KR20110057168A - Ｍｅｍｓ 주사 디스플레이 시스템용 왜곡 보정 광학기 - Google Patents

Ｍｅｍｓ 주사 디스플레이 시스템용 왜곡 보정 광학기 Download PDF

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KR20110057168A
KR20110057168A KR1020117006438A KR20117006438A KR20110057168A KR 20110057168 A KR20110057168 A KR 20110057168A KR 1020117006438 A KR1020117006438 A KR 1020117006438A KR 20117006438 A KR20117006438 A KR 20117006438A KR 20110057168 A KR20110057168 A KR 20110057168A
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wedge
optics
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KR1020117006438A
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조슈아 엠. 허드만
조슈아 오. 밀러
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마이크로비젼, 인코퍼레이티드
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Abstract

간략하게, 하나 이상의 실시예들에 의하면, MEMS주사 디스플레이 시스템(100) 내의 MEMS 스캐너(scanner)(114) 뒤에 쇄기(wedge)(210)를 배치하여, 원뿔형 주사(scan cone)의 방향을 바꿈과 동시에 이미지(image)를 신장 및/또는 압축하여, 주사 프로젝터(projector)들에서의 고유한 왜곡을 감소 또는 제거해 주는데, 여기서, 왜곡은 이축(off axis) 입력빔 및 주사거울(scanning mirror)로부터 이미지 평면까지의 변환에 의해 원인이 되는 주사빔의 궤적의 결과이다.

Description

ＭＥＭＳ 주사 디스플레이 시스템용 왜곡 보정 광학기{DISTORTION ALTERING OPTICS FOR MEMS SCANNING DISPLAY SYSTEMS OR THE LIKE}
통상적으로, 초소형전자기계 시스템(Microelectromechanical system: MEMS) 주사 디스플레이 시스템들은 사용되는 공급 방법의 결과로서 그리고 또한 MEMS 주사거울을 사용하여 극좌표계에서 생성되는 이미지를 이미지 평면에서 직각좌표계를 사용하는 이미지로 변환하기 때문에 자연적으로 발생하는 왜곡을 가질 수도 있다. 여기서 왜곡은 이축 입력빔에 의해 그리고 주사거울로부터 이미지 평면으로의 변환에 의해 원인이 되는 주사빔의 궤적의 결과이다. 표준광학시스템들과 달리, 렌즈는 일반적으로 MEMS 주사거울 뒤에 위치될 수 없다. 왜냐하면 그러한 배열은 주사 시스템이 무한 초점을 갖지 못하게 하기 때문이다.
청구요지는 명세서의 결론부에서 구체적으로 명시하여 명확히 청구한다. 그러나 그러한 요지는 첨부도면을 참조하는 다음과 같은 상세한 설명을 읽어보면 잘 이해될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 MEMS를 기재로한 주사빔 디스플레이를 나타내는 도면;
도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기의 측면도;
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기의 평면도;
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 빔각(beam angle)에 대한 디스플레이의 소자들의 상대각을 나타내는 주사빔 디스플레이를 나타내는 도면;
도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기를 사용하는 주사빔 디스플레이의 등각투상도;
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기를 사용하는 주사빔 디스플레이의 측면도;
도 7은 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기를 사용하는 주사빔 디스플레이의 평면도;
도 8은 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기를 통한 이미지 왜곡의 보정을 나타내는 도면.
설명의 간략성과 명확성을 위해, 도면에 나타낸 소자들은 실제 크기가 아님을 이해해야 한다. 예컨데, 명확히 하기 위해 일부 소자들의 칫수가 다른 소자들에 비해 과장될 수도 있으며, 도면에서 반복되는 참조번호는 상응하거나 유사한 소자들을 나타낸다.
이하의 상세한 설명에서는, 다수의 구체적인 상세 설명들이 언급되는데, 이는 청구요지를 충분히 이해하기 위한 것이다. 청구요지는 이들에 관한 구체적인 상세 설명없이 실행될 수도 있음을 본 분야에 숙련자는 이해할 것이다. 다른 사례들에서는 공지된 방법들, 절차, 부품 및/또는 회로들에 대하여 상세히 설명하지 않는다.
