KR100556430B1 - 광학계 적분기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔리드 타입의 광 효율상의 장점과 할로우 타임의 마운팅의 용이한 장점을 모두 갖는 광학계 적분기를 제공하기 위한 것으로서, 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기와, 상기 적분기를 상기 램프에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 더미(dummy)와, 상기 더미에 상기 적분기를 마운팅할 때 서로 접촉되는 접촉면 사이에 위치하는 미러 코팅부를 포함하여 구성되는데 있다.

광 로드, 광 터널, 적분기

Description

광학계 적분기{integrator of projection system}

도 1a는 종래 기술에 따른 광학계 적분기의 할로우 타입을 나타낸 도면

도 1b는 종래 기술에 따른 광학계 적분기의 솔리드 타입을 나타낸 도면

도 2 는 동일한 표준화된 길이에서 할로우 타입의 적분기와 솔리드 타입의 적분기의 빛 전송률을 나타낸 그래프

도 3a, 3b는 일반적인 광학계 적분기의 마운팅된 형상을 나타낸 도면

도 4a, 4b는 종래의 할로우 타입의 적분기의 출구 단에서 광량의 손실이 발생되는 형상을 나타낸 도면

도 5 는 종래의 솔리드 타입의 적분기에서 마운팅시에 더미(dummy)와 접촉되는 접촉 면적이 발생되어 광손실이 발생되는 형상을 나타낸 도면

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 솔리드 타입의 광학계 적분기의 제 1 실시예를 나타낸 조립도 및 분해도

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 솔리드 타입의 광학계 적분기의 제 2 실시예를 나타낸 조립도 및 분해도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 10' : 적분기 20 : 램프

30 : 더미(dummy) 40 : 미러 코팅부

본 발명은 광학계에 관한 것으로, 특히 프로젝션, 프로젝터 시스템에서 사용되는 적분기(integrator)에 관한 것이다.

최근 프로젝션(Projection), 프로젝터(Projector)의 경우 램프(Lamp)와 액정, DMD, LCoS 같은 이미져(Imager)를 이용하여 화면을 구성하고 있다. 이때 램프의 경우 빛이 순환 대칭(Rotational Symmetry)을 이루고 있고, 화면은 사각형이기 때문에 램프의 빛을 형상(Shaping)하면서 균일성(Uniformity)을 만족시키기 위해서 적분기(Integrator)를 사용하고 있다. 이때, 상기 적분기는 FEL(Fly Eye Lens)와 광 로드(Light Rod(tunnel))등을 이용한다.

종래의 광 로드 적분기는 할로우 타입(Hollow Type)과 솔리드 타입(Solid Type)으로 구분할 수 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 광학계 적분기의 할로우 타입을 나타낸 도면이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 광학계 적분기의 솔리드 타입을 나타낸 도면이다.

그리고 도 3a, 3b는 일반적인 광학계 적분기의 마운팅된 형상을 나타낸 도면이다.

도 1a와 같이 할로우 타입(10')은 내부가 전부 미러 코팅이 되어있으며, 램프(20)에서 출사되는 빛이 내부에서 거울면 반사가 일어나게 된다. 따라서, 도 1b와 같은 솔리드 타입(10)과 동일한 표준화된 길이(Normalized Length)를 가졌을 경 우 실제 길이가 더 짧다는 것과 외부 면에서의 더미(dummy)(30)와의 접촉에 기인하는 광손실이 없으므로 마운팅(Mounting)이 쉽다는 장점이 있다.

그러나, 도 4a와 같이 구성된 광학계 적분기는 도 4b에서 도시하고 있는 것과 같이, 적분기(10) 거울면의 반대에 직접 램프(20)의 빛이 조사될 경우, 파이프(Pipe) 자체가 파단되게 되며, 상기 솔리드 타입과 동일한 표준화된 길이를 가졌을 경우 터널(Tunnel)의 출구 단에서 광량의 손실이 생기는 단점이 있다. 또한, UV 저항력 및 내열 특성이 상기 솔리드 타입보다 나쁜 단점을 가지고 있다.

아울러, 도 1b와 같이 솔리드 타입(10)은 2 이상의 동일한 표준화된 길이를 갖는 할로우 타입(10')에 비하여 출구 단에서의 광 세기는 상당히 큰 장점을 가지고 있는데, 이를 도 2에서 나타내는 그래프를 통해 알 수 있다.

