KR100288152B1 - 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저해상도를 갖는 액정패널을 이용하여 고해상도를 구현하도록 구성된 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치는 입력된 영산신호를 소정의 개수로 분할하여 저장하는 메모리 수단과, 메모리 수단에서 전송된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 액정패널과, 메모리 수단을 제어하는 제어수단을 구비한다.

이에따라, 본 발명에 따른 액정프로젝터용 고해상도 처리장치는 저해상도의 액정패널을 이용하여 고해상도의 화상을 표시하게 된다.

Description

액정 프로젝터용 고해상도 처리장치 및 방법 (Apparatus of High Resolution Processing for Liquid Crystal Projector and Method Thereof)

본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 특히 저해상도를 갖는 액정패널을 이용하여 고해상도를 구현하도록 구성된 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 광원과 조명계로 구성되어 필름, 화상 등을 확대하여 스크린에 투사하는 프로젝터(Projector)에는 음극선관을 채용한 프로젝터들이 일반화 되어 있으며, 최근에는 액정을 장착한 프로젝터들이 보급되고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라 액정 프로젝터는 크게 한 개의 액정패널(Liquid Crystal Panel)을 사용하는 방식과, 3개의 액정패널을 사용하는 방식으로 대별된다. 한 개의 액정패널을 사용하는 경우에는 액정패널의 내부에 적색(Red; 이하 "R"이라 함), 녹색(Green; 이하 "G"라 함), 청색(Blue; 이하 "B"라 함)의 서브픽셀이 하나의 픽셀을 이루도록 구성되어 있다. 또한, 3개의 액정패널을 사용하는 경우 각각의 액정패널은 R,G,B로 나누어져 스크린에서 상기 R,G,B의 조합에 의해 원하는 화상을 표현하도록 구성되어 있다. 한편, 프로젝터의 해상도는 액정패널이 가지는 해상도에 의해 결정되므로 고해상도를 갖는 액정패널을 채용하면 고해상도의 프로젝터를 구현할수 있을 것이다. 그러나, 고해상도를 갖는 액정패널은 큰 사이즈로 제작되어야 하므로 프로젝터의 가격에 많은 영향을 미치게 되므로 프로젝터에는 비교적 작은 크기를 갖는 액정패널을 채용하게 된다. 이에따라, 일정한 크기를 갖는 액정패널의 화소수는 제한을 받게 되므로, 프로젝터에 채용되는 액정패널은 비교적 저해상도(예를들면, 640×480)를 구현하게 된다. 이로인해, 컴퓨터등과 같이 기종에 따라 다양한 해상도를 갖는 영상신호를 출력하는 장치에 프로젝터를 연결하여 화상을 표시할 경우, 고해상도의 영상신호가 입력되더라도 프로젝터의 액정패널의 해상도에 따라 스크린상에 표시할수 있는 신호와 표시할수 없는 신호가 결정되므로 프로젝터는 저해상도로 화상을 구현할 수밖에 없게 되어 스크린상에는 저해상도의 화상이 표시되는 문제점이 도출되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 저해상도를 갖는 액정패널을 이용하여 고해상도를 구현하도록 구성된 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치 및 방법을 제공 하는데 있다.

도 1은 액정패널의 픽셀구조를 도시한 도면.

도 2는 액정프로젝터의 고해상도 구현을 설명하기 위해 도시한 도면.

도 3은 도 2에서의 화소배열을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고해상도 처리장치를 도시한 블럭도.

도 5는 도 4의 영상신호 처리과정을 설명하기 위해 도시한 도면.

도 6은 도4의 화소배열을 도시한 타이밍도.

도 7은 본 발명에 다른 실시예에 따른 고해상도 처리장치를 도시한 블럭도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

2 : 스캔라인 4 : 데이터 라인

6 : 박막 트랜지스터 12 : 광원

14 : 하프 미러 16 : 전반사 미러

18 : 편광 빔스프리터 20 : 투사렌즈

22 : 스크린 52 : 제어부

54 : 메모리

32,34,36,38,40,42 : 제1 내지 제6 메모리

44,46,48,50 : 제1 내지 제4 액정패널

56,58,60,62 : 제1 내지 제4 래치

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치는 입력된 영산신호를 소정의 개수로 분할하여 저장하는 메모리 수단과, 메모리 수단에서 전송된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 액정패널과, 메모리 수단을 제어하는 제어수단을 구비한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치는 입력된 영산신호를 일시적으로 저장하는 메모리 수단과, 메모리 수단에 저장된 데이터를 소정의 개수로 분할하여 일시적으로 저장하는 래치와, 래치에서 전송된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 액정패널과, 메모리 수단 및 래치를 제어하는 제어수단을 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리방법은 입력된 고해상도의 영상신호를 저해상도의 영상신호로 분할하는 단계와, 저해상도의 영상신호에 대응하는 화상을 액정패널에 표시하는 단계와, 액정패널에 표시된 화상에 다른 액정패널을 이용하여 광학적으로 화소를 끼워넣는 단계를 포함한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.

