KR20190075823A

KR20190075823A - 투영 장치

Info

Publication number: KR20190075823A
Application number: KR1020180164493A
Authority: KR
Inventors: 추안-터 청; 옌-린 첸; 치-웨이 시; 친-셩 차오
Original assignee: 코어트로닉 코포레이션
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-07-01
Also published as: US20190196319A1; EP3502777A1; JP2019113833A; JP7110066B2; CN109946909B; EP3502777B1; CN109946909A; US10545398B2; KR102137513B1; TWI656397B; TW201928497A

Abstract

적어도 하나의 투영 모듈, 적어도 하나의 반사 반사 요소 및 적어도 하나의 조절 구조체를 포함하는 투영 장치가 제공된다. 투영 모듈은 적어도 하나의 광학적 축선을 갖는다. 투영 모듈은 투영 빔을 제공하도록 되어 있다. 투영 빔은 광 전송 경로를 따라 투영 타겟에 전송되어 투영 이미지를 형성한다. 반사 요소는 적어도 하나의 투영 모듈과 투영 타겟 사이에 배치되고 광학적 축선 상에 위치되며 또한 반사 표면을 가지며, 반사 표면은 투영 빔을 반사시켜 투영 타겟에 보내도록 되어 있다. 조절 구조체는 반사 요소에 연결된다. 투영 이미지가 수평 방향으로 이동하도록 조절 구조체는 반사 요소를 제1 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다.

Description

투영 장치{PROJECTION DEVICE}

본 출원은 2017년 12월 21일에 출원된 중국 출원 제 201711394457.5의 우선권의 이익을 주장한다. 위에서 언급된 특허 출원의 전체 내용은 이에 의해 여기에 참조로서 통합되며 본 명세서의 일부분이 된다.

본 발명은 투영 장치에 관한 것으로서, 특히 조절 구조체를 갖는 투영 장치에 관한 것이다.

현재, 가상 현실 디스플레이와 같은 소비자 전자 제품에 가상 현실 기술이 점점 더 많이 적용되고 있다. 가상 현실 디스플레이는 2개의 투영 장치를 사용하여 2개의 가상 이미지를 사람 눈에 투영하며, 2개의 가상 이미지가 함께 겹쳐져 입체적인 이미지를 주게 된다. 특히, 투영 장치로부터 투영된 이미지 빔은 연속적인 전 내부 반사를 위해 도파관 시트(waveguide sheet) 안으로 입사하여 앞으로 진행하고 최종적으로 도파관 시트의 발광부로부터 투영된다. 다른 각도 분포를 가지며 도파관 시트로부터 투영된 이미지 빔이 사람 눈에 들어간 후에, 그 이미지 빔은 사람 눈의 눈 렌즈에 의해 집속되고 망막에 초점 맞춤되어 투영 이미지를 발생시킬 것이다.

비가상 현실의 일반적인 전통적 투영 장치의 조절 방식에 있어서, 투영 장치가 수평 방향 및 수직 방향으로 움직이면, 이에 따라 그의 투영 이미지가 수평 방향 및 수직 방향으로 움직일 것이며, 투영 장치가 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 회전하면, 그의 투영 이미지는 사다리꼴로 될 것이다(이상적인 투영 이미지가 직사각형인 경우). 가상 현실의 투영 장치의 조절 방식은 위와 다르다. 가상 현실의 투영 장치에 있어서는, 다른 발광 각도를 가지면서 도파관 시트로부터 나오는 이미지 빔이 사람 눈에 전송되면, 그 사람 눈이 보는 이미지는 도파관 시트를 통한 전환 후의 각도 공간 분포의 이미지이다. 투영 장치가 수평 방향 및 수직 방향으로 움직이면, 도파관 시트에 입사하는 입사 광 에너지만 영향을 받을 것이고, 각도 공간 분포의 이미지는 어두워질 것이지만 그에 따른 움직임은 없다. 각도 공간 분포의 이미지를 수평 방향 및 수직 방향으로 움직이기 위해, 도파관 시트 안으로 들어가는 입사 광의 각도가 조절되어야 한다. 2개의 가상 이미지가 함께 겹쳐져 입체적인 이미지를 주도록 가상 현실의 투영 장치의 투영 이미지를 어떻게 종합적으로 조절할 것인가가 가상 현실의 투영 장치의 설계에서 중요한 문제이다.

이 "관련 기술의 설명"에서 개시된 정보는 설명되는 기술의 배경 지식에 대한 이해를 증진시키기 위한 것 뿐이며, 따라서 당업자에게 이미 알려져 있는 종래 기술을 형성하지 않는 정보를 포함할 수 있다. 또한, "관련 기술의 설명"에서 개시된 정보는 본 발명의 하나 이상의 실시 형태에 의해 해결되어야 할 하나 이상의 문제가 당업자에 의해 인정되었음을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 투영 이미지의 이동 및 회전을 종합적으로 조절할 수 있는 투영 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음과 같이 넓게 구현되고 설명되는 기술적 특징으로 더 설명될 수 있다.

