KR100219650B1 - 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치 - Google Patents

Abstract

케이스에 내장된 영상생성부에 의해 생성된 영상을 스크린에 확대투사하는 투사렌즈가 설치된 경통과; 그 경통이 지지되는 플레이트부재와; 영상생성부의 전면에 설치된 하우징에 지지되고 플레이트부재에 나사결합되는 리드스크류; 그 리드스크류의 축 단부에 마련된 회전노브를 포함하여, 그 회전노브를 회전시키면 리드스크류의 회전에 의해 플레이트부재가 스크린의 높이방향으로 이송됨으로써 투사렌즈의 광축이 조정되는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치를 개시한다.

Description

프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치

본 발명은 스크린에 영상을 투사하여 디스플레이시키기 위한 프로젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배면투사형 및 전면투사형에 공용으로 사용하기 위하여 투사렌즈계의 광축이 가변되도록 조정 가능한 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치에 관한 것이다.

오늘날 정보산업의 발달과 더불어 대형화된 스크린에 영상을 재현하고자 하는 요구에 부응하기 위한 장치로서 특히, 액정표시소자를 이용한 영상투사장치가 각광받고 있다. 이러한 영상투사장치는 통상, 스크린과 그 스크린에 영상을 생성하여 확대투사하는 프로젝터로 이루어지는데, 영상을 스크린에 투사하는 방식에 따라 배면투사형과 전면투사형의 두가지 타입으로 구분된다.

배면투사형 영상투사장치는, 프로젝터가 스크린과 함께 캐비넷에 장착되어 그 프로젝터로부터 투사된 영상이 캐비넷 내에 경사지게 배치된 반사경에 반사되어 스크린의 배면으로 투영되도록 된 것이고, 전면투사형 영상투사장치는 스크린 전면에 위치하도록 설치되어 그 프로젝터로부터 투사된 영상이 직접 스크린에 투영되어 영상을 재현하도록 된 것이다.

한편, 최근들어 전면투사형 및 배면투사형 영상투사장치의 두가지 타입에 모두 적용가능한 프로젝터가 시도되어 널리 사용되고 있다. 즉, 전면투사형의 프로젝터를 스크린과 반사경이 구비된 캐비넷 내부의 소정 위치에 장착하면 배면투사형으로 기능하도록 된 것이다.

상기한 영상투사장치로서 전면투사형의 예가 도 1에 도시되었으며, 도시된 바와 같이, 전면투사형 영상투사장치(1)에 있어서는, 프로젝터(10)가 예를 들어 극장이나 가정의 방안 등의 벽체(12)에 설치된 스크린(121)의 전면과 마주보는 위치에 설치되어, 이 프로젝터(10)로부터 투사된 영상이 스크린(121)의 전면에 나타나도록 되어 있다. 이와 같은 상기 프로젝터(10)는 그 케이스(14)에 내장되어 영상을 생성하는 영상생성부(미도시)와, 생성된 영상을 스크린(121)으로 확대투사시키는 다수의 투사렌즈(111)들이 설치된 경통(11)을 구비하고 있으며, 소정 높이를 가진 지지대(13) 위에 안착되어서 상기 스크린(121)에 영상을 투사하게 된다. 그런데 상기와 같은 전면투사형 영상투사장치에 있어서, 초점이 정확히 조절된 깨끗한 화질을 얻기 위해서는, 상기 프로젝터(10)로부터 투사된 영상의 초점위치가 스크린(121)의 중앙점(A)에 수직으로 입사되도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이를 위해서는 상기 프로젝터(10)가 안착되는 지지대(13)의 높이도 상기 스크린(20)의 중앙점(A) 위치에 해당하는 만큼 높아져야 하기 때문에 프로젝터(10) 설치를 위해 공간을 많이 점유해야 하는 문제점이 있다. 이는 프로젝터(10)를 설치하기 위한 여러 가지 장비나 배선관계를 감안할 때, 그 프로젝터(10)를 설치하기가 용이하지 않은 불편한 점이 있을 뿐만 아니라 스크린(121)에 투영된 영상을 감상하고자 하는 사용자들의 시청공간이 제한되는 불편한 점이 있다. 한편 지지대(13)의 높이를 낮추기 위해, 상기 프로젝터(10)를 낮은 위치에 설치한 후 상기 중앙점(A)을 향해 경사지게 배치하게 되면, 투사된 영상이 스크린(121)에 비스듬하게 입사되어 초점조절이 제대로 이루어지지 않게 된다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 투사렌즈(111)가 장착된 경통(11)을 상기 영상생성부로부터 투사되어 나오는 광축에 대해 소정 간격 이격되도록 설치하여, 상기 투사렌즈(111)를 통과한 영상이 비대칭으로 투사되면서 스크린의 대략 1/4 하단지점(B)에 초점이 맺혀지도록 하는 것이 일반적이다.

