KR20080004990A

KR20080004990A - Laser display apparatus having speckle reduction optical unit

Info

Publication number: KR20080004990A
Application number: KR1020060064015A
Authority: KR
Inventors: 박기수; 이영철; 알레세이 보로둘린; 문준석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-10

Abstract

A laser display apparatus having a speckle reduction optical unit is provided to reduce speckle by averaging speckle contrast on a screen. A laser illumination unit irradiates a laser beam. A scanning system forms an image by scanning the laser beam irradiated from the laser illumination unit on an image forming plane. A speckle reduction optical unit(30) averages speckle contrast on the image forming plane. The speckle reduction optical unit includes a cubic beam splitter(31), and a first and a second reflection member prepared on both planes of the cubic beam splitter.

Description

Laser display apparatus having speckle reduction optical unit

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치를 보여준다.1 shows a laser display device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트의 제1실시예의 광학적 구성 및 그 광 진행 경로를 보여준다. 2 shows the optical configuration and the light propagation path of the first embodiment of the speckle reduction optical unit according to the present invention.

도 3은 도 1의 레이저 조명계 구성의 일 예를 보여준다.3 shows an example of the configuration of the laser illumination system of FIG. 1.

도 4a는 코너큐브 프리즘을 보인 사시도이고, 도 4b는 직각 프리즘을 보인 사시도이다.4A is a perspective view of a corner cube prism, and FIG. 4B is a perspective view of a right prism.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치를 보여준다.5 shows a laser display device according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트의 제2실시예의 광학적 구성 및 그 광 진행 경로를 보여준다. 6 shows the optical configuration and the light propagation path of the second embodiment of the speckle reduction optical unit according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트의 제3실시예의 광학적 구성 및 그 광 진행 경로를 보여준다. Fig. 7 shows the optical configuration and the light propagation path of the third embodiment of the speckle reduction optical unit according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트의 제4실시예의 광학적 구성 및 그 광 진행 경로를 보여준다. Fig. 8 shows the optical configuration of the fourth embodiment of the speckle reduction optical unit according to the present invention and its light propagation path.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...레이저 조명계 11R,11G,11B...레이저 광원10 ... laser illuminator 11R, 11G, 11B ... laser light source

30,100,200,300...스펙클 저감 광학 유니트30,100,200,300 ... Speckle Reduction Optical Unit

31...큐빅형 빔스프리터 33,103...리사이클링 프리즘31 ... Cubic Beam Splitter 33,103 ... Recycling Prism

35,105,301...반사 미러 39,102,104...위상 지연기35,105,301 ... Reflection mirror 39,102,104 ... Phase delay

40...코너 큐브 프리즘 45,201,203...직각 프리즘40.Corner Cube Prism 45,201,203 ... Right Prism

50...주사 시스템 53...라인 패널50 ... Scan system 53 ... Line panel

57...1차원 스캐너 70...2차원 스캐너57 ... 1D Scanner 70 ... 2D Scanner

101...큐빅형 편광 빔스프리터 203...반파장판101 Cubic Polarized Beam Splitter 203 Half-wave Plate

본 발명은 레이저를 광원으로 사용하는 레이저 디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저광으로 디스플레이할 때 발생하는 스펙클(speckle) 현상을 감소시킬 수 있도록 개선된 레이저 디스플레이장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser display device using a laser as a light source, and more particularly to an improved laser display device to reduce the speckle (phenomena) generated when displaying with a laser light.

멀티미디어 사회로의 급진전과 함께, 표시 화면의 대형화 및 고화질화가 요구되고 있다. 최근에는 높은 해상도에 더하여 보다 자연스러운 자연색의 구현이 중요시되고 있다.Along with the rapid progress in the multimedia society, the enlargement and high definition of display screens are required. In recent years, more natural colors are becoming important in addition to high resolution.

완벽한 자연색 구현을 위해서는 레이저와 같은 색순도가 높은 광원의 이용이 필수적이다. 레이저를 광원으로 사용하는 레이저 디스플레이장치 예컨대, 레이저 텔레비전은 레이저광을 주사하여 화면을 구현하기 위해 회전 다면경(polygon mirror)이나 갈바노 미러(galvano-mirror) 등과 같은 스캐너를 사용한다.In order to achieve a perfect natural color, it is necessary to use a light source with high color purity such as a laser. Laser display apparatus using a laser as a light source, for example, a laser television uses a scanner such as a rotating polygon mirror or galvano-mirror to scan a laser beam to produce a screen.

이러한 레이저 디스플레이장치에서는, 레이저광을 주사하여 화면을 구현할 때, 레이저광의 가간섭성(coherence)에 기인한 스펙클이 생겨 화질을 떨어뜨린다. 따라서, 레이저 디스플레이장치에서는 스펙클을 제거하는 기술이 요구된다.In such a laser display device, when realizing a screen by scanning laser light, speckles due to coherence of the laser light are generated, thereby degrading image quality. Therefore, a laser display apparatus requires a technique for removing speckle.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 스크린에서 스펙클 콘트라스트를 평준화시켜 스펙클을 줄여주는 스펙클 저감 광학 유니트를 구비하는 레이저 디스플레이장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser display device having a speckle reduction optical unit that reduces speckle by leveling speckle contrast on a screen.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 디스플레이장치는, 레이저광을 조사하는 레이저 조명계와; 상기 레이저 조명계에서 조사되는 레이저광을 화상형성면에 주사하여 화상을 형성하는 주사 시스템과; 상기 화상형성면에서 스펙클 콘트라스트를 평준화시키는 스펙클 저감 광학 유니트;를 포함하며, 상기 스펙클 저감 광학 유니트는, 큐빅형 빔스프리터와; 상기 큐빅형 빔스프리터의 마주하는 양면에 각각 마련된 제1 및 제2반사부재;를 포함하며, 한 몸체를 이루도록 된 것을 특징으로 한다.Laser display device according to the present invention for achieving the above object, and a laser illumination system for irradiating laser light; A scanning system for scanning the laser light irradiated from the laser illumination system onto an image forming surface to form an image; A speckle reduction optical unit for leveling speckle contrast in the image forming surface, wherein the speckle reduction optical unit comprises: a cubic beam splitter; And a first reflection member and a second reflection member provided on opposite surfaces of the cubic beam splitter, respectively, to form a body.

상기 제1 및 제2반사부재 중 어느 하나는 직각 프리즘, 코너 큐브 프리즘 및 제1반사미러 중 어느 하나이고, 상기 제1 및 제2반사부재 중 나머지 하나는 제2반사미러이고, 상기 큐빅형 빔스프리터는 입사되는 광을 소정 비율로 반사 및 투과시키며, 상기 레이저 조명계로부터의 레이저광이 입사되는 상기 큐빅형 빔스프리터의 입사면에 편광기 및 위상 지연기;를 더 구비하여, 상기 레이저 조명계로 피드백되 는 광을 차단하도록 마련될 수 있다.One of the first and second reflecting members is any one of a right prism, a corner cube prism, and a first reflecting mirror, and the other of the first and the second reflecting members is a second reflecting mirror, and the cubic beam The splitter reflects and transmits the incident light at a predetermined ratio, and further includes a polarizer and a phase retarder on the incident surface of the cubic beam splitter, to which the laser light from the laser illumination system is incident, to be fed back to the laser illumination system. May be arranged to block light.

