KR102067759B1 - 파이버 스캐닝 프로젝터 - Google Patents

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Abstract

파이버 스캐닝 프로젝터는 복수의 단색 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부에 영상 정보에 따른 변조 신호를 제공하는 변조부; 상기 변조부의 변조 신호에 따라 제어되며 조사되는 상기 광원부에서의 광을 스크린에 스캐닝하는 것으로, 복수의 광섬유 번들(fiber bundle)과, 상기 복수의 광섬유 번들을 2축 구동하는 액츄에이터를 포함하는 스캐닝부; 상기 액츄에이터의 구동과 상기 변조부의 구동을 동기화하는 동기 제어부;를 포함한다.

Description

파이버 스캐닝 프로젝터{Fiber scanning projector}
본 개시는 파이버 스캐닝 방식의 초소형 프로젝터에 관한 것이다.
프로젝터는 영상 신호에 따라 광을 변조하고 이를 스크린에 투사하는 장치이다. 프로젝터는 광 변조 수단에 따라, LCD 프로젝터, DLP(Digital light processing) 프로젝터, LCOS(Liquid crystal on silicon) 프로젝터, MEMS 기반의 피코 프로젝터 등으로 분류되며, 또한, 채용되는 광 변조 수단의 개수에 따라 단판식(single panel type), 삼판식(three panel type)으로 분류된다.
삼판식(three panel type) 프로젝터의 경우, 백색광을 적색, 녹색, 청색광으로 분리하는 복수의 다이크로익 미러와 복수의 디스플레이 패널 및 색합성유닛을 포함하게 되며, 채용되는 광부품수가 많아져서 다소 벌키한 구조가 된다.
단판식(single panel type) 프로젝터의 경우, 백색광을 조사하는 광원과 조사된 백색광으로부터 적색, 녹색, 청색광을 시간 순차적으로 분리하기 위해 컬러 휠(color wheel)을 사용하며, 이 경우, 광 효율이 낮으며, 색 깨짐(color break-up)이 유발될 수 있다.
최근에는 휴대 가능한 크기의 초소형 프로젝터에 대한 관심이 높아짐에 따라, 광효율, 색품질의 개선과 함께, 투사 수단을 소형화할 수 있는 프로젝터의 구조가 모색되고 있다.
본 개시는 파이버 스캐닝 방식의 초소형 프로젝터를 제공하고자 한다.
일 유형에 따르는 파이버 스캐닝 프로젝터는 복수의 단색 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부에 영상 정보에 따른 변조 신호를 제공하는 변조부; 상기 변조부의 변조 신호에 따라 제어되며 조사되는 상기 광원부에서의 광을 스크린에 스캐닝하는 것으로, 광섬유 번들(fiber bundle)과, 상기 광섬유 번들을 2축 구동하는 액츄에이터를 포함하는 스캐닝부; 상기 액츄에이터의 구동과 상기 변조부의 구동을 동기화하는 동기 제어부;를 포함한다.
상기 액츄에이터는 상기 광섬유 번들의 표면에 접착된 복수의 압전 스트립과 상기 복수의 압전 스트립 중 일부를 선택하여 전기 신호를 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 압전 스트립은 상기 광섬유 번들의 일단을 제1방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 광섬유 번들의 측면에 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 압전스트립; 상기 광섬유 번들의 일단을 상기 제1방향과 수직인 제2방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 한 쌍의 제1 압전스트립과 90도 회전 이동된 위치에 배치된 한 쌍의 제2 압전스트립;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 압전 스트립은 상기 광섬유 번들의 일단을 제1방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 광섬유 번들의 측면에 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 압전스트립; 상기 광섬유 번들의 일단을 상기 제1방향과 수직인 제2방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 한 쌍의 제1 압전스트립과 90도 회전 이동된 위치에 배치된 한 쌍의 제2 압전스트립;을 포함할 수 있다.
상기 제1 압전스트립 및 제2 압전스트립은 각각, 압전막과, 상기 압전막의 양면에 형성된 제1전극과 제2전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액츄에이터는 상기 광섬유 번들이 끼워지는 관통홀이 형성된 튜브 형태로 이루어질 수 있다.
상기 액츄에이터는 압전 물질로 이루어진 압전 실린더 쉘; 상기 압전 실린더 쉘의 안쪽 실린더면에 형성된 실린더 쉘 형상의 내부 전극; 상기 압전 실린더 쉘의 바깥쪽 실린더면에 형성되고, 서로 이격된 네 개의 외부 전극;을 포함할 수 있다.
