KR20120012603A - 입체 화상 투사 장치 및 입체 화상 투사 장치의 제어 방법 - Google Patents

입체 화상 투사 장치 및 입체 화상 투사 장치의 제어 방법 Download PDF

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KR20120012603A KR1020100074663A KR20100074663A KR20120012603A KR 20120012603 A KR20120012603 A KR 20120012603A KR 1020100074663 A KR1020100074663 A KR 1020100074663A KR 20100074663 A KR20100074663 A KR 20100074663A KR 20120012603 A KR20120012603 A KR 20120012603A
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Abstract

본 발명은, 투사 대상면에 화상을 투사하며 서로 이격되어 배치되는 2개의 화상 투사 수단들과, 상기 화상 투사 수단들 중 적어도 하나를 회전시키는 구동 장치와, 상기 투사 대상면까지의 거리를 측정하는 거리 측정 수단과, 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보에 따라 상기 구동 장치를 제어함으로써 상기 화상 투사 수단의 회전각을 조정하는 제어부를 포함하는 입체 화상 투사 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

Description

입체 화상 투사 장치 및 입체 화상 투사 장치의 제어 방법{3D image projector and method of controlling the 3D image projector}
본 발명은 입체 화상 투사 장치 및 입체 화상 투사 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입체 화상을 투사하는 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 3차원 입체 영상에 대해 관심이 증대되고 있다.
일반적으로 3차원 입체 영상은 양안 시차의 원리를 이용하여 구현될 수 있는데, 양안 시차의 원리를 적용한 3차원 입체 영상 구현 방법의 일 예는 다음과 같다.
먼저 촬영자는 2대의 카메라로 피사체를 촬영한다. 촬영한 영상은 3차원 영상 포맷에 적합하도록 스크린에 투사되는데, 시청자는 편광 안경 등을 착용하고 있기 때문에 좌안과 우안에 각각 다른 영상이 입사되면서 시청자는 입체감을 느낄 수 있게 된다.
한편, 촬영된 3차원 영상을 스크린에 투사하는 방법으로는 일반적으로 싱글 프로젝션 방법과 듀얼 프로젝션 방법이 사용되고 있다. 싱글 프로젝션 방법은 1대의 영사기로 3차원 영상을 스크린에 투사하는 방법이고, 듀얼 프로젝션 방법은 2대의 영사기로 3차원 영상을 스크린에 투사하는 방법이다.
최근에는 스크린에 영상을 투사하는 스크린 투사 방식뿐만 아니라, 가정에서 사용하는 텔레비전까지 3차원 영상의 구현을 위한 새로운 기술이 속속 개발되고 있는 실정이다.
본 발명은, 최적의 입체 화상을 구현할 수 있는 입체 화상 투사 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명은, 투사 대상면에 화상을 투사하며, 서로 이격되어 배치되는 2개의 화상 투사 수단들;과, 상기 화상 투사 수단들 중 적어도 하나를 회전시키는 구동 장치;와, 상기 투사 대상면까지의 거리를 측정하는 거리 측정 수단;과, 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보에 따라 상기 구동 장치를 제어함으로써 상기 화상 투사 수단의 회전각을 조정하는 제어부;를 포함하는 입체 화상 투사 장치를 제공한다.
여기서, 상기 입체 화상 투사 장치는 상기 화상 투사 수단의 회전각을 측정하는 회전각 측정 수단을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 입체 화상 투사 장치는 상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 변화시키는 간격 조정 수단을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 화상 투사 수단은 회전 가능한 구조를 가지는 회전 지지부에 배치되고, 상기 구동 장치는 상기 회전 지지부를 회전시켜 상기 화상 투사 수단을 회전시킬 수 있다.
여기서, 상기 거리 측정 수단은, 적외선을 이용하여 거리를 측정할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 투사 대상면까지의 거리에 대응하는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보가 미리 저장된 메모리;와, 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보 및 상기 메모리에 저장된 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보를 이용하여, 상기 구동 장치를 제어하는 제어 신호를 생성하는 연산부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 투사 대상면에 화상을 투사하는 2개의 화상 투사 수단들과, 상기 화상 투사 수단들의 적어도 하나를 회전시키는 구동 장치와, 거리를 측정하는 거리 측정 수단을 구비한 입체 화상 투사 장치의 제어 방법에 있어서, (a) 상기 거리 측정 수단으로 상기 투사 대상면까지의 거리를 측정하는 단계;와, (b) 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보에 따라 상기 구동 장치를 제어함으로써, 상기 화상 투사 수단의 회전각을 조정하는 단계;와, (c) 상기 화상 투사 수단으로 화상을 투사하는 단계;을 포함하는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 입체 화상 투사 장치는, 상기 화상 투사 수단의 회전각을 측정하는 회전각 측정 수단을 더 포함하고, 상기 (b) 단계에서, 상기 구동 장치의 제어 시 상기 회전각 측정 수단에서 측정된 회전각 정보가 사용될 수 있다.
