KR20180125683A - 프로젝터에 부착되는 자동 초점 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되며, 깊이 센서의 깊이 정보에 기반하여 평면과의 거리를 산출하고 거리에 따라 걸림부를 이동시켜 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부를 조절하는 초점 조절 장치를 제공한다.

Description

프로젝터에 부착되는 자동 초점 조절 장치 {Auto Focus Adjustment Apparatus Attachable to Projector}

본 실시예가 속하는 기술 분야는 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되어 초점을 조절하는 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

프로젝터는 영상을 스크린에 투사하는 장치이다. 프로젝터가 선명한 영상을 제공하기 위해서는 프로젝터의 렌즈와 스크린 간의 거리에 따라 초점을 정확하게 맞춰야 한다.

자동 초점 조절이 가능한 제품은 고가이며 대부분의 소형 프로젝터는 자동 초점 조절 기능이 구비되어 있지 않다. 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터의 초점 조절부를 회전시키거나 좌우로 조작하여 초점을 정확하게 맞추는 것은 일반인에게 쉽지 않은 작업이다. 특히, 이동형 프로젝터는 프로젝터의 위치가 변경될 때마다 스크린과의 거리 및 각도가 달라지기 때문에, 사용자가 일일이 초점 거리를 조절하여야 하는 문제가 있다.

본 발명의 실시예들은 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되며, 깊이 센서가 획득한 깊이 정보에 기반하여 평면과의 거리를 산출하고 거리에 따라 걸림부를 이동시켜 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부를 조절하는 데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되는 초점 조절 장치에 있어서, 상기 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득하는 깊이 센서, 상기 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된 걸림부, 상기 걸림부를 이동시키는 구동부, 상기 깊이 센서 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 깊이 정보를 이용하여 상기 평면과의 거리를 산출하고 상기 산출한 거리에 기반하여 상기 구동부를 동작시키는 제어부, 및 상기 구동부에 연결되어, 상기 프로젝터의 외부에 부착되는 고정부를 포함하는 초점 조절 장치를 제공한다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 외부에 돌출된 초점 조절부, 및 상기 초점 조절부를 기계적으로 이동시키는 초점 조절 장치를 포함하며, 상기 초점 조절 장치는, 상기 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득하는 깊이 센서, 상기 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된 걸림부, 상기 걸림부를 이동시키는 구동부, 상기 깊이 센서 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 깊이 정보를 이용하여 상기 평면과의 거리를 산출하고 상기 산출한 거리에 기반하여 상기 구동부를 동작시키는 제어부, 및 상기 구동부에 연결되어, 상기 프로젝터의 외부에 부착되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되며, 깊이 센서의 깊이 정보에 기반하여 평면과의 거리를 산출하고 거리에 따라 걸림부를 이동시켜 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부를 조절할 수 있는 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치 및 프로젝터를 예시한 도면이다.
도 2는 프로젝터의 초점 조절부를 예시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치를 예시한 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치의 외관을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초점 조절 장치가 평면과의 거리를 산출하는 동작을 예시한 도면이다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치 및 프로젝터를 예시한 도면이다. 도 2는 프로젝터의 초점 조절부를 예시한 도면이다.

프로젝터(10)는 영상을 스크린에 투사하는 장치이다. 프로젝터는 프로젝터의 렌즈와 스크린 간의 거리에 따라 초점을 정확하게 맞춰야 한다. 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터는 사용자가 일일이 렌즈의 초점 거리를 조절하여야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 초절 조절 장치를 프로젝터에 부착시켜 프로젝터의 초점을 조절한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 초점 조절 장치(20)는 프로젝터(10)에 부착이 가능하다. 초점 조절 장치(20)는 깊이 인식 센서를 이용하여 프로젝터와 평면 간의 거리를 측정하고, 서보모터를 이용하여 프로젝터(10)의 렌즈 초점 거리를 맞춘다.

도 2를 참조하면, 프로젝터의 렌즈 초점 거리는 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부(12)를 동작시켜 조절할 수 있다. 초점 조절부(12)는 걸림홈(14)을 포함한다. 걸림홈(14)은 삽입된 형상 또는 돌출된 형상으로 형성된다. 렌즈 초점 거리는 초점 조절부(12)가 이동하면 특정 비율로 변화한다. 초점 조절부(12)는 원 방향으로 회전 이동하거나 직선 방향으로 평행 이동할 수 있다.

초점 조절 장치는 초점 조절부(12)를 기계적으로 이동시킨다. 초점 조절 장치는 프로젝터의 외부에 부착되며, 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득하고, 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된 걸림부를 이동시켜, 초점 조절부(12)를 이동시킨다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치를 예시한 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 초점 조절 장치(300)는 깊이 센서(310), 걸림부(320), 구동부(330), 제어부(340), 및 고정부(350)를 포함한다. 초점 조절 장치(300)는 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 도 4와 같이 초점 조절 장치(400)는 통신부(460)를 추가로 포함할 수 있다.

초점 조절 장치(300, 400)는 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되어, 프로젝터의 초점 조절부를 조절한다.

깊이 센서(310, 410)는 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득한다. 깊이 정보는 스테레오 및 다시점 촬영으로 획득한 2차원 영상으로부터 획득하거나, 주행시간 방식으로 직접 3차원 영상으로부터 획득할 수 있다.

걸림부(320, 420)는 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된다. 걸림부(320, 420)는 삽입된 형상 또는 돌출된 형상으로 형성된다. 걸림부(320, 420)는 초점 조절부의 걸림홈에 연결된다. 걸림부 및 걸림홈은 걸림 방식, 접착 방식, 톱니 방식, 또는 이들의 조합으로 연결될 수 있다.

구동부(330, 430)는 이동부에 연결된 걸림부(320, 420)를 이동시킨다. 구동부(330, 430)는 구동 신호에 의해 이동부의 위치를 제어한다. 이동부의 이동 거리는 구동 신호의 펄스의 수에 따라 결정되고, 이동부의 이동 속도는 구동 신호의 펄스 주파수에 따라 결정된다. 소정의 펄스 주파수를 소정의 시간에 출력하여 이동부를 이동시킨다.

제어부(340, 440)는 깊이 센서 및 구동부에 연결된다. 제어부(340, 440)는 깊이 정보를 이용하여 평면과의 거리를 산출하고 산출한 거리에 기반하여 구동부를 동작시킨다. 제어부(340, 440)는 평면과의 거리에 따라 구동 신호의 펄스의 수 및 펄스 주파수를 설정한다. 제어부(340, 440)는 프로젝터의 모델마다 샘플링을 통하여 평면과의 거리에 따라 프로젝터의 초점 조절부의 이동거리 및 구동부의 이동거리 간의 비율을 설정한다.

고정부(350, 450)는 구동부에 연결된다. 고정부(350, 450)는 프로젝터의 외부에 부착되도록 형성된다. 고정부(350, 450)는 고무 재질의 흡착 패드, 접착 테이프, 자석, 나사못 등으로 구현될 수 있으며, 이는 예시일 뿐이며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 재질 및 형상으로 구현될 수 있다.

고정부(350, 450)는 깊이 센서가 프로젝터의 렌즈가 바라보는 방향과 동일한 방향을 바라보고, 구동부가 프로젝터의 초점 조절부와의 관계에서 평행하도록 구동부의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함할 수 있다. 즉, 위치 조절부는 초점 조절 장치가 프로젝터에 부착된 후에도 초점 조절 장치의 수평 및 수직 위치를 조절할 수 있다.

통신부(460)는 프로젝터 또는 외부 장치와 유무선으로 연결되며 데이터를 송수신한다. 통신부(460)는 프로젝터의 모델 식별번호, 기 저장된 초점 조절부의 이동거리 및 구동부의 이동거리 간의 비율, 기 저장된 구동 신호의 펄스의 수 및 펄스 주파수 등을 송수신한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 초점 조절 장치의 외관을 예시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 구동부(530)은 직선 형상의 가이드 라인(535)을 포함한다. 걸림부(520)는 가이드 라인을 따라 직선 방향으로 이동하여 프로젝터의 초점 조절부를 조절한다.

구동부(530)는 가이드 라인의 길이를 조절하고, 조절된 가이드 라인의 길이를 표시하는 길이 조절부를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 구동부(630)는 직선 형상의 가이드 라인(635)을 포함하고, 가이드 라인은 회전 운동을 할 수 있다. 걸림부(620)는 가이드 라인에 연결되어, 구동부가 회전하는 방향으로 이동하여 프로젝터의 초점 조절부를 조절한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초점 조절 장치가 평면과의 거리를 산출하는 동작을 예시한 도면이다.

제어부는 깊이 정보가 포함된 이미지에서 기 설정된 복수의 센싱 값을 분석하여 평면과의 거리를 산출한다. 이미지의 중점에서 기 설정된 크기를 갖는 관심영역을 추출한다. 관심영역 내에 존재하는 복수의 점을 추출하여 각 점의 거리를 추출한다. 제어부는 각 점의 거리 평균 값을 이용하여 산출한 평면과의 거리에 따라 프로젝터의 초점 조절부를 조절할 수 있다.

제어부는 (i) 평면과의 거리 및 (ii) 걸림부의 이동 거리 간의 비율을 설정하여 걸림부의 이동 방향 및 이동 거리를 산출한다.

제어부는 구동부의 구동 신호의 펄스 폭을 기준으로 펄스 폭을 조절하여 걸림부의 이동 방향 및 이동 거리를 설정하며, 프로젝터의 초점 조절부의 최소 초점값 내지 최대 초점값의 범위 내에서 걸림부의 최소 이동 거리 및 최대 이동 거리를 설정한다.

제어부는 프로젝터의 초점 조절부의 이동 방향, 이동 거리, 또는 회전 각도의 수치 및 상기 걸림부의 이동 방향, 이동 거리, 또는 회전 각도의 수치가 저장된 매칭 테이블을 참조한다. 제어부는 매칭 테이블에 저장된 기준 이동 방향 및 기준 이동 거리를 비교한다. 제어부는 산출된 평면과의 거리를 고려하여 초점 거리 오차를 보정하고, 통신부를 통해 매칭 테이블을 갱신한다.

제어부는 깊이 센서에 포함된 이미지 센서를 통해 평면에 투사된 영상의 선명도를 판단하고, 초점 거리 오차를 보정할 수 있다.

초점 조절 장치에 포함된 구성요소들이 도 3 및 도 4에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.

초점 조절 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.

초점 조절 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 프로젝터 12: 초점 조절부
14: 걸림홈 20, 300, 400: 초점 조절 장치
310, 410, 510: 깊이 센서 320, 420, 520, 620: 걸림부
330, 430, 530, 630: 구동부 340, 440, 540: 제어부
350, 450, 550, 고정부 460, 560: 통신부
535, 635: 가이드 라인

Claims (11)

1. 자동 초점 조절 기능이 구비되지 않은 프로젝터에 부착되는 초점 조절 장치에 있어서,
   상기 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득하는 깊이 센서;
   상기 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된 걸림부;
   상기 걸림부를 이동시키는 구동부;
   상기 깊이 센서 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 깊이 정보를 이용하여 상기 평면과의 거리를 산출하고 상기 산출한 거리에 기반하여 상기 구동부를 동작시키는 제어부; 및
   상기 구동부에 연결되어, 상기 프로젝터의 외부에 부착되는 고정부
   를 포함하는 초점 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 직선 형상의 가이드 라인을 포함하며,
   상기 걸림부는 상기 가이드 라인을 따라 직선 방향으로 이동하여 상기 프로젝터의 상기 초점 조절부를 조절하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 가이드 라인의 길이를 조절하고, 상기 조절된 가이드 라인의 길이를 표시하는 길이 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 직선 형상의 가이드 라인을 포함하고, 상기 가이드 라인은 회전 운동을 하며,
   상기 걸림부는 상기 가이드 라인에 연결되어, 상기 구동부가 회전하는 방향으로 이동하여 상기 프로젝터의 상기 초점 조절부를 조절하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 깊이 정보가 포함된 이미지에서 기 설정된 복수의 센싱 값을 분석하여 상기 평면과의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 스크린과의 거리에 따라 상기 프로젝터의 상기 초점 조절부를 조절하며, (i) 상기 평면과의 거리 및 (ii) 상기 걸림부의 이동 거리 간의 비율을 설정하여 상기 걸림부의 이동 방향 및 이동 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 구동부의 구동 신호의 펄스 폭을 기준으로 상기 펄스 폭을 조절하여 상기 걸림부의 이동 방향 및 이동 거리를 설정하며, 상기 프로젝터의 상기 초점 조절부의 최소 초점값 내지 최대 초점값의 범위 내에서 상기 걸림부의 최소 이동 거리 및 최대 이동 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 프로젝터 또는 외부 장치와 데이터를 송수신하는 통신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 프로젝터의 상기 초점 조절부의 이동 방향, 이동 거리, 또는 회전 각도의 수치 및 상기 걸림부의 이동 방향, 이동 거리, 또는 회전 각도의 수치가 저장된 매칭 테이블을 참조하며, 상기 평면과의 거리를 고려하여 상기 매칭 테이블을 갱신하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 깊이 센서가 상기 프로젝터의 렌즈가 바라보는 방향과 동일한 방향을 바라보고, 상기 구동부가 상기 프로젝터의 상기 초점 조절부와의 관계에서 평행하도록 상기 구동부의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 장치.
11. 외부에 돌출된 초점 조절부; 및
    상기 초점 조절부를 기계적으로 이동시키는 초점 조절 장치를 포함하며,
    상기 초점 조절 장치는,
    상기 프로젝터로부터 이격된 평면을 촬영하여 깊이 정보가 포함된 이미지를 획득하는 깊이 센서;
    상기 프로젝터의 외부에 돌출된 초점 조절부에 끼워지도록 형성된 걸림부;
    상기 걸림부를 이동시키는 구동부;
    상기 깊이 센서 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 깊이 정보를 이용하여 상기 평면과의 거리를 산출하고 상기 산출한 거리에 기반하여 상기 구동부를 동작시키는 제어부; 및
    상기 구동부에 연결되어, 상기 프로젝터의 외부에 부착되는 고정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.

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