KR100658364B1

KR100658364B1 - 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동제어장치

Info

Publication number: KR100658364B1
Application number: KR1020040104066A
Authority: KR
Inventors: 정회원
Original assignee: 주식회사 하이소닉
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-12-15
Also published as: KR20060065257A

Abstract

본 발명에서 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치를 개시한다.

본 발명에 따르면, 조리개의 구동변위에 대응하는 광원을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출부; 광검출부에서 제공되는 전기적 신호를 소정 전압의 구형파 신호로 변환하기 위한 엔코더; 엔코더의 구형파 신호에 기초하여 조리개의 구동방향을 결정하고, 구형파 신호에 대한 카운트를 수행하며, 카운트에 대응하는 펄스폭 변조(PWM)신호를 제공하기 위한 프로세서; 펄스폭 변조신호에 대응하는 아날로그 신호를 생성하기 위한 로우패스 필터; 조리개의 구동 변위를 제어하기 위한 위치정보를 제공받고, 위치정보에 대응하는 아날로그 신호의 제어 전위를 추출하기 위한 아날로그 제어부; 아날로그 신호에 대응하여 조리개를 동작시키고, 제어 전위에 응답하여 조리개의 동작을 정지시키기 위한 드라이버로 구성된다.

본 발명에 따른 프로세서는 단순한 로직으로 구현이 가능함에 따라, 시스템의 단가를 격감시키는 효과가 있다.

프로젝션, 광량, 조리개, 콘트라스트, 카운트, 펄스폭 변조, PWM

Description

프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치{CONTROLLER FOR DRIVING SHUTTER OF PROJECTION SYSTEM FOR INCREASING CONTRAST}

도 1은 프로젝션 시스템의 광량 조절장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 고정 그레이팅을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 프로젝션 시스템의 조리개 구동 장치로 적용되는 4분할 포토다이오드를 나타낸 도면이다.

도 4는 도 3의 4분할 포토다이오드의 검출신호를 상신호로 처리하기 위한 회로도이다.

도 5는 도 4에서 검출되는 아날로그 제어신호를 설명하기 위한 파형도이다.

도 6은 종래 조리개 구동장치의 제어부를 설명하기 위한 구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 조리개 구동장치의 제어부를 나타낸 구성도이다.

도 8은 도 7의 주요 위치에서 검출되는 신호 파형도이다.

도 9는 도 7의 프로세서에서 출력되는 신호 파형도이다.

도 10은 도 7의 프로세서를 설명하기 우한 구성도이다.

<주요 도면에 대한 부호의 설명>

701 : 광 검출부 703 : 엔코더

705 : 프로세서 709 : 드라이버

713 : 로우패스 필터 717 : 아날로그 제어부

1001 : 방향 결정부 1003 : 에지 검출부

1005 : 업다운 카운터부 1007 : PWM 발생부

본 발명은 4분할 포토 커플러를 이용하는 프로젝션 시스템의 조리개 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리개 변위를 검출하기 위한 포토 커플러의 출력신호를 펄스폭 변조(PWM)신호로 변환한 후, 이를 아날로그화된 적분신호로 가공하고, 적분신호의 출력 레인지를 활용하여 조리개 변위를 제어할 수 있는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝션 시스템은, 영상을 수반하는 광을 스크린에 투사하여 영상을 나타내는 장치이다. 프로젝션 방식의 디스플레이 장치로는 여러 장치가 있으며, 그 예로는 데이터 프로젝터, 프로젝션 텔레비젼, 프로젝션 모니터 등이 있다. 이러한 프로젝션 시스템은 소정 크기의 어퍼쳐(Aperture)로 광원을 투과시키기 위한 광량 조절장치를 구비하며, 상기 광량 조절장치의 어퍼쳐를 관통하여 투사되는 영상광원이 소정의 렌즈군을 거쳐 스크린상으로 투영된다.

이와 같은 광량 조절장치는 영상의 콘트라스트를 조절하여 영상의 선명도를 증대시키고 있다. 이를 위해 동 출원인은 출원번호 10-2004-0061712호를 통해 영상 의 음영부분을 노이즈 없이 구현하고 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 프로젝션 시스템으로 적용되는 광량 조절장치를 나타낸다.

