KR101245493B1 - 다면 동시 투사형 빔 프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1개의 컬러 휠(color wheel)을 이용하여 적어도 2면 이상에 동시에 동일 또는 상이한 영상을 투사할 수 있는 다면(多面) 동시 투사형 빔 프로젝터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 다면 동시 투사형 빔 프로젝터는, 본체와; 상기 본체 내부에 설치된 복수개의 광원과; 상기 본체 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수개의 광원에서 방출된 광을 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(Blue)의 색상으로 분해하는 하나의 컬러 휠과; 상기 컬러 휠을 통과한 광을 서로 다른 방향으로 반사하는 복수개의 반사미러와; 상기 반사미러에 의해 반사된 광 또는 상기 컬러 휠을 통과한 광을 영상 표현에 필요한 광으로 조정하여 반사하는 복수개의 DMD(Digital Micro mirror Device) 소자와; 상기 각각의 DMD 소자를 통해 반사된 광을 본체 외부의 여러 방향으로 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다면 동시 투사형 빔 프로젝터{Beam Projector Capable of Simultaneous and Multi-Faced Beam Projection}

본 발명은 빔 프로젝터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1개의 컬러 휠(color wheel)을 이용하여 적어도 2면 이상에 동시에 동일 또는 상이한 영상을 투사할 수 있는 다면(多面) 동시 투사형 빔 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝터는 사용되는 디스플레이 소자의 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), DLP(Digital Lighting Processing) 프로젝터로 구분할 수 있다.

이 중에서 DLP 프로젝터는 디스플레이 소자로서 DMD(Digital Micro mirror Device)를 채용한 것인데, DMD는 극소의 거울을 무수히 배치한 칩으로, 거울 하나가 화소(pixel) 하나에 대응되는 것이다. 즉, 1픽셀에 14∼16㎛의 초소형 거울이 신호에 따라 반사 각도를 조절하며 이미지를 구현하는 기술로서, 고선명(HD) 디지털 텔레비전과 같은 대용량, 고화질에 고휘도의 동영상 처리에 적합하다.

통상의 DLP 프로젝터는 광원과, 상기 광원에서 출사된 광의 화소별 반사각을 조정하여 화상을 형성하는 DMD 소자와, 상기 DMD 소자에 의해 형성된 화상을 스크린에 투사하는 투사렌즈로 구성된다.

그러나, 이러한 DLP 프로젝터를 비롯한 종래의 빔 프로젝터들은 모두 한 방향으로만 빔을 투사하여 영상을 재현할 수 있기 때문에 실내의 여러 면을 활용하여 영상을 구현하는데 제약이 따르고, 이로 이해 다양한 영상 연출이 제한되는 문제가 있다. 다시 말해서, 종래에 여러 면(예컨대 앞면과 옆면, 윗면 등)에 동시에 영상을 투사하고자 할 경우에는 여러 대의 빔 프로젝터를 이용하여 영상을 투사할 수 밖에 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 한 대의 빔 프로젝터에서 여러 방향으로 동시에 동일 또는 상이한 영상을 투사할 수 있는 다면(多面) 동시 투사형 빔 프로젝터를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다면 동시 투사형 빔 프로젝터는, 본체와; 상기 본체 내부에 설치된 복수개의 광원과; 상기 본체 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수개의 광원에서 방출된 광을 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(Blue)의 색상으로 분해하는 하나의 컬러 휠과; 상기 컬러 휠을 통과한 광을 서로 다른 방향으로 반사하는 복수개의 반사미러와; 상기 반사미러에 의해 반사된 광 또는 상기 컬러 휠을 통과한 광을 영상 표현에 필요한 광으로 조정하여 반사하는 복수개의 DMD(Digital Micro mirror Device) 소자와; 상기 각각의 DMD 소자를 통해 반사된 광을 본체 외부의 여러 방향으로 투사하는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 광원의 수와 반사미러의 수는 동일하며, 상기 각각의 반사미러에서 방출된 광은 DMD 소자 및 투사렌즈들을 통해서 본체의 여러 방향으로 수평하게 투사되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 상기 광원의 수는 반사미러의 수보다 1개 더 많으며, 광원에서 방출된 광 중 반사미러에 의해 반사되지 않는 광은 바로 DMD 소자에 의해 반사된 후 본체의 상부에 설치되는 투사렌즈를 통해서 상측으로 투사되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 한 형태에 따르면, 본 발명의 다면 동시 투사형 빔 프로젝터는 상기 각각의 DMD 소자의 일측에 설치되어, 상기 반사미러(30)에 의해 반사된 광 또는 상기 컬러 휠을 통과한 광의 경로를 전환시켜 상기 DMD 소자로 입사되도록 하는 프리즘을 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 컬러 휠을 사용하여 여러 방향으로 동시에 광을 투사하여 영상을 재현할 수 있다. 따라서, 적은 비용으로 다양한 영상 연출을 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다면 동시 투사형 빔 프로젝터의 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 다면 동시 투사형 빔 프로젝터의 평면도이다.
도 3은 도 1의 다면 동시 투사형 빔 프로젝터의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다면 동시 투사형 빔 프로젝터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다면 동시 투사형 빔 프로젝터는 본체(1)와, 상기 본체(1) 내부에 설치된 복수개(이 실시예에서 4개)의 광원(10)과, 하나의 컬러 휠(20)과, 복수개(이 실시예에서 4개)의 반사미러(30)와 프리즘(40)과 DMD 소자(50) 및 투사렌즈(60)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 4개의 광원(10)은 상기 컬러 휠(20)의 하측에 90도 간격으로 배열되어 상측의 컬러 휠(20) 쪽으로 백색 광을 방출한다.

