KR100815340B1 - 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 특히 균일성 구현을 위한 종래의 길고 복잡한 구조에서 광학계를 다각형 구조로 설계하여 광학계 전체 길이와 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있도록 한 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치에 관한 것이다.

회절형 광변조기, 디스플레이, 조명계, 균일성

Description

균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치{Polygon reflective illumination apparatus with the uniformity}

도 1은 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.

도 2는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 회절형 광변조기의 사시도이다.

도 3은 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.

도 4는 종래 기술에 따른 균일성 구현을 위한 조명 장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치의 구성도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치의 구성도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 200, 300 : 차폐 케이스 116, 216, 316 : 광원계

122, 132, 222, 232, 322, 332 : 실린더 렌즈

124, 224, 324 : 플라이아이렌즈계 134, 234, 334 : 출사 실린더 렌즈

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 특히 균일성 구현을 위한 종래의 길고 복잡한 구조의 광학계를 다각형 구조로 설계하여 광학계 전체 길이와 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있도록 한 균일성 구현을 위한 다각 반사 조명 장치에 관한 것이다.

미세기술의 진전에 따라서, 소위 초소형 전기적·기계적 복합체(Micro Electro Mechanical Systems; 이하 "MEMS"라 함)소자 및 MEMS소자를 조립한 소형기기가 주목되고 있다.

MEMS소자는 실리콘기판, 유리 기판 등의 기판상에 미세구조체로서 형성되고, 기계적 구동력을 출력하는 구동체와, 구동체를 제어하는 반도체 집적회로 등을 전기적으로, 또한 기계적으로 결합시킨 소자이다.

도 1 은 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적용되는 광 학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.

도 1에 나타내는 광학 MEMS 소자(11)는 기판(12)과, 기판(12)상에 형성한 기판측 전극(13)과, 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸쳐진 빔(14)을 갖추어 이룬다. 빔(14)과 기판측 전극(13)과는 그 사이의 공극(10)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.

빔(14)은 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸어서 기판(12)상에 입각하는 예를 들면 SiN막으로 이루는 브리지 부재(15)와, 기판측 기판(13)에 대향하여 상호 평행하게 브리지부재(15)상에 설치된, 예를 들면 막두께 100nm정도의 Al막으로이루는 반사막을 겸하는 구동측 전극(16)으로 구성된다. 빔(14)은 그 양단이 지지된 소위 브리지식으로 형성된다.

이 광학 MEMS 소자(11)에서는 기판측전극(13)과 구동측전극(16)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(14)이 기판측전극(13)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위하고, 예를 들면 도 1의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측전극(3)에 대하여 평행상태와 오목상태로 변위한다.

광학MEMS소자(1, 11)는 광반사막을 겸하는 구동측전극(4, 16)의 표면에 광이 조사되고, 빔(4, 14)의 구동 위치에 따라서, 그 광의 반사방향이 다른 것을 이용하여, 한 방향의 반사광을 검출하여 스위치기능을 가지게 한 광스위치로서 적용할 수 있다.

또, 광학 MEMS 소자(1, 11)는 광강도를 변조시키는 광변조소자로서 적용할 수 있다. 광의 반사를 이용하는 때는, 빔(4, 14)을 진동시켜서 단위 시간당의 일방 향의 반사광량으로 광강도를 변조한다.

광의 회절을 이용하는 때는 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대하여 복수의 빔(6, 14)을 병렬 배치하여 광변조소자를 구성하고, 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대한 예를 들면 1개 거른 빔(6, 14)의 근접, 이간의 동작에 의해, 광반사막을 겸하는 구동측 전극의 높이를 변화시키고, 광의 회절에 의해 구동측 전극에서 반사하는 광의 강도를 변조한다. 이 광변조소자는 소위 공간변조이다.