또한, 파이버 스캐닝 프로젝터는 상기 스캐닝부에서 출사되는 광의 광경로에 배치된 가변 초점 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 상기 광섬유 번들의 일측에 장착된 것으로, 상기 2축 구동시 관성 모멘트가 서로 다른 비대칭 구조물;을 더 포함할 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 상기 광섬유 번들이 끼워지는 홀 또는 홈을 구비하는 형상을 가질 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 단면 형상은 대칭성을 가지며, 두께가 일정하지 않은 형태일 수 있다.
또는, 상기 비대칭 구조물은 단면 형상이 비대칭성을 가지며, 두께는 일정한 형태일 수 있으며, 예를 들어, 상기 비대칭 구조물은 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 원기둥 형상일 수 있고, 또는, 중심부에 관통홀이 형성된 타원 기둥 형상일 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 상기 광원부와 상기 스캐닝부가 배치되는 내부 공간을 구비하며, 상기 스캐닝부로부터의 광이 출사되는 출사부가 일단에 형성된 케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 상기 출사부에 장착된 가변 초점 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스의 상기 일단에 마주하는 타단에 터치 패드용 터치펜이 더 형성될 수 있다.
상기 케이스의 내부 공간에 상기 변조부와 동기제어부를 구성하는 회로 유닛이 배치될 수 있고, 또는, 상기 변조부와 동기제어부를 구성하는 회로 유닛은 상기 케이스와 이격된 모바일 기기에 내장되어 상기 광원부와 액츄에이터를 원격 구동할 수 있다.
일 유형에 따른 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터는 제1항의 파이버 스캐닝 프로젝터;를 복수개 포함하며, 상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터의 변조부는 각각 3차원 영상 형성을 위한 서로 다른 영상 신호를 제공할 수 있다.
상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터는 제1편광의 좌안 영상을 형성하는 좌안용 파이버 스캐닝 프로젝터와, 제2편광의 우안 영상을 형성하는 우안용 파이버 스캐닝 프로젝터를 포함할 수 있다.
또는, 상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터는 3개 이상이 어레이되어, 각각 서로 다른 시점의 영상을 투사할 수 있다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 복수의 단색 광원을 화소별로 스캐닝하는 방법을 사용하여 광효율이 높고, 2축 구동되는 파이버 스캐닝 방식을 채용하여 초소형으로 구현 가능하다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 예를 들어, 터치 패드용 터치부에 내장될 수 있는 크기를 가지며, 휴대가 용이하다.
상기 파이버 스캐닝 프로젝터는 복수개가 어레이되어 각기 다른 시점의 영상을 투사함으로써 3차원 프로젝터로 응용될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 프로젝터의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.
도 4a는 도 1의 파이버 스캐닝 프로젝터에 채용될 수 있는 다른 예의 액츄에이터 구조를 보이는 단면도이며, 도 4b는 도 4a의 액츄에이터에 광섬유 번들이 끼워진 형태를 보이는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 파이버 스캐닝 프로젝터에 포함된 비대칭 구조물의 예시적인 형상들을 보인다.
도 6은 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 프로젝터의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다.
도 7은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터의 개략적인 구성을 보인다.
도 8은 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터의 개략적인 구성을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 프로젝터(100)의 개략적인 구성을 보이는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B 단면도이다. 도 4a 내지 도 4c는 도 1의 파이버 스캐닝 프로젝터에 포함된 비대칭 구조물의 예시적인 형상들을 보인다.
도 1을 참조하면, 파이버 스캐닝 프로젝터(100)는 복수의 단색 광원을 포함하는 광원부(110), 광원부(110)에 영상 정보에 따른 변조 신호를 제공하는 변조부(115), 변조부(115)의 변조 신호에 따라 제어되며 조사되는 상기 광원부(110)에서의 광을 스크린에 스캐닝하는 것으로, 광섬유 번들(fiber bundle)(140)과, 광섬유 번들(140)을 2축 구동하는 액츄에이터(130)를 포함하는 스캐닝부(120), 액츄에이터(130)의 구동과 상기 변조부(115)의 구동을 동기화하는 동기 제어부(160)를 포함한다.
또한, 파이버 스캐닝 프로젝터(100)에는 스캐닝부(120)에서 출사되는 광의 광경로에 배치된 가변 초점 렌즈(170)가 더 구비될 수 있다.