한편, 도 2는 배면투사형 영상투사장치를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 스크린(31)이 설치된 캐비넷(32)과, 상기 캐비넷(32) 내부에 설치되는 프로젝터(4)와, 상기 프로젝터(40)에서 투사되는 영상을 상기 스크린(31)의 배면으로 반사하는 반사경(33)이 구비되어 있다. 이와 같은 구성의 배면투사형 영상투사장치(3)에 있어서는, 상기 반사경(33)의 각도를 적절히 조절하여 상기 프로젝터(40)에서 투사된 영상의 초점이 상기 스크린(31) 배면의 중앙점(A)에 위치되도록 한다.

따라서 이 경우에는 프로젝터 케이스(42)에 내장된 영상생성부(미도시)의 광축과 경통(41)에 장착된 투사렌즈(411)를 통과하는 광축이 일직선상에 오도록 배치하게 된다.

상술한 바와 같이 전면투사형 영상투사장치(1,도1)에 사용되는 프로젝터(10,도1)와 배면투사형 영상투사장치(3,도2)에 사용되는 프로젝터(40,도2)는, 영상을 확대 투사하기 위한 투사렌즈(111,도1)(411,도2)의 광축 위치가 서로 다르게 구성되어 있다. 따라서 상기 전면투사형 영상투사장치(1)에 사용되는 프로젝터(10)는 배면투사형 영상투사장치(3)에 사용될 수 없고, 반대로 배면투사형 영상투사장치(3)에 사용되는 프로젝터(40)는 전면투사형 영상투사장치(1)에 사용될 수 없게 된다. 그러므로, 상기한 전면 및 배면투사형에 모두 이용하고 싶은 경우에는 그 투사방식에 따른 프로젝터를 각각 별도로 구비하고 있어야 하는 불편함이 있다. 이는 프로젝터가 전면투사형 및 배면투사형 영상투사장치의 두가지 타입에 모두 적용가능한 최근의 경향과 배치된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 프로젝터의 설치가 용이하면서도 전면투사형 및 배면투사형의 두가지 타입의 영상투사장치에 적용가능하도록 프로젝터 투사렌즈계의 광축을 조정하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전면투사형 프로젝터의 영상 투사상태를 설명하기 위해 도시한 개략도,

도 2는 종래 배면투사형 프로젝터의 영상 투사상태를 설명하기 위해 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치를 나타낸 개략적 사시도,

도 4는 도 3의 투사렌즈계 광축 조정장치의 동작 상태를 설명하기 위해 도시한 개략적 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치를 나타낸 개략적 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21..경통 211..플레이트부재

211a..연결부재 211b..가이드부

212..투사렌즈 22..스크린

23..하우징 24..리드스크류 241..회전노브 241a..돌기부

25..가이드레일 26..압축코일스프링

29..케이스 291..노브안착부

29a..삽입홈

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치는, 케이스에 내장된 영상생성부에 의해 생성된 영상을 스크린에 확대투사하는 투사렌즈가 설치된 경통과; 상기 경통이 지지되는 플레이트부재와; 상기 플레이트부재를 상기 스크린의 높이방향으로 직선왕복 이송시켜 상기 투사렌즈의 광축조정이 가능하도록 상기 케이스에 설치된 이송수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이송수단은, 상기 영상생성부 전면에 설치된 하우징과, 상기 스크린의 높이 방향으로 상기 하우징에 지지된 리드스크류와, 상기 플레이트부재에 연결되어 상기 리드스크류의 축상을 따라 이동하도록 결합된 연결부재와, 상기 리드스크류의 축 단부에 설치된 회전노브를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 플레이트부재의 이송을 안내하기 위한 가이드수단으로서, 상기 리드스크류에 나란하도록 상기 하우징에 설치된 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되도록 상기 플레이트부재에 마련된 가이드부를 가지는 것이 바람직하다.

상기 플레이트부재는 상기 회전노브 및 상기 회전노브를 수용하도록 상기 케이스에 형성된 노브안착부에 마련된 위치결정수단에 의해 이송거리가 결정되는 것이 바람직하며, 상기 위치결정수단은 상기 회전노브 외주면에 형성된 삽입홈과, 상기 삽입홈과 상보적으로 결합되도록 상기 노브안착부에 형성된 돌기부로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 케이스에는 상기 경통의 이송이 허용되도록 형성된 개구부가 마련된 것이 바람직하며, 상기 플레이트부재는 상기 스크린의 상단 및 하단의 어느 일 방향으로 탄성바이어스된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치는 투사렌즈(212)가 설치된 경통(21)이 스크린(22)의 높이방향(Z축방향)으로 소정 거리 이송되면서 광축이 조정되도록 되어 있다.

