KR100718233B1

KR100718233B1 - 프로젝션 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100718233B1
Application number: KR1020050075888A
Authority: KR
Inventors: 김성민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-05-15
Also published as: KR20070021543A; CN1916755A; US20070040992A1

Abstract

본 발명은 프로젝션 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프로젝션 장치는 영상이 표시되는 스크린과; 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스와, 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로부터 반사된 영상이 상기 스크린의 제1 투사위치와 상기 제1 투사위치로부터 수직 방향으로 소정 간격으로 이격된 제2 투사위치로 교대로 투사되게 하는 SP 조절모듈을 갖는 광학엔진부와; 적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 생성하는 패턴 이미지 생성부와; 상기 광학엔진부에 의해 상기 스크린에 표시되는 상기 패턴 이미지의 상기 수평 라인의 수직 폭을 검출하는 패턴 이미지 검출부와; 상기 제1 투사위치와 상기 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나를 조절하여 상기 패턴 이미지 검출부에 의해 검출된 상기 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 상기 SP 조절모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스를 사용하며 Smooth picture 기술이 적용된 프로젝션 장치에서 자동으로 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 간격이 조절될 수 있다.

Description

프로젝션 장치 및 그 제어방법{PROJECTION APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 제어블럭도이고,

도 2는 도 1의 프로젝션 장치의 광학엔진부의 일 예를 도시한 도면이고,

도 3은 도 1의 프로젝션 장치의 SP 조절모듈의 일 예를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 제1 투사위치 및 제2 투사위치에 투사된 패턴 이미지의 수평 라인의 일 부분을 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 프로젝션 장치를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 영상신호입력부 20 : 영상신호처리부

30 : 광학엔진부 40 : 스크린

50 : 패턴 이미지 생성부 60 : 패턴 이미지 검출부

70 : 제어부 80 : SP 조절모듈

본 발명은, 프로젝션 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 가상의 해상도 를 이용하는 기술(Smooth picture)이 적용된 프로젝션 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

근래 대화면, 고화질 디스플레이장치는 가장 중요한 이슈의 하나로 떠오르고 있으며, 현재까지 이러한 대화면 디스플레이장치로 제안되고 있는 것이 프로젝션 TV나 프로젝터와 같은 프로젝션 장치이다.

프로젝션 장치는 광학엔진을 사용하는데, 이러한 광학엔진은 CRT(Cathode Ray Tube) 방식, LCD(Liquid Crystal Display) 방식 및 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micromirror Device, 이하 'DMD'라 함) 방식이 널리 사용되고 있다.

DMD 방식의 광학엔진은 디지털 광 프로세싱(Digital Light Processing, 이하, 'DLP'라 함) 시스템에서 주로 사용되며, 미세 거울을 +10도 내지 -10도로 변화시켜 광의 반사각도를 2가지 모드로 변환시키는 작용을 하는 일종의 광 스위칭 디스플레이 소자이다.

한편, DMD 소자와 관련하여, 근래에는 그 제조 가격을 현저히 줄인 다이아몬드형 픽셀로 구성된 DMD 소자가 개발되었다. 그리고, 다이아몬드형 DMD 소자는 가상의 해상도를 이용한 기술인 Smooth picture 기술을 통해 픽셀의 거친 육각을 부드럽게 표현하는데 까지 발전하였다.

여기서, Smooth picture 기술은 광학엔진으로부터 스크린에 투사되는 영상을 수직 방향으로 반 픽셀 만큼씩을 교대로 투사함으로써, 보다 높은 해상도의 영상이 보는 것과 같은 효과를 제공하는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 Smooth picture 기술에 있어서, 광학엔진으로부터 스 크린에 투사되는 영상의 수직 방향으로의 2 곳의 투사 위치를 제1 투사위치 및 제2 투사 위치라 하는 경우, 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 간격은 프로젝션 장치의 제조 과정에서 작업자가 육안으로 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 간격을 검사하여 조절하는 것이 일반적이다. 그리고, 작업자는 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 최적의 간격, 즉 제1 투사 위치와 제2 투사 위치가 다이아몬드형 픽셀의 반 픽셀 간격으로 설정될 수 있도록 조절한다.

따라서, 작업자가 임의의 값으로 조절함에 따라 작업 편차가 크고, 작업 시간이 소요되는 문제가 있다. 또한, 작업자가 변경되는 경우, 출하되는 프로젝션 장치마다 그 편차가 발생하는 문제가 있다.

