KR101916788B1 - Colour Synthesizing Apparatus - Google Patents

Colour Synthesizing Apparatus

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KR101916788B1
KR101916788B1 KR1020170155401A KR20170155401A KR101916788B1 KR 101916788 B1 KR101916788 B1 KR 101916788B1 KR 1020170155401 A KR1020170155401 A KR 1020170155401A KR 20170155401 A KR20170155401 A KR 20170155401A KR 101916788 B1 KR101916788 B1 KR 101916788B1
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이동훈
박성종
황지수
유재근
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한국표준과학연구원
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Abstract

Provided in the present invention is a color synthesizing device. The color synthesizing device comprises: a white light source for outputting a collimated beam; a line beam generator for receiving the collimated beam and generating a line beam spatially separated in accordance with a wavelength; a first parabolic mirror for receiving the line beam provided by the line beam generator and providing parallel light; a second parabolic mirror for receiving the parallel light of the first parabolic mirror and focusing the received light on a focal point; a spatial variable spectral filter disposed between the first parabolic mirror and the second parabolic mirror for transmitting different wavelengths in accordance with a position; and a spatial light modulator disposed between the spatial variable spectral filter and the second parabolic mirror to provide different transmittances depending on the position.

Description

칼라 합성 장치{Colour Synthesizing Apparatus} COLOR SYNTHESIZING APPARATUS

본 발명은 칼라 합성 장치에 관한 것으로, 임의의 스펙트럴 분포가 임의로 제어 가능한 칼라 합성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a color synthesizer, and to a color synthesizer capable of arbitrarily controlling any spectral distribution.

칼라와 비전 실험을 위하여, 스펙트럴 분포가 임의로 제어 가능한 광원은 매우 유용하다. 예를 들어, 인간 색 인지(human colour perception)의 메타메리즘(metamerism)은 높은 정밀도에서 스펙트럴 분포가 임의로 제어 가능한 광원을 이용하여 연구될 수 있다.For color and vision experiments, light sources with arbitrarily controllable spectral distribution are very useful. For example, the metamerism of human color perception can be studied using a light source with a high degree of precision and a spectral distribution can be arbitrarily controlled.

또한, 카메라의 성능은 정밀한 칼라 합성기(colour synthesizer)와 같은 광원을 사용하여 정밀하게 시험될 수 있다.The performance of the camera can also be precisely tested using a light source such as a precision color synthesizer.

원리적으로, 우리는 하나의 타겟 영역에서 서로 다른 파장의 복수의 단색 광원들의 혼합(mixing)에 의하여 칼라 합성기를 구성할 수 있다. 각 단색광원의 강도를 제어함에 따라, 우리는 타켓 영역에서 임의의 스펙트럴 분포를 발생시킬 수 있다. In principle, we can construct a color synthesizer by mixing a plurality of monochromatic light sources of different wavelengths in one target region. By controlling the intensity of each monochromatic light source, we can generate an arbitrary spectral distribution in the target area.

제어 가능한 단색 광원의 개수와 각 단색 광원의 최대 강도는 스펙트럴 해상도(spectral resolution)와 다이나믹 레인지(dynamic range)와 같은 성능을 제한다. 또한, 우리는 전체적인 효율 및 비용을 고려하여야 한다.The number of controllable monochromatic light sources and the maximum intensity of each monochromatic light source remove performance such as spectral resolution and dynamic range. In addition, we must consider the overall efficiency and cost.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 간단한 구조로 임의의 칼라 합성을 제공하는 칼라 합성 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a color synthesizing apparatus which provides arbitrary color synthesis with a simple structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치는, 시준빔을 출력하는 백색 광원; 상기 시준빔을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔을 생성하는 라인빔 발생기; 상기 라인빔 발생기가 제공하는 상기 라인빔을 제공받아 평행광을 제공하는 제1 포물선 거울; 상기 제1 포물선 거울의 평행광을 제공받아 그 초점에 집속하는 제2 포물선 거울; 상기 제1 포물선 거울과 상기 제2 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터; 및 상기 공간 가변 스펙트럴 필터와 상기 제2 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기;를 포함한다.A color synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a white light source for outputting a collimated beam; A line beam generator for receiving the collimated beam and generating a line beam spatially separated according to a wavelength; A first parabolic mirror for receiving the line beam provided by the line beam generator and providing parallel light; A second parabolic mirror that receives parallel light of the first parabolic mirror and focuses on the focal point; A spatial variable spectral filter disposed between the first parabolic mirror and the second parabolic mirror for transmitting different wavelengths according to the position; And a spatial light modulator disposed between the spatial variable spectral filter and the second parabolic mirror to provide different transmittances depending on the position.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는, 제1 방향으로 편광된 제1 편광판; 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 편광된 제2 편광판; 및 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된 선형 배열된 액정 소자 어레이를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial light modulator comprises: a first polarizer polarized in a first direction; A second polarizer polarized in a second direction perpendicular to the first direction; And a linearly arranged liquid crystal device array disposed between the first polarizing plate and the second polarizing plate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 중성 밀도 필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the spatial light modulator may be a neutral density filter having different transmissivities depending on positions.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 라인 마스크 패턴 또는 홀 마스크 패턴일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial light modulator may be a line mask pattern or a hole mask pattern that provides different transmittances depending on positions.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 백색 광원은 수퍼컨티넘 광원일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the white light source may be a super-con- tinent light source.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 광섬유, 확산판, 또는 적분구 중에서 하나를 더 포함하고, 상기 광섬유의 일단, 상기 환산판, 또는 상기 적분구의 입구는 상기 제2 포물선 거울의 초점에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the optical fiber further comprises one of an optical fiber, a diffusion plate, or an integrating sphere, and one end of the optical fiber, the conversion plate, or an entrance of the integrating sphere may be disposed at a focal point of the second parabolic mirror have.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 가변 스펙트럴 필터는 선형 가변 밴드패스 필터 또는 두 개의 선형 가변 에지 필터의 조합(two linearly variable edge filters)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial variable spectral filter may be a linear variable bandpass filter or a combination of two linearly variable edge filters.

