KR102200450B1 - Image projection apparatus - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 영상 투사 장치는 패널(panel)부와, 상기 패널부로부터 광선을 전달받아서 굴절시키는 투사 광학계와, 상기 투사 광학계로부터 상기 굴절된 광선을 전달받아서 반사시키는 반사부와, 상기 반사부로부터 상기 반사된 광선을 전달받아서 상기 반사된 광선에 따른 상(像)을 표시하는 스크린부를 포함한다. 상기 패널부, 상기 투사 광학계, 상기 반사부 및 상기 스크린부는 상기 패널부로부터 상기 투사 광학계를 거쳐 상기 반사부까지 소정의 직선축을 따라 측정된 거리가, 상기 반사부로부터 상기 스크린부까지 상기 직선축을 따라 측정된 거리보다 길도록 배치된다.An image projection apparatus according to an embodiment includes a panel unit, a projection optical system that receives and refracts light rays from the panel unit, a reflection unit that receives and reflects the refracted light rays from the projection optical system, and the reflection unit And a screen unit configured to receive the reflected light beam from and to display an image according to the reflected light beam. A distance measured along a predetermined linear axis from the panel unit, the projection optical system, the reflective unit, and the screen unit to the reflection unit from the panel unit through the projection optical system is measured along the linear axis from the reflection unit to the screen unit. It is arranged to be longer than the measured distance.

Description

영상 투사 장치{IMAGE PROJECTION APPARATUS}Image projection device {IMAGE PROJECTION APPARATUS}

본 발명은 영상 투사 장치에 대한 것이다.The present invention relates to an image projection apparatus.

영상 투사 장치 중 하나인 빔 프로젝터는 자신으로부터 일정 거리 떨어져 있는 스크린 상에 영상을 확대하여 투사하는 장치이다. 빔 프로젝터는 영상을 이루는 광선을 생성하는 광원(光源), 광원을 전달받아서 영상을 생성하는 패널(panel), 광원과 패널 사이에 위치하여 광원으로부터 방사된 광선을 패널에 집중시켜 패널에 영상이 생성되도록 하는 조명 광학계, 패널과 스크린 사이에 위치하여 패널의 영상을 확대하여 스크린에 투사하는 투사 광학계 등을 포함할 수 있다. A beam projector, one of the image projection devices, is a device that enlarges and projects an image on a screen that is a certain distance away from itself. The beam projector is a light source that generates light rays that make up an image, a panel that generates an image by receiving a light source, and is located between the light source and the panel, and the light emitted from the light source is concentrated on the panel to create an image on the panel. It may include an illumination optical system to be configured, a projection optical system positioned between the panel and the screen to enlarge an image of the panel and project it onto the screen.

이와 같은 빔 프로젝터는 학교, 회사, 가정 등 다양한 장소에서 강의, 프리젠테이션, 동영상 시청 등의 여러 목적을 위해 널리 사용되고 있다. 또한, 빔 프로젝터의 사용이 일반화됨에 따라, 최근에는 휴대가 가능할 정도로 작은 초소형의 빔 프로젝터에 대한 수요도 증가하고 있다. Such a beam projector is widely used for various purposes such as lectures, presentations, and watching videos in various places such as schools, companies, and homes. In addition, as the use of beam projectors is becoming more common, demand for ultra-small beam projectors that are small enough to be portable is also increasing in recent years.

도 1 및 2는 텔레센트릭(telecentric) 방식의 광학계를 도시한 도면이다. 텔레센트릭 방식의 광학계는 패널 상의 각 위치에서의 주광선(主光線)이 패널의 법선(法線)과 이루는 각도(chief ray angle, 이하 CRA)가 0으로 수렴하도록 설계된 것을 특징으로 한다. 도 1 및 2를 참조하면, 패널(30)은 각각 복수의 렌즈(11, 21)를 포함하는 조명 광학계(10)와 투사 광학계(20) 사이에 존재한다. 이러한 패널(30)에 입사되는 복수의 광선속 중 주광선(主光線, 40)에 해당하는 것들은, 도면에 도시된 바와 같이 패널(30)의 표면에 거의 수직한 상태로 입사 및 방사된다.1 and 2 are views showing a telecentric optical system. The telecentric optical system is characterized in that it is designed so that the chief ray angle (CRA) at each position on the panel and the normal line of the panel converges to zero. 1 and 2, the panel 30 exists between the illumination optical system 10 and the projection optical system 20 including a plurality of lenses 11 and 21, respectively. Among the plurality of light beams incident on the panel 30, those corresponding to the main light ray 40 are incident and radiated substantially perpendicular to the surface of the panel 30 as shown in the drawing.

