KR101262908B1 - X-cube type color combiner - Google Patents

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KR101262908B1 KR1020110106438A KR20110106438A KR101262908B1 KR 101262908 B1 KR101262908 B1 KR 101262908B1 KR 1020110106438 A KR1020110106438 A KR 1020110106438A KR 20110106438 A KR20110106438 A KR 20110106438A KR 101262908 B1 KR101262908 B1 KR 101262908B1
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Abstract

본 발명은 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 관한 것으로, 제1 입사부, 제1 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제1 삼각 프리즘과, 제2 입사부, 제1 반사/투과막, 제2 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제2 삼각 프리즘과, 제3 입사부, 제2 반사/투과막, 제3 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제3 삼각 프리즘과, 출사부, 제3 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제4 삼각 프리즘이 결합되는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 있어서, 상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘의 상단면 및 하단면에 광 손실을 최소화하기 위하여 상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘보다 반사율이 높은 물질로 된 고반사막이 각각 형성됨으로써, 다양한 색을 구현하기 위해 3색 광원의 결합 시 광 손실을 줄이고 광 이용효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an X-cube type illumination light synthesizing apparatus, comprising: a first triangular prism having one surface of a first incident part, a first reflective / transmissive film, and a fourth reflective / transmitted film, and a second incident part, a first incident part; A second triangular prism each having a reflection / transmission film and a second reflection / transmission film on one surface, a third triangular prism having a third incident portion, a second reflection / transmission film, and a third reflection / transmission film on one surface; And a fourth triangular prism having an exit portion, a third reflective / transmissive film, and a fourth triangular prism having a fourth reflective / transmissive film as one surface, the X-cube type illumination light synthesizing apparatus, wherein the upper surfaces of the first to fourth triangular prisms And a high reflection film made of a material having a higher reflectance than the first to fourth triangular prisms, respectively, to minimize light loss on the bottom surface, thereby reducing light loss when combining three color light sources and using light to realize various colors. The effect that can maximize efficiency The.

Description

엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치{X-CUBE TYPE COLOR COMBINER}X-cube type light synthesis device {X-CUBE TYPE COLOR COMBINER}

본 발명은 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 색을 구현하기 위해 3색 광원의 결합 시 광 손실을 줄이고 광 이용효율을 극대화하기 위한 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-cube type illumination light synthesizing apparatus, and more particularly, to an X-cube type illumination light synthesizing apparatus for reducing light loss and maximizing light utilization efficiency when combining three color light sources to realize various colors. will be.

일반적으로, 기존의 조명광 예컨대, 발광다이오드(LED)의 색 결합을 위해서는 광 터널(light tunnel) 혹은 엑스 큐브 글래스(X-cube glass)를 사용한다. 광 터널 방식은 3색 광원이 한 쪽 면을 향에 빛을 보내고 그 모인 빛이 광 터널을 지나면서 색 결합을 통해 원하는 색상의 구현이 가능하게 한다.In general, a light tunnel or X-cube glass is used for color coupling of existing illumination light, for example, a light emitting diode (LED). In the light tunnel method, three-color light sources send light toward one side, and the collected light passes through the light tunnel to achieve desired colors through color combining.

그러나, 3색의 조명광이 한 면에 집적되어야 하기 때문에 광 출력 및 광 효율 측면에서 제한이 있어 충분한 광 출력을 얻을 수 없으며, 색 결합이 충분히 이루어지기 위해서는 터널의 길이가 충분히 보장되어야 하기 때문에 소형화에 제약이 있다.However, since the illumination light of three colors must be integrated on one side, there are limitations in terms of light output and light efficiency, so that sufficient light output cannot be obtained. There is a restriction.

