KR20060031453A - Color display apparatus having multiple filter - Google Patents

Color display apparatus having multiple filter Download PDF

Info

Publication number
KR20060031453A
KR20060031453A KR1020040080494A KR20040080494A KR20060031453A KR 20060031453 A KR20060031453 A KR 20060031453A KR 1020040080494 A KR1020040080494 A KR 1020040080494A KR 20040080494 A KR20040080494 A KR 20040080494A KR 20060031453 A KR20060031453 A KR 20060031453A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
diffracted light
diffraction
incident
diffracted
Prior art date
Application number
KR1020040080494A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100815353B1 (en
Inventor
양행석
신동호
오관영
안준원
윤상경
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020040080494A priority Critical patent/KR100815353B1/en
Publication of KR20060031453A publication Critical patent/KR20060031453A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100815353B1 publication Critical patent/KR100815353B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0808Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/46Systems using spatial filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H04N9/3132Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen using one-dimensional electronic spatial light modulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 칼라 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 회절형 광변조기에 입사되는 입사광의 입사각을 수직에 가깝게하여 회절효율을 향상시키고, 복수의 푸리에 필터를 사용하여 원하는 차수의 회절광을 얻는 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color display device. In particular, the present invention relates to a color display apparatus, in which the incident angle of incident light incident on the diffractive optical modulator is made close to the vertical to improve diffraction efficiency, and to obtain diffraction light having a desired order using a plurality of Fourier filters. It relates to the color display apparatus used.

또한, 본 발명에 따르면, 복수 광원으로부터 출사된 복수광의 각각을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명 렌즈계; 상기 조명 렌즈계로부터 수직에 가깝게 입사되는 복수의 평행광중에서 해당하는 평행광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 복수의 회절형 광변조계; 상기 복수의 회절형 광변조계중에서 해당하는 회절형 광변조계로부터 회절광을 입사받아 원하는 회절 차수의 회절광을 필터링하여 출사하는 복수의 푸리에 필터계; 상기 복수의 푸리에 필터계로부터 복수의 회절광을 입사받아 집광하여 출사하는 결합계; 및 상기 결합계에 의해 집광된 회절광을 대상 물체에 스캐닝하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치가 제공된다. According to the present invention, there is also provided an illumination lens system which changes each of a plurality of light emitted from a plurality of light sources into linear parallel light and emits the light; A plurality of diffraction type optical modulation systems for modulating the corresponding parallel light among a plurality of parallel light incident near the vertical from the illumination lens system to form diffracted light having a plurality of diffraction orders; A plurality of Fourier filter systems which receive diffracted light from a corresponding diffractive light modulator among the plurality of diffractive light modulators and filter out diffracted light having a desired diffraction order; A coupling system that receives a plurality of diffracted light incident from the plurality of Fourier filter systems, and collects the diffracted light; And a projection system for scanning the diffracted light collected by the coupling system onto a target object.

광변조기, 픽셀, 엑츄에이팅 셀, 단차, 회절, 멀티빔, 칼라 Light Modulators, Pixels, Actuating Cells, Steps, Diffraction, Multibeam, Color

Description

복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치{Color display apparatus having multiple filter} Color display apparatus having multiple filters             

도 1은 단일광원과 f-θ렌즈를 사용하는 종래의 레이저 스캐닝 방식을 도시한 도면.1 illustrates a conventional laser scanning method using a single light source and an f-θ lens.

도 2는 이미지 헤드에 구성된 LED 배열에 의하여 형성된 멀티빔에 의하여 레이저 스캐닝을 수행하는 종래의 레이저 스캐닝 방식을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a conventional laser scanning method for performing laser scanning by a multi-beam formed by an LED array configured in an image head.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치의 구성도.3 is a block diagram of a color display apparatus using a plurality of filters according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 조명렌즈의 광경로를 포함한 사시도, 측단면도, 단면도.4 is a perspective view, side cross-sectional view, and cross-sectional view including the optical path of the illumination lens of FIG.

도 5는 도 3의 회절형 광변조기의 사시도.5 is a perspective view of the diffraction type optical modulator of FIG.

도 6은 도 3의 회절형 광변조기의 반사각을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining a reflection angle of the diffraction type optical modulator of FIG.

도 7은 도 3의 회절형 광변조기에 의해 생성된 회절광의 개략도.7 is a schematic diagram of diffracted light generated by the diffractive light modulator of FIG.

도 8는 도 3의 푸리에 렌즈의 광경로를 포함한 평면도.8 is a plan view including the optical path of the Fourier lens of FIG.

도 9a는 도 3의 결합계의 일실시예에 따른 광경로를 포함한 평면도, 도 9b는 도 3의 결합계의 다른 실시예에 따른 광경로를 포함한 평면도.
9A is a plan view including an optical path according to an embodiment of the coupling system of FIG. 3, and FIG. 9B is a plan view including an optical path according to another embodiment of the coupling system of FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

310 : 조명 렌즈계 311 : 실린더 렌즈310: illumination lens system 311: cylinder lens

312 : 콜리메이터 렌즈 315 : 회절형 광변조계312: collimator lens 315: diffraction optical modulator

316 : 회절형 광변조기 317 : 반사미러316: diffractive optical modulator 317: reflection mirror

320 : 푸리에 필터계 321 : 푸리에 렌즈320: Fourier filter system 321: Fourier lens

322 : 기구적 필터 330 : 결합계322: mechanical filter 330: coupling system

331 : 반사미러 332 : 색선별 필터331: reflection mirror 332: color screening filter

340 : 프로젝션 시스템 350 : 스크린
340: projection system 350: screen

본 발명은 칼라 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 회절형 광변조기에 입사되는 입사광의 입사각을 수직에 가깝게하여 회절효율을 향상시키고, 복수의 푸리에 필터를 사용하여 원하는 차수의 회절광을 얻는 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color display device. In particular, the present invention relates to a color display apparatus, in which the incident angle of incident light incident on the diffractive optical modulator is made close to the vertical to improve diffraction efficiency, and to obtain diffraction light having a desired order using a plurality of Fourier filters. It relates to the color display apparatus used.

광빔 스캐닝 장치는 화상 형성장치, 예를 들면 레이저 프린터, 디스플레이 장치, LED 프린터, 전자 사진 복사기 및 워드 프로세서 등에서, 광빔을 스캐닝하여 광빔을 감광매체에 스폿(spot)시켜 화상 이미지를 결상시키는 장치이다. The light beam scanning device is an image forming apparatus such as a laser printer, a display device, an LED printer, an electrophotographic copying machine, a word processor, or the like, which scans a light beam and spots the light beam onto a photosensitive medium to form an image image.                         

이러한 광빔 스캐닝 장치는 화상 형성장치가 소형화, 고속화 및 고해상화되는 방향으로 발전함에 따라 이에 대응하여 소형화, 고속화 및 고해상화의 특성을 가지도록 꾸준히 연구 개발되어 지고 있다.The light beam scanning device has been steadily researched and developed to have the characteristics of miniaturization, high speed, and high resolution as the image forming apparatus is developed in the direction of miniaturization, high speed, and high resolution.