여기서, 상기 입체 화상 투사 장치는, 상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 변화시키는 간격 조정 수단을 더 포함하고, 상기 간격 조정 수단을 이용하여 상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (b) 단계 전에 상기 투사 대상면까지의 거리에 대응하는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보를 미리 결정하고, 상기 (b) 단계에서는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보 및 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 구동 장치를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 (b) 단계에서, 상기 2개의 화상 투사 수단들이 회전할 경우, 상기 2개의 화상 투사 수단들은 서로 반대의 방향으로 회전할 수 있다.
여기서, 상기 2개의 화상 투사 수단들이 서로 반대의 방향으로 회전할 경우, 상기 화상 투사 수단들의 각각의 회전각의 절대값은 동일할 수 있다.
본 발명에 따르면, 최적의 입체 화상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 화상 투사 수단의 세부 구성을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치가 투사 대상면에 화상을 투사하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 화상 투사 수단의 각위치 정의를 보여주기 위한 개략적인 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 작동 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 분해 사시도이다.
도 11은 도 10의 상부 케이스를 뒤집어 도시한 사시도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 작동 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 부분 절개 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 화상 투사 수단의 세부 구성을 도시한 개략적인 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치가 투사 대상면에 화상을 투사하는 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 화상 투사 수단의 각위치 정의를 보여주기 위한 개략적인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 제1 실시예에 따른 입체 화상 투사 장치(100)는, 2개의 화상 투사 수단들(110)(120), 구동 장치(130), 거리 측정 수단(140), 제어부(150), 프레임(160)을 포함한다. 여기서, 입체 화상 투사 장치(100)는 입체 화상을 구현하기 위해, 2개의 화상 투사 수단들(110)(120)을 이용하고 있으므로, 듀얼 프로젝션 방식을 채택하고 있다.
화상 투사 수단들(110)(120)은 서로 동일한 구성을 가지고 있다. 화상 투사 수단들(110)(120)의 각각은 화상을 투사하는 일반적인 영사기의 구성을 가지고 있으며, 회전이 가능한 구성을 가지고 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 화상 투사 수단(110)은, 영사부(111), 회전부(112), 회전각 측정부(113)를 구비한다.
영사부(111)는 일반적인 영사기의 구성을 가지고 있다. 즉, 제어부(150)로부터 화상 신호를 받아, 영상을 투사하는 기능을 수행한다.
회전부(112)는, 영사부(111)를 회전시키는 구성을 가지는데, 이를 위해, 회전축(112a)과, 제1풀리(112b), 제1마찰차(112c)를 포함한다.
회전축(112a)의 일단은 영사부(111)에 고정되고, 회전축(112a)의 타단은 프레임(160)에 회전 가능하도록 장착된다.
제1풀리(112b)는 회전축(112a)의 중간부분에 끼워지도록 배치되며, 타이밍 벨트(133a)로부터 동력을 전달받아 회전축(112a)을 회전시키는 기능을 수행한다.
제1마찰차(112c)는 회전축(112a)에 끼워지도록 장착되는데, 회전각 측정부(113)와 함께 회전축(112a)의 회전각을 측정하기 위한 기능을 수행한다.
한편, 회전각 측정부(113)는, 구동 장치(130)의 제어를 위해 회전축(112a)의 회전각을 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위해 회전각 측정부(113)는, 엔코더(encoder)(113a)와 제2마찰차(113b)를 구비한다.
엔코더(113a)는 프레임(160)에 장착되는데, 엔코더 축(113a_1)에는 제2마찰차(113b)가 설치된다. 제2마찰차(113b)는 전술한 제1마찰차(112c)와 마찰되도록 배치되어 있어, 제1마찰차(112c)가 회전하면 마찰력에 의해 제2마찰차(113b)도 회전하도록 구성되어 있다. 제2마찰차(113b)가 회전하게 되면, 엔코더 축(113a_1)도 회전하게 되고, 엔코더(113a)는 제어부(150)로 회전각 정보를 송신함으로써 회전축(112a)의 회전각을 측정하게 된다.
이상, 화상 투사 수단(110)의 구성을 설명하였지만, 화상 투사 수단(120)의 경우에도 화상 투사 수단(110)과 동일하게 대칭으로 구성되므로, 영사부(121), 회전부(122), 회전축(122a), 제1풀리(122b), 제1마찰차(122c), 회전각 측정부(123), 엔코더(123a), 제2마찰차(123b)의 구성도, 전술한 영사부(111), 회전부(112), 회전축(112a), 제1풀리(112b), 제1마찰차(112c), 회전각 측정부(113), 엔코더(113a), 제2마찰차(113b)의 구성과 동일하다.
한편, 구동 장치(130)는, 제어부(150)로부터 제어 신호를 받아, 화상 투사 수단(110)(120)을 회전시키는 기능을 수행한다.
구동 장치(130)는, 모터들(131a)(131b)과, 제2풀리(132a)(132b)와, 타이밍 벨트(133a)(133b)를 포함한다.
모터들(131a)(131b)은 스텝 모터로 구성되고, 제어부(150)와 전기적으로 연결되어 있어, 제어부(150)의 지시에 따라 작동된다.
제2풀리(132a)(132b)는 모터들(131a)(131b)의 축에 각각 연결되어 있다.