하기 설명 및/또는 청구범위에서는, 그들의 파생물과 더불어 "결합" 및/또는 "연결"이라는 용어들을 사용할 수도 있다. 구체적인 실시예들에서, 둘이상의 소자들이 서로간에 직접 물리적이거나 전기적인 접촉이 있음을 나타내기 위해 "연결"이라는 용어를 사용할 수도 있다. "결합"이라는 용어는 둘이상의 소자들이 직접 물리적 및/또는 전기적 접촉이 있음을 의미한다. 그러나 "결합"이라는 용어는 또한 둘이상의 소자들이 서로 직접 접촉하지 않고 서로 협력하거나 상호작용하는 것을 의미한다. 예컨데, "결합"은 둘이상의 소자들이 서로 접촉하지 않지만 다른 소자나 중간 소자들을 통하여 함께 간접적으로 결합됨을 의미한다. 마지막으로 "위(on)", "위에 있는(overlying)" 및 "위에(over)"라는 용어는 이하의 설명과 청구범위에서 사용될 수도 있다. "위", "위에 있는" 및 "위에"를 사용하여 둘이상의 소자들이 서로 물리적으로 직접 접촉하지 않음을 나타낼 수도 있다. 그러나 "위에"는 한 소자가 다른 소자위에 있지만 서로 접촉하지 않고 두 소자들 간에 다른 소자나 소자들이 있음을 뜻한다. 또한, "및/또는" 이라는 용어는 "및"을 의미하기도 하고 "또는"을 의미하기도 하며, "배타적 또는"을 의미하기도 하며, "하나"를 의미하기도 하고, "일부"를 의미하기도 하지만, "전부"를 의미하지는 않으며, "이도저도 아님"을 의미할 수도 있고, 및/또는 청구요지의 범위가 이러한 것으로 제한되지는 않지만, "둘다"를 의미할 수도 있다. 하기 설명 및/또는 청구범위에서 파생어들과 더불어 "포함한다(comprise)" 와 "포함한다(include)""라는 용어가 사용될 수도 있으나 서로 동의어인 것으로 본다.
이제 도 1을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 따른 초소형 전자기계 시스템(MEMS)을 기재로 하는 주사빔 디스플레이에 관한 도면을 설명한다. 도 1은 설명할 목적으로 주사빔 디스플레이 시스템을 도시하였지만, 주사빔 이미지 시스템으로서, 다른 타입의 이미지 시스템들이 하나 이상의 실시예들에 이용될 수도 있으며, 및/또는 다른 방법으로 바코드 스캐너(bar code scanner) 또는 디지탈 카메라와 같은 이미지 시스템들이 마찬가지로 하나 이상의 실시예들에 따라 사용될 수 있으며, 또한 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지 않음을 주지하여야 한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 주사빔 디스플레이(100)는 광원(110)을 포함하는데, 이 광원은 레이저 등과 같은 레이저 광원으로서, 레이저빔을 포함하는 빔(112)을 방출할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 광원은 적, 녹, 청 광원들을 갖는 컬러 시스템에서와 같은 2이상의 광원들을 포함할 수도 있으며, 여기서 광원들로부터의 빔들은 단일빔으로 조합될 수도 있다. 빔(112)은 초소형 전자기계 시스템(MEMS)을 기재로하는 스캐너 등을 포함하는 주사 플랫폼(scanning platform)(114) 상에 충돌한 다음, 주사거울(116)을 이탈 반사하여, 제어되는 출력빔(124)을 생성한다. 하나 이상의 다른 방법에 의한 실시예들에 있어서, 주사 플랫폼(114)은 회절광학격자, 이동광학격자, 광밸브, 회전거울, 스핀닝실리콘장치(spinning silicon device)들, 비행스폿프로젝터(flying spot projector)들 또는 기타 유사한 주사 장치들 또는 이동광투사장치들을 포함할 수도 있으며, 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 수평구동회로(118) 및/또는 수직구동회로(120)는 주사거울(116)이 편향되는 방향을 수정하여 출력빔(124)이 주사빔(126)을 생성하게 한다. 그에 의해 예컨데 투사 표면 및/또는 이미지 평면 상에 표시 이미지(128)를 생성한다. 비록 주사빔(126)이 한 특정 실시예에서 일예로서 도 1에 도시된 바와 같이 라스터 주사(raster scan)를 포함할 수도 있지만, 투사빔은 라스터 주사로 제한될 필요가 없고, 다른 주사빔 패턴들이 마찬가지로 사용될 수도 있으며, 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지 않는다. 일반적으로, 어떠한 주사빔 이미지라도 생성될 수 있다. 디스플레이 제어기(122)는 표시 이미지의 픽셀(pixel) 정보를 주사 플랫폼(114)에 동기하여 레이저 변조로 변환함으로써 수평구동회로(118) 및 수직구동회로(120)를 제어하여, 주사빔(126) 및/또는 어떠한 주사빔 패턴에서나 출력빔(124)의 위치에 기초한 표시 이미지(128)로서 이미지 정보를 기입하고, 또한 그 이미지내의 상응하는 픽셀에서의 상응하는 강도 및/또는 컬러정보를 기입한다. 디스플레이 제어기(122)는 또한 주사빔 디스플레이(100)의 기타 여러 기능들을 제어할 수도 있다.
