KR100188198B1

KR100188198B1 - 레이저 프로젝터의 광변조장치

Info

Publication number: KR100188198B1
Application number: KR1019940034980A
Authority: KR
Inventors: 임대영
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR960028371A

Abstract

본 발명은 레이저 프로젝터의 광변조장치에 관한 것으로, 광원(10)에서 조사되는 레이저광을 광도변조수단(20)에 의해 변조하고 그 변조된 광을 스캐너(30)에 의해 2차원 주사하여 투사렌즈(40)를 통해 스크린상에 투사하도록 된 레이저 프로젝터에서, 상기 광변조수단(20)은 상기 광변조수단(20)은 레이저광을 일정한 패턴으로 형상화하는 소오스 스톱부재(51)와, 제1필드렌즈(52)에 의해 소오스 스톱부재(51)를 투과한 광이 집광되는 경우 화상신호전압에 비례하여 광경로를 조절하는 광로조절부재(53), 상기 광로조절부재(53)에 의해 경로가 조절된 광을 집광시키는 제2필드렌즈(54), 상기 제2필드렌즈(54)에 의해 집광된 광을 스크린상에 투사되는 형태로 결상하는 투사 스톱부재(55)를 포함하여 구성되거나, PBS블럭(60)의 일측면과 다른 측면에 소오스 스톱부재(61)와 투사 스톱부재(72)를 패터닝 형성하는 한편 1/4λ파장판에 의한 편광부재(63)와 광로조절부재(65)를 갖추어 구성되도록 함으로써 광의 산란·간섭의 영향이 배재된 상태에서 광변조가 가능하게 되어 고효율의 광변조 및 그에 따른 고화질의 화상재현이 실현되도록 한 것이다.

Description

레이저 프로젝터의 광변조장치

제1도는 본 발명이 적용되는 레이저 프로젝터의 개략적인 구성을 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치의 광변조부재 구성을 설명하는 도면.

제3도는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치의 광변조부재를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광원 20 : 광변조부재

30 : 스캐너 40 : 투사렌즈

51 : 소오스스톱주재 52 : 제1필드렌즈

53 : 광로조절부재 54 : 제2필드렌즈

55 : 투사스톱부재 60 : PBS블럭

60a : 반사면 61 : 소오스스톱부재

62 : 투사스톱부재 63 : 1/4λ파장판

65 : 광로조절부재

본 발명은 레이저 프로젝터의 광변조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 프로젝터에 AMA(Actuated mirror array)장치를 채용하여 광원에서 방사되는 레이저광을 변조시키도록 된 레이저 프로젝터의 광변조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제한된 화면치수를 갖는 화상표시장치에서 제공되는 화상신호를 수취하여 비교적 대형화면으로 투사하는 프로젝터에 따르면, 고휘도의 백색광을 색분리하여 화상의 컬러성분을 얻어서 각 컬러성분에 대해 광변조를 행하여 화상을 재현하게 된다.

제1도는 레이저광을 이용하여 컬러화상을 스크린상에 투사하는 레이저 프로젝터의 개략적인 구성을 설명하는 도면으로, 참조부호 10은 레이저광을 방사하는 광원을 나타내고, 20은 그 광원에서 방사되는 광의 강도를 변조하는 광강도 변조부재를 나타내며, 30은 그 광강도 변조부재(20)에서 강도가 변조된 광을 X방향과 Y방향으로 2차원 주사하는 스캐너를 나타내고, 40은 그 스캐너(30)에서 스캐닝된 화상신호를 스크린(도시 생략)상에 투사하는 투사렌즈(즉, f-θ렌즈)를 나타낸다.

그러한 구성의 레이저 프로젝터에 의하면, 광원(10)에서 조사되는 광이 광강도 변조부재(20)에서 화상신호의 전압에 비례하여 강도변조되면 그 강도 변조된 광을 스캐너(30)에서 2차원 스캐닝을 행하게 되고, 그 스캐너(30)에 의해 2차원 스캐닝된 광이 투사렌즈(40)에 인가되어 스크린상에 투사됨으로써 컬러화상이 재현된다.

