KR100858084B1 - 스펙클 노이즈를 저감하는 형상을 갖는 확산자 및 이를채용한 레이저 프로젝션 시스템 - Google Patents

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Abstract

스펙클 노이즈를 저감하는 형상을 갖는 확산자 및 이를 채용한 레이저 프로젝션 시스템이 개시된다. 개시된 확산자는 레이저 프로젝션 시스템에 채용되어 광축에 대해 진동함으로써 스펙클을 최소화하는 것으로, 일면에 산란패턴이 형성되며, 상기 산란패턴은 복수의 산란 띠를 포함하며, 상기 복수의 산란 띠 각각을 구성하는 곡면은 주어진 광학계의 개구 크기에 대해 스펙클 노이즈를 최소화하도록 유도된 수식을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

스펙클 노이즈를 저감하는 형상을 갖는 확산자 및 이를 채용한 레이저 프로젝션 시스템{A diffuser with a shape profile for effective speckle noise reduction and a laser projection system employing the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 확산자를 보이는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 확산자를 보이는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 프로젝션 시스템의 광학적 배치를 개략적으로 보이는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 프로젝션 시스템의 광학적 배치를 개략적으로 보이는 도면이다.
도 5는 N=0, N=1 일 때, 한 개의 산란 띠에 의해 산란되는 광의 강도를 변수 b에 대하여 도시한 그래프이다
도 6은 N=10 일 때, 한 개의 산란 띠에 의해 산란되는 광의 강도를 변수 b에 대하여 도시한 그래프이다
도 7은 스펙클 감소 인자를 수치 적분에 의해 계산한 결과를 보이는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20,40,150,250...확산자 20a,40a,150a,250a...제1면
24a,44a,154a,254a...제2면 24...볼록 산란 띠
44...오목 산란 띠 110,210...레이저광원
130,230...광변조기 240...광경로변환부재
154,254...산란 띠 170,270...투사렌즈 유닛
본 발명은 스펙클 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있는 형상의 산란패턴을 가지는 확산자 및 이를 채용하여 스펙클 노이즈가 저감된 프로젝션 시스템에 관한 것이다.
프로젝션 시스템은 복수의 단색광을 화상정보에 대응되도록 변조시켜 스크린에 확대 투사하여 칼라 화상을 표시하기 위한 것이다. 프로젝션 시스템에는 여러 종류의 광원이 채용될 수 있으며, 레이저 광원은 다른 광원에 비해 광의 세기나 휘도 특성이 좋아 콘트라스트가 높은 선명한 영상을 제공할 수 있다는 이점이 있어 선호된다. 그러나, 레이저빔은 높은 가간섭성(coherence)을 가지며 이것이 스펙클 노이즈의 원인이 된다. 스펙클(speckle)이란 스크린의 표면 거칠기(roughness)에 의해 이에 입사하는 레이저빔의 고유한 파동 특성에 의해 생기는 반점 모양의 패턴(mottled pattern)으로, 이에 의해 화질 특성이 현저히 저하된다.
스펙클 노이즈를 감소하기 위하여 N개의 상호 연관되지 않은 스펙클 패턴(uncorrelated speckle pattern)을 가지는 이미지 프레임을 형성해야 한다. 스펙 클 콘트라스트(C)는 스펙클이 나타내는 광 세기의 평균에 대한 분산으로 정의되며(C=σI/<I>), 따라서, N개의 상호 연관되지 않은 스펙클 패턴을 갖는 경우 스펙클 콘트라스트는 1/N1/2 으로 줄어든다. 따라서, 어떻게 N개의 상호 연관되지 않은 스펙클 패턴을 형성할 것인가가 관건이 되며, 이를 위하여, 레이저광을 공간적으로 분기시키는 방법, 시간적으로 분기시키는 방법, 대역 폭을 증가시키는 방법, 위상을 분기하는 방법 등이 제안된 바 있다.
