KR970006585Y1 - 키스톤 보정기능을 가지는 투사기 - Google Patents

Abstract

내용없음

Description

키스톤 보정기능을 가지는 투사기

제1도 내지 제2도는 종래 투사기를 도시하는 것으로,

제1도는 종래 투사기의 광학계통도.

제2도는 종래 투사기의 키스톤현상을 보인 설명도.

제3도는 종래 키스톤현상을 보정한 투사기의 광학계통도.

제4도 내지 제7도는 본 고안에 의한 투사기를 도시하는 것으로,

제4도는 본 고안에 의한 투사기의 구성원리를 도시한 광학계통도.

제5도는 본 고안에 의한 투사기의 키스톤보정의 일예를 도시하는 설명도.

제6도는 본 고안의 조정미러의 이동상태에 따른 광로를 보인 광학계통도.

제7도는 본 고안에 원리를 설명하기 위한 광학계통도.

제8도는 본 고안에 의한 조정미러의 평행이동 수단의 일예를 도시하는 개략도.

제9도는 결상렌즈부의 특성을 보인 설명도.

제10도는 본 고안에 의한 작용원리를 보인 광학계통도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 광원부12 : 집광부

13 : 투영물체부14 : 결상렌즈부

15 : 조정미러16 : 스크린

본 고안은 투사기에 관한 것으로, 특히 투사에 의한 화면 구현시 키스톤(KEYSTONE) 현상을 보정하여 원하는 높이의 영상화면을 키스톤현상없이 자유로이 구현할 수 있도록 한 키스톤 보정기능을 가지는 투사기에 관한 것이다.

종래 투사기는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 광원부(1)와, 집광부(2)와, 투영물체(3) 및 결상렌즈부(4)로 구성된다.

여기서 투영물체(3)로서는 필름이나 액정을 이용하여 구사하는 평판형 표시장치등을 사용할 수 있다.

제1도에 도시한 바와 같이 종래의 투사기는, 빛을 방사하는 광원부(1)와 상기 광원부(1)로부터의 빛을 집속시키는 집광부(2)와 투영될 투영 물체부(3) 및 투영물체부(3)의 상을 맺어주는 결상렌즈부(4)의 상기 결상렌즈부(4)에 의하여 결상된 상이 맺혀지는 스크린(5)으로 구성된다.

여기서 투영물체부(3)로서는 필름이나 액정을 이용하여 구사하는 평판형 표시장치등이 사용된다.

제1도에 도시한 바와 같이 종래의 투사기의 광원부(1)와 집광부(2)와 투영물체부(3) 및 결상렌즈부(4)의 중심축(광축)이 동일선상에 위치하는 구조로서 중심축은 스크린(5)상의 화면의 중심과 일치하는 구성으로 되어 있다.

이러한 종래의 투사기에 의하여 투영물체를 스크린(5)상에 투사함에 있어서는 제1도와 같이 투영물체부(3)의 중심과 결상렌즈부(4)의 중심을 통과하는 주광선(Bc)이 스크린(5)에 대하여 직각으로 되는 경우 즉, 투사기의 중심 높이와 화상의 중심높이가 일치하는 경우에는 키스톤 현상이 일어나지 아니 하나, 주광선이 스크린에 대하여 경사지는 상태 즉, 투사기의 중심높이와 화상의 중심높이가 일치하지 아니하는 경우에는 제2도와 같이, 화상의 외곽으로 갈수록 디포커싱(Defocusing)되어 직사각형의 투영물체에 대하여 사다리꼴형의 화상이 투사되는 키스톤 현상이 발생된다.

이와 같이 투사기의 중심높이와 화상의 중심높이가 일치하지 않아 키스톤 현상이 일어나는 경우에는 화질이 불량하게 되어 TV계에서는 부적합하다.

