KR102230577B1

KR102230577B1 - Projector

Info

Publication number: KR102230577B1
Application number: KR1020180049339A
Authority: KR
Inventors: 박광우; 김다애
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2021-03-23
Also published as: KR20190125066A

Abstract

본 발명은 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하고, 광경로를 단축시켜 전체적인 크기를 감소시킨 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 이미지 신호에 따라 변조된 빛을 출력하는 조명부; 상기 조명부에서 출력된 빛을 투사하는 투사 렌즈부; 및 상기 투사 렌즈부에서 출력되는 빛을 굴절시켜 광경로가 단축되도록 변경하고, 상기 광경로가 변경된 빛을 투사면 또는 바닥면으로 반사하는 반사부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하고, 광경로를 단축시켜 프로젝터의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.An object of the present invention is to provide a projector in which an image can be displayed by being installed in a position close to a projection surface and an overall size is reduced by shortening an optical path. To this end, the present invention includes a lighting unit that outputs light modulated according to an image signal; A projection lens unit for projecting the light output from the lighting unit; And a reflecting unit that refracts light output from the projection lens unit to change an optical path to be shortened, and reflects the light having the changed optical path to a projection surface or a bottom surface. Accordingly, the present invention has the advantage of being able to display an image by installing it in a position close to the projection surface, and reducing the overall size of the projector by shortening the optical path.

Description

Projector {PROJECTOR}

본 발명은 프로젝터에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하고, 광경로를 단축시켜 전체적인 크기를 감소시킨 프로젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a projector, and more particularly, to a projector in which an image can be displayed by installing it in a position close to a projection surface, and an overall size is reduced by shortening an optical path.

프로젝터 또는 프로젝션 시스템 등은 입력받은 영상 신호를 광원 (예를 들어, LED 또는 램프)에서 방출되는 빛을 이용하여 투사면(또는 스크린)에 투영시켜 화상을 보여주는 디스플레이 장치이다.A projector or a projection system is a display device that displays an image by projecting an input image signal onto a projection surface (or screen) using light emitted from a light source (eg, LED or lamp).

이러한 프로젝터는 내부에 설치되는 렌즈를 이용하여 이미지를 투사면에 확장하여 사용자에게 보여주고, 작은 사이즈의 마이크로 디스플레이(Micro Display)에서 형성된 이미지(또는 영상)를 프로젝터의 렌즈 시스템을 이용해서 확대해서 사용자에게 더욱 큰 화면으로 보여줄 수 있도록 한다.Such a projector uses a lens installed inside to expand the image to the projection surface and show it to the user, and the image (or image) formed on a small-sized micro display is enlarged using the projector's lens system. So that you can show them on a larger screen.

마이크로 디스플레이(Micro Display)로는 예를 들면 LCD (Liquid Crystal Display) 또는 DMD (Digital Micro mirror Display) 또는 LCos(Liqiud Crystal Display on silicon) 등이 사용될 수 있다.As the micro display, for example, a liquid crystal display (LCD), a digital micro mirror display (DMD), a liquid crystal display on silicon (LCos), or the like may be used.

한편, 투사형의 프로젝터의 대부분은 투사 거리를 확보하기 위해서, 일정 거리 스크린으로부터 이격된 위치에 설치된다.On the other hand, most of the projection type projectors are installed in a position separated from the screen at a certain distance in order to secure a projection distance.

그러나 스크린으로부터 떨어진 위치에 프로젝터를 설치하는 경우, 프로젝터로부터 스크린까지의 광로 중에 광을 가리는 장해물이 존재하지 않아야만 한다.However, when the projector is installed in a location away from the screen, there must be no obstacles blocking the light in the optical path from the projector to the screen.

이러한 프로젝터의 설치 위치의 제약은 표시 화면이 커질수록 더욱 증가하게 되고, 좁은 실내의 경우는 대화면을 표시하는 것이 더욱 어려우며, 이미지를 표시하는 동안 프로젝터와 투사면 사이에는 사람이 이동하지 않아야 하는 제한이 있다.The restriction on the installation location of such a projector increases as the display screen increases, and it is more difficult to display a large screen in a narrow room, and there is a restriction that no person should move between the projector and the projection surface while displaying an image. have.

최근, 투사형의 프로젝터는 초점거리를 짧게 구성한 광학계를 이용하여 짧은 투사 거리로 대화면을 표시하는 것이 가능하도록 근접 투사 기술이 제안되어 벽면과 가까운 위치에 프로젝터를 배치하는 것이 가능해졌다.In recent years, a close projection technique has been proposed to enable a projection type projector to display a large screen with a short projection distance using an optical system configured with a short focal length, and it has become possible to place the projector in a position close to a wall surface.

