WO2010011066A2 - 레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법 - Google Patents

레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법 Download PDF

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WO2010011066A2
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distortion correction
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서정훈
최정환
권재욱
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엘지전자(주)
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen

Definitions

  • the present invention relates to a laser projection display, and more particularly, to a laser projection display capable of correcting image distortion and a method for correcting image distortion thereof.
  • One of the devices for realizing an image using a laser is a laser projection display using an optical scanner.
  • Such a laser projection display implements an image by scanning light generated from a laser light source onto a screen using an optical scanner.
  • the displayed picture results in alignment mismatch and distortion of the image.
  • the red, green, and blue images of the actual displayed picture should be aligned to match the red, green, and blue images in the active area in which the actual video screen is displayed. Not aligned, resulting in distortion of the image.
  • the distortion of the image may be caused by optical or mechanical factors of the laser projection display.
  • light generated from the red laser light source, the green laser light source, and the blue laser light source is projected onto the screen through different paths. Convergence problems arise where each color image is not aligned to match the desired position.
  • the displays using the optical scanner are likely to cause various distortions in the displayed image due to mechanical degradation due to external environment such as characteristics of the optical scanner, mechanical structure tolerance, heat, and the like.
  • the problem of correcting distortion of an image is one of the first problems to be solved in a display apparatus using an optical scanner.
  • An object of the present invention is to perform a pixel alignment for each color image and simultaneously perform a distortion correction on each color image by using a distortion correction function, thereby generating a laser projection display capable of correcting the alignment of the image and the distortion of the image. It is to provide a method for correcting image distortion thereof.
  • An image distortion correction method of a laser projection display includes displaying a picture including a red image, a green image, and a blue image; Selecting one of a red image, a green image, and a blue image for pixel alignment, and pixel coordinate values x + dx, y + dy corresponding to the selected image, where x is the x coordinate value before alignment , y is y coordinate value before alignment, dx is variable x coordinate value after alignment, dy is variable y coordinate value after alignment), and distortion correction coordinates corresponding to pixel coordinate values x + dx and y + dy. And calculating the values X 'and Y', and correcting the distortion of the selected image by mapping the distortion correction coordinate values X 'and Y'.
  • the selecting of any one of a red image, a green image, and a blue image for pixel alignment of the screen may include receiving a pixel alignment request signal and an image to be aligned among the red image, green image, and blue image.
  • the method may include checking whether the image is selected, and if the image to be aligned is selected, aligning the selected image.
  • selecting any one of a red image, a green image, and a blue image for pixel alignment of the screen may include receiving a pixel alignment request signal and determining alignment order of the red image, green image, and blue image. And aligning any one of a red image, a green image, and a blue image according to the determined order.
  • the alignment order may be determined by any one of a display position and a display time of the image.
  • the laser projection display includes an alignment control unit for selecting any one of a red image, a green image, and a blue image for pixel alignment of an image according to an external request signal, and a control signal of the alignment control unit.
  • a first operation unit for calculating a pixel coordinate value corresponding to the selected image
  • a second operation unit for calculating a distortion correction coordinate value corresponding to the pixel coordinate value calculated in the first operation unit, and a distortion calculated in the second operation unit
  • a mapping unit for mapping a correction coordinate value, a driving unit for aligning the selected image according to a control signal of the alignment control unit, and generating a driving signal by correcting the distortion of the aligned image according to the mapped distortion correction coordinate value;
  • an optical scanner driven by a signal.
  • the alignment controller may include a receiver configured to receive a pixel alignment request signal from a user, an image select window providing unit configured to provide an image selection window so that the user may select an image to be aligned according to the received pixel alignment request signal; According to the selection order of the image, it may be configured to include a control unit for controlling the first operation unit and the driver.
  • the alignment control unit may further include a receiver that receives a pixel alignment request signal from a user, an alignment order determiner that determines an alignment order of a red image, a green image, and a blue image according to the pixel alignment request signal, and the determined alignment sequence.
  • the controller may be configured to include a controller for controlling the first calculator and the driver.
  • the laser projection display according to the present invention and its image distortion correction method have the following effects.
  • distortion correction for each color image may be simultaneously performed using the distortion correction function.
  • the present invention can perform alignment and thus distortion correction simply and conveniently, thus eliminating the need for complicated circuit implementation.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a distortion correction unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view illustrating a first embodiment of the alignment control unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment of the alignment control unit of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of correcting image distortion of a laser projection display according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating misalignment between a red image and a green image.
  • FIG. 7 is a timing diagram for explaining alignment correction between a red image and a green image.
