KR20060041420A - Drum-type reflective collarwheel and display apparatus using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칼라휠 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 광필터가 원통형태를 따라 배열되어 있으며, 모터의 회전에 의해 광필터가 회전되면서 해당 광을 반사시키는 드럼식 반사형 칼라휠 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color wheel and a display device using the same, and in particular, an optical filter is arranged along a cylindrical shape, and a drum type reflective color wheel reflecting the light while the optical filter is rotated by the rotation of a motor and a display using the same. Relates to a device.

칼라휠, 드럼식, 반사형, 디스플레이 장치Color Wheel, Drum Type, Reflective, Display Unit

Description

드럼식 반사형 칼라휠 및 그를 이용한 디스플레이 장치{Drum-type reflective collarwheel and display apparatus using thereof} Drum type reflective collarwheel and display apparatus using the same             

도 1a 및 도 1b는 종래의 판형 칼라휠의 구성을 도시한 도면.1A and 1B are views showing the configuration of a conventional plate-shaped color wheel.

도 2는 종래의 깔대기형 칼라휠의 구성을 도시한 도면.2 is a view showing the configuration of a conventional funnel-type color wheel.

도 3a 및 도 3b는 종래의 실린더형 칼라휠의 구성을 도시한 도면.3A and 3B show the configuration of a conventional cylindrical color wheel.

도 4는 도 3a 및 도 3b의 칼라필터의 사시도.4 is a perspective view of the color filter of FIGS. 3A and 3B.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠의 사시도 및 단면도.5 is a perspective view and a cross-sectional view of a drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠의 반사광을 얻는 과정을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining a process of obtaining the reflected light of the drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치의 구성도.7 is a block diagram of a display device using a drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도 8은 도 7의 조명렌즈계의 광경로를 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining an optical path of the illumination lens system of FIG.

도 9는 도 7의 회절형 광변조기의 일예시도.9 is an exemplary view of the diffractive optical modulator of FIG. 7.

도 10은 도 7의 회절형 광변조기의 회절각을 설명하기 위한 도면.10 is a view for explaining a diffraction angle of the diffractive optical modulator of FIG.

도 11은 도 7의 회절형 광변조기의 회절광을 설명하기 위한 도면. FIG. 11 is a view for explaining diffracted light of the diffractive light modulator of FIG. 7. FIG.                 

도 12a 내지 도 12e는 도 7의 색선별 필터를 설명하기 위한 도면.
12A to 12E are diagrams for describing the color screening filter of FIG. 7.

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

100 : 모터 110 : 광필터100: motor 110: optical filter

120 : 광필터 부착부 200 : 광원계120: light filter attachment portion 200: light source

210 : 집광부 220 : 조명렌즈계210: light collecting unit 220: lighting lens system

230 : 드럼식 반사형 칼라휠 240 : 회절형 광변조기230: drum type reflective color wheel 240: diffraction type optical modulator

250 : 푸리에 필터 260 : 프로젝션 시스템250: Fourier filter 260: projection system

270 : 스크린
270 screen

본 발명은 칼라휠 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 광필터가 원통형태를 따라 배열되어 있으며, 모터의 회전에 의해 광필터가 회전되면서 해당 광을 반사시키는 드럼식 반사형 칼라휠 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color wheel and a display device using the same, and in particular, an optical filter is arranged along a cylindrical shape, and a drum type reflective color wheel reflecting the light while the optical filter is rotated by the rotation of a motor and a display using the same. Relates to a device.

일반적으로, 광신호처리는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광변조기 등의 연구가 진행되고 있다. In general, optical signal processing has advantages of high speed, parallel processing capability, and large-capacity information processing, unlike conventional digital information processing, which cannot process a large amount of data and real-time processing, and design a binary phase filter using spatial light modulation theory. Research on fabrication, optical logic gates, optical amplifiers, image processing techniques, optical devices, optical modulators, etc.

이중 공간 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 진행되고 있다.The dual spatial optical modulator is used in the fields of optical memory, optical display, printer, optical interconnection, hologram, and the like, and research on the development of a display device using the same is underway.

공간 광변조기를 기초로 한 화상 디스플레이 시스템은 음극선 튜브를 기초로 한 화상 디스플레이 시스템의 대체용이다. 공간 광 변조기는 CRT 시스템의 벌크(bulk)없이 고해상도를 제공한다. Image display systems based on spatial light modulators are an alternative to image display systems based on cathode ray tubes. The spatial light modulator provides high resolution without the bulk of the CRT system.

공간 광변조기 디스플레이 시스템내의 칼라 화상을 제공하는 한 방법은 '순차 컬러'로 칭한다. 화상 프레임의 모든 픽셀은 상이한 색상으로 순차적으로 어드레스된다. 예를 들면, 각 픽셀은 적, 녹 및 청의 값을 가진다. One method of providing color images in a spatial light modulator display system is called 'sequential color'. All pixels of the picture frame are addressed sequentially in different colors. For example, each pixel has a value of red, green, and blue.

다음으로, 각 프레임 기간동안, 프레임의 픽셀들은 선택적으로 그들의 적, 녹, 청 데이타로 어드레스된다. 이러한 유형의 시스템에서, 순차 칼라 필터의 한 유형은 동일한 색상의 3개의 부분을 가지는 칼라 휠(wheel)로서 데이터에 동기화되어, 각각의 색상에 대한 데이터가 공간광변조기에 의해 디스플레이 될 때, 공간광변조기 상에 입사된 빛은 칼라 휠에 의해 필터된다. Next, during each frame period, the pixels of the frame are optionally addressed with their red, green and blue data. In this type of system, one type of sequential color filter is synchronized to the data as a color wheel with three parts of the same color, so that when the data for each color is displayed by the spatial light modulator, Light incident on the modulator is filtered by the color wheel.