도 1을 참조하면, 액정패널의 서브픽셀 구조가 도시되어 있다. 스캔라인(2)을 경유한 스캔신호가 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;6 이하 "TFT"라 함)의 게이트에 인가되면 TFT는 턴-온되어 데이터 라인(4)을 경유한 데이터 신호가 TFT(6)의 드레인에서 소스로 흐르게 된다. 이때, 소스에 인가된 전압에 대응하여 액정의 배열방향이 변화되어 광빔의 투과량이 조절된다. 여기에서, 실제로 광빔이 투과되는 영역(a')은 서브픽셀의 전체면적(a)에 비해 작음을 알 수 있다. 즉, 화소(Pixel)와 화소사이에는 불필요한 부분이 많이 생기게 된다. 상기와 같이 화소와 화소사이에 존재하는 불필요한 부분에 다른 액정패널을 이용하여 광학적으로 화소를 하나 끼워 넣을수 있게 된다. 이를 위해 액정 프로젝터의 광학적 구성을 도2와 같이 구성할수 있다.

도 2를 참조하면, 액정프로젝터의 고해상도 구현을 설명하기 위해 도시한 도면이 도시되어 있다. 제1 광원(12a)에서 발생된 광빔은 제1 하프미러(Half Mirror;14a)를 경유하여 일부(즉, 광빔의 1/2)는 제1 전반사 미러(16a)로 진행하게 되고 나머지 일부(즉, 광빔의 1/2)는 제2 전반사 미러(16b)로 진행하게 된다. 제1 및 제2 전반사 미러(16a,16b)를 경유한 광빔은 각각 제1 및 제2 액정패널(44,46)로 진행하게 된다. 이 경우 액정패널에서는 영상신호에 대응하는 화상을 표시하게 된다. 제1 및 제2 액정패널(44,46)에 결상된 화상은 제1 편광 빔스프리터(Polarizing Beam Splitter;18a 이하 "PBS"라 함)를 경유하여 투사렌즈(20)로 진행하게 된다. 투사렌즈(20)에 의해 확대된 화상은 스크린(22)에 결상되어 확대된 화상을 표시하게 된다. 이때, 제2 광원(12b)에 의한 광학계에서도 동일한 방식에 의해 스크린(22)에 확대화상을 표시하게 된다. 이로인해, 스크린(22)상에는 고해상도의 화상을 표시하게 된다. 도 3을 결부하여 상기 제1 내지 제4 액정패널(44 내지 50)을 이용한 프로젝터에서의 고해상도 구현원리를 상세히 설명하기로 한다. 도 3의 (a), (b), (c), (d)는 제1 내지 제4 액정패널(44 내지 50)에 결상된 화상에 대응하는 광빔의 배열상태를 나타내고 있다. 여기에서, 제1 및 제2 액정패널은 화소와 화소사이에 존재하는 불필요한 부분에 광학적으로 화소를 끼워 넣을수 있도록 수평방향으로 한화소 반(3/2)만큼 어긋나게 위치시키는 것이 바람직하다. 이에따라, 도 3의 (e)에 도시된 바와같은 광빔의 배열상태를 가지게 된다. 또한, 상기와 동일한 방식으로 제3 및 제4 액정패널(48,50)을 수평방향으로 한화소 반(3/2) 만큼 어긋나게 위치시키면 도 3의 (f)에 도시된바와 같은 광빔의 배열상태를 가지게 된다. 이때, 도 3의 (e), (f) 에는 제1 내지 제4 액정패널(44 내지 50)에 결상된 화상에 비해 수평방향 해상도는 2배로 증가하게 된다. 또한, 도 3의 (e), (f)의 배열상태를 갖는 광빔을 광학적으로 화소를 끼워넣을수 있도록 수직방향으로 반화소(1/2) 만큼씩 어긋나게 위치시키면 도 3의 (g)에 도시된바와같은 광빔의 배열상태를 가지게 된다. 이때, 도 3의 (g)와 같은 배열상태를 "세로줄 구조"의 화소배열이라 한다. 이 경우, 세로줄 구조의 화소배열은 동화상을 표현하는데 적합한 배열구조 이다. 또한, 도 3의 (e), (f)의 배열상태를 갖는 광빔을 광학적으로 화소를 끼워넣을수 있도록 수직방향으로 반화소(1/2) 만큼씩 어긋나게 위치시킴과 아울러, 수평방향으로 한화소 반(3/2) 만큼 어긋나게 위치시키면 도 3의 (h)에 도시된바와같은 광빔의 배열상태를 가지게 된다. 이때, 도 3의 (h)와 같은 배열상태를 "삼각형 구조"의 화소배열이라 한다. 이 경우, 도 3의 (g), (h) 에는 도 3의 (e), (f)에 배열된 광빔에 비해 수직방향 해상도는 2배로 증가하게 된다. 이 경우, 삼각형 구조의 화소배열은 컴퓨터 화면과 같은 문자를 표현하는데 적합한 배열구조이다. 