여기서, 상기 광강도 변조부재(20)의 일예에 따르면, 브래스셀(Rragg cell)과 같은 음향광학효과(Acoustooptic 效果)를 이용하는 소자가 채용되는바, 그 음향광학소자는 그 특성상 음파나 초음파로 매질을 변형시키면 광의 굴절률이 주기적으로 변화하는 효과를 보이게 되고, 그 효과에 기초하는 매질은 위상격자로서 작용하여 광이 회전되도록 작동하게 되며, 회절광의 강도와 회절각이 각 음파의 강도와 주파수에 의존하여 변화하는 성질을 이용하여 광의 전폭변조와 편향에 응용된다.

그러나, 그 음향광학소자는 프로젝터에서 광변조부재로 채용되는 경우 그 부피가 증대되고 반응속도가 느리기 때문에 고화질 화상의 구현에 부적절하며, 특히 광량 조절시 간섭패턴의 선택에 의해 효율이 저하되는 불리함이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 레이저 프로젝터에 AMA장치를 광강도 변조부재로서 채용하여 그 AMA장치의 광경로 변조형태에 의해 광을 변조시킴으로써 간섭패턴에 의한 영향 없이 고화질의 화상을 재현할 수 있도록 된 레이저 프로젝터의 광변조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 예에 따르면 광원에서 조사되는 레이저광을 광변조수단에 의해 변조하고 그 변조된 광을 스캐너에 의해 2차원 주사하여 투사렌즈를 통해 스크린상에 투사하도록 된 레이저 프로젝터에서, 상기 광변조수단은 레이저광을 일정한 패턴으로 형상화하는 소오스 스톱부재와, 소오스 스톱부재를 투과한 광이 제1필드렌즈에 의해 집광되는 경우 화상신호전압에 비례하여 광경로를 조절하는 광로조절부재, 그 광로조절부재에 의해 경로가 조절된 광을 집광시키는 제2필드렌즈, 그 제2필드렌즈에 의해 집광된 광을 스크린상에 투사되는 형태로 결상하는 투사 스톱부재를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 광로조절부재는 입사광을 화상신호전압에 비례하는 각도로 반사시키는 AMA장치로 구성된다.

더욱 바람직하게, 상기 소오스 스톱부재와 상기 제1l필드렌즈 사이의 간격과 상기 제1필드렌즈와 상기 광로조절부재 사이의 간격은 상호 균등하게 설정되고, 상기 광로조절부재와 상기 제2필드렌즈 사이의 간격과 그 제2필드렌즈와 상기 투사 스톱부재 사이의 간격도 상호 균등하게 설정된다.

따라서, 그와 같이 구성된 본 발명에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치에 의하면, 광원에서 방사되어 제1필드렌즈에서 일정한 패턴으로 형상화된 광을 AMA장치와 같은 광로조절부재를 이용하여 변조시킨 다음 제2필드렌즈와 투사 스톱부재에 의해 결상되도록 함으로써 광패턴의 상호 간섭작용없이 고효율의 광변조가 가능하게 된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치를 나타낸 도면으로, 동 도면에서 참조부호 50으로 표시된 광변조부재는 제1도에 도시된 광원(10)에서 조사되는 레이저광을 일정한 패턴으로 형상화하는 소오스 스톱부재(51)와, 소오스 스톱부재(51)를 투과한 광이 제1필드렌즈(52)에 의해 집광되는 화상신호전압에 비례하여 광경로를 조절하는 광로조절부재(53), 그 광로조절부재(53)에 의해 경로가 조절된 광을 집광시키는 제2필드렌즈(54), 그 제2필드렌즈(54)에 의해 집광된 광을 스크린상에 투사되는 형태로 결상하는 투사 스톱부재(55)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 소오스 스톱부재(51)와 상기 제1필드렌즈(52) 사이의 간격(d1)과 상기 제1필드렌즈(52)와 상기 광경로 조절부재(3) 사이의 간격(d2)은 상호 균등하게 설정되고, 상기 광경로 조절부재(53)와 상기 제2필드렌즈(54) 사이의 간격(d3)과 그 제2필드렌즈(54)와 상기 투사 스톱부재(55) 사이의 간격(d4)도 상호 균등하게 설정된다.

