KR102210710B1 - 레이저 디스플레이 장치 및 레이저 디스플레이 장치의 동작방법 - Google Patents

레이저 디스플레이 장치 및 레이저 디스플레이 장치의 동작방법 Download PDF

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Abstract

레이저 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법이 개시된다. 본 발명의 실시예들은, 적어도 하나의 레이저 빔을 방출하도록 형성되는 복수의 광원부와; 상기 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아, 복수의 반사된 레이저 빔을 생성하여 스크린에 스캐닝하는 스캐닝부와; 상기 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 따른 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표의 편차를 기초로, 상기 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

레이저 디스플레이 장치 및 레이저 디스플레이 장치의 동작방법{LAYER DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 레이저 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법에 관한 것으로, 특히 복수의 레이저 빔을 사용하는 레이저 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치란 전기신호화된 화상신호를 다시 화상으로 바꾸어 표시하는 장치를 의미한다. 멀티미디어 환경이 급속도로 전파됨에 따라, 이러한 디스플레이 장치의 대형화 및 고화질화가 요구되며, 최근에는 보다 높은 휘도, 해상도와 자연스러운 자연색의 구현이 중요시되고 있다. 이러한 디스플레이 장치의 한 예로, 프로젝션 타입의 레이저 디스플레이 장치가 있다.
프로젝션 타입의 레이저 디스플레이 장치는, 스크린에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 레이저빔을 주사하여 스크린에 영상을 투영시키는 디스플레이 장치로서, 이러한 레이저 디스플레이 장치는 광의 세기가 큰 레이저를 광원으로 이용함으로써 콘트라스트(contrast)가 높은 선명한 영상을 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.
그러나, 이러한 레이저 디스플레이 장치는, 일반적으로 광원과 스크린이 일정거리만큼 떨어져 있기 때문에, 즉 변환된 광학 신호를 직사각형 형태의 스크린에 투사하는 과정에서 광원과 스크린과의 광학적인 광로 차이로 인하여 다른 디스플레이 장치에 비하여 휘도가 떨어지는 문제가 있다. 특히, 스크린 뒤에서 영상을 투사하는 리어 스크린(rear screen)의 경우는 휘도가 더욱 떨어진다.
이를 해결하기 위한 방안으로, 광원을 형성하는 레이저 다이오드의 출력을 높여서 사용하게 되면 레이저 다이오드의 수명이 단축되는 단점이 있다. 이에, 다수의 레이저 빔을 사용하여 영상의 휘도를 향상시키고자 하는 경우, 다수의 레이저 빔을 하나로 수렴시키기가 어려워서, 스크린에 다수의 어긋난 영상이 겹쳐져서 출력되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명의 일 목적은, 영상의 휘도를 높이기 위해 다수의 레이저 빔을 사용하는 경우, 좌표의 편차를 이용하여 레이저 빔의 간격으로 인해 어긋난 영상을 보정할 수 있도록 구현한 레이저 디스플레이 장치 및 레이저 디스플레이 장치의 동작방법을 제공하는 데 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 레이저 빔을 방출하도록 형성되는 복수의 광원부와; 상기 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아, 복수의 반사된 레이저 빔을 생성하여 스크린에 스캐닝하는 스캐닝부와; 상기 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 따른 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표의 편차를 기초로, 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 편차를 기초로, 상기 스캐닝부의 스캐닝 속도에 의하여 왜곡된 복수의 영상의 각 영상에 대응되는 수평 라인의 얼라이먼트를 조절하고, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리에 의하여 왜곡된 복수의 영상을 각각 시프트(shift)하여 서로 겹쳐지도록 얼라이먼트를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 편차의 크기에 비례하여 상기 복수의 영상에 적용시킬 각 시프트(shift) 값을 다르게 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 편차의 크기는, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 가까울수록 작아지고, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 멀수록 커지는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 스캐닝부는, 각각 다수의 레이저 다이오드를 사용하는 복수의 화이트 레이저 빔을 스캐닝하여, 상기 스크린에 메쉬(Mesh) 형상의 패턴을 갖는 영상이 투영되도록 하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 편차를 기초로, 제1 화이트 레이저 빔에 대응되는 제1영상과 제2 화이트 레이저 빔에 대응되는 제2영상이 기설정된 기준 메쉬 패턴에 겹쳐지도록 각 영상의 얼라이먼트를 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 동작방법은, 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아 복수의 반사된 레이저 빔을 스크린에 스캐닝하는 단계와; 상기 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 대응되는 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표의 편차를 산출하는 단계와; 그리고 상기 산출된 편차를 기초로, 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계를 포함하여 이루어진다.
