KR100435266B1 - 기계적으로 발진되는 투영 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

투영 디스플레이 시스템(10)은 스페클을 감소 또는 제거하도록 기계적으로 섭동된다. 더욱이, 픽셀화효과 또한 제거 또는 감소된다. 시스템의 일부분을 기계적으로 섭동함으로써, 예컨대 떨립섭동을 사용하여 스페클효과는 유저에게 가시가능하게 시간적으로 스미어된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 절첩식거울(16)은 초음파범위 내의 주파수에서 복수의 압전 액츄에이터(18)를 사용하여 기계적으로 섭동된다.

Description

기계적으로 발진되는 투영 디스플레이{Mechanically Oscillated Projection Display}
투영 디스플레이는 임의의 환경 하에서 소위 스페클 아티팩트(speckle artifact)가 산출되기 쉽다. 스페클은 평면파가 강도를 변조하기 위해 스스로를 간섭하는 랜덤한 공간 간섭 패턴(random spatial interference pattern)이다. 스페클은 디스플레이 위에 산재된 매우 미세한 입자와 같이 나타날 수 있다. 이러한 효과는 일반적으로 정적이고 관측자와 디스플레이가 정지된 상태에 있으면, 이러한 효과는 가시적이다.
스페클은 레이저와 같은, 코히어런트 광원에 의한 문제점으로서 대부분 인정된다. 하지만, 고 이득옵틱(gain optic)을 구비한 백열 광원부 또한 광원부의 부분 코히어런스를 생성하는 광학 배율로 인해 스페클 효과를 생성할 수 있다.
코히어런트 광원으로부터의 스페클 제거는 불가능하다고 믿었다. 스페클은 부분 코히어런스를 야기하는 고 이득 옵틱류의 종류를 피함으로써 인코히어런트 광원부에서 피할 수 있다.
스페클 효과는 고체상태 레이저 광원을 사용하는 CD-ROM 또는 콤팩트 디스크(CD) 플레이어에서 다루어진다. 스페클이 디지털 데이터의 재생성을 간섭하므로 고체 상태 레이저를 구동시키는 전류원은 매우 높은 주파수로 변조된다. 전류원은 변조로 인해 광의 주파수를 확산하는 효과를 갖는다. 이것은 기술적으로 스페클을 제거하지 못하지만, 데이터 검파기로 볼 수 없도록 충분한 고주파수로 사방에 스페클을 이동시킨다. 이러한 기술은 전류원이 충분하게 높은 주파수에서 출력광을 변조할 수 없기 때문에 백열 광원부를 사용할 수 없다.
또한, 투영 디스플레이는 픽셀화라고 불리우는 결함을 가질 수 있다. 픽셀화는 가시 이미지를 형성하는 픽셀을 메이크업하는 "스퀘어"가 보이는 것이다. 픽셀화가 나타나기 쉬운 디스플레이에 나타나는 선은 부가에지를 갖는 덩어리 형태가 나타나는 톱니모양 발현효과(jagged effect)를 나타낸다.
이에 따라, 투영 디스플레이에서 스페클과 픽셀화를 취급하는 개량된 방법이 지속적으로 필요하다.
본 발명은 일반적으로 레이저와 비-레이저 조명원을 사용하는 디스플레이를 포함하는 투영 디스플레이에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예의 개략적인 설명도.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에서 사용된 구동회로의 특성을 도시한 도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에서 사용된 구동회로에 대한 타이밍 도.
도 4는 디스플레이 섭동 하에서 픽셀 경계의 설명도.
일태양에 따라, 투영 디스플레이는 투영 광원 및 이 투영광원과 연계된 옵틱을 포함한다. 한 디바이스는 적어도 상술한 디스플레이의 일부분에서 기계적으로 발진하도록 응용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 1에 도시된 투영 디스플레이(10)는 비디오 입력신호를 수신하도록 연결된 광밸브(12)를 포함한다. 광밸브(12)는 투영렌즈(14)에 의해서 투영되는 변조된 출력광을 생성한다. 투영옵틱은 또한 절첩식 미러(16)와 투영 스크린(26) 상에 출력광을 반사하는 투영 미러(24)를 포함한다.
