KR100421870B1 - pjojection display system - Google Patents
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Abstract
레이저를 이용한 투사형 표시 장치의 스펙클 제거에 관한 것으로서, 특히 상기 투사형 표시 장치에 광섬유와 진동 장치를 구비하며, 상기 광 섬유의 입사부와 출사부의 양 끝면이 광섬유의 광축에 대해 일정한 각도로 기울어진 면 형상을 갖으며, 상기 면 형상을 갖는 양 끝면에 광의 편광 방향에 따라 편광된 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키는 PBS층을 형성하고, 상기 진동 장치의 진동에 의해 상기 광섬유를 진동시켜 상기 광섬유 내에서의 광의 위상을 불규칙하게 변화시킴으로써, 광의 편광 방향을 유지하여 광 이용 효율과 광 출력을 증가시키고, 스펙클을 제거하여 밝고 어두운 반점이 없이 깨끗하며, 선명한 순색의 화상을 구현할 수 있다.In particular, the present invention relates to a speckle removal of a projection display device using a laser. In particular, the projection display device includes an optical fiber and a vibrating device, and both ends of the incidence part and the exit part of the optical fiber are inclined at an angle with respect to the optical axis of the optical fiber. And a PBS layer having a planar shape and selectively transmitting or reflecting polarized light according to the polarization direction of light on both end surfaces having the planar shape, and vibrating the optical fiber by vibration of the vibrating device to By irregularly changing the phase of the light at, the polarization direction of the light can be maintained to increase the light utilization efficiency and the light output, and the speckle can be removed to produce a clear, clear, pure color image without bright and dark spots.
Description
본 발명은 레이저를 이용한 표시 장치의 스펙클(speckle) 제거에 관한 것으로서, 특히 광 섬유를 이용하여 레이저 광의 위상을 조절하여 효과적으로 스펙클을 제거하는 투사형 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to speckle removal of a display device using a laser, and more particularly, to a projection display device for effectively removing speckle by adjusting a phase of a laser light using an optical fiber.
일반적으로 대형 화면을 구현하는 디스플레이 시스템으로써 작은 화면을 확대 투사하여 대형 화면을 표시하는 투사형 표시 장치(Projection Display System)가 있다.In general, a display system that implements a large screen includes a projection display system that displays a large screen by enlarging and projecting a small screen.
상기 투사형 표시 장치의 기본적인 구성은 도 1과 같다.The basic configuration of the projection display device is shown in FIG. 1.
즉, 광원인 램프(11)에서 발광된 빛이 반사경(12)에 의해 한쪽 방향으로 모아져 진행하게 되고 LCD 패널(13)과 같은 화상 표시 장치에 조사된다. 상기 LCD 패널(13)은 전기적 신호에 의해 빛의 투과율을 조절하여 영상을 표시하게 되고, 이 영상은 투사 광학계(14)에 의해 확대 투사되어 스크린(15)에 결상된다. 그러면, 사용자는 상기 스크린(15)에 결상된 영상을 앞쪽 또는 뒤쪽에서 감상하게 된다.That is, the light emitted from the lamp 11, which is the light source, is collected in one direction by the reflecting mirror 12 and travels, and is irradiated to an image display device such as the LCD panel 13. The LCD panel 13 displays an image by adjusting the transmittance of light by an electrical signal, which is enlarged and projected by the projection optical system 14 to form an image on the screen 15. Then, the user may watch the image formed on the screen 15 from the front or the rear.
한편, 광원으로 상기 램프 대신 레이저를 사용하는 투사형 표시 장치가 개발되고 있다.Meanwhile, a projection display device that uses a laser instead of the lamp as a light source has been developed.
상기 레이저를 광원으로 사용하면 색상이 선명하고 순색에 가까우며 색을 재현하는 범위가 넓은 장점이 있고 또한, 콘트라스트가 높아서 선명한 화상을 얻을 수 있다.When the laser is used as a light source, a color is vivid, close to pure color, and has a wide range of reproducing color, and high contrast allows a clear image to be obtained.
상기 레이저를 광원으로 사용하는 투사형 표시 장치의 구조는 도 2와 같다.The structure of the projection display device using the laser as a light source is shown in FIG.
