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KR20090117001A - Scanning display device - Google Patents

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KR20090117001A
KR20090117001A KR1020080042853A KR20080042853A KR20090117001A KR 20090117001 A KR20090117001 A KR 20090117001A KR 1020080042853 A KR1020080042853 A KR 1020080042853A KR 20080042853 A KR20080042853 A KR 20080042853A KR 20090117001 A KR20090117001 A KR 20090117001A
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KR
South Korea
Prior art keywords
plate
laser light
polarization
scanner
conversion
Prior art date
Application number
KR1020080042853A
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Korean (ko)
Inventor
이동욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: A scanning display device is provided to supply clear picture quality and to remove a speckle by changing a polarizing direction of a laser light. CONSTITUTION: A light source radiates a laser light. A scanner(120) horizontally and vertically reflects the laser light radiated from an optical lighting system, and raster-scans the laser light on a screen. A polarizing conversion plate(130) includes a polarizing conversion region which reduces the speckle by converting a part of a first polarizing component of the laser light into a second polarizing component. A conversion driving part(140) is coupled in the polarizing conversion plate, and rotates or vibrates the polarizing conversion plate. The polarizing conversion plate is formed between the light source and the scanner, or between the scanner and the screen. The polarizing conversion plate is a 1/2 phase difference plate in which a first region and a second region are included.

Description

스캐닝 디스플레이 장치{Scanning display device}Scanning display device

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 광을 이용한 스캐닝 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly, to a scanning display device using a laser light.

최근 디스플레이 분야의 급격한 발전으로 인해 소비자들은 소형화 및 밝고 선명한 영상을 좀더 큰 화면에 보기를 원하고 있다. 이러한 소비자들의 욕구를 충족시키기 위한 수단의 하나로써 레이저 광을 이용한 디스플레이 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, due to the rapid development of the display field, consumers want to see miniaturization and bright and clear images on a larger screen. As one of means for satisfying the needs of consumers, the development of a display device using laser light is actively progressing.

도 1은 종래 기술의 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래 기술의 다른 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a laser display system of the prior art, Figure 2 is a block diagram of another laser display system of the prior art.

레이저를 광원으로 사용하면 화상의 색상이 선명하고 순색에 가까우며 색을 재현하는 범위가 넓은 장점이 있고 또한 콘트라스트가 높아서 선명한 화상을 얻을 수 있다.Using a laser as a light source has the advantage that the color of the image is clear, close to pure color, and has a wide range of color reproduction, and a high contrast allows a clear image to be obtained.

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.Referring to FIG. 1, a projection display device using a laser as a light source uses a laser 11 as a light source instead of a lamp, and irradiates the laser panel to the display panel 13 by the illumination optical system 12.

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.The display panel 13 displays an image by adjusting the amount of light by an electrical signal, and displays the image on a large screen by projecting the image onto the screen 15 by the projection optical system 14.

이와 같은 종래 기술의 레이저 표시 장치에서 AOM(Acousto-Optic Modulator)을 채택하여 레이저 광의 투과량을 조절할 수 있도록한 다른 구조의 레이저 표시 장치의 구성은 이하의 도 2과 같다.The structure of the laser display device of another structure in which the AOM (Acousto-Optic Modulator) is adopted in the prior art laser display device to adjust the amount of transmission of the laser light is shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 레이저(21)를 광원으로 하고 광학계(22)에 의해 레이저광을 AOM(23)에 집속시킨다.Referring to FIG. 2, the laser 21 is used as the light source and the laser beam is focused on the AOM 23 by the optical system 22.

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.The AOM 23 adjusts the amount of light transmitted by an electrical signal associated with the image signal, and the laser light controlled by the AOM 23 proceeds to a polygon mirror 24, and the polygon mirror 24 is As you rotate, you create a horizontal image of the screen.

폴리건 미러(24)에서 반사된 광은 갈마노미터 미러(galvanometer mirror)(25)로 진행되어 일정 각도를 상하로 반복 진행하면서 화면의 수직 이미지를 구현하게 된다.The light reflected from the polygon mirror 24 proceeds to a galvanometer mirror 25 to implement a vertical image of the screen while repeating a predetermined angle up and down.

그리고 폴리건 미러(24)와 갈마노미터 미러(25)의 회전과 각도 조합에 의해 스크린(26) 위에 레이저광을 스캔하여 화면을 표시하게 된다.The laser beam is scanned on the screen 26 by the rotation and angle combination of the polygon mirror 24 and the galvanometer mirror 25 to display a screen.

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.Such a laser display device of the prior art increases the color clarity by using a laser, can display an image that is excellent in color reproducibility, close to natural colors, and can reproduce clear picture quality due to high contrast.

그러나, 레이저가 갖고 있는 특성인 간섭성(coherence)에 의해 스크린상에서 레이저의 간섭 현상이 일어나서 화면상에서 작은 알갱이들이 반짝거리는 듯한 스펙클(Speckle) 현상이 나타난다.However, due to the coherence characteristic of the laser, the interference of the laser is generated on the screen, and the speckle phenomenon appears as if the small particles are sparkling on the screen.

이러한 스펙클 현상은 화질을 저하시키는 요인으로써 콘트라스트와 해상도를 저하시키게 된다.This speckle phenomenon reduces the contrast and resolution as a factor of degrading the image quality.

