KR100327311B1 - 비디오 영상에서의 기하학적 영상 에러의 보상방법 및 그 방법을수행하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

비디오 영상을 투사면(101) 상에 디스플레이하기 위한 장치로서, 디스플레이는 경사를 가지고 투사면(101) 상에서 이루어지며, 비디오 영상의 영상점의 순차적인 조명을 위한 거의 평행한 광다발의 방사를 위한, 강도변조될 수 있는 광원(10)과, 2차원적으로 광다발을 스캔하기 위한 편향장치(11,12)와, 적어도 경사에 대해서 영상의 계산된 일그러짐 정정을 통해 얻어지는 함수에 따라서 광다발의 편향(11,12)과 광다발의 강도변조를 제어하는 제어장치(17)를 구비한다.

Description

비디오 영상에서의 기하학적 영상 에러의 보상방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치{Method for compensating geometric image failure of video images and a device for conducting said method}

본 발명은, 각각 다수의 영상점(image point)을 가지는 다수의 라인(line)을 가진 비디오 영상에서의 기하학적 영상 에러(geometric image error)의 보상방법에 관련된 것이다. 여기에서, 보상될 영상 에러는 라인의 길이에 영향을 미치며, 보상되지 않은 기하학적 영상 에러에서의 i번째 라인은 투사면(projection surface) 상에서 위치 x_ai에서 시작하여 위치 x_ei에서 끝난다. 본 발명은 또한, 다수의 라인 내의 영상점들이 순차적으로 켜지며, 기하학적 영상 에러가 상기 방법에 따라 보상되는, 투사면 상에 비디오 영상을 디스플레이하는 장치에 관한 것이다. 여기에서, 보상될 영상 에러는 라인의 길이에 영향을 미치며, 보상되지 않은 기하학적 영상 에러에서의 i번째 라인은 투사면 상에서 위치 x_ai에서 시작하여 위치 x_ei에서 끝난다. 또한, 본 발명은 기울기를 가진 투사면 상에서 디스플레이가 이루어지는, 투사면 상에 비디오 영상을 디스플레이하는 장치에 관한 것이다.

전술한 것과 같은 기하학적 영상 에러는, 예를 들어 필름이 각도를 가지고 투사될 때 일어날 수 있다. 오버헤드 프로젝터에서, WO97/03380에 따르면 보상을 위해서 미러가 제공된다. 여기에서 영상은 미러에 의해서 투사면의 뒷면 상으로 투사된다. 투사면에 대한 미러의 기울기는 사다리꼴 일그러짐(trapezoid distortion)을 보상하도록 조정되어 있어서, 프로젝터에서 투사면으로의 광경로가 영상의 모든 부분에서 대략 동일하게 되어 있다.

비디오 투사(projection)에 있어서도, DE 32 43 879 C2에 따르면, 오버헤드 프로젝터에서의 전술한 것과 같은 투사에서와 같이, 경사 투사(diagonal projection)에 의해 발생되는 사다리꼴 일그러짐을 보상하기 위해서 미러가 사용된다.

미러를 사용한 전술한 보상에 있어서, 대형 영상의 투사를 위해서는 매우 큰 미러가 필요하다. 그러므로, 많은 공간을 차지하게 되며, 미러가 투사면을 시야에서 가리지 않도록 하기 위해서는 실질적으로 후면 투사(rear projection)에 제한되게 된다.

EP 0 756 425 A2에 개시된 비디오 기술에서는, 영상에 의해 제어되는 액정 매트릭스(liquid crystal matrix)가 스크린에 투사된다. 이 경우에는, 영상의 모든 라인들이 가장 짧은 라인의 길이를 기준으로 해서 짧아짐으로 해서 사다리꼴 일그러짐이 보상된다. 이러한 목적으로, 경사 투사(diagonal projection)에 기인한 일그러짐을 정확하게 보상하도록 하는 방식으로 영상이 액정 매트릭스 상에서 사다리꼴 형상으로 변형된다. 투사된 영상의 이러한 종류의 일그러짐은 LCD 영상의 경우에는 짧아진 라인들에서 영상점이 생략되도록 함으로써 수행된다. 그러나, 매우 큰 각도에서는 해상도의 손실이 너무 커서 고품질의 영상을 디스플레이하는 것이 더 이상 가능해지지 않게 될 것으로 예상된다.

비디오 영상의 경사 투사에 있어서, 예를 들면 프레임 스캐닝의 방위결정(orientation)이 작은 각도에서 이루어질 때, 위에서 언급한 종류의 사다리꼴 일그러짐은 라인의 길이를 변화시킨다. 이에 따라 라인의 관련된 영상점 밀도도 변화되어 이들 에러는 근본적으로 라인에 대한 정보를 정정함으로써만 보상될 수 있게 된다.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 종류의 영상 에러를 보상하는 방법과, 큰 각도의 경우에 잃어버린 영상점에 기인한 정보 손실이 감소되도록 이 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 위에서 언급한 종류의 방법에 의해 달성된다. 이 방법에서, 비디오 영상의 영상점을 순차적으로 밝히기 위해서 거의 평행한 광다발(light bundle)이 투사면 상에서 2차원적으로 편향되며, 광다발이 편향되는 모든 위치에 있는 영상점에 대한 광다발은 일그러지지 않은 비디오 영상의 영상점 정보에 따라서 이 위치에서 강도 변조(intensity-modulation)되며, 보상된 영상의 라인의 시작을 결정하는 값은 x_ad≥ Max(x_ai)에 의해 정의되며, 보상된 영상의 라인의 끝을 결정하는 값은 x_ed≤ Min(x_ei)에 의해 정의되며, 여기에서 x_edx_ad이며, 각각의 라인에 대한 광다발은 라인 i의 모든 영상점이 투사면 상에서 영역 [x_ad;x_ed] 내에서 순차적으로 디스플레이되도록 하는 방식으로 편향된다. 이 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 비디오 영상의 영상점을 순차적으로 밝히기 위한 거의 평행한 광다발을 방사하기 위한, 강도 변조(intensity-modulation)될 수 있는 광원(光源)과, 2차원적으로 광다발을 스캔하기 위한 편향 장치와, N개의 영상점에 대해서 광원을 강도 변조하기 위한 라인에 대한 정보, x_ad가 보상된 영상의 라인의 시작을 나타내고 x_ed가 보상된 영상의 라인의 끝을 나타내며, 모든 라인 i에 대해서 x_ad≥ Max(x_ai)이고 x_ad≥ Min(x_ei)인 두 개의 값 x_ad, x_ed를 순차적으로 저장하기 위한 저장수단과, 그리고, 편향을 위한 라인 i의 모든 영상점이 영역 [x_ad; x_ed] 내에서 순차적으로 투사면 상에 디스플레이될 수 있도록 광다발이 편향되고/되거나 강도변조되도록 하는 함수에 따라서 편향장치를 제어하고 광원을 변조하기 위한 제어장치를 구비한다. 또한, 본 발명에 따르면, 경사 투사에서의 에러 보상을 위한 특수한 장치에서, 비디오 영상의 영상점을 순차적으로 밝히기 위한 거의 평행한 광다발의 방사를 위한, 강도 변조될 수 있는 광원과, 2차원적으로 광다발을 스캔하기 위한 편향 장치와, 그리고, 적어도 경사에 대한 영상의 계산된 일그러짐 정정을 통해서 얻어지는 함수에 따라서 광다발의 강도 변조뿐만 아니라 광다발의 편향도 제어하는 제어장치가 제공된다.

그러므로, 본 발명에 따라 채용되는 기술은 EP 0 756 425 A2에서 사용된 것과는 완전히 다르다. 즉, LCD 매트릭스 대신에, 예를 들면 레이저에 의해서 생성가능한 거의 평행한 광다발이 영상의 순차적인 스캐닝에 사용될 수 있다. 따라서, 영상의 매트릭스와는 관계가 없게 된다. 이 기술은 거리에 상관없이 그리고 심지어는 특수한 광학소자가 없이도 영상이 항상 선명하다는 장점을 갖는다. 선명도는 실제적으로 광다발의 직경에 의해서만 제한된다. 그러므로, 적절한 제어에 의해서 영상은 또한 해상도의 손실없이 일그러질 수 있어서, 예를 들면 라인 길이의 변화로 자신을 나타내는 일그러짐이 보상될 수 있다.

특히, 경사 투사에 의해 영상을 디스플레이하려는 장치에서, 영상의 내용은 새로이 계산되며, 재계산된 영상에서의 라인 밀도와 영상점 밀도가 일그러진 형태로 디스플레이되어, 이 일그러짐이 투사를 통해 비디오 영상의 일그러짐 정정을 가져오게 한다. 이러한 방법으로, 비디오 영상은 실제적으로 원하는 만큼 정확하게 디스플레이될 수 있다. 자연스러운 일이지만, 인간의 눈의 해상능력이 그다지 높지 않기 때문에 텔레비젼 영화보다는 CAD 응용분야에서 계산 및 디스플레이의 정확도가 현저히 높다. 그러나, 원리는 마찬가지이다. 이어지는 실시예들은 정제된 또는 일그러짐 정정된 방식으로 디스플레이될 일그러진 영상의 계산에 대한 좀더 상세한 정보를 제공할 것이다.

이 계산은 매 비디오 영상에 대해서 새로 수행될 필요는 없다. 예를 들면, 일그러짐 정정의 목적으로 일그러진 비디오 영상이 비디오테이프에 저장되고 그후에 비디오 영상을 상영할 때 이 비디오테이프에서 읽어내기만 하면 된다. 또한, 이 계산은 경사 투사에만 한정되는 것은 아니다. 편향장치의 편향 작용과 같은 다른 광학적 영향도 재계산시에 고려될 수 있다. 이어지는 실시예들은 이 점에 대해서도 좀더 상세한 내용을 제공할 것이다.

본 발명의 바람직한 전개에 있어서, 광다발의 강도변조용으로 결정된 라인 정보가 저장수단에 순차적으로 저장되면서 길이 (x_ad-x_ai)를 스캔하기 위한 시간 간격동안에 각 라인 i의 시작에서 N개의 영상점과 광다발이 블랭크되며, N 영상점에 대한 강도변조용으로 결정된 정보가 길이 (x_ed-x_ad)를 스캔하기 위한 시간 간격 내에 읽혀내어지며, 광다발은 이 시간간격 내에 이 읽혀내어진 정보에 대해서 강도변조되며, 투사면 상에서의 N개의 영상점의 순차적인 조명의 완료시에 각 라인을 스캐닝하기 위한 시간 간격 T의 나머지에 대해서 블랭크된다. 본 발명의 다른 바람직한 전개에 있어서, 고정된 시간간격 T는 모든 라인에 대해서 미리 결정되며, 제어장치는 함수에 따라서 강도변조되고, 이 함수에 의해 광다발은 길이 (x_ad-x_ai)를 스캔하기 위한 시간 간격 동안에 라인 i의 각각의 시작에서 블랭크되며, 강도 변조를 위해 결정된 N개의 영상점에 대한 정보는 길이 (x_ed-x_ad)를 스캔하기 위한 시간 간격내에 저장수단으로부터 읽혀내어지며, 소스는 이 정보를 가지고 강도 변조되며, 투사면 상으로의 N 개의 영상점의 순차적인 조명의 완료시에 광다발은 각 라인을 스캐닝하기 위한 시간 간격 T의 나머지 시간에 대해서 블랭크된다.

따라서, 다른 라인을 스캐닝하기 위하여 다른 라인 편향함수로 제어하는 대신 - 이것도 역시 가능하겠지만 - 보상을 제어하기 위한 시간제어가 제공된다. 이러한 목적으로, 라인 편향과 프레임 편향를 통해, 즉 라인 i에 대한 라인 스캐닝에 의해 주어지는 극치 x_ai와 x_ei를 통해 액세스 가능한 투사면 상의 위치로부터 영상이 디스플레이되는 내부 영역이 보상 과정을 위해서 선택된다. 이러한 선택에 의해 투사면 상에 디스플레이된 영상의 라인 시작 위치와 끝 위치를 나타내는 두 개의 값x_ad와 x_ed가 정해진다. 이들 값의 위치에 대해서는 도면을 참조하여 좀더 명확하게 설명할 것이다.

동일한 시간 간격 T 안에서 비디오 영상의 모든 라인이 스캔되도록 하는 방식으로 시간제어는 작업을 제공하며, 여기에서 사다리꼴 에러의 결과로 x_ad와 x_ed로 표기된 영역 바깥에서 생기는 영역은 블랭크되며, 이어서 x_ed와 x_ad사이의 간격에서 투사면 상에 광다발이 위치하는 영역에 있는 N 개의 영상점에 대해서는 저장된 라인 정보 전체가 기하학적으로 정정된 방식으로 투사면 상에 쓰여지게 된다. 투사각도가 너무 크지 않다면, 즉, 약간의 일그러짐만 보상할 것이라면, 영상점은 모든 영상점에 대해서 동일한 시간 간격 (x_ed-x_ad)*T/[N*(x_ei-x_ai)]동안 디스플레이될 수 있다. 그러나, 라인정보가 비선형적으로 크게 일그러지는 경우에는 연속되는 개개의 영상점을 디스플레이하기 위한 시간 간격은 보상될 일그러짐에 따라서 적절하게 선택하는 것이 추천된다. 그러면, 영상점들이 투사면을 차지하고 이들 영상점을 조명하는 광다발을 위한 광경로는 편향장치로 트레이스백(trace back)되는, 그리고 매 영상점들의 상을 만들기 위한 스캐닝 시간과 편향각 사이의 관계는 강제적으로 주어지는, 기하학적 광학소자를 사용하여 광학 기술분야에서 숙련된 자에게는 익숙한 방식으로 여러 장치에 대해서 필요한 보상이 계산될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 전개에서는, 매 영상점에 대한 광다발의 강도는 그 조명 시간에 반비례하여 제어된다. 이 전개에 따르면, 강도는 연속적으로 동작하는 광원에서 여러 스캐닝 시간에 따라, 그러므로 여러 조명 시간에 따라 정정된다. 이러한 목적으로, 특히 감쇄기를 장치에 제공할 수 있다. 증폭보다는 감쇄를 달성하고자 하는 이유는 이렇게 함으로써 광다발을 생성하기 위한, 예시적으로 언급하는, 레이저의 출력 한도를 확실히 넘어서지 않을 수 있기 때문이다.

