



도 1은 본 발명의 광 커플러의 일 실시예를 나타내는 일측 사시도1 is a side perspective view showing an embodiment of an optical coupler of the present invention
도 2는 본 발명의 광 커플러의 일 실시예를 나타내는 타측 사시도2 is another perspective view showing an embodiment of the optical coupler of the present invention;
도 3은 본 발명의 광 커플러의 다른 실시예를 나타내는 사시도3 is a perspective view showing another embodiment of the optical coupler of the present invention
도 4는 본 발명의 광 커플러를 이용한 레이저 디스플레이의 일 실시예를 나타내는 개략도4 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a laser display using the optocoupler of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
10 : 제1커플링부 11 : 가이드홀10: first coupling portion 11: guide hole
20 : 광전달매질 30 : 제2커플링부20: photoelectric transfer medium 30: second coupling portion
40 : 디퓨저 50 : 레이저40: diffuser 50: laser
51 : 빔 합성기 52 : 집속렌즈51: beam synthesizer 52: focusing lens
54 : 조명렌즈 55 : TIR 프리즘54: Illumination Lens 55: TIR Prism
56 : 패널 57 : 투사렌즈56
100 : 광 커플러100: optocoupler
본 발명은 광 커플러 및 이를 이용한 레이저 디스플레이에 관한 것으로 특히, 레이저 광을 전달함에 있어 스페클(speckle)을 제거하고 각 색상의 레이저 광이 균일하게 혼합될 수 있도록 하는 광 커플러 및 이를 이용한 레이저 디스플레이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupler and a laser display using the same, and more particularly, to an optical coupler and a laser display using the same to remove speckle and to uniformly mix laser light in each color in delivering laser light. It is about.
최근 여러 광원을 이용한 디스플레이 장치가 제작되고 있다. 그 중에서 레이저 광원은 폭 넓은 색온도을 가지고 있어서 디스플레이 이미지의 색상이 자연색에 가깝게 표현될 수 있는 장점을 가지고 있어서 디스플레이 분야에서 많은 적용이 시도되고 있다.Recently, display apparatuses using various light sources have been manufactured. Among them, the laser light source has a wide color temperature, and thus the color of the display image can be expressed close to natural colors, and thus many applications have been attempted in the display field.
그러나 상기와 같이 레이저 광원을 적용함에 있어서, 레이저는 시간적, 공간적으로 같은 위상을 유지하는 간섭성(coherence)를 가지고 있기 때문에, 이를 디스플레이에 이용할 경우 스페클(speckle)이라는 현상이 발생하게 된다.However, in applying the laser light source as described above, since the laser has coherence that maintains the same phase in time and space, a phenomenon called speckle occurs when it is used for a display.
상기 스페클 현상은 레이저 광과 같은 간섭성이 있는 빛이 사물 표면에서 반사될 때 표면의 거칠기에 의하여 산란되어 한정된 개구(aperture)를 갖는 디텍터(예를 들어, 사람의 눈)에서 보게될 때 발생하는 현상이다.The speckle phenomenon occurs when coherent light, such as laser light, is reflected from the surface of an object and is scattered by the roughness of the surface to be seen in a detector (e.g. a human eye) having a defined aperture. It is a phenomenon.
즉, 상기와 같은 스페클 현상은 레이저 광이 거쳐가는 광학계의 디펙트 등에 따른 영상 또는 빔 강도 분포 변화에 의해 나타나는 얼룩과는 구분되는 현상이다.That is, the speckle phenomenon as described above is a phenomenon that is distinguished from spots caused by changes in an image or beam intensity distribution due to defects of an optical system through which laser light passes.
따라서 색재현성 및 색순도가 뛰어난 고화질의 디스플레이를 구현하기 위해서는 이와 같은 스페클 노이즈를 반드시 저감시켜 주어야 한다.Therefore, in order to realize a high-quality display having excellent color reproducibility and color purity, such speckle noise must be reduced.
종래에는 상기 스페클 노이즈를 저감시키기 위해서 빛의 경로에 광섬유 (optical fiber)나 디퓨저(diffuser)를 위치시켜 사용하고 있다.Conventionally, in order to reduce the speckle noise, an optical fiber or a diffuser is positioned in the light path.