스펙클 감소를 위해 가간섭성의 광의 위상을 분기(phase de-correlation)시키는 방법으로 구동 확산자를 이미지 플레인 상에 배치하는 방법이 있다. 확산자의 표면 미세구조는 correlation length 라 하는 rc 라는 수치로 표현될 수 있다. 확산자가 최소한 rc 만큼 이동하여야 상호 연관되지 않은 스펙클 패턴이 형성되며, 충분한 스펙클 감소 효과를 나타내기 위해서 확산자의 이동거리는 rc의 수배가 되어야 한다. 스펙클 감소를 위한 이상적인 경우로서 확산자는 작은 rc 값을 갖는 것이 좋다. 특히, 픽셀 조명시간이 매우 짧은 스캐닝 프로젝션 시스템에 있어서, rc를 최소화하는 것은 스펙클 감소에 요구되는 확산자 이동 속도를 줄인다. 반면, 산란각은 λ/rc에 비례하므로, rc를 최소화하는 것은 확산자에서 일어나는 산란을 증가시키게 된다. 이는 광손실을 야기하며, 이러한 광손실을 줄이기 위해 프로젝션 광학계의 개구는 증가해야 한다. 따라서, 컴팩트한 광학계를 설계함에 있어 작은 개구 크기 와 작은 스펙클 노이즈를 동시에 구현하는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 필요성에 따라 도출된 것으로, 광 손실을 최소화하면서 스펙클 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 형상 프로파일을 갖는 확산자 및 이를 채용하여 스펙클 노이즈가 저감되는 레이저 프로젝션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 확산자는, 스펙클 노이즈를 감소시키기 위해 레이저 프로젝션 시스템에 채용되는 것으로, 산란패턴이 형성된 확산자에 있어서, 상기 산란패턴은, 제1축(X축) 방향으로 배열되고, 제2축(Z축) 방향으로 길이를 가지는 복수의 산란 띠를 포함하며, 상기 복수의 산란 띠 각각은 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면을 가지며, 상기 제2면은 하기의 식을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
<식>
Figure 112006089561289-pat00001
Figure 112006089561289-pat00002
여기서, 상기 h(x)는 상기 제2면의 정점에 대응하는 상기 제1면 상의 위치를 원점으로 할 때 상기 제1축 상의 위치 x에서 상기 제1면에 대한 상기 제2면의 높이 이고, β(x)는 제1축 상의 위치 x에서 제2면의 접선과 제1축이 이루는 각이며, α는 임의의 상수이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 프로젝션 시스템은, 레이저광원과, 상기 광원에서의 광을 화상정보에 대응되도록 변조하는 광변조기와, 상기 변조된 광을 스크린에 투사하는 투사렌즈 유닛을 구비하는 레이저 프로젝션 시스템에 있어서, 스크린을 향하는 광경로 상에 배치되어 광축에 대해 진동하는 것으로, 산란패턴이 형성된 확산자;를 포함하며, 상기 산란패턴은 주어진 광학계의 개구에 대해 최소의 스펙클 노이즈를 형성하도록 최적화된 형상 프로파일을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확산자 및 이를 채용한 레이저 프로젝션 시스템을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 확산자를 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 확산자(20)의 일면에는 산란 패턴이 형성되어 있다. 산란 패턴은 제1축(X축)을 따라 배열되고 길이 방향이 제2축(Z축) 방향인 복수개의 볼록 산란 띠(24)를 포함한다. 상기 복수의 볼록 산란 띠(24) 각각은 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면(20a)에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면(24a)을 가지고 있다. 제1축 상의 위치 x에서, 제2면(24a)의 제1면(20a)에 대한 높이를 h(x) 라 하고, 제2면(24a)의 접선과 제1축이 이루는 각을 β(x)라 할 때, 제2면(24a)은 다음 두 식을 만족하도록 형성된다.