즉, 상기 삼각형 구조 또는 세로줄 구조의 화소배열은 제1 및 제4 액정패널(44 내지 50)에 결상된 광빔의 배열에 비해 해상도는 4배 증가되어 지므로, 저해상도의 액정패널을 이용하여 고해상도의 화상의 구현이 가능하게 된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치는 입력된 영상신호의 수직라인의 데이터중 기수(Vodd)번째 라인의 데이터를 저장하는 제1 메모리(32)와, 수직라인의 데이터중 우수(Veven)번째 라인의 데이터를 저장하는 제2 메모리(34)와, 제1 메모리(32)에 저장된 데이터중 수평라인의 기수(Vodd_Hodd)번째 라인의 데이터를 저장하는 제3 메모리(36)와, 제1 메모리(32)에 저장된 데이터중 수평라인의 우수(Vodd_Heven)번째 라인의 데이터를 저장하는 제4 메모리(38)와, 제2 메모리(34)에 저장된 데이터중 수평라인의 기수(Veven_Hodd)번째 라인의 데이터를 저장하는 제5 메모리(40)와, 제2 메모리(34)에 저장된 데이터중 수평라인의 우수(Veven_Heven)번째 라인의 데이터를 저장하는 제6 메모리(42)와, 상기 제1 내지 제6 메모리(32 내지 42)를 제어하는 제어부(52)와, 상기 제3 내지 제6 메모리들에 저장된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 제1 내지 제4 액정패널(44 내지 50)을 구비한다. 본 발명에 따른 고해상도 처리장치는 고해상도를 갖는 영상신호를 저해상도를 갖는 액정패널을 이용하여 고해상도로 처리하여 표시하게 된다. 도 5의 (a)에 도시된바와같이 고해상도를 갖는 영상신호(예를들면, 1028×960)가 입력될 경우 제1 메모리(32)는 수직라인의 데이터중 기수번째(Vodd)라인의 데이터를 저장하게 되며 제2 메모리(34)는 수직라인의 데이터중 우수번째(Veven)라인의 데이터를 저장하게 된다. 이 경우, 제1 및 제2 메모리(32,34)는 도 5의 (b),(c)에 도시된바와같이 각각 소정량의 데이터(예를들면, 1028×480)를 저장하게된다. 제3 메모리(36)는 제1 메모리(32)에 저장된 데이터중 기수번째(Vodd_Hodd)라인의 데이터를 저장하게 되며 제4 메모리(38)는 제1 메모리(32)에 저장된 데이터중 우수번째(Vodd_Heven)라인의 데이터를 저장하게 된다. 또한, 제5 메모리(40)는 제2 메모리(34)에 저장된 데이터중 기수번째(Veven_Hodd)라인의 데이터를 저장하게 되며 제6 메모리(42)는 제2 메모리(34)에 저장된 데이터중 우수번째(Veven_Heven)라인의 데이터를 저장하게 된다. 이 경우, 제3 내지 제6 메모리(36 내지 42)는 도 5의 (d), (e), (f), (g)에 도시된바와같이 각각 소정량의 데이터(예를들면, 640×480)를 저장하게 된다. 또한, 제1 내지 제6 메모리(32 내지 42)는 제어부(52)의 제어에 의해 각각의 데이터를 저장하게 된다. 한편, 제3 내지 제6 메모리에 저장된 데이터는 제1 내지 제4 액정패널(44 내지 50)에 인가되어 상기 데이터에 대응하는 화상을 표시하게 된다. 한편, 도 6을 참조하여 세로줄 구조의 화소배열 및 삼각형 구조의 화소배열에 대해서 설명하기로 한다. 도 6의 (a)는 세로줄 구조 및 삼각형 구조의 화소배열에 적용되는 타이밍도를 도시한 것이다. 고해상도의 영상신호가 입력되면, 수직동기 신호구간동안에 960개의 수직라인의 데이터(Vdata)가 포함되어 있으며, 제어부(52)의 제어에 의해 수직라인의 기수번째라인의 데이터(Vodd)는 제1 메모리(32)에 입력되며 수직라인의 우수번째라인의 데이터(Veven)는 제2 메모리(34)에 입력된다. 이때의 타이밍도가 Vdata, Vodd, Veven으로 도시되어 있다. 또한, 하나의 수직동기 신호동안 수평라인에는 1028개의 수평라인의 데이터(Hdata)가 포함되어 있으며, 수평라인의 기수번째 데이터(Hodd)는 제3 및 제5 메모리(36,40)에 입력되며, 수평라인의 우수번째라인의 데이터(Heven)는 제4 및 제6 메모리(38,42)에 입력된다. 이때의 화소데이터의 타이밍도가 Hdata, Hodd,Heven으로 도시되어 있다. 