도 2 는 동일한 표준화된 길이에서 할로우 타입의 적분기와 솔리드 타입의 적분기의 빛 전송률을 나타낸 그래프이다.

하지만, 상기 솔리드 타입(10)은 파이프 내부의 전반사를 이용하기 위하여 모든 면이 순수한 글라스로 이루어져 있기 때문에 마운팅(Mounting)이 매우 어려운 단점이 있다.

즉, 도 5와 같이 적분기(10)와 더미(30)의 마운팅시에 상기 더미(dummy)(30)와 접촉되는 접촉 면적이 발생되게 되는데, 이 접촉 면적은 그 크기에 비례하여 광손실이 발생되게 된다. 또한 이에 따라 기준면을 설정하기가 상당히 모호하여, 기구적인 광축의 정렬에도 비효율적이라 할 수 있다.

이와 같이, 상기 솔리드 타입(10)은 광 효율상의 장점을 갖는데 반하여, 마 운팅이 어려운 단점을 가지고 있고, 상기 할로우 타입(10')은 마운팅이 용이한 장점이 있는데 반하여, 광 효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 솔리드 타입의 광 효율상의 장점과 할로우 타임의 마운팅의 용이한 장점을 모두 갖는 광학계 적분기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학계 적분기의 특징은 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기와, 상기 적분기를 상기 램프에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 더미(dummy)와, 상기 더미에 상기 적분기를 마운팅할 때 서로 접촉되는 접촉면 사이에 위치하는 미러 코팅부를 포함하여 구성되는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학계 적분기의 다른 특징은 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기와, 상기 적분기와 접촉하여 상기 램프에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 글라스로 형성된 글라스 더미(dummy)를 포함하여 구성되는데 있다.

이때, 상기 적분기는 솔리드 타입의 적분기인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 광학계 적분기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 솔리드 타입의 광학계 적분기의 제 1 실시예를 나타낸 조립도 및 분해도이다.

도 6a 및 도 6b와 같이, 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기(10)와, 상기 적분기(10)를 상기 램프(20)에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 더미(dummy)(30)와, 상기 더미(30)에 상기 적분기(10)를 마운팅할 때 서로 접촉되는 접촉면 사이에 위치하는 미러 코팅부(40)로 구성된다.

이때, 상기 적분기(10)는 솔리드 타입의 적분기로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 더미(30)와 적분기(10) 본체의 사이에 미러 코팅을 형성할 때, 상기 더미(30)의 한쪽 면에 미러 코팅을 하면 마운팅 제작이 한층 더 쉬워진다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 솔리드 타입의 광학계 적분기의 제 2 실시예를 나타낸 조립도 및 분해도이다.

도 7a 및 도 7b와 같이, 외부 램프(20)에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기(10)와, 상기 적분기(10)와 접촉하여 상기 램프(10)에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 글라스로 형성된 글라스 더미(dummy)(30)로 구성된다.

이때, 상기 적분기(10)는 솔리드 타입의 적분기로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 글라스 더미(30)와 상기 적분기(10) 사이에 미러 코팅(40)을 추가로 형성 하여, 접촉면에서 발생되는 광 손실을 보다 효과적으로 차단할 수도 있다.

이와 같이, 적분기(10)의 파이프(Pipe)에 순수한 글라스로 이루어진 더미 글라스(30)를 덧붙이므로 해서 기준 면적(Datum)을 확보할 수 있으며, 이는 기구적인 마운팅에 매우 효과적일 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 본 발명에 따른 적분기는 할로우 타입의 장점인 마운팅의 이점과 솔리드 타입의 광효율 및 내구성의 이점을 동시에 살릴 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광학계 적분기는 솔리드 타입의 광효율 및 내구성의 이점과 할로우 타임의 마운팅의 용이한 장점을 모두 갖는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기와,

   상기 적분기를 상기 램프에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 더미(dummy)와,

   상기 더미에 상기 적분기를 마운팅할 때 서로 접촉되는 접촉면 사이에 위치하는 미러 코팅부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학계 적분기.
2. 외부 램프에서 발생된 빛을 일정한 면적을 가지도록 집속시켜주는 적분기와,

   상기 적분기와 접촉하여 상기 램프에서 발생된 빛의 광축과 평행한 위치로 고정시켜 주는 글라스로 형성된 글라스 더미(dummy)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학계 적분기.
3. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 하나에 있어서,

   상기 적분기는 솔리드 타입의 적분기인 것을 특징으로 하는 광학계 적분기.

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