KR200390205Y1 - 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치 - Google Patents

레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR200390205Y1
KR200390205Y1 KR20-2005-0012533U KR20050012533U KR200390205Y1 KR 200390205 Y1 KR200390205 Y1 KR 200390205Y1 KR 20050012533 U KR20050012533 U KR 20050012533U KR 200390205 Y1 KR200390205 Y1 KR 200390205Y1
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Abstract

본 고안은 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것으로, PC(100) 등에서 입력된 영상 데이터에 따라 영상을 스크린에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생시키는 메인 제어부(200)와, 상기 메인 제어부(200)에서 발생된 데이터에 따라 가상의 일촛점 상으로 레이저광이 모이도록 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖고 레이저광을 투사하도록 배열된 레이저 다이오드 어레이(300)와, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사된 레이저광을 스크린(500)으로 반사시키는 다각형 반사판(400)과, 상기 다각형 반사판(400)에서 반사된 레이저광에 의해 그 표면에 영상이 표현되는 스크린(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 스크린의 위치가 기준 거리보다 가까워지거나 다소 멀어진다 하더라도 스크린 상에 그려지는 문자, 영상 등의 종횡비를 일정하게 유지할 수 있고, 다각형 반사판의 수직 길이를 줄일 수 있으므로 결과적으로 디스플레이 장치의 전체적인 크기를 종래 보다 줄일 수 있다.

Description

레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치{Display apparatus having a laser diode array}
본 고안은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 빛이 스크린 표면에 대해 일정한 각을 갖도록 투사되는 레이저 다이오드(LD ; Laser Diode) 어레이(array)와 회전하는 다각형 반사판(polygon reflector)을 이용하여 스크린 상에 일정한 종횡비(縱橫比)를 가지는 문자, 화상 등의 여러 가지 그림을 구현할 수 있는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기존의 옥외용 광고판으로는 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode)를 사용한 LED 전광판이 주로 사용된다. LED는 주입된 전자와 정공(hole)이 재결합할 때의 과잉 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로써, GaAsP 등을 이용한 적색 발광 다이오드, GaP를 이용한 녹색 발광 다이오드 등이 있으며, 저전압, 소전력이라는 장점을 살려서 표시기, 소형의 숫자/ 문자 표시 소자, 광결합 소자용 광원 등에 사용되고 있다.
이러한 LED를 옥외 광고용인 전광판에 사용할 경우, 아주 소형의 전광판을 제외하고는 상당히 많은 LED가 필요하다. 따라서, 대형 전광판을 제작하는 경우, 주지한 바와 같이 LED가 상당히 많이 필요하므로, 그에 따르는 소비 전력도 증가하는 단점이 있고, LED에 이상이 발견되면 그때 마다 새로운 LED로 교체를 해주어야만 정상적으로 영상, 문자, 숫자 등을 디스플레이 할 수 있으므로, 유지 보수에 어려움이 따르고, 이에 따라 유지 보수 비용도 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 대형 전광판의 경우, 주지한 바와 같이 LED가 많이 필요하게 되어 전광판 제작비용도 많이 들고, 이로 인해 소비자 역시 고가로 전광판을 구입해야 하는 어려움이 따른다.
이에 따라, 최근에는, 레이저 다이오드 어레이와 회전하는 반사판을 사용하여 영상을 스크린에 디스플레이하도록 함으로써 디스플레이 장치의 사이즈를 축소하고 소비전력을 저감토록 하는 레이저 다이오드 어레이를 이용한 디스플레이 장치에 대한 연구가 행해지고 있다.
이에 관한 종래 기술 중 하나인 공개특허번호 특2001-0088019호 (출원일자 ; 2000년 3월 10일, 출원번호 ; 제10-2000-0011968, 고안의 명칭 ; 레이저 디스플레이 장치)의 내용을 참조하여, 종래의 레이저 다이오드 어레이를 이용한 디스플레이 장치에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 종래의 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치의 구성도이다.
종래의 디스플레이 장치는, 스크린(30)에 투사하려는 영상 데이터가 입력되면, 회전하는 거울(24)의 위치를 인식하고, 그 거울(24)의 위치 정보에 따라 영상을 스크린(30)에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생하는 콘트롤러(10)와, 상기 콘트롤러(10)에서 발생된 제어신호에 따라 거울(24)의 위치를 제어하고, 콘트롤러(10)에서 발생된 데이터에 대응하는 레이저광(光)을 생성한 후 스크린(30)에 투사하는 레이저 다이오드 어레이 스캔 모듈(scan module)(20)로 구성된다.
이때, 상기 레이저 다이오드 어레이 스캔 모듈(20)은, 콘트롤러(10)에서 출력되는 영상 데이터에 따라 레이저를 안정적으로 발진시켜주는 자동 전력 제어부(21)와, 상기 자동 전력 제어부(21)의 제어에 따라 레이저광을 투사하는 복수개의 레이저 다이오드로 배열된 레이저 다이오드 어레이(22)와, 상기 레이저 다이오드 어레이(22)에서 출력되는 레이저광을 평행빔으로 만들어주는 복수개의 볼록 렌즈로 배열된 볼록 렌즈부(23)와, 상기 볼록 렌즈부(23)에서 투광된 레이저빔을 반사시켜 스크린(30)에 주사하는 거울(24)과, 상기 거울(24)을 회전시키기 위한 모터(25)와, 상기 거울(24)의 위치를 감지하기 위한 엔코더(26)와, 상기 엔코더(26)의 출력 신호를 미러 위치값으로 출력하기 위한 신호 검출용 센서(27)로 구성된다.
도 2는 상기 도 1의 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 레이저 다이오드 중 하나를 광원으로 하여 90도에 걸쳐서 1도 간격으로 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를 나타낸 도면들로, (a)는 광원으로 부터 기준 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를, (b)는 광원으로 부터 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우의 도면이다.
도 2의 (a)와 (b)를 참조하면, 광원(40)으로 부터 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 평면 스크린(52) 상에 투사되는 레이저광의 횡측 길이(a')는 광원(40)으로 부터 기준 거리에 위치한 평면 스크린(50) 상에 투사되는 레이저광의 횡측 길이(a) 보다 더 커진다는 것을 알 수 있다.
따라서, 도 1과 같은 레이저 다이오드 어레이를 갖는 디스플레이 장치에 의하면, 디스플레이 장치로부터(즉, 거울(광원)로부터) 스크린의 위치를 다소 변경하는 경우, 스크린에 투사되는 문자, 화상 등의 종측 모양은 스크린의 위치 변화에 관계없이 일정한 크기를 유지하는 반면(거울(도 1의 24)에서 반사된 레이저광은 스크린 면에 대해 수직하게 입사되도록 설계되어 있으므로 스크린의 위치가 다소 변경된다 하더라도 문자, 화상 등의 종측 크기는 변화하지 않는다), 횡측 모양은 스크린의 위치가 디스플레이 장치로부터 멀어지거나 가까워짐에 따라 상대적으로 길어지거나 짧아지므로, 결과적으로 디스플레이 장치로부터 스크린이 어느 거리에 위치하느냐에 따라 스크린에 나타나는 문자, 화상 등의 종횡비가 달라진다. 즉, 스크린이 디스플레이 장치로 부터 멀어질 수록 그 표면에 그려지는 문자, 화상 등의 종횡비(횡측 크기/ 종측 크기)는 점점 커진다.
도 3은 종래의 디스플레이 장치에 의해 스크린에 투사된 문자를 도시한 도면들로서, (a)는 기준 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자, (b)는 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자의 도면이다.
도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 기준 거리에 위치한 스크린(50)에 투사된 문자는 종측의 크기에 대한 횡측의 크기, 즉 종횡비가 표준 비율을 유지하는 반면, 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린(52)에 투사된 문자는 종측의 크기에 대한 횡측의 크기, 즉 종횡비가 상기 표준 비율보다 더 커져 결과적으로 스크린(52) 상의 문자가 횡측으로 확장되어 표시되는 것을 알 수 있다.
따라서, 레이저광이 투사되는 스크린이 광원으로부터 어느 거리에 위치한다 하더라도 스크린에 투사되는 문자, 영상 등의 종횡비가 일정하게 유지될 수 있는 디스플레이 장치에 대한 연구가 필요하다.
본 고안의 목적은 스크린이 광원으로부터 어느 거리에 위치한다 하더라도 스크린에 투사되는 문자, 영상 등의 종횡비가 일정하게 유지될 수 있는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치는, PC(100) 등에서 입력된 영상 데이터에 따라 영상을 스크린에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생시키는 메인 제어부(200)와, 상기 메인 제어부(200)에서 발생된 데이터에 따라 가상의 일촛점 상으로 레이저광이 모이도록 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖고 레이저광을 투사하도록 배열된 레이저 다이오드 어레이(300)와, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사된 레이저광을 스크린(500)으로 반사시키는 다각형 반사판(400)과, 상기 다각형 반사판(400)에서 반사된 레이저광에 의해 그 표면에 영상이 표현되는 스크린(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 제 1 실시예는, 상기 레이저 다이오드 어레이는, 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 각 레이저 다이오드 유닛(620)들을 고정시키는 레이저 다이오드 고정 홀더(610)와; 레이저 다이오드(621)에서 투사되는 레이저광이 가상의 일촛점 상으로 모이도록 그 투사각을 조정하기 위한 스프링(622), 레이저 다이오드(621)의 투사각을 조정한 후 상기 스프링(622)을 고정시키기 위한 레이저광 투사각 조정 나사(623) 및 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(621)로 구성된 레이저 다이오드 유닛(620)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 제 2 실시예는, 상기 레이저 다이오드 어레이는, 각 레이저 다이오드(711)에서 발사되는 레이저광들이 가상의 일촛점 상으로 모이도록, 전체적으로 활모양으로 휘어진 형태로 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛(710)들로 구성된 것이 바람직하다. 이때, 상기 레이저 다이오드 유닛(710)은, 다각형 반사판(720)으로 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(711)와, 상기 레이저 다이오드(711)를 고정시킴과 동시에 레이저광 발사와 관련한 여러 가지 전기적 신호를 상기 레이저 다이오드(711)로 전송하기 위한 고정 홀더(712)로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 고안의 제 3 실시예는, 상기 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛들과 서로 엇갈리는 모양이 되도록 배열된 타열의 레이저 다이오드 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 타열의 레이저 다이오드 유닛들은 상기 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛들 사이의 중앙에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 다각형 반사판(400)은 다각형으로 이루어진 거울로 되어 있는 것이 바람직하며, 상기 가상의 일촛점이 그 표면 상에 형성되는 위치에 장착되어, 그 종측 길이는 그 표면 상에 상기 가상의 일촛점이 형성될 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
본 고안의 제 4 실시예는, 상기 다각형 반사판(920)은 상기 가상의 일촛점이 형성되는 위치 전면에 장착되어 있는 것이 바람직하다.
따라서, 본 고안에 의하면, 스크린의 위치가 기준 거리보다 가까워지거나 다소 멀어진다 하더라도 스크린 상에 그려지는 문자, 영상 등의 종횡비를 일정하게 유지할 수 있고, 다각형 반사판의 종측 길이를 줄일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치에 대해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치의 구성도이다.
본 고안에 의한 디스플레이 장치는, 크게, PC(100) 등에서 입력된 영상 데이터에 따라 영상을 스크린에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생시키는 메인 제어부(200)와, 상기 메인 제어부(200)에서 발생된 데이터에 따라 가상의 일촛점(f) 상으로 레이저광이 모이도록 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖고 레이저광을 투사하도록 배열된 레이저 다이오드 어레이(300)와, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사된 레이저광을 스크린(500)으로 반사시키는 다각형 반사판(400)과, 상기 다각형 반사판(400)에서 반사된 레이저광에 의해 그 표면에 영상이 표현되는 스크린(500)으로 구성된다.
이들 중, 상기 메인 제어부(200)는, PC(100)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 메인 메모리(230)와, 다각형 반사판(400)의 위치를 알기 위해 모터(410)의 위치 및 회전각을 감지하기 위한 한 엔코더(240)와, 상기 엔코더(240)에서 검출된 모터의 위치 및 회전각에 대한 정보와 메인 제어부 프로세서(220)로부터 전송받은 데이터를 바탕으로 스크린(500) 상의 원하는 위치에 영상이 투사되도록 모터(410)의 회전을 제어하는 모터 드라이버(250)와, 상기 메인 제어부 프로세서(220)에서 전송받은 데이터에 따라 레이저 다이오드 어레이(300)를 구성하는 각각의 레이저 다이오드들이 충분히 발광되도록 레이저 다이오드들에 전력을 공급하는 역할을 하는 레이저 다이오드 드라이버(260)로 구성된다.
한편, 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이(300)는 가상의 일촛점(f) 상으로 레이저광이 모이도록 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖고 레이저광을 투사하도록 그 레이저 다이오드들이 배열되어 있다. 즉, 종래의 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 레이저 다이오드들은 스크린 상에 수직으로 레이저광이 입사되도록 수평면에 대해 평행하게 레이저광을 투사하도록 구성되어 있으나, 본 원 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이(300)를 구성하는 레이저 다이오드들은 투사된 레이저광이 가상의 일촛점(f) 상에 모일 수 있도록 서로 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖도록 구성되어 있다.
즉, 도 1의 종래의 디스플레이 장치의 경우, 레이저 다이오드 어레이(도 1의 22)에서 발사되는 모든 레이저광들이 거울(도 1의 24)면에 수직으로 입사된 후 다시 반사되어 스크린(도 1의 30) 상에 수직으로 투사되도록 상기 레이저 다이오드 어레이(도 1의 22)를 구성하는 각 레이저 다이오드들은 수평면에 대해 평행하도록 장착되어 있으나, 본 고안에 의한 디스플레이 장치의 경우, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사되는 레이저광들이 가상의 일촛점(f) 상에 모두 모일 수 있도록 레이저광이 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖도록 발사될 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사된 레이저광은 다각형 반사판(400)에서 반사된 후 스크린(500) 상으로 투사될 때, 스크린 면에 대해 수직으로 투사되던 종래와 달리, 임의의 투사각을 갖고 투사된다.
도 4를 참조하면, 레이저 다이오드 어레이(300)를 구성하는 각 레이저 다이오드들은 레이저 다이오드 어레이(300)의 상단부에서 중앙부로 갈수록 수평면(a)에 대한 레이저광의 투사각(α)이 조금씩 작아지도록 장착되어 있음을 알 수 있다. 상기 레이저 다이오드 어레이(300)를 구성하는 레이저 다이오드들 중 상단부에서 첫번째에 위치하는 제 1 레이저 다이오드(310)와 상단부에서 두번째에 위치하는 제 2 레이저 다이오드(311)는 그 투사각이 각각 α1과 α2가 되도록 장착되어, 상기 제 1 레이저 다이오드(310)에서 발사되는 레이저광과 상기 제 2 레이저 다이오드(311)에서 발사되는 레이저광은 가상의 공간에 형성된 일촛점(f)에서 만난다. 이때, 상기 α1은 α2 보다 더 큰 값이다.
전술한 바와 같은 원리로, 도시되지는 않았지만, 레이저 다이오드 어레이(300)의 상단부에서 그 중앙부로 갈수록 상기 투사각(α)은 점점 작아지고, 마침내 중앙부에서는 거의 수평면과 평행하도록(α ≒ 0)된 후, 다시 레이저 다이오드 어레이(300)의 하단부로 갈수록 상기 투사각(α)은 점점 커진다. 즉, 레이저 다이오드 어레이(300)의 중앙부를 기준으로 그 상단부의 투사각과 그 하단부의 투사각이 대칭을 이루도록 구성된다. 따라서, 각 레이저 다이오드에서 발사되는 레이저광들은 가상의 공간에서 일촛점(f)을 형성한다. 이때, 도 4는 레이저 다이오드 어레이(300)에서 투사된 레이저광들이 다각형 반사판(400) 상에 일촛점(f)을 형성하는 경우를 도시하였다.
이때, 상기 레이저 다이오드 어레이(300)에 있어서 미설명된 도면부호 "320"은 레이저 다이오드 어레이(300)에 장착되는 각 레이저 다이오드들을 고정시키는 레이저 다이오드 고정 홀더(holder)를, "330"은 레이저 다이오드들의 투사각을 임의로 조정하는 것을 가능하게 하는 스프링(spring)을, 그리고 "340"은 레이저 다이오들의 투사각을 맞춘 후 상기 스프링(330)을 고정시키기 위한 레이저광 투사각 조정 나사를 나타내는 것으로, 계속해서 소개되는 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
한편, 다각형 반사판(400)은 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사되는 레이저광을 스크린(500)으로 반사시키기 위한 장치로, 그 하단부에 장착된 모터(410)의 작용에 의해 회전하는데, 상기 모터(410)는 모터 드라이버(250)의 제어에 의해 작동한다.
다각형 반사판(400)은 예컨대, 여러 평면 거울들(예컨대, 8각 반사판의 경우, 여덞개의 평면 거울, 16각 반사판의 경우, 열여섯개의 평면 거울)로 이루어져 있으며, 이들 중 하나의 반사판으로 발사된 레이저광은 그 표면에서 반사된 후 스크린(500)으로 투사되는데, 상기 다각형 반사판(400)은 회전 상태에 있으므로 레이저광은 상기 스크린(500) 상에 횡측으로 길게 투사된다(도 2의 (a) 또는 (b) 참조). 이때, 상기 다각형 반사판(400)이 8각인 경우엔, 스크린(500)에 광원(즉, 다각형 반사판(400)에 투사된 레이저광의 촛점)으로부터 90도에 걸쳐 횡측 길이로 레이저광이 투사되고(시야각 90도), 상기 다각형 반사판(400)이 16각인 경우엔, 스크린(500)에 광원으로부터 45도(시야각 45도)에 걸쳐 횡측 길이로 레이저광이 투사된다. 상기 다각형 반사판(400)을 몇각형으로 제조할 것인지는, 광고판(즉, 스크린)의 크기, 광고판에 그려질 문자, 영상 등을 고려하여 결정하는데, 통상, 시야각(광원으로 부터 레이저광이 투사되는 최대 횡측각)은 720 / 각수에 의해 결정된다.
도 5는 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치를 사용하여 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를 나타낸 도면들로, (a)는 광원으로 부터 기준 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를, (b)는 광원으로 부터 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우의 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 광원, 즉 다각형 반사판(400)으로부터 기준 거리(L1)보다 먼 거리(L2)에 위치한 평면 스크린(500b) 상에 투사되는 레이저광의 횡측 길이(a')는 다각형 반사판(400)으로부터 기준 거리(L1)에 위치한 평면 스크린(500a) 상에 투사되는 레이저광의 횡측 길이(a) 보다 더 크다. 즉, 스크린에 투사되는 레이저광의 횡측 길이는 스크린이 광원으로부터 멀어질수록 더욱 길어진다는 것을 알 수 있다.
이때, 상기 도면들에 의하면, 광원, 즉 다각형 반사판(400)으로부터 기준 거리(L1)보다 먼 거리(L2)에 위치한 평면 스크린(500b) 상에 투사되는 레이저광의 종측 길이(b') 또한 다각형 반사판(400)으로 부터 기준 거리(L1)에 위치한 평면 스크린(500a) 상에 투사되는 레이저광의 종측 길이(b) 보다 더 커진다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 고안에 의하면, 스크린에 투사되는 레이저광의 종측 길이 또한 스크린이 광원으로부터 멀어질수록 조금씩 길어지므로, 디스플레이 장치로부터 스크린의 위치를 다소 변경한다 하더라도 스크린에 나타나는 문자, 화상 등은 일정한 종횡비를 갖게된다.
이는, 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 각 레이저 다이오드들이 다각형 반사판(400)으로 레이저광을 발사할 때, 가상의 공간에 일촛점을 형성하도록 수평면으로부터 각기 다른 투사각을 갖도록 발사되기 때문이다. 따라서, 다각형 반사판(400)으로부터 스크린의 위치가 다소 가까워지거나 멀어진다 하더라도, 스크린의 종측으로 투사되는 레이저광 또한 스크린의 횡측으로 투사되는 레이저광과 같이 일정한 각을 갖고 스크린으로 투사되기 때문에, 결과적으로 스크린에 나타나는 문자, 화상 등의 종횡비는 스크린의 위치가 달라진다 하더라도 일정하게 유지된다.
도 6은 본 고안에 의한 디스플레이 장치에 의해 스크린에 투사된 문자를 도시한 도면들로서, (a)는 기준 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자, (b)는 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자의 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 기준 거리에 위치한 스크린(500a)에 투사된 문자와, 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린(500b)에 투사된 문자는 일정한 종횡비를 가지고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치에 의하면, 레이저 다이오드 어레이에서 발사되는 레이저광들이 가상의 공간에 하나의 촛점을 형성하도록 상기 레이저 다이오드 어레이를 구성함으로써 스크린의 위치가 기준 거리보다 가까워지거나 다소 멀어진다 하더라도 스크린 상에 그려지는 문자, 영상 등의 종횡비를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 레이저 다이오드 어레이에서 발사된 레이저광들이 다각형 반사판(400) 상에 하나의 촛점을 형성할 수 있도록 다각형 반사판(400)을 설치하는 경우, 종래와 같이 레이저 다이오드 어레이의 수직 길이에 대응하여 다각형 반사판도 종측으로 길게 형성할 필요없이, 다각형 반사판(400)의 종측 길이를 그 표면 상에 상기 가상의 일촛점이 형성될 수 있을 정도의 최소 크기로 축소할 수 있다.
도 7은 본 고안의 제 1 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다.
본 고안의 제 1 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이(600)는, 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 각 레이저 다이오드 유닛(620)들을 고정시키는 레이저 다이오드 고정 홀더(holder)(610)와, 레이저 다이오드(621)에서 투사되는 레이저광이 가상의 일촛점 상으로 모이도록 그 투사각을 조정하기 위한 스프링(spring)(622), 레이저 다이오드(621)의 투사각을 맞춘 후 상기 스프링(622)을 고정시키기 위한 레이저광 투사각 조정 나사(623), 다각형 반사판(630)의 하나의 촛점으로 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(621)로 구성된 레이저 다이오드 유닛(unit)(620)으로 구성된다.
본 실시예의 특징은, 상기 레이저 다이오드 고정 홀더(610)는 수평면에 대해 수직을 이루도록 되어 있는 반면, 레이저 다이오드 유닛(620)을 구성하는 각 레이저 다이오드(621)들의 투사각이 상기 스프링(622)과 레이저광 투사각 조정 나사(623)에 의해 조정된 상태이다. 따라서, 레이저 다이오드(621)에서 발사된 레이저광은 다각형 반사판(630) 상에 하나의 촛점을 형성한다.
도 8은 본 고안의 제 2 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다.
본 고안의 제 2 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이(700)는, 레이저 다이오드 유닛(도 7의 620)이 레이저 다이오드 고정 홀더(610) 상에 일렬로 장착되어 있는 상기 제 1 실시예와는 달리, 레이저 다이오드 어레이(700)를 구성하는 각 레이저 다이오드 유닛(710)들이 서로 분리된 채 수직으로 나열되어 있는 것이 특징이다.
상기 레이저 다이오드 유닛(710)은, 다각형 반사판(720)으로 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(711)와, 상기 레이저 다이오드(711)를 고정시킴과 동시에 레이저광 발사와 관련한 여러 가지 전기적 신호를 상기 레이저 다이오드(711)로 전송하기 위한 고정 홀더(712)로 구성되어 있다. 이때, 상기 고정 홀더(712)는 레이저 다이오드 어레이(700)를 구성하는 각각의 레이저 다이오드(711)들에서 발사되는 레이저광들이 가상의 공간에 하나의 촛점을 형성할 수 있도록 전체적으로 활모양으로 상,하가 대칭적으로 휘어진 형태로 배열되어 있다.
도 9는 본 고안의 제 3 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면으로, 레이저 다이오드 어레이가 2열로 배치되어 있는 경우를 도시한다.
제 1 열의 레이저 다이오드 어레이(810)에 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛(812)들과 제 2 열의 레이저 다이오드 어레이(820)에 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛(822) 서로 엇갈리는 모양이 되도록 배치되어 있는데, 제 2 열의 레이저 다이오드 어레이(820)에 배열된 레이저 다이오드 유닛(822)들은 상기 제 2 열의 레이저 다이오드 어레이(812)에 배열된 레이저 다이오드 유닛(812)들 사이의 중앙에 위치하도록 배치되어 있다.
본 고안의 제 3 실시예에 의하면, 스크린 상에 표현되는 영상의 해상도를 하나의 레이저 다이오드 어레이만을 사용할 때 보다 두배로 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 예컨대, 하나의 레이저 다이오드 어레이에 약 64개의 레이저 다이오드 유닛을 배열하는 경우, 스크린은 64열의 레이저광 라인만을 가지고 영상을 표현하여야 하나, 도 9와 같이 레이저 다이오드 어레이를 추가적으로 구비하는 경우, 스크린은 128열의 레이저광 라인으로 영상을 표현할 수 있으므로 결과적으로 스크린에 표현되는 영상의 해상도를 두배로 향상시키는 결과를 얻을 수 있다. 이때, 도면 부호 "830"은 다각형 반사판을 의미한다.
도 10은 본 고안의 제 4 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면으로, 다각형 반사판(920)을 가상의 일촛점(f)이 형성되는 위치 전면에 배치한 경우를 도시한다.
다각형 반사판을 가상의 일촛점(f) 상에 형성하던 다른 실시예와는 달리, 본 실시예에서는 상기 다각형 반사판(920)을 가상의 일촛점(f)이 형성되는 위치 전면에 배치하였다. 이 경우, 레이저 다이오드 어레이에서 투사되는 레이저광을 스크린으로 반사시켜야 하는 역할을 충분하게 수행하기 위해, 상기 다각형 반사판(920)의 종측 크기는 다각형 반사판을 가상의 일촛점(f)이 형성되는 위치에 배치하던 다른 실시예에서의 종측 크기보다 더 커진다.
그러나, 본 실시예에 의하면, 다각형 반사판(920)과 레이저 다이오드 어레이 사이의 거리를 다른 실시예에서보다 줄일 수 있으므로(다른 실시예에서는 다각형 반사판과 레이저 다이오드 어레이 사이의 거리가 촛점 거리 만큼 유지되어야 한다), 디스플레이 장치의 전체적인 크기를 효율적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
이때, 도 10에 있어서, 도면 부호 "910"은 레이저 다이오드 유닛을, 도면 부호 "911"은 레이저 다이오드(711)를, 그리고 도면 부호 "912"는 고정 홀더를 의미한다.
본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치에 의하면, 레이저 다이오드 어레이에서 발사되는 레이저광들이 다각형 반사판 상에서 하나의 촛점을 형성하도록 상기 레이저 다이오드 어레이를 구성함으로써 스크린의 위치가 기준 거리보다 가까워지거나 다소 멀어진다 하더라도 스크린 상에 그려지는 문자, 영상 등의 종횡비를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 레이저 다이오드 어레이에서 발사된 레이저광들이 다각형 반사판 상의 하나의 촛점에서 반사되므로, 종래와 같이 레이저 다이오드 어레이의 수직 길이에 대응하여 다각형 반사판도 수직으로 길게 형성할 필요가 없으므로, 결과적으로 디스플레이 장치의 크기를 종래 보다 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 2는 광원에서 90도에 걸쳐서 1도 간격으로 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를 나타낸 도면들로, (a)는 광원으로 부터 기준 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를, (b)는 광원으로 부터 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우의 도면이다.
도 3은 종래의 디스플레이 장치에 의해 스크린에 투사된 문자를 도시한 도면들로서, (a)는 기준 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자, (b)는 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자의 도면이다.
도 4는 본 고안에 의한 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 5는 본 고안에 의한 디스플레이 장치를 사용하여 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를 나타낸 도면들로, (a)는 광원으로 부터 기준 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우를, (b)는 광원으로 부터 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 평면 스크린 상에 레이저광을 투사한 경우의 도면이다.
도 6은 본 고안에 의한 디스플레이 장치에 의해 스크린에 투사된 문자를 도시한 도면들로서, (a)는 기준 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자, (b)는 기준 거리보다 먼 거리에 위치한 스크린에 나타나는 문자의 도면이다.
도 7은 본 고안의 제 1 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다.
도 8은 본 고안의 제 2 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다.
도 9는 본 고안의 제 3 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다
도 10은 본 고안의 제 4 실시예에 의한 레이저 다이오드 어레이를 도시한 도면이다
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : PC 200 : 메인 제어부
210 : 통신회로 220 : 메인 제어부 프로세서
230 : 메인 메모리 240 : 엔코더
250 : 모터 드라이버 260 : 레이저다이오드 드라이버
300 : 레이저 다이오드 어레이 310, 311 : 레이저 다이오드
320 : 레이저 다이오드 고정 홀더 330 : 스프링
340 : 레이저광 투사각 조정 나사 400 : 다각형 반사판
410 : 모터 500 : 스크린
620, 710 : 레이저 다이오드 유닛 712 : 고정 홀더

Claims (10)

  1. PC(100) 등에서 입력된 영상 데이터에 따라 영상을 스크린에 디스플레이하기 위한 데이터 및 제어신호를 발생시키는 메인 제어부(200);
    상기 메인 제어부(200)에서 발생된 데이터에 따라 가상의 일촛점 상으로 레이저광이 모이도록 수평면에 대해 임의의 투사각을 갖고 레이저광을 투사하도록 배열된 레이저 다이오드 어레이(300);
    상기 레이저 다이오드 어레이(300)에서 발사된 레이저광을 스크린(500)으로 반사시키는 다각형 반사판(400); 및
    상기 다각형 반사판(400)에서 반사된 레이저광에 의해 그 표면에 영상이 표현되는 스크린(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 어레이는, 레이저 다이오드 어레이를 구성하는 각 레이저 다이오드 유닛(620)들을 고정시키는 레이저 다이오드 고정 홀더(610)와; 레이저 다이오드(621)에서 투사되는 레이저광이 가상의 일촛점 상으로 모이도록 그 투사각을 조정하기 위한 스프링(622), 레이저 다이오드(621)의 투사각을 조정한 후 상기 스프링(622)을 고정시키기 위한 레이저광 투사각 조정 나사(623) 및 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(621)로 구성된 레이저 다이오드 유닛(620)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 어레이는, 각 레이저 다이오드(711)에서 발사되는 레이저광들이 가상의 일촛점 상으로 모이도록, 전체적으로 활모양으로 휘어진 형태로 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛(710)들로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 유닛(710)은, 다각형 반사판(720)으로 레이저광을 발사하는 레이저 다이오드(711)와, 상기 레이저 다이오드(711)를 고정시킴과 동시에 레이저광 발사와 관련한 여러 가지 전기적 신호를 상기 레이저 다이오드(711)로 전송하기 위한 고정 홀더(712)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛들과 서로 엇갈리는 모양이 되도록 배열된 타열의 레이저 다이오드 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타열의 레이저 다이오드 유닛들은 상기 일렬로 배열된 다수의 레이저 다이오드 유닛들 사이의 중앙에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다각형 반사판(400)은 다각형으로 이루어진 거울로 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다각형 반사판(400)은 상기 가상의 일촛점이 그 표면 상에 형성되는 위치에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다각형 반사판(400)의 종측 길이는 그 표면 상에 상기 가상의 일촛점이 형성될 수 있을 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다각형 반사판(920)은 상기 가상의 일촛점이 형성되는 위치 전면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 어레이를 구비한 디스플레이 장치.
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