KR930007325B1 - 오버헤드 프로젝터(overhead projector) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

오버헤드 프로젝터(overhead projector)

제1도는 본 발명에 의한 오버헤드 프로젝터 및 영사헤드부의 사시도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취한 제1도의 영사헤드부의 단면도.

제3도는 본발명에 의한 영사헤드부의 다른 실시예를 도시하는 제1도의 2-2선의 시선으로부터 취한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 오버헤드 프로젝터 12 : 직사각형 기저부

14 : 직립 지지대 16 : 영사헤드부

18 : 집광렌즈(대물면) 20 : 영사렌즈

22 : 평면거울 24 : 조절손잡이

28 : 프레임 30 : 피봇

32 : 광축

본 발명은 오버헤드 프로젝터에 관한 것이다.

종래의 전송형(transmissive) 오버헤드 프로젝터는 대물대(object stage)를 형성하는 집광렌즈시스템을 구비한 프로젝터 몸체와 대물대 아래에서 프로젝터 몸체내에 설치되는 광원을 포함한다. 영사렌즈와 거울은 영사렌즈가 거울과 대물대 사이에 개재되는 상태로 영사헤드부에 의해 대물대 상부로 지지된다. 슬라이드 또는 투명원고는 대물대상에 놓이게 되고 광원으로부터의 빛은 투명원고를 통과하는 영사렌즈에 집광된다. 영사렌즈로부터 나온 빛은 거울에 의해 통상 벽 또는 스크린이 되는 영상면으로 반사되어 투명원고의 확대된 상이 형성된다, 오버헤드 프로젝터는 A-4 크기의 원고의 확대된 상을 투영하여 다수인에게 보여주는데 매우 유용하다.

영사렌즈는 보통 대물대에 평행하며, 상의 전촛점은 물체로부터 영사렌즈까지의 거리인 후방촛점을 변경 시킴으로써 조절될 수 있다. 거울이 45도 각도로 경사져 있어서 상의 반사면이 물체의 면 및 영사렌즈의 면에 평행하다면, 샤임플러그(Scheimpflug)의 조건이 만족되어 상이 균일하게 촛점이 맞게 되므로 상의 왜곡이 없게 된다. 이러한 샤임플러그 조건은 반사된 상, 영사렌즈 및 물체의 각각의 연장면이 한점 또는 무한점에서 만나 균일하게 상의 촛점이 맞게 되는 것을 말한다.

그러나, 물체의 평면에 대하여 45도 이상의 각도로 거울을 기울여 관람이 보다 용이해지도록 상을 올리는 일이 종종 있다. 이러한 상황에서는, 상의 반사된 면이 영사렌즈 및 물체의 면에 평행하지 아니하여 샤임플러그 조건이 더 이상 만족되지 못한다(샤임플러그 왜곡). 또한, 상의 전촛점은 영사렌즈로부터 상까지의 거리(전방촛점)가 증가하기 때문에 정확하지 않게 된다. 샤임플러그 왜곡을 교정하기 위해서는 증가된 거울의 경사방향으로 영사렌즈를 경사지게 할 필요가 있으며, 전촛점을 교정하기 위해서는 물체쪽으로 영사렌즈를 병진 이동시킴으로써 영사렌즈와 물체사이의 거리(후방촛점)를 조절할 필요가 있다.

독일연방공화국 출원공개 제3,136,970호는 상이 반사 거울의 경사도 증가에 따라 올라갈 경우 생기는 샤임플러그 왜곡 문제를 개시하고 있다. 이 공개공보에 개시된 영사헤드부는 광축에서 선회되는 영사렌즈와, 거울과 영사렌즈를 연결하는 링크장치를 구비한다. 거울이 하우징에 대해 회전되어 상의 위치가 변함에 따라, 링크장치에 의해 영사렌즈는 거울의 회전과 동일한 방향으로 회전된다. 거울과 영사렌즈의 동위적 이동에 의하여, 영사렌즈와 거울의 회전비가 적절하다는 전제하에 샤임플러그 왜곡이 교정될 것이지만, 영사렌즈로부터 상까지의 전방촛점거리가 증가되기 때문에 전촛점의 상실은 교정되지 않는다. 균일한 촛점을 얻기 위하여 거울과 영사렌즈를 포함한 전 영사헤드부는 영사렌즈와 물체 사이의 교정된 거리를 얻을 수 있도록 조절되어야만 한다.

