KR100468819B1 - A double scanning method and a laser projection display apparatus using the method - Google Patents

A double scanning method and a laser projection display apparatus using the method Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A double scanning method and a laser projection image apparatus are provided to supply an image of high quality and high definition by splitting a laser beam so as to apply it to an image scanning part. CONSTITUTION: A color split part divides a light source into red, green and blue beams. A light modulation part modulates the divided beams. A light integration part integrates the divided beams into one beam. A laser beam split part(60) is provided for double scanning. A scanning part projects the beam onto a screen. The laser beam split part includes a beam splitter(101) for splitting the beam into two beams, a polarization rotation plate(102) for rotating the beam by 90°, a high reflective mirrors(103,104) for reflecting the beam that passes the polarization rotation plate and a cube beam splitter(105) for applying the beams split by the beam splitter to the scanning part.

Description

이중주사방법 및 이를 이용한 레이저 투사 영상 장치{A double scanning method and a laser projection display apparatus using the method}A double scanning method and a laser projection display apparatus using the method}

본 발명은 이중주사방법 및 이를 이용한 레이저 투사 영상 장치에 관한 것으로,특히 레이저 빔을 분리하고 상기 분리된 빔의 간격조절과 빔의 방향을 일치시켜 이중주사를 함으로써, 고화질,고선명의 화상을 제공하도록한 이중주사를 이용한 레이저 투사 영상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dual scanning method and a laser projection imaging apparatus using the same, in particular, to provide a high-quality, high-definition image by separating the laser beam and performing double scanning by adjusting the distance between the separated beams and matching the beam directions. It relates to a laser projection imaging apparatus using a double scan.

일반적으로 레이저 투사 영상 장치는 광원으로 레이저 빔을 사용한 영상장치로서, 빔의 주사는 수직주사와 수평주사로써 화면을 구성하게 된다.In general, a laser projection imaging apparatus is an imaging apparatus using a laser beam as a light source, and the scanning of the beam constitutes a screen by vertical scanning and horizontal scanning.

상기 수직주사와 수평주사는 각각 갈바노미터(galvanometer)와 폴리고널 미러(polygonal mirror)에 의해 행해진다.The vertical and horizontal scans are performed by galvanometers and polygonal mirrors, respectively.

도 1은 종래의 레이저 영상 투사 장치 구조를 나타낸 도이다.1 is a view showing the structure of a conventional laser image projection apparatus.

레이저 광원인 백색광과 상기 백색광을 적색, 녹색, 청색의 빔으로 분리하는 색 분리부(1); 상기 분리된 빔들을 각각 변조시키는 광 변조부(2,3,4); 상기 변조된 빔들을 다시 하나로 통합하는 광 통합부(5); 빔을 스크린에 투사하는 주사부(7);와 스크린(8)으로 구성된다.A color separation unit (1) for separating white light, which is a laser light source, and the white light into red, green, and blue beams; An optical modulator (2, 3, 4) for modulating the separated beams respectively; An optical integrator (5) for integrating the modulated beams back into one; And a scanning unit 7 for projecting the beam onto the screen.

상기 광변조부(2.3.4)의 광 변조 장치에는 음향 광변조기(AOM),광전기 변조기(EOM),음향광 조절 필터(AOTF)가 있다.The optical modulation device of the optical modulator 2.3.4 includes an acoustic optical modulator (AOM), an photoelectric modulator (EOM), and an acoustic light control filter (AOTF).

상기와 같은 종래의 레이저 투사 영상 장치에서 고 해상도의 영상을 얻으려면, 폴리고널 미러의 회전속도를 고속 회전시켜서 빔의 수평주사선을 늘려야 한다.In order to obtain a high resolution image in the conventional laser projection imaging apparatus as described above, it is necessary to increase the horizontal scan line of the beam by rotating the rotation speed of the polygonal mirror at high speed.

현재 NTSC (National Television System Commitee)영상을 구현하려면 525개의 수평주사선이 요구되고, 고화질 TV (High Definition Television:HDTV)의 수평주사선은 1125개에 이른다.Currently, NTSC (National Television System Commitee) video requires 525 horizontal scan lines and 1125 horizontal scan lines for high definition television (HDTV).