한국공개특허공보, 제 10-2013-0019191호 (2013.02.26. 공개)Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0019191 (published on February 26, 2013)

최근에는 초근거리에서도 투사 가능한, 즉 투사거리가 일반적인 프로젝터보다 짧은 프로젝터에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 프로젝터의 경우, 비점수차 보정이나 색수차 보정이 성능에 큰 영향을 미치게 된다.In recent years, interest in projectors that can project even at a very short distance, that is, a projection distance that is shorter than that of a general projector, is increasing. In the case of such a projector, astigmatism correction or chromatic aberration correction greatly affects performance.

이에, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 투사거리가 짧은 경우에도 비점수차 보정 내지 색수차 보정의 효과를 일정 수준 이상으로 가질 수 있고, 또한 일정 수준 이상의 결상 배율을 확보할 수 있는 영상 투사 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the object to be solved of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of having the effect of correcting astigmatism or chromatic aberration above a certain level even when the projection distance is short, and also securing an imaging magnification of more than a certain level. will be.

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.However, the problem to be solved of the present invention is not limited to the ones mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

일 실시예에 따른 영상 투사 장치는 패널(panel)부와, 상기 패널부로부터 광선을 전달받아서 굴절시키는 투사 광학계와, 상기 투사 광학계로부터 상기 굴절된 광선을 전달받아서 반사시키는 반사부와, 상기 반사부로부터 상기 반사된 광선을 전달받아서 상기 반사된 광선에 따른 상(像)을 표시하는 스크린부를 포함한다. 상기 패널부, 상기 투사 광학계, 상기 반사부 및 상기 스크린부는 상기 패널부로부터 상기 투사 광학계를 거쳐 상기 반사부까지 소정의 직선축을 따라 측정된 거리가, 상기 반사부로부터 상기 스크린부까지 상기 직선축을 따라 측정된 거리보다 길도록 배치된다.An image projection apparatus according to an embodiment includes a panel unit, a projection optical system that receives and refracts light rays from the panel unit, a reflection unit that receives and reflects the refracted light rays from the projection optical system, and the reflection unit And a screen unit configured to receive the reflected light beam from and to display an image according to the reflected light beam. A distance measured along a predetermined linear axis from the panel unit, the projection optical system, the reflective unit, and the screen unit to the reflection unit from the panel unit through the projection optical system is measured along the linear axis from the reflection unit to the screen unit. It is arranged to be longer than the measured distance.

일 실시예에 따르면, 초근거리에서도 비점수차 내지 색수차의 보정이 효과적으로 이루어질 수 있는, 따라서 초근거리에서도 투사 가능한 영상 투사 장치의 제공이 가능하다.According to an embodiment, it is possible to provide an image projection apparatus capable of effectively correcting astigmatism or chromatic aberration even at a very short distance, and thus capable of projecting even at a very short distance.

도 1 및 2는 텔레센트릭(telecentric) 방식의 광학계를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 투사 장치의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 투사 광학계의 구성을 패널부 및 반사부와 함께 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 반사부의 면 형상을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 영상 투사 장치의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
1 and 2 are views showing a telecentric optical system.
3 is a diagram conceptually illustrating a configuration of an image projection apparatus according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating the configuration of the projection optical system shown in FIG. 3 together with a panel portion and a reflective portion.
5 is a diagram illustrating a surface shape of a reflective portion illustrated in FIG. 3 by way of example.
6 is a diagram illustrating a configuration of an image projection apparatus according to an exemplary embodiment.

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.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.

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.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 3은 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다. 다만, 도 3에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하므로, 도 3를 통해 본 발명의 사상이 한정 해석되는 것은 아니며, 따라서 영상 투사 장치(1000)는 도시된 것 외의 다른 구성 요소를 추가로 포함하거나, 도시된 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.3 is a diagram conceptually illustrating a configuration of an image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment. However, since what is shown in FIG. 3 is only exemplary, the idea of the present invention is not limitedly interpreted through FIG. 3, and thus the image projection apparatus 1000 further includes other components other than those shown, Some of the illustrated components may not be included.