이러한, 공간 광변조소자로서 또 다른 예로 SLM(실리콘 라이트 머신)사(社)가 레이저 디스플레이용 광강도변환소자, 즉, 광변조기로서 개발한 GLV(Grating Light Valve) 디바이스가 있다. GLV디바이스는 유리 기판등의 절연기판상에 공통의 기판측 전극이 형성되고, 이 기판측 전극에 교차하여 브리지형으로 거는 복수가 병렬배치되어 이룬다.

도 2는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 함몰형 회절형 광변조기의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 삼성전기가 개발한 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(40)과, 복수의 회절부재(42a~42n)를 구비하고 있다.

여기에서, 복수의 회절부재(42a~42n)는 일정한 폭을 가지며 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 복수의 회절부재(42a~42n)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 회절부재(42a~42n)는 일정간격(거의 회절부재(42a~42n)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(40)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.

실리콘 기판(40)은 회절부재(42a~42n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(41)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 회절부재(42a~42n)의 단부가 부착되어 있다.

각각의 회절부재(여기에서는 도면부호 42a에 대해서만 자세히 설명하지만 나머지 42b~42n도 동일하다)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(40)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(40)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(40)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(43a)를 포함한다.

또한, 회절부재(42a)는 하부지지대(43a)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(44a)와, 하부전극층(44a)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(45a)와, 압전 재료층(45a)에 적층되어 있으며 압전재료층(45a)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(46a)을 포함하고 있다.

또한, 회절부재(42a)는 하부지지대(43a)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(44a')과, 하부전극층(44a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(45a')과, 압전 재료층(45a')에 적층되어 있으며 압전재료층(45a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(46a')을 포함하고 있다.

그리고, 회절부재(42a)의 중앙부분의 하부지지대(43a)의 상부에는 마이크로 미러층(47a)가 적층되어 있어 입사되는 입사광을 반사 또는 회절시킨다.

도 3은 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.

도면을 참조하면, 광학장치는 광원계(51), 집광부(52), 조명렌즈계(54), 판형 칼라휠(57), 회절형 광변조기(58), 푸리에 필터계(59), 프로젝션 시스템(62), 스크린(65)을 포함하고 있다.

광원계(50)는 복수의 광원(51a~51c)으로 이루어져 있으며, 집광부(52)는 하나의 미러(53a)와 복수의 색선별 미러(53b, 53c)로 이루어져 있다.

복수 광원(51a~51c)은 일예로 적색 광원(51a), 녹색 광원(51b), 청색 광원(51c)으로 이루어져 있다. 그리고, 집광부(52)는 하나의 반사미러(53a)와 다수의 색선별 미러(53b, 53c)에 의해 청색광, 녹색광 그리고 적색광이 집광되어 다중빔이 형성되어 단일 조명계를 이룬다.

다음으로, 조명렌즈계(54)는 집광된 다중빔을 선형의 평행광으로 변화시켜 판형 칼라휠(57)을 통하여 광변조기(58)로 입사시킨다. 여기에서 판형 칼라휠(57)은 좀더 상세히 알아보면 다중빔중 각각의 칼라에 해당하는 파장의 광빔만을 투과시키는 칼라필터와, 칼라필터가 부착되는 커플러(Coupler)와, 커플러에 부착되어 회전력을 발생하는 모터등을 구비하여 모터의 회전속도에 대응하여 커플러와 이에 판형으로 부착된 칼라필터들이 회전함에 의해 광빔의 색을 순차적으로 분리하게 된다.

회절형 광변조기(58)는 판형 칼라휠(57)로부터 단일 파장의 선형 평행광이 입사되면 입사되는 시간동안 해당 파장의 선형 평행광에 대한 광변조를 수행하여 회절광을 형성하고 형성된 회절광을 푸리에 필터계(59)로 입사시킨다.

푸리에 필터계(59)은 푸리에 렌즈(60)과 색선별 필터(61)로 구성되는 것이 바람직하며, 회절광을 차수별로 분리하고 원하는 차수의 회절광만을 투과시킨다.