또한, 상기 제1 및 제2반사부재 중 어느 하나는 코너 큐브 프리즘이고, 상기 제1 및 제2반사부재 중 나머지 하나는 반사미러이고, 상기 큐빅형 빔스프리터는 입사되는 광을 편광에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터이며, 상기 큐빅형 빔스프리터에 s편광 및 p편광이 혼합된 광이 입사되며, 상기 큐빅형 빔스프리터의 일면과 제1반사부재 사이, 상기 큐빅형 빔스프리터의 다른면과 상기 제2반사부재 사이에 각각 입사광의 편광을 바꾸어주는 위상 지연기;를 더 구비할 수 있다.In addition, one of the first and second reflecting member is a corner cube prism, the other of the first and second reflecting member is a reflecting mirror, and the cubic beam splitter transmits incident light according to polarization or A polarizing beam splitter for reflecting, wherein light mixed with s-polarized light and p-polarized light is incident on the cubic beam splitter, between one surface of the cubic beam splitter and the first reflecting member, and the other side of the cubic beam splitter And a phase retarder for changing the polarization of incident light, respectively, between the second reflecting members.

또한, 상기 제1 및 제2반사부재 중 어느 하나는 한쌍의 직각 프리즘과 그 사이에 반파장판을 구비하는 구조를 가지며, 상기 제1 및 제2반사부재 중 나머지 하나는 반사미러이고, 상기 큐빅형 빔스프리터는 입사되는 광을 편광에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터이며, 상기 큐빅형 빔스프리터에 s편광 및 p편광이 혼합된 광이 입사되며, 상기 큐빅형 빔스프리터의 면과 상기 반사미러 사이에 입사광의 편광을 바꾸어주는 위상 지연기;를 더 구비할 수도 있다.In addition, any one of the first and second reflecting member has a structure having a pair of right-angle prism and a half-wave plate therebetween, the other of the first and second reflecting member is a reflective mirror, the cubic type The beam splitter is a polarizing beam splitter that transmits or reflects incident light according to polarization, and light mixed with s-polarized light and p-polarized light is incident on the cubic beam splitter, and between the surface of the cubic beam splitter and the reflective mirror And a phase retarder for changing the polarization of incident light.

상기 주사 시스템은, 상기 레이저 조명계로부터의 빔을 화상신호에 따라 변조하여 수평 및 수직 방향으로 주사하는 2차원 스캐너;를 포함할 수도 있다.The scanning system may include a two-dimensional scanner that modulates a beam from the laser illumination system according to an image signal and scans the beam in horizontal and vertical directions.

상기 주사 시스템은, 상기 레이저 조명계로부터의 빔을 화상신호에 따라 변조하는 라인 패널과; 상기 레이저 조명계로부터의 빔을 상기 라인 패널의 길이 방향과 수직인 방향으로 화상신호에 따라 변조하여 주사하는 1차원 스캐너;를 포함할 수 있다.The scanning system includes: a line panel for modulating a beam from the laser illumination system according to an image signal; And a one-dimensional scanner which modulates and scans the beam from the laser illumination system according to the image signal in a direction perpendicular to the length direction of the line panel.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트 및 이를 구비하는 레이저 디스플레이장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of a speckle reduction optical unit and a laser display device having the same according to the present invention.

직교하는 서로 다른 편광성분의 가간섭성 광은 중첩되어도 간섭이 일어나지 않는다. 이러한 서로 다른 편광성분을 가진 가간섭성 광을 스크린에 비추면, 스펙클 콘트라스트가 평준화되어 스펙클을 줄일 수 있다. 또한, 원래 광에 지연된 광을 이중으로 조사해주면, 스펙클 콘트라스트가 평준화되어 스펙클을 줄일 수 있다. 본 발명은 광의 편광 특성을 활용 및/또는 원래 광에 지연된 광을 이중으로 조사하여 스펙클을 줄일 수 있도록 된 스펙클 저감 광학 유니트 및 이를 구비하는 레이저 디스플레이장치에 관한 것이다. Coherent light of different orthogonal polarization components does not cause interference even when they overlap. When the coherent light having such different polarization components is illuminated on the screen, the speckle contrast is leveled to reduce speckle. In addition, by irradiating the light delayed to the original light in duplicate, the speckle contrast can be leveled to reduce the speckle. The present invention relates to a speckle reduction optical unit and a laser display device having the same, which can reduce speckles by utilizing the polarization characteristic of light and / or irradiating light retarded to the original light in duplicate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치를 보여주며, 도 2는 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(30)의 제1실시예의 광학적 구성 및 그 광 진행 경로를 보여준다. Figure 1 shows a laser display device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows the optical configuration and the optical path of the first embodiment of the speckle reduction optical unit 30 according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 디스플레이장치는 레이저광을 조사하는 레이저 조명계(10)와, 이 레이저 조명계(10)에서 조사되는 레이저광으로부터 화상형성면(예컨대, 스크린(S) : 이하에서는 편의상 스크린(S)으로 표현한다)에 화상을 형성하는 주사 시스템(50)과, 스크린(S)상에서의 스펙클 콘트라스트를 평준화시키는 스펙클 저감 광학 유니트(30)를 포함한다.1 and 2, a laser display device according to the present invention includes an image forming surface (for example, a screen S) from a laser illumination system 10 for irradiating a laser light and a laser light irradiated from the laser illumination system 10. ): Hereinafter, a scanning system 50 for forming an image on the screen S for convenience and a speckle reduction optical unit 30 for leveling the speckle contrast on the screen S are included.

상기 레이저 조명계(10)는, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 칼라 화상을 디스플레이할 수 있도록, 파장별 레이저광을 광경로를 분리하여 출력하는 R, G, B 레이저 광원(11R)(11G)(11B)과, 이 레이저 광원(11R)(11G)(11B)에서 출력되는 서로 다른 파장의 레이저광의 광경로를 결합하기 위한 색광 결합기(14)를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 각 레이저 광원(11R)(11G)(11B)의 출력단에는 콜리메이팅렌즈(13)가 위치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the laser illumination system 10 may output R, G, and B laser light sources 11R that separate and output optical paths of laser light for each wavelength so as to display a color image. 11G and 11B and a color light coupler 14 for coupling optical paths of laser light having different wavelengths output from the laser light sources 11R and 11G and 11B. The collimating lens 13 may be positioned at an output end of each of the laser light sources 11R, 11G, and 11B.

상기 레이저 광원(11R)(11G)(11B)으로는 R, G, B 파장의 레이저광을 출사하는 반도체 레이저를 구비할 수 있다. 레이저 광원(11R)(11G)(11B)으로 반도체 레이저 이외에 다른 레이저 광원 예컨대, 고체 레이저를 구비하는 것도 가능하다.The laser light sources 11R, 11G, and 11B may include semiconductor lasers that emit laser light having R, G, and B wavelengths. The laser light sources 11R, 11G and 11B may be provided with other laser light sources such as solid state lasers in addition to semiconductor lasers.

