KR100339175B1

KR100339175B1 - 화상 안정화 장치와 그 방법 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR100339175B1
Application number: KR1020000004175A
Authority: KR
Inventors: 아발리불런트; 프랭크휴버터스; 지암파파마크이
Original assignee: 포만 제프리 엘; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2002-06-01
Also published as: DE10003376B4; DE10003376A1; US6317114B1; TW501090B; JP2000221954A; CN1262479A; KR20000071308A; CN1179268C

Abstract

디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치를 위한 화상 안정화 장치 및 방법은 디스플레이 장치의 움직임을 감지하는 센서와, 이 센서와 작용적으로 접속되어, 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린상의 화상이 관측자의 시선에 대해 사실상 고정되도록 디스플레이 장치의 움직임을 보상해주는 움직임 보상 회로를 포함한다.

Description

화상 안정화 장치와 그 방법 및 디스플레이 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMAGE STABILIZATION IN DISPLAY DEVICE}

본 발명은 화상(image)의 안정화를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 디스플레이 장치상의 화상에 대해 흔들림 보정(vibrationcorrection)을 수행하는데 이용되는 비디오 신호 처리 회로 및 방법에 관한 것이다.

최근에, 디스플레이 장치(예를 들면, 팜탑/랩탑 컴퓨터 디스플레이 장치, 비디오 게임기, 텔레비전, 디스플레이 모니터 등)를 포함하는 전자 장비는 점점 더 소형화되어, 이런 장비를 사실상 어느 곳이든 들고 다닐 수 있도록 휴대 가능하게 되었으며, 이런 장비들은 이동 차량, 보트, 비행기 등과 같은 거의 모든 환경에서 작동 가능하다.

자동차 같은 이동 수단에서, 예를 들면 'IBMThinkpadR'같은 랩탑 컴퓨터의 디스플레이 장치를 쳐다볼 때 불편한 점은 차량의 흔들림(vibration)과 요동(jitter)에 의해 초래되는 눈의 피로이다. 더욱이, 관측자는 차량의 이러한 흔들림/요동 동안에 화상을 쉽게 쫓아가지도 못한다.

또한, 인간의 질병 중에는 떨림이나 마비를 나타나게 하는 질병들이 존재하고, 장치의 움직임은 이러한 핸디캡이 있는 사용자가 디스플레이 장치를 보는 것을 거의 불가능하게 만든다. 이러한 단점을 갖는 그 밖의 장치들로서, 음극선관(CRT), 휴대 정보 단말기(PDA), 스마트 카드(Smart Card)가 있다.

비디오 카메라 흔들림을 보정하는 종래의 기록 시스템이 존재함을 주목하자. 그러나, 이러한 보정 메커니즘은 화상 기록 장치에는 도입되었지만, 화상 디스플레이 장치, 특히 휴대용 화상 디스플레이 장치에서는 찾아 볼 수 없다. 비디오 기록 장치에서 움직임을 보상해주는 종래의 시스템에 있어서, 이 시스템은 디지털 적으로 기록된 화면에서 두드러진 특징으로 요소를 식별한다. 예를 들면, 상당히 선명한 에지(edge)와 높은 컨트라스트(contrast)를 갖는 물체를 들 수 있다. 다음, 그 요소가 움직이면, 처리 회로는 움직임을 보상해주기 위해 화면을 디지털 적으로 시프트시킨다.

그러나, 이러한 시스템이 비디오 디스플레이 장치의 화상 또는 기록된 것이 아닌 화상의 움직임을 보상해주는 움직임 감지 장치(예를 들면 가속도계(accelerometers))를 도입하고 있지는 않다. 그러므로, 이런 장치(예를 들면, 비디오 리코더)는 좌표를 인식하고, 기록 화상으로부터 좌표 정보를 추출한다. 이러한 시스템은 물리적/기계적 흔들림 및 요동 하에 있는 디스플레이 장치에는 적용 불가능하다.

비디오 기록 장치와 관련한 이러한 시스템은, 디스플레이 장치의 움직임을 기록하고 기록된 화상으로부터 2차원으로 변위(displacement)를 추리할 수 있는 고정 카메라(fixed camera)가 설치되지 않는 이상에는 디스플레이 장치에 도입될 수 없다. 지금까지는, 물리적으로 흔들리거나 움직이는 디스플레이 장치에 대해 직접적으로 움직임을 추리해내는 기술의 발명이 행해지지 않았다. 또한, 이러한 시스템은 제조 비용이 매우 비싸다.

