KR100535342B1 - 2차원 광주사 장치, 2차원 수광 장치 및 이를 이용하는영상 표시 장치 - Google Patents

2차원 광주사 장치, 2차원 수광 장치 및 이를 이용하는영상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 2차원 광주사 장치는 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 1 이상의 직선형 광원부 또는 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 1 이상의 면 광원부로 이루어지고, 광원부가 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 주사하게 된다. 이러한 광원부 대신에 직선형 수광부를 배치하는 경우에는 2차원 수광장치로 사용할 수 있다.

Description

2차원 광주사 장치, 2차원 수광 장치 및 이를 이용하는 영상 표시 장치{Two-dimensional optical scanning apparatus, two-dimensional light receiving apparatus and image display apparatus using the same}
본 발명은 2차원 광주사 장치, 2차원 수광 장치 및 이를 이용하는 영상 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 평면 상에서 회전하는 직선형 광원부(또는 수광부) 또는 부채꼴형 면광원부(또는 면 수광부)을 사용하여 빔을 2차원적으로 주사 또는 수광하는 2차원 광주사 장치, 2차원 수광 장치 및 이를 이용하는 영상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 대형 영상 표시 장치에 대한 수요가 늘어나고 있으며, 대형 영상 표시 장치는 대체로 CRT장치로 대표되는 직시형 영상표시장치, LCD 프로젝터로 대표되는 투사형 영상표시장치, 및 광학적 주사형 영상 표시장치로 대별된다.
광학적 주사 방식에 따른 영상 표시 장치는 본 출원인의 특허 제0366155호에서 제안된 바 있으며, 상기 특허의 경우에는 2개의 회전 다면경을 사용하여 2차원으로 주사하므로 광주사 장치의 부피가 상대적으로 크게 된다.
또한, 일반적으로 광학적 주사 방식에 따른 2차원 주사장치나 영상 표시 장치 또는 수광 장치는 모두 직사각형의 화면으로 주사하는 것으로서 화면의 형상을 다양하게 할 필요가 있는 영상 표시 장치에 사용할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직선형 광원 또는 부채꼴형 면광원을 평면 상에서 회전시켜 2차원 주사가 가능한 2차원 광주사 장치 및 이를 이용하는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 원형의 스크린에 2차원 주사가 가능한 2차원 광주사 장치 및 이를 이용하는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 직선형 수광부 또는 부채꼴형 면수광부를 평면 상에서 회전시켜 2차원적으로 빛을 수광할 수 있는 2차원 수광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 주사 장치를 사용하여 주사되는 빛을 합성하여 영상을 표시할 수 있는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 기타 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 2차원 광주사 장치 는 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 1 이상의 직선형 광원부를 포함하고, 광원부는 영상 정보를 전송하기 위하여 변조된 빛을 발광하는 다수의 발광 소자가 길이 방향으로 배열되도록 형성되어, 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 주사한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 2차원 광주사 장치는 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 1 이상의 면 광원부를 포함하고, 광원부는 영상 정보를 전송하기 위하여 변조된 빛을 발광하는 다수의 발광 소자가 부채꼴 형상으로 배열되도록 형성되어, 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 주사한다.
본 발명에 따른 2차원 수광 장치는 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 1 이상의 직선형 수광부를 포함하고, 수광부는 빛을 수광하기 위하여 1차원 촬상소자(CCD) 어레이 또는 다수의 수광 소자가 길이 방향으로 배열되도록 형성되어, 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 2차원 수광 장치는 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 1 이상의 면 수광부를 포함하고, 수광부는 빛을 수광하기 위하여 다수의 수광 소자 또는 촬상소자가 부채꼴 형상으로 배열되도록 형성되어, 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광한다.