위에선 언급된 목적 중의 하나, 일부 또는 전부 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태는 적어도 하나의 투영 모듈, 적어도 하나의 반사 반사 요소 및 적어도 하나의 조절 구조체를 포함하는 투영 장치를 제공한다. 적어도 하나의 투영 모듈은 적어도 하나의 광학적 축선을 갖는다. 적어도 하나의 투영 모듈은 투영 빔을 제공하도록 되어 있다. 투영 빔은 광 전송 경로를 따라 투영 타겟에 전송되어 투영 이미지를 형성한다. 반사 요소는 적어도 하나의 투영 모듈과 투영 타겟 사이에 배치되고 광학적 축선 상에 위치되며 또한 반사 표면을 가지고 있다. 반사 표면은 투영 빔을 반사시켜 투영 타겟에 보내도록 되어 있다. 조절 구조체는 반사 요소에 연결된다. 투영 이미지가 수평 방향으로 이동하도록 조절 구조체는 반사 요소를 제1 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다.

전술한 바에 근거하여, 본 발명의 실시 형태는 다음과 같은 이점 또는 효과 중의 적어도 하나를 갖는다. 본 발명의 예시적인 실시 형태의 투영 장치에서, 투영 이미지가 대응하는 수평 방향 이동을 발생시키도록 조절 구조체는 반사 요소를 회전하게 구동시킨다. 추가적으로, 투영 이미지가 대응하는 수직 방향 이동 및 회전을 발생시키도록 조절 구조체는 반사 요소를 회전하게 구동시키며, 이렇게 해서 투영 이미지의 이동과 회전을 종합적으로 조절한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 실시 형태에 의해 개시된 추가의 기술적 특징으로부터 더 이해될 것이고, 본 발명의 바람직한 실시 형태는 단순히 본 발명을 실시하는데에 가장 적합한 모드의 실례로 나타나 있고 설명된다.

첨부 도면은 본 발명에 대한 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되고 이의 일부분을 구성한다. 도면은 본 발명의 실시 형태를 도시하고, 설명 부분과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 투영 장치의 3차원도이다.
도 2는 도 1의 투영 장치의 분해도이다.
도 3은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다.
도 4a ∼ 4g는 투영 이미지의 이동 및 회전을 도시한다.
도 5는 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 개략도이다.
도 6은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 저면도이다.
도 7은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 측면도이다.
도 8은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 배면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다.
도 10은 도 9의 투영 장치의 정면도이다.
도 11은 도 9의 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다.

바람직한 실시 형태에 대한 이하의 상세한 설명에서, 이 설명의 일부분을 형성하는 첨부 도면을 참조하며, 도면에는, 본 발명이 실행될 수 있는 특정한 실시 형태가 실례로 나타나 있다. 이와 관련하여, "정상", "바닥", "전방", "후방" 등과 같은 방향 용어는 설명되는 도(들)의 배향을 기준으로 사용된다. 본 발명의 구성 요소는 많은 다른 배향으로 위치될 수 있다. 따라서, 방향 용어는 실례의 목적으로 사용되며, 결코 한정적인 것이 아니다. 한편, 도면은 단지 개략적이고 구성 요소의 크기는 명료성을 위해 과장될 수 있다. 다른 실시 형태가 이용될 수 있고 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 구조적 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 여기서 사용되는 표현 및 용어는 설명을 위한 것이고 한정적인 것으로 간주되어서는 안 됨을 이해할 것이다. 여기서 "포함하는" 또는 "갖는" 및 이의 변형어의 사용은, 그 앞에 열거되는 항목과 그의 등가물 및 추가적인 항목을 포함하도록 되어 있다. 다른 제한이 없으면, "연결된", "결합된" 및 "장착된" 이라는 용어 및 이의 변형어는 넓게 사용되며 또한 직접 및 간접적인 연결, 결합 및 장착을 포함한다. 유사하게, 여기서 "대향하는", "대향하다" 라는 용어 및 이의 변형어는 넓게 사용되고 또한 직접 및 간접적인 대향을 포함하고, 또한 여기서 "∼에 인접하는" 및 이의 변형어는 넓게 사용되며 또한 "∼에 직접 및 간접적으로 인접하는" 것을 포함한다. 그러므로, 여기서 "A" 구성 요소가 "B" 구성 요소와 대향한다는 기재는, "A" 구성 요소가 "B" 구성 요소와 직접 대향하거나 또는 하나 이상의 추가적인 구성 요소가 "A" 구성 요소와 "B" 구성 요소 사이에 있는 경우를 포함할 수 있다. 또한, 여기서 "A" 구성 요소는 "B" 구성 요소에 "인접"한다 라는 기재는, "A" 구성 요소가 "B" 구성 요소에 직접 "인접"하거나 또는 하나 이상의 추가적인 구성 요소가 "A" 구성 요소와 "B" 구성 요소 사이에 있는 경우를 포함할 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 본래 실례적이지 한정적이지 않은 것으로 간주될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 투영 장치의 3차원도이다. 도 2는 도 1의 투영 장치의 분해도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태의 투영 장치(100)는 적어도 하나의 투영 모듈(110) 및 적어도 하나의 조절 구조체(120)를 포함한다. 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110)에 연결된다. 투영 모듈(110)은 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)을 포함한다. 투영 모듈(110)은 광학적 축선(OA)을 가지며, 투영 모듈(110)은 이미지 빔을 제공하도록 되어 있다. 이미지 빔은 광 전송 경로를 따라 투영 타겟에 전송되어 투영 이미지를 형성한다. 투영 이미지는 예컨대 가상 이미지이고, 투영 타겟은 예컨대 사람 눈이다.