상기 경통(21)은 케이스(29)에 내장된 영상생성부(미도시)에서 생성된 영상을 받아들여 투사렌즈(212)를 통해 스크린(22)으로 확대투사하며, 상기 영상생성부 전면에 설치된 하우징(23)의 일면에 슬라이딩 가능하게 마련된 플레이트부재(211)에 지지되어 있다. 그리고 여기서 영상생성부라 함은, 도면에 도시되지는 않았지만, 광원과 그 광원으로부터 출사된 광을 매개로 영상을 생성하도록 배치된 다수의 광학부재 및 광학부재들을 프로젝터의 케이스(29)에 지지하는 하우징(23) 등을 모두 포함한 것을 가리킨다.

상기 하우징(23)의 일면에 상기 스크린(22)의 높이방향(Z축방향)과 나란하도록 리드스크류(24)가 설치되고, 그 리드스크류(24)에 상기 플레이트부재(211)의 일측에 형성된 연결부재(211a)가 나사결합되어 있다. 따라서 상기 리드스크류(24)가 회전하면 상기 플레이트부재(211)가 전후진 이송된다. 또한 상기 하우징(23)의 일측에는 상기 플레이트부재(211)의 이송방향과 나란하도록 가이드레일(25)이 설치되어 있다. 이는 상기 리드스크류(24)와 대향된 타측을 지지하여 플레이트부재(211)의 슬라이딩을 가이드하는 기능을 가진다. 도 3에서 참조부호 211b는 상기 플레이트부재(211)의 양측에 마련되어 상기 리드스크류(24) 및 가이드레일(25)에 각각 결합되는 가이드부를 나타낸 것이다. 그리고 참조부호 292는 상기 플레이트부재(211)의 슬라이딩에 따라 그 플레이트부재(211)에 지지된 경통(21)의 이송이 가이드되도록 상기 케이스(29)에 마련된 개구부를 나타낸 것이다.

그리고 본 발명의 투사렌즈계 광축 조정장치는 상기 플레이트부재(211)가 어느 일방향으로 탄성바이어스된 것이 바람직하다. 상기 플레이트부재(211)를 탄성바이어스시키는 수단은, 예를 들어 압축코일스프링(26)으로서 플레이트부재(211)와 하우징(23) 사이에 위치하도록 상기 리드스크류(24) 및 가이드레일(25)을 따라 마련되어 상기 플레이트부재(211)을 스크린(22)의 일방향(-Z방향)으로 탄성바이어스시키게 된다. 상기 압축코일스프링(26)에 의해 플레이트부재(211)가 탄성바이어스되어 있으므로, 광축 조정시 상기 플레이트부재(211)에 지지된 경통(21)이 흔들리는 등의 원활하지 못한 동작이 이루어지지 않도록 완충된다.

상기한 투사렌즈계 광축 조정장치가 적용된 프로젝터는, 전면투사형 또는 배면투사형 중 사용하고자 하는 모드에 따라 상기 경통(21)을 슬라이딩 이동시켜 상기 투사렌즈(212)의 초점위치를 선택된 모드에 맞게 조정할 수 있다. 즉, 전면투사형으로 프로젝터를 사용할 경우에는, 상기 투사렌즈(212)의 광축이 하우징(23)의 광축과 소정 간격 이격되도록 상기 경통(21)을 이송시킨다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하면서 본 발명에 따른 투사렌즈계 광축 조정장치의 동작을 설명한다.

경통(21)이 스크린(22)의 높이방향 어느 일측에 위치한 상태에서 즉, 도 4에서 실선으로 도시된 곳에 위치한 상태에서 투사렌즈(212)의 광축을 스크린(22)의 타측 방향(Z방향)으로 이동시키고자 하는 경우, 사용자가 리드스크류(24)의 단부에 형성되어 케이스(20) 외부로 돌출된 회전노브(241)를 쥐고 예를 들어 시계방향(A방향,도3)으로 회전시키면 리드스크류(24)도 동일한 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 상기 리드스크류(24)와 나사결합된 연결부재(211a)가 그 리드스크류(24)의 길이 방향을 따라 이동하게 된다. 이때 그 브라켓부(211a)가 형성된 플레이트부재(211)도 함께 이동됨으로써 , 그 플레이트부재(211)에 설치된 경통(21)이 도 4에서 가상선으로 도시된 위치로 이동된다. 이에 따라 상기 경통(21) 내의 투사렌즈(212)의 위치가 변하게 된다. 이때 상기 경통(21)이 이송되는 거리는 매우 미소하기 때문에, 영상생성부에서 출사되는 영상이 경통(21)에 설치된 상기 투사렌즈(212)의 투사 영역을 벗어나는 일은 생기지 않는다.