화상 형성장치의 광빔 스캐닝 장치는 광빔 스캐닝 방식 및 광빔 스캐닝 장치의 구성에 따라 크게 f·θ렌즈를 이용하는 레이저 스캐닝 방식과 이미지 헤드 프린터 방식으로 대별할 수 있다.The light beam scanning device of the image forming apparatus can be roughly classified into a laser scanning method using an f · θ lens and an image head printer method according to the light beam scanning method and the configuration of the light beam scanning device.

도 1은 f·θ렌즈를 이용하는 종래의 레이저 스캐닝 장치를 도시하고 있다. Fig. 1 shows a conventional laser scanning device using a f? Lens.

도시된 바와 같이, 종래의 레이저 스캐닝 장치는 비디오 신호에 따라 광빔을 출사하는 레이저 다이오드(LD)(10)와, LD(10)에서 출력되는 광빔을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(11)와, 콜리메이터 렌즈(11)를 통과한 평행광을 스캐닝 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어주는 실린더 렌즈(12)와, 실린더 렌즈(12)를 통과한 수평방향의 선형광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤 미러(13)와, 폴리곤 미러(13)를 등속도로 회전시키는 폴리곤 미러 구동용 모터(14)와, 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며 폴리곤 미러(13)에서 반사된 등각속도의 광을 주조사 방향으로 편향시키고 수차를 보정하여 조사 면상에 초점을 맞추는 f·θ렌즈(15)와, f·θ렌즈(15)를 통한 광빔을 소정의 방향으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(17)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(16)와, f·θ렌즈(15)를 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(18)와, 수평동기 미러(18)에 반사된 레이저빔을 수광하여 동기를 맞추는 광센서(19)를 포함하여 구성된다. As shown, a conventional laser scanning apparatus includes a laser diode (LD) 10 for emitting a light beam according to a video signal, a collimator lens 11 for converting the light beam output from the LD 10 into parallel light, Cylindrical lens 12 which makes the parallel light which passed through the collimator lens 11 into a horizontal linear light with respect to a scanning direction, and the horizontal linear light which passed through the cylinder lens 12 at the isoline speed are scanned. A polygon mirror 13, a polygon mirror driving motor 14 for rotating the polygon mirror 13 at a constant speed, and a light at an equiangular velocity reflected from the polygon mirror 13 with a constant refractive index with respect to the optical axis. The f · θ lens 15 for deflecting in the direction and correcting the aberration to focus on the irradiated surface, and the surface of the photosensitive drum 17 as an image plane by reflecting a light beam through the f · θ lens 15 in a predetermined direction. Phased into Receives and synchronizes a laser beam reflected by the horizontal synchronous mirror 18 and a horizontal synchronous mirror 18 for reflecting the laser beam through the image forming reflection mirror 16, the f? Lens 15 in a horizontal direction. It is configured to include an optical sensor 19 to fit.                         

상기의 레이져 스캐닝 방식은 레이져 다이오드(10)의 낮은 스위칭 속도 및 폴리곤 미러(13)의 주사 속도 문제로 인하여 고속의 프린팅을 얻기가 힘들다. The laser scanning method is difficult to obtain high speed printing due to the low switching speed of the laser diode 10 and the scanning speed of the polygon mirror 13.

즉, 광빔의 주사 속도를 높이려면 더욱 고속의 모터를 사용하여 폴리곤 미러(13)를 회전 시켜야 하나, 이 경우에는 고속의 모터가 고가이고, 또한 고속으로 회전하는 모터는 열, 진동 및 잡음을 유발하여 동작 신뢰도를 떨어뜨리는 등의 문제점이 있으므로 주사속도의 큰 향상을 기대할 수 없다.That is, in order to increase the scanning speed of the light beam, the polygon mirror 13 should be rotated by using a higher speed motor. In this case, the high speed motor is expensive and the high speed motor causes heat, vibration and noise. Therefore, there is a problem such as lowering the operation reliability, it is not expected to greatly increase the scanning speed.

광 주사장치의 속도를 향상시키는 또 다른 방법에는 멀티빔 형태의 빔 형성장치를 이용하는 이미지 헤드 프린팅 방식이 있다. Another method of improving the speed of the optical scanning device is an image head printing method using a multi-beam type beam forming apparatus.

이와 같은 멀티 빔 광학 스캐닝 장치는 광원 수단으로서 복수의 광 방출부(레이저 첨두)을 가지며, 복수의 광 방출부에 의해 방출되는 복수의 광선 빔을 광 반사기를 경유해 이미징 렌즈(imaging lens)에 의해 이미징함으로써 기록 매체 표면 상에 형성되는 복수의 광선 스폿(spot)으로써 기록 매체 표면을 동시에 광학적으로 스캐닝한다. Such a multi-beam optical scanning device has a plurality of light emitters (laser apex) as a light source means, and a plurality of light beams emitted by the plurality of light emitters by means of an imaging lens via an optical reflector. By imaging, the recording medium surface is simultaneously optically scanned with a plurality of light spots formed on the recording medium surface.

단하나의 광선 스폿을 사용하여 고속의 프린팅을 달성하기 위해, 단위 시간당 기록 매체 표면을 광학적으로 스캐닝하는 횟수는 대단히 커야 하며, 그 결과, 광 반사기의 회전 속도, 이미지 클럭 등은 이와 같은 큰 횟수의 광학적 스캐닝을 따를 수 없다. 따라서, 기록 매체 표면을 동시에 스캐닝하는 빔 스폿의 수가 증가한다면, 광 반사기의 회전 속도, 이미지 클럭등은 빔 스폿의 개수의 반비례하여 감소한다.In order to achieve high speed printing using only one light spot, the number of optical scanning of the recording medium surface per unit time should be very large, so that the rotational speed of the light reflector, image clock, etc. Optical scanning cannot be followed. Therefore, if the number of beam spots simultaneously scanning the recording medium surface increases, the rotational speed, image clock, etc. of the light reflector decreases in inverse proportion to the number of beam spots.

복수의 빔 스폿을 형성하는 가장 효과적인 방법으로서, 광원으로서의 역할을 하는 레이저 소자는 독립적으로 구동될 수 있는 복수의 광 방출점(광 방출부)를 가진다. As the most effective method of forming a plurality of beam spots, a laser element serving as a light source has a plurality of light emitting points (light emitting portions) that can be driven independently.

복수의 광 방출점을 갖는 이와 같은 레이저 소자는 일반적으로 “모놀리딕 멀티-빔 레이저 소자(monolithic multi-beam laser element)”라 불린다. 모놀리딕 멀티-빔 레이저 소자가 사용될 때, 광원 뒤에 배치되는 다양한 광학 소자는 대개 복수의 광선 빔에 의해 사용될 수 있어 비용, 작업, 조절등에 있어 큰 장점을 제공한다.Such laser devices having a plurality of light emission points are generally referred to as "monolithic multi-beam laser elements". When monolithic multi-beam laser elements are used, the various optical elements placed behind the light source can usually be used by multiple beams of rays, providing great advantages in cost, operation, control, and the like.