한편, 엑스 큐브 글래스 방식은 특정 파장을 반사시키는 2개의 글래스 판을 X형태로 교차시켜 제작되는 것으로, 조명광과 글래스 사이의 거리에서 광 손실이 발생하며, 입사면과 수직한 방향의 면들로의 광 손실이 발생하여 광 이용효율이 저하되는 단점이 있다. 또한, 입사하는 3가지 색상이 각기 다른 색의 입사면 쪽으로 투과되어 나가면서 광 손실이 더 커지게 된다.
On the other hand, the X-cube glass method is produced by intersecting two glass plates reflecting a specific wavelength in an X shape, and light loss occurs at the distance between the illumination light and the glass, and the light toward the planes perpendicular to the incident surface. There is a disadvantage that the loss occurs, the light utilization efficiency is lowered. In addition, the light loss is greater as three incident colors are transmitted toward the incident surface of different colors.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 색을 구현하기 위해 3색 광원의 결합 시 광 손실을 줄이고 광 이용효율을 극대화하기 위한 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치를 제공하는데 있다.
The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an X-cube-type illumination light synthesizing apparatus for maximizing the light utilization efficiency and light loss when combining the three color light source to implement a variety of colors To provide.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 제1 입사부, 제1 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제1 삼각 프리즘과, 제2 입사부, 제1 반사/투과막, 제2 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제2 삼각 프리즘과, 제3 입사부, 제2 반사/투과막, 제3 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제3 삼각 프리즘과, 출사부, 제3 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제4 삼각 프리즘이 결합되는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 있어서, 상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘의 상단면 및 하단면에 광 손실을 최소화하기 위하여 상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘보다 반사율이 높은 물질로 된 고반사 박막이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치를 제공하는 것이다.According to an aspect of the present invention, a first triangular prism having a first incident part, a first reflection / transmission film, and a fourth reflection / transmission film on one surface thereof, a second incident part, and a first A second triangular prism each having a reflection / transmission film and a second reflection / transmission film on one surface, a third triangular prism having a third incident portion, a second reflection / transmission film, and a third reflection / transmission film on one surface; And a fourth triangular prism having an exit portion, a third reflective / transmissive film, and a fourth triangular prism having a fourth reflective / transmissive film as one surface, the X-cube type illumination light synthesizing apparatus, wherein the upper surfaces of the first to fourth triangular prisms And a high reflection thin film made of a material having a higher reflectance than the first to fourth triangular prisms in order to minimize light loss on the bottom surface.

여기서, 상기 제1 입사부에 형성되며, 제1 색의 조명광을 투과시키고, 제2 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 제1 코팅막; 상기 제2 입사부에 형성되며, 제2 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 제2 코팅막; 및 상기 제3 입사부에 형성되며, 제3 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제2 색의 조명광을 반사시키는 제3 코팅막이 더 구비됨이 바람직하다.Here, the first coating film is formed in the first incident portion, and transmits the illumination light of the first color, and reflects the illumination light of the second and third colors; A second coating layer formed on the second incidence part and transmitting illumination light of a second color, and reflecting illumination light of first and third colors; And a third coating film formed on the third incidence part and transmitting illumination light of a third color, and reflecting illumination light of the first and second colors.

바람직하게, 상기 제1 내지 제3 입사부에 레진을 이용하여 제1 내지 제3 색의 조명광을 출사하는 제1 내지 제3 발광부가 각각 고정될 수 있다.Preferably, the first to third light emitting parts for emitting the illumination light of the first to third colors by using the resin in the first to the third incident part may be fixed.

바람직하게, 상기 제1 내지 제3 발광부의 파장 범위는 각각 600nm∼650nm, 510nm∼550nm 및 440nm∼480nm로 이루어질 수 있다.Preferably, the wavelength ranges of the first to third light emitting parts may be 600 nm to 650 nm, 510 nm to 550 nm, and 440 nm to 480 nm, respectively.

바람직하게, 상기 제4 삼각 프리즘의 출사부에 무반사 나노구조가 집적될 수 있다.Preferably, the anti-reflective nanostructure may be integrated in the exit portion of the fourth triangular prism.

바람직하게, 상기 제4 삼각 프리즘의 출사부와 대향하는 면에 무반사 나노구조가 집적될 수 있다.Preferably, the anti-reflective nanostructure may be integrated on the surface of the fourth triangular prism facing the exit portion.