올바른 영상점 강도와 관련된 이러한 제어는, 제어에 있어서 여러 점에서 수행된다. 바람직한 다른 전개에 따르면, 저장수단에서 정보를 읽어낸 후 비례 제어가 수행된다. 이러한 방식으로, 저장수단 내의 정보 길이는 경제화될 수 있다. 왜냐하면, 그렇지 않다면, 조명 시간에 대한 스케일링에 기인한 정보의 필요한 증가된 가변범위는, 영상 해상도가 가져오는 저장수단의 필요한 워드 길이를 증가시킬 것이기 때문이다.

놀랍게도, 본 발명에 따르면, 일그러짐은 프레임 편향 방향으로, 즉, 라인에 대해서 수직으로 수행될 수 있다. 이러한 목적으로, 텔레비젼 기술에서는 일반적인 것인, 편향각의 일정한 변화에 걸친 스캐닝이 없어도 되며, 투사된 영상에서의 라인 간격이 다시 일정하게 되는 함수에 따라서 제어를 선택할 수도 있다. 이러한 점에서, 본 발명의 이로운 전개에 의하면, 광다발은 함수에 의해 프레임 방향으로 스캔되며, 이 함수에 기초하여 전체 영상에서 인접 라인간의 라인 간격은 서로 최대 30%, 그리고 특히 10% 미만으로 서로 다르게 된다. 해당 장치에 있어서, 프레임 방향 편향을 위한 편향장치는 함수에 의해 편향각의 일정한 변화로부터 벗어나서 제어되며, 이 함수에 기초하여 전체 영상에서 인접 라인간의 라인 간격은 서로 최대 30%, 그리고 특히 10% 미만으로 서로 다르게 된다. 제시된 한도 10%와 30%는 남아있을 수 있는 라인 간격이 적절한 거리에서 인지되도록 하는 것을 방지하기에 충분하다. 한편, 제시된 허용치는 또한, 기계적인 움직임과 결과적인 관성 때문에 편향의 모든 라인에 대한 라인간격 보상을 무조건적으로 하기 위한 소정의 함수를 정확하게 따라갈 수 없는, 프레임 미러를 사용한 영상 편향을 허용한다.

제어를 위한 함수는 기하학적으로 정해지는데, 예를 들면 비디오 영상을 위한 투사면 영역을 영상점이 균일하게 차지하도록, 그리고 편향각과 라인 사이의 관계를 정하기 위하여 영상점 조명용 장치가 만들어낸 광다발이 편향장치로 트레이스백(trace back)되도록 하는 방식으로 정해진다. 극단적인 경우에, 곡면의 투사면 상에 투사할 때 또는 영상이 투사중에 회전될 때, 편향은 라인의 해당 영상점의 위치에 좌우될 수 있으며, 그에 따라 적어도 라인 편향의 선형(linear) 성분이 프레임 편향과 합쳐지거나 그 반대가 될 수 있으며, 영상 정보는 이제 더 이상 저장장치로부터 2차원적으로 읽혀내어지지 않으며, 대신 정보의 읽어내기를 위한 어드레스가 이 경우에 입력 어드레스로부터 적절하게 형성될 수 있다. 이러한 목적의 다른 방법들도 실시예를 참조로 하여 여기에 좀더 상세히 설명할 것이다.

유사하게, 허용치 안에 들어가는 라인내에서의 영상점 간격에 대한 제한도 특정된다. 그러나, 연속적으로 쓰는 광다발의 경우에는 실제적인 의미에서의 영상점은 없으므로, 일그러진 편향에 대한 이들 한도는 디스플레이된 비디오 정보 V_i(x)를 사용하여 전혀 일그러지지 않은 영상이 디스플레이된다면 나타날 비디오 정보 V_iT(x)와 비교되어야 할 것이다. 따라서, 다른 전개에 있어서, 모든 위치 x에서의 영상정보에 대한 라인 i의 비디오 정보 V_i(x)가 일그러지지 않은 영상의 비디오 정보 V_iT(x)에 대해서 최대량

만큼 상이한 함수에 의해 광다발이 라인방향으로 스캔된다. 여기에서 이 수식에 의해 정해지는 값 Δx_i는 0.3 곱하기 라인 길이, 특히 0.1 곱하기 라인길이, 나누기 비디오 표준에 따른 비디오 영상의 영상점 수보다 작다. 이러한 점에서, 편향각의 일정한 변화를 벗어나서 라인 편향에 관한 편향장치가 제어되는 장치가 제공되며, 이 편향각에서 모든 위치 x에서의 영상정보에 대한 라인 i의 비디오 정보 V_i(x)가 일그러지지 않은 영상의 비디오 정보 V_iT(x)에 대해서 최대량

만큼 다르다. 여기에서, 이 수식에 의해 정해지는 값 Δx_i는 0.3 곱하기 라인 길이, 특히 0.1 곱하기 라인길이, 나누기 비디오 표준에 따른 비디오 영상의 영상점 수보다 작다.

이미 분명해진 것처럼, 영상점 밀도는 라인과, 라인에서의 각 영상점의 위치에 크게 좌우된다. 마찬가지로, 투사면 상에서의 거의 평행한 광다발도 크든 작든 조명될 영상점에 좌우된다. 이러한 이유 때문에, 광다발의 직경은 일반적으로, 획득가능한 해상도에 대해서 가장 바람직하지 않은 영상점 위치에서조차도, 적절하게 큰 영상점을 항상 디스플레이할 수 있도록 선택된다. 그러나, 이것은 영상 내에서의 다른 영상 영역에 대해서는 해상도가 증가될 수 있다는 것을 의미한다. 추가적인 영상점을 생성하기 위해서 이러한 해상도의 증가를 위해 공지의 보간(interpolation) 알고리즘을 사용할 수 있다. 일반적으로 라인수를 증가시키지 않고 정보를 이런 방식으로 얻을 수 있는데, 왜냐하면 비디오 영상에서의 영상점 밀도는 항상 영상의 전송대역폭에 의해 제한되기 때문이다. 그러므로, 추가적인 영상점을 생성하는데에는, 일반적으로, 라인 정보의 보간을 위하여 저장수단 위치의 수 N을 더 많이 제공하고, 비디오 표준에서 라인을 디스플레이하기 위한 영상점 주파수에 기초하여 규정된 것보다 높은 주파수로 저장수단에 대해서 아날로그 비디오 신호의 스캐닝을 수행하는 것으로 충분하다. 그러므로, 본 발명의 다른 바람직한 전개에 따르면, 갯수 N은 디스플레이될 비디오 영상의 비디오 표준의 영상점의 양보다 더 크다.

따라서, 아날로그 비디오 신호는 저장되기 전에 대응되는 높은 해상도로 스캔되어 있으며, 그후 증가된 해상도로 더 작은 시간 간격으로 디스플레이되도록 제공될 수 있다.

갯수 N의 증가는 본 발명의 또 다른 전개에 있어서 다른 장점을 갖는다. 본 발명의 이 다른 전개의 특징은, 제어장치가 길이 (x_ed-x_ad)를 스캐닝하는 시간 간격의 전 및 후에 요구되는 검은 영상점에 대한 정보를 저장수단에 저장하며, 이러한 방식으로 생성된 저장장치 내의 라인 정보는 그 전체가 시간 T 동안에 편향장치에 공급될 수 있다는 점이다. 편향장치는 저장수단으로부터의 읽기에 대해서 항상 동일한 방식으로 동작될 수 있다. 저장장치에 해당 정보를 저장함으로써 본 발명에 따라 블랭크된 영상점에 대한 데이터의 준비에 의해 스캐닝될 전체 라인이 저장장치에서 생성된다. 이것은 실시예를 참조하여 여기에서 좀더 명확해지겠지만, 기하학적 영상 에러의 정정에 필요한 회로의 관점에서 현저한 장점을 가지고 있다. 특히, 높은 비디오 주파수로 인하여 두 방향으로의 일그러짐을 가지는 특히 빠른 전자장치에서만 가능할 수 있었던, 두 방향으로의 기하학적 영상 에러에 대한 실시간 영상 변환을 이 다른 전개에서는 좀더 단순한 방식으로 수행하는 것이 가능해진다.

이미 언급하였던 것처럼, 본 발명의 유리한 다른 전개에 따르면, 비디오 영상을 디스플레이하기 전에, 일그러지지 않은 영상을 디스플레이하기 위한 영상점의 공간적 상관(correlation)과 편향이라는 관점에서 이 영상을 새로 계산하는 것이 극히 유리하다.

위에서 언급한 종류의 기하학적 영상 에러의 본 발명에 따른 보상 가능성에 의해 기대하지 않은 장점이 제공된다. 보상방법의 결과로, 예를 들면 천장과 같은 방의 벽면상에 비디오 영상을 투사할 때, 레이저 비디오 장치는 종래 기술에서와 같이 투사면에 대해서 더 큰 각도로 배치될 수 있다.

각을 두고 투사함으로써 야기되는 영상 일그러짐은 마찬가지로 이 방법으로 보상될 수 있다. 투사면과 레이저 비디오 시스템의 적절한 배치가 주어진다면, 사람이 레이저빛의 영역으로 들어올 확률을 배제하는 투사 배치를 선택할 수도 있게 되어 레이저 안전성에 대한 법적 요건을 좀더 쉽게 또는 추가적인 비용지불이 없이도 만족시킬 수 있게 된다. 이러한 점에서, 특히 본 발명에 따른 바람직한 다른 전개에 의해 다음과 같은 것이 제공된다: 편향장치와, 광전도 화이버를 삽입하기 위한 적어도 하나의 소켓을 구비하며, 소켓 안으로 도입된 빛이 편향을 위하여 편향장치로 인도되는 제1구성요소그룹, 제1구성요소그룹과는 분리되어 있고 제어장치와, 강도변조될 수 있는 광원과, 광전도 화이버를 삽입하기 위한 적어도 하나의 소켓을 가지고 있으며 강도변조된 광원의 빛이 이 소켓안으로 전도되는 구성요소그룹, 각각의 소켓을 통해 제1구성요소그룹과 제2구성요소그룹을 연결하기 위한 적어도 하나의 광전도 화이버, 제1구성요소그룹이 투사면에 대해서 각도를 가지고 배치될 수 있도록 해주되, 보상은 이 각도의 영사(映寫)에 의해 주어지는 일그러짐을 정정하기 위한 것인 제1구성요소그룹용 고정장치.

편향장치가 레이저와 그 변조제어장치를 포함하는 구성요소그룹과 분리되어 있다는 사실 때문에, 제1구성요소그룹으로서의 작고 가벼운 투사헤드만을 예시적으로 언급했던 것처럼 방의 천장에 고정하기만 하면 되며, 이 작업은 기계에 대한 노우하우가 거의 없는 평균적인 사용자가 쉽게 수행할 수 있는 것이다. 이러한 점에서, 이것은 평균적인 사용자가 전기공을 쓰지 않고도 독자적으로 수행할 수 있는 작업인 램프를 다는 작업처럼 간단한 것임에 주목하기 바란다. 필수적인 전자장치인 레이저와 변조기는 작동제어수단을 역시 포함할 수 있는 제2구성요소그룹에 배치된다. 제2구성요소그룹은 예를 들면 바닥이나 선반 위에 배치될 수 있다.

이 두 구성요소그룹 사이의 영상정보의 전달은 광전도 화이버에 의해 수행된다. 이러한 목적으로, 분리된 이들 구성요소그룹에 광전도 화이버의 삽입용으로 소켓이 제공된다. 마찬가지로 이 소켓은 위에서 언급한 방식으로 두 구성요소그룹으로 분리된 비디오 시스템의 설치를 용이하게 해준다. 또한, 이러한 구성 때문에, 레이저, 변조기, 그리고 다른 제어 장치로 형성된 제2구성요소그룹도 유지보수나 수리를 위하여 내보낼질 때 쉽게 분리가 가능하다.

위에서 이미 언급한 것처럼, 투사헤드를 방의 천장, 벽 또는 바닥에 고정하기 위한 제1구성요소그룹용 고정수단이 마련되고, 또한 투사면의 역할을 하는 스크린을 벽에 고정하기 위하여 고정수단이 마련되는 것이 특히 유리하다. 가동(可動) 비디오 장치, 예를 들면 컨퍼런스 센터의 여러 방에서 사용될 비디오 투사장치의 경우에, 광전도 화이버를 사용한 간단한 연결로 인하여, 제1구성요소그룹만을 모든 방에서 천장에 고정하고 비디오 투사장치가 사용될 방에서만 제2구성요소그룹을 연결할 수 있다. 이 경우에, 컨퍼런스 센터내에서 여러 가지 회의 용도로 최소한의 레이저 장치만으로 충분하여, 이러한 종류의 레이저 프로젝터를 준비하는데 드는 비용을 급격히 감소시키게 된다.

또 다른 유리한 전개에 있어서, 특히 고체 레이저와 같은 작은 레이저가 사용될 때에는, 제1구성요소그룹과 제2구성요소그룹이 하나의 하우징에 합쳐지고, 이 하우징이 방의 벽, 천장 또는 바닥에의 고정을 위한 고정수단을 갖도록 된다.

그러나, 위에서 언급한 종류의 컨퍼런스 센터에 특히 적합한 본 발명의 또 다른 유리한 전개에 있어서, 투사면의 단부, 특히 상단부에 유지장치가 마련되고, 여기에 제1구성요소그룹이 투사면에 대해서 중앙에서 벗어나서 고정되어 비디오 영상이 각도를 가지고 디스플레이되게 된다.

이 경우에, 제1구성요소그룹은 고정적으로 투사면과 연결되어 있으며, 제1구성요소그룹과 그리고 경우에 따라서는 제2구성요소그룹을 가진 전체 투사면은 이 방에서 저 방으로 이동이 가능하다. 이것은 마찬가지로 각 방마다 하나인 다수의 제1구성요소그룹의 가격을 경제적으로 만든다.

이 다른 전개에 있어서, 전체 비디오 시스템과 특히 투사헤드는 또한, 여러 방에서의 작동을 위한 조절 작업의 필요가 없게 되도록, 예시적으로 언급한 투사면으로서의 역할을 하는 스크린에 대해서 항상 정확하게 정렬되어 있어야 한다. 이 경우에, 이동의 편리성을 위해서 전체 비디오 시스템도 롤러에 놓여져야 한다.

