KR100686647B1 - 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법 - Google Patents

투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 타일의 코너 각각에 광센서를 배치하고, 코너 각각에 광센서가 배치된 상기 타일에 샘플 이미지를 투사하고, 샘플 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치를 측정하고, 결정된 광센서의 상대적 위치에 기초하여, 상기 광센서가 상기 샘플 이미지의 정위치에 배치되도록 상기 프로젝터의 자유도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진, 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 방법은 (a) 코너 각각에 광센서가 배치된 타일에 샘플 이미지를 투사하는 단계, (b) 상기 투사된 샘플 이미지의 밝기와 다른 밝기를 갖는 빔을 사용하여 상기 투사된 샘플 이미지를 스캐닝하여 상기 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치를 결정하는 단계, 및 (c) 결정된 광센서의 상대적 위치에 기초하여, 상기 광센서가 상기 샘플 이미지의 정위치에 배치되도록 상기 프로젝터의 자유도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이 정렬방법은 간편하고, 정확하고, 신속하게 정렬을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 타일 디스플레이 정렬방법은 정기적인 정렬이 요구되는 이동형 타일 프로젝션 디스플레이에 특히 적합하다.

Description

투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법{ARRANGEMENT OF TILED PROJECTION DISPLAY BY LOCATING RELATIVE POSITION OF PHOTOSENSOR TO PROJECTED IMAGE}
도 1은 타일 프로젝션 디스플레이의 구성요소를 설명하는 블록도이다.
도 2는 타일 프로젝션 디스플레이에 사용되는 프로젝터의 6개의 자유도를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 설명하기 위한 도면으로서, 정렬되지 아니한 채, 타일에 투사하여 얻어진 초기 샘플 이미지를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 설명하기 위한 다른 도면으로서, 도 3의 샘플 이미지에 대하여 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 피치와 요의 조절이 완료된 후, 타일 상에 투사된 샘플 이미지를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 설명하기 위한 또 다른 도면으로서, 도 4의 샘플 이미지에 대하여 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 틸트의 조절이 완료된 후, 타일 상에 투사된 샘플 이미지를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 설명하기 위한 또 다른 도면으로서, 도 5의 샘플 이미지에 대하여 프로젝터의 6개의 자유도 중 에서 z의 조절이 완료된 후, 타일 상에 투사된 샘플 이미지를 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 설명하기 위한 또 다른 도면으로서, 도 6의 샘플 이미지에 대하여 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 나머저 2개의 자유도, x와 y의 조절이 완료된 후, 타일 상에 투사된 샘플 이미지를 보여준다.
도 8은 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치를 결정하기 위한 샘플 이미지의 스캐닝의 바람직한 구현예를 보여주는 도면으로서, 라인 스캐닝의 구체예를 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법에 관한 것이다.
"타일 디스플레이(tiled display)"라 함은, 복수의 독립된 타일을 포함하며, 상기 타일의 각각에는 조각난 이미지가 디스플레이되며, 상기 조각난 이미지가 통합되어 하나의 완전한 이미지가 구현되는 디스플레이 시스템을 말한다. "타일 프로젝션 디스플레이(tiled projection display)"라 함은 프로젝터를 이용하여 각각의 타일에 상기 조각난 이미지를 투사하는 디스플레이 시스템을 말한다. 타일 디스플레이 또는 타일 프로젝션 디스플레이에 대한 보다 상세한 사항은 미국특허 제6,005,649호, 제6,271,825호, 미국특허 제6,414,661호, 미국특허 제6,469,830호 및 미국특허 제5,838,405호를 참조하기 바란다.
