KR100804863B1 - 광원 구동 방법 및 프로젝터 - Google Patents

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시키 후루이
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 프로젝터의 광원에 전력을 공급하는 광원 구동 방법 및 이 광원 구동 방법을 사용하는 프로젝터를 제공하는 것이다. 본 발명은 광을 출사하는 광원인 램프(2), 램프(2)를 동작시키는 전력을 공급하는 광원 구동부인 램프 구동 전력 제어부(3), 투사된 화상을 조정하기 위해 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 화상 취득부인 촬상부(7), 및 동작 기준이 되는 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 구비한다. 동기 신호 발생부(5)는 램프 구동 전력 제어부(3)의 전류 출력의 동작 타이밍을 결정하는 제 1 동작 신호와, 촬상부(7)에 의해 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 동작 타이밍을 결정하는 제 2 동장 신호를 발생하고, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)는 동기되어 동작된다.

Description

광원 구동 방법 및 프로젝터{LIGHT SOURCE DRIVING METHOD AND PROJECTOR}
본 발명은 프로젝터의 광원에 전력을 공급하는 광원 구동 방법 및 이 광원 구동 방법을 사용하는 프로젝터에 관한 것이다.
일반적으로 프로젝터의 광원은 방전 시스템의 램프를 사용하여 고휘도의 광을 출사한다. 그러나, 램프의 전극 사이의 전자의 방전이 장시간 동안 계속되는 경우, 방전의 궤적이 불안정해져서 투사된 화상에 플리커(flicker)가 발생된다. 따라서, 램프에 전력을 공급하여 램프를 점등(동작)시키는 광원 구동 장치의 측에, 통상의 전류 및 통상의 전류와 비교하여 큰 전류를 주기적으로 공급하는 동작을 수행함으로써 방전의 궤적을 안정화시켜서 플리커를 방지하는 기능을 가지는 광원 구동 장치가 있다(특허문헌1 (도 4) 참조). 또는, 주기의 초기와 비교하여 큰 전류를 흐르게 하는 것도 고려된다(특허문헌2 (도 3 내지 6) 참조).
또한, 프로젝터에서, 모니터 카메라에 의해 스크린에 투사된 테스트 패턴의 화상을 촬상하고, 이 촬상된 촬영 화상(화상 데이터)의 수평 신호의 진폭의 파고값을 검출함으로써 초점 위치를 계산하는 방법이 투사된 화상의 자동 초점 맞춤 방법으로서 제안되고 있다(특허문헌3).
[특허문헌1] JP-T-10-501919
[특허문헌2] JP-T-2002-532867
[특허문헌3] JP-A-2000-241874
여기서, 특허문헌1의 투사된 화상의 플리커를 방지하기 위한 광원 구동 장치를 사용하여 특허문헌3의 자동 초점 조정이 이루어지는 경우, 모니터 카메라는, 광원 구동 장치로부터 출력된 구동 파형의 주기 내에서 전류를 변화시킴으로써 발생되는 휘도의 증가를 감지한다. 따라서, 촬상된 화상 데이터에 플리커가 발생되고, 각 화상 데이터의 휘도가 불안정해진다. 따라서, 화상 데이터의 휘도차를 사용하는 자동 초점 맞춤 방법을 사용하는 경우, 정확한 처리가 수행되지 못한다는 문제점이 있다.
이러한 휘도의 불안정을 피하기 위해, 초점 렌즈가 정지한 상태에서 복수의 비디오 화상을 촬영하여 평균값을 계산하는 방법도 고려되어 실행된다. 그러나, 초점 렌즈의 초점이 맞춰질 때까지 시간이 걸리고, 수동 초점 조정에 의해 더 짧은 시간에 초첨 렌즈의 초점이 맞춰질 수 있다.
또한, 화상 데이터의 휘도의 불안정을 고려하여, 초점 렌즈를 이동시키면서 순차적으로 휘도차의 증감 판정이 이루어질 수도 있다. 그러나, 초점의 정확도가 크게 저하된다. 화상 데이터의 휘도의 불안정을 피하기 위해, 구동 파형의 주기 내에 통상의 전류와 비교하여 큰 전류를 주기적으로 공급하는 동작이 수행되지 않는 경우, 상기한 바와 같이 투사된 화상에 플리커가 발생되어 투사된 화상은 사용자가 보기 쉽지 않은 화상이 된다. 따라서, 구동 파형의 주기 내에 통상의 전류와 비교하여 큰 전류를 주기적으로 공급하는 동작을 항상 수행할 필요가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 프로젝터의 광원에 전력을 공급하는 광원 구동 방법 및 이 광원 구동 방법을 사용하는 프로젝터를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 화상을 투사하는 프로젝터의 광원 구동 방법으로서, 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 동기 제어와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 제어를 동기시킨다.
이러한 프로젝터의 광원 구동 방법에 따르면, 구동 파형의 제어와 화상 데이터의 취득 제어가 동기되어 실행된다. 따라서, 광원에 전력을 공급하는 다양한 구동 파형에 대해 영향이 없는 타이밍에서 투사된 화상이 취득될 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 프로젝터의 광원 구동 방법은, 동작 기준이 되는 신호를 발생시키는 동기 신호 발생 공정을 포함하고, 상기 광원을 동작시키기 위한 전력을 공급하는 광원 구동부와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 화상 취득부가 상기 동기 신호 발생 공정에서 발생된 상기 신호에 동기되어 동작한다.