그리고, 프로젝션 시스템(62)은 스캐너(63)와 프로젝션 렌즈(64)를 구비하고 있으며, 입사된 회절광을 스크린(65)에 투사한다.

한편, 위에서 살펴본 조명 렌즈계는 종래 기술에 따르면, 광원계로부터 나온 빛을 스크린에 균일한 밝기를 가지며 조사되도록 빛을 균일하게 만드는 플라이아이 렌즈(Fly's Eye Lens)를 더 포함하여 광원계로부터 출사된 광에 대한 균일성(unformity)를 확보할 수 있도록 하고 있는데, 도 4는 이러한 종래 기술에 따른 조명렌즈계를 예시하고 있다.

도 4를 참조하면, 균일성 구현을 위하여 플라이아이 렌즈를 사용하는 종래 기술에 의하면 조명 렌즈계(넓은 의미로 광원을 포함한다)는, 광원(80), 제1 실린더 렌즈(82), 제2 실린더 렌즈(84), 플라이아이 렌즈(Fly's Eye Lens)계(85), 제3 실린더 렌즈(90), 제4 실린더 렌즈(92), 회절형 광변조기(94)를 포함하고 있다. 여기에서, 플라이아이 렌즈계(85)는 제1 플라이아이 렌즈(86)와 그에 대응되는 제2 플라이아이 렌즈(88)를 포함하고 있다. 여기에서, 제1 실린더 렌즈(82)는 광원(80)에서 방사되는 광이 입사되면 입사된 광을 수평방향의 평행광이 되도록 출사하며, 제2 실린더 렌즈(84)는 제1 실린더 렌즈(82)에서 입사된 광을 수직방향의 평행광이 되도록 출사한다.

그리고, 플라이아이 렌즈(86)는 제1 실린더 렌즈(82)와 제2 실린더 렌즈(84)를 거쳐 출사되는 광을 스크린에 균일한 밝기를 가지며 조사되도록 빛을 균일하게 만들어 준다. 제 3 실린더 렌즈(90)는 플라이아이 렌즈계(85)에서 입사되는 광을 수직방향의 평행광을 출사하며, 제 4 실린더 렌즈(92)는 제3 실린더 렌즈(85)에서 입사되는 광을 회절형 광변조기(94)로 선형광을 집광시킨다.

그러나, 위에서 설명한 종래 기술에 따른 플라이아이 렌즈를 이용한 조명렌즈계는 장치가 길고 복잡한 구조여서 설계와 구현에 있어서 광학계가 지나치게 복잡하게 되고 소형화하는데 한계가 있으며, 많은 렌즈들을 사용하기 때문에 비용면에서도 효율성이 떨어진다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다각 반사 구조를 설계하여 광학계 전체 길이와 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있는 다각 반사 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 프레임에 고정되어 있고, 내부에 공동이 형성되어 있으며, 공동의 내부로 광의 출입할 수 있도록 입력홀과 출력홀이 형성되어 있는 차폐 케이스; 상기 차폐 케이스의 입력홀에 부착되어 있으며, 출사면이 공동 내부로 향하고 있어 광을 생성하여 공동 내부로 출사하는 광원; 상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 광원에서 출사되어 입사되는 입사광이 평행광이 되도록 반사하는 제1 반사수단; 상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 제1 반사수단에서 반사된 평행광을 균일화하여 출사하는 플라이아이렌즈계; 및 상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 플라이아이 렌즈계에서 반사된 입사광을 출력홀측으로 반사하는 제2 반사수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이제, 도 5 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다각 반사 조명 장치의 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다각 반사 조명 장치는, 내부에 공동이 형성되어 있고, 내부에 형성된 공동을 외부의 광으로부터 차폐하기 위한 차폐 케이스(100), 차폐 케이스(100)의 입구에 부착되어 있으며, 출사면이 공동을 향하고 있는 레이저다이오드(LD; Laser Diode)(112), 레이저다이오드(112)의 앞면에 부착되어 있는 빠른축 실린더 렌즈(114), 레이저 다이오드(112)와 빠른축 실린더 렌즈(114)로 이루어진 광원계(116)를 차폐케이스(100)에 부착할 때 정합을 제공하기 위해 사용되는 정합 프리즘(118), 광원계(116)의 출사면에 대향하는 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있는 제1 실린더 미러(122), 제1 실린더 미러(122)에 대향하는 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있는 플라이아이렌즈계 (124), 플라이아이 렌즈계(124)의 뒤쪽에 위치하고 있는 제1 반사미러(126), 플라이아이렌즈계(124)의 대향하는 위치에 부착되어 있는 제2 반사미러(128), 제2 반사미러(128)에 대향하는 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있는 제3 반사미러(130), 제3 반사미러(130)의 대향하는 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있는 제2 실린더 미러(132), 제2 실린더 미러(132)에 대향하는 위치에 차폐 케이스(100)의 출구에 부착되어 있는 출사 실린더 렌즈(134), 출사 실린더 렌즈(134)와 차폐케이스(100)의 정합을 제공하는 정합 프리즘(136)을 포함하고 있다.

