KR100781086B1 - 프로젝션 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 프로젝션 장치는 수신된 영상 데이터로부터 영상 프레임을 생성하는 영상 프레임 생성부와; 영상 프레임 생성부로부터 투과 또는 반사되어 나온 영상 프레임을 확대 또는 투사하는 투사계와; 영상 프레임의 표시 위치를 조절하는 표시 위치 조절부와; 수신된 상기 영상 데이터의 해상도에 대해 1/4 해상도를 갖는 2개의 하위 영상 프레임 데이터를 생성하여 영상 프레임 생성부로 송신하고, 수신된 2개의 하위 영상 프레임 데이터로부터 각각 하위 영상 프레임을 생성하도록 영상 프레임 생성부를 제어하고, 2개의 하위 영상 프레임이 상호 일정 간격으로 표시될 수 있도록 표시 위치 조절부를 제어하는 영상 처리 제어부를 포함한다.
이에 의해, 고해상도가 요구되는 영상물에 대해 저해상도의 영상 프레임 생성부를 포함하는 프로젝션 장치를 사용하여 고해상도의 영상 프레임을 생성할 수 있도록 해준다.

Description

프로젝션 장치{PROJECTION APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 제어 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 장치에 의해 생성된 하위 영상 프레임의 픽셀 배치의 일예를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 하위 영상 프레임들이 스크린에 표시된 영상의 일예이고,
도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 하위 영상 프레임이 스크린에 표시되는 시간 파형도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 영상 데이터 수신부 20 : 영상 처리 제어부
23 : 하위 영상 데이터 생성부 30 : 영상 프레임 생성부
40 : 표시 위치 조절부 50 : 투사계
55 : 표시 위치 설정부 60 : 스크린
100 : 프로젝션 장치
본 발명은 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 영상 데이터를 수신하고 수신된 영상 데이터로부터 영상 프레임을 생성하며, 생성된 영상 프레임을 투사계를 통해 확대하여 스크린 등에 투사하는 프로젝션 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 방송의 시작과 함께, 디지털 디스플레이 시장에서 대화면, 고화질 디스플레이 장치를 보다 낮은 가격에 공급하는 것은 중요한 이슈 중 하나로 부각되고 있다. 프로젝션 TV나 프로젝터와 같은 프로젝션 장치는 이러한 대화면 디스플레이 장치 중 가장 널리 사용되어지는 장치 중 하나이다.
일반적으로 프로젝션 장치는 영상 프레임을 생성하는 영상 프레임 생성부와, 빛을 조사하는 광원부와, 광원부에 의해 생성된 빛이 영상 프레임 생성부를 투과 또는 반사되어 나온 영상 프레임을 확대 투사하기 위한 투사계와, 이들을 제어하는 영상 처리 제어부를 포함한다.
그리고 프로젝션 장치는 영상 프레임이 표시되는 스크린을 더 포함할 수 있다.
여기서 영상 프레임 생성부는 실제 프로젝션 장치가 생성하는 영상의 해상도를 결정하는 구성 소자이다. 또한 영상 프레임의 생성 방식에 따라 LCD(Liquid Crystal Display) 방식, DMD(Digital Micromirror Device) 방식, LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 방식 중 어느 하나를 포함하고 그밖에 다른 방식을 포함할 수 도 있다.
영상 처리 제어부는 외부로부터 디지털, 또는 아날로그 형태의 영상 데이터를 수신하고 이 영상 데이터를 일반적으로 영상 프레임 생성부가 구현할 수 있는 해상도에 맞게 영상 데이터를 생성한다. 또한 영상 처리 제어부는 생성된 영상 데이터가 영상 프레임으로 생성되도록 영상 프레임 생성부를 제어하고, 광원부에 의해 조사된 빛이 영상 프레임 생성부에 투과되면 투사계를 통해 스크린에 영상 프레임이 표시된다.
근래 들어 고해상도의 영상물을 많이 제조하는 추세에서 이에 상응하는 영상 프레임을 재생하기 위해 고해상도 영상 프레임을 생성하는 프로젝션 장치가 요구되어진다. 즉 고해상도의 영상 프레임 생성부가 필요한데 해상도가 높아지면 제조 단가가 올라가게 된다.
이와 같은 이유로, 고해상도의 영상물에 대해 비교적 저렴한 저해상도의 영상 프레임 생성부를 사용하여 원래의 고해상도를 보상할 수 있는 방법에 대한 연구가 계속 진행 중이다.
