KR20010033854A - 프로젝터와 편광경을 구비하는 프로젝션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝터(10) 그리고 편광경(11)을 포함하는 프로젝션 시스템에 대한 것으로서, 주 투영축(5)을 따라 투영된 후, 상기 투영 영상이 두 공간방향내에서 움직일 수 있도록 장착된 편광경(11)에 부딪친다. 상기 반사경의 경면은 상기 바닥(4)위에 위치하는 투영면(9)상에 방위각과 고도각으로 투영되는 광다발(22)을 편향한다. 상기 영상은 상기 정점(2)으로부터 시작되는 수직방향에 대하여 60°보다 작은 각도 β로 정점(2)의 방향으로부터 투영된다. 상기 편광경(11)은 상기 바닥 상에 설치된다. 투영된 광다발(22)은 상기 투영면(9)상에서 생성되고 동일면상에 디스플레이될 수 있는 영상(6)을 상기 투영면(9)에 가까이 편향시킬 수 있다.

Description

프로젝터와 편광경을 구비하는 프로젝션 시스템{Projection system with projector and deflection mirror}

전사를 위한, 투영면은 벽(즉, 투영 스크린) 또는, 실질적인 투영인 경우에는 스크린(예를 들면, 그라운드 글라스 스크린(ground glass screen))이다. 상기 프로젝터는 영상 발생의 어떠한 방법에도 구애받지 않는다. 휘도를 변조시키거나 그리고/ 또는 색을 변조시키는 빔 수단에 의하여 영상을 기록하는 프로젝터가 사용될 수 있다. 상기 프로젝터들은 또한 레이저 프로젝터로써 알려져 있다. 반면, 대상물 평면으로부터 예를 들어, 휘도를, 슬라이스 프로젝터로 알려진 장치 내로 나아가는 영상을 발생시키는 영상-형성 프로젝터(image-forming projector)가 또한 사용될 수 있다.

레이저빔에 의하여 발생되는 영상을 위한 편향 장치는 미국 특허번호 5,365,288의 디왈드(DEWALD)로부터 공지되어 있다. 상기 영상은 K-반사경 배열의 수단에 의하여 저절로 회전가능하며, 발생된 영상이 규정된 공간 내에서 편향될 수 있는 2 축상에 반사경을 장착하는 방법으로 편향된다. 영상을 편향하기 위한 부품의 배열은 영상이 바닥 상에 설치된 장치 내에서 발생되어 상기 바닥 위치로부터 나아가 상기 편광경으로 향하는 방법으로 수행된다.

상기 편광경의 회전축을 통한 수평면에 대하여, 상기 범위로부터 유출되는 실질적으로 유용한 편향각 범위는

상기 바닥에 대하여 요구되는 장치 용적 때문에 한정되고, 실재하는 영상 가시도의 증가(shadowing)없이 최대, 대략 45°가 될 수 있으며, 그리고

실질적으로 정점에 대하여 무한대로 증가하는 반사경 용적 때문에 최대 30°가 될 수 있다.

그러므로, 관찰자는 상기 바닥의 방향보다 정점의 방향 내에서 좀더 심하게 한정되는 한정된 관찰 능력을 단지 부여받는다. 반면, 상기는 일반적으로 투영된 "skyward"라는 영상을 관찰하는 습관적인 방법과, 다른 관찰자에 의하여 또는 구조적인 부분에서 야기되는 가시도를 높이는 것을 방지하기 위한 다른 이유에서 대립된다. 상기 배열을 가진 정점의 부근에서 영상을 발생시키는 것은 불가능하다.

본 발명은 두 공간방향내에서 움직일 수 있도록 장착되고 그 경면(mirror surface)이 고도각과 방위각으로 투영빔을 편향하는 편광경의 상면에 부딪히도록 영상의 투영이 투영방향으로 나아가도록 하는 편광경과 프로젝터를 구비하는 배열에 대한 것이다. 이러한 유형의 투영 배열은, 정지 또는 이동하는 영상을 발생시켜 투영면상에 투영하고 나중에 이동시키는, 드로잉 프로젝터로 또한 불려질 수 있다.

본 발명의 목적은 상기에서 언급된 배열 방법으로 주어진 투영면상에서 연출 가능한 영상의 영역을 증가시키기 위한 것이다. 특히 투영돔내에서, 영상 크기의 비하여 큰 투영면상에서 재현될 수 있는 상대적으로 작은 영상의 영역은 확장된다. 디스플레이 영역의 위치는 관찰자의 일반적인 시각 습관에 부응할 수 있으며, 또한 정점의 부근과 정점에서 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이러한 관점에서, 고화질 변조, 흑백 또는 컬러 영상은 비교적 작은 비용으로 디스플레이 될 수 있고, 동시에, 관찰자가 실질적으로 영상의 이동을 따라갈 수 있을 정도의, 특히, 충분한 빠르기로 투영면상에서 이동될 수 있다. 투영돔내에서, 다수개의 프로젝터 배열이 가능하고, 서로의 가시도가 또한 이러한 경우에 최소화되고, 영상을 디스플레이 하는데 가능한 영역이 모든 프로젝터에 대하여 극대화된다.