상기 색광 결합기(14)는 예를 들어, 제1 내지 제3이색 미러(15)(17)(19)를 포함할 수 있다. 제1이색 미러(15)는 R 레이저 광원(11R)에서 출사된 적색 레이저광(R)을 반사시킨다. 제2이색 미러(17)는 G 레이저 광원(11G)에서 출사되는 초록 레이저광(G)을 반사시키고, 제1이색 미러(15) 쪽에서 입사되는 적색 레이저광(R)을 투과시켜, 적색 및 초록 레이저광(R+G)의 광경로를 일치시킨다. 제3이색 미러(19)는 B 레이저 광원(11B)에서 출사되는 청색 레이저광(B)을 반사시키고, 제2이색 미러(17)쪽에서 입사되는 적색 및 초록 레이저광(R+G)은 투과시켜, 적색, 초록 및 청색 레이저광(R+G+B)의 광경로를 일치시킨다. 이러한 색광 결합기(14)에 의해 R, G, B 레이저 광원(11R)(11G)(11B)에서 출사되는 적색, 초록 및 청색 레이저광(R)(G)(B)은 그 광경로가 합쳐져 진행하게 된다.The color light coupler 14 may include, for example, first to third dichroic mirrors 15, 17 and 19. The first dichroic mirror 15 reflects the red laser light R emitted from the R laser light source 11R. The second dichroic mirror 17 reflects the green laser light G emitted from the G laser light source 11G, and transmits the red laser light R incident from the first dichroic mirror 15 to pass through the red and green light. Match the optical paths of the laser light R + G. The third dichroic mirror 19 reflects the blue laser light B emitted from the B laser light source 11B, and transmits the red and green laser light R + G incident from the second dichroic mirror 17 to pass. Match the optical paths of the red, green and blue laser light (R + G + B). The red, green, and blue laser light (R) (G) (B) emitted from the R, G, and B laser light sources 11R, 11G, 11B by the color light coupler 14 proceed with the combined light paths. Done.

상기와 같은 레이저 조명계(10)는 복수의 레이저광 예컨대, R,G,B 레이저광을 단일 광경로로 출사한다. 여기서, 도 3은 레이저 조명계(10) 구성의 일 예를 보인 것으로, 본 발명의 레이저 조명계(10)가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 알려진 다양한 구성이 채용될 수 있다.The laser illumination system 10 as described above emits a plurality of laser beams, for example, R, G, and B laser beams in a single optical path. Here, FIG. 3 shows an example of the configuration of the laser illumination system 10, and the laser illumination system 10 of the present invention is not limited thereto, and various configurations known in the art may be adopted.

상기 스펙클 저감 광학 유니트(30)는 레이저 조명계(10)와 주사 시스템(50) 사이에 위치될 수 있다.The speckle reduction optical unit 30 may be located between the laser illumination system 10 and the scanning system 50.

도 2를 참조하면, 스펙클 저감 광학 유니트(30)는, 큐빅형 빔스프리터(31)와, 상기 빔스프리터(31)의 일면(33b)에 마련된 제1반사부재로서의 리사이클링(recycling) 프리즘(33)과, 상기 리사이클링 프리즘(33)과 대향하도록 상기 빔스프리터(31)의 반대면(33d)에 마련된 제2반사부재로의 반사미러(35)를 포함하며, 한 몸체를 이루도록 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the speckle reduction optical unit 30 includes a cubic beam splitter 31 and a recycling prism 33 as a first reflecting member provided on one surface 33 b of the beam splitter 31. And a reflecting mirror 35 to the second reflecting member provided on the opposite surface 33d of the beam splitter 31 so as to face the recycling prism 33, and is configured to form a body.

상기 큐빅형 빔스프리터(31)는 광이 입사되는 입사면(31a)(31a) 및 광이 출사되는 출사면(31c)을 가진다. 상기 리사이클링 프리즘(33)은 입사면(31a)을 통하여 큐빅형 빔스프리터(31)로 입사되고 반사된 광을 다시 큐빅형 빔스프리터(31)로 리사이클링(recycling)시키도록 배치된다. 리사이클링 프리즘(33)에 의해 복수회 반사되어 큐빅형 빔스프리터(31)로 재입사된 리사이클링 광은 큐빅형 빔스프리터(31)를 통과하여 리사이클링 프리즘(33)과 반대쪽에 있는 반사미러(35)로 입사된다. 입사광은 반사미러(35)에 의해 반사되어 큐빅형 빔스프리터(31)로 재입사된다. 이 재입사된 광은 큐빅형 빔스프리터(31)에서 반사되어 출사면(31c)을 통해 출사되며, 이 광이 리사이클링에 의한 지연빔이 된다. 이 지연빔은 입사면(31a)으로 입사되어 큐빅형 빔스프리터(31)를 그대로 투과한 원래 빔(original beam)과 중첩되어, 스크린(S) 상에서 스펙클 콘트라스트를 평준화시켜 스펙클을 감소시키게 된다.The cubic beam splitter 31 has incident surfaces 31a and 31a through which light is incident and an exit surface 31c through which light is emitted. The recycling prism 33 is disposed to recycle the light incident and reflected back to the cubic beam splitter 31 through the incident surface 31a to the cubic beam splitter 31. The recycling light reflected by the recycling prism 33 multiple times and re-entered into the cubic beam splitter 31 passes through the cubic beam splitter 31 to the reflecting mirror 35 opposite the recycling prism 33. Incident. Incident light is reflected by the reflection mirror 35 and reincident to the cubic beam splitter 31. This re-incident light is reflected by the cubic beam splitter 31 and exits through the exit surface 31c, and this light becomes a delay beam by recycling. The delayed beam overlaps with the original beam incident on the incident surface 31a and transmitted through the cubic beam splitter 31 as it is, thereby leveling the speckle contrast on the screen S to reduce the speckle. .

본 실시예에 있어서, 상기 큐빅형 빔스프리터(31)는 진폭 분할 빔스프리터로서 입사되는 광을 소정 비율로 반사 및 투과시킨다. 상기 리사이클링 프리즘(33)으로는 도 4a에 도시된 바와 같은 코너큐브 프리즘(40) 또는 도 4b에 도시된 바와 같 은 직각 프리즘(45)을 구비할 수 있다. 도 1에서는 리사이클링 프리즘(33)으로 코너 큐브 프리즘(40)을 사용한 예를 보여준다. 상기 반사미러(35)는 큐빅형 빔스프리터(31)의 면(31d)에 반사 코팅에 의해 형성될 수 있다. In the present embodiment, the cubic beam splitter 31 reflects and transmits the light incident as the amplitude division beam splitter at a predetermined ratio. The recycling prism 33 may include a corner cube prism 40 as shown in FIG. 4A or a right angle prism 45 as shown in FIG. 4B. 1 shows an example in which the corner cube prism 40 is used as the recycling prism 33. The reflective mirror 35 may be formed by a reflective coating on the surface 31d of the cubic beam splitter 31.