바람직하게, 상기 고반사 박막은 모든 파장 대역에서 반사특성이 우수한 금속 박막으로 이루어질 수 있다.
Preferably, the high reflection thin film may be formed of a metal thin film having excellent reflection characteristics in all wavelength bands.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 따르면, 4개의 삼각 프리즘이 서로 결합되어 엑스 큐브 프리즘 형태로 구성되고, 그 상단면 및 하단면에 고반사막을 형성함으로써, 광 터널과 같은 효과를 줌과 동시에 상단면과 하단면으로 손실되는 빛의 양을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus of the present invention as described above, four triangular prisms are combined with each other to form an X-cube prism, and by forming a high reflection film on the upper and lower surfaces thereof, The same effect can be achieved while minimizing the amount of light lost to the top and bottom surfaces.

또한, 본 발명에 따르면, 3개의 입사부와 하나의 출사부를 갖는 4개의 삼각 프리즘이 서로 결합되어 엑스 큐브 프리즘 형태로 구성되고, 출사부에 무반사 나노구조를 집적함으로써, 광 손실을 더욱더 줄일 수 있으며, 공기와 물질 사이에서 발생하는 프레넬 반사(Fresnel reflection)를 효과적으로 억제할 수 있는 이점이 있다.Further, according to the present invention, four triangular prisms having three incidence portions and one emission portion are combined with each other to form an X cube prism, and by integrating an antireflective nanostructure at the emission portion, light loss can be further reduced. In addition, there is an advantage that it is possible to effectively suppress the Fresnel reflection generated between the air and the material.

또한, 본 발명에 따르면, 3개의 입사부에 각각 코팅막 즉, 반사/투과막을 형성하고, 3개의 입사부에 봉지재(예컨대, 레진 등)를 이용하여 발광부(예컨대, LED)를 각각 결합함으로써, 광 손실 저하 및 공기와 물질 사이의 프레넬 반사(Fresnel reflection)가 줄어들어 광 이용효율이 향상될 뿐만 아니라 발광부와 조명광 합성장치의 결합효율이 증대될 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, by forming a coating film, i.e., a reflection / transmission film, respectively at three incidence portions, and combining the light emitting portions (e.g., LEDs) with the three incidence portions using an encapsulant (e.g., resin). In addition, the light loss is reduced and the Fresnel reflection between the air and the material is reduced, thereby improving the light utilization efficiency and increasing the coupling efficiency of the light emitting unit and the illumination light synthesizing apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 4개의 삼각 프리즘이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 4개의 삼각 프리즘이 결합된 상태를 나타낸 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 고반사막이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 고반사막이 결합된 상태를 나타낸 결합 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 3개의 코팅막이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 무반사 나노구조가 집적된 상태를 나타낸 평면도 및 측면도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a state in which four triangular prisms applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention are separated.
2 is a perspective view illustrating a combined state of four triangular prisms applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view showing a state in which the high reflection film applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a combined state of the high reflection film applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exploded perspective view showing a state in which three coating films applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention are separated.
6 is a plan view and a side view showing a state in which an antireflective nanostructure is integrated in an X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 조명광 합성장치는 엑스 큐브 프리즘 방식을 기본으로 하여 3색의 조명광을 결합하는 것으로서, 6면체로 구성된 엑스 큐브 프리즘 구조를 가지며, 4개의 삼각 프리즘이 결합하여 2개의 반사면이 X자 형태로 교차하도록 형성된 것을 특징으로 한다.First, the illumination light synthesizing apparatus according to the present invention combines three colors of illumination light on the basis of the X-cube prism method, and has an X-cube prism structure composed of six-sided cubes. Characterized in that formed to cross in the X-shape.

또한, 상기 6면체로 구성된 엑스 큐브 프리즘의 6면 중에서 측면에 해당하는 3면은 3색의 조명광의 입사부이며, 상단면과 하단면은 광 손실을 최소화하기 위한 고반사 박막으로 구성되어 있으며, 나머지 면인 출사부는 나오는 빛의 손실이 없도록 무반사 나노구조를 집적할 수 있다.In addition, among the six surfaces of the hexagonal cube cube prism three sides corresponding to the three sides of the incident light of the three colors of illumination light, the upper surface and the lower surface is composed of a high reflection film to minimize the light loss, The other side, the exit, can integrate antireflective nanostructures so that no light is lost.