따라서, 상기 구성의 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치에서는 광원(10)에서 입사되어 소오스 스톱부재(51)에 의해 일정한 패턴으로 형상화된 광은 AMA장치에 의한 광로조절부재(52)에 인가되는 화상신호전압에 비례하여 그 광로조절부재(52)를 구성하는 AMA장치가 틸팅되고, 그 틸팅각도에 따라 투사 스톱부재(55)에 결상된 레이저 광의 프로파일은 d1=d2=f1, d3=d4=f2를 만족하도록 소오스스톱부재(51)와 제1필드렌즈(52), 광로조절부재(53), 제2필드렌즈(54) 및 투사스톱부재(55)를 배재하게 되면, d1=f1, d4=42의 경우 소오스스톱부재(51)에서의 광프로파일이 투사스톱부재(55)에 결상되는 한편, d2=f1, d3=f2의 경우 상기 광로조절부재(53)를 구성하는 AMA장치에서의 스폿사이즈(Spot Size)가 최소로 집광된다. 따라서, 그 광로조절부재(53)의 AMA장치의 틸팅정도에 따라 투사스톱부재(55)에 결상되는 비임프로파일이 시프트되므로, 투사 스톱부재(55)에 의해 광이 커팅되어 입력신호에 비례하는 출력의 광강도를 얻을 수 있게 된다.

제3도는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 광변조부재의 구성을 나타낸 도면으로, 제2도에 도시된 실시예에서는 광변조 부재가 다수의 부품점수를 개별적으로 집합한 형태의 구성이지만, 그 제3도에 도시된 광변조부재는 PBS블럭(60)의 일측 면에 상기 광원(10)에서 조사되는 레이저광을 일정한 패턴으로 형성화하기 위한 소오스 스톱부재(61)가 예컨대 코팅방법에 의해 형성되고, 그 PBS블럭(60)의 다른 면(즉, 스캐너(30)가 설치되는 면)에는 상기 투사 스톱부재(62)가 예컨대 코팅방법에 의해 형성된다. 그리고, PBS블럭(60)의 내측에는 상기 소오스 스톱부재(61)를 매개하여 입사되는 광을 편광시키는 편광면(60a)이 형성되고, 그러한 PBS블럭(60)의 후단에는 상기 소오스 스톱부재(61)를 매개하여 입사되어 그 PBS블럭(60)을 투과한 광을 편광시키는 1/4λ파장판(63)이 배설되고, 파장판(63)의 후단에는 필드렌즈(64)를 매개하여 상기 광의 경로를 조절하는 광로조절부재(65)가 설치되는 데, 그 광로조절부재(65)도 화상신호전압에 비례하는 화소구동전압을 제공하는 화상신호전압에 비례하는 각도로 반사시키는 엑츄에이터가 구비된 AMA장치로 구성된다.

