KR101658787B1

KR101658787B1 - 주사 진폭 변화에 의한 주사 프로젝터 왜곡 교정

Info

Publication number: KR101658787B1
Application number: KR1020127001345A
Authority: KR
Inventors: 오. 프리만 마크; 디. 파웰 칼톤
Original assignee: 마이크로비젼, 인코퍼레이티드
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2016-09-22
Also published as: EP2454632A4; CN102472956A; JP5632473B2; EP2454632A2; US8111336B2; US20110013097A1; WO2011008386A2; WO2011008386A3; KR20120040194A; EP2454632B1; JP2012533769A

Abstract

간단히, 하나 이상의 실시예들에 따라, 주사빔 프로젝터는 투사면 상에 이미지를 투사하기 위하여 광원(110), 주사 구동 회로(216) 및 주사 플랫폼(114)으로 이루어질 수 있다. 주사 구동 회로는 주사 구동 신호의 진폭을 변화시켜 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 보상함으로써 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정할 수 있다.

Description

주사 진폭 변화에 의한 주사 프로젝터 왜곡 교정{CORRECTING SCANNED PROJECTOR DISTORTION BY VARYING THE SCAN AMPLITUDE}

프로젝터에 의해 투사되는 이미지는 축외 투사(off-axis projection) 및/또는 평평하지 않은 또는 균일하지 않은 투사면 위로의 투사로 인하여 왜곡을 야기한다. 전형적으로, 이러한 투사 왜곡은 이미지를 투사하기에 앞서 비디오 콘텐트를 선-보상(pre-compensating)함으로써 교정될 수 있다. 그러나, 이러한 기법은 이상적이 아닐 수 있다. 왜냐하면, 이러한 방법으로 생성된 비왜곡된 이미지가 스캐너에 의해 유발되는 왜곡된 환경 내에서 새겨짐으로 인해 잠재적인 밝기가 손실될 수 있기 때문이다. 다시 말하면, 투사 왜곡을 줄이기 위하여 비디오를 선-보상함으로써, 광이 오프되는 시간 대 광이 온 되는 시간의 듀티 사이클(duty cycle)이 줄어들고, 그로 인하여 디스플레이의 밝기가 낮아진다. 결과적으로, 사용자는 더 흐릿한 이미지를 경험하거나, 또는 이미지의 밝기를 증가시키는 것이 요구되어 전력을 낭비하게 된다.

투사 왜곡을 교정하기 위한 다른 일반적인 방법은 프로젝터의 전자회로 내에 보간을 구현하여, 이미지 또는 비디오 콘텐트를 투사하기 전에 선-왜곡(pre-distort)하는 것이다. 그럼으로써 투사 후에 이미지는 왜곡되지 않고 나타날 것이다. 이러한 장치에서, 디스플레이 이미지가 직사각형으로 의도되는 것으로 가정할 때, 선-왜곡된 이미지는 결과적으로 비-직사각형의 형상을 가지고, 이것이 이미지 소스의 원래 영역 내에 새겨진다. 결과적으로, 이미지 소스 영역의 일부는 충분히 활용되지 못하고, 최종적인 투사된 이미지 내에서 밝기는 균일하지 않을 것이다.

청구요지는 명세서의 결론부에서 구체적으로 명시하여 명확히 청구한다. 그러나 그러한 요지는 첨부도면을 참조하는 다음과 같은 상세한 설명을 읽어보면 잘 이해될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 주사빔 디스플레이의 도면;
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 주사빔 디스플레이의 전자회로의 블록도;
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른 쌍축(biaxial) 2차원 주사 플랫폼(scanning platform)에 의한 래스터 패턴의 생성을 나타내는 도면;
도 4는 하나 이상의 실시예에 따라 축외 투사의 결과로 투사되는 이미지 내에서 왜곡의 생성을 나타내는 도면;
도 5는 하나 이상의 실시예에 따라 교정될 수 있는 키스톤 왜곡을 나타내는 도면;
도 6은 하나 이상의 실시예에 따라 수평 축의 진폭의 변경을 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 교정하는 것을 나타내는 도면;
도 7은 하나 이상의 실시예에 따라 수직 축의 진폭의 변경을 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 교정하는 것을 나타내는 도면;
도 8은 하나 이상의 실시예에 따라 피드백 루프를 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 발견하고 교정하는 것을 나타내는 도면.
설명의 간략성과 명확성을 위해, 도면에 나타낸 소자들은 실제 크기가 아님을 이해해야 한다. 예컨데, 명확히 하기 위해 일부 소자들의 칫수가 다른 소자들에 비해 과장될 수도 있다. 나아가, 적절하다고 판단되면, 도면에서 반복되는 참조번호는 상응하거나 유사한 소자들을 나타낸다.

이하의 상세한 설명에서는, 다수의 구체적인 상세 설명들이 언급되는데, 이는 청구요지를 충분히 이해하기 위한 것이다. 청구요지는 이들에 관한 구체적인 상세 설명없이 실행될 수도 있음을 본 분야에 숙련자는 이해할 것이다. 다른 사례들에서는 공지된 방법들, 절차, 부품 및/또는 회로들에 대하여 상세히 설명하지 않는다.

하기 설명 및/또는 청구범위에서는, 그들의 파생물과 더불어 "결합" 및/또는 "연결"이라는 용어들을 사용할 수도 있다. 구체적인 실시예들에서, 둘이상의 소자들이 서로간에 직접 물리적이거나 전기적인 접촉이 있음을 나타내기 위해 "연결"이라는 용어를 사용할 수도 있다. "결합"이라는 용어는 둘이상의 소자들이 직접 물리적 및/또는 전기적 접촉이 있음을 의미한다. 그러나 "결합"이라는 용어는 또한 둘이상의 소자들이 서로 직접 접촉하지 않고 서로 협력하거나 상호작용하는 것을 의미한다. 예컨데, "결합"은 둘이상의 소자들이 서로 접촉하지 않지만 다른 소자나 중간 소자들을 통하여 함께 간접적으로 결합됨을 의미한다. 마지막으로 "위(on)", "위에 있는(overlying)" 및 "위에(over)"라는 용어는 이하의 설명과 청구범위에서 사용될 수도 있다. "위", "위에 있는" 및 "위에"를 사용하여 둘이상의 소자들이 서로 물리적으로 직접 접촉하지 않음을 나타낼 수도 있다. 그러나 "위에"는 한 소자가 다른 소자위에 있지만 서로 접촉하지 않고 두 소자들 간에 다른 소자나 소자들이 있음을 뜻한다. 또한, "및/또는" 이라는 용어는 "및"을 의미하기도 하고 "또는"을 의미하기도 하며, "배타적 또는"을 의미하기도 하며, "하나"를 의미하기도 하고, "일부"를 의미하기도 하지만, "전부"를 의미하지는 않으며, "이도저도 아님"을 의미할 수도 있고, 및/또는 청구요지의 범위가 이러한 것으로 제한되지는 않지만, "둘다"를 의미할 수도 있다. 하기 설명 및/또는 청구범위에서 파생어들과 더불어 "포함한다(comprise)" 와 "포함한다(include)""라는 용어가 사용될 수도 있으나 서로 동의어인 것으로 본다.