도 1은 타일 프로젝션 디스플레이의 구성요소를 설명하는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 타일 프로젝션 디스플레이는 다음의 구성요소를 포함한다:
(a) 복수의 타일(11a 내지 11n, 통합하여 "10")이 배열된 스크린(100);
(b) 상기 복수의 타일(11) 각각에 조각난 이미지를 투사하는, 상기 타일의 개수에 대응되는 프로젝터(21a 내지 21n, 통합하여 "21")와, 상기 프로젝터(21)의 자유도를 조절하는 스테이지(22a, 내지 22n, 통합하여 "22")로 구성된, 이미지 투사 유닛(200); 및
(c) 조각난 이미지를 상기 프로젝터(21) 각각에 제공하는, 상기 프로젝터(21)의 개수에 대응되는 슬레이브와, 원본 소스 이미지를 조각내어 이것을 상기 슬레이브에 제공하는 마스터로 구성된, 이미지 분배유닛(300).
이러한 타일 프로젝션 디스플레이는 적은 비용으로 큰 사이즈의 디스플레이 시스템을 구현할 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 다수의 관중을 대상으로 하는 옥외 디스플레이 등과 같은 대형 디스플레이의 새로운 대안으로 부각되고 있다. 그러나, 상기 타일 프로젝션 디스플레이는, 조각난 이미지의 조합에 의해 하나의 이 미지를 완성하기 때문에, 이미지의 연속성을 보장할 수 있어야 한다. 이미지의 연속성을 보장하기 위한 하나의 방편으로, 각각의 프로젝터(21)로부터 각각의 타일(11)에 투사되는 조각난 이미지(41a, 41b, 통합하여 "41")는 서로 중첩된다. 다시 말해, 조각난 이미지(41)의 조합에 의해 원본 소스 이미지가 형성될 때, 이웃한 두개의 조각난 이미지 사이에 오버랩되는 영역(A)이 존재한다. 이미지의 연속성을 보장하기 위해 이웃한 조각난 이미지를 서로 중첩시키고 있으나, 이것은 부차적인 문제이다. 이미지의 연속성을 보장하기 위해 무엇보다 중요한 것은, 프로젝터(21)에 의해 투사된 조각난 이미지들(41)이 완벽한 하모니를 이루면서 상기 스크린(100)에 하나의 완전한 소스 이미지를 구현하는 것이다. 따라서, 투사유닛(200)과 스크린(100) 사이의 정렬, 구체적으로 프로젝터(21)와 타일(22) 사이의 정렬이 특히 중요하다.
타일 프로젝션 디스플레이의 종래 정렬방법의 예로는 카메라에 의한 이미지 캡처링 및 캡처링된 이미지의 분해에 의한 정렬을 들 수 있다. 그러나, 이 방법은 정밀도가 낮고, 카메라가 부차적으로 구비되어야 하며, 카메라의 위치가 변동될 경우, 이것에 기초한 타일 프로젝선 디스플레이의 정렬도 잘못된다는 문제점을 안고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 프로젝터(21)는 6개의 자유도를 갖는다: x, y, z, 틸트(tilt), 피치(pitch), 요(yaw). n개의 프로젝터(21)는 6n개의 자유도 를 가질 것이다. 이것은 각각의 타일(11)을 조합하여 하나의 하모니를 구현하기 위해서는 6n개의 자유도를 조정해야 함을 의미한다. 타일(11)과 프로젝터(21)가 각각 4×7의 배열을 갖는 타일 프로젝션 디스플레이는 6×28=168개의 자유도를 갖는다. 이것은 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬이 결코 쉬운 작업이 아니고, 고도의 작업을 요함을 말해준다. 이것에 대한 효율적 해결책의 제시는 타일 프로젝션 디스플레이의 상용화에 중요한 계기를 제공할 것으로 믿어진다.