본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치는, 시준빔을 출력하는 백색 광원; 상기 시준빔을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔을 생성하는 라인빔 발생기; 상기 라인빔 발생기가 제공하는 상기 라인 빔을 제공받아 초점에 집속하는 포물선 거울; 상기 라인빔 발생기과 상기 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터; 및 상기 공간 가변 스펙트럴 필터와 상기 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기;를 포함한다.A color synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a white light source for outputting a collimated beam; A line beam generator for receiving the collimated beam and generating a line beam spatially separated according to a wavelength; A parabolic mirror for receiving the line beam provided by the line beam generator and focusing the focused line beam; A spatial variable spectral filter disposed between the line beam generator and the parabolic mirror for transmitting different wavelengths according to a position; And a spatial light modulator disposed between the spatial variable spectral filter and the parabolic mirror to provide different transmittances depending on the position.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는, 제1 방향으로 편광된 제1 편광판; 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 편광된 제2 편광판; 및 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된 선형 배열된 액정 소자 어레이를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial light modulator comprises: a first polarizer polarized in a first direction; A second polarizer polarized in a second direction perpendicular to the first direction; And a linearly arranged liquid crystal device array disposed between the first polarizing plate and the second polarizing plate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 중성 밀도 필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the spatial light modulator may be a neutral density filter having different transmissivities depending on positions.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 라인 마스크 패턴 또는 홀 마스크 패턴일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial light modulator may be a line mask pattern or a hole mask pattern that provides different transmittances depending on positions.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 백색 광원은 수퍼컨티넘 광원일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the white light source may be a super-con- tinent light source.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 광섬유, 확산판, 또는 적분구 중에서 하나를 더 포함하고, 상기 광섬유의 일단, 상기 환산판, 또는 상기 적분구의 입구는 상기 포물선 거울의 초점에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the optical fiber further includes one of an optical fiber, a diffusion plate, and an integrating sphere, and one end of the optical fiber, the conversion plate, or an entrance of the integrating sphere may be disposed at a focal point of the parabolic mirror.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 가변 스펙트럴 필터는 선형 가변 밴드패스 필터 또는 두 개의 선형 가변 에지 필터의 조합(two linearly variable edge filters)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spatial variable spectral filter may be a linear variable bandpass filter or a combination of two linearly variable edge filters.

본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치는, 단한 구조로 임의의 칼라 합성을 제공할 수 있다.The color synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention can provide arbitrary color synthesis with a simple structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 칼라 합성 장치의 선형 가변 밴드 패스 필터를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 칼라 합성 장치의 공간 광 변조기를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 칼라 합성 장치의 파장/위치에 따른 강도/투과도를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 가변 스펙트럴 필터를 설명하는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 공간 광 변조기를 설명하는 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치들을 설명하는 개념도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 백색 광원의 스펙트럼 분포를 나타내는 실험 결과이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터의 스펙트럼 특성을 나타내는 실험 결과이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.1 is a conceptual diagram illustrating a color synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining a linear variable bandpass filter of the color synthesizing apparatus of Fig. 1. Fig.
3 is a view for explaining a spatial light modulator of the color synthesizing apparatus of FIG.
4 is a conceptual diagram for explaining the intensity / transmittance according to the wavelength / position of the color synthesizer of FIG.
5 is a diagram illustrating a spatial variable spectral filter according to another embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating the spatial light modulator according to another embodiment of the present invention.
7A and 7B are conceptual diagrams illustrating color synthesizing apparatuses according to another embodiment of the present invention.
8 is an experimental result showing a spectrum distribution of a white light source of a color synthesizer according to an embodiment of the present invention.
9 is an experimental result showing spectral characteristics of a spatial variable spectral filter of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
10A and 10B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
11A and 11B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
12A and 12B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
13A and 13B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 우리는 컴팩트하고 효율적인 칼라합성 장치를 제안한다. 상기 칼라합성 장치는 스펙트럴 분포를 임의로 제어할 수 있다. 하나의 백색광원(white-light source)이 사용되고, 백색 광원의 스펙트럼은 공간 가변 스펙트럴 필터(spatially variable spectral filter)를 사용하여 400 nm 내지 800 nm 영역에서 40 단색 채널 이상으로 분리된다. 각 채널의 강도를 제어하기 위하여, 공간 광 변조기(spatial light modulator) 또는 공간 분해 가변 감쇄기(spatially resolved variable attenuator)가 사용된다. According to one embodiment of the present invention, we propose a compact and efficient color synthesizer. The color synthesizer can arbitrarily control the spectral distribution. One white-light source is used and the spectrum of the white light source is separated into more than 40 monochromatic channels in the region of 400 nm to 800 nm using a spatially variable spectral filter. In order to control the intensity of each channel, a spatial light modulator or a spatially resolved variable attenuator is used.

상기 칼라합성 장치는 임의의 목표 스펙트럼을 장치 성능의 한계 내에서 생성할 수 있다. 상기 칼라합성 장치는 백색-스펙트럼 광원(white-spectrum light source), 공간 가변 스펙트럴 필터(spatially variable spectral filter), 및 공간 투과도 변조기(spatial transmittance modulator)를 포함할 수 있다.The color synthesizer can generate any desired spectra within the limits of device performance. The color synthesizer may include a white-spectrum light source, a spatially variable spectral filter, and a spatial transmittance modulator.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 백색-스펙트럼 광원으로 슈퍼컨티늄 소스(supercontinuum source)가 사용되었다. 상기 슈퍼컨티늄 소스는 작은 지름을 가진 단일 모드 시준빔(single-mode collimated beam)을 제공할 수 있다. 선형 가변 밴드 패스 필터(linearly variable bandpass filter) 또는 두 선형 가변 에지 필터의 조합(two linearly variable edge filters)은 공간 가변 스펙트럴 필터일 수 있다. 선형 가변 밴드 패스 필터는 위치에 따라 서로 다른 중심 파장을 가진 밴드패스 필터 어레이일 수 있다. 공간 광 변조기(spatial light intensity modulator)는 단순한 마스크 패턴(simple mask pattern) 또는 액정 소자를 사용할 수 있다. 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 강도를 독립적으로 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a supercontinuum source is used as the white-spectrum light source. The supercontinuum source may provide a single-mode collimated beam with a small diameter. A linearly variable bandpass filter or two linearly variable edge filters may be a spatial variable spectral filter. The linear variable bandpass filter may be a bandpass filter array having different center wavelengths depending on the position. A spatial light intensity modulator can use a simple mask pattern or a liquid crystal device. The spatial light modulator can adjust the intensity independently according to the position.