이렇게 프로젝터를 벽면과 가까운 위치에 배치함으로써, 프로젝터의 설치 위치에 대한 제약을 해결하고, 공간을 더욱 효율적으로 사용하는 것이 가능하여 좁은 실내에서도 대화면의 표시가 가능할 수 있게 되었다.By arranging the projector in a position close to the wall in this way, it is possible to solve the restriction on the installation position of the projector and to use the space more efficiently, and thus, it is possible to display a large screen even in a narrow room.

그러나 짧은 초점거리를 이용한 프로젝터는 투사 거리가 고정되어 있어 프로젝터오 투사면 사이의 거리에 따라 이미지의 왜곡이 생기거나 투사 거리가 멀어지면, 이미지가 흐려지는 문제점이 있다.However, since a projector using a short focal length has a fixed projection distance, there is a problem in that the image is distorted according to the distance between the projector and the projection surface, or when the projection distance is increased, the image is blurred.

한국 등록특허공보 등록번호 제10-1587788호(레이저 다이오드 액정 프로젝터)Korean Registered Patent Publication No. 10-1587788 (Laser Diode Liquid Crystal Projector)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하고, 광경로를 단축시켜 전체적인 크기를 감소시킨 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, an object of the present invention is to provide a projector in which an image can be displayed by being installed in a position close to a projection surface, and an overall size is reduced by shortening an optical path.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이미지 신호에 따라 변조된 빛을 출력하는 조명부; 상기 조명부와 평행하게 설치되고, 상기 조명부에서 출력된 빛을 투사하는 투사 렌즈부; 및 상기 투사 렌즈부에서 출력되는 빛을 굴절시켜 광경로가 단축되도록 변경하고, 상기 광경로가 변경된 빛을 투사면 또는 바닥면으로 반사하는 반사부를 포함하고, 상기 조명부는 제1 광원부, 제2 광원부 및 제3 광원부와, 상기 제1 내지 제3 광원부의 출력측에 설치된 제1 시준 렌즈, 제2 시준 렌즈 및 제3 시준 렌즈로 이루어진 광원부와, 제1 플라이 아이 렌즈 투과한 빛의 반사를 통해 제2 플라이 아이 렌즈에 입사되는 빛의 광 경로가 단축되도록 하는 반사 미러와, 상기 제2 플라이 아이 렌즈에 의해 형성된 빛의 경로를 상기 투사 렌즈부로 변환하는 광경로 변환부를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a lighting unit that outputs light modulated according to an image signal; A projection lens unit installed in parallel with the illumination unit and projecting light output from the illumination unit; And a reflector configured to refract light output from the projection lens unit to shorten an optical path, and reflect the light having the changed optical path to a projection surface or a bottom surface, wherein the illumination unit includes a first light source unit and a second light source unit And a light source unit composed of a third light source unit, a first collimating lens, a second collimating lens, and a third collimating lens installed on the output side of the first to third light source units, and the first fly-eye lens. A reflective mirror for shortening a light path of light incident on the fly-eye lens, and an optical path conversion unit for converting a light path formed by the second fly-eye lens into the projection lens unit.

또한, 본 발명에 따른 상기 투사 렌즈부는 조명부의 출력측에 설치되고, 복수의 렌즈로 이루어진 고정 렌즈부; 및 상기 고정 렌즈부의 출력측에 설치되어 초점거리가 가변되도록 구성한 가변 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the projection lens unit according to the present invention is installed on the output side of the lighting unit, the fixed lens unit made of a plurality of lenses; And a variable lens unit installed on the output side of the fixed lens unit and configured to have a variable focal length.

또한, 본 발명에 따른 상기 투사 렌즈부는 상기 가변 렌즈부가 광축(C)을 따라 이동하도록 제어하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the projection lens unit according to the present invention may further include a driving unit that controls the variable lens unit to move along the optical axis (C).

또한, 본 발명에 따른 상기 투사 렌즈부는 투사면 또는 바닥면까지의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리에 따라 상기 가변 렌즈부의 위치가 이동되도록 상기 구동부로 제어신호를 출력하는 위치 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the projection lens unit according to the present invention further comprises a position detection unit that measures the distance to the projection surface or the bottom surface, and outputs a control signal to the driving unit so that the position of the variable lens unit is moved according to the measured distance. It is characterized by that.

또한, 본 발명에 따른 상기 고정 렌즈부는 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixed lens unit according to the present invention is characterized in that it includes at least one aspherical lens.

또한, 본 발명에 따른 상기 가변 렌즈부는 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the variable lens unit according to the present invention is characterized in that it includes at least one aspherical lens.