2차원 이미지를 생성 또는 캡쳐(capture; 포착) 하도록 2차원 주사를 하기 위한 하나 이상의 실시예들에 있어서, 고속 주사축은 주사빔(126)의 수평방향을 말하며, 또한 저속 주사축은 주사빔(126)의 수직방향을 말한다. 주사거울(116)은 상대적으로 더높은 주파수에서 수평으로 또한 상대적으로 더 낮은 주파수에서 수직으로 출력빔(124)을 소거(sweep)할 수도 있다. 그 결과는 레이저빔(124)의 주사 궤적으로서, 주사빔(126) 및/또는 일반적으로 어떠한 주사빔 패턴으로든지 결과된다. 그러나 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지 않는다.
이제 도 2 및 도 3을 참조하면서, 하나 이상의 실시예들에 따른 쇄기형 광학기의 측면도 및 평면도를 설명한다. 하나 이상의 실시예들에서 쇄기형 광학기(210)를 사용하여 도 1에 보인 바와 같은 주사빔 디스플레이(100)에 의해 생성되는 이미지를 보정할 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서 쇄기형 광학기(210)를 사용하여 주사빔 디스플레이 또는 이미지 시스템들에서 고유하게 결과될 수도 있는 주사 플랫폼(114)에 의해 생성되는 이미지에서의 왜곡을 감소 또는 제거할 수도 있다. 여기서 왜곡은 이축 입력빔에 의해 원인이되는 주사빔의 궤적 및 주사거울로부터 이미지 평면까지의 변형의 결과이다. 또 다른 방법으로, 예컨데, 본원에 의하면 왜곡을 증가시키거나 또는 나누어 주고 싶은 경우, 쇄기형 광학기(210)를 사용하여 주사 플랫폼(114)에 의해 생성되는 이미지에서 일정량의 왜곡을 증가시키거나 나누어 줄 수도 있다. 일반적으로 쇄기형 광학기(210)를 사용하여 주사 플랫폼(114)에 의해 생성되거나 획득되는 이미지의 왜곡에 대해 일정한 보정을 제공할 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 쇄기형 광학기(210)가 일반적으로 제1 표면 또는 평면(212)이 제2 표면 또는 평면(214)에 대해 비평행각(non-parallel angle)으로 배치되는 광학소자를 포함하거나 또는 광학소자들의 조합을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 그러한 쇄기형 광학기(210)의 배열들이 원뿔대(frusturn), 피라미드, 원뿔체(cone) 등과 같은 프리즘 또는 유사형상의 광학기를 포함할 수도 있으며, 및/또는 다른 방법으로 쇄기형 광학기(210)가 제1 표면(212)을 실현하기 위한 유리 또는 기타 광학재료의 제1 창(pane)과 제2 표면(214)을 실현하기 위한 유리 또는 기타 광학재료의 제2 창을 포함할 수도 있으며, 청구요지의 범위가 이러한 관점들로 제한되지는 않는다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 주사 플랫폼(114)에 의해 반사 및/또는 생성되는 출력빔(124)은 쇄기형 광학기(210)를 통과하도록 직행한 다음, 출력빔(124) 광선의 적어도 일부의 광선방향을 바꿔서 쇄기형 광학기(210)로 부터 나오는 출사빔(216)을 제어할 수도 있다. 그러한 배열에서 쇄기형 광학기(210)는 주사 플랫폼(114)에 의해 생성 및/또는 주사되는 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다. 일 실시예들에서는, 쇄기형 광학기(210)가 이미지의 왜곡을 적어도 한 칫수 내에서 보정할 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 실시예들에서는, 쇄기형 광학기가 2이상의 칫수 내에서 및/또는 2이상의 축을 따라서 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다. 