KR100522671B1 - 레이저 음극선관 - Google Patents

Abstract

레이저 음극선관이 개시된다. 개시된 레이저 음극선관은 그 후단에 전자총이 내장되는 튜브가 마련된 벌브와, 상기 벌브의 전방에 마련되어 상기 전자총으로부터의 전자빔에 의해 레이저 빔을 발생하는 레이저 발진부와, 상기 벌브의 전단에 고정되는 것으로 그 내면에 상기 레이저 발진부가 장착되고, 상기 레이저 발진부로 부터의 레이저 빔이 통과하는 열전달부재와, 상기 열전달부재와 소정간격 이격되어 설치되는 프론트 윈도우와, 상기 프론트 윈도우를 통과한 레이저 빔을 확대 투사하는 렌즈 마운트를 구비하는 레이저 음극선관에 있어서, 상기 열전달부재와 프론트 윈도우 중의 적어도 어느 하나의 적어도 어느 일 측면에 상기 레이저 빔을 광학적으로 제어하는 렌즈부가 구비되는 것을 특징으로 하며 렌즈군의 렌즈 수를 줄이는 이점이 있다.

Description

레이저 음극선관{Laser CRT}

본 발명은 레이저 음극선관에 관한 것으로서, 더 상세하게는 렌즈 수를 줄이는 레이저 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 음극선관은 프로젝션 장치 예를 들면, 레이저 영상쇼용의 프로젝터나 프로젝션 텔레비젼 등에 사용된다. 프로젝션 텔레비젼의 경우, 빛의 삼원색으로 분리된 영상을, 각 칼라별로 분리된 세개의 레이저 음극선관을 통해 레이저 빔으로 각각 형성하고, 상기 레이저 빔들을 렌즈를 통해 확대시켜서 스크린에 확대 투사하여, 이 스크린에서 각 칼라가 합성되어 칼라화상을 볼 수 있게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 종래의 레이저 음극선관을 상세히 설명하기로 한다.

종래의 레이저 음극선관의 구성이 도 1 내지 도 2에 도시되어 있다.

상기 도면들을 참조하면, 종래의 레이저 음극선관은, 내부가 진공상태로 유지되는 붕규산유리로 된 벌브(16), 상기 벌브(16)의 전단과 결합하는 제1결합슬리브(15), 상기 벌브(16)의 후단에 융착되어 연장된 튜브(22)의 내부에 설치되는 전자총(19), 상기 전자총(19)에서 나오는 전자빔을 받아 레이저 빔(L)을 발진시키는 것으로 상기 제1결합슬리브(15)에 의해 지지되는 레이저 발진부(13)를 포함한다.

상기 레이저 발진부(13)는 레이저 발진층(13a)의 양측에 미러(13b)(13c)가 적층된 구조를 가진다.

상기 벌브(16)의 외주부에는 상기 전자총(19)에서 발산되는 전자빔을 편향시키는 편향요크(17)가 설치되고, 상기 벌브(16)와 융착되어 연장되는 튜브(22)의 외주부에는 상기 전자빔을 조정하는 필드 마그네트(18)가 설치된다.

또한 상기 제1결합슬리브(15)는 제2결합슬리브(14)와 결합되고, 상기 제2결합슬리브(14)에는 방열을 위한 열전달부재인 사파이어 디스크(12)가 소프트메탈(A)을 접합용 매개체로 하여 열처리되어 결합된다. 상기 사파이어 디스크(12)의 전면에는 투명한 유리재질로 된 프론트 윈도우(11)가 소정간격 이격되어 설치된다.

또한 상기 사파이어 디스크(12)의 전면과 프론트 윈도우(11) 사이에는 냉각부(20)가 설치되며 상기 냉각부(20)는 냉매의 유동을 위한 유동공간이 형성되도록 상기 제2결합슬리브(14)와 다수의 렌즈로 이루어진 렌즈군(24)을 구비한 렌즈마운트(10)를 연결하도록 설치된 냉각프레임(25)과, 상기 냉각프레임(25)의 외주부의 일측에 설치된 냉매유입구(20a)와, 상기 냉매유입구(20a)의 대향측에 설치된 냉매유출구(20b)와, 냉매의 유출을 방지할 수 있도록 상기 냉각프레임(25)의 양측면에 설치된 복수개의 패킹부재(21)를 포함한다.

이와 같은 냉각부(20)의 냉각프레임(25) 내부에 형성된 상기 유동공간에는 냉매가 충진되어 유동됨으로써 상기 사파이어 디스크(12)와 그 주위에서 전도되어 오는 열을 흡수한다.