도 3을 참조하면, 영상 투사 장치(1000)는 패널부(110), 투사 광학계(120), 반사부(130) 및 스크린부(140)를 포함한다. 또한, 도 3에는 도시되지 않았지만, 영상 투사 장치(1000)는 전원부, 전원부로부터 전원을 공급받아서 광선을 발생시키는 LED와 같은 광원부, 광원부로부터 광선을 전달받아서 상기 패널부(110)에서 상이 형성되도록 조사하는 복수의 렌즈로 구성되는 조명 광학계를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the image projection apparatus 1000 includes a panel unit 110, a projection optical system 120, a reflective unit 130, and a screen unit 140. In addition, although not shown in FIG. 3, the image projection apparatus 1000 is a light source unit such as an LED that generates light by receiving power from a power supply unit and a power unit, and irradiates the panel unit 110 to form an image by receiving light rays from the light source unit. It may further include an illumination optical system composed of a plurality of lenses.

여기서, 패널부(110) 및 스크린부(140) 그 자체는 공지된 구성이므로 이들 각각에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 투사 광학계(120)는 도 4에서, 반사부(130)에 관한 것은 도 5에서 자세하게 설명하기로 한다.Here, since the panel unit 110 and the screen unit 140 themselves are known configurations, a description of each of them will be omitted. However, the projection optical system 120 will be described in detail in FIG. 4 and the reflective unit 130 in FIG. 5.

이하에서는 전술한 영상 투사 장치(1000)에서 상(像)이 형성되는 과정에 대해 살펴본다. 전원부로부터 전원을 공급받은 광원부는 광선을 발생시키고, 발생된 광선은 조명 광학계를 거쳐 패널부(110)로 전달되어서 상을 형성한다. 패널부(110)에서 상을 형성한 광선은 투사 광학계(120)를 거쳐 반사부(130)로 전달되어서 반사되고, 반사부(130)에서 반사된 광선은 스크린부(140)로 전달된다. 그러면, 스크린부(140)에는 상이 형성된다.Hereinafter, a process of forming an image in the above-described image projection apparatus 1000 will be described. The light source unit supplied with power from the power supply unit generates light rays, and the generated light rays are transmitted to the panel unit 110 through an illumination optical system to form an image. The light rays forming the image in the panel unit 110 are transmitted to the reflecting unit 130 through the projection optical system 120 and reflected, and the light rays reflected from the reflecting unit 130 are transmitted to the screen unit 140. Then, an image is formed on the screen unit 140.

이 때, 영상 투사 장치(1000)는 프로젝터이므로, 패널부(110)에 형성된 상에 비해 스크린부(140)에 형성된 상의 크기가 크다. 이에, 도 3에 도시된 것과 같이, 패널부(110)는 '축소측'이라 지칭될 수 있고 스크린부(140)는 '확대측'이라고 지칭될 수 있다.In this case, since the image projection apparatus 1000 is a projector, the size of the image formed on the screen unit 140 is larger than the image formed on the panel unit 110. Accordingly, as shown in FIG. 3, the panel unit 110 may be referred to as a “reduced side” and the screen unit 140 may be referred to as a “enlarged side”.

이하에서는 영상 투사 장치(1000)의 각 구성요소가 배치되는 위치에 대해, 패널부(110)를 기준으로 살펴보도록 한다. Hereinafter, a position at which each component of the image projection apparatus 1000 is disposed will be described with reference to the panel unit 110.

먼저, 전술한 전원부, 광원부 및 조명 광학계는 도면에는 도시되지 않았지만 도 3의 패널부(110) 부근에 배치될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.First, the power supply unit, the light source unit, and the illumination optical system described above may be disposed near the panel unit 110 of FIG. 3 although not shown in the drawings, but are not limited thereto.

투사 광학계(120)는 소정의 직선축(도 3에서는 y축)을 따라(직선축에 평행한 방향으로), 패널부(110)로부터 제1 거리(도 3에 도시)만큼 이격된 위치에 배치된다.The projection optical system 120 is disposed along a predetermined linear axis (y-axis in FIG. 3) (in a direction parallel to the linear axis), and at a position separated by a first distance (shown in FIG. 3) from the panel unit 110 do.