Figure 112006089561289-pat00003
Figure 112006089561289-pat00004
여기서, α는 0보다 큰 임의의 상수이다.상기 두 식은 확산자(20)가 레이저 프로젝션 시스템에 채용될 때 상기 프로젝션 시스템을 구성하는 광학계의 개구 크기에 대해 스펙클 노이즈가 최소화되도록 최적화된 형상으로, 이에 대해서는 후술한다.
수학식 1 및 수학식 2로부터 다음 식이 유도된다.
Figure 112006089561289-pat00005
α가 충분히 작은 경우, h(x)는 근사적으로 수학식 3을 만족한다.
Figure 112006089561289-pat00006
여기서, h0는 제2곡면의 정점(P)의 제2면(24a)에 대한 높이이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 확산자를 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 확산자(40)의 일면에는 산란 패턴이 형성되어 있다. 산란 패턴은 제1축(X축)을 따라 배열되고 길이 방향이 제2축(Z축) 방향인 복수개의 오목 산란 띠(44)를 포함한다. 상기 복수의 오목 산란 띠(44) 각각은 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면(40a)에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면(44a)을 가지고 있다. 제1축 상의 위치 x에서, 제2면(44a)의 제1면(40a)에 대한 높이를 h(x)라 하고, 제2면(44a)의 접선과 제1축이 이루는 각을 β(x)라 할 때, 상기 제2면(44a)은 상술한 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3을 만족하며, 다만, α가 0보다 작은 임의의 상수라는 점에서 차이가 있다. 또한, α의 절대값이 충분히 작은 경우 수학식 4를 만족한다. 도 1 및 도 2의 확산자(20,40)는 레이저 프로젝션 시스템에 채용되어 스펙클 노이즈를 최소화하기 위해 도출된 것으로, 상기 확산자(20,40)는 광투과성 재질로 이루어지거나 또는 제2면(24a,44a)이 반사면이 되도록 구성된다. 확산자(20,40)가 광투과성 재질로 이루어지는 경우 광은 제1면(20a,40a)으로 입사한 후 제2면(24a,44a)을 산란 투과하도록 확산자(20,40)가 배치된다. 제2면(24a,44a)이 반사면으로 구성되는 경우 제2면(24a,44a)을 향해 조사된 광이 산란패턴에 의해 산란 반사되도록 확산자(20,40)가 배치되게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 프로젝션 시스템의 광학적 배치를 개략적으로 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 레이저 프로젝션 시스템(100)은 레이저 광을 생성 조사하는 레이저 광원(110)과 광을 화상 정보에 대응하도록 변조하는 광변조기(130)와 변조된 광을 스크린 상에 투사하는 투사렌즈 유닛(170)을 포함 하며, 스크린(S)을 향하는 광경로상에는 확산자(150)가 배치되어 있다. 광원(110)과 광변조기(130) 사이의 광경로에는 광을 콜리메이팅 시켜 광변조기(130)에 대응되도록 하는 콜리메이팅 유닛(120)이 배치될 수 있다. 광변조기(130)는 라인 방식의 광변조소자, 예를 들어 GLV(grating light valve)소자를 채용하여 라인 패널을 형성한다. 또한, 투사렌즈 유닛(170)과 스크린(S)사이에는 라인 패널의 광을 스크린(S) 상에 스캐닝하는 스캐닝 유닛(180)이 배치된다. 확산자(150)는 광축에 대해 화살표 방향을 따라 소정 주기(ν)로 진동함으로써 제1면(150a)으로 입사된 광을 산란 투과시킴으로써 스펙클 노이즈를 최소화하기 위해 마련되는 것이다. 