도 1은 종래의 판형 칼라휠의 구성을 도시한 도면으로, 도면을 참조하면 종래의 판형 칼라휠(10)은 백색광빔중 각각의 칼라에 해당하는 파장의 광빔만을 투과시키는 칼라필터(6)와, 칼라필터(6)가 부착되는 커플러(Coupler;4)와, 커플러(4)에 부착되어 회전력을 발생하는 모터(2)를 구비하고 있다. 1 is a view showing the configuration of a conventional plate-shaped color wheel, referring to the conventional plate-shaped color wheel 10 is a color filter 6 for transmitting only a light beam of a wavelength corresponding to each color of the white light beam and And a coupler (Coupler) 4 to which the color filter 6 is attached, and a motor 2 attached to the coupler 4 to generate rotational force.                         

판형 칼라휠(10)은 모터(2)의 회전속도에 대응하여 커플러(4)와 이에 판형으로 부착된 칼라필터들(6R, 6G, 6B)이 회전함에 의해 광빔의 색을 순차적으로 분리하게 된다. The plate-shaped color wheel 10 sequentially separates the color of the light beam by rotating the coupler 4 and the color filters 6R, 6G, and 6B attached thereto in response to the rotational speed of the motor 2. .

도 2는 종래의 깔대기형 칼라휠의 구성을 도시한 도면으로, 도면을 참조하면 종래의 깔대기형 칼라휠(10')은 호일부재(9)가 부착되도록 깔대기형으로 구성된 동체부와, 동체부에 부착되어 백색광빔중 각각의 칼라에 해당하는 파장의 광빔만을 투과시키는 칼라필터(7)와, 동체부에 회전력을 발생하는 모터(2)를 구비한다. 2 is a view showing the configuration of a conventional funnel-type color wheel, referring to the drawing, the conventional funnel-type color wheel 10 'is a funnel body configured to be a funnel so that the foil member 9 is attached, the body portion And a color filter (7) for attaching only a light beam of a wavelength corresponding to each color among the white light beams, and a motor (2) for generating rotational force in the body part.

깔대기형 칼라휠(10')은 모터(2)의 회전속도에 대응하여 동체부와 이에 깔대기형으로 부착된 칼라필터(7)가 회전함에 의해 광빔의 색을 순차적으로 분리하게 된다. The funnel-type color wheel 10 'sequentially separates the color of the light beam by rotating the fuselage and the color filter 7 attached to the funnel in response to the rotational speed of the motor 2.

도 3는 종래의 실린더형 칼라휠의 구성을 도시한 도면으로, 종래의 실린더형 칼라휠은 백색광빔 중 각각의 칼라에 해당하는 파장의 광빔만을 투과시키는 실린더형 칼라필터(36)와, 칼라필터(36)가 부착되는 커플러(34)와, 커플러(34)에 부착되어 회전력을 발생하는 모터(32)를 구비한다. 실린더형 칼라필터(36)는 도 4와 같이 R, G, B의 칼라필터가 실린더형상으로 구성되어 있다.3 is a view showing the configuration of a conventional cylindrical color wheel, the conventional cylindrical color wheel is a cylindrical color filter 36 for transmitting only a light beam of a wavelength corresponding to each color of the white light beam, and the color filter A coupler 34 to which the 36 is attached is provided, and a motor 32 attached to the coupler 34 to generate a rotational force. In the cylindrical color filter 36, R, G, and B color filters are configured in a cylindrical shape as shown in FIG.

한편, 상기와 같은 판형, 깔대기형, 실린더형 칼라휠을 사용하여 디스플레이 장치를 구현하게 되면, 상기 장치의 일부분에 광이 투과 또는 반사되지 않는 영역이 존재하여 스크린에 투영되는 영상의 단절 부분이 생기게 되는 문제점이 있다.On the other hand, when the display device is implemented using the plate, funnel, or cylindrical color wheel as described above, a portion of the device may have a region through which light is not transmitted or reflected, resulting in a disconnection portion of the image projected on the screen. There is a problem.

또한, 상기와 같은 깔대기형, 실린더형 칼라휠을 사용하여 디스플레이 장치를 구현하게 되면, 상기 장치의 일부분과 그에 대응하는 부분이 색을 반사하거나 흡수하여 하기 때문에 광손실이 일어나는 문제점이 있었다.
In addition, when the display device is implemented using the funnel-shaped or cylindrical color wheel as described above, there is a problem in that light loss occurs because a part of the device and a corresponding part reflect or absorb color.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광손실을 최소화할 수 있는 드럼식 반사형 칼라휠과 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a drum-type reflective color wheel and a display device using the same, which are devised to solve the above problems and can minimize light loss.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터 입사되는 다중빔중에서 원하는 색의 광만을 선택적으로 반사하도록 표면에 각각 원하는 색의 광만을 반사시키고 나머지는 투과시키는 막이 순차적으로 코팅된 실린더형의 필터부; 상기 필터부를 회전시키기 위한 구동부; 및 상기 구동부에 상기 필터부를 장착하기 위한 장착부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a cylindrical type of sequentially coated with a film that reflects only the light of the desired color on the surface and transmits the rest so as to selectively reflect only the light of the desired color in the multiple beams incident from the outside Filter unit; A driving unit for rotating the filter unit; And a mounting part for mounting the filter part to the driving part.

또한 본 발명은, 다중빔을 발생하는 광원계; 상기 광원계로부터 출사된 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명렌즈계; 실린더형으로 다중의 입사광중에서 원하는 색의 광만을 선택적으로 반사시키도록 표면에 각각 원하는 색의 광만을 반사시키는 막이 순차적으로 코팅되어 있어 상기 조명렌즈계로부터 다중빔이 입사되면 회전하면서 순차적으로 원하는 색의 광만을 반사하는 칼라휠계; 상기 칼라휠계로부터 출사되는 반사광을 변조하여 복수의 회절계수를 갖는 회절광을 생성하는 회절형 광변조기; 상기 광변조기로부터 출사되는 복수의 회절계수를 갖는 회절 광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 푸리에 필터계; 및 상기 푸리에 필터계에서 필터링된 원하는 차수의 회절광을 스크린에 투사하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the light source for generating a multi-beam; An illumination lens system which emits light by changing the light emitted from the light source into linear parallel light; In order to selectively reflect only light of a desired color among multiple incident lights in a cylindrical shape, a film that reflects only light of a desired color on the surface is sequentially coated. When multiple beams are incident from the illumination lens system, only light of a desired color is sequentially rotated. Color wheel system that reflects; A diffraction type optical modulator for modulating the reflected light emitted from the color wheel system to produce diffracted light having a plurality of diffraction coefficients; A Fourier filter system for passing diffracted light of a desired order in diffracted light having a plurality of diffraction coefficients emitted from the optical modulator; And a projection system for projecting the diffracted light of the desired order filtered by the Fourier filter system onto the screen.

