KR20190012856A - Projector apparatus - Google Patents

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KR20190012856A
KR20190012856A KR1020170096482A KR20170096482A KR20190012856A KR 20190012856 A KR20190012856 A KR 20190012856A KR 1020170096482 A KR1020170096482 A KR 1020170096482A KR 20170096482 A KR20170096482 A KR 20170096482A KR 20190012856 A KR20190012856 A KR 20190012856A
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배용우
임국찬
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a projector apparatus projecting an image on a screen. The projector apparatus comprises: a projection optical system including an aperture; a display panel projecting a visible ray reaching the screen through the aperture; and an infrared light sensor light-receiving infrared light which passed through the aperture. According to the projector apparatus, the aperture has a size of a region, where the infrared light is penetrated, which is greater than a size of a region where the visible ray can be penetrated.

Description

프로젝터 장치{PROJECTOR APPARATUS}PROJECTOR APPARATUS

본 발명은 프로젝터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a projector apparatus, and more particularly, to a projector apparatus for projecting an image on a screen.

주지하고 있는 바와 같이, 프로젝터 장치는 자신으로부터 일정 거리 떨어져 있는 스크린 상에 영상을 확대하여 투사하기 위한 장치이다. 프로젝터 장치는 영상을 이루는 광선을 생성하는 광원(光源), 광원에 의한 영상이 생성되는 디스플레이 패널(panel), 광원과 디스플레이 패널 사이에 위치하여 광원으로부터 방사된 광선을 디스플레이 패널에 집중시켜 디스플레이 패널에 균일한 밝기의 영상이 생성되도록 하는 조명 광학계, 디스플레이 패널과 스크린 사이에 위치하여 디스플레이 패널의 영상을 확대해 스크린에 투사하는 투사 광학계 등을 포함할 수 있다.As is known, the projector apparatus is a device for magnifying and projecting an image on a screen at a certain distance from the projector. The projector apparatus includes a light source (light source) that generates a light beam that forms an image, a display panel that generates an image by the light source, a light source that is positioned between the light source and the display panel, An illumination optical system for generating an image of uniform brightness, a projection optical system for positioning an image of the display panel between the display panel and the screen, and projecting the enlarged image onto the screen.

이러한 프로젝터 장치는 스크린에 투사된 영상과 사용자 간의 인터렉션(interaction)을 위한 적외선 광학계를 더 포함할 수 있다. 사용자가 인터렉션을 위해 스크린에 적외선 지시기를 접촉할 때에 적외선 지시기의 광원에서 생성한 적외선을 적외선 센서가 적외선 광학계를 통해 센싱하고, 센싱 결과에 기초하여 인터렉션의 종류를 파악할 수 있다.Such a projector apparatus may further include an infrared optical system for interaction between an image projected on a screen and a user. When the user touches the infrared indicator on the screen for the interaction, the infrared sensor senses the infrared ray generated by the light source of the infrared indicator through the infrared optical system, and the kind of the interaction can be grasped based on the sensing result.

종래의 프로젝터 장치는 투사 광학계와 적외선 광학계가 분리되어 있기 때문에 설치가 번거로우며, 적외선 센서의 위치를 변경할 때마다 캘리브레이션(calibration)이 필요하였다.In the conventional projector apparatus, since the projection optical system and the infrared optical system are separated from each other, the installation is troublesome and the calibration is required every time the position of the infrared sensor is changed.

아울러, 투사 광학계와 적외선 광학계를 각각 구비하여야 하는 이유로 프로젝터 장치의 코스트(cost) 증대가 초래되었다.In addition, since the projection optical system and the infrared optical system must be provided, the cost of the projector apparatus has been increased.

한국등록특허공보 제10-1378318호 (2014.03.20. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1378318 (Registered on March 20, 2014)

본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자와의 인터렉션을 위한 적외선 광학계와 스크린에 영상을 투사하기 위한 투사 광학계를 통합한 프로젝터 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a projector apparatus incorporating an infrared optical system for interaction with a user and a projection optical system for projecting an image on a screen.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. will be.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 장치로서, 조리개를 포함하는 투사 광학계와, 상기 조리개를 통해 상기 스크린에 가시광선을 투사하는 디스플레이 패널과, 상기 스크린에 투사된 적외선을 상기 조리개를 통해 감지하는 적외선 센서를 포함하며, 상기 조리개는, 상기 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 상기 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 큰 프로젝터 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a projector apparatus for projecting an image on a screen, comprising: a projection optical system including a diaphragm; a display panel for projecting visible light onto the screen through the diaphragm; Wherein the iris is larger than a size of a region through which the visible light can be transmitted, wherein a size of an area through which the infrared light is transmittable is larger than a size of an area through which the visible light can be transmitted.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자와의 인터렉션을 위한 적외선 광학계와 스크린에 영상을 투사하기 위한 투사 광학계를 통합함으로써, 프로젝터 장치의 설치가 용이함과 아울러 코스트가 감소되고, 프로젝터 장치의 설치 위치를 변경할 때에 캘리브레이션(calibration)이 필요하지 않다.According to an embodiment of the present invention, by integrating an infrared optical system for interaction with a user and a projection optical system for projecting an image on a screen, it is possible to easily install the projector device, reduce the cost, No calibration is required when making changes.

