KR20150116617A - 영상 왜곡 보정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어떠한 주변 환경과 조건에서도 항시 정확하고 신속하게 영상 왜곡을 자동을 보정할 수 있는 영상 왜곡 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법은, 레이저 광원을 구비하는 투사형 영상 표시 장치의 영상 왜곡 보정 방법으로서, 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 레이저를 각각 조사하는 단계와; 상기 적어도 4개소에 조사된 후 반사되는 각 레이저를 수광하는 단계와; 상기 각 레이저의 수광 시점을 이용하여 상기 적어도 4개소에 대한 각각의 소요 시간값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 왜곡 보정 방법 및 장치{METHOD FOR CALIBRATING IMAGE DISTORTION AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 영상 왜곡 보정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로젝터와 같은 투사형 영상 표시 장치의 특히 키 스톤 보정을 자동으로 수행할 수 있는 영상 왜곡 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.

오늘날 정보산업의 발달과 더불어 대형화된 스크린에 영상을 재현하고자 하는 요구에 부응하기 위한 장치로서, 특히 LCOS(Liquid Crystal On Semiconductor) 패널 또는 DLP(Digital Light Processing) 패널과 같은 이미저를 채용한 투사형 영상 표시장치가 널리 사용되고 있다.

이러한 투사형 영상 표시장치는 통상 스크린과 상기 스크린에 영상을 생성하여 확대 투사하는 프로젝터로 이루어진다.

프로젝터를 이용하여 스크린 등의 투영면에 화상을 표시시킬 때, 프로젝터와 투영면의 상대적인 위치 관계에 의해, 투사면에 표시된 화상에 사다리꼴 왜곡이 발생된다. 이러한 경우에, 표시 화상의 사다리꼴 왜곡을 보정하는 키스톤(Key Stone) 보정이 사용되고 있다.

종래 키스톤 보정 방법을 살펴보면, 선행특허1 내지 선행특허2와 같이 프로젝터와 스크린의 높이 차이값과, 기울임 센서를 이용하여 구해진 기울기 및 방향 정보로부터 키스톤 정보를 산출하여 키스톤 보정을 수행하는 방법이 제안되었다.

그러나, 이처럼 기울기를 측정하는 센서를 기반으로 수행되는 키스톤 보정 방법은 주변의 자장 환경에 노출될 경우 그 왜곡 영상 보정이 정확하게 수행되지 못하는 단점이 있었다.

선행특허1. 한국공개특허 제20080044654호 (공개일자: 2008.05.21) 선행특허2. 한국등록특허 제0643406호 (등록일자: 2006.10.31)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 어떠한 주변 환경과 조건에서도 항시 정확하고 신속하게 영상 왜곡을 자동을 보정할 수 있는 영상 왜곡 보정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법은, 레이저 광원을 구비하는 투사형 영상 표시 장치의 영상 왜곡 보정 방법으로서, 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 레이저를 각각 조사하는 단계와; 상기 적어도 4개소에 조사된 후 반사되는 각 레이저를 수광하는 단계와; 상기 각 레이저의 수광 시점을 이용하여 상기 적어도 4개소에 대한 각각의 소요 시간값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 장치는, 광을 출사하는 광원부와; 렌즈 또는 반사경을 포함하여 구성되는 광학계와; 상기 광원부로부터 출사되어 투영면에 도달된 후 반사되는 광을 수신하기 위한 수광부; 및 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 광이 조사되도록 제어하고, 상기 수광부에 의해 수신되는 광의 수광 시점을 이용하여 상기 적어도 4개소에 대한 각각의 소요 시간값을 산출하며, 상기 산출된 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법 및 장치에 의하면, 어떠한 주변 환경과 조건에서도 항시 정확하고 신속하게 영상 왜곡을 자동을 보정할 수 있어 사용자 편의성을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법의 처리 흐름을 도시한 블록 순서도.
도 3은 투사형 영상 표시 장치에 의해 표시되는 정상 영상을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 도 4의 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 영상 왜곡 보정 장치는 거치형 프로젝터, 휴대용 프로젝터 또는 모바일 단말기에 내장된 마이크로 프로젝터와 같은 투사형 영상 표시 장치에 포함되는 장치로서, 특히 레이저를 이용하여 키 스톤 (Key Stone)과 같은 영상 왜곡을 자동으로 보정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 영상 왜곡 보정 장치는 광원부, 광학계, 수광부, 이미저(Imager) 및 제어부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 광원부는 후술할 소요 시간값을 산출하기 위한 보정점 정보를 획득하기 위한 구성부로서 직진성을 갖는 점광원을 출사할 수 있는 소자로 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 광원부는 투사 영상을 생성하기 위해 광을 출사하는 영상 표시용 광원부로 구성되고, 이러한 광원부는 레이저(Laser Diode)로 구성하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정하지는 않는다.