이를 위하여, 확산자(150)는 복수의 산란 띠(154)로 이루어진 산란패턴을 가지며, 산란 띠(154)를 이루는 곡면인 제2면(154a)의 프로파일은 주어진 광학계에서 최소의 스펙클 노이즈를 형성하도록 최적화된 형상을 갖는다. 예를 들어, 도 1에서 설명되는 바와 같이 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하는 형태로 구성된다. 또한, 상기 식들에서 상수 α의 절대값이 충분히 작은 경우, 제2면(154a)의 프로파일은 수학식 4를 만족하는 형태로 구성된다. 상수 α는 0이 아닌 수로 임의로 선택 가능하며, 스펙클 감소 인자(R)와 결부되는 N과의 관계에서 적절히 결정될 수 있다. N과 α의 관계식에 대해서는 후술한다. 확산자(150)는 광투과성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 확산자(150)를 산란 투과한 광은 투사렌즈 유닛(170)을 거쳐 스캐닝 유닛(180)에 의해 스크린 상에 스캐닝된다. 스캐닝 유닛(180)은 스크린 상에 화상이 형성되도록, X축을 축으로 회전 구동함으로써 X 방향의 라인 패널의 광을 스크린(S) 상에 Z방향으로 스캐닝한다. 도시한 바와 같이, 확산자(150)의 진동에 의해 광이 산란되는 방향은 X축 방향, 즉, 스크린(S) 상에서의 스캐닝 방향 Z과 수직인 방향이 되도록 구성되는 것이 바람직하다. X축 방향으로 광이 산란되는 경우 스캐닝 유닛(180)의 크기는 X 방향으로 커져야 하며, 이 경우 스캐닝 유닛(180)의 회전 구동시 관성모멘트는 이에 비례하여 선형으로 증가한다. 반면, 확산자(150)의 진동에 의해 광이 산란되는 방향이 예를 들어 Z방향, 즉 스캐닝 방향과 일치하게 되는 경우, 스캐닝 유닛(180)의 크기는 Z 방향으로 커져야 하며, 이 경우 관성 모멘트는 스캐닝 유닛(180)의 Z축 방향 크기의 제곱에 비례하여 커지기 때문이다. 여기서 확산자(150)의 산란 띠(154)의 형상은 도 1의 실시예에서 설명한 볼록한 형상으로 도시되고 있으나, 도 2의 실시예에서 설명한 것과 같이 오목한 형상이 채용될 수 있다.도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 프로젝션 시스템의 광학적 배치를 개략적으로 보이는 도면이다. 도 4의 실시예는 확산자(250)의 제2면(254a)이 반사면으로 형성된 점에서 도 3의 실시예와 차이가 있다. 도면을 참조하면, 레이저 프로젝션 시스템(200)은 레이저 광을 생성 조사하는 레이저 광원(210)과 광을 화상 정보에 대응하도록 변조하는 광변조기(230)와 변조된 광을 스크린(S) 상에 투사하는 투사렌즈 유닛(270)을 포함하며, 스크린(S)을 향하는 광경로상에는 확산자(250)가 배치되어 있다. 광원(110)과 광변조기(130) 사이의 광경로에는 광을 콜리메이팅 하는 콜리메이팅 유닛(220)이 배치될 수 있다. 확산자(250)는 광변조기(130)는 라인 방식의 광변조소자, 예를 들어 GLV(grating light valve)소자를 채용하여 라인 패널을 형성한다. 확산자(250)는 광축에 대해 화살표방향을 따라 소정 주기(ν)로 진동함으로써 제2면(254a)으로 입사된 광을 산란 반사시킴으로써 스펙클 노이즈를 최소화하기 위해 마련되는 것이다. 이를 위하여, 확산자(250)는 복수의 산란 띠(254)로 이루어진 산란패턴을 가지며, 산란 띠(254)를 이루는 곡면인 제2면(254a)의 프로파일은 주어진 광학계에서 최소의 스펙클 노이즈를 형성하도록 최적화된 형상을 갖는다. 예를 들어, 도 1에서 설명되는 바와 같이 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하는 형태로 구성된다. 