또한 렌즈마운트(10)의 내부에는 상기 레이저 발진 장치에 의해 형성된 영상을 스크린(미도시)으로 확대 투사하는 다수의 렌즈군(24)이 설치된다.

상기와 같은 구조를 가진 종래의 레이저 음극선관은 다음과 같이 작용된다. 먼저, 전자총(15)에 전압이 인가되면 상기 전자총(15)으로부터 상기 레이저 발진부(13)를 향해 전자빔이 출사된다. 상기 전자빔이 충돌된 레이저 발진부(13)의 레이저 발진층(13a)에 충돌된 전자빔으로부터 에너지를 흡수하여 여기 되고, 여기에 의해 발생된 광이 두 장의 미러(13b)(13c) 사이에서 공진 되어 레이저 빔(L)을 발생한다. 상기 레이저 발진부(13)로부터 출사된 레이저 빔(L)은 이후 상기 사파이어 디스크(12)를 지나 렌즈 마운트(10) 내의 다수의 렌즈군(24)을 통해 스크린으로 확대 투사된다.

상술한 종래의 레이저 음극선관은 상기 렌즈마운트(10) 내에 설치된 렌즈군(24)의 숫자가 많아 렌즈마운트(10)를 포함한 레이저 음극선관의 전체 길이가 길어지므로 전체 프로젝션 장치가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 프론트 윈도우 및또는 사파이어 디스크를 집속용 렌즈로 사용하여 렌즈 마운트 내의 렌즈 수를 줄이는 레이저 음극선관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 음극선관은 그 후단에 전자총이 내장되는 튜브가 마련된 벌브와, 상기 벌브의 전방에 마련되어 상기 전자총으로부터의 전자빔에 의해 레이저 빔을 발생하는 레이저 발진부와, 상기 벌브의 전단에 고정되는 것으로 그 내면에 상기 레이저 발진부가 장착되고, 상기 레이저 발진부로 부터의 레이저 빔이 통과하는 열전달부재와, 상기 열전달부재와 소정간격 이격되어 설치되는 프론트 윈도우와, 상기 프론트 윈도우를 통과한 레이저 빔을 확대 투사하는 렌즈 마운트를 구비하는 레이저 음극선관에 있어서, 상기 열전달부재와 프론트 윈도우 중의 적어도 어느 하나의 적어도 어느 일 측면에 상기 레이저 빔을 광학적으로 제어하는 렌즈부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 렌즈부는 열전달부재의 전면에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 렌즈부는 프론트 윈도우의 전면에 형성 된 것이 바람직하다. 또한 상기 렌즈부는 오목곡면부에 의해 마련되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 음극선관의 제1실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 음극선관의 일부 절제된 단면이 도시되어 있다. 여기에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 음극선관은 그 내부에 진공이 유지되며 붕규산 유리로 제조된 벌브(16)와, 상기 벌브(16)의 일단과 결합되는 제1결합슬리브(15)를 포함한다.

또한 본 제1실시예에 따른 레이저 음극선관은 상기 벌브(16)의 후단부에 융착된 튜브(22)의 내부에 설치된 전자총(19)과, 상기 전자총(19)으로부터 방출된 전자빔에 의해 레이저 빔(L)을 발진하는 레이저 발진부(13)와, 상기 레이저 발진부(13)가 그 내면에 결합되는 것으로 상기 벌브(16)의 전단에 고정되는 열전달부재로서의 사파이어 디스크(12)를 포함한다. 상기 열전달부재인 사파이어 디스크(12)는 본 발명의 특징에 따라 광을 제어하는 렌즈수단으로서 오목렌즈 형태로 되어 있다.

또한 상기 레이저 발진부(13)는 레이저 광을 발생하는 단결정으로 된 레이저 발진층(13a)의 양측에 공진기를 구성하는 AN미러(13b, Anti Reflection Mirror or Perfect Mirror), HR미러(13c, Half Reflection Mirror or Partial Mirror)가 마련되어 있는 구조를 가진다. 상기 사파이어 디스크(12)의 레이저 발진부(13)는 그 일 측면에 HR미러(13c)의 일 면과 접합된다. 상기 사파이어 디스크(12)는 상기 제2결합슬리브(14)에 접합용 매개체인 소프트메탈(A)에 의해 결합된다.

