KR20040071458A

KR20040071458A - 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기

Info

Publication number: KR20040071458A
Application number: KR1020030007432A
Authority: KR
Inventors: 황주성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-12

Abstract

피사체 이미지 정보를 전기적 신호로 바꾸어주는 고체촬상소자와; 전기적 영상 신호에 따라 조명된 광의 밝기를 변조하여 영상을 형성하는 표시소자와; 피사체 이미지를 축소하여 고체촬상소자에 결상시키며 표시소자에서 형성된 영상을 확대 투사하는 줌렌즈와; 줌렌즈, 고체촬상소자 및 표시소자 사이의 광로 상에 배치된 광로 변환기;를 포함하는 비디오 카메라부와, 표시소자에 광을 조사하기 위한 조명 광학계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기기가 개시되어 있다.

개시된 복합 기기는, 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합되어 있으므로, 캠코더와 같은 비디오 카메라로 찍은 영상을 장소에 크게 제약을 받지 않고 대화면으로 볼 수 있다.

Description

비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기{Complex apparatus having function of video camera and projector}

본 발명은 캠코더와 같은 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기에 관한 것이다.

일반적으로, 비디오 카메라 예컨대, 캠코더는 피사체를 줌렌즈로 축소하여 고체 촬상소자인 CCD에 결상하고, CCD에 결상된 영상 정보를 전기적 신호로 바꾸어데크부에 있는 테이프에 저장한다. 또한, 캠코더에는 테이프에 저장된 비디오 소스를 디스플레이하거나 촬영되는 영상을 곧바로 볼 수 있도록 LCD가 설치되어 있다.

그런데, 캠코더에 마련된 LCD로 촬영되거나 테이프에 저장되어 있는 영상을 보는 경우에는, 화면이 작아서 여럿이 함께 보기 어렵고 또한 섬세한 영상을 보기 어렵다. 그래서, 텔레비전과 같은 대화면 외부 디스플레이장치와 연결하여 볼 필요가 있다. 하지만, 대화면으로 보기 위해서는 대화면용 외부 디스플레이장치가 필요하며, 이 대화면용 외부 디스플레이장치와 캠코더는 A/V 코드로 연결해주어야만 한다. 따라서, 캠코더에 의해 촬영한 영상을 대화면으로 보려면 장소에 제약이 따르는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 캠코더와 같은 비디오 카메라로 찍은 영상을 장소에 크게 제약을 받지 않고 대화면으로 볼 수 있도록 된 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기의 주요 구성을 개략적으로 보인 도면,

도 2는 도 1의 편광 변환기의 일부를 확대 도시한 도면,

도 3a는 도 1의 본 발명에 따른 복합 기기로 피사체를 촬영할 때의 광 경로를 개략적으로 보인 도면,

도 3b는 도 1의 본 발명에 따른 복합 기기가 프로젝터로서 기능을 할 때의 광 경로를 개략적으로 보인 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기의 주요 구성을 개략적으로 보인 도면,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기의 주요 구성을 개략적으로 보인 도면.