특히 본 발명과 그것의 전개를 포함하는 비디오 투사 시스템은 실질적으로 전자제어유닛, 입력모듈, 영상점 스캐닝 및 라인 스캐닝용 제어회로, 영상 계산을 위한 장치를 구비한다. 또한, 영상은 연속적으로 써져야 하며, 빛을 편향 시스템으로 연결시켜주는 밝기 변조되고 색 변조된 동일직선상의 광원이 제공되고 편향시스템은 비디오 영상을 디스플레이하기 위하여 2축이어야 한다. 특히, 확대광학소자가 제공될 때 다음의 실시예에서 볼 수 있는 것처럼 각도 확대와 관련하여 잇점이 제공된다. 이 경우에, 2축 편향 시스템은 예를 들면 회전 미러 또는 라인 미러와 프레임 미러를 구비할 수 있으며, 또는 하나 또는 그 이상의 비기계적인 편향장치 또는 여러 편향장치의 복합체를 구비할 수 있다. 특히, 확대광학소자는 일그러짐이 없도록 탄젠트 조건에 따라 정정되어야 하며, 빔 편향의 원점은 실제적으로 또는 외견상 편향 시스템에 위치하여 편향이 실제로 하나의 공간점으로부터 수행되어야 한다. 영상을 디스플레이하는데 필요한 투사면은 후면투사 또는 전면투사용으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 특히 유리한 방식으로 수행할 목적으로, 영상점 스캐닝과 라인 스캐닝용 제어회로는 라인 방향 및 프레임 방향으로의 형상이 최적화된 영상점 스캐닝 함수를 편향 시스템의 매개변수에 따라, 또한 두 각방향(angular direction)에서의 경사진 위치에 따라, 또한 투사면의 표면 형상에 따라 계산하여야 한다. 따라서, 영상의 새로운 계산은 특히 영상 계산용 유닛에서 입력 비디오 데이터에 기초하여 이들 최적화된 스캐닝 함수에 의해 수행된다.

이제부터 다음의 도면과 연계하여 실시예를 참조하여 본 발명을 원리적으로 좀더 충분히 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 일실시예이다.

도 2는 실내에서 영상을 투사하기 위한 도 1의 장치의 한가지 사용예이다.

도 3은 본 발명의 방법을 설명하기 위한 경사투사를 위한 모식도이다.

도 4는 두 방향으로 기하학적 에러가 있는 도 3에 대응되는 모식도이다.

도 5는 소위 핀쿠션 일그러짐(pincushion distortion)이라고 하는 것의 모식도이다.

도 6은 경사 투사에 의해 야기되는 다른 일그러짐을 보여준다.

도 7은 휘어진 투사면 상으로의 투사를 보여준다.

도 8은 휘어진 투사면 상으로의 투사를 보여준다.

도 9는 하나의 라인에 있는 영상점들을 읽어내기 위한 시간응답을 제어하기 위한 클록 펄스를 생성하기 위한 디지털 회로이다.

도 10은 도 9에 도시된 것과 유사하지만 아날로그 회로로 구성된 회로이다.

도 11은 다른 수학적 관계를 설명하기 위한 비스듬한 투사의 모식도이다.

도 12는 투사면에의 투사 헤드가 다른 기울기를 가진 모식도이다.

도 13은 직접 투사 또는 직선 투사에서 영상 스캐닝 장치의 회전의 단계를 설명하기 위한 모식도이다.

도 14는 경사 투사에서 영상 스캐닝 장치의 회전의 단계를 설명하기 위한 모식도이다.

도 15는 틸팅 미러(tilting mirror)로서 구성된 편향미러의 제어회로이다.

도 16은 여러 라인 i에 대한 프레임 미러의 편향각도 α_i의 의존도를 보여주는 그래프이다.

도 17은 라인 길이 정정을 위한 라인 i의 함수로서의 라인 미러(line mirror)의 편향각도를 보여주는 그래프이다.

도 18은 영상의 중앙으로부터의 투사에 있어서 영상점의 개수 y와 라인의 개수 i의 함수로서의 라인 미러의 편향각도를 보여주는 그래프이다.

도 19는 0이 아닌 각도 ε에서 투사되었을 때의 도 18의 그래프에 대응되는 그래프이다.

도 20은 영상점 정보를 스케일링(scaling)하기 위한 회로장치이다.

도 21은 영상 일그러짐을 정정하기 위하여 실시간으로 틸팅 미러를 가진 편향장치의 외형을 최적화하고 영상을 재계산하기 위한 회로장치이다.

도 22는 영상점 간격을 스케일링하기 위한 다른 회로장치이다.

도 23은 영상점 간격의 일그러짐 정정과 실시간 영상 계산으로 형상을 최적화하기 위한 회로장치이다.

도 1은 장치(100)를 모식적으로 보여주고 있으며, 이를 참조로 하여 방법의 근본적인 특징을 설명할 수 있다. 이 장치에서 다양한 구성요소들이 구성요소그룹 10과 14로 합쳐져 있다. 구성요소그룹 10은 전면(前面) 투사 또는 후면(後面) 투사에 의해 투사면(101) 상에 비디오 영상으로서 디스플레이될 비디오 신호(VIDEO in)를 입력을 통해서 수신한다. 실시예에서, 이 투사면(101)은 롤러가 달린 발을 가진 프레임으로 된 스크린으로 구성되어 있으며, 이 롤러에 의해 도 1에 도시한 전체 장치가 움직일 수 있어서 예를 들면 다른 방으로 이동이 가능하다.

도 1의 실시예에서 프레임에 고정된 아암에 설치된 제1 구성요소그룹을 나타내는 투사 헤드(14)에 의해 비디오 영상이 투사된다. 이 아암은 장치(100)를 이동시키기 위해서 접혀질 수 있으며, 따라서 전체 장치가 좁은 출입구를 통해서 이동이 가능해진다.

구성요소그룹 10은 전기 케이블 연결부(9)와 광전도 파이버(5)를 통해서 투사 헤드(14)와 통신한다. 도 1에 도시된 이 장치에서, 영상은 다음과 같은 방식으로 디스플레이된다:

구성요소그룹 10에 도시된 광원(1)은 연속된 빛을 방사하며, 이 빛은 'VIDEO in' 신호에 따라 변조기(2)를 통해 쓰여질 각각의 영상점의 색과 밝기에 대해서 강도변조(intensity-modulation)된다. 이어서, 변조기(2)로부터 진행되는 광다발은광선결합기(3)에 의해 결합되어 ― 이 실시예에서 이 광선결합기는 이색성(二色性) 미러(dichroitic mirror)들로 이루어져 있다 ―, 광원(1)으로부터 나오는 모든 광다발이 비디오 영상을 형성하는 영상점을 밝히기 위한 공통 광다발로 결합된다. 이 공통 광다발은 다시 입력커플링 광학소자(4)를 거쳐서, 소켓(7)을 통해 구성요소그룹 10에 삽입되어 있는 광전도 파이버(5)로 연결된다. 광전도 파이버(5)에 의해서 전송된 광은 따라서 또하나의 소켓(7)을 통해서 투사 헤드(14)로서 구성되는 구성요소그룹으로 도입된다.

투사헤드(14)내의 소켓(7)은 광전도 파이버(5)에서 나오는 광이 출력커플링 광학소자(6)에 부딪히도록 하는 위치에 있다. 이 광학소자에 의해 광다발이 다시 평행하게 되어 라인 미러(line mirror)(11)와 프레임 미러(12)로 형성된 편향장치로 도입된다. 라인 미러(11)는 각 라인에 대해서 고정된 횟수 T 만큼만 허용하는 다각형 미러(polygon mirror)이며, 프레임 미러(12)는 틸팅 미러로 구성되었다. 라인 방향의 편향이 라인 미러(11)에 의해 수행되며, 프레임 방향의 편향이 프레임 미러(12)에 의해 수행된다. 두 미러와 구성요소그룹 10에서의 변조에 의해 표준적인 텔레비젼과 유사한 방식으로 영상이 형성되지만, 광 대신에 하나 또는 그 이상의 전자빔이 강도변조되고 2차원적으로 편향되어 투사면 상에서 여러 영상점이 디스플레이된다.

또한, 투사헤드(14)는 영상을 확대하기 위한 확대광학소자(13)를 가지고 있다. 색수차(色收差)는 이들 확대광학소자(13)에서 보상되며, 특히 다음 식에 따라서 정정된다:

tan α = K tan α'

여기에서, α'는 입사 광다발의 각도이고, α는 출사 광다발의 각도이다. 인자 K는 이하 확대계수라고 인용할 것이다.

투사헤드(14) 구조의 광축은 도 1에서 'OA'로 표기되어 있다. 이 광축(OA)은 투사면(101)의 표면법선(surface normal)에 대해서 두 각도 χ과 ε만큼 기울어져 있다. 이 때문에 기하학적 일그러짐이 생기며, 그것의 정정에 대해서는 앞으로 좀더 상세히 설명할 것이다. 각도 χ의 위치에 대해서는 특히 도 2의 투시도를 참조한다.

'VIDEO in' 신호는 강도변조용 및 편향용 전자제어장치(8)에 의해 준비된다. 이것은 특히, 변조와 동기되어 라인 미러(11) 및 프레임 미러(12)를 제어하는 비디오 신호에서의 동기 신호를 필수적으로 이용하는 영상점 스캐닝 및 라인 스캐닝을 위한 제어회로(18)와 입력모듈(16)에 의해 수행된다. 도 1의 실시예에서 영상저장을 위한 영상저장장치가 특별히 마련되어 있다. 라인 미러(11)와 프레임 미러(12)는 클록발생기를 동기시키며, 이것에 의해 대응되는 영상점 정보가 영상저장장치로부터 읽혀진다. 또한, 영상계산용 장치(17)가 판독을 위해서 사용되었으며, 위에서 언급한 기하학적 일그러짐 정정과 블랭킹을 위한 각각의 올바른 영상점들은 이 영상계산용 장치(17)에서 생성된다. 이 장치(17)를 여기에서 좀더 상세히 설명할 것이다.

도 2는, 위에서 언급한 각도 ε이 0으로 설정된 본 실시예를 투시도로 보여준다. 여기에서 이 장치는 기본적으로 고정되어 동작하도록 설치되어 있다. 투사헤드(14)는 방의 천장(104)에 배치된다. 영상(103)의 투사는 투사면(101)의 광학적 특성을 가지고 있는 벽(105) 위에서 경사 χ의 각도로 수행된다. 적절한 거칠기를 가진 적당한 페인트를 투사면(101)에 가함으로써 투사면에서 요구되는 큰 입체각에서의 빛의 산란이 달성된다.

바닥에서 벽의 측면으로 배치된 구성요소그룹 10은 또한 동작제어부를 포함하고 있다. 매우 작은 레이저 또는 매우 가벼운 무게의 레이저가 사용될 때에는, 이 장치를 레이저와 전자장치가 구성요소그룹 10과 공유하는 하우징으로 천장에 위치하도록 변경이 가능하며, 이 경우에 전체 장치(100)는 천장에 고정된다. 이 경우에, 이 장치(100)는 예를 들어 원격 조작에 의해 제어된다. 도 2에서 이 두가지 가능성은 구성요소그룹 10과 다른 인용번호 14와 100을 가진 구성요소그룹 사이의 파단선(dashed line)으로 확인할 수 있다.

또한, 도 2는 앞으로 공식 계산에 사용될 값 a와 b를 보여주고 있다. 값 a는 투사면으로부터의 투사헤드(14)의 거리이며, b는 디스플레이된 영상의 폭이다. 이 실시예에서, 투사거리 a는 1.3 미터이며, -15˚의 경사각 χ가 제공된다. 위에 나타낸 치수로는 영상 높이 1.5 미터, 영상폭 2.7 미터의 일그러짐없는 영상이 제공될 수 있다.

다른 실시예에서, 각도 χ는 -25˚이고 값 a는 2 미터여서, a=2m, b=2.8m, χ=2.1이 된다. 천장에서 영상의 상단까지의 거리는 15cm이다. 통상적인 크기의 방에서는 이러한 종류의 시스템으로 거의 벽 전체가 영상 내용으로 채워질 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 것처럼, 실내에 있는 사람들의 자유로운 움직임이라는관점에서 투사장치의 이러한 종류의 설치는 상당한 장점을 가져다 준다. 프로젝터와 투사면 사이에 서 있는 사람들 때문에 야기될 수 있는 그림자는 투사를 천장에서 함으로써 철저하게 감소된다. 따라서, 공지의 비디오 투사장치와 비교할 때, 레이저 방사에 따른 건강상의 위험으로부터 사람들을 보호하는 해결책에 대한 요건들이 감소되며, 요구되는 안전도도 전체적으로 좀더 단순한 방식으로 실현될 수 있다.

경사투사에 있어서, 경사투사에 의해 야기되는 일그러짐은 근본적으로 정정될 수 있어야 한다. 이들 일그러짐은 광원의 출구(exit pupil)와 투사면의 점들 사이의 거리가 다르다는 점에 기인한다. 따라서, 각도가 다르면 투사면(101) 상으로의 경로가 다르게 된다.

위에서 언급한 종류의 일그러짐은 본 발명에 따른 방법으로 정정될 수 있다. 이제, 도 3 내지 도 6을 참조하여 여러 가지 정정 가능한 일그러짐을 설명하도록 한다.

도 3은, 투사면(101)에 대해서 각도 χ로 투사면(8)의 상측에 중심을 잡고 프로젝터가 배치된다면 사각형의 영상이 투사면(101) 상으로 투사될 때 일반적으로 어떻게 디스플레이될 것인가를 보여준다. 도 3에서 20으로 표기된 영상의 상단은 영상의 하단(21)에 비해 현저하게 짧아질 것이며, 사각형 영상의 세로변(22)은 상단과 하단 사이에서 비스듬히 연장되어 도 3에 도시된 사다리꼴의 형태가 될 것이다.