예컨대, 본 발명의 광원부를 영상 표시용 광원부와 구분되는 별개로 구비하거나, 레이저 외에 LED(Light Emitting Diode)로 구성하더라도 동일한 목적을 달성할 수도 있다.

본 발명의 광학계는 광원부 전방의 광 경로 상에 배치되어 광원부로부터 출사되는 빛의 반사나 굴절을 이용해서 상을 만들기 위한 구성부로서 렌즈 및(또는) 반사경을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 광학계는 이미저(Imager)를 통해 투사된 영상을 조절하여 스크린 등의 투영면(1) 상에 투사하는 투사렌즈를 더 포함할 수 있다. 투사렌즈는 거리 조절을 통해 투사 영상의 초점 내지 크기를 조절하는 기능을 한다.

본 발명의 영상 왜곡 보정 장치는 이러한 광학계의 조정을 통해 왜곡 영상(15)을 자동 보정하도록 구성될 수 있는데, 구체적으로 광학계는 틸트 장치가 연결되도록 구성되고, 이러한 틸트 장치의 제어에 따른 광학계의 틸트 동작을 통해 입출사 광의 반사각 내지 굴절각을 조절함으로써, 키 스톤(Key Stone)과 같은 영상 왜곡을 보정하도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 전술한 틸트 장치에 의한 광학계의 틸트 동작을 대체하여, 영상소스를 변형시키도록 구성될 수 있다. 상기 경우 후술할 제3 실시예에 따라 산출되는 왜곡 영상의 윗변 및 아랫변의 길이의 비를 이용하여 투사될 영상의 비율을 가공하도록 구성된다.

본 발명의 수광부는 광원부로부터 출사되어 투영면(1)에 도달된 후 반사되는 광을 수신하기 위한 구성부로서, 광원을 레이저로 구성할 경우 레이저광을 수신할 수 있는 레이저 수광 센서로 구성될 수 있다.

본 발명의 이미저(Imager)는 광원부로부터 출사되는 빛을 투과시키며 입력 영상을 표시하는 구성부로서, LCOS(Liquid Crystal On Semiconductor) 패널 또는 DLP(Digital Light Processing) 패널 등으로 구성할 수 있다.

본 발명의 제어부는 이미저를 제어하여 스크린 등의 투영면(1) 상에 적어도 4개소에 광이 조사되도록 동작하고, 상기 적어도 4개소에 조사된 후 반사되는 광을 수신하는 수광부로부터 수광 정보를 제공받아 후술할 소요 시간값을 산출하기 위한 연산을 수행하는 구성부이다.

또한, 제어부는 산출된 소요 시간값에 근거하여 왜곡 영상을 보정하는 기능을 수행하며, 이러한 왜곡 영상 보정은 전술한 광학계의 틸트 동작을 제어함으로써 수행될 수 있다.

