KR100661675B1 - 스크린, 화상 표시 장치 및 리어 프로젝터 - Google Patents

스크린, 화상 표시 장치 및 리어 프로젝터 Download PDF

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KR100661675B1
KR100661675B1 KR1020040038455A KR20040038455A KR100661675B1 KR 100661675 B1 KR100661675 B1 KR 100661675B1 KR 1020040038455 A KR1020040038455 A KR 1020040038455A KR 20040038455 A KR20040038455 A KR 20040038455A KR 100661675 B1 KR100661675 B1 KR 100661675B1
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야마자키데츠로
다케다다카시
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 콤팩트하고 경량의 대화면을 얻을 수 있는 화상 표시 장치, 리어 프로젝터 및 이들에 바람직한 스크린을 제공하는 것으로, 레이저광이 입사되는 제 1 면(106a)과, 사출되는 제 2 면(106b)을 갖는 스크린(106)으로서, UV 레이저광이 조사되는 것에 의해, R광, G광, B광을 각각 발생시키는 R광용 발광체(107R), G광용 발광체(107G), B광용 발광체(107B)를 갖고 있다. 그리고, 제 1 면에는 UV 레이저광을 통과시켜 각 색광용 발광체(107R, 107G, 107B)로 조사시키는 개구부(109)와, 개구부(109)의 주변에 마련되고, UV 레이저광을 차광하기 위한 차광부(105)를 갖는다.

Description

스크린, 화상 표시 장치 및 리어 프로젝터{SCREEN, IMAGE DISPLAY DEVICE AND REAR PROJECTOR}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 표시 장치의 개략 구성도,
도 2는 실시예 1의 화소 배열의 개략 구성도,
도 3은 실시예 1의 화소 배열의 변형예 1의 개략 구성도,
도 4는 실시예 1의 화소 배열의 변형예 2의 개략 구성도,
도 5는 실시예 1의 스크린의 단면 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 화상 표시 장치의 개략 구성도,
도 7은 실시예 1의 변형예의 개략 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 화상 표시 장치의 개략 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 화상 표시 장치의 개략 구성도,
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 리어 프로젝터(rear projector)의 개략 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101R : R광용 UV 레이저 광원 101G : G광용 UV 레이저 광원
101B : B광용 UV 레이저 광원 102 : 집광 렌즈
103 : 갈바노 미러(Galvano mirror) 103R : R광용 갈바노 미러
103G : G광용 갈바노 미러 103B : B광용 갈바노 미러
104 : 갈바노 미러 구동부
104R, 104G, 104B : 각 색광용 갈바노 미러 구동부
105 : 차광부 106 : 스크린
106a : 제 1 면 106b : 제 2 면
107R : R광용 형광체 107G : G광용 형광체
107B : B광용 형광체 108 : 화소
109 : 개구부 110 : 제어부
201 : 개구부 202 : 차광부
301 : 개구부 302 : 차광부
401 : 개구부 501 : 다이클로익막
502 : 레이저광 차단 필터 600 : 화상 표시 장치
601 : 집광 렌즈 602 : 반사 미러
700 : 사다리꼴 프리즘 800 : 화상 표시 장치
900 : 화상 표시 장치 1000 : 리어 프로젝터
1001 : 반사 미러 AX : 광축
L1 : 레이저광 L2 : 광
θ : 소정 각도
본 발명은 스크린, 화상 표시 장치 및 리어 프로젝터, 특히 레이저광을 이용하는 화상 표시 장치, 리어 프로젝터에 관한 것이다.
화상 표시 장치로서, CRT(Cathode Ray Tube)가 널리 이용되고 있다. CRT는 유리로 구성되고, 내부가 진공으로 유지되어 있다(예컨대, 비특허 문헌 1 참조).
(비특허 문헌 1) 일본 방송 협회, 「NHK 컬러 텔레비전 교과서(상)」, 제 1 판, 일본 방송 출판 협회, 1982년 4월 1일, p.242-245
최근, 화상 표시 장치의 대화면화, 대형화의 요청이 있다. 종래의 CRT를 대형화하는 경우, CRT를 구성하는 유리, 특히 진공관이 커지기 때문에, 중량이 무겁게 되는 것 및 CRT 디스플레이 자체가 대형화하는 등의 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 콤팩트하고, 경량의 대화면을 얻을 수 있는 화상 표시 장치, 리어 프로젝터 및 이들에 바람직한 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 레이저광이 입사되는 제 1 면과, 상기 레이저광이 사출되는 제 2 면을 갖는 스크린으로서, 상기 레이저광 중 제 1 레이저광이 조사되는 것에 의해 제 1 파장 영역의 제 1 색광을 발생시키는 제 1 색광용 발광체와, 상기 레이저광 중 제 2 레이저광이 조사되는 것에 의해 상기 제 1 파장 영역과 다른 제 2 파장 영역의 제 2 색광을 발생시키는 제 2 색광용 발광체를 갖고, 복수의 상기 제 1 색광용 발광체와 복수의 상기 제 2 색광용 발광체는 상기 제 2 면상에 배열되고, 상기 제 1 면에 마련되어, 상기 제 1 레이저광을 통과시켜 상기 1색광용 발광체에 조사시키고, 또한 상기 제 2 레이저광을 통과시켜 상기 제 2 색광용 발광체에 조사시키기 위해 상기 제 1 면상에 형성되어 있는 개구부와, 상기 제 1 면에 있어 상기 개구부의 주변에 마련되고, 상기 제 1 레이저광과, 상기 제 2 레이저광을 차광하기 위한 차광부를 갖는 것을 특징으로 하는 스크린을 제공할 수 있다.