타이밍 벨트(133a)(133b)는 제1풀리(112b)(122b)와 제2풀리(132a)(132b)에 장착되어, 제2풀리(132a)(132b)로부터 제1풀리(112b)(122b)로 동력을 전달하는 기능을 수행한다.
본 제1 실시예에 따르면, 구동 장치(130)는 제2풀리(132a)(132b)와 타이밍 벨트(133a)(133b)를 포함하는 구성을 가지고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 구동 장치(130)는 모터들(131a)(131b)로만 구성될 수 있다. 그 경우에는 모터들(131a)(131b)의 축에 회전축(112a)(122a)이 바로 연결되어 화상 투사 수단(110)(120)을 직접 회전시키는 구성을 가질 수 있으며, 그 때 모터로는 스탭 모터(stepping)를 사용할 수 있다.
본 제1 실시예에 따르면, 구동 장치(130)는 2개의 모터들(131a)(131b)을 구비하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 구동 장치(130)는 한 개의 모터만을 구비할 수 있으며, 그러한 경우에 한 개의 모터로 2개의 회전축(112a)(122a)을 회전시키도록 구성하여야 한다. 구성의 일 예로, 한 개의 모터의 축에 2개의 풀리를 설치한 후, 두 개의 벨트를 사용하여 회전축(112a)(122a)을 회전시키도록 구성할 수도 있다. 그 경우, 두 개의 벨트 중 하나의 벨트는 엇걸기의 방법으로 풀리에 설치함으로써, 회전축(112a)(122a)의 회전 방향이 서로 반대 방향으로 회전할 수 있도록 구성할 수도 있다.
한편, 거리 측정 수단(140)은 입체 화상 투사 수단(100)으로부터 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정하는 기능을 수행한다. 즉, 거리 측정 수단(140)은 제어부(150)의 지시를 받아 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정한 후, 그 측정된 거리 정보를 다시 제어부(150)로 송신하는 기능을 수행한다.
거리 측정 수단(140)으로 적외선을 이용한 거리 측정 장치가 사용된다. 거리 측정 수단(140)은 적외선을 쏴, 투사 대상면(S)에 반사되어 나오는 적외선을 다시 감지하여 거리를 측정하게 된다.
본 제1 실시예에서는 거리 측정 수단(140)으로 적외선을 이용한 거리 측정 장치가 사용되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 공지의 다른 거리 측정 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 초음파, 레이저 등을 이용한 거리 측정 장치의 사용도 가능하며, 패시브 방식의 측거 방식이나 CCD, CMOS 등의 촬상 소자를 이용한 측거 방식을 채용한 거리 측정 장치의 사용도 가능하다.
제어부(150)는, 구동 장치(130)와 거리 측정 수단(140)을 제어하고, 화상 투사 수단들(110)(120)에 영상 신호를 송출하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 제어부(150)는, 메모리(151), 연산부(152), 영상 처리부(153), 모터 컨트롤러(154)를 포함하여 구성되며, 도 2에서는 여러 개의 집적회로칩과 회로 패턴을 구비한 회로 기판의 형상으로 구현되어 있다.
메모리(151)는, 투사 대상면(S)까지의 거리(L)에 대한 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적의 각위치 정보를 미리 저장하고 있다. 여기서, 화상 투사 수단들(110)(120)의「각위치(angular position)」란, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 화상 투사 수단들(110)(120)이 투사하는 화상의 중앙부를 이루는 영상광의 진행 경로를 나타내는 선분 C와, 각각의 화상 투사 수단들(110)(120)로부터 투사 대상면(S)까지를 연결하는 기준 선분 N 사이의 각 θ1, θ2를 뜻한다. 따라서, 화상 투사 수단들(110)(120)이 소정 회전각만큼 회전되면, 「각위치」도 함께 변화하게 된다. 본 실시예에서는 상기 기준 선분 N을, 도 5에 도시된 바와 같이, 투사 대상면(S)과 화상 투사 수단들(110)(120)까지의 최단 거리를 나타내는 수직 선분으로 규정하였으나, 기준 선분 N의 규정은, 입체 화상 투사 장치(100)의 배치 형태에 따라 제어부(150)의 내부 알고리즘에 의해 적절히 변경될 수도 있음은 물론이다.
제조자는 해당 입체 화상 투사 장치(100)를 가지고 미리 시뮬레이션 및 실험을 수행함으로써, 최적의 입체 화상을 구현할 수 있는 「투사 대상면(S)까지의 거리(L)」와 상기 「화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치」과의 관계데이터를 추출한 후, 그 데이터를 미리 메모리(151)에 저장해 놓는다.
메모리(151)에 저장되는 「투사 대상면(S)까지의 거리(L)와 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치에 관한 데이터」의 일 예는 다음의 [표 1]에 표시되어 있다. [표 1]에서는, 편의상 도 5를 참조하여 설명한다.