종래 광량 조절 장치는 소정 위치에 어퍼쳐(Aperture)가 형성되어 있으며 광을 투과시키기 위한 베이스(미도시함)의 일면에 선회 가능하게 장착되어 상기 어퍼처를 통과하는 광의 양을 조절하기 위한 조리개(100); 상기 조리개(100)의 일단의 양면을 덮고 있는 코일(103); 상기 조리개(100)의 일단을 둘러싸는 한편 상기 일단의 양면으로부터 소정 거리 만큼 이격되도록 상기 베이스상에 배치되어 상기 코일(103)과 상호 작용하는 영구자석(101); 상기 조리개(100)의 종단부로 연장되어 상기 조리개(100)의 회동 변위를 측정하기 위한 변위 센서부(113)로 이루어진다.

여기서, 변위 센서부(113)는 상기 코일(103)의 종단부와 연장되고, 광원이 투과될 수 있는 균일 간격의 홀(115)이 다수 형성된 가동 그레이팅(105)과, 상기 가동 그레이팅(105)의 상측 또는 하측부로 이격 설치되며, 상기 균일 간격의 홀(115)과 소정 주기 차이로 교번되게 설치되는 고정 홀(미도시함)이 형성되어 상기 가동 그레이팅(105)과의 연동하에 투과 광원을 주기적으로 차단하기 위한 고정 그레이팅(109)과, 상기 고정 그레이팅(109)을 중심으로 상기 가동 그레이팅(105)과 대향되는 위치로 설치되어 상기 고정 그레이팅(109)을 투과하는 광원을 위치별로 검출하기 위한 광센서(107)로 구성된다.

또한, 상기 고정 그레이팅(109)은 도 2에 도시되고 있으며, 소정 크기의 베이스 패널(203)과, 상기 베이스 패널(203)상으로 상기 홀(115)과 동일 방향으로 형 성되는 적어도 2행 2열 구조의 고정홀(201)을 구비하되, 상기 고정홀(201)의 일측열 일측행의 고정홀(A)이 1/2 폭(고정홀의 상하 폭) 만큼 빠른 위치에 형성되며, 상기 고정홀(201)의 일측열 타측행의 고정홀(A')이 1/2 폭 만큼 느린 위치에 형성되고, 상기 고정홀(201)의 타측열(B,B')은 상기 고정홀(201)의 일측열 보다 1/2 폭 만큼 느린 위치에 형성된다. 따라서, 상기 고정 그레이팅(109)은 좌측열 상측부(A)와, 좌측열 하측부(A')와, 우측열 상측부(B) 및 우측열 하측부(B')로 구성된다.

한편, 도 3은 광센서(107)를 설명하고 있다. 상기 발광 다이오드 소자로 이루어진 램프(111)의 상측으로 가동 그레이팅(105)이 구비되고, 상기 가동 그레이팅(105)의 상측으로 고정 그레이팅(109)이 설치된 후, 상기 고정 그레이팅(109)의 상측으로 광센서(107)가 고정된다. 상기 광센서(107)는 4분할 포토 다이오드이다.

상기 4분할 포토 다이오드(107)는 정면에서 좌측 상단 및 하단을 각각 B부분과 B'부분으로 분리하고, 4분할 포토 다이오드(107)의 정면 우측 상단 및 하단을 각각 A부분과 A'부분으로 분리한다. 따라서, 상기 램프(111)로부터 발산되는 광원이 가동 그레이팅(105)과 고정 그레이팅(109)을 투과되어 상기 4분할면으로 투사된다. 상기 4분할 포토 다이오드(107)는 각 분할면으로 투사되는 광원의 수광량에 따라 상기 조리개(100)의 가동상태를 인지하고, 이를 토대로 조리개(100)의 가동제어를 수행한다.

이와 같은 조리개(100)의 가동제어는 4분할 포토 다이오드(107)의 입력 광량에 기초하여 이루어지는데, 상기 4분할 포토 다이오드(107)는 수광량의 최대치와 최소치는 좌측열 또는 우측열 즉, A, A'면에 분포되거나, B, B'면에 분포되기 때문 에, 분할면의 좌측열과 우측열의 차동신호를 검출하여 가동 그레이팅(105)의 이동 폭을 인지한다.

이어서, 4분할 포토 다이오드(107)에서 검출되는 각각의 전기적 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 전류전압 변환기(401 ~ 407)로 입력되며, 각각의 전류전압 변환기(401 ~ 407)의 출력신호는 차동 증폭부(409, 411)로 인가되어, 4분할 포토 다이오드(107)의 좌측열 신호(A, A'부분) 및 우측열 신호(B, B')에 대한 각각의 차동신호를 얻는다.