일 실시예에서, 상기 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계는,상기 편차를 기초로, 상기 스캐닝부의 스캐닝 속도에 의하여 상기 각 영상에 대응되는 수평 라인의 얼라이먼트를 조절하고, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리에 의하여 상기 왜곡된 복수의 영상을 시프트(shift)하여 상기 왜곡된 복수의 영상이 서로 일치하도록 보정하는 단계인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 왜곡된 복수의 영상이 서로 일치하도록 보정하는 단계는, 상기 편차의 크기에 비례하여 상기 복수의 영상에 적용될 각 시프트(shift) 값을 다르게 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 가까울수록 상기 시프트 값을 작게 조절하고, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 멀수록 상기 시프트 값을 크게 조절하여 영상의 얼라이먼트를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 반사된 레이저 빔을 스크린에 스캐닝하는 단계는, 각각 다수의 레이저 다이오드를 사용하는 복수의 화이트 레이저 빔을 상기 스크린에 스캐닝하여, 메쉬(Mesh) 형상의 패턴을 갖는 영상이 투영되도록 하는 단계인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계는, 제1 화이트 레이저 빔에 대응되는 제1영상과 제2 화이트 레이저 빔에 대응되는 제2영상이, 상기 편차를 기초로 기설정된 기준 메쉬 패턴에 겹쳐지도록 각 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계인 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 레이저 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법에 의하면, 입력된 영상 데이터의 동기신호와 출력된 영상의 좌표 편차를 이용하여 복수의 레이저 빔에 의하여 투영되는 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정함으로써, 왜곡이 없는 휘도 향상된 영상을 볼 수 있다. 그에 따라, 레이저 빔을 추가할수록 영상의 휘도가 더욱 향상된 영상을 얻게 되는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 개략적인 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 복수의 레이저 빔을 사용하는 경우, 스캐닝 속도에 따른 영상 왜곡과 복수의 레이저 빔간의 이격거리에 따른 영상 왜곡을 보여주는 도면이다
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 세부 구성을 보인 블록도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치에 의하여, 왜곡된 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 동작방법의 예시 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치에 의하여 왜곡이 보정된 휘도 향상된 영상을 보인 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 복수의 레이저 빔이 스크린에 스캐닝되는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치는, 예를 들어, 헤드-업 디스플레이 장치, 핸드헬드 프로젝션 디바이스, 레이저 기반의 프로젝션 디바이스, 리쏘그래피(lithography) 등에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 개략적인 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 디스플레이 장치는, 적어도 복수의 광원(10a, 10b)으로부터 출력되는 복수의 레이저 빔이, 스캐너(20)의 미러(미도시)에 수렴되면, 스캐너(20)는 반사된 복수의 레이저 빔을 스크린(30)에 스캐닝한다. 그에 따라, 복수의 레이저 빔에 대응되는 영상이 스크린(30)에 투영된다.
여기서, 상기 미러(mirror)는, 상기 스캐너(20)에 입사되는 레이저 빔을 편향시키기 위한 엘리먼트로서, 예를 들어 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러일 수 있다. MEMS 미러는 스캐너(20)에 입사된 레이저 빔이 원하는 곳으로 편향되도록, 제어 신호에 따라 하나 또는 두 개의 축에서 피봇(pivot)하도록 형성된다. 이와 같이 반사된 레이저 빔은 스크린(30)(또는, 광 센서나, 보는 이의 눈 안)에 투사된다.