즉, 상기 광섬유를 광도파로로 사용하여, 광섬유를 길게 하거나, 광섬유에 진동을 주거나 일정하게 회전시켜 간섭성을 깨는 것이다.In other words, by using the optical fiber as an optical waveguide, the optical fiber is lengthened, the optical fiber is vibrated or rotated constantly to break the coherence.
또한, 상기 디퓨저를 통과시켜 빔을 확산시켜 레이저 광의 간섭성을 줄여 스페클 노이즈를 저감시키며, 최근에는 RPP(random phase plate)를 이용하여 디퓨저보다 더 우수한 효과를 보이고 있지만 스페클 노이즈를 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the beam is diffused through the diffuser to reduce the speckle noise by reducing the coherence of the laser light, and although the recent RPP (random phase plate) has a better effect than the diffuser, it does not completely remove the speckle noise There was a problem.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저의 간섭성에 의하여 발생되는 스페클 노이즈를 저감시키면서 레이저 광을 백색으로 균일하게 혼합할 수 있으며, 디퓨저에 의하여 스페클 노이즈를 더욱 많이 제거할 수 있도록 하는 광 커플러를 제공하고, 이러한 광 커플러를 이용하여 레이저 디스플레이의 구조를 단순화하면서 디스플레이의 스페클 노이즈를 제거할 수 있는 광 커플러를 이용한 레이저 디스플레이를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems as described above, while reducing the speckle noise generated by the laser interference, the laser light can be uniformly mixed in white, the diffuser to remove more speckle noise To provide an optical coupler, and to provide a laser display using an optical coupler that can remove the speckle noise of the display while simplifying the structure of the laser display using such an optical coupler.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외측에 빛이 입사되는 가이드홀에 형성되며 내측에 광전달매질이 채워지는 제1커플링부와, 상기 제1커플링부의 광전달매질이 하나의 단면을 이루도록 커플링되는 제2커플링부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention, the first coupling portion is formed in the guide hole in which light is incident on the outside and the optical transmission medium is filled in the inside, and the optical transmission medium of the first coupling portion It is achieved by including a second coupling portion coupled to form one cross section.
상기 제1커플링부는 단일체로 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 복수로 이루어지고, 상기 제2커플링부에서 하나로 통합되도록 구성된다.The first coupling part may be made of a single body, but preferably, it is composed of a plurality and is configured to be integrated into one in the second coupling part.
상기 광전달매질은 다수의 광섬유가 모여서 이루어지며, 특히, 클래딩이 없는 상태로 서로 접촉하도록 모여서 이루어지도록 한다.The optical transmission medium is made of a plurality of optical fibers are gathered, in particular, to be made to come in contact with each other without a cladding.
또한, 상기 제1커플링부 또는 제2커플링부는 다수의 광섬유가 열적으로 꼬여서 형성되어, 상기 가이드홀을 통하여 입사된 레이저 광의 간섭성이 깨지도록 한다.In addition, the first coupling portion or the second coupling portion is formed by twisting a plurality of optical fibers, so that the interference of the laser light incident through the guide hole is broken.
한편, 상기 제2커플링부의 외측에는 레이저 광의 간섭성을 줄이는 디퓨저가 추가 구성되어, 레이저 광의 간섭성을 완전히 깨지도록 할 수 있다.On the other hand, a diffuser for reducing the coherence of the laser light is further configured outside the second coupling portion, so that the coherence of the laser light can be completely broken.
상기 디퓨저는 불규칙 패턴이 형성된 플레이트를 이용하고, 모든 종류의 소자들이 사용 가능하나, 랜덤 페이즈 플레이트(random phase plate: RPP)를 이용하는 것이 보다 바람직하다.The diffuser uses a plate having an irregular pattern, and all kinds of devices can be used, but it is more preferable to use a random phase plate (RPP).
상기 디퓨저는 상기 제2커플링부의 외측면에 디퓨저층을 형성하고, 이 디퓨저층을 불규칙 패턴을 가지도록 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하다.The diffuser may be formed by forming a diffuser layer on an outer surface of the second coupling part and patterning the diffuser layer to have an irregular pattern.
