KR20070076896A - Image apparatus using light source of laser - Google Patents

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Abstract

An image apparatus using a laser light source is provided to remove a laser spot from a screen without undulation of the screen and degradation of brightness by temporally and spatially removing coherency which is an inherent property of the laser light source. A partial reflection part(12) reflects a part of light emitted from a laser light source(10). A recursive reflection part(14) reflects the light which transmits through the partial reflection part and makes the transmitting light return to the partial reflection part. A part of the returning light transmits through the partial reflection part and remaining returning light returns to the partial reflection part after being reflected on the partial reflection part. A focusing lens focuses the light emitted from the laser light source. A display part(16) projects an image corresponding to the focused light onto a screen(18).

Description

레이져 광원을 이용한 영상 장치{Image apparatus using light source of laser}Image apparatus using light source of laser

도 1은 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치의 일 실시예의 개략적인 외관이다.1 is a schematic appearance of an embodiment of an imaging apparatus using a laser light source according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치의 다른 실시예의 개략적인 외관이다.2 is a schematic appearance of another embodiment of an imaging apparatus using a laser light source according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 영상 장치의 또 다른 실시예의 개략적인 외관을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a schematic appearance of still another embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 반사 틀의 입체적인 모습을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a three-dimensional appearance of the reflective frame shown in FIG.

도 5는 도 1, 도 2 또는 도 3에 도시된 다중 랜덤 위상 플레이트의 본 발명에 의한 실시예의 외관을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the appearance of an embodiment of the present invention of the multiple random phase plate shown in FIG. 1, 2 or 3;

도 6은 도 5에 도시된 각 섹터의 세부적이고 예시적인 본 발명에 의한 패턴을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed and exemplary pattern according to the present invention of each sector shown in FIG. 5.

도 7은 다중 랜덤 위상 플레이트의 본 발명에 의한 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the present invention of multiple random phase plates.

1999 IEEE, "Speckle in Laser Imagery : Efficient Methods of Quantification and Minimization", R.J. Martinsen, K. Kennedy and A. Radl, 페이지 354-355쪽1999 IEEE, "Speckle in Laser Imagery: Efficient Methods of Quantification and Minimization", R.J. Martinsen, K. Kennedy and A. Radl, pp. 354-355

본 발명은 레이져(laser) 광원의 이용에 관한 것으로서, 특히, 레이져 광원을 이용하여 영상을 처리하는 영상 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the use of laser light sources, and more particularly, to an imaging apparatus for processing an image using a laser light source.

최근에 디스플레이 분야의 급격한 발전이 이루어지면서 소비자들은 좀 더 밝고 선명한 이미지를 좀 더 큰 화면으로 보기를 원하고 있다. 이러한 소비자의 욕구를 충족시키기 위한 수단의 하나로서, 레이져를 이용한 디스플레이의 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, with the rapid development of the display field, consumers want to see brighter and clearer images on a larger screen. As one means for satisfying the needs of consumers, the development of displays using lasers is actively progressing.

그러나, 레이져 광원이 갖는 시간적 및 공간적 간섭성(coherency)으로 인해, 레이져 광원을 이용한 영상이 스크린에 확산될 때, 인간의 눈에 밝고 어두운 간섭 무늬인 레이져 반점이 생성된다. 따라서, 이러한 현상으로 인해서, 사용자는 본래의 이미지를 선명하게 볼 수 없는 문제점이 있다.However, due to the temporal and spatial coherency of the laser light source, when the image using the laser light source is diffused on the screen, laser spots, which are bright and dark interference fringes, are generated in the human eye. Therefore, due to this phenomenon, the user cannot see the original image clearly.

이러한 레이져 반점을 제거하기 위한 종래의 여러 가지 방법들 중에서, 1999년도에 IEEE에 "Speckle in Laser Imagery : Efficient Methods of Quantification and Minimization"라는 제목으로 'R.J. Martinsen', 'K. Kennedy' 및 'A. Radl'에 의해 발표된 논문의 페이지 354-355쪽들에 개시된 방법이 있다.Among various conventional methods for removing such laser spots, in 1999, the IEEE titled "Speckle in Laser Imagery: Efficient Methods of Quantification and Minimization". Martinsen ',' K. Kennedy 'and' A. There is a method disclosed on pages 354-355 of the paper published by Radl '.