또는, 왜곡 영상 보정이 영상 소스의 변형을 통해 이루어지도록 구성될 경우, 제어부는 왜곡 영상의 두 개 변(바람직하게는 윗변 및 아랫변)의 길이의 비를 산출하는 연산을 수행하고, 패널에 공급하는 영상정보의 두 개 변(윗변 및 아랫변)의 길이 비율이 상기 산출된 비율의 반대 비율로 가공되도록 처리하게 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 영상 왜곡 보정 장치는 왜곡 영상의 보정이 투사 시점 직후 또는 직전에 자동으로 수행되게 구성되거나 또는 사용자에 의한 명령에 의해 수행되도록 구성될 수 있는데, 상기 경우 왜곡 영상의 보정을 명령하기 위한 보정 버튼을 더 포함할 수 있으며, 이러한 버튼은 터치형 또는 가압형과 같은 형태로 구성되어 투사형 영상 표시 장치 또는 별도의 리모트 컨트롤러에 구비될 수 있다.

이하에서는 전술한 바와 같은 구성을 통해 영상 왜곡을 보정하는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법의 처리 흐름을 도시한 블록 순서도이고, 도 3은 투사형 영상 표시 장치에 의해 표시되는 정상 영상을 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4의 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 왜곡 보정 방법은 영상 투사 단계(S10), 보정점 생성 단계(S20), 보정점 수광 단계(S30), 소요 시간값 산출 단계(S40), 및 왜곡 영상 보정 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

(1) 영상 투사 단계(S10)

영상 투사 단계(S10)는 전술한 광원부로부터 출사되어 광학계와 이미저를 겨처 생성되는 영상을 스크린 등의 투영면(1) 상에 표시하는 단계이다.

도 3은 스크린 상에 정상적으로 표시된 투사 영상(이하, '정상 영상(10)' 이라 함)을 보여준다. 이와 같이 정상 영상(10)은 직사각형 모양을 나타내나, 키 스톤 (Key Stone) 등의 영상 왜곡 발생하면 투사 영상은 직사각형이 아닌 도 4와 같은 사다리꼴 등의 왜곡된 형태로 표시되게 된다.

참고로, 본 발명의 영상 왜곡 보정 장치 및 보정 방법은 왜곡 영상(15)의 보정을 수행하기 전에 해당 영상을 투영면(1) 상에 먼저 투사한 후 이렇게 표시된 영상의 왜곡을 보정하도록 구성하였으나, 다음과 같이 영상 투사 단계(S10)의 수행 시점을 변형 실시 가능하다.

즉, 해당 영상을 투영면(1) 상에 투사하기 전에 전술한 적어도 4개소에 레이저를 먼저 조사함으로써 투사될 영상의 왜곡을 미리 파악 및 보정한 후, 이와 같이 왜곡이 선 보정된 영상이 투영면(1) 상에 투사되도록 구성할 수 있다.

전자의 경우 영상 투사 단계(S10)는 보정점 생성 단계(S20) 이전에 수행되도록 구성되고, 후자의 경우 영상 투사 단계(S10)는 보정점 생성 단계(S20)로부터 왜곡 영상 보정 단계(S50)까지 모두 거친 후에 수행되도록 구성될 수 있다.

(2) 보정점 생성 단계(S20)

보정점 생성 단계(S20)는 단계 S10을 통해 투영면(1) 상에 표시된 영상에 있어서, 상기 표시 영상의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면(1) 상의 지점에 광(즉, 레이저)을 각각 조사하는 단계이다.

즉, 투영면(1) 상에 표시되거나 또는 표시될 영상의 꼭지점 또는 변에 해당하는 투영면(1) 상의 지점에 점광 형태의 레이저를 조사하는 것인데, 이처럼 점광이 조사되는 투영면(1) 상의 지점을 이하에서는 '보정점'이라 칭하기로 한다.

한편, 이와 같은 보정점은 투영면(1) 상에 표시되거나 또는 표시될 영상의 꼭지점 또는 변에 대응하는 픽셀을 사용하도록 구성할 수 있다.