그러한 왜곡 보정의 한 예가 아래에 도 8을 참조하여 도시 및 기술되어 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 쇄기형 광학기(210)의 제1 표면(212)이 쇄기형 광학기(210)의 제2 표면에 대하여 배치되는 각도가 주사 플랫폼(114)에 의해 주사 또는 방향전환되는 입력빔(112)의 공급각도에 적어도 부분적으로 기초될 수도 있다. 그에 더하여, 아래의 도 4에서 도해된 바와 같이, 쇄기형 광학기는 예컨데 디스플레이 시스템(100)의 소자들의 배열에 따르는 주사빔 플랫폼(114)의 반사면 또는 주사평면에 대해 일정각도로 배치될 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 비록 쇄기형 광학기가 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 공급된 후의 광로 내에 배치되는 것으로 도 2 및 도 3에 도시되어 있지만, 하나 이상의 또 다른 실시예들에서는, 쇄기형 광학기가 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 공급되기 전의 광로 내에 배치될 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 예컨데, 제1 표면(212)이 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 도달하기 전의 광로 내에 배치되는 경우와 제2 표면(213)이 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 도달한 후의 광로 내에 배치되는 경우, 쇄기형 광학기가 적어도 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 공급되기 전의 부분에 및/또는 적어도 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)에 공급된 후의 부분에 배치될 수도 있다. 그러나 이 예들은 단지 쇄기형 광학기가 배치될 수도 있는 경우의 예들로서, 청구요지의 범위가 이러한 관점들로 제한되지는 않는다. 도 2에 도시된 바와 같은 하나 이상의 실시예들에 있어서, 제2 쇄기형 광학기(218)는 쇄기형 광학기(210)에 더하여 그리고 그와 조합하여 사용될 수도 있다. 2이상의 쇄기형 광학기들을 조합하여 사용하면 더 최적의 투사 이미지를 제공할 수 있다. 예컨대, 제1 쇄기형 광학기(210)는 투사 이미지에서의 모든 왜곡 교정을 최상으로 또는 실질적으로 제공할 수 있다. 그러나 적-녹-청(RGB) 프로젝터들과 같은 다중색 프로젝터들에 있어서, 그러한 왜곡 교정 및/또는 조정은 또한 왜곡을 교정 및/또는 조정하는 축을 따라 색수차(chromatic aberration)를 생성할 수도 있다. 여기서, 축은 예를 들어 도 8에 관하여 아래에 도시되고 설명된 바와 같은 스마일 왜곡(smile distorsion)을 교정하기 위한 Y-축일 수 있다. 그러한 실시예들에서는, 제2 쇄기형 광학기(218)가 제1 쇄기형 광학기(210)에 의해 생성되는 색수차를 교정 및/또는 조정하기 위해 사용될 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 제1 쇄기형 광학기(210)에 의해 생성되는 색수차가 투사 이미지의 전기적인 픽셀 x 픽셀 조정만을 통하여 최소한 부분적으로 또는 전체적으로 교정 및/또는 조정될 수도 있으며, 또는 제2 쇄기형 광학기(218)를 통한 색수차의 최소한의 교정 및/또는 조정과 조합하여 교정 및/또는 조정될 수도 있다. 