개시된 종래의 방법은 시간 평균을 사용하는 진동으로 시청 스크린이나 광 섬유를 움직임으로서, 다중 반점 패턴을 생성하거나 회절성 광학 소자를 이용하여 레이져 반점을 개선하는 시도를 하고 있다. 그러나, 전술한 종래의 방법들은 화면의 출렁거림이나 밝기 저하와 같은 문제점을 갖는다.The disclosed conventional method attempts to produce multiple spot patterns or improve laser spots using diffractive optical elements by moving the viewing screen or optical fiber with vibrations using time averages. However, the above-described conventional methods have problems such as flickering of a screen or deterioration of brightness.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레이져 광원의 간섭성으로 인해 야기되는 레이져 반점 등과 같은 현상을 제거하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an imaging apparatus using a laser light source for removing a phenomenon such as laser spots caused by the coherence of the laser light source.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치는, 레이져 광원과, 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빛의 일부를 반사시키는 부분 반사부 및 상기 부분 반사부를 투과한 빛을 반사하여 상기 부분 반사부로 회귀시키는 회귀 반사부로 구성되는 것이 바람직하다.The imaging apparatus using the laser light source according to the present invention for achieving the above object is a partial reflection by reflecting a laser light source, a partial reflector for reflecting a portion of the light emitted from the laser light source and the light transmitted through the partial reflector It is preferable that it is comprised with the regression reflection part which returns to negative.

이하, 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an imaging apparatus using a laser light source according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치의 일 실시예의 개략적인 외관으로서, 레이져 광원(10), 부분 반사부(12), 회귀 반사부(14), 디스플레이부(16) 및 스크린(18)으로 구성된다.1 is a schematic appearance of an embodiment of an imaging apparatus using a laser light source according to the present invention, which includes a laser light source 10, a partial reflector 12, a regression reflector 14, a display unit 16, and a screen ( 18).

도 1에 도시된 레이져 광원(10)은 레이져 광을 발하여 부분 반사부(12)로 보낸다. 이 때, 부분 반사부(12)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빛의 일부를 반사시켜 디스플레이부(16)로 화살표 방향(11)으로 제공하거나 회귀 반사부(14)로 투과시킨다. 여기서, 부분 반사부(12)의 투과율은 조정될 수 있으며, 부분 반사부 (12)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빛의 일부만을 회귀 반사부(14)로 투과시키기 위해 코딩되어 있다.The laser light source 10 shown in FIG. 1 emits laser light and sends it to the partial reflector 12. At this time, the partial reflector 12 reflects a part of the light emitted from the laser light source 10 and provides it to the display unit 16 in the direction of the arrow 11 or transmits it to the regression reflector 14. Here, the transmittance of the partial reflector 12 can be adjusted, and the partial reflector 12 is coded to transmit only a portion of the light emitted from the laser light source 10 to the regression reflector 14.

이 때, 회귀 반사부(14)는 부분 반사부(12)를 투과한 빛을 반사하여 부분 반사부(12)로 회귀시킨다. 본 발명에 의하면, 회귀 반사부(14)에서 회귀된 빛의 일부는 부분 반사부(12)를 투과하여 디스플레이부(16)로 진행한다. 그러나, 나머지 일부는 부분 반사부(12)를 투과하여 디스플레이부(16)로 진행하지 못하고 다시 회귀 반사부(14)를 통해 부분 반사부(12)로 회귀할 수 있다. 이와 같이, 부분 반사부(12)를 투과하지 못한 빛은 다시 회귀하는 과정을 반복하므로, 부분 반사부(12)를 투과하여 디스플레이부(16)로 나가는 빛은 서로 다른 시간에 발진한 빔들로 구성되므로 시간적인 간섭성이 레이져 광원(10)으로부터 처음에 발하여진 빔과는 달라지게 된다.At this time, the retroreflective portion 14 reflects the light transmitted through the partial reflective portion 12 and returns to the partial reflective portion 12. According to the present invention, a part of the light returned from the retroreflective portion 14 passes through the partial reflective portion 12 and proceeds to the display portion 16. However, the remaining part may not penetrate the partial reflector 12 and proceed to the display unit 16, and may return to the partial reflector 12 through the regression reflector 14. As such, since the light that has not passed through the partial reflector 12 repeats the process of being returned, the light passing through the partial reflector 12 and exiting to the display unit 16 is composed of beams oscillated at different times. Therefore, the temporal coherence is different from the beam originally emitted from the laser light source 10.

