KR101435804B1

KR101435804B1 - 프로젝터

Info

Publication number: KR101435804B1
Application number: KR1020070108743A
Authority: KR
Inventors: 이상연
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2014-08-29
Also published as: KR20090043093A

Abstract

본 발명은 편광 회전판을 사용하여 레이저 광의 편광 방향을 시간적 및 공간적으로 변경시켜 줌으로써, 스펙클을 효율적으로 제거할 수 있는 프로젝터에 관한 것이다.

Description

프로젝터{Projector}

본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 광을 사용함으로 인해 발생되는 스펙클을 효율적으로 제거할 수 있는 프로젝터에 관한 것이다.

최근 디스플레이 분야의 급격한 발전으로 인해 소비자들은 소형화 및 밝고 선명한 영상을 좀더 큰 화면에 보기를 원하고 있다. 이러한 소비자들의 욕구를 충족시키기 위한 수단의 하나로서 레이저 광을 이용한 디스플레이 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

도 1은 종래 기술의 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래 기술의 다른 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.

레이저를 광원으로 사용하면 화상의 색상이 선명하고 순색에 가까우며 색을 재현하는 범위가 넓은 장점이 있고 또한 콘트라스트가 높아서 선명한 화상을 얻을 수 있다.

도 1을 참조하면, 레이저를 광원으로 하는 투사 표시장치는 램프를 대신하여 레이저(11)를 광원으로 사용하고, 상기 레이저 광을 조명 광학계(12)에 의해 디스플레이 패널(13)에 조사시킨다.

그리고, 디스플레이 패널(13)에서 전기적 신호에 의해 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하고, 상기 화상을 투사 광학계(14)에 의해 스크린(15)에 투사시켜 큰 화면으로 표시하게 된다.

이와 같은 종래 기술의 레이저 표시 장치에서 AOM(Acousto-Optic Modulator)을 채택하여 레이저 광의 투과량을 조절할 수 있도록 하는 다른 구조의 레이저 표시 장치의 구성은 이하의 도 2과 같다.

도 2를 참조하면, 레이저(21)를 광원으로 하고 광학계(22)에 의해 레이저광을 AOM(23)에 집속시킨다.

AOM(23)은 영상 신호와 연계된 전기적 신호에 의해 빛의 투과량을 조절하고 AOM(23)에 의해 조절된 레이저광은 폴리건 미러(polygon mirror)(24)로 진행되고, 폴리건 미러(24)는 회전하면서 화면의 수평 이미지를 구현하게 된다.

폴리건 미러(24)에서 반사된 광은 검류계(galvanometer)(25)로 진행되어 일정 각도를 상하로 반복 진행하면서 화면의 수직 이미지를 구현하게 된다.

그리고 폴리건 미러(24)와 검류계(25)의 회전과 각도 조합에 의해 스크린(26) 위에 레이저광을 스캔하여 화면을 표시하게 된다.

이와 같은 종래 기술의 레이저 표시 장치는 레이저를 사용함으로써 색의 선명도를 높이고 색재현성이 우수하고 자연색에 가까운 영상을 표시할 수 있으며 콘트라스트가 높아서 선명한 화질을 재현할 수가 있게 된다.

그러나, 레이저가 갖고 있는 특성인 간섭성(coherence)에 의해 스크린상에서 레이저의 간섭 현상이 일어나서 화면상에서 작은 알갱이들이 반짝거리는 듯한 스펙 클(Speckle) 현상이 나타난다.

이러한 스펙클 현상은 화질을 저하시키는 요인으로서 콘트라스트와 해상도를 저하시키게 된다.