따라서, 그와 같이 구성된 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치에서는 PBS블럭(60)의 일측 면에 패터닝 형성된 소오스 스톱부재(61)를 매개하여 광원(10)에서 방사된 광이 입사되면 그 광은 1/4λ파장판(63)을 통과하면서 그 편광방향이 회전된 다음 필드렌즈(64)에 의해 상기 AMA장치로 구성된 광로조절부재(65)에 입사되며, 그 광로조절부재(65)에 화상신호전압을 인가하게 되면 그 광로조절부재(65)를 구성하는 AMA장치의 엑츄에이터가 그 화상신호전압에 비례하여 틸팅하게 되고, 그 틸팅된 광이 액츄에이터의 반사미러에서 반사된 다음 상기 필드렌즈(64)와 파장판(63)을 매개하여 PBS블럭(60)에 재입사된다. 그 PBS블럭(60)의 반사면(60a)을 투과하여 상기 투사 스톱부재(62)측으로 진행된 다음 그 투사 스톱부재(62)에 의해 결상되고, 그 결상된 광이 스캐너(30)에 의해 2차원 스캐닝된 다음 프로젝트 젠즈(40)에서 스크린상에 투사됨으로써 컬러화상이 재현된다.

따라서, 이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터의 광변조장치에 의하면, AMA장치를 포함하는 광로조절부재에 화상신호전압을 인가하여 그 화상신호전압에 비례하여 광로가 조절되도록 함으로써 광변조를 행하게 되므로, 비교적 간단한 구성에 의해 광의 산란·간섭의 영향이 배제된 광강도 변조가 가능하게 되어 고효율의변조 및 그에 따른 고화질의 재현이 실현될 수 있게 된다.

Claims

광원(10)에서 조사되는 레이저광을 광변조수단(20)에 의해 강도변조하고 그 강도변조된 광을 X·Y 스캐너(30)에 의해 2차원 주사하여 투사렌즈(40)를 통해 스크린상에 투사하도록 된 레이저 프로젝터에 있어서, 상기 광변조수단(20)은 레이저광을 일정한 패턴으로 형상화하는 소오스 스톱부재(51)와, 상기 소오스 스톱부재(51)를 투과한 광이 제1필드렌즈(52)에 의해 집광되는 경우 화상신호전압에 비례하여 광로를 조절하는 광로조절부재(53), 상기 광로조절부재(53)에 의해 경로가 조절된 광을 집광시키는 제2필드렌즈(54), 상기 제2필드렌즈(54)에 의해 집광된 광을 스크린상에 투사되는 형태로 결상하는 투사 스톱부재(55)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.
제1항에 있어서, 상기 광로조절부재(53)는 입사광을 화상신호전압에 비례하는 각도로 반사시키는 AMA장치로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.
제1항에 있어서, 상기 소오스 스톱부재(51)와 상기 제1필드렌즈(52) 사이의 간격과 상기 제1필드렌즈(52)와 상기 광로조절부재(53) 사이의 간격은 상호 균등하게 설정되고, 상기 광로조절부재(53)와 상기 제2팔드렌즈(54) 사이의 간격과 그 제2필드렌즈(54)와 상기 투사 스톱부재(55) 사이의 간격도 상호 균등하게 설정된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.
광원(10)에서 조사되는 레이저광을 광변조수단(20)에 의해 강도변조하고 그 강도변조된 광을 X·Y 스캐너(30)에 의해 2차원 주사하여 투사렌즈(40)를 통해 스크린상에 투사하도록 된 레이저 프로젝터에 있어서, 상기 광변조수단(20)은 레이저광을 일정한 패턴으로 형상화하는 소오스 스톱부재(61)와, 상기 소오스 스톱부재(61)가 어느 일측 면에 패터닝 형성되고 다른 측면에 투사 스톱부재(62)가 패터닝 형성되어 광로조절된 광을 반사시키는 반사면(60a)을 갖춘 PBS블럭(60), 그 PBS블럭(60)을 투과한 상기 소오스 스톱부재(51)로부터의 광을 편광시키는 편광부재(63), 상기 편광부재(63)에 의해 편광된 광을 화상신호전압에 비례하여 경로조절하는 광로조절부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.
제4항에 있어서, 상기 편광부재(63)는 1/4λ파장판으로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.
제4항에 있어서, 상기 광로조절부재(64)는 AMA장치로 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝터의 광변조장치.