KR20100048092A - 줌 확대기 - Google Patents

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KR20100048092A
KR20100048092A KR1020080107099A KR20080107099A KR20100048092A KR 20100048092 A KR20100048092 A KR 20100048092A KR 1020080107099 A KR1020080107099 A KR 1020080107099A KR 20080107099 A KR20080107099 A KR 20080107099A KR 20100048092 A KR20100048092 A KR 20100048092A
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light
positive lens
lens
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positive
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KR1020080107099A
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슈쉬킨 이하
마사이끼 소후에
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 줌 확대기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레이저 광원에서 출사되는 광빔을 수광하여 레이저 광원에서 출사되는 광의 직경에 관련없이 일정한 직경의 평행광을 출사할 수 있도록 하는 줌 확대기에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 정의 굴절력을 가지고 있으며, 광원으로부터 출사되는 축 대칭형의 가우스형 분포를 갖는 광을 방사선 방향으로 재분포하여 평탄화시키고 평탄화된 광을 출사하는 제 1 정렌즈; 상기 제1 정렌즈에서 입사되는 광을 확대하여 출사하며 부의 굴절력을 가지고 있으며 양면이 오목한 제2 부렌즈; 및 상기 제2 부렌즈로부터 입사되는 평탄화된 광을 평행광으로 변환하여 출사하는 제3 정렌즈를 포함하며, 광원측으로부터 상기 제1 정렌즈, 상기 제2 부렌즈 그리고 상기 제3 정렌즈의 순서대로 배열되어 있으며, 상기 제2 부렌즈가 광축 방향으로 이동하여 주밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 줌 확대기가 제공된다.
회절형, 광변조기, 확대기, 줌, zoom, expander

Description

줌 확대기{Zoom Expander}
본 발명은 줌 확대기에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 레이저 광원에서 출사되는 광빔을 수광하여 레이저 광원에서 출사되는 광의 직경에 관련없이 일정한 직경의 평행광을 출사할 수 있도록 하는 줌 확대기에 관한 것이다.
일반적으로, 광신호처리는 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 광변조기 등의 연구가 진행되고 있다. 여기에서, 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 그리고 홀로그램 등의 분야에 사용된다.
그리고, 종래 기술에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 광원계, 집광부, 조명계, 회절형 광변조기, 푸리에 필터계, 투사계, 스크린을 포함하고 있다.
여기에서, 광원계는 복수의 광원으로 이루어져 있으며, 하나의 응용에서 복 수의 광원은 순차적으로 점등되도록 할 수 있다. 그리고, 집광부는 미러와 복수의 색선별 미러로 이루어져 있으며, 복수의 광원에서 출사되는 광을 합성하여 하나의 광경로를 가지도록 만든다.
조명계는 집광부를 통과한 광을 선형(line shape)의 평행광으로 변화시켜 회절형 광변조기로 입사시킨다. 그리고, 회절형 광변조기는 입사되는 선형의 평행광을 변조하여 다수의 회절 차수를 가지는 선형의 회절광을 생성하여 출사하게 되는데, 이때 다수의 회절 차수중에서 응용에 사용하기를 원하는 회절차수의 회절광은 스크린에 영상을 생성할 수 있도록 그 광세기가 선형의 각 지점에서 동일하지 않도록 할 수 있다. 즉, 회절형 광변조기에서 생성된 회절광은 선형이며 선형의 회절광은 각 지점에서 서로 다른 광세기를 가질 수 있기 때문에 스크린에 스캐닝될 때 2차원 영상을 생성할 수 있다.
그리고, 회절형 광변조기에서 생성된 회절광은 푸리에 필터계로 입사되는데, 푸리에 필터계는 푸리에 렌즈와 색선별 필터로 구성되어, 회절광을 차수별로 분리하고 분리된 차수의 회절광에서 원하는 차수의 회절광만을 통과시킨다.
투사계는 프로젝션 렌즈, 스캐너로 이루어져 있으며 프로젝션 렌즈는 입사된 회절광을 확대하고 스캐너는 입사된 회절광을 스크린에 투사하여 영상을 생성한다.
