JP2004234001A - レーザディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザーディスプレイシステムにおいて、スクリーン上でのレーザの干渉に基づく斑点の発生を防止する。
【解決手段】レーザ４１１、４１２、４１３から発生した赤色光、緑色光及び青色光の特定波長を透過または反射させて、これを一つの光に合成する少なくとも一つ以上の フィルター４１４、４１５と、前記合成された光を再び順次に赤色光、緑色光及び青色光に分離する回転色分離器４３０と、前記分離した光を拡散させる ディフューザー４４０と、前記ディフューザーから進行する光を放射する照明機器４５０と、映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器から照射された光の量を調節して画像作り出すディスプレイパネル４６０と、前記映像信号が入力されて、前記回転色分離器４３０とディスプレイパネル４６０に出力される色領域とを一致させるコントローラ４９０を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイシステムに関するもので、特にレーザを光源として使うレーザディスプレイシステムに関するものである。

従来、プロジェクションディスプレイシステムの光源として ランプが使われたが、最近はランプにかわってレーザを使うレーザディスプレイシステムが開発されている。このようなディスプレイシステムについては図面を参照して説明する。

図７は、従来技術によるプロジェクションディスプレイシステムをあらわした構成図である。 ここに図示したように、前記プロジェクションディスプレイシステムは、光を発生するランプ１１０は、前記光を一方向に集中する反射器１２０と、映像信号に基づき前記反射器から進行する光量を調節して映像を作り出すディスプレイパネル１３０と、前記映像（Video）を拡大及び投射する投射機１４０と、 前記拡大された映像を表示するスクリーン１５０を含む。

このように構成された従来技術によるプロジェクションディスプレイシステムの動作は次の通りである。
先に、ランプ１１０から光が発生すれば、反射器１２０で前記光が一つの方向に集中される。この時、ディスプレイパネル１３０は一方向に集中された光の総量を調節して表示する。 ここで、前記ディスプレイパネル１３０は普通ＬＣＤ(liquid crystal Display)からなる。

その後、前記ディスプレイパネル１３０で作られた映像を投射機１４０で拡大して、前記拡大された映像をスクリーン１５０に表示する。
図８は、従来技術によるレーザディスプレイシステムを説明する構成図である。 ここに図示したように、前記プロジェクションディスプレイシステムは、光を発生するレーザ２１０と、前記光を次に説明するディスプレイパネルに 放射する照明機器(illuminating device)２２０と、映像信号に基づき前記照明機器２２０から照射される光量を調節して映像を作り出すディスプレイパネル２３０と、前記イメージを拡大及び投射する投射機２４０と、前記拡大された映像を表示するスクリーン２５０を含む。

図８の従来技術によるレーザディスプレイシステムは、図７に図示された プロジェクションディスプレイシステムと大きな差はないが、光源がレーザ２１０であるため、スクリーン２５０に表示される映像は、高解像度および高コントラスト比を有する。
図９は、従来技術による他のレーザディスプレイシステムを説明する構成図である。

図示されるように、このレーザディスプレイシステムは、光を発するレーザ３１０と、前記光を集束させる集束器３２０と、映像信号に基づき前記集束器３２０から伝達された光の透過量を調節するＡＯＭ(acousto-optic modulator)３３０と、前記ＡＯＭ３３０から投射される光を回転及び反射することで、前記映像信号の水平イメージを得る多角形（ポリゴン）ミラー３４０と、前記多角形ミラー３４０から進行する光を一定の角度で上下方向に繰り返して前記映像信号の垂直イメージを得る検流計３５０と、前記多角形ミラー３４０及び検流計３５０で得られたイメージを表示するスクリーン３６０を含む。