측면선과 관련하여 경사진 선이 나타나는 현상은 사진분야에서도 언급되고있다. 이 현상은 영상의 하단(21)이 상단(20)보다도 프로젝터로부터 더 멀리 떨어져 있다는 사실로부터 야기되며, 그 결과로서 대상물의 동일한 투사각으로도 투사면(101) 상에서 상단(20)과 하단(21)의 길이가 서로 다르게 된다.

이러한 소위 사다리꼴 일그러짐은 통상적으로 도 1과 도 2에 도시된 투사 형상을 낳는다. 투사헤드(14)가 투사면(101)의 중앙에서 떨어져 있는 도 2에 도시된 장치는 이러한 종류의 일그러짐을 보상할 수 있는 적절한 방법이 사용될 때에만 가능해진다.

이러한 종류의 보상 방법은 기하학적 라인(21)이 투사면 상의 라인(21)과 동일한 길이가 되도록 비디오 영상의 라인을 대응되게 짧게 하는 것으로 구성할 수 있을 것이다.

그러나 텔레비젼 기술분야에서는, 이 경우에, 위에서 언급한 LCD 매트릭스이거나 또는 컬러 사진을 디스플레이하는데 필요한 전자빔 튜브의 섀도마스크이거나 간에 종래 기술에서는 영상점의 해상도가 매트릭스에 의해 좌우되므로, 일반적으로 영상점의 손실 우려가 있다.

그러므로, 도 1과 도 2에 따른 장치에 대해서 다른 방법이 제시되며, 그 방법에 대해서는 이미 이들 도면을 참조하여 상세히 설명하였다. 이 경우에, 평행한 광다발은 투사면(101) 위로 연속해서 스캔된다. 레이저는 매우 평행도가 높고 출력밀도가 높으므로 이러한 광다발을 생성하는데 적합하다.

광다발을 연속해서 편향시키는 위에서 언급한 종류의 비디오 투사장치의 기본 구성은 예를 들면 DE 43 24 849 C2와 DE 43 24 841 C2로부터 알려져있다. 이러한 종류의 레이저 시스템의 기술적인 실현에 대해서는 이들 자료에 포함된 선행기술과 이들 자료를 참조하기 바란다.

이 경우에, 이 영상 생성 시스템의 특성으로 인하여 영상점의 조명을 위한 광다발이 투사면(101) 상의 어떠한 지점으로도 보내질 수 있어야 한다는 것은 일그러짐의 보상을 위해서 필수적이다. 이것이 가능한 이유는 이 기술이 공간적으로 고정된 영상점 래스터(raster)에 의존하고 있지 않기 때문이다. 이제 이 기술에 의해 가능해지는 보상에 대해서 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 3 및 도 5에서 0번째 라인의 첫 번째 영상점은 x_a0로 표기되며, 마지막 영상점은 x_e0로 표기된다. 마지막 라인, 즉 n 번째 라인은 x_an에서 시작해서 x_en에서 끝난다. 그 사이에는 x_ai에서 시작해서 x_ei에서 끝나는 i 번째 라인이 예시적인 목적으로 표시되어 있다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 변수 x_ed에서 변수 x_ad로 연장되는 사각형 세그먼트(103)가, 도 3에 보인 것처럼, 가능한 전체의 사다리꼴 래스터 영역으로부터 잘려내어 있다. 이 경우에, 각각의 라인을 보상하기 위해서 x_ad에서 x_ed로만 스캐닝이 수행된다. 도시된 값 x_ad와 x_ed는 극치(extrema)로서 선택되었다.

자연스러운 일이지만, x_ad는 약간 크게 선택되고 x_ed는 약간 작게 선택될 수 있다. 선택과 관련해서는, x_ed가 x_ei의 최소보다 작고, x_ad가 x_ai의 최대보다 크며,x_ed는 x_ad보다 커야한다는 점만이 중요하다.

본 발명에 따라 가능한 한가지 방법에 따른 보상에 있어서, 투사헤드(14)에서의 라인 스캐닝은 일정한 라인 시간 T에서 수행되며, 블랭킹(blanking)은 광다발이 투사면(101) 상에 점 x_ai와 x_ad사이에서 충돌하는 시간 세그먼트 동안에 수행된다. 한편, 전체 라인의 내용은 영상점에 대한 올바른 위치에서 x_ad와 x_ed사이의 영역에서 투사면(101) 상에 투사되며, 블랭킹은 x_ed에서 x_ei로 스캐닝할 때의 나머지 기간에 다시 수행된다.

비디오 신호는 적용가능한 비디오 표준에 따라 동일한 시간 간격으로 각 라인의 영상점 정보를 제공하므로, 비디오 신호의 동기화(synchronization)라는 목적으로, 이 영상점 정보가 먼저 기록되고, 그리고 나서 위치 x_ad와 x_ed사이에서 스캐닝할 때 영상점에 따라 동기되어 읽혀지도록 하는 저장수단을 마련하는 것이 좋다.

연속해서 동작하는 레이저, 특히 가스 레이저가 이 실시예에서 사용되었다. 이렇게 함에 있어서, 이미 전술한 것처럼 영상점의 조명 시간에 대해서 밝기를 조절함으로써 영상점이 기록되는 여러 속도를 고려하였다.

해당되는 영상 해상도를 가능하도록 하기 위해서, 하단(21)에서 가장 큰 광다발의 직경은 도 3에 도시된 예에서는 디스플레이될 비디오 표준이 요구하는 영상 해상도를 얻을 수 있는 방식으로 선택된다. 한편, 광다발의 직경에 의해 가능해진 해상도는 라인(20)을 스캐닝할 때 더 높다는 것을 의미한다. 비디오 표준이 요구하는 것보다 더 많은 양의 영상점에 대해서 라인(20)의 영상점용 저장장치를 구성함으로써 이것을 유리하게 활용할 수 있다. 이 경우에, 예를 들면 요구되는 추가적인 영상점에 대한 라인 정보는 해상도를 높이는 알고리즘을 사용하여 보간(補間, interpolation)될 수 있다.

라인의 전체 정보 역시 비디오 신호의 대역폭에 의해 제한되므로, 보간에 의해 반드시 정보 이득(information gain)이 생기지는 않는다. 그러나, 이러한 이유 때문에, 비디오 표준의 영상점 주파수보다 더 높은 주파수로 도 1에 보인 'VIDEO in' 선으로 도입된 아날로그 비디오 신호를 스캔하는데에는 일반적으로 충분하다. 아날로그 신호의 스캐닝은 자동적으로 더 이상의 보간이 필요없는 중간값을 생성한다. 구간 [x_ad; x_id]에서의 비동기적인 기록의 동기화를 위한 비디오 정보가 저장되는 저장장치는, 비디오 표준에 따른 라인당 영상점수로 주어지는 것보다 더 많은 수의 저장위치를 포함하며, 기록을 위한 스캐닝은 그에 따른 더 높은 주파수로 수행된다.

도 3을 참조하여 보인 것처럼, 투사면(101)에 대해서 수직으로 그리고 중앙에 배치된 투사헤드(14)는 대칭 사다리꼴의 영상 일그러짐을 가져온다. 그러나, 도 1에 도시된 것처럼 투사장치가 ε≠0이 되도록 투사면(101)의 우상측 모서리에 배치된다면, 사다리꼴은 더 이상 대칭이 되지 않으며, 대신 도 4에 보인 형상이 된다. 이제 좀더 상세히 설명하겠지만, 좀더 단계를 밟으면 이러한 일그러짐도 본 발명에 따른 방법에 의해 정정될 수 있다.

그러나 통상적으로, 예를 들면 2축 편향 시스템(biaxial deflection system)의 영상 에러에 의해 야기되는 것과 같은 다른 에러들도 직선 투사에서 생길 수 있다. 도 5에 도시한 예에서, 이러한 종류의 일그러짐이 일그러진 면(102)에 대한 윤곽으로 표시되어 있다. 선방향에 대해서 수직인 이러한 소위 핀쿠션 일그러짐(pincushion distortion)도 사다리꼴 일그러짐의 경우와 마찬가지로 상응하여 선택된 x_ad및 a_ed값과, 상응되는 블랭킹에 의해 보상될 수 있다.

또한, 도 6은 위에서 설명한 각도 χ가 0으로 설정되고 ε이 0이 아니도록 설정되었을 때 나타나는 일그러짐의 한예를 보여준다. 이것도 역시 각도 χ와 ε이 0이 아닌 도 4의 실시예에서와 마찬가지로 라인 정정만으로는 제거될 수 없는 사다리꼴 일그러짐을 가져온다.

그럼에도 불구하고, 이 방법은 앞으로 보이는 바와 같이 이들 일그러짐의 정정에 사용될 수 있다.

도 3에서 도 6까지에는 광다발(본 경우에 있어서는 레이저 빔)의 출력을 위한 출구(AP)를 보여주는 타원이 도시되어 있다.

인용번호 102와 103이 다시 사용되었다. 인용번호 102는 정정되지 않은 일그러진 영상을, 인용번호 103은 본 방법에 따라 정정된 영상을 나타내며, 인용번호 101은 투사면을 나타낸다.

평평한 투사면을 참조로 하여 위에서 설명한 방법은 또한 예를 들면 천문관(天文館, planetarium)이나 비행 시뮬레이터에 설치되는 것과 같은 둥그렇거나 돔형상의 투사면에도 적용할 수 있다. 이 경우에, 투사헤드(14)에 대해서 투사면(101)의 표면상의 각 면요소가 서로 다른 각도를 가지고 있으므로 일반적으로 일그러짐은 이미 존재하게 된다. 이것의 예는 도 7과 도 8에 도시되어 있다. 도 7은 투사면 바깥쪽으로의 투사를 보여주며, 도 8은 투사면 안쪽에 대한 예를 보여준다. 특히, 도 8은 천문관과 비행 시뮬레이터에서 공통적인 형상을 보여준다. 본 예에서도, 나타낸 표면과 함께 이전의 인용번호가 동일한 내용을 나타내기 위해서 사용되었다. 두 도면은 따라서 자체적으로 설명이 되며, 도면의 내용은 이러한 점에서 명백히 인용되어 있다.

본 방법의 원대한 가능성에 따라 거의 모든 기하학적 일그러짐이 보상될 수 있으며, 기본적으로 이 보상은 요구되는 해상도와 광다발의 성취가능한 빔 직경에 의해서만 제한된다. 그러므로 이 방법은, 영상점의 감소에 따른 정보의 대손실 때문에 매우 큰 각도에서는 더 이상이 보상이 가능하지 않은 종래 기술에서 알려져 있는 보상방법보다 훨씬 더 유연하다.

이 기술의 좀더 나은 이해를 위해서 도 1을 참조하여 투사헤드(14)에 대해서 좀더 자세히 설명한다. 출력커플링 광학장치에 의해 평행하게 된 빛은 광학장치 앞에 위치하고 있으며 일정한 속도로 회전축 주위로 회전하는 라인 미러(11)의 대응되는 결정면(facet) 위로 투사된다. 이러한 방식으로 라인 시간 T의 일정한 라인 스캐닝이 달성된다. 틸팅 미러로서 구성되고 프레임율(frame rate)로 앞뒤로 움직이는 프레임 미러(12)가 프레임 편향을 위해서 제공된다. 프레임 미러(12)로부터 진행해 나가는 광다발은 비초점 렌즈 시스템을 구비하는 확대 광학장치(13)에 부딪혀서, 확대 광학장치(13)에 평행하게 들어가는 광다발이 역시 평행한 광다발로 나오게 된다. 이 비초점 렌즈 시스템은 탄젠트(tangent) 조건에 따라 보상된다. 특히, 이것은 출력각도 탄젠트의 입력각도 탄젠트에 대한 비율이 일정하다는 것을 뜻한다. 이 실시예에서 이 상수의 값은 3.5이다.

거의 모든 일그러짐이 제시된 방법에 의해 보상될 수 있다는 가능성 때문에 확대 광학장치(13)의 광축(OA)의 방위가 무관하다고 하는 것이 가정되어야 한다. 그러나, 실제로는 확대 광학장치(13)가 그 광축이 디스플레이될 영상의 중앙에서, 즉 대략 중앙선 상에 그리고 (x_ed+ x_ad)/2인 점 위에서 조절될 때 특별히 높은 해상도가 얻어진다는 것이 알려졌다.

이 실시예에서, 회전미러(11)와 선회미러(12)에 대한 제어신호와 이들 편향장치에 대한 전원은 각각 케이블연결장치(9)를 통해서 전송되고 공급된다.

위에서 이미 언급한 것처럼, 라인의 비디오 정보는 초기에 저장장치에 저장되고, 그리고나서 균일한 영상점 밀도에 대한 일그러짐에 따라 디스플레이와 함께 동기되어 판독된다. 새로운 영상점이 투사면(101) 상에 써질 때마다, 즉 디스플레이될 새로운 영상점에 대한 색 및 밝기가 광다발의 변조를 위해서 저장장치에서 읽혀내어질 때 출력(25)으로 클록신호를 공급하는 회로에 의해 이 판독이 개시될 수 있다.

도 9는 클록신호를 출력(25)으로 생성시키기 위한 디지털 회로를 보여주며, 도 10은 같은 목적으로 사용될 수 있는 아날로그 회로를 보여준다.

도 9에 따르면 저장장치(26)가 마련되어 있다. 상황에 따라 보상이 변경될 수 있어야 하는 경우에는 이 저장장치(26)는 RAM이다. 예를 들면 투사면(8)에 대해서 다양한 투사헤드(14)의 배치가 바람직할 수 있다. 그러면, 요구되는 정보는 적용예에 의해 주어지는 조건에 따라서 저장된다. 투사헤드(14)가 아암에 달린 프레임된 투사면(101)과 같은 예에서, 즉 투사면(8)에 대해서 투사헤드(14)의 위치가 일정하기 때문에 형상이 항상 고정되는 있는 예에서는 이 저장장치는 또한 ROM일 수도 있다.

이 저장장치는 실제로 이미징되고 있는 라인 i를 나타내는 2진 워드(라인 i)에 의해 한번 어드레싱된다. 추가적인 어드레스 라인, 예를 들면 저장장치 어드레스의 하위 비트값에 대한 어드레스 라인은 원칙적으로 해당 시점에서 이미지되고 있는 라인 i의 영상점을 세어나가는 카운터(27)의 출력에 의해 어드레싱된다.