그리고, 출하된 프로젝션 장치는 외부 환경 요인, 예컨대, 온도나 습도, 그리고 외부의 충격 등에 의해 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 설정된 간격이 틀어지더라도, 사용자가 이를 보정할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스를 사용하며 Smooth picture 기술이 적용된 프로젝션 장치에서 자동으로 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 간격이 조절될 수 있는 프로젝션 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 영상이 표시되는 스크린을 갖는 프로젝션 장치에 있어서, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스와, 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로부터 반사된 영상이 상기 스크린의 제1 투사위치와 상기 제1 투사위치로부터 수직 방향으로 소정 간격으로 이격된 제2 투사위치로 교대로 투사되게 하는 SP 조절모듈을 갖는 광학엔진부와; 적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 생성하는 패턴 이미지 생성부와; 상기 광학엔진부에 의해 상기 스크린에 표시되는 상기 패턴 이미지의 상기 수평 라인의 수직 폭을 검출하는 패턴 이미지 검출부와; 상기 제1 투사위치와 상기 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나를 조절하여 상기 패턴 이미지 검출부에 의해 검출된 상기 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 상기 SP 조절모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 기준 폭 범위는 수학식 W1 < Wref ≤ W1+Wpix (여기서, Wref는 상기 기준 폭이고, W1은 상기 제1 투사위치에 투사된 상기 수평 라인의 수직 폭이고, Wpix는 하나의 상기 다이아몬드형 픽셀에 의해 상기 스크린에 표시된 투사 픽셀의 수직 폭이다)를 만족할 수 있다.

그리고, 상기 패턴 이미지는 화이트 레벨의 수평 라인과 블랙 레벨의 배경 화면을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 패턴 이미지 검출부는 상기 화이트 레벨의 수평 라인의 밝기에 기초하여 상기 수평 라인의 상기 수직 폭을 검출할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 영상이 표시되는 스크린과, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스 및 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로부터 반사된 영상이 상기 스크린의 제1 투사위치와 상기 제1 투사위치로부터 수직 방향으로 소정 간격으로 이격된 제2 투사위치로 교대로 투사되게 하는 SP 조절모듈을 갖는 광학엔진부를 포함하는 프로젝션 장치의 제어방법에 있어서, 소정의 기준 폭 범위를 설정하는 단계와; 상기 광학엔진부를 통해 적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 상기 스크린에 표시하는 단계와; 상기 스크린에 표시된 상기 패턴 이미지의 상기 수평 라인의 수직 폭을 검출하는 단계와; 상기 제1 투사위치와 상기 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나를 조절하여 상기 패턴 이미지 검출부에 의해 검출된 상기 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 상기 SP 조절모듈을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 상기 패턴 이미지를 상기 스크린에 표시하는 단계는 화이트 레벨의 수평 라인과 블랙 레벨의 배경 화면을 갖는 상기 패턴 이미지를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 프로젝션 장치(1)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 영상신호입력부(10), 영상신호처리부(20), 광학엔진부(30), 스크린(40), 패턴 이미지 생성부(50), 패턴 이미지 검출부(60) 및 제어부(70)를 포함한다.

영상신호입력부(10)는 컴퓨터나 방송국 등의 영상신호원으로부터 제공되는 영상신호를 수신한다. 여기서, 영상신호입력부(10)를 통해 입력되는 영상신호는 다양한 포맷을 가질 수 있다. 예컨대, 영상신호입력부(10)를 통해 수신되는 영상신호는 안테나 및 튜너를 통해 수신되는 방송신호, CVBS(Composite Video Broadcast Signal) 방식의 영상신호, S-Video 방식의 영상신호, 컴퓨터와 접속되는 D-Sub 커넥터를 통해 수신되는 아날로그 RGB 영상신호나 DVI(Digital Video Interface) 방식의 디지털 영상신호, 컴포넌트(Component) 방식의 영상신호 등을 포함할 수 있다.

영상신호처리부(20)는 영상신호입력부(10)를 통해 수신된 영상신호를 광학엔진부(30)가 처리 가능한 포맷의 신호로 변환하여 출력한다. 역기서, 영상신호처리부(20)는 영상신호입력부(10)를 통해 입력되는 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호 변환하기 위한 A/D 컨버터와 스케일러를 포함할 수 있다.

