KR100505957B1 - 컬러 휠의 자동 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DLP 투사형 영상 표시기기의 컬러 휠에 대한 자동 제어 방법에 관한 것이다. 상기 자동 제어 방법은, 상기 영상표시기기의 전원이 오프되는 것이 검출되면, 상기 컬러 휠의 모터 구동용 제어 신호를 자동 모드에서 강제 모드로 전환시키는 단계, 상기 컬러 휠의 동작을 정지시키는 단계, 상기 영상표시기기의 전원이 온되는 것이 검출되면, 컬러 휠이 완전히 정지되었는지 여부를 확인하는 단계, 및 만약 컬러 휠이 완전히 정지되었음이 확인되면, 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키고, 그렇지 않으면 소정의 시간을 지연(delay)시킨 후 다시 컬러 휠이 완전지 정지되었음을 확인한 후 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키는 단계를 구비한다.

Description

컬러 휠의 자동 제어 방법{AUTOMATIC CONTROL METHOD OF A COLOR WHEEL}
본 발명은 DLP(Digital Light Processing) 투사형 영상표시기기의 컬러 휠의 자동 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용한 DLP 투사형 영상표시기기의 컬러 휠의 자동 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 DLP 투사형 영상표시기기의 정상적인 구동 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 도 1을 참조하여 보면, 먼저 영상표시기기의 전원이 온되면(단계 100), 램프 냉각 시간을 충분히 가져 램프를 완전히 냉각시킨 후(단계 110), 구동 보드에 전원을 인가하여 시스템 제어부 등이 동작될 수 있도록 한다(단계 120). 다음, 시스템 제어부는 모터 구동부(130)를 동작시켜(단계 130) 컬러 휠을 회전시킨다(단계 140). 다음, 램프를 구동시키고, 램프 구동 완료신호가 입력되면(단계 150), DMD(Digital Micro-mirror Device)를 구동시키고(단계 160), 시스템을 정상 구동시킨다(단계 170).
전술한 바와 같이, 컬러 휠을 동작시킨 후 램프를 구동시키는데, 이는 컬러 휠이 구동되지 않은 상태에서 램프의 빛에 노출되면 컬러 휠의 코팅이 손상되어 색 재현에 문제가 발생하기 때문이다. 따라서, 시스템 정상 동작 중에도 컬러 휠 인덱스의 출력을 지속적으로 감지하고, 컬러 휠 인덱스가 감지되지 않으면 시스템을 오프시키게 된다.
전술한 구성을 갖는 종래의 DLP 영상 표시기기는 초기에 전원을 온시켜 구동하는 경우에만 컬러 휠의 동작 시작을 알려주는 신호를 시스템 제어부로 보내줄 뿐이며, 다른 경우의 컬러 휠의 동작을 제어해 주는 신호는 전혀 없다. 따라서, 시스템을 오프시킨 후 재 기동시에, 시스템을 손상시키지 않기 위한 정상적인 기동 준비를 위한 신호가 없다. 그 결과, 시스템이 오프된 후 온 되는 시점까지 걸리는 시간에 따라, 시스템이 정상 동작되는 경우도 있고 오동작되어 시스템이 오프되는 경우도 있게 되며, 오동작의 조건이 반복되었을 경우에는 컬러 휠이나 모터등의 수명이 단축되는 문제점이 발생한다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 시스템이 비정상적으로 오프되더라도 항상 컬러 휠이 완전히 정지된 후 다시 시스템이 동작될 수 있는 컬러 휠의 자동 제어 방법을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 DLP 투사형 영상 표시기기의 컬러 휠에 대한 자동 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 영상표시기기의 전원이 오프되는 것이 검출되면, 상기 컬러 휠의 모터 구동용 제어 신호를 자동 모드에서 강제 모드로 전환시키는 단계, 상기 컬러 휠의 동작을 정지시키는 단계, 상기 영상표시기기의 전원이 온되는 것이 검출되면, 컬러 휠이 완전히 정지되었는지 여부를 확인하는 단계, 및 만약 컬러 휠이 완전히 정지되었음이 확인되면, 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키고, 그렇지 않으면 소정의 시간을 지연(delay)시킨 후 다시 컬러 휠이 완전지 정지되었음을 확인한 후 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키는 단계를 구비한다.
이때, 상기 컬러 휠이 완전히 정지되었는지 여부를 확인하는 단계는 시스템 제어부내의 컬러 휠의 동작상태를 저장한 레지스터의 내용을 판독하여 컬러 휠의 상태를 확인하는 것이 바람직하다.
먼저, 도 2를 참조하여 DLP 투사형 영상표시기기의 구성 및 동작을 설명한다.
CRT 투사형 영상표시기기 및 LCD 투사형 영상표시기기들은 R, G, B 색을 재현시키기 위하여 세 개의 색 재현소자, 즉 CRT 또는 LCD 패널들을 사용하는 것과는 달리, DLP 투사형 영상표시기기는 R, G, B 색상을 재현시키기 위하여 하나의 램프 및 DMD(Digital Micro-mirror Device) 소자를 이용한다. 따라서, DLP 투사형 영상표시기기는 원하는 색상을 얻기 위하여 컬러 휠을 회전시켜야 한다.
도 2를 참조하여 보면, DLP 투사형 영상표시기기는 시스템 제어부(200), 모터 구동부(230), 컬러 휠(240), DMD(Digital Micro-mirror Device;260), 밸래스트(Ballast;210), 램프(220) 등을 구비한다.
상기 시스템 제어부(200)는 시스템 전체의 동작을 제어 및 관리하는 것으로서, 인덱스 지연 설정기(Index Delay Setting;202), 위상차(Phase Difference) 검출기(204), 데이터 포매터(Data Formatter;206), PWM(Pulse Width Modulation) 발생기(208), 마이크로 콘트롤러(209)를 포함하며, 이러한 구성요소들을 1-Chip화한 DDP1010 소자가 널리 사용된다.
밸래스트(210)는 시스템 제어부(200)의 제어에 따라 전원부로부터 AC 전원을 공급받아 램프 구동을 위한 2차 전원으로 변환시켜 램프에 제공한다.
램프(220)는 DLP 시스템에 필요한 광원을 제공한다.
VDP(Video Display Processor;270)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 영상 동기 신호(V-Sync, H-Sync)를 원하는 형태로 변환시켜 상기 시스템 제어부의 데이터 포매터(206)로 전송하며. 이러한 VDP로는 Ready2 chip이 사용된다.
DMD(260)는 램프를 이용하여 시스템 제어부에서 출력되는 영상 데이터 및 구동 신호를 이용하여 스크린 상에 소정의 영상을 만들어 주는 반도체 소자이다.
컬러 휠(240)은, R, G, B의 각 색상마다 2개의 세그먼트(segment)를 구비하여 총 6개의 세그먼트로 구성되어 있다.
전술한 구성을 갖는 DLP 투사형 영상표시기기는, 입력된 영상 신호들이 VDP(270)에서 여러 가지의 신호 처리를 거친 후, 시스템 제어부(200)로 입력되고, 상기 시스템 제어부로 입력된 영상신호(YCbCr)를 R,G,B의 신호로 분해하여 디지털 신호호 변환시킨 후 각각의 픽셀을 R,G,B값으로 분해하여 DMD(260)를 구동할 수 있는 데이터로 변환시킨다. 다음, 컬러 휠을 거쳐 나오는 원색 빛이 DMD를 비추는 타이밍과 일치시켜 해당하는 색상의 각 픽셀값에 따라 DMD를 온/오프시킴으로써 컬러 영상을 구현시킨다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 영상 신호 및 영상동기신호(V-Sync 및 H-Sync)가 입력소스로부터 VDP(270)를 통해 시스템 제어부(200)의 데이터 포매터(206)로 입력되어, DMD(260)를 구동시킬 수 있는 형식인 PWM Bit Sequence로 부호화되어 출력된다. 이와 같이, 시스템 제어부의 데이터 포매터(206)로부터 출력되는 신호들이 DMD(260)를 구성하고 있는 약 60만개의 마이크로-미러(Micro-mirror)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태로 동작시키게 된다. 이렇게 움직이고 있는 DMD의 표면에 램프(220)에서 나오는 빛이 반사되어, 온 상태인 경우에는 스크린의 유효 화면안에 디스플레이되고, 오프 상태인 경우에는 스크린의 유효 화면 밖으로 반사되어 유효 화면내에 디스플레이되지 않게 된다.
컬러 휠(240)은 R, G, B의 색상으로 코팅되어 있는 세그먼트와 각 색상사이에 위치되어 아무런 색상도 코팅되어 있지 않은 부분으로 나뉘어진다.
이러한 컬러 휠의 구동 원리를 살펴 보면, VDP(270)로부터 영상동기신호를 입력받은 시스템 제어부(200)의 위상차 검출기(204) 및 PWM 발생기(208)에서 PWM 신호를 발생시켜 모터 구동부(230)로 공급하면, 모터 구동부(230)는 이를 이용하여 모터를 원하는 정속도로 회전시켜 원하는 색상을 재현하게 된다.
컬러 휠을 구동하는 모터는 3상 DC 모터인테, 모터 구동부(230)가 제어하여 일정 속도로 회전하게 된다. 또한 모터 구동부(230)는 시스템 제어부내의 PLL 회로에서 컬러 휠 인덱스(Color Wheel Index)를 감지하여 그 속도를 PWM 방식으로 제어하고, 모터의 회전 속도를 영상의 수직동기주파수가 60Hz인 경우는 2.5배로, 수직동기주파수가 50Hz인 경우는 3배로 하여 150Hz로 로킹(locking)하여 회전시킨다.
이때, 모터를 정속도(초당 150번 회전)로 유지시키기 위하여, 센서(250), 시스템 제어부의 인덱스 지연설정기(202)와 마이크로 콘트롤러(209)를 이용하여 모터의 회전상태를 감시하게 된다. 센서(250)는 현재 동작하고 있는 컬러 휠의 회전 상태를 검사하기 위한 것으로서, 시스템 제어부는 센서(250)를 이용하여 컬러 휠의 위상 및 컬러 휠의 회전속도를 감지 및 제어할 수 있게 된다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 컬러 휠은 R, G, B의 색상으로 코팅되어 있는 세그먼트와 각 색상사이에 위치되어 아무런 색상도 코팅되어 있지 않은 부분으로 나뉘어져 있는데, 램프로부터 출력되는 백색광이 컬러 휠의 어느 부분을 통과하는가에 따라 센서(250)가 반응하는 정도가 달라지게 된다. 이와 같은 센서의 반응정도는 전기적량으로 변환되어 마이크로 콘트롤러(209)로 전송되며, 이를 이용하여 마이크로 콘트롤러(209)는 모터 구동부(230)를 제어하여 컬러 휠의 회전속도 및 위치를 제어하게 되는 것이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 컬러 휠의 자동 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 정상적으로 전원이 온되는 경우는 도 1에 도시된 바와 같이 동작하므로, 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
다음, 정상적으로 동작되는 도중에 전원이 오프되면(단계 300), 시스템 제어부에서 출력되는 모터 구동용 PWM 신호를 자동모드에서 강제모드로 전환시킨다(단계 310). 다음, 컬러 휠을 정지시킨다(단계 320). 강제 모드로 전환된 후 컬러 휠이 정지할 때까지의 필요한 적정 시간은 사전 시뮬레이션 등을 통하여 설정하게 되는데, 이 적정 시간은 부품 자체의 신뢰성 및 오프(OFF)된 후 온(ON)시에 필요한 유효 시간을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
다음, 전원이 온되면(단계 330), 컬러 휠이 정지되었는지 여부를 확인한다(단계 340). 컬러 휠이 정지되었는지 여부는 시스템 제어부내의 컬러 휠 동작 상태를 저장하는 레지스터를 확인함으로써 알 수 있다. 단계 340에서, 컬러 휠이 정지되었으면 정상 가동을 시작하며(단계 360), 그렇지 않으면, 일정 시간을 지연시킨 후(단계 350) 다시 컬러 휠이 정지되었는지 여부를 확인한다.
본 발명에 의하여, 컬러 휠의 동작을 강제로 조절시킴으로써, 시스템의 재기동시에 필요한 지연시간을 최소화 할 수 있게 되며, 그 결과 사용자는 보다 빠른 시간내에 영상을 볼 수 있게 된다.
또한, 비정상적인 소음이나 기동 불량등으로 인하여 컬러 휠의 동작 중 재기동에 의해 발생될 수 있는 제품에 대한 신뢰성 저하를 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 컬러 휠의 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 DLP 투사형 영상표시기기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 컬러 휠의 자동 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명>
200 : 시스템 제어부
202 : 인덱스 지연 설정기
204 : 위상차 검출기
206 : 데이터 포매터
208 : PWM 발생기
209 : 마이크로 콘트롤러
210 : 밸래스트
220 : 램프
230 : 모터 구동부
240 : 컬러 휠
250 : 센서
260 : DMD
270 : VDP

Claims (2)

  1. DLP 투사형 영상 표시기기의 컬러 휠에 대한 자동 제어 방법에 있어서,
    상기 영상표시기기의 전원이 오프되는 것이 검출되면, 상기 컬러 휠의 모터 구동용 제어 신호를 자동 모드에서 강제 모드로 전환시키는 단계;
    상기 컬러 휠의 동작을 정지시키는 단계;
    상기 영상표시기기의 전원이 온되는 것이 검출되면, 컬러 휠이 완전히 정지되었는지 여부를 확인하는 단계; 및
    만약 컬러 휠이 완전히 정지되었음이 확인되면, 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키고, 그렇지 않으면 소정의 시간을 지연(delay)시킨 후 다시 컬러 휠이 완전히 정지되었음을 확인한 후 상기 영상표시기기를 정상적으로 가동시키는 단계
    를 구비하는 컬러 휠의 자동 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 휠이 완전히 정지되었는지 여부를 확인하는 단계는 시스템 제어부내의 컬러 휠의 동작상태를 저장한 레지스터의 내용을 판독하여 컬러 휠의 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 컬러 휠의 자동 제어 방법.
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