이제 도 1을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따른 주사빔 디스플레이에 관한 도면을 설명한다. 도 1은 설명할 목적으로 한 유형의 주사빔 디스플레이, 예컨대 초소형 전자기계 시스템(MEMS)에 기반한 디스플레이를 도시하였으나, 많은 예들 중 일부로서 두 개의 단축 스캐너를 이용하는 것, 회전 폴리곤 스캐너(rotating polygon scanner), 갈바노 스캐너(galvanometric scanner), 1차원 공간 광 변조기(spatial light modulator)와 단축 스캐너의 조합을 사용하는 시스템을 포함하는 다른 유형의 주사 디스플레이들이 청구요지를 활용할 수 있고 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지 않음을 주지하여야 한다.

도 1에 나타난 바와 같이, 주사빔 디스플레이(100)는 광원(110)을 포함하는데, 이 광원은 레이저 등과 같은 레이저 광원으로서, 레이저빔을 포함하는 빔(112)을 방출할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 광원은 적, 녹, 청 광원들을 갖는 컬러 시스템에서와 같은 2이상의 광원들을 포함할 수도 있으며, 여기서 광원들로부터의 빔들은 단일빔으로 조합될 수도 있다. 빔(112)은 초소형 전자기계 시스템(MEMS)을 기재로 하는 스캐너 등을 포함하는 주사 플랫폼(scanning platform)(114) 상에 충돌한 다음, 주사거울(116)을 이탈 반사하여, 제어되는 출력빔(124)을 생성한다. 하나 이상의 다른 방법에 의한 실시예들에 있어서, 주사 플랫폼(114)은 회절광학격자, 이동광학격자, 광밸브, 회전거울, 스피닝 실리콘 장치(spinning silicon device), 디지털 광 프로젝터 장치(digital light projector device), 비행 스폿 프로젝터(flying spot projector), 실리콘상 액정 장치(liquid-crystal on silicon device), 또는 기타 유사한 주사 장치들을 포함할 수 있다. 수평구동회로(118) 및/또는 수직구동회로(120)는 주사거울(116)이 편향되는 방향을 수정하여 출력빔(124)이 주사빔(126)을 생성하게 한다. 그에 의해 예컨데 투사면 및/또는 이미지 평면(128) 상에 표시 이미지를 생성한다. 디스플레이 제어기(122)는 표시 이미지의 픽셀(pixel) 정보를 주사 플랫폼(114)에 동기하여 레이저 변조로 변환함으로써 수평구동회로(118) 및 수직구동회로(120)를 제어하여, 래스터 패턴(126)에서의 출력빔(124)의 위치에 기초한 표시 이미지로서 이미지 정보를 기입하고, 또한 그 이미지내의 상응하는 픽셀에서의 상응하는 강도 및/또는 컬러정보를 기입한다. 디스플레이 제어기(122)는 또한 주사빔 디스플레이(100)의 기타 여러 기능들을 제어할 수도 있다.

2차원 이미지를 생성하도록 2차원 주사를 하기 위한 하나 이상의 실시예들에 있어서, 수평축은 래스터 주사(126)의 수평방향을 말하며, 또한 수직축은 래스터 주사(126)의 수직방향을 말한다. 주사거울(116)은 상대적으로 더높은 주파수에서 수평으로 또한 상대적으로 더 낮은 주파수에서 수직으로 출력빔(124)을 스윕(sweep)할 수 있다. 그 결과가 레이저빔(124)의 주사 궤적으로서, 래스터 주사(126)로 결과된다. 고속 및 저속 축은, 고속 주사가 수직 방향이고 저속 주사가 수평 방향으로인 것으로 교환될 수 있다. 그러나 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다.

하나 이상의 실시예들에서, 도 1에서 보여지고 도 1에 관하여 기술된 주사빔 디스플레이는 미국 워싱턴 레드몬드의 마이크로비젼 사에 의해 개발되고, PicoP^TM라 불리우는 피코-프로젝터(pico-projector)를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 그러한 피코-프로젝터의 광원(110)은 하나의 적, 하나의 녹, 하나의 청 레이저를 포함하는데, 이들은 각각의 레이저들의 출력 가까이에 렌즈를 가지며, 이 렌즈들은 레이저로부터 광을 모으고 출력에서 매우 낮은 개구수(numerical aperture, NA) 빔을 제공한다. 세 개의 레이저들은 다이크로익 소자들과 결합되어 단일 백색 빔(112)으로 될 수 있다. 빔 스플리터 및/또는 기본적인 폴드-미러(fold-mirror) 광학계를 이용하여, 상기 결합된 빔(112)은 래스터 패턴(126)에 출력빔(124)을 주사하는 주사 플랫폼(114) 상에 배치된 쌍축 MEMS 주사거울(116) 상으로 중계될 수 있다. 세 개의 레이저들을 주사 출력빔(124)의 위치와 동기하여 변조하는 것이 투사 이미지를 생성할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서 주사빔 디스플레이(110) 또는 엔진은 집적 광소자 모듈(Integrated Photonics Module, IPM)로 알려진 단일 모듈 안에 배치될 수 있다. 몇 실시예들에서 집적 광소자 모듈은 높이가 7밀리미터(mm)이고 총 부피가 5 입방 센티미터(cc)보다 작을 수 있다. 그러나 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다.