또한, 상기 디퓨저는 폴리머계의 물질로 형성하여, 이 폴리머계의 물질을 에칭하여 형성하는 것이 보다 바람직하다.Further, the diffuser is more preferably formed of a polymer material, and more preferably formed by etching the polymer material.
상기 본 발명의 광 커플러는 레이저 광의 경로에 위치시켜 사용하는 것이 바람직하며, 특히, 레이저 디스플레이의 특정 경로에 사용함으로써 레이저 광의 스페클 노이즈를 제거하도록 하는 것이다.The optical coupler of the present invention is preferably used in the path of the laser light, and in particular, it is used in a specific path of the laser display to remove the speckle noise of the laser light.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 도 2는 각각 본 발명의 광 커플러를 도시하는 사시도로서, 본 발명의 광 커플러는 제1커플링부(10)와 제2커플링부(30)로 이루어지고, 상기 제1커플링부(10)는 외부의 빛이 입사되는 가이드홀(11)이 형성된다.1 and 2 are perspective views illustrating the optical coupler of the present invention, respectively, wherein the optical coupler of the present invention includes a
또한, 상기 제1커플링부(10)와 제2커플링부(30)는 광전달매질(20)이 연결되어 채워진다.In addition, the
도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1커플링부(10)는 다수개로 구성되어, 상기 가이드홀(11)을 통하여 각기 다른 색상의 빛이 입사되어 본 발명의 광 커플러를 거치면서 혼합되어 상기 제2커플링부(30)로 토출된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
특히, 레이저 빛을 이용하여 본 발명의 광 커플러를 이용하여 간섭성(coherence)를 저하시키는 것이 바람직하다.In particular, it is desirable to reduce coherence using the optical coupler of the present invention using laser light.
바람직하게는 상기 가이드홀(11)을 통하여 Red, Green, Blue의 빛의 삼원색의 레이저 광이 입사되어 혼합되면서 상기 제2커플링부(30)로는 백색광이 출력되게 하는 것이며, 이때 상기와 같이 간섭성이 깨지게 되어, 레이저 광의 스페클 노이즈를 줄일 수 있는 것이다.Preferably, the laser beams of three primary colors of red, green, and blue are incident and mixed through the
상기 광전달매질(20)은 다수개의 광섬유를 사용하며, 특히, 클래딩이 없는 상태로 다수의 광섬유를 본 발명의 광 커플러에 채우게 된다.The
이러한 다수개의 광섬유는 상기 제1커플링부(10)에서 열적으로 꼬인 상태로 위치하게 되고, 상기 가이드홀(11)로 입사된 레이저 광은 이 제1커플링부(10)에서 1차적으로 간섭성이 저하된다.The plurality of optical fibers are positioned in a thermally twisted state in the
상기 다수개의 제1커플링부(10)에서 열적으로 꼬인 광섬유는 상기 제2커플링 부(30)에서 통합되어, 다시 2차적으로 열적으로 꼬이면서 하나의 단면을 이루게 된다.The optically twisted optical fiber in the plurality of
그리하여, 상기 제1커플링부(10)를 거치면서 1차적으로 간섭성이 저하된 레이저 광이 상기 제2커플링부(30)를 통하면서 2차적으로 간섭성이 저하되어 토출되는 것이다.Thus, the laser light, the interference of which is primarily reduced while passing through the
도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 제2커플링부(30)의 외측면에는 디퓨저(40)를 추가 구성함으로써, 레이저 광의 간섭성을 완전히 깨지도록 할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
상기 디퓨저(40)는 광의 위상(phase)를 불규칙하게 하는 어떠한 형태의 광학소자를 사용하여도 가능하고, 특히, 랜덤 페이즈 플레이트(random phase plate: RPP)를 사용하는 것이 바람직하다.The
이러한 디퓨저(40)는 별개의 디퓨저(40) 플레이트를 부착하여 구성하는 것도 가능하나, 바람직하게는 상기 제2커플링부(30)의 외측에 형성하는 것이 바람직하다.The
즉, 상기 제2커플링부(30)의 외측면에 디퓨저층을 형성하고, 이 디퓨저층이 불규칙한 패턴을 가지도록 패터닝하여 형성한다.That is, a diffuser layer is formed on the outer surface of the
상기 디퓨저층은 폴리머계의 물질을 이용하여 형성하고, 이를 에칭에 의하여 패터닝함으로써 디퓨저(40)를 형성하는 것이다.The diffuser layer is formed using a polymer material, and the diffuser layer is formed by patterning the
상기와 같은 본 발명의 광 커플러는 특히 레이저 디스플레이의 광 경로에 사용되어 레이저 광의 간섭성을 깰 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The optical coupler of the present invention as described above is particularly preferably used in the optical path of the laser display to break the coherence of the laser light.
