KR20010065729A - 영상 투사시스템의 스캐닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상신호에 의해 변조되어 유도되는 광로를 선택적으로 변경시켜 스크린 상에서 화상으로 표현되도록 하는 영상 투사 시스템의 스캐닝장치에 관한 것으로서, 이를 위한 구성은, 영상신호에 대응하여 변조 유도되는 광의 경로를 변경시켜 스크린 상에서 화상으로 표현되도록 하는 광 스캐닝 시스템에 있어서, 입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수직 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수직측 미러와; 상기 수직측 미러에 반사되어 입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수평 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수평측 미러와; 상기 수직측 미러의 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수직 방향으로 회전시키는 수직측 회동부재와; 상기 수평측 미러에 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수평 방향으로 회전시키는 수평측 회동부재 및 인가되는 영상신호에 따라 상기 수직· 수평측 회동부재의 구동을 제어하는 구동부를 포함한 구성으로 이루어진다.

따라서, 본 발명에 의하면, 제1, 제2 미러와 이들 각각에 대한 회동부재에 의해 합성광의 광로 진행 방향을 스크린의 수직· 수평측에 대하여 정확하게 제어하게 됨으로써 설치 규모가 축소되고 선명한 화상을 구현하는 효과가 있다.

Description

영상 투사시스템의 스캐닝장치{scanning apparatus for an image projection system}

본 발명은 영상 투사 시스템의 스캐닝장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상신호에 의해 변조되어 유도되는 광로를 선택적으로 변경시켜 스크린 상에서 화상으로 표현되도록 하는 영상 투사 시스템의 스캐닝장치에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관이나 액정 표시소자 등이 이용된 종래의 디스플레이 수단에는 화상 표현의 대형화 추세에 대응하여 제작의 어려움과 해상도 저하 등의 문제에 따른 한계를 갖는다.

따라서, 화상 표현의 대형화를 구현하기 위한 방편으로 음극선관이나 액정 표시소자에 의한 영상을 렌즈로 확대시켜 스크린 상에 투사시키는 영상 투사 방식이 있으며, 이러한 방식에 따른 영상 투사 시스템의 종래 기술에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

종래의 영상 투사 시스템(10)은, 도1에 도시된 바와 같이, 백색광을 방출시키는 광원부(12)와, 광원부(12)로부터 방출되는 백색광을 빔 형태로 집속하여 유도키는 광학계(14)와, 광학계(14)를 통과하는 백색광을 광 필터 또는 미러 등을 이용하여 청, 녹, 적의 각 색상의 단색광으로 분리시키는 광 분리부(16)가 연이어 설치된다.

또한, 상술한 광 분리부(16)에 의해 분리된 각 단색광의 광로 상에는 각각의 단색광의 광량을 변조시키기 위한 광 변조기(18a, 18b, 18c)가 구비된 광 변조부(18)가 설치된다.

이렇게 광 변조부(18)를 구성하는 각각의 광 변조기(18a, 18b, 18c) 구동은, 영상신호 발생부(20)로부터 인가되는 신호에 대응하여 각각의 색신호로 분리시키는 색신호 분리부(22)와, 이 색신호 분리부(22)에 의한 신호를 변조· 제어하기 용이하도록 증폭시키는 증폭기(24)에 의해 제어된다.

한편, 상술한 바와 같이, 광 변조부(18)에 의해 광량이 변조되어 유도되는 각각의 단색광은, 연이어 설치된 광 합성부(26)에 의해 다시 빔 형태로 집속되어 하나의 합성광을 이루고, 이러한 합성광이 진행하는 광로 상에는 합성광을 수직, 수평 방향으로 그 광로를 변경시켜 스크린(28) 상에서 화상으로 표현되도록 하는 스캐닝장치(30)가 설치된다.