상기와 같이 고 해상도의 영상을 얻기 위한 방법으로는 폴리고널 미러의 회전속도를 일정하게 유지시키고 폴리고널 미러의 미러 면 수를 증가시키는 방법도 있다. As a method of obtaining a high resolution image as described above, there is also a method of maintaining a constant rotation speed of the polygonal mirror and increasing the number of mirror surfaces of the polygonal mirror.

그러나 상기 방법은 폴리고널 미러 자체 크기가 커져서 무게가 증가해 구동시키는데 많은 에너지가 소모될 뿐 아니라, 미러 면의 크기는 감소하므로 투사각이 작아짐으로 인해 대화면을 이룰 수 없는 문제점이 있었다.However, the method has a problem in that the polygonal mirror itself increases in weight and increases in weight, which not only consumes a lot of energy, but also reduces the size of the mirror surface, thereby making it impossible to achieve a large screen due to a small projection angle.

다른 방법으로는 폴리고널 미러의 회전 속도를 증가시키는 방법이 있으나, 회전 속도를 증가시키는 것은 한계가 있어 이 방법 또한 문제가 된다.Another method is to increase the rotational speed of polygonal mirrors, but increasing the rotational speed is limited and this method is also a problem.

또한 화면의 해상도 증가를 위해 스크린의 화소인 레이저 빔의 직경을 줄여야 하나, 수평주사선의 증가없이는 스크린에 투사되는 수평주사선 사이의 간격이 넓어져서 화면이 거칠어 보이게 된다.In addition, the diameter of the laser beam, which is the pixel of the screen, must be reduced to increase the resolution of the screen. However, without increasing the horizontal scan line, the distance between the horizontal scan lines projected on the screen becomes wider and the screen looks rougher.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소시키기 위해서 창안된 것으로, 레이저 빔을 분리하여 영상 주사부로 입사시켜, 이중 주사(double scanning)를 함으로써 고화질, 고선명의 영상을 제공할 수 있도록 하기 위한, 이중주사방법 및 이를 이용한 레이저 투사 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above-described problems, and to provide a high-quality, high-definition image by separating the laser beam and entering the image scanning unit to perform double scanning. It is an object of the present invention to provide a dual scanning method and a laser projection imaging apparatus using the same.

상기한 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명의, 레이저 영상투사 장치에 있어서의 이중주사방법은, 영상의 해상도를 증가시키기 위해 변조된 레이저 빔을 빔 스플릿터로 분리시키는 과정; 상기 과정에서 분리된 레이저 빔을 미러를 이용해 수평이동시키는 과정; 상기 과정에서 수평이동된 빔을 모아 이중빔을 만드는 과정; 및 상기 이중빔을 영상주사부로 보내 이중주사시키는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.In accordance with another aspect of the present invention, a dual scanning method of a laser projection apparatus includes: separating a modulated laser beam into a beam splitter to increase a resolution of an image; Horizontally moving the laser beam separated in the process using a mirror; Making a double beam by collecting horizontally moved beams in the process; And sending the double beam to the image scanning unit to perform double scanning.

상기한 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 투사 영상장치는, 광원을 적색,녹색,청색 빔으로 분리하는 색 분리부(10); 상기 분리된 빔들을 각각 변조시키는 광 변조부(20,30,40); 상기 변조된 빔들을 다시 하나로 통합하는 광 통합부(50); 이중주사를 위한 레이저 빔 분리부(60); 빔을 스크린에 투사하는 주사부(70); 및 스크린(80)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser projection imaging apparatus including: a color separation unit 10 separating a light source into red, green, and blue beams; An optical modulator 20, 30, 40 for modulating the separated beams, respectively; An optical integrator 50 for integrating the modulated beams back into one; A laser beam separator 60 for double scanning; A scanning unit 70 projecting the beam onto the screen; And it characterized in that it comprises a screen (80).

본 발명에서는 레이저 투사 영상장치를 상기와 같이 구성함으로써, 레이저 빔 분리부(60)에서 빔을 둘로 분리하여 이중주사를 가능케 함으로써 수평주사선을 두 배로 늘릴 수 있다.In the present invention, by configuring the laser projection imaging apparatus as described above, the horizontal scan line can be doubled by separating the beam into two in the laser beam separation unit 60 to enable double scanning.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 투사 영상 장치를 도시한 것이다.2 shows a laser projection imaging apparatus according to the present invention.