  • FIG. 1 is a view showing a laser projection display according to the present invention.
  • the present invention provides a synchronization signal generator 100, a driver 102, an optical scanner 104, and a distortion corrector 106. It may be configured to include).
  • the sync signal generator 100 generates horizontal and vertical sync signals from the input image signal, and the driver 102 drives the optical scanner 104 according to the generated horizontal and vertical sync signals.
  • the optical scanner 104 is a micro-electro-mechenical system (MEMS) scanner, which resonates by a drive signal shifted by 90 degrees.
  • MEMS micro-electro-mechenical system
  • the distortion correction unit 106 may control the driver 102 to align the pixels of the image and simultaneously control the driver 102 to correct the distortion of the aligned image.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the distortion correction unit of the present invention. As shown in FIG. 2, the alignment control unit 200, the first operation unit 202, the second operation unit 204, and the mapping unit 206 are illustrated in FIG. 2. It may be configured to include.
  • the alignment control unit 200 performs any one of a red image, a green image, and a blue image for pixel alignment of an image according to an external request signal. It plays a role of selection.
  • the alignment control unit 200 may be configured in two types.
  • the first type is a manual method in which a user selects an image for direct alignment, and uses the alignment adjustment button to move the selected image to an active area of the screen displayed on the screen for alignment.
  • the second type automatically determines the priority of the image for alignment on the display device itself, and moves the selected image to the active area of the screen displayed on the screen in accordance with the determined order. to be.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an alignment controller that is a manual method, and the alignment controller 200 may include a receiver 300, an image selection window providing unit 302, and a controller 304 as illustrated in FIG. 3. Can be.
  • the receiver 300 receives the pixel alignment request signal from the user, and when the pixel alignment request signal is received from the receiver 300, the receiver 300 selects an image to be aligned. It serves to provide a selection window.
  • controller 304 controls the first calculator 202 and the driver 102 according to the selection order of the image selected by the user.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an alignment controller that is automatic.
  • the alignment controller 200 may include a receiver 300, an alignment order determiner 306, and a controller 304 as illustrated in FIG. 4. have.
  • the alignment order determiner 306 receives the pixel alignment request signal from the receiver 300, the alignment order for the red image, the green image, and the blue image is received. It can play a role in determining
  • the alignment order determiner 306 may determine the alignment order based on any one of the display position and the display time of the image.
  • the alignment order determiner 306 refers to the vertical and horizontal sync signals of the image currently displayed from the drive signal of the driver 102 to determine the image located closest to the active area among the display areas as a priority.
  • the farthest image can be determined as a lower priority.
  • the reason for this is that the calculation of the distortion correction coordinate values is faster than that of the image located close to the active area, so that the calculation operation is performed faster, so that the overall calculation time for image distortion correction is performed first. Because it can reduce.
  • the alignment order determiner 306 may determine the image displayed first as a priority and the image displayed last as a priority with reference to the driving signal of the driver 102.
  • controller 304 controls the first calculator 202 and the driver 102 according to the determined alignment order.
  • the first calculator 202 calculates pixel coordinate values corresponding to the selected image according to the control signal of the alignment controller 200.
  • the first calculating unit 202 refers to the vertical and horizontal synchronizing signals from the driving unit 102, calculates the pixel coordinate value x by counting the number of pixels of the selected image, and counts the number of lines of the selected image by pixel coordinates. Can compute the value y
  • the second calculator 204 may calculate a distortion correction coordinate value corresponding to the pixel coordinate value calculated by the first calculator 202.
  • mapping unit 206 maps the distortion correction coordinate values calculated by the second calculator 204.
  • the mapping unit 206 may use a coordinate transformation algorithm such as a bi-linear interpolation algorithm.
  • the driving unit 102 generates a driving signal to drive the optical scanner 104 to align the selected image according to the control signal of the alignment control unit 200, and according to the mapped distortion correction coordinate value, A driving signal is generated to drive the optical scanner 104 to correct the distortion.
  • the image distortion correction method of the laser projection display according to the present invention is configured as follows.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for correcting image distortion of a laser projection display according to the present invention.
  • the sync signal generator 100 generates vertical and horizontal sync signals of an input image, and the driver 102 drives to drive the optical scanner 104 according to the generated sync signal.
  • the light scanner 104 generates a signal and displays a picture including a red image, a green image, and a blue image on the screen according to the driving signal.