제 1 색광용 발광체는 제 1 레이저광에 의해 여기되어, 제 1 파장 영역의 제 1 색광을 발생시킨다. 레이저광의 파장으로는, 자외선 영역, 가시광 영역, 또는 적외선 영역을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 색광용 발광체는 레이저광이 조사되는 것에 의해 형광, 인광(燐光), 또는 광 루미네선스(photoluminescence) 기능에 의한 광을 발생시키는 물질을 이용한다. 마찬가지로, 제 2 색광용 발광체는 제 2 레이저광에 의해 여기되어, 제 2 파장 영역의 제 2 색광을 발생시킨다. 그리고, 스크린의 입사면인 제 1 면에는, 제 1 레이저광을 통과시켜 제 1 색광용 발광체로 조사 시키고, 또한 제 2 레이저광을 통과시켜 제 2 색광용 발광체로 조사시키기 위한 개구부가 형성되어 있다. 또한, 개구부의 주변 영역에는, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 차광하기 위한 차광부가 마련되어 있다. 이에 따라, 제 1 레이저광 또는 제 2 레이저광은 단지 개구부로 입사시키는 것만으로 제 1 색광용 발광체 또는 제 2 색광용 발광체에 대하여 에너지를 공급할 수 있다. 그 결과, 제 1 색광 또는 제 2 색광을 발생시킬 수 있다. 따라서, 제 1 레이저광 또는 제 2 레이저광을, 제 1 색광용 발광체 또는 제 2 색광용 발광체에 대하여 조사시킬 때, 용이하게 위치 결정할 수 있다.
또, 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 제 1 색광용 발광체와 상기 제 2 색광용 발광체의 사출 측에 마련되고, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 흡수 또는 반사하고, 또한 상기 제 1 색광과 상기 제 2 색광을 투과시키는 레이저광 차단 필터를 갖는 것이 바람직하다. 제 1 색광용 발광체 또는 제 2 색광용 발광체에 각각 입사된 제 1 레이저광 또는 제 2 레이저광은, 또한, 스크린의 제 2 면 측으로부터 관찰자 측으로 사출되는 경우가 있다. 스크린으로부터 사출되는 레이저광은 화상 형성에 불필요한 광이다. 또한, 스크린으로부터 사출되는 레이저광이 관찰자의 시야 내로 들어오면 안전 상 바람직하지 못하다. 본 실시예에서는, 상술한 레이저광 차단 필터를 제 1 색광용 발광체와 제 2 색광용 발광체의 사출 측에 마련하고 있다.
이에 따라, 제 1 색광과 제 2 색광을 스크린의 제 2 면 측으로부터 사출시키고, 또한 제 1 레이저광과 제 2 레이저광이 스크린으로부터 사출되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이에 마련되고, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 투과시키고, 또한 상기 제 1 면의 방향으로 발생한 상기 제 1 색광과 상기 제 2 색광을 상기 제 2 면의 방향으로 반사시키는 다이클로익막을 더 갖는 것이 바람직하다. 제 1 색광용 발광체로부터의 제 1 색광은 스크린의 제 2 면 측으로부터 사출되는 방향뿐만 아니라, 입사면인 제 1 면의 방향으로도 발생한다. 마찬가지로, 제 2 색광용 발광체로부터의 제 2 색광은 스크린의 제 2 면 측으로부터 사출되는 방향뿐만 아니라, 입사면인 제 1 면의 방향으로도 발생한다. 제 1 면의 방향에 대하여 발생한 제 1 색광과 제 2 색광은 스크린의 제 2 면 측, 예컨대, 관찰자 측으로 사출되지 않기 때문에, 광량의 손실이 생긴다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 제 1 면과 제 2 면 사이에 다이클로익막을 마련하고 있다. 다이클로익막은 제 1 면의 방향으로 발생된 제 1 색광과 제 2 색광을 제 2 면의 방향으로 반사시킨다. 이에 따라, 제 1 색광과 제 2 색광을 효과적으로 제 2 면 측으로부터 사출시킬 수 있다. 또한, 다이클로익막은 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 투과시킨다. 이 때문에, 제 1 레이저광 또는 제 2 레이저광을, 각각 제 1 발광체 또는 제 2 발광체에 효율적으로 입사시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 제 1 색광은 적색광 및 녹색광 이며, 상기 제 2 색광은 청색광인 것이 바람직하다. 이에 따라, 용이하게 풀 컬러 이미지를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 화상 신호에 따라 변조된 제 1 레이저광을 공급하는 제 1 레이저 광원과, 화상 신호에 따라 변조된 제 2 레이저광을 공급하는 제 2 레이저 광원과, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광 중 적어도 한 쪽의 레이저광을 2차원면 내에서 주사시키는 주사부와, 상술한 스크린을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 이에 따라, 스크린을 대형화하는 경우에도, 종래와 같이 크고, 무거운 CRT를 이용할 필요가 없다. 이 때문에, 콤팩트하고, 경량의 대화면을 갖는 화상 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 주사부는 상기 제 1 레이저광을 주사시키는 제 1 주사부와, 상기 제 2 레이저광을 주사시키는 제 2 주사부로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제 1 레이저광과 제 2 레이저광을 동시에 주사시킬 수 있다. 그 결과, 풀 컬러 화상을 표시하기 위해 필요한 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 제 1 주사부와 제 2 주사부를 소형화할 수 있기 때문에, 고속 구동이 가능해진다.
