KR20150091645A - 레이저 프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 프로젝터는, 스크린으로 화상을 조사하는 프로젝터에 있어서, 레이저 광원과, 광학 엔진 및 상기 스크린으로 화상을 투사하는 투사 렌즈를 포함하는 본체; 상기 본체의 전면에 설치되어, 스크린과 상기 본체 간의 거리를 감지하기 위한 다수의 거리 센서; 상기 본체의 전면에 설치되어, 상기 스크린에 조사되는 화상의 초점을 맞추기 위한 초점 맞춤 센서; 및 화면 조정을 위하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및 상기 거리 센서들과 상기 초점 맞춤 센서로부터 전달되는 감지값을 기반으로 상기 구동부를 작동시켜 상기 본체의 위치를 조정하는 제어부를 포함한다.

Description

레이저 프로젝터{Laser projector}

본 발명은 레이저 프로젝터에 관한 것이다.

본 발명은 레이저 프로젝터, 구체적으로는 레이저 프로젝터의 자동 화면 맞춤 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프로젝터는 입력받은 영상 신호를 레이저 광원에서 방출되는 레이저 광을 이용하여 스크린에 투사시켜 화상을 보여주는 장치로서, 레이저 광원, 광변조부, 광학계, 광스캐너, 영상 제어부 등으로 이루어진다. 상기 레이저 광원은 적색 광을 생성하는 적색 레이저, 녹색 광을 생성하는 녹색 레이저, 청색 광을 생성하는 청색 레이저를 포함한다. 그리고, 상기 레이저 광원은 생성되는 레이저 광을 광 변조부로 출사하고, 광 변조부는 영상 제어부의 영상 제어 신호에 따라 입사되는 레이저 광을 변조하여 회절광을 생성하여 광학계로 출사한다. 이어서, 생성된 회절광은 광학계를 거쳐 광 스캐너로 전달되고, 광 스캐너는 영상 제어부의 미러 제어 신호에 따라 소정 각도로 미러들이 회전하면서 광을 스캐닝하여 영상을 디스플레이 한다.

이와 같은 레이저 프로젝터는 본원 발명의 출원인에 의하여 출원되고 공개된 한국공개특허 제10-2013-0110552호에 개시되어 있다.

이와 같은 레이저 프로젝터는 화면 보정을 위하여 프로젝터 저면에 구비된 위치 조정 부품을 손으로 직접 조정하거나, 컨트롤 패널에 구비된 위치 조정 버튼을 눌러서 화면을 확인하면서 수동으로 보정하는 것이 일반적이었다. 따라서, 조작자의 시력이나 상태에 따라 화면 조정이 다르게 이루어져, 최상의 화면 조정이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

[종래 기술 문헌]

한국공개특허공보제10-2013-0110552호(2013년10월10일 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 사용자의 조작이 필요없이 자동으로 화면 조정이 이루어질 수 있도록 하는 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터는, 스크린으로 화상을 조사하는 프로젝터에 있어서, 레이저 광원과, 광학 엔진 및 상기 스크린으로 화상을 투사하는 투사 렌즈를 포함하는 본체; 상기 본체의 전면에 설치되어, 스크린과 상기 본체 간의 거리를 감지하기 위한 다수의 거리 센서; 상기 본체의 전면에 설치되어, 상기 스크린에 조사되는 화상의 초점을 맞추기 위한 초점 맞춤 센서; 및 화면 조정을 위하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및 상기 거리 센서들과 상기 초점 맞춤 센서로부터 전달되는 감지값을 기반으로 상기 구동부를 작동시켜 상기 본체의 위치를 조정하는 제어부를 포함한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터에 의하면, 사용자의 수동 조작없이도 자동으로 화면의 위치와 크기 및 초점이 맞추어지므로, 사용자가 누구인가에 관계없이 동일 수준의 화면 해상도가 유지되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터를 포함하는 프로젝션 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터의 내부 구성을 보여주는 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화면 조정을 위한 구동 메카니즘이 구비된 프로젝터의 시스템 구성을 보여주는 블럭도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터의 화면 조정 방법을 보여주는 도면.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터를 포함하는 프로젝션 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템은, 레이저 광원에 의하여 화상이 형성되는 레이저 프로젝터(10)(이하 프로젝터라 함)와, 상기 레이저 프로젝터(10)로부터 제공되는 영상이 투사되는 스크린(20)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터의 내부 구성을 보여주는 정면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터(10)는, 본체(11)와, 상기 본체(11) 내부에 구비되는 화면 조정을 위한 프로젝터 구동 메카니즘(또는 구동계)과, 상기 본체(11)의 전면에 구비되는 거리 센서와, 상기 본체(11)의 상면 후단에 위치하고 상기 스크린(20)을 향하여 화상을 조사하는 투사 렌즈(12)를 포함한다. 그리고, 상기 본체(11) 내부에는 화상 형성을 위한 광학엔진을 포함한 부품이 내장되어 있으며, 이들 부품은 상기 공개 특허 문헌에 제시된 구성과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상세히, 상기 거리 센서는, 상기 스크린(20)에 부착된 거리 감지용 표적 또는 마커(후술함)를 인식하기 위한 센서로서, 상기 본체(11)의 전면 좌측에 구비된 좌측 센서(15)와, 전면 중앙에 구비된 중앙 센서(14) 및 전면 우측에 구비된 우측 센서(13)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 거리 센서는 PSD(Position Sensitive Detector) 센서, CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서 또는 IR(Infra-Red) 센서 등을 포함할 수 있다. 그 외에 물체 간의 거리를 측정할 수 있는 센서는 모두 가능함을 밝혀 둔다.