제1 쇄기형 광학기(210)에 의해 생성되는 색수차를 교정 및/또는 조정하기 위해 제2 쇄기형 광학기(218)가 사용되는 실시예들에서는, 제2 쇄기형 광학기(218)가 제1 쇄기형 광학기(210)보다 상이한 굴절률을 갖는 반대의 쇄기형 광학기를 포함할 수도 있다. 그러한 제2 쇄기형 광학기(218)는 또한 제1 쇄기형 광학기의 쇄기각(wedge angle) 보다 상이한 쇄기각을 가질 수도 있다. 제2 쇄기형 광학기의 쇄기각은 제1 쇄기형 광학기의 쇄기각에 대하여 조정될 수도 있으며, 또는 반대로, 색수차의 교정 및/또는 조정에 대하여 최종 왜곡 교정 및/또는 조정을 최적화하도록 조정될 수도 있다. 일반적으로, 제2 쇄기형 광학기는 제1 쇄기형 광학기의 광학특성에 비해 반대 또는 효율적으로 반대의 광학특성을 가질 수도 있으며, 또한 예컨대, 제1 쇄기형 광학기(210)에 비해 더 낮은 굴절률 및/또는 더 높은 아베수(Abbe number: 역분산률)를 갖는 바와 같은 그러한 광학특성을 갖도록 설계된 크라운(crown) 및 납유리(flint glass)를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 제2 쇄기형 광학기(218)는 제1 쇄기형 광학기(210)와 동일 또는 거의 동일한 타입의 유리 또는 광학재료를 포함할 수도 있으며, 또한 제1 쇄기형 광학기(210)는 이미지 왜곡을 과교정 및/또는 과조정하도록 설계될 수도 있으며, 그 다음, 제2 쇄기형 광학기(218)는 예컨대, 제1 쇄기형 광학기(210)의 쇄기각보다 더 작은 쇄기각을 가짐으로써 더 적은 양만큼 왜곡을 뒤로 교정 및/또는 조정하도록 설계함으로써, 제1 쇄기형 광학기(210) 및 제2 쇄기형 광학기(218)의 조합으로 전체 원하는 왜곡 교정량 및/또는 조정량을 얻을 수도 있다. 일반적으로, 광학 왜곡 교정량 및/또는 조정량은 쇄기각들을 통하여 제어될 수 있으며, 색수차 교정 및/또는 조정은 굴절률과 같은 쇄기 재료특성을 통하여 제어될 수 있으며, 청구요지의 범위는 이러한 관점으로 제한되지는 않는다. 그 외에도, 하나 이상의 실시예들에서는, 제1 쇄기형 광학기(210) 및/또는 제2 쇄기형 광학기(218)중 하나 또는 양자 모두가 유사한 왜곡 교정 및/또는 조정 특성들 및/또는 색수차 교정 및/또는 조정 특성들을 갖는 다른 광학소자들로 대치될 수도 있다. 예컨대, 다른 방법으로 제1 쇄기형 광학기(210) 및 제2 쇄기형 광학기(218)는 왜곡 그레이팅(grating) 또는 구배율 광학기(gradient index GRIN optic) 또는 다른 유사 광학 소자들을 포함할 수도 있으며, 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지는 않는다.
이제 도 4를 참조하여, 빔 각도에 대하여 디스플레이의 소자들의 상대각들을 나타내는 하나 이상의 실시예들에 의한 주사빔 디스플레이의 도면을 설명한다. 주사 플랫폼(114)은 반사면 또는 주사 플랫폼(114)의 주사 평면에 수직이 아닌 공급각도로 주사하도록 빔을 입수할 수도 있다. 다시 말해, 빔(112)의 공급각도는 주사 플랫폼(112)의 주사평면에 직각인 선에 대하여 "이축"으로 배치될 수도 있다. 또한, 주사 플랫폼(112) 자체는 수평기준평면에 대하여 및/또는 수평기준평면에 직각인 선에 대하여 일정 각도에 배치될 수도 있다. 마찬가지로 쇄기형 광학기(210)는 수평기준평면에 대하여 및/또는 수평기준평면에 직각인 선에 대하여, 또는 기준평면의 수직평면에 대하여 일정각도로 배치될 수도 있다. 