KR101327452B1 - 투사형 디스플레이 및 그것의 제어 - Google Patents

투사형 디스플레이 및 그것의 제어 Download PDF

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Abstract

투사 디스플레이 디바이스는 광원 유닛들(예를 들어, 레이저들 또는 LED들)의 세트를 포함하며, 예컨대, 시간, 주변 온도 등의 외부적 인자들 뿐 아니라 유닛들의 성능을 모니터링하는 제어 메커니즘이 제공된다. 제어 메커니즘은 예를 들어, 수명을 최대화하기 위하여 각각의 광원 유닛을 동적으로 조정할 수 있다. 동작시, 광학 변조기는 투사형 디스플레이 디바이스에 제공되는 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터에 따라, 광원 유닛들의 서브세트에 의하여 생성되는 광을 선택적으로 전송하도록 구성된다. 투사 렌즈 시스템은 투사 경로를 따라 광학 변조기에 의하여 전송되는 광을 투사하도록 구성된다. 센서는 광원 유닛들의 세트의 성능에 관련되는 실시간 판독들을 검출한다. 판독들에 따라, 제어 회로는 광원 유닛들의 세트의 휘도를 동적으로 변화시키기 위하여 레이저 세트를 동적으로 제어한다.

Description

투사형 디스플레이 및 그것의 제어 {PROJECTION-TYPE DISPLAY AND CONTROL THEREOF}
일반적으로, 투사형(projection-type) 디스플레이 또는 비디오 프로젝터는 투사 스크린 또는 다른 표면상에 비디오 신호에 대응하는 이미지를 디스플레이한다. 최신 디바이스들은 왜곡, 곡선들, 포커스, 및 수동 제어들에 의한 다른 불일치(inconsistency)들을 교정할 수 있다. 전통적으로, 이러한 비디오 투사 디바이스들은 비지니스 프리젠테이션들, 교실에서의 교육, 홈 씨어터 등에 대하여 널리 사용된다. 예를 들어, 투사 디바이스들은 학생들을 가르치는 과정 동안에 쌍방향 화이트보드로의 투사를 위해 많은 학교들 및 기관들에서 널리 사용된다.
투사형 디스플레이 디바이스들은 프리젠테이션들(예를 들어, 비지니스, 교육)를 디스플레이하기 위하여 초기에 개발되었으나, 오늘날 이러한 투사 디바이스들은 홈 씨어터들에 대해 아주 흔해졌다. 예를 들어, 다수의 가정들이 오늘날 투사 스크린상에 영화(motion picture)를 보여주도록 특정하게 설계되는 홈 씨어터들을 포함한다. 이러한 씨어터(theater)들은 종종 투사형 디스플레이 디바이스를 구비한다. 디바이스들의 비용이 알맞은(affordable) 레벨로 감소되었더라도, 투사 디스플레이 디바이스의 소비자 수용도와 관련하여 적어도 하나의 어려움이 남아있다. 이러한 하나의 제한점(reservation)은 프로젝터에서 통상적으로 사용되는 투사 전구(projection bulb)들이 엄청난 전력 소모 및 일반적으로 짧은 수명을 갖는 값비싼 램프들이라는 것이다. 따라서, 기계의 비용면에서는 적합하지만, 때때로 유지보수는 너무 비싸서 많은 가정들에 있어 정당하거나 적합하지 않다.
발명의 일 양상에서, 본 명세서에 개시되고 청구되는 혁신안은 실시간으로(또는 거의 실시간으로) 동적 조정이 가능한 투사형 디스플레이 디바이스를 포함한다. 디스플레이 디바이스의 광원과 연관되는 기준들을 모니터링하는 광원 관리 시스템이 이용될 수 있다. 포착된 기준들에 따라, 제어기 컴포넌트 또는 회로는 광원의 서브세트를 동적으로 조정할 수 있다.
본 발명의 혁신안의 실시예들에서, 검출 컴포넌트(예를 들어, 센서)는 광원에 의하여 투사되는 이미지를 모니터링할 수 있다. 조정이 적절한지 결정하기 위하여 광원의 휘도는 임계치와 비교될 수 있다. 실례로서, 휘도가 임계치를 초과한다면, 광원은 전력이 감소될 수 있다. 유사하게, 휘도가 미리 결정된 임계치 미만이라면, 이에 따라 전력이 증가될 수 있다.
본 발명의 혁신안의 또 다른 실시예들에서, 광원의 컴포넌트들 각각의 온도가 모니터링될 수 있다. 상기 실시예와 유사하게, 온도 기준들은 임계치와 비교될 수 있다. 여기서, 온도가 임계치를 초과한다면, 개별적인 광원 컴포넌트들은 토글 키로 오프되거나(toggle off) 스위치 오프될 수 있다. 유사하게, 개별적인 광원은 온도의 함수로서 토글 키로 온되거나(toggle on) 스위치 온될 수 있다.
혁신안에 따라, 성능 기준들(예를 들어, 휘도, 온도)은 실시간으로(또는 거의 실시간으로) 포착될 수 있어, 투사 광원의 동적 조정을 가능하게 한다. 이러한 동적 조정은 광원의 수명(longevity)을 증가시킬 수 있어, 투사형 디스플레이 디바이스와 연관되는 작동 비용들을 감소시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 투사형 디스플레이 디바이스의 광원의 동적인 조정을 용이하게 하는 시스템의 예시적인 블록도를 예증한다.
도 2는 혁신안의 양상들에 따른 검출 컴포넌트의 예시적인 블록도를 예증한다.
도 3은 혁신안의 양상들에 따른 제어기 컴포넌트의 예시적인 블록도를 예증한다.
도 4는 혁신안의 양상들에 따른 광원의 동적인 조정을 용이하게 하는 프로시져들의 예시적인 흐름도를 예증한다.
도 5는 혁신안의 양상들에 따른 투사형 디스플레이 디바이스의 예시적인 개략도를 예증한다.
도 6은 혁신안의 양상들에 따른 레이저 세트에서의 사용을 위한 예시적인 회로를 예증한다.
도 7은 혁신안의 양상들에 따른 예시적인 DPSS 레이저를 예증한다.
도 8은 혁신안의 양상들에 따른 예시적인 멀티-레이저 회로 보드를 예증한다.
도 9는 혁신안의 양상들에 따른 이미지들을 투사하는 투사형 디스플레이 디바이스의 예시적인 블록도를 예증한다.
도 10은 혁신안의 양상들에 따른 이미지들을 투사하는 투사형 디스플레이 디바이스의 대안적인 예시적 블록도를 예증한다.
도 11은 혁신안의 양상들에 따른 이미지들을 투사하는 투사형 디스플레이 디바이스의 대안적인 예시적 블록도를 예증한다.
하기의 용어들은 기재 전반을 통해 사용되고, 용어들의 정의들은 본 발명의 혁신안의 다양한 양상들의 이해를 돕기 위하여 본 명세서에 제공된다.
혁신안은 이제 도면들을 참고하여 설명되며, 여기서 동일한 참조 번호들은 전반에 걸쳐 동일한 엘리먼트들을 지칭하는데 사용된다. 하기의 기재에서, 설명을 목적으로, 다수의 특정 세부사항들이 본 발명의 혁신안의 전반적인 이해를 제공하기 위하여 제시된다. 그러나, 혁신안은 이러한 특정 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 것이 명백할 수 있다. 다른 예시들에서, 공지된 구조물들 및 디바이스들이 혁신안의 기재를 용이하게 하기 위하여 블록도 형태로 보여진다.
본 출원서에서 사용될 때, 용어들 "컴포넌트", "모듈" 및 "시스템"은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합물, 소프트웨어, 또는 실행 소프트웨어 중 하나를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행파일, 실행 쓰레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시로서, 서버상에서 실행되는 애플리케이션 및 서버 모두가 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세스 및/또는 실행 쓰레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터상에 로컬화될 수 있고 그리고/또는 둘 이상의 컴퓨터들 사이에서 분배될 수 있다.
최초로 도면들을 참고하여, 도 1은 혁신안의 양상들에 따른 광원의 동적 조정을 용이하게 하는 시스템(100)을 예증한다. 도시되는 바와 같이, 시스템(100)은 광원(104)을 모니터링하고 자동적으로 조정할 수 있는 광원 관리 시스템(102)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 레이저들의 세트의 각각의 레이저의 온도에 기반하여, 광원 관리 시스템(102)은 동적으로, 예를 들어, 실시간으로 또는 거의 실시간으로 광원의 레이저들의 서브세트의 휘도를 조정할 수 있다. 대안적으로, 광원 관리 시스템(102)은 모니터링되는 하나 이상의 파라미터들에 기반하여 LED들의 세트의 하나 이상의 발광 다이오드들(LEDs)을 동적으로 조정할 수 있다. 이와 관련하여, 레이저들 또는 다이오드 레이저들과 관련하여 본 명세서에 기재된 실시예들 중 어느 것이든 LED들에 또한 적용될 수 있으며, 그 반대 또한 가능하다. 또한, 레이저들 또는 LED들과 관련하여 제시되는 실시예들은 광원(104)으로서 레이저들 및 LED들의 조합을 모니터링하고 조정하는데 동일하게 적용될 수 있다. 그러나, 온도 드리프트(temperature drift) 및 수명과 같은 파라미터들은 LED들보다 레이저들에 대하여 점점 더 쟁점이 되는 경향이 있다는 것이 주목된다. 따라서, 선택된 파라미터들은 임의의 주어진 실시예에 LED들 및/또는 레이저들이 수반되는지 여부에 따라 변화될 수 있다. 부가적으로, 수집된 레이저 성능 기준들에 기반하여, 광원 관리 컴포넌트(102)는 레이저 디바이스들의 수명(longevity) 또는 동작 기간(life)을 향상시키도록 적절히 토글 키로 레이저들 또는 LED들을 온 또는 오프시킬 수 있다.
일반적으로, 광원 관리 컴포넌트(102)는 검출 컴포넌트(106) 및 제어기 컴포넌트(108)를 포함할 수 있다. 더불어, 이러한 컴포넌트들(106, 108)은 레이저들 각각과 관련되는 특징들을 설정할 수 있고, 광원(104) 내에 이용되는 레이저들의 세트에 대한 조정들을 철저히 수행할 수 있다. 광원 관리 시스템(102) 뿐 아니라 그것의 서브-컴포넌트들(106, 108)의 피쳐(feature)들, 기능들 및 장점들은 아래에서 상세히 설명될 것이다.
도 2는 혁신안의 양상들에 따른 예시적인 검출 컴포넌트(106)를 예증한다. 일반적으로, 검출 컴포넌트(106)는 1 내지 N개의 센서 컴포넌트들(202)을 포함할 수 있으며, 여기서 N은 정수이다. 예로써, 센서 컴포넌트(202)는 이미지가 투사됨에 따라 실시간으로 레이저들 각각의 휘도를 검출할 수 있다. 이에 따라, 제어기 컴포넌트(108)는 휘도에 기반하여 적절한 것으로 간주되는 바에 따라 레이저들을 온 또는 오프로 스위칭할 수 있다.
다른 양상들에서, 센서 컴포넌트(202)는 레이저들(또는 LED들) 각각의 온도를 모니터링할 수 있다. 레이저들(또는 광원들)의 수명은 높은 온도들에서의 연장된 사용에 의하여 영향을 받을 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 설정된 온도 판독에 따라, 제어기 컴포넌트(108)는 투사형 디바이스 내에 소스들의 수명 및 성능을 향상시키도록 높은 온도들에서 개별적인 레이저들의 연장된 사용을 방지하거나 최소화하기 위하여 광원들을 적절히 온 또는 오프로 스위칭할 수 있다.
또 다른 양상에서, 센서 컴포넌트(202)는 투사된 이미지의 환경을 갖는 주변광(ambient light)을 모니터링할 수 있다. 여기서, 적절히, 성능을 최적화하거나 그렇지 않으면 성능을 향상시키기 위해 광원(104)의 레이저들 각각에서 휘도가 증가되거나 감소될 수 있다. 유사하게, 레이저들은 적절히 토글 키로 온 또는 오프될 수 있다.
이제 도 3을 참고하여, 혁신안의 양상들에 따라 예시적인 제어기 컴포넌트(108)의 블록도가 도시된다. 일반적으로, 제어기 컴포넌트(108)(예를 들어, 제어 회로)는 분석 컴포넌트(302) 및 조정 컴포넌트(304)를 포함할 수 있다. 더불어, 이러한 서브-컴포넌트들(302, 304)은 광원(104) 내에 레이저들(또는 LED들) 각각의 동작을 궁극적으로 관리하기 위하여 검출 컴포넌트(106)로부터의 실시간(또는 거의 실시간) 판독들을 프로세싱할 수 있다.
작동시, 분석 컴포넌트(302)는 검출 컴포넌트(106)로부터 수신되는 기준들 및 정보를 평가할 수 있다. 이를테면, 정보는 임계치 또는 제한치와 비교될 수 있다. 임계치 또는 제한치는 사용자 또는 제작자에 의하여 설정되는 미리 정의된 기준들에 기반할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 양상들에서, 임계치는 사용 범위 뿐 아니라 환경적 인자들(예를 들어, 주변광, 온도)에 기반하여 동적으로 변이(shift)될 수 있다.