이러한 스캐닝장치(30)의 종래 기술에 대하여 보다 상세히 설명하면, 도2에 도시된 바와 같이, 유도되는 합성광의 광로를 스크린(28)의 상· 하측 방향으로 변경시키도록 하는 수직 투사부(32)와, 이 수직 투사부(32)에 의해 반사되어 유도되는 합성광의 광로를 다시 스크린(28)의 좌· 우 수평측 방향으로 변경시키도록 하는 수평 투사부(34) 및 스크린(28)에 투사되는 합성광이 화상으로 표현되도록 수직 투사부(32)와 수평 투사부(34)를 제어하는 구동회로부(36)로 구성된다.

여기서, 상술한 수직 투사부(32)는, 도2에 도시된 바와 같이, 유도 입사되는 합성광의 진행 방향에 대하여 수직하게 세워진 형상을 이루는 미러(갈바노 메터)가 설치되고, 이 미러는 구동회로부(36)의 신호에 따라 구동하는 회동수단에 의해 수직 방향에 대하여 선택적으로 소정 각도 회동하게 됨으로써 반사되는 합성광의 진행 방향을 수직 방향 위치로 변경시키게 된다.

또한, 상술한 수평 투사부(34)의 일반적인 구성은, 도2에 도시된 바와 같이, 다수개의 측부가 상호 연결된 회전체 형상의 미러(폴리곤 미러)를 이루고, 이 미러는 구동회로부(36)의 신호에 따라 구동하는 회동수단에 의해 수평하게 회전하게 됨으로써 입사되는 합성광은 계속적이고 연속적인 미러의 회전 각도 변화에 의해 그 진행 방향이 스크린(28)에 대한 수평 방향 위치로 변경되게 된다.

이러한 구성에 있어서, 합성광의 광로를 변경시키기 위한 수직· 수평 투사부(32, 34)의 미러는 짧은 시간에 많은 양의 영상신호에 대응하여 그 회동 각도가 정확하게 제어될 것이 요구된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 각 미러의 각도를 제어하기 위한 회동· 수단이 통상 모터를 구비하는 것으로서, 그 진동과 소음 등에 의해 정확하게 제어하기 어려워 정상적인 화상을 구현하기 어렵고, 스크린에 대하여 확대 렌즈 등이 요구됨에 따라 선명한 화상을 형성하기 어려우며, 모터의 구동에 따른 수명에 의해 스캐닝 장치의 수명이 제한되는 문제가 있었다.

또한, 상술한 회동수단에 의한 각 미러를 포함한 각 구성의 설치 관계가 복잡하고, 배치 관계의 정밀도가 요구됨과 동시에 그 설치의 어려움이 있으며, 또 화상의 대형화에 대응하여 상술한 각 구성이 차지하는 점유공간이 확장되어 전체 규모가 크게 형성되는 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 유도되는 합성광의 수직· 수평측 진행 방향을 변경시키기 위한 각 미러의 각도를 진동이나 소음 등의 없이 정확하게 제어할 수 있도록 하고, 작은 점유면적에 용이하게 설치할 수 있도록 하며, 화상 표현의 대형화에 대응하여 선명한 화상을 구현함과 동시에 스캐닝 기능을 장구히 연장시키도록 하는 영상 투사시스템의 스캐닝장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 영상 투사시스템의 구성 및 그 작동 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도2는 종래 기술에 따른 스캐닝장치의 구성 부위 및 그 작동 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 투사시스템의 스캐닝장치 구성 및 그 작동 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도4와 도5는 도4에 도시된 스캐닝장치의 작동에 따른 스캐닝 과정을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 30: 영상 투사시스템 12: 광원부

14: 광학계 16: 광 분리부

18: 광 변조부 18a, 18b, 18c: 광 변조기

20: 영상신호 발생부 22: 색신호 분리부

24: 증폭기 26: 광 합성부

28: 스크린 30, 42: 스캐닝장치

32, 52: 수직 투사부 34, 54: 수평 투사부

36: 구동 회로부 44: 제 1 미러

46: 제 2 미러 48: 제 1 회동부재

50: 제 2 회동부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 투사시스템의 스캐닝장치는, 영상신호에 대응하여 변조 유도되는 광의 경로를 변경시켜 스크린 상에서 화상으로 표현되도록 하는 광 스캐닝 시스템에 있어서, 입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수직 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수직측 미러와; 상기 수직측 미러에 반사되어 입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수평 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수평측 미러와; 상기 수직측 미러의 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수직 방향으로 회전시키는 수직측 회동부재와; 상기 수평측 미러에 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수평 방향으로 회전시키는 수평측 회동부재 및 인가되는 영상신호에 따라 상기 수직· 수평측 회동부재의 구동을 제어하는 구동부를 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 수직· 수평측 회동부재는, 상기 구동부의 신호에 의해 상기 수직· 수평측 미러의 회전축을 기준하여 후면의 상측 또는 하측 부위를 가압하여 회전하는 정도를 제어하도록 하는 압전체를 사용함이 바람직하다.

이하, 상기 구성에 따른 영상 투사시스템의 스캐닝장치에 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 투사시스템의 스캐닝장치 구성 및 그에 따른 영상 투사 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도4와 도5는 도3에 도시된 스캐닝장치의 각 구성에 따른 영상 투사 과정을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 평면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 영상 투사시스템의 스캐닝장치(42)는, 도3에 도시된 바와 같이, 광 합성부(26)에 의해 수평하게 유도되는 합성광의 진행 방향에 대응하여 상호 마주보는 두 개의 제1· 제2 미러(44, 46)가 소정 각도를 이루며 수직하게 설치되고, 이들 제1· 제2 미러(44, 46)의 각 배면에는 각각을 소정 방향의 각도로 회동시키도록 하는 제1· 제2 회동부재(48, 50)가 설치된 구성을 이룬다.

이러한 구성에 있어서, 상술한 제1 미러(44)는, 광 합성부(26)로부터 유도 입사되는 합성광을 제2 미러(46)로 반사시키게 되고, 이때 제1 회동부재(48)는 제1 미러(44) 배면의 상, 하 또는 중심 위치 중 어느 일 수평축(도면의 단순화를 위하여 생략함)을 기준하여 그 상측 또는 하측 부위를 선택적으로 소정 각도 회전시키게 된다.

이에 따라 반사되는 합성광의 진행 방향은 상기 방향에 각각 대응하여 제2 미러(46)의 하측 또는 상측 방향으로 그 진행 방향을 변경시키게 되고, 이들 제1 미러(44)와 제1 회동부재(48)는 궁극적으로 합성광의 진행 방향을 스크린(28)에 대한 수직측 방향으로 변경시키는 수직 투사부(52)의 구성을 이룬다.

또한, 상술한 제2 미러(46)는, 제1 미러(44)에 의해 반사되어 입사되는 합성광을 제1 미러(44) 또는 최종적으로 스크린(28) 상에 반사 유도하게 되고, 이때 제2 회동부재(50)는 제2 미러(46) 배면의 전, 후 또는 중심 위치 중 어느 하나의 수직측(도면의 단순화를 위하여 생략함)을 기준하여 그 전측 또는 후측 부위를 선택적으로 소정 각도 회전시키게 된다.

이에 따라 반사되는 합성광의 진행 방향은 상기 방향에 각각 대응하여 제1 미러(44)의 후측 방향으로 그 진행 방향을 연장시켜 변경하게 되고, 따라서 이들 제2 미러(46)와 제1 회동부재(50)는 궁극적으로 합성광의 진행 방향을 스크린(28)에 대한 수평측 방향으로 변경시키는 수평 투사부(54)의 구성을 이룬다.

여기서, 제1· 제2 회동부재(48, 50)의 구성은, 전압 인가로 전기 분극을 형성하여 기계적인 변형 정도를 제어하는 통상의 압전소자(piezo-electric element)를 이용하는 압전체가 사용된다.

한편, 도4와 도5에 도시된 바는, 도3에 도시된 수직 투사부(52)와 수평 투사부(54)의 구동 및 그에 따른 합성광의 광로 변경 관계를 설명하기 위한 것으로서,그 일 예로 수평 투사부(54)의 구동 관계에 의한 합성광의 진행 방향이 변경되는 관계를 설명하기로 한다.

먼저, 도4에 도시된 바와 같이, 제1 미러(44)에 대향하여 제2 미러(46)가 소정 각도와 간격을 유지하는 상태에서, 광 합성부(26)로부터 제1 미러(44)로 입사된 합성광은 제2 미러(46)와 제 1 미러(44) 사이에서 반사되고, 최종적으로 제 2 미러(46)로부터 반사된 합성광은 스크린(28)의 일측 부위에 투사된다.

이후, 도5에 도시된 바와 같이, 제2 회동부재(50)가 구동회로부(도면의 단순화를 위하여 생략함)의 신호에 대응하여 제 2 미러(46)의 후측 부위를 제 1 미러(44)에 대향하여 소정 각도(θ) 벌어지는 형상을 이루도록 구동하게 되면, 합성광의 광로가 도5의 실선으로 표시된 바와 같이, 스크린(28)의 횡 방향으로 변경된다.

이때, 제 2 미러(46)의 각도 변경에 따른 합성광의 광로 변경 관계는, 도5의 i1, i2, ∼in으로 표시된 바와 같이, 제 2 미러(46)로부터 반사되는 회수(n)에 대한 각도(θ)를 곱한 관계로 변경된다.

따라서, 미세한 각도(θ)의 조절로 별도의 확대 렌즈의 사용이 없이 합성광의 광로를 스크린(28)에 대응하여 연속적으로 변경시킬 수 있게 된다.

또한, 스크린(28)의 수직측에 대한 합성광의 광로 변경은, 상술한 제 1 회동부재(48)의 선택적인 구동으로 제 1 미러(44)의 수직측 각도를 변경시키도록 함으로써 이루어질 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 제1, 제2 회동부재에 의해 제 1 미러의 수직측 변경 각도와 제 2 미러의 수평측 변경 각도를 변경시키는 과정에서 유도되는 합성광이 상술한 각 각도와 제1, 제2 미러 사이에서 반사되는 정도에 의해 광로의 수직· 수평측 진행 방향이 변경됨으로써 진동이나 소음 등의 없이 정확한 제어가 이루어질 수 있고, 제1, 제2의 미러와 그 배면에 설치되는 각 회동부재가 작은 점유면적을 차지하게 됨으로써 설치 규모가 축소되며, 화상 표현의 대형화에 대응하여 선명한 화상을 구현함과 동시에 스캐닝 기능을 장구히 연장되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 영상신호에 대응하여 변조 유도되는 광의 경로를 변경시켜 스크린 상에서 화상으로 표현되도록 하는 영상 투사 시스템의 스캐닝장치에 있어서,

   입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수직 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수직측 미러와;

   상기 수직측 미러에 반사되어 입사되는 광을 반사시키며, 그 경로의 수평 방향 위치를 소정 각도로 변경시키도록 회전 가능하게 설치되는 수평측 미러와;

   상기 수직측 미러의 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수직 방향으로 회전시키는 수직측 회동부재와;

   상기 수평측 미러에 측부 또는 배면에 설치되어 광의 경로가 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 변경되어 반사되도록 그 정면을 수평 방향으로 회전시키는 수평측 회동부재 및

   인가되는 영상신호에 따라 상기 수직· 수평측 회동부재의 구동을 제어하는 구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상 투사 시스템의 스캐닝장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수직· 수평측 회동부재는, 상기 구동부의 신호에 의해 상기 수직· 수평측 미러의 회전축을 기준하여 후면의 상측 또는 하측 부위를 가압하여 회전하는 정도를 제어하도록 하는 압전체임을 특징으로 하는 상기 영상 투사 시스템의 스캐닝장치.