또한, 본 발명에 따른 상기 반사부는 상기 투사 렌즈부에서 출력되는 수평방향의 빛을 수직방향의 빛으로 굴절시켜 광경로가 단축되도록 변경하는 폴드 미러; 및 상기 폴드 미러와 대향하여 배치되고, 상기 폴드 미러에서 광경로가 변경된 빛을 투사면 또는 바닥면으로 반사하는 프리폼 미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reflecting unit according to the present invention a fold mirror for changing the light path to be shortened by refracting the light in the horizontal direction output from the projection lens unit to light in the vertical direction; And a preform mirror disposed to face the fold mirror and reflecting light having a changed optical path in the fold mirror to a projection surface or a bottom surface.

또한, 본 발명에 따른 상기 폴드 미러는 광축(C)과 동일축 선상 또는 상기 광축(C)보다 아래에 위치한 것을 특징으로 한다.In addition, the fold mirror according to the present invention is located on the same axis as the optical axis (C) or below the optical axis (C).

또한, 본 발명에 따른 상기 프리폼 미러는 광축(C)보다 상부에 위치한 것을 특징으로 한다.In addition, the preform mirror according to the present invention is characterized in that it is located above the optical axis (C).

또한, 본 발명에 따른 상기 프리폼 미러는 오목한 비구면의 굴절면을 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, the preform mirror according to the present invention is characterized in that a concave aspherical refracting surface is formed.

본 발명은 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능한 프로젝터를 제공할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a projector capable of displaying an image by installing it in a position close to a projection surface.

또한, 본 발명은 광경로를 단축시켜 프로젝터의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of reducing the overall size of the projector by shortening the optical path.

도 1은 본 발명에 따른 프로젝터의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 프로젝터의 다른 사용 상태를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 프로젝터의 투사 렌즈부 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 프로젝터의 구조를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 프로젝터의 광 경로를 나타낸 예시도. 1 is an exemplary view schematically showing a state of use of a projector according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary view schematically showing another state of use of the projector according to the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a projector according to the present invention.
4 is a block diagram showing the configuration of a projection lens unit of a projector according to the present invention.
5 is an exemplary view showing the structure of a projector according to the present invention.
6 is an exemplary view showing the optical path of the projector according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the projector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In the present specification, the expression that a certain part "includes" a certain component does not exclude other components, but means that other components may be further included.

또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... group", and "... module" mean units that process at least one function or operation, which can be classified into hardware, software, or a combination of the two.

도 1은 본 발명에 따른 프로젝터의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프로젝터의 다른 사용 상태를 개략적으로 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프로젝터의 투사 렌즈부 구성을 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명에 따른 프로젝터의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 프로젝터의 광 경로를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view schematically showing a state of use of a projector according to the present invention, FIG. 2 is an exemplary view schematically showing another state of use of a projector according to the present invention, and FIG. 3 is a configuration of a projector according to the present invention. Fig. 4 is a block diagram showing the configuration of a projection lens unit of a projector according to the present invention, Fig. 5 is an exemplary view showing the structure of a projector according to the present invention, and Fig. 6 is a light of the projector according to the present invention. It is an exemplary diagram showing the route.

도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝터는 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하고, 광경로를 단축시켜 프로젝터의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있도록 조명부(100)와, 투사 렌즈부(200)와, 반사부(300)를 포함하여 구성된다.As shown in Figs. 1 to 6, the projector according to the present invention is installed in a position close to the projection surface so that the image can be displayed and the light path is shortened to reduce the overall size of the projector. , A projection lens unit 200, and a reflective unit 300.

상기 조명부(100)는 이미지 신호에 따라 변조된 빛을 출력하는 구성으로서, 광원부(110)와, 반사 미러부(120)와, 플라이 아이 렌즈(130, 131)와, 필드 렌즈(140, 141)와, 광경로 변환부(150)와, 디스플레이 패널(160)을 포함하여 구성된다.The lighting unit 100 is configured to output light modulated according to an image signal, and includes a light source unit 110, a reflective mirror unit 120, a fly-eye lens 130 and 131, and a field lens 140 and 141. Wow, the optical path conversion unit 150 and the display panel 160 is configured to include.

상기 광원부(110)는 청색광을 출력하는 레이저 다이오드로 이루어진 제1 광원부(111)와, 녹색광을 출력하는 레이저 다이오드로 이루어진 제2 광원부(112)와, 적색광을 출력하는 레이저 다이오드로 이루어진 제3 광원부(113)로 이루어진다.The light source unit 110 includes a first light source unit 111 made of a laser diode that outputs blue light, a second light source unit 112 made of a laser diode that outputs green light, and a third light source unit made of a laser diode that outputs red light ( 113).