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.In order to eliminate the speckle phenomenon, an optical element such as a diffuser may be used, but the diffuser has a problem in that the transmittance of light is significantly reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 광의 편광 방향을 시간적/공간적으로 변경시켜 줌으로써, 스펙클을 효율적으로 제거할 수 있는 스캐닝 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a scanning display device capable of efficiently removing speckles by changing the polarization direction of laser light in time and space.

본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치는, 레이저 광을 출사시키는 광원과; 상기 광원에서 출사된 레이저 광을 수평 및/또는 수직방향으로 반사하여 스크린에 래스터 스캔(Raster Scan)하는 스캐너; 상기 광원에서 출사된 레이저 광의 제1 편광성분의 일부를 제2 편광성분으로 변환하여 스펙클을 감소시키는 적어도 하나의 편광 변환 영역이 구비된 편광 변환판과; 상기 편광 변환판과 결합되어, 상기 편광 변환판을 회전 또는 진동시키는 변환 구동부;를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scanning display apparatus comprising: a light source for emitting laser light; A scanner which raster scans the screen by reflecting the laser light emitted from the light source in a horizontal and / or vertical direction; A polarization conversion plate provided with at least one polarization conversion area for converting a portion of the first polarization component of the laser light emitted from the light source into a second polarization component to reduce speckle; And a conversion driver coupled to the polarization conversion plate to rotate or vibrate the polarization conversion plate.

상기 편광 변환판은 상기 광원과 스캐너 사이 또는 상기 스캐너와 스크린 사이에 형성될 수 있고, 상기 제1 편광성분의 위상을 0°회전시키는 제1 영역과, 상기 제1 편광성분을 90°회전시키는 제2 영역이 다수개 구비된 1/2 위상차판으로 형성될 수도 있다.The polarization converting plate may be formed between the light source and the scanner or between the scanner and the screen, the first region for rotating the phase of the first polarization component by 0 °, and the agent for rotating the first polarization component by 90 °. It may be formed of a 1/2 phase difference plate provided with a plurality of two regions.

이때, 상기 제1 영역과 제2 영역은 그 갯수가 동일한 조건내에서 상기 1/2 위상차판내에 규칙적 또는 불규칙한 패턴으로 형성될 수 있다.In this case, the first region and the second region may be formed in a regular or irregular pattern in the 1/2 phase difference plate under the same number of conditions.

또한, 상기 변환 구동부는 상기 편광 변환판을 규칙적 또는 불규칙한 패턴으로 상/하 또는 좌/우 왕복으로 회전 또는 진동시킬 수 있고, 상기 편광 변환판에 레이저 광이 입사될 수 있는 범위내에서, 상기 편광 변환판을 회전 또는 진동시킬 수도 있다. 또한, 상기 운동부는 중심축을 기준으로 상기 편광 변환판을 상/하 또는 좌/우 회전시킬 수도 있다.The conversion driver may rotate or vibrate the polarization conversion plate in a regular or irregular pattern in up / down or left / right reciprocation, and within the range in which laser light may be incident on the polarization conversion plate, The conversion plate may be rotated or vibrated. In addition, the moving part may rotate the polarization conversion plate up / down or left / right about a central axis.

본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치는 레이저 광의 편광 방향을 시간적/공간적으로 변경시켜 줌으로써, 스펙클을 제거하여 선명한 화질을 제공하는 효과가 있다.The scanning display device according to the present invention changes the polarization direction of the laser light in time / spatially, thereby removing the speckle and providing a clear image quality.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the embodiments.

본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치의 바람직한 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the scanning display apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치(100)는 이동통신 단말기, PMP, 노트북, PDA 등의 휴대용 단말기에 탑재될 수 있다.Prior to describing the present invention, the scanning display apparatus 100 according to the present invention may be mounted in a portable terminal such as a mobile communication terminal, a PMP, a notebook computer, a PDA, and the like.

도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치를 나타낸 일 실시예 개략적 구성도이다.3 is a schematic block diagram of an embodiment of a scanning display device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치(100)는, 광학 조명계(110)와, 스캐너(120)와, 본 발명에 따른 스펙클 감소를 위한 편광 변환판(130)과, 변환 구동부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, the scanning display apparatus 100 according to the present invention includes an optical illumination system 110, a scanner 120, a polarization conversion plate 130 for reducing speckle according to the present invention, and a conversion driver. 140 and the controller 150.

이하, 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치(100)에는 필요에 따라 전술한 구성요소 이외의 것이 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. Hereinafter, the scanning display apparatus 100 according to the present invention may be configured to include other than the aforementioned components as necessary, but other than the aforementioned components are not directly related to the present invention. For simplicity, a detailed description thereof is omitted below.

한편, 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐져서 구성되거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.On the other hand, it should be noted that the components may be configured by combining two or more components into one component, or one component may be subdivided into two or more components as necessary when implemented in actual applications.

이하, 본 발명에 따른 스펙클 감소를 위한 스캐닝 디스플레이 장치(100)의 구성 요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, components of the scanning display apparatus 100 for reducing speckle according to the present invention will be described in sequence.

도 4는 본 발명에 따른 광학 조명계를 나타낸 개략적 블럭도이다.4 is a schematic block diagram showing an optical illumination system according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 조명계(110)는, 광원(111)과, 평행광 변환부(112) 및 색합성부(113)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the optical illumination system 110 according to the present invention includes a light source 111, a parallel light converting unit 112, and a color combining unit 113.