이러한 프로젝터의 광원 구동 방법에 따르면, 동기 신호 발생 공정에서, 동작 기준이 되는 신호가 발생되고, 이 신호에 동기되어 광원 구동부 및 화상 취득부가 동작된다. 따라서, 광원 구동부의 다양한 출력 전류에 대해 각 화상 데이터가 영향을 받지 않는 타이밍에서 화상 취득부가 투사된 화상을 취득할 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 프로젝터의 광원 구동 방법에서, 상기 화상 취득부는, 상기 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와 동기하여 동일한 구동 파형의 기간에 상기 화상 데이터를 취득하고, 상기 광원 구동부는, 상기 화상 취득부가 상기 화상 데이터를 취득한 후 상기 광원을 점등시킨 동안 전류를 변화시킨다.
이러한 프로젝터의 광원 구동 방법에 따르면, 화상 취득부의 동작을 구동 파형의 제어와 동기시켜서 동일한 구동 파형의 기간 내에 화상 취득부가 화상 데이터를 취득할 수 있다. 화상 취득부가 화상 데이터를 취득한 후 광원을 점등시킨 동안 광원 구동부가 전류를 변화시킬 수 있다. 그래서, 예를 들어, 화상 데이터가 취득된 후 화상 데이터의 취득 상태에서의 전류와 비교하여 고전류로 전류를 변화시켜 광원을 동작시킴으로써, 광원의 전극에 대해 방전 궤적이 안정화되고 투사된 화상의 플리커가 방지될 수 있다. 또한, 변화될 전류는 고전류뿐만 아니라 그 밖의 필요한 전류값으로 설정되어 변화될 수도 있다. 따라서, 광원의 사양 및 성능, 그 밖의 광학 시스템의 성능, 투사된 화상의 품질 등에 대해 전류값의 영향을 확인하여 전류를 변화시킬 수 있다.
취득되는 화상 데이터와 관련하여, 전류가 변화되기 전에 구동 파형의 제어와 동기시켜 동일한 구동 파형의 기간 내에 화상 데이터가 취득된다. 그래서, 안정한 휘도의 화상 데이터가 취득될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 화상을 투사하는 프로젝터로서, 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 제어를 동기시킨다.
이러한 프로젝터에 따르면, 구동 파형의 제어와 화상 데이터의 취득 제어가 동기되어 실행된다. 따라서, 광원에 전력을 공급하는 다양한 구동 파형에 대해 영향이 없는 타이밍에서 투사 화상이 취득될 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 화상을 투사하는 프로젝터는: 광을 출사하는 광원, 상기 광원을 동작시키기 위한 전력을 공급하는 광원 구동부, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 화상 취득부, 및 동작 기준이 되는 신호를 발생시키는 동기신호 발생부를 포함하고; 상기 동기신호 발생부는, 상기 광원 구동부의 전류 출력의 동작 타이밍을 결정하는 제 1 동작 신호와, 상기 화상 취득부가 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 동작 타이밍을 결정하는 제 2 동작 신호를 발생시키고, 상기 광원 구동부와 상기 화상 취득부가 동기하여 동작한다.
이러한 프로젝터에 따르면, 광원에 의해 광이 출사되고 광원 구동부는 광원을 동작시키기 위한 전력을 공급한다. 화상 취득부는 투사된 화상을 조정하기 위해 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득한다. 또한, 동기신호 발생부는 동작 기준이 되는 신호를 발생한다. 동기 신호 발생부는 광원 구동부의 전류 출력의 동작 타이밍을 결정하기 위한 제 1 동작 신호와, 상기 화상 취득부가 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 동작 타이밍을 결정하는 제 2 동작 신호를 발생시켜서, 광원 구동부와 화상 취득부가 동기하여 동작될 수 있다. 따라서, 화상 취득부는 광원 구동부의 다양한 출력 전류에 대해 화상 데이터가 영향을 받지 않는 타이밍에서 투사된 화상을 취득할 수 있다. 따라서, 화상 취득부에 의해 촬상된 각 화상 데이터의 휘도가 일정하게 설정될 수 있고, 투사된 화상이 정확하게 조정될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 화상을 투사하는 프로젝터에서, 상기 화상 취득부는, 상기 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와 동기하여 동일한 구동 파형의 기간에 상기 화상 데이터를 취득하고, 상기 광원 구동부는, 상기 화상 취득부가 상기 화상 데이터를 취득한 후 상기 광원을 점등시킨 동안 전류를 변화시킨다.
이러한 프로젝터에 따르면, 화상 취득부는, 화상 취득부의 동작을 구동 파형의 제어와 동기시켜서 동일한 구동 파형의 기간에 화상 데이터를 취득할 수 있다. 광원 구동부는 화상 취득부가 화상 데이터를 취득한 후 광원을 점등시킨 동안 전류를 변화시킬 수 있다. 그래서, 예를 들어, 화상 데이터가 취득된 후 화상 데이터의 취득 상태에서의 전류와 비교하여 고전류로 전류를 변화시켜서 광원을 동작시킴으로써, 광원의 전극에 대해 방전 궤적이 안정화되어 투사된 화상의 플리커가 방지될 수 있다. 또한, 변화될 전류는 고전류뿐만 아니라 그 밖의 필요한 전류값으로 설정되어 변화될 수도 있다. 따라서, 광원의 사양 및 성능, 그 밖의 광학 시스템의 성능, 투사된 화상의 품질 등에 대해 전류값의 영향을 확인하여 전류를 변화시킬 수 있다.
