KR102100412B1 - 영상 투사 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 영상 투사 장치는 조명 광학계 및 복수 개의 투사 광학계를 포함하고, 상기 조명 광학계는 광선(光線)을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 전달받은 광선의 다발인 광선속(光線束) 중 일부는 반사시키고 나머지는 투과시키는 분배부(splitter)를 포함하고, 상기 투사 광학계는 상기 반사된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제1 영상을 형성하는 제1 패널과, 상기 제1 영상을 전달받아서 제1 스크린을 향하여 투사하는 제1 투사 렌즈부와, 상기 투과된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제2 영상을 형성하는 제2 패널과, 상기 제2 영상을 전달받아서 제2 스크린을 향하여 투사하는 제2 투사 렌즈부를 포함한다.

Description

영상 투사 장치 {IMAGE PROJECTING APPARATUS}

본 발명은 영상 투사 장치에 관한 것이며, 보다 자세하게는 하나의 조명 광학계와 복수 개의 투사 광학계를 포함하는 영상 투사 장치에 관한 것이다.

영상 투사 장치의 한 종류인 빔 프로젝터는 스크린 상에 영상을 확대하여 투사하는 장치이다. 도 1은 이러한 빔 프로젝터(1)의 일반적인 구성을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 빔 프로젝터(1)는 하나의 조명 광학계(10)과 하나의 투사 광학계(20)를 포함한다. 조명 광학계(10)는 광선을 생성하는 광원(光源)(11 내지 13), 광선을 반사시키는 반사부(14), 인티그레이터(integrator(15), 광선을 확대 내지는 굴절시키는 릴레이(relay) 렌즈부(16,17)를 포함할 수 있다. 투사 광학계(20)는 편광 빔 스플리터(polarized beam splitter)(21), 광선을 이용하여서 영상을 생성하는 패널(22), 패널(22)에서 생성된 영상을 스크린을 향해 투사하는 투사 렌즈부(23)를 포함할 수 있다.

이러한 빔 프로젝터(1)는 복수 개가 서로 연결되어서 사용될 수 있다. 예컨대 복수 개로 연결된 빔 프로젝터 중 어느 하나의 프로젝터는 영상을 출력할 수 있고, 다른 하나의 프로젝터는 가상 키보드를 출력할 수 있다. 이와 달리, 복수 개의 빔 프로젝터 각각이 서로 상이한 영상을 출력하거나 또는 이러한 복수 개의 빔 프로젝터가 하나의 영상을 분할하여서 출력할 수도 있다.

그러나, 이와 같이 복수 개의 빔 프로젝터를 서로 연결시키면, 연결된 개수에 비례하여서 단가가 높아진다는 점, 그리고 그 부피가 커진다는 문제점이 있다.

한국공개특허공보, 제 10-2016-0055107호 (2016.05.17. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하나의 영상 투사 장치에서 복수 개의 영상을 투사할 수 있도록, 영상 투사 장치를 구성하는 기술을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 영상 투사 장치는 조명 광학계 및 복수 개의 투사 광학계를 포함하고, 상기 조명 광학계는 광선(光線)을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 전달받은 광선의 다발인 광선속(光線束) 중 일부는 반사시키고 나머지는 투과시키는 분배부(splitter)를 포함하고, 상기 투사 광학계는 상기 반사된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제1 영상을 형성하는 제1 패널과, 상기 제1 영상을 전달받아서 제1 스크린을 향하여 투사하는 제1 투사 렌즈부와, 상기 투과된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제2 영상을 형성하는 제2 패널과, 상기 제2 영상을 전달받아서 제2 스크린을 향하여 투사하는 제2 투사 렌즈부를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 영상 투사 장치는 하나의 조명 광학계와 복수 개의 투사 광학계를 포함하도록 구성되므로, 하나의 영상 투사 장치에서 복수 개의 영상이 투사될 수 있다. 이 경우 복수 개의 영상 투사 장치를 통해 복수 개의 영상을 투사하는 경우보다 비용이 저감될 수 있고 또한 영상 투사 장치가 차지하는 부피가 줄어들 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치가 지원하는 최대 출력에 대해, 복수 개의 영상 각각이 투사되는 환경 또는 각각의 영상의 특성이 고려되어서 이러한 최대 출력이 분배될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 빔 프로젝터에 대한 일반적인 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따라 구성된 영상 투사 장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 분배부에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 분배부가 영상 투사 장치에 적용된 것을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 분배부에 대한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 분배부에 대한 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따라 구성된 영상 투사 장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 분배부에 대한 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 분배부에 대한 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 2에 도시된 분배부에 대한 또 다른 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 일 실시예에 따라 구성된 영상 투사 장치(1000)을 개념적으로 도시한 도면이며, 다만 도 2는 예시적인 것에 불과하므로 본 발명의 사상이 도 2에 도시된 도면에 의해 한정 해석되는 것은 아니다.