<도면의 주요부분데 대한 부호의 설명>

10...비디오 카메라부 11...줌렌즈

13...고체촬상소자 21...표시소자

23...파장판 25...광로 변환기

30...조명 광학계부 31...광원

50...색광 분리기 50R,50G,50B...이색 미러

55...마이크로 렌즈 어레이 60...셋톱박스

70...고용량 저장매체장치 75...A/V 코드

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 기기는, 피사체 이미지 정보를 전기적 신호로 바꾸어주는 고체촬상소자와; 전기적 영상 신호에 따라 조명된 광의 밝기를 변조하여 영상을 형성하는 표시소자와; 피사체 이미지를 축소하여 상기 고체촬상소자에 결상시키며 상기 표시소자에서 형성된 영상을 확대 투사하는 줌렌즈와; 상기 줌렌즈, 고체촬상소자 및 표시소자 사이의 광로 상에 배치된 광로 변환기;를 포함하는 비디오 카메라부와, 상기 표시소자에 광을 조사하기 위한 조명 광학계부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비디오 카메라부와 조명 광학계부는 선택적으로 서로 분리/결합할 수 있도록 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 복합 기기는, 방송 신호를 수신하기 위한 셋톱박스;를 더 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합 기기는, 영상 정보를 저장하기 위한 고용량 저장매체장치;를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 고용량 저장매체장치는 CD 계열의 광디스크 및/또는 DVD 계열의광디스크용 드라이브 및 하드디스크 드라이브 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 광로 변환기는 편광 빔스프리터이고, 상기 표시소자와 광로 변환기 사이에 입사되는 광의 편광을 바꾸어주는 파장판;을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 조명 광학계부에 마련되어 광원에서 입사되는 광의 편광을 변환시켜 일 편광으로 되도록 하는 편광 변환기;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 표시소자는, 반사형 액정표시소자인 것이 바람직하다.

상기 조명 광학계부에 구비되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 색광별로 분리하는 3매 이상의 이색 미러로 된 색광 분리기와; 상기 표시소자 앞에 위치되어 입사되는 광이 색광별로 집속되도록 하는 마이크로 렌즈 어레이;를 포함하여, 칼라 구현이 가능하도록 된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 복합기기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합된 복합 기기의 주요 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 기기는, 비디오 카메라부(10)와, 비디오 카메라부(10)의 표시소자(21)에 광을 조사하기 위한 조명 광학계부(30)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 비디오 카메라부(10)와 조명 광학계부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 선택적으로 서로 분리/결합할 수 있도록 마련된 것이 바람직하다. 도 1에서 참조번호 15는 뷰파인더를 나타내며, 참조번호 A는 비디오카메라부(10)와 조명 광학계부(30)를 선택적으로 서로 분리/결합할 수 있도록 된 부분을 나타낸다.

상기 비디오 카메라부(10)는 고체촬상소자(13), 줌렌즈(11), 표시소자(21) 및 광로 변환기(25) 등을 포함하여 구성된다. 상기 비디오 카메라부(10)는 예컨대, 통상의 캠코더 구성 요소에 프로젝터의 일부 구성 즉, 표시소자(21) 및 광로 변환기(25) 등이 더 포함된 구성을 가진다. 또한, 비디오 카메라부(10)에는 표시소자(21)를 주어진 영상 신호로 구동하기 위한 구동 회로부(미도시)가 더 구비된다.

상기 고체촬상소자(13)는 줌렌즈(11)에 의해 축소되어 결상되는 피사체 이미지 정보를 전기적 신호로 바꾸어주기 위한 것이다. 상기 고체촬상소자(13)로는 CCD를 구비할 수 있다.

상기 줌렌즈(11)는, 피사체 이미지를 축소하여 상기 고체촬상소자(13)에 결상시키며, 표시소자(21)에서 형성된 영상을 확대 투사한다. 상기 줌렌즈(11)로는 캠코더와 같은 비디오 카메라에 사용되는 줌렌즈를 사용할 수도 있다.

상기 표시소자(21)는 전기적 영상 신호에 따라 조명 광학계부(30)로부터 조명된 광의 밝기를 변조하여 영상을 형성한다. 상기 표시소자(21)로는 반사형 액정표시소자(21)(LCD:Liquid Crystal Display), 보다 바람직하게는, LCoS(Liquid crystal on Silicon)를 구비할 수 있다. LCoS는 실리콘 웨이퍼에 C-MOS 및 액정층을 형성한 것으로, 개구율이 향상되고 응답속도가 빠른 이점이 있다.

상기 광로 변환기(25)는 줌렌즈(11)에 의해 축소된 피사체 이미지는 투과되어 고체촬상소자(13)에 결상되고, 조명 광학계부(30)쪽에서 입사되는 광은 투과되어 표시소자(21)로 향하도록 하고, 표시소자(21)에서 형성된 영상은 반사되어 줌렌즈(11)쪽으로 향하도록 하기 위한 것이다. 상기 광로 변환기(25)는 조명 광학계부(30)쪽에서 조명된 광과 피사체로부터의 입사광이 서로 분리되도록 한다.

상기 광로 변환기(25)로는 도 1에 도시된 바와 같이, 큐빅형 구조의 빔스프리터를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 광로 변환기(25)로 사용되는 빔스프리터는 입사되는 광의 편광에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광 빔스프리터인 것이 보다 바람직하다.