このように構成された従来技術による他のレーザディスプレイシステムの動作は、次のようである。 先ず、レーザ３１０は光を発し、集束器３２０は前記光を一方向に集束させる。 そうすれば、ＡＯＭ３３０は映像信号と連携した電気的信号によって前記集束された光の透過量を調節する。 多角形ミラー３４０は、前記光を回転及び反射することで前記映像信号の水平イメージを得て、検流計３５０は前記光を一定の角度で上下に繰り返して前記映像信号の垂直イメージを得る。従って、スクリーン３６０はこのように完成されたイメージを表示する。
このようなレーザディスプレイシステムは、映像の色相が鮮やかで純色に近く、色を再現する範囲が広くなり、コントラストが高くて鮮やかな映像が得られるという長所を持つ。

しかし、上述したような従来技術によるレーザを利用したディスプレイは、レーザ自体のコヒーレンス特性によってレーザの干渉現象が起き、画面上に小さな粒子がきらめくような斑点（ｓｐｅｃｋｌｅ）現象が発生して画質を低下させ、コントラストと解像度を低下させるという問題点があった。

本発明は、レーザ光の位相を任意に変更させてスクリーンに表示される斑点を効果的にとり除くレーザディスプレイシステムを提供することを目的とする。 このような目的を果たすために、本発明によるレーザディスプレイシステムは、少なくとも一つ以上のレーザを光源にするレーザディスプレイシステムにおいて、前記レーザから発生した赤色光、緑色光及び青色光の特定波長を透過または反射させて、これを一つの光として合成する少なくとも一つ以上のフィルターと、前記合成された光を再び順次、赤色光、 緑色光及び青色光に分離する回転色分離器と、前記分離した光を拡散させるディフューザーと、前記ディフューザーから進行する光を 放射する照明機器(illuminating device)と、映像信号の電気的信号が入力されてこれに基づき前記照明機器から照射された光量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネルと、前記映像信号にしたがって前記回転色分離器とディスプレイパネルから出力される色領域を一致させるコントローラを含むことを特徴とする。

この時、前記ディフューザーは前記分離した赤色光、緑色光及び青色光の進行角度を不規則に拡散させることを特徴とする。 また、前記回転色分離器の前面には色分離コーティング領域を形成し、後面には拡散剤コーティング領域を形成摺る。これら二つの領域は、一つのモーター回転軸で回転され、それによって前記色分離器及び前記ディフューザーを一つの部品で統合することを特徴とする。

一方、本発明による他のレーザディスプレイシステムは赤色、緑色及び青色の光を発するレーザを光源にするレーザディスプレイシステムにおいて、前記 レーザから発生した光を拡散させるディフューザーと、 前記拡散した光を放射する照明機器と、外部から映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器から照射された光の量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネルと、前記映像信号が入力されてこれを赤、緑、青の光に分離した後、該当する色のレーザを順次オン/オフにするコントローラを含むことを特徴とする。
ここで、前記ディフューザーは、前記赤、緑及び青の光の進行角度を不規則に拡散させることを特徴とする。

本発明によるレーザディスプレイシステムは、光源から出射する光の干渉をとり除くことで、スクリーンに表示される斑点をとり除いて明るく、且つ鮮やかであり、純色の映像を表示することができる効果がある。

以下、本発明の実施例を添付された図面を参考に説明する。
（実施形態１） 図１は、本発明の第１の実施形態によるレーザディスプレイシステムをあらわす構成図である。 図示するように、前記レーザディスプレイシステムは、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発する赤色レーザ４１１、緑色レーザ４１２及び青色レーザ４１３と、前記赤色光、 緑色光及び青色光の特定波長を透過または反射させてこれを一つの光に合成する第１及び第２フィルター４１４、４１５と、前記合成された光を再び順次赤色、緑色及び青色の光に分離する回転色分離器４３０と、前記分離した光を拡散させるディフューザー４４０と、前記ディフューザー４４０から進行する光を、以下に説明するディスプレイパネルに放射する照明機器(illuminating device)４５０と、以下に説明するコントローラから映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器から照射された光の量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネル４６０と、前記イメージを拡大及び投射する投射機４７０と、前記拡大したイメージを表示するスクリーン４８０と、映像信号が入力されて前記回転色分離器４３０とディスプレイパネル４６０から出力される色領域を一致させるコントローラ４９０を含む。