화상 투사 수단(110)(120)으로부터 투사 대상면(S)까지의 거리(L)
화상 투사 수단(110)의
최적 각위치 θ1
화상 투사 수단(120)의
최적 각위치 θ2
1 30cm≤거리(L)<40cm 60° 60°
2 40cm≤거리(L)<50cm 55° 55°
3 50cm≤거리(L)<60cm 50° 50°
4 60cm≤거리(L)<70cm 45° 45°
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13 150cm≤거리(L)<160cm 20° 20°
14 160cm≤거리(L)<170cm 15° 15°
한편, 연산부(152)는, 메모리(151)에 저장되어 있는 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치 정보와 거리 측정 수단(140)에서 측정된 거리 정보를 이용하여 연산한 후, 구동 장치(130)를 제어하는 제어 신호를 생성한다.
영상 처리부(153)는 화상 투사 수단들(110)(120)로 투사할 영상들의 화상 처리를 수행하고, 필요한 영상 처리를 수행한다.
모터 컨트롤러(154)는 연산부(152)로부터의 제어 신호를 받아 모터들(131a)(131b)의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
본 실시예에서는 제어부(150)가 모터 컨트롤러(154)를 포함하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 모터 컨트롤러(154)는 제어부(150)에 포함되지 않고, 별개의 장치로 구성할 수 있다.
프레임(160)에는 2개의 화상 투사 수단들(110)(120), 구동 장치(130), 거리 측정 수단(140), 제어부(150)가 배치되는데, 본 실시예의 프레임(160)은 케이스의 기능도 겸비하고 있다.
프레임(160)의 하부에는 받침대(161)가 장착된다. 받침대(161)는 입체 화상 투사 장치(100)를 거치하기 위한 것이며, 휴대를 위해 간단히 접고 펼 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 본 제1 실시예의 입체 화상 투사 장치(100)를 이용하여 화상을 투사하는 모습을 도 4를 참조하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.
사용자는 테이블(T)이나 바닥면에 입체 화상 투사 장치(100)를 배치하고, 입체 화상 투사 장치(100)의 전원을 "on"시키면, 입체 화상 투사 장치(100)는 벽이나 스크린 등의 투사 대상면(S)까지의 거리를 자동으로 측정하여 화상 투사 수단들(110)(120)의 회전각을 조정한 후, 화상을 투사 대상면(S)에 투사하게 된다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 제1 실시예의 화상 투사 수단들(110)(120)의 회전각 조정 과정을 상세히 살펴보기로 한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 작동 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 투사 대상면(S)까지의 거리 L1 지점에 입체 화상 투사 장치(100)를 배치한 경우를 가정한다.
사용자가 입체 화상 투사 장치(100)의 전원을 "on"시키면, 제어부(150)는 거리 측정 수단(140)이 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정하도록 제어한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 거리 측정 수단(140)은 적외선을 발사하여 투사 대상면(S)에 맞고 반사되어 나오는 적외선을 이용하여 거리 L1을 측정한 후, 제어부(150)로 거리 정보를 송신한다.
제어부(150)는 측정한 거리 L1에 적합한 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치를 결정한다. 이를 위해, 연산부(152)는 미리 메모리(151)에 저장되어 있던 「투사 대상면(S)까지의 거리(L)와 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치에 관한 데이터」에서, 해당 측정 거리 L1에 적합한 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치을 추출한 후, 그 최적 각위치를 구현하기 위한 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 모터 컨트롤러(154)로 보내져서, 모터(131a)(131b)들을 제어함으로써 화상 투사 수단들(110)(120)을 소정의 회전각으로 회전시킨다.
본 작용 예는, 최적의 입체 화상을 구현하기에, L1의 거리에 비해 화상 투사 수단들(110)(120)의 초기 세팅 각도가 너무 바깥으로 향해 있기 때문에, 제어부(150)는 화상 투사 수단들(110)(120)의 세팅 각도를 안쪽으로 더 회전시키는 제어 작용을 수행하는 경우이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 연산부(152)에서 연산된 회전각에 따라 화상 투사 수단들(110)(120)을 소정 각도만큼 안쪽으로 회전시킨다. 구체적으로는, 화상 투사 수단(110)은 시계 방향으로 회전하고, 화상 투사 수단(120)은 반시계 방향으로 회전하되, 각 회전각의 절대값은 동일하게 회전한다.
본 제1 실시예에서는 화상 투사 수단(110)(120)들이 서로 반대의 방향으로 회전하나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 필요한 경우에, 제어 알고리즘 또는 수동으로 화상 투사 수단(110)(120)을 서로 동일한 방향으로 회전시킬 수도 있다.
또한, 본 제1 실시예에서는 화상 투사 수단(110)(120)들이 서로 반대의 방향으로 회전하되, 각각의 회전각의 절대값은 동일하나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 필요한 경우에, 제어 알고리즘 또는 수동으로 화상 투사 수단(110)(120)의 각각의 회전각의 절대값이 다르게 되도록 구동될 수도 있다. 예를 들어, 화상 투사 수단(110)은 시계 방향으로 8°, 화상 투사 수단(120)은 반시계 방향으로 10°정도로 회전할 수도 있다.
