KR100251053B1 - 2개의 평판을 이용한 광통합 장치 및 광통합 방법 - Google Patents

Abstract

일반적으로 광통합은 장치의 용도에 따라 다양하게 응용되어 구현되고있다.색통합 필터나 Dichroic Mirror(DM)를 사용하여 분리된 광원을 통합하고 투사부등을 거쳐서 직접 스크린에 투사시켜 대화면을 구현하는 영상투사장치, 특수하게 제작된 색필터에 의해 화상을 구현하는 각종 디스플레이 장치, 칼라 스캐너나 칼라복사기등 그 각각의 응용에 맞는 색통합 수단이 이용되고 있다.

본 발명은 이런 분리된 광원을 통합하여 각각의 용도에 응용될 수 있도록 하기위해 최초 입사된 각각의 광원의 통합에 관한 것으로 보다 쉽고 간단한 소형화의 구조로 청(Blue), 녹(Green), 적(Red)등의 파장 영역을 하나의 광원으로 통합시키고 통합한 빔을 최종 정보를 구현하기위한 부분으로 원활하게 입사시켜주는 구조를 갖는다.

기존의 광응용장치의 일반적인 광의 통합 수단은 특수하게 고안된 미러구조에 의해 입사된 빔을 통합 하였다.

이는 광학적 효욜 및 광학계 정렬이 등이 쉽지가 않고 광학계가 일정한 크기를 가져야하므로 구조가 커서 그 응용 및 상업화에 한계가 있었다. 또한 각각의 소자의 제작이나 비용의 측면에서 저가격화가 어려웠다.

본 발명에서는 변조된 각각의 빔을 통합하는 통합부의 구조를 개선하여 소형화 및 일체화하여 광학계의 정렬이 쉽고 저가의 제작비용으로 다양한 광통합 기구에 응용이 가능하도록 고안하였다.

Description

2개의 평판을 이용한 광통합 장치 및 광통합 방법

백색 광원을 사용하는 광응용장치는 광발생부, 광변조부, 광통합부, 주사부등으로 구성된다.

광발생부에서 백색광을 발생시키면 분리된 광원을 광변조부에 입사시켜 빔이 각각의 외부신호로부터 변조되고, 이 변조된 빔은 하나로 통합되어 주사부에 의해 화상이 구현된다.

그런데 종래에 고안된 화상구현장치의 경우 제1도와같이 변조된 세개의 빔이 정렬된 세개의 색통합용 필터에 의해 하나로 통합되어 주사부의 광학계에 입사되게 된다.

이 경우 각각의 색통합용 필터의 크기에 의해 최소한의 공간이 요구되어 광학계의 구성이 커지게 된다.

또한 각각의 빔과 필터가 정확한 정렬이 되어야만 최대의 효율을 얻을 수 있으므로 이를 정확히 일치시키기위해 많은 노력이 요구되며 최소한의 오차에 의해서도 전체적인 시스템을 볼때 광의 손실이 있게 된다.

이는 전체적인으로 각각의 소자가 요구하는 최소한의 크기와 수많은 소자간의 빔 경로의 일치가 필수적이며 광학계 구성에 어려움이 따른다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키고자 창안된 것으로,분리된 광원을 통합하여 각각의 용도에 응용될 수 있도록 하기위해 최초 입사된 각각의 광원의 통합에 관한 것으로 보다 쉽고 간단한 소형화의 구조로 청(Blue), 녹(Green), 적(Red)등의 파장 영역을 하나의 광원으로 통합시키고 통합한 빔을 최종정보를 구현하기위한 부분으로 원활하게 입사키도록 한, 2개의 평판을 이용한 광통합 장치 및 광통합 방법

도1은 종래 기술에 의한 광통합의 도식적 구조도.

도2는 본 발명에 의한 광통합부의 상세도.

본 발명의 목적은 광통합의 구조를 개선하여 광학계의 정렬이 쉽고, 시스템을 소형화하여 광응용장치의 구조를 획기적으로 개선하는것을 목적으로 한다. 본 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.