하나 이상의 실시예들에서는, 주사되는 빔(112)이 주사 플랫폼(114)의 주사표면으로부터 약 12.5도의 이축 공급각도로 배치될 수도 있으며, 주사 플랫폼(114)이 수평기준평면으로부터 약 4도의 경사각으로 배치될 수도 있고, 그리고 쇄기형 광학기의 제1 면(212)이 일반적으로 수평기준평면에 직각으로 배치될 수도 있으며, 여기서 쇄기형 광학기의 제1 면(212)은 쇄기형 광학기의 제2 면(214)에 대하여 약 8.5도로 배치된다. 일반적으로, 쇄기형 광학기의 쇄기각도, 즉, 표면(212)과 표면(214) 간의 각도는 주사 플랫폼(114)에 입사되는 입력빔(112)의 공급각도의 함수의 적어도 일부분이다. 다른 방법으로, 쇄기형 광학기의 제2 면(214)은 일반적으로 수평기준평면에 직각으로 배치될 수도 있다. 그러한 배열에서는, 출력빔이 이미지 표면(410) 또는 이미지 평면을 횡단하여 주사될 때, 이미지가 쇄기형 광학기의 이용 없이 약 13% 왜곡을 가질 수도 있고, 그리고 쇄기형 광학기가 이용될 때 약 5% 왜곡을 가질 수도 있다. 따라서, 그러한 배열에서는, 하나 이상의 실시예들에서, 비록 청구요지의 범위가 이들 관점으로 제한되지는 않지만, 쇄기형 광학기를 사용하여 주사빔 디스플레이에서의 이미지 왜곡을 감소시킬 수도 있다. 이미지 왜곡을 보정하기 위해 쇄기형 광학기를 사용하는 주사빔 디스플레이의 한 예를 도 5, 도 6 및 도 7에 관한 아래의 설명에 나타낸다.
이제 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하여, 하나 이상의 실시예들에 의한 쇄기형 광학기를 사용하는 주사빔 디스플레이의 등대도, 측면도 및 평면도를 설명한다. 도 5, 도 6 및 도 7은 주사빔 디스플레이(100)가 단일의 모듈에 어떻게 실체적으로 실현될 수 있는지를 나타낸다. 여기서 단일 모듈이라 함은 셀룰러폰, 뮤직 및/또는 비디오 플레이어들, 모바일 컴퓨터들, 퍼스널 디스플레이 주변장치들 등과 같은 장치들을 보다 작은 형상계수로 이용될 수 있는 것을 말한다. 그러한 주사빔 디스플레이(100)의 배열에서, 주사 플랫폼(114)은 주사빔 디스플레이(100)의 모듈 내에 배치될 수도 있으며, 여기서 주사 플랫폼(114)을 나오는 출력빔(124)이 쇄기형 광학기를 통과함으로써 주사빔 디스플레이(100)를 나오는 출사빔(216)의 경로 또는 경로들을 보정할 수도 있고, 결국에는 최종 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수도 있다. 주사빔 디스플레이(100)가 이미징 유닛(imaging unit)을 포함하는 하나 이상의 실시예들에서는, 광선들의 방향이 쇄기형 광학기로 들어가는 광빔(216)의 광선들이 주사 플랫폼(114)을 통하여 캡쳐되는 이미지의 왜곡을 보정하기 위한 방향으로 보정될 수도 있다. 예컨대, 주사빔 디스플레이가 바코드 리더(bar code reader) 또는 카메라를 포함하는 그러한 이미징 유니트에서, 비록 청구요지의 범위가 이러한 관점들로 제한되지는 않지만, 도 1의 광원(110)은 광 검출기 또는 이미징 어레이(array)를 포함할 수도 있다. 따라서, 하나 이상의 실시예에서는 쇄기형 광학기가 표시되거나 또는 캡쳐되는 이미지에서의 왜곡을 보정 및/또는 감소 또는 교정할 수도 있다. 쇄기형 광학기가 주사빔 디스플레이에서의 키스톤 왜곡(keystone distortion) 또는 스마일 왜곡(smile distortion)을 감소시키거나 또는 제거할 수 있는 예가 도 8을 참조하여 이하에 설명된다.