본 발명은 오버헤드 프로젝터의 거울 각도가 조절됨에 따라 샤임플러그 왜곡과 전촛점을 동시에 교정하는 것으로, 이것은 물체의 면에 대해 회전되는 거울을 피봇가능하게 장착한 영사헤드부와, 영사렌즈를 장착하고 프레임의 피봇 둘레로의 회전에 의해 영사렌즈의 회전 및 병진이동이 일어나도록 광축으로부터 떨어져 있는 피봇에서 영사헤드부에 연결되는 프레임과, 거울의 선회에 의해 피봇 둘레로 프레임이 회전되고 이에 의해 물체의 면에 대한 영사렌즈의 회전과 병진이동도이 일어나도록 거울과 영사렌즈 프레임을 연결하는 링크장치를 제공함으로써 달성된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 거울의 회전에 의해 영사렌즈가 회전하게 되므로 샤임플러그 왜곡이 교정되며, 또한 영사렌즈가 물체에 대하여 병진이동하게 되어 영사렌즈의 후방 촛점이 조절되므로 상의 전촛점이 교정된다.

또한, 영사헤드부는 거울과 영사렌즈 사이의 연결을 분리하기 위한 분리수단을 구비하여, 원하거나 필요한 경우에 거울과 렌즈를 별도로 조절할 수 있도록 하는 것이 적합하다.

이후로, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부도면에서 동일한 도면부호는 동일한 부품을 지칭한다.

제1도는 오버헤드 프로젝터(10)의 사시도로서, 직방형 기저부(12), 직립지지대(14) 및 영사헤드부(16)을 구비한다. 통상 투명하거나 반투명한 슬라이드 또는"투명원고"로 되는, 상을 영사시킬 물체를 지지하는 집광렌즈(18)은 직사각형 기저부(12)의 상부면 상에 대물대를 형성한다. 제1도에 도시된 오버헤드 프로젝터(10)은 전송형으로서, 반사형 프로젝터에서와 같이 영사헤드부(16)에 위치된 광원으로부터가 아니라 기저부(12)내에 위치된 광원(도시생략)에 의하여 빛이 물체를 통과한다. 본 발명은 모든 형태의 오버헤드 프로젝터에도 똑같이 적용될 수 있지만, 여기서는 간단하게 하기 위해서 전송형에 대해서만 언급한다.

집광렌즈 또는 대물면(18)로부터 나오는 빛은 물체를 통과하여 원추형으로 굴절되어 영사헤드부(16)에 지지된 영사렌즈(20)으로 투사된다. 영사렌즈(20)은 당업계에 주지된 바와같이 3개가 한벌로 된 형태인 것이 적합하다. 영사렌즈(20)으로부터 나온 빛은 물체의 상을 볼수 있는 영상면으로 평면거울(22)에 의해 반사된다. 통상 영상면은 수직벽 또는 스크린이지만, 경사진 스크린으로 될 수도 있다.

수직 영상면인 경우, 영사되는 상은 대물면(18)이 수평이고 영사렌즈(20)이 대물면(18)에 평행하고 거울(22)가 45도의 각도로 경사져 있는 경우에 균일하게 촛점이 맞아지게 된다.

이 경우에는, 전술한 광학시스템이 반사되는 상, 물체 및 영사렌즈의 연장면이 한점에서 만나거나 서로 평행하여 무한점에서 만날때 상을 통한 촛점의 균일성이 달성된다는 샤임플러그 조건을 만족하기 때문에 상의 촛점이 균일하게 맞춰지는 것이다. 영사되는 상의 전촛점은 대물면(18)로부터 영사렌즈(20)까지의 거리와 영사렌즈(20)으로부터 영상면까지의 거리에 의해 결정된다. 대물면(18)의 상부로 영사헤드부(16) 및 영사렌즈(20)의 높이를 변화시키는 조절 손잡이(24)에 의해 대물면(18)에 대한 영사렌즈(20)의 위치를 조절함으로써 상기 거리가 조절될 수 있고, 따라서 상도 전촛점으로 맞춰질 수 있게 된다. 따라서, 영상면이 수직이라면 오버헤드 프로젝터(10)에 의해 영사되는 상은 조절 손잡이(24)에 의해 대물면(18)에 대한 영사헤드부(16)의 높이를 조절함으로써 간단히 그 촛점이 맞춰지게 된다.

