JPH03189634A

JPH03189634A - Screen for laser display

Info

Publication number: JPH03189634A
Application number: JP1328912A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Sasaoka; 龍哉笹岡; Yasuaki Nakane; 中根　靖章
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1991-08-19

Abstract

PURPOSE:To reduce the occurrence of speckle by impressing an alternating voltage in powder which constitutes a screen and changing the optical path length and the phase of a laser beam transmitted through the screen. CONSTITUTION:The mixed body of the powder 53 having an electrooptical effect with transparent binder 54 is poured into a glass plate 51 so as to mold an electrode 52. The electrodes 52 are alternately connected to terminals 61 and 62 in common and the alternating voltage is supplied to the terminals 61 and 62. Then, a pair of electrodes 52 gives electric field to the powder 53 and the refractive index of the powder 53 is mainly changed according to the alternating voltage. Then, the optical path or the phase of the laser beam LB is finely changed by the change of the refractive index and the occurrence of the speckle is restrained. Thus, the device is prevented from becoming large- scaled, a vibrational noise is not made or faults are not caused many times.

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明はレーザーディスプレイ用のスクリーンに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a screen for a laser display.

[Summary of the invention]

この発明は、レーザーディスプレイ用のスクリーンにお
いて、これを電気光学効果を有する材料で構成するとと
もに、交番電圧を加えることにより、スペックルの発生
を低減・除去できるようにしたものである。The present invention provides a screen for a laser display in which the screen is made of a material having an electro-optic effect, and by applying an alternating voltage to the screen, the generation of speckles can be reduced and eliminated.

[Conventional technology]

レーザービームを使用して例えばテレビ画像を表示する
には、第５図に示すように構成すればよい。In order to display, for example, a television image using a laser beam, the configuration shown in FIG. 5 may be used.

すなわち、レーザー光源（１１）からレーザービームＬ
Ｂが取り出され、このビームＬＢが光変調器（１２）に
供給されてビデオ信号Ｃｍ度信号）Ｓｙにより強度が変
調される。That is, the laser beam L from the laser light source (11)
B is taken out, and this beam LB is supplied to an optical modulator (12) and its intensity is modulated by a video signal Cm (degree signal) Sy.

そして、この変調の行われたレーザービームＬＢが、回
転多面鏡などにより構成された水平偏向装置（１３）に
供給されて水平偏向が行われ、さらに、この水平偏向の
行われたレーザービームＬＢが、ガルバノミラ−のよう
な垂直偏向装置（１４）に供給されて垂直偏向が行われ
、この水平及び垂直偏向の行われたレーザービームＬＢ
が、背面投影型（透過型）スクリーン（１５）に照射さ
れる。The modulated laser beam LB is then supplied to a horizontal deflection device (13) composed of a rotating polygon mirror, etc., where it is horizontally deflected. , the laser beam LB is supplied to a vertical deflection device (14) such as a galvanometer mirror to perform vertical deflection, and the laser beam LB subjected to the horizontal and vertical deflection is
is irradiated onto a rear projection type (transmission type) screen (15).

したがって、このスクリーン（１５）には、ビデオ信号
ｓｙによる画像が表示される。Therefore, an image based on the video signal sy is displayed on this screen (15).

ところで、このようにレーザービームＬＢを使用して画
像表示を行った場合には、スペックルと呼ばれる高輝度
の斑点を生じてしまう。これは、レーザービームＬＢは
コヒーレンス性が高く、そのビームＬＢがスクリーン（
１５）によってランダムに散乱されるとともに、その散
乱光が互いに干渉することにより生じるものである。By the way, when images are displayed using the laser beam LB in this way, high-intensity spots called speckles are generated. This is because the laser beam LB has high coherence, and the beam LB has a screen (
15) and is caused by the scattered light interfering with each other.

そして、このスペックルは表示画面の画質を低下させる
だけでなく、かなり目障りである。These speckles not only degrade the image quality of the display screen, but are also quite unsightly.