코너큐브 프리즘(40)이나 직각 프리즘(45)은 입사되는 광을 복수회 반사시켜 원래 방향으로 되돌아가도록 한다. 코너큐브 프리즘(40)은 입사되는 광을 3회 반사시킨후 원래 방향으로 되돌아가도록 한다. 직각 프리즘(45)은 입사되는 광을 2회 반사시켜 원래 방향으로 되돌아가도록 한다. 이때, 직각 프리즘(45)이나 코너큐브 프리즘(40)은 도 2에 나타낸 바와 같이 상을 반전시킨다. 도 2를 참조하면, 리사이클링 프리즘(33)으로 코너큐브 프리즘(40)이나 직각 프리즘(45)을 구비하는 경우, 큐빅형 빔스프리터(31)를 그대로 통과한 원래 빔과 큐빅형 빔스프리터(31)에서 반사되어 리사이클링 프리즘(33)을 경유하여 지연된 빔의 상이 서로 반대로 역전된다. The corner cube prism 40 or the rectangular prism 45 reflects the incident light a plurality of times to return to the original direction. The corner cube prism 40 reflects the incident light three times and then returns to the original direction. The rectangular prism 45 reflects the incident light twice so that it returns to its original direction. At this time, the right angle prism 45 or the corner cube prism 40 inverts the image as shown in FIG. 2. Referring to FIG. 2, when the recycling prism 33 includes the corner cube prism 40 or the right angle prism 45, the original beam and the cubic beam splitter 31 that have passed through the cubic beam splitter 31 as they are. The images of the beams reflected at and delayed via the recycling prism 33 are reversed to each other.

따라서, 상기와 같이 코너 큐브 프리즘(40)이나 직각 프리즘(45)으로 된 리사이클링 프리즘(33)을 사용하는 경우에는, 상기 원래 빔에 대해 지연 빔의 파면 역전이 이루어져, 스크린(S) 상에서의 스펙클 콘트라스트 평준화 효과를 배가시킬 수 있어, 스펙클을 보다 효과적으로 줄여줄 수 있다.Therefore, when using the recycling prism 33 made of the corner cube prism 40 or the rectangular prism 45 as described above, the wavefront reversal of the delay beam is made with respect to the original beam, so that the specifications on the screen S are specified. It can double the clock contrast leveling effect, reducing speckle more effectively.

여기서, 코너 큐브 프리즘(40)을 사용하는 경우, 지연 빔의 상 반전은 임의 방향으로 가능하다. 따라서, 스펙클 콘트라스트 평준화가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다. 상기 직각 프리즘(45)은 도 2에 도시된 한 방향으로만 지연 빔의 상 반전을 이룰 수 있다.Here, when using the corner cube prism 40, phase inversion of the delay beam is possible in any direction. Thus, speckle contrast leveling can be made more effectively. The rectangular prism 45 may achieve phase inversion of the delay beam only in one direction shown in FIG. 2.

한편, 상기 스펙클 저감 광학 유니트(30)는, 리사이클링 프리즘(33)에 의해 반사되어 큐빅형 빔스프리터(31)로 재입사된 광 중 이 큐빅형 빔스프리터(31)에서 반사되어 레이저 조명계(10)로 피드백되는 피드백 광을 차단하도록, 상기 레이저 조명계(10)로부터의 레이저광이 입사되는 큐빅형 빔스프리터(31)의 입사면(31a)에는 편광기(polarizer:37) 및 위상 지연기(39)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 위상 지연기(39)는 편광기(37)와 큐빅형 빔스프리터(31)의 입사면(31a) 사이에 배치된다. 편광기(37) 및 위상 지연기(39)도 스펙클 저감 광학 유니트(30)가 단일 몸체로 이루어지도록, 큐빅형 빔스프리터(31)에 결합될 수 있다.Meanwhile, the speckle reduction optical unit 30 is reflected by the recycling prism 33 and reflected by the cubic beam splitter 31 among the light that is re-entered into the cubic beam splitter 31 and is then irradiated with the laser illumination system 10. The polarizer 37 and the phase retarder 39 are formed on the incident surface 31a of the cubic beam splitter 31 to which the laser light from the laser illumination system 10 is incident to block the feedback light fed back to It is preferable to further provide. The phase retarder 39 is disposed between the polarizer 37 and the incident surface 31a of the cubic beam splitter 31. The polarizer 37 and the phase retarder 39 may also be coupled to the cubic beam splitter 31 such that the speckle reduction optical unit 30 consists of a single body.

상기 편광기(37)는 특정 편광성분의 광만을 통과시킨다. 상기 위상 지연기로는 1/4 파장판(quarter wave plate)을 구비할 수 있다. 편광기(37)를 통과한 소정 편광 예컨대, s 편광의 광은 위상 지연기(39)를 경유하면서 제1원편광이 되고, 상기 피드백되는 광도 제1원편광이 된다. 이 제1원편광의 광이 위상 지연기(39)를 다시 통과하면, p편광의 광이 되므로, 편광기(37)를 통과하지 못하여 피드백 광이 레이저 조명계(10)로 재입사되는 것이 차단된다.The polarizer 37 passes only light of a specific polarization component. The phase retarder may include a quarter wave plate. Light of predetermined polarization, for example, s-polarized light, which has passed through the polarizer 37 becomes first circularly polarized light via the phase retarder 39, and the light fed back also becomes first circularly polarized light. When the light of the first circularly polarized light passes through the phase retarder 39 again, the light becomes p-polarized light, and thus the feedback light cannot be passed back into the laser illumination system 10 because it cannot pass through the polarizer 37.

상기와 같은 스펙클 저감 광학 유니트(30)는, 원래 빔과 지연 빔을 이중으로 중첩시켜, 스크린(S) 상에서 스펙클 콘트라스트를 평준화시킬 수 있다. 또한, 리사이클링 프리즘(33)에 의해 지연 빔의 파면을 역전시킴으로써 스펙클 콘트라스트 평준화 효과를 배가시킬 수 있다. 또한, 편광기(37) 및 위상 지연기(39)로 이루어진 광 아이솔레이터(optical isolator)를 구비함에 의해, 레이저 조명계(10)쪽으로 피드백되는 광을 차단할 수 있다.The speckle reduction optical unit 30 as described above can level the speckle contrast on the screen S by overlapping the original beam and the delay beam in a double manner. In addition, the speckle contrast leveling effect can be doubled by reversing the wavefront of the delay beam by the recycling prism 33. In addition, by providing an optical isolator composed of a polarizer 37 and a phase retarder 39, it is possible to block light fed back to the laser illumination system 10.

도 1에서의 주사 시스템(50)은, 레이저 조명계(10)로부터의 빔을 수평 및 수직 스캔 방향으로 주사하는 2차원 스캐너(70)를 포함할 수 있다.The scanning system 50 in FIG. 1 may include a two-dimensional scanner 70 that scans the beam from the laser illumination system 10 in the horizontal and vertical scan directions.

상기 2차원 스캐너(70)로는 입사된 광을 수평 및 수직 스캔 방향으로 주사할 수 있도록 구동되는 2차원 MEMS 스캐너를 구비할 수 있다. 2차원 MEMS 스캐너에 대해서는 MEMS 스캐너 분야에서 잘 알려져 있다.The two-dimensional scanner 70 may include a two-dimensional MEMS scanner which is driven to scan the incident light in the horizontal and vertical scan directions. Two-dimensional MEMS scanners are well known in the field of MEMS scanners.

상기 2차원 스캐너(70)로 단일의 2차원 MEMS 스캐너를 구비하는 대신에, 1차원 MEMS 스캐너 또는 갈바노 미러 2개로 구성하거나, 1차원 MEMS 스캐너와 갈바노 미러의 조합으로 구성할 수도 있다.Instead of having a single two-dimensional MEMS scanner as the two-dimensional scanner 70, the two-dimensional scanner 70 may be composed of a one-dimensional MEMS scanner or two galvano mirrors, or a combination of the one-dimensional MEMS scanner and the galvano mirror.