이때, 상기 고반사 박막은 모든 파장 대역에서 반사특성이 우수한 금속 박막으로 형성됨이 바람직하다.
In this case, the high reflection thin film is preferably formed of a metal thin film having excellent reflection characteristics in all wavelength bands.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 4개의 삼각 프리즘이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 4개의 삼각 프리즘이 결합된 상태를 나타낸 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 고반사막이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 고반사막이 결합된 상태를 나타낸 결합 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing four triangular prisms applied to the X-cube-type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an X-cube-type illumination light according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view illustrating a combined state of four triangular prisms applied to the synthesizing apparatus, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing a state in which the high reflection film applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention is separated. 4 is a perspective view showing a combined state of the high reflection film applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치는, 크게 4개의 제1 내지 제4 삼각 프리즘(100 내지 400)이 서로 결합하여 6면체의 엑스 큐브 방식의 프리즘(500)으로 이루어지는 바, 제1 내지 제3 색(예컨대, 그린(Green, G), 레드(Red, R) 및 블루(Blue, B))이 입사하는 제1 내지 제3 입사부(110 내지 310)와 제1 내지 제4 반사/투과막(10 내지 40)으로 구성되어 있다.1 to 4, in the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention, four first to fourth triangular prisms 100 to 400 are coupled to each other to form a hexagonal X-cube. The first to third incidence portions of which the first to third colors (for example, Green, G, Red, R, and Blue, B) are incident to the prism 500 of the type 110 to 310 and the first to fourth reflective / transmissive films 10 to 40.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치는, 제1 입사부(110), 제1 반사/투과막(10), 제4 반사/투과막(40)을 각각 한 면으로 하는 제1 삼각 프리즘(100)과, 제2 입사부(210), 제1 반사/투과막(10), 제2 반사/투과막(20)을 각각 한 면으로 하는 제2 삼각 프리즘(200)과, 제3 입사부(310), 제2 반사/투과막(20), 제3 반사/투과막(30)을 각각 한 면으로 하는 제3 삼각 프리즘(300)과, 출사부(410), 제3 반사/투과막(30), 제4 반사/투과막(40)을 각각 한 면으로 하는 제4 삼각 프리즘(400)이 결합되는 엑스 큐브 방식의 프리즘(500) 구조로 구성되어 있다.That is, in the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention, one surface of the first incident part 110, the first reflection / transmission film 10, and the fourth reflection / transmission film 40 is formed. The second triangular prism 100 having the first triangular prism 100, the second incident part 210, the first reflective / transmissive film 10, and the second reflective / transmissive film 20 as one surface, respectively. ), The third triangular prism 300 having the third incident part 310, the second reflective / transmitting film 20, and the third reflective / transmitting film 30 on one surface, and the emitting part 410. The fourth triangular prism 400 having the third reflective / transmissive layer 30 and the fourth reflective / transmissive layer 40 as one surface is coupled to the X-cube prism 500 structure.

이때, 제1 내지 제4 반사/투과막(10 내지 40)을 공유하는 제1 내지 제4 삼각 프리즘(100 내지 400)은 그 반사/투과막이 각기 결합되어, 하나의 프리즘(500)을 이루는데, 제1 내지 제4 반사/투과막(10 내지 40)은 엑스(X) 구조로 이루어진다.In this case, the first to fourth triangular prisms 100 to 400 sharing the first to fourth reflective / transmissive layers 10 to 40 may be combined with each other to form one prism 500. The first to fourth reflective / transmissive films 10 to 40 have an X structure.

또한, 제1 반사/투과막(10) 또는 제3 반사/투과막(30)은 제1 색은 반사시키고, 제2 및 제3 색은 투과시킴이 바람직하며, 제2 반사/투과막(20) 또는 제4 반사/투과막(40)은 제3 색은 반사시키고, 제1 및 제2 색은 투과시킴이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first reflection / transmission film 10 or the third reflection / transmission film 30 reflects the first color, and transmits the second and third colors, and the second reflection / transmission film 20 Or the fourth reflective / transmissive film 40 reflects the third color and transmits the first and second colors.