このように構成された本発明によるレーザディスプレイシステムの動作を添付された図面を参照して説明する。 まず、赤色レーザ４１１、緑色レーザ４１２及び青色レーザ４１３は、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発する。 そうすれば、前記第１フィルター４１４及び第２フィルター４１５は前記赤色、緑色、青色を白色光に合成する。 即ち、第１フィルター４１４は赤色光を透過させ、緑色光を反射させて黄色光に合成する。 また、第２フィルター４１５は前記黄色光を透過させ、青色光を反射させて白色光に合成する。

しかしながら、これは各光の進行方向と第１及び第２フィルター４１４、４１５の透過成分によってレーザ４１１、４１２、４１３の配置は変わり得る。 即ち、第１フィルター４１４が緑色光を透過させて青色光を反射させて空色の光を合成し、また第２フィルター４１５が前記空色の光を透過させて赤色光を反射させることで白色光を合成することができる。 以後、前記第１及び第２フィルター４１４、４１５から進行されてきた白色光は回転色分離器４３０を透過する。 この時、前記回転色分離器４３０は入射される白色光を赤、緑、青の光に順次に分離してディスプレイパネル４６０に進める。

前記過程を図２、図３Ａないし図３Ｂ及び図４Ａないし図４Ｄを参照して更に詳しく説明する。
ディスプレイパネル４６０を利用してカラー映像を得るためには、一つのイメージを赤、緑、青のそれぞれの色を表示する時間に分ける必要がある。それから、前記赤、緑、青を順次、一つの画面に表示する。 即ち、一つの画面の周期が６０Ｈｚで、赤、緑、青の各色を１/１８０秒間表示し、それによってカラー画面を表示する。

図２に図示するように、回転色分離器４３０は赤、緑、青の色を透過させることができる領域(Ｒ、Ｇ、Ｂ)に分けられており、回転色分離器４３０が回転しながら順次に赤、緑、青の各領域に白色光が放射されれば、該当する領域の色だけ透過される。 即ち、順次に前記赤色、緑色、青色が分離されてディフューザー４４０へ進む。
ディフューザー４４０は、回転色分離器４３０により分離した赤色光、緑色光及び青色光を拡散させて、これらの進行角度を不規則に拡散させる。この時、前記ディフューザー４４０が回転しながら前記光を透過させるため、これらの拡散程度が不規則になる。これによって、前記光の位相が不規則に変化するので光の干渉が除去される。 従って、画面上にきらめく干渉縞である斑点が発生しない。

この時、 図４Ａに図示したように、前記ディフューザー４４０と回転色分離器４３０を統合して一つの部品として構成可能である。即ち、回転色分離器４３０に 光を拡散させる拡散剤７２０を添加して、色分離と斑点除去を同時に具現することができる。 図４Ｂに図示したように、前記回転色分離器４３０の前面には色分離コーティング領域７３０を形成し、後面には拡散剤コーティング領域７４０を形成して、二つの層を一つのモーター回転軸７５０で回転させることで統合された一つの部品が実現される。

一方、ディスプレイパネル４６０は斑点が除去された赤、緑、青の各色が入力されて、一つのカラー映像で実現する。即ち、コンントローラ４９０は、映像信号が入力されて赤、緑及び青の色の信号で分離した後、 ディスプレイパネル４６０に前記色信号を進める。 そうすれば、ディスプレイパネル４６０は、順次に各色を表示して一つのカラー映像になるようにする。この時、回転色分離器４３０で分離された色の光とディスプレイパネル４６０に表現された色の光とを一致させるために、回転色分離器４３０にセンサー５４０を取り付けて、前記回転色分離器４３０で透過する光の色を感知した後、コントローラ４９０で該当する色の信号を前記ディスプレイパネル４６０に伝送する。
そうすると、回転色分離器４３０で分離した色の光とディスプレイパネル４６０で表示される色の光が同期して正確なカラー映像の実現が可能となる。