또, 본 발명에 따르면, 화상 신호에 따라 변조된 제 1 레이저광을 공급하는 제 1 레이저 광원과, 화상 신호에 따라 변조된 제 2 레이저광을 공급하는 제 2 레이저 광원과, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광의 적어도 한 쪽의 레이저광을 2차원면 내에서 주사시키는 주사부와, 상기 주사된 레이저광을 반사시키는 반사 미러와, 상기 반사 미러에서 반사된 레이저광이 조사되는 상술한 스크린을 갖는 것을 특징으로 하는 리어 프로젝터(rear projector)를 제공할 수 있다.
본 발명에서는, 주사부와 스크린 사이에 마련하는 반사 미러로 광로를 구부리고 있다. 이에 따라, 주사부와 스크린의 거리를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 깊이가 작고 콤팩트하며, 대화면인 리어 프로젝터를 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
(실시예 1)
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 표시 장치(100)를 설명한다. 본 실시예는 자외선(UltraViolet, 이하, 「UV」라고 함) 레이저광을 형광체에 조사하여 적색광(이하, 「R광」이라함), 녹색광(이하, 「G광」이라 함), 청색광(이하, 「B광」이라 함)을 얻는 화상 표시 장치이다. 또, 이하, 제 1 파장 영역의 제 1 색광은 R광과 G광이며, 제 2 파장 영역의 제 2 색광은 B광이다.
우선, R광을 얻기 위한 광로에 대해 설명한다. 제 1 레이저 광원인 R광용 UV 레이저 광원(101R)은 제 1 파장 영역의 제 1 색광인 R광을 얻기 위한 제 1 레이저광을 공급한다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로서, 자외 영역의 파장의 광을 발진시키는 반도체 레이저 또는 고체 레이저를 이용할 수 있다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광은 집광 렌즈(102)를 투과하여 주사부인 갈바노 미러(103)로 입사된다. 갈바노 미러 구동부(104)는 R광용 UV 레이저광이 2차원 평면 내에서 주사되도록 갈바노 미러(103)를 구동한다. 갈바노 미러(103)에서 반사된 R광용 UV 레이저광은 스크린(106)의 방향으로 진행한다. 스크린(106)은 R광용 UV 레이저광이 입사되는 제 1 면(106a)과, R광용 UV 레이저광이 사출되는 제 2 면(106b)을 갖는다.
스크린(106)의 제 2 면(106b)에는, 제 1 색광용 발광체인 R광용 형광체(107R)가 마련되어 있다. R광용 형광체(107R)는 R광용 UV 레이저광이 조사됨으로써, 그 에너지에 의해 여기되어 제 1 파장 영역의 제 1 색광인 R광의 형광을 발생시킨다. 또한, 스크린(106)의 제 1 면(106a)에는, R광용 UV 레이저광을 통과시켜 R광용 형광체(107R)로 조사시키기 위한 개구부(109)가 마련되어 있다. 또한, 제 1 면(106a)에는, 개구부(109)의 주변에 마련되고, R광용 UV 레이저광을 차광하기 위한 차광부(105)가 형성되어 있다. 개구부(109)와 R광용 형광체(107R)의 관계는 후술한다.