4분할 포토 다이오드(107)의 각 광검출면에서 출력된 전류 신호는 전류전압 변환기(IVC : 401,403)에서 전압 신호로 변환되고 A와 A'신호를 서로 빼기(DIFF)한 후 소정 레벨의 신호로 증폭(AMP)하여 A 상 신호를 생성한다. 또한 상기 4분할 포토 다이오드(107)의 각 광검출면에서 출력된 전류 신호는 전류전압 변환기(IVC : 405,407)에서 전압 신호로 변환되고 B와 B'신호를 서로 빼기(DIFF)한 후 소정 레벨의 신호로 증폭(AMP)하여 B 상 신호를 생성한다. 여기서, 상기 A상 신호 및 B상 신호는 아날로그 신호로서, 차동 증폭된 신호는 -V ~ 0 ~ V까지의 전압변화가 생기며 이를 소정치 즉, V전압 이상 만큼 바이어스 처리되어 소정치의 전압레벨을 갖는 사인파 신호가 된다.

도 5에서는 이러한 사인파 신호를 포함하여, 사인파 신호를 구형파 신호로 변환하였을 때의 파형도를 도시하고 있다. 상기 사인파 신호는 전류 또는 전압 파형으로 나타내며, A상의 파형과 B상의 파형이 90도의 위상차를 갖고 출력된다. 즉, 도면의 ㉮에서와 같이, A상 신호가 최대치를 이룰 때, B상의 신호는 차동신호에 의 한 0전위(기준치)를 나타내며, ㉯에서와 같이, B상 신호가 최소치를 이룰 때, A상의 신호는 차동신호에 의한 0전원(기준치)를 나타낸다. 또한, ㉰에서와 같이, A상 신호가 최소치를 이룰 때, B상 신호는 0전위를 나타내며, ㉱에서는 B상 신호가 최대치를 이룰 때, A상 신호는 0전위를 나타낸다. 이와 같이, 사인파 신호의 한 주기 즉, 하나의 홀(115)이 이동할 때 4 가지의 변위신호를 생성하게 되며, 이러한 A상 및 B상을 이용하여 정밀한 변위제어를 수행할 수 있게 된다.

그리고, 상기 A상 신호와 B상 신호는 상호 90도의 위상차를 갖게 되며, A상 신호 및 B상 신호를 각각으로 슈미트 트리거시켜 구형파를 형성한다. 또한 상기 A상 신호 및 B상 신호에 대한 아날로그의 사인파 신호는 상기 조리개(100)를 작은 범위내에서 구동 제어할 때 사용되며, 상기 A상 신호 및 B상 신호에 대한 구형파 신호는 상기 조리개(100)의 큰 범위 내에서 구동 제어할 때 사용된다.

도 6은 상기의 제어방식을 갖는 마이컴(600)을 설명한다.

상기 4분할 포토다이오드(107)로부터 검출되는 신호에 대한 차동 증폭을 통해 상기 가동 그레이팅(105)의 구동 변위에 대응하는 아날로그 신호를 생성하는 상 신호 생성부(601)와, 상기 아날로그 신호의 주기에 대응하는 구형파 신호를 생성하되, 상기 가동 그레이팅(105)의 제어 변위에 상응하는 구형파 신호의 목표치 펄스 수를 연산하고, 연산 결과에 기초하여 상기 목표치 펄스 수에 근접하는 제어 펄스 수를 산출 및 출력하며, 상기 제어펄스 수와 상기 목표치 펄스 수의 차이에 대응하는 상기 아날로그 신호의 주기를 설정하기 위한 프로세서(603)와, 상기 프로세서(603)로부터 상기 구형파 신호의 출력이 종료됨을 통지받은 후 상기 아날로그 신호 의 설정 주기에 따라 아날로그 제어신호를 출력하는 아날로그 제어부(607)와, 상기 구형파 신호의 출력 및 상기 아날로그 제어신호에 응답하여 상기 가동 그레이팅(105)의 변위를 제어하기 위한 변위 제어신호를 상기 코일(103)로 제공하는 드라이버(605)로 구성된다.