또한, 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 큰 조리개를 투사 광학계에 채용함으로써, 스크린에 투사된 적외선을 감지하는 적외선 센서의 수광 파워를 증가시킨다.Further, by employing a projection lens having a size larger than that of a region through which visible light can be transmitted, the light receiving power of the infrared sensor for sensing infrared rays projected on the screen is increased.

또한, 스크린에 투사된 영상과 사용자 간의 인터렉션에 이용되는 적외선 지시기에서 생성된 적외선을 감지하는 적외선 센서의 감지면 쪽에 적외선 투과 필터를 배치함으로써, 적외선 이외의 광이 적외선 센서로 입력되는 것을 차단하여 노이즈를 제거한다.In addition, since an infrared ray transmission filter is disposed on the sensing surface side of an infrared ray sensor for detecting infrared rays generated by an infrared ray indicator used for interaction between an image projected on a screen and a user, input of light other than infrared rays to the infrared ray sensor is blocked, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 가시광선의 경로를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 적외선의 경로를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치의 투사 광학계에 포함되는 조리개의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 적외선의 경로를 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a path of a visible light ray in a projector apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a path of infrared rays in a projector apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a diaphragm included in a projection optical system of a projector apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a path of infrared rays in a projector apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 가시광선의 경로를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 적외선의 경로를 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 장치의 투사 광학계에 포함되는 조리개의 구성도이다.2 is a view illustrating a path of an infrared ray in a projector apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a path of a visible ray in a projector apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 is a configuration diagram of a diaphragm included in a projection optical system of a projector apparatus according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 프로젝터 장치(1000)는 디스플레이 패널(100), 투사 광학계(200), 적외선 센서(300), 하우징(400), 조명 광학계(500), 편광분리소자(600)를 포함한다. 여기서, 디스플레이 패널(100), 투사 광학계(200), 적외선 센서(300), 조명 광학계(500) 및 편광분리소자(600)는 하우징(400) 내에 수용되어 외력의 영향으로부터 보호를 받을 수 있다. 하우징(400)은 가시광선과 적외선이 외부와 내부 사이에서 투사 또는 통과될 수 있도록 가시광선 및 적외선의 광경로 상에 위치하는 개구부(410)를 포함할 수 있다.The projector apparatus 1000 according to one embodiment includes a display panel 100, a projection optical system 200, an infrared sensor 300, a housing 400, an illumination optical system 500, and a polarization splitter 600. Here, the display panel 100, the projection optical system 200, the infrared ray sensor 300, the illumination optical system 500, and the polarization splitting element 600 are accommodated in the housing 400 and can be protected from external influences. The housing 400 may include an opening 410 positioned on an optical path of visible light and infrared light so that visible light and infrared light can be projected or passed between the outside and the inside.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로젝터 장치(1000)에서, 조명 광학계(500)는 디스플레이 패널(100)에서 생성하는 영상을 위해 조명광을 제공한다. 이러한 조명 광학계(500)는 단일 편광된 가시광선 조명광을 편광분리소자(600)에 입사시킨다.Referring to FIG. 1, in a projector apparatus 1000 according to an embodiment, an illumination optical system 500 provides illumination light for an image generated in a display panel 100. This illumination optical system 500 allows the single polarized visible light illumination light to enter the polarization splitting element 600.

편광분리소자(600)는 투사 광학계(200)를 디스플레이 패널(100)과 적외선 센서(300)가 공유할 수 있도록 하는 복수의 광경로를 제공한다. 편광분리소자(600)는 조명 광학계(500)로부터 입사되는 단일 편광된 조명광을 디스플레이 패널(100)을 향해 반사시키고, 디스플레이 패널(100)에서 출사된 가시광선을 투과시켜 조리개(230)를 포함하는 투사 광학계(200)를 통과하여 스크린(10)에 투사되도록 한다.The polarization splitter 600 provides a plurality of optical paths for allowing the projection optical system 200 to be shared by the display panel 100 and the infrared sensor 300. The polarized light separating element 600 reflects the single polarized illumination light incident from the illumination optical system 500 toward the display panel 100 and transmits the visible light emitted from the display panel 100 to form a diaphragm 230 Passes through the projection optical system 200, and is projected onto the screen 10.

디스플레이 패널(100)은 조명 광학계(500)에서 생성된 조명광에 의한 영상을 출사하여 투사 광학계(200)를 통해 스크린(10)에 영상이 투사되도록 한다. 이러한 디스플레이 패널(100)은 LCD(Liquid Crystal Display), LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 등과 같은 평판표시소자로 구현할 수 있다.The display panel 100 emits an image based on the illumination light generated by the illumination optical system 500 and allows the image to be projected onto the screen 10 through the projection optical system 200. The display panel 100 may be a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD), a liquid crystal on silicon (LCoS), or the like.

