KR100948653B1 - Laser projection apparatus and method of a flat scanning type - Google Patents

Laser projection apparatus and method of a flat scanning type Download PDF

Info

Publication number
KR100948653B1
KR100948653B1 KR1020030061427A KR20030061427A KR100948653B1 KR 100948653 B1 KR100948653 B1 KR 100948653B1 KR 1020030061427 A KR1020030061427 A KR 1020030061427A KR 20030061427 A KR20030061427 A KR 20030061427A KR 100948653 B1 KR100948653 B1 KR 100948653B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
color
image
vector
axis
Prior art date
Application number
KR1020030061427A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050023869A (en
Inventor
신용진
정광현
Original Assignee
신용진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신용진 filed Critical 신용진
Priority to KR1020030061427A priority Critical patent/KR100948653B1/en
Publication of KR20050023869A publication Critical patent/KR20050023869A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100948653B1 publication Critical patent/KR100948653B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance

Abstract

본 발명은 레이저 라이트 쇼 연출이 가능한 평면조사방식의 천연색 레이저 투영장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 서로 다른 파장을 가지는 3개의 빛이 혼합된 백색광을 발진시키는 백색광 레이저와; 입사되는 백색광 레이저를 인가되는 채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 다색 음향광변조기와; 수평축(X축)과 수직축(Y축) 구동모터에 각각 다면경이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 X-Y 스캐너와; 상기 백색광 레이저로부터 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생하여 상기 다색 음향광변조기로 출력하는 색분해 제어부와; 투영 이미지에 따르는 벡터 제어신호들을 수신하여 상기 주사수단의 구동모터를 제어하는 스캐너 제어부와; 레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 파일 편집기와; 상기 편집기에 의해 변환된 컨텐츠 이미지가 벡터방식의 이미지로 투영되도록 각 부 제어하는 신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 출력되는 제어 신호를 상기 색분해 제어부와 스캐너 제어부로 인터페이스하는 신호 입출력 인터페이스부;를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a planar irradiation type color laser projection apparatus capable of producing a laser light show and a control method thereof, comprising: a white light laser for oscillating white light in which three lights having different wavelengths are mixed; A multi-color acoustic light modulator for diffracting the incident white light laser according to a specific frequency for each channel to be applied and color-decomposing it into a laser source in the visible light region; An X-Y scanner mounted on a horizontal axis (X-axis) and a vertical axis (Y-axis) driving motor to reflect a laser source in a visible light region output from the multicolor acoustic light modulator to the screen; A color separation controller for generating a specific frequency for each channel for color separation of the laser source in the visible light region from the white light laser and outputting the specific frequency to the multi-color acoustic light modulator; A scanner controller which receives the vector control signals according to the projection image and controls the driving motor of the scanning means; A file editor for converting the contents for the laser show into vector contents; A control unit which generates a signal for controlling each unit such that the content image converted by the editor is projected as a vector type image; And a signal input / output interface unit for interfacing the control signal output from the control unit to the color separation control unit and the scanner control unit.

레이저, 투영, 다면경.Laser, projection, multifaceted.

Description

평면조사방식의 레이저 투영장치 및 그 제어 방법{LASER PROJECTION APPARATUS AND METHOD OF A FLAT SCANNING TYPE}LASER PROJECTION APPARATUS AND METHOD OF A FLAT SCANNING TYPE}

도 1은 다수 광원이 채용된 일반적인 레이저 투영장치의 블럭구성도.1 is a block diagram of a general laser projection apparatus employing a plurality of light sources.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 평면조사방식의 레이저 투영장치 블록구성도.Figure 2 is a block diagram of a laser projection apparatus of the planar irradiation method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 다면경을 채용한 X-Y 스캐너(120)의 개략도.3 is a schematic diagram of an X-Y scanner 120 employing a multifaceted mirror in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 인가전압 변화에 따른 모터의 회전수를 보이기 위한 도면.4 is a view for showing the rotation speed of the motor according to the change in the applied voltage.

본 발명은 레이저 투영장치에 관한 것으로, 특히 레이저 라이트 쇼 연출이 가능한 평면조사방식의 천연색 레이저 투영장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser projection apparatus, and more particularly, to a planar irradiation type color laser projection apparatus capable of producing a laser light show and a control method thereof.

1960년에 처음으로 발명된 레이저는 '유도 복사에 의한 광 증폭'이라는 개념을 내포하고 있으며 일반 광원과는 달리 가간섭성, 단색성, 직진성, 고휘도성의 특징이 있다.The laser, which was invented for the first time in 1960, implies the concept of 'light amplification by inductive radiation' and has the characteristics of coherence, monochromaticity, straightness, and high luminance unlike general light sources.

1960년 5월 Maiman에 의해 붉은 색의 루비 레이저가 발진됨을 시초로 같은 해 12월에는 헬륨-네온(He-Ne) 레이저의 발진이 이루어졌으며, 1964년에는

Figure 112003033005266-pat00001
와 Nd:YAG 레이저, 아르곤(Ar) 레이저의 발진에 성공하였다. 이후의 레이저 개발은 레이저 빔을 발진시킬 수 있는 물질에 대한 체계적인 연구를 바탕으로 유리 레이저, 색소 레이저, 반도체 레이저 등의 다양한 레이저의 개발을 이끌었으며, 이를 적용하는 분야에 있어서도 다방면에 걸친 획기적인 첨단 기기의 개발을 가져 왔고, 또한 그 이용가치를 인정받고 있다.The red ruby laser was launched by Maiman in May 1960. In December of the same year, the helium laser was launched.
Figure 112003033005266-pat00001
And oscillation of Nd: YAG laser and argon (Ar) laser. Subsequent laser development led to the development of various lasers such as glass lasers, dye lasers, and semiconductor lasers based on systematic research on materials capable of oscillating laser beams. Has led to its development and its value in use.

레이저를 이용한 디스플레이에 있어서는 무대에서의 조명 효과, 미술품의 보조조명, 나아가 대형 건물의 옥상에 설치되는 옥외 광고물 등이 선보이고 있다. 최근에는 레이저 원천기술이 비약적으로 발전함에 따라 레이저 투영 또는 레이저 라이트 쇼가 새로이 각광을 받고 있는 종합기술로서 고품격 시각 연출을 위하여 레이저를 이용한 투영장치가 세계적으로 폭 넓게 활용되어지고 있다.In the display using a laser, lighting effects on the stage, auxiliary lighting of art works, and outdoor advertisements installed on the roof of a large building are introduced. In recent years, as laser source technology has developed rapidly, laser projection or laser light shows are emerging as a new technology, and a laser-based projection apparatus has been widely used worldwide for high-quality visual production.

RGB 삼원색 레이저를 조합한 레이저 투영장치를 소개해 보면 다음과 같다. 우선 레이저 디스플레이를 위한 색상의 구현에 R,G,B 각각의 레이저 광원을 조합함으로서 다양한 색상과 이미지를 연출하는 방법이다. 레이저 디스플레이에 사용되는 통상적인 빛의 삼원색으로 적색은 605±5nm, 녹색은 530±10nm, 청색은 470±10nm의 파장 영역이 바람직하다. 현재 사용되고 있는 청색 레이저는 아르곤(Ar)과 헬륨-카드뮴(He-Cd) 레이저가 있으며, 녹색 레이저는 아르곤(Ar), 니오디뮴(Nd) 첨가 고체 레이저의 제2고조파, 구리(Cu) 증기 레이저가 있다. 또한 적색 레이저로는 헬륨-네온(He-Ne), 크립톤(Kr), 루비(Cr:

Figure 112003033005266-pat00002
)등이 사용된다. Introducing the laser projection device that combines the RGB three-color laser is as follows. First of all, the combination of laser light sources of R, G, and B in realizing colors for laser displays creates a variety of colors and images. As the three primary colors of conventional light used in laser displays, a wavelength range of 605 ± 5 nm in red, 530 ± 10 nm in green, and 470 ± 10 nm in blue is preferable. Currently used blue lasers include argon (Ar) and helium-cadmium (He-Cd) lasers, and green lasers are the second harmonic of argon (Ar) and niobium (Nd) solid-state lasers, and copper (Cu) vapors. There is a laser. Red lasers also include helium-neon (He-Ne), krypton (Kr), and ruby (Cr:
Figure 112003033005266-pat00002
) Is used.