이를 위해, 회귀 반사부(14)는 레이져 광원(10)으로부터 부분 반사부(12)를 투과하는 빛을 연속하여 반사시켜 부분 반사부(12)로 회귀시키는 일련의 내부 반사부들로 구현될 수 있다. 여기서, 일련의 내부 반사부들은 미러(mirror)로 구현될 수 있다. 이 때, 일련의 내부 반사부들(20, 22 및 24) 중 제1 내부 반사부(20)는 레이져 광원(10)으로부터 부분 반사부(12)를 투과한 빛 또는 부분 반사부(12)에서 반사된 빛을 반사하여 제2 내부 반사부(22)로 보낸다. 이 때, 제2 내부 반사부(22)는 제1 내부 반사부(20)로부터 반사되는 빛을 반사하여 제3 내부 반사부(24)로 보낸다. 제3 내부 반사부(24)는 제2 내부 반사부(22)로부터 반사되는 빛을 받아서 반사하여 부분 반사부(12)로 보낸다. 본 발명에 의하면, 제1, 제2 및 제3 내부 반사 부들(20, 22 및 24)은 도 1에 도시된 바와 같이 사각형의 모양으로 배치될 수 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 일련의 내부 반사부들은 부분 반사부(12)를 투과한 빛이나 부분 반사부(12)를 반사한 빛을 다시 부분 반사부(12)로 회귀시킬 수 있는 다른 여러 가지 형태의 다각형 모양으로 배치될 수 있다.To this end, the retroreflective unit 14 may be implemented as a series of internal reflectors that continuously reflect light passing through the partial reflector 12 from the laser light source 10 and return to the partial reflector 12. . Here, the series of internal reflectors may be implemented as a mirror. At this time, the first internal reflector 20 of the series of internal reflectors 20, 22, and 24 is reflected by the light or partial reflector 12 transmitted from the laser light source 10 to the partial reflector 12. The reflected light is sent to the second internal reflector 22. At this time, the second internal reflector 22 reflects the light reflected from the first internal reflector 20 to the third internal reflector 24. The third internal reflector 24 receives the light reflected from the second internal reflector 22 and reflects the light to the partial reflector 12. According to the present invention, the first, second and third internal reflection parts 20, 22, and 24 may be arranged in a rectangular shape as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. For example, the series of internal reflectors may have various other polygonal shapes that can return the light transmitted through the partial reflector 12 or the light reflected from the partial reflector 12 back to the partial reflector 12. Can be arranged.

전술한 바와 같이, 레이져 광원(10)으로부터 발하여져서 부분 반사부(12)를 투과한 빛은 회귀 반사부(14)에서 반사되는 동안 위상이 지속적으로 바뀌면서 진행하여 부분 반사부(12)로 다시 회귀하게 된다.As described above, the light emitted from the laser light source 10 and transmitted through the partial reflector 12 proceeds while the phase is continuously changed while being reflected by the retroreflective portion 14 and returns back to the partial reflector 12. Done.

본 발명에 의하면, 일련의 내부 반사부들 각각은 빛을 완전 반사시키는 전 반사 미러로 구현될 수 있다.According to the present invention, each of the series of internal reflectors may be embodied as a totally reflective mirror that completely reflects light.

또한, 회귀 반사부(14)내에서 광이 회귀하는 경로를 길게 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 광의 이동 경로를 길게 할수록 광로차가 길어져서 시간적인 간섭성이 줄어들 수 있기 때문이다.Moreover, it is preferable to lengthen the path | route which light returns in the return reflection part 14. As shown in FIG. This is because the longer the optical path, the longer the optical path difference, thereby reducing the temporal coherence.

도 2는 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치의 다른 실시예의 개략적인 외관으로서, 레이져 광원(10), 다중 랜덤 위상 플레이트(MRPP:Multi Random Phase Plate)(30), 콜리메이터(collimator)(32), 부분 반사부(12), 회귀 반사부(14) 및 집속 렌즈(34)로 구성된다.2 is a schematic view of another embodiment of an imaging apparatus using a laser light source according to the present invention, which includes a laser light source 10, a multi random phase plate (MRPP) 30, and a collimator 32 ), A partial reflector 12, a regression reflector 14, and a focusing lens 34.

도 2에 도시된 영상 장치의 레이져 광원(10), 부분 반사부(12) 및 회귀 반사부(14)는 도 1에 도시된 레이져 광원(10), 부분 반사부(12) 및 회귀 반사부(14)와 동일한 역할을 수행하므로 동일한 참조부호를 사용하였으며 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 2에서, 부분 반사부(12)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 내부 반사부들(20, 22 및 24)로 구현된다.The laser light source 10, the partial reflector 12, and the regression reflector 14 of the imaging apparatus illustrated in FIG. 2 may include the laser light source 10, the partial reflector 12, and the regression reflector illustrated in FIG. 1. The same reference numerals are used because they play the same role as 14), and detailed description thereof is omitted. In FIG. 2, the partial reflector 12 is implemented with first, second and third internal reflectors 20, 22 and 24, as shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 집속 렌즈(34)는 부분 반사부(12)로부터 나오는 빛을 집속하고, 집속된 빛을 출력단자 OUT를 통해 도 1에 도시된 디스플레이부(16)로 보낸다. 디스플레이부(16)는 집속 렌즈(34)에서 집속된 빛에 해당하는 영상을 스크린(18)에 투영하는 역할을 한다.The focusing lens 34 shown in FIG. 2 focuses the light from the partial reflector 12 and sends the focused light to the display unit 16 shown in FIG. 1 through the output terminal OUT. The display unit 16 serves to project an image corresponding to the light focused by the focusing lens 34 onto the screen 18.