그러나, 45도 각도로 거울에 의해 영사되는 상은 관람에 편리한 적정 높이에 있지 않는 경우가 자주 있다. 이러한 경우, 거울(22)는 영사헤드부(16)에 대해 상향 또는 하향으로 회전되어 상이 더 높은 위치 또는 더 낮은 위치로 각각 영상면에 반사되도록 한다. 이러한 평면거울(22)의 이동은 두가지의 문제점을 발생시킨다. 첫째, 대물면(18)로부터 영사렌즈(20)까지의 거리에 대한 비례적인 감소없이 영사렌즈(20)으로부터 상까지의 거리가 증가하기 때문에 상의 전촛점이 맞지 않게 된다. 이와같은 문제점은 손잡이(24)를 회전시켜 영사렌즈(20)으로부터 대물면(18)까지의 거리를 감소시킴으로써 해결될 수 있으며, 이에 따라 상의 전촛점이 맞춰질 수 있게 된다.

거울(22)의 각도를 감소시킴으로써 발생되는 두번째 문제점은 영사렌즈(20)의 높이를 조절함으로써 전촛점이 교정되었다 하더라도 상의 촛점이 균일하게 맞춰지지 않는다는 점이다. 상 전체에 걸친 촛점이 불균일한 것을 샤임플러그 왜곡이라고 하며, 반사되는 상, 대물면(18) 및 영사렌즈(20)의 연장면이 한점이나 무한점에서 만나지않기 때문에 발생된다.

이러한 샤임플러그 왜곡은 두가지 방법중 어느 한가지 방법에 의해 교정될 수 있다. 즉, 영상면을 형성하는 스크린을 경사지게 하거나 영사렌즈(20)를 경사지게 하여 그 연장면을 물체 및 반사되는 상의 연장면 사이의 교차점에 일치시키는 것이다. 영사렌즈(20)이 거울(22)와 동일한 방향으로 거울(22)의 회전각보다 작은 각도로 회전한다면 샤임플러그 조건이 만족될 것이다. 통상적으로, 이렇게 샤임플러그 왜곡을 해결하는 것이 스크린을 경사지게 하는 것보다 더 현실적인데, 이것은 스크린을 경사시키는 구조는 비용이 많이 들고 휴대가 용이하지 아니하여 사용하기가 곤란하기 때문이다. 따라서, 수직 영상면을 채용하고 거울(22)를 회전시킴으로써 영상면을 올리거나 내리는 것이 적합한 경우에는, 두가지의 조절을 수행함으로써 전촛점을 유지하고 샤임플러그 왜곡을 방지하여야 할 것이다. 이러한 두가지 조절은 모두 영사렌즈(20)과 관련된다. 즉, 영사렌즈(20)을 대물면(18)에 대해 회전시켜야만 샤임플러그 왜곡이 교정되며, 영사렌즈(20)을 대물면(18)에 대해 병진 이동시켜야만 상의 전촛점이 교정된다.

이와같은 거울(22)의 회전에 따른 영사렌즈(20)의 회전 및 병진 이동에 의한 교정은 제2도에 도시된 바와같은 본 발명에 의해 달성된다. 실선은 거울이 대물면(18)에 대해 45도 각도로 정향되어 있을때의 거울(22)와 영사렌즈(20)의 위치를 나타내며, 점선은 거울(22)가 회전되어 상의 광축(26)이 23도 각도 만큼 상향증가함으로써 제2도에 도시된 보다 높은 상의 위치를 달성할 때의 거울(22)와 영사렌즈(20)의 위치를 나타낸다. 거울이 상의 위치보다 아래로 회전되는 경우에도 본 발명과 이후의 설명이 적용될 수 있지만, 상을 올리는 경우가 보다 흔히 요구되므로, 설명의 편의상 단지 상을 올리는 경우를 도시하고 기술하기로 한다.

본 발명에 의하면, 영사렌즈(20)은 프레임(28)에 의하여 지지되며, 프레임(28)은 영사헤드부(16)과 프레임(28)을 연결하는 핀으로 될 수 있는 피봇(30)에 의해 영사헤드부(16)의 전방단부에 부착된다. 피봇(30)은 영사렌즈(20)의 광축(32)의 앞쪽에서 광축으로부터 떨어져 있으므로 프레임(28)의 피봇(30) 둘레로의 회전이 수행되고, 이에 따라 영사렌즈(20)은 대물면(18)에 대해 병진이동하게 되는 동시에 대물면(18)에 대해 회전하게 된다. 프레임(28)의 이동은 핀(34)에 의해 대물면(18)에 평행한 수평위치 보다 위쪽으로는 저지되며, 프레임(28)은 적합하게는 핀(34)와 프레임(28)을 연결하는 인장스프링 또는 피봇(30) 둘레에 감겨서 영사헤드부(16)과 프레임(28)을 연결하는 토션 스프링으로 될 수 있는 스프링(도시생략)에 의해서 핀(34)쪽으로 편향된다.