반사부(130)는 전술한 y축을 따라, 패널부(110)로부터 제2 거리(도 3에 도시)만큼 이격된 위치에 배치된다. 이 때 제2 거리는 제1 거리보다 길다.The reflective unit 130 is disposed at a position spaced apart from the panel unit 110 by a second distance (shown in FIG. 3) along the y-axis described above. At this time, the second distance is longer than the first distance.

스크린부(140)는 전술한 y축을 따라, 패널부(110)로부터 제3 거리(도 3에 도시)만큼 이격된 위치에 배치된다. 이 때 제3 거리는 제2 거리보단 짧다. 따라서, y축을 따라 반사부(130)로부터 스크린부(140)까지 이격된 거리인 제4 거리(도 3에 도시)는 전술한 제2 거리보다 짧다.The screen unit 140 is disposed at a position spaced apart from the panel unit 110 by a third distance (shown in FIG. 3) along the above-described y-axis. At this time, the third distance is shorter than the second distance. Accordingly, the fourth distance (shown in FIG. 3), which is a distance from the reflective unit 130 to the screen unit 140 along the y-axis, is shorter than the aforementioned second distance.

여기서, 제2 거리는 '전장 거리'로 지칭되고, 제4 거리는 반사부(130)에서 반사된 광선이 스크린부(140)까지 투사되는 거리라는 점에서 '투사 거리'라고 지칭된다. 이를 기초로 살펴보면, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)에서는, 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 작다. 이는, 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 작음에도 불구하고, 즉 초근거리에서 투사함에도 불구하고 영상 투사 장치(1000)의 다양한 구성들, 예컨대 투사 광학계(120) 내지 반사부(130)에 의해 상(像) 제대로 맺힐 수 있음을 의미한다 즉, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)는 초근거리에서도 투사 가능한 장치이다.Here, the second distance is referred to as a'total length distance', and the fourth distance is referred to as a'projection distance' in that it is a distance through which light rays reflected from the reflector 130 are projected to the screen unit 140. Looking at this as a basis, in the image projection apparatus 1000 according to an embodiment, the ratio of the projection distance to the total length is less than 1. This is, even though the ratio of the projection distance to the total length is less than 1, that is, even when projecting at an ultra-short distance, various configurations of the image projection apparatus 1000, for example, the projection optical system 120 to the reflection unit 130 This means that an image can be properly formed. That is, the image projection apparatus 1000 according to an embodiment is a device capable of projecting even at a very short distance.

아울러, 도 3을 참조하여서, 반사부(130)로부터 스크린부(140)의 상단까지의 광로의 길이를 제1 길이라고 정의(도 3에 도시됨)하고 반사부(130)로부터 스크린부(140)의 하단까지의 광로의 길이를 제2 길이라고 정의하자(도 3에 도시됨). 일반적인 프로젝터의 경우 반사부로부터 스크린부까지의 거리가 패널부로부터 반사부까지의 거리보다 상대적으로 훨씬 길다. 즉, 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 크다. 따라서, 이러한 일반적인 프로젝터에서의 제1 길이(도 3에 도시된 것을 참조)에 대한 일반적인 프로젝터에서의 제2 길이(도 3에 도시된 것을 참조)의 비율은 1보다 작지만 거의 1에 가까운 값을 가질 수 있다. In addition, referring to FIG. 3, the length of the optical path from the reflecting unit 130 to the upper end of the screen unit 140 is defined as a first length (shown in FIG. 3 ), and the screen unit 140 from the reflecting unit 130 Let the length of the optical path to the lower end of) be defined as the second length (shown in FIG. 3). In the case of a general projector, the distance from the reflector to the screen is relatively much longer than the distance from the panel to the reflector. That is, the ratio of the projection distance to the total length is greater than 1. Therefore, the ratio of the second length (refer to the one shown in Fig. 3) in the general projector to the first length (refer to the one shown in Fig. 3) in such a general projector is less than 1, but will have a value close to 1. I can.

그러나, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)의 경우 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 작다. 따라서, 제1 길이에 대한 제2 길이의 비율이 일반적인 프로젝터보다 작은 값을 갖는다.However, in the case of the image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment, the ratio of the projection distance to the total length is less than 1. Therefore, the ratio of the second length to the first length has a smaller value than that of a general projector.