상기 작용 예에서는, 최적의 입체 화상을 구현하기에 L1의 거리에 비해 화상 투사 수단들(110)(120)의 세팅 각도가 너무 바깥쪽으로 향해 있어, 제어부(150)가 화상 투사 수단들(110)(120)의 세팅 각도를 안쪽으로 회전시키는 제어 작용을 수행하는 경우를 설명한 것이다, 그 반대의 경우에는, 즉, 최적의 입체 화상을 구현하기에 L1의 거리에 비해 화상 투사 수단들(110)(120)의 세팅 각도가 너무 안쪽으로 향해 있어 제어부(150)가 화상 투사 수단들(110)(120)의 세팅 각도를 바깥쪽으로 회전시키는 경우에는, 제어부(150)는, 화상 투사 수단(110)을 반시계 방향으로 회전시키고, 화상 투사 수단(120)을 시계 방향으로 회전시키도록, 구동 장치(130)를 적절히 제어하게 된다.
그 다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 영상 처리부(153)에서 처리된 영상을 각각 화상 투사 수단들(110)(120)로 송출하고, 각각의 화상 투사 수단들(110)(120)은 화상을 투사 대상면(S)에 투사시킴으로써, 투사 대상면(S)까지의 거리 L1에 적합한 최적의 입체 영상을 투사한다.
이상과 같이 설명한 제1 실시예의 입체 화상 투사 장치(100)는, 거리 측정 수단(140)을 이용하여 측정한 투사 대상면(S)까지의 거리 정보와, 미리 메모리(151)에 저장된 화상 투사 수단들(110)(120)의 최적 각위치에 관한 정보를 이용하여, 화상 투사 수단들(110)(120)의 회전각을 조정함으로써 최적의 입체 영상을 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 9 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예의 입체 화상 투사 장치에 관하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 개략적인 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 분해 사시도이며, 도 11은 도 10의 상부 케이스를 뒤집어 도시한 사시도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 제2 실시예에 따른 입체 화상 투사 장치(200)는, 2개의 화상 투사 수단들(210)(220), 구동 장치(230), 간격 조정 장치(240), 거리 측정 수단(250), 제어부(260), 프레임(270), 상부 케이스(280)를 포함한다.
본 제2 실시예에 따른 입체 화상 투사 장치(200)도 입체 화상을 구현하기 위해, 2개의 화상 투사 수단들(210)(220)을 이용하고 있으므로, 듀얼 프로젝션 방식을 채택하고 있다.
화상 투사 수단들(210)(220)은 서로 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 화상 투사 수단들(210)(220)의 각각은 화상을 투사하는 일반적인 영사기의 구성을 가지고 있으며, 회전이 가능한 구성을 가지고 있다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 화상 투사 수단들(210)(220)은 각각 영사부(211)(221)와 회전 지지부(212)(222)를 포함한다.
영사부(211)(221)는 일반적인 영사기의 구성을 가지고 있다. 즉, 제어부(260)로부터 화상 신호를 받아, 영상을 투사하는 기능을 수행한다.
회전 지지부(212)(222)에는 영사부(211)(221)가 배치되며, 회전 지지부(212)(222)는 영사부(211)(221)를 회전시키는 구성을 가지는데, 이를 위해, 회전 지지부(212)(222)의 각각의 하부에는 회전축(212a)(222a)을 구비하고 있다.
회전축(212a)(222a)의 일단은 회전 지지부(212)(222)에 고정되고, 회전축(212a)(222a)의 타단은 감속 모터(geared motor)들(231)(232)의 축에 각각 연결되어 있다.
구동 장치(230)는, 제어부(260)로부터 제어 신호를 받아, 화상 투사 수단(210)(220)을 회전시키는 기능을 수행한다.
구동 장치(230)는, 감속 모터들(231)(232)로 구성되어 있다.
감속 모터들(231)(232)은 스텝 모터로 구성되고, 제어부(260)와 전기적으로 연결되어 있어, 제어부(260)의 지시에 따라 작동된다. 아울러, 감속 모터들(231)(232)은 내부에 엔코더를 포함하고 있어서, 자체로 회전각을 측정하여 제어부(260)로 송신함으로써 제어부(260)가 용이하게 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
간격 조정 장치(240)는, 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 거리를 변화시키는 간격 조정 수단의 기능을 수행한다.
간격 조정 장치(240)는, 감속 모터 지지판(241a)(241b), 수평 이동부(242a)(242b), 리드 스크류(243a)(243b), 간격 조정 모터(244a)(244b)를 포함하여 구성된다.
감속 모터 지지판(241a)(241b)은 감속 모터들(231)(232)이 장착되는 판상의 부재이다.
수평 이동부(242a)(242b)는 각각 감속 모터 지지판(241a)(241b)을 수평으로 이동시키는 기능을 수행함으로써, 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 거리를 변화시키게 된다. 이를 위해, 수평 이동부(242a)(242b)의 상부에는, 각각 2개의 가이드 핀(242a_1)(242b_1)을 구비한다.
가이드 핀(242a_1)(242b_1)의 일단은 상부 케이스(280)의 가이드 장공(281)을 통과하여 감속 모터 지지판(241a)(241b)에 고정된다.
수평 이동부(242a)(242b)에는 내부에 나사가 형성되어 있는 구멍(242a_2)(242b_2)이 형성되어 있는데, 그 구멍(242a_2)(242b_2)에는 리드 스크류(243a)(243b)가 끼워져 배치된다.