도 2를 보면, 레이저(21)에서 발광된 레이저 광을 조명 광학계(22)에 의해 디스플레이 패널(23)에 조사시킨다.2, the laser light emitted from the laser 21 is irradiated to the display panel 23 by the illumination optical system 22.
상기 디스플레이 패널(23)은 전기적 신호에 의해 빛의 양을 조절하여 영상을 표시하고, 이 영상은 투사 광학계(24)에 의해 스크린(25)에 확대 투사되어 큰 화면으로 표시된다.The display panel 23 displays an image by adjusting the amount of light by an electrical signal, and the image is enlarged and projected on the screen 25 by the projection optical system 24 to be displayed on a large screen.
한편, 상기 레이저를 사용하는 투사형 표시 장치의 다른 예로서, 도 3과 같이 구성할 수 있다.On the other hand, as another example of the projection display device using the laser can be configured as shown in FIG.
도 3을 보면, 레이저(31)에서 발광된 광을 광학계(32)에 의해 AOM(33)에 집속시킨다. 상기 AOM(33)은 영상 신호와 연계된 전기적 신호에 의해 빛의 투과량을 조절하고, 상기 AOM(33)에 의해 조절된 레이저 광은 폴리곤 미러(polygon mirror)(34)로 진행한다. 상기 폴리곤 미러(34)는 회전하면서 광을 스캔하여 화면의 수평 이미지를 구현하게 된다. 그리고, 상기 폴리곤 미러(34)에서 반사된 광은 갈바노미터(galvanometer)(35)로 진행한다. 상기 갈바노미터(35)는 일정 각도를 상하로 반복 진행하면서 화면의 수직 이미지를 구현하게 된다. 즉, 상기 폴리곤 미러(34)와 갈바노미터(35)의 회전과 각도 조합에 의해 스크린(36) 위에 레이저 광을 스캔하여 화면을 표시하게 된다.3, light emitted from the laser 31 is focused on the AOM 33 by the optical system 32. The AOM 33 adjusts the amount of light transmitted by an electrical signal associated with an image signal, and the laser light controlled by the AOM 33 proceeds to a polygon mirror 34. The polygon mirror 34 rotates to scan light to implement a horizontal image of the screen. The light reflected by the polygon mirror 34 proceeds to a galvanometer 35. The galvanometer 35 implements a vertical image of the screen while repeating a predetermined angle up and down. That is, the laser beam is scanned on the screen 36 by the combination of the rotation and angle of the polygon mirror 34 and the galvanometer 35 to display a screen.
이러한 종래의 레이저를 이용한 투사형 표시 장치는 레이저를 사용함으로써, 색의 선명도를 높이고 색 재현성이 우수하며, 자연색에 가까운 영상을 표시할 수 있고 또한, 콘트라스트가 높아서 선명한 화질을 재현할 수가 있게 된다.Such a conventional projection type display device using a laser increases the sharpness of color, is excellent in color reproducibility, can display an image close to a natural color, and has a high contrast, so that a sharp image quality can be reproduced.
그러나, 상기 레이저가 갖고 있는 특성인 코히어런스(coherence)에 의해 레이저를 이용한 표시 장치에는 스크린 상에서 레이저의 간섭 현상이 일어나서 화면 상에서 작은 알갱이들이 반짝거리는 듯한 스펙클(speckle) 현상이 나타난다. 즉, 레이저 광은 규칙적인 위상을 갖는 특성을 갖고 있어서 서로 상쇄 보강 간섭 현상을 일으키는 스펙클 현상이 나타난다. 이러한 스펙클 현상은 화질을 저하시키는 요인으로써 콘트라스트와 해상도를 저하시키며, 상기 스펙클 현상이 나타나는 레이저 광을 광원으로 사용하는 표시 장치는 스크린 상에서 밝고 어두운 반점이 나타나는 문제점을 갖고 있다.However, due to coherence, which is a characteristic of the laser, the display device using the laser generates a laser interference phenomenon on the screen, causing a speckle phenomenon in which small grains are sparkling on the screen. In other words, the laser light has a characteristic that has a regular phase, so the speckle phenomenon that causes the mutually constructive interference interference phenomenon appears. The speckle phenomenon lowers the contrast and resolution as a factor of degrading the image quality, and a display device using the laser light having the speckle phenomenon as a light source has a problem of bright and dark spots appearing on the screen.