한편, 결상 배율은 Reduction Ratio(RED)라고도 지칭되는데, 확대측에서 형성된 영상(상)의 높이에 대한 축소측에서 형성된 영상(상)의 높이의 비율로 연산된다. 도 3을 참조하면, 제2 높이(도 3에 도시됨)에 대한 제1 높이(도 3에 도시됨)의 비율이 결상 배율이다. 일반적인 프로젝터의 결상 배율은 0.02 이하인 반면, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)의 결상 배율은 0.04보다 크다. 이는, 결상 배율이 일반적인 프로젝터보다 큰 값을 가짐에도 불구하고 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)에서는 상(像)이 제대로 맺힐 수 있음을 의미한다.Meanwhile, the imaging magnification is also referred to as reduction ratio (RED), and is calculated as a ratio of the height of the image (image) formed on the enlarged side to the height of the image (image) formed on the reduction side. 3, the ratio of the first height (shown in FIG. 3) to the second height (shown in FIG. 3) is an imaging magnification. While a typical projector has an imaging magnification of 0.02 or less, an imaging magnification of the image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment is greater than 0.04. This means that although the imaging magnification has a larger value than that of a general projector, the image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment can properly form an image.

한편, 전술한 바와 같이 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)는 초근거리에서 투사함에도 불구하고 상(像)이 제대로 맺힐 수 있는 장치이다. 이는 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)에서는 초근거리에서 투사함에도 불구하고 비점수차 내지 색수차의 보정이 효과적으로 이루어진다는 것을 의미하는데, 이는 도 3에 도시된 투사 광학계(120)와 반사부(130)를 통해 가능하다. 이하에서는 이 중 투사 광학계(120)에 대해 보다 자세하게 살펴보기로 한다.Meanwhile, as described above, the image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment is a device capable of properly forming an image despite projecting from a very short distance. This means that in the image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment, astigmatism or chromatic aberration is effectively corrected despite projecting at a very short distance. This means that the projection optical system 120 and the reflector 130 shown in FIG. ) Through. Hereinafter, the projection optical system 120 will be described in more detail.

도 4는 도 3에 도시된 투사 광학계(120)의 구성을 패널부(110) 및 반사부(130)와 함께 도시한 도면이다. 다만, 도 4는 예시적인 것에 불과하므로, 투사 광학계(120)의 구성이 도 4에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.4 is a diagram illustrating the configuration of the projection optical system 120 shown in FIG. 3 together with the panel unit 110 and the reflecting unit 130. However, since FIG. 4 is merely an example, the configuration of the projection optical system 120 is not limited to that illustrated in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 투사 광학계(120)는 적어도 하나의 비구면 렌즈(122) 또는 적어도 하나의 매니스커스(meniscus) 렌즈(121)를 포함한다. 매니스커스 렌즈(121)는 비구면 렌즈(122)에 비해, 패널부(110)로부터 측정된 거리가 더 먼 쪽(도 4에서는 y축에 평행한 방향을 따라 측정된 거리)에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 4, the projection optical system 120 includes at least one aspherical lens 122 or at least one meniscus lens 121. Compared to the aspherical lens 122, the meniscus lens 121 may be disposed at a farther side (a distance measured along a direction parallel to the y-axis in FIG. 4) from the panel unit 110. It is not limited thereto.

이러한 비구면 렌즈(122)와 매니스커스 렌즈(121)는 투사 거리에 따른 결상 배율을 향상시킬 수 있으며, 비점수차 보정에도 효과적인 역할을 할 수 있다. 특히, 매니스커스 렌즈(121)가 적어도 3개 포함될 경우 이들은 소정의 직선축(도 4에서는 y축)을 따라 연속적으로 인접 배치될 수 있는데, 이 경우 투사 거리에 따른 결상 배율의 향상 효과가 극대화될 수 있다.The aspherical lens 122 and the meniscus lens 121 may improve an imaging magnification according to a projection distance, and may play an effective role in correcting astigmatism. In particular, when at least three meniscus lenses 121 are included, they may be continuously adjacently disposed along a predetermined linear axis (y-axis in FIG. 4). In this case, the effect of improving the imaging magnification according to the projection distance is maximized. Can be.