이들을 이용한 레이저 투영장치의 블록구성도가 도 1에 도시되어 있다. 빔 주사기는 각각 좌우와 상하로 미소 진동하는 갈바노미터(Galvanometer)의 축상에 반사경을 부착하여 빔의 방향을 조절한다. 일정한 방향에서 갈바노미터의 축상에 부착된 반사경에 입사하는 레이저 빔은 좌우, 상하로 진동하는 두 개의 갈바노미터에 의해 그 방향이 제어됨으로서 스크린 위에 영상으로 표현된다.The block diagram of the laser projection apparatus using these is shown in FIG. The beam syringe adjusts the direction of the beam by attaching a reflector on the axis of the galvanometer, which vibrates microscopically up and down and up and down, respectively. The laser beam incident on the reflector attached to the axis of the galvanometer in a constant direction is represented as an image on the screen by controlling the direction by two galvanometers oscillating up, down, up and down.

그러나 각각의 광원으로부터 레이저 디스플레이를 구현하기 위해서는 다양한 광학요소를 필요로 하는 단점이 있으며, 그러한 광학요소의 구비는 곧 빔 강도의 손실을 수반하여 해상도의 저하를 가져오게 된다. 아울러 복수 광원과 그에 대응하는 광학요소의 배치를 고려하여야 하기 때문에 시스템이 대형화될 수 밖에 없는 단점을 가진다.However, there is a disadvantage in that various optical elements are required to implement a laser display from each light source, and the provision of such optical elements leads to a decrease in resolution accompanied by a loss of beam intensity. In addition, since the arrangement of a plurality of light sources and corresponding optical elements has to be taken into consideration, there is a disadvantage that the system must be enlarged.

한편 일반적인 레이저 투영장치는 주로 갈바노미터에 평면거울을 부착한 한 쌍의 X-Y 스캐너를 사용하여 이미지를 구현하였다. 이러한 평면거울에 의한 주사 이미지의 전형적인 형태의 해상도는 40×40으로서 컴퓨터 스크린의 640×400에 비해 현저히 저하된 해상도를 제공하기 때문에 그 구현 이미지의 크기는 작아질 수 밖에 없는 제한이 따른다. 따라서 이를 해결할 방법이 강구되어야 한다.On the other hand, a general laser projection device mainly uses a pair of X-Y scanners with a flat mirror attached to a galvanometer to implement an image. The typical resolution of the scanned image by this planar mirror is 40 × 40, which provides a significantly lower resolution than the 640 × 400 of a computer screen. Therefore, a way to solve this problem must be devised.

아울러 벡터와 래스터(raster) 영상의 구현에 있어서 영상의 질에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 주사속도이다. 주사속도 값이 작으면 잔상 떨림 현상이 크게 나타나고, 주사 속도 값이 크면 특히 선(line)의 경우에 선 끝이 흐려지거나 휘어지는 왜곡 현상이 나타난다. 그리고 원(circle)이나 다각형의 경우에는 영상의 시작과 끝점이 서로 어긋나고, 영상의 찌그러짐이 생기기 때문에 온전한 영상을 구 현하기 더욱 어렵다. 나아가, 구현하고자 하는 영상의 수가 많아질수록 잔상 떨림과 끝 부분에서의 왜곡은 더욱 커진다. 따라서 구현하고자 하는 영상의 크기나 분량에 따라 주사 속도를 가변시켜 왜곡 영상을 보정할 필요가 있는 것이다.In addition, in the implementation of vector and raster images, the most important factor affecting the image quality is the scanning speed. If the scanning speed value is small, the afterimage shaking phenomenon is large, and if the scanning speed value is large, the end of line is blurred or warped, especially in the case of a line. In the case of circles or polygons, it is more difficult to implement an intact image because the start and end points of the image are displaced and the image is distorted. Furthermore, as the number of images to be implemented increases, the afterimage shaking and the distortion at the end portion become larger. Therefore, it is necessary to correct the distorted image by varying the scanning speed according to the size or amount of the image to be implemented.

또한 레이저 빔을 이용하여 이미지를 투영하는 레이저 쇼에 비트맵 이미지를 사용하면 거리가 멀어져 감에 따라 더 높은 해상도의 이미지를 요구하게 된다. 가까운 곳에 이미지를 투영하면 이미지의 해상도에 영향을 미치지 않지만 거리가 증가함에 따라 거리제곱에 비례하여 해상도가 증가해야 한다. 따라서 레이저 투영장치에서 거리 증가에 따라 해상도가 저하되는 문제를 해결하기 위한 새로운 방법이 강구되어져야 한다. In addition, the use of bitmap images in laser shows that project images using laser beams demands higher resolution images as the distance increases. Projecting the image closer does not affect the resolution of the image, but as the distance increases, the resolution must increase in proportion to the square of the distance. Therefore, a new method for solving the problem of resolution deterioration with increasing distance in the laser projection apparatus must be devised.

이에 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단일 백색광 사용만으로도 가시광 영역의 트루-컬러(true-color) 색 표현이 가능한 소용량, 저비용의 레이저 투영장치를 제공함에 있으며,Accordingly, an object of the present invention is to provide a small-capacity, low-cost laser projection apparatus capable of expressing true-color color in the visible region only by using a single white light.

더 나아가 본 발명은 레이저를 이용한 디스플레이 장치의 주사선을 증대시켜 이미지의 해상도를 향상시킬 수 있는 평면조사방식의 레이저 투영장치 및 그 제어방법을 제공함에 있으며,Furthermore, the present invention provides a laser projection apparatus and a control method of a planar irradiation method that can improve the resolution of the image by increasing the scanning line of the display device using a laser,

더 나아가 표시하고자 하는 영상의 크기나 분량에 따라 주사 속도를 가변시켜 왜곡 영상을 보정할 수 있음은 물론, 거리증가에 따라 해상도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 평면조사방식의 레이저 투영장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Furthermore, the laser projection apparatus and the control of the planar irradiation method that can correct the distortion image by varying the scanning speed according to the size or amount of the image to be displayed, as well as to prevent the resolution from being lowered with increasing distance. In providing a method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 평면조사방식의 레이저 투영장치는,In accordance with one embodiment of the present invention for achieving the above object is a laser projection apparatus of the plane irradiation method,

서로 다른 파장을 가지는 3개의 빛이 혼합된 백색광을 발진시키는 백색광 레이저와;A white light laser for oscillating white light in which three lights having different wavelengths are mixed;

입사되는 백색광 레이저를 인가되는 채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 다색 음향광변조기와;A multi-color acoustic light modulator for diffracting the incident white light laser according to a specific frequency for each channel to be applied and color-decomposing it into a laser source in the visible light region;

수평축(X축)과 수직축(Y축) 구동모터에 각각 다면경이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 X-Y 스캐너와;An X-Y scanner mounted on a horizontal axis (X-axis) and a vertical axis (Y-axis) driving motor to reflect a laser source in a visible light region output from the multicolor acoustic light modulator to the screen;

상기 백색광 레이저로부터 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생하여 상기 다색 음향광변조기로 출력하는 색분해 제어부와;A color separation controller for generating a specific frequency for each channel for color separation of the laser source in the visible light region from the white light laser and outputting the specific frequency to the multi-color acoustic light modulator;

투영 이미지에 따르는 벡터 제어신호들을 수신하여 상기 주사수단의 구동모터를 제어하는 스캐너 제어부와;A scanner controller which receives the vector control signals according to the projection image and controls the driving motor of the scanning means;

레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 파일 편집기와;A file editor for converting the contents for the laser show into vector contents;

상기 편집기에 의해 변환된 컨텐츠 이미지가 벡터방식의 이미지로 투영되도록 각 부 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.And a controller configured to control each unit so that the content image converted by the editor is projected as a vector type image.