상기 표시소자(21)로 반사형 액정표시소자(21)를 구비하고, 상기 광로 변환기(25)로 편광 빔스프리터를 구비하는 경우, 비디오 카메라부(10)에는 상기 광로 변환기(25)와 표시소자(21) 사이에 입사되는 광의 편광을 바꾸어주는 파장판(23), 바람직하게는 1/4 파장판을 더 구비한다. 이 경우, 상기 조명 광학계부(30)에서 입사되는 일 편광 예컨대, P 편광의 광은 광로 변환기(25)를 투과하고 파장판(23)에서 일 원편광으로 바뀌어 표시소자(21)에 조명된다. 표시소자(21)에서 전기적 영상 신호에 따라 각 화소에서 반사된 광의 편광 상태는 변하게 되고, 표시소자(21)에서 반사된 광 중 다른 원편광의 광은 파장판(23)을 통과하면서 처음의 P 편광과 수직인 S 편광의 광으로 바뀌고, 이 S 편광의 광은 광로 변환기(25)에서 반사되어 줌렌즈(11)쪽으로 진행한다. 따라서, 표시소자(21)에서 형성된 영상은 줌렌즈(11)에 의해 확대되어 대형 스크린(미도시)에 투사된다.

조명 광학계부(30)는 표시소자(21)에 광을 조사하기 위한 것이다. 도 1은 조명 광학계부(30)의 일 실시예를 보여준다.

예를 들어, 조명 광학계부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 백색광을 출사하는 램프형 광원(31)과, 상기 램프형 광원(31)에서 출사된 광이 균일하게 표시소자(21)에 조사되도록 빔을 균일화하기 위한 한쌍의 멀티 렌즈 어레이(MLA:Multi Lens Array)(33(37))와, 광의 진행 경로를 꺽어주기 위한 반사 미러(35)와, 광원(31)에서 출사된 광의 편광을 일 편광 예컨대, P편광으로 정렬하기 위한 편광 변환기(Polarization Converter System)(40)와, 복수의 렌즈 예컨대, 콘덴싱 렌즈(38) 및 릴레이 렌즈(27)(39)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 멀티 렌즈 어레이(33)(37) 즉, 파리눈 렌즈는 입사빔을 균일한 사각빔으로 변환한다.

상기 편광 변환기(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대, P편광의 광을 투과시키고 S 편광의 광은 반사시키는 편광빔분할기(41)와, 상기 편광빔분할기(41)에서 반사된 S 편광의 광을 반사시켜 P편광의 광과 나란히 진행하도록 하는 반사부재(43)가 교대로 위치되어 있으며, 상기 편광빔분할기(41)를 투과한 광 또는 반사부재(43)에서 반사된 광의 경로 상에 배치된 1/2 파장판(45)을 포함한다. 상기 1/2 파장판(45)은 예컨대, 상기 반사부재(43)에서 반사되어 진행하는 S편광의 광의 진행 경로 상에 각각 위치되어 S편광의 광을 P편광으로 바꾸어준다.

상기 콘덴싱 렌즈(38)는 광원(31)에서 출사된 광을 평행광으로 바꾸어준다. 한쌍의 릴레이 렌즈(27)(39)는 조명 광학계부(30)와 비디오 카메라부(10)의 착탈이 용이하도록 긴 광경로를 확보 하도록 한다. 도 1은 한쌍의 릴레이 렌즈(27)(39) 중일 릴레이 렌즈(39)는 조명 광학계부(30)에, 다른 릴레이 렌즈(27)는 비디오 카메라부(10)에 각각 위치된 예를 보여준다.

도 1에 도시된 바와 같은 광학적 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 기기는, 표시소자(21)로 칼라 필터를 포함하는 칼라 표시용 액정표시소자를 구비하는 경우에는 칼라 영상을 형성하고, 줌렌즈(11)를 통해 확대 투사할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 각각 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 기기가 피사체를 촬영할 때와, 프로젝터로서 기능을 할 때의 광 경로를 개략적으로 보여준다.