본 발명에 따른 영상 표시 장치는 위의 2차원 광주사 장치와 스크린으로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징에 따른 영상 표시 장치는 서로 반대 방향으로 빛을 주사하도록 배치되는 위의 2차원 광주사 장치와, 각각의 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 투사되는 2개의 스크린으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 영상 표시 장치는 2이상의 2차원 광주사 장치와, 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛을 선택적으로 투과시키거나 반사시키는 적어도 1개의 선택투과 프리즘 블럭과, 스크린으로 이루어지고, 2이상의 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 선택투과 프리즘 블럭에 의하여 합성되어 스크린에 주사된다.
이하에서는 본 발명에 따른 2차원 광주사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2a-2c를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 표시 장치용 2차원 광주사 장치에 대하여 설명한다. 도 1에 도시된 2차원 광주사 장치(10)는 도시되지 않은 모터에 연결되어 회전축(310)을 중심으로 회전하는 원판(300)과, 상기 원판 상에 반경 방향으로 배치된 직선형 광원부(100)로 이루어진다.
직선형 광원부(100)는 바람직하게는 다수의 발광 소자, 예를 들어 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드 등의 다수의 발광소자(110)가 일렬로 배열된 형태로서 표시될 영상에 해당하는 적색, 녹색, 청색의 변조된 빛을 방출한다. 직선형 광원부(100)는 다수의 발광 소자(110)가 1줄로 배열된 것을 사용할 수 있고, 1줄로 충분한 해상도를 갖지 못하거나 광량이 충분하지 못한 경우에는 2개 이상의 어레이로 배열된 광원을 사용할 수도 있다.
직선형 광원부의 각각의 발광 소자(110) 앞에는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 각각의 발광 소자에서 발생하는 빛을 필요에 따라 수렴광, 발산광 또는 평행광으로 바꾸어주는 렌즈가 배치될 수 있다. 즉, 도 7a에는 발광 소자(110)에서 나온 빛을 수렴광으로 바꾸어주는 렌즈(120)가 도시되어 있고, 도 7b에는 발광 소자(110)에서 나온 빛을 발산광으로 바꾸어주는 렌즈(121)가 도시되어 있으며, 도 7c에는 발광 소자(110)에서 나온 빛을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이터 렌즈(122)가 도시되어 있다. 이러한 렌즈(120, 121, 122)는 소형의 막대 렌즈(rod lens), 볼렌즈, 비구면 렌즈 등이 될 수도 있으며, 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.
또한, 각각의 발광 소자를 구성하는 LED 칩에 렌즈 기능을 하는 렌즈면을 가지는 에폭시 몰딩부를 형성하여 평행빔을 만들거나 수렴 또는 발산하도록 할 수 있다. 이때 에폭시 몰딩부의 렌즈면은 구면 또는 비구면으로 형성할 수 있으며, 특히 카티지안 오벌(Cartesian Oval)면으로 형성하는 것도 가능하다.
한편, 직선형 광원의 각각의 발광 소자로 표면발광형(surface emitter type)의 LED를 사용할 수 있다. 이러한 경우, LED의 표면의 일부를 제외한 나머지 면에 금속막을 코팅하여 발광 부위를 한정하는 것이 좋다. 이는 표면발광형 LED의 경우 발광층의 측면 및 표면에서 전부 빛이 나오므로 외부의 광학계와의 결합시 결합 효율이 떨어지고 정확하고 유용한 평행광 또는 수렴광을 만들기가 어렵기 때문이다. 따라서, LED의 소정 발광 부분만을 제외하고는 금속막에 의하여 LED의 내부로 반사가 가능하도록 발광 부위를 한정함으로써 광학계의 성능을 향상시키고 광학계의 구조를 단순화시킬 수 있다.