한편, 복수의 광원(10a, 10b)은, 도 1에 도시된 것처럼, 두 개의 적색(R) 레이저 다이오드(R1, R2)와, 두 개의 녹색(G) 레이저 다이오드(G1, G2)와, 하나의 청색(B) 레이저 다이오드(B1)를 구비한 제1 색조합기(10a)와, 마찬가지로 두 개의 적색(R) 레이저 다이오드(R3, R4)와, 두 개의 녹색(G) 레이저 다이오드(G3, G4)와, 하나의 청색(B) 레이저 다이오드(B2)를 구비한 제2 색조합기(10b)로 구성될 수 있다.
이러한 복수의 색 조합기의 구성에 의하여, 각 R/G/B 발광 소자에 대응되는 레이저 빔이 제1 및 제2 색조합기(10a, 10b)에 의하여 각각 3개씩, 총 6개의 레이저 빔이 방출되거나, 또는 총 2개의 화이트 빔이 방출될 수 있다. 여기서는, 영상의 휘도를 높이기 위하여, 분리된 레이저 빔의 수가 보다 적은 화이트 빔을 사용하였다.
이와 같이, 복수의 광원(10a, 10b)으로부터 각각 방출되는 복수의 화이트 빔이 스캐너(20)에 입사되고, 스캐너(20)가 복수의 화이트 빔을 반사시켜서 스크린(30)에 스캐닝하는 경우, 스캐너(20)의 스캐닝 속도와 복수의 화이트 빔 간의 물리적 간격으로 인하여, 복수의 어긋나 화면이 스크린(30)에 출력된다.
도 2a 및 도 2b는 이와 같이 복수의 레이저 빔을 사용하는 경우, 스캐닝 속도에 따른 영상 왜곡과 복수의 레이저 빔간의 이격거리에 따른 영상 왜곡을 각각 보여주는 도면이다.
구체적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 도 1의 스캐너(20)가 스크린(30)에 레이저 빔을 스캐닝하는 경우, 일반적으로 지그재그 형상을 그리면서 스캐닝하므로, 스크린의 중앙 및 중앙과 가까운 영역에서는 스캐닝의 속도가 빠르고, 스캐닝 방향이 전환되는 가장자리 영역에서는 스캐닝의 속도가 느려지게 된다. 이에 의하여, 2a에 도시된 바와 같이, 스크린의 중앙 및 중앙과 가까운 영역에서 많은 수의 픽셀이 존재하게 되어 영상이 와이드(wide)해지고, 반면 스캐닝 방향이 전환되는 가장자리 영역에서는 보다 적은 수의 픽셀이 존재하게 되어 영상이 좁아지게 된다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 1의 복수의 광원(10a, 10b)으로부터 각각 방출되는 복수의 화이트 빔의 간격에 의하여 스크린(30)에 복수의 어긋나 영상이 투명된다. 즉, 제1 화이트 빔(예, 왼쪽 빔)에 대응되는 제1영상과 제2 화이트 빔(예, 오른쪽 빔)에 대응되는 제2영상이 스크린(30)의 활성화(Active) 영역에 서로 어긋나게 출력된다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치는 스캐너(20)의 스캐닝 속도의 변화에 따른 영상 왜곡과, 복수의 레이저 빔 간의 간격에 따른 영상 왜곡을 보정하여 휘도 향상된 하나의 영상을 출력할 수 있도록 구현되었다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 세부 구성을 보인 블록도이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치는 적어도 복수의 광원부(310)와, 스캐닝부(320)와, 제어부(330)를 포함하고, 스크린(350)에는 스캐닝부(320)에 의하여 스캐닝된 영상이 투영된다.
한편, 상기 도시된 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐져서 구성되거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.
먼저, 복수의 광원부(310)는, 각각 적어도 하나의 레이저 빔을 방출한다. 이때, 상기 복수의 광원부(광원부1, ... 광원부N)(310)는 각각 다수의 레이저 다이오드를 사용하여 복수의 레이저 빔을 방출하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 광원부(310)는 다수의 블루 레이저 다이오드(Blue Laser Diode)를 구비하여, 약 400 ~ 450nm 파장대의 복수의 레이저 빔(예, 복수의 화이트 빔)을 방출할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, RGB 컬러를 구현하는, 제1 및 제2 화이트 빔을 방출하도록 형성되는 다수의 레이저 다이오드들(R1, R2, R3, R4, G1, G2, G3, G4, B1, B2)을 구비한다.