특히, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 적용된 제1 내지 제4 삼각 프리즘(100 내지 400)이 결합된 하나의 프리즘(500)의 상단면 및 하단면에 광 손실을 최소화하기 위하여 제1 내지 제4 삼각 프리즘(100 내지 400)보다 반사율이 높은 물질로 된 고반사 박막(50a 및 50b)이 각각 형성되어 있다.In particular, as shown in FIGS. 3 and 4, light is applied to the top and bottom surfaces of one prism 500 to which the first to fourth triangular prisms 100 to 400 applied in one embodiment of the present invention are coupled. In order to minimize the loss, high reflective thin films 50a and 50b made of a material having a higher reflectance than the first to fourth triangular prisms 100 to 400 are formed, respectively.

이러한 고반사 박막(50a 및 50b)은 광 터널(Light tunnel)과 같은 효과를 줌과 동시에 엑스 큐브 방식의 프리즘(500)의 상단면과 하단면으로 손실되는 빛의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The highly reflective thin films 50a and 50b have an effect such as a light tunnel and minimize the amount of light lost to the top and bottom surfaces of the X-cube prism 500. have.

또한, 고반사 박막(50a 및 50b)은 모든 파장 대역에서 반사특성이 우수한 금속 박막으로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the highly reflective thin films 50a and 50b are preferably made of a metal thin film having excellent reflection characteristics in all wavelength bands.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 적용된 3개의 코팅막이 분리된 상태를 나타낸 분리 사시도로서, 제1 내지 제3 입사부(110 내지 310)에 반사/투과막 즉, 제1 내지 제3 코팅막(60 내지 80)을 추가적으로 형성하여 입사하는 빛의 파장을 제외한 나머지 파장의 빛을 반사하도록 함으로써 프리즘(500) 내의 광 손실은 더욱 적어질 수 있다.FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a state in which three coating films applied to the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention are separated, and are reflected / transmitted on the first to third incident portions 110 to 310. That is, the light loss in the prism 500 may be further reduced by additionally forming the first to third coating layers 60 to 80 to reflect light having a wavelength other than the wavelength of incident light.

즉, 제1 코팅막(60)은 제1 입사부(110)에 형성되며, 제1 색의 조명광을 투과시키고, 제2 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 기능을 수행한다. 제2 코팅막(70)은 제2 입사부(210)에 형성되며, 제2 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 기능을 수행한다. 제3 코팅막(80)은 제3 입사부(310)에 형성되며, 제3 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제2 색의 조명광을 반사시키는 기능을 수행한다.That is, the first coating layer 60 is formed on the first incident part 110 to transmit the illumination light of the first color and to reflect the illumination light of the second and third colors. The second coating layer 70 is formed on the second incident part 210 to transmit the illumination light of the second color and to reflect the illumination light of the first and third colors. The third coating layer 80 is formed on the third incident part 310, and transmits the illumination light of the third color and reflects the illumination light of the first and second colors.

따라서, 무편광이 입사하여 제1 내지 제4 반사/투과막(10 내지 40)에서 반사된 광이 제1 내지 제3 입사부(110 내지 310)에 구비된 제1 내지 제3 코팅막(60 내지 80)에 의하여 다시 반사되어 출사부(410)로 모아주게 됨으로써 전체적인 효율 향상을 꾀할 수 있다.Accordingly, the first to third coating layers 60 to 40 having the unpolarized light incident and the light reflected by the first to fourth reflection / transmitting layers 10 to 40 are provided at the first to third incidence portions 110 to 310. Reflected by the 80 again and collected by the exit unit 410 can improve the overall efficiency.