따라서 종래 이러한 키스톤 현상을 방지하기 위하여는 반드시 투사기를 수평으로 놓아서 투사기의 중심높이와 화상의 중심높이가 항상 일치하도록 하여야 하므로 스크린의 높이가 투사기의 설치높이로 한정되며, 이에 따라 통상적으로 일정 높이로 설치된 스크린의 중심높이에 일치하는 높이에 투사기를 설치하여야 하므로 투사기를 높은 위치에 설치하는 것이 통례이다.

또한 종래에는 상술한 키스톤 현상을 보정하기 위하여 제3도와 같이, 투영물체부(3)과 결상렌즈부(4)의 중심을 편위시켜 투사기보다 높은 위치에 설치된 스크린(5)상에 투영물체의 외형과 닮은꼴의 화상을 얻으며, 화상 전체가 포커싱된 상을 얻을 수 있도록 하는 키스톤 보정방식이 알려져 있다.

그러나 이러한 키스톤현상 보정방식은, 상향된 화상을 얻게 되는 것이며, 보정이 이루어질 수 있는 높이는 단하나의 높이로 국한되기 때문에 보정을 위한 조정이 매우 어렵고, 키스톤현상을 완전하게 보정할 수 없는 것이었다.

또한 액정의 발달로 고화질 대화면의 TV계 구현의 한 방법으로 투사기를 이용하는데 TV계는 설치장소의 다양성과 원래 형상의 화질을 동시에 요구하고 있기 때문에 종래의 투사기로서는 이러한 요구를 만족시킬 수 없었다.

따라서 본 고안의 목적은, 투영물체부와 결상렌즈부 사이에 배치되는 미러를 광축에 대하여 평행하게 이동시킴으로써 상향 투사가 가능하게 하여 키스톤 보정을 행할 수 있도록 한 키스톤 보정 기능을 가지는 투사기를 제공하려는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 투사기의 설치높이에 제한을 받지 않으며, 간단한 조작으로 원하는 높이에 키스톤형상이 없이 선명한 화상을 투사할 수 있도록 한 키스톤 보정기능을 가지는 투사기를 제공하려는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 대화면, 고화질이 요구되고 설치장소의 제약을 받지 않고 설치장소의 다양성이 요구되는 TV계에 적합한 키스톤 보정기능을 가지는 투사기를 제공하려는 것이다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 광원부와 집광부와 투영물체부 및 결상렌즈부를 구비하며, 투영물체부와 결상렌즈부 사이에 조정미러를 평행으로 승강조정가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 키스톤 보정기능을 가지는 투사기가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 키스톤 보정기능을 가지는 투사기를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

제4도에 도시한 바와 같이 본 고안의 투사기용 광학계는 광원부(11)의 광축상에집광부(12)와 투영물체부(13)가 배치되고, 투영물체부(13)의 전방에는 광원부(11)로부터의 빛의 진행방향을 바꾸어 주는 조정미러(15)가 40°각도로 배치되며, 상기 미러(15)의 반사광축상에 결상렌즈부(14)가 배치되어 전방의 스크린(16)에 상이 맺히도록 되어 있다.

이와 같은 본 고안의 투사기용 광학계에서는 투영물체부(13)와 결상렌즈부(14)사이에 배치되는 조정미러(15)가 광축을 따라 평행 이동가능하게 설치되어 있어 조정미러(15)를 물체부(13)측으로 이동하게 되면 물체 중심에 대하여 결상렌즈부(14)의 렌즈중심이 위쪽에 위치하는 결과를 갖게 되어 상향 투사 효과를 얻게 된다.

상기 조정미러(15)는 안내홈등에 의하여 평행으로 승강안내되며 스크류등의 평행이동 구동수단에 의하여 평행으로 승강작동되도록 한다.

제8도는 본 고안의 조정미러(15)를 평행이동시키는 기구적 수단을 예시하는 것으로, 광학계 장착 베이스(17)에 회전가능하게 관통된 조절나사(18)를 조정미러(15)에 고정된 너트(19)에 체결하고 광학계 장치 베이스(18)에는 조정미러(15)에 형성된 안내돌기(20)를 직선안내하는 안내홈(21)을 형성하며, 조절나사(18)의 머리부(18a)와 광학계 장착 베이스(17) 사이에 스프링와셔(22)를 끼운 것이다.