이 경우, 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인의 화소데이터 간에는 1.5화소 만큼의 시간지연을 갖게된다. 이로인해, 각 메모리에 저장된 데이터는 출력될 때 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인간에는 1.5화소 만큼의 시간차를 가지게 된다. 한편, 도 6의 (b)는 삼각형 구조의 화소배열에 적용되는 것으로 이에 대해서 설명하기로 한다. 고해상도의 영상신호가 입력되면, 수직동기 신호구간동안에 960개의 수직라인의 데이터(Vdata)가 포함되어 있으며, 제어부(52)의 제어에 의해 수직라인의 기수번째라인의 데이터(Vodd)는 제1 메모리(32)에 입력되며 수직라인의 우수번째라인의 데이터(Veven)는 제2 메모리(34)에 입력된다. 이때의 타이밍도가 Vdata, Vodd, Veven으로 도시되어 있다. 이 경우, 수직라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인의 화소데이터 간에는 1.5화소만큼의 시간지연을 갖게된다. 이로인해, 각 메모리에 저장된 데이터는 출력될 때 수직라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인간에는 1.5화소만큼의 시간차를 가지게 된다. 즉, 세로줄구조의 화소배열을 구현하기 위해 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인간에 1.5화소 만큼의 시간차를 갖도록 한다. 삼각형 구조의 화소배열을 구현하기 위해 수직라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인간에 1.5 화소 만큼의 시간차를 갖도록 함과 아울러, 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인간에 1.5화소 만큼의 시간차를 갖도록 한다. 상기와 같이, 본 발명에 따른 고해상도 처리장치 및 방법에서는 액정패널의 해상도보다 높은 해상도를 갖는 영상신호를 저해상도의 액정패널을 이용하여 고해상도의 화상을 표시함과 아울러, 엑정패널과 동일한 해상도를 갖는 입력신호를 4개의 액정패널에 동일한 데이터를 표시하거나, 각 액정패널의 영상신호를 보간처리함에 의해서도 고해상도를 갖는 화상을 표시할수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 프로젝터용 고해상도 처리장치는 입력된 영상신호를 일시적으로 저장하는 메모리(54)와, 수직라인의 기수라인 데이터중 수평라인의 기수라인의 데이터(Vodd_Hodd)를 저장하는 제1 래치(Latch;56)와, 수직라인의 기수라인 데이터중 수평라인의 우수라인의 데이터(Vodd_Heven)를 저장하는 제2 래치(58)와, 수직라인의 우수라인 데이터중 수평라인의 기수라인의 데이터(Veven_Hodd)를 저장하는 제3 래치(60)와, 수직라인의 우수라인 데이터중 수평라인의 우수라인의 데이터(Veven_Heven)를 저장하는 제4 래치(62)와, 상기 메모리(54) 및 래치들을 제어하는 제어부(52)를 구비한다. 메모리(54)는 제어부(52)의 제어에 의해 입력된 고해상도의 영상신호(예를들면, 1028×960)를 저장하게 된다. 이 경우, 메모리(54)는 한프레임에 해당하는 영상신호를 저장하기 위해 프레임 메모리를 사용하는 것이 바람직하다. 이어서, 제1 내지 제4 래치(56 내지 62)는 각각 한라인에 해당하는 영상신호를 제어부(52)의 제어에 의해 메모리(54)에 저장된 데이터를 선택적으로 받아서 상기 제1 내지 제4 액정패널에 영상신호를 인가하게 된다. 이 경우, 상기 래치에 의해 메모리(54)에 저장된 데이터중 4개의 라인씩 데이터를 전송하게 되며, 이러한 과정을 수직라인(예를들면, 960라인)을 모두 처리할 때 까지 반복적으로 수행하게 된다. 이하의 처리과정은 도 4에서 충분히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 제1 내지 제4 래치는 선입선출 메모리(First In First Out Memory)로 구현 할수도 있을 것이다. 본 발명에 따른 고해상도 처리장치 및 방법에서는 액정패널의 해상도보다 높은 해상도를 갖는 영상신호를 저해상도의 액정패널을 이용하여 고해상도의 화상을 표시함과 아울러, 엑정패널과 동일한 해상도를 갖는 입력신호를 4개의 액정패널에 동일한 데이터를 표시하거나, 각 액정패널의 영상신호를 보간처리함에 의해서도 고해상도를 갖는 화상을 표시할수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 액정프로젝터용 고해상도 처리장치 및 방법은 고해상도의 영상신호를 수직 및 수평라인의 기수번째 및 우수번째 라인으로 분리된 데이터를 저해상도를 갖는 액정패널로 전송하여 고해상도의 화상을 표시할수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 입력된 영상신호의 수직라인의 데이터 중 기수번째 라인의 데이터를 저장하는 제1 메모리와, 상기 수직라인의 데이터 중 우수번째 라인의 데이터를 저장하는 제2 메모리와, 상기 제1 메모리에 저장된 데이터 중 수평라인의 기수번째 라인의 데이터를 저장하는 제3 메모리와, 상기 제1 메모리에 저장된 데이터 중 수평라인의 우수번째 라인의 데이터를 저장하는 제4 메모리와, 상기 제2 메모리에 저장된 데이터 중 수평라인의 기수번째 라인의 데이터를 저장하는 제5 메모리와, 상기 제2 메모리에 저장된 데이터 중 수평라인의 우수번째 라인의 데이터를 저장하는 제6 메모리와, 상기 메모리들에서 전송된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 다수의 액정패널과, 상기 메모리들을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 고해상도 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정패널이, 상기 제3 내지 제6 메모리들에 저장된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 제1 내지 제4 액정패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 고해상도 처리장치.
3. 입력된 영산신호를 일시적으로 저장하는 메모리 수단과, 상기 메모리 수단에 저장된 수직라인의 기수라인 데이터 중 수평라인의 기수라인 데이터를 저장하는 제1 래치와, 상기 메모리 수단에 저장된 수직라인의 기수라인 데이터 중 수평라인의 우수라인 데이터를 저장하는 제2 래치와, 상기 메모리 수단에 저장된 수직라인의 우수라인 데이터 중 수평라인의 기수라인 데이터를 저장하는 제3 래치와, 상기 메모리 수단에 저장된 수직라인의 우수라인 데이터 중 수평라인의 우수라인 데이터를 저장하는 제4 래치와, 상기 래치들에서 전송된 영상신호에 대응하는 화상을 표시하는 다수의 액정패널과, 상기 메모리 수단 및 래치들을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 고해상도 처리장치.
4. 상기 고해상도의 입력 영상신호 중 수직라인의 영상신호를 기수번째 라인과 우수번째 라인의 영상신호로 분할하는 단계와, 상기 수직라인의 기수번째 라인의 영상신호를 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인의 영상신호로 분할하는 단계와, 상기 수직라인의 우수번째 라인의 영상신호를 수평라인의 기수번째 라인과 우수번째 라인의 영상신호로 분할하는 단계와, 상기 수직라인과 수평라인 별로 분할된 영상신호에 대응하는 화상을 액정패널들 각각에 표시하는 단계와, 상기 액정패널에 표시된 화상에 다른 액정패널을 이용하여 광학적으로 화소를 끼워 넣는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 고해상도 처리 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 광학적으로 화소를 끼워넣는 단계가, 상기 화소와 화소 사이에 빛이 투과하지 못하는 영역에 화소를 광학적으로 끼워넣는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터용 고해상도 처리방법.