투영 디스플레이의 하나 이상의 구성요소는 스페클 및/또는 픽셀화를 극복하도록 기계적으로 발진된다. 적어도 디스플레이의 일부분이 섭동(perturbation)함로써, 스미어효과는 사용자에게 보이지 않는 충분히 높은 주파수로 스페클을 디스플레이에서 이동하여 달성된다. 유사하게, 동일 섭동은 픽셀화를 감소 또는 제거 및 픽셀 사이의 테두리를 스미어할 수 있다.
하나의 실시예에서, 절첩식 미러(16)는 비교적 낮은 메스이여서 더욱 쉽게 발진됨으로 발진된다. 이 미러(16)에는 그 코너 각각에 압전 액츄에이터(18)가 부착된다. 이러한 액츄에이터는 거울을 적절한 구동신호에 응답하여 희망 주파수로 발진한다. 유리하게, 발진은 스페클 및/또는 픽셀화를 제거하기 위한 비교적 고 주파수이다. 초음파(즉, 약 20,000Hz)는 인간이 인지가능한 소리를 창출하지 않은 장점이 있다.
일 실시예에서, 디스플레이부는 매우 작은 기울기로 구동된다. 이에 따라, 비교적 제한된 이동범위는 적당하다. 위상 변이된 시퀀스로 액츄에이터(18)를 구동시킴로써, 미러(16)와 같은 디스플레이부는 예컨대, 원형의 시누소이드방식으로 거울에서 수직인 표면에 대해 워블한다. 미러(16)의 표면에 대한 수직은 "N"으로 표시되고 섭동 하에서 수직이 따르는 경로는 도 2에서 "워블콘(wobble corn)"으로 표시된 콘으로 표시된다.
다소 복잡한 발진이 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 왕복평면 또는 선형 발진은 스페클을 처리하는데 효과적이다. 하지만, 왕복운동은 통상적으로 2차원인 픽셀화를 완전하게 제거할 수 없다. 평면 내의 전체에서 발생하는 2차원 발진 또한 유효하다. 더욱이, 상술된 회귀성 시누소이드운동 보다 더 복잡한 발진이 임의의 경우에서 유리할 수 있다. 예컨대, 랜덤한 섭동은 다수의 실시예에 있어서 반복적 운동보다 적고 더 큰 불규칙을 생성하도록 코너에 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 구동전자장치(도 1 참조)(22)로부터의 구동신호(1∼4)는 액츄에이터(18)의 상이한 하나에 적용된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 구동신호는 도 2에 도시된 바와 같이 원형워블을 생성하도록 위상 변이된다. 파형이 도시된 실시예에서 디지털 신호로 표시되더라도, 또한 파형은 아날로그 파형을 포함하는 다른 파형으로 될 수 있다. 일반적으로, 디스플레이의 섭동된 부분의 통상의 기계적인 고유 응답시간은 결과로 되는 움직임을 필터링할 수 있다.
픽셀화에 대해서, 발진의 진폭은 픽셀화가 감소되는 범위에서 효과를 갖는다. 다시 말하면, 워블하는 동안 디스플레이는 실제 픽셀 에지의 외측으로 스미어하고 픽셀화 효과를 평탄하게하는 경향이 있다. 인접 픽셀들은 연속선을 형성할 수 있고 픽셀 경계의 아티팩트는 다수 실시예에서 검파가능하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 선은 단지 조명이 변위함으로써만 가시적으로 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, "min"으로 표시된 최소 픽셀 경계는 시스템이 표시된 "워블원"에 의해서 표시된 범위에서 섭동될 때에 실제 픽셀 경계인 "실제픽셀범위"보다 더 작다. "max"로 표시된 최대 픽셀 경계는 실제픽셀범위보다 더 크다. 실제픽셀범위와 최소 및 최대 픽셀 경계사이의 변위는 섭동의 진폭에 의해 결정된다. 이러한 방식에서, 픽셀 경계는 스미어되도록 둘레에서 이동되어 덜 뚜렷하게 된다.