본 발명자들은 본 연구에서 새로운 방식의 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 제안하고자 한다. 구체적으로, 본 발명자들은 이미지 연속성을 보장하기 위해 반드시 요구되는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬을 효과적으로 수행할 수 있는 획기적 대안을 제시하고자 한다. 이것은 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬을 간편하고, 정확하고, 효율적으로 수행하도록 하고, 따라서, 타일 프로젝션 디스플레이의 상용화에 기여할 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법은 타일의 코너 각각에 광센서를 배치하고, 광센서가 구비된 상기 타일에 샘플 이미지를 투사하고, 상기 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치의 결정이 상기 투사된 샘플 이미지의 밝기와 다른 밝기 를 갖는 빔을 사용하여 상기 투사된 샘플 이미지를 스캐닝함에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법은 (a) 코너 각각에 광센서가 배치된 타일에 샘플 이미지를 투사하는 단계, (b) 상기 투사된 샘플 이미지의 밝기와 다른 밝기를 갖는 빔을 사용하여 상기 투사된 샘플 이미지를 스캐닝하여 상기 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치를 결정하는 단계, 및 (c) 결정된 광센서의 상대적 위치에 기초하여, 상기 광센서가 상기 샘플 이미지의 정위치에 배치되도록 상기 프로젝터의 자유도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 샘플 이미지의 스캐닝이 샘플 이미지의 행 또는 열 단위의 라인 스캐닝인 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 라인 스캐닝의 최초 샘플 이미지가 블랙이고, 스캔라인이 화이트인 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 라인스캐닝에 의해 광센서의 상대적 위치를 측정할 때, 밝기값의 가장 높은 변화를 갖는 라인과, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인을 선택하고, 광센서에 감지된 밝기값으로부터, 가장 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리와, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리를 측정하고, 이것에 기초하여 소수점 이하의 좌표값이 정해지는 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (c)의 프로젝터의 자유도의 조절이 6개의 자유도(피치, 요, 틸트, z, x, y) 중에서 피치와 요의 조절 → 틸트의 조절 → z의 조절 → x와 y의 조절의 순으로 순차 수행되는 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (c)의 프로젝터의 자유도의 조절이 (c-1) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 피치와 요를 조절하여, 투사된 샘플 이미지의 마주보는 두변의 길이가 서로 같도록 하는 단계, (c-2) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 틸트를 조절하여, 샘플 이미지와 타일이 서로 평행하도록 하는 단계, (c-3) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 z를 조절하여, 상기 샘플 이미지의 배율을 정해진 원하는 배율로 조절하는 단계, 및 (c-4) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 나머지 2개의 자유도, x 및 y를 조절하여, 샘플 이미지의 중심과 타일의 중심을 일치하도록 하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법이 제공된다.
도 9는 본 발명에 따른 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법을 보여주는 흐름도로서, 타일의 코너 각각에 광센서를 배치하고(S100), 코너 각각에 광센서가 배치된 상기 타일에 샘플 이미지를 투사하고(S200), 샘플 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치를 측정하고(S300), 측정된 광센서의 상대적 위치에 기초하여, 상기 광센서가 상기 샘플 이미지의 정위치에 배치되도록 프로젝터의 자유도를 조절하는 단계(S400)를 포함하여 이루어진다.
타일 프로젝션 디스플레이의 올바른 정렬은 다음의 요소가 모두 만족되어야 한다: (1) 타일에 투사된 조각난 이미지 각각에 일그러짐(distortion)이 없을 것; (2) 타일에 투사된 조각난 이미지 각각에 기울어짐이 없을 것; (3) 타일에 투사된 조각난 이미지의 중심과 타일의 중심이 일치할 것; (4) 투사된 조각난 이미지들이 모두 동일한 크기를 가질 것(조각난 이미지들의 줌이 동일한 것); 및 (5) 상기 조건을 만족시키기 위한 프로젝터(또는 디스플레이)의 자유도의 조정이 순서대로 수행될 수 있을 것.