상기 컬러 휠(20)은 모터(미도시)에 의해 중심의 축(25)을 중심으로 회전하도록 설치된 휠 홀더(21)와, 상기 휠 홀더(21)에 장착된 레드(R), 그린(G), 블루(B)로 이루어진 컬러필터(22)로 구성되어, 상기 광원(10)들에서 방출된 광을 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(Blue)의 색상으로 분해하는 작용을 수행한다.

상기 반사미러(30)들은 상기 컬러 휠(20)의 상측에 4개가 90도 간격으로 배열되어 상기 각각의 광원(10)과 일대일로 대응하며, 상기 각각의 광원(10)에서 방출되어 컬러 휠(20)을 통과한 빛을 각각의 프리즘(40) 쪽으로 반사하는 작용을 한다.

또한, 상기 프리즘(40)과 DMD 소자(50) 및 투사렌즈(60)는 각각 4개씩 본체(1)의 네 방향에 배치된다.

상기 프리즘(40)들은 DMD 소자(50)의 일측에 설치되어, 상기 각각의 반사미러(30)에 의해 반사된 광을 DMD 소자(50) 쪽으로 반사시켜 광경로를 전환하는 기능을 수행한다.

상기 DMD(Digital Micro mirror Device) 소자(50)는 1픽셀에 14∼16㎛의 초소형 거울이 신호에 따라 반사 각도를 조절하면서 이미지를 구현하는 소자로서, 각각의 반사미러(30) 및 프리즘(40)에 의해 반사된 광을 영상 표현에 필요한 광으로 조정하여 투사렌즈(60)로 반사하는 작용을 수행한다.

상기 투사렌즈(60)들은 본체(1)의 4방향(전후 및 좌우 방향)에 배치되어 본체(1)의 4방향으로 수평하게 광을 투사하여 실내의 4 면에서 영상을 구현한다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 광원(10)과 컬러 휠(20) 사이 및/또는 컬러 휠(20)과 반사미러(30) 사이 등에는 광원(10)에서 발생한 아크(arc)를 잘게 쪼개서 겹쳐 사각형의 고른 형태의 빛의 모양으로 바꾸어주는 광터널, 또는 광을 집광해주는 집광렌즈 등이 추가로 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 다면 투사형 빔 프로젝터는 다음과 같이 작동한다.

4개의 광원(10)에서 상측으로 수직하게 방출된 광은 상측의 컬러 휠(20)을 통해서 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(Blue)의 색상으로 분해된다. 상기 컬러 휠(20)을 통과한 광은 각각의 반사미러(30)에 의해 반사되어 4방향으로 진행한 다음, 프리즘(40)에 의해 반사되어 DMD 소자(50)로 입사된다. 상기 각각의 DMD 소자(50)로 입사된 광은 DMD 소자(50)의 픽셀을 구성하는 초미세 거울에 의해 반사된 후 투사렌즈(60)를 통해서 외부로 투사된다. 이에 따라, 실내의 4면(전후 및 좌우 면)에 설치된 스크린에 동시에 영상이 구현된다.

