KR101873748B1 - 프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 프로젝터의 일 예는, 광을 발생시키는 광원부; 소정 파장의 광을 투과시키고 집광하는 제1 렌즈부; 집광된 광이 DMD부로 사이드로 입사되도록 반사하거나 DMD로부터 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 반사하여 출사하는 미러부; 미러부로부터 반사되어 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 출사하거나 집광된 광이 사이드로 미러부로 입사되도록 출사하는 DMD부; 및 미러부 또는 DMD부로부터 입사되는 광을 스크린상에 결상되도록 출사하는 제2 렌즈부;를 포함하되, 상기 프로젝터는, 각도 정보를 수집하고 획득하는 센서부와, 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 출사되는 이미지의 피봇을 위한 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

Description

프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법{A PROJECTOR AND A METHOD OF PROCESSING AN IMAGE THEREOF}

본 발명은 프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 타입뿐만 아니라 수직 타입도 동시에 지원 가능한 프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법에 관한 것이다.

최근 대화면, 고화질 디스플레이 장치는 가장 중요한 이슈(issue)의 하나로 떠오르고 있으며, 현재까지 이러한 대화면 디스플레이 장치로 개발되어 상용화된 것에는 대표적으로 프로젝션 TV와 프로젝터가 있다.

이때, 프로젝션 TV와 프로젝터는 공통적으로 광학 엔진이라는 장치를 포함하며, 이 광학 엔진내에는 신호 처리된 영상 정보를 표시해주는 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), DMD(Digital Micromirror Device)등의 디스플레이 소자가 사용된다.

최근 이러한 디스플레이 소자는 소형화, 경량화되어지는 추세에 있어서, 무겁고 두꺼운 CRT보다는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: "LCD")와 디지탈 미세 미러소자(Digital Micromirror Device: 이하 "DMD"라 함)가 널리 사용된다.

액정표시장치에는 투과형과 반사형으로 구분할 수가 있으며 현재 판매되는 대부분은 투과형이 주류를 이루고 있는데 외부에서 주어지는 전기적인 변이에 대해서 입사되는 편광의 회전각도가 변하고 특정한 방향의 편광판을 투과함에 따라서 광의 세기가 변하도록 하는 일종의 광 밸브 디스플레이 소자이다.

그러나, 상기 CRT와 상기 LCD는 아날로그 신호에 의해서 구동되는 소자이므로, 신호처리 최종단에서 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이하는 반면, DMD는 D/A 변환없이 디지털 신호를 펄스폭 변조(PWM)를 이용하여 구동하므로, D/A 변환에서 발생할 수 있는 에러를 최대한 없앨 수 있는 장점이 있어서 최근 디스플레이 표시 소자로 각광받고 있다.

다만, 종래 프로젝터는 수평 타입이 주를 이루고, 일부 50 ansi 이하 급 제품에서만 수직 타입의 제품이 존재하며, 그 사용 씬이 고정되어 있어, 그에 따른 부가 수단이 필요하거나 사용의 제한이 있는 등 문제가 있어 사용자에게 불편함을 준다.

이에 본 발명에서는, 점차 소형화, 경량화되어 가는 추세와 함께 고정된 씬의 종래 프로젝터와 달리 다양한 프로젝터의 사용 씬을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 하나의 프로젝터로 수평 타입과 수직 타입 모두를 지원할 수 있는 프로젝터 및 그 프로젝터의 이미지 처리 방법을 제공한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 명세서에서는 프로젝터 및 프로젝터에서 이미지 처리 방법을 개시한다.

본 발명에 따른 프로젝터의 일 예는, 광을 발생시키는 광원부; 소정 파장의 광을 투과시키고 집광하는 제1 렌즈부; 집광된 광이 DMD부로 사이드로 입사되도록 반사하거나 DMD로부터 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 반사하여 출사하는 미러부; 미러부로부터 반사되어 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 출사하거나 집광된 광이 사이드로 미러부로 입사되도록 출사하는 DMD부; 및 미러부 또는 DMD부로부터 입사되는 광을 스크린상에 결상되도록 출사하는 제2 렌즈부;를 포함하되, 상기 프로젝터는, 각도 정보를 수집하고 획득하는 센서부와, 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 출사되는 이미지의 피봇을 위한 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

이때, 상기 제어부는, 상기 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 프로젝터의 현재 타입을 식별할 수 있다.

그리고 상기 스크린상에 결상된 이미지의 높이 조절을 위한 출사각도 조절수단을 케이스 일면의 일측에 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 사용자의 입력을 수신하여, 상기 수신된 사용자의 입력에 따라 프로젝터의 상기 출사각도 조절수단을 제어할 수 있다.

그리고 상기 각도 정보와 프로젝터의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 프로그래밍한 복수의 피봇들을 미리 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 DMD부로 광이 사이드로 입사되도록 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어할 수 있다.

그리고 상기 제어부는, 상기 DMD부로 광이 바텀으로 입사되도록 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어할 수 있다.

한편, 상기 DMD부는, 바텀으로 입사된 광이 미러부를 통해 출사 렌즈로 수평하게 입사되어 이미지가 스크린상에 결상될 수 있다.

본 발명에 따른 프로젝터에서 이미지 처리 방법의 일 예는, 각도 정보를 수집하고 획득하는 단계; 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 출사되는 이미지의 피봇을 위한 미러와 DMD 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 단계; 및 각도 제어된 미러와 DMD 중 적어도 하나를 통해 처리된 광을 출사하여 이미지를 스크린상에 결상시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 프로젝터의 현재 타입을 식별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 스크린상에 결상된 이미지의 높이 조절을 위한 사용자의 입력을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 사용자의 입력에 따라 프로젝터의 출사각도 조절수단을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 각도 정보와 프로젝터의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 프로그래밍한 복수의 피봇들을 미리 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 미러와 DMD 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 단계에서, 상기 DMD로 광이 사이드로 입사되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 미러와 DMD 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 단계에서, 상기 DMD로 광이 바텀으로 입사되도록 제어할 수 있다.

그리고 상기 DMD는, 바텀으로 입사된 광이 미러를 통해 출사 렌즈로 수평하게 입사되어 이미지가 스크린상에 결상될 수 있다.

본 발명에 따르면,

첫째, 종래 전형적인 프로젝터 사용 씬보다 훨씬 다양한 사용 씬을 제공할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 하나의 영상 출력 기기를 이용하여 수평 타입뿐만 아니라 수직 타입에서도 원하는 이미지를 처리할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 별도의 지지수단이나 장치를 구비하지 않고도 영상출력기기 내에 구비된 출사각도 조절수단을 이용하여 다양한 출사 각도로 이미지를 출력할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모바일 프로젝터 모델의 일 예를 도시한 것,
도 2는 본 발명에 따른 모바일 프로젝터에서 수평 및 수직 타입을 구현하기 위한 구성 블록도의 일 예를 도시한 것,
도 3과 4는 각각 수평 타입과 수직 타입에서의 해상도와 관련된 피봇들을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 DMD부의 일 예를 도시한 도면,
도 7은 전술한 도 5의 DMD를 이용한 광학계 구조가 프로젝터 내에 배치된 형태를 프로젝터의 후면부에서 바라본 도면,
도 8은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면, 그리고
도 10은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조를 가진 프로젝터에서의 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 영상출력기기(image output device)에 관해 설명한다. 이때, 본 명세서에서는 본 발명의 이해를 돕고 설명의 편의를 위해, 영상출력기기로 프로젝터(projector)를 일 예로 하여 설명한다. 특히, 본 발명은, 전통적인 방식의 프로젝터와 달리 소형화, 경량화 또는/및 휴대성을 강조하는 포터블 또는 모바일 프로젝터(portable or mobile projector, 이하 ‘모바일 프로젝터’라 함)를 예로 하여 설명한다.

또한, 본 발명에서는 이러한 모바일 프로젝터를 이용하여 전통적인 프로젝터의 사용 씬(scene)과는 달리 하나의 영상출력기기로 수직 및 수평 타입(vertical and horizontal type)을 모두 구현하고자 한다. 다만, 본 발명의 기술 사상이 후술하는 실시 예에 한정되거나 프로젝터에만 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.

한편, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터는 DMD(Digital Micro-mirror Device)를 이용하는데, 여기서 DMD라 함은 디지털 광 프로세싱(Digital Light Processing: 이하 ‘DLP’라 함) 시스템에서 사용되며, 다수의 미세거울을 +10 내지 -10도로 변화시켜 광의 반사각도를 2가지 모드로 변환시키는 작용을 하는 일종의 광 스위치 디스플레이 소자이다. 또한, 광의 세기는 특정한 각도로 광을 보내 주는 시간을 가지고 조절하도록 되어 있다. 그리고 DMD에 빛이 입사 및 출사되는 방식에 따라 DLP시스템은 직접반사방식과 전반사(Total Internal Reflection: 이하 "TIR"이라 함) 프리즘 방식으로 구분된다.

도 1은 본 발명에 따른 모바일 프로젝터 모델의 일 예를 도시한 것이다.

도 1(a)는 수평 타입의 씬을 위한 프로젝터를 도시하였고, 도 1(b) 내지 (d)는 수직 타입의 씬을 위한 프로젝터를 도시하였다. 즉, 본 발명은 상술한 바와 같이, 하나의 영상출력기기를 이용하여 수평 타입의 씬과 수직 타입의 씬에 모두 이용할 수 있다.

도 1(a) 내지 (c)와 같이, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터의 일면 즉, 전면부의 소정 위치에는 내부에서 처리된 영상 신호가 출력되는 출력부가 구비된다. 한편, 도 1(d)와 같이, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터의 다른 일면에는 사용자의 입력 내지 모바일 프로젝터의 제어 등을 위한 소정 기능 키 등 제어 패널(control panel)이 제공된다. 이때, 상기 제어 패널은 예를 들어, 상기 전면부에 대응되는 반대면 즉, 후면부나 상기 전면부 외의 다른 면에 위치할 수도 있다. 또한, 모바일 프로젝터에는 스피커도 구비될 수 있다. 이외에도 모바일 프로젝터는 소형화 또는 경량화와 관련하여, 전원 온/오프 정도를 제외한 각종 기능키 등 제어패널 자체를 전혀 구비하지 않고 외부의 제어 리모컨 등의 신호에 대응하여 모듈에서 처리하여 제공할 수도 있다. 또한, 이러한 환경을 위하여, 프로젝터 내부에 IP, 와이파이(WI-FI), 클라우드(CLOUD) 등과 액세스 또는/및 처리를 위한 유/무선통신 모듈을 구비할 수 있으며, 상기 모듈을 통해 송/수신되는 데이터를 처리하는 모듈을 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터는, 프로젝터의 접촉면의 소정 부분에 출력되는 이미지의 출사각도 조절을 위한 수단을 더 구비할 수 있다. 이러한 이미지 출사각도 조절 수단은 예를 들어, 수평 및 수직 타입 중 적어도 하나에 이용될 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 이미지 출사각도 조절수단은 프로젝터를 지지하는 부분과 접촉한 면 즉, 하부면(이는 수평 타입과 수직 타입에서 서로 다른 면일 수 있다.)의 적어도 일측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 하부면의 양측에 모두 고정된 경우에는 각각 개별적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 이미지의 출사각도를 높이기 위해서는 도 1(c)와 같이, 하부면의 전반부에 구비된 조절수단의 높이는 키우고 후반부에 구비된 조절수단은 고정시키거나 적어도 전반부에 구비된 조절수단의 높이보다 낮게 제어하여 구현할 숭 있다. 한편, 도 1(a) 및 1(c)와 같이, 수평 타입이나 수직 타입의 경우에는 모바일 프로젝터의 하부면에 적어도 일측에 일정 높이의 고정된 지지대와 같이 고정된 각도 조절을 위한 수단을 구비할 수도 있다. 한편, 이러한 이미지 출사각도 조절 수단을 이용한 이미지 출사각도 조절은 전술한 바와 같이 그 수단에 따라 고정된 각도만을 제공하거나 정해진 각도의 범위 내에서 사용자가 원하는 정도의 각도를 수동 또는 자동으로 제공할 수도 있다.

특히, 종래 프로젝터는 주로 테이블 위나 천장에 고정하여 사용하거나 휴대가 가능한 경우에도 별도의 프로젝터 지지수단 또는 각도조절수단을 이용하였으나, 본 발명에서는 이러한 불편을 개선하고자 프로젝터의 일 구성으로 이미지 출사 각도 조절 수단을 포함함으로써 수평 타입은 물론 수직 타입에서도 편리하고 간단하게 원하는 각도로 제어(각도를 높이거나 낮춤)가 가능하게 되어 장애물 등이 있는 경우에도 별도의 지지수단이나 각도조절수단을 구비하지 않고도 방해없이 이미지를 출사할 수 있다.

한편, 최근 휴대성과 기술력을 강조하는 트렌드에 따라 사용자들도 그러한 면에 관심을 두면서 프로젝터의 전체적인 뎁쓰(depth)가 얇아졌다. 이는 결국 프로젝터 본체의 두께 특히, 수평 타입의 프로젝터의 경우에는 본체의 높이가 낮아지고 있음을 의미하며, 이로 인해 사용자는 프로젝터 하부면에 별도의 수단을 이용하여 인위적으로 프로젝터의 이미지 출사각도를 조절하였다. 이러한 수동적인 각도조절은 주변 환경 등에 따라 구현할 수 없는 경우도 있으며, 프로젝터 자체의 고정이 완벽하지 않아 제품에 손상을 줄 수도 있다.

또한, 프로젝터 구동을 위해 필요한 전원이나 기타 단자 등의 연결 역시 프로젝터의 소형화 내지 경량화에 따라 필요한 전원 공급이나 단자 연결 등에 불편함을 줄 수 있으며, 이미지가 출사되는 출력부와 하부면 사이에서도 시각적으로 프로젝터의 낮은 뎁쓰는 불편함 또는 불안감을 줄 수도 있다.

그 밖에 본 발명에서는 종래 전형적인 수평 타입의 프로젝터와 달리, 수직 타입의 씬도 가능하도록 프로젝터가 수평 및 수직 타입 씬들을 처리할 수 있도록 함으로써, 좁은 공간에서도 프로젝터를 효율적으로 활용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 수납시에도 소형화 내지 경량화에 따라 심미감을 주며 공간 활용도를 높일 수 있다. 예컨대, 수직 타입으로 책과 같은 형상을 제시하거나 고객에게 프로젝터가 어렵고 복잡한 제품이 아니라 사용자 친화적인 이미지를 부여하여 동시에 책에서 정보가 쏟아지는 느낌을 가시화하여 디자인으로 구현할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 모바일 프로젝터에서 수평 및 수직 타입을 구현하기 위한 구성 블록도의 일 예를 도시한 것이다.

여기서, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터는 사용자가 별도의 설정을 하지 않더라도 자동으로 수평 또는 수직 타입을 인식하여 그에 따른 동작을 수행할 수 있도록 하고자 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 모바일 프로젝터는 영상처리부(210), 각도인식 센서부(220), 패널(230) 등을 포함한다. 다만, 도 2에서는 하나의 영상출력기기를 통해 수평 및 수직 타입을 모두 또는/및 동시에 구현함에 있어서, 필요한 구성만을 개시하거나 포함하였다. 다만, 여기서, 모바일 프로젝터의 일부 구성이 빠지거나 하나의 모듈로 모듈화될 수 있으며, 반대로 될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 각도인식 센서부(220)는 기계적인 스위칭 센싱, 자이로 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상의 조합으로 모바일 프로젝터가 현재 수평 타입인지 아니면 수직 타입인지를 인식 또는 식별한다. 또한, 이러한 센서는 한 번 고정된 모바일 프로젝터에 움직임이 있으면 계속하여 정보를 수집하여 타입 변경 유무 등에 대한 데이터를 수집하여 실시간으로 타입 변화에 대응할 수 있다.

스위칭 센싱(switching sensing) 방식은 일반적인 슬라이드 스위치에 추를 부착하여 위치 변경시 출력 전압이 변경되어 각도를 인식할 수 있다. 그리고, 자이로 센서(gyro sensor) 방식은 회전 각속도를 측정하여 변화량을 전압으로 출력한다. 또한, 가속도 센서 방식은 모바일 프로젝터에 적용되어 기울기 정보를 피드백(feedback) 받아 키스톤(keystone)을 보정하는 방식으로 사용 중/소정 각도(예컨대, 90도)까지 인식 가능하다.

각도인식 센서부(220)는 상기 방식 중 적어도 하나를 이용하여 아날로그 또는 디지털화된 각도 정보를 수집하고 획득하여 영상처리부(210)로 전송한다.

또한, 본 발명에 따른 영상처리부(210)는, 제어부(CPU or controller)(212), 외부영상 처리부(214), 스케일러(scaler)(218) 및 OSD(On Screen Display)(216)를 포함한다. 또한, 영상 처리부(210)는 도시되진 않았으나, 제어부(212) 구동을 위한 소프트웨어 내지 프로그램 및 OSD 데이터를 저장하거나 외부입력 영상 등을 일시 저장하기 위한 저장매체를 더 포함할 수도 있다.

외부영상 처리부(214)는 예컨대, 영상 데이터를 송수신하기 위한 입력 수단으로 다수의 포트(port)를 구비할 수 있다. 이때, 모바일 프로젝터는 상기 포트를 통하여 비디오, RGB-PC, 콤포넌트(Component), HDMI, USB와 연결되어 각종 데이터를 송수신할 수 있다.

외부영상 처리부(214)는 입력되는 외부영상 데이터를 출력하기 위한 데이터 포맷으로 처리한다. 여기서, 처리라 함은 단순 포맷 변경, 복호, 다중화/역다중화 등 중 어느 하나이거나 모두일 수 있다.

한편, 외부영상 처리부(214)는, 포트 등을 통해 외부입력과 연결된 경우, 이를 제어부(212)로 전송하고, 처리된 외부입력 데이터를 스케일러(218)로 전송한다.

제어부(212)는 외부영상 처리부(214)의 데이터가 각도인식 센서부(220)로부터 수신된 각도 정보에 기초하여 적절한 출력 포맷으로 스케일링될 수 있도록 스케일러(218)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 출력한다.

스케일러(218)는, 제어부(212)에서 출력된 제어 신호에 기초하여 외부영상 처리부(214)에서 처리되어 수신된 외부영상 데이터를 적절한 포맷으로 스케일링한다. 여기서, 상기 적절한 포맷으로 스케일링한다고 함은 예컨대, 수평 또는 수직 타입에 따라 미리 정해진 해상도나 거리 등에 따른 적절한 해상도를 계산하여 이미지에 소정 가공을 하는 것을 의미한다. 예컨대, 이미지를 0도, 90도, 270도 또는 360도로 로테이션할 수도 있고, 해당 타입에 따라 미리 정한 해상도 1280*800이나 800*600 등으로 스케일링할 수도 있다. 한편, 일 예로, 기본 해상도가 1280* 800이라고 가정하면, 도 3은 수평 타입에서의 해상도 내지 이미지 출사를 예시한 것이고, 도 4는 그와 대응되는 수직 타입에서의 해상도 내지 이미지 출사를 예시하였다. 예를 들어, 획득된 각도 정보가 0도나 360도인 경우(수평 타입) 도 3(a) 내지 (c)와 같이, 원래 해상도로 스케일링하고, 각도 정보가 90도나 180도인 경우(수직 타입) 도 4(a) 내지 (c)와 같이 원래 해상도보다 낮은 해상도로 스케일링함으로써, 본 발명에 따라 수평 타입과 수직 타입 어느 타입에서도 적절하게 이미지가 출사되도록 할 수 있다.

또한, 스케일러(218)는 후술하는 광학계의 구조에 따라 수평 또는 수직 타입 중 어느 하나의 타입을 기준으로 다른 타입에서 해상도를 변경할 수도 있으나, 양 타입에서 해상도가 변경되지 않도록 할 수도 있다.

한편, 스케일러(218)는 제어부(212)의 제어에 따라 출력되는 이미지의 출력 포지션을 적절하게 설정하고 그에 따른 스케일링을 할 수도 있다.

OSD부(216)는 전술한 제어 패널을 통한 사용자 등의 입력이나 이미지 출사와 관련하여 필요한 OSD 데이터를 적절하게 생성하거나 기 생성된 OSD 데이터를 출사되는 이미지의 소정 영역에 표시되도록 스케일러부(218)로 전송한다. 한편, OSD부(216) 역시, 제어부(212)에서 수신된 각도 정보에 기초한 제어 신호에 따라 수평 또는 수직 타입에 따른 적절한 OSD 데이터 포맷을 출력할 수 있다.

제어부(212)는 상술한 내용 이외에도 영상처리부(210)뿐만 아니라 각종 센서 관리 및 유지, 모바일 프로젝터의 전원관리, 오동작 유무 체크, 메모리 관리, 저장매체 제어, 각도 정보 저장 등 모바일 프로젝터 구동에 관련된 모든 제어 동작을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 패널(230)은, 각도인식 센서부(220)에서 획득된 각도 정보에 기초하여 영상처리부(210)에서 처리된 영상을 수신하여 외부로 출력한다.

또한, 상기에서는 주로 각도를 인식하여 모바일 프로젝터의 수평 또는 수직 타입을 인식하였으나 예컨대, 이미지가 출사되는 출력부와 각종 기능 키 등이 구비된 제어 패널을 제외한 각 면에 접근 센서나 무게감지 센서 등을 두어 그 타입을 인식할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 최근 소형화, 경량화되어지는 프로젝터의 추세에 맞춰 무겁고 두꺼운 CRT보다는 액정표시장치(LCD)와 디지털 마이크로-미러 소자 즉, DMD를 이용하는바, 특히 후자인 DMD를 이용한다. 이러한 디스플레이 소자는 예컨대, 제어부(212)의 제어에 따라 출사할 이미지를 처리하는 전술한 영상처리부(210) 내에서 스케일러(218)의 일 구성이거나 개별 모듈일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조를 가진 모바일 프로젝터의 일 예는, 빔을 발광하는 광원부(510), 상기 광원부(510)에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키고 집광하는 제1 렌즈부(520), 상기 제1 렌즈부(520)에서 통과된 빔을 반사시키는 미러부(530), 상기 미러부(530)를 통해 입사된 빔을 제2 렌즈부(550)로 반사시키는 DMD부(540) 및 상기 DMD부(540)에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 제2 렌즈부(550)를 포함하여 구성된다.

기본적으로, 도 5의 사이드 일루미네이션(side illumination) DMD를 이용한 광학계 구조에서는 수평 타입을 기준으로 한 것으로 또 다른 반사체 즉, 미러부(530)를 이용하여 빛의 입사 방향을 수직 타입에서도 사이드로 입사 가능하도록 하는 것이다. 따라서, 각도정보 센서부(220)에서 수집된 정보에 따라 수평 타입에서 수직 타입으로 전환되더라도 손실되는 픽셀이 없도록 유지하면서, 사이드 일루미네이션 DMD의 특성인 빛의 입사방향을 가로축으로 가능하게 한다.

광원부(510)는, 적색(R), 녹색(G), 및 파란색(B)에 대한 광원을 직접 생성하거나 또는 발광 소자를 소정 파장에 해당하는 칼라휠을 통과시켜 원하는 광원을 생성하는 광원부와, 광원부에서 발광된 광이 입사되면 이를 집속하는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자로는 예컨대, 형광 램프, 백열 전구, 레이저 다이오드(LD), 유기화학 다이오드(OLED) 등이 사용될 수 있다.

광원부(510)는, 극히 짧은 순간에 온/오프(on/off)가 조절될 수 있으며, DMD부(540)와 시간적으로 동기(Synchronized) 되어 발광할 수 있다. 즉, 발광소자와 DMD부(540)는 온/오프 시간이 동시에 또는 선택적인 시차를 두고서 연동되어 작동할 수 있다.

상기에서 칼라휠은 회전하는 모터에 적, 녹, 청의 필터가 원반 형태로 부착되어 회전함에 따라서 순차적으로 색이 필터링되어 나가도록 하는 작용을 한다.

제1 렌즈부(520)는, 콜리메이팅 렌즈를 통과한 광을 입사 방향의 수직 방향으로 반사하는 파장선택 필터, 파장선택 필터를 거친 광의 밝기를 균일하게 변환하는 로드 렌즈(Rod lens), 로드 렌즈를 통해 광의 밝기가 균일하게 변환된 광을 집광하는 집광렌즈를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 파장선택 필터는 파장에 따라 선택적으로 투과 혹은 반사하여, 삼색의 광의 진행 경로를 일치시키는 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 미러는 청색광은 투과하고, 녹색광은 반사시키거나 적색광은 투과하고 녹색광과 청색광은 반사시키는 작용을 할 수 있다. 다만, 다이크로익 미러를 통해 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광은 동일한 경로를 지날 수 있다. 상기 로드 렌즈는 스크린에 투사될 화상이 동일 평면상에서 동일한 휘도를 갖도록 면광원화할 수도 있다.

미러부(530)는, 하나 또는 그 이상이 이용될 수 있으며, 제1 렌즈부(520)를 거쳐 집광된 빛이 사이드 일루미네이션 DMD부(540)에서 적절하게 처리될 수 있도록 반사하는 기능을 한다. 이러한 미러부(530)는 경우에 따라 프리즘을 더 포함할 수도 있다. 이러한 프리즘은 예컨대, 전반사를 이용하는 제1 프리즘과 또 다른 전반사를 특정한 각도로 일으키기 위한 제2 프리즘 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 여기서, 미러부(530)는 미러만 존재하거나 상기 프리즘과 결합될 수도 있다. 예컨대, 제1 프리즘을 미러가 대신하고 DMD부(540)를 거친 광이 제2 프리즘을 통해 제2 렌즈부(550)로 입광될 수 있으며, 제1 프리즘은 그대로 이용하고 제2 프리즘을 상기 미러가 대신할 수도 있다.

한편, 미러부(530)는, 본 발명에 따른 제어부(212)에서 각도 정보를 기초로 생성한 제어 신호에 기초하여 미러의 각도가 고정되어 있지 않고 임의로 제어될 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 도 5의 예시는 수평 타입을 기초로 구현이 되었다면, 수직 타입으로 타입 변경시 제어부(212)의 제어에 따라 DMD부(540)의 회전 등이 없이도, 미러의 각도가 회전되지 않은 DMD부(540)로 광이 사이드로 입사되도록 제어됨으로써 픽셀 손실이 없도록 처리할 수 있다.

DMD부(540)는, 미러부(530)로부터 입사되는 광을 화상 신호에 따라 마이크로-미러의 반사각을 조절하여 제2 렌즈부(550)로 입사시킨다.

DMD부(540)는, 기본적으로 도 6과 같이 빛의 입사방향이 사이드로 입사되는 경우에 패널에 구비된 다수의 마이크로-미러 소자들을 이용하여 제2 렌즈부(550)로 원하는 광을 원하는 픽셀에 결상되도록 처리한다.

DMD부(540)는, 도시되진 않았으나, 블랙 보드 상의 소정 부분에 마련되는 다수의 전극과, 램프에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로-미러와, 상기 마이크로-미러를 지지하기 위한 축을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 전극은 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계를 이용하여 축을 이동시키기 위해 블랙 보드 상에 마련된다.

한편, 마이크로-미러는 16㎛의 미세한 다이아몬드 형 픽셀 형태로 제조되어 축에 의해 ±10도로 회동하여 광원에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 제2 렌즈부(550)를 통해 스크린에 반사한다. 다시 말하여, 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계 작용을 이용하여 다이아몬드 형의 마이크로-미러를 상하 방향으로 ±10도 내에서 회동시킴으로써, 광원부(510)와 스크린 사이의 광 경로가 제어된다. 즉, 마이크로-미러를 이용하여 고속으로 스크린을 온/오프(ON/OFF) 할 수 있다.

DMD는 상부에 화면의 최소 표시 단위인 화소들이 마이크로-미러들로 구성되고, 각각의 마이크로-미러들은 전기적 신호에 따라 ±θ의 틸트 모드(tilt mode)를 갖는다. 실제로 DMD의 마이크로-미러들의 틸트 방향은 정방향 화소의 대각 방향을 축으로 구동되지만, 여기서는 설명의 편의를 위하여 종방향 축을 기준으로 구동하는 것, 즉 마이크로-미러들이 좌우로 ±θ의 각도만큼 움직이는 것으로 설명할 수도 있다.

또한, DMD를 제2 렌즈부(550)를 통하여 스크린에 확대 결상시키는 구성에 있어서, 결상 조건으로 DMD 면과 제2 렌즈부(550)의 광축은 수직적으로 위치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조를 갖는 광학계는 입사되는 조명광이 마이크로-미러에 의해 반사되어 제2 렌즈부(550)에 수직하게 입사되는 상태가 on-state(white)이다. 이때, 조명광의 주축광은 제2 렌즈부(550)의 중심축과 2θ가 되며, 상기 마이크로-미러는 DMD면과 +θ의 각을 가질 수 있다. 이러한 상황에서 상기 마이크로 미러가 DMD면과 -θ의 각을 갖게 되면 조명광의 주축광은 제2 렌즈부(550)의 중심축으로부터 4θ의 각도로 반사된다. 이때, 상기 조명광이 제2 렌즈부(550)를 투과하지 못하므로 차단광이 되며, off-state(black)라 한다.

제2 렌즈부(550)는, DMD부(540)를 거쳐 입사되는 광을 도시되진 않았으나 스크린상에 결상한다.

도 7은 전술한 도 5의 DMD를 이용한 광학계 구조가 프로젝터 내에 배치된 형태를 프로젝터의 후면부에서 바라본 도면이다.

도 7을 참조하면, 하부 광원부(510)에서 생성된 광이 제1 렌즈부(520)를 거쳐 집속되고, 미러부(530)에서 DMD부(540)로 수직(z) 방향으로 입사되고, DMD부(540)에서 제2 렌즈부(550)로 수평(x) 방향으로 입사된다. 여기서, 수평 방향 x는 예컨대, 도면상에서는 아래로 향하게 도시되었으나 이는 DMD부(540)와 수평하게 위치한 제2 렌즈부(550)로 입사되는 방향 즉, 화면의 뚫고 들어가는 방향이다.

한편, 프로젝터가 수평 타입에서 수직 타입으로 변경이 되면, DMD부(540)는 그대로 유지한다. 이 경우, 수평 타입과 동일한 방식으로 미러부(530)가 광원부(510)와 제1 렌즈부(520)를 거쳐 입사된 광을 DMD부(540)로 입사하면, 스크린상에 출사되는 이미지는 수직으로 기울어진 영상이 출력된다. 따라서, 이를 보상하기 위해, 미러부(530)는 예컨대, 여전히 DMD부(540)에서 사이드 일루미네이션이 가능하도록 사이드로 입사하되 입사되는 광의 각도를 수평 타입과는 다른 각도에 입사되도록 제어한다.

도 8은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7과 유사한 구조를 가지나, 전술한 도 7이 예컨대, 프로젝터의 타입에 따라 미러부(530)의 각도를 제어하는 것이라면, 도 8에서는 DMD부(540)의 각도를 프로젝터의 타입에 따라 제어하는 것이다.

도 8에서는 예컨대, 미러부(530)는 항상 DMD부(540)와 광이 수직으로 입사되도록 반사하고, DMD부(540)는 프로젝터의 타입에 따라 90도, 180도, 270도 등으로 회전하는 것이다.

도 8과 같이 DMD부(540)를 회전하면, 프로젝터는 수평 타입과 수직 타입에서 항상 미리 정한 방향으로만 고정되어야 스크린에 이미지가 결상되는 것이 아니라, 프로젝터를 임의의 방향으로 고정하더라도 그에 대응할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9는 도 7 내지 8과 달리, DMD부(540)로 입사되는 광이 사이드가 아니라 바텀(bottom)으로 입사되도록 처리하는 것이다. 예컨대, 도 9에서는 도 7 내지 8에서의 미러부(530)와 DMD부(540)의 위치가 서로 바뀌는 것이다. 이 경우, DMD부(540)는 제1 렌즈(520)를 거쳐 집광된 광이 바텀으로 입사되면 마이크로-미러를 통해 이를 출사하고, 이렇게 출사된 광은 미러부(530)를 거쳐 제2 렌즈부(550)로 사이드로 입사된다.

이 경우에도 각도 정보에 기초하여 현재 DMD부(540)의 각도를 변경된 타입에 따라 조절함으로써 간단하게 프로젝터 타입 변경에 대응할 수 있게 된다.

한편, 도 7 내지 9에서, 프로젝터는 프로젝터의 타입에 따라 미리 피봇을 다수 개 정의하고 생성하여 테이블화시켜 이를 저장매체에 저장하면, 훨씬 빠르고 효율적으로 이미지를 처리할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 광학계 구조를 가진 프로젝터에서의 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

우선, 각도 인식 센서(220)를 통해 현재 프로젝터의 타입 식별을 위한 각도 정보를 수집하고 획득한다(S1001).

이렇게 획득된 각도 정보에 기초하여 제어부(212)에서 현재 프로젝터의 타입을 식별하고, 식별된 프로젝터 타입에 따라 미러부(530) 또는/및 DMD부(540)를 제어신호를 생성한다(S1003). 즉, 제어부(212)는, 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 출사되는 이미지의 피봇을 위한 미러와 DMD 중 적어도 하나의 각도를 제어한다.

이때, 제어부(212)는 이전 각도 정보와 상기 획득된 각도 정보를 비교하여 현재 프로젝터의 타입을 식별할 수 있다.

한편, 제어부(212)는 미러부(530)와 DMD부(540)를 제어함에 있어서, 변경된 프로젝터 타입에 따라 미리 프로그래밍되어 저장된 피봇에 따라 광이 출사되어 스크린상에 이미지가 결상되도록 제어 신호를 생성할 수도 있다.

생성된 제어 신호에 기초하여 미러부(530) 또는 DMD부(540)를 제어하여 제2 렌즈부(550)로 입사되는 광을 처리하여 스크린상에 이미지를 결상한다(S1005). 다시 말해, 각도 제어된 미러와 DMD 중 적어도 하나를 통해 처리된 광을 출사하여 스크린에 결상시킴으로써, 본 발명에 따른 프로젝터에서 이미지를 처리한다.

이상 상술한 본 발명에 따르면, 종래 전형적인 프로젝터 사용 씬보다 훨씬 다양한 사용 씬을 제공할 수 있는데 일 예로, 하나의 영상 출력 기기를 이용하여 수평 타입뿐만 아니라 수직 타입에서도 원하는 이미지를 처리할 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면, 별도의 지지수단이나 장치를 구비하지 않고도 영상출력기기 내에 구비된 출사각도 조절수단을 이용하여 다양한 출사 각도로 이미지를 출력할 수 있다.

상기 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.

210: 영상처리부 212: 제어부
214: 외부영상 처리부 216: 스케일러
218: OSD 220: 각도인식 센서부
230: 패널 510: 광원부
520: 제1 렌즈부 530: 미러부
540: DMD부 550: 제2 렌즈부

Claims (15)

1. 프로젝터에 있어서,
   광을 발생시키는 광원부;
   특정 파장의 광을 선택적으로 투과 또는 입사 방향의 수직 방향으로 반사시키는 파장선택 필터, 상기 파장선택 필터를 거친 광의 밝기를 균일하게 변환하는 로드 렌즈 및 변환된 광을 집광하는 집광렌즈로 구성되는 제1 렌즈부;
   집광된 광이 DMD부로 사이드로 입사되도록 반사하거나 DMD로부터 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 반사하여 출사하는 미러부;
   미러부로부터 반사되어 사이드로 입사되는 광을 제2 렌즈부로 출사하거나 집광된 광이 사이드로 미러부로 입사되도록 출사하는 DMD부; 및
   미러부 또는 DMD부로부터 입사되는 광을 스크린상에 결상되도록 출사하는 제2 렌즈부;
   외부영상 데이터를 수신하는 외부영상 처리부;
   상기 수신된 외부영상 데이터를 스케일링하는 스케일러;
   각도 정보를 수집하고 획득하는 센서부 및
   획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 출사되는 이미지의 피봇을 위한 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 획득된 각도 정보와 이전 각도 정보에 기초하여 프로젝터의 현재 타입을 식별하고,
   상기 스케일러를 제어하여, 상기 식별된 프로젝터의 현재 타입에 따라 서로 다른 해상도를 갖도록 상기 외부영상 데이터를 스케일링하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 스크린상에 결상된 이미지의 높이 조절을 위한 출사각도 조절수단을 케이스 일면의 일측에 더 구비한 프로젝터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   사용자의 입력을 수신하여, 상기 수신된 사용자의 입력에 따라 프로젝터의 상기 출사각도 조절수단을 제어하는 프로젝터.
5. 제3항에 있어서,
   상기 각도 정보와 프로젝터의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 프로그래밍한 복수의 피봇들을 미리 저장하는 저장부;를 더 포함하는 프로젝터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 DMD부로 광이 사이드로 입사되도록 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 프로젝터.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 DMD부로 광이 바텀으로 입사되도록 상기 미러부와 DMD부 중 적어도 하나의 각도를 제어하는 프로젝터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 DMD부는,
   바텀으로 입사된 광이 미러부를 통해 출사 렌즈로 수평하게 입사되어 이미지가 스크린상에 결상되도록 하는 프로젝터.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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