본 실시 형태에서, 투영 장치(100)는 예컨대 가상 현실의 투영 장치이다. 투영 장치(100)는 하나의 투영 모듈(110)을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 투영 장치(100)의 수는 사용자의 눈에 각각 대응하도록 예컨대 2개이다(단지 하나의 투영 장치(100)만 도 1 및 도 2에 나타나 있음). 하나의 투영 장치(100)는 하나의 투영 모듈(120)을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 조절 구조체(120)의 수는 또한 2개의 투영 모듈(110)에 각각 대응하도록 2개이다(단지 하나의 투영 장치(100)만 도 1 및 도 2에 나타나 있음). 투영 이미지는 예컨대 가상 이미지이다. 2개의 투영 모듈(110)에 의해 형성되는 2개의 투영 이미지가 2개의 조절 구조체(120)에 의해 조절되도록 조절 구조체(120) 각각은 대응하는 투영 모듈(110)을 움직이고 회전하게 구동시키도록 되어 있다. 따라서, 2개의 투영 이미지는 사람 눈이 뚜렷한 투영 이미지를 볼 수 있도록 겹친다. 다른 실시 형태에서, 사람 눈이 뚜렷한 투영 이미지를 볼 수 있도록 조절 구조체(120)에 의해 조절되는 하나의 단일 투영 모듈(110)을 사용할 수 있다.

도 3은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시 형태의 투영 모듈(110)은 광원(112), 광 밸브(114), 및 렌즈 세트(116)를 포함한다. 투영 시스템(110a)은 광원(112)과 광 밸브(114)를 포함한다. 이미징 시스템(110b)은 렌즈 세트(116)를 포함한다. 광원(112)은 조명 빔을 제공하도록 되어 있다. 광 밸브(114)는 조명 빔의 전송 경로 상에 위치되고 또한 조명 빔을 이미지 빔으로 전환시키도록 되어 있다. 렌즈 세트(116)는 이미지 빔의 전송 경로 상에 위치되고 또한 이미지 빔을 투영 모듈(110)의 외부로 전송하도록 되어 있다.

본 실시 형태에서, 광원(112)은 예컨대 조명 빔을 제공하는 발광 다이오드(LED)이다. 다른 실시 형태에서, 광원(112)은 예컨대 레이저 다이오드이지만 이에 한정되지 않는다. 광 밸브(114)는 예컨대 디지털 마이크로미러 장치(DMD) 또는실리콘 액정 표시 장치(LCoS)와 같은 반사형 광 밸브이고, 이러한 광 밸브는 광원(112)에서 나온 조명 빔을 이미지 빔으로 전환시키도록 되어 있다. 렌즈 세트(116)는 서로 다른 디옵터(diopter)를 갖는 복수의 렌즈의 조합을 갖는다.

도 3 및 도 4a ∼ 4g(투영 이미지의 이동 및 회전을 도시함)를 참조하면, 도 4a ∼ 4g는 투영 타겟에서 받는 투영 이미지(I)를 나타낸다. 투영 모듈(110)은 비물리적 중심인 제1 조절 중심(즉, 제1 축선(A1), 제2 축선(A2) 및 광학적 축선(OA)의 교차점)을 가지며, 제1 축선(A1), 제2 축선(A2) 및 광학적 축선(OA)은 서로 수직이다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로 수평 방향으로 이동할 수 있도록 조절 구조체(120)는 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)을 제1 축선(A1)을 따라 함께 회전하게 구동시키도록 되어 있다. 앞에서 언급된 투영 이미지(I)는 일 예이다. 다른 경우에, 투영 이미지(I)는, 조절 구조체(120)를 사용하는 사용자에 따라 도 4c에 나타나 있는 상태로부터 도 4b에 나타나 있는 상태로 조절될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 추가적으로, 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동할 수 있도록 조절 구조체(120)는 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)을 제2 축선(A2)을 따라 함께 회전하게 구동시키도록 되어 있고, 또한 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110)을 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다.

