KR100861064B1 - Color display apparatus using bi-direction scanning method - Google Patents
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Abstract
광원 제어신호에 따라 색광(color light)을 조사하는 광원계; 상기 색광을 광변조기 제어신호에 따라 변조하여 회절광을 생성하는 광변조기 소자; 상기 광변조기 소자로부터 조사되는 상기 회절광을 스캐너 제어신호에 따라 스크린에 양방향으로 스캔하여 투사하는 스캐너; 및 상기 스크린에 표현될 영상 정보에 상응하여 상기 광원 제어신호, 상기 광변조기 제어신호 및 상기 스캐너 제어신호를 각각 상기 광원계, 상기 광변조기 소자 및 상기 스캐너에 전달하여 제어하는 영상 제어 회로를 포함하는 양방향 스캔 방식 컬러 디스플레이 장치에 관한 것이다. 1개의 광변조기 소자를 이용한 1 패널 방식을 통해 3 패널 방식 컬러 디스플레이 장치와 비교할 때 패널이 2개나 줄어듦으로 인해 광학계 및 회로가 단순해져 전체의 재료비에 있어서 상당한 절감효과가 있다.
컬러 디스플레이, 광변조기, 양방향, 스캐너
A light source for irradiating color light according to the light source control signal; An optical modulator device for generating diffracted light by modulating the color light according to an optical modulator control signal; A scanner scanning the diffracted light radiated from the optical modulator element in both directions on a screen according to a scanner control signal to project the diffracted light; And an image control circuit configured to transmit the light source control signal, the optical modulator control signal, and the scanner control signal to the light source system, the optical modulator element, and the scanner, respectively, in response to the image information to be displayed on the screen. A bidirectional scan type color display device. Compared to the three-panel color display device through the one-panel method using one optical modulator element, two panels are reduced, thereby simplifying the optical system and the circuit, thereby significantly reducing the overall material cost.
Color display, optical modulator, bidirectional, scanner
Description
도 1은 멤스 소자를 적용한 광변조기 소자를 이용하는 종래 3 패널 방식의 컬러 디스플레이 장치의 일 실시형태.1 is an embodiment of a conventional three-panel color display device using an optical modulator device employing MEMS devices.
도 2는 실리콘 라이트 머신사(社)의 광변조기인 GLV(Grating Light Valve) 디바이스의 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing the configuration of a GLV (Grating Light Valve) device which is an optical modulator of Silicon Light Machine.
도 3은 도 2에 도시된 GLV 디바이스에서의 입사광 변조 원리를 나타낸 도면.3 illustrates the principle of incident light modulation in the GLV device shown in FIG.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 압전체를 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 소자의 사시도.4A is a perspective view of one type of diffractive light modulator element using a piezoelectric element among indirect light modulators applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 소자의 사시도.4B is a perspective view of another type of diffractive light modulator element using a piezoelectric body applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 벼조기 어레이의 평면도. Figure 4c is a plan view of a diffractive light paddyer array applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 4d는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기의 광 변조 원리를 설명하기 위한 도면.4D is a view for explaining the light modulation principle of the diffractive light modulator applicable to the preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이 에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도이다. 5 is a schematic diagram of an image generated on a screen by a diffractive light modulator array applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 1 패널을 가지는 양방향 스캔 방식 컬러 디스플레이 장치의 개략적인 구성도. 6 is a schematic configuration diagram of a bidirectional scan type color display apparatus having one panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에 따라 스크린에 투영되는 프레임의 구성을 나타낸 도면.7 illustrates a configuration of a frame projected on a screen according to the present invention.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컬러 영상 표시 방법을 나타낸 도면.8 is a view showing a color image display method according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 영상 표시 방법을 연속적으로나타낸 도면. 9 is a view continuously showing a color image display method according to a preferred embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간에 따라 영상 제어 회로에서 전달하는 광원 제어신호, 광변조기 제어신호 및 스캐너 제어신호의 예시를 나타낸 도면. 10 is a view showing examples of a light source control signal, an optical modulator control signal, and a scanner control signal transmitted from an image control circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
610 : 광원계610: light source system
620 : 조명 광학계620: Illumination Optical System
630 : 광변조기 소자630: optical modulator element
640 : 릴레이 광학계640: relay optical system
650 : 스캐너650: Scanner
660 : 투사 광학계660: projection optical system
670 : 스크린670: screen
680 : 영상 제어 회로680: image control circuit
본 발명은 컬러 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개의 광변조기 소자로부터의 1차원 영상신호를 스캐너를 이용하여 스크린에 스캔하여 2차원 영상으로 출력하는 컬러 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a color display device, and more particularly, to a color display device for outputting a one-dimensional image signal from one optical modulator element to a screen by using a scanner to output a two-dimensional image.
최근에는 디스플레이 기술이 발달함에 따라 대형화상의 구현에 대한 요구가 날로 증가하고 있다. 현재 대부분의 대형화상 표시장치(주로 프로젝터)는 액정을 광스위치로 사용하고 있다. 과거의 CRT 프로젝터에 비해서는 소형이고 가격도 저렴하고 광학계도 간단하여 많이 사용되고 있다. 그러나, 광원으로부터의 빛이 액정판을 투과하여 스크린에 비춰지므로 광손실이 많다는 것이 단점으로 지적된다. 따라서, 반사를 이용하는 광변조기 소자 등의 마이크로머신을 활용하여 광손실을 줄여서 더 밝은 화상을 얻을 수 있다. Recently, with the development of display technology, the demand for the implementation of large images is increasing day by day. Currently, most large image display devices (mainly projectors) use liquid crystals as optical switches. Compared to the CRT projectors of the past, it is used because it is small, inexpensive, and the optical system is simple. However, it is pointed out that a large amount of light loss occurs because light from the light source is transmitted through the liquid crystal plate to the screen. Therefore, a brighter image can be obtained by reducing light loss by utilizing a micromachine such as an optical modulator element using reflection.