종래의 방법 및 구조와 관련한 전술한 문제점이나 그 밖의 문제점들의 관점에서, 본 발명은 사용자가 디스플레이 스크린상의 화상을 쉽게 관측할 수 있도록 화상 흔들림과 요동을 보상해주는 방법 및 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양상에 따르면, 디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치를 위한 움직임 보상 장치는, 디스플레이 장치의 이동을 감지하는 장치와, 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린상의 화상이 관측자의 시선에 대해 사실상 고정되도록 디스플레이 장치의 이동을 보상해주는 장치를 포함한다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면, 디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치에서 화상의 움직임을 보상해주는 방법은, 디스플레이 장치의 이동을 감지하는 단계와, 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린상의 화상이 관측자의 시선에 대해 사실상 고정되도록 디스플레이 장치의 이동을 보상해주는 단계를 포함한다.

본 발명의 독특한 특징과 눈에 잘 드러나지 않는 특징들에 따르면, 디스플레이 장치에 초래되는 기계적 흔들림/요동을 감지하여, 이 흔들림/요동을 보상해주도록 그 반대 방향으로 전자 화상을 시프트시켜, 관측자의 시선에 대해 안정된 화상을 제공하는 시스템이 제공된다.

결과적으로, 관측자가 보게되는 화상은 관측자에 대해 고정되거나 거의 고정되므로, 사용자의 눈의 피로를 줄여주게 된다.

더 나아가, 종래의 시스템과 대조적으로, 본 발명은 비디오 기록 장치가 아닌 비디오 디스플레이 장치에서의 움직임 보상을 추구하는 것으로, 움직임 감지 장치(가속도계)를 채택하고 있다.

또한, 디지털 적으로 기록된 화면에서 두드러진 특징(예를 들면, 아주 선명한 에지와 높은 컨트라스트를 갖는 물체)으로 요소를 식별하여, 이 요소가 움직일 경우, 처리 회로가 그 움직임을 보상해주도록 화면을 디지털 적으로 시프트시키는종래의 시스템과 달리, 본 발명은 기록 화상과 반대로 디스플레이 화상을 다룬다. 전술한 바와 같이, 비디오 카메라와 같은 종래의 장치는 좌표를 인식하여 기록 화면으로부터 정보를 추출한다. 대조적으로, 디스플레이 장치는 아무 것도 기록하지 않으므로, 그 위치를 인식하지 않는다. 본 발명은 다수의 축(axes)(예를 들면, 수평축과 수직축)에서 물리적인 변위를 측정함으로써 디스플레이 내용을 인식한다. 본 발명은 디스플레이 장치(결과적으로 디스플레이된 화상)의 움직임을 저렴하고 간단한 방식으로 직접적으로 추리해 낸다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 예시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 이동을 보상하는 구성에 의한 처리를 예시하는 도면,

도 3은 본 발명의 구성에 의해 수행되는 위치 재조정(re-centering) 절차를 예시하는 도면,

도 4는 본 발명에서 이용되는 처리 회로의 동작 원리를 예시하는 도면,

도 5는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따라 화상 디스플레이 장치에서 요동(jitter)을 감소시키는 처리 회로의 구현예를 예시하는 도면,

도 6a는 도 5에 예시된 본 발명의 처리 회로를 포함하여, 본 발명에 따라 화상 디스플레이 장치의 요동을 감소시키는 제 1 바람직한 실시예의 시스템을 예시하는 도면,

도 6b는 도 5에 예시된 본 발명의 처리 회로를 포함하여, 본 발명에 따라 화상 디스플레이 장치에서 요동을 감소시키는 제 2 바람직한 실시예의 시스템을 예시하는 도면,

도 7의 (a) 내지 도 7의 (e)는 도 6b의 시스템에 의해 발생되는 신호들의 특성을 1차원의 시간 함수로 예시하는 도면,

도 8의 (a) 내지 도 8의 (e)는 도 6b의 시스템에 의해 발생되어 흔들림의 영향을 받고 있는 신호들의 특성을 1차원의 시간 함수로 예시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 화상 10 : 디스플레이 장치

40 : 처리 회로 41 : 가속도계

41V : 수직 센서 41H : 수평 센서

42 : 움직임 감지 회로 42A, 45 : 연산 증폭기

43, 46 : 저항 43, 47 : 커패시터

55, 62 : 비디오 처리 회로 50H : 수평 회로

50V : 수직 회로 60 : 아날로그/디지털 변환기

61 : 그래픽스 드라이버

전술한 목적 및 그 밖의 목적들, 양상들 및 이점들은 첨부 도면과 함께 이후의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1 내지 도 8의 (e)에는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 바람직한 실시예와 변형예들이 도시되어 있다. 도면에서 동일한 성분은 이해하기 쉽게 동일한 도면 부호로 표시된다.