도 5는 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 개략도이다. 본 실시 형태에서, 투영 장치(100)는 도 5에 나타나 있는 반사 요소(130) 및 도파관 요소(140)를 더 포함한다. 반사 요소(130)는 광학적 축선(OA) 상에 배치되고 반사 표면(130a)을 갖는다. 반사 표면(130a)은 이미지 빔을 반사시키도록 되어 있다(도 5는 이미지 빔(L)을 나타낸다). 이미지 빔은 도파관 요소(140)를 통과한 후에 반사 표면(130a)에의해 반사되어 투영 타겟으로 가서 투영 이미지(I)를 형성한다. 반사 요소(130)는 예컨대 전 내부 반사 프리즘이고, 반사 요소의 수는 앞에서 언급된 2개의 투영 모듈(110)에 각각 대응하도록 예컨대 2개이다. 추가적으로, 도파관 요소(140)는 예컨대 투명 시트(sheet) 또는 투명 판이고, 단일의 또는 복수의 투명 시트(들) 또는 투명 판(들)으로 형성될 수 있다. 도파관 요소(140)는 그 내부에서 빔 분할기 필름 또는 홀로그램을 가질 수 있고, 이는 이미지 빔의 경로 방향을 변경하도록 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

이하, 앞에서 언급된 조절 방식을 수행하는 본 실시 형태의 조절 구조체(120)를 구체적으로 설명한다. 도 6은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 저면도이다. 도 7은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 측면도이다. 도 8은 도 1의 투영 장치의 일부 구성 요소의 배면도이다. 도 2, 도 3 및 도 6 ∼ 8을 참조하면, 본 실시 형태의 조절 구조체(120)는 기부(122) 및 2개의 제1 조절 요소(124)를 포함한다. 제1 조절 요소(124) 각각은 예컨대 스크류이며, 이 스크류는 기부(122)에 나사 결합되어 통과하고 투영 모듈(110)에 접촉하게 된다. 제1 조절 요소(124) 각각은, 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)(즉, 광원(112), 광 밸브(114), 및 렌즈 세트(116))를 제2 축선(A2)을 따라 회전하게 구동시키기 위해 회전하여 기부(122)에 대해 상하로 움직이도록 되어 있다. 본 실시 형태에서, 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)을 사실 광학적 축선(OA)에 수직인 제2 축선(A2)을 따라 회전하게 구동시키기 위해 2개의 제1 조절 요소(124)의 연결 선은 광학적 축선(OA)에 평행하다. 추가적으로, 다른 실시 형태에서, 제1 조절 중심은 2개의 제1 조절 요소(124) 사이에 위치하고, 제1 조절 중심은 2개의 제1 조절 요소(124) 사이에서 동일한 거리를 갖는다.

추가적으로, 조절 구조체(120)는 2개의 제2 조절 요소(126)를 포함한다. 제2 조절 요소(126) 각각은 예컨대 스크류이고, 이 스크류는 기부(122)에 나사 결합되어 통과하고 투영 모듈(110)에 접촉하게 된다. 2개의 제2 조절 요소(126)는 광학적 축선(OA)에 대해 대칭적이다. 제2 조절 요소(126) 각각은, 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b)(즉, 광원, 광 밸브(114), 및 렌즈 세트(116))을 광학적 축선(0A)을 따라 회전하게 구동시키기 위해 회전하여 기부(122)에 대해 상하로 움직이도록 되어 있다. 다른 실시 형태에서, 제1 조절 중심은 2개의 제2 조절 요소(126) 사이에 위치하고, 제1 조절 중심은 2개의 제2 조절 요소(126) 사이에서 동일한 거리를 갖는다. 추가적으로, 조절 구조체(120)는, 제1 조절 요소(124) 및 제2 조절 요소(126)와 유사한 방식에 따라 투영 시스템(110a) 및 이미징 시스템(110b)을 제1 축선(A1)을 따라 회전하게 구동시킬 수 있고, 그 방식은 기부(122)에 대한 다른 조절 요소의 운동을 사용하는 것이다. 예컨대, 회전 디스크가 기부(122)의 바닥에 배치되어 있는데, 이 회전 디스크는, 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로의 수평 방향 이동이 이루어지도록 투영 시스템(110a)과 이미징 시스템(110b) 전체를 제1 축선(A1)을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다.

본 실시 형태에서, 기부(122)에 대해 상하로 움직이는 제1 조절 요소(124) 또는 제2 조절 요소(126)의 조절 방향은 투영 모듈(110)의 광학적 축선(OA)에 수직이다.