다음에 G광의 광로에 대해 설명한다. 제 1 레이저 광원인 G광용 UV 레이저 광원(101G)은 제 1 파장 영역의 제 1 색광인 G광을 얻기 위한 UV 레이저광을 공급한다. G광용 UV 레이저 광원(101G)은 자외 영역의 파장의 광을 발진시키는 반도체 레이저 또는 고체 레이저이다. G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 G광용 UV 레이저광은 집광 렌즈(102)를 투과하여 주사부인 갈바노 미러(103)로 입사된다. 그리고, R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광과 마찬가지로, 2차원면 내에서 주사된다. 주사된 G광용 UV 레이저광은 개구부(109)를 통과한 후, 제 1 색광용 발광체인 G광용 형광체(107G)로 입사된다. G광용 형광체(107G)는 G광용 UV 레이저광의 에너지에 의해 여기되어, 제 1 파장 영역의 제 1 색광인 G광의 형광을 발생시킨다.
다음에 B광의 광로에 대해 설명한다. 제 2 레이저 광원인 B광용 UV 레이저 광원(101B)은 제 2 파장 영역의 제 2 색광인 B광을 얻기 위한 B광용 UV 레이저광을 공급한다. B광용 UV 레이저 광원(101B)은 R광용 UV 레이저 광원(101R)과 마찬가지로, 자외 영역의 파장의 광을 발진시키는 반도체 레이저이다. B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 B광용 UV 레이저광은 집광 렌즈(102)를 투과하여 주사부인 갈바노 미러(103)로 입사된다. 그리고, B광용 UV 레이저광은 R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광과 마찬가지로, 2차원 평면 내에서 주사된다. 주사된 B광용 UV 레이저광은 스크린(106)의 개구부(109)를 통과한 후, 제 2 색광용 발광체인 B광용 형광체(107B)로 입사된다. B광용 형광체(107B)는 B광용 UV 레이저광의 에너지에 의해 여기되어, 제 2 파장 영역의 제 2 색광인 B광의 형광을 발생시킨다.
또, 제어부(110)는 각 색광용 UV 레이저광을 화상 신호에 따라 변조하도록 각 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)을 제어한다. 예컨대, 화상의 1프레임의 기간 내를, 각각 R광, G광, B광을 표시하는 세 개의 등간격의 기간으로 구성한다. 그리고, 각 색광용 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)을 각각의 기간에서 순차적으로 점등시킨다. 화상 신호에 따라 제어된 각 색광용 UV 레이저광은, 상술한 바와 같이, 스크린(106)의 개구부(109)로 입사된다. 그리고, 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)는 화상 신호에 따른 강도의 형광을 순차적으로 발생시킨다. 이에 따라, R광의 화상이 표시된 후에 G광의 화상이 표시된다. 다음에, G광의 화상이 표시된 후에 B광의 화상이 표시된다. 그리고, 이 표시 순서를 반복해서 행한다. 관찰자는 R광의 화상과, G광의 화상과, B광의 화상을 각각 시간적으로 적분하여 인식 함으로써 풀 컬러 이미지를 얻을 수 있다. 또한, 각 색광용 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)을 화상 신호에 따라 항상 발광시키고, R광, G광, B광을 동시에 표시하여도 물론 좋다. 그리고, CRT와 같은 유리의 진공관을 이용할 필요가 없기 때문에, 스크린(106)을 대형화한 경우에도, 콤팩트하고 경량인 기구이어서 좋다.
(스크린)
다음에, 도 2(a), (b)를 이용하여, 스크린(106)의 각 색용 형광체(107R, 107G, 107B)와 개구부(109)의 관계를 설명한다. 도 2(a)는 각 색용 형광체(107R, 107G, 107B)의 배열 형태를 나타낸다. 각각 구형(矩形)인, R광용 형광체(107R)와, G광용 형광체(107G)와, B광용 형광체(107B)에 의해 하나의 화소(108)를 형성한다. 그리고, 구형 영역에 복수의 화소(108)가 제 2 면(106b) 상에 배열되어 있다. 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)는 제 2 면(106b) 상에, 잉크젯 기술, 인쇄 기술, 또는 스핀 코팅에 의한 도포에 의해 형성할 수 있다.
또, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 스크린(106)의 제 1 면(106a)에는, 띠 형상의 개구부(201)가 일정한 간격으로 마련되어 있다. 개구부(201)는 R광용 UV 레이저 광원(101R) 또는 G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 제 1 레이저광을 통과시켜, 제 1 색광용 발광체인 R광용 형광체(107R) 또는 G광용 형광체(107G)로 조사시키며, 또한 B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 제 2 레이저광을 통과시켜 제 2 색광용 발광체인 B광용 형광체(107B)로 조사시킨다. 또한, 제 1 면(106a)에서 개구부(201)의 주변에는, 띠 형상의 차광부(202)가 소정 간격으로 반복해서 마련되어 있다. 그리고, 하나의 화소(108)에는, 하나의 개구부(109)가 대응하고 있다. 본 실시예에서는, 화소(108) 중 G광용 형광체(107G)의 위치에 대응하여 하나의 개구부(201)가 마련되어 있다. 차광부(202)는 각 색광용 UV 레이저광을 흡수 또는 반사에 의해 차광한다. 그리고, 차광부(202)는 흑색판, 금속 박막, 흑색 수지, 흑색 감광성 수지, 흑색 도료 등으로 형성할 수 있다.