전반적으로, 본 발명은 전자 화상을 표시하고 있는 디스플레이 장치 상에서 발생되는 기계적인 흔들림과 요동을 감지한 다음, 디스플레이된 전자 화상을 그 반대 방향으로 시프트시킴으로써 요동을 보상해주어, 관측자의 시선에 대해 안정된 화상을 제공하도록 한다. 그 결과, 관측된 화상은 관측자의 시선에 대해 고정(또는 거의 고정)된다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 작용을 보여주는 디스플레이장치(10)를 예시한다. 디스플레이 장치(10)는 통상적으로 액정 디스플레이 장치(LCD)나 박막 트랜지스터(TFT) 패널로 이루어지며, 물리적인 경계 부분(borders)(1)을 갖는다. 디스플레이 장치는 칼라 디스플레이 장치이거나 흑백 디스플레이 장치일 수 있다. 디스플레이 장치(10)는 통상적으로 팜탑/랩탑 컴퓨터, 비디오 게임기, 휴대 정보 단말기(PDA), 스마트 카드(Smart Card) 등과 같은 휴대용 장치와 관련된다(예를 들면, 이들 장치와 인터페이스되거나, 이러한 장치들과 일체화되거나, 또는 이들 장치에 부착된다).

전자 화상(2)은 컴퓨터(예를 들면, 관련된 처리 회로 등을 포함하는 CPU)에 의해 처리되어 디스플레이 장치(10)상에 디스플레이된다. 관측자의 시선 기준 프레임(3)은 디스플레이 장치(10)와 동일한 평면에 있다. 전자 화상(2)은 기준 프레임(3)에서 수평 방향(4)과 수직 방향(5)으로 분리된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 상에서 유발되는 흔들림의 결과, 디스플레이 장치(10)는 (예컨대 도 2의 관측 방향에 대해) 좌측 상단으로 이동한다. 이러한 이동 이전의 디스플레이 장치(10)의 위치는 도면 부호(6)로 표시되어 있다. 그러나, 전자 회로는 디스플레이 장치의 움직임을 감지하고, 그 기계적 이동과 동일한 양만큼 우측 하단으로 디스플레이 화상을 전자적으로 이동시킴으로써 움직임을 보상하고, 따라서 디스플레이 화상(2)은 움직임이 없을 때의 기준 프레임(이 경우에는 관측자의 시선(3))에 대해 고정된다. 이후에 논의하겠지만, 화상은 관측자가 알아차리지 못하게 요동에 의한 이동으로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

바람직한 실시예에서, 시프트된 화상은 경계(예를 들면, 바깥 둘레) 부분에서 가장자리가 잘릴 수도 있는데, 그 이유는, 연구 결과를 보면, 관측자는 대부분을 디스플레이 장치의 중앙을 쳐다보고 있고 가끔씩만 디스플레이 장치의 경계 부분을 쳐다보기 때문이다.

디스플레이 장치상의 화상의 가장자리가 잘리는 것은 공지의 동작으로, 디스플레이 장치의 어떤 에지로부터 약간의 화소들을 삭제하고 이 디스플레이 장치의 다른 에지에는 약간의 픽셀을 추가하는 것과 관련 있다. 추가된 화소가 반드시 유용한 정보나 그래픽을 갖고 있을 필요는 없다. 예를 들어, 발명의 장치가 디스플레이 화상을 10행(row)의 화소만큼 아래로 시프트시켜야 한다고 감지한 경우(예를 들면 800화소×600화소 장치에서), 10행의 화소가 스크린의 최하부(bottom)로부터 사라질 것이다. 동시에, 스크린의 최상부에는 10행의 화소가 나타날 것이다. 새로 나타나거나 사라지는 화소들은 유용한 그래픽을 포함하지 않을 수도 있고, 그 대신 공백 처리될 수도 있다.

관련있는 실시예로서, 시프트된 화상의 가장 자리가 잘리지 않고, 정규상태에서는 사용자에게 보이지 않는 예비 영역(reserved area)이 경계 부분에서 보여지게 할 수 있다.

따라서, 선택적으로, 디지털 화상의 코너(corners)가 감춰질 수도 있다. 예를 들면, 800 ×600화소 화상에서, 화상의 다수(예를 들면 4개)의 측면(sides)으로부터 다수(예를 들면 10개)의 행과 열에 해당하는 만큼의 화소를 정규 상태에서는 감춰두어, 11∼590의 행과 11∼790의 열만을 보여지게 할 수도 있다. 디스플레이 화상이 소정의 방향으로 시프트되면, 그때서야 감춰져있던 화상 부분이 보여지게된다.

