KR20120051831A

KR20120051831A - 프로젝터 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20120051831A
Application number: KR1020100113139A
Authority: KR
Inventors: 계용찬; 박병훈; 김성순
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2012-05-23
Also published as: US9235112B2; US20120120374A1

Abstract

본 발명은, 복수의 광학적 영상 정보를 출사하는 프로젝터에 있어서, 제1, 제2의 영상 정보를 각각 일정 주기로 번갈아 출사하는 광학 모듈; 및 상기 광학 모듈로부터 출사되는 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에 온/오프(on/off) 가능하게 설치되는 광 경로 변환기를 구비하고, 상기 제1 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에서 오프(off)되어 상기 제1 영상 정보가 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)로 직진하고, 상기 제2 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상으로 온(on)됨에 따라 상기 제2 영상 정보는 상기 광 경로 변환기에 의해 제2의 경로로 진행하는 프로젝터를 개시한다.

Description

프로젝터 및 그 구동 방법 {PROJECTOR AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 프로젝터에 관한 것으로서, 하나의 광학 모듈을 이용하여 시차를 두고 서로 다른 영상 정보를 출사하여 서로 다른 두 개의 영상을 구현하는 프로젝터에 관한 것이다.

프로젝터는 디스플레이 장치의 하나로서, 광학 모듈로부터 출사되는 영상 정보를 일정 거리에 있는 스크린에 확대하여 화면으로 구현하며, 프로젝터에서 영상 정보가 출사되는 부분으로부터 스크린까지의 거리에 따라 화면의 크기를 조절할 수 있다. 이러한 프로젝터는 스크린까지의 거리만 충분히 확보할 수 있다면 기기 자체의 크기와 상관없이 고화질의 대형 화면을 구현하기 용이하다.

최근에는 휴대가 가능한 크기의 프로젝터가 상용화되기에 이르렀으며, 이동통신 단말기와 같은 휴대용 단말기에도 프로젝터가 탑재되고 있다. 휴대용 프로젝터나 휴대용 단말기에 탑재된 프로젝터는 잦은 외근과 회의가 반복되는 직장인들에게는 유용하다.

한편, 하나의 광학 모듈로 두 개 이상의 스크린에 동시에 영상을 구현할 수 있도록 구현한 듀얼 뷰(dual view) 기능을 가지는 프로젝터가 점차 상용화되고 있는 추세이다.

도 1은 듀얼 뷰 기능을 가지는 종래의 프로젝터를 예시한 도면으로서, 미국 공개특허 제2009-0128716호(2009. 5. 21. 공개)에 개시된 프로젝터이다. 상기 프로젝터는 3 파장 레이저 빔 발생기(350)로부터 출사되는 영상 정보를 빔 분할기(beam splitter; 383)를 통해 두 개의 경로로 분할하게 된다. 분할된 영상 정보 중 제1의 영상 정보는 스크린(130) 상에 전면부 이미지(132A)로 투사되고, 제2의 영상 정보는 테이블(120) 상에 표면부 이미지(122A)로 투사된다.

이때, 상기 제1, 제2 영상 정보는 사실상 동일한 영상 정보를 단순 분할한 것이기 때문에, 스크린(130)과 테이블(120) 각각에 투사된 영상(132A, 122A)이 서로 동일할 수밖에 없다. 따라서 하나의 스크린에만 영상을 투사하는 다른 프로젝터와 비교할 때보다 스크린(130)과 상기 테이블(120) 상에 각각 구현되는 영상의 화질이 저하될 수밖에 없으며, 그 활용도가 높지 않다.

이에, 본 발명은 제1의 스크린과 제2의 스크린에 서로 다른 영상을 동시에 투사할 수 있는 프로젝터 및 그의 구동 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 프로젝터를 통해 제1, 제2의 스크린에 서로 다른 영상을 각각 투사함으로써, 프로젝터를 다양하게 활용할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은, 복수의 광학적 영상 정보를 출사하는 프로젝터에 있어서,

제1, 제2의 영상 정보를 각각 일정 주기로 번갈아 출사하는 광학 모듈; 및

상기 광학 모듈로부터 출사되는 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에 온/오프(on/off) 가능하게 설치되는 광 경로 변환기를 구비하고,

상기 제1 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에서 오프(off)되어 상기 제1 영상 정보가 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)로 직진하고,

상기 제2 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상으로 온(on)됨에 따라 상기 제2 영상 정보는 상기 광 경로 변환기에 의해 제2의 경로로 진행하는 프로젝터를 개시한다.

이때, 상기 광학 모듈은 상기 제1 영상 정보에서 상기 제2 영상 정보로 전환하는 사이 및 상기 제2 영상 정보에서 상기 제1 영상 정보로 전환하는 사이에 각각 일정한 무효 시간(dead time) 동안 영상 정보를 출사하지 않는다.