마이컴(600)은, 스크린 상으로 투영되는 광량을 조절하기 위해 상기 조리개(100)를 소정 위치로 이송시키기 위한 디지트화된 구형파 신호를 출력한다. 상기 구형파 신호는 상기 가동 그레이팅(105)의 홀 폭에 대응하는 펄스파형으로서, 상기 마이컴(600)은 가동 그레이팅(105)이 이송할 변위에 대한 펄스파형의 갯 수를 연산한다.

이와 같은 마이컴(600)의 디지털 제어는 상기 가동 그레이팅(105)을 빠르게 목표치에 근접시키기 위한 것이며, 상기 아날로그 제어신호는 마이컴(600)으로부터 설정된 목표치에 상기 가동 그레이팅(105)이 위치할 경우 나머지 구간을 정밀하게 이송제어하기 위한 것이다. 이를 위해 상기 프로세서(1003)은 상기 드라이버(605)로 디지털 제어를 수행하기 위한 인에이블 신호를 출력한 후, 상기 목표치에 상응하는 펄스 수를 공급한다. 그리고, 상기 목표치에 상응하는 펄스 수에 따라 상기 가동 그레이팅(105)이 이송 제어된 후, 상기 프로세서(603)는 상기 드라이버(605)로 디지털 제어를 종료하고 아날로그 제어를 수행함을 통지한다. 따라서, 드라이버(605)는 디지털 제어신호를 입력받기 위한 포트를 디스에이블시키고, 상기 아날로그 제어신호를 입력받기 위한 포트를 인에이블시킨다. 상기 아날로그 제어부(607)에서 제공되는 신호에 따라 상기 코일(103)을 구동시켜 가동 그레이팅(105)의 이송 제어를 수행한다.

한편, 상술되는 프로세서(603)는 상 신호 생성회로(601)에서 제공되는 상 신호의 주기를 카운트함으로서 엑츄에이터에 대한 디지털 제어를 수행하고, 또한 아날로그 제어기(607)를 이용함으로서 상기 상 신호 생성회로(601)의 1/2 주기 내에서 정밀 제어를 수행한다. 따라서, 프로세서(603)는 엑츄에이터를 제어하기 위한 디지털 제어신호 및 아날로그 제어신호를 생성하고, 또한 엑츄에이터의 구동방향에 대응하는 제어신호를 제공해야 한다. 결국, 프로세서는 복잡한 내부 알고리즘을 보유해야 하는 어려움을 갖고 있으며, 또한 복잡한 내부 알고리즘을 구현하더라도 시스템의 개발 단가를 상승시키는 문제점은 해소될 수 없는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 프로젝션 시스템의 조리개 구동장치를 제어하기 위한 프로세서의 내부 알고리즘을 단순화함으로써 시스템의 단가를 격감시킬 수 있는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치는, 프로젝션 시스템의 광량 조절을 위해, 조리개의 회동 변위가 광신호에 의해 측정 제어될 수 있는 조리개 구동 제어장 치에 있어서, 상기 조리개의 구동변위에 대응하는 광원을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출부; 상기 광검출부에서 제공되는 전기적 신호를 소정 전압의 구형파 신호로 변환하기 위한 엔코더; 상기 엔코더의 구형파 신호에 기초하여 상기 조리개의 구동방향을 결정하고, 상기 구형파 신호에 대한 카운트를 수행하며, 상기 카운트에 대응하는 펄스폭 변조(PWM)신호를 제공하기 위한 프로세서; 상기 펄스폭 변조신호에 대응하는 아날로그 신호를 생성하기 위한 로우패스 필터(Low Pass Filter); 상기 조리개의 구동 변위를 제어하기 위한 위치정보를 제공받고, 상기 위치정보에 대응하는 상기 아날로그 신호의 제어 전위(電位)를 추출하기 위한 아날로그 제어부; 및 상기 아날로그 신호에 대응하여 상기 조리개를 동작시키고, 상기 제어 전위에 응답하여 상기 조리개의 동작을 정지시키기 위한 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 엔코더로부터 제공되는 두 구형파 신호를 입력받아 상기 조리개의 회동 방향을 검출하기 위한 방향 결정부; 상기 두 구형파 신호에 대한 에지(Edge)를 각각으로 검출하기 위한 에지 검출부; 상기 에지 검출부의 출력 신호 및 상기 방향 결정부의 검출 결과에 응답하여 업다운(Up/Down) 카운트를 수행하고, 카운트 결과를 소정 비트(Bit)의 병렬 데이터로 제공하기 위한 업다운 카운트부; 및 상기 업다운 카운트에 대응하는 병렬 데이터에 대응하는 펄스폭 변조를 수행하기 위한 펄스폭 변조신호 발생부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방향 결정부는 상기 엔코더에서 제공되는 두 구형파 신호에 대한 병렬 데이터의 순서에 기초하여 상기 조리개의 회동 방향을 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에지 검출부는 상기 구형파 신호의 상승변화를 검출한 포지티브 에지(Positive Edge) 또는 구형파 신호의 하강변화를 검출한 네거티브 에지(Negative Edge)를 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 조리개 구동 제어장치를 나타낸 구성도이다. 도 8은 도 7의 각 포트별 출력신호를 나타낸 그래프이다. 또한, 본 발명의 메카니즘은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 조리개(100)의 구동변위에 대응하는 광원을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출부(701)와, 상기 광검출부(701)에서 제공되는 전기적 신호를 소정 전압의 구형파 신호로 변환하기 위한 엔코더(703)와, 상기 엔코더(703)의 구형파 신호에 기초하여 상기 조리개(100)의 구동방향을 결정하고, 상기 구형파 신호에 대한 카운트를 수행하며, 상기 카운트에 대응하는 펄스폭 변조(PWM)신호를 제공하기 위한 프로세서(705)와, 상기 펄스폭 변조신호에 대응하는 아날로그 신호를 생성하기 위한 로우패스 필터(Low Pass Filter : 713)와, 상기 조리개(100)의 구동 변위를 제어하기 위한 위치정보를 제공받고, 상기 위치정보에 대응하는 상기 아날로그 신호의 제어 전위(電位)를 추출하기 위한 아날로그 제어부(717)와, 상기 아날 로그 신호에 대응하여 상기 조리개(100)를 동작시키고, 상기 제어 전위에 응답하여 상기 조리개(100)의 동작을 정지시키기 위한 드라이버(709)로 구성된다.