본 발명에 따라, 프로젝터와 편광경을 구비하는 프로젝션 배열이 제시되며, 주 투영축을 따라 투영 방향으로 나아가는 투영된 영상은 두 공간 내에서 이동 가능하도록 지지되고 그 경면이 바닥 상에 설치된 투영면상에 고도각과 방위각으로 투영된 광다발을 편향시키는 편광경(deflection mirror)상에 부딪치며, 상기 투영된 영상은 60°보다 작은 각도 β로 정점의 방향으로부터 정점으로부터의 수직선에 대하여 투영되고, 편광경은 바닥에 설치되며, 더 나아가, 투영된 광다발이 상기 투영면에 대하여 편향될 수 있고, 그러므로 영상이 상기 투영면상에서 형성되어 이동될 수 있다.

"정점"은 스카이 돔의 정점 또는 인조 돔의 정점, 예를 들어 플라네토리엄 (planetarium),을 의미한다. 편광경이 바닥에 설치된 상태일 때, 상기 정점은 바닥 상에 일직선으로 놓여있어야만 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 정점은 홀더 수단에 의하여 상기 바닥의 표면상에 멀리 떨어져서 배열될 수 있으며, 또는 상기 바닥의 표면상의 벽에 고정될 수 도 있고, 또한 천장에 매달릴 수 도 있다. 반면, 투영은 정점의 방향으로부터 편광경의 경면 상으로 나아가도록 수행되는 것이 중요하다. 지적된 각도 β의 부호는 편광경상에 부딪치는 광다발의 방향이 정점의 방향으로부터 도출되는 것을 표현한다. 본 발명에 따른 상기 배열 수단에 의하여, 영상이 디스플레이될 때, 예를 들어, 플라네토리엄의 투영돔내 그리고, 투영면상에 디스플레이되는 영상 내에서 얻어지는 종래의 영역에 비하여 표면의 영역이 가시도의 상승(shadowing)에 의하여 방해받지 않는다.

더 나아가, 프로젝터에 의하여 야기되는 가시도 상승, 다른 장착된 장치 도는 관찰자들은 최소화될 수 있다. 특히, 상기 영상의 디스플레이는 제한 그리고 가시도 상승 없이 정점주위의 표면 영역에 도달한다.

본 발명의 발전된 형태에서, 영상은 투영면의 단지 부분적인 영역 내에서 투영되는 광다발에 의하여 발생되고, 상기 투영면의 도입 영역 내에서 이동 가능하다. 비교적 무거운 프로젝터가 고정되고, 상대적으로 가벼운 편광경이 이동되어야만하기 때문에 상기 이동은 상대적으로 빠르게 실행될 수 있다.

상기 영상은 예를 들어 영화관인 경우에서처럼 고정적으로 완전히 투영면을 채우지 않지만, 투영면상의 디스플레이 공간 내에서 이동 가능하다. 상기 영상은 대부분의 출원서에서 보여주는 대로 투영면보다 크거나 또는 같을 수 있다. 이러한 경우, 영상의 부분들은 상기 영상이 이동되는 동안 디스플레이될 수 없다. 반면, 많은 출원서를 위하여, 이동 영상의 크기는 투영면의 크기에 대하여 90%이하일 때 충분하다. 예를 들어, 이것은 영상이 배경막(backdrop) 배열 하에 투영될 때 오락물 출원서에 디스플레이용 영상 트랙킹을 설계하는 잇점이 있다. 이러한 경우, 상기 영상 내용물은 항상 완전히 디스플레이될 수 있다. 많은 출원서에서, 상기 영상은 예를 들어, 디스플레이될 투영면에서 이동되는 예를 들어 항공기 또는 행성의 상대적으로 작은 영상이다. 반면, 프로젝터에 의하여 디스플레이되는 상기 영상의 크기는 또한 투영면의 1%보다 작을 수 있다.

상기 영상 크기는 줌 기능(zoom function)의 실현을 통하여 연속적으로 조절될 수 있고, 예를 들어, 접근 또는 후퇴 장치(approaching or receding vehicle)가 실질적인 방법으로 실험될 수 있다. 상기 줌기능은 줌 광학기로 알려진 수단 또는 영상-발생(image-generating) 컴퓨터에 의하여 실현될 수 있다.

상기 편광경의 제어는 주 투영축에 수직방향으로 연장되는 고도각을 조절하기 위한 회전축과, 상기 방위각을 조절하기 위한 회전축이 주 투영축과 일치할 때, 비교적 단순하게 실행될 수 있는 잇점이 있다. 이러한 경우에, 영상의 왜곡은 편광경에 의하여 영상을 편향하는 결과로 발생되는 것은 아니다. 주 투영축의 방향이 상기 편광경에 정점으로부터 수직선에 평행한 선일 때 특별한 잇점이 있다. 이러한 경우, 각도β는 0°이다. 상기 편광경의 회전축중 하나는 상기 영상의 고도각의 위치와 상기 방위각 위치의 구성요소를 단지 하나만 이동시키는데 기여한다. 이는 상기 투영면의 영역 내에서 영상 위치의 특별히 단순한 상호관계를 가능하게 한다.

회전축중 주 투영축의 방향이 구형 투영 돔의 정점의 수직선상에 놓여질 때, 360°의 영상 이동은 특별히 순조롭게 실현될 수 있다. 상기 프로젝터가 투영 돔의 정점 내에 설치되고, 상기 편광경이 투영 돔의 바닥 상에 설치될 때, 방위각의 조절을 위한 회전축이 상기 정점의 수직선과 일치하는 특별한 장점을 갖는 배열이 얻어진다. 상기 프로젝터는 투영 돔의 외부에 설치될 때, 방사(radiation)내의 결합은 투영 돔의 정점내 작은 개구부를 통하여 실행된다. 이러한 경우, 단지 편광경은 상기 투영돔내에 여전히 설치된다. 상기 배열의 다른 잇점은 상기 편광경이 구형 투영 돔의 중심 내에 설치될 때 얻어진다. 상기 투영 돔의 모든 영역으로부터 투영 거리는 이러한 경우에 동일하다. 상기 영상의 크기는 그 이상의 과정 없이 모든 각도의 위치에서 동일하다.