레이저를 이용한 디스플레이는 마이크로 디스플레이 패널(micro display panel) 방식과 스캔(scan) 방식이 있으며, 이 중 마이크로 디스플레이 패널에서는 광을 고르게 혼합하는 로드 렌즈 및 빔 합성기가 필요하나, 본 발명의 광 커플러를 이용하면 이러한 로드 렌즈와 빔 합성기를 사용할 필요가 없이, 광을 균일하게 혼합하면서 레이저 광의 스페클 노이즈를 제거할 수 있다.The display using a laser includes a micro display panel method and a scan method, among which a rod lens and a beam synthesizer for uniformly mixing light are used, but the optical coupler of the present invention is used. Therefore, the speckle noise of the laser light can be eliminated while the light is uniformly mixed without the need for the rod lens and the beam synthesizer.
도 4는 본 발명의 광 커플러(100)가 레이저 디스플레이에 사용되는 것을 나타내는 개략도로서, R, G, B 레이저(50)에서 출력되는 R, G, B 빔은 본 발명의 광 커플러(100)로 입사된다. 이때 레이저(50) 광을 집속하는 집속 렌즈가 사용될 수도 있다.4 is a schematic diagram showing that the
종래의 레이저 디스플레이는 빔 합성기를 통해서 하나로 합쳐져 백색광으로 만들어지고, 이 백색광은 집속 렌즈를 통해 로드렌즈로 입사되는 것이나, 본 발명의 광 커플러(100)를 사용하면 이러한 복잡한 구성이 필요 없게 된다.Conventional laser displays are merged into one through a beam combiner to produce white light, which is incident on the rod lens through the focusing lens, but the
상기 광 커플러(100)를 통해 균질하게 만들어진 광은 패널에 조사될 수 있도록 조명 렌즈(54)를 통해 제어된다.The light homogeneously made through the
상기 조명 렌즈(54)를 통과한 빛은 TIR 프리즘(55)에 입사된다. 상기 TIR 프리즘(55)은 두 개의 프리즘(prism) 사이에 매우 얇은 공기층을 두어 빗면에 입사되는 빛의 각도가 크면 전반사 작용에 의하여 반사되도록 하고, 입사 각도가 작으면 빛을 투과시키는 역할을 하는 것으로, 상기 조명 렌즈(54)로부터 들어오는 빛은 패널(56)로 반사시키고, 상기 패널(56)에서 출력되어 나오는 신호광은 투과시킨다.Light passing through the
상기 TIR 프리즘(55)을 통해 패널(56)로 입사되는 광은 패널(56)의 영상 신호를 통해 영상으로 표현되게 된다. 그리고, 상기 패널(56)로부터 출력되는 신호광 은 TIR 프리즘(55)과 투사렌즈(57)를 투과하여 스크린(도시하지 않음)에 결상되어 화상으로 볼 수 있게 된다.Light incident on the
이와 같은 본 발명의 광 커플러(100)는 기타 다른 방식의 레이저 디스플레이 장치에도 동일하게 적용이 가능하다.The
한편, 본 발명의 광 커플러(100)는 스캔 방식의 레이저 디스플레이에서는 레이저 광원과 스캔 미러(도시되지 않음) 사이의 어느 위치든 적용시킬 수 있다.On the other hand, the
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the present invention is not limited to the above embodiment, various modifications are possible, and various embodiments of the technical idea are all protected by the present invention. It belongs to the scope.