본 발명의 실시예들에서는, 복수의 광원부(310)에 대응되는 레이저 빔의 개수가 더 많아질수록 휘도가 더욱 향상된 영상을 얻을 수 있다.
스캐닝부(320)는, 상기 복수의 광원부(310)로부터 각각 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아 복수의 반사된 레이저 빔을 생성하도록 형성된다. 상기 스캐닝부(320)는 미러(미도시)를 통해, 상기 입사된 복수의 레이저 빔을 수렴하여 반사시키고, 반사된 복수의 레이저 빔에 의하여 발생하는 여기광 및 산란광을 이용하여 스크린(30)에 영상이 투영되도록 한다.
여기서, 상기 미러(mirror)(미도시), 예를 들어 MEMS 미러는 스캐닝부(320)에 입사되는 복수의 레이저 빔을 편향시킨다. 미러(미도시)에 의하여 반사된 복수의 레이저 빔은 스크린(30)에 투사된다. MEMS 미러는, 입사된 복수의 레이저 빔을 편향시키기 위한 제어신호에 반응하는 어떠한 MEMS 미러도 될 수 있다. 예를 들어, 상기 MEMS 미러는 한 축을 따라 복수의 레이저 빔을 편향시키는 일차원 MEMS 미러일 수도 있고, 또는 두 개의 축을 따라 복수의 레이저 빔을 편향시키는 2차원 MEMS 미러 일 수 있다.
제어부(330)는, 상기 스캐닝부(20)에 의해 스크린(30)에 투사된 복수의 왜곡된 영상을 보정하기 위한, 레이저 디스플레이 장치의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 제어부(330)는 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 따른 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린(30)에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표(이하, '결과 좌표'라 칭함)와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표(이하, '입력 좌표'라 칭함)의 편차를 기초로, 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정한다.
구체적으로, 상기 제어부(330)는, 상기 결과 좌표와 입력 좌표의 편차를 기초로, 상기 스캐닝부(20)의 스캐닝 속도에 의하여 왜곡된 복수의 영상의 각 영상에 대응되는 수평 라인의 얼라이먼트를 조절한다.
또한, 상기 제어부(330)는, 상기 결과 좌표와 입력 좌표의 편차를 기초로, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리에 의하여 왜곡된 복수의 영상을 시프트(shift)하여 서로 겹쳐지도록 얼라이먼트를 보정한다.
이때, 상기 제어부(250)는 상기 좌표의 편차의 크기에 비례하여 상기 복수의 영상에 적용시킬 각 시프트(shift) 값을 다르게 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 가까울수록 상기 좌표의 편차가 작으므로 시프트(shift) 값을 작게 조절한다. 반면, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 멀수록 상기 좌표의 편차가 커지므로 시프트(shift) 값을 크게 적용하여 어긋난 영상의 얼라이먼트를 보정한다.
도 3b는 이와 같은 제어부(330)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(330)에 스크린(30)에 투영된 영상에 대응되는 입력 동기 신호를 수신하고, 수신된 입력 동기 신호를 좌표 변환하여, 스크린(30)에 투영되는 영상 데이터에 대응되는 좌표(X, Y)와 원래 영상 데이터에 대응되는 좌표(x, y)의 편차를 산출한다.
또한, 상기 제어부(330) 스크린(30)에 투영된 왜곡된 복수의 영상에서, 스캐닝 속도에 의한 각 영상의 왜곡을 보정하기 위한 픽셀 시프트 데이터(pixel shift data)를 수신하여 픽셀 캘리브레이션(pixel calibration)을 수행한다. 이러한 픽셀 캘리브레이션의 수행 결과는, 스크린(30)에 투영된 복수의 영상들의 각 영상에 대한 수평 및 수직 라인의 얼라이먼트를 조정한다(1차 보정).