또, 갈바노 미러(103)는 각 색광용 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)으로부터의 각 색광용 UV 레이저광이 개구부(109) 근방에서 동일 위치를 통과하도록 주사한다. 개구부(109)에 입사되는 각 색광용 UV 레이저광은 각각 스크린(106)에 입사되는 입사 각도가 다르다. 그리고, R광용 UV 레이저광은 R광용 형광체(107R)에만 입사된다. 마찬가지로, G광용 UV 레이저광은 G광용 형광체(107G)에만 입사된다. 또한, B광용 UV 레이저광은 B광용 형광체(107B)에만 입사된다. 이에 따라, 각 색광용 UV 레이저광의 주사 동작에 있어, 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B) 자체에 각각 정확하게 조사되는 엄밀한 위치 결정은 불필요해진다. 이 때문에, 예컨대, R광용 UV 레이저광은 개구부(109)를 통과하면, G광용 형광체(107G) 및 B광용 형광체(107B)로 조사되는 일이 없도록 주사된다. G광용, B광용 UV 레이저 광원에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 각 색광용 UV 레이저광이 단지 개구부(109)를 통과하도록 주사하면 좋다. 그 결과, 용이하게 양호한 색 재현의 화상을 얻을 수 있다.
(차광부의 변형예)
다음에, 도 3(a), (b)를 참조하여, 화소(108)에 있어서의 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)의 배열의 변형예 1을 설명한다. 도 3(a)에서, 제 1 열 PX1의 화소(108)는 상기 실시예 1과 마찬가지로 도면 중 좌측으로부터 순서대로 R광용 형광체(107R), G광용 형광체(107G), B광용 형광체(107B)로 되도록 배열되어 있다. 이에 대하여, 제 2 열 PX2의 화소(108)는 도면 중 좌측으로부터 순서대로 B광용 형광체(107B), R광용 형광체(107R), G광용 형광체(107G)로 되도록 배열되어 있다. 또한, 제 3 열 PX3의 화소(108)는 도면 중 좌측으로부터 순서대로 G광용 형광체(107G), B광용 형광체(107B), R광용 형광체(107R)로 되도록 배열되어 있다. 도 2(a)에 나타내는 배열에서는, 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)의 상하 방향(y축 방향)의 관계에 착목하면, 동일 색광용 형광체가 배열되어 있다. 이 때문에, 예컨대, G광용 형광체(107G)의 위치에 대응하여 마련되어 있는 개구부(201)는, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 띠 형상을 갖고 있다. 이에 대하여, 본 변형예에서, 도 3(a)의 상하 방향(y 축 방향)의 관계에 착목하면, 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)가 교대로 배열되어 있다. 이 때문에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 각 화소(108)에 대해 G광용 형광체(107G)의 위치인 계단 형상으로 시프트한 위치에 개구부(301)가 형성된다. 또한, 차광부(302)는 개구부(301)의 주변부에 마련된다. 본 변형예에서는, 상하 방향(y축 방향)으로 동일 색 라인이 형성되지 않는다고 하는 효과를 얻는다.
다음에, 도 4(a), (b)를 참조하여, 화소(108)에 있어서의 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B) 배열의 변형예 2를 설명한다. 상기 실시예 1 및 상기 변형예 1에서는, 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)는 각각 구형을 갖고 있는데 비해, 변형예 2에서는 원형을 갖는 점이 다르다. 원형의 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)는 각 원형의 중심 위치와 삼각형의 정점의 위치가 일치하는 배열, 이른바 델타 배열로 형성되어 있다. 그리고, 개구부(401)는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 원형이며, 삼각형으로 형성되어 있는 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)의 대략 중심 위치에 마련되어 있다.
다음에, 스크린(106)의 더욱 상세한 구성을 도 5에 근거해서 설명한다. 도 5는 스크린(106)의 단면을 확대하여 나타낸다. 각 색광용 UV 레이저광은 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)에 조사되고, 형광을 발생시키기 위해 모든 광량이 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, UV 레이저광의 일부는 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)로 조사된 후, 그대로 투과되고, 예컨대, 파선으로 나타내는 UV 레이저광 L1과 같이 제 2 면(106b) 측으로부터 관찰자 방향으로 사출되는 경우가 있다. UV 레이저광 L1이 관찰자의 시야 내로 입사되면 안전 상 바람직하지 못하다. 이 때문에, 레이저광 차단 필터(502)가 제 1 색광용 발광체인 R광용 형광체(107R), G광용 형광체(107G)와, 제 2 색광용 발광체인 B광용 형광체(107B)의 사출 측에 마련되어 있다. 레이저광 차단 필터(502)는 제 1 레이저광인 R광용 UV 레이저광, G광용 레이저광과, 제 2 레이저광인 B광용 UV 레이저광을 흡수 또는 반사하고, 또한 제 1 색광인 R광, G광과, 제 2 색광인 B광을 투과시킨다. 이에 따라, 풀 컬러 화상의 표시에 필요한 R광, G광, B광을 스크린(106)의 제 2 면(106b) 측으로부터 사 출시키고, 또한 각 색광용 UV 레이저광이 스크린(106)으로부터 사출되는 것을 방지할 수 있다.