광원(111)은 적색/녹색/청색의 LED들(111a, 111b, 111c) 또는 레이저 발광소자들(111a, 111b, 111c)로 구성될 수 있으며, 전원 공급부(도시되지 않음)에 공급된 구동 전류에 따라 적색, 녹색 및 청색에 해당하는 레이저 광을 방출한다.The light source 111 may be composed of red / green / blue LEDs 111a, 111b, and 111c or laser light emitting elements 111a, 111b, and 111c, and a driving current supplied to a power supply unit (not shown). Accordingly emits laser light corresponding to red, green and blue.

이때, 상기 적색/녹색/청색의 LED들(111a, 111b, 111c) 또는 레이저 발광소자들(111a, 111b, 111c)은 도 4에 도시된 위치에 한정하는 것이 아니라, 서로 그 위치가 가변될 수 있다. In this case, the red, green, and blue LEDs 111a, 111b, and 111c or the laser light emitting elements 111a, 111b, and 111c are not limited to the positions shown in FIG. have.

평행광 변환부(112)는 광원(111)과 색합성부(113) 사이에 배치되며, 상기 광원(111)으로부터 출사된 레이저 광을 평행광으로 변환하고, 상기 적색, 녹색 및 청색 레이저 광을 평행광으로 변조하기 위한 상기 제1 내지 제3 콜리메이팅 렌 즈(112a, 112b, 112c)를 구비할 수 있다.The parallel light converting unit 112 is disposed between the light source 111 and the color combining unit 113, converts the laser light emitted from the light source 111 into parallel light, and converts the red, green, and blue laser light. The first to third collimating lenses 112a, 112b, and 112c for modulating into parallel light may be provided.

색합성부(114)는 상기 평행광 변환부(112)에서 변조된 적색, 녹색 및 청색 레이저 광을 한데 모아 상기 스캐너(150)에 조사되도록 광경로를 변환시킨다.The color combining unit 114 collects the red, green, and blue laser light modulated by the parallel light converting unit 112 and converts the light paths to be irradiated to the scanner 150.

이를 위해, 상기 색합성부(114)는 반사경(114a), 제1 및 제2 색합성기(114b, 114c)를 포함한다.To this end, the color synthesizing unit 114 includes a reflecting mirror 114a, first and second color synthesizing groups 114b and 114c.

상기 반사경(114a)은 적색 레이저 광을 반사시킨다. 상기 제1 색합성기(114b)는 상기 반사경(114a)으로부터 반사된 적색 레이저 광을 통과시키고, 녹색 레이저 광은 반사시킨다. 상기 제2 색합성기(114c)는 적색 및 녹색 레이저 광을 반사시키고, 청색 레이저 광은 통과시킨다.The reflector 114a reflects the red laser light. The first color synthesizer 114b passes through the red laser light reflected from the reflector 114a and reflects the green laser light. The second color synthesizer 114c reflects the red and green laser light and passes the blue laser light.

상기 제2 색합성기(114c)를 거친 적색, 녹색 및 청색 레이저 광은 서로 분리된 채 광다발을 유지하면서 진행하며, 상기 스캐너(130)에 의하여 동시에 주사된다. 상기와 같은 제1 및 제2 색합성기(114b,114c)는 다이크로익 미러로 형성될 수 있다. 또한, 상기 색합성부(114)의 광 통과 경로는 제1 및 제2 색합성기(114b,114c)의 위치에 따라 변할 수 있으므로, 본 발명에 따른 제1 및 제2 색합성기(114b,114c)의 위치를 이에 한정하는 것은 아니다.The red, green, and blue laser light passing through the second color synthesizer 114c proceeds while maintaining a bundle of light while being separated from each other, and simultaneously scanned by the scanner 130. The first and second color synthesizers 114b and 114c may be formed as dichroic mirrors. In addition, since the light passing path of the color synthesizing unit 114 may vary depending on the positions of the first and second color synthesizing groups 114b and 114c, the first and second color synthesizing groups 114b and 114c according to the present invention. The position of is not limited thereto.

스캐너(120)는 광학 조명계(110)로부터 출사된 레이저 광을 수평 및/또는 수직방향으로 반사하여 스크린에 래스터 스캔(Raster Scan)한다.The scanner 120 reflects the laser light emitted from the optical illumination system 110 in a horizontal and / or vertical direction to raster scan the screen.

상기 스캐너(120)는 회동 가능한 거울을 가진 마이크로 스캐너를 적어도 하나 구비한다. 이러한 마이크로 스캐너의 일 예로 2축 구동 마이크로 스캐너가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.The scanner 120 has at least one micro scanner with a rotatable mirror. An example of such a micro scanner is a biaxial drive micro scanner shown in FIGS. 5 and 6.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 마이크로 스캐너(120)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the micro scanner 120 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명에 따른 마이크로 스캐너를 나타낸 일 실시예 사시도이다.Figure 5 is a perspective view of an embodiment of a micro scanner according to the present invention.