서로 다른 파장을 갖고 서로 같은 간격으로 평행하게 입사되는 두개 이상의 입사광;과 모든 파장의 빛에 대해 반사시키는 반사미러;와 특정 파장의 빛에 대해서만 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 적어도 하나 이상의 필터;와 상기 반사미러와 상기 필터 사이에 존재하며 상기 입사광 및 반사광이 진행하는 매질;과 하나의 광으로 통합하여 출사되는 출사광;으로 구성된다

상기 반사미러와 상기 필터는 상기 매질에 의해 등거리로 이격되면서 상기 반사미러에 의해 매질내로 반사된후 상기 필터에서 다시 매질내로 반사되는 지점이 상기 매질 외부로부터 상기 필터에 의해 상기 매질내로 투과되는 지점과 일치하도록 매질의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 매질은 공기(Air)이고, 상기 반사미러는 광대역 고반사미러 흑은 전반사막이며, 상기 필터는 다이크로익 미러임을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 입사광을 청색, 녹색, 적색의 파장을 갖는 3개의 빛이라면변조부로부터 입사된 빔에 대한 본 발명에 의한 광통합부의 구조는 제2도와 같다.

세개의 변조된 광원인 λ1(1), λ2(2), λ3(3)에 대해, 이하 λ1을 청색, λ2를 녹색, λ3를 적색에 상응하는것으로해 설명한다.

통합부의 빔의 반사미러 역할을 하는 광대역 고반사미러(4), 청색은 반사시키고 녹색은 투과시키는 DM1(5), 적색은 투과시키고 청색과 녹색은 반사시키는 DM2(6)로 구성되어있다.

그리고 DM1와 DM2는 동일한 평판에 형성되고, 광대역 고반사 미러 사이에 매질로 air gap이 있으며 두개의 소자는 평행하게 일정한 간격을 두고 위치한다.

또한 상기 구조에서 청색은 투과시키고 녹색 및 적색에 대해서는 반사시키는 DM을 추가하는 것도 가능하다.

본 발명에서 고안한 레이저 빔의 통합은 제2도와 같은 구조로 제작된 2개의 평판으로 구성되는데 하나는 광대역 고반사미러, 다른하나는 DM1와 DM2를 하나의 평판에 만든 다이크로익 미러이다.

두 평판은 일정한 거리를 두고 서로 평행하게 배치한다.

세개의 빔이 나란하게 입사되는 입사광원중 먼저 청색빔은 광대역 고반사 미러에 일정한 각도로 입사되어 같은 각도로 반사되어 DM1에 최초와 같은 각도로 입사된 후 반사되고 동시에 상기 반사 지점에서 녹색빔은 DM1를 투과하여 청색빔과하나로 합성되어 고반사 미러로 입사된다.

이빔은 다시 같은 각도로 반사되어 DM2로 입사된 후 반사되고 동시에 상기반사 지점에서 적색빔이 DM2를 투과하여 청색과 녹색에 통합되어 출사된다.

고반사 미러와 DM 미러는 서로 평행하게 유지하고 입사되는 각도와 거리를적절히 조절하여 세개의 빔이 정확히 일치할 수 있도록 해야한다.

이상과 같이 본 발명은 기존의 광통합부의 구조에 비해 구조가 간단하고 크기가 작아 분리된 삼색의 동합의 조작이 용이하고 적절한 간결조절 및 각도조절에의해 광의 통합이 자연스럽게 이루어져서 게작이 용이하게된다.

따라서 본 발명에 의하여 제작된 광통합부는 광응용 장치에 적용되어 다양한 응용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 쉽고 소형화된 광통합 구조로 기존의광학계와 동일한 성능을 발휘하고 모듈의 소형화, 간단한 광학계의 구성등으로 광 응용기기에 응용이 유리해졌다.

특히 본 발명에 의해 구조가 아주 간단하고 조작이 용이하여 광통합부 제작시 효과적으로 적용이 가능해져서 그 응용적인 측면에서 매우 효과적인 발명이다.

Claims (7)