영상 투사 장치(1000)는 예컨대 LCOS(liquid crystal on silicon) 프로젝터일 수 있으며, 다만 이에 한정되지는 않는다.

조명 광학계(200)에 대하여 먼저 살펴보면, 조명 광학계(200)는 광선을 생성하는 광원(光源)(211 내지 213), 광선을 반사시키는 반사부(214), 인티그레이터(integrator)(215), 광선을 확대 내지는 굴절시키는 릴레이(relay) 렌즈부(216, 221, 231) 또는 분배부(220)를 포함할 수 있다.

광원(211 내지 213)은 각각 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue)의 색을 갖는 단색광을 생성하기 위한 단색 광원을 포함할 수 있다. 이와 같은 단색 광원은 전원을 공급받아 빛을 발생시키는 LED(light emitting diode) 혹은 레이저 광원 등의 조명 장치를 이용하여 구현될 수 있다.

각각의 광원(211 내지 213)은 광선을 방사하는데, 이러한 광선은 복수 개가 모여서 광선속(光線束)을 이룬다. 광선속은 반사부(214)와 인티그레이터(215) 및 릴레이 렌즈부(216, 221,231), 그리고 분배부(220)를 통과한다.

분배부(220)에 대하여 살펴보면, 분배부(210)는 릴레이 렌즈부(216)로부터 광선속을 전달받아서, 이 중 일부는 반사시키고 나머지는 투과시킨다. 반사된 광선속은 릴레이 렌즈부(221)를 통과하고, 투과된 나머지 광선속은 릴레이 렌즈부(231)를 투과한다. 이러한 분배부(220)는 이하에서 설명하는 바와 같이 다양한 예로서 구현 가능하다.

분배부(220)에 대한 제1 예로서, 분배부(220)는 예컨대 하프미러(half-mirror) 방식의 필터를 이용하여서 구현될 수 있다. 하프미러 방식의 필터는, 이러한 필터에 입사되는 빛 중 일부는 반사시키고 나머지 투과시키는 기능을 수행한다. 여기서 필터에 의해 반사되는 비율과 투과되는 비율은 예컨대 50:50 또는 30:70과 같이 미리 결정된 것일 수 있다. 이와 같이 구현된 분배부(220)에게 광선속이 입사되면, 동일 시점에 전달받은 광선속 중 일부는 반사되고 나머지는 투과된다.

분배부(220)에 대한 제2 예를 살펴보기 위해, 도 3과 4를 참조하기로 한다. 도 3은 제2 예에 따라 구현된 분배부(220a)의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 분배부(220a)는 원형 평면의 형상을 갖는다. 분배부(220a)는 광선속을 투과시키는 제1 영역(222a) 그리고 광선속을 반사시키는 제2 영역(223a)으로 구획된다. 제2 영역(223a)은 분배부(220a)에 반사 필터(미도시)가 배치됨으로써 형성 가능하다. 이러한 분배부(220a)는 회전축(224a)을 중심으로 회전한다.

도 4는 제2 예에 따라 구현된 분배부(220a)가 광선속의 경로를 포함하도록 배치된 것을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 분배부(220a)는, 분배부(220a)의 면적 중 약 절반이 광선속의 경로를 포함하도록 배치될 수 있는데, 다만 분배부(220a)의 면적 중에서 광선속의 경로가 포함되는 비율은 절반보다 크거나 작을 수 있다.