아울러 본 발명의 실시예에 따른 방법은 백색광 레이저와, 입사되는 상기 백색광 레이저를 인가되는 채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 다색 음향광변조기와, X축과 Y축 구동모터에 각각 다면경이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 X-Y 스캐너를 구비하는 평면조사방식의 레이저 투영장치를 제어하는 방법으로서,In addition, the method according to an embodiment of the present invention is a white light laser, a multi-color acoustic light modulator that diffracts the incident white light laser according to a specific frequency applied to the channel, and decomposes the color into a laser source in the visible region, and an X-axis and a Y-axis A method of controlling a planar irradiation laser projector comprising a XY scanner mounted on a driving motor and reflecting a laser source in a visible light region output from the multicolored acoustic light modulator to a screen.

레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 단계와;Converting the content for the laser show into vector content;

변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생시키는 단계와;Generating a specific frequency for each channel for color separation of a laser source in a visible region corresponding to the converted vector type content image;

변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 벡터 제어신호들을 발생하여 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미자를 표시부상에 투영하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.And generating vector control signals corresponding to the converted vector type content image and projecting the vector type image imager on the display unit.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

우선 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 평면조사방식의 레이저 투영장치 블록구성도를 도시한 것이다.2 is a block diagram of a laser projection apparatus of a planar irradiation method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 백색광 레이저(100)는 서로 다른 파장을 가지는 3개의 빛이 혼합된 백색광을 발진시키는 역할을 수행한다. 본 발명에서 채용된 백색광 레이저는 아르곤-크립톤(Ar-Kr) 혼합가스 레이저이다. 이 혼합가스 레이저는 아르곤(Ar)이온 레이저의 장점인 강한 청색(488nm)과 녹색(514nm)의 광원에, 크립톤 이온 레이저의 강한 적색(647nm) 빔이 조화를 이루어 백색광을 발진시키는 레이 저이다. 이와 같은 백색광을 레이저 투영장치에 활용하기 위해서는 무엇보다 색상 분해가 중요하다. 이를 위해 본 발명에서는 다색 음향광변조기(PCAOM)(110)를 채용하였다.Referring to FIG. 2, the white light laser 100 oscillates white light in which three lights having different wavelengths are mixed. The white light laser employed in the present invention is an argon-krypton (Ar-Kr) mixed gas laser. This mixed gas laser is a laser that emits white light by combining a strong red (647 nm) beam of krypton ion laser with a strong blue (488 nm) and green (514 nm) light source, which is an advantage of an argon (Ar) ion laser. In order to utilize such white light in a laser projector, color separation is important. To this end, the present invention employs a multicolor acoustic light modulator (PCAOM) 110.

다색 음향광변조기(110)는 입사되는 백색광 레이저를 인가되는 채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 역할을 수행한다. PCAOM(110)은 빔의 강도와 파장을 선택, 조절하는 역할을 한다. 빛의 가법에 의하면 백색광은 R,G,B가 각각 33%씩 혼합되어 만들어진다. 그러나 실제 레이저에 있어서는 이들 빔의 강도에 따라 그 백분율이 달라지는데 이들의 비율 또한 PCAOM(110)에 의해 조절된다. PCAOM(110)의 또 다른 기능은 파장의 제어이다. 얼마나 많은 파장을 동시에 제어하느냐에 따라서 4채널, 6채널, 8채널 형태가 있다. 하나의 채널은 하나의 색상과 결부되어 있어서 이들의 제어는 색생 제어와 직결된다고 하겠다. 각 채널은 라디오주파수(RF) 신호에 따라 조절된다. 본 발명의 실시예에 따른 PCAOM(110)은 하기 표 1에 도시한 바와 같이 8채널에 대한 특정 주파수를 입력받아 6개(R,G,B,Y,C,V)의 레이저 소스를 분해한다.The multicolor acoustic light modulator 110 performs color separation by diffracting the incident white light laser according to a specific frequency applied to each channel to a laser source in the visible region. The PCAOM 110 selects and adjusts the intensity and the wavelength of the beam. According to the addition of light, white light is produced by mixing 33% of R, G and B. In actual lasers, however, the percentages vary depending on the intensity of these beams, which are also controlled by the PCAOM 110. Another function of the PCAOM 110 is the control of the wavelength. There are four, six, and eight channels depending on how many wavelengths are controlled simultaneously. One channel is associated with one color, so their control is directly related to color control. Each channel is adjusted according to the radio frequency (RF) signal. PCAOM 110 according to an embodiment of the present invention receives a specific frequency for 8 channels as shown in Table 1 below to decompose six (R, G, B, Y, C, V) laser sources .

chch Wavelength(nm)Wavelength (nm) Output ColorOutput Color Frequency(MHz)Frequency (MHz) 1One 676676 Weak RedWeak red 30.1130.11 22 647647 RedRed 31.6531.65 33 568568 YellowYellow 36.7336.73 44 514514 GreenGreen 41.4041.40 55 496496 Weak BlueWeak blue 43.2843.28 66 488488 BlueBlue 44.2044.20 77 476476 Dark BlueDark blue 45.5945.59 88 457457 VioletViolet 47.9947.99

한편 X-Y 스캐너(120)는 수평축(X축)과 수직축(Y축) 구동모터에 각각 다면경 이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로(110)부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 역할을 수행한다.On the other hand, the XY scanner 120 has a multi-facet mirror mounted on a horizontal axis (X axis) and a vertical axis (Y axis) driving motor to reflect the laser source in the visible light region output from the multicolor acoustic light modulator 110 to the screen. Do this.

참고적으로 기존의 레이저 투영장치는 주로 갈바노미터에 평면거울을 부착한 한 쌍의 X-Y 스캐너를 사용하여 이미지를 구현하였다. 이러한 평면거울에 의한 주사 이미지의 전형적인 형태의 해상도는 40×40으로서 컴퓨터 스크린의 640×400에 비해 현저히 저하된 해상도를 제공하기 때문에 그 구현 이미지의 크기는 작아질 수 밖에 없는 제한이 따른다. 이를 보완하기 위해 본 발명에서는 X,Y축 모두에 스캐너를 대신하는 다면경을 사용하였다. 이와 같이 다면경을 사용하는 경우에 있어서 최적의 모터 회전수와 다면경의 조건을 찾기 위한 방법을 부연 설명하면,For reference, the existing laser projection apparatus mainly realized the image using a pair of X-Y scanners with a flat mirror attached to a galvanometer. The typical resolution of the scanned image by this planar mirror is 40 × 40, which provides a significantly lower resolution than the 640 × 400 of a computer screen. In order to compensate for this, the present invention used a multi-faceted mirror in place of the scanner on both the X and Y axes. In the case of using the multi-faceted mirror as described above, a method for finding the optimum motor rotation speed and the condition of the multi-faceted mirror will be explained in detail.

우선 변수에 따른 영상의 변화에 대하여 설명하면, 벡터(Vector) 와 래스터(Raster) 영상의 구현에 있어서 영상의 질에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 주사속도이다. 주사속도 값이 작으면 잔상 떨림 현상이 크게 나타나고, 주사 값이 크면 특히 선(Line)의 경우에 선 끝이 흐려지거나 휘어지는 왜곡현상이 나타난다. 그리고 원(Circle)이나 다각형(Polygon)의 경우에는 영상의 시작과 끝점이 서로 어긋나고, 영상의 찌그러짐이 생기기 때문에 온전한 영상을 구현하기 더욱 어렵다. 나아가, 구현하고자 하는 영상의 수가 많아질수록 잔상 떨림과 끝 부분에서의 왜곡은 더욱 커진다. 따라서 구현하고자 하는 영상의 크기나 분량에 따라 그 주사 속도는 달라진다.First, the change of the image according to the variable, in the implementation of the vector (raster) and raster (Raster) image, the factor that has the greatest influence on the image quality is the scanning speed. If the scanning speed value is small, the afterimage shaking phenomenon is large, and if the scanning value is large, the end of line is blurred or warped, especially in the case of line. In the case of circles or polygons, it is more difficult to implement an intact image because the start and end points of the image are displaced and the image is distorted. Furthermore, as the number of images to be implemented increases, the afterimage shaking and the distortion at the end portion become larger. Therefore, the scanning speed varies depending on the size or amount of the image to be implemented.

