KR20070040545A - 레이저 반점 감소 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 반점 감소 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치는 광원으로부터 레이저가 입사되고, 입사되는 레이저의 위상변화를 일으키는 입사부, 입사부를 통과한 레이저를 진동시키는 진동부 및 진동부를 통과한 레이저가 스크린에 결상되는 투사부를 포함한다.

레이저 반점, 스캐너, 레이저 진동부

Description

레이저 반점 감소 장치{Apparatus for speckle reduction in laser}

도 1은 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치를 나타낸 도.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 입사부를 나타낸 도.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 진동부를 나타낸 도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 광원 110: 입사부

120, 150: 전원부 130: 파이버

140: 레이저 진동부 160: 투사부

170: 스크린 200: 스캐너

210: 모듈레이터 220: 시준렌즈

230: 집속렌즈

본 발명은 레이저 반점 감소 장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 스캐너 및 레이저 진동부를 이용하여 레이저의 입사각을 변화시켜 레이저 반점을 감소시키기 위한 레이저 반점 감소 장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 분야의 급격한 발전이 이루어지면서 소비자들은 좀 더 밝고 선명한 이미지를 좀 더 큰 화면으로 보기를 원하고 있다. 이러한 소비자의 욕구를 충족시키기 위한 수단의 하나로 레이저를 이용한 디스플레이 개발이 활발하게 진행되고 있다.

하지만 레이저 고유의 특성인 가간섭성(Coherenecy)으로 인하여 레이저가 스크린에 의해 확산될 때, 인간의 눈에 밝고 어두운 간섭무늬인 레이저 반점이 생긴다. 이에 따라 본래의 이미지를 선명하게 보지 못하게 되는 현상이 나타나게 된다.

이러한 레이저 반점을 없애기 위해 사용된 종래 방법들 중 'Goodman'에 의해 알려진 N개의 무관계 반점 패턴을 중첩시키거나 회절성 광학 소자를 이용하는 방법들이 있다.

먼저, N개의 무관계 반점 패턴을 중첩시키는 방법을 살펴보면, 시간평균을 사용하는 진동으로 시청 스크린이나 파이버를 움직이면 진동은 광학 축을 중심으로 작은 원 또는 작은 타원을 통상적으로 뒤따른다. 이는 반점 패턴이 시청 스크린을 보는 눈에 따라 변이되도록 하여 시간에 걸쳐 다중 반점 패턴을 형성한다.

따라서 임의의 시간에서 반점의 양이 변화하지 않더라도, 눈은 진동 속도가 임계 속도 이상이 되는 경우 감소된 반점을 인지한다. 즉, 눈은 진동이 통합 시간내에서 무관계 반점 패턴을 생성할 만큼 눈에 대한 통합 시간이 충분히 길다면 감소된 반점을 검출하게 된다.

또다른 방법인 회절성 광학 소자를 이용하는 방법은 레이저 조명 디스플레이 분야에서는 회절성 과학 소자가 레이저 반점을 감소시키기 위해 레이저 조명 영상 시스템에 부가될 수 있다. 즉, 상기 회절성 광학 소자는 중간 영상 평면에 또는 중간 영상 평면 근처에 위치되어 디스플레이 스크린에서 변화하는 위상을 생성하기 위해 디스플레이 시스템 광학층을 중심으로 회전 또는 환상 패턴인 중간 영상 평면에서 이동된다. 이렇게 변화하는 위상은 시간에 따라 무관계 반점 패턴을 생성하고, 시간 평균을 사용하여 감소된 반점을 검출한다.

하지만, 이와 같은 시청 스크린이나 파이버를 움직임으로써 다중 반점 패턴을 생성하여 감소된 반점을 검출하는 방법은 화면의 출렁거림으로 시청에 불쾌감을 유발할 수 있으며, 밝기 저하와 같은 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 레이저 고유의 특성이 가간섭성으로 인하여 생성되는 레이저 반점을 화면의 출렁거림이나 밝기 저하없이 효과적으로 감소시킬 수 있는 레이저 반점 감소 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치는 광원으로부터 레이저가 입사되고, 입사되는 레이저의 위상변화를 일으키는 입사부, 상기 입사부를 통과한 레이저를 진동시키는 진동부 및 상기 진동부를 통과한 레이저가 스크린에 결상되는 투사부를 포함한다.