투사 광학계(200)는 디스플레이 패널(100)과 스크린(10) 사이에 위치하여 디스플레이 패널(100)의 영상을 확대해 스크린(10)에 투사한다. 이러한 투사 광학계(200)는 복수의 투사 렌즈(210, 220) 및 조리개(230)를 포함하며, 디스플레이 패널(100)의 영상은 투사 렌즈(210)와 투사 렌즈(220)의 사이에 배치된 조리개(230)를 통과하여 스크린(10)에 투사된다. 여기서, 도 1에는 2개의 투사 렌즈(210, 220)를 나타내었으나 이러한 투사 렌즈(210, 220)의 개수는 예시에 불과하며, 특정 개수로 한정되지 않는다. 이러한 투사 광학계(200)는 투사 렌즈(210, 220)의 역할을 수행하는 구면 렌즈 및 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.The projection optical system 200 is positioned between the display panel 100 and the screen 10 to magnify the image of the display panel 100 and project the image on the screen 10. The projection optical system 200 includes a plurality of projection lenses 210 and 220 and a diaphragm 230. The image of the display panel 100 includes a projection lens 210 and a projection lens 220, (230) and projected onto the screen (10). Here, although two projection lenses 210 and 220 are shown in FIG. 1, the number of projection lenses 210 and 220 is merely an example, and is not limited to a specific number. The projection optical system 200 may include a spherical lens and an aspherical lens serving as projection lenses 210 and 220. [

도 2를 참조하면, 스크린(10)에 접촉되는 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 발광된 적외선이 조리개(230)를 통과한 후에 편광분리소자(600)에 입사된다. 여기서, 적외선은 투사 렌즈(220)와 투사 렌즈(210)의 사이에 배치된 조리개(230)를 통과하여 편광분리소자(600)에 입사된다.2, the infrared rays emitted from the light source 21 of the infrared ray indicator 20 contacting the screen 10 pass through the diaphragm 230 and are then incident on the polarization separation element 600. Here, the infrared rays pass through the diaphragm 230 disposed between the projection lens 220 and the projection lens 210, and enter the polarization separation element 600.

적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 발광된 적외선은 무편광된 광이기 때문에, 편광분리소자(600)는 입사된 적외선 중에서 일부는 투과시키되 다른 일부는 적외선 센서(300)를 향해 반사시킨다. 이러한 편광분리소자(600)는 투사 광학계(200)를 통과한 후 입사된 적외선이 적외선 센서(300)를 향해 출사되는 광경로를 제공한다.Since the infrared ray emitted from the light source 21 of the infrared ray indicator 20 is non-polarized light, the polarization separation element 600 transmits a part of the incident infrared rays while the other part reflects the infrared ray toward the infrared ray sensor 300. The polarized light separating element 600 provides an optical path through which the incident infrared rays are emitted toward the infrared ray sensor 300 after passing through the projection optical system 200.

적외선 센서(300)는 편광분리소자(600)에 입사된 적외선 중에서 반사되는 일부의 적외선을 수광한다. 스크린(10)에 접촉된 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 생성된 적외선은 투사 광학계(200)를 통해 적외선 센서(300)까지 전달되고, 적외선 센서(300)에 의해 센싱된다. 즉, 스크린(10)에 접촉된 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 생성된 적외선이 적외선 센서(300)에 의해 센싱되도록 하는 광경로를 적외선 광학계라고 할 때에, 투사 광학계(200)가 적외선 광학계의 역할까지 수행한다. 이는 적외선 광학계가 투사 광학계(200)에 통합되었다고 할 수 있다.The infrared ray sensor 300 receives a part of infrared rays reflected in the infrared ray incident on the polarization separation element 600. The infrared rays generated by the light source 21 of the infrared ray indicator 20 contacting the screen 10 are transmitted to the infrared ray sensor 300 through the projection optical system 200 and are sensed by the infrared ray sensor 300. That is, when an optical path through which the infrared ray generated by the light source 21 of the infrared ray indicator 20 contacting the screen 10 is sensed by the infrared ray sensor 300 is referred to as an infrared ray optical system, Optical system. It can be said that the infrared optical system is integrated into the projection optical system 200.