  • the distortion correction unit 106 determines whether any one of a red image, a green image, and a blue image is selected for pixel alignment of the screen, and controls the driving unit 102 to align the image. (S11)
  • the distortion correcting unit 106 first receives a pixel alignment request signal from the user through the receiving unit 300, and the user selects a red image, a green image, and a blue image through a window provided by the image selection window providing unit 302. After checking whether the image to be aligned is selected, the controller 102 controls the driver 102 to align the selected image.
  • the distortion correction unit 106 may receive a pixel alignment request signal from a user through the receiver 300, and align the red image, the green image, and the blue image through the alignment order determiner 306. After determining the order, the driver 102 is controlled to align the image according to the order determined by the controller 304.
  • the alignment order may be determined by any one of the display position and the display time of the image.
  • an image located closest to the active area among the display areas may be aligned first, and an image displayed first in time may be aligned first.
  • the image distortion is performed horizontally and vertically.
  • the distortion correction unit 106 calculates pixel coordinate values x and y corresponding to the selected image through the first calculation unit 202 (S12).
  • the first calculator 202 may calculate pixel coordinate values x and y with reference to the vertical and horizontal synchronization signals of the driver 102.
  • the pixel coordinate value x may be the number of pixels and the pixel coordinate value y may be the number of lines.
  • the distortion correcting unit 106 uses the second calculating unit 204 to determine the pixel coordinate values x + dx and y + dy corresponding to the image to be aligned, where x is the x coordinate value before the alignment and y is the y before the alignment.
  • the coordinate value, dx is a variable x coordinate after alignment, and dy is a variable y coordinate after alignment).
  • the distortion correction unit 106 maps the distortion correction coordinate values X 'and Y' through the mapping unit 206 to convert the distortion correction coordinate values.
  • the mapping unit 206 may map the distortion correction coordinate values X 'and Y' using a coordinate transformation algorithm such as a bi-linear interpolation algorithm.
  • the driving unit 102 may generate a driving signal and drive the optical scanner 104 according to the mapped distortion correction coordinate value, thereby correcting the distortion of the aligned image.
  • distortion correction for each color image may be performed by using a distortion correction function at the same time as pixel alignment for each color image, thereby correcting the distortion characteristic of each color image.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams for describing a distortion correction method of a red image and a green image according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view illustrating misalignment of the red image and the green image
  • FIG. 7 is a timing diagram for explaining alignment correction of a red image and a green image.
  • the alignment control unit 200 selects the red image to be aligned.
  • the alignment control unit 200 simultaneously controls the driving unit 102 and the first calculating unit 202 to move the red image to be aligned with the green image through the driving unit 102 and through the first calculating unit 202.
  • the pixel coordinate value of the red image is obtained.
  • x is the x coordinate value before alignment
  • y is the y coordinate value before alignment
  • dx is the variable x coordinate value after alignment
  • dy is the y coordinate value after alignment.
  • the alignment control unit 200 may delay the data enable period of the red image vertically and horizontally to align the red image.
  • the aligned red image causes image distortion vertically and horizontally.
  • the generated image distortion may be corrected through the distortion correction coordinate values calculated by the distortion correction function.
  • the distortion correction unit of the present invention may determine one of a red image, a green image, and a blue image constituting the screen as a reference image, and determine the remaining images as the first and second comparison images through the alignment controller.
  • the distortion correction unit may control the driver to align the first and second comparison images with respect to the reference image.
  • the distortion correction unit may calculate the image distortion correction value using the distortion correction function by controlling the first and second calculation units and the mapping unit to correct image distortion generated by the first and second comparison images. .
  • the distortion correction for each color image may be simultaneously performed with the alignment using a distortion correction function.
  • the present invention can perform alignment and thus distortion correction simply and conveniently, thus eliminating the need for complicated circuit implementation.
  • the invention can be applied to a laser projection display.

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Abstract

레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법으로서, 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image)을 포함하는 화면(picture)을 디스플레이하는 단계와, 화면의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계와, 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값 x + dx, y + dy (여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값)를 구하는 단계와, 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 구하는 단계와, 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑하여 선택된 영상의 왜곡을 보정하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법
본 발명은 레이저 프로젝션 디스플레이에 관한 것으로, 특히 영상 왜곡을 보정할 수 있는 레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티미디어 사회로의 급진전과 함께, 디스플레이 화면의 대형화 및 고화질화가 요구되고 있으며, 최근에는 높은 해상도에 더하여, 자연스러운 자연색의 구현이 중요시되고 있다.
완벽한 자연색을 구현하기 위해서는 레이저와 같이 색순도가 높은 광원의 이용이 필수적인데, 레이저를 이용하여 영상을 구현하는 장치 중의 하나가 광 스캐너를 이용한 레이저 프로젝션 디스플레이이다.