조정 컴포넌트(304)는 레이저들 각각의 사용을 자동적으로 조절하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 조정 컴포넌트(304)는 예를 들어, 이미지의 시각적 표현을 최적화하기 위하여 레이저들 각각의 발광(luminescence)(또는 다른 파라미터들)을 동적으로 교정(calibrate)할 수 있다. 휘도의 조절 또는 교정 이외에, 조정 컴포넌트(304)는 또한 적절히 레이저들의 서브세트 또는 전부를 토글 키로 온 또는 오프시킬 수 있다. "휘도"는 표면의 명도(brightness)의 측정치로 지칭할 수 있으며, 표면의 명도(brightness)의 측정치는 단위 면적의 표면에 도달하거나, 상기 단위 영역을 통과하거나, 또는 상기 단위 영역을 떠나는 광속(luminous flux)의 양과 동일함을 이해하고 인식할 것이다. 추가로, 휘도는 제곱 미터당 칸델라 단위로 가장 자주 측정된다.
도 4는 혁신안의 양상들에 따른 투사 디바이스 내의 레이저들 및/또는 LED들을 동적으로 제어하는 방법을 예증한다. 설명의 간략화를 위하여, 본 명세서에 예컨대 흐름도 형태로 도시되는 하나 이상의 방법들은, 일련의 동작들로서 도시되고 기재되나, 혁신안에 따라 몇몇 동작들이 본 명세서에 도시되고 개시된 것과 상이한 순서로 및/또는 다른 동작들과 동시적으로 발생할 수 있으므로, 본 발명의 혁신안은 동작들의 순서에 의하여 제한되지 않는다는 것을 이해하고 인식할 것이다. 예를 들어, 본 기술분야의 당업자들은 방법이 상태도에서처럼 대안적으로 일련의 상호관련된 상태들 또는 이벤트들로서 표현될 수 있다는 것을 이해하고 인식할 것이다. 또한, 예증된 모든 동작들이 혁신안에 따른 방법을 구현하는데 요구되지 않을 수도 있다.
482에서, 광이 생성되고, 예를 들어, 레이저들의 세트가 광을 생성하는데 사용된다. 484에서, 기준들은 적어도, 레이저들의 세트에 의하여 생성되는 이미지와 관련되거나, 레이저 자신들 각각과 관련되거나, 또는 상기 생성되는 이미지 및 레이저 자신들과 모두 관련된다. 예를 들어, 이미지의 휘도가 포착된다. 비디오 데이터가 또한 포착될 수 있다. 다른 예시에서, 각각의 레이저의 온도가 포착된다. 또 다른 양상에서, 주변광이 측정된다. 레이저 또는 레이저들의 세트(예를 들어, 세트의 적색 레이저들)에 의하여 생성되는 광이 또한 검출될 수 있다. 일단 기준들이 수집되면, 486에서 기준들이 임계치와 비교된다.
488에서, 기준들이 임계치를 초과하는지를 확립하기 위한 결정이 이루어진다. 상기 논의된 바와 같이, 임계치는 미리 정의되거나 그렇지 않으면 다른 파라미터들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 허용가능한 레이저 온도의 임계치는 레이저를 위한 수명 테스팅의 함수일 수 있다. 다시 말해, 레이저는 장애(failure)가 발생할 가능성이 더 높은 특정 온도 임계치들, 또는 상승된 온도에서의 장기간 사용으로 인한 수명 장애(longevity failure)들의 가능성이 더 높은 온도 임계치들을 가질 수 있다. 임계치가 포착된 기준들만큼 초과되지 않는 것으로 결정되면, 방법은 기준들을 실시간 모니터링하기 위하여 484로 리턴한다.
반면에, 임계치가 초과된 것으로 결정되면, 490에서 레이저들이 조정될 수 있다. 다시 말해, 양상들에서, 레이저들의 서브세트는 비교에 따라 토글 키로 온 또는 오프될 수 있다. 적절히 또는 원하는 바에 따라 포착된 기준들에 응답하여 레이저들의 대부분의 임의의 조정이 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 5는 혁신안의 실시예들에 따라, 투사형 디스플레이 디바이스(10)의 예시적인 블록도를 예증한다. 디스플레이 디바이스(10)는 수신 표면상에서의 디스플레이를 위해 비디오 이미지를 생성하고 투사하도록 구성된다. 도시되는 바와 같이, 디스플레이 디바이스(10)는 광원(110), 광학 시스템(120), 광학 변조기(130), 투사 렌즈 시스템(140), 제어 회로(150), 휘도 센서(152), 하우징(20), 팬(fan)들(62), 전원 장치(66), 입력/출력 회로(74), 및 입력/출력 인터페이스들(78)을 포함한다. 광원(110)은 원하는 광량을 생성할 수 있다. 실시예들에서, 광원(110)은 레이저들의 세트이며, 여기서 세트의 각각의 레이저 다이오드는 개별적으로 스위치 오프 또는 스위치 온될 수 있다.
언급된 바와 같이 대안적인 실시예들이 레이저들을 LED들로 대체할 수 있고, 반대로 LED들을 레이저들로 대체할 수도 있으나, 실시예에서, 광원(110)은 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)를 사용하는데, 각각의 1차 색상에 대하여 하나의 세트를 사용한다. 광학 시스템(120)은 광학 변조기(130)에 의한 수신 이전에 광원에 의하여 생성되는 광을 수신하도록 배열되고, 광속 영역(flux area of light)을 증가시키도록 구성된다. 광학 변조기(130)는 투사형 디스플레이 디바이스에 제공되는 비디오 신호에 포함되는 비디오 데이터에 따라 레이저들의 세트에 의하여 생성되는 광을 선택적으로 전송하도록 구성된다. 투사 렌즈 시스템(140)은 프리즘 구조물 및 렌즈 세트를 포함한다. 위에 기재한 바와 같이, 휘도 센서(152)는 투사형 디스플레이 디바이스에 의하여 투사되는 이미지를 측정하는 실시간(또는 거의 실시간) 판독을 검출한다. 이에 응답하여, 제어 회로(150)는 레이저들의 세트의 서브세트의 휘도를 동적으로 변화시키기 위하여 실시간 판독들에 기반하여 광원(110)을 동적으로 제어한다.
하우징(20)은 디스플레이 디바이스(10) 및 디스플레이 디바이스(10) 내의 챔버(65)의 외부(outer) 치수들을 정의한다. 하우징(20)은 디스플레이 디바이스(10)의 내부 컴포넌트들에 대한 기계적 보호를 또한 제공한다. 도시되는 바와 같이, 하우징(20)은 4개의 벽들(23a - 23d), 상부벽(미도시), 및 바닥벽(미도시)을 포함한다. 벽들은 하우징(20) 내에 챔버(65)를 정의한다. 벽들(23a - 23d)은 금속 또는 성형 플라스틱(molded plastic)과 같은, 하우징(20) 내의 내부 컴포넌트들에 대한 기계적 보호 및 디스플레이 디바이스(10)에 대한 구조적 강도를 허용하는 적절히 딱딱하거나 강성인 물질을 포함한다. 하우징(20)의 하나 이상의 벽들(23a-d)은 하우징(50) 외부 환경과 챔버(65) 사이에 기류(airflow)를 허용하는 공기 구멍(air vent)을 또한 포함할 수 있다. 구멍들은 하우징(20)의 상부 및 바닥 벽들에 또한 위치될 수 있다.
전원 장치(66)는 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14), 및 청색 레이저 세트(16), 그리고 전력을 소모하는 디스플레이 디바이스(10) 내에 다른 컴포넌트들에 전력을 제공한다. 따라서, 전원 장치(66)는 제어 회로(150), 입력/출력 회로(74), 팬들 및 광학 변조기(130)에 전기 에너지를 제공할 수 있다. 전력 코드 포트(81)는 전력 코드를 수용하고, 전력 코드는 벽 전원 장치와 같은 AC 전력원에 전원 장치(66)를 연결한다. 실시예들에서, AC 전력에서 DC 전력으로의 변환이 전력 코드의 단부들 사이에 포함되는 변환기에서 발생하여, 전원 장치(66) 및 디스플레이 디바이스(10)의 크기를 감소시키고, 디스플레이 디바이스(10)의 휴대성을 증가시킨다.
다른 실시예들에서, 전원 장치(66)는 적어도 하나의 배터리(66a)를 포함한다. 배터리(66a)는 재충전가능한 배터리일 수 있으며, 전력 코드 포트(81)를 통해 제공되는 전력을 사용하여 재충전될 수 있다. 배터리(66a)는 디스플레이 디바이스(10)로 하여금 AC 전력원으로의 근접성에 의존하지 않고 저장된 에너지에 대하여 작동하도록 허용하며, 이것은 디스플레이 디바이스(10)의 휴대성을 추가로 증가시킨다. 예를 들어, 하우징(10) 내의 배터리의 포함은 AC 및 고정된 전력 콘센트(power outlet)들이 이용가능한 또는 도달 범위 내에 있지 않은 설정치들로 디스플레이 디바이스(10) 사용을 확장시킨다.
적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)에 포함되는 것들과 같은, 본 명세서에 기재된 바와 같은 레이저들은 약 400 나노미터 내지 약 700 나노미터의 파장을 갖는 레이저 광을 생성하며, 상기 파장은 일반적으로 가시 스펙트럼으로서 수용된다. 동일하거나 상이한 색상의 더 많거나 더 적은 레이저들이 대안적인 양상들에서 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 레이저 광은 레이징(lasing) 메커니즘을 사용하여 생성되는 광을 지칭하며, 몇몇 경우들에서 광은 하기에 추가로 상세히 기재되는 바와 같이 원하는 주파수를 달성하기 위하여 최초의 생성 이후에 처리될 수 있다. 실시예에서, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14), 및 청색 레이저 세트(16)는 각각 디스플레이 디바이스(10)의 광원으로서 사용될 적색, 녹색, 및 청색 레이저 광을 생성한다. 언급된 바와 같이, 몇몇 다른 실시예들에서, LED들은 레이저들과 결합되는 또는 레이저들과 개별적인 광원으로서 또한 채택될 수 있다.
실시예들에서, 각각의 레이저는 실질적으로 시준된(collimated) 광을 방사한다. 시준된 광은 (예를 들어, 램프 또는 발광 다이오드로부터의) 복사광(radiant light)과 상이하며, 대략 동일한 방향으로 이동하는 광에 의하여 특징화된다. 각각의 레이저로부터 방사되는 레이저 광은 또한 코히런트(coherent)로서 특징화될 수 있다. 레이저 광의 코히런시(coherency)는 광 또는 방사파면(radiation wave front)들의 공간적(spatial) 및 시간적(temporal) 변화들의 불변성과 관련된다. 높은 코히런스의 정도는 대략 동일한 일련의 진폭 파면들상의 2개 포인트들 간의 실질적으로 일정한 위상차(공간적 코히런스); 및 상이한 파면들상의 동일한 포인트들 간의 시간의 상관 관계(시간의 코히런스)를 의미한다. 레이저 빔이 한 방향으로 이동하는 평면파로서 고려된다면, 레이저 빔은 전파의 방향에서 파면들의 수직으로 인하여 공간적으로 코히런트하다. 또한, 본 명세서에 개시된 바와 같은 레이저들로부터 방사된 레이저 광의 대략적인 단색성 성질로 인하여, 빔은 일반적으로 일시적으로 코히런트한데, 즉, 이것은 어떤 한 시간에 방사된 빔의 일부분과 다른 시간에 방사된 일부분 사이의 대략 고정된 위상 관계를 디스플레이할 것이다.
제어 회로(150)는 디스플레이 디바이스(10) 내의 컴포넌트들에 제어 신호들을 제공하며, 입력/출력 회로(74)로부터 디스플레이 디바이스(10) 내의 적절한 컴포넌트들로 데이터를 라우팅할 수 있다. 따라서, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)의 레이저들은 각각의 레이저가 턴 온/오프될 때 각각의 레이저를 조절하는 제어 회로(150)로부터 제어 신호들을 수신한다. 보다 특정하게, 제어 회로(150)는 하나 이상의 입력/출력 인터페이스들(78) 및 입력/출력 회로(74)를 통해 신호에 포함된 비디오 데이터를 수신하고, 순차적 색상 프레임 기반으로 비디오 데이터를 픽셀 데이터로 변환하며, 순차적 색상 픽셀 데이터를 광학 변조기(130)로 그리고 각각의 다이오드 레이저로 전달한다. 광학 변조기(130)와 레이저들의 세트들 사이의 결합된 광 전송 경로 설계에서, 적색, 녹색, 및 청색의 순차적인 순서로 적색, 녹색, 및 청색 광을 전송하는 공통 광 경로를 따라 광이 전송되며, 제어 회로(150)는 각각 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)로 송신되는 온/오프 명령들 및 광학 변조기(130)로 송신되는 색상화(colored) 데이터의 타이밍을 동기화시킨다.