이제 도 8을 참조하여 하나 이상의 실시예들에 의한 쇄기형 광학기를 통한 이미지 왜곡의 보정에 대하여 설명한다. 도 8에 도시된 바와 같이 이미지(800)는 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같은 주사빔 디스플레이(100)에 의해 표시될 수도 있다. 이미지(800)가 빔을 주사 플랫폼(114)에 축 이탈하여 공급하는 결과에 의해 이미지 왜곡을 가질 수도 있다. 여기서 왜곡은 이축 입력빔에 의해 그리고 주사거울로부터 이미지 평면까지의 변환에 의해 원인이 되는 주사빔의 궤적의 결과이다. 그러한 이축빔 공급으로 인한 이미지 왜곡에 의해 키스톤 또는 스마일 왜곡으로 호칭되는 이미지(800)의 배열(802)은 사각형이 되지 않을 수도 있다. 그러한 이미지 왜곡은 이미지(800)가 평탄면 상에 실제로 투사될 때 구형표면 상에 투사되는 사각형 이미지에서의 변경과 유사하다. 또한, 스마일 왜곡은 극좌표들로부터 직각선좌표들 또는 직교좌표들로 이미지 데이터(image data)를 리맵핑(remapping)한 결과에 의한 리맵핑 왜곡으로서 호칭될 수도 있으며, 여기서 리맵핑 왜곡은 입력빔(112)이 주사 플랫폼(114)로부터 이축으로 공급되는 각도의 함수이다. 하나 이상의 실시예들에서, 쇄기형 광학기는 주사 플랫폼(114)이 입력빔(112)에 의해 이축으로 공급될 때 그러한 이미지 왜곡을 교정하여 상술한 바와 같은 쇄기형 광학기의 표면(214)에 대하여 일반적으로 쇄기형상 배열의 표면(212)을 통하여 일반적으로 사각, 직각선 진열의 이미지(800)가 결과될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 도 8에 도시된 바와 같은 그러한 스마일 왜곡의 한 예는 쇄기형 광학기가 사용되지 않을 때 이미지(800)의 약 13%의 왜곡을 나타낼 수도 있다. 주사빔 디스플레이(100) 내에 쇄기형 광학기를 사용함으로써, 비록 청구요지의 범위가 이러한 관점으로 제한되지는 않지만 왜곡이 약 5% 이하로 감소될 수도 있다.
비록 청구요지가 어느 정도 구체적으로 설명되었지만, 그의 소자들은 청구요지의 정신 및/또는 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 기술 분야에서 숙련자에 의해 변경될 수도 있음을 이해할 것이다. MEMS 주사 디스플레이 시스템들 등 및/또는 수많은 그의 사용장치들을 위한 왜곡 보정 쇄기형 광학기에 관계되는 요지는 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며 및/또는 청구요지의 범위 및/또는 정신으로부터 이탈하지 않거나 또는 그의 모든 재료적 장점을 희생하지 않는 범위 내에서 구성부품들의 형상, 구성 및/또는 배열에서 여러 보정이 가능함을 이해할 것이며, 앞에서 설명한 형상은 단지 그의 예시적인 실시예 일뿐이고 및/또는 그에 대한 실질적인 변경을 제공하지 않으며, 청구항들의 발명은 그러한 변경들을 총망라하고 및/또는 포함한다.