즉, 레이저를 이용한 디스플레이는 우수한 색과 화질을 구현할 수 있는 요소를 가지고 있으나 레이저 본래 성질에 의해 화질을 악화시키는 문제점도 가지고 있다.That is, a display using a laser has an element capable of realizing excellent color and image quality, but also has a problem of deteriorating the image quality due to the inherent properties of the laser.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저를 광원으로 사용하는 투사형 표시 장치에 광섬유를 이용함으로써, 화면에서 스펙클을 제거하고 광 이용 효율을 향상시켜서 밝고 선명하며 우수한 화질을 표시하는 투사형 표시 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a optical fiber in a projection display device using a laser as a light source, thereby removing speckle from the screen and improving light utilization efficiency, thereby making it bright, clear and excellent. The present invention provides a projection display device for displaying an image quality.
도 1은 램프 광원을 이용한 일반적인 투사형 표시 장치의 구성을 보인 도면1 is a view showing the configuration of a general projection display device using a lamp light source
도 2는 레이저 광원을 이용한 일반적인 투사형 표시 장치의 구성을 보인 도면2 is a diagram illustrating a configuration of a general projection display device using a laser light source.
도 3은 레이저 광원을 이용한 일반적인 투사형 표시 장치의 다른 구성을 보인 도면3 illustrates another configuration of a general projection display device using a laser light source.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 광원을 이용한 투사형 표시 장치의 구성을 보인 도면4 is a diagram illustrating a configuration of a projection display device using a laser light source according to the present invention.
도 5는 도 4의 광섬유를 이용하여 스펙클을 제거하는 예를 보인 도면5 is a diagram illustrating an example of removing speckle using the optical fiber of FIG.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
41 : 레이저 광원 42 : 조명 광학계41 laser light source 42 illumination optical system
43 : 광섬유 44 : 진동장치43: optical fiber 44: vibration device
45 : 조명 광학계 46 : 디스플레이 패널45: illumination optical system 46: display panel
47 : 투사 광학계 48 : 스크린47: projection optical system 48: screen
51 : 코아 52 : 클래딩51: core 52: cladding
53-1,53-2 : PBS층53-1,53-2: PBS layer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사형 표시 장치는, 일정한 편광 방향을 갖는 레이저 광을 발광하는 광원과, 상기 광원에서 발광하는 레이저 광을 집속하는 조명 광학계와, 상기 조명 광학계를 통해 입사되는 광을 전반사시켜 전송하는 광섬유와, 진동을 발생하여 상기 광섬유를 진동시킴에 의해 상기광섬유 내에서의 광의 위상을 불규칙하게 변화시키는 진동 장치와, 상기 광섬유를 통해 출사되는 광량을 전기적 신호에 의해 조절하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널와, 상기 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상을 스크린 상에 확대 투사하여 표시하는 투사 광학계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The projection display device according to the present invention for achieving the above object is a light source for emitting a laser light having a constant polarization direction, an illumination optical system for focusing the laser light emitted from the light source, and incident through the illumination optical system An optical signal for totally reflecting the transmitted light, a vibration device for generating a vibration and vibrating the optical fiber to irregularly change the phase of the light in the optical fiber, and controlling the amount of light emitted through the optical fiber by an electrical signal And a projection optical system configured to enlarge and project an image output through the display panel on the screen.