또한, 이러한 픽셀 캘리브레이션의 수행 결과는, 스크린(30)에 투영되는 영상 데이터에 대응되는 좌표(X, Y)와 원래 영상 데이터에 대응되는 좌표(x, y)의 편차를 산출하기 위한 입력 데이터 시프트(Input data shift)로 입력된다. 그에 따라, 영상 데이터에 대응되는 좌표(X, Y)와 원래 영상 데이터에 대응되는 좌표(x, y)의 편차가 산출되고, 산출된 편차를 기초로 상기 1차 보정된 복수의 어긋난 영상들이 서로 겹쳐지도록 시프트(shift)된다(2차 보정). 다음의 수학식1은 이와 같이 왜곡된 영상을 보정하기 위하여 적용되는 함수이다.
Figure 112013099747903-pat00001
여기서, X, Y는 스크린(30)에 투영된 영상에 대응되는 좌표값들(즉, 결과 좌표)이고, x, y는 원 영상 데이터에 대응되는 좌표값들(즉, 입력 좌표)을 나타낸다. 또한,
Figure 112013099747903-pat00002
(x, y),
Figure 112013099747903-pat00003
(x, y)는 입력과 출력간의 관계를 나타내는 전달함수이다.
계속해서, 상기 제어부(330)는 산출된 편차에 대응되는 제어신호를 스캐닝부(20)에 전달하여, MEMS 미러 등의 구동각을 조절하거나 또는 복수의 반사된 레이저 빔의 출력 타이밍 등을 조절하고, 그에 따라 보상된 이미지가 스크린(30)에 출력되도록 한다. 또한, 상기 제어부(330)에 보상 결과에 대응되는 피드백(feed-back)을 스캐닝부(20)로부터 수신할 수 있다.
한편, 상기 스캐닝부(20)는, 각각 다수의 레이저 다이오드를 사용하는 복수의 화이트 레이저 빔을 스캐닝하여, 스크린(30)에 메쉬(Mesh) 형상의 패턴을 갖는 영상이 투영되도록 할 수 있다.
이러한 경우, 상기 제어부(330)는 상기 결과 좌표와 입력 좌표의 편차를 기초로, 제1 화이트 레이저 빔에 대응되는 제1영상과 제2 화이트 레이저 빔에 대응되는 제2영상이 기설정된 기준 메쉬 패턴에 겹쳐지도록 각 영상의 얼라이먼트를 보정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1영상이 기준 메쉬 패턴의 위치에서 (+)방향으로 Δｘa만큼 어긋난 경우(또는, 틀어진 경우), 상기 제어부(330)는 상기 제1영상이 현재 위치에서 Δｘa만큼 (-)방향으로 시프트(shift)된 위치에 투영되도록 상기 스캐닝부(20)에 대응되는 구동신호(예, 제1 구동신호)를 전달한다. 그리고, 상기 제2영상이 기준 메쉬 패턴의 위치에서 (-)방향으로 Δｘb만큼 어긋난 경우(또는, 틀어진 경우), 상기 제어부(330)는 상기 제2영상이 현재 위치에서 Δｘb만큼 (+)방향으로 시프트(shift)된 위치에 투영되도록 상기 스캐닝부(20)에 대응되는 구동신호(예, 제2 구동신호)를 출력할 수 있다.
이하에서는, 도 4a 내지 도 4d와 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치에 의하여 왜곡된 영상을 보정하는 방법의 구체적인 예시를 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치에 의하여, 왜곡된 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치의 동작방법의 예시 흐름도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 디스플레이 장치는, 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아, 복수의 반사된 레이저 빔을 스크린에 스캐닝한다(S510).
이때, 복수의 레이저 빔이 스크린에 스캐닝될 때, 스캐닝 속도의 변화로 인하여 수평 픽셀 라인이 왜곡된 영상이 출력된다. 예를 들어, 도 4c에서와 같이, 스캐너가 스크린에서 수평으로 움직임에 따라, 도 4v에 도시된 바와 같이, 시간(time) 경과에 따라, 스캐너의 위치에 대응되는 픽셀의 위치를 알 수 있다. 즉, 도 4b에서 스크린의 중앙 위치에서 스캐닝 속도가 최대가 되고, 스크린의 양 사이드에서는 스캐닝 방향이 전환됨에 따라 스캐닝 속도가 감소된다. 이러한 스캐닝 속도는 총 활성화 픽셀(Active pixel)을 총 스캐닝 시간으로 나누어서 획득할 수 있다. 이와 같이, 스캐너의 위치에 대응되는 픽셀의 위치를 알면 보정할 수평 픽셀 라인의 위치를 결정할 수 있다. 보정할 수평 픽셀 라인의 위치를 결정되면, 상기 제어부(330)는 대응되는 보정 제어신호를 스캐닝부(20)에 전달하여, 구동각 등을 조절함으로써, 도 4a에 도시된 바와 같이 각 영상의 수평 픽셀 라인이 균일하게 보정될 수 있다.