또한, 파이버 스캐닝 프로젝터(100)는 소정 내부 공간을 가지며, 일단이 광출사부(180a)가 되는 케이스(180)를 더 포함할 수 있으며, 광원부(110)와 스캐닝부(120)가 상기 내부 공간에 배치될 수 있다. 가변 초점 렌즈(170)는 출사부(180a)에 장착될 수 있다.
또한, 케이스(180) 내부에는 광원부(110), 액츄에이터(130)의 구동을 위한 배터리나, 또는 외부 전원과의 연결을 위한 구성이 구비될 수 있다.
광원부(110)는 LED 또는 레이저(laser) 광원을 포함할 수 있으며, 복수의 단색 광원, 예를 들어, R, G, B 광원을 포함할 수 있다.,
광섬유 번들(140)은 광원부(110)에서 조사된 광을 필요한 위치로 전달하기 위해 마련되며, 복수의 광섬유(142)를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 광섬유(142)는 복수의 단색광의 조합으로 하나의 화소를 형성하도록 복수의 단색 광원에 대응되게 마련된다. 도 2를 참조하면, 4개의 광섬유(142)가 각각 R, G, G, B의 광을 전송하는 것으로 도시되었지만, 이는 예시적인 것이며, 다른 개수, 다른 단색광의 조합으로 하나의 화소가 구현될 수 있다. 이러한 하나의 화소는 변조부(115)에서 제공되는 신호에 따라 복수의 단색 광원 중 일부가 선택적으로 온/오프 된 조합으로 스크린 상의 정해진 위치에 투사된다.
액츄에이터(130)는 광섬유 번들(140)이 전송하는 광이 스크린 상의 정해진 화소 위치에 투사되도록 광섬유 번들(140)을 변형하기 위해 마련된다. 즉, 액츄에이터(130)는 광섬유 번들(140)의 일단이 두 방향, 예를 들어, X 방향 및 Y 방향으로 변형될 수 있도록 2축 구동하도록 구성된다. 액츄에이터(130)는 예를 들어, 전기적 신호에 따라 변형이 일어나는 압전 물질을 이용한 피에조 액츄에이터로 구성될 수 있다. 액츄에이터(130)는 광섬유 번들(140)의 표면에 접착된 복수의 압전 스트립과 복수의 압전 스트립 중 일부를 선택하여 전기 신호를 인가하는 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 압전 스트립은 광섬유 번들(140)의 일단을 제1방향, 예를 들어, y 방향을 따라 변형시키는 것으로, 광섬유 번들(140)의 측면에 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 압전스트립(131), 광섬유 번들(140)의 일단을 상기 제1방향과 수직인 제2방향, 예를 들어, x 방향을 따라 변형시키는 것으로, 한 쌍의 제1 압전스트립(131)과 90도 회전 이동된 위치에 배치된 한 쌍의 제2 압전스트립(132)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 압전 스트립(131)(132)는 각각 전기 신호에 따라 변형을 일으키는 재질로 이루어진 압전막과, 여기에 전압 인가하기 위한 전극 구조를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 압전막(PL)과 압전막(PL)의 양면에 각각 형성된 제1전극(E1)과 제2전극(E2)을 포함할 수 있다. 압전막(PL)은 예를 들어, PZT 재질을 포함할 수 있으며, 단층막 또는 다층막 구조일 수 있다.
도 4a는 도 1의 파이버 스캐닝 프로젝터에 채용될 수 있는 다른 예의 액츄에이터(130') 구조를 보이는 단면도이며, 도 4b는 도 4a의 액츄에이터(130')에 광섬유 번들(140)이 끼워진 형태를 보이는 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 액츄에이터(130')는 관통홀(H)이 형성된 튜브 형태를 가진다. 구체적으로 살펴보면, 압전 물질로 이루어진 압전 실린더 쉘(PCS), 압전 실린더 쉘(PCS)의 안쪽 실린더면에 형성된 실린더 쉘 형상의 내부 전극(IE), 압전 실린더 쉘(PCS)의 바깥쪽 실린더면에 형성되고, 서로 이격된 제1 외부전극(OE1), 제2 외부전극(OE2), 제3 외부전극(OE3), 제4 외부전극(OE4)을 포함한다.
압전 실린더 쉘(PCS)은 압전 물질, 예를 들어, PZT로 이루어질 수 있다.
내부 전극(IE)은 공통 전극으로 사용될 수 있으며, 제1 내지 제4 외부전극(OE1)(OE2)(OE3)(OE4) 중 하나 이상을 선택하여 전압을 인가함으로써 압전 실리더 쉘(PCS)에 전기장을 형성하고 변형을 일으킬 수 있다.
제1 내지 제4외부전극(OE1)(OE2)(OE3)(OE4)은 도시된 바와 같이, 인접하는 전극 간에 90도 회전 이동의 배치 관계를 가질 수 있으며, 제1 외부전극(OE1), 제3 외부전극(OE3)은 Y 방향의 변형을 유도하기 위해, 제2 외부전극(OE2), 제4 외부전극(OE4)은 X방향의 변형을 유도하기 위해 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 파이버 스캐닝 프로젝터(100)에 포함된 비대칭 구조물의 예시적인 형상들을 보인다.
파이버 스캐닝 프로젝터(100)는 광섬유 번들(140)의 일측에 장착된 것으로, 광섬유 번들(140)의 2축 구동 방향의 관성 모멘트가 서로 다른 비대칭 구조물(150)을 더 포함할 수 있다.
비대칭 구조물(150)은 광섬유 번들(140)을 구동함에 있어, 두 축 방향의 공진 주파수를 분리하기 위해 제시되는 것이다. 광섬유 번들(140)을 구동하여 스캐닝 동작을 수행할 때, 최대의 효율을 얻기 위해 액츄에이터(130)는 시스템의 공진 주파수 또는 이와 인접한 주파수 영역에서 광섬유 번들(140)을 구동한다. 스캐닝 동작시, 광섬유 번들(140)이 구동되는 두 방향에 대한 공진주파수가 동일한 경우, 축간 커플링 효과 때문에 정확한 스캐닝 경로를 확보하기 어렵다. 예를 들어, 일 방향으로 구동시 정확한 직선 경로가 형성되지 않는다. 따라서, 두 축 방향의 굽힘 관성 모멘트(bending moment of inertia)를 다르게 하여 두 축 방향의 공진주파수를 다르게 할 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예에서는 두 축 방향의 굽힘 관성 모멘트를 다르게 할 수 있는 형태의 비대칭 구조물(150)을 광섬유 번들(140)에 장착하여, 두 축방향의 공진 주파수를 서로 다르게 하고 있다.
비대칭 구조물(150)은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 광섬유 번들(140)에 용이하게 설치될 수 있도록 광섬유 번들(140)에 끼워지는 홀(H) 또는 홈을 구비할 수 있으며, 또한, 두 축 방향의 공진 주파수를 원하는 값으로 맞출 수 있도록 적절한 재질과 형상을 가질 수 있다. 또한, 도면에는 광섬유 번들(140)에 하나의 비대칭 구조물(150)이 장착된 것으로 나타나 있으나, 이는 예시적인 것이고, 비대칭 구조물(150)이 복수개 구비되는 것도 가능하다.
도 5a의 비대칭 구조물(151)은 단면은 대칭성을 가지는 형상으로 하고 그 두께를 일정하지 않게 하여, 두 축 방향의 굽힘 관성 모멘트를 다르게 하는 예시적인 구조로 제시되는 것으로, 중심부를 관통하는 관통홀(H)이 형성된 원기둥 형태의 상면 일부가 식각된 형상을 갖는다. 즉, 관통홀(H)이 형성된 원기둥 위로 잘린 부채꼴 형상의 기둥이 돌출된 형태를 갖는다. 돌출된 부채꼴 형상의 각도나 두께는 두 축 방향의 공진 주파수의 구체적인 값을 고려하여 정할 수 있다.
도 5b 및 도 5c는 단면을 비대칭성을 가지는 형상으로 하고 그 두께는 일정하게 하여 두 축 방향의 굽힘 관성 모멘트를 다르게 하는 형태를 제시한다.
도 5b를 참조하면, 비대칭 구조물(152)은 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀(H)이 형성된 원기둥 형상을 갖는다.
도 5c의 비대칭 구조물(153)은 중심부에 관통홀(H)이 형성된 타원 기둥 형상을 갖는다.
이 외에도, 비대칭 구조물은 중심부에 관통홀(H)이 형성된 직사각기둥 형상이나, 또는, 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀(H)이 형성된 정사각기둥 형상 또는, 광섬유 번들(140)이 끼워질 수 있는 정도의 중심각 부분의 홈이 형성된 부채꼴 기둥 형상을 가질 수 있다.
동기 제어부(160)는 액츄에이터(130)의 구동과 변조부(115)의 구동을 동기화하는 것으로, 즉, 변조부(115)에서 영상 정보에 따른 변조 신호를 광원부(110)에 제공할 때, 광섬유 번들(140) 일단이 상기 영상 정보에 대응하는 화소 위치를 향하도록 액츄에이터(130)의 2축 구동을 제어한다. 화소에 대응하는 광이 스크린(S)을 스캔함에 따라 스크린(S) 상에 영상이 표시된다.
가변 초점 렌즈(170)는 스크린(S)의 위치를 고려하여 초점 거리를 적절히 조절할 수 있다. 가변 초점 렌즈(170)로는 예를 들어, 유체의 곡률을 변화시켜 초점 거리를 조절하는 다양한 구조의 액체 렌즈가 채용될 수 있고, 또는, 복수의 렌즈를 포함하며 렌즈간 상대적 위치를 변화시켜 초점 거리를 변화시키는 일반적인 줌렌즈 구성이 채용될 수도 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 프로젝터(200)의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다.
본 실시예의 파이버 스캐닝 프로젝터(200)는 케이스(180)의 일단, 도시된 바와 같이, 가변초점렌즈(170)가 배치된 광출사부(180a)와 마주하는 타단에, 터치 패드용 터치펜(210)이 더 형성되어 있다.
본 실시예는 최근 광범위하게 사용되는 휴대용 모바일 기기에 구비되는 터치용 기기를 프로젝터의 케이스로 적용한 것이며, 이에 따라, 프로젝터의 간편한 휴대가 가능하며, 함께 휴대되는 모바일 기기를 사용하여 그 활용도를 높일 수 있다.
케이스(180)의 내부 공간에 도 1에서 설명한 변조부와 동기제어부를 구성하는 회로 유닛(190)이 배치될 수 있다.
또는, 이러한 회로 유닛(190)이 케이스(180)와 이격된 모바일 기기(미도시)에 내장되어 광원부(110)와 액츄에이터(130)를 원격 구동하도록 구성될 수도 있다.
도 7은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터(300)의 개략적인 구성을 보인다.
파이버 스캐닝 3차원 프로젝터(300)는 파이버 스캐닝 프로젝터를 복수개 포함하며, 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터의 변조부가 각각 3차원 영상 형성을 위한 서로 다른 영상 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1편광의 좌안 영상을 형성하는 좌안용 파이버 스캐닝 프로젝터(101)와, 제2편광의 우안 영상을 형성하는 우안용 파이버 스캐닝 프로젝터(102)를 포함할 수 있고, 이에 의해 형성된 영상을 사용자는 편광 안경을 착용한 상태에서 3차원 영상으로 인지할 수 있다.
좌안용 파이버 스캐닝 프로젝터(101), 우안용 파이브 스캐닝 프로젝터(102)로는 도 1에서 설명한 구조의 파이버 스캐닝 프로젝터(100)가 채용될 수 있으며, 또한, 도 6에서 예시한 바와 같이, 터치펜을 활용한 구조로 변형될 수도 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터(400)의 개략적인 구성을 보인다.
본 실시예의 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터(400)는 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터가 3개 이상이 어레이되어, 각각 서로 다른 시점의 영상을 투사하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 제1 파이버 스캐닝 프로젝터(401), 제2 파이버 스캐닝 프로젝터(402), 제3 파이버 스캐닝 프로젝터(403)를 포함할 수 있다. 이러한 구조의 파이버 스캐닝 3차원 프로젝터(400)는 다시점의 영상을 제공하므로, 사용자는 무안경 상태로 3차원 영상을 인지할 수 있다.
제1 파이버 스캐닝 프로젝터(401), 제2 파이버 스캐닝 프로젝터(402), 제3 파이버 스캐닝 프로젝터(403)로 도 1에서 설명한 구조의 파이버 스캐닝 프로젝터(100)가 채용될 수 있으며, 또한, 도 5에서 예시한 바와 같이, 터치펜을 활용한 구조로 변형될 수도 있다.
이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 101, 102, 200, 401, 402, 403...파이버 스캐닝 프로젝터
110...광원부 120...스캐닝부
130, 130'..액츄에이터 140...광섬유 번들
150...비대칭 구조물 170...가변 초점 렌즈
180...케이스 210...터치펜
300, 400...파이버 스캐닝 3차원 프로젝터

Claims (22)

  1. 복수의 단색 광원을 포함하는 광원부;
    상기 광원부에 영상 정보에 따른 변조 신호를 제공하는 변조부;
    상기 변조부의 변조 신호에 따라 제어되며 조사되는 상기 광원부에서의 광을 스크린에 스캐닝하는 것으로,
    광섬유 번들(fiber bundle)과, 상기 광섬유 번들을 2축 구동하는 액츄에이터를 포함하는 스캐닝부;
    상기 액츄에이터의 구동과 상기 변조부의 구동을 동기화하는 동기 제어부;를 포함하며,
    상기 액츄에이터는
    상기 광섬유 번들이 끼워지는 관통홀이 형성된 튜브 형태로 이루어지고,
    상기 액츄에이터는
    압전 물질로 이루어진 압전 실린더 쉘;
    상기 압전 실린더 쉘의 안쪽 실린더면에 형성된 실린더 쉘 형상의 내부 전극;
    상기 압전 실린더 쉘의 바깥쪽 실린더면에 형성되고, 서로 이격된 네 개의 외부 전극;을 포함하는, 파이버 스캐닝 프로젝터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는
    상기 광섬유 번들의 표면에 접착된 복수의 압전 스트립과
    상기 복수의 압전 스트립 중 일부를 선택하여 전기 신호를 인가하는 전원부를 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 압전 스트립은
    상기 광섬유 번들의 일단을 제1방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 광섬유 번들의 측면에 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 압전스트립
    상기 광섬유 번들의 일단을 상기 제1방향과 수직인 제2방향을 따라 변형시키는 것으로, 상기 한 쌍의 제1 압전스트립과 90도 회전 이동된 위치에 배치된 한 쌍의 제2 압전스트립;을 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 압전스트립 및 제2 압전스트립은 각각,
    압전막과, 상기 압전막의 양면에 형성된 제1전극과 제2전극을 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캐닝부에서 출사되는 광의 광경로에 배치된 가변초점렌즈;를 더 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광섬유 번들의 일측에 장착된 것으로, 상기 2축 구동시 관성 모멘트가 서로 다른 비대칭 구조물;을 더 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    상기 광섬유 번들이 끼워지는 홀 또는 홈을 구비하는 형상을 갖는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    단면 형상은 대칭성을 가지며, 두께가 일정하지 않은 형태인 파이버 스캐닝 프로젝터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    단면 형상이 비대칭성을 가지며, 두께는 일정한 형태인 파이버 스캐닝 프로젝터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 원기둥 형상인 파이버 스캐닝 프로젝터.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에 관통홀이 형성된 타원 기둥 형상을 갖는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은 실리콘 재질로 이루어진 파이버 스캐닝 프로젝터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광원부와 상기 스캐닝부가 배치되는 내부 공간을 구비하며, 상기 스캐닝부로부터의 광이 출사되는 출사부가 일단에 형성된 케이스를 더 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 출사부에 장착된 가변초점렌즈를 더 포함하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 케이스의 상기 일단에 마주하는 타단에 터치 패드용 터치펜이 더 형성된 파이버 스캐닝 프로젝터.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 케이스의 내부 공간에
    상기 변조부와 동기제어부를 구성하는 회로 유닛이 배치되는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 변조부와 동기제어부를 구성하는 회로 유닛은
    상기 케이스와 이격된 모바일 기기에 내장되어 상기 광원부와 액츄에이터를 원격 구동하는 파이버 스캐닝 프로젝터.
  20. 제1항의 파이버 스캐닝 프로젝터;를 복수개 포함하며,
    상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터의 변조부는 각각 3차원 영상 형성을 위한 서로 다른 영상 신호를 제공하는 파이버 스캐닝 3차원 영상 프로젝터.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터는
    제1편광의 좌안 영상을 형성하는 좌안용 파이버 스캐닝 프로젝터와
    제2편광의 우안 영상을 형성하는 우안용 파이버 스캐닝 프로젝터를 포함하는 파이버 스캐닝 3차원 영상 프로젝터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 파이버 스캐닝 프로젝터는 3개 이상이 어레이되어, 각각 서로 다른 시점의 영상을 투사하는 파이버 스캐닝 3차원 영상 프로젝터.
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