이러한 레이저 프로젝션 디스플레이는 광 스캐너를 이용하여 레이저 광원으로부터 발생되는 광을 스크린에 스캐닝하여 영상을 구현한다.
그러나, 일반적인 레이저 프로젝션 디스플레이에서, 디스플레이되는 화면(picture)은 얼라인먼트(alignment) 불일치 및 영상의 왜곡이 발생된다.
일반적으로, 전체 영상 구간 중, 실제 영상 화면이 디스플레이되는 액티브 영역에는 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상이 일치하도록 얼라인먼트되어야 하지만, 실제 디스플레이되는 화면(picture)의 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상들은 서로 얼라인먼트되지 않고, 그에 따른 영상의 왜곡이 발생한다.
이와 같이, 영상의 왜곡이 나타나는 이유는 레이저 프로젝션 디스플레이의 광학적 또는 기계적인 요인에 의해 발생되는데, 특히 적색 레이저 광원, 녹색 레이저 광원, 청색 레이저 광원으로부터 각각 만들어진 광이 다른 경로를 통해 스크린에 투사됨으로써, 각각의 컬러 영상이 원하는 위치에 일치하도록 얼라인먼트되지 않는 컨버젼스(convergence) 문제들이 나타난다.
특히, 광 스캐너를 이용하는 디스플레이들은 광 스캐너의 특성, 기구 구조 공차, 열 등과 같은 외부 환경에 의한 기구적인 열화 등으로 인하여 디스플레이되는 영상에 다양한 왜곡이 발생할 가능성이 많다.
따라서, 영상의 왜곡을 보정하는 문제는 광 스캐너를 이용하는 디스플레이 장치에서는 가장 먼저 해결해야 할 과제 중 하나이다.
본 발명의 목적은 각 컬러 영상에 대한 화소 얼라인먼트 수행과 동시에 왜곡 보정 함수를 이용하여 각 컬러 영상에 대한 왜곡 보정을 수행함으로써, 영상의 얼라인먼트 및 그에 따른 영상의 왜곡을 보정할 수 있는 레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법은, 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image)을 포함하는 화면(picture)을 디스플레이하는 단계와, 화면의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계와, 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값 x + dx, y + dy (여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값)를 구하는 단계와, 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 구하는 단계와, 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑하여 선택된 영상의 왜곡을 보정하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'는 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy)를 이용하여 구할 수 있다.
그리고, 화면의 화소 얼라인먼트를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계는, 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 단계와, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 얼라인먼트하고자 하는 영상이 선택되었는지를 확인하는 단계와, 얼라인먼트하고자 하는 영상이 선택되었다면, 선택된 영상을 얼라인먼트하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 화면의 화소 얼라인먼트를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계는, 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 단계와, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정하는 단계와, 결정된 순서에 따라, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 얼라인먼트하는 단계를 포함하여 이루어질 수도 있다.
그리고, 얼라인먼트 순서를 결정하는 단계에서, 얼라인먼트 순서는 영상의 디스플레이 위치 및 디스플레이 시간 중 어느 하나에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이는, 외부의 요청 신호에 따라, 영상의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 얼라인먼트 제어부와, 얼라인먼트 제어부의 제어신호에 따라, 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값을 연산하는 제 1 연산부와, 제 1 연산부에서 연산된 화소 좌표값에 상응하는 왜곡 보정 좌표값을 연산하는 제 2 연산부와, 제 2 연산부에서 연산된 왜곡 보정 좌표값을 맵핑하는 맵핑부와, 얼라인먼트 제어부의 제어신호에 따라, 선택된 영상을 얼라인먼트하고, 맵핑된 왜곡 보정 좌표값에 따라, 얼라인먼트되는 영상의 왜곡을 보정하여 구동신호를 생성하는 구동부와, 구동신호에 의해 구동되는 광 스캐너를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 얼라인먼트 제어부는, 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 수신부와, 수신된 화소 얼라인먼트 요청 신호에 따라, 사용자가 얼라인먼트하고자 하는 영상을 선택할 수 있도록 영상 선택창을 제공하는 영상 선택창 제공부와, 영상의 선택 순서에 따라, 제 1 연산부 및 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 얼라인먼트 제어부는, 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 수신부와, 화소 얼라인먼트 요청 신호에 따라, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정하는 얼라인먼트 순서 결정부와, 결정된 얼라인먼트 순서에 따라, 제 1 연산부 및 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이 및 그의 영상 왜곡 보정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 각 컬러 영상에 대한 화소 얼라인먼트를 수행하여 각 컬러 영상에 대한 영상 왜곡이 발생하면, 왜곡 보정 함수를 이용하여 각 컬러 영상에 대한 왜곡 보정을 얼라인먼트와 동시에 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명은 간단하고 편리하게 얼라인먼트 및 그에 따른 왜곡 보정을 수행할 수 있으므로, 복잡한 회로 구현이 필요 없다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이를 보여주는 도면
도 2는 도 1의 왜곡 보정부를 보여주는 도면
도 3은 도 2의 얼라인먼트 제어부의 제 1 실시예를 보여주는 도면
도 4는 도 2의 얼라인먼트 제어부의 제 2 실시예를 보여주는 도면
도 5는 본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 6은 적색 영상과 녹색 영상의 얼라인먼트가 일치하지 않는 것을 보여주는 도면
도 7은 적색 영상과 녹색 영상의 얼라인먼트 보정을 설명하기 위한 타이밍도
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이를 보여주는 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 동기 신호 생성부(100), 구동부(102), 광 스캐너(104), 왜곡 보정부(106)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 동기 신호 생성부(100)는 입력되는 영상 신호로부터 수평 및 수직 동기신호를 생성하고, 구동부(102)는 생성된 수평 및 수직 동기 신호에 따라, 광 스캐너(104)를 구동하기 위한 구동신호를 생성한다.