마이크로머신(Micromachine)은 육안으로 식별이 어려운 극히 소형의 기계를 의미한다. 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)라고도 하며, 초소형 전기 기계 시스템 또는 소자라고 부를 수 있다. 주로 반도체 제조기술을 응용하여 만든다. 미소광학 및 극한소자를 이용하여 자기(磁氣) 및 광 헤드와 같은 각종 정보기기 부품에 응용하며, 여러 종류의 마이크로 유체제어기술을 이용하여 생명ㅇ의학 분야와 반도체 제조공정 등에도 응용한다. 마이크로머신은 그 역할에 따라서 감지 소자의 기능을 하는 마이크로 센서, 구동장치인 마이크로 액추에이터 및 기타 에너지의 전달 역할을 하는 미니어처 기계 등으로 나눌 수 있다.Micromachines are extremely small machines that are difficult to discern with the naked eye. Also known as MEMS (Micro Electro Mechanical System), it can be called microelectromechanical system or device. It is mainly made by applying semiconductor manufacturing technology. It is applied to various information equipment parts such as magnetic and optical heads using micro-optics and limit devices, and it is also applied to biomedical field and semiconductor manufacturing process using various micro fluid control technologies. Micromachines can be divided into micro-sensors that function as sensing elements, micro-actuators as driving devices, and miniature machines that serve as energy transfer devices.
멤스(MEMS)는 다양한 응용 분야의 하나로서 광학 분야에 응용되고 있다. 멤스(MEMS) 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. MEMS is applied to the optical field as one of various application fields. MEMS technology enables the fabrication of optical components smaller than 1mm, enabling ultra-compact optical systems.
초소형 광시스템에 해당하는 광변조기 소자, 마이크로 렌즈 등의 마이크로 광학 부품은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 통신장치, 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다.Micro-optical components such as optical modulator elements and micro lenses, which are miniature optical systems, have been adopted and applied to communication devices, displays, and recording devices due to advantages such as fast response speed, small loss, and ease of integration and digitization.
도 1은 멤스 소자를 적용한 광변조기 소자를 이용하는 종래 3 패널 방식의 컬러 디스플레이 장치의 일 실시형태를 나타낸다.1 shows an embodiment of a conventional three-panel color display device using an optical modulator device employing MEMS devices.
종래 3 패널 방식의 컬러 디스플레이 장치는 광원계(110), 조명 광학계(120), 3개의 패널(130), 색 합성계(150), 프로젝션 시스템(160) 및 스크린(170)을 포함한다.The conventional three-panel color display device includes a
광원계(110)는 빛의 삼원색인 적색 광원(112), 녹색 광원(114) 및 청색 광원(116)으로 이루어진 복수의 레이저 광원으로 이루어져 있다. 광원계(110)에서의 각 색광들은 조명 광학계(120)의 빔 형성 렌즈(120a, 120b)를 거쳐 각 패널(130)에 입사된다. The
3개의 패널(130)은 각각 광변조기 소자(132, 134, 136)를 포함하며, 각 광변 조기 소자(132, 134, 136)는 각각 하나씩의 색광을 담당한다. 입사된 각 색광들(적색광, 녹색광, 청색광)은 광강도가 변조되어 색 합성계(150)로 투사된다. Each of the three
색 합성계(150) 중 색 합성필터(152)는 각각 광강도가 변조된 적색광, 녹색광, 청색광을 합성하며, 공간필터(154)에 의해 신호성분만을 추출한다. The
프로젝션 시스템(160) 중 화상신호와 동기하는 스캐너(162)(본 예에서는 갈바노 미러)에 의해 공간에 전개되고, 프로젝션 렌즈(164)에 의해 스크린(170) 상에 컬러 영상으로 투영된다. The
상술한 종래 3 패널 방식의 컬러 디스플레이 장치는 각 색의 레이저 광원에 대해 대응하는 3개의 광변조기 소자를 갖추고 있어야 하는 바 광학계가 복잡해지고 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 각 색의 레이저 광원이 모두 동일한 출력을 가져야 하는 바 어느 하나의 레이저 광원이 출력이 약한 경우에 투영되는 컬러 영상의 화질이 좋지 않은 문제점이 있다. The conventional three-panel color display apparatus described above has to have three optical modulator elements corresponding to laser light sources of respective colors, and thus there is a problem in that an optical system is complicated and manufacturing cost increases. In addition, since the laser light sources of each color should all have the same output, there is a problem in that the image quality of the color image projected when one laser light source is weak in output is poor.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 1개의 광변조기 소자를 이용한 1 패널 방식을 통해 3 패널 방식 컬러 디스플레이 장치와 비교할 때 패널이 2개나 줄어듦으로 인해 광학계 및 회로가 단순해져 전체의 재료비에 있어서 상당한 절감효과가 있는 1 패널 방식의 컬러 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, in order to solve the above problems, an object of the present invention is to simplify the optical system and the circuit by reducing two panels as compared with the three panel type color display device through the one panel method using one optical modulator element. It is to provide a one-panel color display device having a significant savings in material costs.