도 3a를 참조하면, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 기기는, 피사체를 촬영할 때는 종래의 캠코더와 동일한 방법으로 줌렌즈(11)에 의해 피사체의 이미지가 고체촬상소자(13)에 결상되고, 고체촬상소자(13)는 영상을 전기적 신호로 바꾸어 예컨대, 테이프(미도시)에 저장하게 된다.

도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 복합 기기가 프로젝터로서 기능을 할 때에는, 광원(31)에서 나온 광을 멀티 렌즈 어레이(33)(37)와 편광 변환기(40)를 거쳐 한 방향으로 편광 예컨대, P파로 편광되고 광로 변환기(25)를 투과하고 파장판(23)을 거쳐 표시소자(21)에 입사한다. 표시소자(21)에서 전기적 영상 신호에 따라 각 화소에서 반사된 광은 편광 상태가 변하게 되고, 다시 파장판(23)을 투과하면서 유효광이 입사시와 수직으로 편광 예컨대, S파로 편광되어 광로 변환기(25)에서 반사되고, 줌렌즈(11)에 의해 확대되어 대형 스크린에 투영된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 기기를 개략적으로 보인 것으로,도 1에서와 동일 참조부호는 실질적으로 동일 또는 유사한 기능을 하는 부재를 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 기기는, 도 1의 반사 미러(35) 대신에 칼라광 분리용 색광 분리기(50)를 구비하고, 표시소자(21) 앞에 마이크로 렌즈 어레이(55)를 구비하여, 칼라 영상을 구현하는 구조로 될 수도 있다.

상기 색광 분리기(50)는 조명 광학계부(30)에 구비되며, 광원(31)으로부터 출사된 광을 복수의 색광별 예컨대, 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 3매 이상의 이색 미러(Dichroic Mirror)(50R)(50G)(50B)로 이루어진다.

도 3은 광원(31)쪽에서 출사된 백색광이 적색광, 녹색광 및 청색광의 삼원색광으로 분리되도록 3매의 이색 미러(50R)(50G)(50B)를 구비한 예를 보여준다. 각 이색 미러(50R)(50G)(50B)는 특정 색광은 반사시키고 나머지 색광은 투과시킨다. 예를 들어, 이색 미러(50R)는 광원(31)족에서 입사되는 백색광 중 적색광은 반사시키고 나머지 색광은 투과시킨다. 이색 미러(50G)는 이색 미러를 투과한 색광 중 녹색광은 반사시키고 나머지 색광인 청색광은 투과시킨다. 이색 미러(50B)는 청색광을 반사시킨다. 상기 3매의 이색 미러(50R)(50G)(50B)의 배치 순서는 변경될 수 있다.

상기 3매의 이색 미러(50R)(50G)(50B)는 서로 θ만큼 기울어져 부채살 모양을 이루도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 이색 미러(50G)에 대해 이색 미러(50R)는 -θ, 이색 미러(50B)는 +θ만큼 기울어지게 배치될 수 있다. 이 경우, 녹색광의 주광선(chief ray)에 대해 적색광의 주광선은 -θ, 청색광의 주광선은 +θ만큼 기울어진 각으로 마이크로 렌즈 어레이(55)에 입사한다.

상기 마이크로 렌즈 어레이(55)는, 표시소자(21) 앞에 위치되어 입사되는 광이 색광별로 집속하기 위한 것으로, 마이크로 렌즈 요소를 이루는 다수의 실린더리컬 렌즈가 수평 방향으로 배열된 것이다. 이 마이크로 렌즈 어레이(55)는 서로 다른 기울기로 입사되는 적색광, 녹색광, 청색광을 표시소자(21)상에 스트라이프 형상으로 집속시킨다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 기기를 개략적으로 보여준다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 기기는 방송 신호를 수신하기 위한 셋톱박스(Set Top Box)(60) 및/또는 고용량 저장매체장치(70)를 더 구비할 수도 있다. 이때, 상기 셋톱박스(60) 및/또는 고용량 저장매체장치(70)는 조명 광학계부(30)에 마련된 것이 바람직하다. 여기서, 도 1 및 도 4에서와 동일 참조부호는 실질적으로 동일 또는 유사한 기능을 하는 동일 부재를 나타낸다.