백색 광원은 시준빔을 제공할 수 있다. 슈퍼-컨티넘 광원은 단일모드 파이버에서 백색광을 방출할 수 있다. 시준 빔은 파웰 렌즈와 같은 라인빔 발생기를 사용하여 1차원에서 펼쳐질(fanned out) 수 있다. 상기 라인빔 발생기는 포인트 빔을 균일한 수평 라인 빔으로 변환할 수 있다.The white light source may provide a collimated beam. Supercon- necting light sources can emit white light in a single-mode fiber. The collimated beam can be fanned out in one dimension using a line beam generator such as a power lens. The line beam generator can convert the point beam into a uniform horizontal line beam.

균일한 수평 라인 빔은 공간 가변 스펙트럴 필터(spatially variable spectral filter)에 입사할 수 있다. 공간 가변 스펙트럴 필터는 공간적인 위치에 의존하는 중심 파장을 가진 밴드패스 필터들일 수 있다. 이러한 필터는 선형 가변 밴드 패스 필터(linearly variable bandpass filter) 또는 두 개 선형 가변 에지 필터의 조합(a combination of two linearly variable edge filter)에 의하여 구현될 수 있다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터를 통과한 빔은 위치 또는 각도에 따라 서로 다른 색을 가질 수 있다.A uniform horizontal line beam can be incident on a spatially variable spectral filter. The spatial variable spectral filter may be a bandpass filter having a central wavelength depending on the spatial position. Such a filter may be implemented by a linearly variable bandpass filter or a combination of two linearly variable edge filters. The beam passing through the spatial variable spectral filter may have different colors depending on the position or angle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in different forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Accordingly, although the same reference numerals or similar reference numerals are not mentioned or described in the drawings, they may be described with reference to other drawings. Further, even if the reference numerals are not shown, they can be described with reference to other drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치를 설명하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a color synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 칼라 합성 장치의 선형 가변 밴드 패스 필터를 설명하는 도면이다.Fig. 2 is a view for explaining a linear variable bandpass filter of the color synthesizing apparatus of Fig. 1. Fig.

도 3은 도 1의 칼라 합성 장치의 공간 광 변조기를 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining a spatial light modulator of the color synthesizing apparatus of FIG.

도 4는 도 1의 칼라 합성 장치의 파장/위치에 따른 강도/투과도를 설명하는 개념도이다.4 is a conceptual diagram for explaining the intensity / transmittance according to the wavelength / position of the color synthesizer of FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 칼라 합성 장치(100)는, 시준빔(10)을 출력하는 백색 광원(110); 상기 시준빔(10)을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔(12)을 생성하는 라인빔 발생기(120); 상기 라인빔 발생기(120)가 제공하는 상기 라인빔(12)을 제공받아 평행광(13)을 제공하는 제1 포물선 거울(130); 상기 제1 포물선 거울(130)의 상기 평행광(13)을 제공받아 그 초점에 집속하는 제2 포물선 거울(160); 상기 제1 포물선 거울(130)과 상기 제2 포물선 거울(160) 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터(140); 및 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)와 상기 제2 포물선 거울(160) 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기(150);를 포함한다.1 to 4, the color synthesizer 100 includes a white light source 110 for outputting a collimated beam 10; A line beam generator 120 for receiving the collimated beam 10 and generating a line beam 12 spatially separated according to a wavelength; A first parabolic mirror 130 receiving the line beam 12 provided by the line beam generator 120 and providing parallel light 13; A second parabolic mirror (160) that receives the parallel light (13) of the first parabolic mirror (130) and focuses on the focal point; A spatial variable spectral filter (140) disposed between the first parabolic mirror (130) and the second parabolic mirror (160) and transmitting different wavelengths depending on the position; And a spatial light modulator (150) disposed between the spatial variable spectral filter (140) and the second parabolic mirror (160) to provide different transmittances depending on the position.

백색 광원(130)은 수퍼-컨티늄 백색광 레이저(uper-continuum white light laser)일 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저는 450 nm에서 2400 nm까지의 파장 대역에서 25 kHz의 반복률(repetition rate)을 가지고 100 mW 이상의 출력을 방출할 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저는 광섬유로 펌핑 광(pumping light)을 제공받아 비선형 현상에 의하여 수퍼-컨티늄 스펙트럼을 발생시킬 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저의 출력 광은 광섬유를 통하여 제공되고, 비구면 렌즈(aspheric ens)를 통하여 시준(collimated)될 수 있다.The white light source 130 may be an up-continuum white light laser. The superconducting white light laser can emit an output of 100 mW or more with a repetition rate of 25 kHz in the wavelength band from 450 nm to 2400 nm. The superconducting white light laser can generate a super-continium spectrum by non-linear phenomenon by receiving pumping light from an optical fiber. The output light of the super-con- centional white light laser is provided through an optical fiber and can be collimated through an aspheric lens.

라인빔 발생기(120)는 백색광의 시준 빔(10)을 제공받아 공간적으로 분리되는 라인빔(12)을 형성할 수 있다. 상기 라인빔 발생기(120)는 파웰 렌즈(Powell lens)일 수 있다. 상기 파웰 렌즈의 경우, 팬 각도(fan angle)는 30도 일 수 있다.The line beam generator 120 may receive the collimated beam 10 of white light to form a spatially separated line beam 12. The line beam generator 120 may be a Powell lens. In the case of the power lens, the fan angle may be 30 degrees.