본 실험에서는 백색광을 발진하는 최대출력 3.5W의 아르곤(Ar) 크립톤(Kr) 혼합가스 레이저를 사용하여 벡터 영상의 구현을 위한 통상적인 주사속도인 30K를 기준으로 주사속도 값에 변화를 주었을 때 형성되는 영상을 비교하였다. 그 결과, 구현 하고자 하는 영상의 양에 비해 주사속도가 크면 이미지 끝 부분에서 왜곡이 나타나고, 작은 경우에는 주사선 사이사이의 간격이 크며 또한 잔상 떨림 현상이 커져 번쩍거리는 영상이 생긴다.In this experiment, the Argon (Ar) krypton (Kr) mixed gas laser with maximum output power of 3.5W is used when the scanning speed is changed based on 30K, which is a typical scanning speed for realizing a vector image. The images were compared. As a result, if the scanning speed is large compared to the amount of image to be implemented, distortion appears at the end of the image, and in the small case, the distance between the scanning lines is large and afterimage blurring becomes large, resulting in a flashing image.

한편 색 및 공간 이동값이 커짐에 따라서 주사선의 끝이 다음 주사점의 처음과 연속되려는 경향과 떨림 현상이 나타난다. 이러한 색 및 공간 이동에 따른 왜곡은 구현하고자 하는 영상이 증가할수록 더 심하게 나타난다. 이러한 왜곡은 주사 속도를 감소시킴으로써 보정되어질 수 있으나 이 경우 영상의 떨림 현상이 수반되어질 수 있다.On the other hand, as the color and spatial movement values increase, the tendency and shaking phenomenon of the end of the scanning line to be continued with the beginning of the next scanning point appear. The distortion caused by color and space movement is more severe as the image to be implemented increases. Such distortion may be corrected by reducing the scanning speed, but in this case, image blur may be accompanied.

실험에 의하면 주사 속도가 증가할수록 영상의 잔상은 감소하나, 선명한 영상의 구현에는 다소 한계가 있음을 알 수 있었다. 래스터 영상의 구현을 위한 조건은 영상의 크기와 주사점 수에 따라 달라지고, 각각의 변수들은 영상의 처음과 끝 부분에서의 왜곡을 가져오지만, 가장 큰 영향을 주는 요소는 주사속도이다.Experimental results show that as the scanning speed increases, the afterimage of the image decreases, but there is a limit to the realization of the clear image. The conditions for the implementation of the raster image depend on the size of the image and the number of scan points. Each of the variables causes distortion at the beginning and end of the image, but the most influential factor is the scanning speed.

따라서 주사속도의 향상은 곧 깨끗한 영상의 구현을 가능하게 한다. 현재 가장 널리 이용되고 있는 것은 7×7㎜ X축 거울과 7×14㎜ Y축 거울을 GS-10A 축대에 연결하여 사용하고 있으나, 이보다 탄성이 절반 정도로 감소된 M-10A에 5×8㎜ 거울을 X, Y축 모두에 부착하여 사용할 경우에 보다 향상된 스캐닝 속도를 얻을 수 있기 때문에 잔상과 왜곡이 감소된 영상의 구현이 가능해진다.Therefore, the improvement of the scanning speed enables the realization of a clear image. Currently, the most widely used is a 7 × 7mm X-axis mirror and a 7 × 14mm Y-axis mirror connected to the GS-10A shaft, but a 5 × 8mm mirror on the M-10A, which has reduced its elasticity by about half. Can be used to attach to both the X and Y axes to obtain a higher scanning speed, thereby realizing an image with reduced afterimages and distortions.

본 실험에 사용된 다면경은 지름 20mm의 SUS 재료를 폭 5mm에서 10mm까지 5, 8, 12, 16각으로 와이어(Wire)를 이용하여 절단하고 이를 니켈-크롬 도금하여 빔의 반사도를 증가시켰다. 각각의 다면경은 X축과 Y축 모터에 조합하여 부착시켰고, 인가전압을 조절하는 방법으로써 부착된 모터의 회전수에 변화를 주었다. 인가전압의 조절은 전력 공급 장치에 의해 수치화하여 10V에서 24V까지 순차적으로 공급하였다. 도 3은 이를 나타낸 개략도이며, 두 모터의 회전속도는 광센서와 오실로스코프를 이용하여 측정하였다.The multi-faceted mirror used in this experiment was used to cut a SUS material with a diameter of 20 mm from 5 mm to 10 mm in width at 5, 8, 12, and 16 angles using wires and nickel-chromium plating to increase the reflectivity of the beam. Each of the mirrors was attached to the X-axis and Y-axis motors in combination, and the rotational speed of the attached motor was changed by adjusting the applied voltage. The regulation of the applied voltage was quantified by the power supply and sequentially supplied from 10V to 24V. Figure 3 is a schematic diagram showing this, the rotational speed of the two motors were measured using an optical sensor and an oscilloscope.

하기 표 2는 X축에 16각 다면경을 부착하여 주사선의 증대를 가져오고 인가전압의 변화와, Y축에 부착되는 다면경들 사이에서 상대적으로 향상된 해상도를 보이는 경우에 있어서의 Y축 회전수를 정리한 것이다. 본 실험에서 측정된 모터의 회전속도는 다면경을 부착했을 때의 회전 속도로써 부하가 증가된 상태이기 때문에 선택된 모터가 제시하는 정격 전압에 따른 회전수와는 차이가 있다. 도 4는 인가전압의 변화에 따른 모터의 회전수를 나타낸 것이다. 두 모터의 회전속도는 인가전압에 일차 직선적으로 증가함을 볼 수 있고, 초기 속도에 있어서의 회전속도 차이가 그대로 유지되어짐을 볼 수 있다. Table 2 below shows the increase in scan line by attaching a 16-sided multifaceted mirror to the X-axis, and the Y-axis rotation speed in the case of showing a change in applied voltage and a relatively improved resolution between the multi-faceted mirrors attached to the Y-axis. It is summarized. The rotational speed of the motor measured in this experiment is different from the rotational speed according to the rated voltage presented by the selected motor because the load is increased by the rotational speed when the mirror is attached. 4 shows the rotation speed of the motor according to the change of the applied voltage. It can be seen that the rotational speed of the two motors increases linearly with the applied voltage, and the difference in the rotational speed in the initial speed is maintained as it is.                     

Figure 112003033005266-pat00003
Figure 112003033005266-pat00003

최적 해상도 조건에 대해 설명하면, X축, Y축의 다면경과 두 모터의 회전속도에 변화를 주었을 때 나타나는 영상 중에서 가장 좋은 영상을 보이는 경우는 X축에 16각 다면경을 부착했을 때이고, Y축의 경우에 있어서는 그 부착되는 다면경과 모터의 회전 속도에 따라 달라짐을 알 수 있다. 하기 표 3은 X축에 16각 다면경을 부착하고, Y축에 부착되는 다면경에 따른 최적 영상을 보이는 경우에 있어서의 인가전압에 따른 모터 사이의 회전수 관계를 나타낸 것이고, 표 4는 다면경 각각의 한 면 당 주사시간과 해상도를 나타낸 것이다. 상기 표 4에서 알 수 있듯이 5각 다면경을 이용한 경우에 있어서 그 주사선의 간격이 면의 수가 증가하는 경우와 비교하여 대체로 일정하고, 주사 영역 또한 고르게 나타남을 볼 수 있다. 또, 면의 수가 증가하는 다면경의 경우에 있어서 그 해상도가 감소함을 볼 수 있다. In terms of the optimum resolution condition, the best image among the images of the multi-axis mirrors on the X and Y axes and the rotational speed of the two motors is shown when the 16-sided polygon mirror is attached to the X-axis. It can be seen that it depends on the attached mirror and the rotational speed of the motor. Table 3 below shows the rotational relationship between the motors according to the applied voltage in the case of attaching a 16-sided polygon mirror to the X-axis, and showing an optimal image according to the polygon mirror attached to the Y-axis. It shows the scanning time and resolution for each side. As can be seen from Table 4, in the case of using a five-sided multi-facet mirror, the spacing of the scanning lines is substantially constant compared to the case where the number of faces increases, and the scanning area is also shown to be even. In addition, it can be seen that the resolution decreases in the case of a multi-faceted mirror with increasing number of faces.                     