특히, 상기 배열은 영상-형성 프로젝터, 예를 들어 슬라이드 프로젝터, LCD 프로젝터 또는 DLP프로젝터, 의 수단에 의하여 영상의 발생을 용이하게 하고, 이러한 타입들의 프로젝터에서 초점심도(focus depth)의 가능 영역은 비교적 작고, 추가적인 단계가 영상 초점을 형성하거나 조절하기 위한 상기 경우에 요구되지 않는다. 외부 구형중심 또는 영상으로부터 상기 방법의 프로젝터를 구비하여 수행되는 투영이 비구면 가적인 향할 때, 영상 위치의 기능으로써 영상 초점의 가적인 필수적이다. 큰 영상인 경우, 영상의 부분적인 영역에서 또한 초점의 외부로 가적인 수 있다.

이러한 문제점은 기록용, 본질적으로 평행한, 레이저 광다발이 사용된 프로젝터의 사용 때는 일어나지 않는다. 상기 방법으로 발생되는 영상은 어떠한 투영 거리에서 몇 미터로 장착되는 매우 큰공간을 가지도록 초점이 맞추어진다. 그런 프로젝터들은 "레이저 프로젝터"로써 알려져 있다.

투영면의 모든 점으로부터 투영 거리가 평균 투영 거리로부터 +/-10%보다 낮게 빗나가도록 하는 방법으로 투영면에 대하여 상기 편광경이 배열될 때 고정됨으로서 관찰자에 의하여 상기 영상 크기가 이해되는 것은 실제로 나타난다. 관찰자가 크기에 비하여 모자랄 때 이러한 결과가 특히 얻어진다. 영상 크기를 재조정하기 위한 프로젝터의 줌기능은 절대적으로 필요하지 않다. 반면, 종속 항을 위하여, +/-20%의 빗나감은 또한 수용될 수 있다.

너무 크지 않은 편광경에 의하여 가시도 증가 없이 투영면상에서 이동 가능한 고화질 영상을 가진 영역의 크기는 첫째 프로젝터의 오버롤(overall) 크기 또는 투영돔내에 위치하는 프로젝터의 부속부품들의 크기에 따라 결정된다. 본 발명의 실시 예에서 실질적으로 보여질 수 있는 것은, 상기 인자들이 절대적으로 최소화될 수 있다는 것이다. 영상 투영을 위하여 사용될 수 있는 투영면의 크기는 더 나아가 편광경의 회전축이 상기 투영면에 대하여 갖는 위치에 의하여 결정된다. 예를 들어 주어진 실시 예에서 주어진 수평 방향내 편광경의 높이는 영상을 디스플레이하기 위하여 수용할 수 있는 영역의 크기에 대한 결정적 결정 요인이다. 고도각을 형성하는 회전축이 수평면상에 놓여질 때, 상기 디스플레이 영역은 감소되고; 회전축이 수평면 하부에 놓여질 때 영상을 디스플레이할 수 있는 가능한 영역이 증가된다. 극단적인 경우에, 투영 돔이 구형이고, 상기 프로젝터는 정점에 설치되며, 상기 편광경은 상기 바닥 상에 상기 정점에 대향되도록 설치된다. 가상적으로는 초점심도가 제한되지 않기 때문에 특히 레이저 프로젝터인 경우, 가상적으로 투영면의 형태에 대하여 제한이 없다. 투영면은 구, 구의 부분 또는, 구의 층 또는, 언급된 기본적인 형태에 따른 비구면으로 절곡된 표면의 내표면 또는 외표면일 수 있다. 반면 그것은 평면일 수도 있고 또는, 어떠한 표면의 복수개의 부분으로 형성될 수도 있으며, 완전히 불규칙적인 방법으로 형성되거나 그리고/또는 역동적으로 이동될 수도 있다.

특히 유용하게 사용되는 공간 그리고 매우 실질적인 구조는 고정된 패스 폴딩(path-folding) 또는 프로젝터로부터 나아가는 광다발을 편향시키는 반사경이 상기 프로젝터에 대하여 배열될 때 얻어질 수 있다. 상기 투영면에 대하여 상기 프로젝터가 어떻게 그리고 어디에 배열되는 가에 대한 결정은 실질적으로 다양하다. 광다발이 반사경을 통과하여 편향된 후 정점의 방향으로부터 이동되는 조건만이 중요하다.

영상-형상 프로젝터에서, 상기 반사경은 방사 방향내에서 투영 대물렌즈(objective)뒤에 배열된다. 기록용 광다발을 가진 레이저 프로젝터에서, 상기 반사경은 영상 내에서 주사선용 편향 장치 또는 대부분의 경우에 사용되는 각을 변환하는 변환 광학기의 뒤편에 제공된다. 상기 편광경은 바람직하게 상기 프로젝터와 고정적으로 연결된다. 동등한 각을 가진 제어의 단순성 때문에, 고정된 반사경이 프로젝터로부터 주 투영축 45°의 각도일 때 더욱 바람직하다. 이러한 것을 고려하여, 프로젝터 자체가 상기 편광경의 방위 회전축에 90°의 각도일 때 특히 장점이 있다. 반면, 반사경은 또한 특별한 영상 효과를 발생하기 위하여 이동 가능하다. 예를 들어, 편광경을 향하는 광다발은 제어 가능한 반사경의 수단에 다른 반사경 위치와 함께 제어 가능한 편광경으로 재방향 설정될 수 있다. 이러한 방법으로, 급격한 영상의 이동이, 예를 들어 서로 나란하게 배열되고 다른 반사경 위치를 가진 두 편광경 사이가 교체될 때, 발생될 수 있다.