본 실시 형태에서, 대안적으로, 투영 이미지(I)는 아래에서 설명하는 바와 같이 반사 요소(130)를 구동시켜 조절될 수 있다. 도 2 및 도 3 ∼ 도 6을 참조하면, 조절 구조체(120)가 반사 요소(130)를 다른 제1 축선(A1')을 따라 회전하게 구동시킬 수 있도록 조절 구조체(120)는 반사 요소(130)에 연결될 수 있고, 그래서 투영 이미지(I)는 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로 수평 방향으로 이동할 수 있다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동하고 또한 동시에 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록, 조절 구조체(120)는 반사 요소(130)를 다른 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시킬 수 있다.

다른 실시 형태에서, 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동하고 또한 동시에 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록, 조절 구조체(120)는 반사 요소(130)를 다른 제2 축선(A2')을 따라 회전하게 구동시킬 수 있다.

다른 실시 형태에서, 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동하고 또한 동시에 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록, 조절 구조체(120)는 반사 요소(130)를 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시킬 수 있다.

본 실시 형태에서, 제1 축선(A1'), 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)은 서로 수직이다. 제1 축선(A1'), 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)은 반사 표면(130a) 상의 반사 위치에서 교차한다. 반사 위치는 반사 표면(130a)의 기하학적 중심에 있다. 일 실시 형태에서, 반사 요소(130)는 프리즘일 수 있다. 반사 표면(130a)은 프리즘의 전 내부 반사 표면일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 반사 층이 코팅될 수 있거나, 또는 반사 시트가 페이스팅되어(pasted) 반사 표면(130a)이 될 수 있다.

이하, 위에서 언급된 조절 방식을 수행하는 본 실시 형태의 조절 구조체(120)를 구제적으로 설명한다. 조절 구조체(120)는 회전 부재(128)를 더 포함한다. 이 회전 부재(128)는 반사 요소(130)에 연결되어 있고 회전축(128a)을 따라 기부(122)에 피봇되어 있다(도 6에 나타나 있는 바와 같음). 회전 축(128a)은 제1 축선(A1')과 일치한다. 회전 부재(128)는 기부(122)에 대해 회전하여 반사 요소(130)를 제1 축선(A1')을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다. 본 실시 형태에서, 회전 부재(128)는 반사 요소(130)의 바닥에 고정되어 있고 예컨대 기부(122)의 피봇 구멍(122a)에 피봇되어 있다. 일 실시 형태에서, 스트립형 돌출 요소가 반사 요소(130)의 위치를 고정시키기 위해 회전 부재(128)의 중간 위치에 배치되어 있다. 광학 시멘트와 같은 접착제가 사용되어 회전 부재(128)를 바닥의 일부분 및 반사 요소(130)의 반사 표면(130a)의 일부분에 고정시킨다. 그래서, 회전 부재(128)가 회전하면, 반사 요소(130)의 회전각이 회전 부재(128)의 회전각과 같게 될 것이고, 두 요소를 조립할 때 각도 공차가 발생되지 않는다. 다른 실시 형태에서, 회전 부재(128)는 다른 적절한 방식에 따라 배치될 수 있지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. 추가적으로, 조절 구조체(120)는 회전 부재(128)와 유사한 방식에 따라 반사 요소(130)를 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시킬 수 있고, 그 방식은 기부(122)에 대한 다른 조절 요소의 회전 또는 이동을 사용하는 것이다. 다른 실시 형태에서, 제1 축선(A1'), 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)의 교차점은 비물리적 중심인 제2 조절 중심이고, 제1 축선(A1'), 제2 축선(A2') 및 광학적 축선(OA)은 서로 수직이다.

본 실시 형태에서, 대안적으로, 투영 이미지(I)는 아래에서 설명하는 바와 같이 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)를 함께 움직이고 회전하게 구동시켜 조절될 수 있다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로 수평 방향으로 이동하도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)를 제1 축선(A1)을 따라 함께 회전하게 구동시킬 수 있다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)를 제2 축선(A2)을 따라 함께 회전하게 구동시킬 수 있다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동하도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)를 광학적 축선(OA)을 따라 함께 회전하게 구동시킬 수 있다. 조절 구조체(120)는, 제1 조절 요소(124) 및 제2 조절 요소(126)와 유사한 방식 또는 회전 부재(128)와 유사한 방식에 따라 다른 조절 요소를 사용하여 위에서 언급된 조절을 달성할 수 있다.

예컨대, 본 실시 형태에서, 적어도 하나의 조절 구조체(120)가 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)에 연결된다. 추가 설명을 하면, 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)는 접착제(예컨대, 광학 시멘트)의 사용과 같은 접착 방식을 사용하여 함께 부착될 수 있지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. 투영 모듈(110) 및 반사 요소(130)가 전체 조절을 갖도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110)에 접촉하도록 되어 있다.