또한, 상기 광원부(110)는 제1 내지 제3 광원부(111, 112, 113)에서 출력되는 가우시안 형태의 빛을 평행하게 만들어 출력될 수 있도록 상기 제1 내지 제3 광원부(111, 112, 113)의 출력측에 제1 시준 렌즈(111a), 제2 시준 렌즈(112a) 및 제3 시준 렌즈(113a)가 각각 설치된다.In addition, the light source unit 110 includes the first to third light source units 111, 112, 113 so that the Gaussian light output from the first to third light sources 111, 112, and 113 can be parallel and output. A first collimating lens 111a, a second collimating lens 112a, and a third collimating lens 113a are respectively installed on the output side of.

또한, 상기 제1 및 제2 시준 렌즈(111a, 112a)를 통과한 빛은 수평방향으로 넓은 배광을 갖는 빛으로 출력되도록 하고, 제3 시준 렌즈(113a)를 통과한 빛은 수직방향으로 넓은 배광을 갖는 빛으로 출력되도록 한다.In addition, light passing through the first and second collimating lenses 111a and 112a is output as light having a wide light distribution in the horizontal direction, and light passing through the third collimating lens 113a is outputted as light having a wide light distribution in the vertical direction. It should be output as light with.

즉 제1 및 제2 광원부(111, 112)에서 출력된 빛은 동일한 배광을 형성하고, 제3 광원부(113)에서 출력된 빛은 상기 제1 및 제2 광원부(111, 112)에서 출력된 빛과 직교하는 배광을 형성한다.That is, the light output from the first and second light source units 111 and 112 forms the same light distribution, and the light output from the third light source unit 113 is light output from the first and second light source units 111 and 112 A light distribution orthogonal to is formed.

또한, 상기 제1 내지 제3 시준 렌즈(111a, 112a, 113a)를 통과한 빛이 모두 수평방향의 배광을 갖는 빛으로 출력할 수도 있다.In addition, all of the light passing through the first to third collimating lenses 111a, 112a, and 113a may be output as light having light distribution in the horizontal direction.

상기 반사 미러부(120)는 제1 내지 제3 광원부(111, 112, 113)에서 출력되는 빛들을 혼합하여 백색광이 구현될 수 있도록 출력광을 혼합하는 구성으로서, 광경로를 단축시켜 조명부의 크기를 감소시킬 수 있으며, 1개의 반사 미러와, 2개의 다이크로익 미러로 이루어진다.The reflective mirror unit 120 is configured to mix the light output from the first to third light source units 111, 112, and 113 so that white light can be realized, and the size of the lighting unit is shortened by shortening the optical path. Can be reduced, and consists of one reflective mirror and two dichroic mirrors.

제1 반사 미러(121)는 반사 미러로 구성되고, 제1 광원부(111)에서 출력된 청색광을 반사하여 제2 반사 미러(122)에 입사되도록 한다.The first reflection mirror 121 is composed of a reflection mirror, and reflects blue light output from the first light source unit 111 to be incident on the second reflection mirror 122.

상기 제2 반사 미러(122)는 다이크로익 미러로 구성되고, 500㎚ 이상 파장의 빛을 반사하도록 코팅 설정되어 제2 광원부(112)에서 출력된 녹색광을 반사하며, 상기 제2 반사 미러(122)에 의해 상기 제2 광원부(112)에서 출력된 녹색광과 입사된 청색광이 혼합되어 제3 반사 미러(123)에 입사되도록 한다.The second reflection mirror 122 is composed of a dichroic mirror, is coated to reflect light having a wavelength of 500 nm or more, and reflects the green light output from the second light source unit 112, and the second reflection mirror 122 ), the green light output from the second light source unit 112 and the incident blue light are mixed to be incident on the third reflection mirror 123.

상기 제3 반사 미러(123)는 다이크로익 미러(122)로 구성되고, 540㎚ 이상 파장의 빛을 반사하도록 코팅 설정되어 제3 광원부(113)에서 출력된 적색광을 반사하며, 상기 제3 반사 미러(123)에 의해 상기 제3 광원부(113)에서 출력된 적색광과 입사된 녹색광과 청색광이 혼합되어 백색광을 형성할 수 있도록 한다.The third reflection mirror 123 is composed of a dichroic mirror 122, is coated to reflect light having a wavelength of 540 nm or more, and reflects the red light output from the third light source unit 113, and the third reflection The red light output from the third light source unit 113 and the green light and blue light incident on the mirror 123 are mixed to form white light.