도 2에 도시된 다중 랜덤 위상 플레이트(30)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빔의 직경을 확대하고, 확대된 직경을 갖는 빔을 콜리메이터(32)로 보낸다. 즉, 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빔은 다중 랜덤 위상 플레이트(30)를 거치면서 서로 다른 위상차를 갖게 된다. 여기서, 다중 랜덤 위상 플레이트(30)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빔의 공간적 간섭성을 제거하는 역할을 수행한다.The multiple random phase plates 30 shown in FIG. 2 enlarge the diameter of the beam emitted from the laser light source 10 and send the beam having the enlarged diameter to the collimator 32. That is, beams emitted from the laser light source 10 have different phase differences while passing through the multiple random phase plates 30. Here, the multiple random phase plate 30 serves to remove spatial coherence of the beam emitted from the laser light source 10.

이 때, 콜리메이터(32)는 다중 랜덤 위상 플레이트(30)로부터 나오는 빛을 직진광으로 변환하고, 변환된 직진광을 부분 반사부(12)로 보낸다. 즉, 서로 다른 위상차를 갖고 다중 랜덤 위상 플레이트(30)로부터 나오는 빔은 콜리메이터(32)를 거치면서 일정한 면적을 갖는 직진광의 형태로 변환된다. 이와 같이, 다중 랜덤 위상 플레이트(30)는 레이져 광원(10)으로부터 발하는 빛의 직경을 결정하는 역할을 하고, 콜리메이터(32)는 다중 랜덤 위상 플레이트(30)로부터 나오는 빛에서 부분 반사부(12)로 보낼 빛의 폭을 결정하는 역할도 수행한다.At this time, the collimator 32 converts the light coming from the multiple random phase plate 30 into straight light, and sends the converted straight light to the partial reflector 12. That is, the beams coming from the multiple random phase plates 30 having different phase differences are converted into the form of straight light having a constant area while passing through the collimator 32. As such, the multiple random phase plate 30 serves to determine the diameter of the light emitted from the laser light source 10, the collimator 32 is a partial reflector 12 in the light from the multiple random phase plate 30 It also plays a role in determining the width of light to be sent to.

본 발명에 의하면, 다중 랜덤 위상 플레이트(30) 및 콜리메이터(32) 중 적어도 하나의 입사면은 빛의 반사를 방지하는 반사 방지막(AR:Anti Reflector)(31 및 33)을 마련할 수도 있다.According to the present invention, at least one incident surface of the multiple random phase plates 30 and the collimator 32 may be provided with anti-reflective films (ARs) 31 and 33 for preventing the reflection of light.

종래의 경우, 도 2에 도시된 바와 달리, 레이져 광원(10)으로부터 집속 렌즈(34)로 광 섬유를 통해 빛이 진행하였다. 그러나, 도 2에 도시된 본 발명에 의한 영상 장치는 광 섬유를 이용하지 않고 레이져 광원(10)으로부터 집속 렌즈(34)로 광을 보낼 수 있으므로, 광 섬유의 사용이 최소화될 수 있다.In the conventional case, unlike in FIG. 2, light traveled through the optical fiber from the laser light source 10 to the focusing lens 34. However, since the imaging apparatus according to the present invention shown in FIG. 2 can send light from the laser light source 10 to the focusing lens 34 without using the optical fiber, the use of the optical fiber can be minimized.

도 3은 본 발명에 의한 영상 장치의 또 다른 실시예의 개략적인 외관을 나타내는 도면으로서, 레이져 광원(10), 다중 랜덤 위상 플레이트(MRPP)(30), 콜리메이터(32), 부분 반사부(40), 회귀 반사부(42, 44 및 46) 및 집속 렌즈(34)로 구성된다.3 is a view showing a schematic appearance of another embodiment of an imaging apparatus according to the present invention, which includes a laser light source 10, a multiple random phase plate (MRPP) 30, a collimator 32, and a partial reflector 40. , Revolving reflectors 42, 44, and 46 and focusing lens 34.

도 3에 도시된 영상 장치와 도 2에 도시된 영상 장치에서 동일한 역할을 수행하는 구성 요소들은 동일한 참조부호를 사용하였으며, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이 때, 도 3에 도시된 부분 반사부(40)는 도 1 또는 도 2에 도시된 부분 반사부(12)와 형태만 다를 뿐 동일한 역할을 수행하고, 회귀 반사부(42, 44 및 46)는 도 1 또는 도 2에 도시된 회귀 반사부(14)와 형태만 다를 뿐 동일한 역할을 수행한다.Components that play the same role in the imaging apparatus illustrated in FIG. 3 and the imaging apparatus illustrated in FIG. 2 have the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted. In this case, the partial reflector 40 shown in FIG. 3 performs the same role as that of the partial reflector 12 shown in FIG. Is different from the regression reflector 14 shown in FIG. 1 or 2, but performs the same role.