Figure 112003033005266-pat00004
Figure 112003033005266-pat00004

Figure 112003033005266-pat00005
Figure 112003033005266-pat00005

본 실험에 사용된 레이저원은 연속적으로 발진되어지기 때문에 모터의 회전수와 주어진 다면경으로부터 초당 회전면의 수와 초당 주사선수를 계산할 수 있다. 인가전압이 24V일 때 수평주사는 720개의 주사선을 만들어낸다. 이를 Y축 모터의 5 각 다면경에서는 한 면이 0.06초 동안 지나가면서 41개의 주사선을 수용할 수 있어서 결과적으로 41개의 주사선을 스크린에 나타낸다.Since the laser source used in this experiment is oscillated continuously, it is possible to calculate the number of revolutions per second and the number of shots per second from the number of revolutions of the motor and the given plane diameter. When the applied voltage is 24V, horizontal scanning produces 720 scan lines. In the five-sided multifaceted mirror of the Y-axis motor, one side passes for 0.06 seconds to accommodate 41 scanning lines, resulting in 41 scanning lines on the screen.

이와 비교하여 Y축에 16각 다면경을 부착하였다면 한 면의 회전속도가 0.02초로 5각 다면경에 비해 3배가 짧다. 따라서 이 시간동안 나타낼 수 있는 주사선의 수도 1/3로 감소된다. 이와 같이 같은 수의 수평 주사선을 갖는 경우에 Y축 모터의 속도가 너무 빠르거나, 다면경의 면의 수가 증가하게 되면 반사면의 회전 속도가 증가하기 때문에 해상도가 감소됨을 알 수 있다. 초당 30장의 프레임으로 주사되는 영상의 경우에 그 깜박거림(Flicker)이 무시될 수 있다. 이를 고려한 다면경 수에 따른 이론적 회전수를 표 5에 나타내었다. 이와 비교하여 표 6은 각각의 다면경을 이용하여 가장 높은 해상도를 나타낼 때의 실측 회전수를 나타낸 것이다.In comparison, if a 16-sided multifaceted mirror is attached to the Y axis, the rotational speed of one side is 0.02 seconds, which is three times shorter than that of a five-sided polygonal mirror. Therefore, the number of scan lines that can be displayed during this time is reduced to 1/3. As described above, when the number of horizontal scanning lines is the same, the resolution of the Y-axis motor is too fast or the number of faces of the multi-facet mirror is increased because the rotation speed of the reflecting surface is increased. In the case of an image scanned at 30 frames per second, the flicker can be ignored. In consideration of this, the theoretical rotational speed according to the multi-facet diameter is shown in Table 5. In comparison, Table 6 shows the actual number of revolutions at the highest resolution using the respective multi-facet mirrors.

다면경의 면 수Number of faces in a multifaceted mirror 55 88 1212 1616 Y축 모터 회전수Y-axis motor speed 360360 225225 150150 122122

다면경의 면 수Number of faces in a multifaceted mirror 55 88 1212 1616 Y축모터 회전수Y-axis motor speed 156156 151151 121121 139139 해상도resolution 44.744.7 30.730.7 21.321.3 14.714.7

위 실험 사실로부터 X축 모터에 의한 수평 주사선수의 증대는 가져왔으나, 래스터 영상의 해상도를 향상시키기 위해서는 무엇보다도 X축 모터의 회전속도에 동조하는 Y축 모터의 회전속도임을 알 수 있었다. Y축 모터에 부착되는 다면경의 면수를 α라 하면, 다면경의 중심으로부터 한 면이 갖는 회전각은 360도/α이다.From the above test results, the increase of horizontal scanning by the X-axis motor was brought, but it was found that the rotation speed of the Y-axis motor synchronized with the rotational speed of the X-axis motor to improve the resolution of the raster image. If the number of planes of the multi-facet mirror attached to the Y-axis motor is α, the rotation angle of one face from the center of the multi-facet mirror is 360 degrees / α.

이는 면의 수가 증가할수록 한 면 당 갖게 되는 회전각이 감소됨을 의미하 고, 회전속도가 같은 경우에 한 면 당 구현할 수 있는 주사선수의 감소를 의미한다. 따라서 같은 Y축 모터의 회전속도에 8각 다면경과 16각 다면경을 사용하면, 16각의 경우에 나타낼 수 있는 주사선의 수는 8각에 비해 그 절반에 그친다. 따라서 같은 주사선수를 구현하기 위해서는 증가된 면의 수에 해당하는 비율만큼의 감소된 회전속도가 요구됨을 알 수 있다. X축 모터의 회전속도는 해상도에 있어서 초당 주사선수의 증가와 관련이 있으며, Y축 모터는 초당 프레임 수와 관련이 있다. 따라서 높은 해상도를 얻기 위해서는 X축의 주사시간은 길수록 좋으며, Y축의 모터 회전수는 깜박거림을 최소화 할 수 있는 이상의 회전속도만 충족되면 된다. 5각 다면경일 때 그 해상도가 44.74인 것으로부터, 이는 현행 레이저 디스플레이에서의 통상적인 해상도 보다 약 10% 향상된 값임을 알 수 있다. 한편, Y축 모터의 회전수를 증가시키면 그 해상도 또한 증가한다. 또, 동일한 회전수에서는 그 거울 면의 수가 적을수록 단면적이 증가하여 해상도 향상에 기여할 수 있음을 알 수 있고, 역으로 다면경의 면수가 증가하면 이를 구동시키는 모터의 회전속도는 감소되어야 함을 알 수 있다.This means that as the number of faces increases, the rotation angle per side decreases, and the number of injection athletes that can be implemented per side when the rotation speed is the same. Therefore, when the 8-sided polygon mirror and the 16-sided mirror mirror are used for the rotational speed of the same Y-axis motor, the number of scan lines that can be represented in the case of 16-angles is only half that of the eight-angles. Therefore, in order to implement the same injection, it can be seen that a reduced rotational speed is required by a ratio corresponding to the increased number of planes. The rotational speed of the X-axis motor is related to the increase in injection speed per second in the resolution, and the Y-axis motor is related to the frames per second. Therefore, in order to obtain high resolution, the longer the scanning time of the X axis is, the better the rotational speed of the motor on the Y axis needs to be satisfied. It can be seen that the resolution of 44.74 for a five-sided polyhedron is about 10% improvement over the conventional resolution in current laser displays. On the other hand, increasing the rotational speed of the Y-axis motor also increases the resolution. In addition, at the same rotational speed, the smaller the number of mirror surfaces, the more the cross-sectional area is increased, which can contribute to the improvement of resolution. have.

다시 도 2를 참조하면, 색분해 제어부(130)는 상기 백색광 레이저(100)로부터 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생하여 상기 다색 음향광변조기(110)로 출력한다. 이러한 색분해 제어부(130)는 후술하는 호스트 컴퓨터(160)로부터 8채널의 TTL 입력을 받아, 채널당 특정주파수를 발생한다. 이러한 특정 주파수가 AOM으로 인가됨으로서, 입사되는 레이저의 각 파장에 따라 회절되는 파장은 상기 표 1과 같이 각각 다르게 출력되어질 수 있는 것이다. 색 분해 제어부(130)로 입력되는 신호는 TTL 형식의 입력을 받으며, 이를 효과적으로 제어하기 위해 인텔사의 82c55PI를 이용하여 각 채널을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2 again, the color separation controller 130 generates a specific frequency for each channel for color separation of the laser source in the visible light region from the white light laser 100 and outputs the specific frequency to the multi-color acoustic light modulator 110. The color separation controller 130 receives 8 channels of TTL input from the host computer 160, which will be described later, and generates a specific frequency per channel. By applying this specific frequency to the AOM, the wavelength diffracted according to each wavelength of the incident laser can be output differently as shown in Table 1 above. The signal input to the color separation controller 130 receives an input of a TTL format, and in order to effectively control this, each channel may be controlled using an 82c55PI manufactured by Intel Corporation.