1. 서로 다른 파장을 갖고 서로 같은 간격으로 평행하게 입사되는 두개 이상의 입사광;과 모든 파장의 빛에 대해 반사시키는 반사미러;와 특정 파장의 빛에 대해서만 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 적어도 하나 이상의 필터;와 상기 반사미러와 상기 필터 사이에 존재하며 상기 입사광 및 반사광이 진행하는 매질;과 하나의 광으로 통합하여 출사되는 출사광;으로 구성된 것을 특징으로하는 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반사미러와 상기 필터는 상기 매질에 의해 등거리로 이격되면서 상기 반사미러에 의해 매질내로 반사된후 상기 필터에서 다시 매질내로 반사되는 지점이 상기 매질 외부로부터 상기 필터에 의해 상기 매질내로 투과되는 지점과 일치하도록 매질의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 매질은 공기임을 특징으로하는, 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
4. 제2항 혹은 제3항에 있어서, 상기 반사미러는 광대역 고반사 미러 혹은 전반사막이며, 상기 필터는 다이크로익 미러임을 특징으로하는, 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
5. 제4항에 있어서, 적색의 파장과 녹색의 파장과 청색의 파장을 각각 갖는 3개의 빛으로 평행하게 입사되는 입사광;과 상기 입사광중 매질내로 입사된 제1파장의 빛을 매질내로 1차 반사시키는 반사미러;와 상기 입사광중 상기 제1파장과 다른 제2파장의 빛만을 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 제1다이크로익 미러;와 상기 입사광중 상기 제1파장 및 상기 제2파장과 다른 제3파장의 빛만을 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 제2다이크로익 미러:와 상기 1차 반사된 제1파장의 빛을 매질내로 2차 반사시키는 상기 제1다이크로익 미러;와 상기 2차 반사된 제1파장의 빛과 상기 제1다이크로익 미러에 의해 매질내로 투과된 제2파장의 빛이 합쳐져 만든 제1 합성빛을 매질내로 3차 반사시키는 상기 반사미러;와 상기 3차 반사된 제1합성빛을 매질내로 4차 반사시키는 상기 제2다이크로익 미러;와 상기 4차 반사된 제1합성빛과 상기 제2다이크로익 미러에 의해 매질내로 투과된 제3파장의 빛이 합쳐져 만든 제2합성빛이 매질밖으로 출사되는 츨사광;을 포함하는 것을 특징으로하는, 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
6. 4항에 있어서, 적색의 파장과 녹색의 파장과 청색의 파장을 각각 갖는 3개의 빛으로 평행하게 입사되는 입사광;과 상기 입사광중 제1파장의 빛만을 투과시키고 다른 파장의 빛은 반사시키는 제1다이크로익 미러;와 상기 제1다이크로익 미러에 의해 매질내로 입사된 제1파장의 빛을 매질내로 1차 반사시키는 반사미러;와 상기 입사광중 상기 제1파장과 다른 제2파장의 빛만을 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 제2다이크로익 미러;와 상기 입사광중 상기 제1파장 및 상기 제2파장과 다른 제3파장의 빛만을 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시키는 제3 다이크로익 미러;와 상기 1차 반사된 제1파장의 빛을 매질내로 2차 반사시키는 상기 제2다이크로익 미러;와 상기 2차 반사된 제1파장의 빛과 상기 제2다이크로익 미러에 의해 매질내로 투과된 제2파장의 빛이 합쳐져 만든 제1합성빛을 매질내로 3차 반사시키는 상기 반사미러;와 상기 3차 반사된 제1합성빛을 매질내로 4차 반사시키는 상기 제3다이크로익 미러;와 상기 4차 반사된 제1합성빛과 상기 제3다이크로익 미러에 의해 매질내로 투과된 제3파장의 빛이 합쳐져 만든 제2합성빛이 매질밖으로 출사되는 출사광;을 포함하는 것을 특징으로하는 2개의 평판을 이용한 광통합 장치.
7. 적색의 파장과 녹색의 파장과 청색의 파장을 각각 갖는 3개의 빛으로 평행하게 입사되는 입사광중 매질내로 입사된 제1파장의 빛을 매질내로 1차 반사시키는단계;와 상기 입사광중 상기 제1파장과 다른 제2파장의 빛만을 매질내로 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시킴과 동시에 상기 1차 반사된 제1파장의 빛을 매질내로 2차 반사시킴으로서 상기 투과된 제2파장의 빛과 2차 반사된 제1파장의 빛을 혼합하여 제1합성광을 형성하는 단계;와 상기 제1합성광을 매질내로 3차 반사시키는 단계:와 상기 입사광중 상기 제1파장 및 제2파장과 다른 제3파장의 빛만을매질내로 투과시키고 다른 파장의 빛에 대해서는 반사시킴과 동시에 상기 3차 반사된 제1합성광을 매질내로 4차 반사시킴으로서 상기 투과된 제3파장의 빛과 4차 반사된 제1합성광을 혼합하여 백색광인 제2합성광을 형성하여 매질밖으로 출사하는 단계;와 상기 매질의 두께를 조절하여 상기 1차반사된 제1파장의 빛이 2차반사되는지점과 제2파장의 투과지점을 일치시키고, 상기 3차 반사된 제1합성광이 4차 반사되는 지점과 제3파장의 투과지점을 일치시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통합 방법.

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