다른 실시 형태에서, 투영 장치(100)는 고정 부재(나타나 있지 않음)를 더 포함하고, 이 고정 부재는 투영 모듈(110)과 반사 요소(130) 사이에 배치된다. 고정 부재는 반사 요소(130)를 투영 모듈(110)의 발광측에 고정 및 연결하도록 되어 있다. 추가적으로, 투영 모듈(110), 고정 부재 및 반사 요소(130)가 전체 조절을 갖도록 조절 구조체(120)는 투영 모듈(110)에 접촉하도록 되어 있다. 투영 모듈(110)과 반사 요소(130) 사이의 어떤 고정 구조라도 본 발명에서 사용될 수 있고, 본 발명은 그에 한정되지 않는다.

예컨대, 본 발명의 일 실시 형태에서, 조절 구조체(120)는 하나의 기부(122) 및 2개의 제1 조절 요소(124)를 포함한다. 제1 조절 요소(124) 각각은 기부(122)에 나사 결합되어 투영 모듈(110)에 접촉한다. 2개의 제1 조절 요소(124)의 연결 선은 광학적 축선(OA)에 평행하다. 제1 조절 요소(124) 각각은, 광원(112), 광 밸브(116), 렌즈 세트(116) 및 반사 요소(130)를 제2 축선(A2)을 따라 회전하게 구동시키기 위해 회전하여 기부(122)에 대해 움직이도록 되어 있다. 투영 모듈(110)과 반사 요소(130)는 그들 사이에 고정 부재를 갖거나 접착 방식을 사용하여 함께 부착되기 때문에, 제1 조절 요소(124)는, 회전하여 기부(122)에 대해 움직이도록 되어 있을 때, 투영 모듈(110)과 반사 요소(130)를 제2 축선(A2)을 따라 동시에 회전하게 구동시킬 수 있다.

예컨대, 본 발명의 다른 실시 형태에서, 조절 구조체(120)는 2개의 제2 조절 요소(126)를 포함한다. 제2 조절 요소(126) 각각은 기부(122)에 나사 결합되어 투영 모듈(110)에 접촉한다. 2개의 제2 조절 요소(126)는 광학적 축선(OA)에 대해 대칭적이다. 제2 조절 요소(126) 각각은, 광원(112), 광 밸브(116), 렌즈 세트(116) 및 반사 요소(130)를 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시키기 위해 회전하여 기부(122)에 대해 움직이도록 되어 있다. 투영 모듈(110)과 반사 요소(130)는 그들 사이에 고정 부재를 갖거나 접착 방식을 사용하여 함께 부착되기 때문에, 제2 조절 요소(126)는, 회전하여 기부(122)에 대해 움직이도록 되어 있을 때, 투영 모듈(110)과 반사 요소(130)를 광학적 축선(OA)을 따라 동시에 회전하게 구동시킬 수 있다.

예컨대, 본 발명의 다른 실시 형태에서, 회전 디스크(나타나 있지 않음)가 기부(122)의 바닥에 배치되는데, 이 회전 디스크는 투영 모듈(110)과 반사 요소(130) 전체를 제1 축선(A1)을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있고, 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로 회전하는 투영 이미지(I)가 얻어질 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다. 도 10은 도 9의 투영 장치의 정면도이다. 도 11은 도 9의 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다. 도 9 내지 도 11에 나타나 있는 실시 형태에서, 투영 모듈(210), 투영 시스템(210a), 이미징 시스템(210b), 광원(212), 광 밸브(214), 렌즈 세트(216), 반사 요소(230), 및 반사 표면(230a)의 구성 및 기능은 도 1 내지 도 8에 나타나 있는 실시 형태의 것과 유사하고, 그래서 그에 대한 상세한 설명은 이하에서 반복하지 않는다. 도 9 내지 도 11에 나타나 있는 실시 형태와 도 1 내지 도 8에 나타나 있는 실시 형태 사이의 차이점은, 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4b 또는 도 4c에 나타나 있는 상태로 수평 방향으로 이동하도록 조절 구조체(220)는 이미징 시스템(210b)을 제1 방향(D1)을 따라 움직이게 구동시킬 수 있다는 것이다. 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4d 또는 도 4e에 나타나 있는 상태로 수직 방향으로 이동하도록 조절 구조체(220)는 이미징 시스템(210b)을 제2 방향(D2)을 따라 움직이게 구동시킬 수 있고, 또한 투영 이미지(I)가 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하도록 조절 구조체(220)는 투영 시스템(210a)을 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시킬 수 있다. 본 실시 형태에서, 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및 광학적 축선(OA)은 서로 수직이다.