거울(22)는 영사헤드부(16)으로부터 내측으로 짧은 거리에 걸쳐 연장되는 핀(38)상에 저널 결합된 측판(36)에 의해 영사헤드부(16)에 연결된다. 따라서, 영사렌즈(20)과 평면거울(22)는 서로 독립적으로 각각의 핀(30,38)을 중심으로 영사헤드부(16)에 대해 회전될 수 있다.

거울(22)와 영사렌즈(20)은, 핀(42)에 의해 측판(36)중 하나에 회전가능하게 연결되어 프레임(28)내에 형성된 노치(44)에 결속되는 링크(40)에 의해 상호 연결된다.

링크(40)이 제2도에서와 같이 노치(44)에 결속된 위치에 있을때, 반시계 방향으로의 거울(22)의 회전에 의해 링크(40)이 실선 위치로부터 점선 위치로 영사렌즈의 프레임(28)을 아래방향으로 가압한다. 측판(36)과 영사헤드부(16) 사이의 또는 측판(36)과 피봇 핀(38) 사이의 마찰은 거울(22)와 영사렌즈(20)을 그 회전된 위치로 유지시키도록 프레임(28)을 편향시키는 스프링에 대항하기에 충분한 크기를 가져야 한다.

따라서, 거울(22)가 회전함으로써 영사렌즈(20)이 그 피봇(30) 둘레로 회전하며, 또한, 대물면(18)쪽의 하측방향으로 영사렌즈(20)이 병진이동한다. 영사렌즈(20)의 회전으로 샤임플러그 왜곡이 교정되며, 영사렌즈(20)의 병진이동으로 영사되는 상의 전촛점이 교정된다. 따라서, 거울(22)가 회전되어 영사되는 상을 보다 높은 위치로 위치시킬 때, 영사되는 상을 완전하게 교정하기 위해 영사헤드부(16)을 조절할 필요가 없게된다.

샤임플러그 왜곡을 교정하는 가능한 또 하나의 방법은 상이 수직면 보다 경사면에 투영되도록 경사진 스크린을 제공하는 것임을 언급한 바 있다. 만약 이러한 스크린을 사용할 수 있다면, 샤임플러그 왜곡이 스크린을 경사지게 함으로써 교정될 수 있기 때문에 거울(22)의 회전에 따라 영사렌즈(20)을 경사지게 할 필요가 없다. 이러한 경우, 거울(22)는 영사렌즈(20)의 위치에 영향을 줌이 없이 자유롭게 회전되는 것이 바람직하다.

이러한 거울(22)의 자유로운 회전은 영사렌즈 프레임(28)에 접촉하지 않게 링크(40)을 회전시킴으로써 달성되며, 이에 따라 거울의 측판(36)과 프레임(28) 사이에 연결은 더 이상 없게 된다. 따라서 거울(22)의 회전으로 영사렌즈(20)이 회전되거나 병진이동되지 않는다. 그러나, 이러한 경우에는, 거울(22)의 회전이 영사렌즈(20)으로부터 경사진 영사스크린까지의 광학궤도(26)의 길이를 변화시켜 상의 전촛점이 맞지 않게 될 수 있다는 것을 알게 되었다. 따라서, 대물면(18)에 대한 영사렌즈(20)의 병진이동은 샤임플러그 왜곡에 대한 교정이 필요하지 아니할지라도 상의 전촛점을 교정하기 위해 요구된다. 이러한 회전없는 영사렌즈(20)의 병진이동은 이미 설명한 바와같이 통상적으로 조절손잡이(24)를 회전시켜 대물면(18)에 대해 전체 영사헤드부(16)을 이동시킴으로써 달성될 수 있다.

영사렌즈(20)의 병진이동에 대한 회전의 상대량과 거울(22)의 주어진 회전에 요구되는 이들 변수 각각의 양은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 주지된 바와같이 계산될 수 있으며, 피봇점(38, 42) 사이의 수평거리 및 영사렌즈(20)의 광축(32)와 그 피봇(30) 사이의 거리에 의해 결정된다. 거울(22)의 각각의 회전각도에 대하여, 높은 배율시스템보다 낮은 배율시스템일 경우에 보다 큰 영사렌즈(20)의 병진이동과 회전이 필요하기 때문에 상기 변수들은 프로젝터(10)의 배율에 따라 변할 수 있다.