상기 입사부는 광원으로부터 입사되는 레이저를 굴절시키는 스캐너, 상기 스캐너에서 굴절된 레이저를 평행빔으로 변환시키는 시준렌즈, 상기 시준렌즈를 통과한 레이저를 집속시키는 집속렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스캐너는 모듈레이터에 의해 지속적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

상기 모듈레이터는 일렉트로 옵틱 모듈레이터, 아쿠스토 옵틱 모듈레이터, 메카니컬 모듈레이터 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 진동부는 상기 입사부를 통과한 레이저가 입사되는 파이버 헤더부, 상기 파이버 헤더부에 입사된 레이저를 투사부로 전달하는 파이버 바디부, 상기 파이버 헤더부를 지속적으로 진동시키는 레이저 진동부를 포함한다.

상기 레이저 진동부는 상기 파이버 헤더부를 지속적으로 진동시키는 회전 날개를 포함한 회전 모터, 상기 회전 모터에 의해 진동되는 파이버 헤더부의 움직임을 전달하는 진동용 스프링 및 상기 진동용 스프링에 의해 진동되는 파이버 헤더부를 제외한 파이버 부분을 고정시키는 파이버 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 파이버 헤더부의 진동수와 상기 회전 모터의 속도는 비례관계에 있는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치를 나타낸 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치는 광원(100)으로부터 레이저가 입사되는 입사부(110)와 상기 입사부(110)를 통과한 레이저를 진동시키는 진동부 및 상기 진동부를 통과한 레이저가 스크린에 결상되는 투사부(160)로 이루어진다. 여기서 진동부는 상기 입사부(110)를 통과한 레이저의 통 로가 되는 파이버(130)와 파이버(130)의 출력부와 가까운 위치에 레이저를 진동시키기 위한 레이저 진동부(140)로 구성된다. 이 때 입사부(110)와 레이저 진동부(140)에는 각각 전원을 인가하는 전원부(120, 150)가 더 포함된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 광원(100)에서 나온 레이저는 입사부(110)를 거쳐 파이버(130)를 통해서 투사부(160)로 입사된다. 이 때, 입사부(110)의 스캐너 구동에 의해 파이버(130)로 들어가는 레이저는 지속적인 입사각의 변화를 통해서 다른 위상을 가지며 입사된다. 이와 같이 파이버(130)로 입사된 레이저는 투사부(160)로 입사되는데, 이 때 파이버(130)의 헤더부를 지속적으로 진동시키는 레이저 진동부(140)로 인해 레이저의 경로는 지속적으로 바뀌게 되어 투사부(160)로 입사된 레이저는 지속적인 위상변화로 인해 서로 다른 레이저 반점 패턴을 스크린에 형성하게 된다.

이와 같은 방법으로 레이저 반점을 감소시키는 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 입사부에 대해 좀 더 자세히 살펴보면 다음 도 2와 같다.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 입사부를 나타낸 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 입사부는 광원으로부터 입사되는 레이저를 굴절시키는 스캐너(200)와 상기 스캐너(200)에서 굴절된 레이저를 평행빔으로 변환시키는 시준렌즈(220) 및 상기 시준렌즈(220)를 통과한 레이저를 집속시키는 집속렌즈(230)로 구성된다. 여기서, 스캐너(200)는 모듈레이터(210)에 의해 지속적으로 구동되며 이에 따라 파이버(240)로 입사되는 레이저의 위상이 지속적으로 바뀌게 된다. 이 때, 모듈레이터(210)는 일렉트로 옵 틱 모듈레이터, 아쿠스토 옵틱 모듈레이터, 메카니컬 모듈레이터 중 어느 하나이다. 이러한 스캐너(200)를 구동시키기 위한 모듈레이터(210)는 그 종류에 따라 수십 KHz이상 수십 GHz까지의 변환이 가능한데, 빠른 변환을 위해서는 일렉트로 옵틱 모듈레이터를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같은 스캐너(200)를 지속적으로 구동시키는 모듈레이터(210)는 모듈레이터에 전원을 인가하는 전원부가 더 포함된다.