본 발명의 다른 목적은 스캐너의 스캔 주파수가 양방향 스캔 방식에 의해 단방향 스캔 방식에 의할 때보다 1/2이 되어 제작 스펙이 간단해지고 스캐너의 수명 이 길어질 수 있는 2 패널 방식 컬러 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a two-panel color display device in which the scanning frequency of the scanner is 1/2 of the bi-directional scanning method, compared to the unidirectional scanning method, so that the production specification is simple and the life of the scanner can be extended. will be.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention will be readily understood through the following description.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광원 제어신호에 따라 색광(color light)을 조사하는 광원계; 상기 색광을 광변조기 제어신호에 따라 변조하여 회절광을 생성하는 광변조기 소자; 상기 광변조기 소자로부터 조사되는 상기 회절광을 스캐너 제어신호에 따라 스크린에 양방향으로 스캔하여 투사하는 스캐너; 및 상기 스크린에 표현될 영상 정보에 상응하여 상기 광원 제어신호, 상기 광변조기 제어신호 및 상기 스캐너 제어신호를 각각 상기 광원계, 상기 광변조기 소자 및 상기 스캐너에 전달하여 제어하는 영상 제어 회로를 포함하는 양방향 스캔 방식 컬러 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a light source for irradiating color light (color light) according to the light source control signal; An optical modulator device for generating diffracted light by modulating the color light according to an optical modulator control signal; A scanner scanning the diffracted light radiated from the optical modulator element in both directions on a screen according to a scanner control signal to project the diffracted light; And an image control circuit configured to transmit the light source control signal, the optical modulator control signal, and the scanner control signal to the light source system, the optical modulator element, and the scanner, respectively, in response to the image information to be displayed on the screen. A bidirectional scan type color display apparatus may be provided.
바람직하게는, 상기 회절광은 상기 스크린 중 1차원 영상인 하나의 수직 라인 영상을 나타내고, 상기 스캐너에서의 수평 방향으로의 양방향 스캔에 의해 2차원 영상으로 구현될 수 있다. Preferably, the diffracted light represents one vertical line image, which is a one-dimensional image of the screen, and may be implemented as a two-dimensional image by bidirectional scanning in the horizontal direction in the scanner.
또는 상기 회절광은 상기 스크린 중 1차원 영상인 하나의 수평 라인 영상을 나타내고, 상기 스캐너에서의 수직 방향으로의 양방향 스캔에 의해 2차원 영상으로 구현될 수 있다. Alternatively, the diffracted light represents one horizontal line image, which is a one-dimensional image of the screen, and may be implemented as a two-dimensional image by bidirectional scanning in the vertical direction in the scanner.
바람직하게는, 상기 광원계는 적색(red) 광원, 녹색(green) 광원 및 청 색(blue) 광원을 포함하되, 상기 광원 제어신호에 따라 상기 적색 광원, 상기 녹색 광원 및 상기 청색 광원의 온오프(on-off)가 제어될 수 있다. 여기서, 상기 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원 중 어느 하나가 온(on) 상태인 경우 나머지 광원들은 오프(off) 상태이다. Preferably, the light source includes a red light source, a green light source, and a blue light source, and the red light source, the green light source, and the blue light source are turned on and off according to the light source control signal. (on-off) can be controlled. Here, when any one of the red light source, the green light source, and the blue light source is on, the remaining light sources are off.
또한, 상기 영상 정보는 한 프레임을 구성하는 (수직 라인 화소수)×(수평 라인 화소수) 만큼의 화소의 적색, 녹색 및 청색의 광강도 정보이고, 상기 영상 제어 회로는 상기 광원 제어신호에 의해 온(on) 상태에 있는 상기 광원의 색에 상응하는 광강도 정보를 상기 광변조기 제어신호로 동기하여 상기 광변조기 소자에 전달할 수 있다. Further, the image information is red, green, and blue light intensity information of pixels equal to (vertical line pixels) x (horizontal line pixels) constituting one frame, and the image control circuit is controlled by the light source control signal. The light intensity information corresponding to the color of the light source in the on state may be transmitted to the optical modulator device in synchronization with the optical modulator control signal.
또한, 상기 스캐너는 1/2 회전시마다 한 프레임에 해당하는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색에 상응하는 회절광을 상기 스크린에 투영할 수 있고, 상기 스캐너는 3/2 회전에 의해 적색, 녹색 및 청색에 해당하는 각 회절광을 한번씩 상기 스크린에 투영할 수 있다. In addition, the scanner may project diffracted light corresponding to any one of red, green, and blue colors corresponding to one frame every 1/2 rotation to the screen, and the scanner may turn red, Each diffracted light corresponding to green and blue may be projected once onto the screen.
여기서, 상기 스캐너는 1/(1.5 x 텔레비전 방송 방식에 따른 필드 주파수) 초 내에 1회전할 수 있다. Here, the scanner may rotate one second within 1 / (1.5 × field frequency according to the television broadcasting system) seconds.
또한, 상기 스캐너는 갈바노 미러(galvano mirror)를 포함할 수 있다. The scanner may also include a galvano mirror.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 방법 및 이를 사용하는 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art, although not explicitly described or shown herein, can embody the principles of the present invention and invent various methods and apparatus using the same that are included in the concept and scope of the present invention. In addition, it is to be understood that all detailed descriptions, including the principles, aspects, and embodiments of the present invention, as well as listing specific embodiments, are intended to include structural and functional equivalents.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 동일 또는 유사한 개체를 순차적으로 구분하기 위한 식별기호에 불과하다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for sequentially distinguishing identical or similar entities.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 광 변조기에 대해서 먼저 설명하기로 한다.Hereinafter, the optical modulator applied to the present invention will be described first before describing the preferred embodiments of the present invention in detail.
광 변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있다. 여기서, 광 변조기는 구동되는 방식에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다.Optical modulators are largely divided into a direct method of directly controlling the on / off of light and an indirect method using reflection and diffraction, and the indirect method may be divided into an electrostatic method and a piezoelectric method. Herein, the optical modulator is applicable to the present invention regardless of the manner in which the optical modulator is driven.
도 2는 본 발명에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 정전기 방식을 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 소자인 실리콘 라이트 머신사(社)의 GLV(Grating Light Valve) 디바이스의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 GLV 디바이스에서의 입사광 변조 원리를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a GLV (Grating Light Valve) device manufactured by Silicon Light Machine, which is a type of diffractive light modulator device using an electrostatic method, among the indirect light modulators applicable to the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a principle of incident light modulation in the GLV device shown in FIG. 2.