예를 들어, 스크린(10)에 투사된 영상과의 인터렉션을 희망하는 사용자가 적외선 지시기(20)를 스크린(10)에 접촉할 때에, 접촉 압력이 기 설정된 임계값을 초과하면 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 적외선이 생성되며, 스크린(10)과 적외선 지시기(20)의 접촉위치에 점광원이 생성된다. 여기서, 스크린(10)의 양면 중에서 프로젝터 장치(1000)가 위치하는 쪽을 정면이라 하고 그 반대쪽을 배면이라고 할 때에, 적외선 지시기(20)는 스크린(10)의 정면과 배면 중에서 어느 쪽이든 접촉될 수 있다. 즉, 사용자는 스크린(10)의 정면과 배면 중에서 자신이 위치하는 쪽에 적외선 지시기(20)를 접촉시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 스크린(10)의 배면에 적외선 지시기(20)를 접촉시킬 때에는 스크린(10)을 투과한 적외선이 적외선 센서(300)에 의해 수광된다. 스크린(10)과 적외선 지시기(20)의 접촉위치에 생성된 점광원에 의한 적외선의 일부는 투사 광학계(200)를 통과한 후에 편광분리소자(600)에 입사되며, 편광분리소자(600)에 입사된 적외선 중에서 일부가 편광분리소자(600)에 의해 반사되어 적외선 센서(300)에 의해 수광된다. 여기서, 적외선 센서(300)에 의한 적외선 센싱 결과에 기초하여 사용자가 희망하는 인터렉션의 종류를 파악할 수 있다. 예를 들면, 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 생성된 적외선이 스크린(10)에 투사된 영상 중 어느 부분에 위치하는지, 또는 적외선 지시기(20)의 광원(21)이 소정시간 내에 반복되어 온/오프되는지 등에 따라 사용자가 희망하는 인터렉션의 종류를 분별할 수 있다.For example, when a user who wants to interact with an image projected on the screen 10 contacts the screen 10 with the infrared ray indicator 20, if the contact pressure exceeds a predetermined threshold value, An infrared ray is generated in the light source 21 of the screen 10 and a point light source is generated in the contact position of the screen 10 and the infrared ray indicator 20. Here, when the side where the projector apparatus 1000 is located on the both sides of the screen 10 is referred to as a front side and the opposite side is referred to as a rear side, the infrared ray indicator 20 can be contacted with either the front side or the back side of the screen 10 have. That is, the user can make contact with the infrared indicator 20 on the side where the user himself or herself is located in the front and back of the screen 10. For example, when the user touches the back surface of the screen 10 with the infrared ray indicator 20, the infrared ray transmitted through the screen 10 is received by the infrared ray sensor 300. A part of the infrared rays generated by the point light source generated at the contact position of the screen 10 and the infrared indicator 20 passes through the projection optical system 200 and is then incident on the polarization splitting element 600, A part of the incident infrared rays is reflected by the polarization splitting element 600 and is received by the infrared ray sensor 300. Here, the kind of interaction desired by the user can be grasped based on the infrared sensing result of the infrared sensor 300. For example, when the infrared ray generated by the light source 21 of the infrared ray indicator 20 is located in which part of the image projected on the screen 10, or when the light source 21 of the infrared ray indicator 20 is repeated within a predetermined time The type of the interaction desired by the user can be distinguished according to whether the user is on / off.

도 1 및 도 2에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자와의 인터렉션을 위한 적외선 광학계와 스크린(10)에 영상을 투사하기 위한 투사 광학계(200)를 통합함으로써, 프로젝터 장치(1000)의 설치가 용이함과 아울러 코스트가 감소되고, 프로젝터 장치(1000)의 설치 위치를 변경할 때에 캘리브레이션이 필요하지 않다.According to one embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, by integrating an infrared optical system for interaction with a user and a projection optical system 200 for projecting an image on a screen 10, The installation is easy, the cost is reduced, and calibration is not required when changing the installation position of the projector apparatus 1000. [

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로젝터 장치(1000)의 투사 광학계(200)에 포함되는 조리개(230)는 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 크다.3, the diaphragm 230 included in the projection optical system 200 of the projector apparatus 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention has a size of a region through which infrared rays can pass, a size of a region through which visible light can pass, Lt; / RTI >

조리개(230)는 필터(233)와 광차단막(235)을 포함한다. 보다 구체적으로, 조리개(230)는 가시광선 및 적외선이 모두 투과되는 제 1 영역(233a)을 포함하며, 가시광선과 적외선 중에서 적외선만 투과되는 제 2 영역(233b)을 더 포함하고, 가시광선과 적외선이 모두 차단되는 제 3 영역(235a)을 더 포함한다. 이러한 조리개(230)는 중점으로부터 제 1 반지름을 가지는 제 1 원(231)의 내부 영역이 제 1 영역(233a)이 되고, 중점으로부터 제 2 반지름을 가지는 제 2 원(232)의 내부 영역 중 제 1 영역(233a)을 제외한 영역이 제 2 영역(233b)이 된다. 이러한 조리개(230)는 중심부에 통공을 갖는 제 2 원(232)의 형태를 가지는 필터(233)를 포함할 수 있으며, 필터(233)의 통공이 제 1 영역(233a)이 될 수 있다. 여기서, 필터(233)는 적외선 투과 필터 또는 가시광선 차단 필터로 구현할 수 있다. 또, 조리개(230)는 필터(233)의 제 1 영역(233a)이 될 수 있는 통공의 중심과 동일한 위치의 중점으로부터 제 3 반지름을 가지는 제 3 원(234)의 내부 영역 중 제 1 영역(233a) 및 제 2 영역(233b)을 제외한 영역이 제 3 영역(235a)이 되는 형태를 가지는 광차단막(235)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제 1 원(231)의 내부가 가시광선 및 적외선이 모두 투과되는 제 1 영역(233a)이며, 제 1 원(231)은 가시광선과 적외선 중에서 적외선만 투과되는 제 2 영역(233b)과 제 1 영역(233a)의 경계를 형성한다. 또, 제 2 원(232)는 가시광선과 적외선이 모두 차단되는 제 3 영역(235a)과 제 2 영역(233b)의 경계를 형성한다.The diaphragm 230 includes a filter 233 and a light shielding film 235. More specifically, the diaphragm 230 includes a first area 233a through which both visible light and infrared light are transmitted, and a second area 233b through which visible light and infrared light are transmitted only through infrared light, and visible light and infrared light And a third region 235a, all of which are blocked. In this diaphragm 230, the inner area of the first circle 231 having the first radius from the midpoint becomes the first area 233a, and the outer area of the inner area of the second circle 232 having the second radius from the middle point, The area excluding the first area 233a becomes the second area 233b. The diaphragm 230 may include a filter 233 in the form of a second circle 232 having a hole at the center and the aperture of the filter 233 may be the first area 233a. Here, the filter 233 may be implemented as an infrared ray transmission filter or a visible ray blocking filter. The diaphragm 230 has a first region 233a of the filter 233 and a second region 234a of the third circle 234 having a third radius from the midpoint at the same position as the center of the aperture 233a, And a light blocking film 235 having a shape in which a region excluding the first region 233a and a second region 233b is a third region 235a. That is, the inside of the first circle 231 is a first region 233a through which visible light and infrared rays are both transmitted. The first circle 231 includes a second region 233b through which visible light and infrared rays are transmitted only through infrared rays, 1 region 233a. In addition, the second circle 232 forms a boundary between the third region 235a and the second region 233b, both visible light and infrared rays being blocked.