한편, 제1 색은 그린(Green, G), 제2 색은 레드(Red, R), 제3 색은 블루(Blue, B) 일 때, 제1 입사부(110)는 그린투과/레드,블루 반사 코팅막, 제2 입사부(210)는 레드투과/그린,블루 반사 코팅막, 제3 입사부(310)는 블루투과/레드,그린 반사 코팅막으로 형성될 수 있다.On the other hand, when the first color is Green (G), the second color is Red (R), and the third color is Blue (B), the first incident part 110 is green-transmitted / red, The blue reflective coating layer, the second incident portion 210 may be formed of a red transparent / green, blue reflective coating layer, and the third incident portion 310 may be formed of the blue transparent / red, green reflective coating layer.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 무반사 나노구조가 집적된 상태를 나타낸 평면도 및 측면도로서, 제1 내지 제3 입사부(110 내지 310)에 봉지재(90) 예컨대, 레진(Resin) 등의 물질을 이용하여 제1 내지 제3 색의 조명광을 출사하는 제1 내지 제3 발광부(예컨대, LED)(L1 내지 L3)가 각각 고정됨으로써, 공기와 물질 사이의 프레넬 반사(Fresnel reflection)가 줄어들어 광 이용효율이 더욱 극대화 될 수 있다.FIG. 6 is a plan view and a side view illustrating a state in which an anti-reflective nanostructure is integrated in the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention, and the encapsulant 90 in the first to third incident portions 110 to 310. For example, the first to third light emitting units (eg, LEDs) L1 to L3 which emit illumination light of the first to third colors by using a material such as resin, may be fixed to each other. The Fresnel reflection of the light is reduced to maximize the light utilization efficiency.

이때, 제1 내지 제3 발광부(L1 내지 L3)의 파장 범위는 각각 약 600nm∼650nm, 약 510nm∼550nm 및 약 440nm∼480nm로 이루어짐이 바람직하다.In this case, the wavelength range of the first to third light emitting parts L1 to L3 is preferably about 600 nm to 650 nm, about 510 nm to 550 nm, and about 440 nm to 480 nm, respectively.

더욱이, 제4 삼각 프리즘(400)의 출사부(410)에 추가적으로 무반사 나노구조(420)가 집적됨으로써, 프레넬 반사를 억제할 수 있는 효과를 제공하고, 광 손실을 줄이며 광 이용효율을 극대화할 수 있다.In addition, the antireflective nanostructure 420 is additionally integrated in the exit portion 410 of the fourth triangular prism 400, thereby providing an effect of suppressing Fresnel reflection, reducing light loss and maximizing light utilization efficiency. Can be.

한편, 무반사 나노구조(420)가 집적된 출사부(410)와 대향하는 면 즉, 제2 삼각 프리즘(200)의 제2 입사부(210)에도 무반사 나노구조(220)를 더 구비할 수도 있다. 이러한 무반사 나노구조(220, 420)는 예컨대, 건식 혹은 습식 식각으로 형성되거나, 예컨대, 금속 나노입자 혹은 나노 잉크 방식으로 형성될 수 있다.
Meanwhile, the non-reflective nanostructure 220 may be further provided on the surface of the second triangular prism 200, that is, the surface facing the exit portion 410 on which the antireflective nanostructure 420 is integrated. . The antireflective nanostructures 220 and 420 may be formed by, for example, dry or wet etching, or may be formed by, for example, metal nanoparticles or nano ink.

전술한 본 발명에 따른 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Although a preferred embodiment of the X-cube type illumination light synthesizing apparatus according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications are made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible to carry out by this and this also belongs to the present invention.

100 : 제1 삼각 프리즘,
110 : 제1 입사부,
200 : 제2 삼각 프리즘,
210 : 제2 입사부,
300 : 제3 삼각 프리즘,
310 : 제3 입사부,
400 : 제4 삼각 프리즘,
410 : 출사부100: first triangular prism,
110: first incident part,
200: second triangular prism,
210: second incident part,
300: third triangular prism,
310: third incident part,
400: fourth triangular prism,
410: exit section

Claims (7)