스크린(106)은, 또한, 제 1 면(106a)과 제 2 면(106b) 사이에 다이클로익막(501)을 갖고 있다. 다이클로익막(501)은 제 1 레이저광인 R광용 UV 레이저광, G광용 UV 레이저광과, 제 2 레이저광인 B광용 UV 레이저광을 투과시키고, 또한 제 1 면(106a)의 방향으로 발생된 제 1 색광인 R광, G광과, 제 2 색광인 B광을 제 2 면(106b)의 방향으로 반사시킨다. 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)로부터의 형광은 스크린(106)의 제 2 면(106b) 측으로부터 사출되는 방향뿐만 아니라, 예컨대, 일점 쇄선으로 나타내는 B광 L2과 같이 입사면인 제 1 면(106a)의 방향으로도 발생된다. 제 1 면(106a)의 방향에 대하여 발생한 B광 L2, G광, R광(모두 도시하지 않음)은 스크린(106)의 제 2 면(106b) 측인 관찰자 측으로 사출되지 않기 때문에, 광량의 손실이 생긴다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 제 1 면(106a)과 제 2 면(106b) 사이에 상술한 다이클로익막(501)을 마련하고 있다. 다이클로익막(501)은 제 1 면(106a) 방향으로 발생된 B광 L2, G광, R광(모두 도시하지 않음)을 제 2 면(106b) 방향으로 반사시킨다. 이에 따라, R광, G광, B광을 효과적으로 제 2 면(106b) 측으로부터 사출시킬 수 있다. 또한, 다이클로익막(501)은 각 색광용 UV 레이저광을 투과시킨다. 이 때문에, 각 색광용 UV 레이저광을, 각각 각 색광용 형광체(107R, 107G, 107B)에 효율적으로 입사시킬 수 있다.
또, 도 5에 나타내는 바와 같은 구성의 스크린(106)은 용이하게 제조할 수 있기 때문에 양품률이 향상된다. 그 결과, 대화면의 스크린(106)을 저렴하게 제조 할 수 있다.
예컨대, 다이클로익막(501)은 두 장의 유리의 평행 평판 사이를 밀봉함으로써 간편하게 형성할 수 있다.
(실시예 2)
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 화상 표시 장치(600)의 개략 구성을 나타낸다. 상기 실시예 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광과, B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 B광용 UV 레이저광은 각각 반사 미러(602)로 광로를 90° 변경하여 집광 렌즈(601)로 입사된다. 또한, G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 G광용 UV 레이저는 그대로 집광 렌즈(601)로 입사된다. 집광 렌즈(601)는 각 색광용 UV 레이저광을 스크린(106)의 개구부(109) 근방에 집광시키는 위치에 마련되어 있다. 집광 렌즈(601)를 투과한 각 색광용 UV 레이저광은 갈바노 미러(103)에 의해 소정의 2차원면 내에서 주사된다. 그리고, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 R광, G광, B광을 발생시켜 풀 컬러 화상을 얻을 수 있다. 본 실시예에서는, 각 색광용 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)의 배치 자유도가 크다고 하는 효과를 얻는다.
(실시예 2의 변형예)
도 7은 본 실시예의 변형예의 구성의 일부를 확대해서 나타낸다. 본 변형예 에서는, 두 장의 반사 미러(602) 대신 사다리꼴 프리즘(700)을 이용한다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광과, B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 B광용 UV 레이저광은 각각 사다리꼴 프리즘(700)의 경사면에서 광로가 90° 변경되어 집광 렌즈(601)로 입사된다. 또한, G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 G광용 UV 레이저는 사다리꼴 프리즘(700)의 저면으로부터 입사되고 상면으로부터 사출되어, 그대로 집광 렌즈(601)로 입사된다. 그에 따라, 레이저 광원 근방의 구성을 소형화할 수 있게 된다.
(실시예 3)
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 화상 표시 장치(800)의 개략 구성을 나타낸다.
