KR20000008997U - 프로젝터의 초점 자동조절장치 - Google Patents

Abstract

프로젝터의 전원 인가 초기에 프로젝터와 스크린 사이의 거리를 감안한 최적의 초점이 맞추어지도록 한 본 고안의 프로젝터의 초점 자동조절장치는; 원격지의 스크린을 향해 광선을 발사하고, 상기 스크린에 반사되어 프로젝터 측으로 되돌아오는 광선을 검출하는 거리 감지부와, 상기 프로젝터의 광학 렌즈 중 임의의 렌즈를 수평 방향으로 전후 이동시키는 렌즈 이송부 및 상기 거리 감지부의 광선 발사시점과 광선 검출시점 사이의 시간차를 토대로 상기 스크린과 상기 프로젝터 사이의 거리를 연산하고, 상기 렌즈 이송부를 구동하여 상기 연산된 거리에 따라 상기 렌즈의 위치가 가변 되도록 제어하는 마이콤을 포함하여 구성된다.

Description

프로젝터의 초점 자동조절장치

본 고안은 프로젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로젝터의 사용 초기에 광학 렌즈의 초점이 자동으로 맞추어지도록 된 프로젝터의 초점 자동조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치라 함은 문자, 그래프 또는 도형으로써 정보를 시각적으로 표시하는 장치를 뜻하며, 비근한 예로 CRT 모니터, 프린터, 플롯터 등을 들 수 있다.

프로젝터, 다시 말해 투사형 디스플레이 장치(projection type display unit) 또한 디스플레이 장치의 일종으로서, CRT 또는 액정 패널에 표시된 화면을 광학 렌즈를 통해서 스크린 상에 확대 투사하는 장치이다.

프로젝터의 광학 렌즈로는 포커스 렌즈(focus lens)와 투사 렌즈(projection lens)가 병용되는 것이 일반적이며, 포커스 렌즈는 마치 전자 현미경의 대물 렌즈와 같아서 CRT 또는 액정 패널에 표시된 화면을 확대하고, 투사 렌즈는 상기 포커스 렌즈에 의해 맺혀진 상을 다시 확대하여 스크린 상에 투사한다.

이와 같이, 광학 렌즈를 이용해 영상을 확대하여 스크린 상에 투사하는 프로젝터에 있어서 프로젝터의 설치위치와 스크린 사이의 거리가 변경되면 광학 렌즈의 초점을 다시 조정해 주어야 한다.

회의석상에서 발표 자료를 게시(揭示)하는 용도로 주로 사용되던 프로젝터가 근래에는 공연 무대나 전시회장 등에서 독특한 분위기를 연출하기 위한 용도로 쓰이는 등 프로젝터의 이용분야가 점차 확대되고 있다.

이와 같은 추세에 편승하여 프로젝터가 천장이나 벽 뒤에 설치되는 경우도 간혹 보게 되는데, 이와 같이 사용자의 손이 닿기 어려운 장소에 프로젝터가 설치되면 광학 렌즈의 초점 조절은 물론 그 밖의 조작을 수행하기가 매우 어려워진다.

프로젝터가 조작 곤란한 위치에 설치되는 경우를 제외하더라도, 프로젝터의 설치 위치가 변경되면 광학 렌즈의 초점을 다시 조정해 주어야 하는데, 이때 주로 이용되는 방법으로는 수동으로 포커스 렌즈를 돌려서 전후로 이동시키는 방법이나 버튼(button)을 눌러 렌즈 이송용 모터를 회전시켜 포커스 렌즈를 이동시키는 방법을 들 수 있다.

그러나, 기기적인 장치의 도움 없이 손으로 렌즈를 이동시키거나 렌즈 이송용 모터의 회전수를 조절하는 경우 렌즈의 이동변위는 프로젝터를 조작하는 사용자의 직관에 의존되는 경향이 있으므로, 단번의 조작으로 광학 렌즈의 초점이 정확하게 맞추어지기를 기대하기는 어렵다.

따라서, 광학 렌즈의 초점 조정 작업에 있어서 여러 번의 시행착오를 겪은 뒤에야 비로소 초점이 맺혀지는 정확한 위치에 포커스 렌즈를 위치시킬 수 있다.

본 고안의 목적은 사용자의 별도 조작이 없더라도 프로젝터와 스크린 사이의 거리를 측정하여 광학 렌즈의 초점을 맞추도록 된 프로젝터의 초점 자동조절장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위한 본 고안의 프로젝터의 초점 자동조절장치는; 원격지의 스크린을 향해 광선을 발사하고, 상기 스크린에 반사되어 프로젝터 측으로 되돌아 오는 광선을 검출하는 거리 감지부와, 상기 프로젝터의 광학 렌즈 중 임의의 렌즈를 수평 방향으로 전후 이동시키는 렌즈 이송부 및 상기 거리 감지부의 광선 발사시점과 광선 검출시점 사이의 시간차를 토대로 상기 스크린과 상기 프로젝터 사이의 거리를 연산하고, 상기 렌즈 이송부를 구동하여 상기 연산된 거리에 따라 상기 렌즈의 위치가 가변되도록 제어하는 마이콤을 포함하여 구성된다.