도 3에 도시된 부분 반사부(40)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여서 다중 랜덤 위상 플레이트(30)와 콜리메이터(32)를 통과한 빛의 일부를 반사시켜 집속 렌즈(34)로 보내고, 나머지는 회귀 반사부(42, 44 및 46)를 향해 투과시킨다. 회귀 반사부(42, 44 및 46)에서 제1 내부 반사부(42)는 부분 반사부(40)로부터 반사된 빛을 반사하여 제2 내부 반사부(44)로 보낸다. 제2 내부 반사부(44)는 제1 내부 반사부(42)에서 반사된 빛을 입사하여 제3 내부 반사부(46)로 반사한다. 제3 내부 반 사부(46)는 제2 내부 반사부(44)에서 반사된 빛을 반사하여 부분 반사부(40)로 보낸다.The partial reflector 40 shown in FIG. 3 reflects a portion of the light emitted from the laser light source 10 and passed through the multiple random phase plates 30 and the collimator 32 to the focusing lens 34 and the rest of the light is reflected. Transmits toward the regression reflectors 42, 44, and 46. In the regression reflectors 42, 44, and 46, the first internal reflector 42 reflects the light reflected from the partial reflector 40 and sends it to the second internal reflector 44. The second internal reflector 44 receives light reflected from the first internal reflector 42 and reflects the light to the third internal reflector 46. The third internal reflection portion 46 reflects the light reflected by the second internal reflection portion 44 and sends it to the partial reflection portion 40.

이를 위해, 회귀 반사부(42, 44 및 46)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여져서 부분 반사부(40)를 투과한 빛을 반사하여 부분 반사부(40)로 다시 회귀시키기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 정형화된 구조를 갖는 반사 틀(50)로 구현될 수 있다.To this end, the retroreflective parts 42, 44 and 46 reflect the light emitted from the laser light source 10 and transmitted through the partial reflector 40 to return back to the partial reflector 40, as shown in FIG. 3. As shown, it may be implemented as a reflective frame 50 having a structure.

도 4는 도 3에 도시된 반사 틀(50)의 입체적인 모습을 나타내는 도면으로서, 반사 틀(60)로 구성된다.FIG. 4 is a view showing a three-dimensional appearance of the reflective frame 50 shown in FIG. 3, and is composed of a reflective frame 60.

도 3에 도시된 반사 틀(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 일체화되어 입체적인 틀(60) 형태로 구현될 수 있다. 만일, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 내부 반사부들(20, 22 및 24)이 별개로 마련될 경우, 정확한 반사를 위해 내부 반사부들(20, 22 및 24)을 제대로 정렬하는 것이 바람직하다. 그러나, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 내부 반사부들(42, 44 및 46)을 일체화하여 반사 틀(50 또는 60)로서 마련할 경우, 내부 반사부들(42, 44 및 46)을 별도로 정렬할 필요가 없다.The reflecting frame 50 shown in FIG. 3 may be integrated as shown in FIG. 4 and implemented in the form of a three-dimensional frame 60. If the inner reflectors 20, 22 and 24 are provided separately as shown in FIG. 1 or FIG. 2, it is desirable to properly align the inner reflectors 20, 22 and 24 for accurate reflection. . However, when the internal reflectors 42, 44, and 46 are integrated as the reflecting frame 50 or 60 as shown in FIG. 3 or 4, the internal reflectors 42, 44, and 46 are separately aligned. There is no need to do it.

도 5는 도 1, 도 2 또는 도 3에 도시된 다중 랜덤 위상 플레이트(30)의 본 발명에 의한 실시예의 외관을 나타내는 도면으로서, 다수개의 섹터(70)들로 구현된다.5 is a view showing the appearance of an embodiment of the present invention of the multiple random phase plate 30 shown in FIG. 1, 2 or 3, which is implemented with a plurality of sectors 70.

도 6은 도 5에 도시된 각 섹터의 세부적이고 예시적인 본 발명에 의한 패턴을 나타내는 도면으로서, 제1 패턴부(80)들과 제2 패턴부(82)들로 구성된다. 제2 패턴부(82)의 내부에 씌여진 글씨 즉, 2, 3.4, ...등은 크기를 의미한다.FIG. 6 is a view illustrating a detailed and exemplary pattern of each sector shown in FIG. 5 according to the present invention, and includes first pattern portions 80 and second pattern portions 82. Letters written in the second pattern portion 82, that is, 2, 3.4, ..., etc., mean size.