취득된 화상 데이터와 관련하여, 전류가 변화되기 전에 구동 파형의 제어와 동기하여 동일한 구동 파형의 기간에 화상 데이터를 취득할 수 있다. 그래서, 안정한 휘도의 화상 데이터가 취득될 수 있다.
본 발명의 추가적인 유익한 실시형태 및 개량이 종속항들에 기재된다. 이하, 본 발명을 그 바람직한 실시형태 및 아래에 간단히 설명된 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 프로젝터의 개략적 구성도이다.
도 2는 램프 구동 전류 파형과 셔터 개방 타이밍에 대해 종래 기술과 본 실시형태를 비교하는 도면이다.
도 3은 화상 데이터의 휘도차에 대해 종래 기술과 본 실시형태를 비교하는 도면이다.
도 4는 자동 초점 조정이 이루어지는 경우의 프로젝터의 플로우챠트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 --- 프로젝터, 2 --- 광원인 램프, 3 --- 광원 구동부인 램프 구동 전력 제어부, 4 --- 투사 렌즈, 5 --- 동기 신호 발생부, 6 --- CPU, 7 --- 화상 취득부인 촬상부, 8 --- 화상용 메모리, 9 --- 화상 처리부, 10 --- 초점 렌즈 구동부, 11 --- 초점 렌즈 위치 검출부, 41 --- 초점 렌즈
다음에 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 바탕으로 설명한다.
(실시형태)
도 1은 프로젝터에서 광원 구동부인 램프 구동 전력 제어부의 동작과 화상 취득부인 촬상부의 동작을 동기시키는 동기 신호 발생부를 사용하여 자동 초점 조정이 이루어지는 경우의 개략적 구성도이다.
프로젝터(1)의 구성을 도 1을 사용하여 설명한다.
프로젝터(1)는 광을 출사하는 광원인 램프(2), 램프(2)에 전력을 공급하는 광원 구동부인 램프 구동 전력 제어부(3), 램프(2)의 출사된 광에 대해 편광변환, 색 분리, 변조 및 합성을 수행하는 도시되지 않은 광학 시스템, 및 합성광의 확대 투사하는 투사 렌즈(4)를 구비한다. 프로젝터(1)는 합성광인 화상을 벽 등에 배치된 스트린(100)에 투사한다.
프로젝터(1)는 동기 신호 발생부(5)를 구성하는 클럭 발생기를 구비하여, 후술되는 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)를 동작시키는 기준신호를 그들의 사양에 따라 서로 동기시켜 발생한다. 구체적으로, 동기 신호 발생부(5)는, 램프 구동 전력 제어부(3)에 대해 전류 출력의 동작 타이밍을 결정하는 제 1 동작 신호를 발생하고, 또한 촬상부(7)(후술됨)에 대해 투사된 화상을 수신하여 화상 데이터를 취득하는 동작 타이밍을 결정하는 제 2 동작 신호를 발생한다. 또한, 동기 신호 발생부(5)는 프로젝터(1)의 전체 동작을 제어하는 CPU(Central Processing Unit)(6)의 동작 기준이 되는 신호를 발생한다.
자동 초점 조정을 하기 위한 구성으로서, 프로젝터(1)는 스크린(100)에 투사되는 화상을 촬상하는 촬상부(7), 촬상된 화상을 화상 데이터로서 저장하는 화상용 메모리(8), 및 이들 화상 데이터를 분석하는 화상 처리부(9)를 구비한다. 또한 프로젝터(1)는 투사된 화상의 초점을 맞추기 위한 투사 렌즈(4)를 구성하는 초점 렌 즈(41), 초점 렌즈(41)를 이동시키는 초점 렌즈 구동부(10), 및 초점 렌즈(41)의 위치를 검출하는 초점 렌즈 위치 검출부(11)를 구비한다.
이러한 실시형태에서는, CCD(Charge Coupled Device) 카메라가 촬상부(7)로서 채택되어, 프로젝터 본체의 투사측 전면에 배치된다. 또한, 광전식의 로터리 엔코더가 초점 렌즈 위치 검출부(11)로서 채택되어, 초점 렌즈(41)의 위치(이동거리)를 검출한다. 초점 렌즈 구동부(10)는 DC(direct current) 모터를 채택하여 초점 렌즈(41)를 이동시킨다. 이들 제어는 CPU(6)에 의해 행해진다.
도 1의 구성에 의거한 자동 초점 조정에 대해, 도 4에서 상세히 설명된다.
도 2는 램프 구동 전력 제어부의 램프 구동 전류 파형과 촬상부의 셔터 개방 타이밍에 대해 종래 기술과 본 실시형태를 비교하는 도면이다. 다음에 종래 기술과 본 실시형태의 차이점을 도 2를 사용하여 설명한다.