상기 광섬유는 입사부와 출사부의 양 끝면이 광섬유의 광축에 대해 일정한 각도로 기울어진 면 형상을 갖으며, 상기 면 형상을 갖는 양 끝면에 광의 편광 방향에 따라 편광된 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The optical fiber has a surface shape in which both end surfaces of the incidence portion and the emission portion are inclined at an angle with respect to the optical axis of the optical fiber, and selectively transmits or reflects polarized light according to the polarization direction of the light on both end surfaces having the surface shape. The polarizing beam splitter (PBS) layer is formed.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 투사형 표시 장치의 일 예를 보인 구성 블록도로서, 레이저 광원(41)과, 조명 광학계(42)와, 광을 전달해주는 광섬유(43)와, 상기 광 섬유(43)를 진동시키는 진동 장치(44)와, 상기 광 섬유(43)에서 출사되는 광을 집광하는 광학계(45)와, 전기적 신호에 의해 상기 광학계(45)를 통해 입사되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 패널(46)과, 상기 디스플레이 패널(46)에서 표시된 화상을 투사시키는 투사 광학계(47)와, 투사된 화상을 표시하는 스크린(48)으로 이루어진다.4 is a block diagram showing an example of a projection display device using a laser according to the present invention, which includes a laser light source 41, an illumination optical system 42, an optical fiber 43 for transmitting light, and the optical fiber Vibration device 44 for vibrating (43), optical system 45 for condensing the light emitted from the optical fiber 43, and the amount of light incident through the optical system 45 by the electrical signal is adjusted And a display panel 46 for displaying an image, a projection optical system 47 for projecting the image displayed on the display panel 46, and a screen 48 for displaying the projected image.
도 5는 편광 방향이 유지되면서 또한 스펙클을 제거하기 위한 광 섬유(43)와 진동 장치(44)의 상세 구성을 보인 도면으로서, 광 섬유(43)에 진동이 전달되면 광섬유에 굴곡을 일으키고 외부 압력이 가해져서 광섬유(43)에 스트레스가 발생한다. 이 스트레스로 인해 광섬유(43)는 국부적인 굴절률 변화를 일으킨다. 이러한 굴절률 변화에 의해 광섬유(43)를 지나는 광의 위상이 불규칙적으로 변하게 된다. 그리고, 이러한 불규칙한 위상 변화는 규칙적 위상에 의해 발생하는 광의 간섭 현상을 없앰으로써 스펙클을 제거한다.5 is a view showing the detailed configuration of the optical fiber 43 and the vibration device 44 to maintain the polarization direction and also to remove the speckle, when the vibration is transmitted to the optical fiber 43 causes bending to the optical fiber and the outside Pressure is applied to stress the optical fiber 43. This stress causes the optical fiber 43 to cause a local refractive index change. Due to such a change in refractive index, the phase of the light passing through the optical fiber 43 is changed irregularly. The irregular phase change eliminates speckle by eliminating interference of light caused by regular phases.
이때, 상기 광섬유(43)는 입력 편광과 동일한 출력 편광을 얻기 위하여 상기 광섬유(43)의 양 끝면에 편광 빔 스플리터(PBS)(53-1,53-2)를 형성한다.At this time, the optical fiber 43 forms polarization beam splitters (PBS) 53-1 and 53-2 on both end surfaces of the optical fiber 43 in order to obtain the same output polarization as the input polarization.
이를 위해, 상기 광섬유(43)는 입사부와 출사부의 양 끝면이 광섬유의 광축에 대해 일정한 각도로 기울어진 면 형상을 갖고 있다. 이러한 광섬유의 양 끝면에 PBS층(53-1,53-2)이 형성된다. 상기 PBS층(53-153-2)은 특정 편광 방향의 광은 투과시키고 다른 편광 방향의 광은 반사시키는 성질을 갖고 있으며, 상기 PBS층(53-1,53-2)은 박막 코팅이나 얇은 판 형상의 광학 부품으로 구성된다.To this end, the optical fiber 43 has a surface shape in which both end surfaces of the incidence portion and the emission portion are inclined at an angle with respect to the optical axis of the optical fiber. PBS layers 53-1 and 53-2 are formed on both end surfaces of the optical fiber. The PBS layers 53-153-2 have a property of transmitting light in a specific polarization direction and reflecting light in other polarization directions, and the PBS layers 53-1 and 53-2 are thin film coatings or thin plates. It consists of optical components of the shape.
이와 같이 구성된 본 발명은 레이저 광(41)에서 일정한 편광 방향을 갖는 레이저 광이 출사된다. 상기 레이저 광(41)은 칼라 영상을 재생하기 위해 R,G,B 3색의 광원으로 구성된다.In the present invention configured as described above, laser light having a constant polarization direction is emitted from the laser light 41. The laser light 41 is composed of light sources of three colors R, G, and B to reproduce color images.