그리고, 차폐 케이스(100)의 외부에 위치하고 있는 제4 반사미러(138), 반사미러(138)의 후단에 위치하는 회절형 광변조기(140)를 구비하고 있다. 이러한 회절형 광변조기(140)는 국내 특허출원번호 제 P2003-077389호의 함몰형 회절형 광변조기와, 돌출형 회절형 광변조기도 사용 가능하다.

또한, 국내 특허출원번호 제P2004-77388호의 "저전압으로 구동되는 회절형 광변조기"나, 제P2004-29928호의 "투과형 압전 박막 광변조기"나, 제P2004-30159호의 "오픈홀 기반의 회절형광변조기"나, 제P2004-30160호의 "임베디드 회절 광변조기"나, 제P2004-30161호의 "상하부미러가 일체화된 하이브리드 광변조기"나, 제P2004-40384호의 "정전기 방식의 가변형 회절광변조기 및 그 제조방법"이나, 제P2004-40387호의 "가변형 회절 광변조기"나, 제P2004-40388호의 "근접장을 이용한 광변조기"등에 개시된 회절 광변조기도 사용가능하다.

그 이외에 실리콘 라이트 머신사의 GLV나, 소니사의 GLV 그리고 코닥사의 GEMS 등의 경우에도 사용가능하다.

한편, 차폐 케이스(100)는 내부에 공동이 형성되어 있으며, 광이 공동 내부에서 분산(scattering)과 손실없이 퍼져나갈 수 있으며, 내벽에 제1 및 제2 실린더 미러(122, 132), 플라이아이렌즈계(124), 제1 및 제2 반사미러(128, 130)가 부착될 수 있도록 되어 있다. 차폐 케이스(100)는 단단하고(rigid), 투명하고(transparent), 동질성(homogenous)이 있으며, 내부에 거품(bubbles)이나 입자(particles)가 없어야 한다. 또한, 차폐 케이스(100)는 유리질 물질이거나, 플래스틱이거나, 단결정 반도체(monocrystal)가 사용될 수 있으며, 프레임(미도시)에 단단하게 고정되어 있다.

그리고, 차폐 케이스(100)는 입구를 가지고 있는 입력면(120), 출구를 가지고 있는 출력면(137)을 구비하여 입력면(120)의 입구에는 레이저 다이오드(112)가 출사면이 공동 내부를 향하도록 부착되어 있으며, 출력면(137)에는 출사 실린더 렌즈(134)가 물리적으로뿐만 아니라 광학적으로 정합을 제공하는 정합 프리즘(136)을 사용하여 부착되어 있다. 물론, 입력면(120)에 부착된 광원계(116) 또한 물리적으로뿐만 아니라 광학적으로 정합을 제공하는 정합 프리즘(118)을 사용하여 정합을 유지하면서 부착되어 있다. 여기에서, 정합 프리즘(118)은 정합 장치의 일예를 보인 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니며 위와 유사한 기능을 수행하는 경우에 치환이 가능하다.