또한, 상기 본체(11)의 전면에는 화면의 초점이 제대로 맞추어졌는지를 확인하기 위한 초점 맞춤 센서(30)가 장착될 수 있다. 상기 이미지 센서는 CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서를 포함할 수 있다. 상기 초점 맞춤 센서(30)의 기능에 대해서는 아래에서 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

또한, 상기 화면 조정을 위한 프로젝터 구동 메카니즘은, 상기 본체(11)의 전면 바닥부 좌측과 우측 가장자리에 각각 장착되는 한 쌍의 레그(16)와, 상기 레그(16)를 회전시켜 상기 본체(11)의 전면부가 상승 또는 하강하도록 하는 수직 이동 모터(19)를 포함한다. 상세히, 상기 레그(16)는, 설치면에 안착되는 안착부(161)와, 상기 안착부(162)의 상면에 회전 가능하게 결합되는 레그축(162)을 포함할 수 있다. 상기 레그축(162)은 상기 수직 이동 모터(19)의 축과 결합될 수 있으며, 일 예로서, 상기 수직 이동 모터(19)의 축이 웜기어로 이루어지고, 상기 레그축(162)의 외주면에 나사산이 형성되어, 기어 결합되는 것이 가능하다. 따라서, 상기 수직 이동 모터(19)의 축이 회전하면 상기 레그축(162)이 회전하게 되고, 상기 레그축(162)이 회전함에 따라 상기 레그축(162)에 결합된 상기 본체(11)가 상승 또는 하강하게 된다.

또한, 상기 화면 조정을 위한 프로젝터 구동 메카니즘은, 상기 본체(11)의 전면과 후면 중앙에 각각 단일 축에 의하여 연결되는 한 쌍의 좌우 이동 롤러(18)와, 상기 좌우 이동 롤러(18)의 축에 연결되는 수평 이동 모터(21)를 포함할 수 있다. 상기 좌우 이동 롤러(18)의 축과 상기 수평 이동 모터(21)의 축도 웜기어 결합되어, 상기 수평 이동 모터(21)의 축이 정역회전함에 따라 상기 좌우 이동 롤러(18)가 좌측 또는 우측으로 회전하고, 그에 따라 상기 본체(11)가 좌측 또는 우측으로 수평이동할 수 있다.

또한, 상기 화면 조정을 위한 프로젝터 구동 메카니즘은, 상기 본체(11)의 전면 중심으로부터 좌측과 우측으로 소정 간격 이격된 지점에 구비되는 한 쌍의 전후진 롤러(17)와, 상기 전후진 롤러(17) 각각을 구동하는 한 쌍의 전후진 모터(20)를 포함할 수 있다. 상기 전후진 롤러(17)는 상기 레그(16)와 상기 좌우 이동 롤러(18) 사이에 각각 장착될 수 있으며, 상기 한 쌍의 전후진 롤러(17)가 동일 방향으로 동일 속도로 회전하거나, 어느 하나만 회전하거나, 서로 반대 방향으로 회전하여 상기 본체(11)의 전면부를 좌회전 또는 우회전 시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 한 쌍의 전후진 롤러(17)가 동일 방향 및 동일 방향으로 회전하면, 상기 본체(11)는 상기 스크린(20)에 가까워지는 방향으로 전진하거나, 상기 스크린(20)으로부터 멀어지는 방향으로 후진하게 된다. 또는, 좌측의 전후진 롤러(17)는 전방으로 회전하고 우측의 전후진 롤러(17)는 정지 또는 후방으로 회전하면, 상기 본체(11)는 우회전하게 된다. 반대로, 우측의 전후진 롤러(17)는 전방으로 회전하고, 좌측의 전후진 롤러(17)는 정지 또는 후방으로 회전하면, 상기 본체(11)는 좌회전하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화면 조정을 위한 구동 메카니즘이 구비된 프로젝터의 시스템 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터(10)는, 제어부(100), 메모리(130), 구동부(110) 및 센서부(120)를 포함할 수 있다.

상세히, 상기 구동부(110)는, 상기 수평 이동 모터(21)와, 수직 이동 모터(19) 및 전후진 모터(20)를 포함할 수 있고, 상기 센서부(120)는, 상기 좌측 센서(15)와, 중앙 센서(14) 및 우측 센서(13)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(100)에서는 상기 센서부(120)에서 전달되는 감지 결과를 바탕으로 상기 구동부(110)의 동작을 제어하여 상기 본체(11)가 전후 좌우 또는 상하 방향으로 이동한다. 이러한 제어부(100)의 제어에 의하여, 상기 투사 렌즈(12)로부터 방출되는 화상이 상기 스크린(20)의 크기에 맞게 정확하게 조사되도록 할 뿐만 아니라, 스크린(20)에 조사되는 화상의 해상도를 최적화하며, 화상이 변형되지 않고 선명하게 조사되도록 한다.

이하에서는 상기 프로젝터(10)의 화면 조정 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터의 화면 조정 방법을 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 스크린(20)의 전면에는 상기 센서부(120)에서 방출되는 신호를 반사시키는 표적이 장착된다. 상세히, 상기 반사용 표적은, 상기 스크린(20)의 하단부 좌측 모서리(A)와 하단부 우측 모서리(B) 및 상단부 중앙(C)에 각각 표시될 수 있다. 그리고, 상기 좌측 센서(15)는 상기 스크린(20)의 하단부 좌측 모서리(A)에 부착된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하고, 상기 중앙 센서(14)는 상기 스크린(20)의 상단부 중앙(C)에 부착된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하며, 상기 우측 센서(13)는 상기 스크린(20)의 하단부 우측 모서리(B)에 부착된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하도록 할 수 있다.

화면 조정을 위해서는, 먼저 상기 스크린(20)을 벽면에 설치하고, 매뉴얼 책자에서 정해진 위치에 근접하여 상기 프로젝터(10)를 설치한다. 상세히, 제품을 구매할 때 제공되는 매뉴얼에는 스크린의 크기에 따라 프로젝터(10)의 표준 설치 위치가 기재되어 있다. 즉, 특정 사이즈의 스크린에 대해서 상기 상기 스크린으로부터 프로젝터 까지의 적정 거리와, 상기 프로젝터의 적정 설치 높이가 세팅되어 있다.

상기 매뉴얼에서 제시하는 위치에 근접하게 상기 프로젝터(10)를 설치한 다음, 컨트롤 패널에 구비된 명령 입력 버튼 또는 리모콘을 통하여 자동 화면 맞춤 기능을 선택한다. 그러면, 상기 좌측 센서(15)와 중앙 센서(14) 및 우측 센서(13)가 작동하여 상기 반사 표적들이 부착된 지점들(A,B,C)을 향하여 감지 신호를 송출한다. 그러고, 상기 송출된 신호는 상기 반사 표적들에 부딪혀서 반사되어 상기 센서들(13,14,15)로 되돌아 온다. 상기 반사되는 신호들을 상기 센서들(13,14,15)이 수신하여, 수신 결과를 상기 제어부(100)로 전송한다. 그러면, 상기 제어부(100)에서는 전송된 신호를 이용하여 각각의 반사 표적과 센서 간의 거리를 산출하게 된다.

그리고, 상기 제어부(100)에서는 상기 좌측 센서(15)와 반사 표적 간의 거리(D1)와, 상기 우측 센서(13)와 반사 표적 간의 거리(D2)를 산출하고 이들 거리 값을 비교한다. 그리고, 상기 거리 D1과 D2가 같아지도록 상기 구동 메카니즘을 작동시킨다. 즉, 상기 구동 메카니즘을 이루는 모터들을 정회전 또는 역회전시켜 상기 거리 D1과 D2가 같아지도록 한다.

이 상태에서, 상기 중앙 센서(14)에서는 상기 스크린(20)의 상단 중앙에 부착된 반사 표적을 향하여 감지 신호를 송출하고 반사되는 신호를 수신한 뒤 그 결과값을 상기 제어부로 전송한다. 그러면, 상기 제어부(100)에서는 전송되는 값을 이용하여 상기 중앙 센서(14)와 표적 간의 거리(D3)를 산출하고, 산출된 거리값이 매뉴얼에 설정된 거리와 일치하도록 상기 구동 메카니즘을 작동시킨다. 다시 말하면, 상기 프로젝터(10)의 전면부가 상승 또는 하강하도록 상기 구동 메카니즘을 작동 시킨다.

그리고, 상기 제어부(100)에서는 상기 세 지점(A,B,C)에 부착된 반사 표적들로부터 반사되는 신호 결과값을 이용하여, 상기 스크린(20)에 대해서 상기 프로젝터(10)가 좌측 또는 우측으로 어느 정도 틀어져 있는지를 판단할 수 있다. 그리고, 산출된 틀어짐 정도가 0이 되도록 상기 구동 메카니즘을 작동시킨다. 그리고, 이와 같은 조정 과정을 다수 회 반복하여 위치 정밀도를 높일 수 있다. 상기의 맞춤 동작이 완료되면, 상기 투사 렌즈(12)로부터 방출되는 화상의 크기가 상기 스크린(20)의 유효 투사 영역의 크기와 일치되어, 해당 스크린의 크기에 맞는 화면이 상기 스크린(20)에 표시된다.

한편, 위치 조정이 완료되면, 초점 맞춤이 제대로 되었는지를 확인하는 과정이 수행된다.

상세히, 상기 투사렌즈(12)를 통하여 상기 스크린(20)에 초점 맞춤용 조정 화면을 조사하여, 스크린 화면에 화질 맞춤 막대(일종의 바코드 형태)가 표시되도록 한다. 상기 화질 맞춤 막대는 상기 스크린(20)의 네 모서리와 중앙(S1 ~ S5)에 조사되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 초점 맞춤 센서(30)에서는 상기 5개소에 조사된 화질 맞춤 막대를 감지하여, 상기 화질 맞춤 막대의 폭이 제품 출하시에 설정된 폭과 동일하게 되도록 상기 투사 렌즈(12)를 조정한다.

상기와 같은 동작을 통하여 화면의 크기와 초점이 상기 스크린(20)에 맞추어 졌다고 판단되면, 정상 화면 동작으로 이동하여 자동 화면 맞춤 기능이 종료된다.

이와 같이, 거리 센서와 초점 맞춤 센서 및 상기 프로젝터(10)를 미세하게 이동시키는 구동 메카니즘에 의하여, 사용자가 수동으로 상기 프로젝터(10)를 조작하지 않아도 자동으로 화면 맞춤이 이루어지는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 스크린으로 화상을 조사하는 프로젝터에 있어서,
   레이저 광원과, 광학 엔진 및 상기 스크린으로 화상을 투사하는 투사 렌즈를 포함하는 본체;
   상기 본체의 전면에 설치되어, 스크린과 상기 본체 간의 거리를 감지하기 위한 다수의 거리 센서;
   상기 본체의 전면에 설치되어, 상기 스크린에 조사되는 화상의 초점을 맞추기 위한 초점 맞춤 센서; 및
   화면 조정을 위하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및
   상기 거리 센서들과 상기 초점 맞춤 센서로부터 전달되는 감지값을 기반으로 상기 구동부를 작동시켜 상기 본체의 위치를 조정하는 제어부를 포함하는 프로젝터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 거리 센서는,
   상기 본체의 좌측 모서리 부근에 설치되는 좌측 센서와,
   상기 본체의 우측 모서리 부근에 설치되는 우측 센서 및
   상기 본체의 중앙에 설치되는 중앙 센서를 포함하는 프로젝터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 좌측 센서와 중앙 센서 및 우측 센서는, 상기 스크린의 하단부 좌측 모서리와 우측 모서리 및 상단부 중앙에 부착된 반사 표적들을 향하여 감지 신호를 각각 송출하고, 상기 반사 표적들로부터 반사되는 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부에서는, 상기 거리 센서들에서 수신하는 반사 신호 감지 결과를 수신하여, 상기 본체와 상기 스크린 간의 거리 및 상기 스크린에 대하여 상기 본체가 좌측 또는 우측으로 틀어진 정도를 산출하고,
   산출된 값과 기준 값을 비교 판단하여 상기 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 본체의 전면과 후면에 각각 구비되고, 단일축에 의하여 연결되는 좌우 이동 롤러와,
   상기 좌우 이동 롤러를 구동하는 수평 이동 모터와,
   상기 본체의 전면 좌측 및 우측 가장자리 부근에 각각 설치되는 한 쌍의 레그와,
   상기 레그를 움직이는 한 쌍의 수직 이동 모터와,
   상기 본체의 전면 좌측과 우측에 각각 설치되는 한 쌍의 전후진 롤러와,
   상기 한 쌍의 전후진 롤러를 구동하는 한 쌍의 전후진 모터를 포함하는 프로젝터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 레그는,
   설치면에 놓이는 안착부와,
   상기 안착부의 상면에 회전 가능하게 연결되는 레그축을 포함하고,
   상기 수직 이동 모터의 회전축은 상기 레그축에 기어 결합되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
   
   

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