일단 화상이 시프트되면, 그 화상이 무한정 그 위치에 머무를 수는 없다. 만약 계속해서 그 위치에 머무른다면, 경계 부분에서 화상의 가장자리가 잘려나갔기 때문에, 이 잘려나간 부분은 영구히 사라질 것이다. 따라서, 영상은 위치가 재조정(recenter)되어야 한다. 예를 들어, 화상이 움직임을 보상하도록 시프트되었지만 (본 발명에서 따른) 위치 재조정이 되지 않았을 경우, 어떤 그래픽 심벌들(예를 들면, 응용/운영 소프트웨어 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에서 아이콘이나 MyComputer, NetworkNeighborhood, RecycleBin 등)은 화상으로부터 영구히 잘려져 나가게(즉, 삭제)될 수도 있다. 디스플레이 장치가 이전의 위치로 되돌아가지 않더라도 화상의 위치는 재조정되어야 한다. 위치 재조정은 사람의 눈이 화상을 쉽게 쫓아갈 수 있도록 느리게 수행된다. 빠르냐 느리냐하는 것은 사용자 각각의 경험에 의해 정의된다. 이러한 위치 재조정 기간은 제어 패널의 'Display Preferences' 메뉴에서 조정될 수 있을 것이다.

도 3은 위치 재조정 절차를 예시한다. 위치 재조정은 예를 들어 1∼10초의 범위에 걸쳐 점진적으로 수행될 것이다. 반면에, 위치 재조정 기간이 예를 들어 디스플레이 장치의 'Preferences' 메뉴를 통해 사용자에 의해 선택될 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 디스플레이 장치의 기계적 이동은, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니지만 예컨대 압전 가속도계(piezo-electric accelerometers)같은 저렴한 한 쌍의 소규모 움직임 감지 장치에 의해 검출될 수 있을 것이다. 바람직하게는 가속도계가 디스플레이 회로에 내장되는 것이다. 이러한 압전 가속도계는여러 군데에서 구입 가능하다. 한 쌍의 가속도계 중에서 제 1 가속도계는 디스플레이 장치의 제 1(수평 방향) 움직임을 감지하고, 제 2 가속도계는 이 디스플레이 장치의 제 2(수직 방향) 움직임을 감지한다.

일단 기계적 움직임의 양과 가속도와 방향이 결정되면, 디스플레이 장치에 접속되거나 내장된 처리 회로가 필요한 만큼의 시프트 양을 결정하고, 컴퓨터 시스템의 그래픽 회로는 화상을 보상하도록 시프트하여 다시 디스플레이한다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예 적인 처리 회로(40)의 동작 원리를 예시한다. 구체적으로, 도 4는 가속도계(41)와 움직임 감지 회로(42)를 포함하는 처리 회로(40)에 의한 움직임 감지 동작 원리를 예시한다.

도 4에서, 가속도계(41)는 V/m/sec²의 단위로 가속도에 비례하여 전압을 발생시킨다. 이 신호를 시간에 대해 두 번 적분함으로써, V/m의 단위로 가속도계(41)의 변위가 발생된다.

도 5는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 장치 감지 및 처리 회로(40)의 구현예를 예시한다.

도 5에서, 가속도계(41)의 출력 V_acceleration은 연산 증폭기(42A)의 제 1 입력 단자(예를 들면, 정극성 입력 단자)에 입력되어, 이 증폭기에서 부극성 입력(예를 들면, 증폭기의 부극성 단자에 대한 피드백 입력)과 비교되어, 증폭된 신호 출력을 제공한다. 증폭된 신호는 저항(43)과 커패시터(44)로 형성된 RC 회로망에 입력된다. 이 회로망은 적분기의 기능을 한다.

(예를 들면 접점에서) 결과적으로 만들어진 신호는 V_speed에 비례하고, 디스플레이 장치(10)가 요동, 흔들림 등에 의해 이동하는 속도를 나타낸다. 속도를 나타내는 이 합성 신호는 증폭기(45), 저항(46), 커패시터(47)를 포함하는 제 2 적분기로 입력되고, 제 2 적분기는 가속도계(41)의 실제 기계적 변위에 비례하는 출력 V_displacement를 발생한다. 두 적분기의 특성/값은 동일한 것이 바람직하다. 시스템 성분들의 특성은 설계자의 제한, 응용 및 요구에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.

이런 신호들 한 쌍(예를 들면, 수평 변위용 신호 하나와 수직 변위용 신호 하나)이 본 발명에 따라 제공된다. 따라서, 도 6에 도시된 것(예를 들면, 도면 부호(41V)와 (41H) 및 그들에 접속된 회로)처럼 두 개의 처리 회로(예를 들면, 수평 방향용 하나와 수직 방향용 하나)가 제공되는 것이 바람직하다.

(수평 및/또는 수직 방향용) 신호 V_displacement는 화상을 시프트하기 위해 추가로 처리되어야 한다.

본 발명의 제 1 바람직한 실시예에서, 아날로그 신호가 도 6a에 도시된 CRT 회로에 직접 공급될 수도 있다.