상기한 요구조건을 모두 만족시키기 위해서는, 타일과 상기 타일에 투사된 조각난 이미지 사이의 상대적 거리와, 조각난 이미지의 크기와, 조각난 이미지의 일그러짐을 효율적으로 측정할 수 있는 방안이 무엇보다 중요하고, 또한, 상기의 측정에 기초하여 프로젝터의 6개의 자유도를 체계적으로 조절해 나가는 것이 중요하다. 본 발명에서는 타일의 코너 각각에 광센서를 설치하고, 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치를 결정함으로써, 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬을 성취하는 방법이 제시되며, 광센서의 채용과 상기한 사항들의 합리적 충족에 대해서는 첨부된 도면을 통하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 정렬방법을 설명하기 위한 도면으로서, 정렬되지 아니한 채, 타일(11)에 투사하여 얻어진 초기 샘플 이미지(41)를 보여준다. 도 3에 도시된 바와 같이, 타일(11)에 샘플 이미지(41)가 투사된다. 도 3에서 하나의 타일만 제시되어 있으나, 이것은 이해의 편의를 위한 것이다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 복수개의 타일이 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 도 3에 도시하지 아니하였지만, 상기 샘플 이미지(41)는 해당 타일(11)에 대응되는 프로젝터(도 1의 21)에 의해 투사되는 것이며, 도 2에서 설명한 바와 같이, 서로 이웃한 이미지를 오버랩시켜 이미지의 연속성을 향상시키기 위해, 타일(11)의 사이즈보다 큰 배율을 갖는 이미지가 투사된다. 이 때, 정렬되지 아니한 프로젝터(도 1의 도면부호 21)에 의해 투사된 샘플 이미지(41)는 다양한 형태를 가질 것이다. 정도의 차이는 있으나, 통상 일그러지고, 기울어지고(tilted), 원하는 배율을 갖지 않고, 중심이 맞지 않은 이미지가 투사될 것이다.
샘플 이미지(41)의 효율적 정렬을 성취하기 위해, 본 발명에 따르면, 상기 타일(11)의 코너 각각에, 광센서(12a 내지 12d, 통합하여 "12")가 배치된다. 다시 말해, 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법은 코너 각각에 광센서(12a 내지 12d, 통합하여 "12")가 배치된 타일(11)을 이용한다. 그리고, 샘플 이미지(41) 상에서의 광센서(12)의 상대적 위치를 측정하고 이것에 기초하여 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬이 수행된다. 이러한 사항은 본 발명의 가장 중요한 특징 중의 하나이다.
샘플 이미지(41) 상에서의 광센서(12)의 상대적 위치를 결정하기 위해, 상기 투사된 샘플 이미지(41)의 스캐닝이 수행된다. 본 발명에 따른 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법의 두 번째 특징은 초기 투사된 샘플 이미지(41)의 밝기와 다른 밝기를 갖는 빔을 사용하여, 샘플 이미지(41)에 대한 스캐닝을 수행한다는 것이다. 이것에 대한 구체적 설명은 다음과 같다. 샘플 이미지(41)에 대한 스캐닝을 수행하기 위해, 일정한 밝기를 갖는 샘플 이미지(41)를 최초 투사한 후에, 상기 샘플 이미지의 처음 밝기와 다른 밝기를 갖는 빔이 조사된다. 이 때, 스캐닝은 하나의 픽셀 단위로 수행될 수 있으나, 바람직하게는 라인별로 수행된다. 구체적으로, 가로 스캔라인과 세로 스캔라인의 조합에 의해 스캐닝이 수행된다. 도 8은 본 발명에 따른 샘플 이미지에 대한 스캐닝의 바람직한 구현예를 설명하는 도면으로서, 라인 스캐닝을 보여준다. 도 8에 도시된 바와 같이, 블랙(편의상, 도 8에서 회색으로 표시하였다)을 갖는 샘플 이미지(41)가 최초 투사된다. 그 후, 상기 샘플 이미지(41)의 동일한 행넘버를 갖는 픽셀, 구체적으로 가로 라인이 모두 화이트를 갖도록 제어하여 가로 스캔라인(61)을 형성한다. 가로 스캔라인(61)을 위에서 아래로, 또는 아래에서 위로 순차 이동시킨다. 가로 라인 스캐닝을 수행하는 동안, 상기 광센서(12)가 상기 샘플 이미지(41)의 몇 번째 행에서 밝기의 변화를 경험하는지를 확인할 수 있다. 이것은 상기 샘플 이미지(41)에 대한 광센서(12)의 y 좌표값을 알려준다. 