ROM 내의 고정된 저장내용, 또는 RAM 내의 자유로이 프로그램 가능한 저장내용으로 인하여, 라인의 시작으로부터 계산된, 다음 영상점이 기록될 시점을 나타내는 2진 워드가 저장장치(26)의 데이터 출력에 나타난다. 이 디지털 워드는 도 9에 따른 회로에 선(28)으로 전달되는 주파수 f의 사이클 단위로 시간을 나타낸다. 이 주파수 f는 일그러짐 정정을 위해서 광다발의 가능한 가장 정확한 위치를 얻기 위해서는 영상점 주파수의 배수이어야 한다. 하나의 라인을 쓰는 동안 만료되는 시간은 카운터(29)로 주파수 f의 사이클을 세는 것에 의해 정해진다. 저장장치(26)의 데이터 출력(27)에 디지털적으로 나타나는 시간은 디지털 비교기(30)에 의해 카운터(29)에서 세어진 만료된 시간과 비교된다.

이들 시간이 동일하다면, 클록 펄스는 출력선(25)으로 보내져서 소정의 라인 정보를 가진 영상 저장장치로부터 다음 영상점 정보를 읽어내는데 사용된다. 이 클록펄스는 동시에 카운터(27)의 입력으로 보내져서 그 디지털 출력값이 하나 증가되며, 이때 다음 영상점에 대한 디지털 시간값이 저장장치(26)로부터 읽혀진다.

또한, 카운터 상태에 대한 디지털 값은 도 9에 도시된 회로로부터 31로 도출되어 영상점의 정보내용을 읽어내기 위하여 영상 저장장치를 어드레싱하는데 동시에 사용된다. 카운터(27, 29)는 다시 라인의 각 시작 시점에서 주어지는 신호(32)에 의해 리셋되어 정의된 상태가 새로운 라인에서 매번 조절된다. 또한, 이 선(32) 상의 라인 동기신호는 비디오 정보를 저장하기 위한 저장장치의 첫 번째 영상점과 마지막 영상점을 '블랙'으로 설정하여 영역 x_ai에서 x_ad까지와 x_ed에서 x_ei까지에서 광다발이 항상 블랭킹되도록 하는데 사용된다.

가능한 한 정확하게 영상점 정보를 쓸 수 있도록 하기 위해서는, 위에서 이미 언급한 것처럼 선(28) 상의 주파수 f는 비디오 표준의 라인 주파수의 배수이어야 한다. 이러한 점에서, 영상점 주파수의 3배 심지어는 10배보다 커야 한다. 그러나, 카운터(29) 및 비교기(30)의 제한된 주파수 때문에 매우 높은 영상점 주파수에서는 이러한 조건을 모든 경우에 다 만족시킬 수는 없다.

위에서 언급한 것과 같은 경우에는, 디지털적인 정확한 시간표현에 의존하지 않는 도 10에서와 같은 아날로그 제어가 바람직하다. 도 10에 따르면, 광다발이 위치 x_ai의 투사면(101) 상으로 향할 때 시작하는 톱니파형을 아날로그 출력에서 생성해내는 함수발생기(33)에 의해 시간이 주어진다. 톱니파형의 경사도는 입력(34)을 통해 1/(x_ei- x_ai)에 비례해서 제어된다. 함수발생기(33)의 출력은 아날로그 비교기(34)의 한쪽 입력으로 연결되며, 비교기(34)의 다른쪽 입력은 적분기(36)의 출력에 연결된다. 비교기(34)의 출력은 매 라인의 시작마다 선(40)을 통해 0으로 클램프된다.

이 경우에도, 도 9에 도시한 실시예에서처럼 광다발을 블랭킹하기 위해 정보 '블랙'이 라인 정보용 저장장치에서 첫 번째와 마지막 영상점에 인가된다.

함수발생기(33)의 출력전압이 적분기(36)의 출력전압을 넘어서자마자, 비교기는 라인(25) 상으로 신호를 발생시킨다. 이 신호는 미분회로에 의해서 스파이크 펄스로 변환되어 그 출력전압이 증가되도록 적분기(36)의 입력으로 공급된다. 함수발생기(33)의 출력전압보다 이 전압이 커지므로, 라인(25) 상의 출력전압은 따라서 다시 감소된다. 따라서, 새로운 펄스는 함수발생기(33)의 출력전압이 다시 적분기 전압보다 커지자마자 다시 라인(25)에 나타난다.

그러므로, 라인(25) 상에는 저장장치에 저장된 라인의 영상점 정보를 판독하기 위한 클록신호가 나타나며, 그 판독속도는 제어선(39)을 통해 더해진 정보에 기초하여 일그러짐에 의해 주어지는 다양한 라인 길이에 의해 제어된다.

위에서 설명한 예는 라인 정보를 일정하게 제어하기 위한 톱니모양의 전압파형과 관련된 것이었다. 여기에서 논의할 화상의 거의 비선형적인 일그러짐을 정정하기 위해서는, 함수발생기(70)가 요구되는 함수 프로파일에 따라 톱니파형이 아닌다른 신호파형을 나타내어야 한다. 이것은 예를 들면, 제어선(39) 상의 디지털 신호에 따라 요구되는 위상 및 진폭에 따른 기본 오실레이션으로서 톱니파형에 더 높은 하모닉 성분을 더함으로써 가능해진다.

도 3 내지 도 6의 설명에서 이미 나타내었던 것처럼, 그리고 이들 도면으로부터도 볼 수 있는 것처럼, 라인 간격도 서로간에 두드러지게 다를 수 있다. 각도 χ와 ε이 작을 때에는 이 에러가 거의 감지될 수 없지만, 더 큰 경사각도의 경우와 CAD용과 같은 고해상도 시스템의 경우에는 이 에러도 정정하는 것이 바람직하다.

이것은 프레임 미러(11)가 일정한 각도 변화에서 벗어나서 동작할 때 가능해지며, 이것에 대해서는 여기에서 좀더 상세히 설명한다.

다음의 계산에 있어서 중요한 변수를 도 11에 모식적으로 도시하였다.

투사각 χ는 투사축, 즉 편향 시스템의 광축(OA)과 수평선(H)으로 표시한 투사면(101) 상의 법선 사이의 각도이다. 이 각도의 기준점은 빔 편향의 원점, 즉 확대광학장치(13)를 가진 이 시스템에서는 출구(AP)이다.

각도의 범위는 0˚(수평)에서 +/-90˚미만이며, 마이너스의 각도는 도 2의 실시예에서 투사방향이 바닥을 향해 있다는 것을 의미한다. 반대로, 플러스 각도는 투사장치가 천장쪽으로 향해 있다는 것을 의미한다.

확대광학장치(13)와 프레임 미러(12)는, 프레임 미러(12)의 근처에서 빔 편향의 원점에 입구(EP)가 위치하도록 서로 배치된다. 프레임의 시작(첫번째 라인)은 빛의 방향에서 보았을 때 위에서 아래로 라인이 써지도록 정의되며, 이것은 통상적인 텔레비젼 표준에 대응된다. 이것은 투사면(101) 상으로의 전면 투사에서도, 후면투사에서도 모두 유효한다.

다음은 도 11에 도시된 및/또는 다음의 공식에서 사용되는 여러 가지 값들이다:

- 계수 K는 확대광학장치(13)의 확대계수이다. 이것은 편향시스템에 따라서 0 이상에서 대략 200까지의 범위에 있는 값으로 가정할 수 있으며, 실제적인 값은 10까지 될 수 있다. 도 2의 예에서는 K=3.5이다. K=1은 또한 투사광학소자가 사용되지 않는 경우를 나타낸다.

- 출구 AP는 각도-확대광학장치(13)와 관련된다. 이것은 확대광학장치(13)를 통과한 다음의 광다발의 편향점이다. 확대광학장치(13)가 없이는 이 공간적으로 고정된 편향점은 빔-편향 미러 상에서 레이저빔의 입사점을 통과하여 위치할 수 있다.

- 값 a는 출구(AP)와 투사면(101) 사이의 거리이다. 다음의 계산적인 예에서는 거리 a는 1로 표준화되어 있으며, 대응되는 곱셈을 통해 나중에 주어지는 수식들이 다른 장치 구성의 치수에 대한 값에 대해서 적용될 수 있다.

- 값 h는 영상의 높이이다.

- 값 e는 투사면(101) 상에서 측정된 광축(OA)과 수평선(H) 사이의 투사면상에서의 거리이다.

- 각도 α는 프레임 미러(12)의 광학적으로 활성적인 전체 편향각도이다.

- 각도 α_i는 각각의 라인 i에 대한 프레임 미러의 편향점과 투사축(OA)을 기준으로 한 프레임 미러(12)의 편향각도를 나타낸다.

- 값 s는 투사면(101) 상에서 첫 번째 라인(프레임의 시작)의 수평선(H)으로부터의 거리이다.

- 값 s_i는 라인 i의 수평선(H)으로부터의 거리이다.

- 각도 γ_i는 직선 |라인 i - 출구(AP)|와 수평선(H) 사이의 투사각을 나타낸다.

- 각도 δ_i는 투사헤드(14) 뒤에서의 직선 |라인 i - 출구(AP)|와 광축(OA) 사이의 투사각이다.

- 변수 z는 라인의 양 z=n+1을 나타내며

- 변수 i는 i=(0, 1, ..., n)이고 n=z-1인 인덱스이다.

다음으로 도 11을 참조하여 영상 일그러짐에 대한 여러 가지 정정에 대해서 설명한다.

A. 모든 라인 i에 대한 편향각 α_i를 사용하여 투사면(101)에 대한 투사헤드(14)의 광축(OA)의 수직 기울기 χ와 프레임 방향에서의 탄젠트 에러에 기인한 라인 간격의 정정:

1. 수평선(H)에서 출구(프레임의 시작 위치)까지의 첫 번째 라인(최상측 라인)의 거리 s의 결정:

투사거리 a=1(표준화)이라 놓고,

이고이면,

여기에서 χ는 투사축의 기울기,

α는 프레임 미러의 편향각,

K는 각확대도.

거리 s로 정해진 이 길이로부터 계속해서 다른 라인들의 동일한 간격이 계산되어, 이 계산의 마지막에는 라인당 프레임 미러(12)의 각증분(angular increment) α_i의 여러 크기가 산출된다.

2. 각 라인 i=(0, 1, 2, ..., n)의, 수평선(H)으로부터 투사면 상에서의 출구까지의 간격 s_i(바닥에서는 수평선에서 투사면 상의 출구까지 = 음의 크기, 천장에서는 = 양의 크기):

여기에서 i/n은 프레임 방향에서의 해상도(라인수 z=n+1)이고,

h는 거리 a=1에서의 영상 높이이다.

3. 모든 라인의 라인 간격 s_i에서 계산된, 직선 |라인 i(=0, 1, 2, ...n) -출구(AP)|와 투사면 상의 수평선(H) 사이의 투사각 γ_i:

4. 확대광학장치의 출구(AP)를 기준으로 한, 직선 |라인 i - 출구(AP)|와 투사헤드의 광축(OA) 사이의 투사각 δ_i:

5. 프레임 미러(12)의 편향점과 투사헤드(14)의 광축(OA)을 기준으로 한, 모든 라인 i에 대한 편향각 α_i:

이 함수 α_i=f(i, χ, K)는 프레임 미러가 실시예에서처럼 틸팅 미러인 경우에는 제어전압에 비례한다. 확대광학장치가 각도에 아무 변화를 일으키지 않는다면, K=1이다. 경사 투사가 수행되지 않는다면, χ=0이며, 각도 α가 이 수식에 따라 제어된다면, 탄젠트 에러에 대한 정정은 프레임 방향에 대해서만 이루어진다.

이 예에서 주어진 계산식은 도 15에 따른 회로장치에서 전자적으로 시뮬레이션될 수 있다. 프레임 미러(12)은 도 16에 따른 각도 편향 함수 α_i=f(i, χ, K)에 따라 프레임 스캐닝을 위해서 편향된다.

각도 ε이 매우 큰 경우에 특히 중요할 수 있는 영상점 밀도, 즉 라인 i 방향에 대해서도 유사한 방식으로 일그러짐 정정을 수행할 수 있다.

실시예에서와 같은 2축 편향시스템에서는, 도 5를 참조하여 보인 것과 같은 소위 핀쿠션 일그러짐 에러도 항상 발생한다. 이 핀쿠션 일그러짐 에러는 또한 경사각 χ로의 경사투사에 기인한 라인 길이 에러에 중첩된다.

모든 라인에서의 영상점 간격과 라인 길이의 정정 계산에 대한 대응되는 값이 도 12에 일부 도시되어 있다.

- 각도 β는 라인미러(11)의 광학적으로 활성적인 총 편향각이다. 위에서 고려한 각도 α와 여기에서 고려하는 각도 β의 각도 확대는, 라인미러(11)와 프레임미러(12)의 (기계적/광학적) 구조특성과, 도 1에 따른 실시예에서는 4:3이었던, 영상의 폭 b의 높이 h에 대한 비율로부터 정해진다.

- 각도 β_i는 모든 라인 i에 대한 라인미러의 편향각(라인개방각도)이다.

- 값 L_i는 라인 i의 길이와 x_de에서 x_di사이의 크기 범위를 나타낸다.

- 값 a_i는 출구(AP)에서 각각의 라인의 중심까지 측정된 모든 라인 i의 투사 간격이다.

- 핀쿠션 일그러짐에 대한 정정 계수는 c_i로 설정되었다.

- 값 f_i는 수직 투사경사 χ에 기인한 라인 길이의 정정계수이다.

- 값 R_i는 라인길이에 대한 정정계수이다.

B. 라인개방각도 β_i, 즉 영상 디스플레이에서 모든 라인 i의 라인길이 L_i의 정정:

1. 펑티폼(punctiform) 출구와 프레임 편향각 α를 가진 영상의 영상점 쓰기와 라인 쓰기를 위한 2축 편향시스템의 핀쿠션 일그러짐 정정:

이 정정계수 c_i는 또한 직선 투사(도 5에서처럼 χ=0˚이고 ε=0˚)와, 투사경사도를 가진 경사 투사(도 4와 도 6에서처럼 ε≠0˚)에서도 발생되며, 일그러짐이 없는 영상을 위해서는 정정되어야 한다. 이 시스템과 관련된 장점은 투사광학소자(13)의 각도확대도 K가 이 정정계수에 아무 영향을 미치지 않는다는 점이다.