상기 플라이 아이 렌즈(130, 131)는 임의의 곡률을 갖는 렌즈들이 2차원 배열된 구성으로서, 최종 투사면에 균일한 광량이 제공될 수 있도록 하고, 크기가 다른 제1 플라이 아이 렌즈(130)와 제2 플라이 아이 렌즈(131)로 이루어진다.The fly-eye lenses 130 and 131 have a two-dimensional arrangement of lenses having an arbitrary curvature, so that a uniform amount of light can be provided to the final projection surface, and a first fly-eye lens 130 having a different size and It consists of a second fly-eye lens (131).

또한, 광경로를 단축시켜 조명부의 크기가 감소될 수 있도록 반사 미러(132)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, it may be configured to include a reflection mirror 132 so that the size of the lighting unit can be reduced by shortening the optical path.

또한, 상기 제1 및 제2 플라이 아이 렌즈(130, 131)는 광원이 레이저 다이오드와 같은 타원 배광이거나, 광원이 타원 반사경에서 반사된 후 수렴되는 경우에 조명부의 크기를 작게 구성할 때 사용될 수 있고, 레이저 다이오드를 광원으로 사용한 경우 스펙클 현상이 발생하는데, 이러한 스펙클 현상을 해결하기 위해 2개의 플라이 아이 렌즈를 사용할 수 있으며, 제1 플라이 아이 렌즈(130)를 자유 진동시켜 스펙클 현상이 해결될 수 있도록 한다.In addition, the first and second fly-eye lenses 130 and 131 may be used when the light source is an elliptical light distribution such as a laser diode, or when the light source is reflected from an elliptical reflector and then converges, to make the size of the lighting unit small. , When a laser diode is used as a light source, a speckle phenomenon occurs.To solve the speckle phenomenon, two fly-eye lenses can be used, and the first fly-eye lens 130 is freely vibrated to solve the speckle phenomenon. To be able to be.

상기 필드 렌즈(140, 141)는 제2 플라이 아이 렌즈(131)에 의해 형성된 빛을 광경로 변환부(150)로 제공하는 렌즈로서, 제1 필드 렌즈(140)와 제2 필드 렌즈(141)로 구성되고, 상기 제2 플라이 아이 렌즈(131)와의 거리를 조절함으로써, 상기 형성된 빛이 정확하게 입력될 수 있도록 한다.The field lenses 140 and 141 are lenses that provide light formed by the second fly-eye lens 131 to the optical path conversion unit 150, and the first field lens 140 and the second field lens 141 And by adjusting the distance to the second fly-eye lens 131, the formed light can be accurately input.

상기 광경로 변환부(150)는 프리즘, 반사 미러, 또는 빔 스플리터를 포함할 수 있고, 바람직하게는 빔 스플리터로 이루어진다.The optical path converting unit 150 may include a prism, a reflective mirror, or a beam splitter, and is preferably formed of a beam splitter.

또한, 상기 광경로 변환부(150)는 빛의 경로를 예를 들어 수직방향으로 변환시킴으로써, 렌즈들의 배치 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 하여 프로젝션의 공간 배치를 자유롭게 구성할 수 있도록 한다.In addition, the light path converting unit 150 converts the light path in a vertical direction, for example, to efficiently use the arrangement space of the lenses so that the space arrangement of the projection can be freely configured.

또한, 상기 광경로 변환부(150)는 빛의 이동 경로를 꺾어줌으로써, 프로젝션의 전체적인 크기를 작게 하고, 광학 거리는 유지되도록 하여 투사 거리를 확보할 수 있도록 한다.In addition, the light path converting unit 150 breaks the moving path of light, thereby reducing the overall size of the projection and maintaining the optical distance so that the projection distance can be secured.

상기 디스플레이 패널(160)은 입사된 광을 선택적으로 투과/차단하거나 또는 광경로를 변경시켜 영상 이미지를 형성하는 구성으로서, DMD (Digital Micromirror Device), 액정디스플레이소자(LCD), LCoS(Liquid Crystal on Sylicon)등으로 구성될 수 있다.The display panel 160 selectively transmits/blocks incident light or changes an optical path to form an image image, and includes a digital micromirror device (DMD), a liquid crystal display device (LCD), and a liquid crystal-on device (LCoS). Sylicon), etc.

또한, 상기 디스플레이 패널(160)과 광경로 변환부(150) 사이에는 저역 통과 필터필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 중 적어도 하나로 이루어진 필터부(170)가 추가 구성될 수 있다.In addition, between the display panel 160 and the light path conversion unit 150, a filter unit 170 made of at least one of a low pass filter, an IR-cut filter, and a cover glass is provided. It can be further configured.