상기와 같이 2차원 스캐너(70)를 구비하는 경우, 레이저 조명계(10)는 2차원 스캐너(70)와 동기되어 화상 신호에 따라 변조된 R, G, B 레이저광을 조명한다.When the two-dimensional scanner 70 is provided as described above, the laser illumination system 10 illuminates R, G, and B laser light modulated according to an image signal in synchronization with the two-dimensional scanner 70.

R, G, B레이저 광원(11R)(11G)(11B)으로 반도체 레이저를 구비하는 경우, 화상 신호에 따라 각 파장의 레이저광 출력을 변조시켜 출력할 수 있다. R, G, B레이저 광원(11R)(11G)(11B)으로 반도체 레이저 이외에 다른 레이저 광원을 구비하는 경우에는, 이 R, G, B레이저 광원(11R)(11G)(11B) 앞에 각 파장의 레이저광을 화상 신호에 따라 변조시키는 별도의 변조기(미도시)를 위치시킬 수 있다. 여기서, R, G, B 레이저 광원(11R)(11G)(11B)으로 반도체 레이저를 구비하는 경우에도, 레이저 광원(11R)(11G)(11B) 앞에 별도의 변조기를 위치시킬 수 있다.When the semiconductor laser is provided as the R, G, and B laser light sources 11R (11G) and 11B, the laser light output of each wavelength can be modulated and output in accordance with an image signal. When the R, G, B laser light sources 11R (11G) 11B are provided with a laser light source other than the semiconductor laser, the wavelengths of the respective wavelengths in front of the R, G, B laser light sources 11R, 11G, 11B. A separate modulator (not shown) for modulating the laser light according to the image signal can be placed. Here, even when a semiconductor laser is provided as the R, G, and B laser light sources 11R (11G) 11B, a separate modulator can be placed in front of the laser light sources 11R (11G) 11B.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치에 있어서, 레이저 조명계(10)에서 조사된 광은 스펙클 저감 광학 유니트(30)를 경유하여 주사 시스템(50)의 2차원 스캐너(70)로 입사되고, 입사광은 2차원 스캐너(70)에 의해 반사되어 수평 스캔 방향 및 수직 스캔 방향으로 스크린(S) 상에 주사된다. 이때, 레이저 조명계(10)로부터 2차원 스캐너(70)와 동기되어 화상 신호에 따라 변조된 R, G, B 레이저광을 조명하므로, 스크린(S) 상에 칼라 화상이 형성된다.In the laser display device according to an embodiment of the present invention as described above, the light irradiated from the laser illumination system 10 passes through the speckle reduction optical unit 30, the two-dimensional scanner 70 of the scanning system 50. Incident light is reflected by the two-dimensional scanner 70 and scanned on the screen S in the horizontal scan direction and the vertical scan direction. At this time, since the laser light system 10 illuminates the R, G, and B laser light modulated according to the image signal in synchronization with the two-dimensional scanner 70, a color image is formed on the screen S. FIG.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치는 2차원 스캐너(70)에 의해 스크린(S) 상에 2차원 화상을 형성하게 된다. 이때, 스펙클 저감 광학 유니트(30)에 의해 원래빔과 파면이 역전된 지연빔이 스크린(S) 상에서 중첩되므로, 스펙클 콘트라스트가 평준화되고 이에 의해 전체적인 스펙클이 저감된다.As described above, the laser display device according to the exemplary embodiment forms a two-dimensional image on the screen S by the two-dimensional scanner 70. At this time, because the speckle reduction optical unit 30 overlaps the original beam and the retardation beam whose wavefront is reversed on the screen S, the speckle contrast is leveled, thereby reducing the overall speckle.

이상에서는 본 발명에 따른 레이저 디스플레이장치가 2차원 스캐너(70)를 구비하는 예를 설명하였는데, 이는 예시적인 것으로 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 레이저 디스플레이장치는 2차원 스캐너(70) 대신에 도 5에 보여진 바와 같이 라인 패널(53) 및 1차원 스캐너(57) 조합을 적용할 수도 있다.In the above described an example in which the laser display device according to the present invention is provided with a two-dimensional scanner 70, which is illustrative and can be variously modified. For example, the laser display device according to the present invention may use a combination of the line panel 53 and the one-dimensional scanner 57 as shown in FIG. 5 instead of the two-dimensional scanner 70.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치를 보여주는 것으로, 도 1에서와 동일한 참조번호는 도 1에서와 실질적으로 동일한 부재를 나타낸다. 도 5의 레이저 디스플레이장치는 도 1과 비교할 때, 주사 시스템(50)에 있어서 차이가 있다. FIG. 5 shows a laser display device according to another embodiment of the present invention, wherein the same reference numerals as in FIG. 1 denote substantially the same members as in FIG. 1. The laser display device of FIG. 5 differs in the scanning system 50 as compared to FIG. 1.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치에 있어서, 주사 시스템(50)은, 레이저 조명계(10)로부터의 빔을 화상신호에 따라 변조하는 라인 패널(53)과, 레이저 조명계(10)로부터의 빔을 라인 패널(53)의 길이 방향과 수직인 방향 예컨대, 수평 주사 방향으로 주사하는 1차원 스캐너(scanner:57)를 포함한다. 예컨대, R, G, B 칼라 화상 구현을 위해 상기 라인 패 널(53)에는 칼라 필터가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 5, in the laser display device according to another embodiment of the present invention, the scanning system 50 includes a line panel 53 for modulating a beam from the laser illumination system 10 according to an image signal, and a laser. And a one-dimensional scanner 57 that scans the beam from the illumination system 10 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the line panel 53, for example, in a horizontal scanning direction. For example, a color filter may be provided in the line panel 53 to implement R, G, and B color images.

상기 주사 시스템(50)은 라인 패널(53) 앞에 레이저 조명계(10)쪽에서 입사되는 광을 상기 라인 패널(53)에 적합하도록 소정의 폭을 가지는 선형빔으로 정형할 수 있도록 된 빔 정형기(51)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 빔 정형기(51)로는 회절광학소자(DOE:diffractive optical element)를 구비할 수 있다. 상기 주사 시스템(50)은, 라인 패널(53)에 의해 변조된 선형빔을 스크린(S)에 확대투사하기 위한 투사렌즈 유닛(55)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 1차원 스캐너(57)의 소형화나 부가적인 광학부품 필요성을 최소화하도록, 상기 1차원 스캐너(57)는 투사렌즈 유닛(55)의 초점 위치에 위치되는 것이 바람직하다.The scanning system 50 allows the beam shaper 51 to shape light incident from the laser illumination system 10 in front of the line panel 53 into a linear beam having a predetermined width so as to fit the line panel 53. It is preferable to further provide. The beam shaper 51 may include a diffractive optical element (DOE). The scanning system 50 preferably further includes a projection lens unit 55 for projecting the linear beam modulated by the line panel 53 onto the screen S. In order to minimize the miniaturization of the one-dimensional scanner 57 or the need for additional optical components, the one-dimensional scanner 57 is preferably located at the focal position of the projection lens unit 55.