도 3의 바람직한 실시예에 따르면, 보정점 생성 단계(S20)는 투사 영상의 각 꼭지점에 레이저를 각각 조사하도록 구성하였다. 따라서, 도 3의 경우 왜곡 영상(15) 즉, 사다리꼴 영상의 4개소의 꼭지점(23a,23b,23c,23d)에 각각 하나씩 총 4개의 레이저(21a,21b,21c,21d)를 조사하게 된다.

이 때, 영상 왜곡 보정 장치(30)로부터 출사되어 하좌측에 위치한 꼭지점(23a)으로 조사되는 레이저(21a)는 상기 꼭지점(23a)에 도달하기까지 't1'의 시간이 소요되고, 상좌측에 위치한 꼭지점(23b)으로 조사되는 레이저(21b)는 상기 꼭지점(23b)에 도달하기까지 't2'의 시간이 소요되고, 상우측에 위치한 꼭지점 (23c)으로 조사되는 레이저(21c)는 상기 꼭지점(23c)에 도달하기까지 't3'의 시간이 소요되며, 하우측에 위치한 꼭지점 (23d)으로 조사되는 레이저(21d)는 상기 꼭지점(23d)에 도달하기까지 't4'의 시간이 소요되게 된다.

그리고, 해당 왜곡 영상(15)이 도 3과 같은 사다리꼴 형태로 표시된다면, 레이저 '21a'와 '21d'가 동일한 시간(t1,t4)이 소요되고, 레이저 '21b'와 '21c'가 동일한 시간이 소요(t2,t3)되며, 소요시간 't2,t3'는 소요시간 't1,t4'보다 더 큰 값을 갖게 된다.

도 5는 도 4의 방법의 또 다른 실시예인데, 도 4 실시예의 경우 투영면(1) 상에 투사되는 영상의 각 꼭지점에 레이저가 조사되도록 구성한 반면, 도 5 실시예의 경우 투영면(1) 상에 투사되는 영상의 각 변의 중심부에 레이저가 조사되도록 구성하였다.

도 5와 같은 사다리꼴 모양의 왜곡 영상(15)이 발생된 상태에서 영상의 각 변의 중심에 레이저를 조사하게 되면, 좌변 중심으로 조사되는 레이저는 't5'의 시간이 소요되고, 상변 중심으로 조사되는 레이저는 't6'의 시간이 소요되고, 우변 중심으로 조사되는 레이저는 't7'의 시간이 소요되며, 하면 중심을 조사되는 레이저는 't8'의 시간이 소요되게 된다.

그리고, 소요시간 't5'와 't7'은 같은 값을 갖게 되고, 소요시간 't5, t6 및 t8'은 상호 상이한 값을 갖게 된다.

이와 같이, 투영면(1) 상에 표시되는 영상이 왜곡된 영상이라면, 상기 투영면(1)에 표시되는 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 조사되는 레이저의 각 소요 시간값(즉, 해당 지점 도달하기까지 소요되는 시간)은 적어도 2개 이상이 상이한 값으로 나타나게 된다.

반면, 투영면(1) 상에 표시되는 영상이 정상 영상(10)이라면 투사 영상의 적어도 4개소에 조사되는 레이저의 각 소요 시간값은 모두 동일한 값으로 나타나게 된다.

본 발명은 이처럼 투사 영상이 왜곡될 경우 필연적으로 발생하는 소요 시간값의 상이함을 이용하여 왜곡 영상을 보정하도록 구성되는 것을 핵심 특징으로 한다.

(3) 보정점 수광 단계(S30)

본 발명의 보정점 수광 단계(S30)는 전술한 보정점 생성 단계(S20)에서 적어도 4개소에 조사된 후 반사되어 되돌아 오는 광을 각각 수광하는 단계이다.