이 때, 상기 컬러 휠(20)은 상기 DMD 소자(50)에 입력되는 디지털 신호와 동기화되어 구동된다. 그리고, 상기 각각의 DMD 소자(50)에 의해 구현되는 영상은 동일한 것일 수도 있으나, DMD 소자(50)에 입력되는 디지털 영상 신호를 적절히 제어하여 서로 다른 영상이 재현되도록 할 수도 있다.

한편, 이 실시예에서는 한 대의 빔 프로젝터 본체(1) 내에 광원(10)과 반사미러(30)와 프리즘(40) 및 투사렌즈(60) 등을 각각 4개씩 구성하여 전후좌우의 4 방향으로 동시에 영상을 투사하고 있다. 하지만, 이와 다르게 상기 광원(10)과 반사미러(30)와 프리즘(40) 및 투사렌즈(60) 등을 2~6개로 구성하여 원하는 임의의 방향으로 동시에 영상들을 투사할 수도 있다.

또한, 반사미러(30)들의 수를 광원(10)보다 1개더 적게 설치하고, 광원(10)들 중 반사미러(30)가 설치되지 않는 광원(10)의 상측에 컬러 휠(20)을 통과한 광을 바로 받아서 반사하는 DMD 소자(50)와 이 DMD 소자(50)에 의해 반사된 광을 상측으로 투사하는 투사렌즈(60)를 설치하여, 본체(1)의 여러 수평 방향(전방, 후방, 좌측 방향, 또는 우측 방향)과 함께 상측으로도 영상을 투사할 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 컬러 휠(20)을 사용하여 여러 방향으로 동시에 광을 투사하여 영상을 재현할 수 있다.

1 : 본체 10 : 광원
20 : 컬러 휠 21 : 휠 홀더
22 : 컬러필터 30 : 반사미러
40 : 프리즘 50 : DMD 소자
60 : 투사렌즈

Claims (4)

1. 본체(1)와;
   상기 본체(1) 내부에 설치된 복수개의 광원(10)과;
   상기 본체(1) 내부에 중심의 축(25)을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수개의 광원(10)에서 방출된 광을 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(Blue)의 색상으로 분해하는 하나의 컬러 휠(20)과;
   상기 컬러 휠(20)을 사이에 두고 상기 광원(10)의 반대편에 설치되어, 컬러 휠(20)을 통과한 광을 서로 다른 방향으로 반사하는 복수개의 반사미러(30)와;
   상기 반사미러(30)에 의해 반사된 광 또는 상기 컬러 휠(20)을 통과한 광을 영상 표현에 필요한 광으로 조정하여 반사하는 복수개의 DMD(Digital Micro mirror Device) 소자(50)와;
   상기 각각의 DMD 소자(50)를 통해 반사된 광을 본체(1) 외부로 서로 다른 방향으로 투사하는 투사렌즈(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다면 동시 투사형 빔 프로젝터.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원(10)의 수와 반사미러(30)의 수는 동일하며, 상기 각각의 반사미러(30)에서 방출된 광은 DMD 소자(50) 및 투사렌즈(60)들을 통해서 본체(1) 외부로 서로 다른 방향으로 수평하게 투사되는 것을 특징으로 하는 다면 동시 투사형 빔 프로젝터.
3. 제1항에 있어서, 상기 광원(10)의 수는 반사미러(30)의 수보다 1개 더 많으며, 광원(10)에서 방출된 광 중 반사미러(30)에 의해 반사되지 않는 광은 바로 DMD 소자(50)에 의해 반사된 후 본체(1)의 상부에 설치되는 투사렌즈(60)를 통해서 상측으로 투사되는 것을 특징으로 하는 다면 동시 투사형 빔 프로젝터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 DMD 소자(50)의 일측에 설치되어, 상기 반사미러(30)에 의해 반사된 광 또는 상기 컬러 휠(20)을 통과한 광의 경로를 전환시켜 상기 DMD 소자(50)로 입사되도록 하는 프리즘(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다면 동시 투사형 빔 프로젝터.

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