레이저 다이오드(112)는 차폐 케이스(100)의 입력면(120)의 입구에 출사면이 공동 내부를 향하도록 부착되어 있으며, 전력이 공급되면, 레이저를 공동 내부로 출사한다. 여기에서는 광원으로 레이저 다이오드(112)를 예로 들어 설명하였지만, 고발광 LED(Superluminescent LED)도 사용가능하며, 그와 유사한 것은 모두 사용가능하다.

레이저 다이오드(112)의 앞단에는 빠른축 실린더 렌즈(114)가 구비되어 있으며, 레이저 다이오드(112)에서 출사되는 광을 평행광으로 변환시켜 출사한다.

그리고, 제1 실린더 미러(122)는 반사면이 실린더 포물면의 형상을 가지고 있으며, 메탈 미러(metallic curved mirror)이나 유전 다층 미러(dielectric multi-layer mirror)나, 내부 전반사 미러(total internal reflection mirror)가 사용될 수 있으며, 거의 100%에 가깝게 반사하여야 한다. 또한, 제1 실린더 미러(122)는 광원계(116)의 대응되는 위치의 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있으고, 전단의 초점면이 레이저 다이오드(112)의 출사면과 일치하는 것이 바람직스럽고, 후단의 초점면은 플라이아이렌즈계(124)와 일치하는 것이 바람직스럽다. 제1 실린더 미러(122)는 레이저 다이오드(112)로부터 빠른축 실린더 렌즈(114)를 통하여 입사되는 입사광을 평행광으로 하여 플라이아이 렌즈계(124)로 반사한다.

플라이아이 렌즈계(124)는 제1 실린더 미러(122)로부터 입사되는 입사광을 균일화하여 출사하게 되며, 후단에 위치한 제1 반사미러(126)는 균일화된 입사광을 제2 반사미러(128)로 반사한다.

이러한, 플라이아이 렌즈계(124)는 하나 또는 두개의 플라이아이 렌즈로 이루어져 있으며, 각각의 플라이아이 렌즈는 많은 수의 소형의 실린더 렌즈가 일렬로 부착되어 있으며, 두개의 플라이아이 렌즈를 사용할 경우에 서로 실린더 렌즈면이 외부에 위치하도록 형성할 수 있다.

다음으로, 플라이아이 렌즈계(124)의 후단에는 제1 반사미러(126)가 위치하여 플라이아이 렌즈계(124)를 통과한 광을 제2 반사미러(128)로 출사한다.

그러면, 제2 반사미러(128)는 제3 반사미러(130)로 광 경로를 변화시키게 되는데, 이때 제3 반사미러(130)는 제2 실린더 미러(132)에 대향하고 있기 때문에 입사되는 광을 제2 실린더 미러(132)로 반사한다.

그리고, 제2 실린더 미러(132)는 반사면이 실린더 포물면의 형상을 가지고 있으며, 메탈 미러(metallic curved mirror)나 유전 다층 미러(dielectric multi-layer mirror)나, 내부 전반사 미러(total internal reflection mirror)가 사용될 수 있으며, 거의 100%에 가깝게 반사하여야 한다. 또한, 제2 실린더 미러(132)은 제3 반시미러(130)에 대향하게 차폐 케이스(100)의 내벽에 부착되어 있으고, 전단의 초점면은 플라이아이 렌즈계(124)에 위치하여야 하며, 후단의 초점면은 출사 실린더 렌즈(134)에 일치한다. 제2 실린더 미러(132)는 제3 반사미러(130)에서 입사되는 광을 평행광으로 변화시켜 출사한다.