そこで、このスペックルを低減ないし除去する方法とし
て、１、スクリーン（１５）を微小振動させる。Therefore, as a method to reduce or eliminate this speckle, 1. The screen (15) is slightly vibrated.

２、スクリーン（１５）を液晶により構成し、その液晶
に交番電圧を加える。2. The screen (15) is made of liquid crystal, and an alternating voltage is applied to the liquid crystal.

３、光１（１１）に近い部分でレーザービームＬＢに、
振動を与える。3. Laser beam LB at the part close to light 1 (11),
Gives vibration.

などが考えられている。etc. are being considered.

文献：特開昭５０−５０４０号公報実公昭５１−１８７８２号公報など〔発明が解決しようとする課題〕ところが、１項の方法によるときには、スクリーンを振
動させる装置が大がかりになってしまい、実用的ではな
い。また、振動音が大きく、故障も多い。Documents: Japanese Patent Application Laid-open No. 50-5040, Publication of Utility Model Publication No. 51-18782, etc. [Problem to be solved by the invention] However, when using the method of item 1, the device for vibrating the screen becomes large-scale, making it impractical. isn't it. In addition, the vibration noise is loud and there are many failures.

さらに、２項の場合には、液晶スクリーンを大型化する
ことが困難である。すなわち、レーザービームにより画
像表示を行うのは、スクリーンが大型のとき、例えば数
ｍ以上のときに有効であるが（小型スクリーンでよけれ
ば、ＣＲＴデイスプレィで十分である）、液晶用の電極
を、そのように広い範囲にわたって均一な間隔に、しか
も、狭い間隔に、かつ、安定に保持することは困難であ
る。Furthermore, in the case of item 2, it is difficult to increase the size of the liquid crystal screen. That is, displaying an image using a laser beam is effective when the screen is large, for example, several meters or more (if a small screen is sufficient, a CRT display is sufficient), but it is It is difficult to stably maintain uniform spacing over such a wide range, as well as narrow spacing.

したがって、この場合には、スクリーンの大型化が困難
であり、レーザービームによる画像表示に適さない。Therefore, in this case, it is difficult to increase the size of the screen, and it is not suitable for image display using a laser beam.

さらに、スクリーン上の画素は、その画素の期間だけ表
示されているのに比べ、液晶は応答が遅いので、スペッ
クルに対する効果がきわめて小さい。Furthermore, since a pixel on the screen is displayed only for the period of that pixel, the response of liquid crystal is slow, so the effect on speckle is extremely small.

また、３項の方法では、表示画像の解像度が低下してし
まう。Furthermore, in the method described in item 3, the resolution of the displayed image decreases.

この発明は、スペックルの発生を低減ないし除去すると
ともに、上述のような問題点を一掃しようとするもので
ある。The present invention aims to reduce or eliminate the occurrence of speckles and to eliminate the above-mentioned problems.

[Means to solve the problem]

このため、この発明においては、スクリーンを、電気光
学効果を有する粉体と、バインダとの混合体により板状
に構成するとともに、これに交番電圧を印加してレーザ
ービームの光路長や位相を微小変化させるようににした
ものである。Therefore, in the present invention, the screen is constructed in a plate shape using a mixture of powder having an electro-optic effect and a binder, and an alternating voltage is applied to the screen to minutely change the optical path length and phase of the laser beam. It was designed to change.

[Effect]

スクリーンにおいて、レーザービームの光路が微小に変
ｊヒしてスペックルの発生が低減ないし除去される。In the screen, the optical path of the laser beam is slightly changed to reduce or eliminate speckles.

〔Example〕

第１図は、この発明におけるスクリーン（１５）の水平
断面図であり、この例においては、スクリーン（１５）
が背面投影型の場合である。FIG. 1 is a horizontal sectional view of the screen (15) in this invention, and in this example, the screen (15)
is the case of rear projection type.