도 6a에 도시된 것처럼, 화상에 대해 요동/흔들림 보정을 수행하여 화상을 안정화하는 시스템은 수평 및 수직 센서(41H, 41V)와, 이 수평 및 수직 센서(41H, 41V)에 대해 제공된 움직임 감지 회로(42)와, 각각의 움직임 감지 회로(42)로부터의 출력을 제 1 입력 단자에서 각각 수신하는 연산 증폭기 등으로 바람직하게 이루어진 수평 방향 신호 및 수직 방향 신호 회로(50H, 50V)를 포함한다. 움직임 감지회로(42)의 출력은 디스플레이 화상을 상하좌우로 이동시키기 위해 회로(50H, 50V)에 인가되는 수평 오프셋 및 수직 오프셋을 각각 나타낸다.

더 나아가, 수평 및 수직 회로(50H, 50V)는 처리된 비디오 화상 신호(예를 들면, 주(main) 신호)를 나타내는 비디오 처리 회로(55)로부터의 입력을 자신의 제 2 입력 단자(예를 들면 주 입력 단자)에 수신한다.

더 구체적으로, 비디오 처리 회로(55)는 컴퓨터(도시 안됨)로부터 비디오 입력 신호를 수신하여, 그 신호에 대해 원하는 처리를 수행한다. 이러한 비디오 처리 회로는 본 기술 분야에서 공지된 것이다. 비디오 처리 회로로부터의 주 신호는 전자빔(도시 안됨)을 제어함으로써 주사(scanning)를 수행하거나 혹은 주사를 수행하기 위한 일을 한다. 주사에 있어서, 휘도 입력(도시 안됨) 등이 휘도, 칼라(칼라 디스플레이 장치인 경우) 등을 조정하기 위해 제공된다. 이러한 주사 동작은 당업계에서 공지된 것이다. 따라서, 수평 및 수직 회로(50H, 50V)는 전자빔이 어떻게 움직일 것이지를 나타내는 입력을 각각 CRT(100)의 입력(100A, 100B)에 직접 공급한다. 브라운관 (아날로그) 디스플레이 장치 등일 수도 있는 CRT의 입력은 디스플레이 스크린상의 화상을 조정한다.

수평 회로(50H)의 출력은 톱니파인 것이 바람직한데, 이 파형은 디스플레이 장치를 따라 화상이 좌우로 형성되도록 전자빔을 이동시킨다. 또한 수직 회로의 출력도 톱니 파형으로, 디스플레이 스크린 상에서 화상이 아래위로 이동하도록 빔을 아래위로 이동시킨다. 수직 회로(50V)의 톱니파의 주기는 수평 회로(50H)의 톱니파 주기보다 훨씬 더 길다는 것을 유의하자.

IBM사의 P70R과 P200R같은 종래의 CRT는 수평 또는 수직 방향으로 화상을 시프트시키는 회로를 이미 포함하고 있다. 이 모니터들의 전면 패널에는 이런 임무를 수행하기 위한 다이얼 및/또는 버튼이 일반적으로 흔히 존재한다. 아날로그 신호 V_displacement(수평 및/또는 수직 변위의 경우)도 CRT 회로의 이 부분에 부가될 수 있다.

도 6b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 아날로그 신호 V_displacement는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(60)에 의해 디지털 신호로 변환될 수 있다. ADC는 각 센서에 대응하여 제공될 수도 있고, 선택적으로 하나의 ADC가 멀티플렉스 방식으로 신호를 수신하도록 제공될 수도 있다.

다음, 디지털 신호는 그래픽스 드라이버(61)로 불리는 시스템 소프트웨어에서 이용되어지는데, 이 그래픽스 드라이버는 도 6b에 도시된 것처럼 디스플레이 장치(10)를 제어한다. 그래픽스 드라이버(61)는 디지털 신호를 컴퓨터의 비디오 처리 회로(62)에 공급하고, 이 비디오 처리 회로는 화상을 필요한 만큼 시프트시킨다. 이것은 여러 가지 방식으로 수행될 수 있다.

예를 들면, 시러스 로직(Cirrus Logic) CL-GD542X VGA 비디오 컨트롤러 칩은, 화상을 수평 방향으로 이동시키는 수평 동기 개시 레지스터(Horizontal Sync Start Register)내의 값을 조정함으로써, 이용 가능한 다수의 프로그램 가능한 레지스터를 시프트 절차를 구현하는데 도입한다. 스크린 개시 어드레스 레지스터(Screen Start Address register)는 디스플레이될 데이터가 시작되는 디스플레이 메모리내의 위치를 지정한다. 이 레지스터의 값을 수평 스캔 라인의 몇 배수로 조정함으로써, 화상이 위 또는 아래 방향으로 수직으로 시프트될 수 있을 것이다.