출사 실린더 렌즈(134)는 차폐 케이스(100)의 출력면(137)에 부착되어 있으며, 제2 실린더 미러(132)에서 출사되는 광을 집광한다.

한편, 차폐 케이스(100)의 외부에 위치하는 반사미러(138)은 출사 실린더 렌즈(134)를 통과한 광을 회절형 광변조기(140)에 입사시킨다.

한편, 회절형 광변조기(140)는 위에서 설명한 바와 같이 입사되는 선형광을 변조하여 여러 회절 차수를 가지는 회절광을 형성하여 출사한다.

도 6는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치의 구성 도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치는, 내부에 공동이 형성되어 있고, 내부에 형성된 공동을 외부의 광으로부터 차폐하기 위한 차폐 케이스(200), 차폐 케이스(200)의 입구에 부착되어 있으며, 출사면이 공동을 향하고 있는 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)(212), 레이저다이오드(212)의 앞면에 부착되어 있는 빠른축 실린더 렌즈(214), 레이저 다이오드(212)와 빠른축 실린더 렌즈(214)로 이루어진 광원계(216)를 차폐케이스(100)에 부착할 때 정합을 제공하기 위해 사용되는 정합 프리즘(218)을 포함하고 있으며, 차폐케이스(200)의 내부에는 두 개의 실린더 미러(222, 232), 8개의 반사미러(221, 223, 228, 230, 231-1, 231-2, 231-3, 233), 한 개의 플라이아이렌즈계(224), 플라이아이 렌즈계(224)의 후면에 위치하는 예각의 인접한 반사면(226, 227)을 가지고 있는 삼각 반사미러(225)를 구비하고 있다. 또한, 본원발명에 따른 다각 반사 조명 장치는, 차폐 케이스(200)의 출구에 부착되어 있는 출사 실린더 렌즈(234), 출사 실린더 렌즈(234)와 차폐케이스(200)의 정합을 제공하는 정합 프리즘(236)을 포함하고 있다.

그리고, 차폐 케이스(200)의 외부에 위치하고 있는 제4 반사미러(238), 반사미러(238)의 후단에 위치하는 회절형 광변조기(240)를 구비하고 있다.

여기의 제2 실시예가 제1 실시예와 다른점은 다수의 반사미러를 더 구비하여 광경로가 확보해야하는 광경로 길이를 확보할 수 있도록 한다.