일 실시예에 따른 조리개(230)를 가지는 투사 광학계(200)를 포함하는 프로젝터 장치(1000)에서 가시광선과 적외선의 광경로를 비교해 보기로 한다.The optical path of the visible light and the infrared light are compared in the projector apparatus 1000 including the projection optical system 200 having the diaphragm 230 according to one embodiment.

먼저, 도 1을 참조하여 가시광선의 광경로를 살펴보면, 조명 광학계(500)에서 단일 편광된 조명광이 출사되어 편광분리소자(600)에 입사되고, 단일 편광된 조명광이 편광분리소자(600)에 의해 반사되어 디스플레이 패널(100)에 입사된다. 디스플레이 패널(100)에서는 조명광에 의해 가시광선 영상이 생성되며, 디스플레이 패널(100)에서 생성된 가시광선 영상은 편광분리소자(600)를 투과하여 투사 광학계(200)로 입사된다. 투사 광학계(200)에 입사된 가시광선 영상은 조리개(230) 및 복수의 투사 렌즈(210, 220)를 통과하여 확대되며, 투사 광학계(200)에 의해 확대된 가시광선 영상이 스크린(10)에 투사된다. 여기서, 투사 광학계(200)를 통과하는 가시광선 영상은 투사 렌즈(210)와 투사 렌즈(210)의 사이에 배치된 조리개(230)를 통과할 때, 가시광선 영상이 조리개(230)의 광차단막(235)에 의한 제 3 영역(235a) 및 필터(233)의 제 2 영역(233b)은 투과하지 못하고, 통공에 의한 제 1 영역(233a)을 통해서만 가시광선 영상이 스크린(10)에 도달된다.1, a single polarized illumination light is emitted from the illumination optical system 500 to be incident on the polarization splitting element 600, and the single polarized illumination light is split by the polarization splitting element 600 And is incident on the display panel 100. In the display panel 100, a visible light image is generated by the illumination light, and a visible light image generated in the display panel 100 is transmitted through the polarization separation element 600 and is incident on the projection optical system 200. The visible light image incident on the projection optical system 200 is expanded through the diaphragm 230 and the plurality of projection lenses 210 and 220 and the visible light image enlarged by the projection optical system 200 is projected onto the screen 10 Projected. The visible light image passing through the projection optical system 200 passes through the diaphragm 230 disposed between the projection lens 210 and the projection lens 210 so that a visible light image passes through the light blocking film 230 of the diaphragm 230, The third region 235a of the filter 233 and the second region 233b of the filter 233 can not pass through and the visible light image reaches the screen 10 only through the first region 233a by the through hole .

다음으로, 도 2를 참조하여 적외선의 광경로를 살펴보면, 스크린(10)에 접촉된 적외선 지시기(20)의 광원(21)에서 조사되어 스크린(10)에서 난반사되는 무편광된 적외선의 일부가 투사 광학계(200)로 입사된다. 투사 광학계(200)에 입사된 적외선은 복수의 투사 렌즈(220, 210)를 통과하여 편광분리소자(600)로 입사되고, 편광분리소자(600)는 입사된 적외선 중에서 일부는 투과시키고 다른 일부는 적외선 센서(300)를 향해 반사시킨다. 그러면, 적외선 센서(300)는 편광분리소자(600)에 의해 반사된 적외선을 센싱한다. 여기서, 투사 광학계(200)를 통과하는 적외선 영상은 투사 렌즈(220)와 투사 렌즈(210)의 사이에 배치된 조리개(230)를 통과하는데, 적외선은 조리개(230)의 광차단막(235)에 의한 제 3 영역(235a)를 투과하지 못하고, 필터(233)의 제 2 영역(233b) 및 통공에 의한 제 1 영역(233a)을 통과하여 편광분리소자(600)에 도달된다.2, a part of the non-polarized infrared ray which is irradiated from the light source 21 of the infrared ray indicator 20 contacted to the screen 10 and is irregularly reflected on the screen 10 is projected And is incident on the optical system 200. The infrared rays incident on the projection optical system 200 pass through the plurality of projection lenses 220 and 210 and are incident on the polarization splitting element 600. The polarization splitting element 600 transmits a part of the incident infrared rays, And reflects it toward the infrared sensor 300. Then, the infrared sensor 300 senses the infrared ray reflected by the polarization splitter 600. An infrared image passing through the projection optical system 200 passes through a diaphragm 230 disposed between the projection lens 220 and the projection lens 210. The infrared light passes through the light blocking film 235 of the diaphragm 230 The light passes through the second region 233b of the filter 233 and the first region 233a formed by the through hole and reaches the polarization separating element 600 without passing through the third region 235a.