광학엔진부(30)는 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스(35)(Digital Micromirror Device : DMD)를 포함한다. 그리고, 광학엔진부(30)는 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스(35)를 통해 가상의 해상도 기술인 Smooth picture 기술을 구현하기 위한 SP 조절모듈(80)을 포함한다.

여기서, SP 조절모듈(80)은 디지털 마이크로미러 디바이스(35)로부터 반사된 영상이 스크린(40)의 제1 투사위치와 제2 투사위치로 교대로 투사시켜 Smooth picture 기술을 구현한다. 여기서, 제1 투사위치와 제2 투사위치는 수직 방향으로 소정 간격 이격된다.

도 2를 참조하여 광학엔진부(30)를 보다 상세히 설명하면, 광학엔진부(30)는 디지털 광 프로세싱(Digital Light Processing : DLP) 방식의 광원(31)과, 광원(31)으로부터 방출된 광을 선택적으로 필터링하는 컬러휠유닛(32)과, 컬러휠유닛(32)을 통과한 광의 반사각을 조절하여 영상을 형성하게 하는 디지털 마이크로미러 디바이스(35)와, 디지털 마이크로 미러 디바이스로부터 형성된 영상을 스크린(40)에 투사하는 영상투사부(34)를 포함할 수 있다. 또한, 광학엔진부(30)는 광원(31)과 컬러휠유닛(32) 사이 또는 컬러휠유닛(32)과 디지털 마이크로미러 디바이스(35) 사이에 마련되어 광을 균일화하는 광학부(33)와, 고온의 광원(31) 및 컬러휠유닛(32) 등을 냉각시키는 냉각팬(36)을 더 포함할 수 있다.

여기서, SP 조절모듈(80)은 영상투사부(34) 내에 마련될 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, SP 조절모듈(80)은 디지털 마이크로미러 디바이스(35)로부터 반사된 영상이 스크린(40)의 제1 투사위치와 제2 투사위치로 선택적으로 투사하기 위한 SP 미러(81)와, SP 미러(81)를 회전시켜 디지털 마이크로미러 디바이스(35)로부터 반사된 영상이 스크린(40)의 제1 투사위치와 제2 투사위치로 선택적으로 투사되게 하는 SP 미러 구동부(82)를 포함할 수 있다.

패턴 이미지 생성부(50)는 적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 생성한다. 여기서, 패턴 이미지 생성부(50)에 의해 생성된 패턴 이미지는 영상신호처리부(20) 및 광학엔진부(30)를 거쳐 스크린(40) 상에 표시된다. 여기서, 본 발명에 따른 패턴 이미지는, 도 6에 도시된 바와 같이, 화이트 레벨의 수평 라인과, 블랙 레벨의 배경화면을 포함하는 것을 일 예로 한다.

패턴 이미지 검출부(60)는 스크린(40) 상에 표시되는 패턴 이미지의 수평 라인의 수직 폭(d)을 검출한다. 그리고, 패턴 이미지 검출부(60)는 검출된 수평 라인의 수직 폭(d)에 대한 정보를 제어부(70)에 전달한다.

여기서, 패턴 이미지 검출부(60)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 패턴 이미지의 수평 라인이 스크린(40) 상에 표시되는 위치에 마련될 수 있다. 그리고, 패턴 이미지 검출부(60)는 빛을 감지할 수 있는 광 센서의 형태로 마련되어, 화이트 레벨의 수평 라인을 검출하여 그 수직 폭(d)을 검출하도록 마련된다.

제어부(70)는 패턴 이미지 검출부(60)에 의해 검출된 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 SP 조절모듈(80)을 제어한다. 예를 들어, 제어부(70)는 제1 투사위치와 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 SP 조절모듈(80)의 SP 미러 구동부(82)를 제어한다. 이에 따라, 스크린(40)에 표시되는 패턴 이미지의 수평 라인의 수직 폭(d)이 조절될 수 있다.

여기서, 기준 폭 범위는 [수학식 1]을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

W1 < Wref ≤ W1+Wpix

여기서, Wref는 기준 폭이고, W1은 제1 투사위치(또는 제2 투사위치)에 투사된 수평 라인의 수직폭이고, Wpix는 하나의 다이아몬드형 픽셀에 의해 스크린(40)에 투사된 투사 픽셀의 수직 폭(d)이다.