상기 가로라인 스캐닝과 동일하게, 세로 스캔라인(62)를 형성하고, 이것에 기초하여 세로라인 스캐닝을 수행함으로써, 상기 광센서(12)가 상기 샘플 이미지(41)의 몇 번째 열에서 가장 밝은 값을 갖는지를 확인할 수 있다. 이것은 상기 샘플 이미지(41)에 대한 광센서(12)의 x 좌표값을 알려준다. 따라서, 각각의 광센서(12a 내지 12d)의 상기 샘플 이미지(41)에 대한 상대적 위치(또는 좌표값)가 정해진다(보다 정확한 좌표값의 설정은 후술한다). 도 3 내지 도 8에서, 상기 라인 스캐닝에 의해 얻어진, 샘플 이미지 상에서의 광센서(12)의 상대적 좌표값을 각각 나타내었다. 구체적으로, 정렬되지 아니한 샘플 이미지의 투사에 의해 얻어진 도 3에서, 광센서의 좌표값은 다음과 같았다. 도 3에서의 광센서(12)의 좌표값: 광센서 12a(106, 71) 광센서 12b(158, 653) 광센서 12c(878, 4) 광센서 12d(930,601)
한편, 이러한 라인 스캐닝에 있어서, 광센서(12)가 두개의 라인에 걸쳐서 존재할 수 있으며, 그리고, 라인 스캐닝을 통해 하나의 라인에 대하여 밝기를 조절한다고 하더라도 이웃한 라인의 밝기에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 광센서(12)의 상대적 좌표값이 정수로 존재하는 것이 아니라 소수점 이하로 계산될 수 있는 것이다.
보다 정확한 광센서의 위치 결정을 위해, 광센서(12)의 좌표값은 소수점 이하로 계산되는 것이 바람직할 것이다. 광센서(12)의 소수점 이하의 좌표값은, 밝기값의 가장 높은 변화를 갖는 라인과, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인을 선택하고, 광센서에 감지된 밝기값으로부터, 가장 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리와, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리를 계산함으로써 얻어진다. 광센서(12)의 소수점 이하의 좌표값을 얻는 구체적 절차는 다음과 같다. 우선, 밝기의 변화가 감지된 라인 중에서 가장 높은 변화를 경험한 2개의 라인을 선정한다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 화이트 스캐닝이 수행된 경우, 가장 밝은 밝기를 갖는 라인("A" 라인)과 두 번째로 밝은 밝기를 갖는 라인("B")을 선정하여 각각의 밝기값을 확인한다. 그 후, 실험적으로 얻어진 거리에 따른 밝기값을 나타내는 함수(이것은 실험적으로 측정되며, 미리 함수 테이블로 작성됨)로부터 "A"라인으로부터의 이격거리(a)와 "B"라인으로부터의 이격거리(b)를 계산함으로써, 소수점 이하의 좌표값이 얻어지며, 이것에 의해 광센서(12)의 소수점 이하의 좌표값이 결정된다. 광센서의 정확한 좌표값은 수학식 1과 같다.
좌표값 = A ± a/(a+b)
상기 수학식 1에서, A는 가장 밝은 밝기를 갖는 라인의 좌표값이며, a는 A 라인에서의 광센서의 밝기값으로부터 얻어진 A라인으로부터의 이격거리이며, b는 두 번째 밝기값을 갖는 라인(B)으로부터의 이격거리이며, A<B일 경우, +값을, A>B일 경우 -값을 나타낸다.
상기 스캐닝에 의해, 결정된 광센서(12)의 상대적 위치에 기초하여, 프로젝터(도 1의 도면부호 21)의 자유도가 적절히 조절되며, 이러한 절차를 거쳐, 상기 광센서(12){궁극적으로는 타일(11)}가 상기 샘플 이미지(41)의 정위치에 배치된다. 광센서(12)의 좌표값에 기초하여, 광센서(12)를 상기 샘플 이미지(41)의 정위치에 배치하는 순서는 본 발명에 따른 중요한 특징들 중의 또 다른 하나로서, 피치와 요 의 조절 → 틸트의 조절 → z의 조절 → x와 y의 조절의 순서로 순차 진행된다. 구체적으로 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 피치와 요를 조절하여, 투사된 샘플 이미지의 마주보는 두변의 길이가 서로 같도록 하고, 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 틸트를 조절하여, 샘플 이미지와 타일이 서로 평행하도록 하고, 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 z를 조절하여, 상기 샘플 이미지의 배율을 정해진 원하는 배율로 조절하고, 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 나머지 2개의 자유도, x 및 y를 조절하여, 샘플 이미지의 중심과 타일의 중심을 일치하도록 하는 단계로 구성된다.
광센서(12)를 상기 샘플 이미지(41)의 정위치에 배치하는 순서를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 각각의 광센서들(12a, 12b, 12c 및 12d)의 좌표값으로부터 광센서(12) 사이의 이격거리를 계산하고, 이것에 기초하여, 6개의 자유도 중에서 피치와 요를 조절하여, 광센서 12a와 12c사이의 이격거리와 광센서 12b와 12d의 이격거리, 그리고, 광센서 12a와 12b사이의 이격거리와 광센서 12c와 12d 사이의 이격거리가 서로 동일하도록 한다. 이것은 샘플 이미지(41)의 마주보는 두변의 길이를 서로 동일하게 한다. 이것은 피치와 요를 미세하게 조절하면서, 재조정된 샘플 이미지(41) 상에서의 광센서(12)의 상대적 좌표값을 재확인하는 절차에 의해 성취되며, 샘플 이미지(41)에 대한 광센서(12)의 상대적 좌표값의 결정은 전술한 바와 같다. 도 4는 도 3의 샘플 이미지(41)에 대하여 피치와 요의 조절이 완료된 후, 타일(11) 상에 투사된 샘플 이미지(41)를 보여준다.
피치와 요의 조절에 의해 샘플 이미지(41)의 마주보는 두변의 길이를 서로 동일하게 설정한 후, 6개의 자유도 중에서 틸트를 조절하여, 샘플 이미지(41)를 타일(11)과 평행하게 조절한다. 이러한 절차는, 틸트를 미세하게 조절하면서, 재조정된 샘플 이미지(41)에 대한 광센서 12a의 y 좌표값과 광센서 12c의 y 좌표값을 확인하고, 이것을 서로 동일하게 하면 된다. 도 5는 도 4의 샘플 이미지(41)에 대하여 틸트의 조절이 완료된 후, 타일(11) 상에 투사된 샘플 이미지(41)를 보여준다. 틸트의 조절이 완료되면, 상기 샘플 이미지(41)는 직사각형을 갖게 된다.
틸트의 조절이 완료된 후, 프로젝터(도 1의 도면부호 21)의 자유도 중에서 z의 조절에 의해 타일(11)과 프로젝터(도 1의 도면부호 21)의 거리가 조절된다. 이러한 절차는, z를 미세하게 조절하면서, 상기 광센서 12a와 광센서 12c 사이의 거리, 또는 광센서 12a와 광센서 12b 사이의 이격거리를 확인하고, 이것을 원하는 배율에서의 이격거리와 일치하도록 하면 된다. 예를 들어, 샘플 이미지(41)의 가로 해상도가 1000이고, 이것이 1.1배의 비율로 타일(11)에 투사되기를 원한다고 가정하자. 이럴 경우, 코너에 배치된 광센서 12a와 12c 사이의 이격거리가 900을 만족하면 되므로, 광센서 12a의 x 좌표값과 광센서 12c의 x 좌표값의 차이가 900을 나타내면 될 것이다. 따라서, z를 미세하게 조절하면서, 상기 광센서 12a의 x 좌표값과 12c의 x 좌표값의 차이를 확인하여, 그 차가 900이 되도록 z를 조정하면 된다. 도 6은 도 5의 샘플 이미지에 대하여 z의 조절이 완료된 후, 타일(11) 상에 투사된 샘플 이미지(41)를 보여준다.