そして、（５１）は透明なガラス板で、このガラス板（
５１）の出射光側の面には、第２図にも示すように、対
となる帯状の電極（５２）が水平方向に配列されている
。この例においては、電極（５２）は銅箔により形成さ
れ、その厚さはＩＩＩＩＩｌ、水平方向の幅は５０μ鋼
、配列のピッチは０．３ｍｍである。And (51) is a transparent glass plate, and this glass plate (
As shown in FIG. 2, a pair of band-shaped electrodes (52) are arranged horizontally on the surface of the electrode 51) on the output light side. In this example, the electrodes (52) are made of copper foil, the thickness of which is IIIL, the horizontal width of which is 50μ steel, and the array pitch is 0.3mm.

そして、この電極（５２）のうち、１つおきの電極が端
子（６１）に共通に接続され、残る１つおきの電極が端
子（６２）に共通に接続される。Of these electrodes (52), every other electrode is commonly connected to the terminal (61), and the remaining every other electrode is commonly connected to the terminal (62).

さらに、このように電ｆｆｉ　（５２）の設けられたガ
ラス板（５１）に対して、電気光学効果を有する粉体（
５３）と、透明なバインダ（５４）との混合体が、流し
込まれて電極（５２）がモールドされている。この例に
おいては、粉体（５３）は粒径が５０μ顛以下のタンタ
ル酸リチウムの粉末、バインダ（５４）はエポキシ樹脂
であり、これらが１対１に混合されている。Furthermore, a powder (51) having an electro-optical effect is applied to the glass plate (51) provided with the electric ffi (52) in this way.
53) and a transparent binder (54) is poured to mold the electrode (52). In this example, the powder (53) is lithium tantalate powder with a particle size of 50 μm or less, and the binder (54) is an epoxy resin, which are mixed in a one-to-one ratio.

また、粉体（５３）及びバインダ（５４）は、一様な厚
さとされ、それらの表面は平面とされている。Further, the powder (53) and the binder (54) have uniform thickness, and their surfaces are flat.

そして、端子（６１）と（６２）との間には、交番電圧
源（６３）が接続され、端子（６１）、（６２）には、
周波数５０Ｈｚ、電圧１ｋＶの交番電圧Ｖｄが供給され
る。An alternating voltage source (63) is connected between the terminals (61) and (62), and the terminals (61) and (62) are connected to each other.
An alternating voltage Vd with a frequency of 50 Hz and a voltage of 1 kV is supplied.

このような構成によれば、レーザービームＬＢにより、
スクリーン（１５）に画像が表示されるが、このとき、
交番電圧Ｖｄによる電界が、電極（５２）により粉体（
５２）に供給されるので、粉体（５３）の主として屈折
率が電圧Ｖｄの瞬時値に対応して変化する。According to such a configuration, the laser beam LB allows
An image is displayed on the screen (15), but at this time,
The electric field caused by the alternating voltage Vd is applied to the powder (
52), the refractive index of the powder (53) changes in response to the instantaneous value of the voltage Vd.

したがって、レーザービームＬＢがスクリーン（１５）
を透過するときの光路及び位相が、電圧Ｖｄの瞬時値に
対応して微小に変化するので、スペックルが低減ないし
除去される。Therefore, the laser beam LB is directed to the screen (15)
Since the optical path and phase when transmitting the light change minutely in response to the instantaneous value of the voltage Vd, speckles are reduced or eliminated.

実験によれば、上記数値例の場合、電圧Ｖｄを供給しな
いとき、すなわち、一般のスクリーンと同等のときには
、かなりのスペックルが発生していたが、電圧Ｖｄを供
給したときには、スペックルの低減を確認できた。According to experiments, in the case of the above numerical example, when the voltage Vd was not supplied, that is, when it was equivalent to a general screen, considerable speckle occurred, but when the voltage Vd was supplied, the speckle was reduced. I was able to confirm.