도 1에는 직선형 광원부(100) 1개가 배치되어 있으나, 적절한 설계에 따라서 2개 이상의 복수 개로 하는 것도 가능하다. 도 2a에는 직선형 광원부(100)가 2개 배치된 광주사 장치(10)이고, 도 2b는 직선형 광원부(110)가 3개 배치된 광주사 장치(10)이며, 도 2c는 직선형 광원(110)이 4개 배치된 광주사 장치(10)를 예시하고 있다. 이때, 직선형 광원부(110)의 개수를 n이라 할 때, 각각의 직선형 광원부가 회전축(310)을 중심으로 각각의 직선형 광원부가 이루는 각도 θ가 360°/n의 각도를 이루도록 원판(300) 상에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1 및 도 2a-2c에는 직선형 광원부(100)가 원판(300)에 의하여 지지되어 회전하는 것을 도시하고 있으나, 직선형 광원부(100)는 원판(300) 상 뿐 아니라 적절한 지지 수단에 의하여 지지되어 회전할 수 있음은 당연하다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차원 광주사 장치의 동작은 다음과 같다. 도시되지 않은 제어부에 연결된 직선형 광원부(100)의 각각의 발광 소자는 제어부로부터의 신호에 따라 영상 정보를 전송하기 위하여 발광하게 되고, 이러한 직선형 광원부(100)가 회전축(310)을 중심으로 평면 상에서 회전하면서 2차원적으로 주사되게 된다. 즉, 직선형 광원부(100)에서 나온 빛은 스크린(500)에 원형으로 주사되게 된다.
이때, 직선형 광원부(100)가 등각속도로 회전하는 경우에, 도 1과 같이 직선형 광원부가 1개인 경우에는 1회전 시에 1 화면이 구성되고, 도 2a와 같이 직선형 광원부가 2개인 경우에는 ½ 회전 시에 1화면이 구성되며, 도 2b와 같이 직선형 광원부가 3개인 경우에는 ⅓ 회전 시에 1 화면이 구성된다.
따라서, 직선형 광원부(100)가 n개인 경우, 초당 m 개의 화상을 표시하기 위해서는 직선형 광원부가 초당 m/n 회전하도록 구성한다.
한편, 2차원 광주사 장치(10)에 의하여 스크린(500)에 주사되는 화소의 접선 방향의 길이를 l이라 하고, 직선형 광원부(100)가 등각속도 ω로 회전할 때, 직선형 광원부(100) 중 소정의 발광 소자(110)가 회전반경 ri에 있다고 할 때, 발광 소자의 선속도 vi는
vi = ω×ri
가 되고, ri는 각각의 발광 소자의 위치에 따라 달라지므로, 각각의 발광 소자는 그 위치에 따라 선속도가 다르게 된다.
따라서, 스크린(500)에 주사되는 화소의 크기를 일정하게 유지하려면
l = vi ×Δti
= ω×ri ×Δti
가 되어야 한다. 따라서, 각각의 발광 소자(110)가 발광하는 시간의 간격은 회전축(310)으로부터 발광 소자의 회전 반경 ri에 따라 달라지게 된다. 즉, 각각의 발광 소자가 발광하는 시간(주사하는 시간) Δti는
가 되어 회전축(310)에서 멀어질수록 발광 시간(주사 시간)이 적어진다. 또한, 주파수는 시간에 반비례하므로 회전축(310)에서 멀어질수록 각각의 주파수는 증가하게 된다.
또한, 회전축(310)에서 멀리 배치된 발광 소자일수록 그 발광 시간이 작아지게 되면, 상대적으로 스크린(500)에서 대응되는 화소의 경우 밝기가 감소하므로 직선형 광원부(100)를 형성할 때 회전축(310)으로부터 회전 반경이 큰 곳에 배치되는 발광 소자는 휘도가 높은 소자를 사용하거나 그 구동 전압/전류를 증가시켜서 밝기를 증가시켜 스크린에서 주사되는 화소의 밝기를 균일하게 할 수 있다. 또한, 회전축(310)으로부터 회전 반경이 큰 곳에 배치되는 발광 소자를 높은 주파수로 동작시켜서 해상도의 증가와 화소 밝기의 균일도 문제를 해결할 수도 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 직선형 광원부(100)와 스크린(500) 사이에 적절한 광학계(400)를 배치하여 주사되는 화면의 크기를 확대, 축소시키는 등의 배율을 조정하거나 각종 광학적 오차를 보상하여 화면의 질을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차원 수광 장치는 도 1 및 도 2a-2c를 참조하여 설명한 2차원 광주사 장치와 유사하며, 다만 도 1 및 도 2a-2c에서 직선형 광원부(100)가 직선형 수광부(100)로 되는 점이 다르다. 즉, 직선형 수광부(100)는 빛을 수광하기 위하여 1차원 촬상소자(CCD) 어레이 또는 다수의 수광 소자(110)가 길이 방향으로 배열되어 형성될 수 있다.