도 5에 도시된 바와 같이, 다중 랜덤 위상 플레이트(30)는 다수개의 섹터(70)들로 구현된다. 이 때, 각 섹터(70)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 패턴부들(80 및 82)을 갖는다. 여기서, 제2 패턴부(82)들의 크기는 각각 서로 다르다.As shown in FIG. 5, the multiple random phase plates 30 are implemented with multiple sectors 70. At this time, each sector 70 has first and second pattern portions 80 and 82, as shown in FIG. 6. Here, the sizes of the second pattern parts 82 are different from each other.

제1 패턴부(80)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빔을 투과시키며 제1 굴절율을 갖는다. 제2 패턴부(82)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빔을 투과시키며 제2 굴절율을 갖는다. 이와 같이, 제1 패턴부(80)와 제2 패턴부(82)는 서로 다른 굴절율을 갖는다. 따라서, 제1 패턴부(80)를 지나는 빔들과 제2 패턴부(82)를 지나는 빔들은 서로 광 경로를 갖게 되고, 이로 인해 광로차가 발생하게 된다.The first pattern portion 80 transmits a beam emitted from the laser light source 10 and has a first refractive index. The second pattern portion 82 transmits a beam emitted from the laser light source 10 and has a second refractive index. As such, the first pattern portion 80 and the second pattern portion 82 have different refractive indices. Therefore, the beams passing through the first pattern portion 80 and the beams passing through the second pattern portion 82 have optical paths to each other, thereby causing an optical path difference.

이 때, 제2 패턴부(82)들의 크기들 중에서 가장 큰 크기는 이미져의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 이미져는 영상을 이미징하는 역할을 수행하며, 도 1에 도시된 디스플레이부(16)에 포함된다. 이는, 제2 패턴부(82)의 크기가 이미져의 크기보다 클 경우, 이로 인해 시간상 간섭성에 의해 레이져 반점이 생길 수 있기 때문이다. 예를 들어, 디지탈 광 프로세서(DLP:Digital Lighting Processor)의 경우, 디지탈 마이크로 미러 디바이스(DMD:Digital Micromirror Device)와 같은 이미져의 미러 크기가 14㎛이므로, 제2 패턴부(82)에서 가장 큰 크기는 이 보다 작은 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the largest size among the sizes of the second pattern portions 82 is smaller than the size of the imager. Here, the imager serves to image an image and is included in the display unit 16 shown in FIG. 1. This is because when the size of the second pattern portion 82 is larger than the size of the imager, laser spots may occur due to coherence in time. For example, in the case of a digital lighting processor (DLP), since the mirror size of an imager such as a digital micromirror device (DMD) is 14 µm, the largest size in the second pattern portion 82 is achieved. The size is preferably smaller than this.

도 6에 도시된 제2 패턴부(82)의 크기는 레이져 광원(10)으로부터 입사되는 빔의 종류 즉, 빔이 청색 빔인가, 적색 빔인가 녹색 빔인가에 따라 다르게 설정될 수 있다.The size of the second pattern portion 82 shown in FIG. 6 may be set differently depending on the type of beam incident from the laser light source 10, that is, whether the beam is a blue beam, a red beam, or a green beam.

도 7은 다중 랜덤 위상 플레이트(30)의 본 발명에 의한 단면도로서, 글래스(glass) 플레이트(plate)(90) 및 박막(92)로 구성된다. 여기서, 참조부호 94는 RPP패턴을 나타내고, 96은 글래스 플레이트(90)의 경계면을 나타내고, 98은 빔이 입사되는 모습을 각각 나타낸다.7 is a cross-sectional view of the multiple random phase plate 30 according to the present invention, which is composed of a glass plate 90 and a thin film 92. Here, reference numeral 94 denotes an RPP pattern, 96 denotes an interface of the glass plate 90, and 98 denotes a state where the beam is incident.

단일 물질인 글래스 플레이트(90)는 제1 굴절율을 가지며, 도 6에 도시된 제1 패턴부(80)에 해당한다. 박막(92)는 글래스 플레이트(90)의 상부에 철 모양으로 적층되고, 제2 굴절율을 가지며, 도 6에 도시된 제2 패턴부(82)에 해당한다. 박막(92)은 실리콘 산화막 예를 들면, 이산화 실리콘(Si02)으로 구현될 수 있다. 이와 같이, 글래스 플레이트(90)에 박막(92)를 입히므로서, 빔은 서로 다른 물질들(90 및 92)을 지나갈 수 있다.The glass plate 90, which is a single material, has a first refractive index and corresponds to the first pattern portion 80 illustrated in FIG. 6. The thin film 92 is stacked on the glass plate 90 in an iron shape, has a second refractive index, and corresponds to the second pattern portion 82 illustrated in FIG. 6. Thin film 92 may be implemented in, for example, silicon oxide, silicon dioxide (S i 0 2). As such, by coating the thin film 92 on the glass plate 90, the beam may pass through different materials 90 and 92.