하나 이상의 실시예들에서, 주사빔 디스플레이(100)에서 적 및 청 레이저를 위해 사용되는 기술은 광디스크 저장장치를 위해 사용되는 유사한 레이저들의 기술과 대체적으로 유사할 수 있다. 다만, 주요한 차이점은 레이저들이 제공하는 특정 파장에서의 약간의 시프트이다. 그러한 레이저들은 적 레이저 다이오드를 위하여 갈륨, 알미늄, 인듐, 인(gallium, aluminum, indium, phosphide ; GaAlInP)과 같은 재료들로부터, 청 레이저 다이오드를 위하여 질화 갈륨(gallium nitride ; GaN)과 같은 재료들로부터 제조될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 녹색 레이저를 위한 기술은 통신 산업에서 개발된 적외선 또는 근적외선에 기초할 수 있다. 매우 높은 변조 대역폭을 가지는 근적외선 레이저 다이오드는 주파수-더블링 크리스탈, 예컨대 주기적 극성의 니오비움산 리튬(periodically poled lithium niobate ; LiNbO3)과 결합되어 사용되어, 직접 변조되는 것이 가능한 녹색 레이저를 생성할 수 있다. 레이저들에 대해 어떤 파장을 사용할 것인지 선택하는 것은 적어도 부분적으로 적어도 두 가지 고려사항에 기초할 수 있다. 첫째는 다른 파장들에 대한, 포토픽 반응(photopic response)으로 알려진, 사람 눈의 반응이다. 이 반응은 녹색 파장 영역 또는 그 근처에서 최고점을 보이고 적색 및 청색 영역에서 상당히 크게 떨어지는 근사 가우시안 곡선이다. 화이트 밸런스된 디스플레이를 얻기 위해 필요한 적색 및 청색의 파워는 파장에 따라 빠르게 변화한다. 예컨대, 눈 응답은 파장이 디지털 비디오 디스크(DVD) 드라이브에 사용되는 파장인 650 나노미터(nm)로부터 635 nm로 변화할 때 2 배만큼 증가한다. 파장에서의 그러한 변화는 요구되는 레이저 파워를 동일한 배수만큼 떨어뜨리고, 그로 인하여 주사빔 디스플레이(100)가 낮은 파워에서 동작하는 것을 가능하도록 한다. 유사하게, 청색 레이저는 가능한 긴 파장을 가지도록 선택될 수 있다. 현재, 440에서 445 nm 범위의 청색 레이저가 전형적이고, 결국은 460에서 470 nm 범위에서 더 긴 파장을 가지는 실제적인 청색 레이저가 제공될 수 있다. 둘째 고려사항은 색재현성(color gamut)이다. 포토픽 반응은 녹색 파장 영역을 통하여 최고치 또는 근처에 있으므로, 디스플레이의 컬러를 향상시키기 위하여 녹색 파장이 선택될 수 있다. 예컨대 530 nm 또는 근처의 녹색 레이저가 색재현성을 최대 또는 거의 최대화하기 위해 사용될 수 있다. 레이저를 직접 변조하기 위한 능력은 주사빔 디스플레이(100)의 주요한 특징이므로, 와이드 비디오 그래픽 어레이(Wide Video Graphics Array ; WVGA) 주사 디스플레이의 중앙 또는 근처에서의 픽셀 시간은 20 나노초(ns) 대일 수 있다. 결과적으로, 레이저들은 약 100MHz 대의 변조 대역폭을 가질 수 있다. 이것들은 주사빔 디스플레이(100)에서 사용될 수 있는 레이저들의 유형과 특성에 대한 단지 예들이고, 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지 않음을 주지하여야 한다.

주사빔 디스플레이(100)의 하나 이상의 실시예들에서, 광학 엔진의 나머지는 래스터 주사(126) 내의 출력빔(124)의 특정 위치에 단일 픽셀을 생성하기 위해 동작한다. 모든 세 레이저들은 각 픽셀에 대하여 적절한 색 혼합을 생성하기 위한 레벨들로 동시에 구동되어, 적, 녹, 청(RGB) 레이저들로부터 가용한 넓은 색재현성을 가지는 훌륭한 이미지들을 생성할 수 있다. 각 픽셀에 대하여 관련되는 레벨들 또는 그 근처에서 픽셀 대 픽셀로 레이저들을 직접 구동하는 것은 적절한 파워 효율과 본래 높은 콘트라스트를 제공한다. 결과적으로, 그러한 실시예에서 레이저들은 각 픽셀에 대하여 요구되는 레벨에서만 온(on)되므로, 주사빔 디스플레이의 효율성이 최대화되거나 거의 최대화될 수 있다. 어떠한 과다 세기를 피하거나 흡수하기 위하여 예컨대 공간 광 변조기(SLM)를 사용하는 대신에 검정 픽셀들에 대해서는 레이저들이 완전히 오프(off)되기 때문에 상기 콘트라스트가 높을 수 있다. 단일 픽셀 수집 광학은, 적, 녹, 및/또는 청 레이저의 특정 빔 속성을 취하는 한편 그것을 주사빔 디스플레이를 통하여 높은 효율성 및/또는 이미지 품질로 투사면(128) 상으로 중계하도록 최적화될 수 있다. 픽셀로 나누어지지 않는 스무스한 이미지를 가지고 고해상 및 한계 없는 초점을 제공하도록 픽셀 프로파일이 설계될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주사빔 디스플레이(100)를 위한 비교적 단순한 광기계적 설계를 가지고, 적어도 몇몇의 디스플레이 복잡성을 전자 시스템에 의하여 처리함으로써 픽셀들의 정확한 배치를 조정하고 레이저를 픽셀 속도로 변조할 수 있다.

삭제

래스터주사빔 디스플레이(100)의 하나 이상의 실시예들에서, 투사 렌즈가 사용되지 않거나 또는 그 반대로 필요할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 투사된 출력빔(124)은 주사빔 디스플레이(100)를 바로 떠나서, 출력빔(124)이 투사되는 어떤 투사면(128) 상에 이미지를 생성한다. 단일 픽셀 주사 설계 때문에, 출력빔(124)의 NA는 매우 낮은 반면, 레이저들의 출력 근처에 수집 렌즈들을 배치함으로써 광 수집 효율은 높게 유지될 수 있다. 설계에 의하여, 단일 픽셀 빔의 확대 비율이 주사 집단 이미지 크기가 커지는 비율과 매칭될 수 있다. 결과적으로, 투사된 이미지는 항상 초점에 있다. 주사빔 디스플레이(100)의 특별한 속성은, 이미지를 투사하기 위한 작업을 초점을 잡도록 낮은 NA의 단일 픽셀 빔을 사용하는 것과 이미지를 그리도록 2차원(2D) 스캐너를 사용하는 것으로 나누어 주는 것으로부터 나온다. 특정 실시예들에서, 주사 플랫폼(114)은 이미지를 43°의 수평 투사 각도로 넓어지는 이미지를 생성함으로써 빠른 투사 광학계의 역할을 수행할 수 있다. 그러한 설비는 더 전통적인 프로젝터 설계에서는 달성되지 않을 수 있는데, 여기서는 투사 광학계가 투사 렌즈에 대해 상충되는 제약으로 인하여 투사 화면 상에 공간 광 변조기의 이미지를 그리기 위하여 사용될 수 있다. 반면에, 투사 거리에서 빨리 커지는 이미지를 생성하기 위해 짧은 초점 거리 렌즈가 사용될 수 있고, 다른 한편으로는 프로젝터의 밝기를 최대화하기 위해 렌즈 애퍼쳐(aperture)가 통상적으로 크다. 그러한 제약은 전형적으로 F/2 렌즈를 가지는 고속 투사 렌즈를 수반할 수 있다. 초점 심도는 F-스톱(F-stop)에 비례한다. 전통적인 프로젝터 설계를 위한 절충(trade off)은 이미지가 커지는 율을 거리, 광 효율, 및/또는 초점 심도에 따라 균형을 이루게 한다.

주사빔 디스플레이(100)의 몇몇 실시예들에서, 투사 거리의 함수인 스폿 크기는 단일 픽셀의 크기 증가와 매치되거나 또는 가까운 비율로 증가할 수 있다. 적당하게 빠른 F/4 투사 렌즈 및 초점 거리가 투사 이미지에 대한 투사 거리와 동일한 43° 율 또는 증가하는 크기로 선택되는 것을 가정하면, 이미징 타입의 프로젝터를 위한 초점 심도는 주사 레이저와 비교하여 대단히 줄어든다. 사용자에게 이것은 전형적인 이미징 타입 프로젝터가 투사 거리가 변경됨에 따라 초점이 다시 맞추어져야 하고, 이미지 내에서 여러 투사 거리들의 범위를 나타내 주는 평면들 상에 한 이미지가 투사될 때, 예컨대 모서리에 있는 평평한 면 또는 특정 3차원 프로파일을 가지는 평면들 상에 투사될 때, 이미지의 일부가 초점이 벗어날 수 있음을 의미한다.