단순 구동기능은 흑점이 고르고 규칙적인 모양으로 주위에서 이동함에 따라 그리고 간섭 패턴이 생성되고 파괴됨에 따라 흑점(스페클의 "삭제"로부터)이 원과 호를 형성하도록 할 수 있다. 가시적 아트팩트는 이미지에서 희미하게 채색된 원 및 호로 나타날 수 있다. 구동기능에서 어떤 임의의 불규칙 정도를 제공함으로써, 워블은 보다 복잡하게 될 수 있다. 정밀한 동일섭동의 반복 사이의 간격이 길어 질수록 유저는 상술한 바와 같이 임의복구삭제효과를 더 적게 인식할 수 있다.
이에 따라, 실제로 랜덤 섭동이 필요하지 않는 경우에도, 정확한 동일섭동을 제공하기에 앞서 충분하게 장기간을 유도함으로써 조금 적게 볼 수 있도록 삭제효과를 충분하게 확장할 수 있다. 하지만, 요구되면, 혼돈 어트랙터로 달성되는 바와 같은 비교적 랜덤한 구동이 사용된다. 이러한 구동은 "Circuits That Get Chaos in Sync", pp. 120-123, 1993년 8월, Scientific American에 기술되어 있다. 일반적으로, 워블면의 각도를 랜덤하게 변화함으로써, 비교적 랜덤한 섭동은 흑점과 희미하게 인식가능한 원 또는 호를 생성함이 없이 아티팩트를 제거할 수 있다.
물론, 다른 구동기능도 본 발명의 원리에서 벗어남이 없이 사용될 수 있다. 즉, 원이 기술되었지만, 타원 또는 타원의 혼합형 및 직선형 섭동이 소정의 실시예에서 사용될 수 있다.
본 발명에서는 한정된 수의 실시예에 대해 기술되었지만, 당업자는 이로부터 다양한 수정 및 변형을 이해한다. 따라서, 첨부된 청구범위는 모든 이러한 수정 및 변형을 본 발명의 사상 및 범주 내에서 벗어남 없이 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 투영 광원;
    상기 투영 광원과 연계된 옵틱; 및
    투영 디스플레이의 적어도 일부분을 워블 패턴으로 기계적으로 발진시키는 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 투영 광원은 레이저 조명을 사용하는 광밸브인 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 투영 광원은 비-레이저 조명을 사용하는 광밸브인 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 옵틱은 절첩식 미러와 투영 미러를 포함하고, 상기 디바이스는 상기 절첩식 미러와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 압전 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 워블패턴은 비-평면형인 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 워블패턴은 랜덤한 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 스페클 아티팩트를 감소시키기에 충분한 주파수로 상기 디스플레이의 적어도 일부분을 발진시키는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 초음파로 상기 디스플레이의 적어도 일부분을 발진시키는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 픽셀화를 감소하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 디바이스는 스페클 아티팩트를 감소시키기에 충분한 주파수로 상기 디스플레이의 적어도 일부분을 발진시키는 것을 특징으로 하는 투영 디스플레이.
  13. 이미지를 투영하는 방법에 있어서,
    투영 디스플레이를 사용하여 면에 이미지를 투영하는 단계; 및
    투영 디스플레이의 적어도 일부분을 워블 패턴으로 기계적으로 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 2차원 이상으로 발진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 스페클이 감소되도록 상기 디스플레이를 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 픽셀화가 감소되도록 상기 디스플레이를 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 초음파로 상기 디스플레이의 상기 부분을 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 랜덤패턴으로 상기 부분을 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 발진시키는 단계는 상기 부분에 대한 수직이 원추형 면을 나타내도록 상기 부분을 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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