도 6은 도 5의 마이크로 스캐너에서 연결부가 형성된 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.6 is a schematic conceptual view illustrating a state in which a connection portion is formed in the micro scanner of FIG. 5.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 마이크로 스캐너(120)는 레이저 광을 반사시키는 반사면이 형성된 박막과, 상기 박막 하부에 위치되어 상기 박막을 지지하는 지지 프레임으로 이루어지는 미러 판(51)과, 상기 미러 판(51)의 외곽으로부터 이격되어 위치된 외부 프레임(52)과, 상기 미러 판(51)과 상기 외부 프레임(52)을 연결하는 복수개의 연결부(53A,53B,54)와, 상기 외부 프레임(52)의 외곽으로부터 이격되어 위치된 짐벌(gimbal)(56)과, 상기 짐벌(56)과 상기 외부 프레임(52)에 연결되며, 상기 미러 판(51)을 기준으로 대칭적으로 형성된 한 쌍의 내부 탄성 굴신 구조물(57)과, 상기 미러 판(51)을 기준으로 대칭적으로 형성되고, 상기 짐벌(56)과 한 쌍의 지지부(75)에 연결되어 상기 미러 판(51)과 외부 프레임(52)과 짐벌(56)을 하부로부터 부상시키는 한 쌍의 외부 탄성 굴신 구조물(58)로 구성된다.As shown in FIGS. 5 and 6, the micro scanner 120 includes a mirror plate 51 including a thin film on which a reflective surface for reflecting laser light is formed, and a support frame positioned below the thin film to support the thin film. And an outer frame 52 spaced apart from the outside of the mirror plate 51, a plurality of connecting portions 53A, 53B, 54 connecting the mirror plate 51 and the outer frame 52, and A gimbal 56 spaced apart from the outside of the outer frame 52 and connected to the gimbal 56 and the outer frame 52 and symmetrically formed with respect to the mirror plate 51. It is formed symmetrically with respect to the pair of inner elastic flexural structure 57 and the mirror plate 51, and is connected to the gimbal 56 and the pair of supports 75 and the mirror plate 51 A pair of outer elastic flexures that lift the outer frame 52 and gimbal 56 from the bottom. Structure 58.

여기서, 상기 미러 판(51)과 상기 외부 프레임(52)을 연결하는 복수개의 연결부(53A,53B,54)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 탄성 굴신 구조물(55)을 연결한 제 1 선상(P1)에 형성되며 상기 미러 판(51)을 기준으로 대칭적으로 형성된 제 2 연결부와, 상기 제 1 선상(P1)과 수직한 제 2 선상(P2)에 형성되며, 상기 미러 판(51)을 기준으로 대칭적으로 형성된 제 1 연결부(54)로 구성된다.Here, the plurality of connecting portions 53A, 53B, 54 connecting the mirror plate 51 and the outer frame 52 may be formed by connecting the pair of elastic flexural structures 55 as shown in FIG. 10. A second connection portion formed on one line P1 and symmetrically formed with respect to the mirror plate 51, and a second line P2 perpendicular to the first line P1 and formed on the mirror plate 51. The first connector 54 is formed symmetrically with respect to 51.

상기 짐벌(56)은 상기 내부 탄성 굴신 구조물(57)에 의해 상기 외부 프레임(52)과 연결되어 있으며, 상기 내부 탄성 굴신 구조물(57)과 수직한 선상에 상호 대칭적으로 형성되는 외부 탄성 굴신 구조물(58)에 의해 지지부(75)와 연결된다.The gimbal 56 is connected to the outer frame 52 by the inner elastic bending structure 57, the outer elastic bending structure is formed symmetrically on a line perpendicular to the inner elastic bending structure (57). It is connected with the support part 75 by the 58.

상기 외부 탄성 굴신 구조물(58)은 상기 짐벌(56)을 지지부(75)와 연결하여 상기 미러 판(51), 외부 프레임(52) 및 짐벌(56)을 하부로부터 부상시킨다. 여기서, 상기 지지부(75)는 일부분만 개략적으로 나타내었다.The outer elastic flexural structure 58 connects the gimbal 56 with the support 75 to lift the mirror plate 51, the outer frame 52 and the gimbal 56 from below. Here, only a part of the support 75 is schematically shown.

상기 내부 탄성 굴신 구조물(57)과 외부 탄성 굴신 구조물(58)은 마이크로 미러의 구동시 복원력 토오크(torque)를 제공하며, 회전축으로서 작용한다.The inner elastic flexural structure 57 and the outer elastic flexural structure 58 provide a restoring force torque when the micromirror is driven and act as a rotation axis.

즉, 상기 외부 프레임(52)은 내부 탄성 굴신 구조물(57)을 축(도 9와 같이, X와 X'를 연결하는 축, 이하 X축이라 칭함.)으로 하여 회전하며, 상기 짐벌(56)은 외부 탄성 굴신 구조물(58)을 축(도 9와 같이, Y와 Y'를 연결하는 축, 이하 Y축이라 칭함.)으로 하여 회전한다.That is, the outer frame 52 rotates the inner elastic flexural structure 57 as an axis (an axis connecting X and X ′, hereinafter referred to as X axis), and the gimbal 56. Rotates the outer elastic flexural structure 58 as an axis (axis connecting Y and Y ', hereinafter referred to as Y axis) as shown in FIG. 9.