상기 필터부(170)가 적외선 차단 필터로 이루어지는 경우, 가시광선은 투과되고 적외선은 외부로 방출되도록 하여, 적외선이 투사면에 전달되지 않도록 구성할 수도 있다.When the filter unit 170 is formed of an infrared cut filter, visible light is transmitted and infrared light is emitted to the outside, so that infrared rays are not transmitted to the projection surface.

상기 투사 렌즈부(200)는 조명부(100)에서 출력된 빛을 투사하는 구성으로서, 고정 렌즈부(210)와, 가변 렌즈부(220)와, 구동부(230)와, 위치 검출부(230)를 포함하여 구성된다.The projection lens unit 200 is a component for projecting light output from the illumination unit 100, and includes a fixed lens unit 210, a variable lens unit 220, a driving unit 230, and a position detection unit 230. It consists of including.

상기 고정 렌즈부(210)는 조명부(100)의 출력측에 설치되고, 복수의 렌즈로 이루어지며, 정의 굴절력을 가질 수 있다.The fixed lens unit 210 is installed on the output side of the lighting unit 100, is made of a plurality of lenses, and may have positive refractive power.

또한, 상기 고정 렌즈부(210)는 디스플레이 패널(160)에서 형성된 이미지 빛을 수렴시킬 수 있도록 하고, 적어도 하나의 비구면 렌즈(211)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the fixed lens unit 210 may be configured to converge image light formed on the display panel 160 and may include at least one aspherical lens 211.

상기 비구면 렌즈(211)는 조명부(100)의 디스플레이 패널로부터 발산되는 빛을 가변 렌즈부(220)의 초기 단계에서 변조함으로써, 비구면 효과를 증가시키게 되어 이미지 보정을 효과적으로 제공할 수 있도록 한다. The aspherical lens 211 modulates the light emitted from the display panel of the illumination unit 100 in the initial stage of the variable lens unit 220, thereby increasing the aspherical effect, thereby effectively providing image correction.

또한, 상기 고정 렌즈부(210)는 복수 개의 렌즈로 이루어지고, 정의 굴절력을 가지는 렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 렌즈가 순차적으로 구성될 수 있고, 모두 정의 굴절력을 갖는 렌즈로 구성될 수도 있다.In addition, the fixed lens unit 210 may be formed of a plurality of lenses, a lens having a positive refractive power, and a lens having a negative refractive power may be sequentially configured, and all may be formed of a lens having a positive refractive power.

상기 가변 렌즈부(220)는 상기 고정 렌즈부(210)의 출력측에 설치되어 초점거리의 조정이 가능하도록 광축(C) 방향으로 이동 가능하게 이루어진 구성으로서, 복수의 렌즈로 이루어지고, 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가질 수 있으며, 상기 복수의 렌즈 중에서 반사부(300)측에 이웃하여 적어도 하나의 비구면 렌즈(221)를 포함하도록 구성되고, 상기 비구면 렌즈(221)는 반사부(300)와 인접한 첫 번째 렌즈에 위치된다.The variable lens unit 220 is installed on the output side of the fixed lens unit 210 and is configured to be movable in the direction of the optical axis C so that the focal length can be adjusted, and is composed of a plurality of lenses, and has positive refractive power or It may have negative refractive power, and is configured to include at least one aspherical lens 221 adjacent to the reflective unit 300 among the plurality of lenses, and the aspherical lens 221 is a first Is located on the second lens.

상기 구동부(230)는 상기 가변 렌즈부(220)가 광축(C)을 따라 이동하도록 제어하는 구성으로서, 사용자가 초점거리의 조정을 위해 입력하는 정보 등에 의해 상기 가변 렌즈부(220)를 수동으로 이동시키거나 또는 액추에이터 등을 이용하여 자동으로 이동되도록 한다.The driving unit 230 is configured to control the variable lens unit 220 to move along the optical axis C, and the variable lens unit 220 is manually controlled by information input by a user for adjustment of the focal length. It can be moved or automatically moved using an actuator or the like.

또한, 상기 구동부(230)는 프로젝터(10)로부터 투사면(30) 또는 바닥면(40)까지의 거리 정보에 따라 상기 가변 렌즈부(220)를 이동시키기 위한 위치 정보를 저장하고, 위치 검출부(240)에서 제공하는 상기 프로젝터(10)로부터 투사면(30) 또는 바닥면(40)까지의 거리 정보에 따라 상기 가변 렌즈부(220)의 위치를 자동으로 조절할 수도 있다.In addition, the driving unit 230 stores position information for moving the variable lens unit 220 according to distance information from the projector 10 to the projection surface 30 or the bottom surface 40, and a position detection unit ( The position of the variable lens unit 220 may be automatically adjusted according to distance information from the projector 10 to the projection surface 30 or the bottom surface 40 provided by 240).