이러한 2차원 수광 장치는 직선형 수광부가 회전축(310)을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광한다.
직선형 수광부(100)의 각각의 수광 소자(110) 앞에는 필요에 따라 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 렌즈가 배치될 수 있으며, 특히 도 7b에서와 같이 수광 소자로 수렴하도록 하는 렌즈가 바람직하다. 또한, 각각의 수광 소자를 구성하는 포토다이오드 칩에 렌즈 기능을 하는 렌즈면을 가지는 에폭시 몰딩부를 형성하여 수광 소자로 입사하는 빛을 수렴하도록 만들 수 있다. 이때 에폭시 몰딩부의 렌즈면은 설계에 따라 구면 또는 비구면으로 형성할 수 있다.
이러한 2차원 수광 장치는 화면을 스캐닝하는 스캐너, 복사기 또는 디지털 카메라 등에 다양하게 이용될 수 있다.
다음으로, 도 3a-3b를 참고로 하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상 표시 장치용 2차원 광주사 장치에 대하여 설명한다. 도 3a에 도시된 2차원 광주사 장치(20)는 도시되지 않은 모터에 연결되어 회전축(310)을 중심으로 회전하는 원판(300)과, 상기 원판 상에 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 면 광원부(200)로 이루어진다.
면 광원부(200)는 바람직하게는 다수의 발광 소자, 예를 들어 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드 등의 다수의 발광소자(210)가 부채꼴 형상으로 배열된 형태로서 표시될 영상에 해당하는 적색, 녹색, 청색의 변조된 빛을 방출한다.
면 광원부(200)의 각각의 발광 소자(210) 앞에는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 각각의 발광 소자에서 발생하는 빛을 필요에 따라 수렴광, 발산광 또는 평행광으로 바꾸어주는 렌즈가 배치될 수 있음은 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하다. 또한, 각각의 발광 소자를 구성하는 LED 칩에 렌즈 기능을 하는 렌즈면을 가지는 에폭시 몰딩부를 형성하여 평행빔을 만들거나 수렴 또는 발산하도록 할 수 있으며 표면발광형 LED를 발광부위를 한정하여 사용할 수 있음도 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
도 3a에는 면 광원부(200) 1개가 배치되어 있으나, 적절한 설계에 따라서 2개 이상의 복수 개로 하는 것도 가능하다. 도 3b에는 면 광원부(200)가 2개 배치된 광주사 장치(20)가 도시되어 있다. 도 3a-3b에는 면 광원부(200)가 원판(300)에 의하여 지지되어 회전하는 것을 도시하고 있으나, 면 광원부(200)는 원판 상 뿐 아니라 적절한 지지 수단에 의하여 지지되어 회전할 수 있음은 당연하다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차원 광주사 장치의 동작은 다음과 같다. 도시되지 않은 제어부에 연결된 면 광원부(200)의 각각의 발광 소자는 영상 정보를 전송하기 위하여 발광하게 되고, 이러한 면 광원부(200)가 회전축(310)을 중심으로 평면 상에서 회전하면서 2차원적으로 주사되게 된다. 즉, 면 광원부(200)에서 나온 빛은 도시되지 않은 스크린에 원형으로 주사되게 된다.