이와 같은 구조의 마이크로 스캐너(120)의 경우, 2축 자유도의 회전운동이 가능하다. 즉, 상기 내부 탄성 굴신 구조물(57)을 축으로 한 X축과 상기 외부 탄성 굴신 구조물(58)을 축으로 한 Y축 방향으로의 회전운동이 가능하며, 각 축 방향의 운동은 짐벌(56) 구조에 의해 서로 영향을 주지 않게 되어 독립적인 제어가 가능하므로 2차원 평면 내에서 임의의 각도를 갖는 마이크로 미러를 구현할 수 있게 된다.In the case of the micro scanner 120 having such a structure, a rotational motion of two axes of freedom is possible. That is, the rotational movement in the X-axis direction with respect to the X-axis with respect to the inner elastic flexural structure 57 and the outer elastic flexural structure 58 is possible, the movement in each axial direction is gimbal 56 Since the structure does not affect each other and can be controlled independently, it is possible to implement a micro mirror having an arbitrary angle in a two-dimensional plane.

상기와 같은 마이크로 스캐너(120)를 이용하면 상기 미러 판(51)의 미소 회동에 의하여 주사되므로, 매우 빠른 속도로 스위핑(sweeping)하는 것이 가능하다.By using the micro scanner 120 as described above, since the mirror plate 51 is scanned by the small rotation, it is possible to sweep at a very high speed.

이와 같이 빠르게 스위핑함으로써 종래의 디스플레이 장치에 비해 본 실시예의 스캐닝 디스플레이 장치는 콘트라스트비(contrast ratio)를 높일 수 있다.By sweeping in this manner, the scanning display device of the present embodiment can increase the contrast ratio compared to the conventional display device.

한편, 제어부(150)는 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하고, 전원 공급부(도시되지 않음)에서 광원(111)으로 인가하는 구동 전류량을 조절하여 표시하고자 하는 영상의 R/G/B를 생성한다. 또한, 제어부(150)는 표시하고자 하는 영상의 수평 동기신호 및 수직 동기신호에 따라 스캐너(120)의 수평 방향 또는 수직 방향의 주사 동작을 제어하여 영상을 스크린에 표시한다. 또한, 제어부(150)는 본 발명에 따른 변환 구동부(140)의 진동 또는 회전 운동에 대한 동작을 제어한다.Meanwhile, the controller 150 controls the overall operation of the scanning display apparatus 100 according to the present invention and adjusts the amount of driving current applied from the power supply unit (not shown) to the light source 111 to display the R of the image to be displayed. Generate / G / B In addition, the controller 150 controls the scanning operation in the horizontal or vertical direction of the scanner 120 to display the image on the screen according to the horizontal synchronizing signal and the vertical synchronizing signal of the image to be displayed. In addition, the controller 150 controls the operation of the vibration or rotational movement of the conversion driver 140 according to the present invention.

그 다음으로, 본 발명에 따른 편광 변환판(130)은 상기 스캐너(120)에서 출사된 레이저 광의 제1 편광성분의 일부를 제2 편광성분으로 변환한다.Next, the polarization conversion plate 130 according to the present invention converts a part of the first polarization component of the laser light emitted from the scanner 120 to the second polarization component.

상기와 같은 편광 변환판(130)는 상기 스캐너(120)에서 출사되는 레이저 광 일부의 편광 방향을 90°회전시키는 1/2 위상차판으로 형성할 수 있다.The polarization converting plate 130 as described above may be formed as a 1/2 phase difference plate to rotate the polarization direction of a portion of the laser light emitted from the scanner 120 by 90 degrees.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 1/2 위상차판(350)의 편광 방향 회전 과정에 대해 상세히 설명한다.7 and 8, the polarization direction rotation process of the 1/2 retardation plate 350 according to the present invention will be described in detail.

도 7은 본 발명에 따른 1/2 위상차판을 나타낸 일 실시예 도면이다.7 is a diagram illustrating an embodiment of a 1/2 phase difference plate according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 1/2 위상차판의 편광 방향 회전 과정을 나타낸 일 실시예 도면이다.8 is a view showing an embodiment of a polarization direction rotation process of a 1/2 phase difference plate according to the present invention.

먼저, 도 7을 참조하면, 1/2 위상차판(130)은 평판 형태의 화이트/블랙 영역(130a, 130b)로 형성되며, 화이트 영역(130a)은 레이저 광의 P 또는 S 성분이 그 대로 통과되고, 블랙 영역(130b)은 상기 레이저 광의 P 또는 S 성분의 편광 방향을 90°각도로 회전시킨다. First, referring to FIG. 7, the 1/2 retardation plate 130 is formed of white / black regions 130a and 130b having a flat plate shape, and the white region 130a passes through the P or S component of the laser light as it is. The black region 130b rotates the polarization direction of the P or S component of the laser light by 90 °.

이때, 1/2 위상차판(130)의 형태는 도 7에서는 사각 평판 형태로 도시되었으나, 원형이나 삼각형 등의 다각형의 평판 형태로도 형성될 수 있다.In this case, although the shape of the 1/2 retardation plate 130 is illustrated in the form of a rectangular flat plate in FIG. 7, it may also be formed in the shape of a polygonal flat plate such as a circle or a triangle.

또한, 상기 화이트/블랙 영역(130a, 130b)은 두 영역(130a, 130b)의 갯수가 동일한 조건내에서 1/2 위상차판(130)에 규칙적 또는 불규칙한 패턴으로 형성될 수 있다.In addition, the white / black regions 130a and 130b may be formed in a regular or irregular pattern on the 1/2 retardation plate 130 within the same number of two regions 130a and 130b.