更に詳しく観察すれば、図３Ｂに図示したように、回転色分離器４３０を透過した光が照明機器４５０によってディスプレイパネル４６０に放射される。
この時、前記光は、単純に赤、緑、青の色領域に分けられている。 また、コントローラ４９０は、図３Ａに図示したような映像信号が(電気的信号として赤色、緑色、青色がまざっている)入力されて、図３Ｃに図示されたようなセンサー信号に同期して、前記映像信号をディスプレイパネル４６０に送られる。 これによって、ディスプレイパネル４６０に図６Ｄのようなカラー映像が実現される。即ち、回転色分離器４３０の色と等しい色の光が前記ディスプレイパネル４６０に表示される。以後、前記ディスプレイパネル４６０に実現された映像は、投射機４７０によって拡大/投射されてスクリーン４８０にディスプレイされる。
(実施形態２）

図５は、本発明の第２の実施形態によるレーザディスプレイシステムをあらわす構成図である。 図示するように、前記 レーザディスプレイシステムは、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発生する赤色 レーザ８１１、緑色レーザ８１２ 及び青色レーザ８１３と、前記 赤色光、緑色光及び青色光を拡散させるディフューザー８２０と、前記拡散した光を次に説明するディスプレイパネルに放射する照明機器(illuminating device)８３０と、次に説明するコントローラから映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器８３０から照射された光の量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネル８４０と、前記イメージを拡大及びプロゼクシングする投射機８５０と、前記拡大されたイメージを表示するスクリーン８６０と、 映像信号を入力されてこれを赤、緑、青に分離した後、該当する色のレーザ８１１、８１２、８１３を順次にオン／オフにするコントローラ８７０を含む。

このように構成された本発明によるレーザディスプレイシステムの動作を添付された図面を参照して説明する。
まず、赤色レーザ８１１、緑色レーザ８１２及び青色レーザ８１３はコントローラ８７０からのオン/オフによって赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ順次に発する。そうすれば、ディフューザー８２０は発生した赤色光、緑色光及び青色光を拡散させて、これらの進行角度を不規則に拡散させる。この時、前記ディフューザー８２０が回転しながら前記光を透過するので、これらの拡散程度が不規則になる。これによって、前記光の位相が不規則に変化するので、光の干渉が除去される。従って、画面上にきらめく干渉縞である斑点が発生しない。

前記ディフューザー８２０を通過した白色光は、照明機器８３０によってディスプレイパネル８４０に放射される。これを図６Ａないし図６Ｅを参照して説明する。
コントローラ８７０は図６Ａに図示したような映像信号(電気的信号として赤色、緑色、青色の色が混ざっている)が入力されて、これを赤、緑及び青の色の信号で分離させた後、前記分離した信号を根拠にして、赤色 レーザ８１１、緑色レーザ８１２及び青色レーザ８１３を順次にオン／オフにすることでディスプレイパネル８４０に放射される光が、図６Ｂないし図６Ｄに図示したように、順次に出力されるようにコントロールする。 従って、ディスプレイパネル８４０に図６Ｄのようなカラー映像が実現される。 即ち、コントローラ８７０に入力される映像信号と等しい映像が、前記ディスプレイパネル８４０に表示される。

以後、前記ディスプレイパネル８４０に得られる映像は、投射機８５０によって拡大/投射されてスクリーン８６０に表示される。

以上、詳しく説明したように、本発明によるレーザディスプレイシステムは、光源から出射する光の干渉をとり除くことで、スクリーンに表示される斑点をとり除き、明るく、鮮やかで、純色の映像を表示することができる効果がある。