보정점 수광 단계(S30)는 전술한 수광부를 통해 수행될 수 있으며, 광원부를 레이저로 구성할 경우 보정점 수광 단계(S30)는 레이저 수광 센서를 통해 수행된다.

(4) 소요 시간값 산출 단계(S40)

본 발명의 소요 시간값 산출 단계(S40)는 단계 'S20'에서 레이저가 출사된 시점과 단계 'S30'에서 각 레이저의 수광된 시점을 이용하여, 전술한 적어도 4개소 지점에 대한 각 레이저의 소요 시간을 측정하는 단계이다.

즉, 도 4의 실시예와 같이 투사 영상의 각 꼭지점에 레이저를 각각 조사하도록 구성하였다면, 단계 'S40'을 통해 산출되는 각 소요 시간값은 't1, t2, t3, t4'이고, 도 5의 실시예와 같이 투사 영상의 각 변의 중심에 레이저를 각각 조사하도록 구성하였다면, 단계 'S40'을 통해 산출되는 각 소요 시간값은 't5, t6, t7, t8'가 그에 해당한다.

한편, 소요 시간값은 레이저가 출사된 후 투영면(1)에 도달하기까지 걸린 시간으로 설명 및 도시하였으나, 이러한 소요 시간값은 출사된 레이저가 투영면(1)에 도달한 후 반사되어 수광 센서로 다시 입사되기까지 걸린 시간으로 구성하여도 동일한 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

그리고, 본 발명의 영상 왜곡 보정 방법은 투영면(1)에 표시되었거나 또는 투영면(1)에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변에 해당하는 투영면(1) 상의 지점에 상기 레이저를 각각 조사하는 제1 단계와; 상기 지점에 조사된 후 반사되는 레이저를 수광하는 제2 단계; 및 상기 레이저의 수광 시점을 이용하여 상기 지점에 대한 소요 시간값을 산출하는 제3 단계로 구성될 수 있다.

상기 경우, 하나의 지점에 대해 하나의 소요 시간값을 산출한 후, 다시 상기 제1 단계 내지 제3 단계를 반복 수행하는 방식으로 각기 다른 복수 개 지점(즉, 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소)에 대한 소요 시간값을 하나씩 산출하도록 구성될 수 있다.

(5) 왜곡 영상 보정 단계(S50)

본 발명의 왜곡 영상 보정 단계(S50)는 단계 'S20' 내지 'S40'을 통해 산출된 적어도 4개의 소요 시간값을 이용하여 왜곡 영상을 보정하는 단계이다.

이하에서는, 도 6 내지 도 9를 참조하여 왜곡 영상 보정 방법의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면이다.

제1 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법은 전술한 단계 'S20' 내지 'S40'을 통해 산출된 적어도 4개의 소요 시간값 중 가장 작은 소요 시간값(이하, '기준 시간값' 이라 칭함)을 기준으로 하여 나머지 상이한 시간값이 상기 기준 시간값과 동일해지도록 보정하는 방법이다.

도 6을 참조하면, 도 6 (a)와 같은 왜곡 영상의 경우 다수 개의 소요 시간값은 상호 상이한 수치로 나타나게 된다. 도 6의 경우 레이저 21a와 21d가 동일한 소요 시간값 t1,t4을 갖게 되고, 레이저 21b와 21c가 동일한 소요 시간값 t2,t3을 갖게 되며, 소요 시간값 't2,t3'는 소요 시간값 t1,t4보다 더 큰 값을 갖게 된다.

따라서, 상기와 같은 경우, 제어부는 소요 시간값 t2,t3을 기준 시간값으로 결정한 후, 나머지 시간값 t1,t4이 t2,t3와 같아지도록 처리하게 된다.

즉, 제어부는 틸트 장치와 연결된 광학계를 제어하여 각 레이저의 소요 시간을 조정하게 되는데, 구체적으로 레이저 21a와 21d는 이전과 동일한 소요 시간값 t1,t4을 갖도록 제어하고, 도 6 (a)와 같은 광 경로로 조사되는 레이저 21b와 21c는 도 6 (b)와 같이 21b'와 21c'의 광 경로로 조사되도록 제어하게 된다.

이에 따라, 그 조사 지점이 23b에서 23b'으로 변경된 레이저는 그 소요 시간값이 t2에서 t2'(즉, t1과 동일한 값)으로 변경되고, 그 조사 지점이 23c에서 23c'으로 변경된 레이저는 그 소요 시간값이 t3에서 t3'(즉, t1과 동일한 값)으로 변경되게 된다.

상기와 같이, 각 레이저의 상이한 소요 시간값이 어느 하나의 기준 시간값과 모두 동일해지도록 처리함으로써, 상기 처리 과정을 거친 후 투사되는 영상은 결과적으로 도 6(a)와 같은 왜곡 영상에서 도 6(b)와 같은 정상 영상(10)으로 보정되어 표시될 수 있게 된다.

제2 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법은 전술한 단계 'S20' 내지 'S40'을 통해 산출된 적어도 4개의 소요 시간값의 평균값을 기준으로 하여 상기 적어도 4개의 소요 시간값이 모두 상기 평균값과 동일해지도록 보정하는 방법이다.

도 7 참조하면, 도 7(a)와 같은 왜곡 영상의 경우 다수 개의 소요 시간값은 상호 상이한 수치로 나타나게 된다. 즉, 소요 시간값 t2,t3는 소요 시간값 t1,t4보다 더 큰 값을 갖게 된다.

따라서, 상기와 같은 경우, 제어부는 소요 시간값 t1, t2,t3, t4의 평균값을 산출한 후, 이들 소요 시간값 t1, t2,t3, t4가 상기 평균값과 같아지도록 처리하게 된다.

즉, 제어부는 틸트 장치와 연결된 광학계를 제어하여 각 레이저의 광 경로를 조정함으로써, 각 레이저는 이전의 소요 시간값 t1, t2,t3, t4에서 상호 동일한 새로운 소요 시간값 t1'', t2'',t3'', t4''을 갖도록 변경된다.

상기와 같이, 각 레이저의 상호 상이한 소요 시간값을 평균값과 모두 동일해지도록 처리함으로써, 상기 처리 과정을 거친 후 투사되는 영상은 결과적으로 도 7(a)와 같은 왜곡 영상에서 도 7(b)와 같은 정상 영상(10)으로 보정되어 표시될 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법을 나타낸 도면이다.

제3 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법은 전술한 단계 'S20' 내지 'S40'을 통해 산출된 4개의 소요 시간값을 이용하여 투사 영상에서 두 개의 변(바람직하게는 윗변 및 아랫변)에 대한 길이를 산출한 후, 어느 하나의 변을 기준(이하, '기준변' 이라 함)으로 하여 다른 하나의 변이 상기 기준변과 동일해지도록 보정하는 방법이다.

도 8을 참조하면, 도 8(a)와 같은 왜곡 영상의 경우 다수 개의 소요 시간값은 상호 상이한 수치로 나타나게 되고, 이에 따라 두 개의 변(도 8의 경우 윗변(a)과 아랫변(b))은 서로 상이한 길이를 갖게 된다.

상기 경우, 제어부는 틸트 장치와 연결된 광학계를 제어하여 각 레이저의 광 경로를 조정함으로써, 투사 영상의 윗변(a)의 길이가 아랫변(b)의 길이와 동일한 길이를 갖는 새로운 윗변(a')(도 8(b) 참조)으로 변경될 수 있도록 처리하게 된다.

이와 같이 레이저가 조사되는 지점 즉, 보정점(도 8의 경우 23b,23c)을 변경하여 투사 영상의 양변의 길이가 같아지도록 처리함으로써, 상기 처리 과정을 거친 후 투사되는 영상은 결과적으로 도 8(a)와 같은 왜곡 영상에서 도 8(b)와 같은 정상 영상(10)으로 보정되어 표시될 수 있게 된다.

제4 실시예에 따른 왜곡 영상 보정 방법은 전술한 단계 'S20' 내지 'S40'을 통해 산출된 4개의 소요 시간값을 이용하여 투사 영상에서 두 개의 변에 대한 길이를 산출한 후, 이들 길이의 평균값을 기준으로 하여 상기 두 개의 변이 상기 평균값과 동일해지도록 보정하는 방법이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제3 실시예에 따라 산출되는 왜곡 영상의 윗변과 아랫변의 길이의 비를 이용하여 투사될 영상의 비율을 가공하도록 구성될 수 있다.

이는, 왜곡 영상의 보정을 위한 광학계의 틸트 동작을 대체하여 영상소스를 변형시키는 것인데, 구체적으로 설명하면, 도 8 (a)에서 설명 및 도시한 바와 같이 왜곡 영상의 윗변(a)과 아랫변(b)의 길이를 산출한 후, 패널에 공급하는 영상정보를 반대의 비를 이루는 영상정보로 가공하는 것이다.

예를 들어, 윗변(a)의 길이가 아래변(b)의 길이 대비 120% 더 길다면, 영상정보에서는 아랫변(b)이 윗변(a)보다 120% 더 길도록 역상의 영상정보로 가공해서 공급하게 된다.

상기와 같은 방법에 따르면, 전술한 광학계의 틸트 동작(즉, 별도의 틸트 장치) 없이도 영상 왜곡을 보정할 수 있어 장치의 제조 비용 및 부피를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기와 같이 왜곡 영상 보정을 위해 영상 소소를 가공하는 방법에 따를 경우, 윗변 쪽은 20%의 픽셀이 블랙처리가 되기 때문에 결과적으로 투영면에 표시되는 영상의 위쪽 부위의 해상도가 감소하는 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.

그러나, 투사 영상의 해상도가 HD급 이상으로 충분한 해상도를 갖을 경우 소정 부위의 해상도가 상대적으로 감소하더라도 해당 표시 영상은 여전히 시각적으로 충분히 선명한 해상도를 표시할 수 있는 바, 전술한 영상 소스 가공 방법이 매우 효과적일 수 있다.

도 9를 참조하면, 도 9(a)와 같은 왜곡 영상의 경우 다수 개의 소요 시간값은 상호 상이한 수치로 나타나게 되고, 이에 따라 두 개의 변(도 9의 경우 윗변(a)과 아랫변(b))은 서로 상이한 길이를 갖게 된다.

상기 경우, 제어부는 틸트 장치와 연결된 광학계를 제어하여 각 레이저의 광 경로를 조정함으로써, 투사 영상의 윗변(a)의 길이와 아랫변(b)의 길이가 각각 새로운 길이 즉, 윗변(a)과 아랫변(b)의 평균값(a'',b'')으로 변경되도록 처리하게 된다.

이와 같이 레이저가 조사되는 지점 즉, 보정점(도 9의 경우 23a,23b, 23c,23d)을 변경하여 투사 영상의 양변의 길이가 같아지도록 처리함으로써, 상기 처리 과정을 거친 후 투사되는 영상은 결과적으로 도 9(a)와 같은 왜곡 영상에서 도 9(b)와 같은 정상 영상(10)으로 보정되어 표시될 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 구성에 의해, 프로젝터 사용자는 별도의 조작 없이도 항시 직사각형의 정상 상태로 표시되는 투사 영상을 제공받을 수 있게 되었다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

1: 투영면 10: 정상 영상
15: 왜곡 영상 30: 영상 왜곡 보정 장치
31: 제어부 33: 광원부
35: 광학계 37: 이미저
39: 수광부

Claims (14)

1. 레이저 광원을 구비하는 투사형 영상 표시 장치의 영상 왜곡 보정 방법으로서,
   투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 레이저를 각각 조사하는 단계;
   상기 적어도 4개소에 조사된 후 반사되는 각 레이저를 수광하는 단계;
   상기 각 레이저의 수광 시점을 이용하여 상기 적어도 4개소에 대한 각각의 소요 시간값을 산출하는 단계; 및
   상기 산출된 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
2. 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 레이저를 조사하는 제1 단계;
   상기 지점에 조사된 후 반사되는 레이저를 수광하는 제2 단계; 및
   상기 레이저의 수광 시점을 이용하여 상기 지점에 대한 소요 시간값을 산출하는 제3 단계;를 포함하고,
   상기 제1 단계 내지 제3 단계는 상기 투영면에 표시되거나 또는 상기 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 대해 각각 수행되고,
   상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 제4 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 소요 시간값은, 상기 레이저빔이 출사된 후 상기 투영면에 도달하기까지 걸린 시간이거나 또는 상기 레이저빔이 출사된 후 상기 투영면에 반사되어 상기 수광하기까지 걸린 시간인 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 것은,
   상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값이 모두 동일해지도록 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값 중 가장 작은 소요 시간값(이하, '기준 시간값')을 기준으로 하여, 나머지 소요 시간값이 상기 기준 시간값과 동일해지도록 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 것은,
   상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값을 이용하여 상기 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 두 개의 변에 대한 길이를 산출한 후, 상기 두 개의 변의 길이가 동일해지도록 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 두 개의 변은 윗변 및 아랫변이고,
   상기 윗변 또는 아랫변 중 어느 하나의 변을 기준으로 하여 다른 하나의 변이 상기 기준으로 한 변과 그 길이가 동일해지도록 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 것은,
   상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값을 이용하여 상기 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 두 개 변의 길이의 비율을 산출한 후, 패널에 공급하는 영상정보의 두 개 변의 길이 비율이 상기 산출된 비율의 반대 비율을 갖도록 가공하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 레이저가 조사되는 상기 투영면 상의 지점은 상기 투영면 상에 표시되거나 또는 표시될 영상의 꼭지점 또는 변에 대응하는 픽셀인 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 방법.
   
10. 투사형 영상 표시 장치의 영상 왜곡 보정 장치로서,
    광을 출사하는 광원부;
    렌즈 또는 반사경을 포함하여 구성되는 광학계;
    상기 광원부로부터 출사되어 투영면에 도달된 후 반사되는 광을 수신하기 위한 수광부; 및
    투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 다수 개의 꼭지점 또는 변 중에서 선택된 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 광이 조사되도록 제어하고, 상기 수광부에 의해 수신되는 광의 수광 시점을 이용하여 상기 적어도 4개소에 대한 각각의 소요 시간값을 산출하며, 상기 산출된 소요 시간값을 이용하여 영상 왜곡을 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 광학계의 틸트 동작을 위한 틸트 장치를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 광학계의 틸트 동작을 제어함으로써 상기 영상 왜곡을 보정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 장치.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광학계의 틸트 동작을 제어하여 상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값이 모두 동일해지도록 처리함으로써 상기 영상 왜곡을 보정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 장치.
    
13. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 4개소에 대해 산출된 각각의 소요 시간값을 이용하여 상기 투영면에 표시되거나 또는 투영면에 표시될 영상의 두 개 변의 길이의 비율을 산출한 후, 패널에 공급하는 영상정보의 두 개 변의 길이 비율이 상기 산출된 비율의 반대 비율로 가공되도록 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 장치.
    
14. 제10 항에 있어서,
    상기 광원부로부터 출사되는 빛을 투과시키며 입력 영상을 표시하고, 상기 적어도 4개소에 해당하는 투영면 상의 지점에 상기 광이 조사되도록 제어되는 이미저(Imager)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 왜곡 보정 장치.

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