상기 82c55PPI(Programable Peripheral Interface)는 24개의 programable I/O pin을 가지고 있으며, 3개의 program mode로 각 port를 제어할 수 있다. 또한 출력되는 모든 port 당 2.5mA의 구동능력이 있어, 상기의 PCAOM driver board를 구동 제어하기에 적합하다고 생각되어 82c55A를 이용하여 white light laser 의 color를 분해하고자 한다. 제어하고자 하는 PCAOM 보드사양에서 드라이버 보드로 입력되는 TTL 전위차에 따라 출력되는 beam 의 intensity가 달라진다. 그러나 본 연구에서는 8채널 full driving signal (+5V)로 구동하여 표 1과 같이 색 분해 하고자 한다.The 82c55PPI (Programable Peripheral Interface) has 24 programmable I / O pins and can control each port in three program modes. In addition, since there is a driving capacity of 2.5mA per every output port, it is considered to be suitable for driving control of the PCAOM driver board. Therefore, the color of the white light laser is decomposed using 82c55A. The intensity of the output beam varies according to the TTL potential difference input to the driver board in the PCAOM board specification to be controlled. However, in this study, color separation is performed as shown in Table 1 by driving with 8 channel full driving signal (+ 5V).

한편 스캐너 제어부(140)는 투영 이미지에 따르는 벡터 제어신호들을 후술하는 호스트 컴퓨터(160)로부터 수신하여 상기 주사수단의 구동모터를 제어한다. 본 발명에서는 상기 스캐너 제어부(140)로서 캠브리지 테크놀러지사의 스캐너 6850p 모터와 이 스캐너 제어를 위한 6585 드라이브를 사용하였다. On the other hand, the scanner controller 140 receives the vector control signals according to the projection image from the host computer 160 described later to control the driving motor of the scanning means. In the present invention, a scanner 6850p motor of Cambridge Technologies Inc. and a 6585 drive for controlling the scanner are used as the scanner controller 140.

호스트 컴퓨터(160)는 일반적인 퍼스널 컴퓨터로서 본 발명의 구현을 위한 파일 편집기와 제어부(CPU) 및 메모리를 포함한다. 상기 파일 편집기는 레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 역할을 수행하며, 상기 제어부는 상기 편집기에 의해 변환된 컨텐츠 이미지가 벡터방식의 이미지로 투영되도록 각 부 제어하는 신호를 발생하는 역할을 하며, 상기 제어부로부터 출력되는 제어 신호들을 상기 색분해 제어부(130)와 스캐너 제어부(140)로 인터페이스하기 위한 입출 력 인터페이스부(150)가 호스트 컴퓨터(160)에 일체형으로 탑재 가능한 구조를 갖는다.The host computer 160 is a general personal computer and includes a file editor, a controller (CPU), and a memory for implementing the present invention. The file editor plays a role of converting content for a laser show into vector content, and the controller generates a signal for controlling each part so that the content image converted by the editor is projected into a vector image. The input / output interface unit 150 for interfacing the control signals output from the control unit to the color separation control unit 130 and the scanner control unit 140 has a structure in which the host computer 160 can be integrally mounted.

이하 레이저 라이트 쇼를 위해 본 발명의 실시예에서 채용한 플래시(SWF) 무비 컨텐츠에 대해 설명하면,In the following description of the flash (SWF) movie content employed in the embodiment of the present invention for the laser light show,

우선 레이저 쇼를 하기 위해서는 레이저 투영장치와 투영장치를 제어할 수 있는 부분과 끝으로 컨텐츠 제작을 하기 위한 것들이 하나의 어플리케이션 형태로 만들어진 것이 통합환경이라고 말할 수 있다. 통합환경의 장점은 통합환경에서 애니메이션을 만들고 만든 결과를 즉시 프로그램에서 확인할 수 있다는 장점이 있다. 반면에 단점은 통합환경의 프로그램이기 때문에 통합환경 자체를 익히는데 많은 시간이 부여되며 애니메이션을 만들 때 많은 시간이 소요되는 것이 보통이다.First of all, it can be said that the integrated environment is made for the laser show and the parts that can control the laser projector and the projection device, and finally, the contents for producing the content in one application form. The advantage of the integrated environment is that the animation is created in the integrated environment and the result is immediately visible in the program. On the other hand, the disadvantage is that it is a program of integrated environment, so it takes a lot of time to learn the integrated environment itself, and it usually takes a lot of time to make animation.

현재 플러그인 형태로 만들 수 있는 것은 소프트웨어 개발환경이 주어진 일부의 3차원 혹은 2차원 애니메이션 개발도구들이다. 이들 개발도구들을 이용하여 플러그인 형태의 레이저 제어소프트웨어는 기존의 사용자 층이 많아서 쉽게 애니메이션을 만들 수 있다는 장점이 있다. 단점으로는 플러그인 형태이므로 개발도구의 개선이 이루어지면 플러그인도 다시 개발해야 한다는 단점이 있다.What can be made in the form of plug-ins are some three-dimensional or two-dimensional animation development tools given a software development environment. Using these development tools, the plug-in type laser control software has the advantage of easily generating animations because there are many existing users. The disadvantage is that it is a plug-in type, so if the development tool is improved, the plug-in needs to be developed again.

따라서 위에서와 같이 크게 두 가지의 방법으로 애니메이션 컨텐츠를 제작하여 레이저 영상을 출력할 수 있는데, 이 두 가지의 단점을 개선하기 위한 선택은 매크로미디어사에서 제안한 플래쉬(SWF)파일을 이용하는 방법일 수 있다. 플래쉬의 장점은 사용자 층이 넓으며 누구나 쉽게 애니메이션을 만들 수 있을 뿐만 아니라 사용자와의 대화 가능한 애니메이션을 만들 수 있으며 인터넷과 상호연계가 가능하 며, 플래쉬 파일은 기본적으로 벡터방식으로 저장되며 비트맵방식의 이미지도 입력 가능하다, 하지만 비트맵방식은 레이저 스캐너가 깨끗한 영상을 출력하기 위해서 빨리 움직여야하는데 물리적으로 작동하는 스캐너 속도의 제한 때문에 좋은 영상을 얻기에 힘들뿐만 아니라, 출력이 되더라도 깜박임 현상이 많이 발생하게 되는 단점이 있다. 그러나 일반적인 애니메이션은 사용자와의 대화는 없으며 단지 보여줄 수만 있는 단점이 있는 반면에 플래쉬는 사용자와의 대화가 가능하며 플래쉬 파일 자체의 유연성으로 인하여 폭넓은 응용이 가능하며 매크로 미디어의 플래쉬를 이용하지 않고 플래쉬 파일 변환기를 이용하여 플래쉬 파일을 만들 수 있는 도구들도 많이 존재하고 있다.Therefore, the laser image can be output by producing animation contents in two ways as described above. The option to improve these two disadvantages may be a method using a Flash (SWF) file proposed by Macromedia. . The advantage of Flash is that it has a large user base, anyone can easily create animations, interactive animations with users, and can be connected to the Internet. Flash files are basically stored in vector and bitmap format. You can also input images, but the bitmap method requires the laser scanner to move quickly in order to produce a clear image. Due to the limitations of the speed of the physical scanner, it is difficult to obtain a good image. There is a drawback to this. However, the general animation has a disadvantage that there is no dialogue with the user and can only be shown, whereas the flash can communicate with the user, and because of the flexibility of the flash file itself, a wide range of applications are possible. Many tools exist for creating flash files using file converters.

이런 이유로 레이저쇼를 하기 위한 제작도구는 플래쉬를 이용하고, 플래쉬 파일을 읽어 동영상을 재생하며 출력하는 소프트웨어를 독립적으로 만드는 것이 레이저 쇼를 하는 방법 중에 좋은 대안이 될 수 있다.For this reason, a production tool for laser shows can be a good alternative to using lasers, and creating software that reads flash files, plays video, and outputs independently.

한편 일반적으로 다루게 되는 디지털 이미지의 방식은 크게 비트맵이미지와 벡터 그래픽으로 분류 할 수 있는데, 2차원 평면에 레이저빔을 이용한 이미지 혹은 동영상의 표현은 스캐너의 속도에 의존하기 때문에 벡터 이미지를 근간으로 다루는 것이 좋은 해상도와 양질의 영상을 얻을 수 있다.On the other hand, the general digital image methods can be classified into bitmap images and vector graphics. Since the representation of an image or video using a laser beam on a two-dimensional plane depends on the speed of the scanner, You can get good resolution and good quality images.