한편, 투사 광학계(120)에 복수 개의 비구면 렌즈(122)가 포함될 경우, 이들 비구면 렌즈(122)들의 초점 거리 및 절대값은 아래와 같은 관계를 가질 수 있다. 물론, 실시예에 따라 매니스커스 렌즈(121) 또한 아래와 같은 관계를 가질 수도 있으나, 이하에서는 비구면 렌즈(122)가 아래와 같은 관계를 갖는 것을 전제로 한다.Meanwhile, when a plurality of aspherical lenses 122 are included in the projection optical system 120, the focal length and absolute values of these aspherical lenses 122 may have the following relationship. Of course, depending on the embodiment, the meniscus lens 121 may also have the following relationship, but hereinafter, it is assumed that the aspherical lens 122 has the following relationship.

- 복수 개의 렌즈 중 인접 배치된 렌즈 2개 씩을 하나의 쌍으로 본다는 전제에서,-On the premise that two adjacent lenses among a plurality of lenses are viewed as a pair,

- 동일한 쌍을 구성하는 렌즈들끼리의 초점 거리의 부호는 서로 반대임-The signs of the focal lengths of the lenses constituting the same pair are opposite to each other

- 동일한 쌍을 구성하는 렌즈들끼리의 초점 거리의 절대값 간의 차이는, 쌍을 이루는 렌즈 중 어느 하나의 렌즈의 초점 거리의 절대값 기준으로 10% 이내의 값을 가짐-The difference between the absolute value of the focal length between the lenses constituting the same pair is within 10% based on the absolute value of the focal length of any one of the paired lenses.

예컨대, 도 4에 도시된 것과 같이 투사 광학계(120)를 구성하는 렌즈들은 다음과 같이 쌍을 이룰 수 있으며, 이 때 각 쌍의 초점 거리와 부호는 다음과 같을 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 4, lenses constituting the projection optical system 120 may be paired as follows, and in this case, the focal length and sign of each pair may be as follows.

(G3,G4) = (-10.3, 10.7) (G3,G4) = (-10.3, 10.7)

(G5,G6) = (4.4,-5.7) (G5,G6) = (4.4,-5.7)

(G7,G8) = (7.0,-7.1) (G7,G8) = (7.0,-7.1)

(G9,G8) = (3.2,-3.5)(G9,G8) = (3.2,-3.5)

투사 광학계(120)를 구성하는 렌즈들이 전술한 관계에 따른 초점 거리와 부호를 갖도록 구성될 경우, 투사 거리에 따른 결상 배율의 향상 효과가 극대화될 수 있으며, 또한 색수차 또한 효과적으로 보정될 수 있다.When the lenses constituting the projection optical system 120 are configured to have a focal length and a sign according to the above-described relationship, an effect of improving an imaging magnification according to the projection distance can be maximized, and chromatic aberration can also be effectively corrected.

다음으로, 반사부(130)에 대해 살펴보도록 한다.Next, the reflection part 130 will be described.

도 5는 도 3에 도시된 반사부(130)의 면 형상을 예시적으로 도시한 도면이다. 다만, 도 5는 예시적인 것에 불과하므로, 반사부(130)의 면 형상이 도 5에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.5 is a diagram illustrating a surface shape of the reflective unit 130 shown in FIG. 3 by way of example. However, since FIG. 5 is only an example, the shape of the surface of the reflective unit 130 is not limited to that illustrated in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 반사부(130)는 소정 곡률의 곡면(sag)을 갖는다. 도 5에 도시된 제2 축을 기준으로 반사부(130)의 각 지점까지의 거리를 측정하여 보면, 측정된 각 거리는 도 5에 도시된 제1 축을 기준으로 선대칭을 이룬다. 아울러, 측정된 각 거리는 다음과 같은 수학식 1에 의해 표시 내지 연산될 수 있다.Referring to FIG. 5, the reflector 130 has a curved surface (sag) having a predetermined curvature. When the distances to each point of the reflector 130 are measured based on the second axis shown in FIG. 5, the measured distances form a line symmetry with respect to the first axis shown in FIG. 5. In addition, each measured distance may be displayed or calculated by Equation 1 below.

Figure 112018069244851-pat00001
Figure 112018069244851-pat00001

아울러, 위의 수학식 1에서 각 파라미터는 다음과 같이 정의될 수 있다.In addition, each parameter in Equation 1 above may be defined as follows.