こうして、この発明によれば、レーザービームＬＢを使
用して画像の表示を行うとき、スペックルの発生を低減
ないし除去できるが、この場合、特にこの発明によれば
、電気光学効果を有する粉体（５３）と、バインダ（５
４）との混合体によりスクリーン（１５）を構成し、そ
の粉体（５３）に交番電圧Ｖｄを印加してスクリーン（
１５）を透過するレーザービームＬＢの光路及び位相を
変化させてスペックルの発生を抑えるようにしている。Thus, according to the present invention, when displaying an image using the laser beam LB, it is possible to reduce or eliminate the occurrence of speckles. (53) and binder (5
4) constitutes a screen (15), and an alternating voltage Vd is applied to the powder (53) to form a screen (15).
15) The optical path and phase of the laser beam LB passing through the laser beam LB are changed to suppress the occurrence of speckles.

したがって、装置が大がかりになったり、振動音を生じ
たり、あるいは故障が多発することがない。Therefore, the device does not become large-scale, generate vibration noise, or have frequent failures.

さらに、粉体（５３）とバインダ（５４）との混合体に
より電極（５２）を固定すればいので、製造が簡単であ
るとともに、スクリーン（１５）の大検化が容易であり
、レーザービームＬＢによる画像表示に適している。Furthermore, since the electrode (52) can be fixed with a mixture of the powder (53) and the binder (54), manufacturing is simple and the screen (15) can be easily scaled up. suitable for image display.

また、交流電圧Ｖｄに対する粉体（５３）の応答は十分
に速いので、スペックルに対する効果が大きい。しかも
、表示画像の解像度が低下することがない。Further, since the response of the powder (53) to the AC voltage Vd is sufficiently fast, the effect on speckles is large. Moreover, the resolution of the displayed image does not decrease.

第３図に示す例においては、ガラス板（５１）を、１１
３０００のスリガラス板とし、その粉体（５３）及びバ
インダ（５４）側からレーザービームＬＢを照射するよ
うにした場合である。In the example shown in FIG. 3, the glass plate (51) is
This is a case in which a ground glass plate of 3,000 mm is used and the laser beam LB is irradiated from the powder (53) and binder (54) sides.

そして、この場合には、電圧Ｖｄを供給していないとき
には、スペックルを確認できたが、電圧Ｖｄを供給した
ときには、スペックルを確認できなかった。In this case, speckles could be observed when voltage Vd was not supplied, but speckles could not be observed when voltage Vd was supplied.

第４図に示す例においては、スクリーン（１５）の輝度
を高くした場合である。すなわち、粉体（５３）とバイ
ンダ（５４）との混合体により、複数のレンチキュラー
レンズ（５５）が一体に配列されて構成されるとともに
、このとき、レンズ（５５）の配列方向は水平方向とさ
れる。In the example shown in FIG. 4, the brightness of the screen (15) is increased. That is, a plurality of lenticular lenses (55) are integrally arranged by a mixture of powder (53) and binder (54), and at this time, the arrangement direction of the lenses (55) is the horizontal direction. be done.

また、レンズ（５５）の、レーザービームＬＢの入射側
における各境界位置に、電極（５２）が水平方向に配列
されて設けられるとともに、レンズ（５５）を挟んで対
向する位置に、ブラックストライプ（５６）が水平方向
に配列されて設けられる。Furthermore, electrodes (52) are arranged horizontally at each boundary position on the incident side of the laser beam LB of the lens (55), and black stripes ( 56) are arranged horizontally.

さらに、レンズ（５５）の、レーザービームＬＢの入射
側には、フレネルレンズ（５７）が設けられる。なお、
このとき、レンズ（５５）のピッチはレンズ（５５）の
ピッチに等しくされるとともに、それらの配列の位置（
位相）が一致するようにされる。Further, a Fresnel lens (57) is provided on the laser beam LB incident side of the lens (55). In addition,
At this time, the pitch of the lenses (55) is made equal to the pitch of the lenses (55), and the position of their arrangement (
phase) are made to match.

このような構成によれば、レーザービームＬＢによる光
は、レンズ（５７）、（５５）により集光されるので、
輝度を向上させることができる。According to such a configuration, the light from the laser beam LB is focused by the lenses (57) and (55), so that
Brightness can be improved.