레이저 프로젝터는 적어도 하나의 휘도를 변조하고 그리고/또는 컬러를 변조하는 레이저 방사원 그리고 2차원에서 광다발을 주사하기 위한 편향 장치를 포함한다. 투영공간내에서 레이저 프로젝터가 사용되는 경우, 특히 휘도 변조용 그리고/ 또는 컬러 변조용 레이저 방사원과 프로젝션 헤드(projection head)가 광전달섬유에 상기 타입의 프로젝터 내에서 서로 연결될 때 특히 장점을 갖는다. 레이저 광원은 광섬유 내로 효과적으로 결합될 수 있는 빛에 의한 흑백 레이저 광원 또는 적-녹-청 레이저 광원이다. 광원과 상기 광전달섬유 연결체에 의하여 가능하게 만들어진 프로젝션 헤드의 공간 분리는, 예를 들어 투영돔내에서, 실행될 수 있는 프로젝터를 어떻게 초기화하는가의 방법에 따라 많은 디자인 가능성을 제공한다.

부속부품 또는 결합 부품의 공간 분리는 투영돔내 또는 투영돔상의 상대적으로 작은 프로젝션 헤드의 배열에 대하여 또는, 투영돔 하부 또는, 그 근처의 비교적 크고 무거운 레이저 광원의 일시적인 설치에 대하여 어떠한 문제점도 야기하지 않는다. 투영돔의 정점내 프로젝션 헤드 배열조차 이러한 경우에 문제를 야기하지 않는다. 부속부품들이 기술적인 발전에 의하여 경량화 그리고 소형화됨에 따라, 하우징내 프로젝션 시스템을 장착하는 것은 더욱 쉬워질 것이다.

상기 프로젝션 헤드는 레이저빔을 주사하기 위한 수평선 반사경과 수직선 반사경을 포함한다. 더 나아가, 주사각을 증가시키는 변환 광학기(transformation optics)는 투영 비율(주어진 투영 거리가 얻어지는 영상 크기)에 의하여 요구될 때 광 방향의 하부에 설치된다. 영상 크기가 조절되거나 또는 영상 디스플레이동안 변환될 때, 상기 변환 광학기는 제어 가능한 줌 기능을 또한 가진다. 줌 인자의 전자제어는 투영면상에 요구되는 영상 크기의 기능으로써 수행되고, 투영 거리 내에서 변환되도록 영상 크기를 변환하는 것은 또한 보정 될 수 있다.

그러나, 본 발명은 또한 필름 프로젝터를 가진 영상-형성 프로젝터, 예를 들어 슬라이드 프로젝터, LCD프로젝터 또는, CRT 프로젝터,를 사용하여 실현될 수 있다. 언급된 상기 타입의 프로젝터에서, 투영 대물렌즈는 일반적으로 요구되는 영상 크기를 조절할 수 있도록 사용된다. 이러한 경우에, 열방사체(radiator)는 일반적으로 광원으로서 사용된다. 프로젝터는 이러한 경우에 프로젝션 헤드와 광원의 보조부품내로 또한 분할될 수 도 있다. 레이저 프로젝터에 대비하면, 상기 프로젝션 헤드는 상기 래터(latter)와 결합되는 투영 대물렌즈를 구비하는 목표면을 포함한다.

상기 부속품들 사이에 연결된 광학기는 광전달섬유 또는 다발진 광전달 섬유를 통하여 설치될 수 있다. 투영공간내에서 방출되지 않도록 필요로 하는 열방사체의 작동동안 일어나는 열이 방출되는 장점이 이러한 경우에 특히 적용된다.

반면, 비록 목표 영역을 조명하기 위하여 연장되어야만 할지라도, 레이저 방사원은 영상-형성 프로젝터 내에서 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 레이저 광원으로부터 목표 영역으로의 광전달은 광전달 섬유를 통하여 역시 공급된다. 고정된 장치에서, 자유공간내 광원과 프로젝션 헤드사이의 광전달 가능성은, 프로젝터의 타입에 상관없이, 또한 특히 잇점으로 작용된다.; 이러한 경우에, 광원이 투영 공간의 외부에 설치될 때, 상기 광선은 투영 스크린 또는 투영돔내 개구부를 통하여 가이드 되어야만 한다.

상기에서 언급된 프로젝션 시스템에는 도량과 단련 목적을 위한 파일럿(pilot) 레이저를 결합할 수 있다. 상기 결합에서, 상기 파일럿 레이저빔의 파장은 투영빔의 파장과 동일하지 않다. 상기 파일럿 레이저빔은 편향된 영상 내에서 고정점을 표현하고, 상기 영상과 함께 이동 가능한 방법으로 빔경로내로 결합될 수 있다. 상기 반사경은 특히 상기 파일럿 레이저 빔내에서 결합되는데 적합하고; 상기 반사경은 파일럿 레이저빔의 광파장을 투영하고, 모든 다른 파장을 반사한다. 반면, 파일럿 레이저빔은 또한, 예를 들어 부가된 연결(coupling-in) 반사경을 통하여, 가시광의 범위밖에 놓여지는 파일럿 레이저빔의 파장 때문에 상기 연결이 편향 시스템과 변환 광학기의 후에 수행될 수 있는 , 상기 다른 위치에서 프로젝션 배열의 빔 경로내에서 결합될 수 있다. 상기 파일럿 레이저빔의 방향은 또한 특히 주 투영축의 위치에 상응하고, 투영된 영상 내에서 결정된 목표물에 관련될 수 있다.