이제, 도 5 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠과 그를 이용한 디스플레이 장치에 대하여 상세히 설명한다.Now, a drum type reflective color wheel and a display device using the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠을 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠은 모터(100), 광필터부(110), 광필터 부착부(120)를 포함하고 있다.Referring to the drawings, the drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention includes a motor 100, the optical filter unit 110, the optical filter attachment portion 120.

광필터부(110)는 적색은 반사하고 다른 색은 투과하는 R 광필터(110R)와, 녹색은 반사하고 다른 색은 투과하는 G 광필터(110G)와, 청색은 반사하고 다른 색은 투과하는 B 광필터(110B)가 순차적으로 원통형태를 따라 배열되어 이루어져 있으며, 광필터 부착부(120)에 부착되어 고정된다.The optical filter unit 110 includes a R optical filter 110R that reflects red and transmits other colors, a G optical filter 110G that reflects green and transmits other colors, and a blue light reflects and transmits other colors. The B light filter 110B is sequentially arranged along a cylindrical shape, and is attached to and fixed to the light filter attachment part 120.

이러한 광필터부(110)는 모터(100)에 의해 회전되면서 해당 광을 반사하며 그외의 광은 투과한다. 광필터부(110)의 중앙에는 반사경이 더 구비되어 투과되는 광을 반사광으로부터 멀리 떨어진 지점으로 입사되도록 하여 광간의 간섭을 방지할 수 있다.The optical filter unit 110 is rotated by the motor 100 to reflect the light and other light is transmitted. A reflector is further provided at the center of the optical filter unit 110 to allow the transmitted light to be incident to a point far from the reflected light, thereby preventing interference between the lights.

여기에서 R 광필터(110R)와, G 광필터(110G), B 광필터(110B)는 일예로 색선별 필터를 사용하여 구현할 수 있는데, R 광필터(110R) 영역에는 적색을 반사하고 녹색과 청색을 투과하는 물질이 코팅되어 있으며, G광필터(110G)영역에는 녹색을 반사하고 적색과 청색을 투과하는 물질이 코팅되어 있으며, B 광필터(110B) 영역에는 청색을 반사하고 적색과 녹색을 투과하는 물질이 코팅되어 있다.The R optical filter 110R, the G optical filter 110G, and the B optical filter 110B may be implemented using, for example, a color screening filter. A material that transmits blue is coated, and a material that transmits red and blue is coated in the G light filter 110G area, and a material that transmits red and blue is coated. A blue and red and green color is reflected in the B light filter 110B area. The permeable material is coated.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠에 입사되는 입사광의 반사 및 투과를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the reflection and transmission of the incident light incident on the drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠에 입사되는 입사광은 일예로 평행광이며, 그 단면이 도시되어 있는 것처럼 선형광이며 여러가지 파장의 광을 포함하고 있다. Referring to the drawings, incident light incident on the drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention is parallel light, for example, linear light as shown in the cross section, and includes light of various wavelengths.

이러한 여러가지 파장의 광-일예로 적, 청, 녹-을 포함하고 있는 선형의 평행광(1)이 도면에 도시된 바와 같이 R 광필터(110R)에 입사되면 적색은 반사되어 반사광(2)을 형성하고, 나머지 청색과 녹색은 투과하여 투과광(3)을 형성한다.When linear parallel light 1 including light of various wavelengths, for example, red, blue, and green, is incident on the R optical filter 110R as shown in the drawing, red is reflected to reflect the reflected light 2. And the remaining blue and green are transmitted to form the transmitted light (3).

이때, 광필터(110)는 모터(100)에 의해 회전하게 되며 R 광필터(110R)가 광경로상에 위치하는 동안에 적색광은 R 광필터(110R)에 의해 반사되어 반사광(2)을 형성하고, 다음으로 광경로상에 G 광필터(110G)가 위치하면 입사되어 입사광중 녹색광은 반사하여 반사광(2)을 형성하고 나머지는 투과된다. 계속해서 광필터(110)가 회전하게 되어 이번에는 B 광필터(110B)가 광경로상에 위치하면 입사광중 청색광은 반사하여 반사광(2)을 형성하고 나머지는 투과된다.At this time, the optical filter 110 is rotated by the motor 100 and while the R optical filter 110R is located on the optical path, the red light is reflected by the R optical filter 110R to form the reflected light 2. Next, when the G optical filter 110G is positioned on the optical path, the incident light is reflected and green light of the incident light is reflected to form the reflected light 2, and the rest is transmitted. Subsequently, the optical filter 110 rotates, and this time, when the B optical filter 110B is positioned on the optical path, blue light of the incident light is reflected to form the reflected light 2, and the rest is transmitted.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.7 is a block diagram of a display device using a drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치는, 광원계(200), 집광부(210), 조명렌즈계(220), 드럼식 반사 형 칼라휠(230), 회절형 광변조기(240), 푸리에 필터계(250), 프로젝션 시스템(260), 스크린(270)을 포함하고 있다.Referring to the drawings, the display device using a drum-type reflective color wheel according to an embodiment of the present invention, a light source system 200, a light collecting unit 210, an illumination lens system 220, a drum-type reflective color wheel 230 And a diffraction type optical modulator 240, a Fourier filter system 250, a projection system 260, and a screen 270.

광원계(200)는 복수의 광원(201a~201c)으로 이루어져 있으며, 집광부(210)는 하나의 미러(211a)와 복수의 색선별 미러(211b, 211c)로 이루어져 있다.The light source system 200 includes a plurality of light sources 201a to 201c, and the light collecting unit 210 includes one mirror 211a and a plurality of color-specific mirrors 211b and 211c.