2. 투사경사 χ(도 4와 도 6)의 결과로 생기는 다양한 라인 길이의 정정:

출구(AP)에서 투사면(101) 상의 대응되는 라인 중심까지 측정된 라인 i의 투사거리 a_i와, 라인 길이 L_i사이에는 선형(linear) 비례관계가 있으며, 이 선형 비례관계는 영상폭 b=x_de- x_da에 대응된다. 정정계수 f_i는 경사투사가 없을 때의 라인 i의 투사거리에 대한 경사투사시의 라인 i의 투사거리의 비이다:

3. 라인 길이에 대한 전자적인 정정의 정정계수는 다음에 따라서 더 정해진다.

이것으로부터, 모든 라인에 대한 개방각 βx는 다음 식에 의해 계산될 수 있다:

β_i= R_i* β

라인 미러의 경우에, 예를 들면 DE 195 47 584와 같은 특수한 틸팅 미러를 사용하지 않으면 통상적인 비디오 주파수에서 각도 편향 함수로 틸팅 미러를 직접 제어하는 것은 일반적으로 가능하지 않다. 라인 미러 - 도 1에 도시한 예에서의 다각형 미러 - 의 일정한 각도 편향 속도에서 계수 R_i는 본 발명에 따른 방법에 따른 변환 x_ei;x_ai→x_ad;x_id시에 위에서 언급한 라인 길이 L_i의 스케일링에 대한 스케일링변수로서의 역할을 한다. 라인편향각 β는 라인미러의 결정면 형상에 의해 주어지는 고정된 값이며, 각 라인에 대한 시간 간격 T는 회전속도에 의해 정해진다.

라인길이의 조절, 즉 라인의 시작 x_ad와 라인의 끝 x_ed를 정하는 것은 다각형 미러(라인 미러)의 결정면의 위치에 대한 영상점의 밝기 변조 및 색변조의 상관(correlation)에 의해 수행된다. 대응되는 완전한 제어회로에 대해서는 아래에 설명할 것이다.

도 12에 따르면, 투사헤드(14)는 투사면에 대해서 예를 들면 투사각 ε=-15˚로 경사져있다. 이 투사각 ε은, 도 6에서도 볼 수 있는 것처럼, 편향시스템의 광축(OA)에 해당하는 투사축과, 수직선 V로 표기된 투사면(101)에 대한 법선과의 사이의 각도이다. 이 각도에 대한 기준점은 빔 편향의 원점, 즉 각도 확대 투사광학소자(13)를 가진 이 시스템에서는 확대광학소자(13)의 출구(AP)이다.

각도의 한도는 0˚- 무경사 -와 +/-90˚이며, 음의 각도는 투사헤드(14)가 라인의 시작부분을 향해서 기울어져 있음을 나타낸다. 따라서, 양의 각도는 투사헤드(14)가 라인의 끝부분을 향해서 기울어져 있음을 나타낸다. 이렇게 정함에 있어서, 투사면은 후면 투사면이고 라인은 관측자에서 보았을 때 왼쪽에서 오른쪽으로 씌여진다고 가정하였다.

확대광학소자(13)와 라인미러(11)는, 투사광학소자의 입구(EP)가 라인미러(11)의 근처에서 빔 편향의 원점에 있도록 배치된다. 통상적인 텔레비젼 표준과 같이, 관측자가 보았을 때 라인이 왼쪽에서 오른쪽으로 씌여지도록 라인의시작을 정의한다.

도 12에 보인 그리고/또는 다음 공식에서 사용되는 다른 변수들은 다음과 같다:

- 값 β_yi는 편향시스템(17)의 투사축(OA)과 각각의 라인 i에 대한 라인미러의 편향점을 기준으로 한 라인 i의 모든 영상점 y에 대한 라인 미러의 편향각이다.

- 값 g는 투사축과, 투사면 상의 출구에 대한 수직선(V)과의 사이의 투사면 상에서의 거리를 나타낸다.

- 값 a_yi는 출구(AP)에서 각각의 라인 중앙으로 측정한 모든 라인 i의 모든 영상점의 투사간격이다.

- 값 t_i는 투사면 상의 출구에 대한 수직선으로부터의 첫 번째 영상점의 간격이다.

- 값 t_yi는 투사면 상의 출구에 대한 수직선으로부터의 모든 라인 i의 영상점 y의 간격이다.

- 각도 ζ_yi는 직선 |라인 i의 영상점 y - 출구 AP|에서 수직선 V 사이의 투사각이다.

- 각도 ξ_yi는 직선 |라인 i의 영상점 y - 출구 AP|와 편향 시스템(14) 뒤의 광축(OA) 사이의 투사각이다.

이러한 점에서,

- p는 한 라인내에서의 영상점의 양 p=m+1을 나타내고, y는 인덱스로서 y=(0, 1, ..., m)이고 m=p-1이다.

C. 경사 χ 및/또는 경사 ε에 기인한 경사투사에서의 라인방향으로의 탄젠트 에러에 기인한 영상점 간격(라인미러의 편향각 함수 β_yi)의 정정. 이 계산은 모든 라인 i=(0, 1, 2, ...,n)에 대해서 수행해야 한다.

1. 수직선 V로부터의 첫 번째 영상점의 거리 t(첫번째 영상점은 라인의 시작에 위치한다)의 결정.

이고 g=tan(ε)이

가 된다.

추가적인 영상점에 대한 동일한 길이를 이 거리 t_i로부터 계산해나가서, 이 계산의 종국에는 모든 라인 i에서의 영상점 y마다의 라인미러(11)의 편향각 b_yi의 다양한 크기가 나오게 된다.

2. 투사면 상의 출구를 통과하는 수직선 V로부터의 영상점 y=(0, 1, 2, ..., m)의 거리:

여기에서 y/m은 라인방향의 해상도(영상점 p=m+1의 양)이고

b는 거리 a=1에서의 영상폭이다.

3. 모든 라인 i에서의 모든 영상점 y의 영상점 간격 t_yi로부터 계산된, 직선 |영상점 y=(0, 1, 2,..., m) - 출구 AP|와 투사면 상의 수직선(V) 사이의 투사각ζ_yi:

4. 편향 시스템(14)의 광축(OA)을 기준으로 한 직선 |영상점 y - 출구 AP|의 투사각 ξ_yi:

5. 라인미러(11)의 편향점과 투사헤드(14)의 광축(OA)을 기준으로 한 모든 라인 i의 모든 영상점 y에 대한 투사각 β_yi:

이 함수 β_yi=f(i,y,ε,χ,K)(도 18 및 도 19의 그래프 참조)는, 충분히 높은 동적 범위를 가진 전기적 값에 의해 라인 내에서 편향각 위치가 조절될 수 있는 편향장치를 사용할 때 라인미러의 제어전압 상으로 직접 가해진다.

비디오 영상 표준에서의 통상적인 요구사항으로 라인미러(11)로서 다각형 미러를 사용할 때, 영상점 간격은 또한 이미 위에서 설명한 것처럼 영상점 주파수의 시간 변조에 의해 조절될 수 있다.

D. 투사면 상의 편향유닛의 투사축의 경사도 ε(이 경우에 χ는 0˚)으로부터, 또는 기울기 χ와 경사도 ε으로부터 야기되는 영상 내용의 정정.

영상점의 모든 밝기값과 색도값은 편향 시스템의 각도상의 위치와 상관(correlation)되어야 하며, 이는 본 발명에서는 편향 장치(라인 미러와 프레임 미러)로 실제로 스캔되는 영역에 의해 완전히 덮여지는 사각형(영상 영역 103)에 해당된다. 이러한 점에서, 영상의 라인 간격, 라인 길이, 라인내의 영상점 간격은 계산 A, B, 및/또는 C에 따라 해당되는 투사비율에 대하여 초기에 최적화되며, 모든 영상점에 대해서 라인방향과 프레임 방향으로 스캐닝하여 이 기하학적으로 최적화된 영상점에 대해서 새로운 영상정보가 계산되어 기존 RGB 비디오 데이터로부터 디스플레이될 수 있다.

비디오 영상을 준비하기 위한 방법, 특히 해상도를 증가시키기 위한 것이 예를 들면 DE 195 17 357 C1으로부터 공지되어 있다.

여기에 설명된 방법은 도 7 및 도 8에 해당하는 곡면의 투사면 상에서의 영상 일그러짐을 감소시키기 위한 방식으로 적용된다. 그러나, 투사면의 일그러짐 효과가 알려져 있고, 또한 이것이 데이터 세트 또는 레코드로서 비디오 정보상에 결합되어 있거나 또는 투사장치의 전자장치에 공급되어 있다고 가정한다.

일그러진 영상에서 일그러짐이 정정된 영상으로의 변환은 도 9를 참조하여 이미 보인 것처럼 ROM 또는 RAM을 사용하여 수행할 수 있다. ROM 또는 RAM의 저장값은 위의 수식에 따라 계산된다.

도 4에서 출구(AP)는 영상중앙에 대해서 수평으로 각도 χ만큼, 그리고 수직으로 각도 ε만큼 벗어나 있다. 파단선으로 표시된 테두리가 정정되지 않은 영상(102)의 일그러짐을 보여주고 있다.

연속선 테두리는 정정되지 않은 영상(102)의 일그러짐을 보여준다.

연속선 테두리는 영상점이 세기 변조되고 색변조되고, 그리고 편향장치에 의해 디스플레이되어, 광범위하게 일그러지지 않은 영상(103)이 생성된 영역을 보여준다.

이 경우에 점선은 스캔된 라인의 경로를 보여주며, A에 따른 단순한 라인 간격 정정, B에 따른 라인 길이의 스케일링(scaling), C에 따른 영상점 거리 정정이 충분하지 않음을 알 수 있다.

이 경우에, 일그러지지 않은 영상을 디스플레이하기 위해서는, 모든 영상점의 비디오 정보(밝기와 색)를, 디스플레이될 기하하적으로 최적 정정된 영상점의 위치가 위치에 따라 해당 라인 내에서 결정되도록 하는 방식으로, D에 따른 계산에 의해 다시 계산하는 것이 바람직하다.

도 7은, 예를 들면 후방산란되는 기구의 외피와 같은, 오목한 투사스크린(101) 위로의 전면(前面) 투사의 예에서의 조건을 보여준다. 프로젝터(100)는 일반적으로 일그러진 영상(102)을 전달한다. 원칙적으로, 투사 중앙점에서부터 나아가서 곡면에 접하는 접선에 의해 형성되는 제한 각도까지는 영상의 디스플레이가 가능하다. 투사중앙점에서부터 시작하여 투사면 상에 부딪히는 광빔의 각도가 감소되므로, 영상의 일그러짐은 투사중앙점으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가된다. 이 일그러짐은 A, B, C, D에서 나타낸 계산에 따라 투사면의 일그러짐 효과를 고려하면서 일그러지지 않은 영상(103)의 스캔된 영상점의 재계산 및 라인 간격의 정정에 의해 대응이 가능하다.

여기에서 상세히 설명할 방법은, 일그러짐 정정을 예로 들어 위에서 설명한 표면에 대한 서로 다른 정정에 대해서 수행될 수 있다.

도 3에서, 출구(AP)는 디스플레이될 영상의 중앙에서 각도 χ만큼 수평으로 벗어나 있다. 파단선으로 보인 테두리는 정정되지 않은 영상(102)의 일그러짐을 보여준다.

연속선 테두리는 영상점이 강도 변조되고 색 변조되고 편향장치에 의해 디스플레이되어 광범위하게 일그러지지않은 영상(103)이 생성되는 영역을 보여준다. 일그러짐 정정용의 영상 계산을 위해서 A, B, C, D에 따른 계산이 수행되며, 이 식들에서 ε=0˚이고 χ=0˚이다.

도 6에서, 출구(AP)는 영상의 중앙에 대해서 수직으로 각도 ε만큼 벗어나 있다. 파단선으로 보인 테두리는 정정되지 않은 영상(102)의 일그러짐을 보여준다.

연속선 테두리는 영상점이 강도 변조되고 색 변조되고 편향장치에 의해 디스플레이되어 광범위하게 일그러지지않은 영상(103)이 생성되는 영역을 보여준다.

이 경우에 점선은 스캔된 라인의 경로를 보여주며, A에 따른 단순한 라인 간격 정정, B에 따른 라인 길이의 스케일링(scaling), C에 따른 영상점 거리 정정이 충분하지 않음을 알 수 있다.

이 경우에, 단계 D에 따른 일그러짐이 적은 영상 디스플레이를 위해서는, 모든 영상점의 비디오 정보(밝기와 색)가, 해당 라인 내에서 기하하적으로 최적 정정된 영상점으로 다시 계산하고 상관(correlation)되는 것이 바람직하다.

그러나, 아래의 E에 서술된 단계를 따름으로써, 비용을 줄이기 위해 이 경우에(도 6) 단계 D에 따른 영상의 새로운 계산을 피할 수 있다.

그러나, 투사각이 증가되고 이에 따라 다른 영상점들이 서로 합쳐짐에 따라 그 자체로서 둥근 단면을 가지는 공통선 상의 광빔이 계란형이 된다는 점에서, 그리고 한 각도에서의 편향 및 산란율이 더 이상 영상 재생에 적당하지 않다는 점에서 한계가 주어진다.

도 8은 예를 들면 천문관(planetarium)에서 사용되는 것과 같은 돔의 산재된 내측 표면과 같은 오목한 투사 스크린(101) 상에 전면(前面) 투사하는 예에 대한 조건을 보여준다.

데카르트 좌표에서의 영상점을 스캔할 때, 프로젝터(100)는 일그러진 영상(102)을 전달한다. 이전에는, 일그러지지 않은 영상은 프로젝터가 오목한 투사면의 중앙에 위치하여 극좌표에서 스캔할 때만 디스플레이될 수 있었다.

모든 다른 경우에 영상 일그러짐이 일어난다. 이 일그러짐은, A, B, C, D에 주어진 식에 따라 투사면의 일그러짐 효과를 고려하면서, 라인 간격을 정정하고 일그러지지 않은 영상(103)의 스캔된 영상점을 재계산함으로써 대처가능하다.