이러한 레이저 광은 조명 광학계(42)에 의해 집속되어 광섬유(43)에 입사된다. 이때, 상기 광섬유(43)를 지나 출사되는 레이저 광은 입사된 레이저 광의 편광 방향과 동일한 편광 방향을 갖게 된다. 또한, 광섬유(43)를 진동시키는 진동 장치(44)에 의해 불규칙한 위상을 갖게 되어 레이저의 규칙적인 위상에 기인한 간섭 현상에 의한 스펙클을 제거하게 된다.This laser light is focused by the illumination optical system 42 and is incident on the optical fiber 43. At this time, the laser light emitted through the optical fiber 43 has the same polarization direction as that of the incident laser light. In addition, the vibration device 44 which vibrates the optical fiber 43 has an irregular phase, thereby eliminating speckle due to the interference phenomenon caused by the regular phase of the laser.
상기 광섬유(43)에 의해 입사된 광의 편광 방향이 유지되어 출사되는 원리를 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 상기 광섬유(43)는 코아(51)와 클래딩(52) 그리고, 상기 광섬유(43)의 양끝면에 형성되는 PBS층(53-1,53-2)으로 이루어진다.The principle that the polarization direction of the light incident by the optical fiber 43 is maintained and emitted is described in detail with reference to FIG. 4. The optical fiber 43 includes a core 51, a cladding 52, and PBS layers 53-1 and 53-2 formed on both end surfaces of the optical fiber 43.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 상기 PBS층(43-1)이 S파 광은 투과시키고 P파 광은 반사시키도록 형성되었다고 가정한다. 설계자에 따라 그 반대 동작도 가능하다.In the present invention, for convenience of explanation, it is assumed that the PBS layer 43-1 is formed to transmit S wave light and reflect P wave light. The reverse is possible depending on the designer.
먼저, 상기 광섬유(43)의 입사부로 일정한 편광 방향의 광인 S파 광(54)이 입사될 경우, 상기 S파 광은 광섬유의 입사부 끝면에서 PBS층(53-1)을 만나며, 이때 상기 S파 광(54)은 PBS층(53-1)을 투과한다.First, when the S-wave light 54, which is light of a constant polarization direction, is incident on the incident part of the optical fiber 43, the S-wave light meets the PBS layer 53-1 at the end surface of the incident part of the optical fiber, wherein the S The wave light 54 passes through the PBS layer 53-1.
상기 PBS층(53-1)을 투과한 S파 광(54)은 광섬유 내의 광섬유 코아(51)로 입사되고, 상기 광섬유 코아(51)를 따라서 광섬유의 출사부로 진행하게 된다.The S-wave light 54 transmitted through the PBS layer 53-1 is incident on the optical fiber core 51 in the optical fiber, and proceeds to the exit portion of the optical fiber along the optical fiber core 51.
이때, 상기 광섬유 코아(51)에서 S파 광(54)이 진행하는 동안 광의 위상 변화가 일어나게 되어 광의 편광 방향이 변할 수 있다. 또한, 광섬유의 굴곡, 열, 외부 압력등에 의해 광 섬유는 스트레스를 받게 되고, 이 스트레스가 광섬유의 굴절률 변화를 일으켜 편광 변화를 더욱 크게 한다. 특히, 상기 진동 장치(44)의 진동으로 인해 상기 광섬유(43)는 항상 스트레스를 받게 되고 이로 인해, 광의 위상 변화가 일어남으로써, 진행되는 광은 불규칙한 위상을 갖게 된다.At this time, the phase change of the light occurs while the S-wave light 54 in the optical fiber core 51 may change the polarization direction of the light. In addition, the optical fiber is subjected to stress due to bending, heat, external pressure, etc. of the optical fiber, and this stress causes a change in refractive index of the optical fiber, thereby making the polarization change even larger. In particular, the optical fiber 43 is always stressed due to the vibration of the vibration device 44, and as a result, the phase change of the light occurs, so that the traveling light has an irregular phase.