도 2(a)는 램프 구동 전력 제어부와 촬상부가 비동기 개별 신호로 동작되는 종래의 경우에 램프 구동 전류와 촬상부에 의해 투사된 화상을 촬상하는 타이밍을 도시한 도면이다. 여기서, 램프 구동 전류에는, 가로 좌표축 방향은 시간을 도시하고 세로 좌표축 방향은 출력 전류를 도시한다. 출력 전류는 교류로서, 그 극성이 주기 T로 반복적으로 (+/-) 반전된다. 특히, 램프(2)의 사양에 따른 구동 전류인 전류 I1이 시간 T1 동안 출력된다. 전류가 +에서 -로 스위칭되기 직전에, 전류 I1에 부가적인 값을 가하여 얻어진 큰 전류(이하에서 고전류라 함) I2가 순간적인 시간 T2 동안 출력된다. 이러한 출력 패턴은 마이너스 측에서도 행해지고, +/-가 1 주기 T로서 반복 출력되어, 전류가 램프(2)에 공급된다.
이때, 촬상부(7)인 CCD 카메라에 의해 투사된 화상이 촬상되는 경우, CCD 카메라의 셔터는 셔터 개방 타이밍으로서 도 2에 도시된 바와 같은 램프 구동 전류의 전류 I1의 상승과 동기하여 시각 t1에서 시각 t2까지의 시간 간격 동안 개방된다. 다음의 CCD 카메라를 이용한 투사된 화상의 셔터 개방 타이밍은 시각 t3에서 t4까지의 시간 간격이 되고, 이전의 셔터 개방 타이밍에서의 램프 구동 전류 파형에 대해 상이한 전류 파형이 형성된다. 그래서, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)가 비동기 개별 신호에 의해 동작되는 경우, 촬상부(7)의 셔터 개방 타이밍에 대해 램프 구동 전류의 파형이 일정하지 않고, 경우에 따라서 고전류 I2가 셔터 개방 기간에 들어가거나 셔터 개방 기간에 들어가지 않는다. 그래서, 촬상부(7)에 의해 촬상된 화상 데이터의 휘도가 불안정해진다.
도 2(b)는 본 실시형태의 램프 구동 전력 제어부와 촬상부가 동기 신호 발생부를 사용하여 동기되어 동작되는 경우 촬상부가 투사된 화상을 촬상하는 타이밍과 램프 구동 전류를 도시하는 도면이다.
이때, CCD 카메라가 투사된 화상을 촬상하는 경우, CCD 카메라의 셔터는, 셔터 개방 타이밍으로서 도 2(b)에 도시된 바와 같이 램프 구동 전류의 전류 I1의 상승과 동기하여 시각 t5에서 t6까지의 시간 간격 동안 개방된다. 시각 t6는 램프 구동 전류의 고전류 I2의 출력 시작(상승)과 동기된다. 다음의 CCD 카메라를 사용한 투사 화상의 셔터 개방 타이밍은 시각 t7에서 t8까지의 시간 간격이 된다. 이전의 셔터 개방 타이밍에서의 램프 구동 전류 파형과 동일하게, 램프 구동 전류의 전류 I1의 상승과 동기되고 고전류 I2의 동작의 상승과 동기된 타이밍이 이루어진다.
그래서, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)가 동기되어 동작되는 경우, 촬상부(7)의 셔터 개방 타이밍에 대해 램프 구동 전류의 파형이 항상 일정하다. 따라서, 촬상부(7)에 의해 촬상된 화상 데이터에 페치(fetch)된 광량이 일정해져 각 화상 데이터의 휘도가 안정될 수 있다.
도 3은 자동 초점 조정이 이루어지는 경우 촬상부가 투사된 화상을 촬상하여 취득한 화상 데이터의 휘도차에 대해 종래 기술과 본 실시형태를 비교하는 도면이다. 또한 도 3은 초점 렌즈가 스크린(100)보다 렌즈에 가까운 초점 맞춤 위치로부터 스크린(100)보다 먼 초첨 맞춤 위치로 일정 속도로 이동하는 경우 시간축에 대해 촬상부가 촬상한 화상 데이터의 휘도차를 도시한다.
도 3을 사용하여 도 2에 도시된 바와 같이 비동기 개별 신호로 램프 구동 전력 제어부(3) 및 촬상부(7)를 동작시키는 종래의 경우(도 2(a)에 도시된 경우)), 및 동기 신호 발생부(5)를 사용하여 램프 구동 전력 제어부(3) 및 촬상부(7)를 동기시켜 동작시키는 경우(도 2(b)에 도시된 경우), 촬상부가 촬상한 화상 데이터의 휘도차의 변화를 설명한다.
도 3(a)는 램프 구동 전력 제어부와 촬상부가 비동기 개별 신호에 의해 동작되는 종래의 경우에 화상 데이터의 휘도차를 도시하는 도면이다. 도 3(b)는 램프 구동 전력 제어부와 촬상부가 동기 신호 발생부(5)에 의해 발생된 동기 개별 신호(상기 제 1 및 제 2 신호)에 의해 동작되는 경우 화상 데이터의 휘도차를 도시하는 도면이다.