또한, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 스캐너(120)에서 투사된 레이저 광의 P 성분이 화이트 영역(130a)에 도달되면, 화이트 영역(130a)에서는 상기 P 성분을 그대로 통과시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8A, when the P component of the laser light projected by the scanner 120 reaches the white region 130a, the P component may pass through the white region 130a as it is. .

또한, 상기 P 성분이 블랙 영역(130b)에 도달되면, 블랙 영역(130b)에서는 상기 P 성분을 90°편광 회전시켜 S 성분으로 변화시킬 수 있다.In addition, when the P component reaches the black region 130b, the P component may be rotated by 90 ° in the black region 130b to change to the S component.

또한, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 스캐너(120)에서 투사된 레이저 광의 S 성분이 화이트 영역(130a)에 도달되면, 화이트 영역(130a)에서는 상기 S 성분을 그대로 통과시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8B, when the S component of the laser light projected by the scanner 120 reaches the white region 130a, the S component may pass through the white region 130a as it is. .

또한, 상기 S 성분이 블랙 영역(130b)에 도달되면, 블랙 영역(130b)에서는 상기 S 성분을 90°편광 회전시켜 P 성분으로 변화시킬 수 있다.In addition, when the S component reaches the black region 130b, the S component may be rotated by 90 ° in the black region 130b to be changed to the P component.

결론적으로, 본래 가지고 있던 P 성분(또는 S 성분)이 1/2 위상차판(130)의 화이트 영역(130a) 및 블랙 영역(130b)을 통과하면서, 본래 가지고 있던 P 성분(또는 S 성분) 및 상기 P 성분(또는 S 성분)과 수직 편광 방향을 가지는 S 성분(또는 P 성분)으로 변화된다.In conclusion, while the P component (or S component) originally had passed through the white region 130a and the black region 130b of the 1/2 retardation plate 130, the P component (or S component) originally had and It changes to S component (or P component) which has a perpendicular polarization direction with P component (or S component).

상기와 같이, 1/2 위상차판(130)의 화이트 영역(130a) 및 블랙 영역(130b)에 의해 본래의 레이저 광의 편광 방향이 계속적으로 변화하게 되고, 상기와 같은 편광 방향의 변화는 서로 다른 간섭 무늬를 만들게 된다.As described above, the polarization direction of the original laser light is continuously changed by the white region 130a and the black region 130b of the 1/2 retardation plate 130, and the change in the polarization direction as described above is different from each other. You will create a pattern.

이렇게 연속적인 간섭 무늬 변화에 의해 생긴 스펙클 패턴들이 스크린상에 보여질 때는 상기 스펙클 패턴들의 평균으로 보여 지기 때문에, 사용자가 상기 스크린을 통해 영상을 시청 시 상기 스크린상에 보여지는 스펙클이 제거된 것처럼 보이게 된다.When speckle patterns created by such continuous interference fringes are displayed on the screen, the speckle patterns are shown as the average of the speckle patterns, and thus the speckles displayed on the screen are removed when the user views the image through the screen. It looks like it's done.

도 9는 본 발명에 따른 변환 구동부의 1/2 위상차판에 대한 진동 운동을 나타낸 일 실시예 도면이다.9 is a diagram illustrating an oscillation motion of a 1/2 phase difference plate of the conversion driver according to the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 1/2 위상차판(130)에 상기 스캐너(120)에서 출사되는 레이저 광이 입사될 수 있는 범위내에서, 상기 레이저 광에 대해 상기 1/2 위상차판(130)을 상/하 또는 좌/우 왕복으로 진동시키는 변환 구동부(140)를 구비한다.As shown in FIG. 9, in the present invention, within the range in which the laser light emitted from the scanner 120 may be incident on the 1/2 retardation plate 130, the 1/2 retardation plate with respect to the laser light. And a conversion driver 140 which vibrates 130 in up / down or left / right reciprocation.

즉, 도 9의 (a)를 참조하면, 변환 구동부(140)는 상기 1/2 위상차판(130)을 상/하 왕복으로 진동시킴에 따라, 상기 1/2 위상차판(130)이 골고루 레이저 광의 편광 방향의 변환을 효과적으로 수행할 수 있다.That is, referring to FIG. 9A, as the conversion driver 140 vibrates the 1/2 phase difference plate 130 in up / down reciprocation, the 1/2 phase difference plate 130 is evenly lasered. Conversion of the polarization direction of light can be effectively performed.

또한, 도 9의 (b)를 참조하면, 변환 구동부(140)는 상기 1/2 위상차판(130)을 좌/우 왕복으로 진동시킴에 따라, 상기 1/2 위상차판(130)이 골고루 레이저 광의 편광 방향의 변환을 효과적으로 수행할 수 있다.In addition, referring to FIG. 9B, as the conversion driver 140 vibrates the 1/2 retardation plate 130 in a left / right reciprocation, the 1/2 retardation plate 130 is evenly lasered. Conversion of the polarization direction of light can be effectively performed.