도 2를 참조하면, GLV 디바이스(200)는 글래스 기판 등의 절연 기판(210)과, 절연 기판(210) 상에 형성된 공통의 기판측 전극(220)과, 기판측 전극(220)에 브리지형상으로 걸쳐져 병렬배치되어 있는 복수개(본 예에서는 6개)의 빔(230a 내지 230f, 이하 230이라 약칭함)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the
복수개의 빔(230)은 브리지 부재(240)와, 브리지 부재(240) 상에 설치된 알루미늄(Al)막으로 이루어지는 반사막을 겸하는 구동측 전극(250)으로 구성되어 그 양단이 지지된 소위 브리지식으로 형성된다. The plurality of
기판측 전극(220)과 구동측 전극(250)에 걸리는 전위에 따라, 빔(230)은 기판측 전극(220)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위된다. 도 2의 (b)에서 실선과 점선으로 나타내는 것 같이, 빔(230)은 기판측 전극(220)에 대해 평행상태 또는 오목상태로 변위한다. According to the potential applied to the
복수의 빔(230)에 대하여 평행상태 또는 오목상태로의 변위를 교대로 변화시킨다. 복수의 빔(230)에 전압이 인가되지 않는 경우에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 모두 평행상태를 유지하다가, 홀수번째 빔(230a, 230c, 230e)에 미소 전압을 인가한 경우에는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 홀수번째 빔(230a, 230c, 230e)은 오목상태를, 짝수번째 빔(230b, 230d, 230f)은 평행상태를 유지하게 된다. 이 경우 입사광이 홀수번째 빔(230a, 230c, 230e)에 의해 반사되는 제1 반사광과, 짝수번째 빔(230b, 230d, 230f)에 의해 반사되는 제2 반사광 간의 경로 차이에 의해 회절(간섭)이 발생하고 광의 강도가 변조된다. 이를 이용하여 스크린 화소의 그레이 스케일(gray scale) 즉, 광강도를 표현하게 된다. 복수의 빔(230)(본 예에서는 6개의 빔)이 하나의 화소의 광강도를 표현하며, 복수의 빔(230)이 하나의 마이크로 미러 인 것으로 가정한다. The displacement of the plurality of
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 압전체를 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 소자의 사시도이며, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 소자의 사시도이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판(51), 절연층(52), 희생층(53), 리본 구조물(54) 및 압전체(55)를 포함하는 광 변조기가 도시되어 있다. 4A is a perspective view of one type of diffractive light modulator element using a piezoelectric element among indirect light modulators applicable to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4B is another type of diffraction using a piezoelectric element applicable to a preferred embodiment of the present invention. A perspective view of a fluorescent modulator element. 4A and 4B, an optical modulator including a
기판(51)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(52)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(52) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(52(a), 52(b))이 형성될 수 있다. The
희생층(53)은 리본 구조물(54)이 절연층(52)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(54)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다. The
리본 구조물(54)은 상술한 바와 같이 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(54)의 형태는 상술한 바와 같이 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈홀을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(55)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(54)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(52(a), 52(b))은 리본 구조물(54)에 형성된 홀(54(b), 54(d))에 대응하여 형성된다. The
이하에서는, 상술한 도 4a에 도시된 형태의 광 변조기를 중심으로 설명한다. Hereinafter, the optical modulator of the type shown in FIG. 4A will be described.
도 4c를 참조하면, 광 변조기는 각각 제1 화소(pixel #1), 제2 화소(pixel #2), …, 제m 화소(pixel #m)를 담당하는 m개의 마이크로 미러(50-1, 50-2, …, 50-m)로 구성된다. 광 변조기는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 화소로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(50-1, 50-2, …, 50-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 화소 중 어느 하나의 화소들을 담당한다. 따라서, 각각의 마이크로 미러에서 반사 및 회절된 광은 이후 광 스캔 장치에 의해 스크린에 2차원 영상으로 투사된다. 예를 들면, VGA 640*480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 광 스캔 장치(미도시)의 한 면에서 640번 모듈레이션을 하여 광 스캔 장치의 한 면당 화면 1 프레임이 생성된다. Referring to FIG. 4C, the optical modulator includes a first pixel (pixel # 1), a second pixel (pixel # 2),. And m micromirrors 50-1, 50-2,..., 50-m that are responsible for the m-th pixel (pixel #m). The optical modulator is responsible for image information on the one-dimensional image of the vertical scanning line or the horizontal scanning line (where the vertical scanning line or the horizontal scanning line is composed of m pixels), and each micromirror 50-1, 50-2. , ..., 50-m) are in charge of any one of m pixels constituting the vertical scan line or the horizontal scan line. Thus, the reflected and diffracted light in each micro mirror is then projected on the screen as a two dimensional image by the light scanning device. For example, in the case of
이하 제1 화소(pixel #1)를 중심으로 광변조의 원리에 대하여 설명하지만, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 내용이 적용가능함은 물론이다. Hereinafter, the principle of light modulation will be described based on the first pixel (pixel # 1), but the same may be applied to other pixels.
본 실시예에서 리본 구조물(54)에 형성된 홀(54(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(54(b)-1)로 인하여 리본 구조물(54) 상부에는 3개의 상부 반사층(54(a)-1)이 형성된다. 절연층(52)에는 2개의 홀(54(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1 화소(pixel #1)와 제2 화소(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(52)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(54(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 동일하게 되며, 도 4a를 참조하여 전술한 바와 같이 0차 회절광 또는 ±1차 회절광을 이용하여 변조광의 휘도를 조절하는 것이 가능하다.In this embodiment, it is assumed that there are two holes 54 (b) -1 formed in the
도 4d를 참조하면, 회절형 광 변조기의 광 변조 원리를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 4c의 BB'선의 단면도를 중심으로 설명한다. 4D, there is shown a diagram for explaining the light modulation principle of the diffractive light modulator. It demonstrates centering on sectional drawing of the BB 'line | wire of FIG. 4C.
