KR20000051240A

KR20000051240A - 광학 프리즘 제조용 지그 및 지그를 이용한 광학

Info

Publication number: KR20000051240A
Application number: KR1019990001560A
Authority: KR
Inventors: 윤용섭
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-16
Also published as: KR100283762B1

Abstract

본 발명은 액정 프로젝터 광학계에 있어서 색 분리 수단에서 분리된 R.G.B의 광을 합성하기 위한 광학 프리즘에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 프리즘을 양호한 수율로 제조하므로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 광학 프리즘 제조용 지그 및 지그를 이용한 광학 프리즘 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 광학 프리즘 제조 방법은, 제1 및 제2의 삼각 프리즘을 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제1 접착 프리즘을 제조하는 단계와; 제3 및 제4의 삼각 프리즘을 상기 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제2 접착 프리즘을 제조하는 단계와; 상기 제2 접착 프리즘의 R 반사면에 상기 제1 접착 프리즘의 R 반사면이 접촉되도록 상기 제1 접착 프리즘을 위치시킨 상태에서 오토 콜리메이터를 이용하여 상기 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면을 일치시킨 후 제1 및 제2 접착 프리즘을 접착하는 단계;를 포함하므로, 2개의 삼각 프리즘을 접착하여 접착 프리즘을 형성하는 공정과, 2개의 접착 프리즘을 접착하여 광학 프리즘을 형성하는 공정을 용이하게 실시할 수 있게 되어 제품의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

광학 프리즘 제조용 지그 및 지그를 이용한 광학 프리즘 제조 방법{JIG FOR MAKING OPTICAL PRISM AND METHOD FOR MAKING OPTICAL PRISM BY USING JIG}

오늘날 정보산업의 발달과 더불어 보다 대형화된 화면을 가지는 영상 표시 수단의 요구가 점증되어 왔으나, 종래의 일반적인 영상 표시 수단이었던 직시형 음극선관은 화면을 대형화시키기 위해 음극선관 자체를 대형으로 제작해야 하는데 따른 현실적인 여러 제약 요인 등으로 인하여 대형화 정도에 한계가 있었다.

또한, 상기한 바와 같은 기술적 난제를 극복하여 어느 정도까지 대형화된 음극선관을 제작할 수 있게 된다고 하더라도, 그에 따른 음극선관의 하중이 증가함으로 인하여 대형 음극선관을 화면으로 가지는 텔레비젼 세트를 제작함에 있어서 또 다른 제약 요인 등으로 인한 기술적 어려움이 따르므로 결국 대형 음극선관을 화면으로 가지는 텔레비젼의 제조에는 한계가 있을 수 밖에 없었다.

이러한 배경하에서 여러 기술적 요인의 어려움을 극복하여 보다 더 대형화된 화면을 얻을 수 있는 방안으로 개발되어 실용화된 것이 소위 프로젝션 텔레비젼이나 비디오 프로젝터 등과 같은 영상 투사 시스템이다.

이와 같은 영상 투사 시스템은 특수 제작된 소형 음극선관(CRT)이나 액정 표시 소자(이하, LCD라 함) 등과 같은 영상 디스플레이 수단을 사용하여 영상을 발생시키고, 그 영상을 광학 렌즈를 통해 확대시켜 대형 스크린에 투사하는 방식의 시스템으로서, LCD를 사용하는 프로젝터(이하, 액정 프로젝터라 함)는 광학적 구조가 매우 간단하므로 CRT 프로젝터에 비해 경박 단소화시킬 수 있고, 대화면, 고화질을 얻을 수 있기 때문에 고품위 텔레비젼(HDTV) 및 비디오 컨퍼런스용 표시장치로서 널리 사용되고 있다.

액정 프로젝터에 사용되는 액정판(liquid crystal panel)은 통상적으로 매트릭스형 액정판으로 알려져 있는데, 화소들이 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 구동 전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시킨다.

구동 전압은 간단한 매트릭스 시스템에 의해 개개의 화소들에 인가될 수 있으며, 또한 MIM(metal insulating metal)과 같은 비선형 2단자 소자 또는 TFT(박막 트랜지스터)와 같은 3단자 스위칭 소자가 각 화소에 대해 배치되어 있는 액티브 매트릭스 시스템에 의해 교호적으로 각 화소들에 인가될 수 있다.