도 1은 본 고안에 따른 초점 자동조절장치가 적용된 프로젝터의 회로적인 구성을 도시한 개략적인 블록도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예에 따른 프로젝터의 초점 자동조절장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 초점 자동조절장치가 적용된 프로젝터의 회로적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에는 프로젝터 맞은편에 설치되는 스크린도 함께 도시되어 있다.

본 고안에 따른 프로젝터의 초점 자동조절장치는, 프로젝터(1)에 전원이 인가되어 구동 조건이 만족되면 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 측정하고, 상기 거리에 따라 광학렌즈의 초점을 재조정하도록 된 장치이다.

본 고안에 따른 프로젝터의 초점 자동조절장치는 따라서, 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 감지하는 거리 감지부와, 프로젝터(1)의 광학 렌즈 중 임의의 렌즈를 전후로 이동시키는 렌즈 이송부(40)와, 거리 감지부의 출력값을 토대로 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 연산하고, 렌즈 이송부(40)로 하여금 상기 연산된 거리에 대응하는 변위만큼 렌즈를 이동시키도록 제어하는 마이콤(10)을 포함하여 구성된다.

그밖에 프로젝터의 초점 자동조절장치에 구비되는 렌즈 위치 검출부는 렌즈 이송부(40)가 수행하는 이송작업의 객체가 되는 렌즈의 현위치를 감지한다. 이하, 프로젝터(1)의 광학 렌즈 중 포커스 렌즈(50)를 렌즈 이송작업의 객체로 하고, 투사 렌즈(60)는 고정 설치된 예를 들어 설명하기로 한다. 렌즈 위치 검출부의 출력신호는 마이콤(10)에 입력되고, 이를 통해 렌즈의 위치를 확인한 마이콤(10)은 렌즈의 이동 변위를 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.

거리 감지부의 일 실시예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(LED)(31)와 포토 다이오드(P/D)(32)로 이루어지는 위치 감지형 광센서를 채용할 수 있다. 발광 다이오드(31)와 포토 다이오드(32)를 프로젝터(1)의 정면 일측에 설치하고, 포토 다이오드(32)에서 발사된 광선이 스크린(2)에 반사되어 프로젝터(1)의 포토 다이오드(32)에 재입사되기까지 걸리는 시간을 계측하면 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 계산해 낼 수 있다.

렌즈 위치 검출부 또한, 발광부와 수광부로 이루어지는 위치 감지형 광센서로 구현 가능하다. 렌즈 이송부(40)에 의하여 렌즈를 안착한 채 전후로 이동되는 렌즈 운반구(51)의 평면 일측에 발광 다이오드(52)를 장착하고, 렌즈 운반구(51)의 이동 경로를 따라 포토 다이오드 어레이(53)를 장착하면, 발광 다이오드(52)와 포토 다이오드 어레이(53)의 포토 다이오드 사이에서 이루어지는 광검출 결과를 토대로 포커스 렌즈(50)의 위치를 검출할 수 있다.

이와 같이 구성된 프로젝터의 초점 자동조절장치의 작용은 다음과 같다.

프로젝터(1)에 구동전원이 인가되면, 마이콤(10)은 렌즈 위치 검출부를 구동하여 포커스 렌즈(50)의 현위치를 감지한다. 즉, 렌즈 이송구(51) 평면의 발광 다이오드(52)로 하여금 광선을 발사하도록 제어한다.

이때 마이콤(10)에서 출력되는 제어신호는 디지털 신호이나 발광 다이오드(52)는 전기적인 신호에 의해 구동되므로, 마이콤(10)과 발광 다이오드(52) 사이에 마이콤(10)의 디지털 제어신호를 전기적인 신호로 변환하는 제 1 신호 변환부(20)를 연결한다.

제 1 신호 변환부(20)에서 출력되는 전기적인 신호에 의해 발광 다이오드(52)가 구동됨에 따라 발사된 광선은 발광 다이오드(52) 직상방의 포토 다이오드에 입사되고, 포토 다이오드에서 출력되는 전기적인 신호는 상기 제 1 신호 변환부(20)를 통해 디지털 신호로 변환되어 마이콤(10)에 입력된다.

제 1 신호 변환부(20)를 거쳐 마이콤(10)에 인가되는 상기 디지털 신호가 광검출이 일어난 포토 다이오드의 위치를 시사함에 따라 마이콤(10)이 포커스 렌즈(50)의 위치를 파악할 수 있다.

이와 같은 작동을 통해 포커스 렌즈(50)의 위치를 파악한 마이콤(10)은, 프로젝터(1) 정면에 장치된 발광 다이오드(31)를 구동하여 프로젝터(1) 전방으로 광선을 발사한다. 이때 단방향으로만 집중하며 강력한 반사를 하는 적외선의 특성을 고려하여 발광 다이오드(31)로서 적외선 발사용 다이오드를 채용하면 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 감지하는데 훨씬 유리하다.

마이콤(10)과 거리 감지부 사이에도 신호 변환부(30)가 연결될 필요가 있는데, 이 신호 변환부(30)를 마이콤(10)과 렌즈 위치 검출부 사이에 연결된 제 1 신호 변환부(20)와 구별하기 위해서 이하, 제 2 신호 변환부(30)라 칭한다.

적외선 발사용 다이오드(31)를 구동하는 마이콤(10)의 제어신호는 제 2 신호 변환부(30)를 통해 전기적인 신호로 변환되어 적외선 발사용 다이오드(31)에 인가된다. 따라서, 적외선 발사용 다이오드(31)가 프로젝터(1) 전방으로 적외선을 발사하고, 이 적외선이 스크린(2)에 반사되어 프로젝터(1)측으로 되돌아오면 프로젝터(1) 정면의 포토 다이오드(32)에 의해 검출된다.

적외선을 검출한 포토 다이오드(32)가 출력하는 전기적인 신호는 신호 변환부(30)를 통해 디지털 신호로 변환되어 마이콤(10)에 입력된다.

마이콤(10)은 적외선 발사용 다이오드(31)를 구동하기 위해 제어신호를 송출한 시점을 기억하고 있으므로, 포토 다이오드(32)의 적외선 검출 결과가 입력된 시점과 상기 제어신호 송출 시점 사이의 시간차를 토대로 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 계산할 수 있다.

마이콤(10) 내의 메모리(미도시)에는 프로젝터(1)의 초점을 정확하게 조정하기 위한 데이터로서, 프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리와 이에 대응하는 포커스 렌즈(50)의 좌표값들이 저장되어 있다.

프로젝터(1)와 스크린(2) 사이의 거리를 연산한 마이콤(10)은, 상기 거리 상에서 광학 렌즈의 초점을 맞추는데 필요한 포커스 렌즈(50)의 좌표값을 메모리에서 독출하여 렌즈 이송부(40)에 전달한다. 렌즈 이송부(40)는 마이콤(10)으로부터 전달받은 신호, 즉 포커스 렌즈(50)의 좌표 지시신호에 따라 렌즈 운반구(51)를 이송시킨다. 이때, 렌즈 운반구(51)를 이송시키는 렌즈 이송부(40)의 기구적인 구성 및 동작은 공지 기술로서 대치될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

렌즈 이송부(40)측으로 좌표 지시신호를 포함한 구동 제어신호를 출력한 마이콤(10)은, 렌즈 위치 검출부를 다시 구동하여 포커스 렌즈(50)의 위치를 감지한다.

렌즈 운반구(51)에 장착된 발광 다이오드(52)에서 발사된 광선이 포토 다이오드 어레이(53)의 포토 다이오드에 입사되어 포커스 렌즈(50)의 위치가 감지되면, 마이콤(10)은 이와 같이 재확인된 포커스 렌즈(50)의 좌표가 이미 렌즈 이송부(40)에 전달한 바 있는 좌표값으로부터 어느 정도 이탈되었는지를 판단한다.

이와 같이 포커스 렌즈(50)의 위치를 재확인한 결과, 렌즈 이송부(40)를 통해 이송 중인 포커스 렌즈(50)의 좌표가 상기 메모리에서 독출한 좌표값과 일치하는 경우, 마이콤(10)은 렌즈 이송부(40)의 렌즈 이송작업을 중단시킨다.

반대로, 렌즈 이송부(40)를 통해 이송 완료된 포커스 렌즈(50)의 좌표가 상기 메모리에서 독출한 좌표값과 일치하지 않을 경우, 마이콤(10)은 렌즈 이송부(40)를 재구동하여 그 오차를 보상한다.

본 고안의 프로젝터의 초점 자동조절장치에 의하여, 프로젝터의 전원 인가 초기에 포커스 렌즈의 위치가 가변되어 프로젝터와 스크린 사이의 거리를 감안한 최적의 초점이 맞추어지므로, 사용자가 프로젝터의 설치 위치를 변경할 때마다 광학 렌즈의 초점을 재조정해야 하는 불편이 해소된다.

Claims (2)

1. 원격지의 스크린을 향해 광선을 발사하고, 상기 스크린에 반사되어 프로젝터 측으로 되돌아 오는 광선을 검출하는 거리 감지부;

   상기 프로젝터의 광학 렌즈 중 임의의 렌즈를 수평 방향으로 전후 이동시키는 렌즈 이송부; 및

   상기 거리 감지부의 광선 발사시점과 광선 검출시점 사이의 시간차를 토대로 상기 스크린과 상기 프로젝터 사이의 거리를 연산하고, 상기 렌즈 이송부를 구동하여 상기 연산된 거리에 따라 상기 렌즈의 위치가 가변 되도록 제어하는 마이콤을 포함하여 구성되는 프로젝터의 초점 자동조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이콤은 상기 렌즈 이송부를 통해 이동되는 렌즈의 위치를 검출하는 렌즈 위치 검출부로부터 입력받은 상기 렌즈의 위치 정보에 의거하여 상기 렌즈의 이동 변위를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 초점 자동조절장치.