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우 리본 구조물(54)에 형성된 상부 반사층(54(a), 54(c))과 하부 반사층(52(a), 52(b))이 형성된 절연층(52) 간의 간격이(2n)λ/4(n은 자연수)가 되도록 하는 제1 전압이 압전체(55)에 인가된다(도 4d의 (a) 참조). 이 경우 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물(54)에 형성된 상부 반사층(54(a), 54(c))에서 반사된 광과 절연층(52)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 nλ와 같아서 보강 간섭을 하여 회절광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 휘도는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.For example, when the wavelength of light is λ, an insulating layer having upper reflective layers 54 (a) and 54 (c) and lower reflective layers 52 (a and 52 (b)) formed on the ribbon structure 54 ( A first voltage is applied to the
또한, 리본 구조물(54)에 형성된 상부 반사층(54(a), 54(c))과 하부 반사층(52(a), 52(b))이 형성된 절연층(52) 간의 간격이 (2n+1)λ/4(n은 자연수)가 되도록 하는 제2 전압이 압전체(55)에 인가된다(도 4d의 (b) 참조). 이 경우 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물(54)에 형성된 상부 반사층(54(a), 54(c))과 절연층(52)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2n+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 회절광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. 이러한 간섭의 결과, 광 변조기는 반사 또는 회절광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다. 이상에서는, 리본 구조 물(54)과 하부 반사층(52(a), 52(b))이 형성된 절연층(52) 간의 간격이 (2n)λ/4 또는 (2n+1)λ/4인 경우를 설명하였으나, 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 세기를 조절할 수 있는 간격을 가지고 구동할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.In addition, the interval between the upper reflective layers 54 (a) and 54 (c) formed on the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도이다. 5 is a schematic diagram of an image generated on a screen by a diffractive light modulator array applicable to a preferred embodiment of the present invention.
수직으로 배열된 m개의 마이크로 미러(50-1, 50-2, …, 50-m)에 의해 반사 및 회절된 광이 광 스캔 장치에서 반사되어 스크린(100)에 수평으로 스캔되어 생성된 화면(500-1, 500-2, 500-3, 500-4, …, 500-(k-3), 500-(k-2), 500-(k-1), 500-k)이 도시된다. 광 스캔 장치에서 한번 회전하는 경우 하나의 영상 프레임이 투사될 수 있다. 여기서, 스캔 방향은 왼쪽에서 오른쪽 방향(화살표 방향)으로 도시되어 있으나, 그 역 방향으로도 영상이 스캔될 수 있음은 자명하다.Light reflected and diffracted by the m micromirrors 50-1, 50-2,..., 50-m arranged vertically is reflected by the optical scanning device, and is generated by horizontally scanning the
본 발명에서 광 변조기 소자는 GLV 디바이스, 멤스 구조물 또는 간섭 원리에 의해 일정한 입사광에 대하여 다양한 신호 크기를 가지는 회절광을 생성하게 되고, 신호를 빛에 실을 수 있는 장치로써, 상술한 바와 같이 1차원 영상 화소를 담당하는 장치를 통칭한다.In the present invention, the optical modulator device generates diffracted light having various signal sizes with respect to a constant incident light by a GLV device, a MEMS structure, or an interference principle, and is a device capable of loading a signal into light. The device in charge of the image pixels is collectively referred to.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 1 패널을 가지는 양방향 스캔 방식 컬러 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다. 본 발명에서 컬러 디스플레이 장치는 일반적으로 프로젝션 장치를 의미한다. 도 7은 본 발명에 따라 스크린에 투영되는 프레임의 구성을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컬러 영상 표시 방법을 나타낸 도면이다.6 is a schematic configuration diagram of a bidirectional scan type color display apparatus having one panel according to an exemplary embodiment of the present invention. In the present invention, the color display device generally means a projection device. 7 is a view showing the configuration of a frame projected on the screen according to the present invention, Figure 8 is a view showing a color image display method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 1 패널을 가지는 양방향 스캔 방식 컬러 디스플레이 장치는 광원계(610), 조명 광학계(620), 하나의 패널(즉, 1개의 광변조기 소자(630)), 릴레이 광학계(640), 스캐너(650), 투사 광학계(660), 스크린(670) 및 영상 제어 회로(680)를 포함한다. 여기서, 조명 광학계(620), 릴레이 광학계(640), 투사 광학계(660)는 프로젝션 장치에서는 일반적인 구성요소이므로 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 6, the bidirectional scan type color display apparatus having one panel includes a