도 10는 본 발명에 따른 변환 구동부의 1/2 위상차판에 대한 회전 운동을 나타낸 일 실시예 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a rotational motion of a 1/2 phase difference plate of the conversion driver according to the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 1/2 위상차판(130)에 상기 스캐너(120)에서 출사되는 레이저 광이 입사될 수 있는 범위내에서, 상기 레이저 광에 대해 상기 1/2 위상차판(130)을 상/하 또는 좌/우 방향으로 회전시키는 변환 구동부(140)를 구비한다.As shown in FIG. 10, in the present invention, within the range in which the laser light emitted from the scanner 120 may be incident on the 1/2 retardation plate 130, the 1/2 retardation plate with respect to the laser light. And a conversion driver 140 that rotates 130 in an up / down or left / right direction.

즉, 도 10의 (a)를 참조하면, 변환 구동부(140)는 상기 1/2 위상차판(130)의 중심축을 기준으로 상기 1/2 위상차판(130)을 상/하 회전시킴에 따라, 상기 1/2 위상차판(130)이 골고루 레이저 광의 편광 방향의 변환을 효과적으로 수행할 수 있다.That is, referring to FIG. 10A, as the conversion driver 140 rotates the 1/2 phase difference plate 130 up / down based on the center axis of the 1/2 phase difference plate 130, The 1/2 retardation plate 130 may effectively convert the polarization direction of the laser light evenly.

또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 변환 구동부(140)는 상기 1/2 위상차판(130)의 중심축을 기준으로 상기 1/2 위상차판(130)을 좌/우 회전시킴에 따라, 상기 1/2 위상차판(130)이 골고루 레이저 광의 편광 방향의 변환을 효과적으로 수행할 수 있다.In addition, referring to FIG. 10B, as the conversion driver 140 rotates the 1/2 phase difference plate 130 left / right about the center axis of the 1/2 phase difference plate 130, The 1/2 retardation plate 130 may effectively convert the polarization direction of the laser light evenly.

도 11은 도 9의 변환 구동부의 1/2 위상차판 진동 운동에 따른 스펙클의 강도 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating an intensity distribution of speckles according to a 1/2 phase difference plate vibration motion of the conversion driver of FIG. 9.

먼저, 도 11의 (a)는, 변환 구동부(140)가 미리 정해진 시간 동안 1/2 위상차판(130)을 상/하 왕복으로 진동 중, Time 1일 때 상기 1/2 위상차판(130)을 통과한 레이저 광의 스펙클 강도 분포를 나타내고 있다.First, (a) of FIG. 11 illustrates that the conversion driver 140 vibrates the 1/2 phase difference plate 130 in up / down reciprocation for a predetermined time, and when the time is 1, the 1/2 phase difference plate 130 The speckle intensity distribution of the laser beam which passed the process is shown.

그 다음으로, 도 11의 (b)는, 변환 구동부(140)가 미리 정해진 시간 동안 1/2 위상차판(130)을 상/하 왕복으로 진동 중, Time 2일 때 상기 1/2 위상차판(130)을 통과한 레이저 광의 스펙클 강도 분포를 나타내고 있다.Next, FIG. 11B illustrates that the conversion driver 140 vibrates the 1/2 phase difference plate 130 in up / down reciprocation for a predetermined time, and when the time is 2, the 1/2 phase difference plate ( The speckle intensity distribution of the laser beam passing through 130 is shown.

상기와 같이, 본 발명에 따른 변환 구동부(140)가 상기 1/2 위상차판(130)을 상/하 또는 좌/우 방향으로 왕복 회전 또는 진동시켜 시간에 따라 연속적으로 레이저 광의 투사 방향을 변화시키면, 이에 따라 상기 스크린상에 스펙클의 강도 분포 또한 변화하게 된다.As described above, when the conversion driver 140 according to the present invention changes the projection direction of the laser light continuously according to time by reciprocating or rotating the 1/2 phase difference plate 130 in the up / down or left / right directions. Therefore, the intensity distribution of the speckle on the screen also changes.

상기와 같은 시간에 따라 연속적으로 변화되는 스펙클의 강도 분포들은 도 11의 (c)와 같이 상기 스크린상에 보여질 때는 상기 스펙클 강도 분포들의 평균으로 보여지기 때문에 스펙클이 감소된 것과 같은 효과를 나타낸다.The intensity distribution of the speckle that is continuously changed with the time as described above is an effect such that the speckle is reduced because it is seen as the average of the speckle intensity distributions when viewed on the screen as shown in (c) of FIG. Indicates.

결과적으로, 본 발명에 따른 1/2 위상차판(130)과 변환 구동부(140)에 의해 레이저 광의 편광 성분은 시간 및 공간에 따라 연속적으로 변화하게 되고, 상기 변화된 레이저 광들 각각이 상기 스크린 상에 중첩되는 스펙클 강도 분포를 형성하게 되어 스펙클이 감소된 것과 같은 효과를 나타낸다.As a result, the polarization component of the laser light is continuously changed with time and space by the 1/2 retardation plate 130 and the conversion driver 140 according to the present invention, and each of the changed laser lights is superimposed on the screen. This results in the same speckle intensity distribution, resulting in a reduced speckle.

도 3에서는 본 발명에 따른 1/2 위상차판(130)과 변환 구동부(140)가 스캐너(120)와 스크린 사이에 형성되는 것으로 설명되었으나, 상기 1/2 위상차판(130)과 변환 구동부(140)는 광학 조명계(110)와 스캐너(120) 사이에 형성되어도 본 발명에 따른 효과를 발생할 수 있다.In FIG. 3, although the 1/2 phase difference plate 130 and the conversion driver 140 according to the present invention are formed between the scanner 120 and the screen, the 1/2 phase difference plate 130 and the conversion driver 140 are described. ) May be formed between the optical illumination system 110 and the scanner 120 to produce the effect according to the present invention.