도 3(a)에서, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)가 비동기 개별 신호에 의해 동작되는 종래의 경우, 초점 렌즈(41)가 이동하는 동안 촬상된 각 화상 데이터에 페치된 수광량이 대략 일정하게 되지 않는다. 따라서, 플리커 방지 대책에서 램프(2)가 순간적으로 비추는 순간을 포함하는 타이밍에서 촬상된 상대적으로 수광량이 높은 화상에 의해 제공되는 휘도차의 피크가, 도 3(a)내에서 시각 t11, t12, t13, t14에 의해 도시된 부분에 랜덤하게 발생된다. 따라서, CPU(6)가 화상 처리부(9)에서의 분석 결과에 기초하여 휘도차의 총합의 최대값을 판정할 때, CPU(6)는 초점 맞춤 위치인지 여부를 판정할 수 없다. 따라서, 자동 초점 조정의 정확도에 영향을 미친다. 도 3(a) 내의 위치 t10은 초점 맞춤 위치이다.
도 3(b)에서, 동기 신호 발생부(5)를 사용하여 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)가 동기되어 동작되는 경우, 초점 렌즈(41)가 이동하는 동안 촬상된 각 화상 데이터에 페치된 수광량이 대체로 같아진다. 따라서, 화상 데이터의 휘도가 안정되어 도 3(b)에 도시된 바와 같이 초점 렌즈 위치(시간)에 대한 휘도차의 변화도 피크로서 초점 맞춤 위치 t10을 가지는 동일한 곡선이 된다. 따라서, 휘도차의 변화에서는, 초점 렌즈가 초점 맞춤을 시작할 때 휘도차가 점차적으로 상승한다. 휘도차는 초점 맞춤 위치 t10에서 최대가 되고, 초점에서 벗어나면 점차적으로 감소된다.
그래서, 자동 초점 조정이 이루어지는 경우, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)는 동기 신호 발생부(5)를 사용하여 동기되어 동작된다. 그래서, 도 3(b)에 도시된 동일한 휘도차의 변화가 취득되고 자동 초점 조정이 정확하게 이루어진다.
도 4는 본 실시형태의 도 1의 구성을 사용하여 자동 초점 조정이 이루어지는 경우의 플로우챠트이다. 도 4 및 1을 사용하여 자동 초점 조정을 설명한다.
단계 S100에서는, 사용자가 프로젝터(1)에 배치된 미도시된 입력부로 입력 조작을 행하고, CPU(6)가 그 조작 신호를 수신하여 프로젝터(1)가 기동된다. 단계 S101에서는, CPU(6)가 램프(2)로부터 광을 출사시키기 위해 램프 구동 전력 제어부(3)를 동작시키기 위한 신호를 전송한다. 이 신호를 램프 구동 전력 제어부(3)가 수신하여, 동기 신호 발생부(5)에 의해 발생된 신호(제 1 동작 신호)와 동기하여 전류 I1과 고전류 I2로 구성된 구동 파형의 전류 출력을 시작한다. 램프(2)는 램프 구동 전력 제어부(3)로부터의 출력 전류의 공급에 의해 발광을 시작한다 (도 2에 도시된 램프 구동 파형과 동일).
단계 S102에서는, 사용자가 프로젝터(1)에 배치된 입력부로부터 자동 초점 조정을 하는 입력 조작을 행하고, CPU(6)가 그 조작 신호를 수신하여 자동 초점 조정이 시작된다.
단계 S103에서는, CPU(6)가 자동 초점 조정을 위한 초점 맞춤용 패턴을 투사 렌즈(4)에 의해 스크린(100)에 투사하여 자동 초점 조정이 시작된다. 그 후 CPU(6)가 자동 초점 조정을 위한 초점 맞춤용 패턴을 투사 렌즈(4)에 의해 스크린(100)에 투사한다.
이러한 실시형태에서는, 백색의 화상면에 복수의 혹색 직선을 배치하여 구성된 스트라이프 패턴을 가지는 화상이 본 실시형태에서의 초점 맞춤용 패턴으로서 사용된다.
본 실시형태에서의 자동 초점 조정 방법을 S104 이하 단계에서 설명한다.
단계 S104에서는, 초점 렌즈 구동부(10)가 스크린(100)으로부터 근거리에서 초점 맞춤 위치로부터 초점 렌즈(41)를 동작시킨다. 단계 S105에서는, 초점 렌즈 위치 검출부(11)가 초점 렌즈(41)의 위치를 검출한다. 단계 S106에서는, 촬상부(7)인 CCD 카메라가 동기 신호 발생부(5)에 의해 발생된 신호(제 2 동작신호)에 동기하여 위치 검출된 초점 렌즈 위치에서의 투사된 화상인 초점 맞춤용 패턴을 촬상하여, 이 패턴을 화상 데이터로서 취득한다. 단계 S107에서는 촬상된 초점 맞춤용 패턴의 화상 데이터가 화상용 메모리(8)에 저장된다.
단계 S108에서는, 화상 처리부(9)가 화상용 메모리(8)에 저장된 화상 데이터에 기초하여 1매의 화상 데이터의 모든 화소에 대해 인접하는 화소의 휘도차를 검출한다. 단계 S109에서는, CPU(6)가 검출된 휘도차에 기초하여 휘도차의 절대값의 총합을 계산한다. 단계 S110에서는, CPU(6)가 계산 결과를 이전의 화상 데이터와 비교하여, 금회의 총합이 전회의 것보다 작은지 여부(전회의 총합이 최대인지 여부)를 판정한다. 여기서, 금회의 총합이 전회보다 작지 않으면, 단계 S105로 다시 진행하여 초점 렌즈(41)의 위치 검출부터 동작이 행해진다. 그 후, 단계 S110에서 휘도차의 절대값의 총합이 전회의 총합보다 작다고 판정될 때까지 단계 S105에서 단계 S110까지의 단계들이 반복된다. 그래서, 휘도차의 절대값의 최대 총합을 제공하는 초점 렌즈 위치가 검색된다.
단계 S110에서, CPU(6)가 금회의 휘도차의 절대값의 총합이 전회보다 작다고(전회의 총합이 최대라고) 판정한 경우, CPU(6)는 전회의 화상 데이터에 대한 초점 렌즈 위치가 초점 맞춤 위치라고 판정한다. 이 시점에서, 초점 렌즈 구동부(10)가 CPU(6)의 신호에 의해 초점 렌즈(41)의 이동을 정지시킨다. 그 후, 단계 S111로 진행하여, CPU(6)가, 전회의 초점이 맞춰진 초점 렌즈 위치를 달성하도록, 초점 렌즈 구동부(10)를 동작시켜 초점 렌즈(41)를 이동시킨다. 그리고, 단계 S112로 진행하여 자동 초점 조정이 종료된다.
이러한 일련의 플로우챠트에 의해 자동 초점 조정이 이루어진다.
도 4에서, 동기 신호 발생 공정은 각 단계 S101 및 S106에서 램프 구동 전력 제어부(3)의 구동 타이밍과 촬상부(7)의 촬상 타이밍을 동기시키는 공정에 대응한다. 또한, 광원 구동 공정은 램프 구동 전력 제어부(3)의 동기화된 구동 타이밍에 따라 전류를 출력하는 공정에 대응한다.
상기 실시형태에 따라 다음의 효과가 얻어진다.
(1) 종래에는 자동 초점 조정이 행해지는 경우, 화상 데이터의 휘도가 분산된다. 따라서, 휘도차의 절대값의 총합의 최대값이 비교 판정되는 경우, 초점 렌즈 위치의 모든 측정 부분에서 복수의 화상 데이터가 필요하다. 이들 화상 데이터를 분석하여 그 평균값을 계산함으로써 휘도의 분산(dispersion)이 평활되고 휘도차의 총합이 계산된다. 그러나, 본 실시형태의 프로젝터(1)에 따르면, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)가 동작 기준이 되는 신호(제 1 및 제 2 동작신호)를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 사용하여 서로 동기시켜 동작될 수 있다. 따라서, 촬상부(7)의 셔터 개방 시간과 이 셔터 개방 시간에 대응하는 램프 구동 전류 파형이 서로 동기될 수 있다. 그래서, 촬상부(7)에 의해 촬상된 화상 데이터의 휘도가 항상 일정하게 설정될 수 있다. 따라서, 화상 데이터 사이의 휘도의 분산을 고려할 필요가 없어 자동 초점 조정이 정확하게 수행될 수 있다.
(2) 종래에는 자동 초점 조정이 행해지는 경우, 초점 렌즈 위치의 모든 측정 부분에 복수의 화상 데이터가 필요하다. 그러나, 본 실시형태의 프로젝터(1)에 따르면, 일정한 휘도의 화상 데이터가 취득된다. 따라서, 모든 측정 부분에 필요한 화상 데이터의 수를 1로 설정하는 것으로 충분하여 자동 초점 조정이 고속으로 행해질 수 있다.
(3) 종래에는 자동 초점 조정이 행해지는 경우, 램프(2)의 전극 사이의 방전 궤적을 안정화시켜 투사된 화상의 플리커를 방지하기 위한 고전류 I2가 촬상부에서 촬상된 화상 데이터의 휘도에 영향을 미친다. 그러나, 본 실시형태의 프로젝터(1)에 따르면, 촬상부(7)의 셔터 개방 시간과 램프 구동 전력 제어부(3)의 램프 구동 전류 파형이 동기 신호 발생부(5)를 사용하여 서로 동기될 수 있다. 따라서, 셔터 개방 시간이 전류 I1을 출력하는 구동 파형의 기간에 동기될 수 있으므로, 화상 데이터의 휘도가 항상 일정하게 설정될 수 있다. 또한, 셔터 개방 시간이 고전류 I2의 페치 타이밍(fetch timing)으로 설정되더라도 램프 구동 전류 파형이 항상 동기될 수 있으므로, 화상 데이터의 휘도는 항상 일정하게 설정될 수 있다. 따라서, 고전류 I2의 영향을 고려하지 않고 자동 초점 조정이 행해질 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 제한되지 않으며, 상기 실시형태에서 다양하게 변경, 개선 등이 될 수 있다. 변형된 예를 다음에 설명한다.
(변형예1) 상기 실시형태에서는, 램프 구동 전력 제어부(3)의 기준 신호가 프로젝터(1)와 프로젝터를 구성하는 촬상부(7)의 기준 신호로서의 클럭 발생기를 사용하여 설정된다. 그러나, 동기 신호 발생부는 램프 구동 전력 제어부(3)에 배치된 클럭 발생기를 사용하여 구성되어 촬상부(7)의 기준 신호를 설정할 수도 있다.
(변형예2) 상기 실시형태에서는, 램프(2)의 전극 사이에서 방전 궤적을 안정화시켜 투사된 화상의 플리커를 방지하기 위한 고전류 I2를 가산하여 제공된 구동 파형을 사용하여 설명이 이루어졌다. 그러나, 본 발명은 고전류 I2를 가산하지 않고 전류 I1의 구동 파형만 사용되는 경우에도 적용될 수 있다. 이 경우에, 촬상부(7)의 셔터 개방 시간과 램프 구동 전력 제어부(3)의 램프 구동 전류 파형을 동기시켜서, 출력 전류의 극성의 변화에 따른 화상 데이터의 휘도 등의 영향도 고려한 자동 초점 조정이 이루어진다. 따라서, 전류 I1만을 사용하는 교류에 의해 제공되는 구동 파형에서의 자동 초점 조정에 대해 좀더 정확한 조정이 이루어질 수 있다.
(변형예3) 상기 실시형태에서는, 자동 초점 조정용 화상 데이터가 취득된 후 광원이 점등되는 동안 전류가 일정한 고전류 I2로 변화된다. 그러나, 본 발명은 이 경우에 제한되지 않고, 전류가 일정하지 않은 전류값으로 변화될 수 있다. 이 경우에, 변화되는 전류값은 광원의 사양 및 성능, 그 밖의 광학 시스템의 성능 및 투사된 화상의 품질 등에 대해 전류값의 영향을 확인하여 설정될 수 있다.
(변형예4) 상기 실시형태에서는, 투사된 화상을 조정하기 위한 취득부인 CCD 카메라를 사용하여 촬상부(7)를 구성하여, 자동 초점 조정이 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않고, 취득부로서 수광소자를 사용하여 수광부를 구성할 수 있어, 투사된 화상의 투사된 광량이 측정되어 투사된 화상의 휘도 조정도 이루어질 수 있다. 그래서, 수광량이 소정값보다 크면, 투사된 광량이 지나치 게 크므로, 프로젝터(1)는 램프(2)의 휘도를 저하시키는 제어 동작을 행하여 사용자가 보기 쉬운 광량의 투사된 화상으로 투사된 화상을 조정할 수 있다. 이 경우에도, 상기 실시형태와 동일하게, 램프 구동 전력 제어부(3)와 취득부인 수광소자의 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 배치함으로써, 수광소자의 광량의 페치 타이밍과 램프 구동 전류 파형이 서로 동기된다. 따라서, 수광소자의 페치 광량에 램프 구동 전류에 의한 분산(dispersion)을 가지지 않는 안정한 광량을 취득하는 것이 가능하다.
(변형예5) 상기 실시형태에서는, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)의 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 가지는 프로젝터(1)를 사용하여 자동 초점 조정이 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않고, 자동 줌 조정이 이루어질 수도 있다.
자동 줌 조정이 이루어지는 경우, 도 1에 도시된 초점 렌즈(41)가 줌 렌즈로 대체되고 초점 렌즈 구동부(10)가 줌 렌즈 구동부로 대체되며, 초점 렌즈 위치 검출부(11)가 줌 렌즈 위치 검출부로 대체된다. 이러한 대체 구성에 의해 자동 줌 조정이 이루어질 수 있다. 구체적으로는, 투사 렌즈(4)가 줌용 패턴을 투사하고 촬상부(7)가 그 투사된 화상을 촬상하며, 화상 처리부(9)가 그 화상 데이터에 기초하여 모든 화소에 대해 휘도차를 검출한다. 그 검출 결과를 바탕으로, CPU(6)가 소정 임계값에 의해 줌용 패턴의 범위 및 스크린(100)의 외형을 각각 판정한다. 스크린(100)의 외형이 줌용 패턴 내에 있으면, CPU(6)가 줌 렌즈의 이동량을 계산하고 줌 렌즈 구동부와 줌 렌즈 위치 검출부를 동작시켜 줌 조정이 이루어지도록 줌 렌즈를 이동시킨다.
동기 신호 발생부(5)가 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)의 동기 신호를 발생하므로, 줌용 패턴이 촬상되는 화상 데이터에서의 휘도 분산이 없다. 따라서, 안정한 화상 데이터가 페치되고 자동 줌 조정이 고속으로 정확하게 이루어질 수 있다.
(변형예6) 상기 실시형태에 의해 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)의 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 배치함으로써 자동 초점 조정 및 자동 줌 조정이 이루어진다. 따라서, 본 발명은 투사된 화상의 사다리꼴 왜곡 보정에 사용될 수도 있다. 구체적으로는, 사다리꼴 왜곡이 발생되면, 스크린(100)에 대한 프로젝터(1)의 거리 및 각도가 자동 초점 조정에 의해 계산될 수 있다. 이들 거리 및 각도에 자동 줌 조정을 사용하는 보정을 가함으로써 사다리꼴 왜곡 보정이 이루어진다. 이때, 촬상부(7)에 의해 촬상된 각 화상의 휘도가 안정되므로, 정확한 사다리꼴 왜곡 보정이 고속으로 행해질 수 있다.