여기서, 상기 광 검출부(701)는 상기 가동 그레이팅(105)의 홀(115)을 관통하는 광원에 대한 광센서(107)의 수광신호를 검출하는 것으로, 4분할 포토 다이오드로 구성된다.

상기 광 검출부(701)에서 검출되는 수광신호는 도 8에 도시된 바와 같이, 사인파 신호인 A상 신호가 출력되고, 또한 상기 A상 신호와 90도의 위상차를 갖는 B상 신호가 출력된다. 상기 A상 신호와 B상 신호는 상기 엔코더(703)를 통해 구형파 신호로 변환된다. 상기 엔코더(703)는 플립플롭 회로에 의해 구현된다. 따라서, 상기 엔코더(703)는 조리개(100)의 변위에 대응하는 구형파 신호를 생성하고, 조리개(100)의 회동 방향에 따른 위상 변화를 갖는다. 위상변화는 +90도의 위상차 또는 -90도의 위상차 중 어느 하나이다.

상기 프로세서(705)는 엔코더(703)로부터 제공되는 A상 및 B상 신호에 대한 카운트를 수행한다. 프로세서(705)는 조리개(100)의 구동 방향을 결정하기 비트를 소요하고, 상기 카운트를 수행하기 위해 9비트를 소요한다. 카운트는 160 정도가 적절할 것이며, 상기 프로세서(705)는 이와 같은 카운트 결과에 대응하도록 펄스폭 변조신호를 출력한다.

상기 로우패스 필터(713)는 상술되는 펄스폭 변조신호를 아날로그 신호로 변환한다. 아날로그 신호는 전압 증감형태의 선형적 그래프를 제공한다. 선형적 그래프는 펄스폭 변조신호의 듀티(Duty)에 대한 전압 변화를 나타낸다. 따라서, 상기 조리개(100)가 일측 방향으로 이송될 때, 카운트는 지속적으로 증가하며, 카운트의 증가는 펄스폭 변조신호의 듀티를 높인다. 펄스폭 변조신호의 듀티가 상승되는 것은 로우패스 필터(713)의 출력 전압을 증가시킨다.

상기 로우패스 필터(713)의 출력전압에 대응하는 아날로그 신호는 도 9에서와 같이, 160 STEP을 갖는다. STEP은 상기 조리개(100)의 변위를 나타낸다. 그리고, 상기 160 STEP은 본 발명의 실시예로 적용되는 것으로, STEP 설정에는 제한이 없다. 또한, 상기 로우패스 필터(713)는 디에이 컨버터(D/A Converter)로 대치될 수 있다.