전술한 액정 프로젝터의 광학계를 도 1을 참조로 설명한다.

도시한 바와 같이, 광학계는 광선을 방출하기 위한 램프(102)와, 인가되는 화상 신호에 따라 그 투과율이 변하게 되어 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)들을 투과시키거나 차단시키는 제1 내지 제3의 액정판(110a,110b,110c), 빛을 파장에 의해서 선택적으로 통과시키는 제1 및 제2 다이크로익 필터(106a,106b), 제1 내지 제3 반사 미러(108a,108b,108c), 제1 내지 제3 필드 렌즈(112a,112b,112c), 제1 및 제2 콘덴서 렌즈(114a,114b) 및 광학 프리즘(120)으로 구성되어 있다.

상기 광학 프리즘(120)은 서로 수직인 세 면으로 입사되어지는 적색광(R) 및 청색광(B)은 반사시키고 녹색광(G)은 그대로 투과시키므로써, 3개의 색 광선들을 합성하여 프로젝션 렌즈(118)로 입사시키는 것으로, 광학 프리즘(120)에는 적색광 및 청색광을 반사시키기 위한 2개의 반사면(R 반사면과 B 반사면)이 구비되어 있다.

이에 따라, 할로겐 금속 램프(102)로부터 방출된 백색광은 제1 다이크로익 필터(106a)로 조사되며, 백색광 중에서 녹색광(G) 및 청색광(B)은 제1 다이크로익 필터(106a)를 통과하는 반면, 적색광(R)은 제1 다이크로익 필터(106a)에서 반사되고, 반사된 적색광은 제1 미러(108a)에 의해 반사되어 제1 필드 렌즈(112a)를 통해 제1 액정판(110a)에 입사된다.

제1 액정판(110a)에 입사된 적색광은 제1 액정판(110a)의 투과율이 변함에 따라 제1 액정판(110a)을 통과하여 광학 프리즘(120)으로 들어가며, 광학 프리즘(120)의 R 반사면에서 반사되어 프로젝션 렌즈(118)로 들어가게 된다.

한편, 제1 다이크로익 필터(106a)에 의해 투과된 녹색광(G) 및 청색광(B)은 제2 다이크로익 필터(106b)에 조사되는바, 상기 광들중 녹색광은 제2 다이크로익 필터(106b)에 의해 반사되는 반면 청색광은 투과되고, 제2 다이크로익 필터(106b)를 투과한 녹색광은 제2 필드 렌즈(112b)를 통해 제2 액정판(110b)에 입사된 후, 제2 액정판(110b)의 투과율이 변함에 따라 제2 액정판(110b)을 통과하게 된다.

이어서, 제2 액정판(110b)을 통과한 녹색광은 광학 프리즘(120)을 그대로 투과하여 프로젝션 렌즈(118)로 들어가게 된다.

그리고, 제2 다이크로익 필터(106b)를 투과한 청색광은 제1 콘덴서 렌즈(114a)를 통과한 후 제2 반사 미러(108b)에 의해 반사되어 제2 콘덴서 렌즈(114b)로 입사되며, 제2 콘덴서 렌즈(114b)를 통과한 청색광은 제3 반사 미러(108c)에 의해 반사되어 제3 필드 렌즈(112c)를 통해 제3 액정판(110c)에 입사되고, 제3 액정판(110c)에 입사된 청색광은 제3 액정판의 투과율이 변함에 따라 제3 액정판(110c)을 통과하여 광학 프리즘(120)으로 입사된 후, 광학 프리즘(120)내의 B 반사면에서 반사되어 프로젝션 렌즈(118)로 들어가게 된다.

이러한 방식에 의하여, 광학 프리즘(120)은 3개의 광선들, 즉 적색, 녹색 및 청색 광선들을 합성시키고, 프로젝션 렌즈(118)는 합성된 광선(L)을 도시하지 않은 스크린상에 투사한다.