Claims (15)

  1. 주사 프랫폼(scanning platform)에 이축(off axis)으로 공급되는 입력빔(input beam)을 주사하여 주사빔 출력을 제공함으로써 투사 이미지(projected image)를 표시할 수 있는 주사 플랫폼과;
    적어도 하나 이상의 축들을 따르는 상기 투사 이미지의 왜곡으로서, 상기 이축 입력빔에 의해 그리고 주사거울로부터 이미지 평면까지의 변형에 의해 원인이 되는 주사빔의 궤적의 결과인 왜곡을 보정할 수 있는 광학소자를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수 있는 상기 광학소자는 왜곡격자(grating), 색인등급 광학기(GRIN optic) 또는 쇄기형 광학기 또는 그들의 조합을 포함하며, 상기 쇄기형 광학기는 프리즘(prism), 원추(cone), 피라미드(pyramid), 원뿔대(frustum) 또는 광학재료의 하나 이상의 표면 또는 그들의 조합을 포함하며, 상기 쇄기형 광학기는 제1 면과 상기 제1 면에 대해 비평행각으로 배치되는 제2 면을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수 있는 광학소자는 2이상의 광학소자들의 조합을 포함하는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 면에 대한 상기 제1 면의 비평행각은 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 대해 이축으로 공급되는 각도의 함수로서 선택되는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주사 플랫폼은 MEMS(microelectromechanical system) 스캐너(scanner), 회절광학격자(diffractive optic grating), 이동광학격자(moving optic grating), 광발브(light valve), 회전거울, 스핀닝 실리콘 장치(spinning silicon device) 또는 비행 스폿 프로젝터(flying spot projector) 또는 그들의 조합을 포함하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수 있는 상기 광학소자는 상기 투사 이미지에서 스마일(smile) 왜곡 또는 키스톤(keystone) 왜곡 또는 그들의 조합을 감소 또는 제거할 수 있는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수 있는 상기 광학소자는 상기 투사 이미지에서, 왜곡을 증가, 감소, 교정 또는 제거하거나, 또는 그의 조합들을 행할 수 있는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투사 이미지의 왜곡을 보정할 수 있는 상기 광학소자는 입력빔이 주사 플랫폼에 공급되기 전에 완전하게 또는 상기 입력빔이 주사 플랫폼에 공급되기 전에 적어도 부분적으로 배치되거나 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급된 후 완전하게 또는 상기 입력빔이 상기 주사 소자에 공급된 후 적어도 부분적으로 배치되거나, 또는 그의 조합들로 배치되는 장치.
  9. 주사용 입력빔으로서 광빔을 생성할 수 있는 광원과;
    주사 플랫폼에 이축으로 공급되는 입력빔을 주사하여 주사빔 출력을 제공함으로써 투사 이미지를 표시하는 상기 주사 플랫폼과;
    상기 주사 플랫폼과 상기 광원을 제어하여 상기 주사 플랫폼의 주사작용과 상기 광원의 수정에 응답하여 상기 투사 이미지를 생성하는 디스플레이 제어기와; 그리고
    상기 투사 이미지의 왜곡으로서, 상기 이축 입력빔에 의해 그리고 주사거울로부터 이미지 평면까지의 변형에 의해 원인이 되는 상기 주사빔의 궤적의 결과인 왜곡을 보정할 수 있는 쇄기형 광학기를 포함하며,
    상기 쇄기형 광학기는 제1 면과 상기 제1 면에 대해 비평핵각으로 베치되는 제2 면을 포함하는 주사빔 디스플레이.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 쇄기형 광학기는 프리즘(prism), 콘(cone), 피라미드(pyramid), 원추대(frustum) 또는 광학재료의 하나 이상의 면들, 또는 그들의 조합을 포함하는 주사빔 디스플레이.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 쇄기형 광학기는 2이상의 광학소자들을 조합하여 포함하는 주사빔 디스플레이.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 면에 대한 상기 제1 면의 비평행각이 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 이축으로 공급되는 각도의 함수로서 선택되는 주사빔 디스플레이.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 쇄기형 광학기는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급되기 전에 완전하게 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급되기 전에 적어도 부분적으로 배치되거나 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급된 후 완전하게 또는 상기 입력빔이 상기 주사 소자에 공급된 후 적어도 부분적으로 배치되거나 또는 그의 조합으로 배치되는 주사빔 디스플레이.
  14. 주사빔 디스플레이 내의 리매핑 왜곡(remapping distortion)을 보정하는 방법에 있어서,
    입력빔을 주사 플랫폼에 이축으로 주사하도록 공급하여 투사 이미지를 재현하는 주사패턴으로 출력빔을 생성하는 단계와;
    상기 입력빔 또는 출력빔 또는 그의 조합을 쇄기형 광학기를 사용하여 방향전환하고, 상기 투사 이미지의 리매핑 왜곡을 보정하되, 상기 이축 입력빔에 의해 그리고 주사거울로부터 이미지 평면까지의 변형에 의해 원인이 되는 상기 주사빔의 궤적의 결과인 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방향전환은 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급되기 전에 완전하게 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급되기 전에 적어도 부분적으로 상기 입력빔을 방향전환하거나 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급된 후 완전하게 또는 상기 입력빔이 상기 주사 플랫폼에 공급된 후 적어도 부분적으로 상기 출력빔을 방향전환하거나, 또는 그의 조합으로 방향전환하는 방법.
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