레이저 광원인 백색광과, 상기 백색광을 적색, 녹색, 청색의 빔으로 분리하는 색 분리부(10); 상기 분리된 적색, 녹색, 청색빔들을 각각 변조시키는 광 변조부(20,30,40); 상기 변조된 빔들을 다시 하나로 통합하는 광 통합부(50); 이중주사를 위한 레이저 빔 분리부(60); 빔을 스크린에 투사하는 주사부(70)와 스크린(80)으로 구성된다.A color separation unit (10) for separating the white light, which is a laser light source, and the white light into red, green, and blue beams; An optical modulator 20, 30, 40 for modulating the separated red, green, and blue beams, respectively; An optical integrator 50 for integrating the modulated beams back into one; A laser beam separator 60 for double scanning; It consists of the scanning part 70 and the screen 80 which project a beam to a screen.

도 3을 통해 참조하여 상기 이중주사를 하기 위한 레이저 빔 분리부(60)를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3 describes the laser beam separation unit 60 for the double scan as follows.

상기 광 통합부(50)에서 통합되어진 빔은 빔 분리기(101)에서 둘로 분리된다.The beam integrated in the light integrator 50 is split in two in the beam splitter 101.

상기 분리된 두 빔 중 하나의 빔은 큐브 빔 분리기(cube beam splitter)(105)로 바로 입사된다.One of the two split beams is incident directly into a cube beam splitter 105.

다른 하나의 빔은 편광 회전판(102)으로 반사하여 편광이 90°만큼 회전되고, 고반사 미러(103,104)로 투사되어 상기 큐브 빔 분리기(105)로 반사된다.The other beam is reflected by the polarization rotating plate 102 so that the polarization is rotated by 90 °, projected by the high reflection mirrors 103 and 104, and reflected by the cube beam splitter 105.

큐브 빔 분리기(105)는, 상기 빔 분리기(101)를 통해 바로 입사한 빔은 그대로 통과 시키고, 상기 편광 회전판(102)에서 편광이 90°만큼 회전된 빔은 반사시킨다.The cube beam splitter 105 passes the beam directly incident through the beam splitter 101 as it is, and reflects the beam whose polarization is rotated by 90 ° in the polarization rotating plate 102.

이렇게 하여 두 개의 분리된 빔이 주사부(70)로 입사하게 된다.In this way, two separate beams are incident to the scanning unit 70.

스크린(80)에 투사된 영상의 주사선 간격은 상기 고반사 미러(103,104)의 반사각을 조절함으로써 조절이 가능하다.The scanning line spacing of the image projected on the screen 80 can be adjusted by adjusting the reflection angles of the high reflection mirrors 103 and 104.

상기한 바와 같이 종래의 레이저 투사 영상 장치에 레이저 빔 분리부(60)를 구비함으로써, 레이저 빔을 분리하여 주사부(70)로 입사시켜서 이중주사를 가능하게 하여 HDTV와 같은 고해상도의 영상을 구현하는데 매우 용이하다.As described above, by providing a laser beam separation unit 60 in the conventional laser projection imaging apparatus, the laser beam is separated and incident to the scanning unit 70 to enable double scanning to realize a high resolution image such as HDTV. Very easy.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 고 해상도의 영상을 구현하기 위해서 폴리고널 미러의 회전속도 증가나 미러면의 수에 관계하지 않고도, 레이저 빔 분리부(60)에 의해 분리된 빔을 주사부(70)로 입사시켜 이중주사를 가능하게 함으로써, 차세대 TV인 HDTV와 같은 고화질의 영상을 용이하게 제공할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides a scanning unit for scanning a beam separated by the laser beam separation unit 60 regardless of an increase in the rotational speed of the polygonal mirror or the number of mirror surfaces in order to realize a high resolution image. By allowing the dual scan to enter the 70, there is an effect that can easily provide a high-definition video such as HDTV that is the next generation TV.