제1 포물선 거울(130)은 90도 비축 포물선 실린더리컬 거울(90 degree off-axis parabolic cylindrical mirror)일 수 있다. 상기 제1 포물선 거울(130)은 초점에서 출발한 광을 반사하여 평행광을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 포물선 거울(130)의 초점에 상기 라인빔 발생기(120)를 배치하면, 상기 라인 빔(13)은 상기 제1 포물선 거울(130)에 의하여 상기 평행빔(13)으로 변환될 수 있다. The first parabolic mirror 130 may be a 90 degree off-axis parabolic cylindrical mirror. The first parabolic mirror 130 may reflect light originating from the focal point to form parallel light. In more detail, when the line beam generator 120 is disposed at the focal point of the first parabolic mirror 130, the line beam 13 is converted into the parallel beam 13 by the first parabolic mirror 130. .

제2 포물선 거울(160)은 90도 비축 포물선 실린더리컬 거울(90 degree off-axis parabolic cylindrical mirror)일 수 있다. 상기 제2 포물선 거울(160)은 평행광을 반사시키어 그 초점에 집속시킬 수 있다. The second parabolic mirror 160 may be a 90 degree off-axis parabolic cylindrical mirror. The second parabolic mirror 160 may reflect parallel light and focus it on the focal point.

공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 상기 제1 포물선 거울(130)과 상기 제2 포물선 거울(160) 사이에 배치되어, 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 서로 다른 파장(λ1,λ12...,λn)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 400 nm 내지 800 nm 영역에서 40 단색 채널 이상으로 분리할 수 있다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 위치에 따라 서로 다른 중심 파장을 가진 선형 가변 밴드패스 필터일 수 있다. 이웃한 밴드패스 필터들은 서로 중첩되는 파장 영역을 포함할 수 있다. 제1 채널의 중심 파장은 제1 파장(λ1)이고, 제2 채널의 중심 파장은 제2 파장(λ1)이고, 제n 채널의 중심파장은 제n 파장(λn)일 수 있다. 상기 제1 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제1 위치(p1)에 대응하고, 상기 제2 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제2 위치(p2)에 대응하고, 제n 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제n 위치(pn)에 대응할 수 있다. The spatial variable spectral filter 140 is disposed between the first parabolic mirror 130 and the second parabolic mirror 160 and has a different wavelength lambda 1 (p1, p2, ..., pn) ,? 12 ...,? n) can be selected. Specifically, the spatial variable spectral filter 140 can be separated into more than 40 monochromatic channels in the range of 400 nm to 800 nm. The spatial variable spectral filter 140 may be a linear variable bandpass filter having different center wavelengths depending on positions. Neighboring bandpass filters may include overlapping wavelength regions. The central wavelength of the first channel may be the first wavelength lambda 1, the center wavelength of the second channel may be the second wavelength lambda 1, and the center wavelength of the n-th channel may be the nth wavelength lambda n. The first channel corresponds to a first position p1 of the spatial variable spectral filter 140 and the second channel corresponds to a second position p2 of the spatial variable spectral filter 140, The n-th channel may correspond to the n-th position (pn) of the spatial variable spectral filter (140).

공간 광 변조기(150)는 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 입력광의 세기(I1,I2,...,In)를 조절하여 출력광(I'1,I'2,...,I'n)을 제공할 수 있다. 각 위치는 특정한 파장으로 할당되어 있어, 투과도의 공간 변조는 스펙트럴 변조(spectral modulation )를 제공할 수 있다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)와 상기 공간 광 변조기(150)는 스펙트럴 분포를 임의로 제어할 수 있다. The spatial light modulator 150 adjusts the intensities I1, I2, ..., In of the input light according to the positions p1, p2, ..., pn to output the output light I'1, I'2, ..., In. ..., I'n). Each location is assigned a specific wavelength so that spatial modulation of the transmission can provide spectral modulation. The spatial variable spectral filter 140 and the spatial light modulator 150 may arbitrarily control the spectral distribution.

상기 공간 광 변조기(150)는 제1 편광판(151), 제1 편광판(151)과 나란히 배치된 제2 편광판(153), 그리고 상기 제1 평광판(151)과 상기 제2 편광판(153) 사이에 배치된 액정 소자 어레이(152)를 포함할 수 있다. 상기 제1 편광판(151)의 편광 방향과 상기 제2 편광판(153)의 편광 방향은 서로 수직할 수 있다. 이에 따라, 상기 액정 소자 어레이(152)를 구성하는 각각의 액정 소자는 전기 신호를 제공받아 입사하는 광의 편광 방향을 회전시켜 출력할 수 있다. 상기 공간 광 변조기(150)는 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 임의의 투과도 특성을 제공할 수 있다.The spatial light modulator 150 includes a first polarizer 151 and a second polarizer 153 disposed in parallel with the first polarizer 151 and a second polarizer 153 disposed between the first polarizer 151 and the second polarizer 153 And a liquid crystal element array 152 disposed in the liquid crystal display panel. The polarizing direction of the first polarizing plate 151 and the polarizing direction of the second polarizing plate 153 may be perpendicular to each other. Accordingly, each of the liquid crystal elements constituting the liquid crystal element array 152 can receive and output an electric signal and rotate the polarization direction of incident light. The spatial light modulator 150 may provide an arbitrary transmittance characteristic according to the positions p1, p2, ..., pn.

결론적으로, 상기 백색 광원(110)은 가시광선을 포함하는 넓은 파장 대역에서 연속적인 스펙트럼 분포를 제공한다. 상기 라인빔 발생기는 상기 백색광원(110)의 시준빔을 공간적으로 퍼트려 라인빔을 형성한다. 제1 포물선 거울(130)은 라인빔을 평행광으로 변환하고, 제2 포물선 거울(140)은 상기 평행광을 집속시킨다. 제1 포물선 거울과 제2 포물선 거울 사이에 배치된 공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 선형 가변 밴드 패스 필터 특성을 이용하여 위치별로 서로 다른 중심 파장을 투과시킨다. 상기 공간 광 변조기(150)는 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 후단에 배치되어 위치별로 강도를 변조한다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)과 상기 공간 광 변조기(150)의 특성을 변경하면, 칼라 합성 장치(100)는 임의의 스펙트럴 분포를 제공할 수 있다.Consequently, the white light source 110 provides a continuous spectral distribution in a broad wavelength band including visible light. The line beam generator spatially collimates the collimated beam of the white light source 110 to form a line beam. The first parabolic mirror 130 converts the line beam into parallel light, and the second parabolic mirror 140 focuses the parallel light. The spatial variable spectral filter 140 disposed between the first parabolic mirror and the second parabolic mirror transmits different center wavelengths by position using the linear variable band pass filter characteristic. The spatial light modulator 150 is disposed at the rear end of the spatial variable spectral filter 140 to modulate the intensity of the spatial light modulator 150. By changing the characteristics of the spatial variable spectral filter 140 and the spatial light modulator 150, the color synthesizing apparatus 100 can provide an arbitrary spectral distribution.