제어기 컴포넌트 또는 제어 회로(150)는 디스플레이 디바이스(10) 내에 컴포넌트들의 동작을 위한 명령들을 저장하는 메모리를 또한 포함하고 상기 메모리에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 저장된 열 조절 명령들은 팬들에 대해 제어 회로(150)에 의하여 송신되는 제어 신호들을 명시할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 하나 이상의 온도 센서들은 또한 열적 조절을 용이하게 하기 위하여 하우징(20) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 온도 레벨들을 모니터링하고 제어 회로(150)에 의하여 구현되는 저장된 로직에 의하여 결정되는 바에 따라 디스플레이 디바이스(10) 내에 폐루프 온도 제어에 참여하도록 입력/출력 회로(74) 및 제어 회로(150)에 인접하게 배치될 수 있다. 대안적으로, 각각의 다이오드 레이저에 대하여 배열되는 온도 센서들은 각각의 레이저에 대한 온도 레벨들을 감지하고, 원하는 레이저 온도 레벨들에 대한 저장된 명령들에 기반하는 팬 사용에 영향을 미치는 정보를 출력할 수 있다. 제어 회로(150)는 예를 들어, Intel 또는 Motorola 칩들의 제품군 중 하나와 같은, 상업적으로 이용가능한 프로세서, 제어기, 또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
입력/출력 인터페이스들(78)은 디지털 컴퓨팅 디바이스로부터의 비디오 데이터를 포함하는 비디오 신호를 전송하기 위한 케이블과 같은, 적어도 하나의 케이블, 와이어, 또는 커넥터를 수용하도록 구성된다. 입력/출력 인터페이스들(78)과 함께 사용하기에 적합한 공통 포트들은 S 비디오 케이블, 6-핀 미니 DIN, VGA 15-핀 HDDSUB, 오디오 케이블, S-비디오 어댑터를 통한 컴포넌트 RCA, 복합 비디오 RCA 케이블링, 범용 직렬 버스(USB) 케이블, 파이어 와이어(fire wire) 등을 수용할 수 있는 포트들을 포함할 수 있다. 입력/출력 인터페이스들(78)은 헤드폰 또는 스피커 시스템에 포함되는 스피커들로부터의 유선 접속을 수신하기 위한 오디오 출력 포트를 또한 포함할 수 있다.
입력/출력 회로(74)는 입력/출력 인터페이스들(78)로부터의 하나 이상의 인터페이스들과 제어 회로(150) 사이에 인터페이스를 제공한다. 입력/출력 회로(74) 및 입력/출력 인터페이스들(78)은 총괄적으로 비디오 데이터를 전달하는 비디오 신호를 출력하는 디바이스와 디스플레이 디바이스(10) 사이에 통신을 허용한다. 제어 회로(150)에 제공되는 비디오 데이터는 (예를 들어, VCR(video cassette recorder)로부터의) 디지털 또는 아날로그 형태일 수 있다. 몇몇 경우들에 있어, 입력/출력 회로(74) 및 제어 회로(150)는 액정 디스플레이 "LCD" 디바이스 또는 디지털 마이크로 미러 "DMD" 디바이스와 같은, 디스플레이 디바이스(10)에 포함된 광학 변조기(130)의 디지털 제어에 적합한 디지털 비디오 신호들로 아날로그 비디오 신호들을 변환한다.
입력/출력 회로(74) 또는 제어 회로(150)는 S-비디오 케이블링 또는 디지털 비디오 신호에 대하여 요구되는 프로세싱 로직과 같은, 특정 커넥터 타입들에 대해 저장된 로직 및 지원 소프트웨어를 또한 포함할 수 있다. 제어 회로(또는 제어기)(150)는 유입 데이터 타입들의 변환을 용이하게 하기 위하여 메모리에 저장된 로직을 포함하거나 상기 로직에 액세스하며, 디스플레이 디바이스(10)의 비디오 호환성을 향상시킨다. 제어 회로(150)에 의하여 액세스되는 메모리 내에 저장된 변환 명령들을 갖는 적절한 비디오 포맷들은 예를 들어, NTSC, PAL, SECAM, EDTV, 및 HDTV(1080i 및 72Op RGBHV)를 포함할 수 있다.
팬들(62a 및 62b)은 디스플레이 디바이스(10)의 컴포넌트들을 냉각시키기 위하여 하우징(50)의 챔버(65) 도처로 공기를 이동시킨다. 실시예들에서, 팬들은 하우징(20)의 한 면상의 유입구 공기 구멍들(24A)을 통해 공기를 빨아들이고, 공기가 하우징(20)의 벽들 및 투사형 디스플레이 디바이스(10)의 내부 컴포넌트들을 냉각한 후에, 공기 구멍들(24b) 밖으로 가열된 공기를 배출한다. 팬 및 구멍 배치는 광원의 챔버(65) 내의 내부 컴포넌트 배치에 따라 변할 것임을 인식할 것이다. 특히, 팬 배치 및 챔버(65) 내의 팬들에 의하여 영향을 받는 기류 패턴들은 하우징(50) 내의 컴포넌트들의 개별적인 온도 요건들 및 열 생성 기여도(contribution)들에 따라 설계된다.
통상적으로, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16) 및 전원 장치(66)는 하우징(20) 내에 가장 큰 비중의 열을 생성한다. 대응하여, 유입구 공기(69)는 유입구 공기 구멍들(24a)를 통과하며, 처음에 광학 변조기(130)를 통과하고 상기 광학 변조기(130)를 냉각시키며, 공기가 상대적으로 차가운 동안 제어 회로(150) 및 입력/출력 회로(74)를 제어하며, 전원 장치(66) 및 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)를 거쳐 통과하고, 배기 공기 구멍들(24b)을 빠져나간다. 배기 공기는 또한 팬 모터들(63a 및 63b)을 냉각시킬 수 있으며, 팬 모터들(63a 및 63b)은 각각 팬들(62a 및 62b)을 회전시킨다. 실시예들에서, 다수의 팬들이 하우징(20)에 대한 더 낮은 프로파일을 허용하는데 사용된다. 본 기술분야의 당업자는 팬들의 개수 및 크기가 디스플레이 디바이스(10) 내의 열 생성 및 하나 이상의 열 방산 목표들을 유지하기 위하여 원하는 기류에 좌우될 것임을 인식할 것이다. 챔버(65)는 원하는 바에 따라 기류를 지향시키고 분산시키기 위하여 챔버(65) 내에서 수직하거나 수평한 하나 이상의 기류 가이드들(67)을 또한 포함할 수 있다. 실시예들에서, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)에 대한 회로 보드들(430)은 챔버(65) 내의 기류의 방향에 직교하게 수직하게 배열되고, 기류 가이드들(67)은 각각의 회로 보드(430)의 표면들에 걸쳐 냉각 공기를 지향시키도록 배열된다.
실시예들에서, 광은 LED들 또는 레이저들로부터 출력될 수 있다. 실례로서, 레이저들을 이용하여, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)의 레이저들로부터 출력되는 광은 광섬유 케이블링(72)에 제공된다. 광섬유 케이블링(72)은 다수의 또는 공통 광학 경로들을 따르는 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)의 레이저들로부터 광을 릴레이 광학기(relay optics)(80)로 전송하도록 구성되는 하나 이상의 광섬유 케이블들을 포함하며, 릴레이 광학기(80)는 광학 변조기(130)와 광섬유 케이블링(72)의 출구 단부 사이의 광 경로를 따라 배치된다. 각각의 광섬유 케이블은 레이저 세트들 중 하나의 레이저 세트의 레이저로부터 광을 수용하도록 구성되는 유입구 단부(72a), 릴레이 광학기로의 전송 및 광학 변조기(130)로의 후속 전송을 위해 레이저 광을 배출하도록 구성되는 유출구 단부(72b)를 포함한다. 광섬유 케이블링(72)은 구부러지고, 플렉서블하게 위치될 수 있기 때문에, 광섬유 케이블링(72)은 바람직하게 레이저 세트들과 릴레이 광학기 간의 배치 및 배향과 무관하게 레이저 세트들과 릴레이 광학기 사이에서의 광 전송을 허용한다. 예를 들어, 이것은 상이한 레이저 세트들에서의 레이저들, 릴레이 광학기, 및 프리즘 구조물의 플렉서블한 정렬을 허용하고, 이는 하우징(20) 내에서의 공간 보존을 향상시키고, 하우징(20)의 풋프린트(footprint)를 감소시키며, 디스플레이 디바이스(10) 크기를 최소화시키는데 사용될 수 있다.
광섬유 케이블들의 개수는 설계에 따라 변화할 수 있다. 다수의 광섬유 케이블들은 하나 이상의 레이저들을 각각의 케이블이 서비스하는 설계에서 이용될 수 있다. 다수의 광섬유 케이블들은 1차 색상을 전송하도록 각각의 케이블이 구성되는 설계에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 케이블이 3개의 상이한 광학 경로들을 따라 1차 색상 세트로부터의 광을 3개의 1차 색상 전용 광학 변조기들에 전송하는, 3개의 광섬유 케이블들이 이용될 수 있다. 대안적으로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 공통 광섬유 케이블은 단일 미러-기반 광학 변조기(130)에 공통 광 경로를 따라 순차적으로 방사ehlms 적색, 녹색, 및 청색 광을 전송하는데 사용될 수 있다. 광섬유 케이블링(72)은 본 기술분야의 당업자들에게 공지된 광범위한 판매사들로부터 용이하게 이용가능한 것들과 같은 단일 모드 또는 다중모드 광섬유들을 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 광섬유 케이블링(72)이 단일 모드 광섬유 케이블링(72) 내에서의 광 전송으로부터 초래되는 대부분의 임의의 발산을 교정하기 위한 단일 모드 섬유일 때, 수렴 렌즈가 유출구 단부(72b)에 배치된다.
광섬유 인터페이스(70)는 각각의 레이저로부터 광섬유 케이블링(72)로의 광의 전송을 용이하게 하도록 구성된다. 광섬유 인터페이스(70)는 각각의 레이저로부터 출력되는 광을 광섬유 케이블로 전송하도록, 광섬유 케이블링(72)에 포함되는 각각의 광섬유 케이블에 대해 유입구 단부를 위치시키고 홀딩하는 하나 이상의 고정물(fixture)들을 포함할 수 있다. 광섬유 인터페이스(70)는 레이저들로부터의 광을 광섬유 케이블링(72)으로 지향시키는 광학기들을 또한 포함할 수 있다. 실시예들에서, 광섬유 인터페이스(70) 및 광섬유 케이블링(72)에 사용되는 단일 광섬유 케이블은 각각의 레이저로부터의 광을 단일 케이블로 지향시키기 위하여 단일 광섬유 케이블의 유입구와 각각의 레이저의 유출구 사이에 배치되는 렌즈 시스템을 포함한다. 렌즈 시스템은 적어도 2개의 렌즈들을 포함할 수 있다: 광섬유 입구 쪽으로 광을 지향시키기 위한 제1 렌즈 및 케이블에 진입하는 광을 재-시준시키는 제2 렌즈.
일-대-일 레이저 대 광섬유 케이블(72) 관계를 구현하는 다른 실시예들에서, 광섬유 인터페이스(70)는 단일 레이저로부터의 광을 수용하기 위하여 단일 레이저의 유출구에 상대적으로 가깝게 각각의 광섬유 케이블링(72)를 위한 유입구 단부(72a)를 홀딩한다. 이러한 경우에 각각의 케이블은 광 포착 및 광섬유 케이블로의 전송을 용이하게 하는 수렴 렌즈를 케이블의 유입구 단부에서 포함할 수 있다. 일-대-일 실시예들에서, 광섬유 케이블링(72)의 각각의 광섬유 케이블은 레이저로의 부착을 허용하는 고정물을 포함한다. 예를 들어, 플로리다 더니든의 Ocean Optics Inc.와 같은 판매사들로부터 이용가능한 종래에 이용가능한 광섬유 케이블들은 레이저 하우징상에 배치된 메이팅 나사산(mating thread)으로의 광섬유 케이블의 고정(fixing) 및 나사 고정(screwing)을 허용하는 나사산을 갖는 분리가능한 고정물을 포함한다. 이러한 경우에, 광섬유 인터페이스(70)는 각각의 광섬유 케이블을 위한 나사산형(threaded) 고정물을 포함하며, 메이팅 나사산은 레이저 하우징에 부가된다.
공통 광 경로 전송 실시예들에서, 각각의 레이저 세트의 레이저들로부터의 광은 광학 변조기(130)에 의한 수용 이전에 공통 경로를 따라 이동한다. 이러한 경우에, 광학 변조기(130)로 비디오 신호에서 제공되는 적색, 녹색, 및 청색 비디오 데이터에 대응하는 적색, 녹색, 및 청색 광이 시간 동기화 방식으로 광섬유 케이블링(72)에 제공된다.
릴레이 광학기(80)는 광섬유 케이블링(72)으로부터 수신되는 광을 프리즘 구조물을 통한 광학 변조기(130)상으로의 전송에 적합한 광속으로 변환한다. 이것은 하나 이상의 렌즈들을 사용하여 광섬유 케이블링(72)로부터 수신되는 광속의 형상화(shaping) 및 치수 조정(resizing)을 포함할 수 있으며, 광속 분배에 걸친 강도의 균등화를 포함할 수 있다. 이를 수행하기 위하여, 릴레이 광학기는 하우징(2) 내에 적절히 이격되고 배열된 하나 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 렌즈(80a)가 광섬유 케이블링(72)으로부터 수신되는 광속의 영역을 증가시키도록 선택되고 배열되는 한편, 제2 렌즈(80b)는 제1 렌즈(80a)에 의하여 전송된 발산하는 광(divergent light)을 광학 변조기(130)로의 전송을 위해 실질적으로 시준된 플럭스로 변환하도록 선택되고 배열된다.