이상과 같은 본 발명은, 레이저 디스플레이 장치에 적용되어, 레이저의 간섭성에 의하여 발생되는 스페클 노이즈를 저감시키면서 레이저 광을 백색으로 균일하게 혼합할 수 있으며, 디퓨저에 의하여 스페클 노이즈를 더욱 완전하게 제거할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention can be applied to a laser display device to uniformly mix the laser light to white while reducing the speckle noise generated by the coherence of the laser, and to more completely eliminate the speckle noise by the diffuser. The effect is to make it possible.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050091337AKR20070036383A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Optical coupler and laser display using the same |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050091337AKR20070036383A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Optical coupler and laser display using the same |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070036383Atrue KR20070036383A (en) | 2007-04-03 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050091337ACeasedKR20070036383A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Optical coupler and laser display using the same |
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070036383A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105824130A (en)* | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 西安域视光电科技有限公司 | Device for eliminating laser speckles and preparation method thereof |
| CN107002968A (en)* | 2014-12-11 | 2017-08-01 | 黑拉许克联合股份有限公司 | Lighting device for vehicle |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107002968A (en)* | 2014-12-11 | 2017-08-01 | 黑拉许克联合股份有限公司 | Lighting device for vehicle |
| CN107002968B (en)* | 2014-12-11 | 2021-03-02 | 黑拉许克联合股份有限公司 | Lighting device for vehicle |
| CN105824130A (en)* | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 西安域视光电科技有限公司 | Device for eliminating laser speckles and preparation method thereof |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109407313B (en) | Diffraction waveguide display device | |
| JP5149200B2 (en) | Surface illumination device and liquid crystal display device using the same | |
| CN106291965B (en) | A kind of no speckle tricolor laser light source and laser projection system | |
| US7643707B2 (en) | Lighting apparatus | |
| KR100592858B1 (en) | Lighting method and lighting device | |
| WO2015170505A1 (en) | Multiplexer, image projection device using same, and image projection system | |
| JP5191996B2 (en) | Planar illumination device and liquid crystal display device using the same | |
| JP5254205B2 (en) | Optical scanning device and two-dimensional image display device using the same | |
| US20050084210A1 (en) | Light tunnel, uniform light illuminating device and projector employing the same | |
| KR101976991B1 (en) | Wearable display apparatus | |
| WO2020095417A1 (en) | Optical multiplexer, light source module, two-dimensional optical scanning device, and image projection device | |
| JPH11326653A (en) | Method and device for reducing coherence of light, method and device for illuminating, and optical fiber bundle | |
| JP3595297B2 (en) | Laser light source device | |
| JP2017129744A (en) | Optical multiplexing device | |
| JP2016213175A5 (en) | ||
| JP5046442B2 (en) | Apparatus for examining microscopic preparations with a scanning microscope | |
| WO2020079862A1 (en) | Optical multiplexer, light source module, two-dimensional optical scanning device, and image projection device | |
| KR20070036383A (en) | Optical coupler and laser display using the same | |
| EP4407366A1 (en) | Optical device | |
| JPH11223795A (en) | Method for reducing coherence of light and device therefor, method for illumination and device therefor and bundle fiber | |
| JP7189471B2 (en) | Optical multiplexing circuit and light source | |
| CN101881853B (en) | An optical fiber for eliminating laser coherence | |
| KR100747573B1 (en) | Projection display device using laser | |
| JP2012173320A (en) | Optical wiring board, laser beam multiplexing module, and projector using those | |
| US6954571B2 (en) | Fiber connecting method, laser apparatus and projection television |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application | Patent event code:PA01091R01D Comment text:Patent Application Patent event date:20050929 | |
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination | Patent event code:PA02012R01D Patent event date:20100928 Comment text:Request for Examination of Application Patent event code:PA02011R01I Patent event date:20050929 Comment text:Patent Application | |
| PE0902 | Notice of grounds for rejection | Comment text:Notification of reason for refusal Patent event date:20111130 Patent event code:PE09021S01D | |
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent | Patent event date:20120518 Comment text:Decision to Refuse Application Patent event code:PE06012S01D Patent event date:20111130 Comment text:Notification of reason for refusal Patent event code:PE06011S01I |