또한, 스크린에는 복수의 반사된 레이저 빔간의 간격으로 인하여 복수의 어긋난 영상들이 출력된다.
이에, 제어부(330, 도 3a)는 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 대응되는 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린(30)에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표(즉, 출력 좌표)와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표(즉, 입력 좌표)의 편차를 산출한다(S520).
계속해서, 제어부(330)는 상기 산출된 편차를 기초로, 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정한다(S530).
구체적으로, 상기 제어부(330)는 상기 산출된 편차를 기초로, 스캐닝 속도에 의하여 왜곡된 상기 각 영상에 대응되는 수평 라인의 얼라이먼트를 조절한다. 그리고, 상기 제어부(330)는 상기 산출된 편차를 기초로, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리에 의하여 왜곡된 복수의 영상을 시프트(shift)하여서 복수의 영상이 서로 일치되게 겹쳐지도록 보정한다. 예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 오른쪽으로 편향된 빔에 대응되는 제1영상은 원 영상과의 편차만큼 왼쪽 방향으로 시프트(shift)하여 출력시키고, 왼쪽으로 편향된 빔에 대응되는 제2영상은 원 영상과의 편차만큼 오른쪽 방향으로 시프트(shift)하여 출력시킴으로써, 왜곡된 영상의 보상 이미지를 생성한다.
이때, 복수의 영상에 적용되는 시프트 값은, 어느 하나의 영상(예, 제1영상)에 대응되는 메쉬 패턴에 다른 영상들(예, 제2영상, 제3영상,,,)의 메쉬 패턴들을 겹쳐지도록 하는 것에 대응될 수 있다.
여기서, 상기 메쉬 패턴은 사각형 형태의 메쉬 패턴뿐만 아니라, 원, 삼각형 등의 다각형상 내에 메쉬 패턴을 구비할 수 있다. 또한, 여기서, 상기 제1영상은 시간적으로 가장 먼저 도달한 레이저 빔에 대응되는 영상일 수 있다.
또는, 복수의 영상에 적용되는 시프트 값은, 기설정된 기준 메쉬 패턴(초기에 미리 설정될 수 있음)위에 어긋난 모든 영상들(예, 제1영상, 제2영상, 제3영상,,,)의 메쉬 패터들이 겹쳐지도록 하는 것에 대응될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이 장치에 의하여 보정된 휘도 향상된 영상을 보인 도면이다. 복수의 반사된 레이저 빔에 대응되는, 수평 픽셀 라인이 보정된 제1영상(도 6의 왼쪽 위 도면) 및 제2영상(도 6의 오른쪽 위 도면)이 일치되도록 겹쳐짐으로써, 휘도가 보다 향상된 왜곡 없는 영상이 획득되었다. 본 발명에서는 다수의 레이저 다이오드에 대응되는 R/G/B 빔이나 이들의 색조합인 화이트 빔을 추가할수록, 스크린 등에 투영되는 겹쳐진 영상들의 수가 많아지게 되므로, 영상의 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 그것의 동작방법에 의하면, 입력된 영상 데이터의 동기신호와 출력된 영상의 좌표 편차를 이용하여 복수의 레이저 빔에 의하여 투영되는 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정함으로써, 왜곡이 없는 휘도 향상된 영상을 볼 수 있다. 그에 따라, 레이저 빔을 추가할수록 영상의 휘도가 더욱 향상된 영상을 얻게 되는 효과가 제공된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 레이저 빔을 방출하도록 형성되는 복수의 광원부;
    상기 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아, 복수의 반사된 레이저 빔을 생성하여 스크린에 스캐닝 및, 복수의 화이트 레이저 빔을 스캐닝하여 상기 스크린에 메쉬(Mesh) 형상의 패턴을 갖는 복수의 영상을 투영하는 스캐닝부; 및