상기 라인 패널(53)은 1차원 광변조부를 가지는 라인 방식의 광변조기로서, GLV(grating light valve), SOM(samsung optical modulator), GEMs(grating electro-mechanical system)등이 알려져 있다. 예를 들어, GLV는 광의 반사 회절효과를 이용하여 광의 방향을 제어하는 것으로서, 광을 반사시키는 리본형 미러 어레이가 라인 형태를 이루도록 마련되어 있다. 미러 어레이는 서로 교번으로 배열된 고정미러들과 가동미러들을 구비하는데, 각 픽셀 단위내에 적어도 하나의 고정미러와 적어도 하나의 가동 미러가 포함된다. 전기신호에 의하여 가동미러들을 고정 미러에 비해 뒤쪽으로 λ/4 만큼 움직임으로써, 회절에 의해 광의 반사 방향을 변화시킬 수 있다. 각 픽셀 단위에서 고정미러과 가동미러이 동일한 평면에 위치되면, 입사광은 모두 반사되어 스크린(S)에 밝은 화소가 표시된다. 가동미러가 구동되어 고정미러와 다른 평면에 정렬되면 반사광은 대부분 예컨대, ±1차로 회절되어 입사 광과는 다른 각도로 진행하게 되어 스크린(S)에는 도달하지 않게 되고, 이에 따라 스크린(S)에 어두운 화소가 표시된다.The line panel 53 is a line type optical modulator having a one-dimensional optical modulator, and a grating light valve (GLV), a samsung optical modulator (SOM), a grating electro-mechanical system (GEMs), and the like are known. For example, the GLV controls the direction of light by using the reflection diffraction effect of light, and a ribbon mirror array for reflecting light is provided to form a line. The mirror array includes fixed mirrors and movable mirrors alternately arranged with each other, and includes at least one fixed mirror and at least one movable mirror in each pixel unit. By moving the movable mirrors by λ / 4 rearward relative to the fixed mirror by the electric signal, the reflection direction of the light can be changed by diffraction. When the fixed mirror and the movable mirror are positioned on the same plane in each pixel unit, all incident light is reflected to display bright pixels on the screen S. FIG. When the movable mirror is driven and aligned with a plane different from the fixed mirror, the reflected light is mostly diffracted in the first order, for example, and proceeds at a different angle from the incident light, so that the screen S does not reach the screen S. Dark pixels are displayed.

상기와 같은 라인 패널(53)을 화상 신호에 따라 구동하면, 스크린(S) 상에 동시에 수평 또는 수직방향으로 한 라인의 화상을 형성할 수 있다. 도 5에서는 라인 패널(53)이 수직 방향으로 동시에 한 라인의 화상을 형성하도록 된 예를 보여준다.When the above-described line panel 53 is driven in accordance with an image signal, one line of images can be formed on the screen S simultaneously in the horizontal or vertical direction. 5 shows an example in which the line panel 53 forms an image of one line at the same time in the vertical direction.

상기 1차원 스캐너(57)는 레이저 조명계(10)로부터 조사되고, 라인 패널(53)에 의해 한 주사 라인 단위로 변조된 빔을 라인 패널(53)의 길이 방향과 수직인 방향 예컨대, 수평 주사 방향으로 주사하기 위한 것이다. 이 1차원 스캐너(57)로는, 1차원 MEMS 디바이스 또는 갈바노 미러(galvano mirror)를 이용할 수 있다.The one-dimensional scanner 57 is irradiated from the laser illumination system 10 and the beam modulated by the line panel 53 by one scanning line unit is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the line panel 53, for example, a horizontal scanning direction. It is intended to be injected into. As this one-dimensional scanner 57, a one-dimensional MEMS device or a galvano mirror can be used.

상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치에 있어서, 레이저 조명계(10)에서 조사된 광은 스펙클 저감 광학 유니트(30)를 경유하여 주사 시스템(50)의 빔 정형기(51)로 입사된다. 입사광은 빔 정형기(51)에 의해 라인 패널(53)에 적합한 소정 폭을 갖는 선형빔으로 정형되어 라인 패널(53)로 입사된다. 화상신호에 따라 라인 패널(53)에 의해 변조된 한 라인의 화상 정보를 포함하는 광은 투사 렌즈 유닛에 의해 집속되며, 그 초점 위치에 위치된 1차원 스캐너(57)에 의해 라인 패널(53)의 길이 방향과 수직인 방향 예컨대, 수평 스캔 방향으로 스크린(S) 상에 주사된다.In the laser display device according to another embodiment of the present invention as described above, the light irradiated from the laser illumination system 10 is passed through the speckle reduction optical unit 30, the beam shaper 51 of the scanning system 50 Incident. The incident light is shaped into a linear beam having a predetermined width suitable for the line panel 53 by the beam shaper 51 and is incident on the line panel 53. Light containing one line of image information modulated by the line panel 53 in accordance with the image signal is focused by the projection lens unit, and the line panel 53 by the one-dimensional scanner 57 located at its focal position. Is scanned on the screen S in a direction perpendicular to the longitudinal direction of, for example, a horizontal scan direction.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 디스플레이장치는 라인 패널(53) 및 1차원 스캐너(57)의 조합에 의해 스크린(S) 상에 2차원 화상을 형성하 게 된다. 이때, 스펙클 저감 광학 유니트(30)에 의해 원래빔과 파면이 역전된 지연빔이 스크린(S) 상에서 중첩되므로, 스펙클 콘트라스트가 평준화되고 이에 의해 전체적인 스펙클이 저감된다.As described above, the laser display device according to another embodiment of the present invention forms a two-dimensional image on the screen S by the combination of the line panel 53 and the one-dimensional scanner 57. At this time, because the speckle reduction optical unit 30 overlaps the original beam and the retardation beam whose wavefront is reversed on the screen S, the speckle contrast is leveled, thereby reducing the overall speckle.

이하에서는 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트의 다양한 실시예에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)(200)(300)는 도 1 및 도 5의 레이저 디스플레이장치에 본 발명의 제1실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(30) 대신에 적용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the speckle reduction optical unit according to the present invention will be described. Speckle reduction optical unit 100, 200, 300 according to various embodiments of the present invention described below is a speckle reduction according to the first embodiment of the present invention in the laser display device of Figs. It may be applied instead of the optical unit 30.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)를 보여주는 것으로, 도 1에서와 동일 참조번호는 동일 부재를 나타낸다. 상기 스펙클 저감 광학 유니트(100)는 도 1의 스펙클 저감 광학 유니트(30)와 비교할 때, 큐빅형 편광빔스프리터(101)를 사용한 점에 큰 차이가 있다.6 shows a speckle reduction optical unit 100 according to a second embodiment of the present invention, wherein the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same members. Compared with the speckle reduction optical unit 30 of FIG. 1, the speckle reduction optical unit 100 has a big difference in using a cubic polarization beam splitter 101.