회전 산광기(diffuser)(82)는 제1 렌즈(80a)와 제2 렌즈(80b) 사이에 배치된다. 회전 산광기(82)는 모터(86)에 의하여 회전되는 투명 유리 스크린(84)을 포함한다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 회전 산광기(82)는 초점이 맞지 않는 빔을 차단하여, 시간 및 공간적 코히런스를 감소시키고, 출력 이미지에서 잠재적 스펙클(potential speckle)을 감소시킨다. 다른 실시예들에서, 회전 산광기(82)는 광섬유 케이블링(72)으로부터의 배출 및 렌즈(80a)에 의한 수용 이전 사이에 광 경로로 도입된다.
본 기술분야의 당업자는 회전 산광기(82)가 외부 투사 렌즈(140h)로부터 투사된 이미지의 출력과 레이저 세트들의 레이저 광의 생성 사이에 광 경로를 따라 다른 위치들에 배열될 수 있다는 것이 인지할 것이다. 예를 들어, 회전 산광기(82)는 다수의 광섬유 케이블들로부터의 광이 공통 광섬유 케이블로 전송되는 접합부에 인접하게 배열될 수 있다. 이러한 경우에, 회전 산광기(82)는 공간적 코히런스를 유지시키면서(예를 들어, 빔이 한 점으로 포커싱되는 능력) 단지 시간적 코히런스를 감소시키기 위하여 빔의 포커스에서 배열될 수 있다.
회전 산광기(82)는 또한 예를 들어, 레이저와 광섬유 커플링 사이에 또는 최종 릴레이 렌즈와 프리즘 구조물 사이에 광을 차단하도록 배열될 수 있다. 실시예들에서, 코히런스 산광기는 임의의 릴레이 광학기에 의하여 플럭스 영역에서 확장되기 이전에 레이저 광을 차단하도록 배열된다. 작은 플럭스 영역 광 빔을 차단하는 것은 코히런스 산광기 모터(86) 및 투명 유리 스크린(84)의 크기를 감소시킨다.
실시예들에서, 릴레이 광학기는 제2 렌즈(80b)와 프리즘 구조물 사이와 같은, 레이저 세트들과 프리즘 구조물 사이의 광학 경로에 배열되는 플라이-아이(fly-eye) 렌즈들의 쌍을 포함한다. 점증적으로, 플라이-아이 렌즈들의 쌍은 광학 변조기(130)로 전송되는 플럭스에 걸쳐 균일하게 광을 재분배한다. 제1 플라이-아이 렌즈는 전체 유입구 플럭스 영역의 일부를 각각 포함하는 컴포넌트들 또는 블록들의 세트로 (예를 들어, 제2 렌즈(80b)로부터의) 입력 광속을 공간적으로 분할하는 다수의 렌즈들을 포함하고, 제2 플라이-아이 렌즈의 대응 블록으로 각각의 블록에 대한 광을 전송한다. 제2 플라이-아이 렌즈는 다수의 렌즈들을 포함하고, 렌즈들의 개수는 제1 플라이-아이 렌즈의 렌즈들의 개수와 동일하며, 제2 플라이-아이 렌즈는 각각의 컴포넌트에 대한 광을 각각의 렌즈로부터의 부분적 휘도 플럭스들이 대상(object) 영역에서 서로상에 겹쳐지는 방식으로 조명될 대상 영역으로 출력한다.
다른 실시예들에서, 릴레이 광학기는 렌즈(80b)와 프리즘 구조물 사이와 같은, 레이저들 세트들과 프리즘 구조물 사이의 광학 경로에 배치되는 적분기 터널(integrator tunnel)을 포함한다. 적분기 터널은 출력 단부에서의 출력 기하학 구조에 의하여 결정되는 형태에 걸쳐 대략 균일하게 분포된 강도를 갖는 광속(luminous flux)을 출력하기 위하여 전반사를 사용하며, 상기 형태는 통상적으로 직사각형이다. 유출구는 또한 다운스트림 광학 변조기(130)의 종횡비를 매칭시키도록 치수설정될 수 있다. 적분기는 본 기술분야에서 공지되고 사용되는 것들과 같은 고체 유리 막대(solid glass rod)를 포함할 수 있다. 요구된다면, 하나 이상의 렌즈들이 출력 단부에서 존재하는 크기로부터 광학 변조기(130)에 의한 수용에 적합한 크기로 적분기 터널에 의go 플럭스 출력을 재-크기설정하도록 배열될 수 있다.
프리즘 구조물은 미리 결정된 각도에서 광학 변조기(130)로 광을 제공하고, 광변조기(130)로부터의 광을 출력 경로(31)를 따라 투사 렌즈 세트로 전송한다. 프리즘 구조물은 공기 공간에 의하여 분리되는 프리즘 컴포넌트들(140a 및 140b) 또는 결합 인터페이스(140c)를 포함한다. 결합 인터페이스(140c)는 릴레이 광학기로부터 광학 변조기(130) 쪽으로 제공되는 광을 반사하기 위해 이러한 각도에 배치된다. 또한, 결합 인터페이스(140c)는 광학 변조기(130)에 의하여 반사되는 광이 출력 경로(31)를 따라 투사 렌즈 세트로 전송되도록 허용한다.
광학 변조기(130)는 출력 경로(31)를 따라 출력 이미지를 제공하기 위하여 광을 선택적으로 전송(또는 반사)한다. 이를 수행하기 위하여, 광학 변조기(130)에는 비디오 신호에 포함되는 비디오 데이터가 공급되며, 비디오 데이터에 따라 광을 선택적으로 전송한다. 비디오 데이터는 통상적으로 개별적인 픽셀 값들에 따라 프레임 당 기반으로(on a frame-by frame basis) 광학 변조기(130)에 제공된다. 비디오 데이터가 이러한 포맷으로 투사형 디스플레이 디바이스(10)에 의하여 수신되지 않는다면, 하우징(20)의 제어 회로(150)는 비디오 데이터를 광학 변조기(130)의 동작에 적합한 포맷으로 변환한다. 실시예들에서, 출력 이미지상의 개별적 픽셀에 각각 대응하는 광학 변조기(130) 내의 개별적인 광 변조 엘리먼트들은 수신되는 디지털화된 픽셀 값들을 각각의 픽셀에 대한 대응 광 출력으로 변환한다.
실시예들에서, 광학 변조기(130)는 Texas Instruments Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 디지털 마이크로-미러 디바이스(또는 DMD, Texas instruments Inc.의 상표명)와 같은 미러 기반 공간적 광 변조기이다. SDR 또는 DDR 시리즈의 대부분의 임의의 XGA 또는 SVGA 해상(resolution) 칩은 실시예들과의 사용에 적합하다. 이러한 경우에, 광학 변조기(130)는 소형 알루미늄 미소기계 미러(tiny aluminum micromechanical mirror)들의 직사각형 어레이를 포함하며, 상기 미러들 각각은 출력 경로(31) 아래로 출력 이미지 광을 선택적으로 반사하기 위하여 힌지 결합된(hinged) 축을 중심으로 개별적으로 편향되고, 출력 경로(31)로부터 멀리 비-이미지 광을 반사한다. 각각의 미러의 편향 상태 또는 각도는 밑에 있는(underlying) 처리 회로 및 미러 리셋 신호의 메모리 콘텐츠들을 변화시킴으로써 개별적으로 제어된다. 미러들의 어레이는 각각의 미러가 비디오 이미지의 단일 픽셀의 광 출력을 전담하도록 배열된다. 각각의 미러 부근에 배치되는 전극들을 제어하기 위하여 픽셀 출력에 대응하는 제어 신호들이 공급되어, 픽셀 당 기반으로 비디오 데이터에 따른 전자기력에 의해 개별적인 미러들을 선택적으로 편향시킨다. 각각의 미러에 의하여 반사된 광이 그 후 투사 렌즈 세트를 사용하여 프리즘 구조물(140a-140e)을 통해 출력 경로(31)를 따라 투사형 디스플레이 디바이스(10) 밖으로 전송된다.
프리즘 구조물의 면(face)들 및 릴레이 광학기(80)의 배열은 광학 변조기(130)에 대한 조명 각도들을 제어한다. 광학 변조기(130)의 개별적인 미러들에 의한 광 반사 이후에, 반사된 광은 출력 경로(31)를 따라 투사 렌즈 세트를 향해 프리즘 구조물을 빠져나간다. 출력 경로(31)는 a) 디스플레이 디바이스(10) 내의 광학 변조기(130)에 의하여 선택적으로 전송되는 이미지 광의 방향, 및 b) 디스플레이 디바이스(10)로부터 출력되는 광의 방향을 특징화한다. 광학 변조기(130)에 의하여 선택적으로 전송되는 광에 대하여, 출력 경로(31)는 '온(on)' 상태의 엘리먼트들에 대한 광학 변조기(130)로부터의 직선광으로서 프리즘 구조물(140a-140e)을 통해 외부 투사 렌즈(140h) 밖으로 확장된다.
투사 렌즈 세트는 디스플레이 디바이스(10)로부터의 출력 경로(31)를 따라 광학 변조기에 의하여 전송되는 광을 투사하도록 구성되는 출력 경로(31)를 따라 배치된다. 투사 렌즈 세트는 투사 렌즈(140h)로부터 수신 표면으로의 거리가 증가됨에 따라 수신 표면상에 캐스트되는 투사된 이미지가 확대되도록, 출력 경로(31)를 따라 광학 변조기(130)에 의하여 전송되는 이미지 광을 처리한다. 투사 렌즈 세트는 제1 투사 렌즈(140f), 제2 투사 렌즈(140g), 및 외부 투사 렌즈(140h)를 포함하며, 상기 투사 렌즈들 각각은 출력 경로(31)를 중심으로 그리고 출력 경로(31)에 직교하게 배치된다. 각각의 투사 렌즈 사이의 거리들은 사용되는 투사 렌즈 세트의 개수에 따라 변화할 수 있으므로, 외부 투사 렌즈(140h)로부터의 원하는 스플레이(splay) 각에 따라 변화할 수 있다. 실시예들에서, 디스플레이 디바이스(10)는 약 6인치 내지 약 15 피트 같은, 짧은 쓰로우 거리(throuw distance)에 대하여 설계된다. 디스플레이 디바이스(10)는 사용자로 하여금 투사 렌즈 세트로부터의 출력을 수동으로 포커싱하고 수동으로 줌(zoom)하도록 허용하는 하나 이상의 버튼들 또는 툴들을 또한 포함할 수 있다.
동작시, 레이저 세트들의 레이저들에 의하여 생성되는 광은 광섬유 케이블링(72)에 의하여 수집되고 광섬유 케이블링(72) 내에서 전송된다. 릴레이 광학기(80)는 광섬유 케이블링(72)에 의하여 전송되는 광을 프리즘 구조물(140a-140e) 내의 반사를 통해 광학 변조기(130)로의 전송에 적합한 광속(luminous flux) 크기로 변환한다. 프리즘 컴포넌트(140a)를 통해 전파되는 광은 전반사에 의하여 결합 인터페이스(140c)에서 표면(140d)으로부터 반사되고, 광학 변조기(130) 쪽으로 지향되는 반사된 사전-변조된 빔을 형성한다. 반사되는 사전-변조된 빔은 광학 변조기(130)에 도달하도록 프리즘 컴포넌트(140a)를 통해 이동하며, 프리즘 컴포넌트(140a)는 투사될 이미지에 대응하는 신호의 비디오 데이터에 따라 광을 선택적으로 전송한다. 출구 면(140e)을 통해 출력되는 광은 출력 경로(31)에 의하여 특징화되고, 상기 광은 스크린 또는 적절한 수신 표면상의 확대된 디스플레이를 위해 이미지 광을 처리하는 투사 렌즈 세트를 통해 전파된다. 통상적으로, 수신 표면으로의 거리가 증가함에 따라 이미지가 확대되도록, 이미지는 스플레이 각도로 캐스트된다.
실시예들에서, 휘도 센서(152)는 포토다이오드 어레이들, 전하-결합 소자(CCD) 카메라 또는 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 카메라일 수 있다. 그러나, 원하는 광 감도를 갖는 임의의 다른 광 센서 또는 카메라가 광 강도 검출을 목적으로 휘도 센서로서 사용될 수 있다. 휘도 센서(152)는 a) 하나 이상의 레이저들로부터 직접 방사되는 광을 검출하기 위하여, b) 프로젝터 내에서, 레이저 생성과 투사 광학기로부터의 출력 이전 사이의 몇몇 시점들에 광을 검출하기 위하여, 및/또는 c) 캐스트된 이미지에서 광을 검출하기 위하여, 프로젝터와 통합되거나, 연결되거나, 다른 방식으로 연관될 수 있다. 실시예들에서, 휘도 센서(152)는 수신 표면상에 장착될 수 있다. 대안적으로, 휘도 센서(152)는 이를테면, 투사형 디스플레이 디바이스 외부상에 휘도 센서(152)를 장착함으로써, 또는 투사형 디스플레이 디바이스 자체 내에 휘도 센서(152)를 통합함으로써 투사형 디스플레이 디바이스(10)에 부착될 수 있다. 어떤 시나리오에서든, 휘도 센서(152)는 투사된 이미지의 영역과 센서의 시야 영역에서의 차이들을 최소화시키도록 위치될 수 있다.