- z : 제1 축과 평행한 Sag값-z: Sag value parallel to the first axis

- c : 곡률(curvature) -c: curvature

- k : conic constant -k: conic constant

- r : radial distance (sqrt(x^2+y^2))-r: radial distance (sqrt(x^2+y^2))

- ARn : r^n 의 계수 (1<= n <= 30)-ARn: coefficient of r^n (1<= n <= 30)

이러한 곡률의 곡면을 갖는 반사부(130)는 '회전 대칭'이라고 지칭된다. 반사부(130)가 회전 대칭일 경우, 투사 거리에 따른 결상 배율의 향상 효과가 극대화될 수 있다.The reflector 130 having such a curved surface is referred to as'rotational symmetry'. When the reflective unit 130 is rotationally symmetric, an effect of improving the imaging magnification according to the projection distance may be maximized.

도 6은 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다. 다만, 도 6은 예시적인 것에 불과하므로, 영상 투사 장치(1000)의 구성이 도 6에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.6 is a diagram illustrating a configuration of an image projection apparatus 1000 according to an exemplary embodiment. However, since FIG. 6 is only an example, the configuration of the image projection apparatus 1000 is not limited to that illustrated in FIG. 6.

도 6을 참조하면, 영상 투사 장치(1000)는 패널부(110), 반사부(130) 및 스크린부(140)를 포함한다. 또한, 영상 투사 장치(1000)는 도 6에는 도시되지 않았지만 프로젝터에 일반적으로 구비되는 구성들, 예컨대 전술한 전원부, 광원부, 투사 광학계(도 3에 도시된 것과 동일한) 및 조명 광학계를 포함할 수 있다. 아울러, 영상 투사 장치(1000)는 전술한 구성들이 실장되는 케이스(200)를 포함할 수 있다. 이 때, 케이스(200) 중 일부(300)는 투명 재질로 형성되어서 빈 공간(310)을 형성할 수 있으며, 스크린부(140)는 이러한 빈 공간(310) 내에 배치될 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 투명 재질의 케이스(300)를 통해 스크린부(140) 및 이러한 스크린부(140)에 형성된 상(像)을 인식할 수 있다.Referring to FIG. 6, the image projection apparatus 1000 includes a panel unit 110, a reflective unit 130, and a screen unit 140. In addition, although not shown in FIG. 6, the image projection apparatus 1000 may include components generally provided in a projector, for example, a power supply unit, a light source unit, a projection optical system (same as illustrated in FIG. 3 ), and an illumination optical system. . In addition, the image projection apparatus 1000 may include a case 200 in which the above-described components are mounted. In this case, some of the cases 300 may be formed of a transparent material to form an empty space 310, and the screen unit 140 may be disposed in the empty space 310. Accordingly, the user can recognize the screen unit 140 and an image formed on the screen unit 140 through the case 300 made of such a transparent material.

상(像)이 형성되는 과정을 살펴보면, 패널부(110)에서 상을 형성한 광선은 도 6에는 도시되지 않았지만 투사 광학계를 거쳐서 반사부(130)로 전달되고, 반사부(130)에서 반사된 광선은 스크린부(140)에서 상을 형성한다.Looking at the process of forming the image, the light rays forming the image in the panel unit 110 are not shown in FIG. 6, but are transmitted to the reflecting unit 130 through the projection optical system, and reflected by the reflecting unit 130. The light rays form an image in the screen unit 140.

이 때, 이러한 영상 투사 장치(1000)의 경우 전술한 바와 같이 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 작다. 이는, 전장 거리에 대한 투사 거리의 비율이 1보다 작음에도 불구하고, 즉 초근거리에서 투사함에도 불구하고 영상 투사 장치(1000)에 상(像)이 제대로 맺힐 수 있음을 의미한다 즉, 일 실시예에 따른 영상 투사 장치(1000)는 초근거리에서도 투사 가능한 장치이다.In this case, in the case of the image projection apparatus 1000, as described above, the ratio of the projection distance to the total length is less than 1. This means that even though the ratio of the projection distance to the full length distance is less than 1, that is, even when projecting at an ultra-short distance, an image can be properly formed on the image projection apparatus 1000. That is, one embodiment The image projection device 1000 according to is a device capable of projecting even at an ultra-short distance.

아울러, 영상 투사 장치(1000)가 초근거리에서 투사함에도 불구하고, 이러한 영상 투사 장치(1000)에서는 비점수차 내지 색수차의 보정이 효과적으로 이루어질 수 있다.In addition, although the image projection apparatus 1000 projects at a very short distance, the astigmatism or chromatic aberration may be effectively corrected in the image projection apparatus 1000.