여기서 조절나사(18)를 좌우로 돌리면 조절나사(18)는 제자리에서 회전하게 되며 이에 체결된 너트(19)가 진퇴이동하게 되는 바, 이때 너트(19)와 조정미러(15)는 일체로 고정되어 있으므로 조정미러(15)가 진퇴이동하게 되며 조정미러(15)는 안내돌기(20)가 안내홈(21)을 따라 직선안내되므로 조정미러(15)는 화살표 방향으로 평행이동하게 되는 것이다.

이러한 조정미러의 평행이동 구동수단은 도시예로서 국한되는 것은 아니며 기존의 평행이동 구동이 가능한 구조라면 어떠한 구조라도 적용할 수 있다.

이하, 본 고안에 의하여 키스톤현상을 보정하는 과정을 설명한다.

제4도는 결상렌즈부(14)의 중심축(X)상에 스크린(16)이 위치하는 상태 즉, 조정미러(15)에 대한 주광선(Bc)의 입사각과 반사각이 45°를 이루는 상태를 도시하는 것으로, 이 경우에는 일반적인 투사기에서와 마찬가지로 키스톤현상은 일어나지 아니한다.

제5도는 본 고안에 의한 투사기를 이용하여 상향 투사하는 경우를 도시하는 것으로, 이 경우에는 조정미러(15)를 하강조절하여 조정미러(15)에 대한 입사각과 반사각을 45°이하로 조정하여 상향 투사하는 경우를 설명한다.

이러한 상향 투사 상태에서는 광원부(11)에서 집광부(12)를 통하여 집광되어 투영물체부(13)를 통과한 광선은 그 주광선(Bc)의 조정미러(15)에 대한 입사각과 반사각이 45°이하로 되면서 결상렌즈부(14)를 통과한 광선은 상향투사되어 결상렌즈부(14)의 중심축(X)의 높이 보다 높은 위치로 설치된 스크린(16)상에 결상되는 것이다.

본 고안에서는 상기 조정미러(15)의 위치를 상하로 이동조절하는 것에 의하여 키스톤현상을 보정할 수 있는 높이가 국한되지 않고 임의의 위치에서 키스톤현상이 없이 선명한 화상을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 고안에 의한 키스톤현상 보정 원리를 제6도 및 제7도를 참조하여 상세히 설명한다.

제6도에서와 같이 조정미러(15)를 중심으로 투영물체부(13)와 결상렌즈부(14)를 접었을 때 광원부(11), 집광부(12) 및 투영물체부(13)와 결상렌즈부(14)는 제6도의 점선표시와 일직선상에 놓이게 된다.

따라서 제7도의 실선표시상태에서 집광부(12)에서 집광되어 투영물체부(13)를 통과한 광선이 결상렌즈부(14)를 통과하는 경우와, 제7도의 쇄선표시상태에서 집광부(12)에서 집광되어 투영물체부(13)를 통과한 광선이 결상렌즈부(14)를 통과하는 경우에 있어서의 스크린(16)상에 투영되는 화상의 형태는 동일하게 된다.

한편 제7도의 쇄선표시와 같이, 상기 조정미러(15)를 하향 이동조정한 상태에서는 주광선(Bc)이 광원부(11)와, 집광부(12) 및 투영물체부(13)의 중심축(Y) 및 결상렌즈부(14)의 중심축(X)에 대하여 편위되어 입사각과 반사각이 같은 상태로 되어 최단거리를 유지하는 경로를 통과하게 되며, 상향투사가 이루어지는 것이다.

이때 실제의 투영물체(Oa)를 가상적인 투영물체(Ob) 위치로 이동시킨 것과 같이 투사가 이루어져서 키스톤 현상이 없는 양질의 화상을 얻을 수 있는 것이다.

상기 조정미러(16)를 하향이동시킴에 따라 화상은 점차 높은 위치에 결상되며 이에 따라 투사기의 위치를 높이지 않고서도 투사기 보다 높은 위치에 설치된 스크린(16)에 선명한 화상을 결상시킬 수 있게 되는 것이다.