상기 제2 포물선 거울(160)의 초점에는 광섬유(170)의 일단, 적분구의 입구, 또는 확산판이 배치될 수 있다. 상기 광섬유(170)는 원하는 위치로 칼라 합성된 스펙트럴 분포를 가진 빔을 가이드할 수 있다. 상기 확산판은 초점의 국소적인 위치에 따른 스펙트럴 분포를 제거하고 공간적으로 균일한 광을 제공할 수 있다. 상기 적분구는 칼라 합성된 스펙트럴 분포를 가진 빔을 제공받아 공간적으로 균일한 광을 제공할 수 있다.One end of the optical fiber 170, an entrance of an integrating sphere, or a diffusion plate may be disposed at the focal point of the second parabolic mirror 160. The optical fiber 170 can guide a beam having a spectral distribution color-synthesized to a desired position. The diffuser can eliminate the spectral distribution according to the local position of the focus and provide spatially uniform light. The integrating sphere is provided with a beam having a color-synthesized spectral distribution and can provide spatially uniform light.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 가변 스펙트럴 필터를 설명하는 도면들이다.5 is a diagram illustrating a spatial variable spectral filter according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 공간 가변 스펙트럴 필터(240)는 두 개의 선형 가변 에지 필터의 조합(a combination of two linearly variable edge filter)일 수 있다. 구체적으로, 제1 선형 가변 에지 필터는 제1 위치에서 제1 파장에서 기준으로 투과도가 계단 형태로 증가하고, 제2 위치에서 제2 파장을 기준으로 투과도가 계단 형태로 증가한다. 한편, 제2 선형 가변 에지 필터는 제1 위치에서 제1 파장을 기준으로 투과도가 계단 형태로 감소하고, 제2 위치에서 제2 파장을 기준으로 투과도가 계단형태로 감소한다. 상기 제1 선형 가변 에지 필터와 제2 선형 가변 에지 필터가 중첩되어 배치된 경우, 선형 가변 밴드패스 필터와 유사한 위치에 따른 서로 다른 중심 파장을 가진 투과도 특성을 제공한다.Referring to FIG. 5, the spatial variable spectral filter 240 may be a combination of two linearly variable edge filters. Specifically, the first linear variable edge filter increases the transmittance in a stepped manner from the first wavelength to the reference in the first position, and the transmittance increases in a stepped manner from the second position to the second wavelength. On the other hand, in the second linear variable edge filter, the transmittance decreases in a stepwise manner from the first position to the first wavelength, and the transmittance decreases from the second position to the second wavelength in a stepwise manner. When the first linear variable edge filter and the second linear variable edge filter are disposed in a superimposed manner, transmission characteristics having different center wavelengths according to locations similar to the linear variable bandpass filter are provided.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 공간 광 변조기를 설명하는 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating the spatial light modulator according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 마스크 패턴일 수 있다. 예를 들어, 제3 위치 내지 제5 위치(p3,p4,p5)의 투과도는 다른 위치들과 서로 다를 수 있다. 공간 광 변조기(250)는 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 입력광의 세기(I1,I2,...,In)를 조절하여 출력광(I'1,I'2,...,I'n)을 제공할 수 있다. 각 위치는 특정한 파장으로 할당되어 있어, 투과도의 공간 변조는 스펙트럴 변조(spectral modulation )를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 6, the spatial light modulator may be a mask pattern having different transmissivities depending on positions. For example, the transmittance of the third to fifth positions p3, p4, p5 may be different from other positions. The spatial light modulator 250 modulates the intensities I1, I2, ..., In of the input light according to the positions p1, p2, ..., pn to generate output light I'1, I'2, ..., Pn. ..., I'n). Each location is assigned a specific wavelength so that spatial modulation of the transmission can provide spectral modulation.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치들을 설명하는 개념도들이다.7A and 7B are conceptual diagrams illustrating color synthesizing apparatuses according to another embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 칼라 합성 장치(200,200a)는, 시준빔(10)을 출력하는 백색 광원(110); 상기 시준빔(10)을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔(12)을 생성하는 라인빔 발생기(120); 상기 라인빔 발생기가 제공하는 상기 라인 빔(12)을 제공받아 그 초점에 집속하는 포물선 거울(230); 상기 라인빔 발생기(120)과 상기 포물선 거울(230) 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터(140); 및 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)와 상기 포물선 거울(230) 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기(150);를 포함한다.7A and 7B, the color synthesizing apparatus 200 and 200a includes a white light source 110 for outputting a collimated beam 10; A line beam generator 120 for receiving the collimated beam 10 and generating a line beam 12 spatially separated according to a wavelength; A parabolic mirror (230) provided with the line beam (12) provided in the line beam generator and focused on the focal point; A spatial variable spectral filter (140) disposed between the line beam generator (120) and the parabolic mirror (230) and transmitting different wavelengths according to the position; And a spatial light modulator (150) disposed between the spatial variable spectral filter (140) and the parabolic mirror (230) to provide different transmittances depending on the position.

백색 광원(130)은 수퍼-컨티늄 백색광 레이저(uper-continuum white light laser)일 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저는 450 nm에서 2400 nm까지의 파장 대역에서 25 kHz의 반복률(repetition rate)을 가지고 100 mW 이상의 출력을 방출할 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저는 광섬유로 펌핑 광(pumping light)을 제공받아 비선형 현상에 의하여 수퍼-컨티늄 스펙트럼을 발생시킬 수 있다. 상기 수퍼-컨티늄 백색광 레이저의 출력 광은 광섬유를 통하여 제공되고, 비구면 렌즈(aspheric ens)를 통하여 시준(collimated)될 수 있다.The white light source 130 may be an up-continuum white light laser. The superconducting white light laser can emit an output of 100 mW or more with a repetition rate of 25 kHz in the wavelength band from 450 nm to 2400 nm. The superconducting white light laser can generate a super-continium spectrum by non-linear phenomenon by receiving pumping light from an optical fiber. The output light of the super-con- centional white light laser is provided through an optical fiber and can be collimated through an aspheric lens.

라인빔 발생기(120)는 백색광의 시준 빔(10)을 제공받아 공간적으로 분리되는 라인빔(12)을 형성할 수 있다. 상기 라인빔 발생기(120)는 파웰 렌즈(Powell lens)일 수 있다. 상기 파웰 렌즈의 경우, 팬 각도(fan angle)는 30도 일 수 있다.The line beam generator 120 may receive the collimated beam 10 of white light to form a spatially separated line beam 12. The line beam generator 120 may be a Powell lens. In the case of the power lens, the fan angle may be 30 degrees.

포물선 거울(230)은 비축 포물선 실린더리컬 거울(off-axis parabolic cylindrical mirror)일 수 있다. 상기 포물선 거울(230)은 일 초점에서 출발한 광을 반사하여 다른 초점에 집속할 수 있다. 구체적으로, 상기 포물선 거울(130)의 일 초점에 상기 라인빔 발생기(120)를 배치하면, 상기 라인 빔(13)은 상기 포물선 거울(130)에 의하여 다른 초점에서 집속될 수 있다. Parabolic mirror 230 may be an off-axis parabolic cylindrical mirror. The parabolic mirror 230 may reflect the light originating from one focus and focus it on another focus. Specifically, when the line beam generator 120 is disposed at one focal point of the parabolic mirror 130, the line beam 13 can be focused at a different focus by the parabolic mirror 130.

공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 상기 포물선 거울(130)과 상기 라인빔 발생기(120) 사이에 배치되어, 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 서로 다른 파장(λ1,λ12...,λn)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 400 nm 내지 800 nm 영역에서 40 단색 채널 이상으로 분리할 수 있다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)는 위치에 따라 서로 다른 중심 파장을 가진 선형 가변 밴드패스 필터일 수 있다. 이웃한 밴드패스 필터들은 서로 중첩되는 파장 영역을 포함할 수 있다. 제1 채널의 중심 파장은 제1 파장(λ1)이고, 제2 채널의 중심 파장은 제2 파장(λ1)이고, 제n 채널의 중심파장은 제n 파장(λn)일 수 있다. 상기 제1 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제1 위치(p1)에 대응하고, 상기 제2 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제2 위치(p2)에 대응하고, 제n 채널은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)의 제n 위치(pn)에 대응할 수 있다. The spatial variable spectral filter 140 is disposed between the parabolic mirror 130 and the line beam generator 120 to generate a spatial variable spectral filter 140 having different wavelengths lambda 1 and lambda 12. ..., [lambda] n. Specifically, the spatial variable spectral filter 140 can be separated into more than 40 monochromatic channels in the range of 400 nm to 800 nm. The spatial variable spectral filter 140 may be a linear variable bandpass filter having different center wavelengths depending on positions. Neighboring bandpass filters may include overlapping wavelength regions. The central wavelength of the first channel may be the first wavelength lambda 1, the center wavelength of the second channel may be the second wavelength lambda 1, and the center wavelength of the n-th channel may be the nth wavelength lambda n. The first channel corresponds to a first position p1 of the spatial variable spectral filter 140 and the second channel corresponds to a second position p2 of the spatial variable spectral filter 140, The n-th channel may correspond to the n-th position (pn) of the spatial variable spectral filter (140).

공간 광 변조기(150)는 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 입력광의 세기(I1,I2,...,In)를 조절하여 출력광(I'1,I'2,...,I'n)을 제공할 수 있다. 각 위치는 특정한 파장으로 할당되어 있어, 투과도의 공간 변조는 스펙트럴 변조(spectral modulation )를 제공할 수 있다. 상기 공간 가변 스펙트럴 필터(140)와 상기 공간 광 변조기(150)는 스펙트럴 분포를 임의로 제어할 수 있다. The spatial light modulator 150 adjusts the intensities I1, I2, ..., In of the input light according to the positions p1, p2, ..., pn to output the output light I'1, I'2, ..., In. ..., I'n). Each location is assigned a specific wavelength so that spatial modulation of the transmission can provide spectral modulation. The spatial variable spectral filter 140 and the spatial light modulator 150 may arbitrarily control the spectral distribution.

상기 공간 광 변조기(150)는 제1 편광판(151), 제1 편광판(151)과 나란히 배치된 제2 편광판(153), 그리고 상기 제1 평광판(151)과 상기 제2 편광판(153) 사이에 배치된 액정 소자 어레이(152)를 포함할 수 있다. 상기 제1 편광판(151)의 편광 방향과 상기 제2 편광판(153)의 편광 방향은 서로 수직할 수 있다. 이에 따라, 상기 액정 소자 어레이(152)를 구성하는 각각의 액정 소자는 전기 신호를 제공받아 입사하는 광의 편광 방향을 회전시켜 출력할 수 있다. 상기 공간 광 변조기(150)는 위치(p1,p2,...,pn)에 따라 임의의 투과도 특성을 제공할 수 있다.The spatial light modulator 150 includes a first polarizer 151 and a second polarizer 153 disposed in parallel with the first polarizer 151 and a second polarizer 153 disposed between the first polarizer 151 and the second polarizer 153 And a liquid crystal element array 152 disposed in the liquid crystal display panel. The polarizing direction of the first polarizing plate 151 and the polarizing direction of the second polarizing plate 153 may be perpendicular to each other. Accordingly, each of the liquid crystal elements constituting the liquid crystal element array 152 can receive and output an electric signal and rotate the polarization direction of incident light. The spatial light modulator 150 may provide an arbitrary transmittance characteristic according to the positions p1, p2, ..., pn.