리드 스크류(243a)(243b)는 봉의 형상을 가지고 있고, 그 외주에는 나사가 형성되어 있다.
간격 조정 모터(244a)(244b)는 스텝 모터로 구성되고, 제어부(260)와 전기적으로 연결되어 있어, 제어부(260)의 지시에 따라 작동된다.
간격 조정 모터(244a)(244b)의 회전축에는 리드 스크류(243a)(243b)의 일단이 연결되는데, 리드 스크류(243a)(243b)의 일부는, 수평 이동부(242a)(242b)에 형성된 구멍(242a_2)(242b_2)에 끼워진다. 그러한 구조는, 간격 조정 모터(244a)(244b)의 동력을 수평 이동부(242a)(242b)로 전달함으로써 수평 이동부(242a)(242b)의 이송 작용을 수행한다.
한편, 거리 측정 수단(250)은 입체 화상 투사 수단(200)으로부터 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정하는 기능을 수행한다. 즉, 거리 측정 수단(250)은 제어부(260)의 지시를 받아 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정한 후, 그 측정된 거리 정보를 다시 제어부(260)로 송신하는 기능을 수행한다.
거리 측정 수단(250)으로는 적외선을 이용한 거리 측정 장치가 사용되는데, 전술한 제1 실시예의 거리 측정 수단(140)에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있다.
제어부(260)는, 구동 장치(230), 간격 조정 장치(240), 거리 측정 수단(250)을 제어하고, 화상 투사 수단들(210)(220)에 영상 신호를 송출하는 기능을 수행한다.
제어부(260)는, 메모리(261)와, 연산부(262)와, 영상 처리부(263)와, 모터 컨트롤러(264)를 포함하여 구성되며, 도 10에서는 여러 개의 집적회로칩과 회로 패턴을 구비한 회로 기판의 형상으로 구현되어 있다.
메모리(261)는, 투사 대상면(S)까지의 거리에 대한 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적의 각위치 정보를 미리 저장하고 있다. 여기서, 전술한 제1 실시예에서 도 5를 참조하여 설명한 「각위치」의 정의 및 메모리(151)에 저장된 「최적의 각위치 정보」의 개념은, 제2 실시예의 메모리(261)에도 그대로 적용될 수 있다.
즉, 제조자는 해당 입체 화상 투사 장치(200)를 가지고 미리 시뮬레이션 및 실험을 수행함으로써, 최적의 입체 화상을 구현할 수 있는 「투사 대상면(S)까지의 거리(L)」와 상기 「화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치」과의 관계데이터를 추출한 후, 그 데이터를 미리 메모리(261)에 저장해 놓는다.
한편, 연산부(262)는, 메모리(261)에 저장되어 있는 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치 정보와 거리 측정 수단(250)에서 측정된 거리 정보를 이용하여 연산한 후, 구동 장치(230)를 제어하는 제어 신호를 생성한다. 아울러, 연산부(262)는 간격 조정 장치(240)를 제어하는 제어 신호도 생성한다.
영상 처리부(263)는 화상 투사 수단들(210)(220)로 투사할 영상들의 화상 처리를 수행하고, 필요한 영상 처리를 수행한다.
모터 컨트롤러(264)는 연산부(262)로부터의 제어 신호를 받아 감속 모터들(231)(232) 및 간격 조정 모터(244a)(244b)의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
본 제2 실시예에서는 제어부(260)가 모터 컨트롤러(264)를 포함하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 모터 컨트롤러(264)는 제어부(260)에 포함되지 않고, 별개의 장치로 구성할 수 있다.
프레임(270)에는, 2개의 화상 투사 수단들(210)(220), 구동 장치(230), 간격 조정 장치(240), 거리 측정 수단(250), 제어부(260), 상부 케이스(280)가 배치된다.
상부 케이스(280)는 프레임(270)의 상부에 배치되는데, 그 구조는 도 10 및 도 11에 도시되어 있다. 상부 케이스(280)에는 가이드 핀(242a_1)(242b_1)이 통과되는 4개의 가이드 장공(281)이 형성되고, 일측에는 거리 측정 수단(250)이 배치되는 홈(282)이 형성되어 있다.
또한, 상부 케이스(280)의 상면에는 입체 화상 투사 장치(200)의 작동 상태 및 모드 설정 등을 입력하고 볼 수 있는 터치 패널(283)이 배치되어 있다. 사용자는 터치 패널(283)을 통하여, 각종 모드 설정 작업, 입력 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 입체 화상 투사 장치(200)의 작동 상태를 모니터링할 수 있다.
이하, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 제2 실시예의 화상 투사 수단들(210)(220)의 회전각 조정 과정을 상세히 살펴보기로 한다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 관한 입체 화상 투사 장치의 작동 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 사용자가 투사 대상면(S)까지의 거리 L2 지점에 입체 화상 투사 장치(200)를 배치한 경우를 가정한다.
사용자가 입체 화상 투사 장치(200)의 전원을 "on"시키면, 제어부(260)는 터치 패널(283)을 통해 현재 모드의 설정 상태를 사용자에게 묻는다. 현재 모드의 상태가 「세부 조정 모드」이면, 사용자는, 입체 화상을 시청할 관람객의 평균 나이, 인종 등에 관한 사항을 터치 패널(283)을 통하여 입력한다.
사용자가 입력한 데이터를 이용하여, 제어부(260)는 간격 조정 장치(240)의 간격 조정 모터(244a)(244b)를 제어하여, 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 간격을 최적의 상태로 조정한다. 이 때, 터치 패널(283)에 입력된 관람객의 나이가 소아인 경우에는, 소아는 어른보다 두 눈 사이의 간격이 작으므로 가급적 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 간격을 평균보다 줄이게 된다. 인종별로는 각각의 인종의 두 눈 사이의 간격에 관한 평균 데이터가 미리 제어부(260)에 입력되어 있으므로, 사용자의 인종 선택에 따라 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 간격이 3차원 입체 화상을 투사하기에 최적의 상태로 조정된다.
본 작용예의 경우에는 관람객의 나이가 소아인 경우로 입력되었을 경우를 가정하고, 그 경우 도 12에 도시한 바와 같이, 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 거리는 표준 거리보다 더 작도록 조정되게 된다. 즉, 제어부(260)가 모터 컨트롤러(264)를 통하여 간격 조정 모터(244a)(244b)를 작동시키면 리드 스크류(243a)(243b)가 회전하게 된다. 리드 스크류(243a)(243b)가 회전하게 되면 감속 모터 지지판(241a)(241b) 및 수평 이동부(242a)(242b)가 상부 케이스(280)의 가이드 장공(281)을 따라 이동하게 됨으로써, 화상 투사 수단들(210)(220) 사이의 거리가 조정된다.
그 다음, 제어부(260)는 거리 측정 수단(250)이 투사 대상면(S)까지의 거리를 측정하도록 한다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 거리 측정 수단(250)은 적외선을 발사하여 투사 대상면(S)에 맞고 반사되어 나오는 적외선을 이용하여 거리 L2를 측정한 후, 제어부(260)로 거리 정보를 송신한다.
제어부(260)는, 측정한 거리 L2에 적합한 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치를 결정한다. 이를 위해, 연산부(262)는 미리 메모리(261)에 저장되어 있던 「투사 대상면(S)까지의 거리(L)와 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치에 관한 데이터」에서, 해당 측정 거리 L2에 적합한 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치를 추출한 후, 그 최적 각위치를 구현하기 위한 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 모터 컨트롤러(264)로 보내져서, 감속 모터들(231)(232)들을 제어함으로써, 화상 투사 수단들(210)(220)을 소정의 회전각으로 회전시키게 된다.
본 작용 예는, 최적의 입체 화상을 구현하기에, L2의 거리에 비해 화상 투사 수단들(210)(220)의 초기 세팅 각도가 너무 안쪽으로 향해 있기 때문에, 제어부(260)가 화상 투사 수단들(210)(220)의 세팅 각도를 바깥쪽으로 더 회전시키는 제어 작용을 수행하는 경우이다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 제어부(260)는 연산부(262)에서 연산된 회전각에 따라 화상 투사 수단들(210)(220)을 소정 각도만큼 바깥쪽으로 회전시킨다. 구체적으로는, 화상 투사 수단(210)은 반시계 방향으로 회전하고, 화상 투사 수단(220)은 시계 방향으로 회전하되, 각 회전각의 절대값은 동일하게 회전한다.
본 제2 실시예에서는 화상 투사 수단(210)(220)들이 서로 반대의 방향으로 회전하나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 필요한 경우에, 제어 알고리즘 또는 수동으로 화상 투사 수단(210)(220)을 서로 동일한 방향으로 회전시킬 수도 있다.
또한, 본 제2 실시예에서는 화상 투사 수단(210)(220)들이 서로 반대의 방향으로 회전하되, 각각의 회전각의 절대값은 동일하나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 필요한 경우에, 제어 알고리즘 또는 수동으로 화상 투사 수단(210)(220)의 각각의 회전각의 절대값이 다르게 되도록 구동될 수도 있다.
상기 작용 예에서는, 최적의 입체 화상을 구현하기에 L2의 거리에 비해 화상 투사 수단들(210)(220)의 세팅 각도가 너무 안쪽으로 향해 있어, 제어부(260)가 화상 투사 수단들(210)(220)의 세팅 각도를 바깥쪽으로 회전시키는 제어 작용을 수행하는 경우를 설명한 것이다, 그 반대의 경우에는, 즉, 최적의 입체 화상을 구현하기에 L2의 거리에 비해 화상 투사 수단들(210)(220)의 세팅 각도가 너무 바깥쪽으로 향해 있어 제어부(260)가 화상 투사 수단들(210)(220)의 세팅 각도를 안쪽으로 회전시키는 경우에는, 제어부(260)는, 화상 투사 수단(210)을 시계 방향으로 회전시키고, 화상 투사 수단(220)을 반시계 방향으로 회전시키도록, 구동 장치(230)를 적절히 제어하게 된다.
그 다음, 도 15에 도시된 바와 같이, 제어부(260)는 영상 처리부(263)에서 처리된 영상을 각각 화상 투사 수단들(210)(220)로 송출하고, 각각의 화상 투사 수단들(210)(220)은 화상을 투사 대상면(S)에 투사시킴으로써, 투사 대상면(S)까지의 거리 L2에 적합한 최적의 입체 영상을 투사한다.
이상과 같이 설명한 제2 실시예의 입체 화상 투사 장치(200)는, 거리 측정 수단(250)을 이용하여 측정한 투사 대상면(S)까지의 거리 정보와, 미리 메모리(261)에 저장된 화상 투사 수단들(210)(220)의 최적 각위치에 관한 정보를 이용하여, 화상 투사 수단들(210)(220)의 회전각을 조정함으로써 최적의 입체 영상을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 제2 실시예의 입체 화상 투사 장치(200)는, 화상 투사 수단들(210)(220)사이의 거리를 조정할 수 있는 구성을 구비함으로써, 관람객의 상태에 따라 최적의 입체 화상을 구현할 수 있는 장점이 있다.
전술한 실시예들의 입체 화상 투사 장치(100)(200)는 휴대용 프로젝터에 적용되며, 특히, 휴대전화 크기의 "피코 프로젝터(pico projector)"에도 적용할 수 있다. 휴대용 프로젝터의 경우에, 특성 상 그 설치 위치가 자주 변경되어 투사 대상면과 입체 화상 투사 장치 사이의 거리가 자주 변화되기 때문에, 최적의 입체 화상을 구현하기 위해서는 본 발명의 기술이 유용하게 적용될 수 있다.
전술한 실시예들의 입체 화상 투사 장치(100)(200)는 휴대용 프로젝터에 적용되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 일반적으로 영화관에 설치되며 비교적 이동이 적은 입체 영사기에도 본 발명의 입체 화상 투사 장치의 기술이 그대로 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명은 입체 화상 투사 장치에 적용될 수 있다.
100, 200: 입체 화상 투사 장치
110, 120, 210, 220: 화상 투사 수단
130, 230: 구동 장치 140, 250: 거리 측정 수단
150, 260: 제어부 160, 270: 프레임
240: 간격 조정 장치 280: 상부 케이스

Claims (12)

  1. 투사 대상면에 화상을 투사하며, 서로 이격되어 배치되는 2개의 화상 투사 수단들;
    상기 화상 투사 수단들 중 적어도 하나를 회전시키는 구동 장치;
    상기 투사 대상면까지의 거리를 측정하는 거리 측정 수단; 및
    상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보에 따라 상기 구동 장치를 제어함으로써 상기 화상 투사 수단의 회전각을 조정하는 제어부;를 포함하는 입체 화상 투사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 투사 수단의 회전각을 측정하는 회전각 측정 수단을 더 포함하는 입체 화상 투사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 변화시키는 간격 조정 수단을 더 포함하는 입체 화상 투사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화상 투사 수단은 회전 가능한 구조를 가지는 회전 지지부에 배치되고,
    상기 구동 장치는 상기 회전 지지부를 회전시켜 상기 화상 투사 수단을 회전시키는 입체 화상 투사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거리 측정 수단은, 적외선을 이용하여 거리를 측정하는 입체 화상 투사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 투사 대상면까지의 거리에 대응하는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보가 미리 저장된 메모리; 및
    상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보 및 상기 메모리에 저장된 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보를 이용하여, 상기 구동 장치를 제어하는 제어 신호를 생성하는 연산부;를 포함하는 입체 화상 투사 장치.
  7. 투사 대상면에 화상을 투사하는 2개의 화상 투사 수단들과, 상기 화상 투사 수단들의 적어도 하나를 회전시키는 구동 장치와, 거리를 측정하는 거리 측정 수단을 구비한 입체 화상 투사 장치의 제어 방법에 있어서,
    (a) 상기 거리 측정 수단으로 상기 투사 대상면까지의 거리를 측정하는 단계;
    (b) 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보에 따라 상기 구동 장치를 제어함으로써, 상기 화상 투사 수단의 회전각을 조정하는 단계; 및
    (c) 상기 화상 투사 수단으로 화상을 투사하는 단계;을 포함하는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입체 화상 투사 장치는, 상기 화상 투사 수단의 회전각을 측정하는 회전각 측정 수단을 더 포함하고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 구동 장치의 제어 시 상기 회전각 측정 수단에서 측정된 회전각 정보가 사용되는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 입체 화상 투사 장치는, 상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 변화시키는 간격 조정 수단을 더 포함하고,
    상기 간격 조정 수단을 이용하여 상기 화상 투사 수단들 사이의 거리를 조정하는 단계를 더 포함하는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계 전에 상기 투사 대상면까지의 거리에 대응하는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보를 미리 결정하고,
    상기 (b) 단계에서는 상기 화상 투사 수단의 최적 각위치 정보 및 상기 거리 측정 수단에서 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 구동 장치를 제어하는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 2개의 화상 투사 수단들이 회전할 경우, 상기 2개의 화상 투사 수단들은 서로 반대의 방향으로 회전하는 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 2개의 화상 투사 수단들이 서로 반대의 방향으로 회전할 경우, 상기 화상 투사 수단들의 각각의 회전각의 절대값은 동일한 입체 화상 투사 장치의 제어 방법.
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