상기 영상의 이동은 파일럿 레이저빔의 파장을 조절하는 방향 감지 리시버(receiver) 또는 자동 또는, 수동 영상 트랙킹에 의하여 관찰될 수 있는 영상의 이동은 감지 그리고 계산될 수 있다.

프로젝터 그리고 편광경을 구비하여 작동하는 투영 배열의 상기 묘사는 또한 하나 이상의 프로젝터가 투영공간내에 장착되는 잇점을 보여준다. 예를 들어, 제 1 프로젝터는 투영면을 채우는 스크린으로 투영될 수 있고, 제 2 투영공간내에 편광경의 수단에 의하여, 스크린 내에서 이동가능하고 상기 스크린으로부터 완전히 독립적으로 디스플레이될 수 있는 상대적으로 작은 영상을 공급한다.

본 발명에 따른 다른 변형 예에서, 다수개의 프로젝터는 각각 결합된 편광경을 구비하는 투영면으로 향한다. 따라서, 예를 들어, 다른 물건을 보여주는 3개의 영상은 서로로부터 독립적으로 투영면에서 이동할 수 있다. 각각의 영상은, 예를 들어, 항공기를 보여줄 수 있다. 상기 작업이 행해질 때, 상기 편광경은 수평방향으로 서로 나란하게 배열될 수 있고, 상기 편광경의 경면에 부딪치는 광다발의 방향은 이러한 경우에 정점의 방향으로부터 또한 나아간다.

편광경은 또한 수직방향으로 하나의 편광경위에 다른 하나의 편광경이 배열될 수 있다. 다시 말하면, 상기 편광경은 서로 나란하게 배열될 수 있다. 반면, 보여줄 수 가진 프로젝터가 사용될 때, 광다발의 주 투영축의 방향이 각각 결합된 반사경을 통하여 다음 편향빔과 일치하는 것이 바람직하다.

모든 편광경은 따라서 하나에 다른 하나가 정확한 단거리로 배열된다. 이러한 방법으로, 상기 투영 비율은 모든 프로젝터에 대하여 가상적으로 동일하고, 모든 영상의 투영은 가상적으로 동일한 위치로부터 나아가도록 설정된다. 이러한 경우에서, 평균 투영거리로부터 상기 프로젝터의 투영 거리는 +/_10%보다 낮다는 조건이 쉽게 만족될 수 있다.

어떠한 가시도 증가 없이 디스플레이 될 수 있는 영상내 증가된 각도의 범위는 알려진 투영배열과 비교할 때 특별한 장점이 있다. 상기 장점은 하나 이상의 프로젝터가 투영공간내에서 배열되어야만 할 때 특히 발휘된다. 더 나아가, 예를 들어 투영돔내 프로젝터의 위치에 대하여, 각의 범위는 영상이 수평면이하일때 까지 정점의 영역으로부터 지금 디스플레이될 수 있기 때문에 좀더 유용하다. 기록용 레이저 광다발을 가지고 운용되는 프로젝터의 사용시, 이러한 방법으로 생성되는 영상이 가상적으로 무한한 초점심도를 가지고, 연장된 영상 오류 의 정정이 실행될 수 있는 장점이 특히 유용하다.

하기에서, 본 발명은 첨부도면에 따라 실시 예를 좀더 상세하게 설명할 것이다.

도 1은 투영돔의 벽면에 장착된 프로젝터를 구비하는 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도;

도 2는 투영돔의 외부에 광원을 가진 투영돔내에 장착된 반사경을 구비하는 프로젝션 헤드를 가진 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도;

도 3은 투영돔 외부에 광원과 투영돔내에 장착된 편광경을 가진 반사경을 가진 프로젝션 헤드를 구비하는 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도;

도 4는 투영돔의 정점내에 장착된 프로젝터를 구비하는 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도;

도 5는 반사경을 가진 리어 프로젝터를 구비하는 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도;

도 6은 반사경을 가진 프로젝터의 구조를 보여주는 단면도;

도 7은 투영돔내에서 하나의 상부에 다른 하나의 프로젝터가 배열되는 다수개의 프로젝터를 구비한 본 발명에 따른 투영 배열을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 행성 또는 전략적 설비를 위하여 사용되는 돔 공간 내에서의 투영을 도 1 내지 도 4를 참고하여 실시 예에 따라 설명될 것이다. 반면, 특히 기록용 광선을 가진 투영 방법이 적용될 때, 어떠한 요구되는 모양의 다른 투영 스크린이 사용될 수 있으며, 영상 왜곡을 위한 매우 광범위한 정정 가능성을 이러한 경우에 이용할 수 있고, 상기 영상은 리어 프로젝션의 실시 예에 의하여 도 5에서 도시되는 것과 같이 모든 평면 내에서 선명하다. 그러므로, 기록용 레이저 광선을 가진 프로젝터는 특별히 이러한 경우에 적합하고, 예를 들어 도 6에서 도시된 것과 같다. 동일한 참고 번호는 도면상에서 동일한 형상을 표시한다.