그리고, 광 스캐너(104)는 MEMS(micro-electro-mechenical system) 스캐너로서, 90도 위상 쉬프트(phase shift)하는 구동신호에 의해 공진 구동한다.
다음, 왜곡 보정부(106)는 영상의 화소 얼라인먼트를 위해 구동부(102)를 제어하고, 동시에 얼라인먼트되는 영상의 왜곡 보정을 위해 구동부(102)를 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 왜곡 보정부(106)는 왜곡 보정 함수 X' = f(x, y), Y' = g(x, y), 여기서, x는 화소의 x 좌표값, y는 화소의 y 좌표값,을 이용하여 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 연산하고, 연산된 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑함으로써, 얼라인먼트되는 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 왜곡 보정부를 상세히 보여주는 도면으로서, 왜곡 보정부는 도 2에 도시된 바와 같이, 얼라인먼트 제어부(200), 제 1 연산부(202), 제 2 연산부(204), 맵핑부(206)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 얼라인먼트 제어부(200)는 외부의 요청 신호에 따라, 영상의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image) 중 어느 하나를 선택하는 역할을 수행한다.
얼라인먼트 제어부(200)는 2가지의 타입으로 구성될 수 있다.
첫 번째 타입은 사용자가 직접 얼라인먼트하기 위한 영상을 선택하고, 얼라인먼트 조정 버튼을 사용하여, 선택된 영상을 스크린에 디스플레이된 화면의 액티브 영역(active area)으로 이동시켜 얼라인먼트시키는 수동 방식이다.
그리고, 두 번째 타입은 디스플레이 장치 자체에서 자동으로 얼라인먼트를 위한 영상의 우선 순위를 결정하고, 결정된 순서에 따라, 선택된 영상을 스크린에 디스플레이된 화면의 액티브 영역(active area)으로 이동시켜 얼라인먼트시키는 자동 방식이다.
도 3은 수동방식인 얼라인먼트 제어부를 보여주는 도면으로서, 얼라인먼트 제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부(300), 영상 선택창 제공부(302), 제어부(304)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 수신부(300)는 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하고, 영상 선택창 제공부(302)는 수신부(300)로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호가 수신되면, 사용자가 얼라인먼트하고자 하는 영상을 선택할 수 있도록 영상 선택창을 제공하는 역할을 수행한다.
그리고, 제어부(304)는 사용자가 선택하는 영상의 선택 순서에 따라, 제 1 연산부(202) 및 구동부(102)를 제어하는 역할을 수행한다.
도 4는 자동방식인 얼라인먼트 제어부를 보여주는 도면으로서, 얼라인먼트 제어부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수신부(300), 얼라인먼트 순서 결정부(306), 제어부(304)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 수신부(300)는 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하고, 얼라인먼트 순서 결정부(306)는 수신부(300)로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호가 수신되면, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 얼라인먼트 순서 결정부(306)는 영상의 디스플레이 위치 및 디스플레이 시간 중 어느 하나에 의해 얼라인먼트 순서를 결정할 수 있다.
즉, 얼라인먼트 순서 결정부(306)는 구동부(102)의 구동신호로부터, 현재 디스플레이되는 영상의 수직 및 수평 동기신호를 참조하여, 디스플레이 영역 중 액티브 영역에 가장 가깝게 위치하는 영상을 선순위로 결정하고, 가장 멀게 위치하는 영상을 후순위로 결정할 수 있다.