상기 위치 검출부(240)는 적외선 또는 초음파 등을 이용하여 프로젝터(10)로부터 투사면(30) 또는 바닥면(40)까지의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리에 따라 가변 렌즈부(220)의 위치를 이동하여 상기 프로젝터(10)의 초점거리가 자동으로 조걸되도록 구동부(230)로 제어신호를 출력한다.The position detection unit 240 measures the distance from the projector 10 to the projection surface 30 or the bottom surface 40 using infrared or ultrasonic waves, and the variable lens unit 220 according to the measured distance. A control signal is output to the driving unit 230 so that the position is moved and the focal length of the projector 10 is automatically adjusted.

상기 반사부(300)는 투사 렌즈부(200)에서 출력되는 빛을 굴절시켜 광경로가 단축되도록 변경하고, 상기 광경로가 변경된 빛을 투사면(30) 또는 바닥면(40)으로 반사하는 구성으로서, 폴드 미러(310)와, 프리폼 미러(320)를 포함하여 구성된다.The reflective unit 300 refracts light output from the projection lens unit 200 to shorten the optical path, and reflects the light having the changed optical path to the projection surface 30 or the bottom surface 40 As an example, it is comprised including a fold mirror 310 and a preform mirror 320.

상기 폴드 미러(310)는 투사 렌즈부(200)에서 출력되는 수평방향의 빛을 수직방향의 빛으로 굴절시켜 광경로가 단축되도록 변경하는 구성으로서, 반사면이 프리폼 미러(320)를 향하도록 배치된다.The fold mirror 310 is configured to change the light path to be shortened by refracting light in the horizontal direction output from the projection lens unit 200 into light in the vertical direction, and is arranged so that the reflective surface faces the preform mirror 320 do.

또한, 상기 폴드 미러(310)의 상기 반사면은 알루미늄, 은 등의 금속 부재층, 고반사성 부재층, 또는 유전체 다층막 등을 이용하여 구성될 수 있다.In addition, the reflective surface of the fold mirror 310 may be formed of a metal member layer such as aluminum or silver, a highly reflective member layer, or a dielectric multilayer film.

또한, 상기 폴드 미러(310)는 광축(C)과 동일축 선상 또는 상기 광축(C)보다 아래에 위치될 수 있도록 하여 광경로가 단축될 수 있도록 하고, 프로젝터의 전체적인 크기가 감소될 수 있도록 한다.In addition, the fold mirror 310 can be positioned on the same axis as the optical axis C or below the optical axis C so that the optical path can be shortened and the overall size of the projector can be reduced. .

상기 프리폼 미러(320)는 폴드 미러(310)와 대향하여 광축(C)보다 상부에 배치되고, 상기 폴드 미러(310)에서 광경로가 변경된 빛을 투사면(30) 또는 바닥면(40)으로 반사하는 구성으로서, 상기 프리폼 미러(320)는 임의의 곡률을 갖는 반사면이 투사면(30) 또는 바닥면(40)을 향하도록 배치되고, 폴드 미러(310)에서 반사된 빛을 반사하여 상기 투사면(30) 또는 바닥면(40)으로 투사되도록 한다.The preform mirror 320 is disposed above the optical axis C to face the fold mirror 310, and the light whose optical path is changed from the fold mirror 310 is transferred to the projection surface 30 or the bottom surface 40. As a configuration to reflect, the preform mirror 320 is disposed such that a reflective surface having an arbitrary curvature faces the projection surface 30 or the bottom surface 40, and reflects the light reflected from the fold mirror 310 to the It is to be projected onto the projection surface 30 or the bottom surface 40.

또한, 상기 프리폼 미러(320)는 임의의 곡률을 갖는 오목형상인 비구면의 굴절면을 형성하고, 상기 굴절면은 알루미늄, 은 등의 금속 부재층, 고반사성 부재층, 또는 유전체 다층막 등을 이용하여 구성될 수 있다.In addition, the preform mirror 320 forms a concave aspherical refraction surface having an arbitrary curvature, and the refraction surface is constituted by using a metal member layer such as aluminum or silver, a highly reflective member layer, or a dielectric multilayer film. I can.

따라서, 광경로를 단축시켜 프로젝터의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있고, 프로젝터를 투사면에 근접한 위치에 설치하여 이미지의 디스플레이가 가능하게 된다.Accordingly, the overall size of the projector can be reduced by shortening the optical path, and an image can be displayed by installing the projector in a position close to the projection surface.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although it has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.

또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, reference numerals in the claims of the present invention are provided for clarity and convenience of description, and are not limited thereto. In the process of describing the embodiments, the thickness of the lines shown in the drawings, the size of components, etc. May be exaggerated for clarity and convenience of description, and the above-described terms are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users and operators. Should be made based on the contents throughout the present specification.