또한, 반대로 전면투사형으로 사용된 프로젝터를 배면투사형으로 사용하고자 할 경우에는 사용자가 회전노브(241)를 조작하여 반시계(B방향,도3)방향으로 회전시키면 된다. 그러면 상술한 경우와 반대방향으로 리드스크류(24)가 회전하면서 상기 경통(21)이 도 4에서 실선으로 도시된 위치로 이송된다. 그 다음 프로젝터의 케이스(29)를 스크린이 설치된 캐비넷(미도시) 내부의 소정 장착부에 장착시키면 된다. 따라서, 이 상태에서는 영상생성부의 광축과 상기 투사렌즈(212)의 광축이 동일선상에 위치하게 된다.

한편, 본 발명의 투사렌즈계 광축 조정장치는, 경통(21)이 스크린의 세로방향의 어느 일 방향으로 광축조정된 상태에서 그 위치가 결정되는 위치결정수단이 더 마련되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치를 나타낸 개략도로서, 상기한 위치결정수단이 구비된 예를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 위치결정수단은, 상기 회전노브(241)의 외주면으로부터 돌출된 돌기부(241a)와, 상기 노브(241)가 수용되도록 케이스(29)에 마련된 노브안착부(291)에 상기 돌기부(241a)가 삽입되어 걸리도록 형성된 삽입홈(291a)을 구비한다. 상기 삽입홈(291a)은 광축이 조정되어 플레이트부재(211)가 이송된 위치에서 상기 돌기부(251)가 삽입되도록 마련되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 삽입홈(291a)으로 플레이트부재(211)의 이송거리를 결정할 수도 있으며, 다른 삽입홈(미도시)이 더 마련될 수도 있다. 이는 리드스크류(24)에 형성된 나사가 소정 피치를 가지도록 설계하면 충분하며, 해당 기술분야에서는 널리 알려져 있다. 상기와 같이 투사렌즈(212)의 광축의 조정이 완료된 상태에서 상기 돌기부(241a)가 삽입홈(291a)에 삽입되면, 외부의 충격 등으로 인한 회전노브(241)의 역회전이 방지되어 경통(21)의 위치가 고정되므로, 프로젝터가 스크린(22)에 영상을 투사하는 도중에 그 영상투사범위가 변동되는 것이 방지된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치에 따르면, 투사렌즈의 광축이 스크린의 높이방향으로 조정되도록 함으로써 프로젝터가 전면투사형 및 배면투사형의 두가지 타입에 적용가능하며 프로젝터의 설치가 용이해진다.

Claims (7)

1. 케이스에 내장된 영상생성부에 의해 생성된 영상을 스크린에 확대투사하는 투사렌즈가 설치된 경통과;

   상기 경통이 지지되는 플레이트부재와;

   상기 플레이트부재를 상기 스크린의 높이방향으로 직선왕복 이송시켜 상기 투사렌즈의 광축조정이 가능하도록 상기 케이스에 설치된 이송수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축조정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이송수단은,

   상기 영상생성부의 전면에 설치된 하우징과,

   상기 스크린의 높이 방향으로 상기 하우징에 지지된 리드스크류와,

   상기 플레이트부재에 연결되어 상기 리드스크류의 축상을 따라 이동하도록 결합된 연결부재와,

   상기 리드스크류의 축 단부에 설치된 회전노브를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이송수단은,

   상기 플레이트부재의 이송을 안내하기 위한 가이드수단으로서, 상기 리드스크류에 나란하도록 상기 하우징에 설치된 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되도록 상기 플레이트부재에 마련된 가이드부를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 플레이트부재는 상기 회전노브 및 상기 회전노브를 수용하도록 상기 케이스에 형성된 노브안착부에 마련된 위치결정수단에 의해 이송거리가 결정되는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 위치결정수단은,

   상기 회전노브 외주면에 형성된 삽입홈과, 상기 삽입홈과 상보적으로 결합되도록 상기 노브안착부에 형성된 돌기부로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 케이스에는 상기 경통의 이송이 허용되도록 형성된 개구부가 마련된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 플레이트부재는 상기 스크린의 상단 및 하단의 어느 일 방향으로 탄성바이어스된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 투사렌즈계 광축 조정장치.

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