KR20060076142A

KR20060076142A - 돔 스크린용 비디오 투영기

Info

Publication number: KR20060076142A
Application number: KR1020050023492A
Authority: KR
Inventors: 마코토 가사하라
Original assignee: 가부시키가이샤 고토 고가쿠 겐큐쇼
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-07-04
Also published as: US7293881B2; JP2006189509A; TWI372302B; DE102005023658A1; TW200622468A; US20060139579A1

Abstract

본 발명은 투영화상의 해상도를 저하시키지 않고, 단안의 어안 렌즈에 의해 돔면 전역을 투영가능하게 한다. 화상표시소자로부터의 광속을 돔면에 투영하는 단안의 어안 렌즈(7)와, 상기 투영 렌즈를 공용하는 복수의 화상표시소자(11, 21)와, 상기 각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 어안 렌즈에 입광하는 수단(5)을 포함하며, 상기 각각의 화상표시소자에 표시되는 화상의 투영 범위를 돔면(D)의 일부 영역(A1, A2)으로 하는 동시에, 각 영역에 투영되는 투영 화상의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영 화상을 얻는다.

투영 렌즈, 합성화상, 어안 렌즈, 액정 패널, 화상표시소자, 광속, 합성 프리즘

Description

돔 스크린용 비디오 투영기{VIDEO PROJECTOR FOR DOME SCREEN}

도1은 본 발명의 비디오 투영기의 구성도.

도2는 화상표시소자의 평면도.

도3은 결상된 합성화상을 도시한 도면.

도4는 종래기술의 화상표시소자의 평면도.

도5는 본 발명의 비디오 투영기의 상이한 실시예를 부분절결한 정면도

도6은 종래기술의 비디오 투영방법의 구성도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

D: 돔면 B: 엣지 브랜드 에어리어

A1, A2: 투영영역 1: 비디오 투영기

5: 합성 프리즘 7: 투영 렌즈

11, 21: 화상표시소자 30: 비디오 투영기

41, 51: 비디오 투영 유니트

본 발명은 예를 들어 천체투영관 시설이나 기타 구면의 스크린 영상시설 등 의 돔 스크린용 비디오 투영기에 관한 것이다.

예를 들어, 액정 패널이나 디지탈 마이크로 미러 디바이스(DMD) 등의 화상표시소자의 화상을 광학계를 거쳐 스크린에 투영하는 비디오 투영기가 공지되어 있다. 이들은 종래의 영사기를 대체하는 것으로서, 천체투영관 시설이나 구면 스크린 영상 시설 등의 돔 스크린용 투영기로서 사용되고 있다.

이 경우, 이러한 돔 스크린의 투영은 통상의 스크린인 경우에 비해 화각이 넓기 때문에, 종래 다음의 2가지 방법이 채용되고 있다.

그중 한가지 방법은 분할된 복수의 투영 화상의 합성에 의해 돔면 전역에 걸친 투영 화상을 얻는 방법이다. 이 경우는 복수개의 비디오 투영기로부터의 화상의 투영 범위를 돔면의 일부 영역으로 하는 동시에, 각각의 영역에 투영되는 투영화상의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영화상을 얻는 것으로 된다.

두번째 방법은 어안(魚眼) 렌즈를 이용한 한대의 비디오 투영기에 의해 돔면 전역을 투영하는 방법이다.

[특허문헌 1] 일본 특개평 제9-149351호

[특허문헌 2] 일본 특허공개 2001-309275호

도6은 상기 종래기술중의 첫번째 방법의 구성을 도시하고 있다. 이러한 방법에서는 2대의 비디오 투영기에 의해 투영화상을 분할하는 경우를 도시하고 있다. 도면에서 P1, P2는 각각의 비디오 투영기이며, 비디오 투영기(P1)는 대면하는 돔면의 우측 절반에 투영화상(A1)을, 비디오 투영기(P2)는 대면하는 돔면의 좌측 절반에 투영화상(A2)을 투영하도록 배치되어 있다. 상술한 바의 투영화상(A1, A2)의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영화상을 얻을 수 있지만, 분할된 각각의 투영화상 끼리의 연계가 자연적으로 되도록, 화상 분할선(C)을 협지하여 서로 오버랩하는 투영부분인 엣지 브랜드 에어리어(B)가 설치된다.

