KR100515870B1 - 수평자동 조정이 가능한 투사형 영상표시기기 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평자동 조정이 가능한 투사형 영상표시기기 및 그 방법에 관한 것이다. 상기 투사형 영상표시기기는, 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 기울기 감지 각도 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 측정하는 중력 센서부, 상기 좌측 지지대와 연결되어 있고, 상기 좌측 지지대의 높이를 조정하는 좌측높이조정 스텝모터부, 상기 우측 지지대와 연결되어 있고, 상기 우측 지지대의 높이를 조정하는 우측수평조정 스텝모터부, 및 상기 중력 센서부로부터 검출되는 좌우 기울기 감지 각도 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 상기 좌측높이조정 스텝모터부 및 상기 우측수평조정 스텝모터부의 동작을 제어하는 마이콤을 구비하여, 수평을 자동으로 조정할 수 있다.

Description

수평자동 조정이 가능한 투사형 영상표시기기 및 그 방법{PROJECTION DISPLAY DEVICE FOR AUTOMATICALLY CONROLLING HORIZONTALITY AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동 수평 보정이 가능한 투사형 영상표시기기 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 프로젝터의 좌/우측 지지대의 높이를 자동으로 조정함으로써 자동 수평 보정 및 키스톤(keystone) 보정이 가능하도록 한 투사형 영상표시기기 및 그 방법에 관한 것이다.

디지털 텔레비젼의 등장으로 인하여 고화질의 디스플레이가 가능하게 되었으며, 이에 따라 기존에 많이 사용되던 다이렉트 뷰(direct view) 형식의 CPT의 수요가 줄어 드는 반면, 대화면 프로젝션 텔레비젼, PDP TV, 프로젝터 등이 디지털 텔레비젼의 디스플레이 장치로 각광을 받고 있다.

특히, 프로젝터와 같은 투사형 영상표시기기는 다른 영상표시기기에 비해서 대형 화면을 구성할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 투사형 영상표시기기는 기존의 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer:PC)의 영상표시기기로 연결되어 세미나 발표등의 업무용으로 사용되던 용도 이외의 가정용으로의 디지털 텔레비젼 수신기의 영상표시기기로 점차 용도가 넓어지고 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 평판 디스플레이 소자(LCD, DLP, LCoS, 등)를 이용한 프로젝터(110)는 외부의 영상 신호원(100)으로부터 디스플레이시킬 영상 신호가 입력되면, 램프와 같은 광원으로부터 발생되는 백색광을 Red/Green/Blue로 분리하여 디스플레이 소자로 빛을 입사시킨다. 빛이 입사된 디스플레이 소자는 자신의 투과/반사 특성에 따라 해당 Red/Green/Blue 빛이 입사되는 소자 표면에 영상을 형성시킨 후 입사한 빛을 투과 또는 반사시켜 투사 렌즈로 빛을 전송한다. 이러한 처리 과정을 통하여 투사 렌즈를 통과한 빛은 프로젝터(110)의 외부에 설치된 화면인 스크린(120)에 최종적인 영상을 형성하여 외부의 영상 신호원(100)으로부터 입력된 영상 신호를 재현하게 된다.

전술한 프로젝터는 스크린에 투사된 빛을 이용하여 영상을 표현하도록 설계되어 있기 때문에, 투사렌즈로부터 스크린까지의 빛이 진행하는 경로에 의해 영상이 많은 영향을 받게 된다. 특히, 프로젝터는 투사렌즈의 높이를 높이지 않으면서 스크린의 영상의 높이에 맞게 영상을 투사하기 위하여 소정의 상향 투사율을 갖는 투사 렌즈를 사용하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상향 투사율은 프로젝터(110)의 투사렌즈에서 투사된 빛이 스크린(200)에 맺혀져 표시되는 영상의 수직 방향의 크기(a)와 투사렌즈의 축과 영상의 상부까지의 거리(b)에 대한 비율로 정의되며, 수학식 1과 같이 나타낸다.