확산판(270)은 상기 포물선 거울의 다른 초점에 배치되고, 초점의 국소적인 위치에 따른 스펙트럴 분포를 제거하여 공간적으로 균일한 광을 제공할 수 있다. The diffuser plate 270 is disposed at a different focal point of the parabolic mirror and can provide spatially uniform light by eliminating the spectral distribution according to the local location of the focal point.

적분구(270a)는 상기 포물선 거울의 다른 초점에 배치되고, 칼라 합성된 스펙트럴 분포를 가진 빔을 제공받아 공간적으로 균일한 광을 제공할 수 있다.The integrating sphere 270a is disposed at a different focal point of the parabolic mirror, and is provided with a beam having a color-synthesized spectral distribution to provide spatially uniform light.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 백색 광원의 스펙트럼 분포를 나타내는 실험 결과이다.8 is an experimental result showing a spectrum distribution of a white light source of a color synthesizer according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 백색 광원은 460 nm에서 700nm 까지 광출력을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 8, a white light source can provide light output from 460 nm to 700 nm.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터의 스펙트럼 특성을 나타내는 실험 결과이다.9 is an experimental result showing spectral characteristics of a spatial variable spectral filter of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 도 8의 백색 광원이 공간 가변 스펙트럴 필터에 입사한 경우, 상기 공간 가변 스펙트럴 필터를 투과한 광의 스펙트럼 분포가 표시된다. 460 nm 내지 490nm 영역은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터에 의하여 감쇠된다. 또한, 660nm 내지 700nm 영역은 상기 공간 가변 스펙트럴 필터에 의하여 감쇠된다. Referring to FIG. 9, when the white light source of FIG. 8 is incident on the spatial variable spectral filter, the spectrum distribution of the light passing through the spatial variable spectral filter is displayed. The 460 nm to 490 nm region is attenuated by the spatial variable spectral filter. Also, the 660 nm to 700 nm region is attenuated by the spatial variable spectral filter.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.10A and 10B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 공간 광 변조기(350)가 550nm 영역을 감쇠하도록 제3 위치(p3)에 흑색 라인 형태의 라인 패턴을 포함한다. 이에 따라, 스펙트럴 분포는 550nm에서 감소된 특성을 가진다.10A and 10B, the spatial light modulator 350 includes a line pattern in the form of a black line at the third position p3 so as to attenuate the region of 550 nm. Accordingly, the spectral distribution has a reduced characteristic at 550 nm.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.11A and 11B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 공간 광 변조기(450)가 위치에 따라 서로 다른 크기의 관통홀들(450a)을 포함한다. 이에 따라, 스펙트럴 분포에서, 큰 직경의 관통홀을 가진 위치에 대응하는 파장(540nm)에서 강도는 증가하고, 작은 직경의 관통홀(510nm)을 가진 위치에서 대응하는 파장에서 강도는 감소한다. 11A and 11B, the spatial light modulator 450 includes through holes 450a of different sizes depending on positions. Thus, in the spectral distribution, the intensity increases at the wavelength (540 nm) corresponding to the position having the large-diameter through-hole, and the intensity decreases at the corresponding wavelength at the position with the small-diameter through-hole (510 nm).

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.12A and 12B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 공간 광 변조기(550)가 위치에 따라 서로 투과율을 가진 중성밀도 필터(neutral density filter)를 포함한다. 이에 따라, 청색 영역을 감쇠시키는 중성밀도 필터를 적용한 경우, 스펙트럴 분포에서 상기 중성밀도 필터가 배치된 위치에 대응하는 파장대역 (460nm~510nm)에서 강도는 감소한다.12A and 12B, the spatial light modulator 550 includes a neutral density filter having transmittance with respect to each other according to a position. Accordingly, when the neutral density filter for attenuating the blue region is applied, the intensity decreases in the wavelength band (460 nm to 510 nm) corresponding to the position where the neutral density filter is disposed in the spectral distribution.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼라 합성 장치의 공간 가변 스펙트럴 필터 및 공간 광 변조기를 투과한 스펙트럼 특성 및 공간 광 변조기의 구조를 나타낸다.13A and 13B show spectral characteristics and spatial light modulator structure transmitted through a spatial variable spectral filter and a spatial light modulator of a color synthesizing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 공간 광 변조기(650)가 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가진 중성밀도 필터를 포함한다. 이에 따라, 적색 영역을 감쇠시키는 중성밀도 필터를 적용한 경우, 스펙트럴 분포에서 상기 중성밀도 필터가 배치된 위치에 대응하는 파장대역 (560nm~660nm)에서 강도는 감소한다.Referring to FIGS. 13A and 13B, the spatial light modulator 650 includes a neutral density filter having different transmittances depending on positions. Accordingly, when the neutral density filter for attenuating the red region is applied, the intensity decreases in the wavelength band (560 nm to 660 nm) corresponding to the position where the neutral density filter is disposed in the spectral distribution.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect.

100: 칼라 합성 장치
110: 백색 광원
120: 라인빔 발생기
130: 제1 포물선 거울
140: 공간 가변 스펙트럴 필터
150: 공간 광 변조기
160: 제2 포물선 거울100: Color synthesizer
110: white light source
120: Line beam generator
130: 1st parabolic mirror
140: Spatial variable spectral filter
150: spatial light modulator
160: 2nd parabolic mirror

Claims (14)