상술한 경우에 있어서는 돔면에 투영된 경우의 왜곡으로 인해 각각의 영상을 합성하여 하나의 영상을 구성하는 것이 불가능하기 때문에, 왜곡이 적은 투영상을 얻기 위해 각각의 비디오 투영기로부터의 투영해야 할 화상에 변형을 가하여 보정하거나, 연계가 자연적으로 되도록 엣지 브랜드 에어리어에 대한 보카시 처리 등을 실행하고 있다. 그러나, 각각의 비디오 투영기는 영상시설내에 개별적으로 설치되는 것으로서, 아무래도 이상적인 설치위치를 얻는다고는 할 수 없으며, 또한 상호 시행위치의 정밀도나 돔면 자체의 정밀도로부터 상기 왜곡보정이나 엣지 브랜드 에어리어에 대한 처리는 시행현장에서 곤란을 겪게 되고, 그 결과 각각의 오차를 평균화시킬 수 밖에 없으며, 이에 의해 투영화상의 약화를 초래한다는 문제가 발생하였다.

한편, 상기 종래기술의 두번째 방법에서는 단안(單眼)의 투영 렌즈에 의해 돔면 전역을 투영하기 때문에, 적어도 상술한 바와 같은 문제는 해소된다. 그러나, 하나의 화상표시소자의 화상을 초광화각으로 투영하기 때문에, 통상의 해상도로는 투영화상의 해상도가 저하되고, 본래 초광화각으로 투영된 화상에 의해 얻어져야 할 관객의 몰입감이 손상될 위험이 있다. 따라서, 화상표시소자는 고해상도인 것이 요구되고, 비용면에서 고가인 비디오 투영기가 필요하다는 문제가 있다. 또한, 이 경우, 돔면 전역에 투영되기 때문에, 도4에 도시된 바와 같이 화상표시소 자(G)에 표시되는 화상(G1)은 사각형 화상표시소자에 대해 원형의 영역을 사용하지만, 그 결과 화상표시소자에는 큰 면적을 점유하는 비사용영역(G)이 남게 되어 비효율적이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소한 돔 스크린용 비디오 투영기를 제공하는 것을 목적으로 창작된 것으로서, 화상표시소자로부터의 광속(光束)을 돔면에 투영하는 단안의 투영 렌즈와, 상기 투영 렌즈를 공용하는 복수의 화상표시소자와, 상기 각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 투영 렌즈에 입광하는 수단을 가지며, 각각의 화상표시소자에 표시되는 화상의 투영범위를 돔면의 일부 영역으로 하는 동시에 각각의 영역에 투영되는 투영화상의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영화상을 얻는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 각각의 화상표시소자에 표시되는 화상의 투영범위는 돔면의 일부 영역에 그치기 때문에, 화각이 넓어지지 않고 돔면의 투영화상의 해상도가 저하되지 않으며, 통상의 해상도의 화상표시소자를 사용해도 투영화상은 충분한 해상도를 얻을 수 있다.

한편, 각각의 영역에 투영되는 투영화성의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영화상을 얻음에도 불구하고, 각각의 화상표시소자로부터의 화상끼리의 왜곡보정의 조정이나 엣지 브랜드 에어리어에 대한 처리는 영상시설의 시행현장이 아니라, 투영기 내부에서 완결하기 때문에 정밀도가 매우 높은 조정을 용이하게 실행하는 것이 가능하게 된다.

도1 내지 도3는 본 발명의 비디오 투영기의 구성도이다. 이러한 도면에서는 2분할된 투영화상의 합성에 의해 연속하는 투영화상을 돔면 전역에 얻는 실시예를 도시하고 있지만, 분할수는 이에 한정되지 않는다. 도면부호 1은 비디오 투영기를 도시하며, 이러한 비디오 투영기는 화상표시소자로부터의 광속을 돔면(D)에 투영하는 단안 투영 렌즈(7)와, 상기 투영 렌즈를 공용하는 2개의 화상표시소자(11, 12)와, 상기 각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 투영 렌즈에 입광하는 수단을 포함한다. 화상표시소자는 본 실시예에서는 투과형을 예로 들고 있지만, 반사형도 사용할 수 있다.

각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 투영 렌즈에 입광하는 수단으로서 본 실시예에서는 합성 프리즘(5)을 이용하고 있고, 좌우로 양분된 화상표시소자(11, 21)는 각각 광원(12, 22)에 의해 조명되며, 광속은 릴레이 렌즈(13, 23)를 거쳐 상기 합성 프리즘에 의해 합성된다. 합성된 광속은 축소 렌즈(6)를 거쳐 어안 렌즈로 이루어진 투영 렌즈(7)로 입광되고, 돔면의 우측 절반부에 화상표시소자(11)에 의한 투영화상(A)을, 또한 돔면의 좌측 절반부에 화상표시소자(21)에 의한 투영화상(A2)이 투영된다. 상기의 투영화상(A1, A2)의 합성에 의해 돔면 전역에 연속하는 투영화상을 얻을 수 있지만, 분할된 각각의 투영화상 끼리의 연계가 자연적으로 되도록, 화상 분할선(C)을 협지하여 서로 오버랩되는 투영부분인 엣지 브랜드 에어리어(B)가 설치된다. 도면부호 8은 상기 광속계에 대한 화상표시소자(11, 21)로부터의 합성화상의 결상면을 지칭한다. 또한, 도3은 결상된 합성화상을 도시 한 도면이다.

도2는 상기 화상표시소자(11)에 표시되는 화상을 도시하고 있다. 도면부호 F1은 표시되는 화상을 지칭하며, 11C는 합성되는 또 다른 한쪽의 화상표시소자(21)의 표시화상과의 화상 분할선, 11B는 엣지 브랜드 에어리어를 지칭한다. 이러한 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 화상표시소자(11)에 대한 비사용 영역(F2)의 분할이 적고, 어안 렌즈를 이용한 한대의 비디오 투영기에 의해 하나의 화상표시소자에 표시되는 화상을 돔면 전역에 투영하는 종래기술에 비해(도4 참조), 화상표시소자의 사용비율이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서는 1024 × 768 화소의 화상표시소자를 2개 사용하므로써, 1024 × 1024 화소의 투영화상을 얻고 있다.

이어서, 본 발명의 비디오 투영기에 의한 구체적인 실시예를 도5에 도시한다. 여기에서는 기존의 비디오 투영기를 사용하여 본 발명의 비디오 투영기를 얻는 예를 도시하고 있으며, 상술의 실시예처럼 2분할한 투영화상의 합성에 의해 연속하는 투영화상을 돔면 전역에 얻는 것으로 하고 있다. 도면부호 31은 본 발명의 비디오 투영기의 통체를 도시하며, 내부에는 비디오 투영기 유니트(41, 51)가 투영측을 대향하여 설치되는 동시에, 상기 통체의 상하방향에는 투영 경통(34)이 관통삽입된다. 각각의 비디오 투영 유니트(41, 51)는 액정 프로젝터나 DLP 디지탈 광프로젝터("DLP"는 미국 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드의 등록상표) 프로젝터 등의 기존 비디오 프로젝터를 사용하고 있으며, 내부에 광원 및 화상표시소자가 구비된 광학계를 포함한다.

이러한 각각의 비디오 투영 유니트(41, 51)로부터의 광속은 릴레이 렌즈(43)를 거쳐 합성 프리즘(35)에 의해 합성되고, 합성된 광속은 축소 렌즈(36)를 거쳐 어안 렌즈를 포함하는 투영 렌즈계(37)에 입광되어 투상된다. 도면부호 38은 상기 광학계에 대한 각각의 비디오 투영 유니트(41, 51)의 화상표시소자로부터의 합성화상의 결상면을 지칭한다.

이상의 비디오 투영기(30)에서 각각의 비디오 투영 유니트(41, 51)는 각각의 광축 조정수단(44, 54)을 가지며, 또한 합성 프리즘(35), 축소 렌즈(36), 투영 렌즈계(37)를 수용한 투영 경통(34)은 조정용 나사(39)에 의해 통체(31)에 대해 높이 및 경사도가 조정가능하게 부착되는 부착 베이스판에 지지된다. 따라서, 이러한 조정수단에 의해 각각의 투영 화상의 합성화상 끼리의 합성시 조정을 용이하게 실행하는 것이 가능하게 된다.

Claims

화상표시소자로부터의 광속을 돔면에 투영하는 단안의 투영 렌즈와, 상기 투영 렌즈를 공용하는 복수의 화상표시소자와, 상기 각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 투영 렌즈에 입광하는 수단을 포함하며, 각각의 화상표시소자에 표시되는 화상의 투영 범위를 돔면의 일부 영역으로 하는 동시에, 각각의 영역에 투영되는 투영 화상의 합성에 의해 돔면 전역에 연속한 투영 화상을 얻는 것을 특징으로 하는 돔 스크린용 비디오 투영기.
제1항에 있어서, 상기 화상표시소자는 액정 패널인 것을 특징으로 하는 돔 스크린용 비디오 투영기.
제2항에 있어서, 상기 화상표시소자는 디지탈 마이크로 미러 디바이스(DMD)인 것을 특징으로 하는 돔 스크린용 비디오 투영기.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 화상표시소자로부터의 광속을 합성하여 투영 렌즈에 입광하는 합성 프리즘에 투영측을 향하여 복수개의 비디오 투영 유니트를 비디오 투영기내에 수용하고, 각각의 비디오 투영 유니트에는 개별로 광축을 조정하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 돔 스크린용 비디오 투영기.