일반적으로, 영상의 상부와 하부의 폭이 서로 다르게 되어 사다리꼴의 영상이 발생되는 현상인 수직 키스톤 현상을 방지하기 위하여, 상향 투사율을 크게 설계하여 프로젝터와 스크린이 이루는 각이 90°가 되도록 한다.

그런데, 스크린의 높이가 상향 투사율에서 투사할 수 있는 높이보다 높을 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 프로젝터(110)의 투사렌즈가 있는 전면부를 후면부보다 높게 설치하게 되는데, 이런 경우 수직 키스톤 현상이 발생하게 되고 이를 보정하기 위하여 수직 키스톤 보정이 필요하게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로젝터(110)의 투사렌즈와 스크린(400)의 축이 서로 수직이 되어 있지 않고 틀어진 경우에도, 화면 좌측의 상하 높이와 화면 우측의 상하 높이가 서로 다르게 되는 수평 키스톤 현상이 스크린의 영상에 발생하게 된다.

이와 같이 영상의 키스톤 왜곡 보정을 위하여 프로젝터의 입력영상 신호처리부는 영상신호를 역키스톤 왜곡보정을 실시하게 된다. 전술한 역키스톤 왜곡 보정을 위한 IC는 수직 키스톤 보정과 수평 키스톤 보정 기능을 모두 지원하기 때문에, 사용자가 설치 환경에 따라 역키스톤 왜곡 보정을 실시할 수 있다. 즉, 상기 역키스톤 왜곡 보정 IC에 의하여, 수직 키스톤 현상 및 수평 키스톤 현상에 의해 왜곡되는 형상의 형태와 반대 방향의 영상을 프로젝터에서 구현하여 투사시킴으로써 왜곡된 영상을 정확한 직사각형의 형태로 보정하게 된다.

이때, 대부분의 스크린은 지면에 평행하게 설치되어 있기 때뮌에, 프로젝터도 지면에 평행하게 설치가 되어야 한다. 따라서, 프로젝터가 지면에 평행하게 설치되어 있지 않는 경우에는 스크린의 영상에 수직 및 수평 키스톤 현상이 아닌 화면의 기울어짐(tilt)이 발생하게 된다.

그런데, 키스톤 왜곡이 있는 스크린이 프로젝터의 평형 상태가 지면과 평행하지 않아 기울어짐(tilt) 왜곡까지 포함되어 있는 경우, 사용자가 이러한 왜곡까지 보정하여 정확한 직사각형의 영상을 만들기는 매우 어려운 문제점이 있다.

이러한 왜곡을 보정하기 위하여, 사용자는 프로젝터의 전면부에 위치한 좌/우측 지지대의 높이를 조정함으로써, 프로젝터의 좌우 수평을 조정할 수 있다. 그러나, 사용자가 직접 스크린의 영상을 보면서 좌/우측 지지대의 높이를 손으로 조정하여 수평을 맞추어야 하는 번거러움이 발생한다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자의 요청에 따라 자동으로 수평 조정이 가능한 투사형 영상표시기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 좌측 지지대 및 우측 지지대를 구비하는 투사형 영상표시기기는, 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 기울기 감지 각도 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 측정하는 중력 센서부, 상기 좌측 지지대와 연결되어 있고, 상기 좌측 지지대의 높이를 조정하는 좌측높이조정 스텝모터부, 상기 우측 지지대와 연결되어 있고, 상기 우측 지지대의 높이를 조정하는 우측수평조정 스텝모터부, 및 상기 중력 센서부로부터 검출되는 좌우 기울기 감지 각도 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 상기 좌측높이조정 스텝모터부 및 상기 우측수평조정 스텝모터부의 동작을 제어하는 마이콤을 구비하여, 수평을 자동으로 조정할 수 있다.

이때, 상기 투사형 영상표시기기는 상기 중력 센서부로부터 검출되는 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 수직 키스톤을 보정하는 역키스톤 보정부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 중력 센서부, 좌측 지지대 및 우측 지지대를 구비하는 투사형 영상표시기기의 수평 조정 방법은, 상기 좌측 지지대의 높이를 조정하는 단계, 상기 중력 센서부를 이용하여 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 기울기 감지 각도를 검출하는 단계, 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 수평이 맞도록 우측 지지대의 높이를 조정하는 단계, 상기 중력 센서부를 이용하여 상기 투사형 영상표시기기의 앞뒤 기울기 감지 각도를 검출하는 단계, 검출된 상기 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 수직 키스톤을 보정하는 단계를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 자동 수평 보정이 가능한 투사형 영상표시기기의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다.