실시예들에서, 제어 회로(150)는 실시간 판독들에 기반하여 원하는 광량을 업데이트하고, 실시간 판독들이 미리 결정된 임계치보다 낮을 때 레이저들의 서브세트를 선택적으로 턴 오프시킨다. 대안적으로, 제어 회로는 실시간 판독들에 기반하여 원하는 광량을 업데이트하며, 실시간 판독이 미리 결정된 임계치를 초과할 때 레이저들의 서브세트를 선택적으로 턴 온시킨다. 실시간 판독은 투사되고 있는 비디오 데이터, 하나 이상의 레이저들의 조건(예를 들어, 광 투사의 지속기간 또는 온도), 또는 이들의 조합들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 영화에서 스크린이 블랙 상태가 될 때, 휘도 센서(152)는 투사된 이미지의 휘도가 더 낮아짐을 검출할 수 있다. 광원(110)이 광원(110)의 출력 전력을 조정할 수 있도록, 제어 회로(150)는 원하는 광량을 업데이트한다.
다른 실시예들에서, 레이저들(또는 LED들)의 세트에서 레이저들의 전체 개수는 이미지를 위한 최대 휘도에서 원하는 광량을 생성하는데 필요한 레이저들의 개수보다 크다. 이것은 '여분의(redundant)' 레이저 공급으로서 지칭된다. 예를 들어, 6개 레이저들의 세트는 원하는 광량을 생성하여 방사하는데 단지 5개의 레이저들만을 필요로 할 수 있다. 제6 레이저는 전체 세트 - 그리고 디스플레이 디바이스의 운용성(operability)을 절충하지 않도록 세트 내에서 하나의 레이저의 고장을 허용한다.
추가적 레이저를 갖는 것 이외에, 레이저 세트에서 추가적 레이저(들)는 또한 레이저들이 열 방산 목적을 위해 순환되고 세트 내의 각각의 그리고 모든 레이저들의 수명을 연장시키도록 허용한다. 더욱 구체적으로, 적색, 녹색, 또는 청색 레이저 세트의 레이저들은 각각의 레이저에 대한 국부적 열 생성을 감소시키기 위하여 순환하거나 그렇지 않으면 토글 키로 온 및 오프된다. 이러한 주기적 여분 레이저 순환은 각각의 레이저에 대하여 합산 온도들을 더 낮게 유지시키고, 각각의 레이저에 대한 국부적 열 생성을 감소시켜, 각각의 레이저, 레이저의 대응 레이저 세트, 및 디바이스의 수명을 연장시킨다.
(온도 및 열 생성 완화(relief)를 위해) 각각의 레이저에 대한 순환의 양 및 셧 다운(shut down) 지속기간은 본 기술분야의 당업자가 인식하는 바와 같이, 세트에 포함되는 추가적 여분 레이저들의 개수에 좌우될 것이다. 레이저들의 개수가 증가함에 따라, - 소모되는 주파수 및 시간의 관점에서 - 각각의 레이저에 대한 셧 다운 지속기간은 증가할 것이다.
순환의 양 및 셧 다운 지속기간은 또한 필요한 광의 강도에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 사용되고 있는 활성 레이저들의 개수는 디스플레이될 비디오가 더 낮은 강도를 필요로 할 때(예를 들어, 어두운 씬들) 감소될 수 있다.
열 제거 속도들 및 원동력들은 또한 순환 지속기간들 및 시간들에 영향을 미칠 수 있다. 열 제거가 살짝 상승된 온도들로부터 이익을 얻는다면, 순환은 온도들을 상승시키고, 더 빠르게 열이 방산되게 하기 위하여 감소될 수 있다.
레이저의 세트의 온도를 검출하는 온도 센서(154)가 제공된다. 제어 회로(150)는 레이저들의 세트의 각각의 레이저의 온도를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 회로는 레이저들의 세트 중에서 가장 높은 온도를 갖는 레이저 다이오드를 턴 오프시킨다. 다른 실시예들에서, 레이저들의 세트가 미리 결정된 양을 초과하는 시간을 측정하기 위한 타이머가 투사형 디스플레이 디바이스에 포함된다. 제어 회로(150)는 미리 결정된 시간 기간에서 점화된 레이저 다이오드를 턴 오프시키도록 작동한다.
온도 기반 여분 제어는 주기적인 셧다운으로부터 이익을 얻는 개별적인 레이저들 및 내구성이 상승된 열 노출에 시달리는 것들에 대한 수명을 증가시켜, 또한 주어진 여분의 레이저 세트상의 디스플레이 디바이스에 대한 수명을 증가시킨다는 것을 이해할 것이다.
또 다른 실시예들에서, 투사형 디스플레이 디바이스(10)는 주변광 센서(156)를 포함한다. 주변광 센서(156)는 투사 환경의 주변광의 휘도를 검출한다. 따라서, 제어 회로(150)는 주변광의 휘도가 미리 결정된 레벨을 초과한다면 원하는 광량을 증가시키고, 주변광의 휘도가 미리 결정된 레벨 미만이라면 원하는 광량을 감소시킬 수 있다.
도 6은 적색 레이저 세트(12)에서의 사용을 위한 (대안적인 실시예들에서 LED들에 대하여 각색되는 바와 같은) 예시적인 회로를 예증한다. 실시예들에서, 적색 레이저 세트(12)의 각각의 다이오드 레이저는 약 615 내지 약 690 나노미터의 파장을 포함하는 적색 광을 생성하여 방사한다. 적색 레이저 세트(12)의 각각의 다이오드 레이저는 약 625 내지 약 645 나노미터의 파장을 포함하는 광을 생성하고 방사하도록 구성되는 레이저 공동 및 레이징 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어가 사용될 때, 다이오드 레이저는, 레이저 광을 출력하고, 레이저 광을 생성하기 위하여 반도체를 이용하는 디바이스, 시스템, 또는 모듈을 지칭한다. 다이오드 레이저(400)는 또한 반도체 레이저, 레이저 다이오드, 또는 주입 레이저로서 공통적으로 지칭된다. 다이오드 레이저(400)는 레이징 매체(402), 출력 렌즈(404), 레이징 챔버(408), 모니터 포토다이오드 칩(412), 하우징(414), 도선들(416), 제어 회로(418), 및 보정 렌즈(420)를 포함하며, 이들 모두는 회로 보드(430)상에 장착된다.
실시예들에서, 녹색 레이저 세트(14)의 각각의 레이저는 약 510 내지 약 570 나노미터의 파장을 포함하는 광을 방사한다. 녹색 레이저 세트(14)는 약 530 나노미터 내지 약 550 나노미터의 파장을 포함하는 녹색 광을 각각 방사하는 녹색 레이저 발광 다이오드 펌핑 고체상 레이저(diode pumped solid state laser)들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 녹색 레이저 세트(14) 및/또는 청색 레이저 세트(16)는 하나 이상의 다이오드 펌핑 고체상 (DPSS) 레이저들을 포함한다. 고체상 레이저들은 일반적으로 레이저들의 활성 레이징 매체 내에 불순물dl 도핑된 석영을 이용한다. DPSS 레이저는, 레이저 광을 출력하는 디바이스, 시스템, 또는 모듈을 지칭한다.
도 7은 실시예들에 따라, DPSS 레이저(450)의 예시적인 개략도를 예증한다. DPSS 레이저(450)는 펌핑 광원(451), 레이징 매체(452), 출력 광학기(454), 레이징 챔버(458), 하우징(464), 제어 회로(468), 및 광학기(470), 석영(461), 커플러 미러(457), 및 회로 보드(430)를 포함한다.
청색 레이저 세트(16)는 디스플레이 디바이스(10)에서 사용하기 위한 청색 광을 생성하도록 설계되거나 구성된다. 실시예들에서, 청색 레이저 세트(16)의 각각의 레이저는 약 420 내지 약 500 나노미터의 파장을 포함하는 청색 광을 방사한다. 청색 레이저 세트(16)는 청색 다이오드 레이저들을 포함할 수 있으며, 각각의 청색 다이오드 레이저는 약 430 내지 약 460 나노미터의 파장을 포함하는 광을 생성하여 방사하기 위한 레이저 공동 및 레이징 매체를 포함한다. 청색 레이저 세트(16)에서 사용하기에 적합한 청색 다이오드 레이저들은 도 6을 참고로 하여 추가로 상세히 기재된다. 청색 레이저 세트(16)는 도 7에 도시되는 청색 레이저 발광 다이오드 펌핑 고체상 레이저들을 포함할 수 있다.
일반적으로, 인지되는 바와 같이, 각각의 색상 세트에 대한 레이저들의 결합된 전력은 디스플레이 디바이스(10)에 대한 원하는 광 강도 출력에 따라 그리고 각각 적색, 녹색, 및 청색 색상에 대한 뷰어(viewer)의 광 민감도에 따라 구성될 수 있다. 세트의 개별적인 레이저의 전력은 설계에 따라 변화할 수 있는 반면, 각각의 레이저 세트의 레이저들의 개수는 세트에서 사용되는 개별적인 레이저들의 출력 전력에 따라 변화할 것이다.
실시예들에서, 적색 레이저 세트(12), 녹색 레이저 세트(14) 및 청색 레이저 세트(16)의 각각의 레이저는 레이저 성능에 관한 피드백을 제공하는 센서를 포함한다. 예를 들어, 적색 레이저 세트(12)의 다이오드 레이저들은 각각의 다이오드 레이저로부터 광학적 피드백을 제공하는 포토다이오드 칩을 포함할 수 있다. 각각의광센서로부터의 정보는 그 후 각각의 레이저 세트에 대한 레이저 출력의 표시를 제공하기 위하여 제어 회로(150)에 제공된다.
도 8은 회로 보드(430)상에 설치되는 하나 이상의 레이저들을 예증하며, 회로 보드는 상부에 설치된 각각의 레이저가 장착되고, 각각의 레이저에 대한 전기적 통신을 제공한다. 5개의 다이오드 레이저들(400a-e)이 실시예들에 따라 회로 보드 상부에 설치되고, 앞서 논의된 것처럼 레이저들 또는 다이오드 레이저들에 적용되는 것으로서 본 명세서에 기재된 실시예들 중 임의의 것은 LED들의 사용을 위해 구성될 수 있으며, 이는 레이저들 및 다이오드 레이저들 모두는 주어진 레이저 또는 LED에 대한 상이한 작동 파라미터들의 이용을 통해 광원으로서 작동하기 때문이다. 다이오드 레이저들(400a-e)의 이러한 구성은 디스플레이 디바이스(10) 내의 레이저 세트들을 위한 공간을 감소시킨다. 회로 보드(430)상의 제어 회로(412)는 각각의 다이오드 레이저(400a-e)에 제공되는 전류를 조절한다. 회로 보드(430)는 5개의 다이오드 레이저들(400)을 도시하나, 회로 보드(430)는 전체 상이한 개수의 광원들 뿐 아니라 다이오드 레이저들(400) 및 DPSS 레이저들(450)의 조합을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 다이오드 레이저들(400a-e) 전부는 적색과 같은, 유사한 파장을 갖는 광을 출력한다. 다른 실시예들에서, 단일 보드(430)상의 레이저들은 상이한 색상들을 출력한다.
다른 실시예들에서, 레이저들의 세트에서 레이저들 또는 경우에 따라 LED들의 전체 개수는 원하는 광량을 생성하는데 필요한 레이저들의 개수보다 많다. 여분의 레이저(또는 LED) 공급은 개별적인 레이저의 장애가 주어진 1차 색상에 대한 출력 또는 전체 세트에 대한 출력을 절충하는 것을 방지하는데 바람직하다. 이에 대응하여, 세트의 개별적인 레이저가 더 이상 작동가능하지 않을지라도, 각각의 레이저 세트는 자신의 원하는 그리고 의도된 발광 전력 및 1차 색상을 계속해서 출력할 수 있다. 대부분의 경우들에 있어, 이것은 주어진 세트의 레이저들에 대한 디스플레이 디바이스(10) 수명을 증가시키며, 비용 및 크기가 단지 약간 증가한다.
여분의 세트에서 각각의 레이저에 대한 주기적인 셧다운은 또한 열 방산에 대하여 바람직할 수 있다. 이것은 영화 비디오 보기와 연관된 사용과 같은, 디스플레이 디바이스(10)의 확장된 사용 동안 개별적인 레이저들이 덜 가열되도록 한다. 세트의 개별적인 레이저들에 대한 셧다운은 미리 결정된 셧다운 방식에 기반하여 순환될 수 있다. 예를 들어, 보통의 사용에서 원하는 출력 전력에 대하여 3개의 레이저들이 필요한 4개 레이저 여분 방식에서, 4개 레이저들 각각은 미리 결정된 시간 동안 교대로 셧다운할 수 있다. 이것은 주기적 시간으로 각각의 레이저를 냉각시키고, 각각의 레이저에 대해 열 생성을 더 적게 초래한다.