도 9 내지 도 11을 참조하여, 이하, 위에서 언급된 조절 방식을 수행하는 본 실시 형태의 조절 구조체(220)를 구체적으로 설명한다. 본 실시 형태에서, 투영 모듈(210)은 외부 쉘(218)을 포함한다. 조절 구조체(220)는 제3 조절 요소(222) 및 제4 조절 요소(224)를 포함한다. 제3 조절 요소(222)는 예컨대 스크류이고, 이 스크류는 외부 쉘(218)에 나사 결합되어 렌즈 세트(216)에 접촉한다. 제4 조절 요소(224)는 예컨대 스크류이고, 이 스크류는 외부 쉘(218)에 나사 결합되어 렌즈 세트(216)에 접촉한다. 제3 조절 요소(222)는, 렌즈 세트(216)를 제1 방향(D1)을 따라 움직이게 구동시키기 위해 회전하여 외부 쉘(218)에 대해 움직이도록 되어 있다. 제4 조절 요소(224)는 렌즈 세트(216)를 제2 방향(D2)을 따라 움직이게 구동시키기 위해 회전하여 외부 쉘(218)에 대해 움직이도록 되어 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 서로 수직이다. 추가적으로, 제3 조절 요소(222)와 제4 조절 요소(224) 각각에는, 렌즈 세트(216)의 반대측에서 탄성 스트립과 같은 대응 탄성 요소가 제공되어 있고, 이 탄성 요소가 사용되어 탄성력을 발생시킬 수 있다. 제3 조절 요소(222)와 제4 조절 요소(224)의 탄성력 및 추력은 서로 힘의 균형을 이루며, 그래서 렌즈 세트(216)는 위치 조절 후에 움직이지 않을 것이다.

본 실시 형태에서, 외부 쉘(218)은 2개의 쉘 본체를 포함할 수 있고, 이들 쉘 본체는 서로에 대해 회전할 수 있고 또한 투영 시스템(210a)과 이미징 시스템(210b)에 각각 대응한다. 그래서, 투영 시스템(210a)은 광학적 축선(OA)을 따라 이미징 시스템(210b)에 대해 회전할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 투영 장치의 일부 구성 요소의 3차원도이다. 도 12에 나타나 있는 투영 모듈(210)의 외부 쉘(218)은 제1 쉘 본체(218a) 및 제2 쉘 본체(218b)를 포함한다. 제1 쉘 본체(218a)는 제2 쉘 본체(218b)에 회전 가능하게 연결된다. 투영 시스템(210a)(즉, 광원 및 광 밸브)는 제1 쉘 본체(218a)에 배치된다. 이미징 시스템(210b)(즉, 렌즈 세트)은 제2 쉘 본체(218b)에 배치된다. 제1 쉘 본체(218a)는 제2 쉘 본체(218b)에 대해 회전하여 투영 시스템(210a)(즉, 광원 및 광 밸브)을 광학적 축선(OA)을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있다. 특히, 제1 쉘 본체(218a)는 제1 나사산 부분(S1)을 갖는다. 제2 쉘 본체(218b)는 제2 나사산 부분(S2)을 갖는다. 제1 쉘 본체(218a)가 제2 쉘 본체(218b)에 대해 회전하도록 제1 나사산 부분(S1)과 제2 나사산 부분(S2)은 서로에 나사 결합된다. 다시 말해, 제2 쉘 본체(218b)는 움직이지 않고, 제1 쉘 본체(218a)는 투영 시스템(210a)(즉, 광원 및 광 밸브)이 광학적 축선(OA)을 따라 회전하도록 회전하며, 도 4a에 나타나 있는 상태로부터 도 4f 또는 도 4g에 나타나 있는 상태로 회전하는 투영 이미지(I)가 얻어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태의 전술한 설명은 실례 및 설명의 목적으로 주어진 것이다. 이는, 포괄적이거나 본 발명을 개시된 바로 그 형태 또는 예시적인 실시 형태에 한정하려는 의도는 없다. 따라서, 전술한 설명은 한정적인 것이 아닌 실례적인 것으로 간주되어야 한다. 분명, 많은 수정 및 변화가 당업자에게 명백할 것이다. 실시 형태는, 본 발명의 원리 및 그의 최선의 모드 실용례를 가장 잘 설명하여 당업자가 다양한 실시 형태에 대해 또한 고려되는 특정한 용도 또는 실행에 적합하게 된 다양한 수정으로 본 발명을 이해할 수 있게 하기 위해 선택되어 설명된 것이다. 본 발명의 범위는, 다른 언급이 없으면 모든 용어는 그의 가장 넓은 합리적인 의미로 해석되는 첨부된 청구 범위 및 그의 등가물에 의해 규정되도록 되어 있다. 그러므로, "발명", "본 발명" 등의 용어는 청구 범위를 반드시 특정 실시 형태에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 특히 바람직한 예시적인 실시 형태에 대한 언급은 본 발명에 대한 제한을 암시하지 않으며, 또한 그러한 제한이 추론되지 않을 것이다. 본 발명은 첨부된 청구항의 요지와 범위에 의해서만 한정된다. 더욱이, 이들 청구항은 명사나 요소 앞에 "제1", "제2" 등을 사용할 수 있다. 이러한 용어는 일 명명법으로서 이해되어야 하고, 특정한 수가 주어져 있지 않다면, 그러한 명명법에 의해 수식되는 요소의 수를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 요약서는 요약서를 요구하는 규칙에 따르기 위해 제공되며, 이 요약서는 조사자가 본 개시로부터 허여된 어떤 특허의 기술적 개시 내용의 주제를 신속하게 확인할 수 있게 해줄 것이다. 요약서는 청구 범위 또는 의미를 해석하거나 한정하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 설명된 이점 및 이익은 본 발명의 모든 실시 형태에 해당되는 것은 아닐 수 있다. 다음의 청구 범위에 의해 규정되는 바와 같은 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 설명된 실시 형태에서 변화가 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 알아야 한다. 더욱이, 본 개시 내용 중의 요소 및 구성 요소는 그 요소 및 구성 요소가 다음의 청구 범위에 명시적으로 언급되어 있는지에 무관하게 공공에게 제공되려는 의도는 없다.