이제 도 2를 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따른 주사빔 디스플레이의 전자 회로의 블록도를 설명한다. 광기계적 프로젝터 엔진 설계의 단순화로, 표시 강조의 더 큰 부분이 전자 장치 쪽으로 전환될 수 있다. 이것은 프로젝터 엔진의 물리적 크기를 비교적 최소화되도록 하므로 휴대형 소비제품에 수용되도록 할 수 있다. 소비제품 내로 더욱 단순하게 집적될 수 있는 전자 장치는, 다른 프로젝터 설계에서 광학적으로 수행될 수 있는 역할들을 맡는다. 전환되는 몇몇 역할들은 픽셀 위치 지정, 색상 정렬 및 밝기 균일화를 포함한다. 주사빔 디스플레이(100)의 몇몇 실시예들에서, 주사 플랫폼(114)을 위한 비디오 프로세서 및 제어기(122)는 도 1의 주사빔 디스플레이(100)를 구동하는 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC; application-specific integrated circuits)로서 구현될 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 그러한 전자 시스템(200)은, 래스터 주사(126)를 생성하는 주사 플랫폼(114)을 구동하기 위하여, 도 1에서 보여지는 것과 같은 수평구동회로(118) 및 수직구동회로(120)를 포함할 수 있는 주사구동 ASIC(216)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주사구동 ASIC(216)은 폐루프 제어(closed loop control) 하에서 주사 플랫폼(114)을 구동할 수 있다. 수평 주사 동작은, WVGA(Wide Video Graphics Array) 타입 스캐너에서 전형적으로 약 18kHz일 수 있는 공진 주파수에서 주파 플랫폼(114)의 수평축을 구동함으로써 생성될 수 있다. 수평 주사 속도는 위치에 따라 정현적으로 변화할 수 있다. 특정 실시예들에서, 주사구동 ASIC(216)은, 공진 상태 및/또는 고정된 주사 진폭에서 시스템을 유지하기 위해, 주파 플랫폼(114) 상의 센서들로부터의 피드백을 활용할 수 있다. 주사 플랫폼(114)이 빔을 왔다갔다하면서 스윕함에 따라 투사 이미지가 양방향으로 그려진다. 그러한 방식은 적어도 두 가지에서 주사 플랫폼(114)의 효율성을 증가시킨다. 첫째로, 공진 상태에서 동작함으로써 주사거울을 구동하기 위해 요구되는 전력이 줄어들거나 최소화될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예들에서 주사 플랫폼(114)은 비공진적으로 구동될 수 있다. 둘째로, 양방향 비디오는 비디오 귀선 기간(video blanking interval)을 최소화함으로써 레이저 사용 효율을 높이거나 최대화한다. 결과적으로, 주사빔 디스플레이(100)에 의해 투사되는 이미지는 레이저(110)의 주어진 파워 출력 때문에 더 밝을 수 있다. 다만, 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 수직 주사 방향은 표준 톱니 파형으로 구동되어 이미지의 맨위로부터 맨아래까지의 일정한 속도를 제공하는 한편 새로운 프레임을 시작하기 위해 맨위로 빠른 리트레이스를 제공할 수 있다. 수직 주사 동작은 또한 주사 플랫폼(114)으로부터의 위치 피드백에 적어도 부분적으로 기초하여 주사 구동 ASIC(216)에 의해 폐루프 방식으로 조종되어 부드러운 그리고 또는 선형적인 궤적을 유지할 수 있다. 프레임 율은 전형적으로, 848 x 480 WVGA 해상도에 대하여 60Hz일 수 있다. 프레임 율은, 만일 프로젝터가 더 낮은 해상도 응용에서 사용된다면, 증가될 수 있다. 다만 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 주사 구동 파형들의 더욱 자세한 사항은 이하에서 도 3에서 보여지고 도 3을 참조로 설명한다.

하나 이상의 실시예들에서, 도 1의 제어기(122)는 제어기(122)의 실시예로서 도 2에서 보여지는 것과 같이 비디오 ASIC(214)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 비디오 ASIC(214)은 적, 녹, 청(RGB) 및/또는 휘도/색차(YUV) 비디오 신호 입력들의 어느 것을 받아들일 수 있다. 비디오 ASIC(214)은 입력 비디오의 결함 없는 주사변환을 하도록 하기 위하여 프레임 버퍼 메모리(210)를 포함할 수 있다. 감마 보정(gamma correction) 및/또는 색공간 변환(color space conversion)이 적용되어 입력 색상들의 넓은 레이저 색역(color gamut)으로의 정확한 매핑을 가능케 할 수 있다. 낮은 해상도의 비디오 콘텐트를 높은 주파수로 변환하기 위하여 선택적인 스케일링 엔진이 제공될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 비디오 ASIC(214)은 가상 픽셀 합성(Virtual Pixel Synthesis, VPS) 엔진을 구현할 수 있는데, 이것은 고해상도 보간을 사용하여 입력 픽셀들을 주파 플랫폼(114)의 정현적인 수평 궤적으로 매핑한다. 그러한 VPS 엔진은 주사 레이저 패러다임에서 주사빔 디스플레이(100)의 기능이 광학적으로 구현되는 것으로부터 전자 시스템(200)에 의해 전자적으로 구현되는 것으로 어떻게 전환되는 것인지의 하나의 예이다. VPS 엔진은 효과적으로 입력 픽셀들을 고해상도의 가상 좌표 그리드 상으로 매핑할 수 있다. 비디오 정보를 부픽셀(subpixel) 정확도로 정현적 주사 상으로 재위치시키는 것 이외에, VPS 엔진은 나아가 투사 이미지의 품질을 최적화할 수 있다. 밝기 균일성 역시 주사빔 디스플레이(100)를 위한 전체 밝기 맵을 제어하는 계수를 조정함으로써 VPS 엔진에 의해 처리될 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 비디오 ASIC(214)에 의해 구현되는 VPS 엔진은 광 왜곡, 예컨대 키스톤(keystone), 평행사변형, 및/또는 몇가지 유형의 핀쿠션(pincushion) 왜곡, 및/또는 변화하는 표면 프로파일 또는 양각 릴리프(relief)로 인한 왜곡을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않는) 어떠한 임의적인 또는 의도적인 유형의 왜곡을 보상할 수 있다. 여기서 VPS 엔진은 픽셀 위치들을 조정하기 위하여 사용될 수 있다. VPS 엔진은 또한 각 컬러에 대한 픽셀 위치들이 독립적으로 조정되도록 할 수 있다. 이러한 처리는 레이저(110)의 세 레이저 빔들이 기계적으로 완전히 정렬되어야 하는 요구사항을 완화시킴으로써 주사빔 디스플레이(100)의 제조 정렬을 단순화할 수 있다. 비록 레이저 빔들이 자체적으로 충분히 정렬되지 않더라도, 적, 녹, 및/또는 청 픽셀들의 위치가 전자적으로 조정되어서 비디오를 완전하게, 또는 거의 완전하게 정렬되도록 할 수 있다. 만일 주사빔 디스플레이(100)가 더 큰 광학 시스템 내에 하나의 엔진으로서 배치된다면, 그러한 전자적 픽셀 정렬 능력은 또한 몇몇 유형의 색수차(chromatic aberration)를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 다만 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 비디오 ASIC(214)에서 수행되는 디지털 비디오 코딩으로부터 레이저 구동 ASIC(220)으로의 매핑은, 시스템 제어기 및 소프트웨어(212)에 의해 구현되는 적응형 레이저 구동(daptive Laser Drive, ALD) 시스템에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, ALD는 각 레이저로부터의 광학적 피드백을 사용하여 온도 및/또는 노화에 대한 레이저 특성 상의 변화를 능동적으로 보상할 수 있다. 그러한 처리는 최적의 또는 거의 최적의 휘도, 색상, 및/또는 그레이스케일 성능을 보장할 수 있다. 다른 디스플레이 시스템들과 달리, 광학적 피드백은 나아가 최적의 색상 균형 및/또는 그레이스케일을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 전자 시스템(200) 내의 다른 전자 블록들은, 안전한 레벨 내에서 레이저들(100)의 출력 파워를 유지하기 위한 안전 부시스템(218) 및/또는 각 레이저들(110)로부터의 빔들을 주사 플랫폼(114)에 적용되는 단밀 빔으로 성형 및/또는 결합하기 위한 빔 성형 광학계 및 결합기(222)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2는 주사빔 디스플레이의 전자 시스템(200)의 하나의 예의 장치를 나타내는 것이고, 청구요지의 범위는 이러한 관점들로 제한되지 않는다.