도 5는 프로젝터를 개략적으로 도시한 정면도이다. 프로젝터는 투사렌즈가 있는 전면부의 하부에 좌측 지지대(500) 및 우측 지지대(510)를 구비한다.

도 6은 도 5의 프로젝터의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 6을 참조하면, 프로젝터는, 전체 동작을 제어하는 마이콤(600), 프로젝터의 좌우 및 앞뒤 기울기를 측정하는 중력 센서부(610), 좌측 지지대(500)의 높이를 조정하는 좌측높이조정 스텝모터부(640), 우측 지지대(510)의 높이를 조정하는 우측수평조정 스텝모터부(650), 역키스톤 왜곡을 보정하는 역키스톤 조정부(660) 및 리모콘(630)으로부터 입력되는 제어신호를 수신하여 마이콤으로 전송하는 리모콘 수신부(620)를 구비한다.

상기 중력 센서부(610)는 프로젝터의 수평 상태를 감지하여 좌우 또는 앞뒤로 기울어진 정도인 좌우 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 검출하고 이를 마이콤(600)으로 전송한다.

상기 마이콤(600)은 중력 센서부(610)로부터 전송되는 프로젝터의 기울기 감지 각도를 이용하여 좌측 지지대와 우측 지지대에 대한 조정 정도를 계산하고 이에 해당하는 제어 신호를 좌측높이조정 스텝모터부(640)와 우측수평조정 스텝모터부(650)로 전송한다.

상기 좌측높이조정 스텝모터부(640) 및 우측수평조정 스텝모터부(650)는 마이콤으로부터 전송되는 제어신호에 따라 좌측 지지대(500) 및 우측 지지대(510)의 높이를 각각 조정한다.

도 7a 및 도 7b는 전술한 중력 센서부의 좌우 기울기 및 앞뒤 기울기를 감지하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 중력 센서부(610)는 중력 방향(700)에 대해 상기 중력 센서부의 상하축이 프로젝터의 투사렌즈 축의 좌우 방향으로 얼마나 기울어져 있는지 여부를 검출하게 되며, 이는 프로젝터의 좌우 방향의 기울기 감지 각도(720)가 된다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 중력 센서부(610)는 중력 방향(700)에 대해 상기 중력 센서부의 상하축이 프로젝터의 투사렌즈 축의 앞뒤 방향으로 얼마나 기울어져 있는지 여부를 검출하게 되며, 이는 프로젝터의 앞뒤 방향의 기울기 감지 각도(740)가 된다.

이하, 도 8을 참조하여, 전술한 구성을 갖는 투사형 영상표시기기의 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 사용자가 프로젝터를 켜서 스크린상에 영상이 디스플레이되면, 사용자는 리모콘 등을 이용하여 좌측높이조정 스텝모터부를 조정한다. 리모콘으로부터 전송되는 제어 신호에 따라 프로젝터의 마이콤은 좌측높이조정 스텝모터부를 제어하여 좌측지지대의 높이를 조정한다(단계 800). 그 결과, 프로젝터의 전면부의 투사렌즈의 높이를 조정할 수 있게 되어 스크린과 영상의 높이를 일치시킬 수 있게 된다.

다음, 사용자는 리모콘을 통해 자동 수평 조정 명령을 프로젝터로 전송하게 되고, 이에 따라 프로젝터의 마이콤은 수평 조정 동작을 실행하게 된다. 리모콘으로부터의 신호에 따라, 상기 마이콤은 중력 센서부를 이용하여 프로젝터의 좌우 기울기 감지 각도를 검출한다(단계 810). 다음, 마이콤은 좌우의 수평이 정확한 지 여부를 판단하고(단계 820), 프로젝터가 좌우로 기울어져 있는 상태이면 우측수평조정 스텝모터부를 제어하여 우측 지지대의 높이를 조정한다(단계 830). 만약, 단계 820에서 프로젝터의 좌우의 수평이 정확하다고 판단되면, 수평 조정 동작을 종료한다.