투영돔(1)의 투영 공간은 도 1에서 개략적으로 도시된다. 투영돔(1)은 정점(2)과 수평선(3)을 가진다. 예를 들어, 투영돔(1)의 바닥(4)은 수평선(3)하부에 놓여진다. 프로젝터(10)의 주 투영축(5)은 정점(2)을 지나는 수직선에 대하여 β의 각도로 놓여진다. 광의 방향을 보면, 프로젝터(10)로부터 상기 광선은 바닥 가까이에 설치되고, 2축에 대하여 회전 가능하게 장착되며, 투영 영상(6)이 대략 340°로 방위회전축에 대하여 그리고 프로젝터(10)에 의하여 야기되는 어떠한 가시도 증가 없이 투영면(9)상에 대략 100°정도로 고도각(8) 회전축에 대한 각도의 영역 내에서 이동 가능한 방법으로 이동되는 편광경(11)에 도달한다. 실시 예에서 도시된 것은, 상기 프로젝터(10)가 LCD 프로젝터인 것이다.

도시된 실시 예에서, 각도β는 대략 25°이다. 대신, 투영 영상(6)은 어떠한 가시도 증가 없이 투영면(9)의 매우 큰 부분 내에서 이동될 수 있는 것을 보여준다. 만일 프로젝터(10)로부터 주 투영축(5)의 경사위치β가 대략 60°의 각도를 넘어서면, 수평선(3) 이하의 돔 공간 내에서 투영 영상(6)을 움직이기 위한 실행이 더이상 불가능하다. 덧붙여, 큰 각 β는 역동적인 이동상에 불리하게 영향을 미치는 편광경(11)의 더 큰 표면을 요구한다. 다른 한편으로는 편광경(11)상에서 매우 작은 입사각을 가진 투영 비율은 급격하게 감소된다.

2각의 조화 내에서 편광경(11)의 전자-기계공학적인 구동과 전자 제어장치의 결합은 방위 회전축(7)이 상기 정점(21)을 지나는 수직선에 평행하고, 고도각(8)의 회전축이 수평선(3)에 평행하게 놓여질 때 비교적 단순하게 실행될 수 있다. 편광경(11)상의 주 투영축(5)이 방위 회전축(7)의 방향에 일치할 때 제어는 좀더 단순해진다. 그러므로, 정상적으로는 상기 각도β는 0°에서 선택된다.

도 2에 따른 실시 예에서, 상기 프로젝터(10)는 단지 부분적으로 투영돔(1)내에 설치되고, 2차원 내에서 편향되는 레이저 광선의 수단에 의하여 투영 영상(6)을 발생시킨다. 이러한 경우에, 상기 프로젝터(10)는 휘도와 컬러를 변조할 수 있는 적-녹-청 레이저 광원(12)과 2축상에서 이동가능한 편광경(11)과 고정된 반사경(14)을 가진 프로젝션 헤드(13)를 포함한다. 휘도 변조 그리고 컬러 변조 레이저 광선을 전달하기 위한 전기적 연결과 광-전달 섬유 연결(15)은 상기 레이저 광원(12)과 상기 프로젝션 헤드(13)사이에 위치된다. 상기 프로젝션 헤드는 이러한 경우 바닥에 설치되고 도 1의 실시 예와 비교하여 실질적으로 좀더 작은 외부 차원을 가져, 상기 프로젝터(10)에 의한 가시도의 증가가 더 나아가 감소되도록 한다.

가시도의 증가(shadowing)는 더 나아가 본질적으로 수평 하게 주 투영축(5)을 가지고 배열되는 프로젝터(10)내에서 감소될 수 있다. 상기 주 투영축(5')은 프로젝션 헤드(13)의 방사광을 고정하는 고정 반사경(14)의 수단에 의하여 상기 정점(12)을 지나는 수직선에 대하여 각도 β로 방향 설정되어 편향된다. 예를 들어, β= 0°이다.

도 3에서, 적-녹-청 레이저 광원과 상기 프로젝션 헤드(13)를 가진 프로젝터(10)는 상기 투영돔(1)의 외부에 설치된다. 단지 고정된 반사경(13)과 두축(11)에 대하여 이동가능한 편광경(11)은 상기 투영돔내에 위치된다. 상기 편향된 휘도 변조를 위한 그리고 컬러 변조를 위한 레이저 광다발은 단지 반사경(14)과 편광경(11)이 배열된 투영돔(1)내에서 개구부(16)를 통하여 입사된다. 프로젝션 헤드의 배열은 주 투영축(5)이 정점(2)을 지나는 수직선에 대하여 평행하거나 또는 각도 β＞0°인 방법 하에서 선택될 때, 고정 반사경은 또한 (대시선으로 나타내어지는) 생략될 수 있다.

도 4는 투영돔(1)의 외부 프로젝터(10)를 가지는 유리한 배열을 도시한다. 이러한 경우, 투영은 바닥에 설치되고 두축에 대하여 편향될 수 있는 편광경(11)상에 수직한 투영돔의 정점(2)으로부터 개구부(16)를 통하여 나아간다. 이러한 경우, 상기 영상(6)은 34번째 구의 완전한 공간 내에서 이동 가능하다. 반면, 수평선(3)이하에의 상기 공간 내에서 상기 영상(6)을 이동하는 것은 가능하다. 수평선(3)이하 구 공간의 표면 대부분은 수직선으로부터 측정될 때 실질적으로 60°이상으로 편광경(11)을 편향하기 위하여 요구되지 않는 영상을 이동하는 것에 의하여 도달될 수 있다. 당연히 도 1내지 도 4에서 도시된, 투영면(9)상의 돔 투영은 투영면(9)이 비치고, 관찰자가 돔외부로부터 영상을 불 수 있을 때 또한 동일하게 사용될 수 있다. 영상 오류의 정정 가능성의 연장은 이러한 경우에 사용될 수 있기 때문에 특히 레이저 프로젝터에서 투영면(9)은 가상적으로 어떠한 형태를 가질 수 있다.