또한 상기 벌브(16)의 외주부에는 상기 전자총(19)에서 발산되는 전자빔을 편향시키는 편향요크(17)가 설치되고, 상기 벌브(16)와 융착되어 연장되는 튜브(22)의 외주부에는 상기 전자빔을 조정하는 필드 마그네트(18)가 설치된다.

또한, 상기 제2결합슬리브(14)는 상기 레이저 발진부(13)를 지지하며 상기 제1결합슬리브(15)와 결합된다. 또한 레이저 빔(L)을 통과시키는 프론트 윈도우(11)가 상기 사파이어 디스크(12)와 소정간격 이격되게 설치되며, 상기 프론트 윈도우(11)와 상기 사파이어 디스크(12) 사이에는 냉각부(20)가 설치된다.

여기서 본 발명의 특징부로서 상기 프론트 윈도우(31)는 레이저 빔(L)을 굴절시키는 오목곡면부가 적어도 일면에 형성된 오목렌즈형태로 되어 사파이어 디스크(12)를 경유하여 나오는 레이저 빔(L)의 산란을 막는 광집속이 가능하게 된다. 따라서 이와 같이 상기 프론트 윈도우(31)를 광집속수단으로 사용하면 렌즈마운트(10) 내의 렌즈의 수를 줄일 수 있어 원가절감이 가능하고 렌즈마운트(10)의 길이를 줄일 수 있어 전체 사이즈를 줄일 수 있다. 또한 레이저 빔(L)이 경유하는 매질수가 적어지므로써 광전달 효율을 높여 광 투과손실을 줄이고, 렌즈군(24)의 수차를 줄인다.

또한 도시되지는 않았지만, 상기 프론트 윈도우(11)는 상기 프론트 윈도우(11)의 내부가 공간으로 되고 진공 발생장치와 연결되어 진공상태를 형성, 유지하는 것이 바람직하며 이는 내부에서 전도되는 열이 렌즈군(24)측으로 전달되지 않도록 한다.

도 4에는 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 음극선관이 일부 절제된 개략적인 단면도로 도시되어 있다. 여기에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

또한 본 발명의 제1실시예를 참조하여 공통부분의 설명은 생략하고 본 발명에 따른 제2실시예를 설명한다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 음극선관의 특징은 오목곡면부가 전자총과 반대측 방향의 바깥 면에 형성된 사파이어 디스크(42)에 있으며 이는 상기 레이저 발진부(13)와 결합을 유지하면서 광의 집속 역할을 한다.

도 5에는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 음극선관이 일부 절제된 개략적인 단면도로 도시되어 있다. 여기에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

또한 본 발명의 제1실시예를 참조하여 공통부분의 설명은 생략하고 본 발명에 따른 제3실시예를 설명한다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 음극선관의 특징은 제1실시예의 특징부인 적어도 한 면이 오목곡면부를 이루는 오목렌즈형태로 된 프론트 윈도우(31)에, 레이저 빔을 굴절시키는 오목곡면부가 전자총과 반대측 방향의 바깥 면에 형성된 사파이어 디스크(42)를 설치하는데 있다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 레이저 음극선관은 다음과 같이 동작된다. 여기서 상술한 세 가지의 실시예가 제3실시예로서 공통적으로 설명 될 수 있으므로 제3실시예를 기준으로 설명한다.

먼저, 전자총(15)에 전압이 인가되면 상기 전자총(15)으로부터 상기 레이저 발진부(13)를 향해 전자빔이 출사된다. 상기 전자빔이 충돌된 레이저 발진부(13)의 레이저 발진층(13a)에 충돌된 전자빔으로부터 에너지를 흡수하여 여기 되고, 여기에 의해 발생된 광이 두 장의 미러(13b)(13c) 사이에서 공진 되어 레이저 빔(L)을 발생한다. 상기 레이저 발진부(13)로부터 출사된 레이저 빔은 제2실시예와, 제3실시예의 특징중의 하나인 오목곡면부를 전면에 형성한 사파이어 디스크(42)에 의해 집속되고, 상기 집속된 레이저 빔 영상은 렌즈마운트(10)에 설치된 다수의 렌즈군(24)을 통해 스크린으로 확대 투사된다.

여기서 제1실시예와, 제3실시예의 특징중 하나인 오목렌즈 형태의 프론트 윈도우(11)는 상기 일차 집속된 레이저 빔 영상을 2차로 집속한다. 이와 같이 두 개의 광집속렌즈를 레이저 빔이 통과하는 복합적인 구조는 광 집속율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한 상기 레이저 음극선관에서 발생하는 열은 사파이어 디스크(42)와 프론트 윈도우(31) 사이에 설치된 냉각부(20)를 이루는 냉각부프레임(25) 내를 흐르는 냉매에 의해 냉각된다.