즉, 광섬유 코아(51)에서 진행된 S파 광(54)이 편광 방향을 유지하지 못하고 편광 변화를 일으키면, S파 편광(54)과 P파 편광(55)이 섞인 상태로 광섬유의 출사부 끝면에 도달한다.That is, when the S-wave light 54 propagated from the optical fiber core 51 does not maintain the polarization direction and causes a change in polarization, the S-wave polarization 54 and the P-wave polarization 55 are mixed with each other at the exit surface of the optical fiber. To reach.
이때, 광섬유의 출사부 끝면에도 광섬유의 입사부 끝면과 마찬가지로 일정 각으로 기울어진 면에 PBS층(53-2)이 형성되어 있다.At this time, the PBS layer 53-2 is formed on the surface of the exit portion of the optical fiber inclined at a predetermined angle as in the end surface of the incident portion of the optical fiber.
따라서, 상기 광섬유 출사부 끝면에 도달한 광 중에서 S파 광(54)은 PBS층(53-2)을 투과하여 출사되어 나가게 되고, P파 광(55)은 PBS층(53-2)에서 반사되어 다시 광섬유 코아(51)를 따라서 입사부로 진행하게 된다.Accordingly, the S-wave light 54 is transmitted through the PBS layer 53-2, and the P-wave light 55 is reflected by the PBS layer 53-2. Then, the process proceeds to the incident part again along the optical fiber core 51.
상기 광섬유 코아(51)를 따라서 입사부로 진행한 P파 광(55)은 위상 변화에 의해 편광 방향이 변하여 P파 광(55)과 S파 광(54)이 섞이게 되고, 입사부의 PBS층(53-1)에서 P파 광(55)은 반사되어 다시 출사부로 진행하게 된다.The P-wave light 55 traveling to the incidence portion along the optical fiber core 51 changes the polarization direction due to the phase change so that the P-wave light 55 and the S-wave light 54 are mixed, and the PBS layer 53 of the incidence portion In -1), the P-wave light 55 is reflected and proceeds back to the exit unit.
이와 같은 과정을 반복하면서 광섬유 내에서 S파 광(54)은 지속적으로 출사되어 나가고, P파 광(55)은 광섬유 내에서 S파 광으로 일부 변환하여 손실되지 않고 재활용할 수 있게 된다.While repeating the above process, the S-wave light 54 is continuously emitted in the optical fiber, and the P-wave light 55 is partially converted to the S-wave light in the optical fiber and can be recycled without being lost.
결국 광섬유에서 입사된 S파 광과 같은 편광 방향의 S파 광이 항상 출사되므로 항상 입사되는 광의 편광 방향과 동일한 편광을 유지시킬 수 있다. 또한, P파 광으로 변환된 광을 모두 손실하지 않고 일부를 광섬유 내에서 S파로 변환하여 재활용함으로써, 광의 이용 효율과 출력을 향상시킬 수 있게 된다.As a result, since the S-wave light in the same polarization direction as the S-wave light incident from the optical fiber is always emitted, it is possible to maintain the same polarization as the polarization direction of the incident light. In addition, by converting some of the light converted to P-wave light into S-wave in the optical fiber without recycling, it is possible to improve the light utilization efficiency and output.
마찬가지로, 입사되는 광의 편광 방향이 P파 광인 경우 P파 광을 투과시키고 S파 광을 반사시키는 PBS층을 이용하면 같은 결과를 얻을 수 있게 된다.Similarly, when the polarization direction of the incident light is P-wave light, the same result can be obtained by using a PBS layer that transmits P-wave light and reflects S-wave light.
즉, 상기 진동 장치(44)에 의해 광 섬유(43)에 진동(56)이 전달되면 광섬유에 굴곡을 일으키고 외부 압력이 가해져서 광섬유(43)에 스트레스가 발생한다. 이 스트레스로 인해 광섬유(43)는 국부적인 굴절률 변화를 일으킨다. 이러한 굴절률변화에 의해 광섬유(43)를 지나는 광의 위상이 불규칙적으로 변하게 된다.That is, when the vibration 56 is transmitted to the optical fiber 43 by the vibration device 44, the optical fiber 43 is bent and an external pressure is applied to generate the stress in the optical fiber 43. This stress causes the optical fiber 43 to cause a local refractive index change. Due to such a change in refractive index, the phase of the light passing through the optical fiber 43 is changed irregularly.