도 5는 리어 프로젝션(rear projection)의 실시 예를 도시한다. 상기 투영면(9)은 이러한 경우에 광 투과성 비구면 스크린이다. 상기 영상 투영은 스크린의 후면 상에서 실행되고, 상기 영상은 전면에서 재현된다. 빛의 방향을 고려하면, 상기 빛은 프로젝터(10)로부터 제일 먼저 반사경(14)상에 그리고 2축에 대하여 회전 가능하도록 장착되고 바닥에 설치되는 편향경(11)상으로 나아간다. 투영 영상(6)은 대략 340°정도로 방위 회전축(7)에 대하여 그리고 90°정도로 고도각(8)의 회전축에 대하여 각도의 영역 내에서 이동가능하고 적합하게 형성된 스크린 상에 스크린 상에 수 있도록 하는 방법으로 상기 래터(latter)가 이동된다.

도 6은 레이저 광원(12)과 프로젝션 헤드(13)를 가진 프로젝터(10)의 구조를 보여준다. 상기 프로젝터는 빛의 방향으로 배열된 하기의 보조 부품을 포함한다. :레이저 광원(12), 편향 장치(17), 변환 광학기(18), 반사경(14)그리고 두 축에 대하여 편향될 수 있고 구동 메커니즘을 가진 편광경(11). 상기 레이저 방사원(12)과 레이저 광원의 작동을 위한 전자 제어, 편향장치(17)를 위한 레이저광의 변조기, 변환 광학기(18)의 줌 기능 그리고 편향 장치를 위한 구동기가 하우징(19)내에 설치된다. 편향 장치(17), 변환 광학기(18), 반사경(14) 그리고 두축에 대하여 편향되고 구동 메커니즘을 가진 편광경(11)을 포함하는 보조 부품들은 상기 하우징(19)과 연결된 프로임(20)상에 장착된다. 상기 하우징(19)은 투영돔(1)의 바닥(4)상에 위치된다. 광원(12)과 프로젝션 헤드(13)의 분리는 도 3에서 도시된 것처럼 실행될 수 있다. 이러한 경우, 상기 하우징(19)은 분리되고, 상기 프레임은 예를 들어 투영돔(1)의 벽상에 부착된다. 더 나아가, 도 6은 파일롯 레이저빔(21)이 편광경(11)상의 주 투영축의 방향으로 부분적으로 반사되는 반사경(14)을 통하여 부가적으로 결합되는 것을 보여준다. 상기 파일롯 레이저빔(21)은 편광경(11)에 의하여 발생되는 영상을 사용하는 광다발(22)을 가지고 편향되고, 따라서 디스플레이되는 영상내 위치를 가지고 항상 연결될 수 있다.

도 7은 구형 투영면을 가진 투영 공간을 보여준다. 상기 투영 공간에서, 도 6 의 반사경 (4,14',14")과 편광경 (11,11',11")과 연결된 3 개의 프로젝터 (10,10',10")는 반사경을 통하여 편향된 빔을 따르는 주투영축의 방향이 정점(2)을 지나는 수직선과 동일한 직선상에 놓여지도록 하는 방법으로 직선상에 다른 하나의 프로젝터가 배열된다. 각각의 3개 프로젝터는 구조적으로 도 6에서 도시된 프로젝터와 일치한다. 상기 3개의 프로젝터는 투영돔(1)의 기하학적 중심에 근접하게 설치된다. 그래서, 모든 프로젝터(10,10',10")로부터 투영면(9)의 모든 직선상에 투영 거리는 거의 동일하다. 도 7에서 3개의 프로젝터 (10,10',10")의 묘사는 투영돔(1)의 크기에 대한 묘사에 대한 것이 아니다. 상기 투영돔(1)은, 예를 들어 직경이 20m이며, 개개의 프로젝터는 길이 900mm, 높이 400mm, 폭200mm이다. 중심 프로젝터(1)의 편광경(11)은 투영돔(1)의 중심에 정확하게 배열되는 것이 도7에 도시된다. 다른 프로젝터(10',10")의 편광경(11',11")은 비교적 중심으로부터 대략 500mm의 거리에 떨어져 있다. 5°의 개구 각선을 가지고, 상기 중심 프로젝터(10)에 의하여 발생되는 영상(6)은 대략 900mm의 폭을 가진다. 중심 프로젝터(10)의 영상(6)과 비교되는 다른 두 프로젝터(10',10")로부터 영상(6',6")의 영상 폭은 결과적인 차이로 대략 45mm이다. 그래서, 영상의 최대 가능한 크기 차는 특히 이동하는 영상인 경우에, 관찰자에 의하여 감지할 수 없는 범위 하에 놓여진다.

상기에서 설명된 것과 같다.