상기 식들에서 상수 α는 0보다 작은 수로 임의로 선택 가능하며, 스펙클 감소 인자(R)와 결부되는 N과의 관계에서 적절히 결정될 수 있다. N과 α의 관계식에 대해서는 후술한다. 확산자(250)의 제2면(254a)이 반사면으로 형성된다. 광변조기(230)은 라인 패널의 광을 확산자(250)의 제2면(254a)을 향해 조사한다. 광변조기(230)와 확산자(250) 사이의 광경로에는 상기 라인 패널의 광을 제2면(254a)를 향하도록 경로를 바꾸는 광경로변환부재(240)가 더 마련될 수 있다. 산란 반사되는 광은 투사렌즈 유닛(270)을 거쳐 스캐닝 유닛(280)에 의해 스크린 상에 스캐닝된다. 스캐닝 유닛(280)은 스크린(S) 상에 화상이 형성되도록, X축을 축으로 회전 구동함으로써 X 방향의 라인 패널의 광을 스크린(S) 상에 Z방향으로 스캐닝한다. 또한, 확산자(250)의 진동에 의해 광이 산란되는 방향은 X축 방향, 즉, 스크린(S) 상에서의 스캐닝 방향 Z과 수직인 방향이 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 여기서도 확산자(250)의 산란패턴은 도 1의 실시예에서 설명한 볼록 산란 띠와 같은 형상으로 도시되고 있으나, 도 2의 실시예에서 설명한 것과 같이 오목 산란 띠와 같은 형상이 채용될 수 있다.
도 3 및 도 4의 실시예에서 라인 방식의 광변조소자를 채용하는 광변조기와 스캐닝 유닛을 포함하는 스캐닝 방식의 프로젝션 시스템으로 설명하고 있으나, 이 는 예시적인 것이며, 예를 들어 풀-프레임(full-frame) 방식의 프로젝션 시스템으로 구성하는 것도 가능하다. 다만, 스캐닝 방식을 채택하는 것이, 이미지 프레임을 형성하기 위한 스캐닝 동작에 의해 스펙클 감소 효과를 함께 가질 수 있으므로 더 바람직하다.
이하, 상기한 구조의 레이저 프로젝션 시스템(100,200)이 스펙클 노이즈를 저감하는 작용을 설명한다.
먼저, 확산자에 의해 산란되어 투사렌즈 유닛(170,270)의 렌즈면에 도달하는 광의 강도를 나타내는 프로파일 함수는 다음과 같다.
Figure 112006089561289-pat00007
여기서 k는 2π/λ이고, l은 확산자에서 렌즈면까지의 거리이다. φ(x)는 제2면(154a,254a)의 프로파일 h(x)에 의해 결정되는 위상함수이다. 도 3의 실시예와 같이 굴절률 n인 광투과성 재질로 구성된 확산자(150)의 경우 위상함수 φ(x)는 다음과 같다.
Figure 112006089561289-pat00008
도 4의 실시예와 같이 제2면(254a)이 반사면으로 구성된 경우 다음과 같다.
Figure 112006089561289-pat00009
도 3의 실시예와 같이 굴절률 n인 광투과성 재질로 구성되는 확산자(150)의 경우와, 도 4의 실시예와 같이 제2면(254a)이 반사면으로 구성되는 경우에 대하여 각각 N=2αδ2/λ 및 N=(n-1)αδ2/λ이라는 양을 도입하면, 광의 강도(intensity) 프로파일은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006089561289-pat00010
여기서, b=x'δ/(lλ)이고 δ= 2xmax이며, A는 임의의 상수이다. xmax는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같다.
상기 적분식은 수치 해석적으로 계산될 수 있다.
도 5는 N=0, N=1일 때, 한 개의 산란 띠에 의해 산란되는 광의 강도를 변수 b에 대하여 도시한 그래프이다. 이 경우 광강도 프로파일의 폭(W)은 W=lλ/δ이다. 도 6은 N=10일 때, 한 개의 산란 띠에 의해 산란되는 광의 강도를 변수 b에 대하여 도시한 그래프이다. 이 경우 렌즈면에서 광강도 프로파일의 폭(W)은 대략적으로 W=Nlλ/δ이다. 이는 N=1인 경우보다 N배 증가한 수치이다. 이에 따라 광학계의 개구 크기도 N배가 된다.