상기 셋톱박스(60)는, 방송 신호 예컨대, 위성 방송 신호를 수신한다. 셋톱박스(60)에 의해 수신된 방송 신호에 따라 표시소자(21)를 구동하면 방송 화면을 확대하여 스크린 상에 투영하는 것이 가능하다.

상기 고용량 저장매체장치(70)는 고용량 저장매체에 영상 정보를 저장하거나, 고용량 저장매체에 저장되어 있는 영상 정보를 본 발명에 따른 복합 기기의 프로젝터 기능을 이용하여 대화면으로 보도록 하기 위한 것이다.

상기 고용량 저장매체장치(70)로는 예컨대, CD 계열의 광디스크 및/또는 DVD계열의 광디스크용 드라이브 및/또는 하드디스크 드라이브(HDD)를 구비할 수 있으며, 고용량 저장매체는 예컨대, CD 계열의 광디스크, DVD 계열의 광디스크 및/또는 하드디스크가 될 수 있다.

상기 셋톱박스(60) 및/또는 고용량 저장매체장치(70)는 비디오 카메라부(10) 특히, 표시소자(21)와 A/V 코드(75)에 의해 연결된다. 이 A/V 코드(75)는 비디오 카메라부(10)와 분리 또는 연결 가능하도록 마련된 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 기기는 예를 들어, 캠코더, 프로젝터 뿐만 아니라, 텔레비전과 DVD 기능을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 기기는, 비디오 카메라 예컨대, 캠코더와 프로젝터가 결합된 구조로, 캠코더로 찍은 영상을 대화면으로 볼 수 있도록 한다. 또한, 비디오 카메라부(10)와 조명 광학계부(30)는 서로 분리/결합 가능하므로, 피사체를 촬영할 때는 비디오 카메라 파트를 조명 광학계부(30)로부터 분리하여 무게와 부피가 경감된 상태로 사용하며, 영상을 대화면으로 보고자 할 때에만 비디오 카메라부(10)와 조명 광학계부(30)를 결합하여 복합 기기가 프로젝터로서 기능을 하도록 할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 기기는, 비디오 카메라와 프로젝터의 기능이 복합되어 있으므로, 캠코더와 같은 비디오 카메라로 찍은 영상을 장소에 크게 제약을 받지 않고 대화면으로 볼 수 있다.

Claims

피사체 이미지 정보를 전기적 신호로 바꾸어주는 고체촬상소자와; 전기적 영상 신호에 따라 조명된 광의 밝기를 변조하여 영상을 형성하는 표시소자와; 피사체 이미지를 축소하여 상기 고체촬상소자에 결상시키며 상기 표시소자에서 형성된 영상을 확대 투사하는 줌렌즈와; 상기 줌렌즈, 고체촬상소자 및 표시소자 사이의 광로 상에 배치된 광로 변환기;를 포함하는 비디오 카메라부와,

상기 표시소자에 광을 조사하기 위한 조명 광학계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항에 있어서, 상기 비디오 카메라부와 조명 광학계부는 선택적으로 서로 분리/결합할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 방송 신호를 수신하기 위한 셋톱박스;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 영상 정보를 저장하기 위한 고용량 저장매체장치;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제4항에 있어서, 상기 고용량 저장매체장치는 CD 계열의 광디스크 및/또는 DVD 계열의 광디스크용 드라이브 및 하드디스크 드라이브 중 적어도 어느 하나인것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항에 있어서, 상기 광로 변환기는 편광 빔스프리터이고,

상기 표시소자와 광로 변환기 사이에 입사되는 광의 편광을 바꾸어주는 파장판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 광학계부에 마련되어 광원에서 입사되는 광의 편광을 변환시켜 일 편광으로 되도록 하는 편광 변환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시소자는, 반사형 액정표시소자인 것을 특징으로 하는 복합 기기.
제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 광학계부에 구비되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 색광별로 분리하는 3매 이상의 이색 미러로 된 색광 분리기와;

상기 표시소자 앞에 위치되어 입사되는 광이 색광별로 집속되도록 하는 마이크로 렌즈 어레이;를 포함하여, 칼라 구현이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 복합 기기.