이때, 직선형 광원부(100)가 등각속도로 회전하는 경우에, 도 3a와 같이 면 광원부가 1개인 경우에는 1회전 시에 1 화면이 구성되고, 도 3b와 같이 면 광원부가 2개인 경우에는 ½ 회전 시에 1화면이 구성된다. 또한, 면 광원부(200)의 각각의 발광소자(210)가 균일한 주파수로 동작할 때, 면 광원부(200)가 각각의 발광 소자의 위치에 따른 신호를 발생하면서 회전함에 따라, 각각의 소자 자체는 계속 발광하는 것이 아니라 면광원의 회전에 따라 일정 시간 후에 다시 발광하여 화면을 구성하게 된다. 따라서, 동일한 화소가 서로 다른 발광 소자에 의하여 연속하여 발광하게 되므로 주사되는 화면은 전면에 걸쳐 거의 균일한 밝기로 주사된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 직선형 광원부(200)와 스크린(500) 사이에 적절한 광학계(400)를 배치하여 주사되는 화면의 크기를 확대, 축소시키는 등의 배율을 조정하거나 각종 광학적 오차를 보상하여 화면의 질을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차원 수광 장치는 도 3a-3b를 참조하여 설명한 2차원 광주사 장치와 유사하며, 다만 도 3a-3b에서 면 광원부(200)가 면 수광부(200)로 되는 점이 다르다. 즉, 면 수광부(200)는 빛을 수광하기 위하여 촬상소자(CCD) 어레이 또는 다수의 수광 소자(210)가 부채꼴 형상으로 배열되어 형성될 수 있다.
이러한 2차원 수광 장치는 면 수광부가 회전축(310)을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광한다.
면 수광부(200)의 각각의 수광 소자(210) 앞에는 필요에 따라 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 렌즈가 배치될 수 있으며, 특히 도 7b에서와 같이 수광 소자로 수렴하도록 하는 렌즈가 바람직하다. 또한, 각각의 수광 소자를 구성하는 포토다이오드 칩에 렌즈 기능을 하는 렌즈면을 가지는 에폭시 몰딩부를 형성하여 수광 소자로 입사하는 빛을 수렴하도록 만들 수 있다. 이때 에폭시 몰딩부의 렌즈면은 설계에 따라 구면 또는 비구면으로 형성할 수 있다.
이러한 2차원 수광 장치는 화면을 스캐닝하는 스캐너, 복사기 또는 디지털 카메라 등에 다양하게 이용될 수 있다.
다음으로 제1 실시예 또는 제2 실시예의 2차원 광주사 장치(10, 20)를 사용하는 영상 표시 장치를 설명한다. 제1 실시예 또는 제2 실시예의 2차원 광주사 장치(10, 20)를 이용하는 가장 간단한 영상 표시 장치는 2차원 광주사 장치(10, 20) 또는 이와 더불어 스크린을 배치하는 것이 될 수 있고, 2차원 광주사 장치(10, 20) 사이에 적절한 광학계(400)를 배치하는 예시는 도 4를 참조하여 설명한 바와 같다.
도 5를 참조하면 2차원 광주사 장치(10, 20)를 2개를 사용하여 서로 반대 방향으로 설치하고 이에 따라 스크린(500)도 2개 설치하는 영상 표시 장치도 가능하다. 각각의 2차원 광주사 장치와 스크린 사이에 적절한 광학계를 배치하는 것도 가능하다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 2 이상의 2차원 광주사 장치(10, 20)와 선택투과 프리즘 블럭(700)을 사용하여 영상 표시 장치를 구현할 수도 있다. 선택 투과 프리즘 블럭은 색상 또는 파장에 따라 투과 또는 반사 특성이 다르므로 색상 또는 파장에 따라 빛을 투과시키거나 반사시킬 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 3개의 2차원 광주사 장치(10, 20)에서 나온 영상이 2개의 선택투과 프리즘 블럭(700)에 의하여 합성되어 스크린(500)에서 표시되도록 할 수 있다. 이때, 각각의 광주사 장치는 서로 다른 파장의 빛을 주사하도록 하여 스크린 상에서 합성된다. 이러한 경우에도, 2차원 광주사 장치(10, 20)와 선택투과 프리즘 블럭(700) 사이, 및/또는 선택투과 프리즘 블럭(700)과 스크린(500) 사이에 적절한 광학계를 배치하여 배율 조정 또는 수차 보상 등을 할 수 있음은 당연하다. 또한, 3개의 광주사 장치에서 주사된 빛이 1개의 선택투과 프리즘 블럭에 의하여 스크린에서 합성되도록 할 수 있음도 당연하다.