그 이유는, 액티브 영역에 가깝게 위치하는 영상이 멀게 위치하는 영상보다 왜곡 보정 좌표값에 대한 연산이 더 빠르기 때문에, 연산부의 구동 특성상, 빠른 연산을 먼저 수행함으로써, 영상 왜곡 보정에 대한 전체적인 연산 시간을 줄일 수 있기 때문이다.
또한, 얼라인먼트 순서 결정부(306)는 구동부(102)의 구동신호를 참조하여, 가장 먼저 디스플레이되는 영상을 선순위로 결정하고, 가장 나중에 디스플레이되는 영상을 후순위로 결정할 수 있다.
그 이유는, 적색, 녹색, 청색 영상이 모두 디스플레이되기를 기다리지 않고, 먼저 디스플레이되는 영상에 대한 화소 좌표값을 연산함으로써, 영상 왜곡 보정에 대한 연산 시간을 줄일 수 있기 때문이다.
다음, 제어부(304)는 결정된 얼라인먼트 순서에 따라, 제 1 연산부(202) 및 구동부(102)를 제어하는 역할을 수행한다.
한편, 제 1 연산부(202)는 얼라인먼트 제어부(200)의 제어신호에 따라, 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값을 연산한다.
여기서, 제 1 연산부(202)는, 구동부(102)로부터 수직 및 수평 동기 신호를 참조하여, 선택된 영상의 화소 수를 카운트하여 화소 좌표값 x를 연산하고, 선택된 영상의 라인 수를 카운트하여 화소 좌표값 y를 연산할 수 있다.
이어, 제 2 연산부(204)는 제 1 연산부(202)에서 연산된 화소 좌표값에 상응하는 왜곡 보정 좌표값을 연산하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 제 2 연산부(204)는, 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy), 여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값,을 이용하여 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 연산할 수 있다.
다음, 맵핑(mapping)부(206)는 제 2 연산부(204)에서 연산된 왜곡 보정 좌표값을 맵핑하는 역할을 수행한다.
이때, 맵핑부(206)는 바이-리니어 인터폴레이션 알고리즘(bi-linear interpolation algorithm) 등과 같은 좌표 변환 알고리즘을 사용할 수 있다.
그리고, 구동부(102)는 얼라인먼트 제어부(200)의 제어신호에 따라, 선택된 영상을 얼라인먼트하도록 구동신호를 생성하여 광 스캐너(104)를 구동시키고, 맵핑된 왜곡 보정 좌표값에 따라, 얼라인먼트되는 영상의 왜곡을 보정하도록 구동신호를 생성하여 광 스캐너(104)를 구동시킨다.
이와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법은 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 동기 신호 생성부(100)는 입력되는 영상의 수직 및 수평 동기 신호를 생성하고, 구동부(102)는 생성된 동기 신호에 따라 광 스캐너(104)를 구동하기 위한 구동신호를 생성하며, 광 스캐너(104)는 구동신호에 따라, 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image)을 포함하는 화면(picture)을 스크린에 디스플레이한다.
이어, 왜곡 보정부(106)는 화면의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나가 선택되었는지를 확인하고, 구동부(102)를 제어하여 영상을 얼라인먼트시킨다.(S11)
여기서, 왜곡 보정부(106)는 먼저 수신부(300)를 통해, 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하고, 영상 선택창 제공부(302)에서 제공된 창을 통해 사용자가 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 얼라인먼트하고자 하는 영상을 선택하였는지를 확인한 다음, 제어부(304)를 통해 선택된 영상을 얼라인먼트하도록 구동부(102)를 제어한다.
또한, 왜곡 보정부(106)는 다른 실시예로서, 수신부(300)를 통해 사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하고, 얼라인먼트 순서 결정부(306)을 통해 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정한 다음, 제어부(304)를 통해 결정된 순서에 따라, 영상을 얼라인먼트하도록 구동부(102)를 제어한다.
이때, 얼라인먼트 순서는 영상의 디스플레이 위치 및 디스플레이 시간 중 어느 하나에 의해 결정될 수 있다.
예를 들면, 얼라인먼트 순서는 위치상, 디스플레이 영역 중 액티브 영역에 가장 가깝게 위치하는 영상을 가장 먼저 얼라인먼트시킬 수 있으며, 시간상, 가장 먼저 디스플레이되는 영상을 가장 먼저 얼라인먼트시킬 수도 있다.