상기와 같은 작용을 하는 광학 프리즘을 제조하기 위한 지그 및 지그를 이용한 광학 프리즘의 제조 방법을 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.

도 2는 종래 기술에 따른 지그를 이용한 광학 프리즘 제조시의 공정 흐름도를 도시한 것이다.

광학 프리즘(120)은 적색광(R)에 대한 R 반사면과 청색광(B)에 대한 B 반사면 및 광 입사/출사면을 각각 구비하는 제1 내지 제4의 삼각 프리즘(120a,120b, 120c,120d)으로 이루어지는바, 상기 삼각 프리즘 중에서 1개의 프리즘은 빛을 일정 각도로 굴절시키기 위한 특수 프리즘으로 이루어질 수 있다.

종래 기술에 따른 지그(200)를 이용하여 광학 프리즘(120)을 제조할 때에는 먼저, 지그(200)의 상면(210)에 제1 및 제2의 삼각 프리즘(120a,120b)을 재치한 상태에서(도 2a) 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제1 접착 프리즘을 제조하고(도 2b), 이어서 제3 및 제4의 삼각 프리즘을 상기와 동일한 방법으로 하여 제2 접착 프리즘을 제조한다.

상기와 같이 제1 및 제2 접착 프리즘을 제조한 후에는 이 접착 프리즘들을 현미경에 직립시키고, 이 상태에서 제1 접착 프리즘의 B 반사면과 제2 접착 프리즘의 B 반사면이 일치하도록 현미경을 통해 육안으로 관찰하면서 각 프리즘의 R 반사면을 상호 접착하여 광학 프리즘(120)을 제조한다(도 2c).

상기와 같은 광학 프리즘의 제조 공정에 있어서, 접착제로는 통상적으로 에폭시 수지가 사용된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 제조 방법 및 장치에 의하면, 제1 접착 프리즘과 제2 접착 프리즘의 접착 작업시에 각 프리즘의 B 반사면을 일치시키는 작업이 현미경을 통한 육안 관찰에 의해 이루어졌으므로, 각 접착 프리즘의 B 반사면을 정확하게 일치시키는 것이 어려웠고, 이로 인해 생산성 저하, 불량율 증가 등의 문제점이 대두되었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학 프리즘을 양호한 수율로 제조하므로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 광학 프리즘 제조용 지그를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 지그를 이용한 광학 프리즘 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 영상 투사 시스템 중에서 LCD를 이용한 액정 프로젝터 광학계의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 지그를 이용한 광학 프리즘 제조시의 공정 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 광학 프리즘 제조용 지그를 이용한 광학 프리즘 제조시의 공정 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

120 : 광학 프리즘 300 : 지그

320 : 재치홈 400 : 오토 콜리메이터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학 프리즘 제조용 지그에는, 적색광(R)에 대한 R 반사면과 청색광(B)에 대한 B 반사면 및 광 입사/출사면을 각각 구비하는 제1 내지 제4의 삼각 프리즘 중에서 R 반사면 또는 B 반사면을 접착하기 위해 2개의 삼각 프리즘을 동시에 재치한 경우에 각각의 광 입사/출사면이 상기 지그의 상면에 대해 소정 각도를 유지할 수 있도록 한 "V"자형 재치홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 지그를 이용한 광학 프리즘 제조 방법은, 제1 및 제2의 삼각 프리즘을 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제1 접착 프리즘을 제조하는 단계와; 제3 및 제4의 삼각 프리즘을 상기 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제2 접착 프리즘을 제조하는 단계와; 상기 제2 접착 프리즘의 R 반사면에 상기 제1 접착 프리즘의 R 반사면이 접촉되도록 상기 제1 접착 프리즘을 위치시킨 상태에서 오토 콜리메이터를 이용하여 상기 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면을 일치시킨 후 제1 및 제2 접착 프리즘을 접착하는 단계;를 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 프리즘 제조용 지그 및 지그를 이용한 광학 프리즘 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 지그를 이용한 광학 프리즘 제조시의 공정 흐름도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 프리즘 제조용 지그(300)에는 R 반사면 또는 B 반사면을 접착하기 위해 2개의 삼각 프리즘을 동시에 재치한 경우에 각각의 광 입사/출사면이 지그(300)의 상면(310)에 대해 소정 각도를 유지할 수 있도록 "V"자형 재치홈(320)이 구비되어 있으며, 상기 지그(300)는 프리즘과 동일한 재질의 광학 물질로 형성되어 있다.