상기 광 경로 변환기는 상기 무효 시간 동안 온/오프 동작을 수행하게 된다.

이러한 프로젝터에서 상기 제2 영상 정보의 투사율(throw ratio)은 상기 제1 영상 정보의 투사율의 3배 이상 됨이 바람직하다.

더 구체적으로, 이러한 프로젝터에서, 상기 제2 영상 정보의 투사율은 1.6이고, 상기 제1 영상 정보의 투사율은 0.5로 설정할 수 있다.

상기 프로젝터가 상기 광 경로 변환기를 통과하여 직진하는 상기 제1 영상 정보를 반사하는 볼록 거울(convex mirror)을 더 구비함으로써 상기와 같이 투사율을 설정할 수 있다.

한편, 상기 광 경로 변환기는,

구동 장치; 및

상기 구동 장치에 설치되어 상기 구동 장치에 의해 회전하는 반사경을 포함하고,

상기 반사경이 상기 제2 영상 정보를 반사시켜 상기 제2 경로로 진행하게 할 수 있다.

이때, 상기 반사경은 45도 각도의 범위에서 회전하도록 설정함이 바람직하다.

이러한 광 경로 변환기에서, 상기 구동 장치는 스텝 모터(step motor)로 구현할 수 있다.

또한, 상기 광 경로 변환기는 스위칭 가능한 브래그 격자(switchable brag grating; 이하, 'SBG'라 함)로 구현할 수 있으며,

상기 SBG에 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 영상 정보가 상기 제1 경로로 진행하고, 상기 SBG에 인가된 전원이 차단되면 상기 제2 영상 정보가 상기 SBG에 의해 굴절되어 상기 제2 경로로 진행하게 된다.

아울러, 본 발명은,

광학 모듈을 이용하여 제1의 영상 정보를 출사하는 단계(이하, '제1 출사 단계'라 함);

상기 광학 모듈에 의해 출사되는 상기 제1 영상 정보의 진행 경로 상에서 광 경로 변환기를 오프(off)시켜 상기 제1 영상 정보를 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)로 직진시키는 단계(이하, '제1 경로 조정 단계'라 함);

상기 광학 모듈을 이용하여 제2의 영상 정보를 출사하는 단계(이하, '제2 출사 단계'라 함); 및

상기 광학 모듈에 의해 출사되는 상기 제2 영상 정보의 진행 경로 상으로 광 경로 변환기를 온(on)시켜 상기 제2 영상 정보를 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로에서 제2의 경로로 전환하여 진행시키는 단계(이하, '제2 경로 조정 단계'라 함)를 포함하고,

상기 제1 출사 단계와 제1 경로 조정 단계가 서로 동일한 시점에서 진행되고, 상기 제2 출사 단계와 제2 경로 조정 단계가 서로 동일한 시점에서 진행되며,

상기 제1 출사 단계와 상기 제2 출사 단계는 일정 주기로 번갈아가며 이루어지는 프로젝터 구동 방법을 개시한다.

이때, 상기 제1 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이 및 상기 제2 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이에 각각 일정한 무효 시간(dead time) 동안 영상 정보를 출사하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 경로 조정 단계에서 상기 제2 경로 조정 단계로 및 상기 제2 경로 조정 단계에서 상기 제1 경로 조정 단계로 상기 광 경로 변환기를 온/오프시키는 동작은 상기 무효 시간 동안 진행됨이 바람직하다.

또한, 상기 프로젝터 구동 방법은, 상기 광 경로 변환기를 통과한 상기 제1 영상 정보를 볼록 거울로 반사시키는 단계(이하, '제3 경로 조정 단계'라 함)를 더 포함함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 프로젝터는 제1, 제2 영상 정보가 일정 주기로 번갈아 가며 광학 모듈에서 출사되면서 광 경로 변환기를 이용하여 제1, 제2 영상 정보 중 어느 하나의 영상 정보가 진행하는 경로만 전환하게 함으로써, 사용자에게는 하나의 프로젝터에서 서로 다른 두 개의 영상이 동시에 구현되는 것으로 보여지게 된다. 따라서 제1, 제2 스크린에 각각 구현되는 영상을 다양하게 조합하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1의 스크린에는 자판 등의 입력 장치를 화면으로 구성하고 사용자의 조작 위치나 동작을 인식할 수 있는 감지 장치를 조합한다면, 제1 스크린에서는 인터넷이나 게임, 멀티미디어 화면을 구현하고 제1 스크린을 통해 제2 스크린의 화면을 조작할 수도 있을 것이다.