이상과 같은 본 발명에 따른 2차원 광주사 장치는 직선형 광원 또는 면광원이 평면 상에서 회전하여 주사하기 때문에 종래 2차원 주사 장치에 비해 소형화될 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 2차원 광주사 장치는 회전다면경을 사용하지 않기 때문에 회전 다면경에 의하여 발생하는 광학적 수차 및 왜곡 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 2차원 광주사 장치는 주사되는 화면이 원형이 될 수 있으므로 다양한 화면 구성에 유리하다.
더욱이, 본 발명에 따르면 직선형 광원 또는 면광원을 다양하게 구성할 수 있으며 광원의 길이 정도의 크기로 주사할 수 있을 뿐 아니라 확대하여 주사하는 것도 가능하여 대형 영상 표시 장치에도 사용할 수 있다.
위에서 설명한 2차원 광주사 장치의 효과는 2차원 수광 장치에도 그대로 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 표시 장치는 복수의 2차원 광주사 장치를 사용하여 영상 합성을 할 수 있으므로 다양하게 영상을 주사할 수 있는 표시 효과를 가지며 다양한 용도로 사용할 수 있다.
이상에서 본원 발명의 기술적 특징을 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위 내에서도 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있음은 명백하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차원 광주사 장치 또는 2차원 수광 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차원 광주사 장치 또는 2차원 수광 장치의 다른 예시를 도시하는 평면도이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차원 광주사 장치 또는 2차원 수광 장치를 개략적으로 예시한 평면도이고
도 4는 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예의 2차원 광주사 장치 또는 2차원 수광 장치에 광학계를 사용하는 것을 예시하는 측면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 영상 표시 장치의 일례를 도시하는 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 영상 표시 장치의 다른 예를 도시하는 측면도이고,
도 7a 내지 도 7c는 광원부 또는 수광부를 설명하는 도면이다.

Claims (26)

  1. 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 1 이상의 직선형 광원부를 포함하고,
    상기 광원부는 영상 정보를 전송하기 위하여 변조된 빛을 발광하는 다수의 발광 소자가 길이 방향으로 배열되어 형성되며,
    상기 광원부가 상기 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 주사하는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  2. 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 1 이상의 면 광원부를 포함하고,
    상기 광원부는 영상 정보를 전송하기 위하여 변조된 빛을 발광하는 다수의 발광 소자가 부채꼴 형상으로 배열되어 형성되며,
    상기 광원부가 상기 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 주사하는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직선형 광원부의 수를 n 이라 할 때(n≥1), 상기 각각의 직선형 광원부는 회전축을 중심으로 360°/n의 각도를 이루며 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 2차원 광주사 장치에 의하여 초당 주사되는 화면의 수를 m이라 할 때, 상기 직선형 광원부가 초당 m/n 회전하는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차원 광주사 장치에 의하여 주사되는 화소의 접선 방향의 길이를 l이라 하고, 상기 직선형 광원이 등각속도 ω로 회전할 때, 상기 직선형 광원 중 회전반경 ri에 있는 발광소자가 주사하는 시간 Δti은
    가 되는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직선형 광원부의 각각의 발광소자는 회전축으로부터 멀리 배치될수록 밝기가 밝은 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부가 원판 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부 앞에는 배율조정, 보정 또는 결상을 위한 광학계가 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부의 각각의 발광 소자에서 발광하는 빛을 각각 수렴하는 빔으로 바꾸어 주는 수렴 광학부
    를 더 포함하는 2차원 광주사 장치.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부의 각각의 발광 소자는 발광 다이오드 칩과 에폭시 몰딩부를 포함하고, 에폭시 몰딩부의 빛이 출사하는 표면은 구면 또는 비구면으로 형성되어 렌즈의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부의 각각의 발광 소자에서 발광하는 빛을 각각의 대략 평행한 빔으로 바꾸어 주는 콜리메이터 렌즈부
    를 더 포함하는 2차원 광주사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈부는 상기 직선형 광원의 각각의 발광 소자에 부착되는 소형 막대 렌즈(rod lens) 또는 볼렌즈(ball lens)인 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈부가 상기 직선형 광원부의 각각의 발광 소자에 부착되는 원통형 렌즈 또는 토릭렌즈인 것을 특징으로 하는 2차원 광주사 장치.
  14. 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 1 이상의 직선형 수광부를 포함하고,
    상기 수광부는 빛을 수광하기 위하여 1차원 촬상소자(CCD) 어레이 또는 다수의 수광 소자가 길이 방향으로 배열되어 형성되며,
    상기 수광부가 상기 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광하는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  15. 회전축에 수직한 평면 상에서, 회전축을 중심으로 하는 부채꼴 형상으로 형성된 1 이상의 면 수광부를 포함하고,
    상기 수광부는 빛을 수광하기 위하여 다수의 수광 소자 또는 촬상소자가 부채꼴 형상으로 배열되어 형성되며,
    상기 수광부가 상기 회전축을 중심으로 회전함으로써 2차원으로 빛을 수광하는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 직선형 수광부의 수를 n 이라 할 때(n≥1), 상기 각각의 직선형 수광부는 회전축을 중심으로 360°/n의 각도를 이루며 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 2차원 수광 장치에 의하여 초당 수광되는 화면의 수를 m이라 할 때, 상기 직선형 수광부가 초당 m/n 회전하는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 2차원 수광 장치에 의하여 수광되는 화소의 접선 방향의 길이를 l이라 하고, 상기 직선형 수광부가 등각속도 ω로 회전할 때, 상기 직선형 수광부 중 회전반경 ri에 있는 수광소자 또는 촬상소자가 수광하는 시간 Δti은
    가 되는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 직선형 광원의 각각의 발광소자는 회전축으로부터 멀리 배치될수록 수광 감도가 높아지는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수광부가 원판 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  21. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직선형 수광부 앞에는 배율조정, 보정 또는 결상을 위한 광학계가 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  22. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 수광 소자 또는 촬상 소자로 입사하는 빛을 각각 수렴하는 빔으로 바꾸어 주는 수렴 광학부
    를 더 포함하는 2차원 수광 장치.
  23. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 수광 소자는 포토다이오드 칩과 에폭시 몰딩부를 포함하고, 에폭시 몰딩부의 빛이 출사하는 표면은 구면 또는 비구면으로 형성되어 렌즈의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 2차원 수광 장치.
  24. 제1항 또는 제2항의 2차원 광주사 장치와,
    상기 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 투사되는 스크린
    을 포함하는 영상 표시 장치.
  25. 서로 반대 방향으로 빛을 주사하도록 배치되는 2개의 제1항 또는 제2항의 2차원 광주사 장치와,
    상기 각각의 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 투사되는 2개의 스크린
    을 포함하는 영상 표시 장치.
  26. 2이상의 제1항 또는 제2항의 2차원 광주사 장치와,
    상기 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛을 선택적으로 투과시키거나 반사시키는 적어도 1개의 선택투과 프리즘 블럭과,
    상기 각각의 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 투사되는 스크린
    을 포함하여, 상기 2이상의 2차원 광주사 장치에서 주사되는 빛이 상기 선택투과 프리즘 블럭에 의하여 합성되어 스크린에 주사되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
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