한편, 이러한 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템은 레이저 광원을 사용하는데, 레이저 광원을 확대하고 평행광으로 형성하기 위한 광 확대기가 필요하다.
특히, 이러한 광 확대기가 서로 다른 직경을 갖는 다양한 종류의 레이저 광 원에 대하여 구비된 렌즈들의 거리를 가변하여 동일한 직경의 평행광을 형성할 수 있도록 하여 호환성을 갖도록 한다면 좋을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 필요를 만족시키기 위하여 안출된 것으로서, 레이저 광원에서 출사되는 광의 직경에 관련없이 일정한 직경의 평행광을 출사할 수 있도록 하는 줌 확대기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정의 굴절력을 가지고 있으며, 광원으로부터 출사되는 축 대칭형의 가우스형 분포를 갖는 광을 방사선 방향으로 재분포하여 평탄화시키고 평탄화된 광을 출사하는 제 1 정렌즈; 상기 제1 정렌즈에서 입사되는 광을 확대하여 출사하며 음의 굴절력을 가지고 있으며 양면이 오목한 제2 부렌즈; 및 상기 제2 부렌즈로부터 입사되는 평탄화된 광을 평행광으로 변환하여 출사하는 제3 정렌즈를 포함하며, 광원측으로부터 상기 제1 정렌즈, 상기 제2 부렌즈 그리고 상기 제3 정렌즈의 순서대로 배열되어 있으며, 상기 제2 부렌즈가 광축 방향으로 이동하여 주밍을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 정렌즈의 상기 광원측의 대향하는 면이 비구면이고, 상기 제2 부렌즈는 일면이 비구면인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제3 정렌즈는 광원의 반대측이 볼록한 볼록렌즈인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제3 정렌즈는 광원의 반대측으로 볼록한 매니스커스 렌즈인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제2 정렌즈, 제2 부렌즈 그리고 제3 정렌즈는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
1.5<N1
1.9<N2
1.5<N3
여기에서, N1~N3은 제1 정렌즈~제3 정렌즈의 굴절률이다.
또한, 본 발명의 상기 제2 정렌즈, 제2 부렌즈 그리고 제3 정렌즈는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
40 <v1
20 <v2
40 <v3
여기에서, v1~v3은 제1 정렌즈 내지 제3 정렌즈의 아베수이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 광원에서 출사되는 광원의 종류에 관련없이 일정한 직경의 광을 출사하기 때문에 호환성이 뛰어난 조명계를 설계할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광원의 종류에 관련없이 일정한 직경의 광을 출사할 수 있어 다양한 응용이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제3 정렌즈를 매니스커스 렌즈로 구성하여 소형화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광원의 반대측이 비구면인 제1 정렌즈나, 적어도 한면이 비구면인 제2 부렌즈를 사용하여 구현함에 따라 왜곡 수차등의 수차를 보정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기의 단면도로서, 광원으로부터 출사되는 가우스형 광을 평탄화하여 평탄빔을 형성하는 제1 정렌즈(11)와, 제1 정렌즈에서 평탄화된 빔을 확대하는 제2 부렌즈(12)와, 제2 부렌즈(12)에서 출사되는 확대광을 평행빔으로 변환하여 출사하는 제3 정렌즈(13)를 포함하고 있다.
여기에서, 제1 정렌즈(11)는 광원측으로부터 반대면이 비구면을 형성하고 있으며, 이처럼 광원에 대향하는 면이 비구면으로 형성되면 왜곡수차를 보정할 수 있다.
그리고, 제1 정렌즈(11)는 정의 굴절력을 가지고 있으며, 광원을 향하는 면의 반대면이 볼록하거나 양면이 볼록한 볼록렌즈이고, 광원에서 출사되는 광의 광량을 평탄화시켜 평탄빔을 형성한다.
이렇게 하기 위하여 제1 정렌즈(11)는 축 대칭형의 광량의 분포를 다른 축 대칭형의 광량으로 재분포하여 광량을 평탄화시켜 평탄빔을 형성한다.