이와 같은 스펙클 현상을 제거하기 위해 확산자(diffuser)와 같은 광학 소자를 사용하는 경우도 있으나 확산자의 경우 빛의 투과율을 현저히 떨어뜨리게 되는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 편광 회전판을 사용하여 레이저 광의 편광 방향을 시간적 및 공간적으로 변경시켜 줌으로써, 스펙클을 효율적으로 제거할 수 있는 프로젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝터는, 레이저 광을 출사시키는 광원과; 상기 광원으로부터 출사된 레이저 광을 조사하여 영상을 스크린으로 투사하는 영상 투사부와; 상기 레이저 광의 편광 방향을 변화시켜 상기 레이저 광의 간섭성(coherency)을 제거하는 편광 변환부;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 편광 변환부는 미리 정해진 각도만큼 상기 레이저 광의 편광을 회전시켜 상기 레이저 광의 편광 방향을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편광 변환부는 상기 광원과 상기 영상 투사부 사이에 위치하거나 또는 상기 영상 투사부와 상기 스크린 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편광 변환부는 일 실시 형태로 상기 레이저 광의 편광을 0°~ 90°사이로 회전시켜 상기 영상 투사부 또는 상기 스크린으로 투과하는 편광 회전판과; 상기 편광 회전판을 구동시키는 모터;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 편광 변환부는 다른 실시 형태로 상기 레이저 광의 편광을 0°~ 45°사이로 회전시키는 편광 회전판과; 상기 편광 회전판을 구동시키는 모터와; 상기 편광 회전판으로부터 회전된 편광을 상기 영상 투사부 또는 상기 스크린으로 반 사시키는 반사판;을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 프로젝터는, 레이저 광의 편광 방향을 시간적 및 공간적으로 변경시켜 줌으로써, 스펙클을 제거하여 선명한 화질을 제공하는 효과가 있다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반사 타입의 편광 변환부를 구비한 레이저 프로젝터를 나타낸 일 실시예 개략적 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 반사 타입의 편광 변환부를 구비한 레이저 프로젝터를 나타낸 다른 실시예 개략적 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터(300)는 광원(310)와, 영상 투사부로서 다이크로익 미러(320)와, 스캐너(330)를 구비하고, 반사 타입의 편광 변환부(340)와, 전원부(360)와, 제어부(370)를 포함하여 구성된다.

물론, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터(300)는 필요에 따라 전술한 구성요소 이외의 것(예를 들면, 반사면, 프리즘 등등)이 포함되어 구성될 수 있을 것이나, 상기 전술한 구성요소 이외의 것은 본 발명에 직접적 연관이 있는 것은 아니므로 설명의 간명함을 위해 이에 대한 자세한 설명은 이하 생략된다.

한편, 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구 성요소가 하나의 구성요소로 합쳐져서 구성되거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.

이하, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터(300)의 구성 요소들에 대해 차례로 살펴본다.

광원(310)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 레이저 다이오드들로 구성되고, 상기 레이저 다이오드들로부터 생성된 레이저 광을 출사한다.

다이크로익 미러(320)는 상기 광원(310)로부터 방출된 레이저 광을 분리한다.

스캐너(330)는 상기 광원(210)으로부터 방출된 레이저 광을 스캔 및 x축(수평) 또는 y축(수직)으로 반사하여 스크린(350)에 영상이 투영되도록 한다.

본 발명에는 도시되지 않았으나, 상기 스캐너(330) 대신에 DMD(digital micromirror device), LCoS(liquid crystal on silicon), 및 LCD(liquid crystal device) 등의 패널이 사용될 수도 있다.

편광 변환부(340)는 상기 다이크로익 미러(320) 또는 스캐너(330)에서 출사된 레이저 광의 편광 방향을 변화시켜 상기 레이저 광의 간섭성(coherency)을 제거한다. 상기 편광 변환부(340)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스캐너(340)와 스크린(350) 사이에 위치할 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 다이크로익 미러(320)와 스캐너(340) 사이에 위치할 수 있다. 상기 편광 변환부(340)에 대해 세부적인 동작 과정은 이하 상세히 후술한다.

전원부(360)는 상기 레이저 프로젝터(300)의 각 구성 요소들에게 전원을 공 급하고, 제어부(370)는 상기 레이저 프로젝터(300)의 각 구성 요소들의 전반적인 동작을 제어한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 반사 타입 또는 투과 타입의 편광 변환부(340)의 구성에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 반사 타입의 편광 변환부를 나타낸 구성도이다.

도 6은 본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부를 나타낸 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 반사 타입의 편광 변환부(340)는, 편광 회전판(341)과, 모터(342) 및 반사판(343)을 포함하여 구성된다.

즉, 편광 회전판(341)은 미리 정해진 각도만큼 레이저 광의 편광을 회전시킨다. 상기 편광 회전판(341)은 주로 정지 상태에서 편광을 0°~45°로 회전시켜 주는 λ/4 회전판이 될 수 있다.

모터(342)는 상기 제어부(370)의 제어에 따라, 전원부(360)로부터 전원을 공급받아 상기 편광 회전판(341)을 회전시킨다.

반사판(343)은 상기 편광 회전판(341)과 모터(342) 사이에 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 편광 변환부(340)가 상기 스캐너(340)와 스크린(350) 사이에 위치할 경우 상기 편광 회전판(341)에 의해 회전된 편광을 상기 스크린(350)으로 반사하고, 도 4에 도시된 바와 같이 편광 변환부(340)가 상기 다이크로익 미러(320)와 스캐너(330) 사이에 위치할 경우 상기 편광 회전판(341)에 의해 회전된 편광을 스캐너(330)로 반사시킨다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부(340)는 편광 회 전판(341)과, 모터(342)를 포함하여 구성된다.

