KR100587390B1 - Micro-display apparatus havang means of collecting for laser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저광을 조사하는 다수의 레이저다이오드소자와 레이저광을 반사하여 스크린에 영상이 맺히도록 하는 스캔수단이 구비되는 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a very small laser display device having a plurality of laser diode elements for irradiating laser light and a focusing means having a scanning means for reflecting the laser light to form an image on the screen.
본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치는, 레이저광을 조사하는 다수의 레이저다이오드소자(104)가 일렬로 구비된 발광소자어레이(100)와; 상기 다수의 레이저다이오드소자(104)에서 조사되는 각각의 레이저광이 일방향으로 서로 평행하게 직진되도록 안내하는 평행렌즈(110)와; 상기 평행렌즈(110)에 의해 일방향으로 진행하는 각각의 레이저광이 가상의 일 초점(f) 상을 통과하도록 가이드하는 집속수단(120)과; 상기 집속수단(120)을 통과한 레이저광을 반사하는 스캔수단(130)을 포함하는 구성을 가진다. 그리고 상기 발광소자어레이(100)는 막대 형상을 가지는 초소형의 레이저다이오드기판(LD wafer) 또는 칩(chip)으로 이루어진다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 칼라 레이저 디스플레이 장치를 극소형으로 제작 가능하므로 휴대폰이나 손목시계 등과 같은 소형 휴대기기에 내장할 수 있는 이점이 있다.The micro laser display device having the focusing means according to the present invention comprises: a light emitting element array (100) having a plurality of laser diode elements (104) arranged in a row to irradiate laser light; A parallel lens (110) for guiding each of the laser beams irradiated from the plurality of laser diode elements (104) to go straight in parallel in one direction; Focusing means (120) for guiding each laser light traveling in one direction by the parallel lens (110) to pass on one virtual focal point (f); It has a configuration including a scanning means 130 for reflecting the laser light passing through the focusing means 120. The light emitting device array 100 is formed of an ultra-small laser diode (LD wafer) or chip having a rod shape. According to the present invention, since the color laser display device can be manufactured in a very small size, there is an advantage that can be embedded in a small portable device such as a mobile phone or watch.
디스플레이, 레이저, 다이오드, 소자 Display, laser, diode, element
Description
도 1은 종래의 레이저 디스플레이 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional laser display device.
도 2는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 바람직한 실시예의 개략적인 구성을 보인 블럭구성도.2 is a block diagram showing a schematic configuration of a preferred embodiment of a micro laser display device having a focusing means according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 요부구성인 발광소자어레이의 구성을 보인 평면도.3 is a plan view showing the configuration of a light emitting element array which is a main component of a micro laser display device having a focusing means according to the present invention;
도 4a는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제1실시예의 구성을 보인 구성도.Fig. 4A is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 4b는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제2실시예의 구성을 보인 구성도. Fig. 4B is a block diagram showing the construction of the second embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 5a는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제3실시예의 구성을 보인 구성도.Fig. 5A is a block diagram showing the arrangement of the third embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 5b는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제4실시예의 구성을 보인 구성도. Fig. 5B is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 6a는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제5실시예의 구성을 보인 구성도.Fig. 6A is a block diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 6b는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제6실시예의 구성을 보인 구성도.Fig. 6B is a block diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
도 7a는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제7실시예의 요부구성을 보인 구성도.Fig. 7A is a block diagram showing the main structure of a seventh embodiment of an ultra-small laser display apparatus having a focusing means according to the present invention;
도 7b는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제8실시예의 요부구성을 보인 구성도.Fig. 7B is a block diagram showing the main components of the eighth embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100. 발광소자어레이 102. 레이저웨이퍼100. Light
104. 레이저다이오드소자 110. 평행렌즈104.
120. 집속수단 122. 볼록렌즈120. Focusing means 122. Convex lens
124. 오목거울 126. 미러어셈블리124.
128. 평면거울 130. 스캔수단128.
132. 갈바노미러 132'. 미러모터132. Galvano Mirror 132 '. Mirror motor
132". 모터축 134. 회전다면경132 ".
134'. 회전모터 134". 회전축134 '. Rotary Motor 134 ". Spindle
140. 스크린 150. 컴퓨터140.
200. 메인 제어부 210. 통신회로200.
220. 메인 제어부 프로세서 230. 메인메모리220.
240. 엔코더 250. 모터 드라이버240.
260. 레이저다이오드 드라이버 300. 에프세타렌즈(f-θ Lens)260. Laser Diode Driver 300. f-Theta Lens
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저광을 조사하는 다수의 레이저다이오드소자와 레이저광을 반사하여 스크린에 영상이 맺히도록 하는 스캔수단이 구비되는 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display apparatus, and more particularly, a micro laser display apparatus having a plurality of laser diode elements for irradiating a laser light and a focusing means having a scanning means for reflecting the laser light to form an image on a screen. It is about.