도 2는 이미지 헤드에 구성된 LED 배열에 의하여 형성된 멀티빔에 의하여 레이저 스캐닝을 수행하는 종래의 레이저 스캐닝 방식을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a conventional laser scanning method for performing laser scanning by a multi-beam formed by an LED array configured in an image head.

도 2를 참조하면 이미지 헤드(20)에 인쇄용지를 채울 수 있을 정도로 많은 양의 LED 배열(21)을 구성하여 멀티빔을 형성함으로써, 레이져 스캔방식과 다르게 폴리곤 미러 및 f-θ렌즈의 사용없이 한번에 동시에 한줄씩을 프린트 할 수 있어 프린트 속도를 현저히 향상시킬 수 있었다.Referring to FIG. 2, a multi-beam is formed by forming a large amount of LED array 21 to fill printing paper in the image head 20, so that unlike a laser scanning method, a polygon mirror and a f-θ lens are not used. By printing one line at a time at the same time, print speed can be significantly improved.

이러한 모놀리딕 멀티-빔 레이저 소자는, 예를 들어, 이른바 표면 방출 레이저(표면 방출형 반도체 레이저)를 포함한다.Such monolithic multi-beam laser elements include, for example, so-called surface emitting lasers (surface emitting semiconductor lasers).

표면 방출 레이저는 실리콘 층의 두께 방향에 평행한 방출 빔을 방출하는 반면, 종래의 반도체 레이저는 실리콘 층의 두께 방향에 수직한 방향으로 광선 빔을 방출한다. Surface emitting lasers emit emission beams parallel to the thickness direction of the silicon layer, whereas conventional semiconductor lasers emit light beams in a direction perpendicular to the thickness direction of the silicon layer.

그리고, 표면 방출 레이저는 다음과 같은 특징을 가진다. 즉, 종래의 반도체 레이저는 타원형 단면을 가지며 발산각이 상당히 다양한 발산하는 광선을 방출하는 반면, 표면 방출 레이저는 안정된 발산각을 갖는 원형 빔을 방출할 수 있다.The surface emitting laser has the following characteristics. That is, conventional semiconductor lasers emit elliptical cross-sections and emit divergent rays of varying divergence angles, while surface emitting lasers can emit circular beams with stable divergence angles.

그러나, 표면 방출 레이저는 출력 광선 빔의 불안정한 편광 방향이라는 문제를 가지고 있다. 비록 편광 방향이 어느 정도는 제조 방법에 의해 조절될 수 있지만, 편광 방향은 광 방출점, 주위 온도, 및 출력에 따라 변동한다.However, surface emitting lasers have a problem of unstable polarization direction of the output light beam. Although the polarization direction can be adjusted to some extent by the manufacturing method, the polarization direction varies with the light emission point, the ambient temperature, and the output.

대개, 광 반사기와 같은 다각형 거울, 이미징 광학 시스템으로서의 스캐닝 렌즈(f-θ), 광학적 경로를 바꾸기 위한 반향 거울등과 같은 광학 스캐닝 장치를 구성하는 광학 소자의 반사율(reflectance), 투과율(transmittance), 및 각도(angle) 특성은 입력 광선 빔의 편광 방향에 따라 변한다.Usually the reflectance, transmittance of optical elements that make up an optical scanning device such as a polygonal mirror such as a light reflector, a scanning lens as an imaging optical system (f-theta), an echo mirror to change the optical path, and the like, And the angle characteristic changes according to the polarization direction of the input light beam.

이러한 이유로, 표면 방출 레이저를 포함하는 모놀리딕 멀티-빔 레이저 소자가 광학 스캐닝 장치의 광원으로서 사용될 때, 기록 매체 표면을 광학적으로 스캐닝하는 복수의 빔 스폿은 개개의 광 방출점의 서로 다른 편광 방향에 따라 서로 다른 세기를 가진다. 그리고, 이와 같은 세기에서의 차이는 이미지 상에서 피치 불균일로 나타나서 이미지 품질을 상당히 감소시킨다.For this reason, when a monolithic multi-beam laser element including a surface emitting laser is used as a light source of an optical scanning device, a plurality of beam spots that optically scan the recording medium surface are located at different polarization directions of individual light emission points. According to different strengths. And, this difference in intensity appears as pitch unevenness in the image, which significantly reduces the image quality.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내특허출원번호 2003-77391호에는 외부로부터 인가되는 구동 전압에 의하여 온/오프 구동되는 엑츄에이팅 셀로 구성된 압전/전왜 회절형 광변조기에 의하여 형성되는 다수의 회절빔을 이용한 고속의 스캐닝을 수행하는 압전/전왜 회절형 광변조기를 이용한 스캐닝 장치가 개시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Application No. 2003-77391 uses a plurality of diffraction beams formed by a piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulator composed of an actuating cell driven on / off by a driving voltage applied from the outside. Disclosed is a scanning apparatus using a piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulator that performs high speed scanning.

개시된 종래 개선된 기술에 따른 압전/전왜 회절형 광변조기를 이용한 스캐닝 장치는, 소정 광원으로부터 출력된 단일빔을 광로 방향에 대하여 수평주사 시키는 제 1 렌즈수단; 외부로부터 인가되는 구동전원에 의하여 온/오프 구동하는 다수 의 엑츄에이팅 셀로 구성되고, 상기 엑츄에이팅 셀 상호간의 온/오프 구동에 의한 반사 및 회절 현상에 의하여 상기 단일빔으로부터 다수의 회절빔을 생성하는 압전/전왜 회절형 광변조기; 상기 압전/전왜 회절형 광변조기로부터 입사되는 다수의 회절빔 중에서 소정의 회절계수를 갖는 회절빔에 대한 필터링을 수행하는 슬릿; 및 상기 슬릿에 의하여 선택적으로 필터링 된 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 감광부재의 감광면에 조사하는 제 2 렌즈수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A scanning apparatus using a piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulator according to the disclosed improved technique includes: first lens means for horizontally scanning a single beam output from a predetermined light source in a direction of an optical path; Comprising a plurality of actuating cells to drive on / off by the drive power applied from the outside, and the plurality of diffraction beams from the single beam by the reflection and diffraction phenomenon by the on / off driving between the actuating cells Piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulators; A slit for performing filtering on a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient among a plurality of diffraction beams incident from the piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulator; And second lens means for irradiating a photosensitive surface of the photosensitive member with a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient selectively filtered by the slit.

한편, 상기와 같은 종래 개선된 기술에 따른 압전/전왜 회절형 광변조기를 이용한 스캐닝 장치를 칼라 디스플레이나 프린팅에 이용하고자 할 경우에 λ1, λ2 , λ3. … 각각의 색의 파장에 대하여 서로 다른 슬릿 간격을 가지므로 그에 따른 간단하면서도 적합한 슬릿의 개발이 요청되었다.
On the other hand, when the scanning device using the piezoelectric / electric distortion diffraction type optical modulator according to the conventional improved technique as described above is used for color display or printing, λ 1 , λ 2 , λ 3 .. Since there is a different slit spacing for each color wavelength, it is required to develop a simple and suitable slit accordingly.

본 발명은 상술한 바와 같은 요청에 부응하기 위하여, 회절형 광변조기에 입사되는 입사광의 입사각을 수직에 가깝게하여 회절효율을 향상시키고, 복수의 푸리에 필터를 사용하여 원하는 차수의 회절광을 얻는 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention improves the diffraction efficiency by making the angle of incidence of the incident light incident on the diffractive optical modulator close to vertical in order to meet the above-described request, and obtains a plurality of diffracted light of the desired order by using a plurality of Fourier filters It is an object to provide a color display device using a filter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 광원으로부터 출사된 복 수광의 각각을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명 렌즈계; 상기 조명 렌즈계로부터 수직에 가깝게 입사되는 복수의 평행광중에서 해당하는 평행광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 복수의 회절형 광변조계; 상기 복수의 회절형 광변조계중에서 해당하는 회절형 광변조계로부터 회절광을 입사받아 원하는 회절 차수의 회절광을 필터링하여 출사하는 복수의 푸리에 필터계; 상기 복수의 푸리에 필터계로부터 복수의 회절광을 입사받아 집광하여 출사하는 결합계; 및 상기 결합계에 의해 집광된 회절광을 대상 물체에 스캐닝하는 프로젝션 시스템을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
The present invention for achieving the above object is an illumination lens system for changing each of the plurality of light emitted from the plurality of light sources to a linear parallel light to emit; A plurality of diffraction type optical modulation systems for modulating the corresponding parallel light among a plurality of parallel light incident near the vertical from the illumination lens system to form diffracted light having a plurality of diffraction orders; A plurality of Fourier filter systems which receive diffracted light from a corresponding diffractive light modulator among the plurality of diffractive light modulators and filter out diffracted light having a desired diffraction order; A coupling system that receives a plurality of diffracted light incident from the plurality of Fourier filter systems, and collects the diffracted light; And a projection system for scanning the diffracted light collected by the coupling system onto a target object.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of a color display device using a plurality of filters according to the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a color display apparatus using a plurality of filters according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치는, 복수 광원(300), 조명 렌즈계(310), 회절형 광변조계(315), 푸리에(fourier) 필터계(320), 결합계(330), 프로젝션 시스템(340), 스크린(350)으로 이루어져 있다.Referring to the drawings, a color display apparatus using a plurality of filters according to an embodiment of the present invention, a plurality of light sources 300, illumination lens system 310, diffraction type optical modulation system 315, Fourier filter system 320, a coupling system 330, a projection system 340, and a screen 350.

복수 광원(300)은 일예로 적색 광원(301a), 청색 광원(301b), 녹색 광원(301c)으로 이루어져 있다. 여기에 사용되는 복수의 광원(300)은 발광 다이오드(Light emitting diode, LED)와 레이저 다이오드(Laser diode, LD) 같은 반도체를 사용하여 제작한 광원이 사용가능하다. 이러한 반도체 광원은 다른 광원에 비해 칼라 디스플레이 장치에 사용하기에 적합한 많은 특성들을 가진다.The plurality of light sources 300 may include, for example, a red light source 301a, a blue light source 301b, and a green light source 301c. The light sources 300 used herein may be light sources manufactured using semiconductors such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs). Such semiconductor light sources have many properties suitable for use in color display devices compared to other light sources.

이러한 광원(300)의 단면도의 일예가 도 4의 (A)에 도시되어 있는데 도 4의 (A)를 참조하면 광원(300)의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있다. An example of a cross-sectional view of such a light source 300 is shown in FIG. 4A. Referring to FIG. 4A, the cross-section of the light source 300 is circular, and the intensity profile of the light is FIG. 4B. As shown in the figure, Gaussian distribution is obtained.

조명 렌즈계(310)는 입사광을 타원형 단면을 갖는 선형의 평행광으로 변화시키게 되는데, 복수의 실린더 렌즈(311a~311c), 복수의 콜리메이터 렌즈(312a~312c)로 이루어져 있다. The illumination lens system 310 changes incident light into linear parallel light having an elliptical cross section, and includes a plurality of cylinder lenses 311a to 311c and a plurality of collimator lenses 312a to 312c.

즉, 조명 렌즈계(310)는 상기 복수 광원(300)의 각각의 광원(301a~301c)에서 출력된 각각의 빔을 광로 방향에 대하여 수평 방향의 선형광으로 변환시켜 후술하는 회절형 광변조기(316a~316c)에 집속시키는 것으로서, 복수의 실린더 렌즈(311a~311c)와 콜리메이터 렌즈(312a~312c)로 구성된다. That is, the illumination lens system 310 converts each beam output from each of the light sources 301a to 301c of the plurality of light sources 300 into linear light in a horizontal direction with respect to the optical path direction to be described later. It focuses on 316c, and consists of several cylinder lenses 311a-311c and collimator lenses 312a-312c.

여기에서, 실린더 렌즈(311a~311c)는 상기 복수의 광원(310a~310c)로부터 입사되는 각각의 평행광을 광로 방향에 수평으로 위치하는 대응하는 회절형 광변조기(316a~316c)에 수평으로 입사시키기 위하여, 도 4의 (C)에 도시된 바와 같이 평형광을 수평방향의 선형광으로 변환시켜 해당하는 콜리메이터 렌즈(312a~312c)를 통하여 해당 회절형 광변조기(316a~316c)로 입사시킨다.Here, the cylinder lenses 311a to 311c are horizontally incident on the corresponding diffraction type optical modulators 316a to 316c which horizontally position each parallel light incident from the light sources 310a to 310c in the optical path direction. In order to achieve this, as shown in FIG. 4C, the balanced light is converted into linear light in the horizontal direction, and the incident light is incident on the diffractive light modulators 316a to 316c through the corresponding collimator lenses 312a to 312c.

여기서, 복수의 콜리메이터 렌즈(312a~312c)는 각각 복수 광원(300)으로부터 실린더 렌즈(311a~311c)를 통하여 입사되는 구면광을 평행광으로 변환한 후, 이를 해당하는 회절형 광변조기(316a~316c)로 입사시킨다. Here, the plurality of collimator lenses 312a to 312c respectively convert spherical light incident from the plurality of light sources 300 through the cylinder lenses 311a to 311c into parallel light, and then the corresponding diffraction type light modulators 316a to Incident at 316c).                     

콜리메이터 렌즈(여기에서는 도면부호 312a에 대하여 설명하지만 나머지도 같다)는 도 4에 도시된 바와 같이 일예로 오목렌즈(312aa)와 볼록 렌즈(312ab)를 구비하고 있다.The collimator lens (here described with reference to 312a, but the rest of the same) has a concave lens 312aa and a convex lens 312ab as an example, as shown in FIG.

오목 렌즈(312aa)는 실린더 렌즈(311a)로부터 입사되는 선형광을 도 4의 (D)에 도시된 바와 같이 위 아래로 확장하여 볼록 렌즈(312b)로 입사시킨다. 볼록렌즈(312ab)는 오목렌즈(312aa)로부터 입사되는 입사광을 도 4의 (E)에 도시된 바와 같이 평행광을 변화시켜 출사한다. 도 4에서 (a)는 광원과 실린더 렌즈, 콜리메이터 렌즈로 이루어진 광학계의 사시도이고, 도 4에서 (b)는 평면도이며, 도 4의 (c)는 측단면도이고, 도 4의 (d)는 절단면도이다.The concave lens 312aa extends up and down the linear light incident from the cylinder lens 311a and enters the convex lens 312b as shown in FIG. 4D. The convex lens 312ab emits incident light incident from the concave lens 312aa by changing parallel light as shown in Fig. 4E. In Figure 4 (a) is a perspective view of an optical system consisting of a light source, a cylinder lens, a collimator lens, (b) is a plan view, Figure 4 (c) is a side cross-sectional view, Figure 4 (d) is a cut surface. It is also.

다음으로, 회절형 광변조계(315)는 복수의 회절형 광변조기(316a~316c), 복수의 반사미러(317a~317c)로 구성되어 있다. 여기에서 반사미러(317a~317c)는 조명렌즈계(310)로부터 입사되는 평행광을 반사하여 해당하는 회절형 광변조기(316a~316c)에 수직에 가깝게 입사시킨다. 이처럼 회절형 광변조기(316a~316c)로 입사되는 입사광이 수직에 가깝게 되면 그 만큼 더 광효율은 증가된다.Next, the diffraction light modulator 315 is composed of a plurality of diffraction light modulators 316a to 316c and a plurality of reflection mirrors 317a to 317c. Here, the reflection mirrors 317a to 317c reflect the parallel light incident from the illumination lens system 310 and make the reflection mirrors 317a to 316c perpendicular to the corresponding diffraction type optical modulators 316a to 316c. As such, when the incident light incident on the diffractive light modulators 316a to 316c is close to the vertical, the light efficiency is increased by that much.

그리고, 회절형 광변조기(316a~316c)는 바람직하게 오픈홀 방식의 회절형 광변조기로서 입사되는 입사광을 반사 또는 회절시켜 회절광을 형성한다. 이때 반사 미러(317a~317c)는 회절형 광변조기(316a~316c)에서 형성된 회절광을 반사하여 회절광이 조명 렌즈계(310)로부터 출사되는 광경로와 동일하게 진행하도록 한다. The diffractive light modulators 316a to 316c preferably reflect or diffract incident incident light as an open hole diffraction light modulator to form diffracted light. In this case, the reflection mirrors 317a to 317c reflect the diffracted light formed by the diffractive light modulators 316a to 316c so that the diffracted light proceeds in the same way as the optical path emitted from the illumination lens system 310.

여기에 사용되는 오픈홀 방식의 회절형 광변조기(316a~316c)의 일예가 도 5에 도시되어 있는데, 도면을 참조하면, 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 실리콘 기 판(501)과, 절연층(502), 하부 마이크로 미러(503)와, 복수의 엘리멘트(510a~510n))로 구성되어 있다. 여기에서, 절연층과 하부 마이크로 미러를 별개의 층으로 구성하였지만 절연층에 광을 반사하는 성질이 있다면 절연층 자체가 하부 마이크로 미러로서 기능하도록 할 수 있다.An example of the open hole diffraction type optical modulators 316a to 316c used herein is illustrated in FIG. 5. Referring to the drawings, the open hole based diffraction light modulator includes a silicon substrate 501 and an insulating layer. 502, a lower micromirror 503, and a plurality of elements 510a to 510n. Here, although the insulating layer and the lower micromirror are configured as separate layers, if the insulating layer has a property of reflecting light, the insulating layer itself can function as the lower micromirror.

실리콘 기판(501)은 엘리멘트(510a~510n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502)이 적층되어 있으며, 하부 마이크로 미러(503)가 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510a~510n)의 하면이 부착되어 있다. 실리콘 기판(501a)을 구성하는 물질로는 Si, Al2O3, ZrO2, Quartz, SiO2 등의 단일물질이 사용되며, 바닥면과 위층(도면에서 점선으로 표시됨)을 다른 이종의 물질을 사용하여 형성할 수도 있다.The silicon substrate 501 includes depressions to provide air space to the elements 510a to 510n, an insulating layer 502 is stacked, and a lower micromirror 503 is deposited thereon, and the depressions The lower surfaces of the elements 510a to 510n are attached to both sides that deviate. As the material constituting the silicon substrate 501a, a single material such as Si, Al2O3, ZrO2, Quartz, SiO2, etc. may be used, and the bottom surface and the upper layer (indicated by dotted lines in the drawing) may be formed by using different heterogeneous materials. have.

하부 마이크로 미러(503)는 실리콘 기판(501)의 상부에 증착되어 있으며, 입사하는 빛을 반사하여 회절시킨다. 하부 마이크로 미러(503)에 사용되는 물질로는 메탈(Al, Pt, Cr, Ag 등)이 사용될 수 있다. The lower micromirror 503 is deposited on the silicon substrate 501 and reflects and diffracts incident light. Metal (Al, Pt, Cr, Ag, etc.) may be used as the material used for the lower micromirror 503.

엘리멘트(대표적으로 도면부호 510a에 대해서만 설명하지만 나머지도 같다)는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있는 하부 지지대(511a)를 구비하고 있다.The elements (typically, only the reference numeral 510a is described but the rest are the same) have a ribbon shape, and the bottom surfaces of both ends are recessed of the silicon substrate 501 so that the center portion is spaced apart from the recessed portion of the silicon substrate 501. The lower support part 511a attached to the both side area | regions which deviated from a part is provided.

하부 지지대(511a)의 양측면에는 압전층(520a, 520a')이 구비되어 있으며, 구비된 압전층(520a, 520a')의 수축 팽창에 의해 엘리멘트(510a)의 구동력이 제공된다. Piezoelectric layers 520a and 520a 'are provided on both side surfaces of the lower support 511a, and the driving force of the element 510a is provided by contraction and expansion of the provided piezoelectric layers 520a and 520a'.                     

하부 지지대(511a)를 구성하는 물질로는 Si 산화물(일예로 SiO2 등), Si 질화물 계열(일예로 Si3N4 등), 세라믹 기판(Si, ZrO2, Al2O3 등), Si 카바이드 등이 될 수 있다. 이러한 하부 지지대(511a)는 필요에 따라 생략할 수 있다.The material constituting the lower support 511a may be Si oxide (for example, SiO2), Si nitride series (for example, Si3N4, etc.), ceramic substrate (Si, ZrO2, Al2O3, etc.), Si carbide, or the like. The lower support 511a may be omitted as necessary.

그리고, 좌우측의 압전층(520a, 520a')은 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(521a, 521a')과, 하부전극층(521a, 521a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(522a, 522a')과, 압전 재료층(522a, 522a')에 적층되어 있으며 압전재료층(522a, 522a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(523a, 523a')을 구비하고 있다. 상부 전극층(523a, 523a')과 하부 전극층(521a, 521a')에 전압이 인가되면 압전재료층(522a, 522a')은 수축 팽창을 하여 하부 지지대(511a)의 상하 운동을 발생시킨다.The left and right piezoelectric layers 520a and 520a 'are stacked on the lower electrode layers 521a and 521a' for providing the piezoelectric voltage and the lower electrode layers 521a and 521a 'and contract and expand when voltage is applied to both surfaces. And the upper electrode layers 523a, which are stacked on the piezoelectric material layers 522a and 522a 'that generate the vertical driving force, and provide the piezoelectric voltage to the piezoelectric material layers 522a and 522a'. 523a '). When voltage is applied to the upper electrode layers 523a and 523a 'and the lower electrode layers 521a and 521a', the piezoelectric material layers 522a and 522a 'contract and expand to generate vertical movement of the lower support 511a.

전극(521a, 521a', 523a, 523a')의 전극재료로는 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등이 사용될 수 있으며, 0.01~3㎛ 범위에서 sputter 또는 evaporation 등의 방법으로 증착한다.Pt, Ta / Pt, Ni, Au, Al, RuO2, etc. may be used as the electrode material of the electrodes 521a, 521a ', 523a, 523a', and deposited by a sputter or evaporation method in a range of 0.01-3 μm. do.

한편, 하부 지지대(511a)의 중앙 부분에는 상부 마이크로 미러(530a)가 증착되어 있으며 복수의 오픈홀(531a1~531a3)을 구비하고 있다. 여기에서 오픈홀(531a1~531a3)의 모양은 직사각형이 바람직하지만 원형, 타원형 등 어떤 폐곡선의 형상도 가능하다. 그리고 여기에서 하부 지지대를 광반사성 물질로 형성한다면 별도로 상부 마이크로 미러를 증착할 필요가 없으며 하부 지지개가 상부 마이크로 미러로 기능하도록 할 수 있다.On the other hand, the upper micro mirror 530a is deposited on the central portion of the lower support 511a and has a plurality of open holes 531a1 to 531a3. Here, the shape of the open holes 531a1 to 531a3 is preferably rectangular, but any closed curve such as circular or elliptical may be used. If the lower supporter is formed of a light reflective material, it is not necessary to deposit the upper micromirror separately, and the lower supporter may function as the upper micromirror.

이러한 오픈홀(531a1~531a3)은 엘리멘트(510a)에 입사되는 입사광이 관통하 여 오픈홀(531a1~531a3)이 형성된 부분에 대응하는 하부 마이크로 미러(503)에 입사광이 입사되도록 하며, 이렇게 하여 하부 마이크로 미러(503)와 상부 마이크로 미러(530a)가 화소를 형성할 수 있도록 한다.The open holes 531a1 to 531a3 allow incident light incident on the element 510a to penetrate the incident light to the lower micromirror 503 corresponding to the portion where the open holes 531a1 to 531a3 are formed. The micro mirror 503 and the upper micro mirror 530a can form pixels.

즉, 일예로 오픈홀(531a1~531a3)이 형성된 상부 마이크로 미러(530a)의 (가) 부분과 하부 마이크로 미러(503)의 (나) 부분이 하나의 화소를 형성할 수 있다.That is, for example, the (i) portion of the upper micro mirror 530a and the (i) portion of the lower micro mirror 503 having the open holes 531a1 to 531a3 may form one pixel.

이때, 상부 마이크로 미러(530a)의 오픈홀(531a1~531a3)이 형성된 부분을 관통하여 입사되는 입사광은 하부 마이크로 미러(503)의 해당 부분에 입사할 수 있으며 상부 마이크로 미러(530a)와 하부 마이크로 미러(503)의 간격이 λ/4의 홀수배가 될 때 최대의 회절광을 발생시킨다. 이외에도 본 발명에 이용가능한 오픈홀 회절 광변조기는 국내출원번호 제P2004-030159호에 개시되어 있다.At this time, incident light incident through the portions where the open holes 531a1 to 531a3 of the upper micromirror 530a are formed may be incident on a corresponding portion of the lower micromirror 503, and the upper micromirror 530a and the lower micromirror may be incident. The maximum diffracted light is generated when the interval 503 becomes an odd multiple of lambda / 4. In addition, the open-hole diffraction light modulator usable in the present invention is disclosed in Korean Application No. P2004-030159.

한편, 각각의 오픈홀 회절형 광변조기(316a~316c)는 위에서 설명한 바와 같이 조명렌즈계(310)로부터 입사된 각각의 선형광을 회절시켜 회절광을 형성한 후, 회절광을 푸리에 필터계(320)로 입사시킨다.On the other hand, each of the open hole diffraction type optical modulators 316a to 316c diffracts each linear light incident from the illumination lens system 310 to form diffracted light as described above, and then diffracts the diffracted light to the Fourier filter system 320. Incident).

이때, 형성된 회절광의 반사 각도는 도 6에 도시되어 있는데, 도면을 참조하면 입사각과 반사각이 같음을 알 수 있다. 즉, 입사각이 회절형 광변조기(316a~316c)에 θ°입사하면, 반사각도 θ°가 된다. In this case, the reflection angle of the formed diffracted light is shown in FIG. 6. Referring to the drawings, it can be seen that the incident angle and the reflection angle are the same. That is, when the incident angle enters θ ° to the diffraction optical modulators 316a to 316c, the reflection angle becomes θ °.

다음으로, 회절형 광변조기(316a~316c)에 의해 형성되는 회절광이 도 7에 도시되어 있는데, 격자의 주기적인 방향으로 0차, ±1차 회절광이 형성된다. Next, the diffracted light formed by the diffractive light modulators 316a to 316c is shown in FIG. 7, where zero-order and ± first-order diffraction light are formed in the periodic direction of the grating.

한편, 푸리에 필터계(320)은 각각의 회절광에 대응하는 복수의 푸리에 렌즈(321a~321c), 각각의 회절광에 대응하는 복수의 기구적 필터(322a~322c)를 포함하 고 있다.On the other hand, the Fourier filter system 320 includes a plurality of Fourier lenses 321a to 321c corresponding to the diffracted light and a plurality of mechanical filters 322a to 322c corresponding to the diffracted light.

푸리에 필터계(320)의 푸리에 렌즈(321a~321c)는 입사되는 회절광을 차수별로 분리하며, 기구적 필터(322a~322c)는 원하는 차수의 회절광만을 투과시킨다. The Fourier lenses 321a to 321c of the Fourier filter system 320 separate the incident diffracted light for each order, and the mechanical filters 322a to 322c transmit only the diffracted light of the desired order.

여기에서 푸리에 렌즈(321a~321c)는 도 8에 도시된 바와 같이 회절형 광변조계(315)로부터 출사된 출사광을 집광시키게 되는데, 여기에서 도 8의 (가)는 평면도이고, 도 8의 (나)는 측단면도이다.Here, the Fourier lenses 321a to 321c condenses the light emitted from the diffractive light modulator 315 as shown in FIG. 8, where FIG. 8A is a plan view, and FIG. (B) is a side cross-sectional view.

도8의 (가)를 참조하면 회절광이 푸리에 렌즈(331)로 입사되면 푸리에 렌즈(331)는 회절광의 각 차수의 회절광을 집광시킨다. Referring to Fig. 8A, when the diffracted light is incident on the Fourier lens 331, the Fourier lens 331 condenses the diffracted light of each order of the diffracted light.

또한, 도 8의 (나)는 측단면도를 나타내는 것으로 0차의 회절광은 푸리에 렌즈(321a~321c)를 통과하면 어느 한 점으로 집광되게 되는데, 이때 +1차의 회절광은 0차의 회절광이 집광되는 위치로부터 떨어진 위쪽에 그리고 -1차의 회절광은 0차의 회절광이 집광되는 위치로부터 떨어져 아래쪽에 집광된다. 이러한 집광점에 가까운 지점에 기구적 필터(322a~322c)를 위치시키면 원하는 차수의 회절광만을 통과시킬 수 있다. In addition, FIG. 8B shows a side cross-sectional view where zero-order diffracted light is focused at any point when passing through Fourier lenses 321a to 321c, where + -first-order diffracted light is zero-order diffraction. The -1st order diffracted light away from the position where light is collected and the -1st diffraction light are focused downward away from the position where the 0th order diffracted light is collected. If the mechanical filters 322a to 322c are positioned near the condensing point, only diffracted light of a desired order can pass.

한편, 결합계(330)는 복수의 반사 미러(331a, 331b)와, 복수의 색선별 필터(332a, 332b)을 구비하고 있다. 복수의 반사미러(331a, 331b)는 각각의 필터(322a~322c)로부터 입사되는 해당 회절광을 반사하여 해당 색선별 필터(332a, 332b)에 입사시킨다. 즉 일예로 도면부호 331a의 반사미러는 도면부호 332a의 색선별 필터에 회절광을 입사시키고, 도면부호 331b의 반사미러는 도면부호 332b의 색선별 필터에 회절광을 입사시킨다. On the other hand, the coupling system 330 includes a plurality of reflection mirrors 331a and 331b, and a plurality of color discriminating filters 332a and 332b. The plurality of reflection mirrors 331a and 331b reflect the diffracted light incident from the respective filters 322a to 322c and enter the corresponding color filter 332a and 332b. That is, as an example, the reflective mirror 331a injects diffracted light into the color-coded filter of 332a, and the reflective mirror 331b injects diffracted light to the color-coded filter of 332b.                     

이때, 반사미러(331a, 331b)의 기울어진 각도가 중요한데, 기울어진 각도를 적절하게 조정한다면, 색선별 필터(332a, 332b)에서 반사되는 회절광들을 동일한 경로를 갖도록(엄밀히 말하면 0차 회절광이 동일한 경로를 갖는다) 집광할 수 있는데, 이러한 과정이 도 9a 및 도 9b에 잘 도시되어 있다. At this time, the inclination angles of the reflection mirrors 331a and 331b are important. If the inclination angles are properly adjusted, the diffraction light reflected by the color filter 332a and 332b has the same path (strictly speaking, zero-order diffraction light). This same path), which is well illustrated in Figures 9a and 9b.

도 9a는 본 발명에 이용되는 결합계의 일실시예에 따른 광경로를 포함한 단면도로서, 반사미러(331a, 331b)가 45°각도로 기울어져 있어 반사되는 반사광도 45°만큼 기울어지게 되고, 그 결과 색션별 필터(332a, 332b)에서 반사되는 반사광은 X-평면에 대하여 0°가 된다.9A is a cross-sectional view including an optical path according to an embodiment of the coupling system used in the present invention, wherein the reflection mirrors 331a and 331b are inclined at a 45 ° angle, and the reflected light is also inclined by 45 °. As a result, the reflected light reflected by the section-specific filters 332a and 332b becomes 0 ° with respect to the X-plane.

그리고, 도 9a에서는 색선별 필터(332a, 332b)를 통과한 회절광의 절단면도를 보여주고 있는데, 첫번째 파장의 회절광은 도 9a의 (가)에서 알 수 있는 바와 같이 0차 회절광과 ±1차 회절광이 서로 겹침을 알 수 있다. 9A shows a cross-sectional view of diffracted light passing through the dichroic filters 332a and 332b. The diffracted light of the first wavelength has a zeroth order diffracted light and ± 1 as can be seen from (a) of FIG. 9A. It can be seen that the diffracted light overlaps each other.

도 9b는 본 발명에 이용되는 결합계의 다른 실시예에 따른 광경로를 포함한 단면도로서, 복수의 반사 미러(331a~331c)와, 빔스플릿터(332)를 포함하고 있다.9B is a cross-sectional view including an optical path according to another embodiment of a coupling system used in the present invention, and includes a plurality of reflective mirrors 331a to 331c and a beam splitter 332.

도 9b에 도시된 바와 같이 반사미러(331a~331c)가 45°만큼 기울어지게 되면, 출사각도 45°가 된다. As shown in FIG. 9B, when the reflection mirrors 331a to 331c are inclined by 45 °, the emission angle is 45 °.

다음으로, 반사미러(331a~331c)에 의해 반사된 회절광은 빔 스플릿터(332)에 입사되는데, 그 때 입사각은 45°가 되고 그 결과 빔스플릿터(332)에서 반사되는 회절광은 X-프리즘면에 대하여 0°의 반사각을 가진다. Next, the diffracted light reflected by the reflecting mirrors 331a to 331c is incident on the beam splitter 332, where the incident angle is 45 °, and as a result, the diffracted light reflected on the beam splitter 332 is X It has a reflection angle of 0 ° with respect to the prism plane.

그리고, 도 9b에서는 빔스플릿터(332)를 통과한 회절광의 절단면도를 보여주고 있는데, 첫번째 파장의 회절광은 도 9b의 (가)에서 알 수 있는 바와 같이 0차 회절광과 ±1차 회절광이 서로 겹침을 알 수 있다. 9B shows a cross-sectional view of the diffracted light passing through the beam splitter 332. The diffracted light of the first wavelength has zero-order diffraction light and ± first-order diffraction light as can be seen from (a) of FIG. 9B. It can be seen that the light overlaps each other.

프로젝션 시스템(340)은 입사된 회절광을 스크린(350)에 투사한다. 즉, 프로젝션 시스템(340)은 색선별 필터(332)를 통하여 입사되는 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 스크린(350)에 집속시켜 스팟을 형성시키는 역할을 수행하는 것으로서, 보다 구체적으로는 프로젝션 렌즈이다.
Projection system 340 projects the incident diffracted light onto screen 350. That is, the projection system 340 focuses a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient incident through the color filter 332 on the screen 350 to form a spot, and more specifically, a projection lens. to be.

본 발명에 따른 복수의 기구적 필터를 용하면 간단한 광학계를 구성하여 칼라 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.Using a plurality of mechanical filters according to the present invention has the effect of implementing a color image by configuring a simple optical system.

여기서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Herein, the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

Claims (5)

복수 광원으로부터 출사된 복수광의 각각을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명 렌즈계; An illumination lens system which changes each of the plurality of light emitted from the plurality of light sources into linear parallel light and emits the light; 상기 조명 렌즈계로부터 수직에 가깝게 입사되는 복수의 평행광중에서 해당하는 평행광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 복수의 회절형 광변조계;A plurality of diffraction type optical modulation systems for modulating the corresponding parallel light among a plurality of parallel light incident near the vertical from the illumination lens system to form diffracted light having a plurality of diffraction orders; 상기 복수의 회절형 광변조계중에서 해당하는 회절형 광변조계로부터 회절광을 입사받아 원하는 회절 차수의 회절광을 필터링하여 출사하는 복수의 푸리에 필터계; A plurality of Fourier filter systems which receive diffracted light from a corresponding diffractive light modulator among the plurality of diffractive light modulators and filter out diffracted light having a desired diffraction order; 상기 복수의 푸리에 필터계로부터 복수의 회절광을 입사받아 집광하여 출사하는 결합계; 및A coupling system that receives a plurality of diffracted light incident from the plurality of Fourier filter systems, and collects the diffracted light; And 상기 결합계에 의해 집광된 회절광을 대상 물체에 스캐닝하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치.And a projection system for scanning the diffracted light collected by the coupling system onto a target object. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 회절형 광변조계는,The diffraction type optical modulation system, 상기 조명 렌즈계로부터 입사되는 복수의 평행광중에서 해당하는 평행광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 회절형 광변조기; 및 A diffraction type optical modulator for modulating a corresponding parallel light among a plurality of parallel lights incident from the illumination lens system to form diffracted light having a plurality of diffraction orders; And 상기 조명 렌즈계로부터 입사되는 입사광을 상기 회절형 광변조기에 수직하게 입사하도록 반사하는 제1 반사미러를 포함하여 이루어진 복수의 필터를 이용한 칼라 디스플레이 장치.And a first reflection mirror configured to reflect incident light incident from the illumination lens system to be incident perpendicularly to the diffractive optical modulator. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 푸리에 필터는,The Fourier filter, 상기 복수의 회절형 광변조계중에서 해당하는 회절형 광변조계로부터 다수의 회절차수를 갖는 회절광을 입사받아 차수별로 집광하여 출사하는 푸리에 렌즈; 및A Fourier lens which receives diffracted light having a plurality of diffraction orders from the corresponding diffraction light modulator among the plurality of diffraction light modulators and condenses and emits the light for each order; And 상기 푸리에 렌즈로부터 차수별로 집광된 회절광에서 원하는 회절차수의 회절광을 필터링하는 기구적 필터를 포함하여 이루어진 복수의 필터를 이용한 칼라 디스플레이 장치.And a mechanical filter for filtering the diffracted light having a desired diffraction order from the diffracted light collected for each order from the Fourier lens. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 결합계는,The binding system, 선태된 회절 차수를 갖는 다수의 회절광이 입사되면 회절광을 집광하여 출사하는 복수의 프리즘; 및A plurality of prisms which condense and exit the diffracted light when a plurality of diffracted light having a selected diffraction order is incident; And 상기 복수의 프리즘에서 출사된 복수의 회절광이 집광되도록 상기 복수의 푸리에 필터계중에서 해당하는 푸리에 필터계로부터 출사된 회절광을 상기 해당 프리 즘에 소정 각도로 입사시키는 복수의 제2 반사미러를 포함하여 이루어진 복수의 필터를 사용한 칼라 디스플레이 장치.And a plurality of second reflection mirrors for injecting diffracted light emitted from a corresponding Fourier filter system among the plurality of Fourier filter systems at a predetermined angle so that the plurality of diffracted light emitted from the plurality of prisms are collected. A color display device using a plurality of filters made. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 결합계는,The binding system, 복수의 회절 차수를 갖는 복수의 회절광이 입사되면 집광하여 출사하는 빔스플릿터; 및A beam splitter for condensing and emitting a plurality of diffracted lights having a plurality of diffraction orders when they are incident; And 상기 빔스플릿터에서 출사되는 복수의 회절광이 집광되도록 상기 복수의 회절형 광변조계중에서 해당 회절형 광변조계로부터 입사된 회절광을 상기 빔스플릿터에 소정 각도로 입사시키는 복수의 제2 반사미러를 포함하여 이루어진 칼라 디스플레이 장치.A plurality of second reflections for injecting diffracted light incident from the diffractive light modulator among the plurality of diffractive light modulators into the beam splitter at a predetermined angle so that the plurality of diffracted light emitted from the beam splitter is focused A color display device comprising a mirror.
KR1020040080494A 2004-10-08 2004-10-08 Color display apparatus having multiple filter KR100815353B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040080494A KR100815353B1 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Color display apparatus having multiple filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040080494A KR100815353B1 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Color display apparatus having multiple filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060031453A true KR20060031453A (en) 2006-04-12
KR100815353B1 KR100815353B1 (en) 2008-03-19

Family

ID=37141213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040080494A KR100815353B1 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Color display apparatus having multiple filter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100815353B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476848B2 (en) 2000-12-21 2002-11-05 Eastman Kodak Company Electromechanical grating display system with segmented waveplate
JP2004157522A (en) 2002-10-17 2004-06-03 Sony Corp Image generating device, image display device, image display method, and device for adjusting optical modulation element

Also Published As

Publication number Publication date
KR100815353B1 (en) 2008-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7355797B2 (en) Color display device using separate diffracted light and illumination light
US7369318B2 (en) Color display device having single illuminating system
US7489329B2 (en) Scanning apparatus using vibration light modulator
KR100815352B1 (en) Optical modulator display apparatus improved numerical number of an after-edge lens system
US7327508B2 (en) Display device using light modulator and having improved numerical aperture of after-edge lens system
US7443594B2 (en) Color display device using separate diffracted light and illumination light
KR100632606B1 (en) Optical modulator multi-light scanning device using color-coded slits
US7213921B2 (en) Color display device using dichroic filter
US7377653B2 (en) Color display apparatus having virtual single light origin
US7474324B2 (en) Printing apparatus using order-separation type optical modulator
KR100815354B1 (en) Colar display apparatus using spatial sperater filter
KR100815353B1 (en) Color display apparatus having multiple filter
KR100832637B1 (en) Printing apparatus of oder-sperating and multibeam type using optical modulator
KR100688844B1 (en) Color display apparatus using polarized light
KR100815346B1 (en) Display apparatus of scanning type using pixel unit
KR100619360B1 (en) Multi-source scanning equipment using a optical modulator
KR20050116233A (en) Scanning apparatus for sequentially scanning light according to a switching signal
KR20060041420A (en) Drum-type reflective collarwheel and display apparatus using thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee