KR101017150B1 - 프로젝터의 화면크기 조정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사거리와 상관없이 사용자가 선택환 화면크기를 일정하게 유지하고자 한 것으로, 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아 확대한 영상을 출력하는 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린으로 구성되는 프로젝터 시스템에서, 상기 프로젝터는 상기 스크린에 투사되어 반사되어 오는 빛의 시간 및 밝기를 감지하고, 그에 따라 투사 거리와 무관하게 사용자가 원하는 화면크기가 일정하게 유지될 수 있도록 조정하기 위한 전동 렌즈를 포함하여 구성되며, 프로젝터에 전동 줌 렌즈를 장착하고, 투사거리를 감지할 수 있는 광 센서를 부착함으로써 투사거리에 관계없이 사용자가 설정한 화면 크기를 일정하게 유지할 수 있으므로 사용자 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

프로젝터/전동 줌 렌즈

Description

프로젝터의 화면크기 조정장치 및 방법{Method and apparatus for setting screen size of (a) projector}

도 1은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치를 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 프로젝터의 설치상태를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 프로젝터 101 : 전원 입력부

102 : 광센서 103 : 메모리

104 : 마이컴 105 : 렌즈 구동부

106 : 전동 렌즈 107 : 사용자 인터페이스

200 : 스크린

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 특히 프로젝터에 의해 투사된 화면의 투사 거리에 따라 화면 밝기가 자동으로 조정될 수 있도록 한 프로젝터의 화면 크기 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝터는 TV, VCR, DVD Player, PC, 캠코더등의 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아서 렌즈를 통해 확대한 영상을 스크린상에 나타내주는 장비로서 일종의 진보된 환등기이다.

빔 프로젝터라고 불리던 3관식 프로젝터와는 달리 현재의 LCD 및 DLP 프로젝터는 설정이 필요없이 각종 영상기기를 연결하기만 하면 자동으로 최적의 화면을 보여주는 기능을 갖추고 있어서 근래에 기업의 프리젠테이션 및 가정의 홈씨어터용으로 급속히 보급되고 있습니다.

데이터 프로젝터라고 불리기 위해서는 적어도 XGA(1024x768)급 이상의 패널 해상도를 가져야 될 것이며, 그 밝기 또한 중급 규모 이상의 회의실에서 화면이 어둡지 않다고 느껴질 정도의 밝기를 가져야 한다.

특히, 데이터 프로젝터라고 하면 PC 를 이용한 프레젠테이션(Presentation)이 주가 될 것이므로 PC 입력에 대한 호환성이 매우 중요하며, 화면의 일부분을 확대하거나 하는 등의 부가적인 기능이 있으면 더더욱 편리할 것이다.

이러한 프로젝터 종류로는 PRT(CRT) 프로젝터, LCD 프로젝터 및 DLP 프로젝터가 있다.

PRT(CRT) 프로젝터는 작고 상당히 밝은 브라운관에서 원하는 화면을 만든 후에 이것을 렌즈를 통해 스크린에 상이 맺히도록 하는 방식으로서, PRT(CRT)가 하나인 1관식과 R(적색), G(녹색), B(청색) 3 개의 PRT(CRT)를 가지는 3관식이 있다.

1관식의 경우에는 R, G, B 각각의 입자가 분리되어 보이므로 화면이 크면 입 자가 구분되어 보이므로 돋보기로 브라운관을 확대해서 보는 것처럼 과히 보기가 좋지가 않으나 스크린면까지의 거리에 따른 촛점의 조정이 용이한 잇점이 있고, 보통 밝기가 어둡고 해상도가 낮다.

3관식의 경우에는 R, G, B 빛을 각각 담당하는 PRT(CRT)관이 3 개가 존재하며, 이것들을 하나의 스크린상에 촛점이 일치하도록 투사해 주므로써 색이 분리되어 보이지 않는 좋은 영상을 얻을 수가 있고, 밝기와 해상도 또한 더 우수할 수 있다.

그러나 3개의 PRT(CRT)가 광축이 동일하게 일치하지 않으므로 3 개의 광축이 일치하는 선상에서 스크린면을 구성하고 거기에서 촛점을 맞추어야 되는 Convergence 조정상의 어려움이 있고, 부피가 상당히 크다는 단점이 있다.

요즘은 밝기가 떨어지고 PC 입력 시의 주파수에 따른 편향 조정의 어려움, 3관식의 경우 구조적인 단점에 의해서 발생하는 Convergence(촛점) 조정의 어려움 등등의 이유로 점점 사용이 줄고 있는 추세이다.

또한, 최근에 가장 많이 사용되고 있는 LCD 프로젝터는 가장 빠른 발전을 보여준 프로젝터로서 강력한 빛을 발하는 램프에서 발생된 빛을 투과형의 LCD 패널을 통과시킨 다음 렌즈로 전면스크린에 상을 맺도록 하는 방식의 프로젝터이다.

LCD Projector에서 사용하는 소자가 LCD 패널인만큼 LCD 패널의 해상도에 따라서 프로젝터의 해상도가 결정되며, 입력 주파수 변화에 따른 편향의 변화 등이 없어서 PC 입력에 대하여 강한 면을 지닌다.

LCD 프로젝터 역시 저가형의 단판식과 고가형의 3판식이 있는데 최근에는 초 저가형을 제외하고는 3판식을 선호하는 추세이며, 해상도도 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1366x768, 1366x1024 까지 등장하였고 가격대 및 밝기도 다양하게 존재한다.

특히 3판식 LCD 프로젝터의 경우에는 R, G, B 각각의 패널을 통과한 빛의 프리즘을 통하여 광축을 일치시켜 하나의 광원에서 빛이 나오는 것처럼 만들어 준 다음 렌즈를 통과하므로 스크린면과의 거리에 따른 촛점, Convergence 조정의 어려움이 없어서 설치도 용이하고 기기의 크기도 PRT(CRT) 방식의 프로젝터에 비해서 상당히 작은 잇점이 있으며, PRT(CRT) 형태에 비해서 상대적으로 상당히 밝게 만들 수 있다.

그러나 아직까지는 기존의 PRT(CRT) 방식에서처럼 자연스러운 색의 재현이나 높은 Contrast 비 등을 구현하기에는 기술적으로 어려움이 있으며 Gamma 특성이 PRT(CRT)에 비해서 좋지 않으므로 AV 매니아의 경우에는 여전히 PRT 방식을 선호하는 경우도 있다.

그러나 가격대비 성능, PC 입력 호환성의 우수함, 작은 사이즈, 밝은 화면 등의 장점으로 인하여 많은 기업체나 개인 사용자들이 LCD 프로젝터를 선호하고 있는 현실이다.

이와 같은 일반적인 프로젝터는 엔진부(램프부)와, 전원부와, 신호처리부 등으로 구성될 수 있으며, 상기 엔진부는 입력되는 신호를 광학적으로 확대하여 보여주는 것으로써 이런 역할을 하는 것이 광통(엔진)부의 가장 중요한 요소가 되며, 램프 밝기는 화면의 밝기를 결정짓는 가장 중요한 요소가 된다.

상기 전원부는 램프에 안정된 전원을 공급하여 프리커(fliker) 없는 빛을 제공하기 위한 안정기와, 기타 주변기기에 전원을 공급하기 위한 주 전원부로 구분될 수 있으며, 신호처리부는 영상신호를 처리하기 위한 것으로서, 디지털 신호처리가 이루어지기 때문에 디지털 보드라고도 한다.

이와 같이 구성된 프로젝터의 동작원리는 디스플레이 디바이스에 따라 그 동작원리에는 차이가 있으나, 공통된 부분만을 추출하여 설명하면, 일반적으로 신호입력과, 신호의 조합으로 영상이 이루어진다 할 수 있다.

즉, 좀더 자세히 설명하면 상기 램프를 통해 입력된 빛은 광학엔진으로 입력되어지고 3판식인 경우는 칼라 필터를 통해 R, G, B 3개의 빛으로 나뉘어져 신호 경로로 들어온 R, G, B 데이터 신호에 따라 데이터에 맞는 출력이 이루어짐으로써 투사렌즈로 모아져 이루어진 화면이 스크린에 투사되는 원리이다.

따라서, 이때 렌즈(도시생략)는 입력된 빛은 먼저 FEL(Fly Eyes Lens)를 통하여 화면에 골고루 투사될 수 있게 면적에 대해 균일한 빛을 갖게 하고, PBS를 통하여 P파를 S파로 변환하여 빛의 집적도를 높이며, 이렇게 집적도를 높인 후 칼라 필터를 통해 R, G, B의 빛으로 분리(3판식인 경우)되는 것이다.

또한, 신호처리부로부터 입력된 신호에 맞추어 각각의 픽셀 데이터에 맞는 디바이스가 온/오프 될 것이므로, 이렇게 데이터에 맞는 빛은 마지막으로 하나로 합쳐져서 투사렌즈로 입사되어 스크린에 투사되는 것이다.

그러나, 프로젝터는 그 부피와 무게면에서 다른 어떠한 영상표시기기보다 장점이 있기 때문에 휴대하기가 용이하므로 사무용, 가정용으로 두루 사용되고 있지 만, 투사형 장비라는 이유로 그 사용에 있어서 공간적, 시간적 제약이 뒤따르는 문제점이 있었다.

즉, 프로젝터 설치시 투사거리에 맞추어 수동으로 사용자가 렌즈를 조절하여 화면 크기를 맞추고, 초점을 맞추는 등의 작업이 요구되므로 사용자에게 번거로움을 유발시키는 다른 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 투사 거리에 관계없이 일정한 화면 크기를 투사할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치는 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아 확대한 영상을 출력하는 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린으로 구성되는 프로젝터 시스템에서, 상기 프로젝터는 상기 스크린에 투사되어 반사되어 오는 빛의 시간 및 밝기를 감지하고, 기 설정된 기준값과의 차이만큼 화면 크기를 자동 조정하기 위한 전동 렌즈를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

바람직하게 상기 프로젝터는 투사 거리에 따른 화면크기 기준값을 저장하기 위한 메모리와, 상기 스크린으로부터 반사되어 오는 빛의 밝기를 감지하기 위한 광센서와, 상기 스크린으로부터 반사되어 오는 빛의 시간에 따라 투사거리를 판단하 고, 상기 광센서를 통해 감지되는 광량에 따라 상기 메모리에 기 저장된 투사거리별 화면크기 기준값과 비교하여 해당 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 스크린에 투사되는 화면 크기가 자동 조정될 수 있도록 상기 전동 렌즈에 구동신호를 출력하는 렌즈 구동부로 구성되는데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 메모리, 전동렌즈 및 광센서를 구비한 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린으로 구성되는 프로젝터 시스템의 화면 크기 조정방법에 있어서, 사용자가 파워 온 명령을 입력하면 상기 프로젝터에서 스크린쪽에 투사하여 반사되는 시간 및 광량을 감지하는 단계와, 상기 감지된 반사시간 및 광량에 따라 상기 메모리에 기 저장된 투사거리별 화면크기 기준값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 상기 스크린에 투사되는 화면 크기가 조정될 수 있도록 상기 전동렌즈를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 상기 반사되는 시간 및 광량을 감지하는 단계는 상기 프로젝터에서 상기 스크린에 투사하여 반사되는 시간에 따라 투사거리를 판단하고, 광량에 따라 화면크기를 판단하는 단계인데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 상기 기준값과 비교하는 단계는 상기 감지된 감지시간에 따른 투사거리별 화면 사이즈가 상기 메모리에 기 정장된 기준 범위 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계인데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 상기 전동렌즈를 구동시키는 단계는 상기 전동렌즈의 줌 인/아웃(Zoom In/Out)을 제어하는 단계인데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치 및 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프로젝터의 설치상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아 확대한 영상을 출력하는 프로젝터(100)와, 상기 프로젝터(100)에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린(200)으로 구성되는 프로젝터 시스템에서, 상기 프로젝터(100)는 상기 스크린(200)에 투사되어 반사되어 오는 빛의 시간 및 밝기를 감지하고, 기 설정된 기준값과의 차이만큼 화면 크기를 자동 조정하기 위한 전동 렌즈(106)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 프로젝터(100)는 투사 거리에 따른 화면크기 기준값을 저장하기 위한 메모리(103)와, 상기 스크린(200)으로부터 반사되어 오는 빛의 밝기를 감지하기 위한 광센서(102)와, 상기 스크린(200)으로부터 반사되어 오는 빛의 시간에 따라 투사거리를 판단하고, 상기 광센서(102)를 통해 감지되는 광량에 따라 상기 메모리(103)에 기 저장된 투사거리별 화면크기 기준값과 비교하여 해당 제어신호를 출력하는 마이컴(104)과, 상기 마이컴(104)의 제어신호에 따라 상기 스크린(200)에 투사되는 화면 크기가 자동 조정될 수 있도록 상기 전동 렌즈(106)에 구동신호를 출력하는 렌즈 구동부(105)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 크기 조정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 프로젝터(100)의 파워 온 명령을 입력하면 상기 프로젝터(100)에서는 영상신호 입력시에는 영상신호를 상기 스크린(200)에 투사하고, 무신호시에는 그냥 빛을 상기 스크린(200)에 투사한다.

그러면, 상기 마이컴(104)은 상기 스크린(200)으로부터 반사되어 오는 빛의 시간을 감지하여 투사거리를 파악하고, 상기 스크린(200)으로부터 반사되어 오는 빛의 양을 상기 광센서(102)에서 감지하여 화면 크기를 판단하게 된다.

이때, 투사거리에 따른 기준화면 크기는 상기 메모리(103)에 기 저장되어 있으며, 다음 표와 같다.

4:3 화면 비율 mm
화면크기	40"	50"	60"	80"	100"	110"	120"	150"	180"	200"
화면높이	609	762	917	1219	1524	1679	1828	2286	2473	3048
가장짧은 거리	1200	1500	1800	2400	3000	3300	3600	4500	5400	6000
가장긴거리	1560	1950	2340	3120	3900	4290	4680	5850	7020	7800

즉, 40"의 화면구성을 최소 1.2m 거리에서 구현이 가능하며, 광학적 줌 기능을 이용하여 1.56m까지 구현이 가능하도록 설계되어 있으며, 가능 범위로 제시한 최대 화면 크기는 7.8m에서 200" 임을 알 수 있다.

예를 들어 화면크기가 60"일 경우 상기 메모리(103)에 기 설정한 범위에서는 1.8m ∼ 2.34m의 투사거리에서 가능한 화면이나, 상기 전동 렌즈(106)를 이동시킴에 따라 더 큰 투사거리의 마진(margin)을 확보할 수 있다.

왜냐하면 상기 전동 렌즈(106)에는 줌(Zoom) 기능이 있으므로, 실질적으로 투사거리를 3m로 하더라도, 줌(Zoom) 기능을 실행시킬 경우 60"화면을 구현할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 크기 조정방법을 도 3을 참조하여 설명하면 먼저, 사용자가 파워 온 명령을 입력하였는지 여부를 판단한다(S101).

사용자가 파워 온 명령을 입력하면 빛을 스크린에 투사하고, 투사된 빛의 반사속도 및 광량을 감지한다(S102∼S103).

상기 감지된 반사속도에 따라 투사거리를 판별한다(S104).

상기 판별된 투사거리에 따른 기준화면 크기를 메모리로부터 추출하여 상기 감지된 광량에 따른 화면 크기와 비교한다(S105).

이어서 상기 비교 결과 일치하는지 여부를 판단한다(S106).

상기 판단 결과(S106), 일치하면 사용자가 설정한 화면크기를 만족하는지 여부를 판단한다(S107).

이어서 사용자가 파워 오프 명령을 입력하면 종료한다(S108).

그리고 상기 판단 결과(S106), 일치하지 않으면 전동 줌 렌즈를 구동시켜 조정한다(S109).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치 및 방법은 투사 거리를 판단하여 그에 따라 전동렌즈를 줌 인/아웃을 제어함으로써 스크린에 투사되는 화면 크기를 사용자가 설정한 상태로 일정하게 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 이동이 자유로우며 투사렌즈 방식을 적용하고 있는 모든 기기에 적용이 가능하리라 판단된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프로젝터의 화면크기 조정장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

프로젝터에 전동 줌 렌즈를 장착하고, 투사거리를 감지할 수 있는 광 센서를 부착함으로써 투사거리에 관계없이 사용자가 설정한 화면 크기를 일정하게 유지할 수 있다.

따라서, 사용자가 원하는 화면 크기를 일정하게 유지시킬 수 있으므로 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아 확대한 영상을 출력하는 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린으로 구성되는 프로젝터 시스템에서,

   상기 프로젝터는 상기 스크린에 투사되어 반사되어 오는 빛의 시간 및 밝기를 감지하고, 상기 감지된 빛의 시간에 따라 투사거리를 판단하고, 상기 감지된 빛의 밝기에 따른 광량에 따라 화면크기를 판단하여, 상기 판단 결과에 따라 투사 거리와 무관하게 사용자가 원하는 화면크기가 일정하게 유지될 수 있도록 조정하기 위한 전동 렌즈를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 크기 조정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로젝터는

   투사 거리에 따른 화면크기 기준값을 저장하기 위한 메모리와, 상기 스크린으로부터 반사되어 오는 빛의 밝기를 감지하기 위한 광센서와, 상기 스크린으로부터 반사되어 오는 빛의 시간에 따라 투사거리를 판단하고, 상기 광센서를 통해 감지되는 광량에 따라 상기 메모리에 기 저장된 투사거리별 화면크기 기준값과 비교하여 사용자가 원하는 화면크기가 유지될 수 있도록 해당 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 투사 거리와 무관하게 상기 스크린에 투사되는 화면 크기가 사용자가 원하는 화면 크기로 자동 조정될 수 있도록 상기 전동 렌즈에 구동신호를 출력하는 렌즈 구동부로 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 화 면 크기 조정장치.
3. 메모리, 전동렌즈 및 광센서를 구비한 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 출력되는 확대된 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린으로 구성되는 프로젝터 시스템의 화면 크기 조정방법에 있어서,

   사용자가 파워 온 명령을 입력하면 상기 프로젝터에서 스크린쪽에 투사하여 반사되는 시간 및 광량을 감지하는 단계;

   상기 감지된 반사시간 및 광량에 따라 사용자가 선택한 화면크기에 따라 기 저장된 기준값과 비교하는 단계; 그리고,

   상기 비교 결과에 따라 사용자가 상기 스크린에 투사되는 화면 크기가 조정될 수 있도록 상기 전동렌즈를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 크기 조정방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 반사되는 시간 및 광량을 감지하는 단계는

   상기 프로젝터에서 상기 스크린에 투사하여 반사되는 시간에 따라 투사거리를 판단하고, 광량에 따라 화면크기를 판단하는 단계임을 특징으로 하는 프로젝터의 화면크기 조정방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 기준값과 비교하는 단계는

   상기 감지된 감지시간에 따른 투사거리별 화면 사이즈가 사용자가 선택한 화면 사이즈의 기 저장된 기준 범위 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계임을 특징으로 하는 프로젝터의 화면크기 조정방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 전동렌즈를 구동시키는 단계는

   상기 전동렌즈의 줌 인/아웃(Zoom In/Out)을 제어하는 단계임을 특징으로 하는 프로젝터의 화면크기 조정방법.

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