(변형예7) 상기 실시형태에서 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)의 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)를 가지는 프로젝터(1)는 투과형 액정 시스템의 프로젝터이다. 그러나, 본 발명은 이러한 프로젝터에 제한되지 않고, DLP(등록상표)(Digital Light Processing) 시스템 및 반사형 액정 시스템인 LCOS(Liquid Crystal On Silicon) 시스템 등을 채택한 프로젝터에서 실행될 수도 있다. 그래서, 자동 초점 조정 및 자동 줌 조정 등이 다양한 시스템을 채택한 프로젝터에 대해 행해지는 경우, 램프 구동 전력 제어부(3)의 램프 구동 전류 파형 및 촬상부(7)의 셔 터 개방 타이밍이 서로 동기되어 휘도에 플리커가 없는 화상 데이터가 취득될 수 있다.
(변형예8) 상기 실시형태에서는, 램프 구동 전력 제어부(3)와 촬상부(7)의 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(5)가 배치되므로, 자동 초점 조정시에 플리커가 없는 안정한 휘도로 촬상된 화상 데이터가 설정될 수 있다. 그러나, 본 발명은 자동 초점 조정에 제한되지 않으며, 예를 들어, 벽 등과 같은 불특정 투사 대상면에 각 색(적색, 녹색, 청색, 백색, 흑색 등)이 투사되고, 이 투사 대상면의 색에 대해 이 색과 본래 색 사이의 차이가 검출되며, 역보정이 이루어져 광이 투사되는, 투사 대상면에 대한 색 보정 기능을 실행하는 경우 등에도 사용될 수 있다. 그래서, 비록 종래에는 휘도의 분산에 의해 복수의 화상 데이터가 필요했지만, 본 발명에서는 1매의 화상 데이터를 설정하는 것으로 충분하므로 투사 대상면에 대한 색 보정 기능의 실행 속도가 향상될 수 있다.
(변형예9) 상기 제 1 실시형태에서는, 자동 초점 조정 방법으로서 화상 데이터의 모든 화소에 대해 인접하는 휘도차의 절대값의 총합이 계산된다. 그러나, 본 발명은 이 방법에 제한되지 않는다. 예를 들어, 화상 데이터의 모든 화소 대신에 특정 화소가 설정되고, 이 특정 화소에 대해서만 인접하는 휘도차의 절대값의 총합이 계산될 수도 있다. 그래서, 고속의 자동 초점 조정이 행해질 수 있다.
또한, 화상 데이터에서 단순히 가장 밝은 부분의 휘도를 최대화하는 초점 렌즈(41)의 위치를 초점 맞춤 위치로 설정하는 방법이 자동 초점 조정 방법으로 사용될 수도 있다. 또는, 화상 데이터에서의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분 사이 의 휘도차 또는 그 비를 최대화하는 초점 렌즈(41)의 위치를 초점 맞춤 위치로 설정하는 방법이 사용될 수도 있다. 또는, 화상 데이터의 인접하는 화소의 휘도차의 절대값의 거듭제곱의 총합을 최대화하는 초점 렌즈(41)의 위치를 초점 맞춤 위치로 설정하는 방법이 사용될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 다양한 초점 조정 방법이 사용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 화상을 투사하는 프로젝터의 광원 구동 방법으로서,
    광원에 전력을 공급하는 공정;
    상기 투사된 화상을 조정하기 위해 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 공정; 및
    광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 제어를 동기시키는 공정을 구비하는, 프로젝터의 광원 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어를 동기시키는 공정은, 동작 기준이 되는 신호를 발생시키는 동기 신호 발생 공정을 포함하고,
    상기 광원을 동작시키기 위한 전력을 공급하는 광원 구동부와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 화상 취득부가, 상기 동기 신호 발생 공정에서 발생된 상기 신호에 동기되어 동작하는, 프로젝터의 광원 구동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 취득부는, 상기 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와 동기하여 동일한 구동 파형의 기간에 상기 화상 데이터를 취득하고,
    상기 광원 구동부는, 상기 화상 취득부가 상기 화상 데이터를 취득한 후 상기 광원을 점등시킨 동안 전류를 변화시키는, 프로젝터의 광원 구동 방법.
  4. 화상을 투사하는 프로젝터로서, 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와, 상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 제어를 동기시키는 것으로,
    광을 출사하는 광원,
    상기 광원을 동작시키기 위한 전력을 공급하는 광원 구동부,
    상기 투사된 화상을 조정하기 위해 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 화상 취득부, 및
    동작 기준이 되는 신호를 발생시키는 동기신호 발생부를 포함하고,
    상기 동기신호 발생부는, 상기 광원 구동부의 전류 출력의 동작 타이밍을 결정하는 제 1 동작 신호와, 상기 화상 취득부가 상기 투사된 화상을 받아서 화상 데이터를 취득하는 동작 타이밍을 결정하는 제 2 동작 신호를 발생시키고, 상기 광원 구동부와 상기 화상 취득부가 동기하여 동작하는, 프로젝터.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 화상 취득부는, 상기 광원에 전력을 공급하는 구동 파형의 제어와 동기하여 동일한 구동 파형의 기간에 상기 화상 데이터를 취득하고,
    상기 광원 구동부는, 상기 화상 취득부가 상기 화상 데이터를 취득한 후 상기 광원을 점등시킨 동안 전류를 변화시키는, 프로젝터.
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