전술한 바와 같이 분배부(220a)는 회전축(224a)을 중심으로 회전할 수 있다. 분배부(220a)가 회전함에 따라, 광선속의 경로가 제1 영역(222a)에 포함되는 면적에 대비한 제2 영역(223a)에 포함되는 비율은 주기적으로 변화할 수 있다. 예컨대 분배부(220a)의 회전에 따라서, 어느 시점에는 광선속의 경로에 제1 영역(222a)만이 존재할 수 있고, 다른 시점에는 광선속의 경로에 제2 영역(223a)만이 존재하거나 또는 제1 영역과(222a)과 제2 영역(223a)이 함께 존재할 수 있다.

만약 제1 영역(222a)과 제2 영역(223a)의 면적 비율이 50:50인 경우, 분배부(220a)가 회전하는 것을 고려하여서 평균적으로 살펴보면, 광선속의 50%는 반사되고 나머지 50%는 투과될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 분배부(220a)에서 제1 영역(222a)과 제2 영역(223a)의 면적 비율이 50:50인 것은 예시적인 것에 불과하다. 예컨대 도 5를 참조하면, 분배부(220b)에서 제1 영역(222b)과 제2 영역(223b)의 면적 비율은 75:25일 수 있으며, 이와 다른 면적 비율로 구성될 수도 있다.

한편, 분배부(220a)의 제1 영역(222a)과 제2 영역(223a)의 면적 비율은 실시예에 따라 가변될 수 있다. 이를 위해, 제2 영역(223a)을 형성하는 반사 필터는 예컨대 부채와 같이 접히거나 펼쳐지는 구조를 가질 수 있다. 또한, 조명 광학계(200)는 이러한 반사 필터를 구동시키는 구동부(도면에 미도시)를 더 포함할 수 있다. 구동부가 반사 필터를 구동하면, 반사 필터는 분배부(220a)의 표면 상에서 펼쳐지거나 접힐 수 있고, 이에 따라서 제2 영역(220a)이 분배부(220a)에서 차지하는 넓이가 증가하거나 감소할 수 있다.

분배부(220)를 구현하는 제3 예를 살펴보기 위해 도 6을 참조한다. 도 6은 제3 예에 따라 구현된 분배부(220c)의 평면도이다. 도 6을 참조하기에 앞서, 제3 예에 따라 분배부(220c)가 구현된다면 영상 투사 장치(1000)는 광선속을 편광시키는 편광 필터(도면에는 미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 편광 필터는 조명 광학계(200)를 통과한 광선속을 편광시킨다.

이어서 도 6을 참조하면, 분배부(220c)는 편광 스위치(221c) 및 편광 빔 스플리터(222c)를 포함할 수 있다. 편광 스위치(221c)는 편광된 광선속을 전달받는다. 편광된 광선속은 편광 필터에 의해 편광된 것이다. 편광 스위치(221c)는 이와 같이 편광된 광선속의 편광 방향을 기 정의된 각도로 회전시킬 수 있다.

이 때, 편광 스위치(221c)에 의해 회전된 광선속은 평행방향으로 편광된 광선속 성분과 수직방향으로 편광된 광선속 성분으로 구분될 수 있는데, 평행방향으로 편광된 광선속 성분과 수직방향으로 편광된 광선속 성분의 비율은 편광 스위치(221c)에 의해 회전된 각도에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 편광 스위치(221c)가 45°만큼 광선속을 회전시키면, 평행방향으로 편광된 광선속의 성분과 수직방향으로 편광된 광선속의 성분은 50:50일 수 있다. 이와 달리, 편광 스위치(221c)가 90°만큼 광선속을 회전시키면, 평행방향으로 편광된 광선속의 성분과 수직방향으로 편광된 광선속의 성분은 0:100 또는 100:0일 수 있다.

편광 빔 스플리터(222c)는 평행방향으로 편광된 광선속의 성분과 수직방향으로 편광된 광선속의 성분 중 어느 하나는 투과시키고 나머지는 반사시킬 수 있다. 예컨대, 평행방향으로 편광된 광선속의 성분과 수직방향으로 편광된 광선속의 성분의 비율이 75:25인 경우, 편광 빔 스플리터(222c)는 75% 비율인 평행방향으로 편광된 광선속의 성분은 투과시키고 25%의 비율인 수직방향으로 편광된 광선속의 성분은 반사시킬 수 있으며, 그 반대도 가능하다.