도 1 에는 종래의 레이저 디스플레이 장치의 일예가 도시되어 있다.1 shows an example of a conventional laser display device.
이에 도시된 바와 같이, 레이저 디스플레이 장치는 청(B), 녹(G), 적(R) 파장의 광을 각각 생성 조사하는 제1 내지 제3레이저(11)(21)(31)와, 이 제1 내지 제3레이저(11)(21)(31)의 각각에서 조사된 광을 통합하는 광통합 광학계(40) 및 광주사유니트(50)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the laser display device includes first to third lasers (11) (21) (31) for generating and irradiating light having blue (B), green (G), and red (R) wavelengths, respectively. The optical integrated
상기 광통합 광학계(40)는 상기 제3레이저(31)에서 조사된 적색(R) 파장의 광을 반사시키는 전반사미러(41)와, 제1및 제2이색미러(43)(45)를 포함한다. 상기 제1이색미러(43)는 상기 전반사미러(41)에서 반사되어 입사된 광은 투과시키고 상기 제2레이저(21)에서 조사된 녹색(G) 파장의 광은 반사시킨다. The optical integrated
따라서, 반사된 녹색(G) 파장의 광과 투과한 적색(R) 파장의 광을 통합한다. 상기 제2이색미러(45)는 상기 제1이색미러(43) 쪽에서 입사된 광은 반사시키고, 제1레이저(11)에서 입사된 청색(B) 파장의 광은 투과시켜, 적(R), 녹(G), 청(B) 칼라가 통합된 광이 동일 경로로 진행하도록 한다. Thus, the light of the reflected green (G) wavelength and the transmitted red (R) wavelength of light are integrated. The second
또한, 상기 제1 내지 제3레이저(11)(21)(31) 각각에서 조사된 광의 진행 경로 상에는 제1 내지 제3집속렌즈(13)(23)(33) 각각과, 제1 내지 제3광변조기(15)(25)(35) 각각이 배치된다.Further, on the traveling path of the light irradiated from each of the first to third lasers (11, 21, 31), each of the first to third focusing lenses (13), (23), (33), and the first to third Each of the
상기 광주사유니트(50)는 입사된 광을 선형 주사하는 회전다면경(51)과, 이 선형 주사된 광을 재차 주사시켜 주사 빔이 평면을 이루도록 하는 갈바노미러(55)를 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 광주사유니트(50)는 상기 광통합 광학계(40)에 의해 통합된 광을 스크린(60)에 평면 주사함으로써, 화상을 구현 할 수 있게 된다.The
그러나 상기와 같은 종래의 구성에서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above conventional configuration has the following problems.
즉 종래의 레이저 디스플레이 장치를 구성하는 각각의 레이저(11)(21)(31)는 그 크기가 크므로 휴대폰이나 휴대용 시계 등에 장착되는 극소형의 디스플레이 장치를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 예로 상기 제1레이저(11)의 일단에서 제3레이저(31) 사이의 폭(D1)이 대략 450 mm 정도가 되므로 소형화가 어렵다는 단점이 있다. That is, since each of the
본 발명의 목적은, 다수의 레이저다이오드소자가 하나 이상의 열로 구비되는 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a micro laser display device having a focusing means in which a plurality of laser diode elements are provided in one or more rows.
본 발명의 다른 목적은, 스크린이 광원으로부터 어느 거리에 위치한다 하더라도 스크린에 투사되는 영상의 종횡비가 일정하게 유지될 수 있는 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultra-small laser display apparatus having a focusing means capable of maintaining a constant aspect ratio of an image projected on a screen, no matter what distance the screen is located from the light source.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치는, 레이저광을 발생시키는 다수의 레이저다이오드소자가 일렬로 구비되어, 입력되는 영상 신호에 따라 레이저광을 조사하는 발광소자어레이와; 상기 발광소자어레이의 일측에 구비되어, 상기 다수의 레이저다이오드소자에서 조사되는 각각의 레이저광이 일방향으로 서로 평행하게 직진되도록 안내하는 평행렌즈와; 상기 평행렌즈의 일측에 구비되어, 상기 평행렌즈에 의해 일방향으로 진행하는 각각의 레이저광이 가상의 일 초점 상을 통과하도록 가이드하는 집속수단과; 상기 집속수단을 통과한 레이저광을 반사하는 스캔수단을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the ultra-small laser display device having the focusing means according to the present invention is provided with a plurality of laser diode elements for generating a laser beam in a row, the light emission to irradiate the laser light in accordance with the input image signal An element array; A parallel lens provided at one side of the light emitting element array and configured to guide the respective laser beams irradiated from the plurality of laser diode elements in parallel to each other in one direction; A focusing means provided at one side of the parallel lens and guiding each laser light traveling in one direction by the parallel lens to pass through one virtual focal image; And a scanning means for reflecting the laser beam passing through the focusing means.