    상기 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 따른 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표의 편차를 기초로, 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    총 활성화 픽셀(Active pixel)을 총 스캐닝 시간으로 나누어서 스캐닝 속도를 획득하고, 획득된 스캐닝 속도에 근거하여 보정할 수평 픽셀 라인의 위치를 결정 및, 결정된 수평 픽셀 라인의 위치에 대응되는 보정신호에 따라 상기 스캐닝부의 구동각을 조절하여 상기 스캐닝 속도에 의한 왜곡을 보정하며,
    상기 편차를 기초로, 기 설정된 기준 메쉬 패턴에 상기 복수의 영상의 메쉬 패턴들을 겹치도록 상기 영상들 중 적어도 하나를 쉬프트하여 출력하여 복수의 레이저 빔 간의 이격 거리에 따른 왜곡을 보상하는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 편차의 크기에 비례하여 상기 복수의 영상에 적용시킬 각 시프트(shift) 값을 다르게 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 편차의 크기는
    상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 가까울수록 작아지고, 상기 복수의 반사된 레이저 빔간의 이격거리가 멀수록 커지는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준 메쉬 패턴은 상기 복수의 영상 중 제1 영상의 메쉬 패턴이며,
    상기 제1 영상은,
    상기 복수의 영상 중 가장 먼저 상기 스크린에 도달한 레이저 빔에 대응하는 영상임을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 편차를 기초로,
    제1 화이트 레이저 빔에 대응되는 제1영상과 제2 화이트 레이저 빔에 대응되는 제2영상이 기설정된 기준 메쉬 패턴에 겹쳐지도록 각 영상의 얼라이먼트를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치.
  7. 복수의 광원부로부터 방출되는 복수의 레이저 빔을 입력받아 복수의 반사된 레이저 빔을 스크린에 스캐닝하는 단계;
    스캐닝 속도에 의한 왜곡을 보상하는 단계;
    상기 복수의 반사된 레이저 빔의 스캐닝에 대응되는 영상의 왜곡을 보정하기 위해, 상기 스크린에 투영된 복수의 영상에 대응되는 좌표와 상기 복수의 영상의 입력 동기 신호에 대응되는 좌표의 편차를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 편차를 기초로, 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계를 포함하며,
    상기 레이저 빔을 스크린에 스캐닝하는 단계는,
    복수의 화이트 레이저 빔을 스캐닝하여 상기 스크린에 메쉬(Mesh) 형상의 패턴을 갖는 복수의 영상을 투영하는 단계를 더 포함하며,
    상기 스캐닝 속도에 의한 왜곡을 보상하는 단계는,
    총 활성화 픽셀(Active pixel)을 총 스캐닝 시간으로 나누어서 스캐닝 속도를 획득하는 단계;
    획득된 상기 스캐닝 속도에 근거하여 보정할 수평 픽셀 라인의 위치를 결정하는 단계; 및,
    결정된 수평 픽셀 라인의 위치에 근거하여 스캐닝 구동각을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 왜곡된 복수의 영상의 얼라이먼트를 보정하는 단계는,
    상기 편차를 기초로, 기 설정된 기준 메쉬 패턴에 상기 복수의 영상의 메쉬 패턴들을 겹치도록 상기 영상들 중 적어도 하나를 쉬프트하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치의 동작방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영상을 쉬프트하여 출력하는 단계는,
    상기 편차의 크기에 비례하여 서로 다른 크기의 시프트(shift) 값을 적용하는 단계임을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치의 동작방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 기준 메쉬 패턴은 상기 복수의 영상 중 제1 영상의 메쉬 패턴이며,
    상기 제1 영상은,
    상기 복수의 영상 중 가장 먼저 상기 스크린에 도달한 레이저 빔에 대응하는 영상임을 특징으로 하는 레이저 디스플레이 장치의 동작방법.
  12. 삭제
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