다시 도 2를 참조하면, 투사 광학계(100)는 제어부(140) 및 2개의 투사부를 포함할 수 있다. 2개의 투사부는 각각 제1 투사부 및 제2 투사부일 수 있다. 다만, 투사부가 2개인 것은 예시적인 것에 불과하며, 실시예에 따라서 3개 이상이 될 수도 있고, 이하에서는 투사부가 2개인 것을 전제로 설명하기로 한다.

제1 투사부는 제1 편광 빔 스플리터(120), 제1 패널(122), 제1 투사 렌즈부(123), 제1 촬영부(124) 및 제1 센서부(125) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제1 편광 빔 스플리터(120)는 릴레이 렌즈부(221)로부터 광선속을 전달받아서 반사시킨다. 제1 패널(122)은 제1 편광 빔 스플리터(120)로부터 광선속을 전달받은 뒤, 이를 이용하여서 제1 영상을 형성한다. 제1 패널(122)에 형성된 제1 영상은 다시 제1 편광 빔 스플리터(120)를 통과하고, 이 후 제1 투사 렌즈부(123)를 통과하여서 제1 스크린 상에 표시된다.

제2 투사부는 제2 편광 빔 스플리터(130), 제2 패널(132), 제2 투사 렌즈부(133), 제2 촬영부(134) 및 제2 센서부(135) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제2 편광 빔 스플리터(130)는 릴레이 렌즈부(231)로부터 광선속을 전달받아서 반사시킨다. 제2 패널(132)은 제2 편광 빔 스플리터(130)로부터 광선속을 전달받은 뒤, 이를 이용하여서 제2 영상을 형성한다. 제2 패널(132)에 형성된 제2 영상은 다시 제2 편광 빔 스플리터(130)를 통과하고, 이 후 제2 투사 렌즈부(133)를 통과하여서 제2 스크린 상에 표시된다. 여기서, 제2 영상은 제1 영상과 동일하거나 상이한 영상일 수 있다.

즉, 일 실시예에 따르면 영상 투사 장치(1000)는 하나의 조명 광학계(200)와 복수 개의 투사 광학계(100)를 포함하도록 구성되므로, 하나의 영상 투사 장치(1000)에서 복수 개의 영상이 투사될 수 있다. 이 경우 복수 개의 영상 투사 장치(1000)를 통해 복수 개의 영상을 투사하는 경우보다 비용이 저감될 수 있고 또한 영상 투사 장치(1000)가 차지하는 부피가 줄어들 수 있다.

한편, 영상 투사 장치(1000)는 제어부(140)를 포함한다. 제어부(140)는 이하에서 설명할 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 저장하는 메모리, 그리고 이러한 명령어를 실행하는 마이크로프로세서에 의하여 구현 가능하다.

제어부(140)는 분배부(220)와 연결될 수 있으며, 분배부(220)에서 광선속이 반사되는 비율과 투과되는 비율을 제어할 수 있다.

예컨대, 분배부(220)가 전술한 제2 예에 따라 구현되는 경우, 제어부(140)는 구동부를 구동시킴으로써 제1 영역(112a)과 제2 영역(113a)의 비율이 조절되도록 할 수 있으며, 이에 따라 광선속이 반사되는 비율과 투과되는 비율이 조절되도록 할 수 있다.

이와 달리, 분배부(220)가 제3 예에 따라 구현되는 경우, 제어부(140)는 편광 스위치(221c)를 제어함으로써 광선속이 반사되는 비율과 투과되는 비율이 조절되도록 할 수 있다.

이 때, 제어부(140)는 광선속이 반사되는 비율과 투과되는 비율을 조절함에 있어서, 제1 영상이 투사되는 환경과 제2 영상이 투사되는 환경을 고려할 수 있다.

이를 위해, 제1 투사부는 제1 촬영부(124)와 제1 센서부(125)를 더 포함할 수 있으며, 제2 투사부는 제2 촬영부(134)와 제2 센서부(135)를 더 포함할 수 있다.

이에 대하여 자세하게 살펴보면, 제1 촬영부(124)는 제1 스크린을 촬영한다. 제어부(140)는 제1 촬영부(124)가 촬영한 제1 스크린의 영상으로부터 제1 스크린의 색상이나 밝기에 대한 정보를 획득한다. 이는 제2 투사부에 대해서도 마찬가지이다.