다음, 마이콤은 중력 센서부를 이용하여 프로젝터의 앞뒤(전후) 기울기 감지 각도를 검출한 다음(단계 840), 이를 이용하여 프로젝터의 역키스톤 보정부를 제어하여 영상신호에 대한 역키스톤 왜곡 보정을 실행하여 영상의 왜곡을 보정한다(단계 850).

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야만 한다.

본 발명에 의하여, 사용자는 프로젝터의 수평을 자동으로 보정할 수 있게 되어, 사용자는 프로젝터의 설치에 있어서의 불편함을 해소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하여 프로젝터의 기울어짐(tilt)에 의한 왜곡을 자동으로 수평 보정함으로써, 수직 키스톤 보정 및 수평 키스톤 보정시의 오류를 사전에 예방할 수 있게 된다. 그 결과 사용자는 프로젝터의 설치를 간편하고 정확하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 투사형 영상표시기기의 동작을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 상향 투사율을 설명하기 위하여 도시한 블록도.

도 3은 수직 키스톤 현상을 설명하기 위하여 도시한 블록도.

도 4는 수평 키스톤 현상을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 투사형 영상표시기기를 개략적으로 도시한 정면조.

도 6은 본 발명에 따른 투사형 영상표시기기의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 투사형 영상표시기기의 중력센서부의 동작을 설명하기 위한 도면들.

도 8은 본 발명에 따른 투사형 영상표시기기의 동작을 순차적으로 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

500 : 좌측 지지대

510 : 우측 지지대

600 : 마이콤

610 : 중력센서부

620 : 리모콘 수신부

630 : 리모콘

640 : 좌측높이조정 스텝모터부

650 : 우측수평조정 스텝모터부

660 : 역키스톤 조정부

Claims (3)

1. 좌측 지지대 및 우측 지지대를 구비하는 투사형 영상표시기기에 있어서,

   상기 투사형 영상표시기기의 좌우 기울기 감지 각도 및 앞뒤 기울기 감지 각도를 측정하는 중력 센서부;

   상기 좌측 지지대와 연결되어 있고, 상기 좌측 지지대의 높이를 조정하는 좌측높이조정 스텝모터부;

   상기 우측 지지대와 연결되어 있고, 상기 우측 지지대의 높이를 조정하는 우측수평조정 스텝모터부; 및

   상기 중력 센서부에서 검출된 기울기 감지 각도에 기초하여 상기 좌측 지지대 및 상기 우측 지지대에 대한 조정 정도를 계산하고 상기 계산 결과에 해당하는 제어 신호를 상기 좌측높이조정 스텝모터부와 상기 우측수평조정 스텝모터부로 전송하는 마이콤

   을 구비하여, 수평을 자동으로 조정할 수 있는 투사형 영상표시기기.
2. 제1항에 있어서, 상기 투사형 영상표시기기는 상기 중력 센서부로부터 검출되는 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 수직 키스톤을 보정하는 역키스톤 보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수평을 자동으로 조정할 수 있는 투사형 영상표시기기.
3. 중력 센서부, 좌측 지지대 및 우측 지지대를 구비하는 투사형 영상표시기기의 수평 조정 방법에 있어서,

   상기 좌측 지지대의 높이를 조정하는 단계;

   상기 중력 센서부를 이용하여 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 기울기 감지 각도를 검출하는 단계;

   상기 검출된 좌우 기울기 감지 각도에 따라 상기 투사형 영상표시기기의 좌우 수평이 맞도록 우측 지지대의 높이를 조정하는 단계;

   상기 중력 센서부를 이용하여 상기 투사형 영상표시기기의 앞뒤 기울기 감지 각도를 검출하는 단계;

   검출된 상기 앞뒤 기울기 감지 각도를 이용하여 수직 키스톤을 보정하는 단계

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 영상표시기기의 수평조정방법.