이처럼, 일 실시예에 따른 조리개(230)는 적외선이 투과될 수 있는 영역(233a, 233b)의 크기가 가시광선이 투과될 수 있는 영역(235a)의 크기보다 크다. 즉, 도 1에서 조리개(230)를 통과하는 가시광선 광경로와 도 2에서 조리개(230)를 통과하는 적외선 광경로를 비교하여 보면, 도 1의 가시광선 광경로보다 도 2의 적외선 광경로의 폭이 더 큰 것을 알 수 있다. 이는 적외선의 조리개 값(f-number)을 낮추어 적외선 센서(300)에 도달하는 적외선 광 파워를 증가시킨다.As such, the diaphragm 230 according to one embodiment is larger in size than the area 235a where the visible light can be transmitted through the areas 233a and 233b where the infrared rays can be transmitted. In other words, comparing the visible light path passing through the diaphragm 230 in FIG. 1 with the infrared light path passing through the diaphragm 230 in FIG. 2, the visible light path of FIG. It can be seen that the width is larger. This lowers the f-number of the infrared rays to increase the infrared light power reaching the infrared sensor 300. [

스크린(10)에 투사된 영상과 사용자 간의 인터렉션을 위해 적외선 지시기(20)를 사용할 수 있는 조건을 만족하기 위한, 스크린(10)과 프로젝터 장치(1000) 사이의 임계 거리는 적외선 센서(300)에 의해 수광되는 적외선 광 파워에 의해 결정된다. 즉, 스크린(10)에 접촉된 적외선 지시기(20)와 적외선 센서(300)의 거리가 멀어질수록 적외선 센서(300)로 입사되는 적외선 광 파워는 감소하며, 적외선 지시기(20)와 적외선 센서(300)의 거리가 멀어서 적외선 센서(300)에 입사되는 적외선 광 파워가 일정 수준 이하가 되면 적외선 센서(300)는 적외선 지시기(20)의 위치를 판별하지 못한다. 적외선 지시기(20)에 장착되는 광원(21)의 파워를 올리면 적외선 센서(300)에 의해 수광되는 적외선 광 파워를 증가시킬 수 있지만, 그만큼 소비전력이 높아지기 때문에 적외선 지시기(20)에 내장되는 배터리의 크기가 증대되는 단점이 있을 뿐만 아니라 적외선 지시기(20)의 코스트가 증대되는 단점이 있다.The critical distance between the screen 10 and the projector apparatus 1000 to satisfy the condition that the infrared indicator 20 can be used for the interaction between the image projected on the screen 10 and the user is detected by the infrared sensor 300 And is determined by infrared light power received. That is, as the distance between the infrared ray indicator 20 and the infrared ray sensor 300 that are in contact with the screen 10 increases, the infrared ray power incident on the infrared ray sensor 300 decreases and the infrared ray indicator 20 and the infrared ray sensor The infrared ray sensor 300 can not determine the position of the infrared ray indicator 20 when the infrared ray power incident on the infrared ray sensor 300 is less than a certain level. If the power of the light source 21 mounted on the infrared indicator 20 is increased, the infrared light power received by the infrared sensor 300 can be increased. However, since the power consumption increases accordingly, There is a disadvantage in that the size of the infrared ray indicator 20 is increased and the cost of the infrared ray indicator 20 is increased.

일 실시예에 따른 조리개(230)는 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 크게 설계 및 제작되어, 조리개(230)를 통과하는 적외선의 조리개 값(f-number)을 낮추어 적외선 센서(300)에 도달하는 적외선 광 파워를 증가시킨다. 그러므로, 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기와 적외선이 투과될 수 있는 영역이 크기가 동일한 조리개가 이용되는 경우와 비교할 때에, 적외선 센서(300)까지 도달하는 적외선의 광 파워가 상대적으로 증가된다.The diaphragm 230 according to an exemplary embodiment is designed and manufactured such that the size of the region through which the infrared rays can be transmitted is larger than the size of the region through which the visible ray can be transmitted, -number) to increase the infrared light power reaching the infrared sensor 300. Therefore, the optical power of the infrared rays reaching the infrared sensor 300 is relatively increased as compared with the case where the iris having the same size as the area where the visible ray can be transmitted and the area where the infrared ray can be transmitted is used .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터 장치에서 적외선의 경로를 나타낸 구성도이다.FIG. 4 is a diagram showing a path of infrared rays in a projector apparatus according to another embodiment of the present invention.