이 때, 제2 패턴부(82)가 도 7에 도시된 바와 같이, 볼록한 모양을 가질 때, 볼록한 폭(t)은 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.In this case, when the second pattern portion 82 has a convex shape, as shown in FIG. 7, the convex width t may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112006004542599-PAT00001
Figure 112006004542599-PAT00001

여기서, λ는 레이져 빔의 파장을 나타내고, n은 빔이 지나는 제2 굴절율을 나타내고, t는 π만큼 위상차를 만들어 주는 폭을 나타낸다.Here, λ represents the wavelength of the laser beam, n represents the second refractive index through which the beam passes, and t represents the width that makes the phase difference by π.

본 발명에 의한 영상 장치는 도 2에 도시된 바와 달리, 다중 랜덤 위상 플레이트(30) 및 콜리메이터(32)를 도 1에 도시된 바와 같이 모두 마련하지 않을 수도 있다.Unlike in FIG. 2, the imaging apparatus according to the present invention may not provide the multiple random phase plates 30 and the collimator 32 as shown in FIG. 1.

또는, 본 발명에 의한 영상 장치는 도 2에 도시된 바와 달리 다중 랜덤 위상 플레이트(30)를 마련하지 않고 콜리메이터(32)만을 마련할 수도 있다. 이 경우, 콜리메이터(32)는 레이져 광원(10)으로부터 발하여진 빛을 직진광으로 변환하고, 변환된 직진광을 부분 반사부(12)로 보낸다.Alternatively, the imaging apparatus according to the present invention may provide only the collimator 32 without providing the multiple random phase plates 30, as shown in FIG. 2. In this case, the collimator 32 converts the light emitted from the laser light source 10 into straight light, and sends the converted straight light to the partial reflector 12.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 레이져 광원을 이용한 영상 장치는 레이져 광원이 갖는 고유한 특성인 간섭성을 시간적 및 공간적으로 효율적으로 줄여줄 수 있으므로, 화면의 출렁거림이나 밝기의 저하를 야기하지 않으면서 레이져 반점과 같은 현상을 스크린상에서 제거할 수 있어 깨끗하고 선명한 영상이 보여질 수 있도록 하고, 광 섬유의 필요성을 제거하는 효과를 갖는다.As described above, the imaging apparatus using the laser light source according to the present invention can effectively reduce the coherence, which is a unique characteristic of the laser light source, in time and space, so as not to cause blurring of the screen or deterioration of brightness. Phenomenon, such as laser spots, can be removed from the screen, resulting in a clear and clear image and eliminating the need for optical fibers.

Claims (17)