상기 발광소자어레이에 구비되는 다수의 레이저다이오드소자는 청(B),녹(G),적(R) 칼라가 통합된 레이저광을 주사하는 것을 특징으로 한다.A plurality of laser diode devices provided in the light emitting device array is characterized by scanning the laser light integrated with blue (B), green (G), red (R) color.
상기 발광소자어레이는 막대 형상을 가지는 초소형의 레이저다이오드기판(LD wafer) 또는 칩(chip)으로 이루어짐을 특징으로 한다.The light emitting device array is characterized in that the ultra-small laser diode substrate (LD wafer) or chip (chip) having a rod shape.
상기 집속수단은, 상기 평행렌즈에 의해 직진하는 레이저광이 가상의 일 초점으로 수렴되도록 하는 볼록렌즈 또는 오목거울임을 특징으로 한다.The focusing means may be a convex lens or a concave mirror that allows the laser light traveling straight by the parallel lens to converge to one virtual focal point.
상기 집속수단은, 상기 평행렌즈에 의해 직진하는 각각의 레이저광과 대응하는 다수의 평면거울을 포함하는 구성을 가지며, 상기 다수의 평면거울은 상기 각각의 레이저광이 가상의 일 초점으로 모이도록 설치됨을 특징으로 한다.The focusing means has a configuration including a plurality of planar mirrors corresponding to the respective laser beams going straight by the parallel lens, wherein the plurality of planar mirrors are installed so that each of the laser beams converges to one virtual focal point. It is characterized by.
상기 스캔수단은, 상기 발광소자어레이에서 주사되는 레이저광을 선형 반사 하는 회전다면경 또는 갈바노미러임을 특징으로 한다.The scanning means is characterized in that the rotating multi-face mirror or galvano mirror reflecting the laser light scanned from the light emitting element array.
상기 스캔수단의 일측에는 스캔수단에 의해 반사되는 평면 스크린에 주사되는 레이저광의 좌우 이동속도가 일정하도록 하는 에프세타렌즈(f-θ Lens)가 더 구비됨을 특징으로 한다.One side of the scanning means is characterized in that the f-theta lens (f-θ Lens) is further provided so that the left and right moving speed of the laser beam scanned on the flat screen reflected by the scanning means is constant.
상기 회전다면경은, 회전하는 다각기둥 형상을 가지며, 외면에는 스캔거울(scan mirror)이 형성되어 레이저광을 반사하도록 구성됨을 특징으로 한다.The rotating mirror has a rotating polygonal pillar shape, and a scan mirror is formed on an outer surface thereof to reflect the laser light.
이와 같은 본 발명에 의하면, 칼라 레이저 디스플레이 장치를 극소형으로 제작 가능하므로 휴대폰이나 손목시계 등과 같은 소형 휴대기기에 내장할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, since the color laser display device can be manufactured in a very small size, there is an advantage that can be embedded in a small portable device such as a mobile phone or watch.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, the micro laser display apparatus which has the focusing means by this invention is demonstrated.
먼저 도 2를 참고하여 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 개략적인 요부 구성을 살펴본다.First, referring to FIG. 2, a schematic main configuration of a micro laser display device having a focusing means according to the present invention will be described.
도시된 바와 같이, 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치는 외부에서 입력되는 영상 신호에 따라 레이저광을 조사하는 발광소자어레이(100)와, 상기 발광소자어레이(100)에서 조사되는 각각의 레이저광이 일방향으로 서로 평행하게 직진되도록 안내하는 평행렌즈(110)와, 각각의 레이저광이 가상의 일 초점 상을 통과하도록 가이드하는 집속수단(120)과, 레이저광을 반사하는 스캔수단(130) 등으로 구성된다. 그리고 상기 스캔수단(130)에 의해 반사된 레이저광은 스크린(140)에 투사되어 사용자가 외부에서 용이하게 영상을 인식할 수 있도록 한다.As shown, the ultra-small laser display device having a focusing means includes a light emitting
또한 본 발명에서는 도시된 바와 같이, 컴퓨터(150) 등에서 입력된 영상 데이터에 따라 영상을 스크린에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생시키는 메인제어부(200)가 구비된다.In addition, as shown in the present invention, the
상기 메인제어부(200)는 컴퓨터(150)등으로부터 영상이나 광고자료 등의 데이터를 전송받기 위한 통신회로(210)와, 상기 통신회로(210)를 통해 전송받은 영상이나 광고내용을 레이저광을 통해 스크린에 투사하기 위해 레이저 다이오드의 색상이나 밝기 및 시간에 따른 변화 등을 계산하는 메인 제어부 프로세서(220)와, 상기 메인 제어부 프로세서(220)에서 계산된 값들을 저장하는 메인메모리(230)와, 아래에서 설명할 회전다면경(134)이나 갈바노미러(132)의 위치를 알기 위해 미러모터(132')나 회전모터(134')의 위치 및 회전각을 감지하기 위한 엔코더(240)와, 상기 엔코더(240)에서 검출된 미러모터(132')나 회전모터(134')의 위치 및 회전각에 대한 정보와 메인 제어부 프로세서(220)로부터 전송받은 데이터를 바탕으로 스크린(140) 상의 원하는 위치에 영상이 투사되도록 미러모터(132')나 회전모터(134')의 회전을 제어하는 모터 드라이버(250)와, 상기 메인 제어부 프로세서(220)에서 전송받은 데이터에 따라 발광소자어레이(100)를 구성하는 각각의 레이저다이오드소자(104)들이 충분히 발광되도록 아래에서 설명할 레이저다이오드소자(104)들에 전력을 공급하는 역할을 하는 레이저다이오드 드라이버(260) 등으로 구성된다.The
상기 발광소자어레이(100)의 구성은 도 3에 상세히 도시되어 있다.The configuration of the light emitting
이에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자어레이(100)는 빛을 발생하는 광원이 되는 것으로, 막대 형상을 가지는 초소형의 레이저다이오드기판(LD wafer ; Laser Diode wafer) 또는 칩(chip)으로 이루어진다.As shown in the drawing, the light emitting
보다 상세하게는 상기 발광소자어레이(100)는 도 3에 도시된 바와 같은 소정 크기의 레이저웨이퍼(Laser wafer, 102)를 막대 형상으로 절단하여 사용한다. 즉 다수의 레이저다이오드소자(104)가 벌집(honeycomb) 형태로 형성된 레이저웨이퍼(102)에서 일렬의 레이저다이오드소자(104)를 바(bar) 형상으로 절단하여 사용한다.More specifically, the light emitting
그리고 상기 발광소자어레이(100)에서는 칼라(color) 레이저광이 주사된다. 즉 종래와 같이 청(B),녹(G),적(R) 파장의 광을 각각 생성 조사하는 각각의 레이저(도시되지 않음)가 구비되고, 이러한 각각의 레이저에서 조사되는 광이 통합되어 상기 발광소자어레이(100)를 통해 입력된 영상과 동일한 색의 레이저광을 주사하게 되는 것이다.In the light emitting
도 4a에는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제1실시예의 구성이 도시되어 있다.4A shows the configuration of the first embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 발광소자어레이(100)는 상기에서 설명한 바와 같이 초소형의 레이저다이오드기판(LD wafer ; Laser Diode wafer)으로 형성되며, 이러한 발광소자어레이(100)의 일측(도 4a에서는 우측)에는 평행렌즈(110)가 각각 구비된다.As shown therein, the light emitting
상기 평행렌즈(110)는 상기 발광소자어레이(100)에 구비된 다수의 레이저다이오드소자(104)에서 조사되는 각각의 레이저광이 일방향(도 4a에서는 우측)으로 서로 평행하게 직진되도록 안내하는 것으로, 상기 다수의 레이저다이오드소자(104) 와 대응되는 갯수가 구비된다. The
상기 평행렌즈(110)는 콜리메이트 마이크로렌즈(Collimate micro lens)라고도 불리는 것으로, 레이저광을 주사하는 기기에 널리 사용되는 것이므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.The
상기 평행렌즈(110)의 일측(우측)에는 볼록렌즈(122)가 구비된다. 상기 볼록렌즈(122)는 상기 평행렌즈(110)에 의해 일방향으로 진행하는 각각의 레이저광이 가상의 일 초점 상을 통과하도록 가이드하는 것으로, 상기 집속수단(120)의 일 예이다. A
보다 구체적으로, 도시된 바와 같이 상하로 일렬로 나란히 형성된 상기 발광소자어레이(100)의 레이저다이오드소자(104)에서 각각 주사되는 빛은 모두 상기 가상의 초점(f)으로 수렴된다. 상기 볼록렌즈(122)의 기능은 일반적으로 알려진 것이므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.More specifically, as shown in Fig. 2, all the light scanned from the
상기 볼록렌즈(122)의 일측(우측)에는 볼록렌즈(122)를 통과한 레이저광을 반사하는 갈바노미러(132)가 구비된다. 상기 갈바노미러(132)는 상기 스캔수단(130)의 일 실시예를 구성하는 것으로, 소정 크기의 평면거울로 이루어지며 일정 범위내에서 회전 가능하게 설치된다. One side (right side) of the
상기 갈바노미러(132)의 하측에는 미러모터(132')가 구비된다. 상기 미러모터(132')는 상기 갈바노미러(132)가 일정 범위내에서 반복 유동되도록 하는 것으로, 이러한 미러모터(132')에 의해 발생되는 동력은 모터축(132")에 의해 상기 갈바노미러(132)에 전달된다.A
따라서 상기 갈바노미러(132)에 의해 반사되는 레이저광은 일정 크기의 영상을 스크린(140)에 투영하게 되는 것이다.Therefore, the laser light reflected by the
도 4b는 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 제2실시예의 구성을 도시한 것으로, 도 4a에 도시된 제1실시예에 사용되는 갈바노미러(132) 대신 아래에서 설명할 회전다면경(134)을 사용한 것이다.FIG. 4B shows the configuration of the second embodiment of the ultra-small laser display apparatus having the focusing means according to the present invention, which will be described below instead of the
즉 상기의 제1실시예와 마찬가지로, 칼라(colar) 레이저광을 발산하는 발광소자어레이(100)가 상하로 구비되고, 이러한 발광소자어레이(100)의 우측에는 레이저광을 안내하는 다수의 평행렌즈(110)가 각각 구비된다. 또한 상기 평행렌즈(110)의 우측에는 레이저광의 진행방향을 바꾸는 볼록렌즈(122)가 구비되어 다수의 레이저광이 일 가상 초점(f)으로 수렴되도록 한다.That is, as in the first embodiment, the light emitting
그리고 상기 볼록렌즈(122)를 통과한 레이저광은 회전다면경(134)에 의해 반사되어 스크린(140)에 영상을 투영하게 된다. 상기 회전다면경(134)은 단면이 정다각형을 이루는 소정 크기의 다각기둥 형상을 가지며, 외면에는 스캔거울(scan mirror)이 형성되어 레이저광을 반사하게 된다. 상기 회전다면경(134)도 상기 갈바노미러(132)와 같이 상기 스캔수단(130)의 일 실시예이다.The laser beam passing through the
상기 회전다면경(134)은 일 방향으로 회전되도록 설치된다. 따라서 상기 회전다면경(134)의 하측에는 도시된 바와 같이 회전모터(134')가 구비되어 회전동력을 발생하며, 이러한 회전모터(134')에서 발생되는 동력은 회전축(134")에 의해 상기 회전다면경(134)으로 전달된다.The
보다 상세하게 살펴보면, 상기 회전다면경(134)은 여러 평면 거울들(예컨대, 8각 회전다면경의 경우 여덟개의 평면 거울, 16각 회전다면경의 경우 열여섯개의 평면 거울)로 이루어져 있으며, 이들 중 하나의 회전다면경(134) 표면으로 발사된 레이저광은 그 표면에서 반사된 후 스크린(140)으로 투사되는데, 상기 회전다면경(134)은 회전 상태에 있으므로 레이저광은 스크린(140) 상에 횡측으로 길게 투사된다.In more detail, the
이때, 상기 회전다면경(134) 단면이 8각형인 경우에는 스크린(140)에 광원(즉, 회전다면경(134)에 투사된 레이저광의 초점)으로부터 90도에 걸쳐 횡측 길이로 레이저광이 투사되고(시야각 90도), 상기 회전다면경(134)의 단면이 16각인 경우에는 스크린(140)에 광원으로부터 45도(시야각 45도)에 걸쳐 횡측 길이로 레이저광이 투사된다. In this case, when the cross-section of the
상기 회전다면경(134)을 몇각형으로 형성할 것인지는, 광고판(즉, 스크린)의 크기, 광고판에 그려질 문자, 영상 등을 고려하여 결정하는데, 통상, 시야각(광원으로부터 레이저광이 투사되는 최대 횡측각)은 720/각수에 의해 결정된다. The
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예의 구성을 각각 도시한 것으로, 도 4a와 도 4b에 도시된 제1실시예 및 제2실시예에서 집속수단(120)으로 사용된 볼록렌즈(122) 대신 오목거울(124)을 사용한 예이다.5A and 5B show the configuration of the third and fourth embodiments of the present invention, respectively, and are used as the focusing means 120 in the first and second embodiments shown in FIGS. 4A and 4B. The
따라서 도 5a에서는 상기 평행렌즈(110)를 통과한 레이저광이 상기 오목거울(124)에 의해 반사되어 가상의 일 초점(f)을 통과하게 되며, 오목거울(124)에 의해 반사된 레이저광은 갈바노미러(132)에 의해 재차 반사되어 스크린(140)에 상을 맺히게 한다.Therefore, in FIG. 5A, the laser light passing through the
또한 도 5b에서도 도 5a와 마찬가지로, 평행렌즈(110)를 통과한 레이저광이 오목거울(124)에 의해 반사되어 가상의 일 초점(f)을 통과하게 되며, 상기 오목거울(124)에 의해 반사된 레이저광은 상기에서 설명한 바와 같은 회전다면경(134)에 의해 재차 반사되어 스크린(140)에 영상이 나타나게 한다.In addition, in FIG. 5B, similar to FIG. 5A, the laser light passing through the
도 6a와 도 6b에는 본 발명의 제5실시예 및 제6실시예의 구성이 개략적으로 도시되어 있으며, 이러한 제5실시예 및 제6실시예에는 다수의 평면거울(128)이 사용된다. 즉 상기 집속수단(120)의 일 예로써 다수의 평면거울(128)이 형성된 미러어셈블리(126)가 사용되는 경우를 예시한 것이다.6A and 6B schematically show the configuration of the fifth and sixth embodiments of the present invention, and a plurality of
도시된 바와 같이, 미러어셈블리(126)는 다수의 평면거울(128)이 일면에 소정의 각도로 경사지게 형성된 구조를 가진다. 즉 상기 레이저다이오드소자(104)의 크기와 대응되는 극소형의 평면거울(128)이 일면에 경사지게 설치되어 레이저다이오드소자(104)에서 주사되는 레이저광을 반사한다.As shown, the
상기 다수의 평면거울(128)은 서로 경사각이 다르게 형성됨이 바람직하다. 즉 상기 평면거울(128)에 의해 반사되는 각각의 레이저광이 가상의 일 초점(f)에 수렴되도록 일방향으로 경사지게 설치되며, 그 경사각은 서로 상이하게 된다.Preferably, the plurality of
즉 도 6a 또는 도 6b와 같이 상기 미러어셈블리(126)에서 반사되는 레이저광을 스캔하여 다시 반사하는 갈바노미러(132) 또는 회전다면경(134)이 미러어셈블리(126)보다 상대적으로 하측에 구비되는 경우에는 상기 각각의 평면거울(128)은 하측으로 갈수록 경사각이 작아지도록 형성된다.That is, as shown in FIG. 6A or 6B, a
보다 상세하게는 상기 스캔수단(130)이 상기 집속수단(120)을 이루는 상기 미러어셈블리(126)의 하측에 있는 경우에는 도시된 바와 같이, 상대적으로 상측에 형성되는 상측평면거울(128')의 경사각 'α1'이 하측에 형성되는 하측평면거울(128")의 경사각 'α2'보다 그 크기가 작게 형성된다. 이처럼 일측으로 갈수록 평면거울(128)의 경사각이 달라지도록 하는 것은 집속수단(120)에 의해 반사되는 레이저광이 집속수단(120)의 일측에 형성되는 가상의 일 초점(f)으로 수렴되도록 하기 위한 것이다.More specifically, when the scanning means 130 is located below the
이하 상기와 같은 구성을 가지는 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치의 작용을 살펴본다.Hereinafter, the operation of the micro laser display device having the focusing means having the above configuration will be described.
먼저 컴퓨터(150) 등을 통해 상기 메인제어부(200)로 영상이 입력된다. 즉, 컴퓨터(150)등의 영상이나 광고자료가 통신회로(210)를 통해 상기 메인 제어부 프로세서(220)로 전달되고, 상기 메인 제어부 프로세서(220)에서는 전송받은 영상이나 광고내용을 레이저광을 통해 스크린에 투사하기 위해 레이저다이오드소자(104)의 색상이나 밝기 및 시간에 따른 변화 등을 계산한다.First, an image is input to the
상기 메인 제어부 프로세서(220)에서 계산된 값은 상기 메인메모리(230)에 저장됨과 동시에 상기 레이저 다이오드 드라이버(260)로 전달된다. 상기 레이저 다이오드 드라이버(260)는 전송받은 데이터에 따라 발광소자어레이(100)를 구성하는 각각의 레이저다이오드소자(104)들이 충분히 발광되도록 레이저다이오드소자(104)들에 전원을 공급한다.The value calculated by the
상기 레이저다이오드소자(104)에 전원이 인가되면, 상기 레이저다이오드소자(104)는 레이저광을 주사하게 된다. 즉 각각의 레이저(도시되지 않음)로부터 발생 되는 청(B),녹(G),적(R) 파장의 광이 통합되어 입력되는 신호에 대응되는 색상의 레이저광을 주사하게 된다.When power is applied to the
그리고 상기 레이저다이오드소자(104)에 의해 주사되는 레이저광은 상기 평행렌즈(110)에 의해 일직선으로 평행하게 진행하게 되며, 이러한 평행렌즈(110)를 통과하여 평행하게 진행되는 레이저광은 상기 집속수단(120)에 의해 진행방향이 바뀌게 된다. 즉 상기에서 예시한 바와 같은 볼록렌즈(122)나 오목거울(124) 또는 다수의 평면거울(128)로 이루어지는 미러어셈블리(126)에 의해 진행 방향이 변화되고, 이러한 각각의 레이저광은 가상의 일 초점(f)으로 수렴된다.The laser light scanned by the
가상의 일 초점(f)으로 수렴되는 레이저광은 상기 스캔수단(130)에 의해 반사되어 스크린(140)에 영상을 구현하게 된다. 즉 상기에서 예시한 갈바노미러(132)나 회전다면경(134)에 의해 레이저광이 반사되어 상기 스크린(140)에 상을 맺게 되는 것이다.The laser light converged to the virtual focal point f is reflected by the scanning means 130 to implement an image on the
상기 갈바노미러(132)나 회전다면경(134)은 그 하측에 구비된 상기 미러모터(132')나 회전모터(134')에 의해 작동되며, 이러한 미러모터(132')나 회전모터(134')는 상기 모터 드라이버(250)에 의해 제어된다.The
즉 상기 엔코더(240)에서는 상기 미러모터(132')나 회전모터(134')의 위치 및 회전각을 감지하여 상기 메인 제어부 프로세서(220)로 전달하게 되고, 상기 모터 드라이버(250)에서는 상기 메인 제어부 프로세서(220)로부터 전송되는 데이터를 바탕으로 스크린(140) 상의 원하는 위치에 영상이 투사되도록 미러모터(132')나 회전모터(134')의 회전을 제어하게 되는 것이다.That is, the
한편, 상기 갈바노미러(132)나 회전다면경(134)과 같은 스캔수단(130)은 회전 상태에 있으므로 반사되는 레이저광은 상기 스크린(140) 상에 횡측으로 길게 투사된다. 상기 스크린(140)에 투사되는 레이저광의 횡측 길이는 스크린(140)이 상기 스캔수단(130)으로부터 멀어질수록 더욱 길어진다. 또한 상기 발광소자어레이(100)는 상하로 길게 형성되어 있으므로 상기 스크린(140)에 투영되는 영상은 스크린(140)이 상기 스캔수단(130)으로부터 멀어질수록 상하의 길이가 더 길어진다. On the other hand, since the scanning means 130 such as the
이와 같이 상기 스크린(140)에 투사되는 레이저광의 횡측길이와 종측길이는 스크린(140)이 상기 스캔수단(130)으로부터 멀어질수록 길어지므로, 디스플레이 장치로부터 스크린의 위치를 다소 변경한다 하더라도 스크린에 나타나는 문자, 화상 등은 일정한 종횡비를 갖게된다. As described above, the lateral length and the longitudinal length of the laser light projected on the
이는, 상기 집속수단(120)에 의해 진행 방향이 전환되는 각각의 레이저광이 가상의 공간에 일 초점을 형성하도록 각기 다른 투사각을 가지며, 상기 스캔수단(130)은 회전을 하기 때문이다. 따라서 상기 스캔수단(130)으로부터 스크린(140)의 위치가 다소 가까워지거나 멀어진다 하더라도, 스크린(140)의 종측으로 투사되는 레이저광 또한 스크린(140)의 횡측으로 투사되는 레이저광과 같이 일정한 각을 갖고 스크린(140)으로 투사되기 때문에, 결과적으로 스크린(140)에 나타나는 문자, 화상 등의 종횡비는 스크린(140)의 위치가 달라진다 하더라도 일정하게 유지되는 것이다.This is because each laser light whose direction of travel is changed by the focusing means 120 has different projection angles so as to form one focal point in the virtual space, and the scanning means 130 rotates. Therefore, even if the position of the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하 는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.
예를 들어, 도 7a(제7실시예)제 및 도 7b(제8실시예)에 도시된 바와 같이 상기 갈바노미러(132)나 회전다면경(134) 등과 같은 스캔수단(130)과 상기 스크린(140) 사이에 별도의 에프세타렌즈(f-θ Lens, 300)를 더 설치하는 것도 가능할 것이다. 상기 에프세타렌즈(f-θ Lens, 300)는 상기 스캔수단(130)에 의해 반사되는 레이저광이 평면 스크린(140)에 좌우로 일정속도로 주사되도록 한다.For example, as shown in FIG. 7A (Seventh Embodiment) and FIG. 7B (Eighth Embodiment), the scanning means 130 such as the
보다 상세히 살펴보면, 상기 스크린(140)은 평면으로 이루어지므로, 상기 레이저다이오드소자(104)으로부터 주사되어 상기 스캔수단(130)에 의해 반사되는 각각의 레이저광은 그 각속도는 일정하나, 스크린(140)에 좌우로 주사되는 레이저광의 속도는 중심부에 배해 좌우 측단에서 빠르게 된다. 따라서 중심부에 비해 좌우 측단부에서는 영상이 좌우로 확대되어 보이며, 영상의 밝기(brightness)도 저하된다.In more detail, since the
상기 에프세타렌즈(f-θ Lens, 300)는 이와 같은 문제점을 방지하기 위한 것으로, 상기 스크린(140)의 좌우 측단부에 주사되는 레이저광의 좌우 이동속도와 중앙부를 좌우로 이동하는 속도가 일정하도록 보정하게 된다. 상기 에프세타렌즈(f-θ Lens, 300)는 근래에 많이 사용되는 렌즈이므로 여기서는 더 이상 상세한 설명은 생략한다.The f-theta lens (f-θ Lens) 300 is to prevent such a problem, such that the left and right movement speed of the laser beam scanned at the left and right side ends of the
본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치에 의하면, 발광소자어레이는 막대 형상을 가지는 초소형의 레이저다이오드기판(LD wafer) 또 는 칩(chip)으로 이루어진다. 따라서 극소형의 레이저 디스플레이 장치의 제작이 가능하게 된다. 결국 휴대폰이나 손목시계 등과 같은 소형기기에 본 발명에 의한 집속수단을 갖는 극소형 레이저 디스플레이 장치를 내장할 수 있게 되는 장점이 있다.According to the ultra-small laser display device having the focusing means according to the present invention, the light emitting element array is made of a micro laser wafer (LD wafer) or chip having a rod shape. Therefore, it is possible to manufacture a very small laser display device. As a result, there is an advantage in that a compact laser display device having the focusing means according to the present invention can be incorporated into a small device such as a mobile phone or a watch.
또한, 본 발명은 일렬로 길게 형성되는 다수의 레이저다이오드소자에서 주사되는 각각의 레이저광이 집속수단에 의해 하나의 가상 초점에 수렴하도록 하는 한편, 스캔수단에 의해 레이저광을 반사시켜 스크린에 상이 맺히게 구성하였다. 따라서 스크린과 본 발명에 의한 장치와의 거리에 관계없이 스크린 상에 투영되는 영상의 종횡비를 일정하게 유지되는 장점이 있다.In addition, the present invention allows each laser beam scanned from a plurality of laser diode elements formed in a long line to converge to one virtual focus by the focusing means, while reflecting the laser beam by the scanning means to form an image on the screen Configured. Therefore, there is an advantage that the aspect ratio of the image projected on the screen is kept constant regardless of the distance between the screen and the apparatus according to the present invention.
뿐만아니라, 본 발명의 일 실시예에서는 스캔수단과 스크린 사이에 에프세타렌즈(f-θ Lens)를 설치하기도 한다. 따라서 스크린의 좌우 측단부와 중앙부에 주사되는 레이저광의 좌우 이동속도가 일정하게 되므로 스크린에 구현되는 영상의 품질이 향상된다. 즉, 스크린의 좌우 측단부에 구현되는 영상의 좌우로 길게 보이거나 밝기가 저하되는 현상이 방지된다.In addition, in one embodiment of the present invention, an f-theta lens may be provided between the scanning means and the screen. Therefore, since the left and right moving speeds of the laser beams scanned at the left and right side ends and the center of the screen are constant, the quality of the image implemented on the screen is improved. That is, a phenomenon in which the left or right of the image implemented on the left and right side ends of the screen is long or the brightness is lowered is prevented.
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050020764A KR100587390B1 (en) | 2005-03-12 | 2005-03-12 | Micro-display apparatus havang means of collecting for laser |
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KR1020050020764A KR100587390B1 (en) | 2005-03-12 | 2005-03-12 | Micro-display apparatus havang means of collecting for laser |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100816548B1 (en) | 2006-11-30 | 2008-03-25 | 에이치비전자주식회사 | Projector |
-
2005
- 2005-03-12 KR KR1020050020764A patent/KR100587390B1/en not_active IP Right Cessation
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