다른 실시예에 따른 프로젝터 장치(1100)는 디스플레이 패널(100), 투사 광학계(200), 적외선 센서(300), 하우징(400), 조명 광학계(500), 편광분리소자(600) 및 적외선 투과 필터(700)를 포함한다. 즉, 도 1 및 도 2에 나타낸 일 실시예에 따른 프로젝터 장치(1000)와 비교할 때에, 다른 실시예에 따른 프로젝터 장치(1100)는 편광분리소자(600)와 적외선 센서(300) 사이의 광경로 상에 추가로 배치된 적외선 투과 필터(700)를 더 포함한다.The projector apparatus 1100 according to another embodiment includes a display panel 100, a projection optical system 200, an infrared sensor 300, a housing 400, an illumination optical system 500, a polarization separation element 600, (700). 1 and 2, the projector apparatus 1100 according to another embodiment differs from the projector apparatus 1000 according to the embodiment shown in Figs. 1 and 2 in that the projector apparatus 1100 according to another embodiment differs from the projector apparatus 1000 according to the embodiment shown in Figs. And an infrared transmission filter 700 disposed further on the infrared transmission filter 700.

이러한 적외선 투과 필터(700)는 적외선 지시기(20)에서 생성된 적외선 이외의 광이 적외선 센서(300)로 입력되는 것을 차단한다. 조명 광학계(500)에서 단일 편광된 조명광이 출사되어 편광분리소자(600)에 입사되고, 단일 편광된 조명광이 편광분리소자(600)에 의해 반사되어 디스플레이 패널(100)에 입사된다. 하지만, 조명광의 편광이 완벽하지 않을 경우에는 일부의 광이 편광분리소자(600)를 투과하여 적외선 센서(300)쪽으로 유입될 수 있다. 한편, 적외선 센서(300) 또한 적외선 대역의 광만을 수광하지 않고 가시광선 대역에서도 반응하여 광을 수광할 수 있으며, 이 경우에 편광분리소자(600)를 투과하여 적외선 센서(300)쪽으로 유입되는 광이 노이즈로 작용할 수 있다. 이때, 적외선 투과 필터(700)는 편광분리소자(600)를 투과하여 적외선 센서(300)쪽으로 유입되는 광을 차단하여 적외선 센서(300)로 입력되지 않도록 하기 때문에, 적외선 센서(300)로 유입될 수 있는 노이즈를 제거하는 역할을 한다.The infrared ray transmission filter 700 blocks the light other than the infrared ray generated by the infrared ray indicator 20 from being input to the infrared ray sensor 300. The single polarized illumination light is emitted from the illumination optical system 500 and is incident on the polarization splitting element 600. The single polarized illumination light is reflected by the polarization splitting element 600 and is incident on the display panel 100. [ However, when the polarization of the illumination light is not perfect, a part of the light can be transmitted through the polarization splitter 600 and introduced into the infrared sensor 300. [ In this case, the infrared sensor 300 can also receive the light by receiving the light from the infrared sensor 300 through the polarization separation element 600. In this case, Can act as noise. At this time, since the infrared ray transmission filter 700 transmits the infrared ray to the infrared ray sensor 300 through the polarized light separation element 600, the infrared ray is not inputted to the infrared ray sensor 300, It serves to remove noise.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자와의 인터렉션을 위한 적외선 광학계와 스크린에 영상을 투사하기 위한 투사 광학계를 통합함으로써, 프로젝터 장치의 설치가 용이함과 아울러 코스트가 감소되고, 프로젝터 장치의 설치 위치를 변경할 때에 캘리브레이션이 필요하지 않다.As described above, according to the embodiment of the present invention, by integrating the infrared optical system for the interaction with the user and the projection optical system for projecting the image on the screen, the installation of the projector device is easy and the cost is reduced, Calibration is not required when changing the installation location of the unit.

또한, 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 큰 조리개를 투사 광학계에 채용함으로써, 적외선 지시기의 적외선을 감지하는 적외선 센서의 수광 파워를 증가시킨다.Further, by employing a projection lens in the projection optical system in which the size of the region through which infrared rays can be transmitted is larger than the size of the region through which visible rays can be transmitted, the light receiving power of the infrared ray sensor for detecting infrared rays of the infrared ray indicator is increased.

또한, 투사 광학계를 통과한 적외선을 감지하는 적외선 센서의 감지면 쪽에 적외선 투과 필터를 배치함으로써, 적외선 이외의 광이 적외선 센서로 입력되는 것을 차단하여 노이즈를 제거한다.In addition, by arranging an infrared ray transmission filter on the sensing surface side of an infrared ray sensor that detects an infrared ray passing through the projection optical system, light other than infrared ray is blocked from inputting to the infrared ray sensor to remove noise.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as falling within the scope of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 프로젝터 장치는 사용자와의 인터렉션을 위한 적외선 광학계와 스크린에 영상을 투사하기 위한 투사 광학계를 통합함으로써, 설치가 용이함과 아울러 코스트가 감소되고, 설치 위치를 변경할 때에 캘리브레이션이 필요하지 않는 프로젝터 장치를 제공한다.The projector apparatus according to the embodiment of the present invention incorporates an infrared optical system for interaction with a user and a projection optical system for projecting an image on a screen, thereby facilitating installation and reducing cost, and calibration is required when the installation position is changed A projector apparatus is provided.

이러한 본 발명의 실시예는 스크린에 투사된 영상과 사용자 간의 인터렉션을 위해 적외선 센서를 이용하는 각종 프로젝터 장치에 관련된 기술분야에 이용할 수 있다.The embodiments of the present invention can be applied to a technical field related to various projector apparatuses using an infrared sensor for interaction between an image projected on a screen and a user.