상기 위치정보는 조리개(100)의 구동 위치를 설정하기 위한 것으로, 사용자가 프로젝션 시스템의 키패드를 통해 조절할 수 있다. 또한, 위치정보는 프로젝션 시스템의 콘트라스트를 증가시키기 위한 자동 제어에 의해 설정될 수 있다. 위치정보는 조리개(100)의 변위 범주내 즉, 160 STEP 내에서 설정된다.

상기 아날로그 제어부(717)는 상기 로우패스 필터(713)로부터 제공되는 아날로그 신호와 상기 위치정보를 입력받는다. 상기 아날로그 제어부(717)는 위치정보에 응답하여 제어 전위(電位)를 결정하고, 제어 전위에 대응하는 아날로그 신호의 출력 전위를 검출한다. 출력 전위의 검출은 상기 제어 전위와 아날로그 신호의 전위와 비교함으로서 이루어진다.

상기 위치정보에 대응하는 제어 전위는 아날로그 신호에 대한 특정 전압치를 나타내는 것으로, 차동 증폭회로를 이용하여 상기 제어 전위와 아날로그 신호의 전위를 상호 비교할 수 있다. 상기 아날로그 제어부(717)는 제어 전위와 아날로그 신 호의 전위가 상호 동일할 때, 조리개 구동 정지신호를 출력한다. 조리개 구동 정지신호는 상기 조리개 엑츄에이터의 동작을 정지시키기 위한 신호이다. 조리개 엑츄에이터의 동작은 프로젝션 시스템의 콘트라스트 설정을 위한 조리개(100)의 변위 제어이다.

상기 드라이버(709)는 로우패스 필터(713)로부터 출력되는 아날로그 신호 및 아날로그 제어부(717)로부터 제공되는 조리개 구동정지 신호를 입력받는다. 상기 드라이버(709)는 아날로그 신호에 의해 조리개 엑츄에이터를 동작시킨다. 드라이버(709)는 아날로그 신호의 전압을 인지하고, 해당 전압을 소정 레벨로 증폭한다. 상기 증폭된 전압은 조리개 엑츄에이터로 공급된다.

상기 조리개 엑츄에이터는 코일(103)로 인가되는 상기 증폭된 전압에 비례하여 전기장을 형성한다. 상기 전기장은 영구자석(101)의 자기장과 상호관계를 형성함으로서, 플레밍의 왼손법칙에 기반하여 조리개(100)의 회동을 유도한다. 따라서, 조리개 엑츄에이터는 상기 증폭된 전압에 비례하여 위치를 가변 시킨다.

도 10은 본 발명에 따른 프로세서의 주요 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 엔코더(703)로부터 제공되는 두 구형파 신호를 입력받아 상기 조리개(100)의 회동 방향을 검출하기 위한 방향 결정부(1001)와, 상기 두 구형파 신호에 대한 에지(Edge)를 각각으로 검출하기 위한 에지 검출부(1003)와, 상기 에지 검출부(1003)의 출력 신호 및 상기 방향 결정부(1001)의 검출 결과에 응답하여 업다운(Up/Down) 카운트를 수행하고, 카운트 결과를 소정 비트(Bit)의 병렬 데이터로 제공하기 위한 업다운 카운트부(1005)와, 상기 업다운 카운트에 대응하는 병렬 데이터에 대응하는 펄스폭 변조를 수행하기 위한 펄스폭 변조신호 발생부(1007)로 구성된다.

상기 방향 결정부(1001)는 엔코더(703)에서 제공되는 두 구형파 신호(C,D)를 병렬로 입력받는다. 방향 결정부(1001)는 상기 두 구형파 신호(C,D)에 대한 병렬 데이터를 생성한다. 상기 병렬 데이터는 두 구형파 신호(C,D)의 위상차에 따라 서로 다른 병렬 데이터 구조를 갖는다. 이는 조리개(100)의 회동 방향에 연관된다. 예컨대, 조리개(100)의 회동 방향이 정방향일 경우, 상기 두 구형파 신호(C,D)에 대한 병렬 데이터는 '00', '10', '11', '01'로 출력된다. 반면, 조리개(100)의 회동 방향이 역방향일 경우, 상기 두 구형파 신호(C,D)에 대한 병렬 데이터는 '00', '01', '11', '10'로 출력된다.