뿐만 아니라, 이러한 영상 투사 장치(1000)의 결상 배율은 일반적인 프로젝터보다 큰 값을 가짐에도 불구하고, 해당 영상 투사 장치(1000)는 상(像)을 제대로 형성할 수 있다.In addition, although the image projection magnification of the image projection apparatus 1000 has a larger value than that of a general projector, the image projection apparatus 1000 may properly form an image.

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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential quality of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

일 실시예에 따르면, 초근거리에서도 투사 가능한 영상 투사 장치의 제공이 가능하다.According to an embodiment, it is possible to provide an image projection apparatus capable of projecting even in a very short distance.

1000: 영상 투사 장치1000: image projection device

Claims (6)

패널(panel)부와,
상기 패널부로부터 제1 직선축으로 제1 거리만큼 이격된 위치에 배치되며 상기 패널부로부터 광선을 전달받아서 굴절시키는 투사 광학계와,
상기 투사 광학계로부터 상기 굴절된 광선을 전달받아서 반사시키는 반사부와,
상기 반사부로부터 상기 반사된 광선을 전달받아서 상기 반사된 광선에 따른 상(像)을 표시하는 스크린부를 포함하며,
상기 패널부, 상기 투사 광학계, 상기 반사부 및 상기 스크린부는,
상기 패널부로부터 상기 투사 광학계를 거쳐 상기 반사부까지 상기 제1 직선축을 따라 측정된 제2 거리가, 상기 패널부로부터 상기 스크린부까지 상기 제1 직선축을 따라 측정된 제3 거리보다 길고 상기 반사부로부터 상기 스크린부까지 상기 제1 직선축을 따라 측정된 제4 거리보다 길도록 배치되고,
상기 투사 광학계는 적어도 한 쌍의 렌즈를 포함하되,
상기 쌍을 구성하는 렌즈들끼리는,
초점 거리의 부호가 반대이면서, 쌍을 구성하는 렌즈 중 어느 하나의 렌즈의 초점 거리의 절대값에 대비한 상기 초점 거리의 절대값 간의 차이의 비율이 10% 이내인
영상 투사 장치.
A panel part,
A projection optical system disposed at a position spaced apart from the panel part by a first distance along a first linear axis and refracting by receiving light rays from the panel part,
A reflector receiving and reflecting the refracted light rays from the projection optical system,
And a screen unit that receives the reflected light from the reflection unit and displays an image according to the reflected light,
The panel part, the projection optical system, the reflective part, and the screen part,
A second distance measured along the first linear axis from the panel unit to the reflection unit through the projection optical system is longer than a third distance measured along the first linear axis from the panel unit to the screen unit, and the reflective unit It is arranged to be longer than the fourth distance measured along the first linear axis from the to the screen part,
The projection optical system includes at least a pair of lenses,
Between the lenses constituting the pair,
The sign of the focal length is opposite, and the ratio of the difference between the absolute value of the focal length relative to the absolute value of the focal length of one of the lenses constituting the pair is within 10%.
Image projection device.
제 1 항에 있어서,
상기 투사 광학계는,
적어도 하나의 비구면 렌즈 및 적어도 두 개의 매니스커스(meniscus) 렌즈를 포함하는
영상 투사 장치.
The method of claim 1,
The projection optical system,
Comprising at least one aspherical lens and at least two meniscus lenses
Image projection device.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 매니스커스 렌즈는,
상기 직선축을 따라 상기 패널부로부터 측정된 거리가 상기 적어도 하나의 비구면 렌즈보다 먼 곳에 배치되는
영상 투사 장치.
The method of claim 2,
The at least two meniscus lenses,
A distance measured from the panel part along the linear axis is disposed farther than the at least one aspherical lens
Image projection device.
제 1 항에 있어서,
상기 투사 광학계는,
상기 직선축을 따라 연속적으로 인접 배치된 적어도 세 개의 매니스커스 렌즈를 포함하는
영상 투사 장치.
The method of claim 1,
The projection optical system,
Including at least three meniscus lenses continuously adjacently disposed along the linear axis
Image projection device.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 반사부의 곡면은,
회전 대칭인
영상 투사 장치.
The method of claim 1,
The curved surface of the reflective part,
Rotationally symmetric
Image projection device.
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