이와 같이, 선택된 영상이 얼라인먼트되면, 얼라인먼트가 수행된 해당 영상은 수평 및 수직적으로 영상 왜곡이 발생한다.
따라서, 왜곡 보정부(106)는 제 1 연산부(202)를 통해, 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값 x, y를 연산한다.(S12)
여기서, 제 1 연산부(202)는 구동부(102)의 수직 및 수평 동기 신호를 참조하여 화소 좌표값 x, y를 연산할 수 있다.
화소 좌표값 x는 화소 수일 수 있고, 화소 좌표값 y는 라인 수일 수 있다.
다음, 왜곡 보정부(106)는 제 2 연산부(204)를 통해, 얼라인먼트되는 영상에 상응하는 화소 좌표값 x + dx, y + dy (여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값)를 연산한다.(S13)
여기서, 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'는 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy)를 이용하여 구할 수 있다.
이어, 왜곡 보정부(106)는 맵핑부(206)를 통해, 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑하여 왜곡 보정 좌표값을 변환한다.
여기서, 맵핑부(206)는 바이-리니어 인터폴레이션 알고리즘(bi-linear interpolation algorithm) 등과 같은 좌표 변환 알고리즘을 사용하여, 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑할 수 있다.
그리고, 구동부(102)는 맵핑된 왜곡 보정 좌표값에 따라, 구동신호를 생성하여 광 스캐너(104)를 구동시킴으로써, 얼라인먼트되는 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 각 컬러 영상에 대한 화소 얼라인먼트 수행과 동시에 왜곡 보정 함수를 이용하여 각 컬러 영상에 대한 왜곡 보정을 수행함으로써, 각 컬러 영상에 대한 왜곡 특성에 적합하게 보정할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예로서, 적색 영상과 녹색 영상의 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6은 적색 영상과 녹색 영상의 얼라인먼트가 일치하지 않는 것을 보여주는 도면이고, 도 7은 적색 영상과 녹색 영상의 얼라인먼트 보정을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 화면의 적색 영상과 녹색 영상의 얼라인먼트가 일치하지 않는 경우, 얼라인먼트 제어부(200)는 얼라인먼트를 수행하고자 하는 적색 영상을 선택한다.
그리고, 얼라인먼트 제어부(200)는 구동부(102) 및 제 1 연산부(202)를 동시에 제어하여, 구동부(102)를 통해, 적색 영상을 녹색 영상에 얼라인먼트되도록 이동시키고, 제 1 연산부(202)를 통해, 적색 영상의 화소 좌표값을 구한다.
이어, 얼라인먼트 제어부(200)는 제 2 연산부(204)를 통해, 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy)를 이용하여 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 구한다.
여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값이다.
이와 같이, 구해진 왜곡 보정 좌표값을 맵핑에 의해 변환하면, 적색 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.
다시 말해, 도 9와 같이, 얼라인먼트 제어부(200)는 적색 영상의 얼라인먼트를 위해, 적색 영상의 데이터 인에이블(data enable) 구간을 수직 및 수평으로 딜레이(delay)시킬 수 있다.
이와 같이, 얼라인먼트된 적색 영상은 수직 및 수평적으로 영상 왜곡이 발생하게 된다.
따라서, 발생된 영상 왜곡은 왜곡 보정 함수에 의해 연산된 왜곡 보정 좌표값을 통해 보정될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 왜곡 보정부는 얼라인먼트 제어부를 통해, 화면을 구성하는 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 기준 영상으로 결정하고, 나머지 영상을 제 1, 제 2 비교 영상으로 결정할 수 있다.
그리고, 왜곡 보정부는 기준 영상에 제 1, 제 2 비교 영상을 얼라인먼트하도록 구동부를 제어할 수도 있다.