비트맵이미지(Bitmap Image)는 픽셀(Pixel)이라는 최소 단위의 사각형 입자로 이미지를 이루게 되는 데 이 픽셀이 나타낼 수 있는 색상의 차이로 자연스러운 영상을 나타낼 수 있다. 따라서 비트맵 이미지는 연속된 톤의 이미지를 표현하는 사진 등을 표현하기에 적합하며 이 과정에서 픽셀 입자의 개수에 따르는 해상도라 는 조건을 필요로 한다. 이러한 해상도의 정도에 따라 결과물의 질이 결정되며 사용 처에 따라 해상도의 정도에 따라 결과물의 질이 결정되며 사용 처에 따라 해상도를 적절하게 운용해야 한다.The bitmap image is composed of a rectangular particle of the smallest unit called a pixel, and may represent a natural image due to the color difference that the pixel may represent. Therefore, the bitmap image is suitable for expressing photographs, etc., which represent images of continuous tones. In this process, a condition of resolution depending on the number of pixel particles is required. The quality of the result is determined by the degree of resolution. The quality of the result is determined by the degree of resolution depending on the user, and the resolution must be properly operated according to the user.

한편 벡터 그래픽은 이미지의 각각을 오브젝트로 표현하며 점과 경로를 포함한 아웃라인을 가지고 있어서 이미지의 크기나 해상도에 관계없이 항상 고품질의 결과물을 얻을 수 있어 다른 프로그램으로 이동했을 때 역시 품질을 보장받을 수 있다. 이 방식은 비트맵이미지에 비해 상당히 적을 용량을 차지하므로 이미지를 빠른 시간에 처리할 수 있는 장점도 가진다.On the other hand, vector graphics represent each of the images as objects and have outlines including points and paths, so you can always get high-quality results regardless of the size or resolution of the image, so you can be assured of quality when moving to other programs. have. This method takes up considerably less capacity than bitmap images, and therefore has the advantage of being able to process images quickly.

원거리에 레이저빔을 이용하여 이미지를 투영시키는 레이저 쇼의 방법에 비트맵이미지를 사용하면 거리가 멀어져 감에 따라 더 높은 해상도의 이미지를 요구하게 된다. 가까운 곳에 이미지를 투영하면 이미지의 해상도에 영향을 미치지 않지만 거리가 증가함에 따라 거리제곱에 비례하여 해상도가 증가 해야한다. 그러므로 거리에 의존하지 않은 해상도의 이미지를 얻을 수 있는 벡터방식으로 이미지를 투영시켜야 좋은 품질의 영상을 얻을 수 있으며, 또한 이지의 정보량이 비트맵에 비해 적기 때문에 레이저 스캐너의 구동의 속도에 영향을 더 작게 받기 때문에 좋은 영상구현에 이점이 있다.Using a bitmap image in the laser show method of projecting an image using a laser beam at a long distance requires a higher resolution image as the distance increases. Projecting the image closer will not affect the resolution of the image, but as the distance increases, the resolution must increase in proportion to the square of the distance. Therefore, it is necessary to project the image in a vector way to obtain an image of resolution that is not dependent on distance, so that a good quality image can be obtained. Also, since the amount of information is less than that of a bitmap, the speed of the laser scanner's operation is more affected. Because it is small, there is an advantage in good image realization.

또한 벡터방식의 경우 이미지의 크기가 늘어남에 따라 일정한 해상도를 얻기 위해서는 이미지의 해상도를 증가하기 위한 또 다른 알고리즘을 이용해야 하기 때문에 좀 더 빠른 컴퓨터의 연산속도가 요구되어지며 레이저빔을 제어하기 위한 스캐너의 더 빠른 응답속도를 요구하게 된다. 이러한 문제로 인하여 벡터 방식을 이 용하면 스캐너의 속도와 거리에 따른 해상도의 변화에 대한 적합한 양질의 영상을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 이미지 투영을 위한 컨텐츠를 벡터방식의 이미지 컨텐츠로 변환하여 레이저 쇼를 구현하도록 설계되어 있다. In addition, in the case of the vector method, as the size of the image increases, another algorithm for increasing the resolution of the image is required in order to obtain a constant resolution, which requires a faster computational speed and a scanner for controlling the laser beam. Faster response times are required. Due to this problem, the vector method can be used to obtain a high quality image suitable for a change in resolution depending on the speed and distance of the scanner. Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, the laser show is designed by converting the contents for image projection into vector image contents.

벡터방식의 이미지 포맷은 여러 가지가 있는데, 동영상 무비에 사용되는 형식과 정지영상을 보여주기 위한 형식으로 크게 두 가지로 구분된다. 정지영상을 나타내기 위한 벡터방식의 파일형태는 마이크로 소프트의 WMF, 아도베(adobe)의 일러스트레이터의 파일형식, 코렐드로우의 파일형식이 대표적인 벡터방식의 정지 이미지를 나타낼 수 있는 파일의 형식이며, 동영상 무비형태의 파일을 저장하는 것은 3d max, 매크로 미디어사의 플래쉬 파일의 형식을 가진다. 이들 파일의 형식 중에서 매크로미디어사의 플래쉬 무비가 가장 쉽고 널리 알려져 벡터방식의 이미지를 처리하기에 가장 좋은 형태이다. There are many types of vector image formats. There are two types of image formats, which are used for moving images and still images. The vector file format for displaying still images is the file format of Microsoft's WMF, Adobe Illustrator's file format, and CorelDraw's file format that can represent a still image of a typical vector format. Storing files in the form of moving pictures is 3d max, the format of flash file of Macromedia. Of these file formats, Macromedia's Flash movie is the easiest and most widely known form for processing vector images.

벡터 방식의 컨텐츠를 만들기 위해서는 여러 가지 편집툴을 사용하여 만들거나 독자적으로 편집툴을 개발하는 두 가지 방법이 있다. 이때 독자적인 편집툴을 이용하는 것보다는 벡터 동영상을 편집할 수 있는 편집툴(본 발명에서는 이를 화면 편집기로 정의하였다.)을 이용하여 컨텐츠를 개발하는 것이 좋으며 빠른 시간에 편집이 가능하다는 점이 있다.There are two ways to create vector content using various editing tools or develop your own editing tools. At this time, it is better to develop content using an editing tool (in the present invention, this is defined as a screen editor) that can edit a vector video rather than using an original editing tool, and it is possible to edit quickly.

레이저 쇼를 하기 위한 SWF컨텐츠가 제작되면 이 제작된 컨텐츠를 2차원 평면에 투영하기 위한 파일 변환과 제어를 담당하는 제어 프로그램이 필요하다. 제어 프로그램 데이터는 호스트 컴퓨터(160)의 메모리에 저장되어 제어부에 의해 실행 가능하다. 상기 제어부에 의해 실행되는 제어방법에 대해 간단히 설명하면, 상기 제어부는 우선적으로 레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하고, 이어서 변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생시킴은 물론, 변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 벡터 제어신호들을 발생하여 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지를 표시부상에 투영하는데, 컨텐츠 이미지 투영시 컨텐츠중 1개의 프레임을 계속해서 출력하는 이유는 인간의 눈에 잔상이 남도록 하기 위한 것으로 한 프레임당 출력시간은 최소한 1/16초 이상 반복 출력되어야 깜박임이 적은 부드러운 영상을 얻을 수 있다.Once SWF content is created for a laser show, a control program is required to handle file conversion and control for projecting the created content onto a two-dimensional plane. The control program data is stored in the memory of the host computer 160 and can be executed by the controller. A brief description will be given of a control method executed by the controller, wherein the controller first converts the content for the laser show into vector content, and then converts the laser source of the visible light region corresponding to the converted vector content image. It generates not only a specific frequency for each channel for color separation, but also generates vector control signals suitable for the converted vector content image to project the vector content image on a display unit. The reason for continuously outputting the dog frame is to keep the afterimage in the human eye. The output time per frame must be repeatedly output at least 1/16 seconds to obtain a smooth image with less flicker.