이를 구체적으로 설명하면, 제1 정렌즈(11)는 축 대칭형의 가우스형 분포를 갖는 광을 방사선 방향으로 재분포하여 광을 평탄화시켜 평탄화된 광을 출사한다.
그리고, 제2 부렌즈(12)는 광원을 향하는 면을 비구면으로 형성할 수 있으며, 이에 따라 왜곡수차를 보정할 수있다.
이러한 제2 부렌즈(12)는 부의 굴절력을 가지고 있으며, 양면이 오목한 오목렌즈이고, 제1 정렌즈(11)에서 입사되는 광을 확대하여 출사한다.
다음으로, 제3 정렌즈(13)는 제1 정렌즈(11)에서 평탄화된 광이 제2 부렌즈(12)에 의해 확대되어 입사되면 입사된 광을 평행광으로 변환하여 출사한다. 이때, 제3 정렌즈(13)은 제1 정렌즈(11)에 의해 평탄화가 진행되는 동안에 파면의 경로상에서 발생된 편차를 보정하여 파면의 경로상에 차이가 없도록 한다.
이러한 제3 정렌즈(13)는 정의 굴절력을 가지고 있고, 광원의 반대면이 볼록하거나 매니스커스 렌즈로 구성될 수 있다.
여기에서, 제3 정렌즈(13)을 정의 굴절력을 가지고 있는 매니스커스 렌즈를 사용하면 큰 굴절력을 얻을 수 있다.
이와 같이 구성된 줌 확대기의 제1 정렌즈(11)는 가우시안 분포의 레이저 빔 의 에너지 분포를 균일하게 재분포시키며, 제2 부렌즈(12)는 제1 정렌즈(11)에서 입사되는 광을 확대하여 출사하고, 제3 정렌즈(13)는 에너지가 재분포된 빔을 평행광으로 만들어 준다.
한편, 이러한 줌 확대기의 주밍은 이동경로를 도시한 도 2를 참조하면, 주밍은 제 2 정렌즈(12)를 광축 방향으로 이동시킴으로써 수행된다.
줌 확대기는 주밍을 할 때, 제 1 정렌즈(11) 및 제 2 부렌즈(12) 사이의 간격은 감소하고, 제 2 부렌즈(12) 및 제 3 정렌즈(13) 사이의 간격은 증가시키며 그에 따라 줌 확대기는 확대율은 증가된다.
또한, 다음의 조건식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
1.5<N1
1.9<N2
1.5<N3------(1)
여기에서, N1~N3은 각 렌즈(제1 정렌즈(1)~제3 정렌즈(3))의 굴절률이다.
제1 정렌즈(1)~제3 정렌즈(3)가 조건식 1을 만족하게 되면, 3개의 렌즈 매수로 전체의 굴절력 배치와 렌즈 재료가 최적화되고 소형화가 가능하다.
또한, 다음의 조건식 2을 만족하는 것이 바람직하다.
40 <v1
20 <v2
40 <v3-----(2)
여기에서, v1~v3은 각 렌즈(제1 정렌즈(11) 내지 제3 정렌즈(13))의 아베수이며, 제1 정렌즈(11) 내지 제3 정렌즈(13)의 아베수 v1 내지 v3가 위의 조건식을 만족하게 되면, 색수차를 충분히 보정할 수 있으며, 이와 반대로 아베수 v1 ?v3가 조건식 1의 하한치보다 아래로 되면, 색수차, 특히 축상 색수차의 보정이 충분히 이루어질 수 없다.
(제1 실시예)
표 1-2는 제 1 실시예의 수치 데이터를 나타낸다.
제1 실시예에서 제 1 정렌즈(11)의 광원을 향하는 면은 평면이고, 광원의 반대측은 음의 곡률반경을 가지고 있으며, 제2 부렌즈(12)의 광원을 향하는 면은 음의 곡률반경을 가지고 있고, 광원을 향하는 면의 반대면은 양의 곡률반경을 가지고 있고, 제3 정렌즈(13)의 광원을 향하는 면은 평면이고 광원의 반대측은 음의 곡률반경을 가지고 있다.
제1 실시예에서 제1 정렌즈(11)와 제3 정렌즈(13)는 주밍시에 고정되어 있으며 제2 부렌즈(12)는 이동한다.
또한, 제1 실시예에서 제1 정렌즈(11)의 두께와 제2 부렌즈(12)의 두께는 동 일하다.
여기에서, 조리개(STO)는 제1 정렌즈(11)으로부터 5.0nm의 앞에 위치한 것으로 하였다.
[표 1]
면번호 곡률반경(r) 두께, 거리(d) 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
STO ∞ 5.0
2 ∞ 0.5 1.883 40.8
3 -0.723 가변
4 -0.3 0.5 1.923 20.9
5 0.3 가변
6 ∞ 1.0 1.883 40,8
7 -7.457 5.0
K -1.0
그리고, 주밍시 제1 정렌즈(11)와 제2 부렌즈(12)의 거리(S3)와, 제2 부렌즈(12)와 제3 정렌즈(13)의 거리(S3)는 아래와 같이 되고 이때, EPD는 제1 정렌즈(11)에 입력되는 광의 직경이고, EXPD는 제3 정렌즈(13)에서 출사되는 광의 직경이며, MGF는 확대율이다.
[표 2]
구분 위치1 위치2 위치3
EPD 0.1 0.15 0.2
S3 0.1 0.308 0.419
S5 18.663 18.476 18.344
EXPO 2.0 2.0 2.0
MGF 20x 13.33x 10x
위의 (표 2)에서 알 수 있는 것은 제1 정렌즈(11)에 입사되는 광의 직경이 상이하여도 제2 정렌즈(12)를 주밍하여 제3 정렌즈(13)에서 출사되는 광의 직경은 동일함을 알 수 있다.
한편, 도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 확대기의 위치 1에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 3b는 위치 2에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 3c는 위치 3에서의 광경로차를 나타내는 도면이다. 도 3a 내지 도 3c를 참조하면 알 수 있는 바와 같이 광경로의 편차가 크지 않아 성능이 우수함을 알 수 있다.
(제2 실시예)
표 3-4는 제 2 실시예의 수치 데이터를 나타낸다.
제2 실시예에서 제 1 정렌즈(11)의 광원을 향하는 면은 양의 곡률반경을 가지고 있고, 광원의 반대측은 음의 곡률반경을 가지고 있으며, 제2 부렌즈(12)의 광원을 향하는 면은 음의 곡률반경을 가지고 있고, 광원을 향하는 면의 반대면은 양의 곡률반경을 가지고 있으며, 제3 정렌즈(13)의 광원을 향하는 면은 음의 곡률반경을 가지고 있고, 광원의 반대측은 또한 음의 곡률반경을 가지고 있다.
제2 실시예에서 제1 정렌즈(11)와 제3 정렌즈(13)는 주밍시에 고정되어 있으며 제2 부렌즈(12)는 이동한다.
또한, 제2 실시예에서 제1 정렌즈(11)의 두께와 제2 부렌즈(12)의 두께는 동일하다.
여기에서, 조리개(STO)는 제1 정렌즈(11)으로부터 5.0nm의 앞에 위치한 것으로 하였다.
[표 3]
면번호 곡률반경(r) 두께, 거리(d) 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
STO ∞ 5.0
2 2.546 0.5 1.516 64.2
3 -1.0 가변
4 -1.0 0.5 1.923 20.9
5 1.0 가변
6 -234.8 1.0 1.516 64.2
7 -10.08 5.0
K -1.494
그리고, 주밍시 제1 정렌즈(11)와 제2 부렌즈(12)의 거리(S3)와, 제2 부렌즈(12)와 제3 정렌즈(13)의 거리(S3)는 아래와 같이 되고 이때, EPD는 제1 정렌즈(11)에 입력되는 광의 직경이고, EXPD는 제3 정렌즈(13)에서 출사되는 광의 직경이며, MGF는 확대율이다.
[표 4]
구분 위치1 위치2 위치3
EPD 0.1 0.15 0.2
S3 0.1 0.308 0.419
S5 18.663 18.476 18.344
EXPO 2.0 2.0 2.0
MGF 20x 13.33x 10x
위의 (표 4)에서 알 수 있는 것은 제1 정렌즈(11)에 입사되는 광의 직경이 상이하여도 제2 정렌즈(12)를 주밍하여 제3 정렌즈(13)에서 출사되는 광의 직경은 동일함을 알 수 있다.
한편, 도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 확대기의 위치 1에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 4b는 위치 2에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 4c는 위치 3에서의 광경로차를 나타내는 도면이다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하 면 알 수 있는 바와 같이 광경로의 편차가 크지 않아 성능이 우수함을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기가 사용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기가 사용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는, 디스플레이 광학계(102)와 디스플레이 전자계(104)를 포함한다.
디스플레이 광학계(102)는 광을 생성하여 출사하는 광원계(106)를 포함하며, 광원계(106)는 외부공동표면방출 레이저(VECSEL;Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), 수직공진표면발광 레이저(VCSEL;Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(Laser diode, LD), 고발광 다이오드(SLED; Super Luminescent Diode) 등과 같은 반도체를 사용하여 제작한 광원이 사용 가능하다.
광원계(106)는 레이저 조명을 방출하는데, 레이저 조명의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있으며, 일예로 광원계(106)(실제로는 R광원의 레이저, G광원의 레이저, B광원의 레이저로 이루어져 있다)는 R광, G광, B광을 순차적으로 방출하도록 할 수 있다.
또한, 디스플레이 광학계(102)는 광원계(106)로부터 나오는 빛을 회절형 광변조기(110)에 선형(line shape)의 평행광으로 조사하기 위해 조명계(108)를 포함한다. 이러한, 조명계(108)에는 도 1에서 살펴본 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기가 구비되어 있어 광원계(106)에서 출사되는 가우스형 광을 평탄화하여 평탄빔 을 형성한 후에 형성된 평탄빔을 평행광으로 형성한다. 이때, 줌 확대기는 평탄빔으로 형성된 광에서 광경로의 편차에 의한 차이를 보정하여 출사한다.
또한, 조명계(108)는 광원계(106)가 방출한 레이저 조명을 선형의 길이가 길고 폭이 좁은 광으로 만든 후에 평행광으로 변환하여 회절형 광변조기(110)상에 입사시킨다.
또한, 디스플레이 광학계(102)는 조명계(108)로부터 조사된 선형광을 회절시켜 회절광의 광세기가 조절된 복수의 회절차수의 회절광을 생성하는 회절형 광변조기(110)를 포함한다.
여기에서 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 0차 회절광, ±1차 회절광, ±2차 회절광, ±3차 회절광 등등의 여러 회절차수의 회절광을 포함한다.
그리고, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 선형(line shape)의 길이가 길고 폭이 좁은 회절광이 된다(이하에서는 이를 라인 영상이라고 한다).
여기에서, 회절형 광변조기(110)는 일예로 상하 이동가능하며 어레이를 형성하고 있는 다수의 상부 반사부와, 상부 반사부의 사이에 위치하며 상부 반사부로부터 일정 거리가 이격되어 있는 다수의 하부 반사부를 포함하여 이루어져 있다. 그리고, 회절형 광변조기(110)는 상부 반사부를 구동하는 구동수단으로 정전기력, 정자기력을 사용할 수 있으며, 일면에 상부 전극층이 형성되어 있고 다른면에 하부 전극층이 형성되어 있어 있는 압전 재료층을 사용할 수 있다.
이러한, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 하나의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 영상의 하나의 픽셀에 대응하는 회절광을 생성하도록 할 수 있고, 2개 또는 그 이상의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 하나의 픽셀에 대응되는 회절광을 형성하도록 할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 광학계(102)는 회절형 광변조기(110)에서 출사된 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 스크린(118)을 향하도록 하여 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는 투사계(112)를 포함하고 있다.
여기에서, 투사계(112)는 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는데 있어 디스플레이 전자계(104)의 제어에 의해 스크린(118)에 디스플레이 되는 영상의 선속을 일정하게 유지하도록 한다.
이러한 투사계(112)는 투사 렌즈와 회절광을 스크린(118)을 향하도록 하는 스캐닝을 수행하는 스캐너로 이루어져 있다.
투사 렌즈는 복수의 볼록 렌즈와 복수의 오목렌즈의 조합으로 이루어져 있으며 회절광의 초점을 스크린(118)에 위치하도록 입사광을 집광하는 역할을 수행한다.
스캐너는 갈바노 스캐너(galvanometer scanner) 또는 폴리곤 미러 스캐너(polygon mirror scanner)일 수 있다. 갈바노 스캐너는 사각형 판자 형태를 가지고 있으며, 일면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 소정 각도 범위 내에서 좌우로 회전을 한다. 폴리곤 미러 스캐너는 다각 기둥 형태를 가지고 있으며, 다각 기둥의 옆면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 일방향으로 회전하며 각 옆면에 부착된 미러가 회전에 의해 입사되는 빛의 반사각을 변화시켜 스크린(118)에 영 상을 투사한다.
한편, 디스플레이 광학계(102)는 투사계(112)와 스크린(118) 사이에 위치하여 투사계(112)에서 투사된 여러 차수의 회절광에서 사용하기를 원하는 차수의 회절광을 스크린(118)으로 통과시키는 필터 광학계(116)를 포함하여 이루어져 있다. 필터 광학계(116)의 일예는 슬릿이 사용될 수 있다.
그리고, 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106), 회절형 광변조기(110), 투사계(112)에 접속된다. 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106)에 전원을 제공한다. 그리고, 디스플레이 전자계(104)는 회절형 광변조기(110)의 압전체의 상부 전극층과 하부 전극층에 구동 전압을 제공하여 상부 반사부를 구동시킨다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 줌 확대기의 주밍시 이동경로도.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 확대기의 위치 1에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 3b는 위치 2에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 3c는 위치 3에서의 광경로차를 나타내는 도면.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 확대기의 위치 1에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 4b는 위치 2에서의 광경로차를 나타내는 도면이고, 도 4c는 위치 3에서의 광경로차를 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 줌 확대기가 사용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 제1 정렌즈 12 : 제2 부렌즈
13 : 제3 정렌즈 102 : 디스플레이 광학계
104 : 디스플레이 전자계 106 : 광원계
108 : 조명계 110 : 회절형 광변조기
112 : 투사계 116 : 필터계
118 : 스크린

Claims (6)

  1. 정의 굴절력을 가지고 있으며, 광원으로부터 출사되는 축 대칭형의 가우스형 분포를 갖는 광을 방사선 방향으로 재분포하여 평탄화시키고 평탄화된 광을 출사하는 제 1 정렌즈;
    상기 제1 정렌즈에서 입사되는 광을 확대하여 출사하며 부의 굴절력을 가지고 있으며 양면이 오목한 제2 부렌즈; 및
    상기 제2 부렌즈로부터 입사되는 평탄화된 광을 평행광으로 변환하여 출사하는 제3 정렌즈를 포함하며,
    광원측으로부터 상기 제1 정렌즈, 상기 제2 부렌즈 그리고 상기 제3 정렌즈의 순서대로 배열되어 있으며, 상기 제2 부렌즈가 광축 방향으로 이동하여 주밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 정렌즈의 상기 광원측의 대향하는 면이 비구면이고, 상기 제2 부렌즈는 일면이 비구면인 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 정렌즈는 광원의 반대측이 볼록한 볼록렌즈인 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 정렌즈는 광원의 반대측으로 볼록한 매니스커스 렌즈인 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 정렌즈, 제2 부렌즈 그리고 제3 정렌즈는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
    1.5<N1
    1.9<N2
    1.5<N3
    여기에서, N1~N3은 제1 정렌즈~제3 정렌즈의 굴절률.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 정렌즈, 제2 부렌즈 그리고 제3 정렌즈는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 확대기.
    40 <v1
    20 <v2
    40 <v3
    여기에서, v1~v3은 제1 정렌즈 내지 제3 정렌즈의 아베수이다.
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