다음, 스펙클 감소인자 R을 살펴보면, 수학식 9와 같다.
Figure 112006089561289-pat00011
여기서 μ(τ)는 수학식 8의 진폭 프로파일 함수 U(x)로부터 결정되는 양이다. 즉, μ(τ)=Nc<U(τ)*U(0)> 로서, 여기서 Nc는 정규화 상수이다. 도 7은 수치 적분에 의해 수학식 9의 스펙클 감소인자를 계산한 결과를 보이는 그래프이다. 그래프를 참조하면 스펙클 감소인자 R2은 N에 대해 대략적으로 선형적인 특성을 나타내고 있으며, R은 N의 제곱근에 비례함을 볼 수 있다.
한편, 이러한 결과는 비간섭성(incoherent)의 광에 대한 van Citter-Zernike 정리와 일치하는 결과이다. 상기 이론에 의할 경우, 가간섭성(coherent)의 광 뿐 아니라 비간섭성(incoherent)의 광이라도 주어진 개구 크기에 의해 부분적으로 가간섭성의 광과 같은 성질을 나타낸다. 스펙클 콘트라스트는 스크린 상에 산란되는 광의 상호연관함수(correlation function)의 평균에 의해 결정되는데 이 상호연관함수는 프로젝션 광학계의 개구 크기에 의존한다. 특히, 개구 크기를 N배로 하는 경우 스펙클 콘트라스트는 1/N1/2로 줄어든다. 본 발명은 가간섭성의 광을 사용하면서, 비간섭성의 광에 대한 스펙클 콘트라스트 및 개구 크기에 대한 정리와 일치하는 결과를 나타내고 있다. 이는 주어진 개구 크기를 갖는 광학계에서 가간섭성의 광을 사용하는 경우로서는 스펙클 노이즈 저감의 측면에서 최적화된 결과임을 의미한다.
본 발명에 의한 확산자는 복수의 산란띠를 포함하는 산란패턴을 구비하며, 산란띠를 구성하는 곡면 형상은 소정 프로파일을 갖도록 형성된다. 상기 프로파일 은 주어진 광학계의 개구 크기에 대해 스펙클 노이즈를 최소화도록 도입된 형상이다. 따라서, 이러한 확산자를 구비한 본 발명의 레이저 프로젝션 시스템은 광손실을 줄이며 스펙클 노이즈를 저감하는 효과가 있다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 내에서 정해져야만 할 것이다.

Claims (19)

  1. 스펙클 노이즈를 감소시키기 위해 레이저 프로젝션 시스템에 채용되는 것으로, 산란패턴이 형성된 확산자에 있어서,
    상기 산란패턴은, 제1축(X축) 방향으로 배열되고, 제2축(Z축) 방향으로 길이를 가지는 복수의 산란 띠를 포함하며,
    상기 복수의 산란 띠 각각은 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면을 가지며, 상기 제2면은 하기의 식을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 하는 확산자.
    <식>
    Figure 112006089561289-pat00012
    Figure 112006089561289-pat00013
    여기서, 상기 h(x)는 상기 제2면의 정점에 대응하는 상기 제1면 상의 위치를 원점으로 할 때 상기 제1축 상의 위치 x에서 상기 제1면에 대한 상기 제2면의 높이이고, β(x)는 제1축 상의 위치 x에서 제2면의 접선과 제1축이 이루는 각이며, α는 임의의 상수이다.
  2. 스펙클 노이즈를 감소시키기 위해 레이저 프로젝션 시스템에 채용되는 것으로, 산란패턴이 형성된 확산자에 있어서,
    상기 산란패턴은, 제1축(X축) 방향으로 배열되고, 제2축(Z축) 방향으로 길이를 가지는 복수의 산란 띠를 포함하며,
    상기 복수의 산란 띠 각각은, 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면을 가지며, 상기 제2면은 하기의 식을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 하는 확산자.
    <식>
    Figure 112006089561289-pat00014
    여기서, 상기 h(x)는 상기 제2면의 정점에 대응하는 상기 제1면 상의 위치를 원점으로 할 때 상기 제1축 상의 위치 x에서 상기 제1면에 대한 상기 제2면의 높이이고, h0는 제2면의 정점의 높이이며, α는 임의의 상수이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 α는 0 보다 큰 상수로서, 상기 산란 띠는 볼록한 형상이 되는 것을 특징으로 하는 확산자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 α는 0 보다 작은 상수로서, 상기 산란 띠는 오목한 형상이 되는 것을 특징으로 하는 확산자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확산자는 광투과성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2면은 반사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산자.
  7. 레이저광원과, 상기 광원에서의 광을 화상정보에 대응되도록 변조하는 광변조기와, 상기 변조된 광을 스크린에 투사하는 투사렌즈유닛을 구비하는 레이저 프로젝션 시스템에 있어서,
    스크린을 향하는 광경로 상에 배치되어 광축에 대해 진동하는 것으로, 산란패턴이 형성된 확산자;를 포함하며,
    상기 산란패턴은, 제1축(X축) 방향을 따라 1차원적으로 배열되고 제2축(Z축) 방향으로 길이를 가지는 복수의 산란 띠를 포함하며,
    상기 복수의 산란 띠 각각은, 상기 제1 및 제2축에 의해 정의되는 제1면에 대한 높이가 상기 제1축 상의 위치에 따라 가변되는 제2면을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2면은 하기의 식을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
    <식>
    Figure 112008017181538-pat00015
    Figure 112008017181538-pat00016
    여기서, 상기 h(x)는 상기 제2면의 정점에 대응하는 상기 제1면 상의 위치를 원점으로 할 때 상기 제1축 상의 위치 x에서 상기 제1면에 대한 상기 제2면의 높이이고, β(x)는 제1축 상의 위치 x에서 제2면의 접선과 제1축이 이루는 각이며, α는 임의의 상수이다.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2면은 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
    <식>
    Figure 112008017181538-pat00017
    여기서, 상기 h(x)는 상기 제2면의 정점에 대응하는 상기 제1면 상의 위치를 원점으로 할 때 상기 제1축 상의 위치 x에서 상기 제1면에 대한 상기 제2면의 높이이고, h0는 제2면의 정점의 높이이며, α는 임의의 상수이다.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 α는 0 보다 큰 상수로서, 상기 산란 띠는 볼록한 형상이 되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 α는 0 보다 작은 상수로서, 상기 산란 띠는 오목한 형상이 되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  13. 제7항, 제9항,제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광변조기는 라인 방식의 광변조소자로 구성되고,
    상기 투사렌즈유닛과 상기 스크린 사이의 광경로에는 상기 광변조기에 의해 형성된 라인 패널이 상기 스크린 상에서 상기 라인과 수직인 방향으로 스캐닝되도록 구동되는 스캐닝 유닛이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 확산자는 광투과성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광변조기는 상기 산란패턴이 형성된 면의 이면을 향하여 라인 패널의 광을 형성 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 산란패턴이 형성된 면은 반사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광변조기는 상기 산란패턴이 형성된 면을 향하여 라인 패널의 광을 형성 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광변조기와 상기 확산자 사이의 광경로에는 상기 라인 패널의 광을 상기 산란패턴이 형성된 면을 향하도록 경로를 바꾸는 광경로변환부재가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 확산자의 진동방향은 상기 스캐닝 유닛이 상기 라인 패널을 스크린상에서 스캐닝 하는 방향과 수직인 것을 특징으로 하는 레이저 프로젝션 시스템.
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