복수 광원(201a~201c)은 일예로 적색 광원(201a), 녹색 광원(201b), 청색 광원(201c)으로 이루어져 있다. 여기에 사용되는 복수의 광원(201a~201c)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 201a to 201c include, for example, a red light source 201a, a green light source 201b, and a blue light source 201c. The light sources 201a to 201c 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.

그리고, 집광부(210)의 반사미러(211a)는 적색 광원(201a)으로부터 출사한 적색광을 조명렌즈계(220)측으로 반사하고, 도면부호 211b의 색선별 미러는 반사미러(211a)에서 입사되는 적색광을 투과시키고 녹색 광원(201b)에서 출사한 녹색광을 조명렌즈계(220)로 반사한다.The reflection mirror 211a of the condenser 210 reflects the red light emitted from the red light source 201a toward the illumination lens system 220, and the dividing mirror indicated by reference numeral 211b is the red light incident from the reflection mirror 211a. The light is emitted through the green light source 201b and reflected by the illumination lens system 220.

또한, 도면부호 211c의 색선별 미러는 전단의 색선별 미러(211b)로부터 입사되는 적색광과 녹색광을 투과시키고 적색 광원(201a)로부터 입사되는 적색광을 조명렌즈계(220)측으로 반사한다. In addition, the dichroic mirror denoted by reference numeral 211c transmits the red light and the green light incident from the dichroic mirror 211b at the front end and reflects the red light incident from the red light source 201a toward the illumination lens system 220.

이처럼 하나의 반사미러(211a)와 다수의 색선별 미러(211b, 211c)에 의해 청색광, 녹색광 그리고 적색광이 집광되어 다중빔이 형성되어 단일 조명계를 이룬다.As described above, blue light, green light, and red light are collected by one reflection mirror 211a and a plurality of color-mirror mirrors 211b and 211c to form a multi-beam to form a single illumination system.

다음으로, 조명렌즈계(220)는 집광된 다중빔을 선형의 평행광으로 변화시켜 드럼식 반사형 칼라휠(230)을 통하여 광변조기(240)으로 입사시킨다. Next, the illumination lens system 220 converts the condensed multiple beams into linear parallel light and enters the optical modulator 240 through the drum-type reflective color wheel 230.                     

여기에 사용되는 광의 단면도의 일예가 도 8의 (A)에 도시되어 있는데 도 8의 (A)를 참조하면 광의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있다. An example of a cross-sectional view of light used here is shown in Fig. 8A. Referring to Fig. 8A, the cross section of the light is circular, and the intensity profile of the light is shown in Fig. 8B. Gaussian distribution.

조명 렌즈계(220)는 입사광을 타원형 단면을 갖는 선형의 평행광으로 변화시키게 되는데, 실린더 렌즈(221), 콜리메이터 렌즈(222)로 이루어져 있다. The illumination lens system 220 changes the incident light into linear parallel light having an elliptical cross section. The illumination lens system 220 includes a cylinder lens 221 and a collimator lens 222.

즉, 조명 렌즈계(220)는 집광된 다중빔을 광로 방향에 대하여 수평 방향의 선형광으로 변환시켜 드럼식 반사형 칼라휠(230)을 통하여 회절형 광변조기(240)에 입사시킨다.That is, the illumination lens system 220 converts the collected multiple beams into linear light in the horizontal direction with respect to the optical path direction and enters the diffractive light modulator 240 through the drum-type reflective color wheel 230.

여기에서, 실린더 렌즈(221)는 입사되는 광을 광로 방향에 수평으로 위치하는 대응하는 회절형 광변조기(240)에 수평으로 입사시키기 위하여, 도 8의 (C)에 도시된 바와 같이 평형광을 수평방향의 선형광으로 변환시켜 해당하는 콜리메이터 렌즈(222)를 통하여 드럼식 반사형 칼라휠(230)으로 입사시킨다.Here, the cylinder lens 221 applies balanced light as shown in FIG. 8C to horizontally incident incident light to a corresponding diffractive light modulator 240 positioned horizontally in the optical path direction. The light is converted into linear light in the horizontal direction and incident on the drum-type reflective color wheel 230 through the corresponding collimator lens 222.

콜리메이터 렌즈(222)는 도 8에 도시된 바와 같이 일예로 오목렌즈(222a)와 볼록 렌즈(222b)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 8, the collimator lens 222 includes a concave lens 222a and a convex lens 222b.

오목 렌즈(222a)는 실린더 렌즈(221)로부터 입사되는 선형광을 도 8의 (D)에 도시된 바와 같이 위 아래로 확장하여 볼록 렌즈(222b)로 입사시킨다. 볼록렌즈(222b)는 오목렌즈(222a)로부터 입사되는 입사광을 도 8의 (E)에 도시된 바와 같이 평행광을 변화시켜 출사한다. 도 8에서 (a)는 광원과 실린더 렌즈, 콜리메이터 렌즈로 이루어진 광학계의 사시도이고, 도 8에서 (b)는 평면도이며, 도 8의 (c)는 측단면도이고, 도 8의 (d)는 절단면도이다. The concave lens 222a extends the linear light incident from the cylinder lens 221 up and down as shown in FIG. 8D to enter the convex lens 222b. The convex lens 222b emits incident light incident from the concave lens 222a by changing parallel light as shown in FIG. 8E. 8A is a perspective view of an optical system including a light source, a cylinder lens, and a collimator lens, FIG. 8B is a plan view, FIG. 8C is a side cross-sectional view, and FIG. It is also.                     

한편, 드럼식 반사형 칼라휠(230)은 위에서 설명한 바와 같이 조명렌즈계(220)로부터 다중의 선형 평행광이 입사되면 배열된 광필터의 순서에 따라 순차적으로 각각의 파장의 광을 반사하여 회절형 광변조기(240)에 입사시키고 다른광은 투과시킨다. 이때, 각각의 파장의 반사시간은 드럼식 반사형 칼라휠(230)에서 광필터의 폭에 달려있다. 광필터의 폭이 크면 오랜시간동안 각각의 파장의 광을 반사하고 다른광은 투과시킨다.On the other hand, the drum-type reflective color wheel 230 as described above, when multiple linear parallel light is incident from the illumination lens system 220 reflects the light of each wavelength sequentially in the order of the optical filters arranged to diffraction light It enters the modulator 240 and transmits other light. At this time, the reflection time of each wavelength depends on the width of the optical filter in the drum type color wheel (230). If the width of the optical filter is large, it reflects light of each wavelength for a long time and transmits other light.

회절형 광변조기(240)는 드럼식 반사형 칼라휠(230)로부터 단일 파장의 선형 평행광이 입사되면 입사되는 시간동안 해당 파장의 선형 평행광에 대한 광변조를 수행하여 회절광을 형성하고 형성된 회절광을 푸리에 필터계(250)로 입사시킨다.When the linear parallel light of a single wavelength is incident from the drum-type reflective color wheel 230, the diffractive light modulator 240 performs light modulation on the linear parallel light of the corresponding wavelength during incident time to form diffracted light and form diffraction light. Light is incident on the Fourier filter system 250.

이때, 회절형 광변조기(240)에 의해 형성된 회절광의 회절각은 파장에 비례하며, 여기에 사용가능한 회절형 광변조기(240)로는 여러 종류의 회절형 광변조기가 가능한데, 그 일예로 도 9에 오픈홀 기반의 회절형 광변조기가 도시되어 있다.At this time, the diffraction angle of the diffracted light formed by the diffraction light modulator 240 is proportional to the wavelength, and the diffraction light modulator 240 usable here is capable of various types of diffraction light modulators. An open hole based diffractive light modulator is shown.

도면을 참조하면, 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 실리콘 기판(901)과, 절연층(902), 하부 마이크로 미러(903)와, 복수의 엘리멘트(910a~910n))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.Referring to the drawings, the open hole-based diffractive light modulator is composed of a silicon substrate 901, an insulating layer 902, a lower micromirror 903, and a plurality of elements 910a to 910n. 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(901)은 엘리멘트(910a~910n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(902)가 적층되어 있으며, 하부 마이크로 미러(903)가 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(910a~910n)의 하면이 부착되어 있다. 실리콘 기판(901a)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 901 includes depressions to provide air space to the elements 910a to 910n, an insulating layer 902 is stacked, and a lower micro mirror 903 is deposited on the upper portion, and the depressions The lower surfaces of the elements 910a to 910n are attached to both sides that deviate. As the material constituting the silicon substrate 901a, a single material such as Si, Al 2 O 3 , ZrO 2 , Quartz, SiO 2, or the like is used. It can also form using.

하부 마이크로 미러(903)는 실리콘 기판(901)의 상부에 증착되어 있으며, 입사하는 빛을 반사하여 회절시킨다. 하부 마이크로 미러(903)에 사용되는 물질로는 메탈(Al, Pt, Cr, Ag 등)이 사용될 수 있다. The lower micromirror 903 is deposited on the silicon substrate 901 and reflects and diffracts incident light. As a material used for the lower micromirror 903, metal (Al, Pt, Cr, Ag, etc.) may be used.

엘리멘트(대표적으로 도면부호 910a에 대해서만 설명하지만 나머지도 같다)는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(901)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(901)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있는 하부 지지대(911a)를 구비하고 있다.The elements (typically described only with reference to 910a but the same are the same) have a ribbon shape and the lower surfaces of both ends are recessed of the silicon substrate 901 so that the center portion is spaced apart from the depression of the silicon substrate 901. The lower support part 911a which is attached to the both side area | regions which are out of a part is provided.

하부 지지대(911a)의 양측면에는 압전층(920a, 920a')이 구비되어 있으며, 구비된 압전층(920a, 920a')의 수축 팽창에 의해 엘리멘트(910a)의 구동력이 제공된다.Piezoelectric layers 920a and 920a 'are provided on both side surfaces of the lower support 911a, and the driving force of the element 910a is provided by contraction and expansion of the provided piezoelectric layers 920a and 920a'.

하부 지지대(911a)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(911a)는 필요에 따라 생략할 수 있다.The materials constituting the lower support 911a include Si oxide (for example, SiO 2, etc.), Si nitride series (for example, Si 3 N 4, etc.), ceramic substrates (Si, ZrO 2 , Al 2 O 3, etc.), Si Carbides and the like. The lower support 911a may be omitted as necessary.

그리고, 좌우측의 압전층(920a, 920a')은 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(921a, 921a')과, 하부전극층(921a, 921a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(922a, 922a') 과, 압전 재료층(922a, 922a')에 적층되어 있으며 압전재료층(922a, 922a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(923a, 923a')을 구비하고 있다. 상부 전극층(923a, 923a')과 하부 전극층(921a, 921a')에 전압이 인가되면 압전재료층(922a, 922a')은 수축 팽창을 하여 하부 지지대(911a)의 상하 운동을 발생시킨다.The left and right piezoelectric layers 920a and 920a 'are stacked on the lower electrode layers 921a and 921a' for providing the piezoelectric voltage and the lower electrode layers 921a and 921a ', and contract and expand when voltage is applied to both surfaces. The upper electrode layers 923a, which are stacked on the piezoelectric material layers 922a and 922a 'that generate vertical driving force, and provide piezoelectric voltages to the piezoelectric material layers 922a and 922a'. 923a '). When voltage is applied to the upper electrode layers 923a and 923a 'and the lower electrode layers 921a and 921a', the piezoelectric material layers 922a and 922a 'contract and expand to generate vertical movement of the lower support 911a.

전극(921a, 921a', 923a, 923a')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 electrode materials of the electrodes 921a, 921a ', 923a, and 923a', and are deposited by a sputter or evaporation method in a range of 0.01-3 μm. do.

한편, 하부 지지대(911a)의 중앙 부분에는 상부 마이크로 미러(930a)가 증착되어 있으며 복수의 오픈홀(931a1~931a3)을 구비하고 있다. 여기에서 오픈홀(931a1~931a3)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 930a is deposited on the central portion of the lower support 911a and has a plurality of open holes 931a1 to 931a3. Here, the shape of the open holes 931a1 to 931a3 is preferably rectangular, but any closed curve such as round 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(931a1~931a3)은 엘리멘트(910a)에 입사되는 입사광이 관통하여 오픈홀(931a1~931a3)이 형성된 부분에 대응하는 하부 마이크로 미러(903)에 입사광이 입사되도록 하며, 이렇게 하여 하부 마이크로 미러(903)와 상부 마이크로 미러(930a)가 화소를 형성할 수 있도록 한다.The open holes 931a1 to 931a3 allow incident light incident on the element 910a to penetrate the incident light to the lower micromirror 903 corresponding to the portion where the open holes 931a1 to 931a3 are formed. The mirror 903 and the upper micromirror 930a allow the pixels to be formed.

즉, 일예로 오픈홀(931a1~931a3)이 형성된 상부 마이크로 미러(930a)의 (가) 부분과 하부 마이크로 미러(903)의 (나) 부분이 하나의 화소를 형성할 수 있다.That is, for example, the (i) portion of the upper micro mirror 930a and the (i) portion of the lower micro mirror 903 in which the open holes 931a1 to 931a3 are formed may form one pixel.

이때, 상부 마이크로 미러(930a)의 오픈홀(931a1~931a3)이 형성된 부분을 관 통하여 입사되는 입사광은 하부 마이크로 미러(903)의 해당 부분에 입사할 수 있으며 상부 마이크로 미러(930a)와 하부 마이크로 미러(903)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 portion where the open holes 931a1 to 931a3 of the upper micromirror 930a are formed may be incident on a corresponding portion of the lower micromirror 903, and the upper micromirror 930a and the lower micromirror may be incident. The maximum diffracted light is generated when the interval of 903 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, 회절형 광변조기(240)는 위에서 설명한 바와 같이 조명렌즈계(220)로부터 입사된 각각의 선형광을 회절시켜 회절광을 형성한 후, 회절광을 푸리에 필터계(250)으로 입사시킨다.On the other hand, as described above, the diffractive light modulator 240 diffracts each linear light incident from the illumination lens system 220 to form diffracted light, and then enters the diffracted light into the Fourier filter system 250.

이때, 형성된 회절광의 반사 각도는 도 10에 도시되어 있는데, 도면을 참조하면 입사각과 반사각이 같음을 알 수 있다. 즉, 입사각이 회절형 광변조기(240)에 θ°입사하면, 반사각도 θ°가 되며, 본 발명에서는 입사각이 90°를 사용하며 반사각도 90°가 된다. 회절형 광변조기(240)에 의해 형성되는 회절광이 도 11에 도시되어 있는데, 격자의 주기적인 방향으로 0차, ±1차 회절광이 형성되게 되며, 격자의 주기적인 방향이 선형 평행광의 가로 방향과 동일하면 도 11에 도시된 바와 같은 회절광이 형성된다. In this case, the reflection angle of the formed diffracted light is shown in FIG. 10. 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 diffractive optical modulator 240, the reflection angle becomes θ °. In the present invention, the incident angle uses 90 ° and the reflection angle becomes 90 °. The diffracted light formed by the diffractive light modulator 240 is shown in FIG. 11, where zero-order and ± first-order diffraction light are formed in the periodic direction of the grating, and the periodic direction of the grating is a horizontal line of linear parallel light. If it is the same as the direction, diffracted light as shown in Fig. 11 is formed.

푸리에 필터계(250)은 푸리에 렌즈(251)과 색선별 필터(252)로 구성되는 것이 바람직하며, 푸리에 렌즈(251)는 입사되는 회절광을 차수별로 분리하며, 색선별 필터(252)은 원하는 차수의 회절광만을 투과시킨다.The Fourier filter system 250 preferably includes a Fourier lens 251 and a color filter 252, and the Fourier lens 251 separates the incident diffracted light by orders, and the color filter 252 is a desired method. Only the order of diffracted light is transmitted.

이때, 사용가능한 이때, 사용되는 색선별 필터(252)는 도 12a 내지 도 12e에서 잘 설명되어 있다. 즉, 푸리에 렌즈(251)은 광변조기(240)로부터 입사되는 회절광을 차수별로 분리하는 역할을 수행하는데, 0차와 ±1차를 분리한다. In this case, the dichroic filter 252 used at this time, which is available, is well described in FIGS. 12A to 12E. That is, the Fourier lens 251 serves to separate the diffracted light incident from the optical modulator 240 for each order, and separates the 0th order and the ± 1th order.                     

색선별 필터(252)은 회절형 광변조기(240)에 의하여 회절되어 형성된 여러 광원으로부터 나온 다중 회절빔을 푸리에 렌즈(251)을 통하여 입력받은 후, 상기 입력된 다중의 회절빔 중에서 소정의 회절계수, 보다 구체적으로는 0차, +1차 및 -1차 회절계수를 갖는 다중의 회절빔 중에서 소정의 회절계수를 갖는 다중의 회절빔만을 선택적으로 투과시켜 이를 후술하는 프로젝션 시스템(260)으로 출사시킨다.The color filter 252 receives the multiple diffraction beams from the various light sources formed by diffraction by the diffractive light modulator 240 through the Fourier lens 251, and then selects a predetermined diffraction coefficient among the multiple diffraction beams. More specifically, only the multiple diffraction beams having a predetermined diffraction coefficient are selectively transmitted among the multiple diffraction beams having the 0th, + 1st and -1st diffraction coefficients, and are emitted to the projection system 260 described later. .

이때 사용되는 색선별 필터(252)의 평면도 및 정면도가 도 12a에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이, 0차 회절 슬릿인 경우에 B 영역에는 Blue, Green, Red의 세가지 색의 0차 회절빔을 통과시키는 물질이 코팅되어 있으며, G 영역에서 B 영역과 겹치지 않는 부분에는 Green, Red의 두가지 색의 0차 회절빔을 통과시키는 물질이 코팅되어 있으며, R 영역에서 B영역 그리고 G 영역과 겹치지 않는 부분에는 Red만을 통과시키는 물질이 코딩되어 있다. 그리고, 그외 영역에는 Blue, Green, Red 의 세가지 물질을 모두 통과시키지 않는 물질이 코팅되어 있다. In this case, a plan view and a front view of the dichroic filter 252 used are shown in FIG. 12A. As shown in FIG. 12A, in the case of the zero-order diffraction slit, the zero-order diffraction beam of three colors of blue, green, and red is applied to the B region. The material to pass through is coated, and the part that does not overlap the area B in the G area is coated with the material that passes the zero-order diffraction beam of two colors, Green and Red, and the area that does not overlap the area B and the G area in the R area. Is coded for a material that only passes Red. The other areas are coated with a material that does not pass all three materials, blue, green, and red.

그리고, ±1차 슬릿인 경우 도 12b에 도시되어 있는데, R 영역에서 G 영역과 겹치지 않은영역은 Red색은 투과하는 물질로 코팅되어 있고, R과 G가 겹치는 영역에서는 Red과 Green를 투과시키는 물질로 코팅되어 있으며, G 영역중 R 영역 또는 B영역과 겹치지 않은 영역은 Green 색을 투과시키는 물질로 코팅되어 있고, G 영역중 B 영역과 겹치는 영역에서는 Green과 Blue를 투과시키는 물질로 코팅되어 있으며, B 영역에서 G영역과 겹치지 않는 영역에서는 Blue색만을 투과시키도록 물질로 코팅되어 있다.In addition, in the case of ± 1st slit, it is shown in FIG. 12B. In the region where R does not overlap with the G region, the red color is coated with a material that transmits, and in the region where R and G overlap, the material that transmits Red and Green Coated with a material that transmits green color in the G area, which does not overlap with the R or B area, and coated with a material that transmits Green and Blue in the area that overlaps the B area in the G area, In the area B, which does not overlap the area G, it is coated with a material to transmit only blue color.

또 다른 그리고, ±1차 슬릿인 경우 도 12c에 도시되어 있는데, R 영역에서 G 영역과 겹치지 않은영역은 Red색은 투과하는 물질로 코팅되어 있고, R과 G가 겹치는 영역에서는 Red과 Green를 투과시키는 물질로 코팅되어 있으며, R과 G와 B가 겹치는 영역에서는 Red과 Green와 Blue색을 투과시키는 물질로 코팅되어 있으며, 그리고 여기에서 G영역은 R과 겹치는 영역, R 및 B와 겹치는 영역 그리고 G와 겹치는 영역으로 구성되어 있다.In addition, in the case of ± 1st slit, it is shown in FIG. 12C. In the R region, the region not overlapping with the G region is coated with a material transmitting red color, and the region overlapping with R and G transmits Red and Green. Coated with a material that transmits red, green, and blue in areas where R, G, and B overlap, and where G is an area that overlaps R, an area that overlaps R, B, and G It consists of an area overlapping with.

B 영역은 G 영역 및 R 영역과 겹치는 영역 그리고 G 영역과 겹치는 영역 그리고 Blue만을 투과시키는 영역으로 구성되어 있다.The B region is composed of a region overlapping the G region and the R region, a region overlapping the G region, and a region transmitting only blue.

이와 같이, 색선별 필터(252)을 사용하면 하나의 슬릿을 사용하여 복수개의 파장에 대한 필터링이 가능하여 차수별 분리가 가능하도록 한다. 슬릿 간격이 결정은 다음 (수학식 1)에 의해 가능하다.
As described above, when the color filtering filter 252 is used, filtering is possible for a plurality of wavelengths by using one slit to enable separation of orders. This slit spacing can be determined by the following (Equation 1).

D=λ/Λ*f(λ)D = λ / Λ * f (λ)

여기에서, D는 슬릿 간격을 말하며, λ는 광원의 파장이며, Λ는 회절 격자 주기이고, f(λ)는 파장에 따라 변하는 푸리에 렌즈(252)의 렌즈 초점 거리이다. 따라서, 0차 슬릿과 ±1차 슬릿의 경우 투과와 반사 패턴이 정반대로 나타낸다. Where D is the slit spacing, λ is the wavelength of the light source, Λ is the diffraction grating period, and f (λ) is the lens focal length of the Fourier lens 252 that varies with wavelength. Thus, in the case of the 0th order slit and the ± 1st order slit, the transmission and reflection patterns are shown in opposite directions.

한편, 색선별 슬릿(252)은 고반사율 미러 방식을 사용하거나 고 투과율 투과방식을 사용할 수 있는데 고투과율 방식에서는 도 12d에 도시된 바와 같이, 굴절률이 높은 매질과 낮은 매질 두 종류를 λ/4의 광학적 두께를 갖도록 번갈아 가면서 다중코팅을 하면 높은 투과율을 갖게 되며, 고반사율 방식에서는 도 12e에 도시된 바와 같이 굴절률이 높은 매질과 낮은 매질 두 종류를 λ/4의 광학적 두께를 갖도록 번갈아 가면서 다중코팅을 하되 가운데에는 굴절률이 높은 매질의 광학 두께를 λ/2로 하여 양끝은 굴절률이 낮은 매질을 사용하여 좌우 대칭이 되도록 하면 높은 투과율을 갖데 되는데, 고굴절률에 사용되는 매질은 TiO2, ZnO, Ta2O5, SrTiO3, HfO2, CeO2, ZnS 등이 있으며 주로 ZnS가 사용되며 굴절률은 2.3~2.4 정도이다.On the other hand, the color-coded slits 252 may use a high reflectivity mirror method or a high transmittance transmission method. In the high transmittance method, as shown in FIG. 12D, two types of medium having a high refractive index and a low medium are λ / 4. Multi-coating alternately to have an optical thickness has a high transmittance, and in the high reflectance method, as shown in FIG. 12E, two types of medium having a high refractive index and a low medium are alternately made to have an optical thickness of λ / 4. However, in the middle, the optical thickness of the medium having high refractive index is λ / 2, and both ends have high transmittance when they are symmetrically by using a medium having low refractive index, and the medium used for high refractive index is TiO 2 , ZnO, Ta 2. O 5 , SrTiO 3 , HfO 2 , CeO 2 , ZnS, etc., mainly ZnS is used, the refractive index is about 2.3 ~ 2.4.

낮은 굴절률의 매질로 사용되는 물질에는 SiO2, MgF2, NaF, LiF, CaF2, AlF3, Cryolite{AlF3(NaF)3} 등이 있으며 주로 MgF2가 주로 사용되고 있다. Materials used as low refractive index media include SiO 2 , MgF 2 , NaF, LiF, CaF 2 , AlF 3 , Cryolite {AlF 3 (NaF) 3 }, and MgF 2 is mainly used.

한편, 프로젝션 시스템(260)은 스캐너(261)와 프로젝션 렌즈(262)를 구비하고 있으며, 입사된 회절광을 스크린(270)에 투사한다. 즉, 프로젝션 시스템(260)은 푸리에 필터계(250)를 통하여 입사되는 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 스크린(270)에 집속시켜 스팟을 형성시키는 역할을 수행한다.
Meanwhile, the projection system 260 includes a scanner 261 and a projection lens 262, and projects the incident diffracted light onto the screen 270. That is, the projection system 260 focuses a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient incident through the Fourier filter system 250 on the screen 270 to form a spot.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 칼라휠에 입사되는 다중빔에서 원하는 파장을 선택할 때 반사면을 사용함에 따라 면간에 요구되는 빈공간이 적어 광손실을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, when the desired wavelength is selected in the multiple beams incident on the color wheel, there is an effect of preventing light loss due to the small amount of empty space required between the planes.

또한, 본 발명에 따르면, 칼라휠에 입사되는 다중빔에서 원하는 파장의 빔을 반사광을 이용함에 따라 종래의 깔대기형, 실린더형과는 달리 겹치는 부분을 요구 하지 않아 광손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, unlike the conventional funnel-shaped, cylindrical type by using the reflected light beam of the desired wavelength in the multiple beams incident on the color wheel does not require an overlapping portion has the effect of minimizing light loss have.

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)

외부로부터 입사되는 다중빔중에서 원하는 색의 광만을 선택적으로 반사하도록 표면에 각각 원하는 색의 광만을 반사시키고 나머지는 투과시키는 막이 순차적으로 코팅된 실린더형의 필터부; A cylindrical filter portion sequentially coated with a film that reflects only light of a desired color on the surface and transmits the rest so as to selectively reflect only light of a desired color among multiple beams incident from the outside; 상기 필터부를 회전시키기 위한 구동부; 및 A driving unit for rotating the filter unit; And 상기 구동부에 상기 필터부를 장착하기 위한 장착부를 포함하여 이루어진 드럼식 반사형 칼라휠.A drum-type reflective color wheel comprising a mounting portion for mounting the filter portion in the drive unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터부의 중앙에 투과된 광을 반사광의 경로로부터 이격된 지점으로 반사하는 반사경을 더 포함하여 이루어진 드럼식 반사형 칼라휠.And a reflector reflecting the light transmitted through the center of the filter part to a point spaced apart from the path of the reflected light. 다중빔을 발생하는 광원계;A light source system for generating multiple beams; 상기 광원계로부터 출사된 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명렌즈계; An illumination lens system which emits light by changing the light emitted from the light source into linear parallel light; 실린더형으로 다중의 입사광중에서 원하는 색의 광만을 선택적으로 반사시키도록 표면에 각각 원하는 색의 광만을 반사시키는 막이 순차적으로 코팅되어 있어 상기 조명렌즈계로부터 다중빔이 입사되면 회전하면서 순차적으로 원하는 색의 광만을 반사하는 칼라휠계; In order to selectively reflect only light of a desired color among multiple incident lights in a cylindrical shape, a film that reflects only light of a desired color on the surface is sequentially coated. When multiple beams are incident from the illumination lens system, only light of a desired color is sequentially rotated. Color wheel system that reflects; 상기 칼라휠계로부터 출사되는 반사광을 변조하여 복수의 회절계수를 갖는 회절광을 생성하는 회절형 광변조기; A diffraction type optical modulator for modulating the reflected light emitted from the color wheel system to produce diffracted light having a plurality of diffraction coefficients; 상기 광변조기로부터 출사되는 복수의 회절계수를 갖는 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 푸리에 필터계; 및A Fourier filter system for passing diffracted light of a desired order in diffracted light having a plurality of diffraction coefficients emitted from the optical modulator; And 상기 푸리에 필터계에서 필터링된 원하는 차수의 회절광을 스크린에 투사하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치.And a projection system for projecting a diffracted light of a desired order filtered by the Fourier filter system onto a screen. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 칼라휠계는,The color wheel system, 외부로부터 입사되는 다중빔중에서 원하는 색의 광만을 선택적으로 반사하도록 표면에 각각 원하는 색의 광만을 반사시키고 나머지는 투과시키는 막이 순차적으로 코팅된 실린더형의 필터부; A cylindrical filter portion sequentially coated with a film that reflects only light of a desired color on the surface and transmits the rest so as to selectively reflect only light of a desired color among multiple beams incident from the outside; 상기 필터부를 회전시키기 위한 구동부; 및 A driving unit for rotating the filter unit; And 상기 구동부에 상기 필터부를 장착하기 위한 장착부를 포함하여 이루어진 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치.Display device using a drum-type reflective color wheel comprising a mounting portion for mounting the filter portion in the drive unit. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 푸리에 필터계는, The Fourier filter system, 상기 회절형 광변조기로부터 입사되는 복수의 회절계수를 갖는 회절광에서 차수별로 회절광을 분리하는 푸리에 렌즈; 및A Fourier lens for separating the diffracted light for each order from diffracted light having a plurality of diffraction coefficients incident from the diffractive optical modulator; And 상기 푸리에 렌즈로부터 입사되는 회절광을 필터링하는 색선별 필터를 포함하여 이루어진 드럼식 반사형 칼라휠을 이용한 디스플레이 장치.A display device using a drum-type reflective color wheel comprising a color discrimination filter for filtering the diffracted light incident from the Fourier lens.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2000171898A (en) 1998-12-08 2000-06-23 Nec Corp Color projector
JP2002182128A (en) 2000-12-13 2002-06-26 Sony Corp Color filter device for image projection, and image projecting device
JP2002365719A (en) 2001-06-05 2002-12-18 Fujitsu General Ltd Color filter device for projector
KR100839285B1 (en) * 2002-04-23 2008-06-17 엘지전자 주식회사 System of projection using of color drum

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200468625Y1 (en) * 2010-08-26 2013-08-27 (주)에이치아이디씨엠 Imaging facilities using the wheel device for search

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