10 : 프로젝터 20 : 테이블
30 : 투사면 40 : 바닥면
100 : 조명부 110 : 광원부
111 : 제1 광원부 111a : 제1 시준 렌즈
112 : 제2 광원부 112a : 제2 시준 렌즈
113 : 제3 광원부 113a : 제3 시준 렌즈
120 : 반사 미러부 121 : 제1 반사 미러
122 : 제2 반사 미러 123 : 제3 반사 미러
130 : 제1 플라이 아이 렌즈 131 : 제2 플라이 아이 렌즈
132 : 반사 미러 140 : 제1 필드 렌즈
141 : 제2 필드 렌즈 150 : 광경로 변환부
160 : 디스플레이 패널 170 : 필터부
200 : 투사 렌즈부 210 : 고정 렌즈부
211 : 비구면 렌즈 220 : 가변 렌즈부
221 : 비구면 렌즈 230 : 구동부
240 : 위치 검출부 300 : 반사부
310 : 폴드 미러 320 : 프리폼 미러10: projector 20: table
30: projection surface 40: bottom surface
100: lighting unit 110: light source unit
111: first light source part 111a: first collimating lens
112: second light source unit 112a: second collimating lens
113: third light source unit 113a: third collimating lens
120: reflection mirror unit 121: first reflection mirror
122: second reflection mirror 123: third reflection mirror
130: first fly-eye lens 131: second fly-eye lens
132: reflection mirror 140: first field lens
141: second field lens 150: optical path conversion unit
160: display panel 170: filter unit
200: projection lens unit 210: fixed lens unit
211: aspherical lens 220: variable lens unit
221: aspherical lens 230: driving unit
240: position detection unit 300: reflection unit
310: fold mirror 320: preform mirror

Claims

An illumination unit 100 composed of a laser diode that outputs light modulated according to the image signal;
A projection lens unit 200 installed in parallel with the illumination unit 100 and projecting light output from the illumination unit 100; And
Includes a reflective unit 300 that refracts light output from the projection lens unit 200 to shorten the optical path, and reflects the light having the changed optical path to the projection surface 30 or the bottom surface 40 and,
The lighting unit 100 includes a first light source unit 111, a second light source unit 112, and a third light source unit 113, and a first collimating lens installed on the output side of the first to third light source units 111, 112, and 113 (111a), the first fly-eye lens 130 to reduce the speckle phenomenon caused by the use of the light source unit 110 composed of the second collimating lens 112a and the third collimating lens 113a, and the light source unit composed of a laser diode. ) And a second fly-eye lens 131 installed at a predetermined distance apart from the first fly-eye lens 130, and a second fly through reflection of light transmitted through the first fly-eye lens 130 A reflection mirror 132 for shortening the light path of light incident on the eye lens 131 and a sight for converting the light path formed by the second fly-eye lens 131 into the projection lens unit 200 A projector, characterized in that provided with a conversion unit 150.

The method of claim 1,
The projection lens unit 200 is installed on the output side of the illumination unit 100, the fixed lens unit 210 made of a plurality of lenses; And
And a variable lens unit 220 installed on the output side of the fixed lens unit 210 and configured to have a variable focal length.

The method of claim 2,
The projection lens unit 200 further comprises a driving unit 230 for controlling the variable lens unit 220 to move along the optical axis (C).

The method of claim 3,
The projection lens unit 200 measures the distance to the projection surface 30 or the bottom surface 40, and uses the driving unit 230 to move the position of the variable lens unit 220 according to the measured distance. The projector further comprising a position detection unit 240 for outputting a control signal.

The method of claim 4,
The fixed lens unit 210 is a projector, characterized in that it comprises at least one aspherical lens (211).

The method of claim 4,
The variable lens unit 220, a projector, characterized in that including at least one aspherical lens (221).

The method of claim 1,
The reflective unit 300 may include a fold mirror 310 that refracts light in a horizontal direction output from the projection lens unit 200 into light in a vertical direction to change an optical path to be shortened; And
It characterized in that it comprises a preform mirror 320 that is disposed opposite to the fold mirror 310 and reflects the light whose optical path is changed in the fold mirror 310 to the projection surface 30 or the bottom surface 40 Projector.

The method of claim 7,
The fold mirror 310 is a projector, characterized in that located on the same axis as the optical axis (C) or below the optical axis (C).

The method of claim 7,
The preform mirror 320 is a projector, characterized in that located above the optical axis (C).

The method of claim 7,
The preform mirror 320 is a projector, characterized in that forming a concave aspheric refracting surface.