도 1은 종래의 레이저 투사 영상 장치의 구조도1 is a structural diagram of a conventional laser projection imaging apparatus

도 2는 본 발명에 의한 레이저 투사 영상 장치의 구조도2 is a structural diagram of a laser projection imaging apparatus according to the present invention

도 3은 이중주사를 위한 레이저 빔 분리부의 상세도3 is a detailed view of a laser beam splitter for dual scanning

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1,10 : 색 분리부1,10: color separator

2,3,4,20,30,40 : 광 변조부2,3,4,20,30,40: light modulator

5,50 : 광 통합부5,50: Optical integrated part

60 : 레이저 빔 분리부60: laser beam separation unit

7,70 : 주사부7,70: injection portion

8,80 : 스크린8,80: screen

101 : 빔 분리기101: beam splitter

102 : 편광 회전판102: polarization rotating plate

103,104 : 고반사 미러103,104: Highly Reflective Mirror

105 : 큐브 빔 분리기 105: Cube Beam Separator

Claims (6)

레이저 투사 영상장치에 있어서,In the laser projection imaging apparatus, 광원을 적색,녹색,청색 빔으로 분리하는 색 분리부(10);A color separation unit 10 for separating the light source into red, green, and blue beams; 상기 분리된 빔들을 각각 변조시키는 광 변조부(20,30,40);An optical modulator 20, 30, 40 for modulating the separated beams, respectively; 상기 변조된 빔들을 다시 하나로 통합하는 광 통합부(50);An optical integrator 50 for integrating the modulated beams back into one; 이중주사를 위한 레이저 빔 분리부(60);A laser beam separator 60 for double scanning; 빔을 스크린에 투사하는 주사부(70); 및A scanning unit 70 projecting the beam onto the screen; And 스크린(80)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 이중주사를 이용한 레이저 투사 영상 장치.A laser projection imaging apparatus using a double scan, characterized in that it comprises a screen (80). 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 빔 분리부(60)는,The method of claim 1, wherein the laser beam separation unit 60, 빔을 두 개의 빔으로 분리시키는 빔 분리기(101);A beam splitter 101 for splitting the beam into two beams; 빔을 90°회전시키는 편광 회전판(102);A polarization rotating plate 102 for rotating the beam 90 °; 상기 편광 회전판을 거친 빔을 반사시키는 고반사 미러(103,104); 및High reflection mirrors (103, 104) for reflecting beams passing through the polarizing rotating plate; And 상기 분리된 빔을 주사부(70)로 입사시키는 큐브 빔 분리기(105)로 구성된 것을 특징으로 하는, 이중주사를 이용한 레이저 투사 영상 장치.And a cube beam separator (105) for injecting the separated beam into the scanning unit (70). 제 2 항에 있어서, 상기 큐브 빔 분리기(105)는, 상기 빔 분리기(101)를 통해 입사된 빔은 주사부(70)로 그대로 통과시켜 보내고, 편광이 상기 편광회전판(102)에 의해 90°만큼 회전되고, 고반사미러(103,104)에 의해 반사되어 입사된 빔은 주사부(70)로 반사시키는 것을 특징으로 하는, 이중주사를 이용한 레이저 투사 영상 장치.According to claim 2, The cube beam splitter 105, the beam incident through the beam splitter 101 is sent to the scanning unit 70 as it is, the polarization is 90 ° by the polarization rotating plate 102 The laser beam projection imaging apparatus using a dual scanning, characterized in that the beam is rotated by, and reflected by the high reflection mirror (103,104) and the incident beam reflected to the scanning unit (70). 레이저 영상투사 장치에 있어서, 영상의 해상도를 증가시키기 위해 변조된 레이저 빔을 빔 스플릿터로 분리시키는 과정;A laser projection apparatus, comprising: separating a modulated laser beam with a beam splitter to increase the resolution of an image; 상기 과정에서 분리된 레이저 빔을 미러를 이용해 수평이동시키는 과정;Horizontally moving the laser beam separated in the process using a mirror; 상기 과정에서 수평이동된 빔을 모아 이중빔을 만드는 과정; 및Making a double beam by collecting horizontally moved beams in the process; And 상기 이중빔을 영상주사부로 보내 이중주사시키는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 특징인, 이중주사방법.And dual scanning by sending the double beam to the image scanning unit. 제 4 항에 있어서, 수평주사를 담당하는 폴리고날 미러의 증가나 미러면수의 증가없이 빔을 분리하는 것이 특징인, 이중주사방법.5. The double scan method according to claim 4, wherein the beam is separated without increasing the polygonal mirror or the number of mirror planes responsible for horizontal scanning. 제 5 항에 있어서, 상기 분리된 두 개의 빔을 동시에 주사하는 것이 특징인, 이중주사방법.6. The method of claim 5, wherein the two separate beams are scanned simultaneously.
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