제어부(140)는 제1 스크린의 색상과 제2 스크린의 색상을 비교하거나 또는 제1 스크린의 밝기와 제2 스크린의 밝기를 비교한다. 예컨대 제1 스크린의 색상이 제2 스크린의 색상보다 밝은 경우, 제어부(140)는 제1 스크린을 향하는 광선속이 제2 스크린을 향하는 광선속보다 많아지도록 분배부(220)를 제어할 수 있다.

또한, 제1 투사부는 제1 센서부(125)를 더 포함할 수 있다. 제1 센서부(125)는 도면에는 도시되지 않았지만 제1 스크린까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서 또는 제1 스크린이 위치하는 장소, 즉 제1 스크린 주변의 조도를 측정하는 조도 센서 등을 포함할 수 있으며 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 제2 투사부에 대해서도 마찬가지이다. 예컨대 제1 센서부(125)가 측정한 제1 스크린까지의 거리가 제2 센서부(135)가 측정한 제2 스크린까지의 거리보다 멀다면, 제어부(140)는 제1 스크린을 향해서 더 많은 광선속이 향하도록 분배부(220)를 제어(즉, 반사비율이 투과비율보다 높도록)할 수 있다. 또는 제1 센서부(125)가 측정한 제1 스크린 주변, 즉 제1 스크린이 위치하는 장소의 조도가 제2 센서부(135)가 측정한 제2 스크린 주변, 즉 제2 스크린이 위치하는 장소의 조도보다 낮다면, 제어부(140)는 제2 스크린을 향해서 더 많은 광선속이 향하도록 분배부(220)를 제어(즉, 투과비율이 반사비율보다 높도록)할 수 있다.

한편, 제어부(140)는 제1 패널(122) 및 제2 패널(132)과 연결될 수 있으며, 광선속이 반사되는 비율과 투과되는 비율을 이러한 분배부(220)를 통하여 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 제1 패널(122)에 연결되어서, 이러한 제1 패널(122)에 포함된 화소마다의 출력 변화율을 제1 패널(122)로부터 획득할 수 있고, 이는 제2 패널(132)에 대해서도 마찬가지이다. 제어부(140)는 제1 패널(122)에 대해 감지된 출력 변화율과 제2 패널(132)에 대해 감지된 출력 변화율을 비교하여서, 더 많은 출력 변화율을 갖는 패널 쪽으로 더 많은 광선속이 향하도록 분배부(220)를 제어할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따라 구성된 영상 투사 장치(2000)을 개념적으로 도시한 도면이며, 다만 도 7은 예시적인 것에 불과하므로 본 발명의 사상이 도 7에 도시된 도면에 의해 한정 해석되는 것은 아니다.

도 7을 참조하면, 영상 투사 장치(2000)는 복수 개의 투사 광학계(100) 및 조명 광학계(200)를 포함할 수 있다.

도 7에 도시된 조명 광학계(200)의 경우, 도 2에 도시된 조명 광학계(200)에 더하여 적외선 광원(217)이 추가된 것, 그리고 분배부(220)가 적외선 반사부를 더 포함하는 것 이외에는 도 2에 도시된 조명 광학계(200)와 동일하다. 이에 대해 살펴보면, 다른 광원(211 내지 213)과 동일한 광경로를 가지도록 적외선 광원(217)이 배치된다. 또한, 분배부(220)는 조명 광학계(200)로부터 전달받은 광선속 중 적외선을 반사시키도록 적외선 반사부를 더 포함한다.

도 7에 도시된 투사 광학계(100)의 경우, 센서부(125)가 적외선 센서를 더 포함하는 것 이외에는 도 2에 도시된 투사 광학계(100)와 동일하다. 이에 대해 살펴보면, 적외선 광원(217)으로부터 방사된 적외선은 적외선 반사부에 의해 반사된 뒤 제1 편광 빔 스플리터(120)를 거친 뒤 제1 스크린을 향하여 반사되고, 이 후 이러한 적외선이 제1 스크린을 향하는 경로 상에 놓인 물체에 의해 반사된다. 적외선 센서는 이러한 물체에 의하여 반사된 적외선을 감지하고, 이를 통해 물체 그 자체를 감지하거나 물체까지의 거리 등을 감지한다. 이 때, 제1 패널(122)에서 형성된 제1 영상은 가상 키보드일 수 있으며, 이 때의 물체는 가상 키보드를 이용하는 사용자의 손일 수 있다.