도 6은 사파이어 디스크(42)와, 프론트 윈도우(31)의 일면에 형성된 오목곡면부에 렌즈물질(42a)(31a)이 충진되어 있다. 이 렌즈물질(42a)(31a)은 상기 사파이어 디스크(42)와 상기 프론트 윈도우(31)와는 다른 굴절율을 가지는 소재, 예컨대, 고밀도 유리나, 다이아몬드와 같은 것으로서, 상기 사파이어 디스크(42)와 상기 프론트 윈도우(31)의 오목곡면부를 구조적으로 보강해준다. 이는 상기 벌브(도 3의 참조부호16)의 내부가 고진공 상태를 유지하고 있고 또한 냉각부에 일정한 압력으로 냉매가 유동하기 때문에 상기 사파이어 디스크(42)와 상기 프론트 윈도우(31)는 구조적으로 일정한 강도를 가져야 한다. 그런데 전술한 실시예의 경우 오목곡면부가 상기 사파이어 디스크(42)와 상기 프론트 윈도우(31)에 형성되어 있기 때문에 이에 의해 강도가 약해질 수 있다. 그러나 렌즈물질(31a)(42a)에 의해 상기 사파이어 디스크(42)와 상기 프론트 윈도우(31)의 오목곡면부가 채워짐으로써 구조적 강도 약화가 방지된다.

본 발명에 따른 레이저음극선관은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째; 프론트 윈도우 및/또는 사파이어 디스크를 집속용 렌즈로 사용할 수 있다.

둘째; 렌즈마운트의 렌즈의 수를 줄일 수 있어 원가절감이 가능하다.

셋째; 렌즈마운트의 길이를 줄일 수 있어 전체 사이즈를 줄일 수 있다.

넷째; 고 선명도의 레이저 음극선관을 제작 할 수 있다.

다섯째; 렌즈수차를 줄일 수 있다.

여섯째; 광 투과손실을 줄일 수 있다.

일곱째; 열전달부재에 오목곡면부를 형성할 경우, 열전달 표면적이 증대되어 냉각 또는 열전달 효과가 증대된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 레이저 음극선관의 개략적인 일부 절제 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 본 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 음극선관의 개략적인 구성도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 음극선관의 개략적인 구성도.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 음극선관의 개략적인 구성도.

도 6은 본 발명의 각 실시예에서 프론트 윈도우 및/또는 사파이어 디스크의 오목곡면부에 렌즈물질이 충진된 것을 나타내는 개략적인 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

10...렌즈마운트 11, 31...프론트 윈도우

12, 42...사파이어 디스크 14...제2결합슬리브

15...제1결합슬리브 19...전자총

A...소프트메탈 L...레이저 빔

Claims (4)

1. 그 후단에 전자총이 내장되는 튜브가 마련된 벌브;와,

   상기 벌브의 전방에 마련되어 상기 전자총으로부터의 전자빔에 의해 레이저빔을 발생하는 레이저 발진부;와,

   상기 벌브의 전단에 고정되는 것으로 그 내면에 상기 레이저 발진부가 장착되고, 상기 레이저 발진부로 부터의 레이저 빔이 통과하는 열전달부재;와,

   상기 열전달부재와 소정간격 이격되어 설치되는 프론트 윈도우;와,

   상기 프론트 윈도우를 통과한 레이저 빔을 확대 투사하는 렌즈 마운트;를 포함하고,

   상기 열전달부재와, 프론트 윈도우중 적어도 어느 하나의 일측면에는 상기 레이저 빔을 광학적으로 제어하는 렌즈부가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 음극선관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈부는 레이저 빔을 굴절시키기 위하여 레이저 빔이 출사되는 방향인 열전달부재의 전면에 형성된 오목곡면부에 의하여 마련된 것을 특징으로 하는 레이저 음극선관.
3. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈부는 레이저 빔을 굴절시키기 위하여 레이저 빔이 출사되는 방향인 프론트 윈도우의 전면에 형성된 오목곡면부에 의하여 마련된 것을 특징으로 하는 레이저 음극선관.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 렌즈부는 상기 오목곡면부내에 상기 열전달부재나 프론트 윈도우와는 다른 굴절율을 가지는 렌즈물질에 의하여 마련된 것을 특징으로 하는 레이저 음극선관.