そして、この場合、電極（５２）はブラックストライプ
（５６）と対向する水平位置にあるので、電極（５２）
によるレーザービームＬＢの損失を、実質的に無視でき
る。In this case, since the electrode (52) is in a horizontal position facing the black stripe (56), the electrode (52)
The loss of the laser beam LB due to this can be substantially ignored.

なお、上述において、電気光学効果を有する粉体（５３
）としては、ニオブ酸リチウム、メチル・ニトロ・アニ
リンなども使用することができる。また、交流電圧Ｖｄ
は三角波であれば、より効果的である。さらに、スクリ
ーン（１５）は、反射型であってもよく、所定の曲率を
有していてもよい。In addition, in the above, powder having an electro-optic effect (53
), lithium niobate, methyl nitro aniline, etc. can also be used. Also, the AC voltage Vd
is more effective if it is a triangular wave. Furthermore, the screen (15) may be of a reflective type and may have a predetermined curvature.

また、電極（５２）を透明なものにすれば、端子（６１
）に接続される電極と、粉体（５２）及びバインダ（５
４）の混合体と、端子（６２）に接続される電極とをサ
ンドインチ状に構成することもでき、このときの電極（
５２）は全面に一様に広がったもの、あるいは格子状な
どとすることができる。Also, if the electrode (52) is made transparent, the terminal (61
), the powder (52) and the binder (5
It is also possible to configure the mixture of 4) and the electrode connected to the terminal (62) in a sandwich shape, in which case the electrode (
52) may be uniformly spread over the entire surface or may be in the form of a grid.

〔発明の効果］この発明によれば、電気光学効果を有する粉体（５３）
と、バインダ（５４）との混合体によりスクリーン（１
５）を構成し、その粉体（５３）に交番電圧Ｖｄを印加
してスクリーン（１５）を透過するレーザービームＬＢ
の光路長及び位相を変化させてスペックルの発生を抑え
るようにしている。[Effect of the invention] According to this invention, a powder (53) having an electro-optic effect
and a binder (54) to form a screen (1).
5), a laser beam LB transmits through the screen (15) by applying an alternating voltage Vd to the powder (53).
The optical path length and phase of the light are changed to suppress the occurrence of speckles.

さらに、粉体（５３）とバインダ（５４）との混合体に
より電極（５２）を固定すればいので、製造が簡単であ
り、スクリーン（１５）の大型化が容易であり、レーザ
ービームＬＢによる画像表示に適している。Furthermore, since the electrode (52) can be fixed with a mixture of the powder (53) and the binder (54), manufacturing is simple, the screen (15) can be easily enlarged, and the image formed by the laser beam LB can be easily manufactured. suitable for display.

[Brief explanation of drawings]

第１図、第３図、第４図はこの発明の一例の水平断面図
、第２図はそれらの正面図、第５図はその説明のための
図である。（１５）はスクリーン、（５１）はガラス板、（５２）
は電極、（５３）は粉体、（５４）はバインダ、（５５
）はレンチキュラーレンズ、（５６）はブラックストラ
イプ、（５７）はフレネルレンズ、（６３）は交番電圧
源、ＬＢはレーザービームである。第３図水平断面図第４図第２図1, 3, and 4 are horizontal sectional views of an example of the present invention, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 5 is a diagram for explaining the same. (15) is a screen, (51) is a glass plate, (52)
is an electrode, (53) is a powder, (54) is a binder, (55)
) is a lenticular lens, (56) is a black stripe, (57) is a Fresnel lens, (63) is an alternating voltage source, and LB is a laser beam. Figure 3 Horizontal sectional view Figure 4 Figure 2

Claims

[Claims] A mixture of a powder having an electro-optical effect and a binder is formed into a plate shape having a substantially uniform thickness, and a pair of electrodes that apply an electric field to the powder are attached to this plate. An alternating voltage is supplied to this pair of electrodes to change mainly the refractive index of the powder according to the alternating voltage, and this change in refractive index changes the optical path or phase of the laser beam for image display. A laser display screen that can be changed minutely.