KR100736617B1 - 레이저 영상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 반점을 감소시켜 선명한 영상을 구현하도록 하는 레이저 영상 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 레이저 영상 장치는 레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 출사된 광을 증폭하는 입사렌즈, 상기 입사렌즈를 통과한 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 1 콜리메이터 렌즈, 상기 제 1 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 랜덤하게 반사하여, 위상차를 갖는 광으로 만들어주는 반사형 플레이트, 상기 반사형 플레이트에서 반사된 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 2 콜리메이터 렌즈, 상기 제 2 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 집속하는 집속렌즈, 및 상기 집속렌즈를 통과한 광을 스크린에 투사하는 디스플레이 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 레이저의 진행경로를 다변화시켜줌으로써, 레이저의 고유한 특성인 간섭을 줄여 스크린상에서 레이저 반점을 줄이는 효과가 있고, 따라서, 본 발명을 레이저를 광원으로 하는 디스플레이 분야에 적용하여, 보다 선명한 이미지를 구현할 수 있다.
레이저, 스페클, 간섭, 반점

Description

레이저 영상 장치{A laser display apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 입사부의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 반사형 플레이트의 광 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 반사형 플레이트의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 반사형 플레이트의 표면 확대도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 레이저 광원 200 : 입사부
210 : 입사 렌즈 220 : 제 1 콜리메이터 렌즈
300 : 반사형 플레이트 400 : 출사부
410 : 제 2 콜리메이터 렌즈 420 : 집속 렌즈
500 : 디스플레이 세트 600 : 스크린
본 발명은 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 반점을 감소하기 위한 레이저 영상 장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 분야의 급격한 발전이 이루어지면서 소비자들은 좀더 밝고 선명한 이미지를 좀 더 큰 화면으로 보기를 원하고 있다. 이러한 소비자의 욕구를 충족시키기 위한 수단의 하나로 레이저를 이용한 디스플레이의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 하지만 레이저 조명은 간섭성이기 때문에 스크린에 의해 확산될 때, 인간의 눈에 밝고 어두운 간섭 무늬인 레이저 반점을 만들게 된다. 따라서 이러한 현상으로 인해서 본래의 이미지를 선명하게 보지 못하게 되는 현상이 나타나게 된다.
이러한 레이저 반점을 없애기 위해 사용된 종래의 방법들은 Goodman에 의해 알려진 시간 평균을 사용하는 진동으로 시청 스크린이나 섬유(fiber)를 움직임으로써 다중 반점 패턴을 생성하거나, 광학 장치를 이용하여 빛의 경로를 나누는 등의 방법으로 이러한 현상을 개선하고자 하였다.
하지만 이러한 방식은 화면의 출렁거림과 밝기 저하와 같은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저 빔의 이동경로를 다변화시켜 레이저 반점을 감소시키는 레이저 영상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 레이저 빔의 위상차이를 주어 레이저 반점을 감소시키는 레이저 영상 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 이상과 같은 달성하기 위해, 본 발명에 따른 레이저 영상 장치는, 레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 출사된 광을 증폭하는 입사렌즈, 상기 입사렌즈를 통과한 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 1 콜리메이터 렌즈, 상기 제 1 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 랜덤하게 반사하여, 위상차를 갖는 광으로 만들어주는 반사형 플레이트, 상기 반사형 플레이트에서 반사된 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 2 콜리메이터 렌즈, 상기 제 2 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 집속하는 집속렌즈, 및 상기 집속렌즈를 통과한 광을 스크린에 투사하는 디스플레이 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 레이저 영상 장치는, 상기 입사렌즈와 상기 제 1 콜리메이터 렌즈의 거리를 조절하여 평행광의 크기를 조절한다.
이때, 상기 반사형 플레이트는 기판 상에 형성된 반사막과 상기 반사막 상에 형성된 요철부를 포함하고, 상기 요철부는 산화규소(SiO2)로 형성되며, 상기 반사형 플레이트의 상기 반사막을 제외한 표면은 무반사 코팅막이 형성된다.
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따라서, 본 발명에 의하면, 레이저의 진행경로를 다변화시켜줌으로써, 레이저의 고유한 특성인 간섭을 줄여 스크린상에서 레이저 반점을 줄이는 효과가 있고, 따라서, 본 발명을 레이저를 광원으로 하는 디스플레이 분야에 적용하여 보다 선명한 이미지를 구현할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 영상 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 레이저 영상 장치는 레이저 광원(100), 입사부(200), 반사형 플레이트(300), 출사부(400), 디스플레이 세트(500), 스크린(600)을 포함하고 있다. 레이저 광원(100)에서 나온 빔이 입사부(200)로 들어가서 소정의 크기로 키워서 평행한 광으로 만들어 내보내고, 상기 입사부(200)를 나온 빔은 반사형 플레이트(300)로 보내져, 반사되어 임의의 위상을 가지는 빔으로 진행되고, 상기 반사형 플레이트(300)에서 반사된 빔은 출사부(400)로 들어가 모아서 내보내지게 된다. 상기 출사부(400)에서 모아져서 나온 빔은 디스플레이 세트(500)를 거쳐 스크린(600)으로 출사되게 되어, 화면을 출력하게 된다.
도 2는 입사부의 상세 구조를 도시한다.
도 2를 참조하면, 상기 입사부(200)는 입사렌즈(210) 과 제 1 콜리메이터 렌즈(220)를 포함한다.
상기 입사렌즈(210)는 상기 레이저 광원에서 방사된 빔을 받아 소정의 크기로 키워준다.
상기 제 1 콜리메이터 렌즈(220)는 상기 입사렌즈에서 소정의 크기로 키워진 빔을 평행광으로 만들어준다.
입사부는 상기 입사렌즈(210)와 상기 제 1 콜리메이터(220)의 거리를 조절하여 평행광의 크기를 조절할 수 있다. 본 발명에 사용되는 평행광의 크기는 지름이 약 10mm정도 되는 빔을 사용한다.
도 3은 반사형 플레이트의 광 흐름을 도시하고, 도 4는 반사형 플레이트의 상세 구조를 도시하고, 도 5는 반사형 플레이트의 표면 구조를 확대하여 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 반사형 플레이트는 입사되는 레이저 빔이 ①②③④의 빔으로 랜덤하게 반사되어, 각각 위상차를 갖도록 임의로 방사되도록 하여, 레이저 빔의 간섭을 완화시키는 작용을 한다.
도 4를 참조하면, 반사형 플레이트(300)는 기판(310)에 반사막(320)이 형성되고, 상기 반사막(320)상에 임의의 간격을 가지는 요철부가 형성된다.
상기 기판(310)는 글라스(glass) 또는 폴리탄산에스테르(polycarbonate)로 형성될 수 있다.
상기 반사막(320)은 상기 기판상에 전체적으로 형성된다.
상기 요철부(330)는 소정의 길이와 소정의 깊이를 가지며, 요부와 요부사이의 간격 또는 철부와 철부 사이의 간격은 일정하지 아니하고 랜덤하게 형성된다.
상기 요철부(330)은 소정의 길이를 가지는데, 일정하게 정해지지 아니하다. 다만 일 실시예로 수백nm ~ 수mm로 형성될 수 있다. 다만 본 발명에 사용되는 반사형 플레이트는 최소한 사용되어지는 시스템의 크기보다는 작아야 큰 효과를 낼 수 있다. 본 발명에서 DLP시스템을 사용하면, DMD의 미러(mirrow)사이즈는 14um이므로 이보다 작은 패턴을 사용한다.
요철부(330)의 소정의 깊이는 t=λ/2(n-1)의 식으로 결정된다. 이때, t는 요철부의 깊이, λ는 사용되는 빔의 파장, n은 빔이 지나는 물질의 굴절률을 의미한다. 요철부의 깊이는 사용되는 빔의 파장과 물질의 굴절률까지 고려하여 결정되는 것이다.
상기 요철부(330)는 산화규소(SiO2)등을 재료로 하여 투명한 막으로 만들어진다. 또한 요철부는 포토-리소그래피(photo-lithgraphy)법 등의 노광 기술을 통하여 형성할 수 있다.
상기 반사형 플레이트(300)는 회전하도록 할 수 있다. 이때 회전은 모터를 이용하여 회전시킬 수 있다. 회전동작을 통해서, 입사되는 빛을 더욱 랜덤(random)하게 반사시킬 수 있고, 또한 고전력(high power) 구동시에도 열에 의해 반사형 플레이트의 손상을 방지할 수 있다.
도 5는 상기 반사형 플레이트의 단면과 그 확대도를 도시한 것이다.
도 5와 같이, 반사형 플레이트는 랜덤한 패턴을 형성하고 있다.
상기 반사형 플레이트의 상기 반사막을 제외한 표면은 무반사 코팅막을 형성 하여, 반사막 이외에서의 반사는 방지하도록 한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 레이저 영상 장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 레이저의 진행경로를 다변화시켜줌으로써, 레이저의 고유한 특성인 간섭을 줄여 스크린 상에서 레이저 반점을 줄이는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 레이저를 광원으로 하는 디스플레이 분야에 적용하여 보다 선명한 이미지를 구현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 레이저 광원;
    상기 레이저 광원에서 출사된 광을 증폭하는 입사렌즈;
    상기 입사렌즈를 통과한 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 1 콜리메이터 렌즈;
    상기 제 1 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 랜덤하게 반사하여, 위상차를 갖는 광으로 만들어주는 반사형 플레이트;
    상기 반사형 플레이트에서 반사된 광을 균일한 평행광으로 만들어주는 제 2 콜리메이터 렌즈;
    상기 제 2 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 집속하는 집속렌즈; 및
    상기 집속렌즈를 통과한 광을 스크린에 투사하는 디스플레이 세트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 영상 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 레이저 영상 장치는,
    상기 입사렌즈와 상기 제 1 콜리메이터 렌즈의 거리를 조절하여 평행광의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저 영상 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반사형 플레이트는 기판 상에 형성된 반사막과 상기 반사막 상에 형성된 요철부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 영상 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 반사형 플레이트의 상기 요철부는 산화규소(SiO2)로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 영상 장치.
  8. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 반사형 플레이트의 상기 반사막을 제외한 표면은 무반사 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 영상 장치.
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KR20040012971A (ko) * 2001-06-25 2004-02-11 실리콘 라이트 머신즈 레이저 반점을 감소시키기 위한 방법, 장치 및 확산기

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