여기에서, 상기 지그(300)를 광학 물질로 형성하는 것은 후에 기술할 오토 콜리메이터의 사용시에 그 위치가 제한되지 않도록 하므로써 사용상의 편의성을 증대시키기 위한 것이다.

이와 같이 형성된 지그를 이용하여 광학 프리즘을 제조할 때에는, 먼저 제1 및 제2의 삼각 프리즘(120a,120b)을 지그(300)의 재치홈(320)에 재치하면서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제1 접착 프리즘을 제조하고(도 3a, 도 3b), 제1 접착 프리즘을 재치홈(320)에서 제거한 후에 제3 및 제4의 삼각 프리즘을 상기와 동일한 방법으로 하여 제2 접착 프리즘을 제조한다.

이후, 제2 접착 프리즘의 R 반사면에 제1 접착 프리즘의 R 반사면이 접촉되도록 제1 접착 프리즘을 위치시킨 상태에서 오토 콜리메이터(400)를 이용하여 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면을 일치시킨 후, 제1 및 제2 접착 프리즘을 접착하여 광학 프리즘을 제조한다(도 3c).

상기에서, 오토 콜리메이터(400)란 잘 알려진 바와 같이 광학 프리즘의 반사면을 용이하게 일치시킬 수 있도록 하기 위한 장치로서, 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면이 일치하지 않을 경우에는 광학 프리즘(120)에서 반사된 빛이 2개의 점으로 표시되는 반면, 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면이 서로 일치하는 경우에는 광학 프리즘(120)에서 반사된 빛이 1개의 점으로 표시되도록 구성되어 있다.

그리고, 지그가 광학 물질로 형성되어 있으므로 상기 오토 콜리메이터를 사용자가 편한 위치에서 사용할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 지그 및 제조 방법에 의하면, 광학 프리즘의 수율을 종래 대비 약 30% 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 특허청구범위의 정신과 범주내에서 본 기술분야의 숙련자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 2개의 삼각 프리즘을 접착하여 접착 프리즘을 형성하는 공정과, 2개의 접착 프리즘을 접착하여 광학 프리즘을 형성하는 공정을 용이하게 실시할 수 있게 되므로, 제품의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

적색광(R)에 대한 R 반사면과 청색광(B)에 대한 B 반사면 및 광 입사/출사면을 각각 구비하는 제1 내지 제4의 삼각 프리즘을 동일 색상의 광에 대한 반사면끼리 상호 접착할 때 사용되는 광학 프리즘 제조용 지그에 있어서,

상기 지그에는, R 반사면 또는 B 반사면을 접착하기 위해 2개의 삼각 프리즘을 동시에 재치한 경우에 각각의 광 입사/출사면이 상기 지그의 상면에 대해 소정 각도를 유지할 수 있도록 한 "V"자형 재치홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 광학 프리즘 제조용 지그.
적색광(R)에 대한 R 반사면과 청색광(B)에 대한 B 반사면 및 광 입사/출사면을 각각 구비하는 제1 내지 제4의 삼각 프리즘을 동일 색상의 광에 대한 반사면끼리 상호 접착하므로써 광학 프리즘을 제조하기 위한 방법에 있어서,

제1 및 제2의 삼각 프리즘을 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제1 접착 프리즘을 제조하는 단계와;

제3 및 제4의 삼각 프리즘을 상기 지그의 재치홈에 재치한 상태에서 각각의 B 반사면을 상호 접착하여 제2 접착 프리즘을 제조하는 단계와;

상기 제2 접착 프리즘의 R 반사면에 상기 제1 접착 프리즘의 R 반사면이 접촉되도록 상기 제1 접착 프리즘을 위치시킨 상태에서 오토 콜리메이터를 이용하여 상기 제1 및 제2 접착 프리즘의 B 반사면을 일치시킨 후 이를 접착하는 단계;

를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 프리즘의 제조 방법.