위에서 언급한 정정 가능성에 추가하여, 원칙적으로 영상정보를 전자적으로 90˚회전하여 도 2에 보인 프로젝터 장치가 90˚회전된 영상을 디스플레이하도록 함으로써, 라인미러(다각형 미러)가 영상 높이를 실현하고 프레임 미러(틸팅 미러)가 영상폭을 실현하도록 할 수 있다.

위에서 언급한 단계 E를 다음에 설명한다:

E: 영상의 90˚회전, 프로젝터의 편향장치의 90˚회전, 공식에서 χ가 ε'으로 대치되고, ε이 χ'로 대치되며, ε'≠0˚이고 χ'=0˚라는 가정하에, 도 3에 따른 방법에 기초한 A, B, C에 따른 계산의 적용. 이 대안적인 정정 가능성을 도 13을 참조하여 상세히 보이겠다.

먼저, 선으로 스캔된 영상이 디스플레이되는데, 이 선은 수평방향으로 뻗어있다. 편향장치를 90˚만큼 회전시키면 이 선들은 수직방향으로 뻗게된다.

영상도 이어서 90˚만큼 회전되어 영상은 제자리를 찾게 되지만, 영상폭은 원래 영상의 높이에만 해당하게 된다. 라인수를 한 라인의 영상점 수로 맞춤으로써, 그리고 다양한 초점의 광학소자를 사용하여 영상 크기를 맞춤으로써 원래의 영상이 얻어지지만, 원래는 라인 편향방향으로 스캔된 정보가 프레임 편향 방향으로 스캔되고, 원래는 프레임 편향방향으로 스캔된 정보가 라인 편향방향으로 스캔된다는 차이가 있다. 이러한 절차는 도 14에서 예시적으로 도시된 것처럼 투사스크린에 대해서 ε≠0인 각도로 기울어진 투사장치에 있어서 특히 유리하다. 따라서, 도 6에 따른 기울기를 가진 경사투사는 도 3에 따른 기울기를 가진 경사투사로 변환된다.

위에서 언급한 종류의 회전을 수행하기 위해서, 영상점 정보는 예를 들면 RAM 내에 선 단위로 저장되고 라인방향에 수직으로 열(column) 단위로 읽혀지거나, 또는 그 역으로 된다. RAM내의 저장위치는, 길이 (x_ai; x_ad)와 (x_ed; x_ei)에 대한 각각의 시간 간격에서 블랭크될 영상점에 대한 정보가 마찬가지로 RAM 내에 저장될 수 있도록 크기를 정해야 한다. 이런 종류의 저장수단에서는 블랭킹을 위한 특수한 전자장치가 더 이상 필요하지 않다. 왜냐하면, 간격 (x_ai; x_ad)와 (x_ed; x_ei)를 쓰기위한 영상점에 대해서 어두운 값이 저장되기 때문이다. 그러면 저장 정보는 순차적으로 읽어내기만 하면 된다.

도 15는 도 1의 실시예에서 프레임 미러(12)로서 사용된 것과 같은 틸팅 미러용 편향각 함수를 생성하기 위한 제어회로를 보여준다. 계산된 편향각 함수 α_i는 제어함수이다.

함수 제어기(72)를 사용하여 프레임 미러용 제어전압 UG를 생성하기 위한 각도 변수 α_i가 함수 저장수단(71)으로부터 읽혀내어져서 D/A 변환기(73)로 전달된다.

프레임 미러용 편향 함수의 생성은 클록 발생기와 동기신호발생기에 의해 동기되고 클로킹된다. 마이크로컨트롤러(75)의 목적은 기본적인 초기화와, 프로그래머블 함수생성기(70)의 프로그래밍과, 데이터 제어기(74)를 통하여 함수 저장수단(71)에 정정된 편향 함수를 준비하고 로딩하는 것이다. 프로그래머블 함수생성기에 대한 매개변수나 편향함수의 변화는 덧쓰기 장치(overriding device)의 I²C 버스를 이용하여 수행될 수 있다.

도 16은 장치(100)에 대한 라인 간격 i의 함수로서의 수직 개방각 α_i의 곡선이다. 이 계산은 A에서 진행된 계산식에 따라 수행되었다.

곡선 78은 투사 기울기가 χ=0˚이고 ε=0˚인, 도 5에 따른 영상을 디스플레이하기 위한 장치(100)에 대한 경로를 보여준다. 이러한 목적으로, 프레임 방향으로의 탄젠트 에러만이 정정되어 이 함수는 대략 직선이다.

다른 곡선 77은 투사 기울기가 χ=-15˚이고 ε=0˚인, 도 3에 따른 투사용의 대응되는 정정을 나타낸다. 이러한 종류의 편향각 함수로, 영상의 라인들이 -15˚의 경사 투사에서 균등한 라인 간격으로 써진다.

도 17은 투사 시스템에서 라인 미러의 편향각 β_i의 스케일링을 라인 i의 양의 함수로서 보여준다. 이 계산은 B에서의 수식에 따라 수행되었으며, 또한 각 영상점의 디스플레이에 대한 시간과정을 보여준다.

첫 번째 곡선(97)은 투사 기울기가 χ=0˚이고 ε=0˚인, 핀쿠션 일그러짐을 정정하지 않은 투사에 대한 이 의존성을 직선으로 보여준다.

두 번째 곡선(98)은 투사 기울기가 χ=0˚이고 ε=0˚인, 도 5의 굵은 선(103)에 따른 핀쿠션을 정정한 투사에 대한 위에서 언급한 의존성을 보여준다.

또하나의 곡선(99)은 투사 기울기가 χ=-15˚이고 ε=0˚인, 도 3에 따른 투사에 대한 위에서 언급한 의존성을 보여준다. 이런 종류의 편향각 함수로, 영상의 모든 라인들이 -15˚의 경사 투사에서 균등한 라인 간격으로 써진다.

도 18은 ε=0이고 χ=0인 라인 미러의 편향각 함수 β_yi=f(i, y, ε, χ, K)를 영상점 좌표의 함수로 보여준다. 이것을 위한 계산은 C에서의 수식에 따라 수행되었다.

이들 커브의 매개변수는 라인수 i이다. 값 β_yi는 y=0과 y=p-1에 대해서 β_i/2이다.

커브의 형상은 직선에서 벗어나 있다. 이것은 라인방향으로의 탄젠트 에러에 기인한 ε=0이고 χ=0인 투사에서 일어나는 영상점 간격 에러가 정정되었다는 사실이 기인한다.

곡선 i=(z-1)/2는 영상 중앙에 해당하며, 곡선 i=0은 각각 라인의 시작과 라인의 끝에 대해서 곡선 i=z-1에 해당한다.

도 19는 C에서의 수식에 따른 라인미러에 대한 편향각 함수 β_yi=f(i, y,ε, χ, K)를 보여준다. 편향각 β_yi는 또한 이 경우에 영상점 수 y의 함수로 나타내었다. 곡선들에 대한 매개변수는 라인수 i이다. 도시된 곡선들은, 탄젠트 에러가 라인방향으로 발생하고 경사도 ε=-30˚인 투사에서 생기는 영상점 간격 에러의 경로를 보여준다.

곡선 i=(z-1)/2는 영상 중앙에 해당하며, 곡선 i=0은 라인의 시작에 대한 영상점 위치에 해당하며, 곡선 i=z-1은 라인 끝에 대한 영상점의 정정을 나타낸다. 도 18과 도 19에서 굵은 화살표는 스캐닝 순서를 보여준다.

도 20은 라인방향으로의 동적인 스케일링의 가능성을 가진 실시간 비디오 데이터의 스케일링을 위한 전자장치(80)의 기능적 블록도이다. 길이 (xa_i-xad)와 (xed-xa_i)에서의 영상점들에 대한 저장수단의 내용은 어두운 색으로 설정되어, 출력되는 비디오 신호('R,G,B out')는 본 발명에 따른 방법에 따르면 이미 준비되어 있다. 도 21을 참조하여 보이겠지만, 수직방향, 즉 프레임 방향으로의 동적 스케일링(dynamic scaling)은 영상을 90도 회전시킨 후에 유사한 방법으로 수행될 수 있다.

라인에서의 공간적이고 시간적인 영상점 분포와 모든 영상점에 대한 비디오 정보는 실시간으로 계산되며, 각각의 영상 디스플레이 형상에 대한 라인 미러(12)의 최적화된 스캐닝 영역과 관련된다. 편향장치는 영상점 데이터의 출력(비동기 제어)에 대한 동기 신호 'DEF clock'을 전달한다.

비디오 입력 데이터 'R,G,B in', 'H,V SYNC in', 'H,V BLK in', 비디오 소스의 'PCLK out'은 버퍼 저장수단(82)을 통해 RGB 스케일러(81)에 전달된다.

스케일러(81)로의 입력 비디오 데이터 스트림 'R,G,B in'의 동기화된 전송은 이 예에서는 클록 생성기(76)와 버퍼 저장수단(82)을 통해 제어되는 입력제어기(84)에 의해 수행된다. 이 경우에 스케일러(81)에 대한 입력 데이터는 라인 개방각 β_i와 관련되어 있는 정정값 R_i이다. 영상점 간격에 대한 정정값 S_yi는 라인 미러의 편향각 함수 β_yi로부터 계산된다.

스케일링후에, 비디오 데이터는 출력제어기(85)를 사용하여 버퍼 저장수단(83)을 통해 라인의 스캔된 영상점과 영상의 라인들과 관련되어 있는 출력데이터 스트림 'R,G,B out'으로 전송된다.

이 예에서의 버퍼 저장수단은 FIFO(first in, first out)로 선정되어 있다. 그러나, 90도 회전후에, 이 예에서는 FIFO처럼 동작하는 전체 비디오 영상에 대한 영상 저장수단이 FIFO 대신에 제공된다. 그러나, 90도 회전을 수행하기 위해서는 이 영상저장수단은 선 단위로 써졌을 때에는 컬럼 단위로 읽혀져야 하며, 그 역의 경우에도 마찬가지이다.

동적 스케일링을 위한 스케일러(81)의 프로그램과 데이터는 데이터 제어기(86)와 매개변수 RAM(87)을 거쳐 공급된다. 이것은 스케일러(81)의 명령에 동기적으로 수행된다. 매개변수 RAM(87)과 함께 데이터 제어기(86)는 또한 도 9의 회로와 유사하게 구성될 수 있다.

실시예에서, 마이크로콘트롤러(75)의 유일한 작업은 기본적인 초기화를 수행하고, 각각의 요구조건에 따라 모든 전자 구성요소들을 프로그램하는 것이다. 또한, 마이크로콘트롤러는 데이터 제어기(86)를 통해 매개변수 RAM(87)에 대한 동적 스케일링 매개변수를 얻을 수 있게 한다. 고정된 투사 조건하에서는, 이들 값은 ROM에서 읽혀진다. ε과 χ의 여러 각도에 대해서는 EEPROM에 입력될 수 있다. 마이크로콘트롤러는 그후 초기화를 위해 이들 값을 읽어내고 제시된 수식에 따라 스케일링용 RAM의 값을 계산한다.

모든 장치들에 대한 클록 분배와 발생은 이 기술분야에서 숙련된 자들에게 친숙한 방식으로 클록 발생기(76)에 의해 수행된다.

수평 스케일링을 위한 전자장치(80)에 대한 매개변수의 변화도 덧쓰기 장치로부터 마이크로콘트롤러(75)에 의해 I²C 버스를 통해 수행될 수 있다.

도 21은 쓰기 광다발(writing light bundle)을 가진 비디오 투사에서의 영상 에러의 실시간 정정 회로의 블록도이다. 여기에서는 영상의 재계산이 또한 고려되어 있으며, 무엇보다도 도 11, 12, 13, 14에 도시된 함수와 위에서 설명한 계산 방법들이 고려되어 있다.

도 21에 보인 회로는 예를 들면 아무 곡면 상으로 그리고/또는 여하한 투사각으로 비디오 영상을 투사할 때 일어날 수 있는 영상 에러의 포괄적인 실시간 정정을 가능하게 한다.

도 21로부터, 투사 과정 및 투사면에 의해서 야기되는 영상 에러는 전자부품과 소프트웨어에 대한 비교적 사소한 추가비용으로 완전히, 그것도 실시간으로 정정될 수 있음을 알 수 있다. 여기에서, 두 번의 90도 회전이 수행되므로, 읽어낸 영상은 입력되는 비디오 영상에 대해서 두 개의 비디오 프레임만큼 지연된다.

초기에, 라인방향(i-방향)으로의 영상점의 동적 스케일링과, 그리고 영상 회전장치(90)에서의 영상의 90도 회전후에, 프레임 방향(y-방향)으로의 영상점의 스케일링은 동적 스케일링 장치(80)에 의해 장치 80'에서 실현된다. 또한번의 90도 회전은 다시 다른 영상회전장치(90')에 의해 수행된다. 이들 장치(80, 80')는 전체 프레임의 실시간 계산의 토대를 형성한다.

비디오 데이터 'R,G,B out'은 다시 광원(10)의 변조기(2)에 공급되어, 밝기 변조 및 색변조될 수 있으며, 영상점의 시간 순서는 신호 'DEF clock'에 의해 생성되는 신호 PCLK에 의해 제어된다. 라인 편향과 프레임 편향의 시간 순서는 신호 UG(t)에 의해 제어된다.

각 장치(80, 80')는 근본적으로 도 20에 따른 회로이며, 제어를 위해 필요한 부품군, 클록 발생기(76), 마이크로프로세서(74)는 전체 시스템에서 한번만 구현된다.

라인 길이는 라인 방향으로의 동적 스케일링 장치(80)에서 신호 'H BLK'를 통해 조절되며, 이 신호의 파형은 그 자체가 각도편향함수 β_yi(S_yi)에도 포함되어 있는 값 R_i(β_i)에 의해 영향을 받는다.

영상 높이는 프레임 방향으로의 동적 스케일링 장치(80')에서 신호 'V BLK'을 통해 조절되며, 그 신호 파형은 편향각 a_i값에 의해 영향을 받는다.