하나 이상의 실시예들에서, 주사빔 디스플레이(100)의 구성요소들 및/또는 전자 시스템(200)의 구성요소들은 이동성 형태 또는 환경에서의 동작을 위하여 마련될 수 있다. 그러한 예의 주사빔 디스플레이(100)는 다음과 같은 사양들을 포함할 수 있다. 주사빔 디스플레이(100)의 높이 또는 두께 및/또는 부피는 최소화되거나 거의 최소화될 수 있다. 예컨대 약 7 내지 14mm의 높이와 5 내지 10cc의 전체적인 부피이다. 휘도는, 레이저 또는 발광 다이오드(LED)의 어느 쪽인 광원들의 가용한 밝기, 프로젝터 설계의 광학적 효율, 및/또는 배터리 수명을 최대화시키기 위한 저전력 동작에 의해 영향을 받을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주사빔 디스플레이에 의해 투사되는 이미지의 휘도는 약 5에서 10 루멘의 범위 내일 수 있다. 이미지 크기에 대하여, 30에서 45도의 범위 내의 투사각이 사용될 수 있고, 하나 이상의 특정 실시예에서, 이미지 크기 율로 1:1 거리를 가지고 투사각은 약 53도일 수 있다. 다만 청구요지의 범위는 이러한 관점들로 제한되지 않는다. 이동성 응용들을 위하여, 주사빔 디스플레이(100)는 자유 초점 기능을 제공할 수 있는데, 여기서 디스플레이로부터 디스플레이 이미지까지의 거리는 자주 변화한다. 비디오 컨텐트를 보기 위하여 와이드 스크린 포맷이 일반적으로 바람직할 수 있다. 여기서 주사빔 디스플레이(100)는 단지 몇가지 예로서 320 x 240 픽셀을 포함하는 쿼터 비디오 그래픽 어레이(quarter video graphics array; QVGA)에서 848 x 480 픽셀을 포함하는 WVGA(wide video graphics array)까지의 해상도를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주사빔 디스플레이(100)는 전형적으로, 광원을 위하여 컬러 레이저들 및/또는 적, 녹, 청 LED들의 어느쪽이든 사용할 수 있다. 양쪽 실시예들에서, 그 결과는 텔레비전, 모니터, 및/또는 회의실 유형 프로젝터들에 전형적으로 제공되는 통상의 색상 범위를 훨씬 초과하는 큰 색재현성을 보인다. 몇몇 실시예들에서, 줄어든 색역을 생기게 하는 컬러 필터들과 함께 사용되는 백색 LED들이 활용될 수 있다. 컨트라스트가 마찬가지로 최대화되거나 거의 최대화될 수 있다. 컨트라스트는 주사빔 디스플레이(100)의 다이나믹 레인지로 칭해질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전력 소모에 대한 목표 사양은 영화 전체를 보기에 충분한 배터리 수명을 제공하는 것일 수 있고, 이것은 적어도 약 1.5시간일 수 있다. 이것은 단지 주사빔 디스플레이(100)를 위한 설계 사양일 뿐이고 청구범위의 요지는 이러한 관점들로 제한되지 않음을 주지하여야 한다.

이제 도 3을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따른 쌍축 2차원 주파 플랫폼에 의한 래스터 패턴의 생성을 나타내는 도면을 설명한다. 하나 이상의 실시예들에서, 주사 플랫폼(114)은, 표준 벌크 실리콘 MEMS 제조공정을 사용하여 제조된 쌍축 초소형 전자기계 시스템(MEMS) 스캐너를 포함할 수 있다. 그러나, 비록 MEMS 스캐너가 단지 하나의 예로서 설명될 뿐 다른 유형의 스캐너들 및/또는 디스플레이 기술이 대신에 사용될 수 있고, 청구범위의 요지는 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 주사빔 디스플레이(100)가 WVGA 프로젝터를 포함할 때, 주사거울(116)은 근사적으로 1mm의 직경을 가질 수 있고, 주사 플랫폼(114)은 약 43.2° 에서 24.3°의 액티브 비디오 주사 콘(cone)을 생성할 수 있다. MEMS 다이(die)는 주사 축들에 대하여 약 45°로 향하는 자기장을 제공하는 더 작은 자석을 가지는 패키지 내에 수용될 수 있다. 주사거울(116)의 수평 동작의 공진 주파수에서의 수평-주사 수평 구동 파형과 60Hz의 수직 구동 톱니 파형(310)과의 중첩이 들어있는 단일 합성 구동 신호가 적용될 수 있다. MEMS에 기반한 주사 플랫폼의 기계적인 설계는 오직 두 수직한 주사 방향을 따른 동작을 허용한다. 수평 및 수직 동작을 관장하는 MEMS 디바이스의 다른 질량 및 플렉셔의 단단함으로부터 기인하는 기계적 필터링은 주파수 성분에 의하여 구동 신호들을 분류하고, 그로써 수평축의 18kHz 공진 동작과 수직축의 60Hz의 톱니형 동작을 일으킬 수 있다. 피에조저항 센서들이 주사 구동 ASIC(216)으로의 주사거울(116)의 위치에 관한 피드백을 제공하는 데 사용되어, 요구되는 주사거울 동작의 폐루프 정확성을 유지할 수 있다. 몇몇 실시예들의 몇몇 디스플레이들에서, 수직주사 축과 수평주사 축의 역할들은 도 3에서 보여지고 설명된 것에 대하여 뒤바뀌어질 수 있고, 청구범위의 요지는 이러한 관점들로 제한되지 않는다.