즉, 이러한 실시예에 따르면, 하나의 영상 투사 장치(2000)에서 복수 개의 영상이 투사될 수 있고, 이 때 어느 하나의 영상은 가상 키보드용 영상이고 나머지 영상은 영화나 스포츠 중계와 같은 일반적인 영상일 수 있다.

이 때, 제어부(140)는 제1 패널(122)에서 감지된 출력 변화율과 제2 패널(132)에서 감지된 출력 변화율을 기초로 가상 키보드용 영상을 투사하거나 또는 투사하지 않을 수 있다. 예컨대, 제2 패널(132)에서 감지된 출력 변화율이 기준치보다 낮은 경우, 즉 제2 영상이 워드 화면 등이여서 출력 변화율이 낮은 경우, 제어부(140)는 제1 패널(122)에서 가상 키보드용 영상이 투사되도록 할 수 있다. 반면, 제2 패널(132)에서 감지된 출력 변화율이 기준보다 높은 경우, 즉 제2 영상이 영화나 스포츠 중계여서 출력 변화율이 높은 경우, 제어부(140)는 가상 키보드용 영상이 제1 영상으로서 출력되지 않도록 하면서 이와 동시에 모든 광선속이 제2 패널(132)을 향하도록 제어할 수 있다.

한편, 분배부(220)가 광선속을 반사시키는 방향에 따라서, 영상 투사 장치(1000)가 투사하는 복수 개의 영상의 방향이 달라질 수 있다. 이를 위해 도 8과 9를 참조하기로 한다. 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 분배부(220)가 광선속을 반사시키는 방향은 분배부(220)의 각도에 따라 상이할 수 있다.

아울러, 분배부(220)를 적어도 두 개 이상 채용하는 경우, 영상 투사 장치(1000)는 세 개 이상의 영상을 투사할 수 있다. 이를 위해 도 10을 참조하기로 한다. 도 10을 참조하면, 2개의 분배부(220-1,220-2)가 조명 광학계(200)에 채용될 수 있다. 이 경우, 릴레이 렌즈부(216)를 통과한 광선속 중 일부는 분배부(220-1)에 의해 반사되어서 제1 영상을 형성하고, 나머지 광선속은 분배부(220-1)를 투과하여서 분배부(220-2)를 향해 입사될 수 있다. 분배부(220-2)에 입사된 광선속 중 일부는 이러한 분배부(220-2)에 의해 반사되어서 제2 영상을 형성하고, 나머지 광선속은 분배부(220-2)를 투과하여서 제3 영상을 형성할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 영상 투사 장치는 하나의 조명 광학계와 복수 개의 투사 광학계를 포함하도록 구성되므로, 하나의 영상 투사 장치에서 복수 개의 영상이 투사될 수 있다. 이 경우 복수 개의 영상 투사 장치를 통해 복수 개의 영상을 투사하는 경우보다 비용이 저감될 수 있고 또한 영상 투사 장치가 차지하는 부피가 줄어들 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치가 지원하는 최대 출력에 대해, 복수 개의 영상 각각이 투사되는 환경 또는 각각의 영상의 특성이 고려되어서 이러한 최대 출력이 분배될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

일 실시예에 따른 영상 투사 장치는 두 개의 영상 투사 장치를 결합한 것보다 적은 비용으로 구현 가능하며, 더 적은 부피를 차지한다.

1000: 영상 투사 장치
100: 투사 광학계
200: 조명 광학계

Claims (8)

1. 조명 광학계 및 복수 개의 투사 광학계를 포함하는 영상 투사 장치로서,
   상기 조명 광학계는 광선(光線)을 방사하는 광원과, 상기 방사된 광원의 다발인 광선속(光線束) 중 일부를 투과시키는 제1 영역 및 나머지를 반사시키는 제2 영역으로 구획되는 분배부(splitter)를 포함하고,
   상기 복수 개의 투사 광학계는 제1 투사 광학계 및 제2 투사 광학계로 이루어지고,
   상기 제1 투사 광학계는 상기 반사된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제1 영상을 형성하는 제1 패널과, 상기 제1 영상을 전달받아서 제1 스크린을 향하여 투사하는 제1 투사 렌즈부를 포함하고,
   상기 제2 투사 광학계는 상기 투과된 광선속을 이용하여서 기 정의된 제2 영상을 형성하는 제2 패널과, 상기 제2 영상을 전달받아서 제2 스크린을 향하여 투사하는 제2 투사 렌즈부를 포함하고,
   상기 제2 영역은 상기 분배부에 배치된 반사 필터에 의해 형성되고,
   상기 분배부는,
   기 정의된 회전축을 기준으로 회전 운동하며, 상기 광선속의 경로가 상기 제1 영역에 포함되는 면적에 대비하여서 상기 제2 영역에 포함되는 면적의 비율이 상기 회전 운동에 따라 주기적으로 변화하도록 배치되고,
   상기 조명 광학계는,
   상기 분배부에 배치된 상기 반사 필터의 넓이가 증감되도록 상기 반사 필터를 구동시키는 구동부를 더 포함하는
   영상 투사 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 분배부는,
   상기 광선속 중 일부는 반사시키고 나머지는 투과시키는 하프미러(half mirror)인
   영상 투사 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상 투사 장치는 상기 광선속을 편광시키는 편광 필터를 포함하고,
   상기 조명 광학계는,
   상기 편광 필터에 의해 편광된 광선속을 전달받은 뒤, 상기 편광된 광선속을 회전시키는 편광 스위치와,
   상기 편광 스위치에 의해 회전된 광선속이 평행방향으로 편광된 광선속 성분과 수직방향으로 편광된 광선속 성분으로 구분될 경우, 어느 하나의 성분은 투과시키고 다른 하나의 성분는 반사시키는 편광 빔 스플리터를 포함하는
   영상 투사 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 투사 광학계 각각은,
   상기 제1 스크린의 색상, 상기 제1 스크린과 상기 제1 투사 렌즈부 간의 거리 및 상기 제1 스크린이 위치하는 장소의 조도 중 적어도 하나를 측정하는 제1 센서부와,
   상기 제2 스크린의 색상, 상기 제2 스크린과 상기 제2 투사 렌즈부 간의 거리 및 상기 제2 스크린이 위치하는 장소의 조도 중 적어도 하나를 측정하는 제2 센서부와,
   상기 제1 센서부가 측정한 값 및 상기 제1 센서부가 측정한 값과 같은 종류인 상기 제2 센서부가 측정한 값을 비교한 결과를 토대로, 상기 분배부에 의해 반사되는 광선속의 비율과 투과되는 비율을 제어하는 제어부를 더 포함하는
   영상 투사 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 투사 광학계 각각은,
   상기 제1 패널에 연결되어서 상기 제1 패널에 포함된 화소마다의 출력 변화율을 감지하고, 상기 제2 패널에 연결되어서 상기 제2 패널에 포함된 화소마다의 출력 변화율을 감지하며, 상기 제1 패널에 대해 감지된 출력 변화율과 상기 제2 패널에 대해 감지된 출력 변화율을 비교한 결과를 토대로 상기 분배부에 의해 반사되는 광선속의 비율과 투과되는 비율을 제어하는 제어부를 더 포함하는
   영상 투사 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 조명 광학계는 적외선 광선을 방사하는 적외선 광원을 더 포함하고,
   상기 분배부는 상기 적외선 광선이 향하는 경로에 배치되어서 상기 적외선 광선이 상기 제1 스크린을 향하도록 반사시키는 적외선 반사부를 더 포함하며,
   상기 복수 개의 투사 광학계 각각은, 상기 적외선 반사부에 의해 반사되어서 상기 제1 스크린을 향하는 적외선 광선이, 상기 적외선 광선이 향하는 경로에 위치한 물체에 의해 반사되면, 상기 반사된 적외선 광선을 감지하는 적외선 센서를 더 포함하는
   영상 투사 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   기 정의된 시간동안 상기 적외선 센서에 의해 감지되는 신호가 없으면, 상기 분배부에 의해 반사되는 광선속의 비율이 상기 투과되는 비율보다 낮아지도록 제어하는
   영상 투사 장치.

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