즉, 편광 회전판(341)은 미리 정해진 각도만큼 레이저 광의 편광을 회전시킨다. 상기 편광 회전판(341)은 주로 정지 상태에서 편광을 0°~ 90°로 회전시켜 주는 λ/2 회전판이 될 수 있다.

일반적으로, 레이저는 빔이 방사될 때 특정한 편광의 방향을 가지고 방사된다. 이런 특정 편광 방향을 가지고 나오는 빔이 본 발명에 따른 편광 회전판(341)이 포함된 편광 변환부(340)를 지나면서 도 7에서와 같이 시간의 변화와 함께 서로 다른 방향의 편광을 가지는 빔이 동시에 연속적으로 진행하게 된다.

이러한 과정을 통해 서로 다른 편광을 가지게 되는 빔은 시간적 및 공간적으로 계속 변화하면서 서로 다른 간섭 무늬를 만들게 되고, 상기 시간적 및 공간적으로 연속적인 간섭 무늬 변화에 의해 생긴 레이저 반점 패턴들이 스크린(350) 상에 보여질 때는 상기 레이저 반점 패턴들의 평균으로 보이기 때문에 기존에 반짝이는 현상이 없어지는 것처럼 보이게 되어 레이저 반점이 제거되는 것과 같은 효과가 발생된다.

즉, 레이저 광에서 나온 빔의 편광 방향이 본 발명에 따른 편광 변환부(340)에 의해 연속적으로 변화하게 되어 본래 레이저 광이 가지고 있던 간섭성이 줄어들게 되고, 상기 간섭성이 줄어듬에 따라 상기 레이저 반점이 제거되는 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부를 구비한 레이저 프로젝터 를 나타낸 일 실시예 개략적 구성도이다.

도 9는 본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부를 구비한 레이저 프로젝터를 나타낸 다른 실시예 개략적 구성도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 프로젝터(300)는 광원(310)과, 영상 투사부로서 다이크로익 미러(320)와, 스캐너(330)를 구비하고, 투과 타입의 편광 변환부(340)와, 전원부(360)와, 제어부(370)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부(340)는 상기 다이크로익 미러(320) 또는 스캐너(330)에서 출사된 레이저 광의 편광 방향을 변화시켜 상기 레이저 광의 간섭성(coherency)을 제거한다. 상기 편광 변환부(340)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 스캐너(330)와 스크린(350) 사이에 위치할 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 다이크로익 미러(320)와 스캐너(330) 사이에 위치할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 1은 종래 기술의 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.

도 2는 종래 기술의 다른 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 편광 변환부의 회전에 따른 편광 방향 변화를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 투과 타입의 편광 변환부를 구비한 레이저 프로젝터를 나타낸 일 실시예 개략적 구성도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

300: 프로젝터 310: 광원

320: 다이크로익 미러 330: 스캐너

340: 편광 변환부 350: 스크린

360: 전원부 370: 제어부

Claims

적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광을 출사하는 레이저 다이오드를 포함하는 광원;

상기 광원으로부터 출사된 적색, 녹색 및 청색 레이저 광을 선택적으로 반사하는 다이크로익 미러 및 상기 다이크로익 미러로부터 출사된 광을 반사하여 영상을 스크린으로 투사하는 스캐너를 포함하는 영상 투사부; 및

상기 영상 투사부와 상기 스크린 사이에 위치하여, 상기 레이저 광의 편광 방향을 변화시켜 상기 레이저 광의 간섭성(coherency)을 제거하는 것으로서, 상기 레이저 광의 편광을 0°~ 45°사이로 회전시키는 편광 회전판, 상기 편광 회전판을 구동시키는 모터 및 상기 편광 회전판으로부터 회전된 편광을 상기 스크린으로 반사시키는 반사판을 포함하는 편광 변환부;를 포함하여 이루어지는 프로젝터.
제1 항에 있어서,

상기 편광 변환부는, 미리 정해진 각도만큼 상기 레이저 광의 편광을 회전시켜 상기 레이저 광의 편광 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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제1 항에 있어서, 상기 편광 회전판은, 편광을 정지 상태로부터 상기 0°내지 45°의 각도로 회전시켜 주는 λ/4 회전판인 것을 특징으로 하는 프로젝터.