1000, 1100 : 프로젝터 장치
100 : 디스플레이 패널 200 : 투사 광학계
300 : 적외선 센서 400 : 하우징
500 : 조명 광학계 600 : 편광분리소자
700 : 적외선 투과 필터1000, 1100: projector apparatus
100: display panel 200: projection optical system
300: Infrared sensor 400: Housing
500: illumination optical system 600: polarized light separating element
700: Infrared transmission filter

Claims (9)

스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 장치로서,
조리개를 포함하는 투사 광학계와,
상기 조리개를 통해 상기 스크린에 도달하는 가시광선을 투사하는 디스플레이 패널과,
상기 조리개를 통과한 적외선을 수광하는 적외선 센서를 포함하며,
상기 조리개는, 상기 적외선이 투과될 수 있는 영역의 크기가 상기 가시광선이 투과될 수 있는 영역의 크기보다 큰
프로젝터 장치.1. A projector apparatus for projecting an image on a screen,
A projection optical system including an iris,
A display panel for projecting visible light reaching the screen through the diaphragm,
And an infrared sensor for receiving the infrared ray passing through the diaphragm,
The diaphragm may be configured such that the size of the region through which the infrared ray can be transmitted is larger than the size of the region through which the visible ray can be transmitted
Projector unit. 제 1 항에 있어서,
상기 조리개는, 상기 가시광선 및 상기 적외선이 모두 투과되는 제 1 영역과, 상기 가시광선과 상기 적외선 중에서 상기 적외선만 투과되는 제 2 영역과, 상기 가시광선과 상기 적외선이 모두 차단되는 제 3 영역을 포함하는
프로젝터 장치.The method according to claim 1,
The diaphragm includes a first area through which both the visible light and the infrared light are transmitted, a second area through which only the infrared light is transmitted from the visible light and the infrared light, and a third area where the visible light and the infrared light are both blocked
Projector unit. 제 2 항에 있어서,
상기 조리개는, 중점으로부터 제 1 반지름을 가지는 제 1 원의 내부 영역이 상기 제 1 영역이 되고, 상기 중점으로부터 제 2 반지름을 가지는 제 2 원의 내부 영역 중 상기 제 1 영역을 제외한 영역이 상기 제 2 영역이 되는
프로젝터 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the iris diaphragm is configured such that an inner area of a first circle having a first radius from a midpoint is the first area and an area of the inner area of a second circle having a second radius from the middle point, 2 regions
Projector unit. 제 3 항에 있어서,
상기 조리개는, 상기 제 1 영역이 통공인
프로젝터 장치.The method of claim 3,
Wherein the diaphragm is a diaphragm,
Projector unit. 제 4 항에 있어서,
중심부에 상기 통공을 갖는 상기 제 2 원의 형태를 가지는 적외선 투과 필터를 포함하는
프로젝터 장치.5. The method of claim 4,
And an infrared transmission filter having a shape of the second circle having the aperture at the center thereof
Projector unit. 제 4 항에 있어서,
상기 통공의 중심과 동일한 위치의 중점으로부터 제 3 반지름을 가지는 제 3 원의 내부 영역 중 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역을 제외한 영역이 상기 제 3 영역이 되는 형태를 가지는 광차단막을 포함하는
프로젝터 장치.5. The method of claim 4,
And a light blocking film having a shape in which the first region and the region excluding the second region become the third region among the inner regions of the third circle having the third radius from the midpoint at the same position as the center of the aperture,
Projector unit. 제 1 항에 있어서,
상기 적외선은 상기 스크린에 접촉되는 적외선 지시기에서 발광되고, 상기 적외선 지시기에서 발광된 적외선이 상기 조리개를 통과하는
프로젝터 장치.The method according to claim 1,
The infrared ray is emitted from an infrared ray indicator which is in contact with the screen, and the infrared ray emitted from the infrared ray detector passes through the aperture
Projector unit. 제 1 항에 있어서,
입사되는 단일 편광된 조명광을 상기 디스플레이 패널을 향해 반사시키고, 상기 디스플레이 패널에서 출사된 가시광선을 투과시켜 상기 조리개를 통과하여 상기 스크린에 조사되도록 하는 편광분리소자를 더 포함하며,
상기 조리개를 통과한 적외선은 상기 적외선 센서에 의해 수광되기 전에 상기 편광분리소자에 입사되고,
상기 적외선 센서는, 상기 편광분리소자에 입사된 적외선 중에서 반사되는 일부를 감지하는
프로젝터 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a polarized light separating element for reflecting the incident single polarized illumination light toward the display panel and transmitting the visible light emitted from the display panel to pass through the aperture and irradiate the screen,
The infrared ray passing through the diaphragm is incident on the polarized light separation element before being received by the infrared sensor,
The infrared ray sensor detects a part of the infrared ray incident on the polarized light separating element
Projector unit. 제 8 항에 있어서,
상기 편광분리소자와 상기 적외선 센서 사이의 광경로 상에 배치된 적외선 투과 필터를 더 포함하는
프로젝터 장치.9. The method of claim 8,
Further comprising an infrared ray transmission filter disposed on an optical path between the polarized light separation element and the infrared ray sensor
Projector unit.
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