프로그래머블 제어회로(70, 70')는 실질적으로 도 15에 따른 회로에 해당하며, 프레임 미러와 라인 미러에 의해 정정될 수 있는 영상에러의 정정을 실현한다. 제어회로(70, 70')는 도 1에 도시한 영상점 스캐닝과 라인 스캐닝을 위한 제어회로(17)를 형성하지만, 편향장치는 제어 신호에 의해 양 방향으로 충분히 빠르게 수행되어야 한다. 예를 들면 소형 틸팅 미러나 음향광학 편향장치가 빠른 편향에 적당하다.

최적화된 스캐닝 형상은 도 21에 도시한 회로장치와 관련 편향시스템을 사용하여 영상점 스캐닝과 라인 스캐닝용 제어회로(17)에서 생성되며, 최적화된 해상도를 가진 새로운 영상은 입력되는 비디오 정보에 기초하여 영상 계산용 장치(17)에서 최적화된 스캐닝 형상에 대해서 계산된다.

이 장치(17)는 마지막 90도 회전이 전자적으로 수행되지 않고 영상을 회전시킴으로써, 즉, 편향 미러를 회전시켜서 스캐닝 방향을 변화시킴으로써 수행되는 경우에 더 간단화시킬 수 있다.

도 22는 신호 PCLK의 적절한 주파수 변조용 전압제어 발진기(61)를 가진 프로그래머블 변조회로(60)를 보여준다. 프로그래머블 변조회로(60)는 매 라인 안에 있는 영상점의 변조를 제어하는 수단에 의해 영상에러 정정을 달성한다. 특히, 다음의 에러들이 정정가능하다:

- 라인 방향으로의 탄젠트 에러

- 경사 투사에 기인한 영상점 간격의 경로

- 곡면의 투사면에 기인한 영상점 간격의 경로

이들 에러의 정정을 위해서, 정정계수 S_yi에 비례하는 전압이 생성되며, 이것에 의해서 전압제어발진기(VCO)(61)가 구동된다. PCLK 신호 'PCLK out'의 주파수 변조가 인가된 전압 USt에 의존하여 수행된다. 전압제어발진기(61)는 START 신호에 의해 각 라인의 시작에서 동기화될 수 있다. 이러한 목적으로, 마이크로컴퓨터(75)는 정정계수 S_yi의 값에 비례하는 전압을 생성한다. 이들은 중간함수저장수단(71)에 저장되며 제어 및 동기회로(72)와 그뒤의 D/A 변환기(73)를 거쳐 요구에 따라 전압제어발진기(61)에 공급된다.

도 23은 근본적으로 도 21에 설명한 회로장치에 해당하지만, 도 22의 회로를 가지고 있다. 이 경우에 프레임 미러(12), 틸팅 미러 역시 전압 UG(t)에 의해 구동된다.

도 23의 예에 사용된 전압제어발진기(60)는 바람직하게는 클록 생성기(76)에 마련된다. 영상점의 읽어내기는 신호 'DEF-Clock'에 의해 생성된 신호 'PCLK out'에 의해 이 회로에서 시간에 대해 제어되며, 라인 미러, 이 예에서는 다각형 미러의 결정면의 해당 위치와 영상점과의 상관(correlation)은 이러한 방식으로 결정된다.

영상점의 변조는 제어 때문에 시간적으로 압축되거나 지연되며, 따라서 영상점들은 라인미러의 일정한 편향속도에도 불구하고 정정된 간격을 가지고 순차적으로 쓰여진다.

최적화된 스캐닝 형상은, 영상점 스캐닝과 라인 스캐닝용 제어회로(17)에서 프레임 편향(프레임 미러(12))에 대해서만, 도 23에 도시한 이 회로장치와 관련된 편향시스템(11,12)에 의해 생성된다. 라인 편향(라인미러(11))은 일정한 신호 'H SYNC out'에 의해 제어된다. 이 예에서, 라인의 형상 최적화는 마이크로컴퓨터(75)에서 수행되어 정정값 S_yi를 전압제어발진기(60)에서 얻을 수 있도록 한다. 정정값 R_i는 스케일러(80)를 사용하여 실효 라인길이를 제어한다.

영상계산용 장치(17)에서, 최적화된 해상도를 가진 새로운 영상이 입력되는 비디오 정보로부터 최적화된 스캐닝 형상에 대해서 계산되며, 'R,G,B out' 데이터는 영상점 간격에 의해 시간에 대해서 정해지는 순서에 의해 읽혀내어진다.

Claims (19)

1. 각각 2개 이상의 영상점을 가진 라인들을 i개(i는 2 이상의 정수)이상 지닌 비디오 영상의 기하학적 영상 에러를 보상하기 위한 방법으로서, 보상될 영상 에러는 라인의 길이에 영향을 미치며, 보상되지 않은 기하학적 영상 에러에서의 i번째 라인은 투사면(101) 상의 위치 x_ai에서 시작해서 위치 x_ei에서 끝나는 것인 기하학적 영상 에러 보상방법에 있어서, 비디오 영상의 영상점을 순차적으로 밝히기 위해서 평행한 광다발(light bundle)이 투사면(101) 상에서 2차원적으로 편향되며, 광다발이 편향되는 모든 위치에 있는 영상점에 대한 광다발은 일그러지지 않은 비디오 영상의 영상점 정보에 따라서 이 위치에서 강도 변조(intensity-modulation)되며, 보상된 영상의 라인의 시작을 결정하는 값은 x_ad≥ Max(x_ai)에 의해 정의되며, 보상된 영상의 라인의 끝을 결정하는 값은 x_ed≤ Min(x_ei)에 의해 정의되며, 여기에서 x_edx_ad이며, 각각의 라인에 대한 광다발은 라인 i의 모든 영상점이 투사면(101) 상에서 영역 [x_ad;x_ed] 내에서 디스플레이되도록 하는 방식으로 편향되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
2. 제1항에 있어서, 광다발의 강도 변조를 위해 결정된 비디오 영상의 영상점 정보는 N개의 영상점으로서 저장수단(83)에 순차적으로 저장되며, 광다발은 길이 (x_ad-x_ai)를 스캐닝하기 위한 시간 간격 동안에 각 라인 i의 시작점에서 블랭크되며, 길이 (x_ed-x_ad)를 스캐닝하기 위한 시간 간격 내에 N개의 영상점의 강도변조를 위해 정해진 정보가 저장수단(83)으로부터 읽혀내어지며, 광다발은 이 시간 간격 내에 이 읽어낸 정보에 대해서 강도변조되며, N개의 영상점에 대한 투사면(101) 상에서의 순차적 조명의 완료시에 각 라인의 스캐닝을 위한 시간간격 T의 나머지에 대해서 광다발이 블랭크되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
3. 제2항에 있어서, 매 영상점에 대한 광다발의 강도는 그 조명 시간에 반비례해서 제어되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
4. 제3항에 있어서, 저장수단(83)으로부터의 정보의 읽어내기 이후에 비례적인 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
5. 제1항에 있어서, 광다발이 전체 영상에서의 인접 라인의 라인 간격이 서로 최대 30%, 그리고 특히 10% 미만만큼 다르게 되는 함수로 일정한 각도 편향에서 벗어나서 프레임방향으로 스캔되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
6. 제1항에 있어서, 모든 위치에서의 영상정보의 라인 i에 대한 비디오 정보 V_i(x)가 일그러지지않은 영상의 비디오 정보 V_iT(x)에 대해서 최대량

   만큼 다르게 되는 함수에 의해서 광다발이 라인방향으로 스캔되며, 이 식에 의해 정해지는 값 Δx_i는 라인 길이의 0.3 배 미만, 특히 라인 길이의 0.1배 미만 나누기 비디오 영상의 비디오 표준에 따른 영상점의 수인 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
7. 제1항에 있어서, 비디오 영상을 디스플레이하기 전에, 일그러지지 않은 영상을 디스플레이하기 위한 영상점의 공간적 상관과 편향에 대해서 영상이 새로 계산되는 것을 특징으로 하는 기하학적 영상에러 보상방법.
8. i 라인 이상에 있는 영상점들이 순차적으로 조명되고, 청구항 1 내지 청구항 7에 따른 방법 중의 하나에 따라 기하학적 영상에러가 보상되는, 투사면(101) 상에 비디오 영상을 디스플레이하기 위한 장치로서, 보상될 영상 에러는 라인의 길이에 영향을 미치며, 보상되지 않은 기하학적 영상 에러에서의 i번째 라인은 투사면(101) 상의 위치 x_ai에서 시작해서 위치 x_ei에서 끝나는 것인 기하학적 영상에러 보상방법에 있어서, 비디오 영상의 영상점을 순차적으로 밝히기 위한 거의 평행한 광다발을 방사하기 위한, 강도 변조(intensity-modulation)될 수 있는 광원(光源)(10)과, 2차원적으로 광다발을 스캔하기 위한 편향 장치(11,12)와, N개의 영상점에 대해서 광원을 강도 변조하기 위한 라인에 대한 정보, x_ad가 보상된 영상의 라인의 시작을 나타내고 x_ed가 보상된 영상의 라인의 끝을 나타내며, 모든 라인 i에 대해서 x_ad≥ Max(x_ai)이고 x_ad≥ Min(x_ei)인 두 개의 값 x_ad, x_ed를 순차적으로 저장하기 위한 저장수단(83)과, 그리고, 편향을 위한 라인 i의 모든 영상점이 영역 [x_ad; x_ed] 내에서 순차적으로 투사면(101) 상에 디스플레이될 수 있도록 광다발이 편향되고/되거나 강도변조되도록 하는 함수에 따라서 편향장치(11,12)를 제어하고 광원(10)을 변조하기 위한 제어장치(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
9. 제8항에 있어서, 고정된 시간 간격 T가 모든 라인에 대해서 미리 정해져 있고, 제어장치(17)는 길이 (x_ad-x_ai)를 스캔하기 위한 시간 간격 동안에 라인 i의 모든 라인 시작점의 시작에서 광다발이 블랭크되는 함수에 따라서 강도변조되며, N개의 영상점을 강도변조하기 위해 정해지는 정보는 길이 (x_ed-x_ad)를 스캐닝하기 위한 시간간격 내에 저장수단(83)으로부터 읽혀내어지며, 광원(10)은 이 정보로 강도변조되며, 투사면(101) 상에의 N개의 영상점의 순차적 조명 완료시에 라인을 스캐닝하기 위한 시간 간격 T의 나머지에 대해서 광다발이 블랭크되는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
10. 제9항에 있어서, 숫자 N은 디스플레이될 비디오 영상의 비디오 표준의 영상점 양보다 더 큰 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
11. 제10항에 있어서, 제어장치(17)는 또한 길이 (x_ed-x_ad)를 스캐닝하기 위한 시간 간격의 전 및 후에 필요한 검은 영상점에 대한 정보를 저장수단(83)에 저장하며, 이러한 방식으로 생성된 저장수단(83) 내의 라인 정보가 그 전체로서 시간 T 동안에 편향장치에 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
12. 제8항에 있어서, 프레임 방향 편향에 대해서 편향장치(11,12)가, 전체 영상에서의 인접 라인의 라인 간격이 서로 30% 미만, 그리고 특히 10% 미만만큼 다르게 되는 함수로 일정한 편향 각도 변화로부터 벗어나서 제어되는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
13. 제8항에 있어서, 모든 위치 x에서의 영상정보의 라인 i에 대한 비디오 정보 V_i(x)가 일그러지지않은 영상의 비디오 정보 V_iT(x)에 대해서 최대량

    만큼 다르게 되는 편향각에서의 일정한 변화로부터 벗어나서 편향장치(11,12)가 라인 편향에 대해서 제어되며, 이 식에 의해 정해지는 값 Δx_i는 라인 길이의 0.3 배 미만, 특히 라인 길이의 0.1배 미만 나누기 비디오 영상의 비디오 표준에 따른 영상점의 수인 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
14. 제8항에 있어서, 확대 광학소자(13)가 마련되는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
15. 제8항에 있어서, 편향장치와, 광전도 화이버(5)를 삽입하기 위한 적어도 하나의 소켓(7)을 구비하며, 소켓(7) 안으로 도입된 빛이 편향을 위하여 편향장치(11,12)로 인도되는 제1구성요소그룹(14), 제1구성요소그룹(14)과는 분리되어 있고 제어장치(17)와, 강도변조될 수 있는 광원(10)과, 광전도 화이버(5)를 삽입하기 위한 적어도 하나의 소켓(7)을 가지고 있으며 강도변조될 수 있는 광원(10)의 빛이 이 소켓(7)안으로 전도되는 구성요소그룹, 각각의 소켓(7)을 통해 제1구성요소그룹과 제2구성요소그룹(10)을 연결하기 위한 적어도 하나의 광전도 화이버, 제1구성요소그룹(14)이 투사면(101)에 대해서 각도를 가지고 배치될 수 있도록 해주되, 보상은 이 각도의 영사(映寫)에 의해 주어지는 일그러짐을 정정하기 위한 것인 제1구성요소그룹용 고정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
16. 제15항에 있어서, 제1구성요소그룹(14)을 방의 벽, 천장 또는 바닥에 고정하기 위한 고정수단과, 투사면(101)의 역할을 하는 스크린을 방의 벽에 고정하기 위한 고정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 제1구성요소그룹(14)과 제2구성요소그룹(10)이 하나의 하우징에 결합되어 있고, 이 하우징은 방의 벽, 천장, 또는 바닥에 고정하기 위한 고정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
18. 제15항에 있어서, 투사면(101)의 단부, 특히 상단부에 유지장치가 마련되어 있어서, 이것에 의해 제1구성요소그룹(14)이 투사면(101)에 대해서 중심에서 벗어나도록 고정되어, 비디오 영상이 위에서 언급한 각도로 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.
19. 비디오 영상을 투사면(101) 상에 디스플레이하되, 이 디스플레이가 투사면(101) 상에서 경사를 가지고 행해지는 장치에 있어서, 비디오 영상의 영상점의 순차적 조명을 위한 거의 평행한 광다발의 방사하기 위한, 강도변조될 수 있는광원(10)과, 광다발을 2차원적으로 스캔하기 위한 편향장치(11,12)와, 적어도 경사에 대해서 영상의 계산된 일그러짐 정정을 통해 얻어지는 함수에 따라서 광다발의 편향(11,12)과 광다발의 강도변조를 제어하는 제어장치(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 디스플레이 장치.