이상 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 예를 들면, 본 기술분야의 당업자에게는 전술한 실시예들을 서로 조합하여 사용하는 것도 매우 용이할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. For example, it will be very easy for those skilled in the art to use the above-described embodiments in combination with each other.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative.

본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

도 1은 종래 기술의 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a laser display system of the prior art.

도 2는 종래 기술의 다른 레이저 디스플레이 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of another laser display system of the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 디스플레이 장치를 나타낸 일 실시예 개략적 구성도이다.3 is a schematic block diagram of an embodiment of a scanning display device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 광학 조명계를 나타낸 개략적 블럭도이다.4 is a schematic block diagram showing an optical illumination system according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 마이크로 스캐너를 나타낸 일 실시예 사시도이다.Figure 5 is a perspective view of an embodiment of a micro scanner according to the present invention.

도 6은 도 5의 마이크로 스캐너에서 연결부가 형성된 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.6 is a schematic conceptual view illustrating a state in which a connection portion is formed in the micro scanner of FIG. 5.

도 7은 본 발명에 따른 1/2 위상차판을 나타낸 일 실시예 도면이다.7 is a diagram illustrating an embodiment of a 1/2 phase difference plate according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 1/2 위상차판의 편광 방향 회전 과정을 나타낸 일 실시예 도면이다.8 is a view showing an embodiment of a polarization direction rotation process of a 1/2 phase difference plate according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 변환 구동부의 1/2 위상차판에 대한 진동 운동을 나타낸 일 실시예 도면이다.9 is a diagram illustrating an oscillation motion of a 1/2 phase difference plate of the conversion driver according to the present invention.

도 10는 본 발명에 따른 변환 구동부의 1/2 위상차판에 대한 회전 운동을 나타낸 일 실시예 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a rotational motion of a 1/2 phase difference plate of the conversion driver according to the present invention.

도 11은 도 9의 변환 구동부의 1/2 위상차판 진동 운동에 따른 스펙클의 강도 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating an intensity distribution of speckles according to a 1/2 phase difference plate vibration motion of the conversion driver of FIG. 9.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

110: 광학 조명계 120: 스캐너110: optical illumination system 120: scanner

130: 편광 변환판 140: 변환 구동부130: polarization conversion plate 140: conversion drive unit

150: 제어부150: control unit

Claims (7)

레이저 광을 출사시키는 광원;A light source for emitting laser light; 상기 광원에서 출사된 레이저 광을 수평 및/또는 수직방향으로 반사하여 스크린에 래스터 스캔(Raster Scan)하는 스캐너;A scanner which raster scans the screen by reflecting the laser light emitted from the light source in a horizontal and / or vertical direction; 상기 광원에서 출사된 레이저 광의 제1 편광성분의 일부를 제2 편광성분으로 변환하여 스펙클을 감소시키는 적어도 하나의 편광 변환 영역이 구비된 편광 변환판; 및A polarization conversion plate provided with at least one polarization conversion area for converting a portion of the first polarization component of the laser light emitted from the light source into a second polarization component to reduce speckle; And 상기 편광 변환판과 결합되어, 상기 편광 변환판을 회전 또는 진동시키는 변환 구동부;를 포함하여 이루어지는 스캐닝 디스플레이 장치.And a conversion driver coupled to the polarization conversion plate to rotate or vibrate the polarization conversion plate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 편광 변환판은, 상기 광원과 스캐너 사이 또는 상기 스캐너와 스크린 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.And the polarization converting plate is formed between the light source and the scanner or between the scanner and the screen. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 편광 변환판은, 상기 제1 편광성분의 위상을 0°회전시키는 제1 영역과, 상기 제1 편광성분을 90°회전시키는 제2 영역이 다수개 구비된 1/2 위상차판인 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.The polarization converting plate is a 1/2 phase difference plate provided with a plurality of first regions for rotating the phase of the first polarization component by 0 ° and a plurality of second regions for rotating the first polarization component by 90 °. Scanning display device. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제1 영역과 제2 영역은 그 갯수가 동일한 조건내에서 상기 1/2 위상차판내에 규칙적 또는 불규칙한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.And the first region and the second region are formed in a regular or irregular pattern in the 1/2 phase difference plate within the same number of conditions. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 변환 구동부는, 상기 편광 변환판을 규칙적 또는 불규칙한 패턴으로 상/하 또는 좌/우 왕복으로 진동시키는 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.And the conversion driver vibrates the polarization conversion plate in a regular or irregular pattern in up / down or left / right reciprocation. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 변환 구동부는, 상기 편광 변환판에 레이저 광이 입사될 수 있는 범위내에서, 상기 편광 변환판을 진동시키는 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.And the conversion driver vibrates the polarization conversion plate within a range in which laser light may be incident on the polarization conversion plate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 변환 구동부는, 중심축을 기준으로 상기 편광 변환판을 상/하 또는 좌/우 회전시키는 것을 특징으로 하는 스캐닝 디스플레이 장치.And the conversion driver rotates the polarization conversion plate up / down or left / right about a central axis.
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