상기 [수학식 1]에 의해 제1 투사위치와 제2 투사위치 간의 수직 방향으로의 이격 거리는 하나의 다이아몬드형 픽셀에 의해 스크린(40)에 투사된 투사 픽셀의 수직 폭의 절반 크기로 유지될 수 있다.

도 4의 (a)는 제1 투사위치에 표시된 패턴 이미지의 수평 라인의 일 부분을 도시한 도면이고, 도 4의 (b)는 제2 투사위치에 표시된 패턴 이미지의 수평 라인의 일 부분을 도시한 도면이다.

그리고, 도 5는 제1 투사위치와 제2 투사위치 간의 이격 간격이 다이아몬드형 픽셀의 반 픽셀 크기 만큼 이격되어 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 패턴 이미지가 겹쳐진 가상의 패턴 이미지를 도시한 도면이다.

따라서, 제어부(70)는 제1 투사위치와 제2 투사위치가 도 5에 도시된 바와 같은 이미지를 형성할 수 있도록 패턴 이미지 검출부(60)의 검출 결과에 기초하여 SP 조절모듈(80)을 제어한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스를 사용하며 Smooth picture 기술이 적용된 프로젝션 장치에서 자동으로 제1 투사 위치와 제2 투사 위치 간의 간격이 조절될 수 있는 프로젝션 장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims

영상이 표시되는 스크린을 갖는 프로젝션 장치에 있어서,

다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스와, 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로부터 반사된 영상이 상기 스크린의 제1 투사위치와 상기 제1 투사위치로부터 수직 방향으로 소정 간격으로 이격된 제2 투사위치로 교대로 투사되게 하는 SP 조절모듈을 갖는 광학엔진부와;

적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 생성하는 패턴 이미지 생성부와;

상기 광학엔진부에 의해 상기 스크린에 표시되는 상기 패턴 이미지의 상기 수평 라인의 수직 폭을 검출하는 패턴 이미지 검출부와;

상기 제1 투사위치와 상기 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나를 조절하여 상기 패턴 이미지 검출부에 의해 검출된 상기 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 상기 SP 조절모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제1항에 있어서,

상기 기준 폭 범위는 수학식 W1 < Wref ≤ W1+Wpix (여기서, Wref는 상기 기준 폭이고, W1은 상기 제1 투사위치에 투사된 상기 수평 라인의 수직 폭이고, Wpix는 하나의 상기 다이아몬드형 픽셀에 의해 상기 스크린에 표시된 투사 픽셀의 수직 폭이다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제2항에 있어서,

상기 패턴 이미지는 화이트 레벨의 수평 라인과 블랙 레벨의 배경 화면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제3항에 있어서,

상기 패턴 이미지 검출부는 상기 화이트 레벨의 수평 라인의 밝기에 기초하여 상기 수평 라인의 상기 수직 폭을 검출하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
영상이 표시되는 스크린과, 다이아몬드형 픽셀로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스 및 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로부터 반사된 영상이 상기 스크린의 제1 투사위치와 상기 제1 투사위치로부터 수직 방향으로 소정 간격으로 이격된 제2 투사위치로 교대로 투사되게 하는 SP 조절모듈을 갖는 광학엔진부를 포함하는 프로젝션 장치의 제어방법에 있어서,

소정의 기준 폭 범위를 설정하는 단계와;

상기 광학엔진부를 통해 적어도 하나의 수평 라인을 갖는 패턴 이미지를 상기 스크린에 표시하는 단계와;

상기 스크린에 표시된 상기 패턴 이미지의 상기 수평 라인의 수직 폭을 검출하는 단계와;

상기 제1 투사위치와 상기 제2 투사위치 중 적어도 어느 하나를 조절하여 상기 검출하는 단계에서 검출된 상기 수평 라인의 폭이 소정의 기준 폭 범위 내가 되도록 상기 SP 조절모듈을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 기준 폭 범위는 수학식 W1 < Wref ≤ W1+Wpix (여기서, Wref는 상기 기준 폭이고, W1은 상기 제1 투사위치에 투사된 상기 수평 라인의 수직 폭이고, Wpix는 하나의 상기 다이아몬드형 픽셀에 의해 상기 스크린에 표시된 투사 픽셀의 수직 폭이다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 패턴 이미지를 상기 스크린에 표시하는 단계는 화이트 레벨의 수평 라인과 블랙 레벨의 배경 화면을 갖는 상기 패턴 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치의 제어방법.