시준빔을 출력하는 백색 광원;
상기 시준빔을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔을 생성하는 라인빔 발생기;
상기 라인빔 발생기가 제공하는 상기 라인빔을 제공받아 평행광을 제공하는 제1 포물선 거울;
상기 제1 포물선 거울의 평행광을 제공받아 그 초점에 집속하는 제2 포물선 거울;
상기 제1 포물선 거울과 상기 제2 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터; 및
상기 공간 가변 스펙트럴 필터와 상기 제2 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기;를 포함하고,
상기 라인빔 발생기는 파웰 렌즈인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.A white light source for outputting a collimated beam;
A line beam generator for receiving the collimated beam and generating a line beam spatially separated according to a wavelength;
A first parabolic mirror for receiving the line beam provided by the line beam generator and providing parallel light;
A second parabolic mirror that receives parallel light of the first parabolic mirror and focuses on the focal point;
A spatial variable spectral filter disposed between the first parabolic mirror and the second parabolic mirror for transmitting different wavelengths according to the position; And
And a spatial light modulator disposed between the spatial variable spectral filter and the second parabolic mirror for providing different transmittances depending on the position,
Wherein the line beam generator is a power lens. 제1 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는
제1 방향으로 편광된 제1 편광판;
상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 편광된 제2 편광판; 및
상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된 선형 배열된 액정 소자 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
The spatial light modulator
A first polarizer polarized in a first direction;
A second polarizer polarized in a second direction perpendicular to the first direction; And
And a linearly arranged liquid crystal element array disposed between the first polarizer and the second polarizer. 제1 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 중성 밀도 필터인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spatial light modulator is a neutral density filter having different transmittances depending on positions. 제1 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 라인 마스크 패턴 또는 홀 마스크 패턴인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spatial light modulator is a line mask pattern or a hole mask pattern that provides different transmittances depending on positions. 제1 항에 있어서,
상기 백색 광원은 수퍼컨티넘 광원인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the white light source is a supercontinent light source. 제1 항에 있어서,
광섬유, 확산판, 또는 적분구 중에서 하나를 더 포함하고,
상기 광섬유의 일단, 상기 확산판, 또는 상기 적분구의 입구는 상기 제2 포물선 거울의 초점에 배치되는 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
An optical fiber, a diffusion plate, or an integrating sphere,
Wherein one end of the optical fiber, the diffuser plate, or an inlet of the integrating sphere is disposed at a focal point of the second parabolic mirror. 제1 항에 있어서,
상기 공간 가변 스펙트럴 필터는 선형 가변 밴드패스 필터 또는 두 개의 선형 가변 에지 필터의 조합(two linearly variable edge filters)인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spatial variable spectral filter is a linear variable band pass filter or a combination of two linearly variable edge filters. 시준빔을 출력하는 백색 광원;
상기 시준빔을 제공받아 파장에 따라 공간적으로 분리되는 라인빔을 생성하는 라인빔 발생기;
상기 라인빔 발생기가 제공하는 상기 라인 빔을 제공받아 초점에 집속하는 포물선 거울;
상기 라인빔 발생기과 상기 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 파장을 투과시키는 공간 가변 스펙트럴 필터; 및
상기 공간 가변 스펙트럴 필터와 상기 포물선 거울 사이에 배치되어 위치에 따라 서로 다른 투과도를 제공하는 공간 광 변조기;를 포함하고,
상기 라인빔 발생기는 파웰 렌즈인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.A white light source for outputting a collimated beam;
A line beam generator for receiving the collimated beam and generating a line beam spatially separated according to a wavelength;
A parabolic mirror for receiving the line beam provided by the line beam generator and focusing the focused line beam;
A spatial variable spectral filter disposed between the line beam generator and the parabolic mirror for transmitting different wavelengths according to a position; And
And a spatial light modulator disposed between the spatial variable spectral filter and the parabolic mirror to provide different transmittances depending on the position,
Wherein the line beam generator is a power lens. 제8 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는
제1 방향으로 편광된 제1 편광판;
상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 편광된 제2 편광판; 및
상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된 선형 배열된 액정 소자 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
The spatial light modulator
A first polarizer polarized in a first direction;
A second polarizer polarized in a second direction perpendicular to the first direction; And
And a linearly arranged liquid crystal element array disposed between the first polarizer and the second polarizer. 제8 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 중성 밀도 필터인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the spatial light modulator is a neutral density filter having different transmittances depending on positions. 제8 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 위치에 따라 서로 다른 투과율을 제공하는 라인 마스크 패턴 또는 홀 마스크 패턴인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the spatial light modulator is a line mask pattern or a hole mask pattern that provides different transmittances depending on positions. 제8 항에 있어서,
상기 백색 광원은 수퍼컨티넘 광원인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the white light source is a supercontinent light source. 제8 항에 있어서,
광섬유, 확산판, 또는 적분구 중에서 하나를 더 포함하고,
상기 광섬유의 일단, 상기 확산판, 또는 상기 적분구의 입구는 상기 포물선 거울의 초점에 배치되는 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
An optical fiber, a diffusion plate, or an integrating sphere,
Wherein one end of the optical fiber, the diffuser plate, or an inlet of the integrating sphere is disposed at a focal point of the parabolic mirror. 제8 항에 있어서,
상기 공간 가변 스펙트럴 필터는 선형 가변 밴드패스 필터 또는 두 개의 선형 가변 에지 필터의 조합(two linearly variable edge filters)인 것을 특징으로 하는 칼라 합성 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the spatial variable spectral filter is a linear variable band pass filter or a combination of two linearly variable edge filters.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235571A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 엘지전자 주식회사 Light source module, lighting device, and equipment system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050246542A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Rutgers, The State University Method and apparatus for making and detecting a document verification indicator using optical pattern encryption

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3068483B2 (en) * 1996-02-08 2000-07-24 株式会社東芝 Pattern reading method and optical signal reading device
EP1380016B1 (en) * 2000-12-22 2005-07-06 Giesecke & Devrient GmbH Devices and methods for investigating the magnetic properties of objects
US7712673B2 (en) * 2002-12-18 2010-05-11 L-L Secure Credentialing, Inc. Identification document with three dimensional image of bearer
US20050056702A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-17 Robillard Jean J. Non-reproducible document and method for preventing the reproduction of documents

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050246542A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Rutgers, The State University Method and apparatus for making and detecting a document verification indicator using optical pattern encryption

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235571A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 엘지전자 주식회사 Light source module, lighting device, and equipment system
US12018815B2 (en) 2020-05-20 2024-06-25 Lg Electronics Inc. Light source module, lighting device, and equipment system

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