광원계(610)는 빛의 삼원색인 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 조사하는 적색 광원(612), 녹색 광원(614) 및 청색 광원(616)을 포함한다. 적색 광원(612), 녹색 광원(614) 및 청색 광원(616)은 레이저 광원 또는 레이저 다이오드인 것이 바람직하다. The
광원계(610)에서의 각 색광들은 조명 광학계(620)를 거쳐 하나의 패널(즉, 광변조기 소자(630))에 입사된다.Each color light in the
광변조기 소자(630)는 적색 광원(612), 녹색 광원(614) 및 청색 광원(616) 중 하나로부터 색광을 입사받는다. 동시에 2 이상의 색광을 입사받지는 않으며, 한번에 하나의 색에 대한 색광만을 입사받는 것이 바람직하다.The
광변조기 소자(630)는 상술한 바대로 추후 스크린(670)에 투사될 때 하나의 라인에 대한 광강도 정보에 따라 입사광을 변조하여 회절광을 생성한다. 여기서, 하나의 라인은 한 프레임(frame)을 구성하는 (가로 화소수 (즉, 수평 라인 화소수 )) × (세로 화소수 (즉, 수직 라인 화소수)) 만큼의 화소 중에서 어느 하나의 수평 라인 또는 수직 라인을 의미한다. 이하에서는 광변조기 소자(630)가 어느 하나의 수직 라인을 담당하는 것을 중심으로 설명하지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 물론이다.As described above, the
광변조기 소자(630)는 도 2에 도시된 GLV 디바이스(200) 또는 도 4에 도시된 멤스 구조물이 라인의 화소수만큼 병렬로 배치되어 하나의 수직 라인을 담당하는 것이 바람직하다. 하나의 수직 라인은 1차원 영상이고, 스크린(670)은 2차원 영상을 표현하는 바 추후 설명할 스캐너(650)에 의해 1차원 영상이 2차원 영상으로 표현된다. In the
광변조기 소자(630)는 영상 정보가 포함되지 않은 색광을 입사받고, 추후 설명할 영상 제어 회로(680)로부터 수신한 광변조기 제어신호에 따라 해당 색광 및 해당 라인에 대한 영상 정보(즉, 광강도 정보)를 상기 색광에 싣는다. 이 과정이 색광의 변조이다. 즉, 영상 정보를 표현하는 패널의 역할을 광변조기 소자(630)가 담당한다. 이를 통해 영상 정보가 실린 색광 즉, 회절광은 릴레이 광학계(640)를 거쳐 스캐너(650)에 전달된다.The
스캐너(650)는 영상 제어 회로(680)에서 수신한 스캐너 제어신호에 따라 회절광을 공간에 전개한다. 투사 광학계(660)는 프로젝션 렌즈를 포함하고 있으며, 스캐너(650)에 의해 공간에 전개되는 회절광을 스크린(670)에 컬러 영상으로 투영한다. The
상술한 바와 같이 스캐너(650)에 의해 공간에 전개되는 회절광은 광변조기 소자(630)에 의해 변조된, 표현될 화면의 프레임 중 어느 하나의 수직 라인을 표시하는 1차원 영상신호이다. As described above, the diffracted light developed in the space by the
스캐너(650)의 수평 방향으로 양방향 회전에 의해 상기 회절광을 스크린(670) 중 영상신호에 상응하는 정해진 위치의 수직 라인에 투영한다. 스캐너(650)의 회전으로 인해 수평 방향으로 각 수직 라인의 영상신호가 모두 투영되면 하나의 프레임이 완성되고 하나의 화면이 완성되어 사람의 눈에 한 화면으로 보이게 된다. The diffracted light is projected onto a vertical line at a predetermined position corresponding to an image signal in the
본 발명에서 스캐너(650)는 양방향으로 회전 가능하여, 1차원 영상을 2차원적으로 표현할 수 있는 장치이면 되며, 갈바노 미러(galvano mirror) 등이 스캐너(650)에 포함될 수 있다. In the present invention, the
영상 제어 회로(680)는 한 화면을 형성하는 프레임에 대한 영상 정보를 가지고 있다. 영상 정보는 (수직 라인 화소수) × (수평 라인 화소수) 만큼의 화소의 적색, 녹색 및 청색의 광강도 정보를 의미한다. 예를 들어 수직 라인 화소수를 m(자연수), 수평 라인 화소수를 n(자연수)이라 하면, 한 프레임은 제1 내지 제n 수직 라인으로 구성되거나 제1 내지 제m 수평 라인으로 구성된다고 할 수 있다(도 7 참조).The
영상 제어 회로(680)는 미리 정해진 순서에 따라 적색, 녹색 또는 청색에 관한 광강도 정보를 추출한다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 순이 될 수 있으며, 이 순서는 변경가능하다. The
도 7을 참조하면, 스캐너(650)에 의한 스캔이 수평 방향으로 이루어질 때 제 1 수직 라인에서부터 제n 수직 라인까지의 방향을 순방향(forward)이라고 하고, 제n 수직 라인에서부터 제1 수직 라인까지의 방향을 역방향(backward)이라고 한다.Referring to FIG. 7, when the scan by the
또는 스캐너(650)에 의한 스캔이 수직 방향으로 이루어질 때 제1 수평 라인에서부터 제m 수평 라인까지의 방향을 순방향(forward)이라고 하고, 제m 수평 라인에서부터 제1 수평 라인까지의 방향을 역방향(backward)이라고 한다.Alternatively, when the scan is performed by the
도 8을 참조하면, 스캐너(650)에 의한 스캔이 수평 방향으로 이루어지며, 광변조기 소자(630)에 의한 변조는 각 수직 라인별로 이루어지는 것을 예시로 들고 있다. 본 예 이외에도 스캐너(650)에 의한 스캔이 수직 방향으로 이루어지며, 광변조기 소자(630)에 의한 변조는 각 수평 라인별로 이루어질 수도 있음은 물론이다.Referring to FIG. 8, the scan by the
도 8의 (a)를 참조하면, 우선 적색에 관한 광강도 정보를 추출한 경우, 적색 광원(612)만 온(on) 상태가 되고 녹색 광원(614) 및 청색 광원(616)은 오프(off) 상태가 되도록 하는 광원 제어신호를 광원계(610)로 전달한다. 그리고 제n 수직 라인에 대한 적색 광강도 정보 즉, 광변조기 제어신호를 광변조기 소자(630)에 전달한다. Referring to FIG. 8A, first, when light intensity information regarding red is extracted, only the