도 6을 참조하면, 상기 스펙클 저감 광학 유니트(100)는, 입사되는 광을 편광에 따라 투과 또는 반사시키는 큐빅형 편광빔스프리터(101)와, 상기 편광 빔스프리터(101)의 일면(101b)에 1반사부재로서 리사이클링(recycling) 프리즘(103)과, 상기 리사이클링 프리즘(103)과 대향하도록 상기 편광 빔스프리터(101)의 반대면(10d)에 마련된 제2반사부재로서의 반사 미러(105)와, 상기 리사이클링 프리즘(103)과 편광빔스프리터(101)의 일면(101b) 사이, 상기 반사 미러(105)와 편광 빔스프리터(101)의 다른면(101d) 사이에 각각 배치되어 입사광의 편광을 바꾸어주는 제1 및 제2위상 지연기(102)(104)를 포함하며, 한 몸체를 이루도록 구성되어 있다. 여기서, 도 2에서와 동일 부재는 동일 참조부호로 표기하고, 반복적인 설명을 생략한다.Referring to FIG. 6, the speckle reduction optical unit 100 includes a cubic polarization beam splitter 101 that transmits or reflects incident light according to polarization, and one surface 101b of the polarization beam splitter 101. A reflecting prism 103 as a first reflecting member, and a reflecting mirror 105 as a second reflecting member provided on the opposite surface 10d of the polarizing beam splitter 101 so as to face the recycling prism 103; And between the recycling prism 103 and one surface 101b of the polarization beam splitter 101 and between the reflection mirror 105 and the other surface 101d of the polarization beam splitter 101 to change the polarization of incident light. The note includes first and second phase retarders 102 and 104 and is configured to form a body. Here, the same members as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and repetitive description is omitted.

본 실시예에 있어서, 리사이클링 프리즘(103)으로는 입사되는 광을 홀수번 만큼 반사시켜 원래 방향으로 진행하도록 하는 프리즘 예컨대, 입사되는 광을 3회 반사시키는 도 4a의 코너큐브 프리즘(40)을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2위상 지연기(102)(104)로는 1/4 파장판(quarter wave plate)을 구비할 수 있다.In the present embodiment, as the recycling prism 103, a prism for reflecting the incident light by an odd number of times to proceed in the original direction, for example, the corner cube prism 40 of FIG. 4A which reflects the incident light three times is used. Can be. In addition, the first and second phase retarders 102 and 104 may include quarter wave plates.

상기 스펙클 저감 광학 유니트(100)가 지연빔을 만들기 위해 편광빔스프리터(101)를 구비하므로, 이 편광 빔스프리터(101)에는 s 편광 및 p 편광이 혼합된 광 보다 바람직하게는, 50:50으로 혼합된 광이 입사되는 것이 바람직하다.Since the speckle reduction optical unit 100 includes a polarizing beam splitter 101 for producing a delayed beam, the polarizing beam splitter 101 preferably has a s-polarized light and a p-polarized light, more preferably 50:50. It is preferable that the mixed light is incident.

이를 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 편광 빔스프리터(101)의 입사면(101a) 쪽에 편광 빔스프리터(101)로 입사되는 광을 원편광 또는 타원 편광으로 바꾸어주기 위한 위상 지연기(109)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 위상 지연기(109)로는 1/4 파장판(quarter wave plate)을 구비할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 6, the phase retarder 109 for converting light incident to the polarization beam splitter 101 toward the incident surface 101a of the polarization beam splitter 101 into circularly polarized or elliptical polarized light. It is preferable to further provide. The phase retarder 109 may include a quarter wave plate.

상기 위상 지연기(109)는, 레이저 조명계(10)와 스펙클 저감 광학 유니트(100) 사이의 광경로 상에 배치될 수 있다. 이 위상 지연기(109)는 편광빔스프리터(101)의 입사면(101a)에 결합되는 것도 가능하다. The phase retarder 109 may be disposed on an optical path between the laser illumination system 10 and the speckle reduction optical unit 100. The phase retarder 109 may be coupled to the incident surface 101a of the polarization beam splitter 101.

여기서, 상기 위상 지연기(109)를 구비하는 대신에, 레이저 조명계(10)에서 s 편광 및 p 편광이 섞인 광이 조사되도록 레이저 조명계(10)의 R, G, B 레이저 광원(11R)(11G)(11B)을 배치하는 것도 가능하다. 입사평면에 대해 평행 또는 수직 이외의 소정 각도 예컨대, 45도를 이루는 선편광의 광이 큐빅형 편광 빔스프리터(101)로 입사되도록 레이저 광원(11R)(11G)(11B)을 배치하는 것도 가능하다.Here, instead of having the phase retarder 109, R, G, B laser light source 11R (11G) of the laser illumination system 10 so that the laser illumination system 10 is irradiated with a mixture of s-polarized light and p-polarized light It is also possible to arrange 11B. It is also possible to arrange the laser light sources 11R, 11G and 11B such that light of linearly polarized light having a predetermined angle, for example, 45 degrees, other than parallel or perpendicular to the incident plane is incident on the cubic polarization beam splitter 101.

상기와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)에서의 광의 진행 경로를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the path of the light in the speckle reduction optical unit 100 according to the second embodiment of the present invention as described above are as follows.

상기 편광 빔스프리터(101)에 s 편광 및 p 편광이 혼합된 광이 입사되면, 예컨대, s 편광의 광은 편광 빔스프리터(101)에 의해 반사되어 리사이클링 프리즘(103)으로 향한다. p 편광의 광은 편광빔스프리터(101)를 통과하여 진행한다. 이 광이 원래빔이 된다.When light mixed with s-polarized light and p-polarized light is incident on the polarized beam splitter 101, for example, light of s-polarized light is reflected by the polarized beam splitter 101 and directed to the recycling prism 103. Light of p-polarized light passes through the polarization beam splitter 101. This light becomes the original beam.

편광 빔스프리터(101)에서 반사된 s 편광의 광은 제1위상 지연기(102)를 통과하면서 제1원편광으로 되고, 리사이클링 프리즘(103)에서 예컨대, 3회 반사된 후 직교하는 제2원편광 상태로 제1위상 지연기(102)로 재입사된다. 제2원편광의 광은 제1위상 지연기(102)를 통과하면서 p 편광의 광으로 되고 큐빅형 빔스프리터(101)를 통과하여 반대면(101d)에 배치된 제2위상 지연기(104)로 입사된다. p 편광의 광은 제2위상 지연기(104)를 통과하면서 예컨대, 제2원편광으로 되고, 반사 미러(105)에서 반사되면서 직교하는 제1원편광의 광으로 된다. 제1원편광의 광은 제2위상 지연기(104)를 통과하면서 s 편광으로 되고 편광 빔스프리터(101)에서 반사되어 출사면(101c)을 통해 출사된다. 이 광이 리사이클링에 의한 지연빔이 된다. 이 s편광의 지연빔은 입사면(101a)으로 입사되어 편광 빔스프리터(101)를 그대로 투과한 p 편광의 원래 빔(original beam)과 중첩되어, 스크린(S) 상에서 스펙클 콘트라스트를 평준화시켜 스펙클을 감소시키게 된다. The light of the s-polarized light reflected by the polarizing beam splitter 101 becomes the first circularly polarized light while passing through the first phase retarder 102 and, for example, is reflected by the recycling prism 103 three times and is orthogonal to the second source. The light is reincident to the first phase retarder 102 in a polarized state. Light of the second circularly polarized light becomes p-polarized light while passing through the first phase retarder 102 and passes through the cubic beam splitter 101 to be disposed on the opposite surface 101d. Incident. The light of the p-polarized light becomes, for example, the second circularly polarized light while passing through the second phase retarder 104, and becomes the light of the first circularly polarized light that is orthogonal while being reflected by the reflection mirror 105. The light of the first circularly polarized light is s-polarized while passing through the second phase retarder 104 and is reflected by the polarization beam splitter 101 and is emitted through the emission surface 101c. This light becomes a retardation beam by recycling. This delayed beam of s-polarized light is superimposed on the original beam of p-polarized light incident on the incident surface 101a and transmitted through the polarization beam splitter 101 as it is, and the speckle contrast is equalized on the screen S so as to be specified. Will reduce the size of the cloak.