이제 도 4를 참조하여, 하나 이상의 실시예에 따라 축외 투사의 결과로 투사되는 이미지 내에서의 왜곡의 생성을 나타내는 도면을 설명한다. 주사빔 디스플레이(100)의 동작 동안의 몇몇 사례들에서, 운영자는 주사빔 디스플레이(100)를, 그것의 출력 콘(cone)(410)의 중앙선(412)이 일반적으로 투사면(128)에 수직인 선(418)으로부터의 오프셋인, 각도 α에서 배치되도록, 위치시킬 수 있다. 이러한 배치는 일반적으로 축외(off-axis) 투사로 칭해진다. 결과적으로, 투사된 이미지가 형상에 있어서 직선으로 둘러싸인 것으로 의도될 때, 축외 투사된 이미지는 키스톤 (keystone)효과, 또는 키스토닝을 겪을 수 있고, 여기서 그 이미지는 사다리꼴 또는 키스톤의 형상을 가질 수 있다. 그러한 키스톤 왜곡된 이미지가 도 5에 보여지고, 이하에서 도 5에 관하여 설명한다. 일반적으로는, 키스토닝을 유발하는 이미지의 왜곡은, 수직 방향 또는 수평 방향에서의 축외 투사 또는 그들의 조합으로부터 유발되지 않을 수 있고, 청구범위의 요지는 이러한 관점으로 제한되지 않음을 주지하여야 한다.

이제 도 5를 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따라 교정되는 것이 가능한 키스톤 왜곡을 나타내는 도면을 설명한다. 의도된 직사각형의 이미지가 510에 나타난다. 그러나, 축외 투사로 인한 왜곡이 화살표로 나타난 바와 같이 이미지의 일부를 당기거나 늘일 수 있고, 그 결과로 왜곡된 이미지(512)는 일반적으로 사다리꼴 또는 키스톤일 수 있다. 예를 들어, 그러한 키스톤 왜곡은 명목상 직사각형의 이미지를 도 4에 도시된 바와 같은 비수직 입사각으로 평평한 투사 평면(128) 상에 투사함으로써 유발된다. 도 5에 도시된 바와 같은 예의 키스톤 왜곡 시나리오에서, 이미지(510)의 맨아래(514)가 이미지(510)의 맨위(516)에 비하여 상대적으로 늘여진다. 늘여진 영역의 광은 더 큰 영역에 걸쳐 퍼지기 때문에, 왜곡된 이미지(512)의 맨아래(514)의 늘여진 영역의 상대적인 밝기는 왜곡된 이미지(512)의 맨위(516)의 늘여지지 않은 영역보다 낮아진다. 밝기 균일성을 회복하는 것을 포함한 왜곡의 교정은 이하 도 6 및/또는 도 7에서 보여지고 설명하는 주사빔 디스플레이(100)의 진폭 프로파일을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 키스톤 왜곡 이외의 많은 다른 유형의 왜곡들, 예를 들면 몇몇 임의의 비평면적인 표면 돌출을 가지는 표면 상으로 투사됨으로써 나타날 수 있는 어떤 임의의 또는 의도된 왜곡에 더하여 핀쿠션 왜곡 또는 배럴 왜곡 역시, 이하에서 설명되는 것과 같은 주사 프로파일을 조정하는 기법의 사용을 통하여 회복되는 밝기 균일성과 함께 교정될 수 있다. 마찬가지로, 상기 기법은 몇몇 응용들에 요구될 수 있는 왜곡을 행하기 위하여 사용될 수 있다.

이제 도 6을 참조하여, 하나 이상의 실시예에 따라 수평축의 진폭을 변경하는 것을 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 교정하는 것을 나타내는 도면을 설명한다. 도 6에서 키스톤 왜곡의 교정이 하나의 예로서 보여진다. 키스톤 왜곡을 되돌리거나 아니면 교정하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이 수평 진폭 프로파일이 주사빔의 수직 위치의 함수로 변화될 수 있다. 예를 들어, 래스터 주사의 맨위 영역(610)은 왜곡된 이미지(512)의 늘여지지 않은 맨위(516) 영역에 해당할 수 있다. 여기서는 수평 주사 구동 신호(300)의 진폭에 있어서 변화가 거의 없거나 전혀 없는 것이 구현될 수 있다. 수평 주사 구동 신호(300)가 래스터 주사의 맨아래 영역(612)을 향하여 아래로 동작에 따라, 수평 주사 구동 신호(300)의 진폭은 왜곡된 이미지(512)로부터의 수평 늘어짐을 줄이도록 더 큰 양만큼 감소될 수 있다. 일반적으로, 수평 주사 구동 신호(300)의 진폭에 있어서의 감소의 양은 선형적일 수 있고, 왜곡된 이미지(512)의 사다리꼴 또는 키스톤의 옆면의 크기와 일반적으로 반대이고 동일하거나 거의 동일한 크기일 수 있다. 수평 주사 구동 신호(300)의 그러한 선형적인 진폭 조정은 수평 방향에서 이미지의 직사각형 형상을, 즉 사다리꼴의 옆면을 효과적으로 복원할 수 있고, 나아가 밝기 균일성을 상당히 복원할 수 있다. 밝기 균일성을 완전히 또는 거의 완전히 복원하기 위해, 그리고 수직 늘여짐으로 인한 이미지 맨아래에서의 래스터 요동 또는 줄띄움을 복원하기 위해, 이하 도 7에서 보여지고 설명되는 것과 같은 느린 수직 주사 구동 신호에서의 조정이 구현될 수 있다.