図１は、本発明の第１の実施形態によるレーザディスプレイシステムをあらわす構成図である。 図２は、本発明による回転色分離器を説明するための図面である。 図３（Ａ）ないし（Ｄ）は、本発明の第１の実施形態によるコントローラを説明するためのタイムチャートである。 図４（Ａ）および（Ｂ）は、本発明による回転色分離器の他の実施例をあらわす図面である。 図５は、本発明の第２の実施形態によるレーザディスプレイシステムをあらわす構成図である。 図６（Ａ）ないし（Ｅ）は、本発明の第２の実施形態によるコントローラを説明するためのタイムチャートである。 図７は、従来技術によるプロジェクションディスプレイシステムの構成図である。 図８は、従来技術によるレーザディスプレイシステムの構成図である。 図９は、従来技術による他のレーザディスプレイシステムの構成図である。

符号の説明

４１１ 赤色レーザ
４１２ 緑色 レーザ
４１３ 青色レーザ
４１４ 第１フィルター
４１５ 第２フィルター
４３０ 回転色分離器
４４０ ディフューザー
４５０ 照明機器
４６０ ディスプレイパネル
４７０ 投射機
４８０ スクリーン
４９０ コントローラ

Claims (9)

1. 少なくとも一つ以上のレーザを光源にするレーザディスプレイシステム において、
   前記レーザから発生した赤色光、緑色光及び青色光の特定波長を透過または反射させて、これを一つの光に合成する少なくとも一つ以上のフィルターと、
   前記合成された光を再び順次に赤色光、緑色光及び青色光に分離する回転色分離器と、
   前記分離した光を拡散させるディフューザーと、
   前記ディフューザーから進んだ光を放射する照明機器と、
   映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器から照射された光の量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネルと、
   前記映像信号が入力されて、前記回転色分離器とディスプレイパネルから出力される色領域を一致させるコントローラを含むことを特徴とするレーザディスプレイシステム。
2. 前記少なくとも一つ以上のフィルターは、
   前記赤色光を透過させ、緑色光を反射させて黄色光に合成する第１フィルターと、
   前記黄色光を透過させ、青色光を反射させる第２フィルターと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
3. 前記少なくとも一つ以上のフィルターは、
   緑色光を透過させて青色光を反射させて空色光に合成する第１フィルターと、
   前記空色光を透過させて赤色光を反射させる第２フィルターを含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
4. 前記回転色分離器は、
   赤、緑、青の光を透過させることができる領域に分けられていて、前記回転色分離器が回転しながら順次、赤、緑、青の各領域に白色光が放射されれば、該当領域の色だけ透過させることを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
5. 前記ディフューザーは、
   前記分離した赤色光、緑色光及び青色光の進行角度を不規則に拡散させることを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
6. 前記コントローラは、
   前記回転色分離器で透過される光の色を感知した後、前記感知された色に同期して該当色の信号を前記ディスプレイパネルに伝送することを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
7. 前記回転色分離器の前面には色分離コーティング領域を形成し、後面には拡散剤コーティング領域を形成して一つのモーター回転軸で回転させることで、前記回転色分離器及び前記ディフューザーを一つの部品で統合することを特徴とする請求項１に記載のレーザディスプレイシステム。
8. 赤、緑及び青色光を発生するレーザを光源にするレーザディスプレイシステム において、
   前記レーザから発生した光を拡散させるディフューザーと、
   前記拡散した光を放射する照明機器と、
   外部から映像信号の電気的信号が入力されて、これに基づき前記照明機器から照射された光の量を調節してイメージを作り出すディスプレイパネルと、
   前記映像信号が入力されてこれを 赤、緑、青の信号に分離した後、該当する色のレーザを順次オン/オフするコントローラを含むことを特徴とするレーザディスプレイシステム。
9. 前記ディフューザーは、
   前記赤、緑及び青色の光の進行角度を不規則に拡散させることを特徴とする請求項８に記載のレーザディスプレイシステム。
   

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