대안적으로, 셧다운은 레이저 근방에 배치된 온도 센서에 의하여 감지되는 바에 따라 임계치 온도로 가열하는 개별적 레이저를 보호하는데 사용될 수 있다. 메모리에 저장되고 제어 회로(76)(도 5)에 액세스 가능한 로직은 그 후 가열 레이저가 임계치 온도에 도달하는 것을 방지하기 위하여 레이저를 셧다운시킨다(그리고 팬들을 턴온시킬 수 있다). 다수의 임계치 온도들은 이러한 방식으로 설정될 수 있으며, 세트의 다수의 레이저들이 특정 임계치 온도에 도달할 때 여분 세트의 레이저들이 사용되는 것을 결정하는 로직이 구현될 수 있다. 여분 레이저 공급부는 또한 주기적 셧-다운으로부터 이익을 얻는 개별적인 레이저들에 대한 수명을 바람직하게 증가시켜, 이에 의하여 또한 주어진 레이저 세트상의 디스플레이 디바이스(10)에 대한 수명을 증가시킨다는 것을 이해할 것이다.
실시예들에서, 세트들(16)의 각각의 레이저는 세트의 각각의 레이저의 온도를 검출하는 온도 센서를 포함한다. 앞서 기재된 바와 같이, 제어 회로(76)는 a) 임의의 레이저들이 하나 이상의 온도 임계치들로 가열하는지와 b) 온도 기반 파장 드리프트를 최소화하기 위한, 각각의 다이오드 레이저의 특정 온도를 결정하기 위하여, 온도 센서들로부터의 피드백을 사용한다. 이러한 정보 및 각각의 조건 또는 다수의 조건들에 대해 저장된 명령들에 기반하여, 제어 회로(76)는 세트의 레이저들 중 어느 것이 세트의 각각의 레이저의 온도에 기반하여 광을 생성하는지 결정한다. 저장된 로직은 또한 다수의 레이저들이 미리 결정된 온도 임계치에 도달할 때, 또는 개별적인 레이저가 더 높거나 위험한 온도 임계치 도달할 때와 같은, 특별 이벤트들에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
몇몇 다이오드 레이저들(400)은 레이저의 온도와 함께 출력 레이저 광의 파장을 변경시키는 온도 기반 주파수 드리프트를 포함한다. 0.3 나노미터/섭씨도의 드리프트가 보편적이다. 통상적으로, 레이저 제작자는 주어진 레이저에 대한 온도 기반 주파수 드리프트를 알고 있다. 이러한 경우에, 여분의 레이저 공급은 여분의 세트의 각각의 레이저에 대한 평균 온도 변동을 감소시킴으로써 임의의 온도-기반 드리프트를 감소시킬 수 있어, 광 일관성 및 이미지 품질을 증가시킨다.
도 9는 실시예들에 따라 수신 표면(22)상에 이미지들을 투사하는 투사형 디스플레이 디바이스(20)의 블록도를 도시한다. 디스플레이 디바이스(20)는 광원(210), 광학 시스템(220), 광학 변조기(230), 투사 렌즈들(240), 제어 회로(250) 및 휘도 센서(252), 온도 센서(254), 및 주변광 센서(256)를 포함한다. 휘도 센서(252)는 투사될 이미지를 포착할 수 있는 광-감지 디바이스이다. 휘도 센서(252)는 포토다이오드 어레이들, 전하-결합된 디바이스(CCD) 카메라 또는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 카메라일 수 있다. 그러나, 원하는 광 감도를 갖는 임의의 다른 광 센서 또는 카메라가 광 강도 검출을 목적으로 휘도 센서로서 유용할 수 있다. 휘도 센서(252)는 프로젝터와 통합되거나, 연결되거나, 다른 방식으로 연관될 수 있다.
실시예들에서, 휘도 센서(252)는 수신 표면(22)상에 장착될 수 있다. 대안적으로, 휘도 센서(252)는 투사형 디스플레이 디바이스의 외부상에 휘도 센서(252)를 장착함으로써, 또는 투사형 디스플레이 디바이스 자체 내에 휘도 센서(252)를 통합함으로써 투사형 디스플레이 디바이스(20)에 부착될 수 있다. 어느 경우에든, 휘도 센서(252)는 투사된 이미지의 영역과 센서의 시야 범위에서의 차이들을 최소화하도록 위치될 수 있다.
실시예들에서, 휘도 센서(252)는 이미지 투사 및 휘도 감지 모두를 위해 광학 경로의 적어도 일부를 공유한다. 이것은 예를 들어, 투사 렌즈들(240)의 광학 경로에 빔 분할기(242)를 위치시킴으로써 달성될 수 있다.
도 10은 실시예들에 따른, 수신 표면(32)상에 이미지들을 투사하는 투사형 디스플레이 디바이스(30)의 대안적인 예시적 블록도를 예증한다. 디스플레이 디바이스(30)는 수신 표면상에 디스플레이를 위한 비디오 이미지를 생성하고 투사하도록 구성된다. 디스플레이 디바이스(30)는 광원(310), 광학 시스템(320), 광학 변조기(330), 투사 렌즈(340), 제어 회로(350), 휘도 센서(352), 온도 센서(354), 및 주변광 센서(356)를 포함한다. 광원(310)은 광원 제어기(318), 회로 보드(430), 및 레이저 세트들을 포함한다. 광학 변조기(330)는 다수의 이동가능 미러 엘리먼트들(미도시)을 포함할 수 있다. 이동가능 미러 엘리먼트들은 프로젝터 렌즈(340)를 향하는 또는 프로젝터 렌즈(340)를 향하지 않는 방향으로 입사광을 반사시키기 위하여 이미지 신호에 따라 제1 반사 위치와 제2 반사 위치 사이에서 선택적으로 이동한다. 프로젝터 렌즈(340)를 향하여 전진하는 광은 수신 표면(32)상에 투사 이미지를 형성한다.
레이저 세트들의 출력들 또는 광 강도가 측정되는 구조물은 투사형 디스플레이 디바이스(30)가 광 강도를 제어하기 위하여 레이저 세트의 물리적 변화에 응답하도록 허용한다. 몇몇 경우들에 있어, 이미지 형성을 위해 사용되지 않는 폐기광(waste light)이 광 강도를 측정하는데 사용된다. 대안적으로, 센서는 광학 변조기(330)에 의하여 반사되는 광량을 검출한다. 상기 기재된 바와 같이, 광원(310)의 광 강도는 센서 출력에 응답하여 제어 회로(350)에 의하여 제어될 수 있다.
도 11은 실시예들에 따른 투사형 디스플레이 디바이스(40)의 다른 예시적인 블록도를 예증한다. 디스플레이 디바이스(40)는 광원(410), 광학 시스템(420), 광학 변조기(430), 투사 렌즈들(440), 제어 회로(450), 휘도 센서(452), 온도 센서(454) 및 주변광 센서(456)를 포함한다. 광원(410)은 원하는 광량을 생성한다. 광학 변조(420)는 광속 영역을 증가시키도록 구성된다. 광학 변조기(430)는 3 LCD들을 갖는 광 밸브이다. 휘도 센서(452)는 투사형 디스플레이 디바이스에 의하여 투사되는 이미지를 측정하기 위하여 실시간 판독을 검출한다. 제어 회로(450)는 레이저들의 세트의 휘도를 동적으로 변화시키기 위하여 실시간 판독들에 기반하여 광원(410)을 동적으로 제어한다.
주변광 센서(456)는 투사 환경의 주변광의 휘도를 검출한다. 그것에 따라, 제어 회로(450)는 주변광의 휘도가 미리 결정된 레벨을 초과한다면 원하는 광량을 증가시키고, 및/또는 주변광의 휘도가 미리 결정된 휘도 미만이라면 원하는 광량을 감소시킬 수 있다.
다른 실시예들에서, 레이저들의 세트의 레이저들의 총 개수는 원하는 광량을 생성하는데 필요한 레이저들의 개수보다 많다. 도시된 바와 같이 레이저의 세트의 온도를 검출하는 온도 센서(454)가 제공될 수 있다. 제어 회로(450)는 레이저들의 세트의 각각의 레이저의 온도에 기반하여 레이저들의 서브세트를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 회로는 레이저들의 세트 중에서 가장 높은 온도를 갖는 다이오드 레이저를 턴 오프시킨다. 다른 실시예들에서, 레이저들의 세트가 상기 미리 결정된 양을 초과하는 시간을 측정하기 위한 타이머가 투사형 디스플레이 디바이스에 포함된다. 제어 회로(450)는 미리 결정된 시간 기간 동안 점화된 레이저 다이오드로부터 턴 오프되도록 작동한다.
본 명세서에 기재된 레이저 기반 시스템들은 낮은 전압을 요구하고 낮은 전력을 소모하는 투사형 디스플레이 디바이스들에 대한 광 생성 옵션을 바람직하게 제공한다. 다이오드 레이저들은 종종 입력 에너지당 광 생성의 관점에서, 특히, 백색광 램프들에 대하여 더욱 효율적인 것으로 간주된다. 레이저 광원들은 또한 백색광 램프보다 열을 덜 생성하여, 열 방산 요건들을 완화시킨다. 이것은 더 적은 전력을 소모하고 더 작은 공간을 요구하는 더 작은 냉각 팬들을 허용한다. 다이오드 레이저들의 다른 장점은 다이오드 레이저들이 상대적으로 단색상의 광을 방사하여, 색상 휠(color wheel) 및 색상 휠의 공간적 요건들에 대한 필요성을 감소(또는 제거)시킨다는 것이다. 색상 휠 모터는 또한 공간을 차지하고, 전력을 소모하고, 열을 생성하기 때문에, 색상 휠 모터의 제거가 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 점증적으로, 이러한 요인들 각각은 디스플레이 디바이스에 대한 현저히 감소된 전력 소모에 기여하고, 배터리-전력공급 투사형 디스플레이 디바이스를 가능하게 한다.
본 명세서에 기재된 레이저 기반 설계들은 또한 백색광 램프 소스들보다 더 밝고, 더 적은 공간을 요구하며, 이는 더 작고, 더 가볍고, 점점 휴대가 쉬운 투사형 디스플레이 디바이스들을 가능하게 한다. 또한, 레이저들로부터 출력된 시준된 광은 횡단면 플럭스 영역에서 현저히 더 작고, 따라서, 더 작은 렌즈들과 같이 광학적 처리를 위한 더 적은 공간을 요구하며, 추가적으로 공간을 절약하고 디스플레이 디바이스 크기를 감소시킨다. 실시예들에서, 디스플레이 디바이스(10)는 4 파운드 미만이다. 상기 언급된 바와 같이, 하우징(20)의 벽들은 디스플레이 디바이스(10)의 전체 중량을 감소시키는 경량이며, 딱딱한, 또는 강성인 성형 플라스틱, 합성물, 합금, 또는 금속을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 디스플레이 디바이스(10)는 2 파운드 미만이다.
본 명세서에 기재된 디스플레이 디바이스들은 고도로 시준되고 실질적으로 코히런트 광 출력으로부터 또한 이익을 얻는다. 이것은 투사된 이미지에 대한 포커스의 증가된 깊이를 허용하며, 포커스의 증가된 범위를 허용한다. 몇몇 디스플레이 디바이스 설계들에 대하여, 이것은 수동 포커싱 툴들에 대한 필요성을 제거하고, 따라서 디스플레이 디바이스의 크기 및 비용을 추가로 감소시킬 수 있다.
사용에 대하여, 디스플레이 디바이스는 시스템들 및 디바이스들의 범위로부터 아날로그 또는 디지털 비디오 신호들 및 데이터를 수신할 수 있다. 데스크탑 컴퓨터들 및 랩탑 컴퓨터들과 같은 개인용 컴퓨터들 이외에, 다양한 다른 컴퓨터 시스템들 및 디지털 디바이스들은 비디오 데이터를 디스플레이 디바이스에 출력할 수 있다. 핸드헬드(handheld) 컴퓨터들, 휴대용 디지털 단말(PDA)들, 및 휴대용 디지털 디바이스들은 외부 디스플레이 디바이스와 통신하는 능력을 포함하는, 비디오 기능성을 점점 더 통합하고 있다. 비디오 게임들, 휴대용 비디오 게임들, 휴대용 디지털 비디오 레코더들, 및 디지털 카메라들과 같은 다른 휴대용 디지털 디바이스들이 또한 본 명세서에 기재된 디스플레이 디바이스로 출력된 비디오를 제공할 수 있다.
현재 하나의 트렌드는 컴퓨터 시스템들, 스테레오들, 및 텔레비전들의 기능을 통합하는 하이브리드 엔터테인먼트(hybrid entertainment) 디바이스들이다. 또한, 케이블 및 위성 텔레비전 서비스들과 연관되는 셋-탑 박스들은 쌍방향 서비스들이 케이블 고객들에게 이용가능해짐에 따라, 훨씬 더 세련된 사용자 인터페이스들이 되고 있다. 이러한 디바이스들 중 임의의 것은 본 명세서에 개시되고 청구된 것과 같은 디스플레이 디바이스를 사용하여 출력된 비디오를 이용하고 그로부터 이익을 얻을 수 있다. 디지털 컴퓨터 시스템의 범위는 빠르게 확장중이며, 실시예들 중 일부를 이용할 수 있는 다수의 시스템들 및 디바이스들을 생성하고 있다. 또한 단일 디바이스로의 텔레비전, 비디오, 및 컴퓨터 기능들의 통합은, 영화 시청과 같은 애플리케이션들에서 이미지 품질 및 크기에 대한 민감성이 높기 때문에, 실시예들에 가치를을 부가한다. 또한, 다른 실시예들이 다른 컴퓨터 시스템 구성들, 멀티프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 소비자 전자장치들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들, 및 이와 유사한 종류의 다른 것들을 이용하여 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
디스플레이 디바이스들은 사용자 및 환경에 의하여 결정되는 바와 같이, 수 인치 내지 수 피트 범위의 이미지 크기를 갖는 투사된 이미지들을 제공할 수 있다. 프로젝터에 대한 이미지 크기는 프로젝터로부터 수신 표면으로의 거리 및 투사 렌즈 시스템(140)(도 5)에 대한 스플레이 각도와 같은 기계적 인자들에 통상적으로 좌우된다. 디스플레이 디바이스(10)는 스크린들상에 영화들 및 또한 스틸(still)사진들의 디스플레이에 적합하다. 또한, 디스플레이 디바이스(10)는 예를 들어, 판매 실연들(sales demonstrations)을 수행하고, 비디오 게임들을 재생하는 것, 일반적 컴퓨터 사용, 사업상 미팅들, 및 교실 수업에 유용하다.
전술한 문단들은 이해의 명료성을 목적으로 몇몇 세부사항을 기재하였으나, 본 기술분야의 당업자들은 첨부된 청구항들의 범위 내에서 다양한 변형들이 이루어질 수있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 다이오드 레이저들은 측면 방사 패브리-페로(side emitting Fabry-Perot) 다이오드 레이저 설계들에 관하여 주로 기재되었으나, 수직 공동 표면 방사 다이오드 레이저들과 같은 다른 설계들, 다른 수직 방사 및 분배 피드백 레이저 설계들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 상기 강조된 바와 같이, 레이저들 또는 다이오드 레이저들과 관련하여 기재된 실시예들 중 임의의 것은 광원으로서 LED들을 대신 사용하는 대안적 실시예들에도 동일하게 적용가능하다. 또한, 광학기는 앞서 특별히 기재되지 않은 다른 원치 않는 레이저 빔을 변경하는데 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 존재한다면, 하나 이상의 웨지형 프리즘들은 레이저 빔에 임의의 타원형 빔 형상을 변경 또는 교정하는데 사용될 수 있다. 프리즘들의 상대적 배향들을 처리함으로써, 프리즘들은 하나의 추가(one more) 방향들로 빔 프로파일을 형상화하거나 확장시키는데 사용될 수 있다.
추가로, 몇몇 실시예들이 광학 변조기로 광을 전달하는 릴레이 광학기와 레이저들의 세트들 사이에서 광의 전송을 위한 광섬유 케이블링에 대하여 기재되었으나, 광섬유 케이블링이 항상 필요하지는 않다는 것을 이해할 것이다. 실시예들에서, 레이저들의 세트들은 광학기 시스템을 향하여 광을 방사하도록 배열되며, 광학기 시스템은 광학 변조기로의 전송에 적합한 광속으로 유입 광을 변환하고, 광섬유 케이블링을 사용하지 않고 광학 변조기로 광을 전송한다. 예를 들어, 레이저들은 각각의 레이저로부터 레이저 광이 제1 플라이-아이 렌즈로 걸쳐지는 광을 제1 렌즈를 향해 방사하도록 배열될 수 있다.
상기 기재된 것은 혁신안의 예시들을 포함한다. 물론, 본 발명의 혁신안을 기재하기 위한 목적으로 방법들 또는 컴포넌트들의 모든 고안가능한 조합을 기재하는 것은 불가능하지만, 본 기술분야의 당업자들은 혁신안의 다수의 추가적 조합들 및 치환들이 가능하다는 것을 인지할 수 있다. 따라서, 혁신안은 첨부된 청구항들의 범주 및 범위에 포함되는 모든 그러한 변경들, 변형들, 및 변화들을 포함하도록 의도된다. 추가로, "포함한다(include)"는 용어가 상세한 설명 또는 청구항들 중 어느 것에든 사용되는 경우, 그러한 용어는 청구항에서 "포함하는"이 연결어(transitional word)로서 이용될 때, "포함하는(comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로, 포괄적인 것으로 의도된다.

Claims (30)

  1. 투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템으로서,
    광원과 관련되는 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하도록 구성되는 검출 컴포넌트 ― 상기 광원은 투사 디바이스(projection device)의 일부임 ― ;
    상기 투사 디바이스 외부의 수신 표면 상으로 상기 투사 디바이스에 의해 투사되는 이미지의 휘도를 검출하도록 구성되는 휘도 센서 ―상기 휘도 센서는 상기 이미지가 투사되는 상기 수신 표면의 영역 및 상기 휘도 센서의 시야 사이에서 결정되는 차이의 함수에 따라 위치됨―; 및
    임계치와 상기 적어도 하나의 파라미터의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 광원을 조정하도록 구성되는 제어기 컴포넌트 ― 상기 임계치는 상기 광원의 수명(longevity)을 증가시키고, 상기 투사 디바이스의 적어도 하나의 환경적 인자에 기초하여 상기 임계치를 변경하도록 선택됨 ―
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 수신 표면 상에 투사되는 이미지의 휘도를 포함하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 다수의 다이오드 레이저들을 포함하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함수는 상기 차이를 최소화하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는 다이오드 레이저 온도를 더 포함하고, 상기 임계치는 장기적인 사용으로 인한 상기 광원의 다이오드 레이저 부분의 수명 장애(failure)가 발생할 온도 이상의 온도인,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    다이오드 레이저 정보의 포착을 용이하게 하는 다수의 센서들을 더 포함하며,
    상기 다이오드 레이저 정보는 상기 적어도 하나의 파라미터를 정의하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터의 함수에 따라, 상기 광원의 일부분을 토글 키로 온(toggle on) 또는 오프(off)시키도록 구성되는 조정 컴포넌트를 더 포함하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환경적 인자는 주변광 또는 온도 중 적어도 하나를 포함하는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 휘도 센서는 상기 투사 디바이스의 외부 표면상에 위치되는,
    투사 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  10. 실행에 응답하여 디바이스로 하여금 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터-실행가능 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
    상기 동작들은,
    레이저들의 세트를 포함하는 투사 디스플레이 디바이스의 광원으로부터 일정 광량(an amount of light)을 생성하는 것;
    휘도 센서를 통해, 상기 투사 디스플레이 디바이스 외부의 수신 표면 상으로 상기 투사 디스플레이 디바이스에 의해 투사되는 이미지의 휘도를 검출하는 것 ―상기 휘도 센서는 상기 이미지가 투사되는 상기 수신 표면의 영역 및 상기 휘도 센서의 시야 사이에서 결정되는 차이의 함수에 따라 위치됨―;
    상기 광원과 관련되는 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하는 것 ―상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 수신 표면 상에 투사되는 이미지의 휘도를 포함함―;
    임계치와 상기 적어도 하나의 파라미터의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 레이저들의 세트의 서브세트를 제어하는 것 ―상기 임계치는 상기 광원의 수명을 증가시키도록 선택됨―; 그리고
    상기 투사 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 환경적 인자에 기반하여 상기 임계치를 변이(shift)시키는 것을 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는 레이저 온도를 포함하고, 상기 임계치는 장기적인 사용으로 인한 상기 레이저들의 세트의 레이저의 수명 장애가 발생할 온도 이상의 온도인,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서, 상기 동작들은,
    상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여 상기 광량을 조정하는 것;
    상기 적어도 하나의 파라미터가 상기 임계치보다 낮은 것에 응답하여, 상기 레이저들의 세트의 서브세트를 턴 오프(turn off)시키는 것; 그리고
    상기 적어도 하나의 파라미터가 상기 임계치보다 큰 것에 응답하여, 상기 레이저들의 세트의 서브세트를 턴 온(turn on)시키는 것
    을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 동작들은,
    상기 투사 디스플레이 디바이스의 환경의 주변광의 휘도를 검출하는 것;
    상기 주변광의 상기 휘도가 미리 결정된 휘도보다 큰 것에 응답하여, 상기 광량을 증가시키는 것; 그리고
    상기 주변광의 상기 휘도가 상기 미리 결정된 휘도 미만인 것에 응답하여, 상기 조정된 광량을 감소시키는 것
    을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환경적 인자는 주변광 또는 온도 중 적어도 하나를 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  16. 제10항에 있어서, 상기 동작들은,
    레이저들이 턴 온되었던 시간량을 측정하는 것; 및
    정의된 시간량을 초과하는 상기 시간량에 응답하여, 상기 레이저를 턴 오프시키는 것
    을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  17. 투사 디스플레이 디바이스로서,
    광량을 생성하는 레이저들의 세트 또는 발광 다이오드(LED)들;
    상기 디바이스에 제공되는 비디오 신호에 포함되는 비디오 데이터에 따라, 상기 레이저들의 세트 또는 LED들 중 적어도 하나에 의하여 생성되는 광을 선택적으로 전송하도록 구성되는 광학 변조기;
    상기 광학 변조기에 의한 수신 이전에 적어도 하나의 레이저들의 세트 또는 LED들 중 적어도 하나에 의하여 생성되는 광을 수신하고, 상기 광의 플럭스(flux) 영역을 증가시키도록 구성되는 광학 시스템;
    투사 경로를 따라 상기 광학 변조기에 의하여 전송되는 상기 광을 투사하도록 구성되는 투사 렌즈 시스템;
    상기 디바이스 외부의 수신 표면 상으로 상기 디바이스에 의해 투사되는 이미지의 휘도를 검출하도록 구성되는 휘도 센서 ―상기 휘도 센서는 상기 이미지가 투사되는 상기 수신 표면의 영역 및 상기 휘도 센서의 시야 사이의 차이의 함수에 따라 위치됨―;
    상기 레이저들의 세트 또는 LED들과 관련되는 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하도록 구성되는 검출 컴포넌트 ―상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 수신 표면 상에 투사되는 이미지의 휘도를 포함함―; 및
    임계치와 상기 적어도 하나의 파라미터의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 레이저들의 세트 또는 LED들을 조정하도록 구성되는 제어기 ―상기 임계치는 상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 수명(longevity)을 증가시키고, 상기 디바이스와 연관된 적어도 하나의 환경적 기준에 기초하여 임계치를 변경하도록 선택됨―
    를 포함하는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제17항에 있어서,
    주변광 센서를 더 포함하고, 상기 주변광 센서는 투사 환경의 주변광의 휘도를 검출하도록 구성되며, 상기 제어기는 미리 결정된 휘도 레벨보다 큰 상기 주변광의 상기 휘도에 응답하여 업데이트된 광량을 증가시키고, 상기 미리 결정된 휘도 레벨 미만인 상기 주변광의 상기 휘도에 응답하여 상기 업데이트된 광량을 감소시키도록 추가로 구성되는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 레이저들의 세트 또는 LED들은 상기 광량보다 큰 다른 광량을 생성하도록 구성되는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 온도를 검출하도록 구성되는 온도 센서를 더 포함하는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 적어도 하나의 레이저 또는 LED의 온도와 온도 임계치의 비교에 기초하여 상기 레이저들의 세트의 서브세트 또는 LED들을 결정하도록 추가로 구성되며, 상기 온도 임계치는 장기적인 사용으로 인한 레이저들의 세트 또는 LED들에서의 레이저 또는 LED의 수명 장애가 발생할 온도 이상의 온도인,
    투사 디스플레이 디바이스.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 레이저들의 세트 또는 LED들 중에서 가장 높은 온도를 갖는 레이저들의 세트 또는 LED들의 레이저 또는 LED를 턴 오프시키도록 추가로 구성되는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 레이저들의 세트 또는 LED들이 연속적으로 광을 생성하는 시간 길이를 측정하도록 구성되는 타이머를 더 포함하며, 상기 타이머는 정의된 시간량보다 크도록 결정되는 상기 시간 길이에 응답하여 상기 레이저들의 세트 또는 LED들 중 적어도 하나를 턴 오프시키도록 스위치를 트리거(trigger)하는,
    투사 디스플레이 디바이스.
  26. 레이저들의 세트 또는 LED들에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템으로서,
    디바이스 외부의 수신 표면 상으로 상기 디바이스에 의해 투사되는 이미지의 휘도를 검출하기 위한 수단 ―상기 휘도를 검출하기 위한 수단은 상기 이미지가 투사되는 수신 표면의 영역 및 상기 휘도를 검출하기 위한 수단의 시야 사이에서의 차이의 함수에 따라 위치됨;
    레이저들 또는 발광 다이오드(LED)들의 세트와 연관되는 기준을 모니터링하기 위한 수단 ―상기 기준은 상기 수신 표면 상에 투사되는 이미지의 휘도를 포함함―; 및
    임계치와 상기 기준의 비교에 기초하여 상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 적어도 일부를 선택적으로 조정하기 위한 수단 ―상기 임계치는 상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 수명(longevity)을 증가시키고, 상기 시스템과 연관된 적어도 하나의 환경적 기준에 반응하는 임계치를 변경하도록 선택됨―
    을 포함하는,
    레이저들의 세트 또는 LED들에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 임계치와 상기 기준의 비교에 기초하여 상기 레이저들의 세트의 서브세트 또는 LED들을 토글 키로 온 또는 오프시키기 위한 수단을 포함하는,
    레이저들의 세트 또는 LED들에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  28. 삭제
  29. 제27항에 있어서,
    상기 기준은 온도를 포함하고, 상기 임계치는 장기적인 사용으로 인한 상기 레이저들의 세트 또는 LED들의 레이저 또는 LED의 수명 장애가 발생할 온도 이상의 다른 온도인,
    레이저들의 세트 또는 LED들에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 시스템.
  30. 투사 디스플레이 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 방법으로서,
    레이저들의 세트를 포함하는 투사 디스플레이 디바이스에 의하여 광원으로부터 일정 광량을 생성하는 단계;
    휘도 센서를 통해, 상기 투사 디스플레이 디바이스 외부의 수신 표면 상으로 상기 투사 디스플레이 디바이스에 의해 투사되는 이미지의 휘도를 검출하는 단계 ―상기 휘도 센서는 상기 이미지가 투사되는 수신 표면의 영역 및 상기 휘도 센서의 시야 사이의 차이의 함수에 따라 위치됨―;
    상기 광원과 관련되는 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하는 단계 ―상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 수신 표면 상에 투사되는 이미지의 휘도를 포함함―;
    상기 광원의 수명을 증가시키기 위하여 임계치를 선택하는 단계;
    상기 임계치와 상기 적어도 하나의 파라미터를 비교하는 함수에 따라, 상기 레이저들의 세트의 서브세트를 제어하는 단계; 및
    상기 투사 디스플레이 디바이스와 연관된 적어도 하나의 환경적 인자에 기초하여 상기 임계치를 변경하는 단계
    를 포함하는,
    투사 디스플레이 디바이스에 의하여 생성되는 광의 관리를 용이하게 하기 위한 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI427616B (zh) * 2009-10-01 2014-02-21 Genesys Logic Inc 光補償機制、光機裝置、顯示系統及其光補償之方法
JP2011128366A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Sanyo Electric Co Ltd 投写型表示装置、携帯端末装置および携帯型カメラ
JP2011228457A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置およびレーザ光源装置
JP5676595B2 (ja) 2010-05-28 2015-02-25 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 投写型表示装置および投写表示方法
TW201200955A (en) * 2010-06-30 2012-01-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Projector with automatic adjusting luminance function and method thereof
US8449118B2 (en) * 2010-08-13 2013-05-28 T-Mobile Usa, Inc. Device-adjacent ambiently displayed image
US8451192B2 (en) 2010-08-13 2013-05-28 T-Mobile Usa, Inc. Utilization of interactive device-adjacent ambiently displayed images
US9022573B2 (en) * 2010-08-16 2015-05-05 Nec Display Solutions, Ltd. Image display device and light source cooling method
JP5284457B2 (ja) * 2011-02-15 2013-09-11 キヤノン株式会社 画像表示装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体
JP5408278B2 (ja) * 2011-03-28 2014-02-05 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影方法及びプログラム
US9310670B2 (en) * 2011-05-25 2016-04-12 Nec Display Solutions, Ltd. Projector and dimming method
US20130215394A1 (en) * 2012-02-18 2013-08-22 Rakesh Reddy Underwater Image Projection Display System and Lighting Control System And Device
JP2013195837A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Casio Comput Co Ltd 投影補助装置、投影方法及び投影システム
JP6275116B2 (ja) * 2012-04-13 2018-02-07 レッド．コム，エルエルシー ビデオプロジェクタシステム
TWI556051B (zh) * 2012-05-22 2016-11-01 鴻海精密工業股份有限公司 數位光處理投影機
US9423608B2 (en) 2012-08-01 2016-08-23 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Multidimensional rotary motion apparatus moving a reflective surface and method of operating same
US9134599B2 (en) 2012-08-01 2015-09-15 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Underwater image projection controller with boundary setting and image correction modules and interface and method of using same
US8912735B2 (en) * 2012-12-18 2014-12-16 Cree, Inc. Commissioning for a lighting network
CN103037593A (zh) * 2012-12-28 2013-04-10 王万龙 Led投影仪
US9736443B2 (en) * 2013-03-04 2017-08-15 Intel Corporation Adaptive image management of a projector system
WO2014136882A1 (ja) * 2013-03-06 2014-09-12 ウシオ電機株式会社 光源装置およびプロジェクタ
JP2014197087A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 船井電機株式会社 プロジェクタ装置、ヘッドアップディスプレイ装置、及びプロジェクタ装置の制御方法
CN103313016A (zh) * 2013-06-27 2013-09-18 鲍炜 一种投影机远程控制器及远程维护投影机
WO2015037809A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Cj Cgv Co., Ltd. Kids cinema system for implementing well-lighted screening environment
JP2015060055A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 船井電機株式会社 プロジェクタ及びレーザ光の光量の補整方法
KR102122360B1 (ko) * 2013-10-16 2020-06-12 삼성전자주식회사 발광모듈 테스트 장치
CN104880890A (zh) 2014-02-27 2015-09-02 中强光电股份有限公司 投影装置及其亮度调校方法
US9215775B1 (en) * 2014-05-21 2015-12-15 Cooper Technologies Company Method and system for illumination management
CN104113719A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 武汉市安曼特微显示科技有限公司 工程投影系统的参数显示装置
GB2529613B (en) * 2014-07-03 2020-05-20 Smidsy Ltd Vehicle mounted laser projector
CN104410803A (zh) * 2014-09-28 2015-03-11 联想(北京)有限公司 信息处理方法及电子设备
US9347828B1 (en) * 2014-11-27 2016-05-24 Hui Zhao Method for detecting ambient light brightness and apparatus for achieving the method
JP6194432B2 (ja) * 2014-12-24 2017-09-06 富士フイルム株式会社 投写型表示装置及びその光源制御方法
CN104618671B (zh) * 2015-01-26 2018-12-14 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法及电子设备
EP3252745A4 (en) * 2015-01-30 2018-08-15 Hitachi-LG Data Storage, Inc. Laser projection display device, and method for controlling laser light source driving unit used for same
CN106483742A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 中兴通讯股份有限公司 一种投影仪温度控制方法、装置及投影仪
US10090914B2 (en) * 2015-10-13 2018-10-02 Fluke Corporation Test probes for smart inspection
JP6631273B2 (ja) * 2016-01-25 2020-01-15 株式会社リコー 画像投射装置
CN105589288B (zh) * 2016-02-29 2017-06-23 青岛海信电器股份有限公司 激光投影光源控制方法及装置
CN105575304B (zh) * 2016-03-07 2018-06-12 青岛海信电器股份有限公司 激光投影画面亮度调节方法及装置
ES2721523T3 (es) * 2016-05-20 2019-08-01 Hisense Co Ltd Aparato y procedimiento de control de un proyector láser
CN106021050A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 海信集团有限公司 一种激光投影设备开机运行方法
CN105828055A (zh) * 2016-05-20 2016-08-03 海信集团有限公司 一种激光投影设备运行控制方法及系统
CN106052757B (zh) * 2016-05-20 2019-03-12 海信集团有限公司 一种激光投影设备故障提示方法、装置及系统
CN106249530B (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 海信集团有限公司 投影光源驱动控制电路
KR20190037869A (ko) * 2017-09-29 2019-04-08 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
JP2020034902A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キヤノン株式会社 光源装置および画像投射装置
CN109491185B (zh) * 2018-12-18 2023-09-22 上海大恒光学精密机械有限公司 一种集中式激光光源系统及其调控方法
CN111830772B (zh) * 2019-04-18 2022-10-21 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光投影装置及其控制方法
US11143944B2 (en) * 2020-02-04 2021-10-12 Coretronic Corporation Projection device and calibration method thereof
CN113542700A (zh) * 2020-04-15 2021-10-22 苏州佳世达光电有限公司 用于投影装置的控制方法及应用其的投影装置
JP2022079893A (ja) * 2020-11-17 2022-05-27 セイコーエプソン株式会社 液晶プロジェクターおよび液晶プロジェクターの制御方法
US11774834B2 (en) * 2021-09-20 2023-10-03 Stmicroelectronics Ltd Scanning laser projector system utilizing photodiodes inside scan area but outside of projection area for feedback

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050041000A1 (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Plut William J. Projection-type display devices with reduced weight and size
US20080042578A1 (en) * 2006-05-12 2008-02-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Light source controller and image display device
JP2008193054A (ja) * 2007-01-09 2008-08-21 Seiko Epson Corp 光源装置、プロジェクタ装置、モニタ装置、照明装置

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61129966A (ja) * 1984-11-28 1986-06-17 Canon Inc 光情報記録装置
US5036189A (en) * 1990-04-03 1991-07-30 Raynet Corporation Thermal control for laser diode used in outside plant communications terminal
US5502298A (en) * 1992-12-21 1996-03-26 Ericsson Raynet Apparatus and method for controlling an extinction ratio of a laser diode over temperature
US5806055A (en) * 1996-12-19 1998-09-08 Zinda, Jr.; Kenneth L. Solid state ballast system for metal halide lighting using fuzzy logic control
US6252355B1 (en) * 1998-12-31 2001-06-26 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for controlling the intensity and/or efficiency of a fluorescent lamp
US6157143A (en) * 1999-03-02 2000-12-05 General Electric Company Fluroescent lamps at full front surface luminance for backlighting flat panel displays
JP4574819B2 (ja) * 2000-08-30 2010-11-04 パナソニック株式会社 ビデオプロジェクタ装置
JP3719411B2 (ja) * 2001-05-31 2005-11-24 セイコーエプソン株式会社 画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法
EP1415480A1 (en) 2001-07-06 2004-05-06 Explay Ltd. An image projecting device and method
JP3471772B2 (ja) * 2001-07-26 2003-12-02 Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 プロジェクタ
US7019736B2 (en) * 2002-03-20 2006-03-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for image display
US7460179B2 (en) * 2002-01-31 2008-12-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Adaptive image display
JP2003324670A (ja) * 2002-05-01 2003-11-14 Canon Inc 投写型映像表示装置
US6979087B2 (en) * 2002-10-31 2005-12-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display system with interpretable pattern detection
JP4524985B2 (ja) * 2002-11-11 2010-08-18 セイコーエプソン株式会社 光量制御装置、照明装置、その制御方法およびプロジェクタ
JP4016876B2 (ja) * 2003-04-23 2007-12-05 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
JP4378110B2 (ja) * 2003-06-02 2009-12-02 キヤノン株式会社 投写型表示装置
US7289090B2 (en) 2003-12-10 2007-10-30 Texas Instruments Incorporated Pulsed LED scan-ring array for boosting display system lumens
JP2005208231A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Seiko Epson Corp 光源装置、光源装置用制御装置、光源装置の制御方法及びプロジェクタ
JP4138677B2 (ja) 2004-02-18 2008-08-27 セイコーエプソン株式会社 表示装置および表示方法、並びに投射型表示装置
JP4281593B2 (ja) * 2004-03-24 2009-06-17 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタの制御
JP2006017801A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Olympus Corp 光源装置及び画像投影装置
TWI245966B (en) * 2004-07-05 2005-12-21 Prodisc Technology Inc Display device and image processing method therefor
KR100715863B1 (ko) 2005-03-09 2007-05-11 삼성전자주식회사 발광다이오드 광원의 발광레벨을 감안하여 화이트밸런스를조정하는 영상투사장치 및 그의 화이트밸런스 조정방법
JP2007019383A (ja) * 2005-07-11 2007-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光源およびレーザ画像形成装置
US20070013871A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 Marshall Stephen W Light-emitting diode (LED) illumination in display systems using spatial light modulators (SLM)
US20070024823A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Optoma Technology, Inc. Methods and systems for improving operation of a video projector
WO2007023681A1 (ja) 2005-08-25 2007-03-01 Sharp Kabushiki Kaisha 画像表示装置
US8182093B2 (en) * 2005-09-21 2012-05-22 Panasonic Corporation Image projection device including determining displayable region
US7859554B2 (en) * 2005-11-08 2010-12-28 Young Garrett J Apparatus, methods, and systems for multi-primary display or projection
JP4887759B2 (ja) * 2005-11-30 2012-02-29 セイコーエプソン株式会社 照明装置、照明装置の制御方法及びプロジェクタ
JP2007163973A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Seiko Epson Corp 光源装置、および光源装置を備えたプロジェクタ
JP5197923B2 (ja) * 2006-03-31 2013-05-15 富士フイルム株式会社 プロジェクタ
JP2008060071A (ja) * 2006-07-31 2008-03-13 Seiko Epson Corp 光源装置、光源装置の点灯駆動方法、およびプロジェクタ
JP2008039985A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Olympus Corp 画像投影装置
JP2008102442A (ja) 2006-10-20 2008-05-01 Olympus Corp 画像投影装置
JP2008130968A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置、照明装置
JP2008193251A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Seiko Epson Corp 投射型表示装置、プログラム及び情報記憶媒体
JP4290209B2 (ja) 2007-04-05 2009-07-01 三菱電機株式会社 画像表示装置および画像表示方法
JP5075452B2 (ja) 2007-04-09 2012-11-21 三洋電機株式会社 投写型映像表示装置
WO2009032345A1 (en) 2007-09-06 2009-03-12 Olympus Corporation Projection display system with varying light source
JP2009212423A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Seiko Epson Corp 光源装置及び画像表示装置並びに光量補正方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050041000A1 (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Plut William J. Projection-type display devices with reduced weight and size
US20080042578A1 (en) * 2006-05-12 2008-02-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Light source controller and image display device
JP2008193054A (ja) * 2007-01-09 2008-08-21 Seiko Epson Corp 光源装置、プロジェクタ装置、モニタ装置、照明装置

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