이제 도 7을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따라 수직축의 진폭을 변경하는 것을 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 교정하는 것을 나타내는 도면을 설명한다. 도 3에서 보여지고 설명한 바와 같이, 수직 주사 구동 신호(310)는 일반적으로 톱니 파형일 수 있다. 왜곡된 이미지(512)의 수직 늘어짐을 교정하기 위해, 원래 수직 주사 구동 신호(310)의 원래 일부(712)가 진폭에 있어서 감소될 수 있다. 이것은 래스터 주사(126)가 왜곡된 이미지(512)의 맨아래(514)에 있는 때에 해당하는 시간의 지점 또는 지점들에서 줄어든 크기의 진폭을 가지는 파형의 일부(714)를 결과로 가져온다. 래스터 주사(126)가 왜곡된 이미지(512)의 맨위(516) 또는 근처에 있을 때, 수직 주사 구동 신호(310)의 다른 영역들은 진폭이 덜 줄어들거나 줄어들지 않을 수 있다. 그러한 수직 주사 구동 신호의 진폭의 감소는 왜곡된 이미지를 수직 방향에서 효과적으로 줄여(unstretch) 이미지의 수직 형상을 그것의 원래 의도된 직선 형상으로 복원할 수 있고, 나아가 수평 주사 구동 신호의 진폭 변화를 통하여 달성되는 밝기 교정과 마찬가지로, 단독으로 또는 결합으로 밝기 균일성을 복원할 수 있다. 비록 키스톤 왜곡을 교정하는 것을 위하여 이미지 왜곡 교정의 한 예가 도 5, 도 6, 및 도 7에 도시되나, 하나 이상의 다른 실시예들에서 다른 유형의 이미지 왜곡이 수평 주사 구동 신호 및/또는 수직 주사 구동 신호의 진폭을 독립적으로 또는 결합하여 변화시키는 것을 통하여 줄어들거나 교정될 수 있음을 주지하여야 한다. 일반적으로, 수평 주사 구동 신호의 진폭은 래스터 주사의 수직 위치의 함수로, 증가되거나, 감소되거나, 또는 증가 및 감소될 수 있다. 유사하게 수직 주사 구동 신호의 진폭은 래스터 주사의 수직 위치의 함수로, 증가되거나, 감소되거나, 또는 증가 및 감소될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 진폭 교정은 선형 함수일 수 있고, 다른 실시예들에서 진폭 교정은 비선형 함수일 수 있고, 수평 및 수직 주사 신호의 진폭 교정은 오직 하나로 또는 다른 하나가 구현되는 것과 독립적으로 구현되거나, 결합하여 둘다 구현될 수 있다. 그러나, 청구요지의 범위는 이러한 관점들로 제한되지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 이미지 왜곡의 유형 및/또는 양은 감시되거나 탐지되고, 그런 다음 이하 도 8에서 보여지고 설명되는 것과 같은 피드백 루프에서 교정될 수 있다. 나아가 하나 이상의 실시예들에서, 이미지 왜곡 교정의 개념은, 축에 대하여 이미지가 90도 회전하거나 예를 들어 어떤 양만큼 회전하는 상황을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않는), 투사 이미지의 어떠한 방향에도 적용될 수 있다. 그러한 상황에서, 어떤 축에서의 왜곡 교정의 양은 이미지의 회전의 양의 함수일 수 있다. 이미지의 회전은 예를 들어 수평 축 및 수직 축의 역할이 뒤바뀔 수 있는 90도 또는 270도의 상황을 포함한다. 그러나, 이것은 어떻게 왜곡 교정이 프로젝터의 및/또는 투사 이미지의 회전의 함수일 수 있는 것인가의 단지 하나의 예이고, 청구요지의 범위는 이러한 관점들로 제한되지 않는다.

이제 도 8을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따라 피드백 루프를 통하여 투사 이미지 내의 왜곡을 탐지하고 교정하는 것을 나타내는 도면을 설명한다. 하나 이상의 실시예들에서, 주사빔 디스플레이(100)는 출력빔(124)을 투사면(128) 상에 투사함으로써 의도된 직선으로 된(또는 다른 의도된 형상의) 이미지(510)를 투사면(128) 상에 투사할 수 있다. 이미지 내에 왜곡이 있어 왜곡된 이미지(512)를 야기하는 상황에서, 왜곡된 이미지(512)는 왜곡된 이미지(512)에 대응하는 입력(812)을 수신하는 이미지 왜곡 탐지기(810)에 의하여 탐지될 수 있다. 이미지 왜곡 탐지기(810)는 입력(812)으로 왜곡된 이미지(512)를 포착하기 위해, 예컨대 전하결합소자(charge coupled device, CCD) 어레이 또는 상보형 금속산화 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 어레이와 같은 이미징 어레이를 포함할 수 있다. 이미지 왜곡 탐지기(810)에 의해 탐지된 왜곡된 이미지(512)는 그런 다음 비디오 ASIC(214)에 제공되고, 이 비디오 ASIC(214)는 상기 이미지 왜곡을 교정하는 보상된 비디오 신호를 제공하도록 상기 탐지된 이미지 왜곡에 적어도 부분적으로 기초하여 주사 구동 ASIC(216)에 제공되는 비디오 신호를 교정한다. 결과적으로, 주사 구동 ASIC(216)은, 주사 플랫폼(114)이 의도된 직선의 또는 다른 의도된 형상의 이미지(510)를 디스플레이할 수 있도록, 그러한 보상된 비디오 신호로 주사 플랫폼(114)을 구동한다. 이미지 왜곡 탐지기(810)를 포함하는 주사빔 디스플레이(100)의 처리는 따라서 디스플레이 이미지 내의 왜곡을 탐지하고 교정하기 위하여 피드백 루프 안에서 동작할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 투사 이미지 내의 왜곡이 시간에 따라 변화함에 따라서 이미지 왜곡이 교정될 수 있도록, 상기 피드백 루프는 지속적인 방식으로, 예컨대 연속적으로 또는 주기적으로, 이미지 왜곡을 탐지하고 탐지된 왜곡을 교정하는 것을 계속할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 주사빔 디스플레이(100)를 잡고 있어 사용자가 시간에 따라 떨리거나 움직일 때에, 이미지 왜곡 탐지기(810)를 포함하는 피드백 루프는 그러한 사용자 동작에 반응하여 이미지 내의 왜곡을 교정할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이미지 왜곡 탐지기(810)는 MEMS 가속도계 및/또는 중력 센서와 같은 하나 이상의 방향 센서들을 포함할 수 있다. 그리하여 주사빔 디스플레이(100)가 배치되는 하우징의 방향 및/또는 위치가 탐지될 수 있고, 하우징의 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 투사 이미지 내의 결과적인 왜곡이 예측되거나 계산될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 이미지 왜곡을 탐지하기 위한 그러한 방향 탐지는 이미지 포착 메커니즘을 요구하지 않고 수행되거나, 또는 그 대신에 이미지 포착과 결합하여 수행되어, 투사면(128)에 대한 디스플레이 하우징의 방향의 결정을 제공하고 또는 투사 이미지 내의 왜곡의 양 및/또는 유형을 결정할 수 있다. 주사빔 디스플레이(100)의 하우징의 방향이 이미지 왜곡을 탐지하기 위해 탐지되는 실시예들에서, 사용자는 이미지가 의도대로 표시될 때의 기준점 또는 영점을 설정할 수 있고, 수직 기준점 또는 영점은 메모리, 예컨대 비디오 ASIC(214) 내에 마련되거나 또는 비디오 ASIC(214)과 연결된 메모리에 저장될 수 있다. 이미지 왜곡 탐지기(810)는 상기 기준점 또는 영점으로부터 떨어진 하우징의 방향의 변화를 탐지할 수 있고, 그런 다음 비디오 ASIC(214)은 투사 이미지 내의 이미지 왜곡의 양을 결정하여 그에 맞춰 그러한 이미지 왜곡을 교정하기 위한 비디오 구동 신호를 보상할 수 있다. 이것들은 이미지 왜곡이 어떻게 이미지 왜곡 탐지기(810)에 의해 탐지되어 비디오 ASIC(214)에 의해 교정되는 것인지의 단지 예들이고 청구요지의 범위는 이러한 관점들로 제한되지 않음을 주지하여야 한다.

비록 청구요지가 어느 정도 구체적으로 설명되었지만, 그의 소자들은 청구요지의 정신 및/또는 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 기술 분야에서 숙련자에 의해 변경될 수도 있음을 이해할 것이다. 주사 진폭 및/또는 그것의 수반되는 많은 설비들을 변화시킴으로써 주사 프로젝터 왜곡을 교정하는 것에 관계되는 요지는 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며 및/또는 청구요지의 범위 및/또는 정신으로부터 이탈하지 않거나 또는 그의 모든 재료적 장점을 희생하지 않는 범위 내에서 구성부품들의 형상, 구성 및/또는 배열에서 다양한 변경이 가능함을 이해할 것이며, 앞에서 설명한 형상은 단지 그의 예시적인 실시예 일뿐이고 및/또는 그에 대한 실질적인 변경을 제공하지 않는다. 청구항들의 의도는 그러한 변경들을 총망라하고 및/또는 포함하는 것이다.

Claims

광 빔을 생성하는 광원;
비디오 신호에 응답하여 주사 구동 신호를 생성하는 주사 구동 회로;
상기 광 빔을 받아서 투사면 상에 이미지를 투사하도록 상기 주사 구동 신호에 응답하여 래스터 패턴을 생성하는 주사 플랫폼;
상기 투사 이미지의 왜곡을 탐지하는 이미지 왜곡 탐지기; 및
탐지된 상기 투사 이미지의 왜곡을 받고, 왜곡을 보정하기 위한 보상된 비디오 신호를 상기 주사 구동 회로에 제공하는 비디오 ASIC;을 구비하고,
상기 주사 구동 회로는 상기 투사 이미지의 왜곡을 적어도 부분적으로 보상하도록 상기 보상된 비디오 신호에 응답하여 상기 주사 구동 신호의 진폭을 변화시킴으로써 상기 투사 이미지의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하고,
상기 이미지 왜곡 탐지기와 상기 비디오 ASIC와 상기 주사 구동 회로와 상기 주사 플랫폼이 피드백 루프를 형성하도록 접속되어 있고, 투사 이미지의 왜곡이 시간에 따라 변화하는 경우, 상기 피드백 루프를 통해 계속적으로 또는 주기적으로 이미지의 왜곡을 탐지하고, 탐지된 왜곡을 계속하여 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 구동 신호 요소를 포함하며, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴의 제2 축을 따라서 상기 래스터 패턴 내의 위치의 함수로서 상기 래스터 패턴의 제1 축을 따라서 상기 구동 신호 요소의 진폭을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 신호 요소는 수평 구동 신호 요소, 또는 수직 구동 신호 요소, 또는 그 결합을 포함하고, 여기서 상기 구동 신호 요소의 진폭은 상기 진폭을 증가시킴으로써, 또는 감소시킴으로써, 또는 그 결합으로써 변화되는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 신호 요소는 수평 구동 신호 요소, 또는 수직 구동 신호 요소, 또는 그 결합을 포함하고, 여기서 상기 구동 신호 요소의 진폭은 선형적으로, 또는 비선형적으로, 또는 그 결합으로 변화되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 수평 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴 내의 수직 위치의 함수로서 상기 수평 구동 신호 요소의 진폭을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴에서 시간의 함수로서 상기 구동 신호 요소의 진폭 또는 파형 형상을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 수직 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴에서 시간의 함수로서 상기 수직 구동 신호 요소의 진폭 또는 파형 형상을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 신호 요소는 수평 구동 신호 요소, 또는 수직 구동 신호 요소, 또는 그 결합을 포함하고, 여기서 상기 구동 신호 요소의 진폭 또는 파형 형상은 선형적으로, 또는 비선형적으로, 또는 그 결합으로 변화되는 것을 특징으로 하는 장치.
광원을 이용하여 광 빔을 생성하는 단계;
비디오 신호에 응답하여 주사 구동 회로를 통해 주사 구동 신호를 생성하는 단계;
상기 광 빔을 받아서, 투사면 상에 이미지를 투사하도록 상기 주사 구동 신호에 응답하여 주사 플랫폼을 통해 래스터 패턴을 생성하는 단계;
상기 투사면 상의 이미지 왜곡을 탐지하는 탐지단계;
비디오 ASIC을 이용하여 상기 탐지된 이미지 왜곡을 수신하고, 왜곡을 교정하기 위한 보상된 비디오 신호를 생성하는 단계; 및
상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 보상하도록 상기 보상된 비디오 신호에 응답하여 상기 주사 구동 회로를 통해 상기 주사 구동 신호의 진폭을 변화시켜 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 단계;를 구비하고,
상기 탐지단계와, 상기 비디오 신호 생성단계와, 상기 비디오 신호에 응답하여 상기 주사 구동 신호를 생성하는 단계와, 상기 래스터 패턴을 생성하는 단계가 피드백 루프를 형성하고,
투사 이미지의 왜곡이 시간에 따라 변화하는 경우, 상기 피드백 루프를 통하여 상기 탐지단계가 계속적으로 또는 주기적으로 이미지의 왜곡을 탐지하고, 상기 교정단계가 상기 탐지된 왜곡을 계속 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 구동 신호 요소를 포함하며, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴의 제2 축을 따라서 상기 래스터 패턴 내의 위치의 함수로서 상기 래스터 패턴의 제1 축을 따라서 상기 구동 신호 요소의 진폭을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 수평 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴 내의 수직 위치의 함수로서 상기 수평 구동 신호 요소의 진폭을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴에서 시간의 함수로 상기 구동 신호 요소의 진폭 또는 파형 형상을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 주사 구동 신호는 수직 구동 신호 요소를 포함하고, 상기 주사 구동 회로는 상기 래스터 패턴에서 시간의 함수로 상기 수직 구동 신호 요소의 진폭 또는 파형 형상을 변화시켜, 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
광 빔을 생성하는 광원;
비디오 신호에 응답하여 주사 구동 신호를 생성하는 주사 구동 회로;
상기 광 빔을 받아서 투사면 상에 이미지를 투사하도록 상기 주사 구동 신호에 응답하여 래스터 패턴을 생성하는 주사 플랫폼;
상기 투사 이미지 내의 왜곡을 탐지하는 이미지 왜곡 탐지 회로;
탐지된 상기 투사 이미지의 왜곡을 받고, 왜곡을 보정하기 위한 보상된 비디오 신호를 상기 주사 구동 회로에 제공하는 비디오 ASIC; 및
상기 비디오 ASIC에서 실행되고, 상기 왜곡을 교정하도록 픽셀 위치를 조정하는 VPS(Virtual Pixel Synthesis) 엔진;을 구비하고,
상기 주사 구동 회로는, 상기 이미지 왜곡 탐지 회로에 의해 탐지된 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 보상하도록 상기 보상된 비디오 신호에 응답하여 상기 주사 구동 신호의 진폭을 변화시킴으로써 상기 투사 이미지 내의 왜곡을 적어도 부분적으로 교정하고,
상기 이미지 왜곡 탐지기와 상기 비디오 ASIC와 상기 주사 구동 회로와 상기 주사 플랫폼이 피드백 루프를 형성하도록 접속되어 있고,
투사 이미지의 왜곡이 시간에 따라 변화하는 경우, 상기 피드백 루프를 통해 계속적으로 또는 주기적으로 이미지의 왜곡을 탐지하고, 탐지된 왜곡을 계속하여 교정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서,
상기 이미지 왜곡 탐지 회로는 이미지 탐지기, 동작 탐지기, 또는 방향 탐지기, 또는 그 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.