이어, 왜곡 보정부는 제 1, 제 2 비교 영상이 얼라인먼트하여 발생되는 영상 왜곡을 보정하기 위해, 제 1, 제 2 연산부 및 맵핑부를 제어함으로써, 왜곡 보정 함수를 이용한 영상 왜곡 보정값을 산출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 각 컬러 영상에 대한 화소 얼라인먼트를 수행하여 각 컬러 영상에 대한 영상 왜곡이 발생하면, 왜곡 보정 함수를 이용하여 각 컬러 영상에 대한 왜곡 보정을 얼라인먼트와 동시에 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명은 간단하고 편리하게 얼라인먼트 및 그에 따른 왜곡 보정을 수행할 수 있으므로, 복잡한 회로 구현이 필요 없다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
본 발명은 레이저 프로젝션 디스플레이에 적용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image)을 포함하는 화면(picture)을 디스플레이하는 단계;
    상기 화면의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계;
    상기 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값 x + dx, y + dy (여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값)를 구하는 단계;
    상기 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 구하는 단계; 그리고
    상기 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 맵핑하여 상기 선택된 영상의 왜곡을 보정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화소 좌표값 x + dx, y + dy에 상응하는 왜곡 보정 좌표값 X', Y'는 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy)를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상의 왜곡을 보정하는 단계는 좌표 변환 알고리즘을 사용하여, 상기 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 매핑하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 좌표 변환 알고리즘은 바이-리니어 인터폴레이션 알고리즘(bi-linear interpolation algorithm)인 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 화면의 화소 얼라인먼트를 위해, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계는,
    상기 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 얼라인먼트하고자 하는 영상이 선택되었는지를 확인하는 단계;
    상기 얼라인먼트하고자 하는 영상이 선택되었다면, 상기 선택된 영상을 얼라인먼트하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 화면의 화소 얼라인먼트를 위해, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 단계는,
    상기 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정하는 단계;
    상기 결정된 순서에 따라, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 얼라인먼트하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 순서를 결정하는 단계에서,
    상기 얼라인먼트 순서는 상기 영상의 디스플레이 위치 및 디스플레이 시간 중 어느 하나에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 순서는 위치상, 디스플레이 영역 중 액티브 영역에 가장 가깝게 위치하는 영상을 가장 먼저 얼라인먼트시키는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 순서는 시간상, 가장 먼저 디스플레이되는 영상을 가장 먼저 얼라인먼트시키는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 화소 좌표값 x는 화소 수이고, 상기 화소 좌표값 y는 라인 수인 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이의 영상 왜곡 보정 방법.
  11. 스크린에 적색 영상(red image), 녹색 영상(green image), 청색 영상(blue image)을 스캐닝하는 레이저 프로젝션 디스플레이에 있어서,
    외부의 요청 신호에 따라, 상기 영상의 화소 얼라인먼트(pixel alignment)를 위해, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상 중 어느 하나를 선택하는 얼라인먼트 제어부;
    상기 얼라인먼트 제어부의 제어신호에 따라, 상기 선택된 영상에 상응하는 화소 좌표값을 연산하는 제 1 연산부;
    상기 제 1 연산부에서 연산된 화소 좌표값에 상응하는 왜곡 보정 좌표값을 연산하는 제 2 연산부;
    상기 제 2 연산부에서 연산된 왜곡 보정 좌표값을 맵핑하는 맵핑부;
    상기 얼라인먼트 제어부의 제어신호에 따라, 상기 선택된 영상을 얼라인먼트하고, 상기 맵핑된 왜곡 보정 좌표값에 따라, 상기 얼라인먼트되는 영상의 왜곡을 보정하여 구동신호를 생성하는 구동부; 그리고,
    상기 구동신호에 의해 구동되는 광 스캐너를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 제어부는,
    사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 화소 얼라인먼트 요청 신호에 따라, 상기 사용자가 얼라인먼트하고자 하는 영상을 선택할 수 있도록 영상 선택창을 제공하는 영상 선택창 제공부;
    상기 영상의 선택 순서에 따라, 상기 제 1 연산부 및 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 제어부는,
    사용자로부터 화소 얼라인먼트 요청 신호를 수신하는 수신부;
    상기 화소 얼라인먼트 요청 신호에 따라, 상기 적색 영상, 녹색 영상, 청색 영상에 대한 얼라인먼트 순서를 결정하는 얼라인먼트 순서 결정부;
    상기 결정된 얼라인먼트 순서에 따라, 상기 제 1 연산부 및 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 순서 결정부는 디스플레이 영역 중 액티브 영역에 가장 가깝게 위치하는 영상 순서대로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 순서 결정부는 가장 먼저 디스플레이되는 영상 순서대로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 연산부는, 상기 선택된 영상의 화소 수를 카운트하여 화소 좌표값 x를 연산하고, 상기 선택된 영상의 라인 수를 카운트하여 화소 좌표값 y를 연산하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 연산부는, 왜곡 보정 함수 X' = f(x + dx, y + dy), Y' = g(x + dx, y + dy), 여기서, x는 얼라인먼트 전의 x 좌표값, y는 얼라인먼트 전의 y 좌표값, dx는 얼라인먼트 후 가변된 x 좌표값, dy는 얼라인먼트 후 가변된 y 좌표값,을 이용하여 상기 왜곡 보정 좌표값 X', Y'를 연산하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 디스플레이.
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