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 프로젝터를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로젝터를 나타내는 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 광 경로 변환기를 나타내는 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 광 경로 변환기의 변형된 실시 예를 나타내는 구성도,
도 5는 도 2에 도시된 프로젝터의 구동 방법을 설명하기 위한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로젝터(100)는 광학 모듈(101)과 광 경로 변환기(102)를 구비한다.

상기 광학 모듈(101)은, 도시되지는 않지만, 광원, 조명 광학계, 이미지 패널(image panel) 및 투사 광학계를 구비하는 구성으로서, 이러한 광학 모듈의 구성을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 다만, 상기 광학 모듈(101)은 서로 다른 복수의 화상이나 영상(이하에서는 '영상'으로 설명함) 정보를 일정 주기로 번갈아가며 출사하게 된다. 구체적으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로젝터(100)의 상기 광학 모듈(101)은, 제1의 영상 정보(E1; 도 5에 도시됨)와 제2의 영상 정보(E2; 도 5에 도시됨)를 일정 주기로 번갈아가며 출사하게 된다.

상기 광 경로 변환기(102)는 상기 광학 모듈(101)로부터 출사되는 영상 정보들의 진행 경로 상으로 온/오프(on/off) 가능하게 설치된다. 여기서, 영상 정보들의 진행 경로 상으로 '온/오프'된다 함은, 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로 상에 위치되어 영상 정보를 반사 또는 굴절시키거나(온 상태), 영상 정보의 진행 경로로부터 이탈하여 영상 정보를 통과시킨다는 것(오프 상태)을 의미한다.

본 실시 예에서, 상기 제1 영상 정보(E1)는 상기 광 경로 변환기(102)가 오프된 때 출사되며, 상기 광 경로 변환기(102)에 간섭되지 않고 최초의 진행 경로, 즉, 상기 광학 모듈(101)로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)를 따라 진행하게 된다. 반면에, 상기 제2 영상 정보(E2)는 상기 광 경로 변환기(102)가 온된 때 출사되며, 상기 광 경로 변환기(102)에 의해 반사 또는 굴절되어 최초의 진행 경로, 즉, 상기 광학 모듈(101)로부터 출사되어 직진하는 경로에서 벗어나 제2의 경로를 따라 진행하게 된다.

결국, 상기 제1 영상 정보(E1)가 출사되는 시간 동안, 상기 광 경로 변환기(102)는 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)의 진행 경로 상에서 오프(off)되며, 상기 제2 영상 정보(E2)가 출사되는 시간 동안에는 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)의 진행 경로 상으로 온(on)되는 것이다. 따라서, 상기 제1 영상 정보(E1)가 상기 광학 모듈(101)로부터 출사된 경로를 따라 직진하고, 상기 제2 영상 정보(E2)는 상기 광 경로 변환기(102)에 의해 반사되어 상기 제2 경로로 진행하게 된다. 따라서 적절한 위치에 제1, 제2 스크린(S1, S2)을 배치하면, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)를 각각 다른 스크린에 투사할 수 있게 된다.

이때, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)는 서로 동일한 영상 정보일 수 있으며, 또한, 서로 다른 영상 정보일 수도 있다. 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)가 서로 동일한 영상 정보라면, 사용자는 설명회나 발표회(presentation)에서 상기 프로젝터(100)를 편리하게 활용할 수 있다. 즉, 상기 제2 영상 정보(E2)가 투사된 제2 스크린(S2)은 설명회나 발표회에 참석한 사람들이 시청하고, 설명회나 발표회를 진행하는 사용자는 상기 제1 영상 정보(E1)가 투사된 제1 스크린(S1)을 보면서 편안하게 설명회나 발표회를 진행할 수 있는 것이다. 이때, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)는 동일한 영상 정보를 가지고 있다 하더라도, 상기 광학 모듈(101)로부터 독립적으로 출사되기 때문에, 상기 제1, 제2 스크린(S1, S2)에 투사된 이미지의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)가 서로 다른 영상 정보라면, 상기 제2 영상 정보(E2)는 인터넷 화면이나 게임/텔레비전 화면으로 활용하고, 상기 제1 영상 정보(E1)를 통해 입력 장치, 예를 들면, 컴퓨터 자판이나, 조정 패널(control panel) 또는, 텔레비전 원격 조종기를 구현할 수 있다. 다만, 본 발명의 구체적인 실시 예에서 개시하지는 않지만, 상기 제1 영상 정보(E1)로 입력 장치를 구현할 경우, 사용자의 키 조작이나 입력 동작을 인식하기 위한 감지 장치가 설치됨이 바람직할 것이다. 또한, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)가 서로 다른 영상 정보라면, 상기 제2 영상 정보(E2)는 설명 또는 발표 자료를 투사하여 설명회나 발표회에 참석한 사람들이 시청하고, 상기 제1 영상 정보(E1)는 설명 또는 발표 자료의 설명 내용(script) 이나, 상기 제2 영상 정보(E2)에는 반영하지 않은 추가의 자료 등을 상기 제1 스크린(S1)에 표시하여 발표자가 활용하게 할 수 있다.

상기 광 경로 변환기(102, 202)의 예는 도 3과 도 4를 통해 각각 도시되고 있다.

도 3은 도 2에 도시된 광 경로 변환기(102)의 구성을 더 구체적으로 도시한 것으로서, 상기 광 경로 변환기(102)는 구동 장치(121)와 반사경(125)으로 구성된 예가 도시되어 있다. 상기 구동 장치(121)는 상기 반사경(125)을 일정 주기로 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 광학 모듈(101)로부터 출사된 영상 정보의 진행 경로 상으로 상기 반사경(125)이 온/오프되면서 상기 제2 영상 정보(E2)를 상기 제2 경로로 진행시키게 된다. 상기 구동 장치(121)는 대체로 스텝 모터(step motor)를 사용함이 바람직하며, 상기 반사경(125)은 상기 스텝 모터의 회전축(rotation shaft)(123) 상에 설치된다.

도 3에 도시된 예에서, 상기 반사경(125)은 상기 회전축(123)의 한쪽으로만 연장된 구성이 예시되고 있지만, 상기 회전축(123)을 중심으로 상기 반사경(125)이 대칭을 이루게 배치될 수도 있다. 상기 반사경(125)이 상기 회전축(123)에 대하여 비대칭인 경우, 상기 반사경(125)의 무게 중심이 상기 회전축에 위치되지 못하므로, 상기 회전축(123)이 회전할 때 상기 회전축(123)에 외력이 지속적으로 작용하게 된다. 따라서 상기 반사경(125)을 상기 회전축(123)을 중심으로 대칭을 이루게 하여 이를 방지할 수 있다.

한편, 상기 반사경(125)은 항상 360도 각도를 회전하기보다는 일정 각도 범위(θ)에서만 왕복하게 설정할 수 있다. 상기 반사경(125)이 일정 각도 범위에서만 왕복 운동한다면, 상기 구동 장치(121)가 작동하더라도 상기 회전축(123)에 가해지는 외력의 영향이 작아지기 때문에, 상기 반사경(125)을 비대칭으로 구성하는 것도 가능하게 된다. 본 실시 예에서, 상기 반사경(125)이 왕복 운동하는 각도의 범위는 45도로 설정하여, 상기 제2 영상 정보(E2)를 완전하게 상기 제2 경로로 진행시킬 수 있었다.

상기와 같은 광 경로 변환기(102)는 8mm미만의 지름을 가지는 스텝 모터와 대략 5×5mm 크기의 반사경(125)으로 구성하는 것이 가능하며, 상기 스텝 모터의 소모 전력은 200mW 미만으로 제어하는 것이 가능하다. 이러한 크기와 소모전력을 가지는 광 경로 변환기는 이동통신 단말기와 같은 휴대용 단말기에 탑재하는 것이 가능하다.

도 4에 도시된 광 경로 변환기(202)는 스위칭 가능한 브래그 격자(switchable brag grating; 이하, 'SBG'라 함)(225)를 이용한 구조로서, 상기 SBG(225)에는 전원 장치(221)가 연결되어 있다. 상기 SBG(225)에 전원이 인가되면 상기 SBG(125)는 영상 정보를 투과(I1)시키고, 상기 SBG(225)의 전원이 차단되면 영상 정보를 굴절(I2)시키게 된다. 다시 말해서, 상기 SBG(225)는 구동 전압에 따라 격자와 액정의 굴절률 차이가 발생되어 진행하는 영상 정보를 투과시키거나 굴절시키는 것이다. 따라서 상기 SBG(225)는 상기 광학 모듈(100)로부터 출사되는 영상 정보의 진행 경로 상에 항상 위치되며, 상기 SBG(225)에 전원이 인가되는지의 여부에 따라 또는 인가되는 전원의 전압에 따라 입사되는 영상 정보를 투과시키거나 굴절시키게 된다.

이때, 상기 SBG(225)에 전원이 인가된 상태는 상기 SBG(225)를 온시킨 상태이나, 영상 정보를 투과(I1)시키기 때문에, 상기 프로젝터(100)에서는 상기 광 경로 변환기(202)를 오프시킨 상태로 설명할 수 있다. 마찬가지로, 상기 SBG(225)에 전원이 차단된 상태는 상기 SBG(225)를 오프시킨 상태이나, 영상 정보를 굴절(I2)시키기 때문에, 상기 프로젝터(100)에서는 상기 광 경로 변환기(202)를 온 상태로 설명할 수 있다.

한편, 상기 프로젝터(100)는 볼록 거울(convex mirror)(103)을 더 구비할 수 있다. 상기 볼록 거울(103)은 상기 제1 영상 정보(E1)의 진행 경로 상에 설치되며, 상기 광 경로 변환기(102)를 통과한 상기 제1 영상 정보(E1)를 더 확대하여 진행시키게 된다. 상기 볼록 거울(103)을 도시되지 않은 오목 렌즈로 대체하여 진행 방향은 동일하게 유지하면서 영상 정보를 확대할 수 있다.

상기 제1 영상 정보(E1)는 상기 광 경로 변환기(102)를 지나 제1의 스크린(S1)에 투사되며, 상기 제2 영상 정보(E2)는 상기 광 경로 변환기(102)에 의해 반사되어 제2의 스크린(S2)에 투사된다. 이때, 도 2에서는 상기 제1 스크린(S1)의 화면이 상기 제2 스크린(S2)의 화면보다 더 크게 도시되고 있지만, 상기 제2 영상 정보(E2)는 설명회나 발표회에 참석한 사람들이 시청하게 되므로 상기 제2 스크린(S2)에는 대형의 화면이 표시됨이 바람직하다. 반면에, 상기 제2 영상 정보(E2)는 설명회나 발표회를 진행하는 상기 프로젝터(100)의 사용자가 주로 활용하기 때문에 상기 제1 스크린(S1)에 표시되는 화면이 반드시 대형 화면일 필요는 없다.

아울러, 설명회나 발표회를 진행하는 동안, 사용자는 상기 프로젝터(100)를 직접 조작하거나 상기 제1 스크린(S1)에 구현된 입력 장치 등을 조작해야 하므로, 상기 프로젝터(100)는 상기 제1 스크린(S1)에 인접하게 배치되며, 상기 제2 스크린(S2)으로부터 충분히 먼 거리에 배치된다.

따라서 상기 제1 영상 정보(E1)의 진행 경로 상에 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈를 배치하여 상기 제1 영상 정보(E1)만을 확대하여 투사함으로써, 투사 거리는 짧게 하면서, 사용자가 조작하기에 충분히 큰 폭의 입력 장치 영상을 상기 제1 스크린(S1)에 표시할 수 있게 된다. 한편, 본 실시 예를 설명함에 있어서, 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈가 상기 제1 영상 정보(E1)의 진행 경로 상에 설치된 구성을 예시하고 있지만, 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈는 상기 제2 영상 정보(E2)의 진행 경로 상에 설치될 수도 있음을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 상기 제1 영상 정보(E1)의 투사율(throw ratio = 투사 거리 / 스크린에 투사된 영상의 폭)은 상기 제2 영상 정보(E2)의 투사율보다 작아지게 된다. 이는 상기 제1 영상 정보(E1)의 진행 경로 상에 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈를 설치함으로써 짧은 투사 거리에서도 큰 화면을 구현할 수 있기 때문이다. 다시 말해서, 투사 거리가 일정하다고 할 때, 상기 제1 영상 정보(E1)는 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈에 의해 확대되기 때문에 상기 제1 영상 정보(E1)의 투사율은 작아지게 된다. 따라서 상기 프로젝터(100)를 자신이 조작할 수 있을 정도로 가까운 거리에 배치하더라도 사용자는 충분한 크기의 화면을 통해 구현되는 입력 장치를 활용할 수 있을 것이다.

본 실시 예에서, 상기 제1 영상 정보(E1)의 투사율은 대략 0.5 정도이며 상기 제2 영상 정보(E2)의 투사율은 대략 1.6 정도이다. 다만, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈의 곡률에 따라 상기 제1 영상 정보(E1)의 투사율을 조절할 수 있다. 이때, 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈의 곡률을 조절하더라도, 상기 제2 영상 정보(E2)의 투사율(throw ratio)은 상기 제1 영상 정보(E1)의 투사율의 3배 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 이로써, 사용자는 상기 프로젝터(100)를 바로 근처에 배치해 놓고, 상기 제1 영상 정보(E1)를 통해 구현되는 입력 장치들을 설정하여 사용할 수 있다.

한편, 여러 사람이 10m 내외의 먼 거리에서도 볼 수 있을 정도의 대형 화면을 스크린에 투사할 때에는 스크린으로부터 충분히 먼 거리에 프로젝터를 배치하기 때문에, 상기 제2 영상 정보(E2)의 투사율은 큰 것이 바람직하다.

도 5는 도 2에 도시된 프로젝터(100)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 상기 광학 모듈(102)의 영상 정보 출력과 상기 광 경로 변환기(102)의 동작을 시간의 흐름에 따라 그래프로 나타내고 있다.

도 5에 도시된 그래프 자체만 보았을 때, 상기 광학 모듈(101)은 120Hz의 주파수로 영상 정보를 출사하지만, 상기 제1 스크린(S1)에 투사되는 표면부 이미지(Surface)와 상기 제2 스크린(S2)에 투사되는 전면부 이미지(Front)가 번갈아가며 출사되므로, 상기 표면부 이미지(Surface)와 전면부 이미지(Front) 각각의 영상 정보는 60Hz의 주파수로 출사된다. 이때, 상기 제1 영상 정보(E1, E1')와 이어지는 상기 제2 영상 정보(E2, E2')의 사이 및 상기 제2 영상 정보(E2)와 이어지는 상기 제1 영상 정보(E1') 사이에는 각각 영상 정보의 출사가 차단된 무효 시간(dead time)(d)을 부여함이 바람직하다. 이는 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2, E1', E2') 간에 간섭이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 광 경로 변환기(102)의 반사경(125)은 0도 각도의 지점에서 45도 각도의 지점으로 회전 이동 가능하다, 도 2에서 상기 반사경(125)을 실선으로 도시한 위치는 0도 각도의 지점으로서 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로 상으로 온된 상태이다. 도 2에서 상기 반사경(125)을 점선으로 도시한 위치는 45도 각도의 지점으로 이동한 위치를 도시하고 있으며, 이때, 상기 광 경로 변환기(102), 더 구체적으로 상기 반사경(125)은 영상 정보의 진행 경로에서 벗어나 오프된 상태이다.

상기 광 경로 변환기(102)의 온/오프 동작은 실질적으로 상기 무효 시간(d) 동안에 이루어지는 것이 가능하다, 즉, 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로 상에 완전히 진입한 후에 상기 제2 영상 정보(E2)가 출사되며, 영상 정보의 진행 경로에서 상기 광 경로 변환기(102)가 완전히 벗어난 이후에 상기 제1 영상 정보(E1)가 출사되는 것이다. 이는 상기 광학 모듈(101)이 영상 정보를 출사하는 주파수와 상기 광 경로 변환기(102)가 동작하는 주파수를 동조시킴으로써 가능하다. 다시 말해서, 상기 광 경로 변환기(102) 또한 60Hz의 주파수로 온/오프 동작을 반복하게 되며, 상기 무효 시간(d) 사이에 이러한 동작이 이루어진다. 따라서 상기 제1 또는 제2 영상 정보(E1. E2)가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기(102)는 영상 정보의 진행 경로에 완전히 진입하거나 영상 정보의 진행 경로에서 완전히 벗어난 지점에 유지된다.

상기 프로젝터(100)의 구동 방법은 제1 출사 단계, 제1 경로 조정 단계, 제2 출사 단계 및 제2 경로 조정 단계로 구분할 수 있다.

상기 제1 출사 단계는 상기 광학 모듈(101)이 상기 제1 영상 정보(E1)를 출사하는 단계로서, 상기 광학 모듈(101)은 120Hz의 주파수로 영상 정보를 출사하는데, 이때, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)가 각각 번갈아가며 출사되므로, 상기 제1, 제2 영상 정보(E1, E2)는 각각 60Hz의 주파수로 출사된다.

상기 제1 경로 조정 단계(off1, off1')는 상기 제1 영상 정보(E1)가 출사되는 동안, 상기 광 경로 변환기(102)를 영상 정보의 진행 경로로부터 완전히 벗어나게 하는 단계이다. 상기 제1 영상 정보(E1)가 출사되기 직전의 무효 시간(d) 동안 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로에서 벗어나는 것이다. 도 5에서 상기 광 경로 변환기(102)의 동작 그래프 중, 경사진 부분은 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로로 진입하거나 퇴출하는 동작을 나타낸다.

이때, 상기 제1 출사 단계와 상기 제1 경로 조정 단계(off1, off1')는 동일한 시점에서 이루어진다. 따라서 상기 제1 영상 정보(E1)는 어떠한 간섭도 받지 않고 최초의 진행 경로, 즉, 상기 광학 모듈(101)로부터 출사되어 진행하는 경로를 따라 상기 광 경로 변환기(102)를 통과하여 직진하게 된다.

상기 제2 출사 단계는 상기 광학 모듈(101)이 상기 제2 영상 정보(E2)를 출사하는 단계이며, 상기 제2 경로 조정 단계(on1, on1')는 상기 광 경로 변환기(102)를 영상 정보의 진행 경로에 완전히 진입시킨 상태를 의미한다. 이때, 상기 제2 출사 단계와 상기 제2 경로 조정 단계(on1, on1')는 동일한 시점에서 이루어진다. 따라서 상기 제2 영상 정보(E2)는 상기 광 경로 변환기(102), 구체적으로 상기 반사경(125)에 의해 제2의 경로로 진행하게 되는 것이다.

이때, 상기 제1 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이 및 상기 제2 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이에 각각 일정한 무효 시간(d) 동안 영상 정보를 출사하지 않는 단계를 더 포함함이 바람직하다. 이는 상기 제1, 제2 영상 정보(E1. E2)간 간섭을 방지하고, 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로에 진입 또는 퇴출하는 동안 상기 광 경로 변환기(102)의 그림자 등이 스크린에 투영되는 것이 방지하기 위함이다.

예를 들어, 상기 제1 영상 정보(E1)가 상기 제1 스크린(S1)에 투사되고 있는 상태에서, 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로로 진입하게 되면, 상기 제1 스크린(S1)에 투사되는 이미지 또는 영상은 상기 광 경로 변환기(102)의 그림자에 의해 서서히 가려지면서 가려지는 부분의 이미지 또는 영상이 상기 제2 스크린(S2)에 투사될 것이다. 또한, 상기 제2 영상 정보(E2)가 상기 제2 스크린(S2)에 투사되고 있는 상태에서, 상기 광 경로 변환기(102)가 영상 정보의 진행 경로에서 벗어나게 되면, 상기 제2 영상 정보(E2)의 이미지가 상기 제2 스크린(S2)에서 점차 사라지면서 상기 광 경로 변환기(102)의 그림자와 함께 상기 제2 영상 정보(E2)에 의한 이미지가 점차 상기 제1 스크린(S1)에 투사될 것이다. 따라서 상기 광 경로 변환기(102)의 진입/퇴출 동작은 상기 무효 시간 동안 완료되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1, 제2 경로 조정 단계(off1, off1', on1, on1')는 스텝 모터와 같은 구동 장치(121)를 이용하여 상기 반사경(125)을 회전시키거나 전원 장치(221)에 연결된 SBG(225)에 전원을 인가하거나 차단하는 과정을 통해 이루어 진다. 상기 광 경로 변환기(102, 202)는 상기 제1 영상 정보(E1)를 직진시키거나 상기 제2 영상 정보(E2)를 반사 또는 굴절시키게 된다.

상기와 같은 구동 방법은 상기 볼록 거울(103) 또는 오목 렌즈를 배치함으로써 제3 경로 조정 단계를 더 수행할 수 있다. 상기 제3 경로 조정 단계는 상기 광 경로 변환기(102)를 통과한 상기 제1 영상 정보(E1)를 확대, 반사시키거나 확대, 투과시키는 과정이다. 상기 제3 경로 조정 단계를 거친 상기 제1 영상 정보(E1)는 상기 제3 경로 조정 단계를 거치기 전보다 더 확대된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 구체적인 실시 예에서는 상기 광학 모듈(101)이 출사하는 영상 정보의 주파수를 120Hz로 설정하되, 제1, 제2 영상 정보를 각각 번갈아가며 출사하게 하는 예를 설명하고 있지만, 이는 실제 제품의 제작 과정에서 최적의 화질을 구현할 수 있도록 조절될 수 있다.

100: 프로젝터 101: 광학 모듈
102: 광 경로 변환기 103: 볼록 거울

Claims

복수의 광학적 영상 정보를 출사하는 프로젝터에 있어서,
제1, 제2의 영상 정보를 각각 일정 주기로 번갈아 출사하는 광학 모듈; 및
상기 광학 모듈로부터 출사되는 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에 온/오프(on/off) 가능하게 설치되는 광 경로 변환기를 구비하고,
상기 제1 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상에서 오프(off)되어 상기 제1 영상 정보가 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)로 직진하고,
상기 제2 영상 정보가 출사되는 시간 동안 상기 광 경로 변환기가 상기 제1, 제2 영상 정보의 진행 경로 상으로 온(on)됨에 따라 상기 제2 영상 정보는 상기 광 경로 변환기에 의해 제2의 경로로 진행함을 특징으로 하는 프로젝터.
제1 항에 있어서, 상기 광학 모듈은 상기 제1 영상 정보에서 상기 제2 영상 정보로 전환하는 사이 및 상기 제2 영상 정보에서 상기 제1 영상 정보로 전환하는 사이에 각각 일정한 무효 시간(dead time) 동안 영상 정보를 출사하지 않음을 특징으로 하는 프로젝터.
제2 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기는 상기 무효 시간 동안 온/오프 동작을 수행함을 특징으로 하는 프로젝터.
제1 항에 있어서, 상기 제2 영상 정보의 투사율(throw ratio)은 상기 제1 영상 정보의 투사율의 3배 이상임을 특징으로 하는 프로젝터.
제1 항에 있어서, 상기 제2 영상 정보의 투사율은 1.6이고, 상기 제1 영상 정보의 투사율은 0.5임을 특징으로 하는 프로젝터.
제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기를 통과하여 직진하는 상기 제1 영상 정보를 반사하는 볼록 거울(convex mirror)을 더 구비함을 특징으로 하는 프로젝터.
제1 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기는,
구동 장치; 및
상기 구동 장치에 설치되어 상기 구동 장치에 의해 회전하는 반사경을 포함하고,
상기 반사경이 상기 제2 영상 정보를 반사시켜 상기 제2 경로로 진행하게 함을 특징으로 하는 프로젝터.
제7 항에 있어서, 상기 반사경은 45도 각도의 범위에서 왕복함을 특징으로 하는 프로젝터.
제7 항에 있어서, 상기 구동 장치는 스텝 모터(step motor)임을 특징으로 하는 프로젝터.
제1 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기는 스위칭 가능한 브래그 격자(switchable brag grating; 이하, 'SBG'라 함)이고,
상기 SBG에 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 영상 정보가 상기 제1 경로로 진행하고, 상기 SBG에 인가된 전원이 차단되면 상기 제2 영상 정보가 상기 SBG에 의해 굴절되어 상기 제2 경로로 진행함을 특징으로 하는 프로젝터.
프로젝터 구동 방법에 있어서,
광학 모듈을 이용하여 제1의 영상 정보를 출사하는 단계(이하, '제1 출사 단계'라 함);
상기 광학 모듈에 의해 출사되는 상기 제1 영상 정보의 진행 경로 상에서 광 경로 변환기를 오프(off)시켜 상기 제1 영상 정보를 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로(이하, '제1 경로'라 함)로 직진시키는 단계(이하, '제1 경로 조정 단계'라 함);
상기 광학 모듈을 이용하여 제2의 영상 정보를 출사하는 단계(이하, '제2 출사 단계'라 함); 및
상기 광학 모듈에 의해 출사되는 상기 제2 영상 정보의 진행 경로 상으로 광 경로 변환기를 온(on)시켜 상기 제2 영상 정보를 상기 광학 모듈로부터 출사된 경로에서 제2의 경로로 전환하여 진행시키는 단계(이하, '제2 경로 조정 단계'라 함)를 포함하고,
상기 제1 출사 단계와 제1 경로 조정 단계가 서로 동일한 시점에서 진행되고, 상기 제2 출사 단계와 제2 경로 조정 단계가 서로 동일한 시점에서 진행되며,
상기 제1 출사 단계와 상기 제2 출사 단계는 일정 주기로 번갈아가며 이루어짐을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제11 항에 있어서, 상기 제1 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이 및 상기 제2 출사 단계에서 상기 제2 출사 단계로 전환하는 사이에 각각 일정한 무효 시간(dead time) 동안 영상 정보를 출사하지 않는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제12 항에 있어서, 상기 제1 경로 조정 단계에서 상기 제2 경로 조정 단계로 및 상기 제2 경로 조정 단계에서 상기 제1 경로 조정 단계로 상기 광 경로 변환기를 온/오프시키는 동작은 상기 무효 시간 동안 진행됨을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제11 항에 있어서,
상기 광 경로 변환기를 통과한 상기 제1 영상 정보를 볼록 거울로 반사시키는 단계(이하, '제3 경로 조정 단계'라 함)를 더 포함함을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제11 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기를 온/오프시키는 동작은 구동 장치에 설치된 반사경을 회전시키는 과정을 포함함 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제15 항에 있어서, 상기 구동 장치는 스텝 모터(step motor)이며 상기 광 경로 변환기를 온/오프시키는 동작은 상기 반사경을 45도 각도 범위에서 왕복시키는 과정임을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.
제11 항에 있어서, 상기 광 경로 변환기는 스위칭 가능한 브래그 격자(switchable brag grating; 이하, 'SBG'라 함)이며, 상기 광 경로 변환기를 온/오프시키는 동작은 상기 SBG에 전원을 선택적으로 인가하는 과정이며,
상기 SBG에 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 영상 정보가 상기 제1 경로로 진행하고, 상기 SBG에 인가된 전원이 차단되면 상기 제2 영상 정보가 상기 SBG에 의해 굴절되어 상기 제2 경로로 진행함을 특징으로 하는 프로젝터 구동 방법.