이때, 상기 진동(56)에 의한 광섬유(43) 내에서의 광의 불규칙한 위상 변화는 규칙적 위상에 의해 발생하는 광의 간섭 현상을 없앰으로써 스펙클을 제거한다.At this time, the irregular phase change of the light in the optical fiber 43 due to the vibration 56 eliminates speckle by eliminating the interference phenomenon of the light generated by the regular phase.
따라서, 상기 광 섬유(43)를 이용하게 되면 입사된 광의 편광 방향과 동일한 편광 방향이 유지되면서 스펙클이 제거된 광을 얻을 수 있게 된다.Therefore, when the optical fiber 43 is used, the speckle-removed light can be obtained while maintaining the same polarization direction as that of the incident light.
한편, 상기 광 섬유(43)에서 출사된 레이저 광은 조명 광학계(45)에 의해 디스플레이 패널(46)에 조사된다. 상기 디스플레이 패널(46)은 전기적 신호에 의해 입사된 광량을 조절함으로써 영상을 표현한다. 상기 디스플레이 패널(46)로는 LCD나 DMD 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 광섬유(43)에서 출사된 광이 일정 편광 방향을 갖는 광이므로 편광을 이용하는 LCD를 디스플레이 패널(46)로 사용하는 경우 더욱 효과적이다.On the other hand, the laser light emitted from the optical fiber 43 is irradiated to the display panel 46 by the illumination optical system 45. The display panel 46 represents an image by adjusting the amount of light incident by an electrical signal. As the display panel 46, an LCD or a DMD may be used. At this time, since the light emitted from the optical fiber 43 is light having a predetermined polarization direction, it is more effective when the LCD using polarization is used as the display panel 46.
그리고, 상기 디스플레이 패널(46)에서 나온 영상은 투사 광학계(47)에 의해 스크린(48)에 확대 투사되어 화상을 표시하게 된다. 그러면, 사용자는 표시된 화상을 스크린(48)의 앞면 또는 뒷면에서 감상하게 된다.The image from the display panel 46 is magnified and projected on the screen 48 by the projection optical system 47 to display an image. The user can then view the displayed image on the front or back of the screen 48.
이때, 칼라 영상을 위해서는 각각의 RGB 광원에 대응되는 디스플레이 패널을 사용하여 합성함으로써 구현시킬 수 있다.In this case, the color image may be implemented by using a display panel corresponding to each RGB light source.
이러한 디스플레이 장치에 의해 광 이용 효율이 높고 출력이 높은 광을 얻어서 밝고 선명하며 순색에 가까운 화상을 구현하고 색재현 범위가 넓은 화상을 구현할 수 있게 된다.The display device obtains light having high light utilization efficiency and high output, thereby realizing a bright, clear and nearly pure color image and a wide color reproduction range.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 스펙클 제거 방법 및 그 장치에 의하면, PBS층이 형성된 광 섬유를 이용하고, 상기 광섬유에 진동을 줌으로써, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the speckle removal method and apparatus according to the present invention, by using the optical fiber with a PBS layer, and giving a vibration to the optical fiber, there are the following effects.
즉, 광의 편광 방향을 유지하여 광 이용 효율과 광 출력을 증가시킨다. 그리고, 광섬유의 굴곡, 온도, 외부 압력등의 편광 변화 요인과 관계없이 편광을 유지시킨다. 또한, 광섬유의 진동에 의해 광의 위상을 불규칙적으로 변화시켜 스펙클을 제거함으로써, 밝고 어두운 반점이 없이 깨끗하며, 밝고 선명한 순색의 화상을 구현할 수 있다.That is, the polarization direction of the light is maintained to increase light utilization efficiency and light output. The polarization is maintained regardless of the polarization change factors such as bending, temperature, and external pressure of the optical fiber. In addition, by removing the speckle by changing the phase of the light irregularly by the vibration of the optical fiber, it is possible to implement a clean, bright and clear pure color image without bright and dark spots.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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