따라서, 상기 방향 결정부(1001)는 엔코더(703)에서 제공되는 두 구형파 신호(C,D)에 대한 병렬 데이터의 순서에 기초하여 조리개(100)의 회동 방향을 검출한다. 상기 병렬 데이터의 순서라 함은 상술된 병렬 데이터 중 어느 하나의 데이터 이후에 출현되는 데이터를 정의할 수 있다. 병렬 데이터 '00' 다음으로 출현되는 데이터가 '10'일 경우 조리개(100)의 회동 방향은 정방향임으로 결정한다. 또는, 병렬 데이터 '10' 다음으로 출현되는 데이터가 '00'일 경우 조리개(100)의 회동 방향은 역방향임으로 결정한다.

상기 방향 결정부(1001)는 조리개(100)의 회동 방향에 따른 구동 방향신호를 생성한다. 상기 구동 방향신호는 조리개(100)의 회동 방향에 의한 하이레벨 또는 로우레벨의 신호로 정의된다.

상기 에지 검출부(1003)는 엔코더(703)에서 출력되는 두 구형파 신호(C,D)의 에지(Edge)를 검출한다. 에지는 구형파 신호의 상승변화를 검출한 포지티브 에지(Positive Edge)이거나, 구형파 신호의 하강변화를 검출한 네거티브 에지(Negative Edge)일 수 있다. 상기 두 구형파 신호(C,D)는 상호 90도의 위상차를 갖고 있기 때문에, 에지 검출부(1003)는 구형파 신호의 한 주기 내에서 두 개의 에지신호를 발생시킨다. 상기 에지신호는 미분회로를 이용하여 제공될 수 있다. 상기 에지신호는 듀티(Duty)가 극히 낮은 트리거 신호로 구현된다.

상기 업다운 카운터부(1005)는 상기 에지 검출부(1003)에서 출력되는 두 개의 에지신호를 카운트한다. 업다운 카운터부(1005)는 두 개의 에지신호를 병렬로 입력받아 논리합(OR) 연산을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 업다운 카운터부(1005)는 9비트(Bit) 플립플롭(Flip-Flop) 카운터로 구성된다. 그리고, 카운트 연산결과는 0 ~ 160까지의 카운트 값을 갖는다.

상기 업다운 카운터부(1005)는 방향 결정부(1001)의 출력 신호를 입력받아 상기 에지신호에 대한 업 카운트 또는 다운 카운트를 수행한다. 업다운 카운터부(1005)가 업 카운트로 정의된 방향 결정부(1001)의 하이 레벨을 제공받을 경우, 상기 에지 검출부(1003)의 에지신호는 지속적으로 업 카운트된다. 반면, 업다운 카운터부(1005)가 다운 카운트로 정의된 방향 결정부(1001)의 로우 레벨을 입력받을 경우, 상기 에지 검출부(1003)의 에지신호는 지속적으로 다운 카운트된다.

상기 업다운 카운터부(1005)는 9비트(Bit)의 출력포트를 보유한다. 상기 9비트(Bit)의 출력포트는 상기 업 카운트 또는 다운 카운트에 대한 결과를 출력한다. 출력 결과에 대한 병렬 데이터는 동기화된 신호로 제공된다.

상기 PWM 발생부(1007)는 업다운 카운터부(1005)와 동기된다. 상기 PWM 발생부(1007)는 업다운 카운터부(1005)의 출력 결과를 입력받는다. 상기 PWM 발생부(1007)는 업다운 카운터부(1005)의 출력 결과에 기초하여 펄스 신호의 듀티(Duty)를 결정한다. 상기 업다운 카운터부(1005)의 카운트 범위가 0 ~ 160까지임을 감안할 때, 상기 PWM 발생부(1007)의 출력 펄스 신호는 한 주기 내에서 160개로 분할 가능하다.

따라서, 상기 PWM 발생부(1007)에서 출력되는 펄스 신호의 듀티는 상기 업다운 카운터부(1005)의 카운트 값에 비례하여 결정된다. PWM 발생부(1007)는 프로그램화된 제어 알고리즘에 기반하여 출력 펄스신호에 대한 듀티를 결정할 수 있다. 또는, PWM 발생부(1007)는 하드웨어 로직을 구현하여 상기 출력 펄스신호에 대한 듀티를 결정할 수 있다.

상기 PWM 발생부(1007)의 출력신호는 도면의 E와 같이 제공되며, 상기 로우패스 필터(713)를 통해 선형적인 아날로그 신호로 변환된다.