따라서, 본 발명의 목적은 저해상도의 영상 프레임 생성부로 스크린에 표시되는 영상의 해상도를 향상시키는 프로젝션 장치에 관한 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 프로젝션 장치에 있어서, 수신된 영상 데이터로부터 영상 프레임을 생성하는 영상 프레임 생성부와; 상기 영상 프레임 생성부로부터 투과 또는 반사되어 나온 영상 프레임을 확대 또는 투사하는 투사계와; 상기 영상 프레임의 표시 위치를 조절하는 표시 위치 조절부와; 수신된 영상 데이터의 해상도에 대해 1/4 해상도를 갖는 2개의 하위 영상 프레임 데이터를 생성하여 영상 프레임 생성부로 송신하고, 수신된 2개의 하위 영상 프레임 데이터로부터 각각 하위 영상 프레임을 생성하도록 영상 프레임 생성부를 제어하고, 2개의 하위 영상 프레임이 상호 일정 간격으로 표시될 수 있도록 표시 위치 조절부를 제어하는 영상 처리 제어부에 의해 달성된다.
여기서, 영상 처리 제어부는 N번째 수신된 영상 데이터에 대한 2개의 하위 영상 프레임과 N+1번째 수신된 영상 데이터에 대한 2개의 하위 영상 프레임 각각에 대해 상호 수평 및 수직 방향, 그리고 수평 및 수직 방향으로 동시에 상호 일정 거리 이격하여 순차적으로 표시될 수 있도록 상기 표시 위치 조절부를 제어한다.
그리고, 투사계는 영상 프레임의 표시 위치를 설정하는 표시 위치 설정부를 더 포함한다.
영상 프레임 생성부는 하위 영상 프레임을 생성하는 방식에 따라, LCD(Liquid Crystal Display)방식과, DMD(Digital Micromirror Device)방식 및 LCoS(Liquid Crystal on Silicon)방식 중 어느 하나를 포함한다.
또한 프로젝션 장치는 영상 프레임 생성부가 생성한 상기 영상 프레임을 표시하기 위한 스크린을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 일 예로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 제어 블록도이다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치(100)는 영상 데이터 수신부(10)와, 영상 처리 제어부(20)와, 영상 프레임 생성부(30)와, 광원부(35)와, 표시 위치 조절부(40)와, 투사계(50)를 포함한다. 그리고 프로젝션 장치(100)는 스크린(60)을 더 포함할 수 있다.
영상 데이터 수신부(10)는 외부장치로부터 디지털 또는 아날로그 영상 데이터를 수신한다. 만일 아날로그 데이터를 수신한 경우 A/D 컨버터(미도시) 등을 통해 디지털 영상 데이터로 변경하게 된다.
영상 처리 제어부(20)는 하위 영상 데이터 생성부(23)를 포함한다.
영상 처리 제어부(20)는 영상 데이터 수신부(10)로부터 영상 데이터를 수신하면, 하위 영상 데이터 생성부(23)가 수신된 영상 데이터에 기초하여 영상 프레임 생성부(30)의 해상도에 맞는 복수의 하위 영상 데이터를 생성하도록 제어한다.
또한, 영상 처리 제어부(20)는 하위 영상 데이터로부터 생성된 하위 영상 프레임에 대응하는 제어 신호도 생성한다.
제어 신호는 영상 처리 제어부(20)로부터 표시 위치 조절부(40)로 전달되고, 표시 위치 조절부(40)는 제어 신호에 기초하여 하위 영상 프레임을 스크린(60)의 특정 위치에 표시되도록 조절한다. 또한 제어 신호는 후술할 영상 프레임 생성부(30)에서 생성한 하위 영상 프레임이 스크린에 표시될 때, 하위 영상 프레임과 투사계(50)의 표시 위치 설정부(55)을 방향 전환하기 위한 동기 신호로서의 역할도 수행한다.
영상 프레임 생성부(30)는 영상 처리 제어부(20)로부터 하위 영상 데이터를 수신하고, 이를 바탕으로 하위 영상 프레임을 생성한다. 그리고 이때 생성되는 하위 영상 프레임의 해상도는 전적으로 영상 프레임 생성부(30)의 성능에 의존한다.
영상 프레임 생성부(30)는 하위 영상 프레임의 생성 방식에 따라 LCD(Liquid Crystal Display) 방식, DMD(Digital Micromirror Device) 방식, LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 방식 중 어느 하나를 포함하고 그밖에 다른 방식을 포함할 수 도 있다.
광원부(35)에 의해 조사된 빛이 영상 프레임 생성부(30)를 투과 또는 반사하여 생성된 하위 영상 프레임이 투사계(50)의 표시 위치 설정부(55)를 통해 광 경로가 변경되어 스크린에 확대 투사되게 된다.