레이져 광원;Laser light source; 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빛의 일부를 반사시키는 부분 반사부; 및A partial reflector reflecting a part of light emitted from the laser light source; And 상기 부분 반사부를 투과한 빛을 반사하여 상기 부분 반사부로 회귀시키는 회귀 반사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And a regression reflector which reflects the light transmitted through the partial reflector and returns to the partial reflector. 제1 항에 있어서, 상기 회귀된 빛의 일부는 상기 부분 반사부를 투과하고, 나머지 일부는 상기 부분 반사부를 반사하여 다시 회귀하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The imaging apparatus of claim 1, wherein a part of the returned light passes through the partial reflector, and a part of the returned light reflects the partial reflector and returns back. 제1 항에 있어서, 상기 영상 장치는The method of claim 1, wherein the imaging device 상기 부분 반사부로부터 나오는 빛을 집속하는 집속 렌즈; 및A focusing lens for focusing light emitted from the partial reflector; And 상기 집속 렌즈에서 집속된 빛에 해당하는 영상을 스크린에 투영하는 디스플레이부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And a display unit for projecting an image corresponding to light focused by the focusing lens onto a screen. 제1 항에 있어서, 상기 영상 장치는The method of claim 1, wherein the imaging device 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빛을 직진광으로 변환하여 상기 부분 반사부로 출력하는 콜리메이터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이 용한 영상 장치.And a collimator for converting the light emitted from the laser light source into straight light and outputting the light to the partial reflector. 제4 항에 있어서, 상기 영상 장치는The method of claim 4, wherein the imaging device 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빔의 직경을 확대하여 상기 콜리메이터로 보내는 다중 랜덤 위상 플레이트를 더 구비하고,It further comprises a multiple random phase plate to enlarge the diameter of the beam emitted from the laser light source and to send to the collimator, 상기 콜리메이터는 상기 다중 랜덤 위상 플레이트로부터 나오는 빛을 직진광으로 변환하여 상기 부분 반사부로 출력하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And the collimator converts light from the multiple random phase plates into straight light and outputs the light to the partial reflector. 제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 다중 랜덤 위상 플레이트 및 상기 콜리메이터 중 적어도 하나의 입사면은6. The method of claim 4 or 5, wherein the incident surface of at least one of the multiple random phase plate and the collimator is 상기 빛의 반사를 방지하는 반사 방지막을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And an anti-reflection film for preventing reflection of the light. 제1 항에 있어서, 상기 회귀 반사부는The method of claim 1, wherein the regression reflector 상기 부분 반사부를 투과한 빛을 연속하여 반사시켜 상기 부분 반사부로 회귀시키는 일련의 내부 반사부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And a series of internal reflectors for continuously reflecting the light transmitted through the partial reflector to return to the partial reflector. 제7 항에 있어서, 상기 일련의 내부 반사부들은The method of claim 7, wherein the series of internal reflectors are 상기 부분 반사부를 투과한 빛을 반사하는 제1 내부 반사부;A first internal reflector reflecting light passing through the partial reflector; 상기 제1 내부 반사부로부터 반사되는 빛을 반사하는 제2 내부 반사부; 및A second internal reflector reflecting light reflected from the first internal reflector; And 상기 제2 내부 반사부로부터 반사되는 빛을 상기 부분 반사부로 반사하는 제3 내부 반사부를 구비하고,A third internal reflector for reflecting light reflected from the second internal reflector to the partial reflector; 상기 제1, 제2 및 제3 내부 반사부들은 사각형의 모양으로 배치되는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And the first, second and third internal reflectors are arranged in a rectangular shape. 제7 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 일련의 내부 반사부들 각각은 상기 빛을 완전 반사시키는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The apparatus of claim 7 or 8, wherein each of the series of internal reflection parts completely reflects the light. 제1 항에 있어서, 상기 회귀 반사부는The method of claim 1, wherein the regression reflector 상기 부분 반사부를 투과한 빛을 반사하여 상기 부분 반사부로 회귀시키며 정형화된 구조를 갖는 반사 틀을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And a reflecting frame reflecting light transmitted through the partial reflecting unit, returning to the partial reflecting unit, and having a standardized structure. 제1 항에 있어서, 상기 부분 반사부의 투과율은 조정 가능한 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The imaging apparatus using a laser light source according to claim 1, wherein the transmittance of the partial reflector is adjustable. 제5 항에 있어서, 상기 다중 랜덤 위상 플레이트는The method of claim 5, wherein the multiple random phase plate is 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빔을 투과시키며 제1 굴절율을 갖는 적 어도 하나의 제1 패턴부; 및At least one first pattern portion that transmits a beam emitted from the laser light source and has a first refractive index; And 상기 레이져 광원으로부터 발하여진 빔을 투과시키며 제2 굴절율을 갖는 적어도 하나의 제2 패턴부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.And at least one second pattern portion having a second refractive index and transmitting a beam emitted from the laser light source. 제12 항에 있어서, 영상을 이미징하는 이미져를 포함하는 영상 장치에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 패턴부들 중 가장 큰 크기는 상기 이미져의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The image using the laser light source according to claim 12, wherein the image device including an imager for imaging an image has the largest size among the first and second pattern portions being smaller than the size of the imager. Device. 제12 항에 있어서, 상기 제x(여기서, x는 1 또는 2이다.) 패턴부는 볼록한 모양을 갖고, 볼록한 폭(t)은 아래와 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The imaging apparatus of claim 12, wherein the x-th (where x is 1 or 2) pattern portion has a convex shape, and the convex width t is expressed as follows.
Figure 112006004542599-PAT00002
Figure 112006004542599-PAT00002
 (여기서, λ는 상기 빔의 파장을 나타내고, n은 상기 빔이 지나는 상기 제x 굴절율을 나타낸다.)(Where λ represents the wavelength of the beam and n represents the x-th refractive index through which the beam passes). 제12 항에 있어서, 상기 다중 랜덤 위상 플레이트는The method of claim 12, wherein the multiple random phase plate is 상기 제1 굴절율을 갖는 글래스 플레이트; 및A glass plate having the first refractive index; And 상기 글래스 플레이트에 철 모양으로 적층되고 상기 제2 굴절율을 갖는 박막 을 구비하고,A thin film laminated on the glass plate in an iron shape and having the second refractive index, 상기 글래스 플레이트는 상기 제1 패턴부에 해당하고, 상기 박막은 상기 제2 패턴부에 해당하는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The glass plate corresponds to the first pattern portion, and the thin film corresponds to the second pattern portion. 제15 항에 있어서, 상기 박막은 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The imaging apparatus of claim 15, wherein the thin film is a silicon oxide film. 제12 항에 있어서, 상기 레이져 광원으로부터 입사되는 빔의 종류에 따라 상기 제1 및 제2 패턴부들 중 적어도 하나의 크기는 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 레이져 광원을 이용한 영상 장치.The imaging apparatus according to claim 12, wherein the size of at least one of the first and second pattern parts is set differently according to the type of beam incident from the laser light source.
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