상기 각 실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
G광용 UV 레이저 광원(101G)은 G광용 UV 레이저광을 집광 렌즈(601)의 광축 AX에 따른 방향으로 사출한다. 이에 대하여, R광용 UV 레이저 광원(101R)과 B광용 UV 레이저 광원(101B)은, 각각 R광용 UV 레이저광과 B광용 UV 레이저광이 광축 AX에 대하여 소정 각도 θ로 되도록 배치되어 있다. 이에 따라, 집광 렌즈(601)로 입사시키기 위한 광학계가 불필요하게 되어, 간편한 구성으로 행할 수 있다. 다음에 집광 렌즈(601)는 각 색광용 UV 레이저광을 개구부(109) 근방에 집광시킨다. 또, 각 색광용 UV 레이저 광원(101R, 101G, 101B)의 사출단 근방의 각 광로 내에 각각 집광 렌즈를 더 마련하여도 좋다. 그리고, 각 색광용 UV 레이저광은 상기 각 실시예와 마찬가지로 스크린(106)으로 입사되어, R광, G광, B광을 발생시켜 풀 컬러 이미지를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 화상 표시 장치(900)의 개략 구성을 나타낸다.
상기 실시예 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광은 R광용 갈바노 미러(103R)에서, 광로를 변경해서 2차원면 내에서 주사시킨다. 마찬가지로, G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 G광용 UV 레이저와 B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 B광용 UV 레이저광은 각각 G광용 갈바노 미러(103G), B광용 갈바노 미러(103B)에서, 광로를 변경해서 2차원면 내에서 주사시킨다. 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)는, 각각, 각 색광용 갈바노 미러 구동부(104R, 104G, 104B)에 의해 독립적으로 구동된다.
주사된 각 색광용 UV 레이저광은 상기 각 실시예와 마찬가지로 스크린(106)에 입사되어, R광, G광, B광을 발생시킨다. 이에 따라, 풀 컬러 화상을 얻을 수 있다. 상기 각 실시예에서는, 각 색광용 UV 레이저광을 하나의 갈바노 미러(103)로 주사시키고 있다. 이 경우, 갈바노 미러(103)가 대형화되는 경우가 있다. 이에 대해 본 실시예에서는, 각 색광용 UV 레이저광마다 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)가 마련되어 있다. 이 때문에, 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)를 공간적으로 떨어진 위치에 배치할 수 있다. 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)를 공간적으로 이격시키면, 각 갈바노 미러를 극히 소형화할 수 있다. 예컨대, 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)를 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)의 기술로 형성할 수 있다. 그리고, MEMS으로 구성된 각 갈바노 미러는 용이하게 고속 구동할 수 있다. 또한, 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)가 독립적으로 마련되어 있으면, 각 색광용 UV 레이저광을 독립적으로 동시에 주사할 수 있다. 예컨대, 화상 신호를 적절히 교환함으로써, 각 색광용 레이저광을, 동시에 각각 다른 개구부(109)를 통과하도록 주사할 수도 있다.
(실시예 5)
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 리어 프로젝터(1000)의 개략 구성을 나타낸다. 상기 각 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. R광용 UV 레이저 광원(101R)으로부터의 R광용 UV 레이저광은 R광용 갈바노 미러(103R)에서, 광로를 변경하여 2차원면 내에서 주사된다. 마찬가지로, G광용 UV 레이저 광원(101G)으로부터의 G광용 UV 레이저와 B광용 UV 레이저 광원(101B)으로부터의 B광용 UV 레이저광은 각각 G광용 갈바노 미러(103G), B광용 갈바노 미러(103B)에서, 광로를 변경하여 2차원면 내에서 주사된다. 각 색광용 갈바노 미러(103R, 103G, 103B)는, 각각, 각 색광용 갈바노 미러 구동부(104R, 104G, 104B)에 의해 독립적으로 구동된다. 각 색광용 갈바노 미러 구동부(104R, 104G, 104B)에 의해 반사되어 광로가 변경된 각 색광용 UV 레이저광은 반사 미러(1001)에서 스크린(106)의 방향으로 재차 반사된다. 그리고, 각 색광용 UV 레이저광은 상기 각 실시예와 마찬가지로 스크린(106)에 입사되어, R광, G광, B광을 발생시킨다. 본 실시예에서는, 반사 미러(1001)에서 한 번 반사시켜 스크린(106)으로 조사한다. 이 때문에, 리어 프로젝터(1000)의 깊이 d를 작게 하면서, 스크린(106)의 대화면화를 도모할 수 있다. 종래 기술의 CRT에서는, 전자선을 이용하여 형광체에 에너지를 공급하고 있다. 전자선은 반사 미러에서 반사시킬 수는 없다. 이에 대하여, 본 실시예의 리어 프로젝터(1000)는 반사 미러로 반사시키는 것, 더욱이 복수의 반사 미러로 복수 회 반사시킴으로써 전체 깊이 d를 보다 작게 할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에서는, 발광체로서 형광체(유기 및 무기의 어느 하나)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 인광 또는 광 루미네선스 기능에 의한 광을 발생시키는 물질을 이용하여도 좋다. 또한, 발광체에 에너지를 공급하기 위한 레이저광의 파장 영역은 UV광에 한정되지 않고, 가시광 영역, 또는 적외선 영역을 이용할 수 있다. 또한, 주사 기구는 갈바노 미러에 한정되지 않고, 렌즈 등의 광학계, 가동 기구 등을 조합시킨 구성이라도 좋다.
본 발명에 의하면, 콤팩트하고, 경량의 대화면을 얻을 수 있는 화상 표시 장치, 리어 프로젝터 및 이들에 바람직한 스크린을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 레이저광이 입사되는 제 1 면과, 상기 레이저광이 사출되는 제 2 면을 갖는 스크린으로서,
    상기 레이저광 중 제 1 레이저광이 조사되는 것에 의해 제 1 파장 영역의 제 1 색광을 발생시키는 제 1 색광용 발광체와,
    상기 레이저광 중 제 2 레이저광이 조사되는 것에 의해 상기 제 1 파장 영역과 상이한 제 2 파장 영역의 제 2 색광을 발생시키는 제 2 색광용 발광체와,
    상기 제 1 면에 마련되며, 상기 제 1 레이저광을 통과시켜 상기 제 1 색광용 발광체에 조사시키고, 또한 상기 제 2 레이저광을 통과시켜 상기 제 2 색광용 발광체에 조사시키기 위해 상기 제 1 면상에 형성되어 있는 개구부와,
    상기 제 1 면에서 상기 개구부의 주변에 마련되고, 상기 제 1 레이저광과, 상기 제 2 레이저광을 차광하기 위한 차광부와,
    상기 제 1 색광용 발광체와 상기 제 2 색광용 발광체의 사출 측에 마련되어, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 흡수 또는 반사하고, 또한 상기 제 1 색광과 상기 제 2 색광을 투과시키는 레이저광 차단 필터
    를 갖고,
    복수의 상기 제 1 색광용 발광체와 복수의 상기 제 2 색광용 발광체는 상기 제 2 면상에 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 스크린.
  3. 레이저광이 입사되는 제 1 면과, 상기 레이저광이 사출되는 제 2 면을 갖는 스크린으로서,
    상기 레이저광 중 제 1 레이저광이 조사되는 것에 의해 제 1 파장 영역의 제 1 색광을 발생시키는 제 1 색광용 발광체와,
    상기 레이저광 중 제 2 레이저광이 조사되는 것에 의해 상기 제 1 파장 영역과 상이한 제 2 파장 영역의 제 2 색광을 발생시키는 제 2 색광용 발광체와,
    상기 제 1 면에 마련되며, 상기 제 1 레이저광을 통과시켜 상기 제 1 색광용 발광체에 조사시키고, 또한 상기 제 2 레이저광을 통과시켜 상기 제 2 색광용 발광체에 조사시키기 위해 상기 제 1 면상에 형성되어 있는 개구부와,
    상기 제 1 면에서 상기 개구부의 주변에 마련되고, 상기 제 1 레이저광과, 상기 제 2 레이저광을 차광하기 위한 차광부와,
    상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이에 마련되어, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광을 투과시키고, 또한 제 1 면을 향해 발생된 상기 제 1 색광과 상기 제 2 색광을 제 2 면을 향해 반사시키는 다이클로익 막
    을 갖고,
    복수의 상기 제 1 색광용 발광체와 복수의 상기 제 2 색광용 발광체는 상기 제 2 면상에 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 스크린.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 색광은 적색광 및 녹색광이고, 상기 제 2 색광은 청색광인 것을 특징으로 하는 스크린.
  5. 화상 신호에 따라 변조된 제 1 레이저광을 공급하는 제 1 레이저 광원과,
    화상 신호에 따라 변조된 제 2 레이저광을 공급하는 제 2 레이저 광원과,
    상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광 중 적어도 한쪽의 레이저광을 2차원면내에서 주사시키는 주사부와,
    청구항 2 또는 3에 기재한 스크린
    을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주사부는, 상기 제 1 레이저광을 주사시키는 제 1 주사부와, 상기 제 2 레이저광을 주사시키는 제 2 주사부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  7. 화상 신호에 따라 변조된 제 1 레이저광을 공급하는 제 1 레이저 광원과,
    화상 신호에 따라 변조된 제 2 레이저광을 공급하는 제 2 레이저 광원과,
    상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광 중 적어도 한쪽의 레이저광을 2차원 면내에서 주사시키는 주사부와,
    상기 주사된 레이저광을 반사시키는 반사 미러와,
    상기 반사 미러에 의해 반사된 레이저광이 조사되는 청구항 2 또는 3에 기재한 스크린
    을 갖는 것을 특징으로 하는 리어 프로젝터.
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