부착되어 상기 하우징의 기울어진 각도를 조절하는 각도 조절 받침대를 포함하되, 상기 패널은 상기 렌즈의 광축에 대한 수직면에 대해 제1 각도로 기울어져 있어 상기 제1 각도에 따라 상기 각도 조절 받침대의 기울어진 각도를 수평면에 대해 제2 각도로 조절하여 화상을 상향 투사한다.
본 실시예에 의한 프로젝터는 투사용 렌즈의 크기를 증가시키지 않고 전체 광학계의 높이를 증가시키지 않으면서 화상을 상향 투사할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이 다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
투사용 렌즈의 광축에 대해서 패널이 기울어져 있다면 비점 수차 등이 발생하여 일반적으로는 스크린상에서 화상이 잘 재현되지 못한다. 이때, 스크린도 기울이면 패널의 기울어짐이 상호 보완되어 스크린상에 화상이 잘 재현될 수 있다.
도 3은 기울어진 물체와 투사용 렌즈를 통해 투사된 화상의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 기울어진(tilted) 물체(31)를 투사용 렌즈(35)에 투사시켜 화상(33)을 얻는다. 기울어진 물체(31)가 물체쪽 촛점 거리(F1) 보다 멀리 있는 경우, 물체쪽 촛점 거리(F1)에 가까운데 있는 물체점(O1)은 상면에서 멀리 집광되고(I1), 물체쪽 촛점 거리(F1)에 멀리 있는 물체점(O2)은 상면에서 가까이 집광된다(I2). 가까운데 있는 물체점(O1)에서 나오는 빛을 광선추적하면, 물체점(O1)을 지나 투사용 렌즈(35)에 들어간 빛(RO1v)은 상면쪽 촛점(F2)을 지나가는 빛(RI1f)으로 굴절되고, 물체점(O1)에서 물체쪽 촛점 거리(F1)를 지나는 빛(RO1f)은 투사용 렌즈(35)에 수직으로 지나는 빛(RI1v)으로 굴절된다. 이 두가지 빛(RI1f, RI1v)은 상면(I1)에서 집광된다.
반면에, 멀리 있는 물체점(O2)에서 나오는 빛을 광선추적하면, 물체점(O2)을 지나 투사용 렌즈(35)에 들어간 빛(RO2v)은 상면쪽 촛점(F2)을 지나가는 빛(RI2f)으로 굴절되고, 물체점(O2)에서 물체쪽 촛점 거리(F1)를 지나는 빛(RO2f)은 투사용 렌즈(35)에 수직으로 지나는 빛(RI2v)으로 굴절된다. 이 두가지 빛(RI2f, RI2v)은 상면(I2)에서 집광된다. 상면에서 상점(I1, I2)의 위치를 살펴 보면, 상면이 기울어져 있는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 의한 상향 투사 프로젝터를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상향 투사 프로젝터(100)는 패널(110), 투사용 렌즈(120), 하우징(130), 각도 조절 받침대(140)를 포함한다.
패널(110)은 화상을 표시하고 표시된 화상은 투사용 렌즈(120)를 통해 소정의 비율로 확대되어 스크린(200)에 투사된다. 여기서, 패널은 액정 디스플레이(LCD), 디지털 미소 반사 표시기(DMD) 등을 이용할 수 있다.
하우징(130)은 내부에 패널(110) 및 투사용 렌즈(120)를 포함하고 하우징(130) 하부의 일측면에는 각도 조절 받침대(140)가 부착되어 각도 조절 받침대(140)를 통해 하우징(130)은 수평면에 대해 일정 각도로 기울어질 수 있다. 투사용 렌즈(120)의 광축(300)은 패널(110)의 중앙 및 스크린(200)의 중앙에 위치할 수 있다.
패널(110)이 투사용 렌즈(120)의 광축(300)에 대한 수직면(400)에 대해 각도 θo만큼 기울어져 있다고 가정할 때, 각도 조절 받침대(140)를 통해 하우징(130)을 수평면에 대해 각도 θi만큼 기울이면 스크린(200)은 투사용 렌즈(120)의 광축(300)에 대한 수직면(400)에 대해 각도 θi만큼 기울어지게 되고, 스크린(200)은 수평면에 대해 수직이 된다. 각도 θi와 각도 θo의 관계는 다음 수학식 1와 같다.
Figure 112009038363095-pat00001
여기서, M= 스크린의 대각선 길이/패널의 대각선 길이이다.
따라서, 패널(110)이 투사용 렌즈(120)의 광축(300)에 대한 수직면(400)에 대해 각도 θo만큼 기울어져 있는 경우는 각도 조절 받침대(140)를 통해 하우징(130)을 수평면에 대해 각도 θi만큼 기울이면 스크린(200)은 수평면에 대해 수직이 된다.
본 실시예에 의한 상향 투사 프로젝터는 투사용 렌즈(120)의 광축(300)이 패널(110)의 중앙 및 스크린(200)의 중앙에 위치함에도 상향 투사가 가능하다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범 위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 종래 상향 투사가 없는 프로젝터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 상향 투사가 있는 프로젝터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 기울어진 물체와 투사용 렌즈를 통해 투사된 화상의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예에 의한 상향 투사 프로젝터를 나타낸 도면이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 패널 120: 투사용 렌즈
130: 하우징 140: 각도 조절 받침대
200: 스크린 300: 투사용 렌즈의 광축
400: 투사용 렌즈의 광축의 수직면

Claims (4)

  1. 화상을 표시하는 패널;
    상기 화상을 확대하여 투사하는 렌즈;
    상기 패널 및 상기 렌즈를 내부에 포함하는 하우징; 및
    상기 하우징의 하부 일측면에 부착되어 상기 하우징의 기울어진 각도를 조절하는 각도 조절 받침대를 포함하되,
    상기 패널은 상기 렌즈의 광축에 대한 수직면에 대해 제1 각도로 기울어져 있고, 상기 제1 각도에 따라 상기 각도 조절 받침대의 기울어진 각도를 수평면에 대해 제2 각도로 조절하여 화상을 상향 투사하는 프로젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 화상을 확대하여 스크린을 향해 투사하는 경우,
    상기 제1 각도와 상기 제2 각도는
    Figure 112009038363095-pat00002
    인 관계인 프로젝터.
    여기서, M= 스크린의 대각선 길이/패널의 대각선 길이를 나타낸다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈의 광축은 상기 패널의 중앙에 위치하는 프로젝터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널은 액정 디스플레이(LCD) 또는 디지털 미소 반사 표시기(DMD)인 프로젝터.
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