제1 입사부, 제1 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제1 삼각 프리즘과, 제2 입사부, 제1 반사/투과막, 제2 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제2 삼각 프리즘과, 제3 입사부, 제2 반사/투과막, 제3 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제3 삼각 프리즘과, 출사부, 제3 반사/투과막, 제4 반사/투과막을 각각 한 면으로 하는 제4 삼각 프리즘이 결합되는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치에 있어서,
상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘의 상단면 및 하단면에 광 손실을 최소화하기 위하여 상기 제1 내지 제4 삼각 프리즘보다 반사율이 높은 물질로 된 고반사 박막이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
A first triangular prism having the first incident part, the first reflection / transmission film, and the fourth reflection / transmission film as one surface, and the second incident part, the first reflection / transmission film, and the second reflection / transmission film, respectively A second triangular prism to be used, a third triangular prism having a third incident portion, a second reflection / transmission film, and a third reflection / transmission film on one surface, and an exit portion, a third reflection / transmission film, and a fourth reflection In the X-cube-type illumination light synthesizing apparatus in which a fourth triangular prism having a transmissive film on one side is combined,
X-cube method characterized in that each of the high reflective thin film is formed of a material having a higher reflectance than the first to fourth triangular prism in order to minimize the light loss on the top and bottom surfaces of the first to fourth triangular prism Lighting light synthesis apparatus.
제1 항에 있어서,
상기 제1 입사부에 형성되며, 제1 색의 조명광을 투과시키고, 제2 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 제1 코팅막;
상기 제2 입사부에 형성되며, 제2 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제3 색의 조명광을 반사시키는 제2 코팅막; 및
상기 제3 입사부에 형성되며, 제3 색의 조명광을 투과시키고, 제1 및 제2 색의 조명광을 반사시키는 제3 코팅막이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
The method according to claim 1,
A first coating layer formed on the first incident part and transmitting illumination light of a first color and reflecting illumination light of a second and third color;
A second coating layer formed on the second incidence part and transmitting illumination light of a second color, and reflecting illumination light of first and third colors; And
And a third coating layer formed on the third incidence part and transmitting illumination light of a third color and reflecting illumination light of a first color and a second color.
제1 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 입사부에 레진을 이용하여 제1 내지 제3 색의 조명광을 출사하는 제1 내지 제3 발광부가 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
The method according to claim 1,
The X-cube type illumination light synthesizing apparatus, characterized in that the first to third light emitting parts for emitting the first to third colors of illumination light by using a resin in the first to third incidence portion is fixed.
제3 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 발광부의 파장 범위는 각각 600nm∼650nm, 510nm∼550nm 및 440nm∼480nm인 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
The method of claim 3,
The wavelength range of the first to third light emitting unit is 600 nm to 650 nm, 510 nm to 550 nm and 440 nm to 480 nm, respectively.
제1 항에 있어서,
상기 제4 삼각 프리즘의 출사부에 무반사 나노구조가 집적되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
The method according to claim 1,
An x-cube type illumination light synthesizing apparatus, characterized in that the anti-reflective nanostructure is integrated in the exit portion of the fourth triangular prism.
제5 항에 있어서,
상기 제4 삼각 프리즘의 출사부와 대향하는 면에 무반사 나노구조가 집적되는 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.
6. The method of claim 5,
An x-cube type illumination light synthesizing apparatus characterized in that the anti-reflective nanostructure is integrated on the surface facing the exit portion of the fourth triangular prism.
제1 항에 있어서,
상기 고반사 박막은 모든 파장 대역에서 반사특성이 우수한 금속 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 엑스 큐브 방식의 조명광 합성장치.The method according to claim 1,
The high reflection thin film is X-cube type illumination light synthesizing apparatus, characterized in that made of a metal thin film having excellent reflection characteristics in all wavelength bands.
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CN108873280B (en) * 2018-06-04 2023-09-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 Off-axis catadioptric medium-long wave infrared system based on spherical reflector
JP6939727B2 (en) * 2018-07-18 2021-09-22 セイコーエプソン株式会社 Image display module and image display device
JP2021124527A (en) * 2020-01-31 2021-08-30 セイコーエプソン株式会社 Image light generation module and image display unit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11143636A (en) 1997-11-11 1999-05-28 Seiko Epson Corp Projection optical system with infrared plotting input function and display device

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