피치, 요, 틸트 및 z의 조절이 완료된 후, 이제 평행이동을 통해 샘플 이미지(41)의 중심과 타일(11)의 중심이 일치하도록 하면 된다. 이것은 6개의 자유도 중 남은 두개의 자유도, 즉 x와 y의 조절에 의해 행해진다. x와 y의 조절을 통해, 광센서(12)의 좌표값을 원하는 정위치의 좌표값을 갖도록 조절하면 프로젝터(도 1의 도면부호 21)에 의해 투사된 샘플 이미지(41)의 중심과 타일(11)의 중심이 일치하게 된다. 도 7은 도 6의 샘플 이미지(41)에 대하여 z의 조절이 완료된 후, 타일(11) 상에 투사된 샘플 이미지(41)를 보여준다. 이것에 의해, 타일(11)에 대한 프로젝터(21)의 상대적 정렬이 완료된다. 상기한 6개의 자유도(피치, 요, 틸트, z, x, y)의 조절에 의한 정렬은 도 1에 도시된 복수의 프로젝터(도 1의 도면부호 21)에 개별적으로 수행할 수 있다. 따라서, 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬이 완벽하게 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 투사된 이미지 상에서의 광센서의 상대적 위치 결정에 의한 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법은 다음의 효과를 제공한다.
첫째, 샘플 이미지에 대한, 타일의 코너 각각에 배치된 광센서의 좌표값이 정확하게 측정되고, 이것에 의해 타일 디스플레이의 정렬이 수행되는 관계로, 기존의 카메라에 의한 이미지 캡처링 방법에 비해, 간편하고, 정확하고, 신속하게 정렬이 성취된다.
둘째, 광센서의 상대적 좌표값이 라인 스캐닝을 통해 소수점 이하로 계산될 수 있으며, 이것은 보다 정확한 포지션닝을 가능케 하고, 정확도를 추가로 증가시킨다.
셋째, 프로젝터의 6개의 자유도(피치, 요, 틸트, z, x, y)의 조절은 피치와 요의 조절 → 틸트의 조절 → z의 조절 → x와 y의 조절의 순으로 순차 수행되며, 이것은 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬의 시행착오를 현저히 감소시킨다.

Claims (8)

  1. (a) 코너 각각에 광센서가 배치된 타일에 샘플 이미지를 투사하는 단계,
    (b) 상기 투사된 샘플 이미지의 밝기와 다른 밝기를 갖는 빔을 사용하여 상기 투사된 샘플 이미지를 스캐닝하여 상기 샘플 이미지에 대한 광센서의 상대적 위치를 결정하는 단계, 및
    (c) 결정된 광센서의 상대적 위치에 기초하여, 상기 광센서가 상기 샘플 이미지의 정위치에 배치되도록 상기 프로젝터의 자유도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)의 샘플 이미지의 스캐닝이 샘플 이미지의 행 또는 열 단위의 라인 스캐닝인 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 라인 스캐닝의 최초 샘플 이미지가 블랙이고, 스캔라인이 화이트인 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 라인스캐닝에 의해 광센서의 상대적 위치를 측정할 때, 밝기값의 가장 높은 변화를 갖는 라인과, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인을 선택하고, 광센서에 감지된 밝기값으로부터, 가장 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리와, 두 번째 높은 변화를 갖는 라인으로부터의 상대적 거리를 계산하고, 이것에 기초하여 광센서의 소수점 이하의 좌표값이 정해지는 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)의 프로젝터의 자유도의 조절이 프로젝터의 6개의 자유도(피치, 요, 틸트, z, x, y) 중에서 피치와 요의 조절 → 틸트의 조절 → z의 조절 → x와 y의 조절의 순으로 순차 수행되는 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계 (c)의 프로젝터의 자유도의 조절이 (c-1) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 피치와 요를 조절하여, 투사된 샘플 이미지의 마주보는 두변의 길이가 서로 같도록 하는 단계, (c-2) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 틸트를 조절하여, 샘플 이미지와 타일이 서로 평행하도록 하는 단계, (c-3) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 z를 조절하여, 상기 샘플 이미지의 배율을 정해진 원하는 배율로 조절하는 단계, 및 (c-4) 프로젝터의 6개의 자유도 중에서 나머지 2개의 자유도, x 및 y를 조절하여, 샘플 이미지의 중심과 타일의 중심을 일치하도록 하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 타일 프로젝션 디스플레이의 정렬방법.
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