광변조기 소자(630)에서 상기 광변조기 제어신호에 따라 변조된 회절광이 스캐너(650)에 전달될 때 스캐너(650)가 스크린(670) 상에서 제n 수직 라인에 상응하는 위치에 상기 회절광이 표현될 수 있도록 회전시켜 위치를 조절하도록 스캐너 제어신호를 전달한다. 이후 제(n-1) 수직 라인부터 제1 수직 라인에 이를때까지 광변조기 소자(630) 및 스캐너(650)에 각 수직 라인에 상응하는 각각 광변조기 제어신 호 및 스캐너 제어신호를 전달한다. 여기서, 스캐너 제어신호는 스캐너(650)가 소정의 속도로 일방향으로(본 예에서는 시계방향) 회전하도록 하는 속도 제어신호이거나, 특정 시각에 소정 위치로 움직이도록 하는 위치 제어신호일 수 있다. When the diffracted light modulated according to the optical modulator control signal is transmitted to the
도 8의 (b)를 참조하면, 상술한 바와 같이 적색에 관하여 제n 수직 라인에서부터 제1 수직 라인까지 역방향으로 스크린(670) 상에 투영이 완료되면, 녹색에 관한 광강도 정보를 추출한다. 그리고는 적색에 관하여 스크린(670) 상에 투영한 것과 유사한 방법으로 녹색에 관하여 투영한다. 다만, 이 때 스캐너(650)는 양방향 스캔이 가능하므로, 녹색의 경우에는 제n 수직 라인에서부터 제1 수직 라인에 이르는 역방향으로 투영이 이루어지는 것이 아니라 제1 수직 라인에서부터 제n 수직 라인에 이르는 순방향으로 투영이 이루어진다. 따라서, 녹색에 관한 광강도 정보 추출시 제1 수직 라인에 대한 광강도 정보에 상응하는 광변조기 제어신호를 먼저 광변조기 소자(630)에 전달해야 한다. 그리고 스캐너(650)에 전달하는 스캐너 제어신호 역시 적색의 경우와는 반대로 스캐너(650)가 소정의 속도로 타방향으로(본 예이서는 반시계방향) 회전하도록 하는 속도 제어신호이거나, 소정 위치로 움직이도록 하는 위치 제어신호일 수 있다. Referring to FIG. 8B, when the projection is completed on the
도 8의 (c)를 참조하면, 상술한 바와 같이 녹색에 관하여 제1 수직 라인에서부터 제n 수직 라인까지 순방향으로 스크린(670) 상에 투영이 완료되면, 마지막으로 청색에 관한 광강도 정보를 추출한다. 그리고는 청색에 대해서는 적색에 관하여 스크린(670) 상에 투영한 것과 동일한 방법으로 투영한다. Referring to FIG. 8C, when the projection is completed on the
도 8의 (d)를 참조하면, 적색, 녹색 및 청색에 관한 투영이 완료됨으로써 한 화면에 대하여 풀 컬러(full color) 영상이 완성될 수 있으며, 이때까지 걸리는 시간은 1/(텔레비전 방송 방식에 따른 필드 주파수) 내 이어야 한다. Referring to FIG. 8 (d), the projection of red, green, and blue is completed, so that a full color image may be completed on one screen, and the time taken up to 1 / (television broadcasting method) is completed. Per field frequency).
텔레비전 방송 방식에 따른 필드 주파수는 사람이 시각적으로 동영상 화면의 끊김을 감지할 수 없는 최소 주파수를 의미한다. 컬러 디스플레이 장치로서 텔레비전 방송방식은 NTSC(national television system committee) 방식, PAL(phase alternation by line) 방식 등이 있다. The field frequency according to the television broadcasting method means a minimum frequency at which a human cannot visually detect a break in the moving picture screen. As a color display apparatus, a television broadcasting method includes an NTSC (national television system committee) method, a PAL (phase alteration by line) method, and the like.
NTSC 방식은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 신호를 하나의 휘도신호(Y)와 두 개의 색차신호(I, Q)로 행렬변환한 다음 다중화하여 6MHz의 주파수 대역폭으로 전송하는 방식이다. PAL 방식은 NTSC 방식의 단점인 색상의 전송방식을 보완한 방식이다. The NTSC method converts the three primary color signals of red, green, and blue into one luminance signal (Y) and two color difference signals (I, Q), and then multiplexes and transmits them in a frequency bandwidth of 6 MHz. The PAL method complements the color transmission method, which is a disadvantage of the NTSC method.
NTSC 방식은 주사선이 4205개, 필드 주파수가 60Hz로 구성되어 있으며, PAL 방식은 주사선이 625개, 필드 주파수가 50Hz로 구성되어 있다. The NTSC system consists of 4205 scan lines and 60 Hz field frequency, and the PAL method consists of 625 scan lines and 50 Hz field frequency.
즉, 필드 주파수에 따라 적색, 녹색, 청색의 삼원색이 1/(필드 주파수 (예를 들어 NTSC 방식의 경우 60Hz, PAL 방식의 경우 50Hz)) 내에 한 화면 상에 투영되면 사람의 눈은 동시에 적색, 녹색, 청색을 모두 포함하는 풀 컬러 영상이 표현된 화면이 형성되고 있는 것으로 본다. 따라서, 1/(필드 주파수) 내에 적색, 녹색, 청색이 각각 한번씩 투영되면, 마치 적색, 녹색, 청색이 동시에 투영되고 있는 것으로 사람은 시각적으로 인식한다. That is, if three primary colors of red, green, and blue are projected on one screen within 1 / (field frequency (for example, 60Hz for NTSC, 50Hz for PAL)) depending on the field frequency, the human eye is simultaneously red, It is assumed that a screen in which a full color image including both green and blue is represented is formed. Therefore, when red, green, and blue are projected once each within 1 / (field frequency), one visually recognizes that red, green, and blue are simultaneously projected.