Claims (22)

1. 투영으로부터 주투영축(5)을 따르는 방향으로 나아가고, 두 공간방향내에서 이동 가능하도록 지지되고 바닥(4)상에 형성되는 투영면(9)상에서 고도각과 방위각으로 투영된 광다발(22)을 편향시키는 경면을 가지는 편광경(11)상으로 부딪치도록 영상을 투영하는 편향경(11)과 프로젝터(10)를 구비하는 투영 배열에 있어서,

   상기 영상 투영은 정점(2)을 지나는 수직선에 대하여 60°보다 작은 각도 β로 정점(2)의 방향으로부터 영향을 끼치고, 상기 투영된 광다발(22)이 영상(6)이 투영면(9)상에서 발생되어 상기 래터 상에서 이동될 수 있도록 투영면(9)에 근접하게 편향될 수 있는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
2. 제 1 항에 있어서

   영상(6)이 투영면(9)의 단지 일부분 면상에서 투영된 광다발(22)에 의하여 형성될 수 있고, 상기 영상은 상기 투영면(9)의 공간 내에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 투영 배열.
3. 제 1 항에 있어서,

   주 투영축(5)에 수직으로 연장되는 고도각을 조절하기 위한 회전축(8)과 상기 방위각을 조절하기 위한 회전축(7)이 상기 주 투영축(5)과 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 β는 0°인 것을 특징으로 하는 투영 배열.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   주 투영축(5)은 투영돔(1)의 정점을 지나는 수직선과 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 프로젝터(10)는 투영돔(1)의 정점(2)내에 배열되고, 상기 편광경(22)은 상기 투영돔의 바닥에 배열되며, 상기 방위각의 조절을 위한 회전축(7)은 정점(2)을 지나는 수직선과 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 투영면의 모든 점으로부터의 투영 거리가 평균 투영거리로부터 +/-10%보다 작게 빗나가도록 하는 방법으로 투영면(9)에 대하여 상기 편광경(12)이 정렬되는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 반사경(14)은 상기 프로젝터(10)와 상기 편광경(11)사이에 배열되고, 상기 반사경(14)은 광다발(22)의 주 투영축(5)의 방향이 각도 β로 상기 편광경(11)에 편향된 후 상기 정점으로부터 나아가는 광다발(22)을 편향하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 반사경(14)은 고정되도록 배열하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 반사경(14)의 경면은 상기 프로젝터(10)로부터 투영되는 광다발(22)의 주 투영축(5)에 대하여 45°각도이고, 상기 정점(2)을 지나는 수직선에 대하여 45°로 배열되는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 프로젝터(10)는 광원(12)으로써, 영상 정보에 의하여 변조될 수 있는 레이저 방사원과, 2차원으로 상기 광다발(22)이 편향하도록 하는 편향 장치(17)를 포함하는 레이저 프로젝터인 것을 특징으로 하는 투영 배열.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 레이저 프로젝터의 광원(12)은 단색 레이저 방사원 또는 적-녹-청 방사원인 것을 특징으로 하는 투영 배열.
13. 제 11 항에 있어서,

    편향 장치(17)는 광다발(22)을 주사하기 위한 수평선 반사경과 수직선 반사경 및 광다발(22)의 편향 각도가 수평 그리고 수직방향의 차원으로 조절될 수 있도록 하는 수단에 의하여 변환 광학기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 프로젝터(10)는 영상-형성 프로젝터이고, 상기 광원은 레이저 방사원 또는 °각도인 것을 특징으로 하는 투영 배열.
15. 제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,

    광-전달 섬유는 광원(12)의 광원(12)에 일끝이 연결되고, 레이저 프로젝터의 프로젝션 헤드(13)내 편향 장치(17)에 타끝이 연결되도록 지지되고, 또는 영상-형성 프로젝터의 목표영역에 부가적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
16. 제 1 항에 있어서,

    광다발(22)의 파장과 동일하지 않은 광파장을 가진 파일롯 레이저빔(21)은 편향된 영상(6)내에서 고정된 점과 연관되도록 하는 방법으로 영상(6)의 투영을 위하여 빔 경로내로 결합될 수 있고, 주 투영축(5)의 위치와 바람직하게 일치하고 편향경(11)의 수단에 의하여 상기 투영면(9)상에서 상기 영상과 함께 이동 가능한 것을 특징으로 하는 0투영 배열.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 파일롯 레이저 빔(21)은 파장을 전달하는 반사경(14)을 통하여 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 투영 배열은 상기 투영면을 채워넣는 스크린(6)을 투영하는 제 1 프로젝터(10) 투영면에 대하여 배열되고, 더 나아가 편향경과 결합된 제 2 프로젝터(10')의 투영면에 대하여 배열되며, 상기 제 2 프로젝터(10')는 상대적으로 스크린 내에서 이동가능하고, 상기 스크린(6)으로부터 완전히 독립적으로 디스플레이될 수 있는 작은 영상(6')을 투영하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
19. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

    각각의 결합된 편광경(11',11")을 구비하는 단일 프로젝터(10)보다 많은 프로젝터가 투영면(9)을 향하여 방향 설정된 것을 특징으로 하는 투영 배열.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 편광경(11,11',11")은 수평선 방향으로 서로 나란하게 배열되고, 상기 편광경(11,11',11")의 경면 상에 부딪치는 광다발(22)의 방향은 정점(20의 방향으로부터 나아가는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 편광경(11,11',11")은 수직 방향으로 하나의 편광경위에 다른 편광경이 배열되는 것을 특징으로 하는 투영 배열.
22. 제 21 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광다발(22)의 주 투영축의 방향은 각각 결합된 반사경(14)을 통한 편향이 끝난 후와 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 배열.