그 밖의 다른 제작자로부터 입수 가능한 다른 비디오 컨트롤러도 유사한 레지스터/특성을 도입하여, 본 발명에 필요한 화상의 시프팅을 가능하게 할 것이다.

전술한 본 발명의 실시예와 관련한 변형예로서, 도 6b에 도시된 것처럼, V_displacement로부터 얻어지는 디지털 신호가 운영 시스템(OS) 소프트웨어(예컨대 Windows95R, Windows98R, WindowsCER 등)에 공급되어, 스크린 상에 디스플레이되는 데스크탑을 제어하도록 할 수도 있다. 이러한 변형은 단지 소프트웨어에서만 이루어져 수행될 것이다. 비디오 컨트롤러가 전술한 것처럼 조작되도록 프로그래밍하는 것과는 대조적으로, 디스플레이 장치를 시프트하도록 운영 시스템에게 지시할 수도 있다. OS는 데스크탑의 윈도우즈를 이동시키는 수단을 갖는다. 전경(foreground)의 활성 윈도우는 비활성 윈도우들이 최소화되거나 배경 상태인 동안에 사용자에 의해 관측될 가능성이 가장 높은 윈도우이다. OS는 디지털 신호를 이용하여, 흔들림을 보상하는데 필요한 만큼 활성 윈도우를 시프트시킬 것이다.

본 발명과 관련있는 다른 실시예로서, 화상 안정화 회로를 단순화하고/하거나 그 비용을 줄이기 위하여, 움직임 감지 및 화상 시프트 절차를 한 방향에 대해서만(예를 들면, 수직 방향으로만) 수행할 수도 있을 것이다.

더 구체적으로, 자동차와 같은 어떤 이동 수단에서는 흔들림이 대부분 수직 방향으로 일어나기 쉽기 때문에, 수평 회로가 필요치 않을 수도 있다. 선택적으로, 다른 이동 수단에서, 수평 이동이 더 중요한 경우에는 수평 감지 및 보상 회로만을 구비할 수도 있다.

도 7의 (a) 내지 도 7의 (e)는 움직임 감지/보상 회로에 의해 발생되는 신호들을 시간 함수로서 수직 또는 수평의 1차원으로 예시한다.

도 7의 (a)에 도시된 것처럼, 디스플레이 장치가 소정량만큼 물리적으로 이동한다. 가속도계는 도 7의 (b)에 도시된 것 같은 신호 V_acceleration을 발생한다(도면 부호(72)로 표시함). 움직임 감지 회로는 디스플레이 장치의 속도에 비례하여 신호 V_speed를 발생하고(도 7의 (c)에서 도면 부호(73)로 표시함), 디스플레이 장치의 변위에 비례하여 신호 V_displacement를 발생한다(도 7의 (d)에서 도면 부호(74)로 표시함).

그러나, 회로에서 이용되는 커패시터의 누설로 인해, 도 7의 (d)에 도시된 것처럼 V_displacement는 시상수 RC로 0을 향해 감소할 것이다. RC 상수는 인간의 눈이 디스플레이를 쫓아갈 수 있는 속도인 1∼10초의 범위 내에서 감소가 발생하도록 조정 가능하다. 신호 V_displacement는 디스플레이 장치(10)의 그래픽스 회로(예를 들면, 도 6에 도시된 그래픽스 드라이버(61))에 공급된다. 이것은 디스플레이의 움직임을 상쇄시키도록 화상을 시프트시키는데 필요한 양이다.

도 7의 (e)에 도면 부호(75)로 표시한 것처럼 V_displacement 신호가 기계적 변위와 그래픽 적으로 결합될 때, 사람의 눈이 관측하게 될 것을 나타낸다. 즉, 디스플레이 장치는 물리적으로 이동하였지만, 결합된 신호(예를 들면 도 7의 (e)에 도면 부호(76))는 변하지 않는다. 따라서, 관측자에 대해서는 전자 화상이 시프트되었기 때문에 화상이 이동하지 않는다. 그러나, 1∼10초 이후에는, 도 7의 (e)의도면 부호(77)로 표시한 것처럼, 기계적/물리적 변위(71)의 레벨까지 신호가 증가하기 시작한다. 이것이 전술한 위치 재조정(re-centering) 기능이다. V_displacement 신호는 기계적 변위를 예정된 대로 천천히 쫓아간다.

도 8의 (a) 내지 도 8의 (e)는 흔들림의 영향을 받고 있는, 이 회로에 의해 발생되는 신호들을 수직 또는 수평 방향의 1차원 시간 함수로서 예시한다.