이를 위해서 스캐너(650)는 양방향 스캔이 가능한 바 3/2 회전으로 적색, 녹색 및 청색이 한번씩 투영되도록 할 수 있다. 즉, 스캐너(650)가 3/2회전 하는 시 간이 1/(필드 주파수) 내인 것이 바람직하고, 따라서 스캐너(650)는 양방향으로의 스캔 주파수가 필드 주파수의 1.5배인 것이 바람직하다. To this end, the
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 영상 표시 방법을 연속적으로나타낸 도면이다. 9 is a view continuously showing a color image display method according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 1 단계에서 스캐너(650)의 시계 방향 회전에 대하여 적색 광원(612)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 k(임의의 자연수)번째 프레임의 영상 정보 중에서 적색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 역방향으로 투영된다. Referring to FIG. 9, only the
2 단계에서 스캐너(650)의 반시계 방향 회전에 대하여 녹색 광원(614)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 k번째 프레임의 영상 정보 중에서 녹색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 순방향으로 투영된다. In the second step, only the green light source 614 is turned on with respect to the counterclockwise rotation of the
3 단계에서 스캐너(650)의 시계 방향 회전에 대하여 청색 광원(616)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 k번째 프레임의 영상 정보 중에서 청색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 역방향으로 투영된다.In
1 단계 내지 3 단계를 진행함에 따라 k번째 프레임에 해당하는 풀 컬러 이미지를 완성하게 되고, 1단계 내지 3단계까지의 소요 시간은 NTSC 방식에 의할 때 1/60 초 내에, PAL 방식에 의할 때 1/50 초 내에 이루어져야 한다. As the first to third steps are completed, the full color image corresponding to the kth frame is completed, and the time required for the first to third steps is within 1/60 second when the NTSC method is used. When done in 1/50 seconds.
4 단계에서 스캐너(650)의 반시계 방향 회전에 대하여 적색 광원(612)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 (k+1)번째 프레임의 영상 정보 중에 서 적색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 순방향으로 투영된다. In
5 단계에서 스캐너(650)의 시계 방향 회전에 대하여 녹색 광원(614)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 (k+1)번째 프레임의 영상 정보 중에서 녹색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 역방향으로 투영된다. In
6 단계에서 스캐너(650)의 반시계 방향 회전에 대하여 청색 광원(616)만이 온(on) 상태가 되고, 광변조기 소자(630)에는 (k+1)째 프레임의 영상 정보 중에서 청색 정보만이 변조되어서 스크린(670) 상에 순방향으로 투영된다.In step 6, only the blue
4 단계 내지 6 단계를 진행함에 따라 (k+1)번째 프레임에 해당하는 풀 컬러 이미지를 완성하게 되고, 4단계 내지 6단계까지의 소요 시간은 NTSC 방식에 의할 때 1/60 초 내에, PAL 방식에 의할 때 1/50 초 내에 이루어져야 한다.As the
이후 1 단계 내지 6 단계를 반복하여 (k+2), (k+3), … 번째 프레임에 해당하는 풀 컬러 영상을 연속적으로 표현할 수 있다. Thereafter, steps 1 to 6 are repeated to (k + 2), (k + 3),... The full color image corresponding to the first frame may be continuously displayed.
본 발명에서 적색, 녹색, 청색의 순서 이외의 다른 순서에 의해서도 가능함은 물론이다.Of course, in the present invention, it is possible to use other orders other than the order of red, green, and blue.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간에 따라 영상 제어 회로(680)에서 전달하는 광원 제어신호, 광변조기 제어신호 및 스캐너 제어신호의 예시를 나타낸 도면이다. 도 10에서는 하나의 예시로 적색, 녹색, 청색 순을 선택하였으나, 그 외에도 다른 순서에 의할 수도 있음은 물론이다. 본 실시예에서는 NTSC 방식을 기초로 하여 60Hz의 필드 주파수를 가지고, 한 프레임은 1/60초(sec)의 주 기를 가지는 것을 예시로 한다. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a light source control signal, an optical modulator control signal, and a scanner control signal transmitted from the
도 10을 참조하면, 광변조기 제어신호는 적색, 녹색, 청색의 순으로 영상 정보 즉, 광강도 정보를 포함하면서 영상 제어 회로(680)으로부터 광변조기 소자(630)에 전달된다. Referring to FIG. 10, the optical modulator control signal is transmitted from the
적색 영상 정보가 전달되는 경우에는 적색 광원(612)만을, 녹색 영상 정보가 전달되는 경우에는 녹색 광원(614)만을, 그리고 청색 영상 정보가 전달되는 경우에는 청색 광원(616)만을 온(on) 상태로 하는 광원 제어신호가 영상 제어 회로(680)로부터 광원계(610)로 전달된다. Only
스캐너(650)는 각 영상 정보에 대하여 스크린(670) 상에 한번씩 투영되도록 하며, 시계 방향으로 회전하면 역방향으로 스캔되고 반시계 방향으로 회전하면 순방향으로 스캔된다. 물론 이와 반대일 수 있다. The
스캐너(650)는 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하여 1 회전을 완료한다. 따라서, 3/2 회전에 의해 적색, 녹색, 청색을 각각 한번씩 투영할 수 있으며, 풀 컬러 영상을 완성한다. 스캐너(650)가 1 회전 하는 시간은 1/90초이고, 스캔 주파수는 90Hz가 된다. The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치는 1개의 광변조기 소자를 이용한 1 패널 방식을 통해 3 패널 방식 컬러 디스플레이 장치와 비교할 때 패널이 2개나 줄어듦으로 인해 광학계 및 회로가 단순해져 전체의 재료비에 있어서 상당한 절감효과가 있다. As described above, in the color display device according to the present invention, the optical system and the circuit are simplified due to the reduction of two panels in comparison with the three-panel color display device through the one-panel method using one optical modulator element. There is a significant savings in
또한, 스캐너의 스캔 주파수가 양방향 스캔 방식에 의해 단방향 스캔 방식에 의할 때보다 1/2이 되어 제작 스펙이 간단해지고 스캐너의 수명이 길어질 수 있다. In addition, the scan frequency of the scanner is half of that of the bidirectional scanning method than that of the unidirectional scanning method, thereby simplifying the manufacturing specification and extending the life of the scanner.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
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-
2006
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