그 예로, 레이저다이오드(214)에서 제1 실시예서 처럼 직접 제1 실린더 미러(222)로 입사되는 것이 아니라 도면부호 221의 반사미러를 거쳐 입사되도록 되어 충분한 광경로를 확보할 수 있도록 되어 있다. 또한, 제1 실린더 미러(222)에서 플라이아이 렌즈계(224)로 바로 입사되는 것이 아니라 도면부호 223의 반사미러를 통하여 입사되도록 한다. 또한, 플라이아이렌즈계(224)를 통과한 광은 후단의 삼각 반사미러(225)의 두반사면(226, 227)을 경유할 뿐만 아니라 제1 실시예의 2개보다 3개가 저 많은 제 5개의 반사미러(228, 230, 231-1, 231-2, 231-3)를 경유하도록 되어 충분한 광경로를 확보할 수 있도록 한다. 또한, 제2 실린더 미러(232)의 출사광이 도면부호 233의 반사미러를 거쳐 출사되도록 한다. 이처럼 본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 달리 여러개이 반사미러를 더 구비하여 요구되는 광경로를 충분히 확보할 수 있도록 되어 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치의 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치는, 제 2 실시예와 동일하게, 내부에 형성된 공동을 외부의 광으로부터 차폐하기 위한 차폐 케이스(300), 차폐 케이스(300)의 입구에 부착되어 있으며, 출사면이 공동을 향하고 있는 레이저다이오드(LD; Laser Diode)(312), 레이저다이오드(312)의 앞면에 부착되어 있는 빠른축 실린더 렌즈(314), 레이저 다이오드(312)와 빠른축 실린더 렌즈(314)로 이루어진 광원계(316)를 차폐케이스(300)에 부착할 때 정합을 제공하기 위해 사용되는 정합 프리즘(318)를 포함하고 있으며, 차폐케이스(300)의 내부에는 두개의 실린더 미러(322, 332), 8개의 반사미러(321, 323, 328, 330, 331-1, 331-2, 331-3, 333), 한개의 플라이아이렌즈계(324), 플라이아이 렌즈계(324)의 후면에 위치하는 반사 미러(326)을 구비하고 있다. 또한, 본원발명에 따른 다각 반사 조명 장치는, 차폐 케이스(300)의 출구에 부착되어 있는 출사 실린더 렌즈(334), 출사 실린더 렌즈(334)와 차폐케이스(300)의 정합을 제공하는 정합 프리즘(336)을 포함하고 있다.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다각 반사 조명 장치는, 각각의 미러가 16면의 차폐 케이스의 연속적인 16면에 위치하는 것이 아니라 홈이 형성되어 홈의 안쪽에 미러가 위치한다는 점이 특징이다. 이렇게 함으로 제2 실시예보다 더 긴 광경로를 확보할 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다각형 구조로 설계하여 공학계 전체 길이와 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다각 반사형 구조를 이용함으로 디스플레이 광학계가 온도변화에 따른 민감도가 적도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다각 반사형 구조를 이용함으로서 내부 부품이 없으므로 소형화 및 신뢰성이 우수한 디스플레이 광학계의 구현을 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다각 반사형 구조를 이용하여 일체형으로 제작함으로 서로 다른 전달매체간에 간섭이 없도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 일체형으로 구현하기 때문에 먼지가 습기에 장애가 거의 없는 디스플레이 광학계를 구현하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각각의 반사체에 입사하는 각이 작으므로 수차가 적은 효과가 있다.

Claims (6)

1. 프레임에 고정되어 있고, 내부에 공동이 형성되어 있으며, 공동의 내부로 광의 출입할 수 있도록 입력홀과 출력홀이 형성되어 있는 차폐 케이스;

   상기 차폐 케이스의 입력홀에 부착되어 있으며, 출사면이 공동 내부로 향하고 있어 광을 생성하여 공동 내부로 출사하는 광원;

   상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 광원에서 출사되어 입사되는 입사광이 평행광이 되도록 반사하는 제1 반사수단;

   상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 제1 반사수단에서 반사된 평행광을 균일화하여 출사하는 플라이아이렌즈계; 및

   상기 차폐 케이스의 공동 내부에 부착되어 있으며, 상기 플라이아이 렌즈계에서 반사된 입사광을 출력홀측으로 반사하는 제2 반사수단을 포함하여 이루어진 다각 반사 조명 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 차폐 케이스의 재료는 유리질 물질, 플라스틱, 단결정 반도체중 하나인 것을 특징으로 하는 다각 반사 조명 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원은, 레이저 다이오드, 고발광 LED(Superlminescent LED)중 하나인 것을 특징으로 하는 다각 반사 조명 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 차폐 케이스의 내벽에 부착되어 있으며, 상기 광원과 상기 제1 반사수단 사이에 위치하여 상기 광원으로부터 출사되는 광을 상기 제1 반사수단으로 반사하는 반사미러로 이루어진 제 3 반사수단을 더 포함하여 이루어진 다각 반사 조명 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 차폐 케이스의 내벽에 부착되어 있으며, 상기 제1 반사 수단과 상기 제2 반사수단 사이에 위치하여 상기 제1 반사수단으로부터 출사되는 광을 상기 제2 반사수단으로 반사하는 반사미러로 이루어진 제 4 반사수단을 더 포함하여 이루어진 다각 반사 조명 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라이아이 렌즈계는,

   복수의 실린더 표면이 연속적으로 부착되어 있는 하나 또는 두개의 플라이아이 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 다각 반사 조명 장치.

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