Claims

적어도 하나의 투영 모듈, 적어도 하나의 반사 반사 요소 및 적어도 하나의 조절 구조체를 포함하고,
상기 적어도 하나의 투영 모듈은 적어도 하나의 광학적 축선을 갖고, 상기 적어도 하나의 투영 모듈은 투영 빔을 제공하도록 되어 있으며, 상기 투영 빔은 광 전송 경로를 따라 투영 타겟에 전송되어 투영 이미지를 형성하고,
상기 적어도 하나의 반사 요소는 상기 적어도 하나의 투영 모듈과 상기 투영 타겟 사이에 배치되고, 상기 광학적 축선 상에 위치되며 반사 표면을 가지며, 상기 반사 표면은 상기 투영 빔을 반사시켜 상기 투영 타겟에 보내도록 되어 있으며,
상기 적어도 하나의 조절 구조체는 상기 반사 요소에 연결되며, 상기 투영 이미지가 수평 방향으로 이동하도록 상기 조절 구조체는 상기 반사 요소를 제1 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 이미지가 수직 방향으로 이동하고 회전하도록 상기 조절 구조체는 상기 반사 요소를 제2 축선을 따라 회전하게 또는 상기 광학적 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있는, 투영 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 축선, 제2 축선 및 광학적 축선은 서로 수직인, 투영 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 축선, 제2 축선 및 광학적 축선은 상기 반사 표면 상의 반사 위치에서 교차하는, 투영 장치.
제4항에 있어서,
상기 반사 위치는 상기 반사 표면의 기하학적 중심에 있는, 투영 장치.
제2항에 있어서,
상기 투영 모듈은 광원, 광 밸브, 및 렌즈 세트를 포함하고, 상기 광원은 조명 빔을 제공하도록 되어 있고, 상기 광 밸브는 상기 조명 빔의 전송 경로 상에 위치되고 조명 빔을 이미지 빔으로 전환시키도록 되어 있으며, 상기 렌즈 세트는 상기 이미지 빔의 전송 경로 상에 위치되고 상기 이미지 빔을 상기 투영 빔으로 전환시키도록 되어 있는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 조절 구조체는 기부 및 회전 부재를 포함하고, 상기 회전 부재는 상기 반사 요소에 연결되어 있고 회전 축을 따라 상기 기부에 피봇되어 있고, 상기 회전 축은 상기 제1 축선과 일치하며, 상기 회전 부재는 상기 반사 요소를 상기 제1 축선을 따라 회전하게 구동시키기 위해 상기 기부에 대해 회전하도록 되어 있는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 장치는 적어도 하나의 도파관(waveguide) 요소를 포함하며, 상기 반사 요소에 의해 반사된 상기 투영 빔은 상기 적어도 하나의 도파관 요소를 통과한 후에 상기 투영 이미지를 형성하는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 이미지는 가상 이미지인, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투영 모듈은 2개의 투영 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 반사 요소는 상기 2개의 투영 모듈에 각각 대응하는 2개의 반사 요소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 조절 구조체는 상기 2개의 반사 요소에 각각 대응하는 2개의 조절 구조체를 포함하며, 상기 2개의 투영 모듈과 2개의 반사 요소에 의해 형성되는 2개의 투영 이미지는 상기 2개의 조절 구조체의 조절로 겹쳐지는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 이미지가 수직 방향으로 이동하고 회전하도록 상기 조절 구조체는 상기 반사 요소를 제2 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있는, 투영 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 이미지가 수직 방향으로 이동하고 회전하도록 상기 조절 구조체는 상기 반사 요소를 상기 광학적 축선을 따라 회전하게 구동시키도록 되어 있는, 투영 장치.