본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)는, 예컨대, p 편광의 원래 빔과 s 편광의 지연 빔을 이중으로 중첩시키므로 스크린(S) 상에서 스펙 클 콘트라스트를 평준화될 수 있다. 또한, 리사이클링 프리즘(103)에 의해 지연 빔의 파면을 역전시킴으로써 스펙클 콘트라스트 평준화 효과를 배가시킬 수 있다. 특히, 서로 다른 편광의 원래 빔과 지연빔을 서로 중첩시키므로, 두 빔 간의 간섭이 생기지 않아, 스펙클 콘트라스트 평준화가 보다 잘 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)는 스펙클을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 편광 빔스프리터(101)를 사용하기 때문에, 이상적으로는 레이저 조명계(10)쪽으로 피드백되는 광이 존재하지 않아, 도 2에서의 편광기(37) 및 위상 지연기(39)가 불필요한 이점이 있다.The speckle reduction optical unit 100 according to the second embodiment of the present invention can equalize the speckle contrast on the screen S, for example, by overlapping the original beam of p-polarized light with the delayed beam of s-polarized light. . In addition, the speckle contrast leveling effect can be doubled by reversing the wavefront of the delay beam by the recycling prism 103. In particular, since the original beam and the delay beam of different polarizations overlap each other, there is no interference between the two beams, so that speckle contrast leveling can be made better. Therefore, the speckle reduction optical unit 100 according to the second embodiment of the present invention can effectively reduce the speckle. In addition, since the polarized beam splitter 101 is used, ideally there is no light fed back to the laser illumination system 10, so that the polarizer 37 and the phase retarder 39 in FIG. 2 are unnecessary. .

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(200)를 보인 것으로, 도 6의 본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)와 비교할 때, 편광 빔스프리터(101)의 일면에 결합되는 제1위상 지연기(102)와 리사이클링 프리즘(103) 구조가 두 개의 직각프리즘(201)(205)과 그 사이에 반파장판(half-wave plate:203)를 구비하는 구조로 변경된 점에 그 특징이 있다. 도 6에서와 동일 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.FIG. 7 illustrates a speckle reduction optical unit 200 according to a third embodiment of the present invention. Compared to the speckle reduction optical unit 100 according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 illustrates a polarization beam. The structure of the first phase retarder 102 and the recycling prism 103 coupled to one side of the splitter 101 allows two rectangular prisms 201 and 205 and a half-wave plate 203 between them. There is a feature in that it is changed to the structure provided. Like reference numerals in FIG. 6 denote like elements.

본 실시예에 있어서, 입사면(101a)을 통하여 입사되고 편광 빔스프리터(101)에서 반사된 예컨대, s 편광의 광은 일 직각 프리즘(201)에서 반사되고, 반파장판(203)에서 p 편광의 광으로 변환된 다음 다른 직각 프리즘(205)에서 반사되어 편광 빔스프리터(101)를 통과하여 반대면(101d)에 배치된 위상 지연기(104)로 입사된다. 이후의 광의 진행 및 편광 변화는 본 발명의 제2실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(100)에서와 동일하다.In the present embodiment, for example, the light of s-polarized light incident through the incident surface 101a and reflected by the polarization beam splitter 101 is reflected by one right prism 201 and the p-polarized light by the half-wave plate 203. It is converted to light and then reflected by another rectangular prism 205 and passes through the polarizing beam splitter 101 and enters the phase retarder 104 disposed on the opposite surface 101d. Subsequent light propagation and polarization change are the same as in the speckle reduction optical unit 100 according to the second embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(300)를 보인 것으로, 도 2의 본 발명의 제1실시예에 따른 스펙클 저감 광학 유니트(30)와 비교할 때, 제1반사부재로서 리사이클링 프리즘(33) 대신에 반사 미러(301)를 구비한 점에 그 차이가 있다. 도 2에서와 동일 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.FIG. 8 illustrates a speckle reduction optical unit 300 according to a fourth embodiment of the present invention. Compared to the speckle reduction optical unit 30 according to the first embodiment of the present invention, FIG. There is a difference in that the reflection mirror 301 is provided instead of the recycling prism 33 as the reflection member. Like reference numerals in FIG. 2 denote like elements.

이와 같이 큐빅형 빔스프리터(31)의 양면(31b)(31d)에 제1 및 제2반사부재로서 반사 미러(301)(35)를 경우에도, 지연빔이 원래 빔과 중첩되므로, 스펙클 콘트라스트가 평준화되고 이에 의해 스펙클이 저감되는 효과가 얻어진다.Thus, even when the reflective mirrors 301 and 35 are formed on both surfaces 31b and 31d of the cubic beam splitter 31 as the first and second reflecting members, the delay beam overlaps the original beam, so that the speckle contrast is achieved. Is leveled, whereby an effect of reducing speckle is obtained.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 스펙클 저감 광학 유니트 및 이를 채용한 레이저 디스플레이장치에 따르면, 스크린 상에서 원래빔과 지연빔을 중첩시킴으로써 스펙클 콘트라스트를 평준화시키며, 이에 따라 스펙클을 저감시킨다.According to the speckle reduction optical unit and the laser display device employing the same according to the present invention as described above, the speckle contrast is leveled by superimposing the original beam and the delay beam on the screen, thereby reducing the speckle.

Claims

A laser illumination system for irradiating laser light;

A scanning system for scanning the laser light irradiated from the laser illumination system onto an image forming surface to form an image;

And a speckle reduction optical unit for leveling speckle contrast in the image forming surface.

The speckle reduction optical unit,

A cubic beam splitter;

And first and second reflecting members respectively provided on opposite sides of the cubic beam splitter, and configured to form a body.

The method of claim 1, wherein any one of the first and second reflecting member is any one of a right angle prism, a corner cube prism and a first reflecting mirror,

The other of the first and second reflecting members is a second reflecting mirror,

The cubic beam splitter reflects and transmits incident light at a predetermined ratio,

And a polarizer and a phase retarder on an incident surface of the cubic beam splitter to which the laser light from the laser illuminator is incident, to block light fed back to the laser illuminator.

The method of claim 1, wherein any one of the first and second reflecting member is a corner cube prism,

The other of the first and second reflecting members is a reflecting mirror,

The cubic beam splitter is a polarizing beam splitter for transmitting or reflecting incident light according to polarization,

Light mixed with s-polarized light and p-polarized light is incident on the cubic beam splitter,

And a phase retarder for changing the polarization of incident light between one surface of the cubic beam splitter and the first reflecting member, between the other surface of the cubic beam splitter and the second reflecting member. Display device.

The method of claim 1, wherein any one of the first and second reflecting member has a structure having a pair of right angle prism and a half-wave plate therebetween,

The other of the first and second reflecting members is a reflecting mirror,

And a phase retarder for changing the polarization of incident light between the surface of the cubic beam splitter and the reflection mirror.

The injection system of claim 1, wherein the injection system comprises:

And a two-dimensional scanner which modulates the beam from the laser illumination system according to an image signal and scans the beam in horizontal and vertical directions.

The injection system of claim 1, wherein the injection system comprises:

A line panel for modulating a beam from the laser illumination system according to an image signal;

And a one-dimensional scanner which modulates and scans the beam from the laser illumination system in accordance with an image signal in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the line panel.