하기표에는 거울(22)의 경사각도당 요구되는 영사렌즈(20)의 경사각도(A)와 거울(22)의 경사각도당 요구되는 영사렌즈(20)의 변위(B)(단위 : mm)를 여러가지 배율에 따라 수록한 것으로, 이들의 상대적인 값이 어떻게 변화하는가를 보여주고 있다.

[표]

비록 표에는 넓은 범위의 배율이 기재되어 있지만, 대부분의 프로젝터는 5×와 6× 사이의 배율을 많이 사용한다. 따라서, 상기 값의 범위로 제작된 영사헤드부(16)은 대부분의 상황을 수용할 수 있으며, 또한 그 범위를 벗어난 배율이 사용되는 경우에도 도움을 줄 수 있다.

제3도는 제1,2도에 도시된 영사헤드부(16)와 동일하게 작동되지만 그 구성면에서 약간 변경된 영사헤드부(46)을 도시하고 있다. 영사헤드부(46)은 핀(50)에 의해 영사헤드부(46)에 피봇 연결된 거울(48)을 구비한다. 영사렌즈(52)는 핀(56)에 의해 영상헤드부(46)에 피봇 연결된 프레임(54)에 장착된다. 프레임(54)는 영사헤드부(46)내에 성형된 정지기(58)에 의해 수평을 너머 상향으로 회전되는 것이 방지된다.

거울(48)에 접촉하기 위한 경사면(62)를 구비하는 슬라이딩 캠(60)이 영사렌즈 프레임(54)에 부착된다. 거울(48)을 영사렌즈(52)와 상관없이 회전시키는 것을 원할 경우, 캠(60)을 점선으로 도시된 위치(경사면(62)의 점선위치)까지 슬로트(64,66)을 따라 슬라이딩 이동시켜서 경사면(62)와 거울(48)의 접촉을 끊으면 된다. 실선으로 도시된 캠(60)의 위치에서는, 거울(48)의 회전에 의해 거울(48)과 캠(60)의 경사면(62)가 서로 접촉하게되므로, 장착 핀(56) 둘레로 영사렌즈(52)와 프레임(54)가 회전하게 된다.

따라서, 거울(48)의 회전으로 제2도와 관련하여 설명한 바와같은 영사렌즈(52)의 회전과 병진이동이 일어난다.

본 발명을 단지 두개의 실시예를 참조하여 기술하였지만, 많은 변경이 가능하며, 특히 거울(22 또는 48)과 영사렌즈(20 또는 52)를 연결하는 링크장치에 있어서 많은 변경이 가능하다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위의 사상 및 범위에 속하는 상기 모든 변경을 본 발명에 포함시키고자 한다.

Claims (2)

1. 대물면(18), 대물면상에 배치된 영사렌즈(20,52) 및 공통의 광축을 따라 영사렌즈(20,52)의 상부에 배치된 평면 거울(22,48)을 구비하는 오버헤드 프로젝터(10)에 있어서, 대물면(18)에 대해 회전되도록 피봇가능하게 거울(22,48)을 장착하는 영사헤드부(16,46)과 ; 피봇(30,56) 둘레로의 프레임(28,54)의 회전에 의해 영사렌즈(20,52)의 회전과 병진이동이 일어나도록 광축으로부터 떨어져 있는 피봇(30,56)에서 영사헤드부(16,46)에 연결되고 영사렌즈(20,52)를 장착하고 있는 프레임(28,54)와 ; 거울(22,48)의 회전에 의해 피봇(30,56) 둘레로의 프레임(28,54)의 회전과, 광축에 대한 영사렌즈(20,52)의 회전 및 병진이동이 일어나도록 거울(22,48)과 영사렌즈 프레임(28,54)을 연결하는 링크수단(40,62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버헤드 프로젝터.
2. 제1항에 있어서, 상기 거울(22,48)이 프레임(28,54)로부터 분리되어 프레임(28,54) 또는 영사렌즈(20,52)의 위치를 변경시키지 않고 선회될 수 있도록 링크수단(40,62)의 연결이 해제될 수 있는 것을 특징으로 하는 오버헤드 프로젝터.

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