상술한 바와 같이 본 발명은 단일 백색광 사용만으로도 가시광 영역의 트루-컬러(true-color) 색 표현이 가능하기 때문에 소용량, 저비용의 레이저 투영장치를 제작할 수 있는 장점이 있으며,As described above, the present invention has the advantage that a small-capacity, low-cost laser projection apparatus can be manufactured because the true-color color of the visible region can be expressed by using a single white light.

평면거울을 채용한 일반 레이저 투영장치에 비해 X,Y축에 다면경을 사용함으로서 디스플레이 장치의 주사선을 증대시켜 이미지의 해상도를 향상시킬 수 있는 이점도 있다.Compared to a general laser projection apparatus employing a flat mirror, the use of a multi-facet mirror on the X and Y axes increases the scanning line of the display device, thereby improving the resolution of the image.

그리고 본 발명은 벡터방식으로 이미지를 투영하기 때문에 거리에 의존하지 않는 해상도의 이미지를 얻을 수 있으며, 또한 이지의 정보량이 비트맵에 비해 적기 때문에 레이저 스캐너의 구동속도에 영향을 더 작게 받아 좋은 영상을 구현할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the present invention projects an image in a vector manner, an image having a resolution that does not depend on distance can be obtained. Also, since the amount of information is less than that of a bitmap, a good image can be obtained by being less affected by the driving speed of the laser scanner. There is an advantage to implement.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적 인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (2)

평면조사방식의 레이저 투영장치에 있어서,In the planar laser projection apparatus, 서로 다른 파장을 가지는 3개의 빛이 혼합된 백색광을 발진시키는 백색광 레이저와;A white light laser for oscillating white light in which three lights having different wavelengths are mixed; 입사되는 백색광 레이저를 색상 제어 위해 인가되는 채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 다색 음향광변조기(PCAOM)와;A multi-color acoustic light modulator (PCAOM) which diffracts the incident white light laser according to a specific frequency applied to the channel for color control and decomposes the color into a laser source in the visible light region; 수평축(X축)과 수직축(Y축) 구동모터에 각각 다면경이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 X-Y 스캐너와;An X-Y scanner mounted on a horizontal axis (X-axis) and a vertical axis (Y-axis) driving motor to reflect a laser source in a visible light region output from the multicolor acoustic light modulator to the screen; 상기 백색광 레이저로부터 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생하여 상기 다색 음향광변조기로 출력하는 색분해 제어부와;A color separation controller for generating a specific frequency for each channel for color separation of the laser source in the visible light region from the white light laser and outputting the specific frequency to the multi-color acoustic light modulator; 투영 이미지에 따르는 벡터 제어신호들을 수신하여 상기 주사수단의 구동모터를 제어하는 스캐너 제어부와;A scanner controller which receives the vector control signals according to the projection image and controls the driving motor of the scanning means; 레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 파일 편집기와;A file editor for converting the contents for the laser show into vector contents; 상기 편집기에 의해 변환된 컨텐츠 이미지가 벡터방식의 이미지로 투영되도록 각 부 제어하는 신호를 발생하는 제어부와;A control unit which generates a signal for controlling each unit such that the content image converted by the editor is projected as a vector type image; 상기 제어부로부터 출력되는 제어 신호를 상기 색분해 제어부와 스캐너 제어부로 인터페이스하는 신호 입출력 인터페이스부;를 포함함을 특징으로 하는 평면조사방식의 레이저 투영장치.And a signal input / output interface unit for interfacing the control signal output from the control unit to the color separation control unit and the scanner control unit. 백색광 레이저와, 입사되는 상기 백색광 레이저를 색상 제어 위해 인가되는채널별 특정 주파수에 따라 회절시켜 가시광 영역의 레이저 소스로 색 분해하는 다색 음향광변조기(PCAOM)와, X축과 Y축 구동모터에 각각 다면경이 장착되어 상기 다색 음향광변조기로부터 출력되는 가시광 영역의 레이저 소스를 스크린에 반사하는 X-Y 스캐너를 구비하는 평면조사방식의 레이저 투영장치에 있어서,A white light laser, a multi-color acoustic light modulator (PCAOM) which diffracts the incident white light laser according to a specific frequency applied to the color to be applied for color control, into a laser source in the visible light region, and an X-axis and a Y-axis driving motor, respectively. A planar irradiation laser projection apparatus comprising an XY scanner mounted on a multi-scope mirror and reflecting a laser source in a visible light region output from the multicolor acoustic light modulator on a screen. 레이저 쇼를 위한 컨텐츠를 벡터방식의 컨텐츠로 변환하는 단계와;Converting the content for the laser show into vector content; 변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 가시광 영역의 레이저 소스를 색 분해하기 위한 채널별 특정 주파수를 발생시키는 단계와;Generating a specific frequency for each channel for color separation of a laser source in a visible region corresponding to the converted vector type content image; 변환된 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지에 맞는 벡터 제어신호들을 발생하여 상기 벡터방식의 컨텐츠 이미지를 표시부상에 투영하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 평면조사방식의 레이저 투영장치 제어방법.And generating vector control signals corresponding to the converted vector type content image and projecting the vector type content image on the display unit.
KR1020030061427A 2003-09-03 2003-09-03 Laser projection apparatus and method of a flat scanning type KR100948653B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030061427A KR100948653B1 (en) 2003-09-03 2003-09-03 Laser projection apparatus and method of a flat scanning type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030061427A KR100948653B1 (en) 2003-09-03 2003-09-03 Laser projection apparatus and method of a flat scanning type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050023869A KR20050023869A (en) 2005-03-10
KR100948653B1 true KR100948653B1 (en) 2010-03-18

Family

ID=37231324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030061427A KR100948653B1 (en) 2003-09-03 2003-09-03 Laser projection apparatus and method of a flat scanning type

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100948653B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980020616A (en) * 1996-09-10 1998-06-25 김광호 Laser image projection apparatus and method
KR19990017206A (en) * 1997-08-22 1999-03-15 윤종용 High power 3-channel optical modulator and optical modulation method
KR19990029124A (en) * 1997-09-13 1999-04-26 윤종용 Large Screen Compact Image Projection System Using Hybrid Video Laser Color Mixer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980020616A (en) * 1996-09-10 1998-06-25 김광호 Laser image projection apparatus and method
KR19990017206A (en) * 1997-08-22 1999-03-15 윤종용 High power 3-channel optical modulator and optical modulation method
KR19990029124A (en) * 1997-09-13 1999-04-26 윤종용 Large Screen Compact Image Projection System Using Hybrid Video Laser Color Mixer

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050023869A (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3383032B1 (en) Mems laser scanning projector and method for projecting an image with a mems laser scanning projector
US8497888B2 (en) Image display device
US9826205B2 (en) Display and portable projector
US20040218155A1 (en) Projection apparatus
JP5157835B2 (en) Image display device
CN1119482A (en) Methods and apparatus for image projection
US20060017655A1 (en) Scanned beam system and method using a plurality of display zones
JP4532778B2 (en) Optical scanning apparatus and optical scanning method
JPH07146931A (en) Picture generating method
JP2860765B2 (en) Control device for laser marking device
KR100948653B1 (en) Laser projection apparatus and method of a flat scanning type
US20200023470A1 (en) Method of producing projection path data, processing method, and cam system
JP2003255263A (en) Image display device and image display method
JP4030731B2 (en) Laser marking control method
JP2000180779A (en) Projector device
JP2014130257A (en) Image display device, image display method, and program
JP4154782B2 (en) Projection display device
JP2653782B2 (en) Laser drawing equipment
JP2788770B2 (en) Laser display
WO2022000185A1 (en) Control method and apparatus for micro-electromechanical scanning mirror, and system
RU2116703C1 (en) Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method
KR100753213B1 (en) Interior processed system of clear material using laser and method thereof
JP4751545B2 (en) Optical scanning image display device
JP2022035381A (en) Image printing system and program, and manufacturing method of image
Murphy et al. Computer graphics for scanned laser displays

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130523

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140306

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150312

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee