KR20040018294A

KR20040018294A - 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치

Info

Publication number: KR20040018294A
Application number: KR1020020049930A
Authority: KR
Inventors: 이용근; 강경훈
Original assignee: (주)해라시스템
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-03

Abstract

본 발명은 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치에 관한 것으로, 영상스크린의 크기를 조절하고 다양한 색상을 구현하는 표시장치이다. 본 발명은 광원을 2차 또는 3차원으로 배열하고 정렬된 광섬유를 이용하여 광원을 유도하므로 광정렬의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광섬유를 배열하는 평판에 굴곡을 형성하여 거리와 관계없이 원하는 영상의 크기를 구현할 수 있다.

Description

휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치{Portable Time Division Switching Display using Light Array}

본 발명은 표시장치(Display)에 관한 것으로, 특히 시분할 선형 광원 어레이를 특정한 속도로 스캐닝하여 영상을 구현하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치에 관한 것이다.

도 1은 기존의 옥외용 LED 표시장치를 나타낸 구성도로서, LED 보드(12)에 LED(10)가 배열되어 있고, 각 LED(10) 화소에는 여러 개의 LED(10)가 구성되어 있으며 각 LED(10) 화소 사이에 태양광으로 부터의 간섭을 막고 빛의 퍼짐을 방지하기 위한 격자 모양의 앞면 창(11)과 이들 LED(10)를 구동하기 위한 LED 구동보드(13)가 구성되어 있다.

LED 표시장치의 구동방식에는 스태틱(Static)과 다이나믹(Dynamic) 구동방식이 있다. 스태틱 구동방식은 각 LED마다 하나의 구동소자를 연결하여 해당 LED를 켜고자 하는 경우에는 해당 구동소자에 연속적으로 전류를 흘려주는 방식이고, 다이나믹 구동방식은 LED를 매트릭스 모양으로 배열하였을 때 그 가로변과 세로변에 해당하는 부분에 구동소자를 연결한 다음, 해당 LED를 켜고자 하는 경우에는 그 LED와 만나는 가로변 구동소자와 세로변 구동소자에 전류를 흘려주는 방식이다. 다만, 하나의 구동소자에는 여러 개의 LED가 연결되어 있으므로 각 구동소자는 각 LED에 대해서 한 프레임 중에 일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간슬롯에서 온 또는 오프하도록 한다.

LED 표시장치는 각각의 화소에 대응하는 수만큼 LED가 구비되어야 한다. 스태틱 방식의 경우에는 각각의 LED를 제어할 수 있도록 LED 수만큼의 구동소자가 소요되고, 다이나믹 방식의 경우에는 매트릭스의 가로변과 세로변에 해당하는 수 만큼의 구동소자가 구비되어야 하는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 시스템의 각 역할마다 모듈화하여 구조가 간단할 뿐만 아니라 소형화가 가능하며 다양한 색상의 영상 구현 및 영상 크기를 임의로 조절할 수 있어 장소의 제약을 받지 않고 소지 및 이동이 편리하고 유지보수가 간편한 표시장치를 제공에 있다.

도 1은 종래의 옥외용 LED 표시장치 구성도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 광원장치의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 다양한 색상을 구현하는 방법의 개략도

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 구성도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

22, 52 : 광원소자 모듈 23, 53 : 광섬유 어레이

25, 55 : 회전다면경 24, 54 : 조절 평판

26, 56 : 스크린 20, 21, 50, 51 : 제어시스템

30 : 광원 31 : 광섬유

32 : 렌즈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표시장치는 한 프레임의 영상을 라인 단위로 순차 표시하는 광원의 집합인 광원소자모듈과, 상기 광원소자모듈의 광원을 유도하는 광섬유 어레이와, 상기 광섬유 어레이의 발산각을 조절하여 구현 영상의 크기를 조절하는 발산각 조절 평판과, 상기 광섬유 어레이에서 출사된 광을 한 반사면 당 한 프레임의 화면이 재현될 수 있도록 임의의 결정된 속도로 회전 반사하는 회전다면경과, 상기 회전다면경에 의해 재현된 화면을 볼 수 있는 스크린, 및 일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간 슬롯에서 시분할로 광원의 온 또는 오프를 제어하는 제어시스템으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치 및 광원장치를 나타낸 구성도이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 표시장치는 각 광원(30)이 한 프레임의 영상을 라인 단위로 순차 표시하는 집합으로 2차원 또는 3차원 배열된 광원소자 모듈(22)에서 광원(30)이 출력되며 광섬유(31)에 의해서 광을 유도하고, 광섬유(31)로 구성된 광섬유 어레이(23)에서 출사된 광은 렌즈(32)에서 광의 크기(Beam Size)와 초점을 조절한 다음 광섬유(31)와 렌즈(32)를 1차원 배열하여 광의 광축이 평행하게 정렬, 고정시킨 조절 평판(24)을 통하여 평탄면으로 이루어진 회전다면경(25)에 반사되어 라인 단위로 이미지를 스캐닝하여 형광물질의 도포가 없이 칼라 색상의 광원을 표시하여 칼라 색상을 구현하는 스크린(26)에 재현된다. 노트북이나 PDA인 제어시스템(20, 21)에서는 스캐닝 속도에 맞추어 스크린(26) 화소에 해당하는 광원의 온 또는 오프를 일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간 슬롯에서 시분할로 제어한다.

여기서, 광원(30)은 레이저, 엘이디(LED), 레이저 다이오드(LD), RCLED(Resonant Cavity LED), VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 등을 사용하며, 하나의 예로서 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 것으로서 제어시스템에서 입력하는 정보에 따라 이미지 라인 광을 구성하고 있는 레이저 다이오드의 온 또는 오프를 제어하여 출사한다. 레이저는 직진성을 가지므로 광원에서 멀리 떨어진 위치에 스크린을 놓아도 화면이 재현될 수 있다.

하나 이상, 바람직하게는 1∼72개 정도의 반사면을 갖는 회전다면경(25)은 라인별로 입사하는 광의 시간에 따른 반사방향을 달리함으로써 전체적으로 하나의 완성된 화면을 재현하게 된다. 회전다면경(25)에는 구동장치인 회전모터가 설치되어 회전 속도를 조절함으로써 한 반사면 당 한 프레임의 화면이 재현된다. 이러한 광의 주사 방식은 레이저 프린터나 스캐너, 복사기 등에 널리 사용되고 있는 광 스캔 방식을 채택할 수 있다. 회전다면경(25)의 회전속도와 광원 어레이(23)의 온 또는 오프를 제어시스템(20, 21)을 통하여 시분할로 조절하여 스크린(26)에 표시하는 영상을 다양한 모양으로 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 색상을 구현하는 방법을 나타낸 개략도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 적색(42), 녹색(41), 청색(40)의 빛을 발하는 3개의 광원을 광섬유로 각각 유도하고 구현 영상의 한 라인을 표현하는 최종 광섬유에 각각의 광섬유가 합쳐져 하나의 광섬유로 통일하여 최종적으로 하나의 광원이 출사된다. 여기서 적, 녹, 청색 각각의 광원의 출력을 임의로 조절하면 다양한 색상을 표현할 수 있다. 이렇게 출사된 광원은 회전다면경(25)에 반사되고 반사된 광은 회전다면경(25)을 통하여 라인 단위로 이미지를 스캐닝하여 스크린(26)에 재현한다. 제어시스템(20, 21)에서는 스캐닝 속도에 맞추어 광원 어레이의 온 또는 오프를 일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간 슬롯에서 시분할로 제어한다. 이러한 광원의 구조는 결과적으로 칼라 영상표현을 위한 3개의 픽셀을 단일화하기 때문에 영상의 해상도를 매우 높게 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치를 나타낸 구성도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 소오스(Source)인 광원이 2차원 또는 3차원 배열로 구성된 광원소자모듈(52), 각각의 광원을 유도하기 위한 광섬유 어레이(53), 출사되는 광의 광축이 영상스크린의 크기에 따라 1차 배열된 광섬유와 렌즈를 소정의 각으로 정렬하여 발산할 수 있도록 정렬, 고정시키는 발산각 조절 평판(54), 일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간 슬롯에서 시분할로 광원의 온 또는 오프를 제어하는 제어시스템(50, 51), 광섬유 어레이(53)에서 출사된 광(라인상)을 한 반사면 당 한 프레임의 화면이 재현될 수 있도록 임의의 결정된 속도로 회전 반사하는 회전다면경(54) 및 회전다면경(55)에 의해 재현된 화면을 볼 수 있는 스크린(56)으로 구성되어 있다.

여기서, 조절 평판(54)은 스크린의 크기에 맞춰 광섬유와 렌즈의 발산각을 임의로 조절하여 정렬, 고정시킨다.

상기와 같은 본 발명은 시분할 광원 어레이 표시장치에서 시스템의 각 역할마다 모듈화를 하여 구조가 간단하고 소형화를 이룰 수 있으며 화면의 크기를 임의로 조절이 가능하고 유지보수가 편리하여 장소의 제약을 받지 않고 소지 및 이동이 간편하여 옥외광고판이나 전광판 및 발표, 세미나용 표시장치로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Claims

한 프레임의 영상을 라인 단위로 순차 표시하는 광원의 집합인 광원소자모듈과,

상기 광원소자모듈의 광원을 유도하는 광섬유 어레이와,

상기 광섬유 어레이의 발산각을 조절하여 구현 영상의 크기를 조절하는 발산각 조절 평판과,

상기 광섬유 어레이에서 출사된 광을 한 반사면 당 한 프레임의 화면이 재현될 수 있도록 임의의 결정된 속도로 회전 반사하는 회전다면경과,

상기 회전다면경에 의해 재현된 화면을 볼 수 있는 스크린, 및

일정 시간만큼씩 할당하여 해당되는 시간 슬롯에서 시분할로 광원의 온 또는 오프를 제어하는 제어시스템으로 이루어짐을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 광원은 광섬유로 유도하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제2항에 있어서,

상기 광섬유 끝부분에 출사되는 광원의 초점을 맞추기 위하여 렌즈가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 광원소자모듈은 광원을 2차원 또는 3차원으로 배열하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 광섬유 어레이는 적, 녹, 청색 파장을 하나의 광섬유로 각각 유도하여 한 광원으로 출사시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 조절 평판은 스크린의 크기에 맞춰 광섬유와 렌즈의 발산각을 임의로 조절하여 정렬, 고정시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 회전다면경은 1～72개의 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제7항에 있어서,

상기 회전다면경은 한 반사면 당 한 프레임의 화면이 재현되는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 스크린은 형광물질의 도포가 없이 칼라 색상의 광원을 표시하여 칼라색상을 구현하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시분할 광원 어레이 표시장치.