이와 같은 입사부를 거친 레이저는 전술한 바와 같이 진동부를 거쳐 투사부로 입사되는데, 이러한 진동부에 대해 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 진동부를 나타낸 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 진동부는 상기 입사부를 통과한 레이저가 입사되는 파이버 헤더부(300), 상기 파이버 헤더부(300)에 입사된 레이저를 투사부로 전달하는 파이버 바디부(310), 상기 파이버 헤더부(300)를 지속적으로 진동시키는 레이저 진동부로 구성된다. 여기서 레이저 진동부는 상기 파이버 헤더부(300)를 지속적으로 진동시키는 회전 날개(350)를 포함한 회전 모터(340)와 상기 회전 모터(340)에 의해 진동되는 파이버 헤더부(300)의 움직임을 전달하는 진동용 스프링(320) 및 진동용 스프링(320)에 의해 진동되는 파이버 헤더부(300)를 제외한 파이버 부분을 고정시키는 파이버 고정부(330)로 구성된다. 이 때 파이버 헤더부(300)의 변위는 레이저 진동부 기구들간의 거리를 조절함으로써 조절이 가능하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 레이저 반점 감소 장치의 진동부는 회전 모터(340)에 전원이 인가되면 회전 날개(350)가 회전을 하며 파이버 헤더부(300)를 진동시키고, 그 진동으로 인한 움직임이 탄성력을 가진 진동용 스프링(320)에 전달되어 파이버 헤더부(300)는 지속적으로 진동하게 된다. 이러한 움직임은 파이버 고정부(330)로 인해 파이버 헤더부(300)만 움직일 수 있도록 한다. 또한, 회전 모터(340)의 속도가 빠르면 회전 날개(350)의 회전속도 또한 빨라져 파이버 헤더부(300)를 진동시키는 진동수 또한 빠르게 되고, 회전 모터(340)의 속도가 느리면 회전날개(350)의 회전속도도 느려져 파이버 헤더부(300)를 진동시키는 진동수 또한 느리게 된다. 즉, 회전 모터(340)의 회전속도와 진동부의 진동수는 비례한다.

이와 같이 파이버 헤더부를 지속적으로 움직이게 함으로써 투사부로 입사되는 레이저의 경로가 지속적으로 바뀌게 된다.

이에 따라, 레이저 고유 특성인 가간섭성으로 발생하는 레이저 반점의 감소효과를 가져와 보다 선명한 이미지를 구현하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 스캐너를 포함된 입사부에서 레이저가 그 위상을 바꾸고, 파이버 헤더부를 지속적으로 진동시킴으로써 레이저 고유 특성인 가간섭성으로 발생되는 레이저 반점을 줄여 보다 선명한 이미지 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 광원으로부터 레이저가 입사되고, 입사되는 레이저의 위상변화를 일으키는 입사부;

   상기 입사부를 통과한 레이저를 진동시키는 진동부; 및

   상기 진동부를 통과한 레이저가 스크린에 결상되는 투사부;

   를 포함하는 레이저 반점 감소 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입사부는

   광원으로부터 입사되는 레이저를 굴절시키는 스캐너;

   상기 스캐너에서 굴절된 레이저를 평행빔으로 변환시키는 시준렌즈;

   상기 시준렌즈를 통과한 레이저를 집속시키는 집속렌즈;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스캐너는 모듈레이터에 의해 지속적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 모듈레이터는 일렉트로 옵틱 모듈레이터, 아쿠스토 옵틱 모듈레이터, 메카니컬 모듈레이터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동부는

   상기 입사부를 통과한 레이저가 입사되는 파이버 헤더부;

   상기 파이버 헤더부에 입사된 레이저를 투사부로 전달하는 파이버 바디부 및

   상기 파이버 헤더부를 지속적으로 진동시키는 레이저 진동부;

   를 포함하는 레이저 반점 감소 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 레이저 진동부는

   상기 파이버 헤더부를 지속적으로 진동시키는 회전 날개를 포함한 회전 모터;

   상기 회전 모터에 의해 진동되는 파이버 헤더부의 움직임을 전달하는 진동용 스프링; 및

   상기 진동용 스프링에 의해 진동되는 파이버 헤더부를 제외한 파이버 부분을 고정시키는 파이버 고정부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 파이버 헤더부의 진동수와 상기 회전 모터의 속도는 비례관계에 있는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소 장치.

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