본 고안에 의한 키스톤 보정원리를 보다 구체적으로 설명하면, 제7도의 실선표시와 같이 조정미러(15)가 최초 위치에 있을 때 조정미러(15)에 대한 입사 주광선(Bc1')에 대한 반사 주광선(Bc1')에 대한 반사 주광선(Bc1")은 결상렌즈부(14)의 광축중심과 일치하는 상태로 나타난다. 따라서 스크린(16)상에 결상되는 영상의 중심은 스크린(16)의 중심에 위치하게 된다.

이에 대하여 조정미러(15)를 하향 조정한 상태에서는 제7도의 점선표시와 같이, 조정미러(15)에 대한 입사주광선(Bc2')에 대한 반사 주광선(Bc2")와 같이 결상렌즈부(14)의 광축중심에서 벗어난 상태로 나타난다.

이때, 상기 결상렌즈부(14)는 통상적으로 제9도에 도시한 바와 같이 투영물체부(13)의 중심점(P1)이 결상렌즈부(14)의 광축중심과 일치하는 O1의 위치에 있을 경우에는 스크린(16)의 중앙인 Im1 위치에 결상되도록 하며, 투영물체부(13)의 중심이 결상렌즈부(14)의 광축중심에 대하여 상방으로 이동된 O2의 위치에 있을 경우에는 스크린(16)의 중앙에서 하방으로 이동된 Im2의 위치에 결상되도록 하고, 투영물체부(13)의 중심이 결상렌즈부(14)의 광축중심에 대하여 하방으로 이동된 O3의 위치에 있을 경우에는 스크린(16)의 중앙에서 상방으로 이동된 Im3의 위치에 결상되도록 하는 특성을 가지는 것이므로 제7도에서 조정미러(15)가 하향이동한 위치에 있을 때 제10도에 도시한 바와 같이 조정미러(15)에 대한 입사 주광선(Bc2')에 대한 반사 주광선(Bc2")은 결상렌즈부(14)의 광축중심에서 상방으로 이동된 위치에 결상된다. 따라서 스크린(16)상에 결상되는 영상의 중심은 스크린(16)의 중심보다 상방에 위치하게 된다.

이에 대하여 투영물체부(13)의 중심점(P1)에서 일측(도면에서는 우측)으로 편위된 점(P2)에서의 입사광(B2')이 결상렌즈부(14)의 광축중심을 통과하여 스크린(16)의 중심에 결상되게 된다.

이러한 과정을 달리 말하자면, 제7도에 도시한 바와 같이 투영물체부(13)의 중앙에서 입사되는 입사 주광선(Bc')은 상기 입사 주광선(Bc1')와는 그 입사각이 변화된 상태로 입사되고 이에 따라 그 반사 주광선(Bc") 또한 상기 반사 주광선(Bc1")와는 그 반사각이 변화된 상태로 결상렌즈부(14)에 입사되는 것으로 볼 수 있으나, 실질적으로는 그 입사각이나 반사각이 변화되는 것이 아니고, 제9도에서 설명한 바와 같은 결상렌즈부(14)의 기능에 의하여 그 입사광에 대한 광로가 변화되는 데 따른 것으로 투영물체부(13)의 위치가 Oa에서 Ob로 이동된 것과 같은 결과를 가져오는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 조정미러를 하향이동시키는 것만으로써 투사기의 설치높이와 스크린의 높이에 제한을 받지 않고 원하는 높이에 키스톤현상이 없이 선명한 화상을 투사할 수 있게 되는 것이다.

또한 본 고안에 의하면 대화면 고화질이 요구되며 설치장소의 다양성이 요구되는 TV계에 적합하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 광원부(11)와 집광부(12)와 투영물체부(13) 및 결상렌즈부(14)를 구비하며, 투영물체부(13)와 결상렌즈부(14)사이에 조정미러(15)를 평행으로 승강조정가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 키스톤 보정기능을 가지는 투사기.