한편, 본 발명에서는 상기 광 검출부(701)를 4분할 포토 다이오드로 구현함에 따라, 엔코더(703)를 통해 출력되는 두 개의 구형파 신호를 펄스폭 변조신호로 변환하고 있다. 그러나, 광 검출부(701)를 2분할 포토 다이오드로 구현하고, 엔코더(703)의 출력 신호를 하나의 구형파 신호로 제공할 수 있다. 프로세서(705)는 하나의 구형파 신호를 카운트하고, 카운트 결과에 대응하는 펄스폭 변조신호를 생성한 후, 이에 대한 선형적인 아날로그 신호를 제공할 수 있음은 물론이다. 이 때, 상기 조리개의 구동방향을 결정하기 위한 신호선은 별도로 구현되어야 할 것이다.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치는 조리개의 구동변위에 대응하는 구형파 신호를 제공받고, 상기 구형파 신호에 대한 업다운 카운트를 수행하며, 업다운 카운트의 수행결과에 기초하여 펄스폭 변조신호를 생성하고, 펄스폭 변조신호를 선형적 아날로그 신호로 변환하며, 선형적 아날로그 신호에 기초하여 조리개의 구동제어를 수행한다. 따라서, 조리개 엑츄에이터를 제어하기 위한 디지털 제어신호, 아날로그 제어신호 및 엑츄에이터의 구동방향에 대응하는 제어신호를 제공해야 하는 종래 프로세스에 비해 단순한 알고리즘으로 구현이 가능함에 따라, 시스템의 개발 단가를 격감시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명을 특정한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims

프로젝션 시스템의 광량 조절을 위해, 조리개의 회동 변위가 광신호에 의해 측정 제어될 수 있는 조리개 구동 제어장치에 있어서,

상기 조리개의 구동변위에 대응하는 광원을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출부;

상기 광검출부에서 제공되는 전기적 신호를 소정 전압의 구형파 신호로 변환하기 위한 엔코더;

상기 엔코더의 구형파 신호에 기초하여 상기 조리개의 구동방향을 결정하고, 상기 구형파 신호에 대한 카운트를 수행하며, 상기 카운트에 대응하는 펄스폭 변조(PWM)신호를 제공하기 위한 프로세서;

상기 펄스폭 변조신호에 대응하는 아날로그 신호를 생성하기 위한 로우패스 필터(Low Pass Filter);

상기 조리개의 구동 변위를 제어하기 위한 위치정보를 제공받고, 상기 위치정보에 대응하는 상기 아날로그 신호의 제어 전위(電位)를 추출하기 위한 아날로그 제어부; 및

상기 아날로그 신호에 대응하여 상기 조리개를 동작시키고, 상기 제어 전위에 응답하여 상기 조리개의 동작을 정지시키기 위한 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 위치정보는 상기 조리개의 구동 위치를 설정하기 위한 것으로, 상기 프로젝션 시스템의 키패드를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 프로세서는,

상기 엔코더로부터 제공되는 두 구형파 신호를 입력받아 상기 조리개의 회동 방향을 검출하기 위한 방향 결정부;

상기 두 구형파 신호에 대한 에지(Edge)를 각각으로 검출하기 위한 에지 검출부;

상기 에지 검출부의 출력 신호 및 상기 방향 결정부의 검출 결과에 응답하여 업다운(Up/Down) 카운트를 수행하고, 카운트 결과를 소정 비트(Bit)의 병렬 데이터로 제공하기 위한 업다운 카운트부; 및

상기 업다운 카운트에 대응하는 병렬 데이터에 대응하는 펄스폭 변조를 수행하기 위한 펄스폭 변조신호 발생부로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.
제 3 항에 있어서 상기 방향 결정부는,

상기 엔코더에서 제공되는 두 구형파 신호에 대한 병렬 데이터의 순서에 기초하여 상기 조리개의 회동 방향을 검출하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.
제 3 항에 있어서 상기 에지 검출부는,

상기 구형파 신호의 상승변화를 검출한 포지티브 에지(Positive Edge) 또는 구형파 신호의 하강변화를 검출한 네거티브 에지(Negative Edge)를 검출하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.
제 3 항에 있어서 상기 업다운 카운터부는,

9비트(Bit) 플립플롭(Flip-Flop) 카운터로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동 제어장치.