투사계(50)의 표시 위치 설정부(55)는 2방향, 또는 4방향으로 방향을 변경할 수 있는 반사 거울이나 렌즈 등을 포함한다. 또한 표시 위치 설정부(55)는 영상 프레임 생성부(30)로부터 수신된 하위 영상 프레임을 반사 거울이나 렌즈를 통해 반사, 또는 투과시켜 하위 영상 프레임을 스크린(60)에 표시되도록 표시 위치를 설정할 수 있다. 일반적으로 표시 위치 설정부(55)의 반사 거울이나 렌즈를 틸트 미러(Tilt Mirror), 틸트 씬 그라스 플레이트(Tilt Thin Glass Plate)라 명칭한다.
표시 위치 조절부(40)는 영상 처리 제어부(20)로부터 제어 신호를 수신하고, 이 제어 신호를 기초로 영상 프레임 생성부(30)가 생성한 하위 영상 프레임과 표시 위치 설정부(55)의 반사 거울이나 렌즈의 방향 전환과 동기되도록 하고, 제어신호에 의해 방향 전환된 반사 거울이나 렌즈에 하위 영상 프레임이 반사 또는 투과, 굴절되어 스크린에 표시되도록 한다.
다음은 해상도 100을 갖는 영상 데이터를 1/(60Hz) 주기로 순차적으로 입력받고, 영상 데이터의 해상도에 1/4에 해당하는 25의 해상도를 갖는 하위 영상 프레 임을 생성하는 영상 프레임 생성부(30)를 포함하는 프로젝션 장치(100)를 일예로 설명한다.
영상 데이터 수신부(10)로부터 영상 데이터를 수신한 영상 처리 제어부(20)는 하위 영상 데이터 생성부(23)를 제어하여 N번째 영상 데이터에 대해 해상도 25를 갖는 2개의 하위 영상 데이터를 생성하고, 마찬가지로 N+1번째 영상 데이터에 대해 해상도 25를 갖는 2개의 하위 영상 데이터를 생성할 수 있다.
영상 처리 제어부(20)는 N번째 영상 데이터에 대해 1/(60Hz)의 주기로 영상 데이터를 처리하므로, N번째 영상 데이터에서 분할된 2개의 하위 영상 데이터가 처리되야 하는 주기는 그 두배의 속도인 1/(120Hz)이어야 한다.
또한, 영상 처리 제어부(20)는 각각의 하위 영상 데이터에 대해 복수의 제어 신호를 생성하여 표시 위치 조절부(40)로 전송한다. 일반적으로 하나의 하위 영상 프레임에 대해 요구되는 제어 신호의 개수는 하위 영상 프레임이 반사 또는 투과되는 영상 표시 설정부(50)의 반사 거울, 렌즈의 개수와 동일한다.
영상 프레임 생성부(30)는 각각의 하위 영상 데이터에 대해 해상도 25를 갖는 제1 하위 영상 프레임, 제2 하위 영상 프레임, 제3 하위 영상 프레임, 제4 하위 영상 프레임을 생성한다. 제1 영상 프레임과 제2 영상 프레임은 N번째 영상 데이터에 기초한 것이고, 제3 영상 프레임과 제4 영상 프레임은 N+1번째 영상 데이터에 기초한 것이다.
투사계(50)의 표시 위치 설정부(55)는 2방향 또는 4방향으로 방향 변경이 가능한 복수의 반사 거울이나 렌즈를 포함할 수 있는데, 여기에선 2방향을 갖는 Tilt Thin Glass Plate(이하, TTGL)를 2개 포함하는 것을 일예로 설명한다.
표시 위치 조절부(40)는 영상 처리 제어부(20)로부터 제어 신호를 순차적으로 수신한다. 제어 신호로 제1 하위 영상 프레임에 대한 표시 위치를 산출하여 표시 위치 설정부(55)의 제1 TTGL과 제2 TTGL의 방향을 변경하면 제1 하위 영상 프레임이 제1 TTGL과 제2 TTGL을 연속으로 투과, 굴절되어 스크린(60)에 표시된다. 또한 다음 제어 신호로부터 제2 하위 영상 프레임에 대한 표시 위치를 산출하여 제1 TTGL과 제2 TTGL의 방향을 제1 하위 영상 프레임을 위한 방향에서 제2 하위 영상 프레임을 위한 방향으로 전환하고, 제2 하위 영상 프레임이 제1 TTGL과 제2 TTGL을 연속으로 투과, 굴절되어 스크린(60)에 표시되게 한다. 마찬가지로 나머지 제어 신호에 대해서는 제3 하위 영상 프레임, 제4 하위 영상 프레임에 대한 것으로 표시 위치 설정부(55)의 제1 TTGL과 제2 TTGL의 방향 전환을 통해 위와 같은 절차로 스크린(60)에 표시되어진다.
여기서 제어 신호는 하나의 하위 영상 프레임에 일대일 매칭되는 것은 아니며 하나의 하위 영상 프레임을 위해 복수개의 제어 신호를 영상 처리 제어부(20)가 만들 수 있다
전술한 절차는 낮은 해상도의 하위 영상 프레임를 빠른 속도로 스크린에 표시함으로써, 원본 영상 데이터의 해상도를 최대한 보상하기 위한 절차이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 장치에 의해 생성된 하위 영상 프레임의 픽셀 배치의 일예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 하위 영상 프레임들이 스크린에 표시된 영상의 일예이다.
제1 하위 영상 프레임과 제2 하위 영상 프레임은 N번째 영상 데이터에 대한 하위 영상 프레임이고, 제3 하위 영상 프레임과 제4 하위 영상 프레임은 N+1번째 영상 데이터에 대한 하위 영상 프레임이다.
도 2의 각 하위 영상 프레임의 작은 사각형은 픽셀을 나타내며, 각각 하위 영상 프레임의 픽셀인 (1,1), (2,1), (1,2), (2,2)의 위치는 도3과 같이 이것들 중 어느 한 픽셀을 기준으로 수평, 수직, 대각선 방향으로 이격되어 표시되는데, 이때 각 픽셀들은 자신의 일부분을 서로 중첩하게 된다. 위 픽셀 표시의 방법은 일예이고, 영상 처리 제어부에 의한 설정에 따라 픽셀 표시 위치는 변경될 수 있다.
위와 같이 픽셀들을 일정부분 중첩하여 표시함으로써 스크린에 표시되는 영상의 해상도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 하위 영상 프레임이 스크린에 표시되는 시간 파형도이다.
1/(60Hz)의 주기를 갖는 영상 데이터가 영상 처리 제어부로 순차적으로 입력되는 경우,
영상 처리 제어부에 의해 영상 데이터에 대해 2개의 하위 영상 프레임이 생성된다. 이때 영상 데이터가 처리되는 주기 1/(60Hz)에 대해 2개의 하위 영상 프레임을 처리해야 하므로 하위 영상 프레임은 그 2배인 1/(120Hz)의 주기로 처리되어야 한다.
영상 처리 제어부가 하위 영상 데이터를 영상 프레임 생성부에 송신함과 동시에 표시 위치 조절부로 제1 제어 신호와, 제2 제어 신호를 송신한다.
표시 위치 조절부는 1개의 하위 영상 프레임에 대한 2개의 제어 신호를 수신하고, 제어 신호의 조합을 통해 반사 거울이나, TTGL의 방향을 변경할 수 있다.
즉 제1 하위 영상 프레임 데이터에 대해 제1 제어신호가 0이고, 제2 제어 신호가 1일때, 영상 처리 제어부(20)의 하위 영상 프레임 버퍼(미도시)에 저장돼 있는 제1 하위 영상 프레임(도4: sub-frame 1)를 스크린에 투사되도록 제1 하위 영상 프레임은 영상 프레임 생성부로, 제1 제어 신호와 제2 제어 신호는 표시 위치 조절부로 동시에 전달되어 진다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 낮은 해상도의 영상 프레임으로 원본 영상에 가까운 해상도를 구현하고, 저렴한 프로젝션 장치를 제공한다.

Claims (5)

  1. 프로젝션 장치에 있어서,
    수신된 영상 데이터로부터 영상 프레임을 생성하는 영상 프레임 생성부와;
    상기 영상 프레임 생성부로부터 투과 또는 반사되어 나온 영상 프레임을 확대 투사하는 투사계와;
    상기 영상 프레임의 표시 위치를 조절하는 표시 위치 조절부와;
    수신된 상기 영상 데이터의 해상도에 대해 1/4 해상도를 갖는 2개의 하위 영상 프레임 데이터를 생성하여 상기 영상 프레임 생성부로 송신하고, 수신된 2개의 하위 영상 프레임 데이터로부터 각각 하위 영상 프레임을 생성하도록 상기 영상 프레임 생성부를 제어하고, N번째 수신된 영상 데이터에 대한 2개의 하위 영상 프레임과 N+1번째 수신된 영상 데이터에 대한 2개의 하위 영상 프레임 각각에 대해 상호 수평 및 수직 방향, 그리고 수평 및 수직 방향으로 동시에 상호 일정 거리 이격하여 순차적으로 표시될 수 있도록 상기 표시 위치 조절부를 제어하는 영상 처리 제어부를 포함하며,
    상기 영상처리 제어부는 상기 하위 영상 프레임을 영상 데이터가 처리되는 주기의 2배의 주기로 처리하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투사계는 상기 영상 프레임의 표시 위치를 설정하는 표시 위치 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상 프레임 생성부는 상기 하위 영상 프레임을 생성하는 방식에 따라, LCD(Liquid Crystal Display)방식과, DMD(Digital Micromirror Device)방식 및 LCoS(Liquid Crystal on Silicon)방식 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상 프레임 생성부가 생성한 상기 영상 프레임을 표시하기 위한 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
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