디스플레이 장치(10)는 도 8의 (a)에서 정현파(sinusoidal wave)(81)로 표시한 것처럼 기계적으로 흔들리고 있다. 따라서, 가속도계는 그에 대응하여 신호 V_acceleration(82)을 발생한다. 움직임 감지 회로는 도 8의 (c)에 도면 부호(83)로 표시된 것처럼 디스플레이 장치의 속도에 비례하여 신호 V_speed를 발생한다. 이 회로는 또한 도 8의 (d)에 도면 부호(84)로 표시된 것처럼 디스플레이 장치의 기계적 변위에 비례하여 신호 V_displacement를 발생한다.

이 신호가, 도 8의 (e)에 도면 부호(85)로 표시한 것처럼, 디스플레이 장치의 기계적 변위와 그래픽 적으로 결합되면, 결합된 신호는 사람의 눈이 관측하게 될 것을 표시한다. 즉, 디스플레이 장치가 도면 부호(81)로 표시된 것처럼 물리적으로 진동하지만, 결합된 신호(85)(이것을 관측자가 보게 됨)는 변하지 않는다. 따라서, 전자 화상(84) 역시 기계적/물리적 진동을 보상하도록 진동하므로, 관측자에 대해, 화상은 이동하지 않는다.

관련있는 실시예로서, 예컨대 항공기, 함선 등 장기간의 비교적 일정한 가속도를 갖는 환경에 적합하도록 안티-바이어싱 회로가 부가되어, 이러한 일정한 가속도를 보상해줄 수도 있다.

본 발명이 몇몇 바람직한 실시예와 관련하여 기술되었을지라도, 당업자라면, 본 발명이 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주 내에서 변형되어 실시될 수 있음을 이해할 것이다.

따라서 본 발명에 따르면, 디스플레이 장치에 초래되는 기계적 흔들림/요동을 감지 및 보상해줌으로써 관측자의 시선에 대해 안정된 화상을 제공할 수 있는 화상 안정화 시스템이 제공된다.

또한 본 발명의 시스템에 따르면, 관측자가 보게되는 화상이 관측자에 대해 고정되거나 거의 고정되므로, 사용자의 눈의 피로를 줄여줄 수 있게 되고, 이러한 화상 안정화를 위한 보상이 비교적 간단한 방식으로 저렴하게 수행된다.

Claims

디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치를 위한 화상 안정화 장치에 있어서,

적어도 하나의 가속도계를 포함하고 있으며, 상기 디스플레이 장치의 움직임을 감지하는 감지 회로와,

상기 감지 회로로부터의 신호를 처리하여 변위 신호를 출력하는 처리 회로와,

화상이 관측자의 시선에 대해 고정되도록 상기 변위신호에 기초하여 상기 디스플레이 스크린 상의 화상을 조정하는 움직임 보상 회로를 포함하고,

상기 움직임 보상 회로는 상기 변위 신호와 다른 신호를 결합하여 상기 화상이 상기 디스플레이 스크린 상의 원래의 위치로 점진적으로 복귀하도록 하며,

상기 움직임 보상 회로는 상기 화상의 한쪽 가장자리의 픽셀들을 삭제하고 상기 화상의 다른 한쪽의 가장자리에 픽셀들을 추가하여 상기 화상의 가장 자리를 잘라 버리는(truncates),

화상 안정화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 감지 회로는 수평 방향으로의 물리적 움직임 및 수직 방향으로의 물리적 움직임 중 적어도 하나의 물리적 움직임을 감지하는 화상 안정화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 가속도계는 다수의 사전 정의된 방향으로의 움직임을 각각 감지하는 다수의 가속도계를 포함하는 화상 안정화 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 움직임 보상 회로는 상기 디스플레이 스크린 상에서 상기 화상을 상기 디스플레이 장치의 움직임과 동일한 양만큼 전자적으로 이동시키는 화상 안정화 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 움직임 보상 회로는 상기 디스플레이 스크린 상에서 상기 화상을 상기디스플레이 장치의 상기 움직임의 반대 방향으로 이동시키는 화상 안정화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 움직임 보상 회로는 사전 정의된 시간 이후에 상기 디스플레이 상에서 상기 화상을 복귀시키는 화상 안정화 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 가속도계는 상기 디스플레이 장치의 수평 방향 및 수직 방향으로의 움직임을 감지하는 다수의 가속도계를 포함하는 화상 안정화 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 처리 회로는

상기 적어도 하나의 가속도계로부터 상기 디스플레이 장치의 가속도를 표시하는 출력을 수신하는 연산 증폭기와,

상기 연산 증폭기의 출력을 수신하도록 접속되어, 상기 디스플레이 장치의 상기 움직임의 속도를 결정하는 제 1 저항-커패시터 회로망을 더 포함하는 화상 안정화 회로.
제 12 항에 있어서,

상기 처리 회로는, 상기 제 1 저항-커패시터망에 접속되어, 수직 변위 신호와 수평 변위 신호를 발생하는 제 2 저항-커패시터 회로망을 더 포함하는 화상 안정화 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 디스플레이 장치는 음극선관(CRT)을 더 포함하고,

상기 수직 및 수평 변위 신호는 상기 CRT에 입력되는 비디오 화상 신호를 직접 조정하는 화상 안정화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 처리 회로는 상기 변위 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 화상 안정화 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 움직임 보상 회로는

상기 디스플레이 장치용 그래픽스 드라이버(graphics driver)를 포함하고,

상기 디지털 신호는 상기 디스플레이 장치를 제어하기 위해 상기 그래픽스 드라이버에 입력되고,

상기 그래픽스 드라이버는 상기 화상을 시프트시키기 위해 상기 디지털 신호를 상기 디스플레이 장치의 비디오 처리 회로에 공급하는 화상 안정화 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 디지털 신호는 상기 디스플레이 장치와 인터페이스되어 있는 컴퓨터의 운영 체제 소프트웨어에 입력되는 화상 안정화 장치.
디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치를 위한 화상 안정화 장치에 있어서,

적어도 하나의 가속도계를 포함하고 있으며, 상기 디스플레이 장치의 움직임을 감지하는 감지 수단과,

상기 감지 수단에 작용적으로 접속되어, 상기 디스플레이 장치의 상기 디스플레이 스크린상의 화상이 관측자의 시선에 대해 고정되도록 상기 디스플레이 장치의 상기 움직임을 보상해주는 수단을 포함하고,

상기 움직임 보상 회로는 상기 변위 신호와 다른 신호를 결합하여 상기 화상이 상기 디스플레이 스크린 상의 원래의 위치로 점진적으로 복귀하도록 하며,

상기 움직임 보상 회로는 상기 화상의 한쪽 가장자리의 픽셀들을 삭제하고 상기 화상의 다른 한쪽의 가장자리에 픽셀들을 추가하여 상기 화상의 가장 자리를 잘라 버리는(truncates),

화상 안정화 장치.
디스플레이 장치에 있어서,

디스플레이 스크린과,

상기 디스플레이 스크린상의 화상을 안정화시키는 화상 안정화 장치를 포함하고,

상기 화상 안정화 장치는

적어도 하나의 가속도계를 포함하고 있으며, 상기 디스플레이 스크린에 작용적으로 접속되어, 상기 디스플레이 장치의 움직임을 감지하는 감지 회로와,

연산 증폭기, 저항 및 커패시터를 포함하고 있으며, 가속도계로부터 가속 신호를 입력받아 속도 신호를 출력하는 제 1 망과, 연산 증폭기, 저항 및 커패시터를 포함하고 있으며, 상기 속도 신호를 입력받아 변위 신호를 출력하는 제 2 망을 포함하는 처리 회로와,

상기 변위 신호에 기초하여, 상기 디스플레이 스크린 상의 화상이 관측자의 시선에 대해 고정되도록 상기 디스플레이 스크린 상의 화상을 조정하는 움직임 보상 회로를 포함하고,

상기 움직임 보상 회로는 상기 변위 신호와 다른 신호를 결합하여 상기 화상이 상기 디스플레이 스크린 상의 원래의 위치로 점진적으로 복귀하도록 하며,

상기 움직임 보상 회로는 상기 화상의 한쪽 가장자리의 픽셀들을 삭제하고 상기 화상의 다른 한쪽의 가장자리에 픽셀들을 추가하여 상기 화상의 가장 자리를 잘라 버리는(truncates),

디스플레이 장치.
디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 장치에서 화상을 안정화시키는 방법에 있어서,

적어도 하나의 가속도계를 사용하여 상기 디스플레이 장치의 움직임을 감지하는 단계와,

감지 회로로부터의 신호를 처리하여 변위 신호를 발생하는 단계와,

상기 변위 신호를 이용하여 비디오 화상 신호를 조정함으로서, 상기 디스플레이 장치의 움직임을 보상하도록 상기 디스플레이 스크린 상의 화상을 조정하는 단계를 포함하고,

상기 변위 신호는 다른 신호와 결합되어 상기 화상이 상기 디스플레이 스크린 상의 원위치로 점진적으로 복귀하도록 하며,

상기 디스플레이 장치의 상기 디스플레이 스크린 상의 화상이 관측자의 시선에 대해 고정되고,

상기 화상은 상기 화상의 한쪽 가장자리의 픽셀들을 삭제하고 상기 화상의 다른 한쪽의 가장자리에 픽셀들을 추가하여 그 주위가 잘라버리는(truncates)

화상 안정화 방법.