KR20100113025A - 광합파기 및 이를 이용한 화상 투영 장치 - Google Patents

광합파기 및 이를 이용한 화상 투영 장치 Download PDF

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도모미 사노
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Abstract

부품 개수를 삭감한 광합파기는 수지제이다. 이 광합파기는 제 1 표면, 회절 격자 및 제 2 표면을 포함하고 있다. 제 1 표면은 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈를 제공하는 표면이다. 회절 격자는 제 1 렌즈에 입사하는 제 1 파장의 광, 제 2 렌즈에 입사하는 제 2 파장의 광 및 제 3 렌즈에 입사하는 제 3 파장의 광을 제 2 표면을 향하는 공통 광로로 회절한다. 제 2 표면은 공통 광로를 통해서 입사하는 광을 출사한다. 공통 광로와, 제 1 표면으로부터 회절 격자까지의 광로가, 수지에 의해 구성되어 있다.

Description

광합파기 및 이를 이용한 화상 투영 장치{OPTICAL COMBINER AND IMAGE PROJECTOR USING THE OPTICAL COMBINER}
본 발명은 광합파기 및 상기 광합파기를 이용한 화상 투영 장치에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제 2008-033042 호 공보, 일본 특허 공개 제 2004-334082 호 공보, 국제 공개 제 2005/073798 호 공보, 일본 특허 공개 제 2007-121899 호 공보, 일본 특허 공개 제 2006-267457 호 공보, 일본 특허 공개 제 2008-216456 호 공보는 화상 투영 장치를 기재하고 있다. 화상 투영 장치는, 많은 경우, RGB용의 3개의 광원, 렌즈, 합파기 및 주사 기구를 구비하고 있다. 렌즈가, 3개의 광원으로부터의 광을 집광하고, 합파기가 RGB의 광선을 합파하며, 주사 기구가 합파된 광을 주사함으로써, 화상이 표시된다. 합파기로서는 다이클로익 미러, 프리즘, 회절 격자 소자 등이 이용되고 있다. 부품 개수가 많아진 결과, 화상 투영 장치를 소형화하기 어렵다.
본 발명은 부품 개수를 삭감한 광합파기 및 상기 광합파기를 이용한 화상 투영 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
목적을 달성하기 위해, 수지제의 광합파기가 제공된다. 이 광합파기는 제 1 표면, 회절 격자 및 제 2 표면을 포함하고 있다. 제 1 표면은 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈를 제공하는 표면이다. 회절 격자는 제 1 렌즈에 입사하는 제 1 파장의 광, 제 2 렌즈에 입사하는 제 2 파장의 광 및 제 3 렌즈에 입사하는 제 3 파장의 광을, 제 2 표면을 향하는 공통 광로로 회절한다. 제 2 표면은 공통 광로를 통해서 입사하는 광을 출사한다. 제 1 표면으로부터 회절 격자까지의 광로와 공통 광로는, 수지에 의해 구성되어 있다.
본 광합파기는 수지의 일체 성형에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 제 1 ~ 제 3 렌즈는 프레넬 렌즈여도 된다.
본 발명에 다른 측면으로서, 화상 투영 장치가 제공된다. 이 화상 투영 장치는 본 발명의 광합파기, 제 1 ~ 제 3 광원 및 주사 기구를 구비하고 있다. 제 1 광원은 제 1 파장의 광을 출사한다. 제 2 광원은 제 2 파장의 광을 출사한다. 제 3 광원은 제 3 파장의 광을 출사한다. 광합파기는 제 1 광원으로부터의 광, 제 2 광원으로부터의 광 및 제 3 광원으로부터의 광을, 공통 광로 상에서 합파하여, 합파한 광을 출사한다. 주사 기구는 광합파기에 의해서 합파된 광을 주사한다.
본 발명의 구성에 의하면, 부품 개수를 삭감할 수 있는 광합파기가 제공된다. 또한, 제 1 ~ 제 3 렌즈로부터 제 2 표면까지의 광로가 수지로 구성되어 있기 때문에, 이 광합파기는 외란(外亂)에 강하다. 본 화상 투영 장치는 상술한 광합파기를 구비하고 있기 때문에, 부품 개수를 줄일 수 있고, 그 결과, 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광합파기를 나타내는 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상 투영 장치를 나타내는 개념도이다.
이하에서, 도면을 참조하여, 발명을 실시하기 위한 형태 및 발명의 이점을 설명한다. 도면에 있어서 동일한 부재에 대해서는 같은 부호를 이용하고, 그 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광합파기(10)를 나타내는 개념도이며, 제 1 파장의 광(L1), 제 2 파장의 광(L2), 제 3 파장의 광(L3) 및 합파광(LM)의 광축을 포함하는 단면을 나타내고 있다(제 1 파장(R)의 광(L1), 제 2 파장(G)의 광(L2), 및 제 3 파장(B)의 광(L3)은 예컨대 RGB 삼색에 대응하는 광이다). 광합파기(10)는 수지제의 부품이다. 광합파기(10)는 제 1 표면(10a), 제 2 표면(10b) 및 회절 격자(10c)를 포함하고 있다.
제 1 표면(10a)은 제 1 파장의 광(L1), 제 2 파장의 광(L2) 및 제 3 파장의 광(L3)이 입사하는 면이다. 제 1 표면(10a)은 제 1 렌즈(12a), 제 2 렌즈(12b) 및 제 3 렌즈(12c)를 제공하고 있다. 제 1 렌즈(12a)는 제 1 파장의 광(L1)을 집광하는 렌즈이다. 제 2 렌즈(12b)는 제 2 파장의 광(L2)을 집광하는 렌즈이다. 제 3 렌즈(12c)는 제 3 파장의 광(L3)을 집광하는 렌즈이다.
제 2 표면(10b)은 광합파기(10)에 의해서 합파된 광(LM)이 출사하는 면이다. 제 2 표면(10b)은 평면이여도 되고, 또한 도 1에 나타낸 바와 같이 렌즈를 구획 형성하는 면이여도 된다.
회절 격자(10c)는 제 1 렌즈(12a)에 의해서 집광된 제 1 파장의 광(L1)을 합파광(LM)의 공통 광로 상으로 회절한다. 또한, 회절 격자(10c)는 제 2 렌즈(12b)에 의해서 집광된 제 2 파장의 광(L2)을 합파광(LM)의 공통 광로 상으로 회절한다. 또한, 회절 격자(10c)는 제 3 렌즈(12c)에 의해서 집광된 제 3 파장의 광(L3)을 합파광(LM)의 공통 광로 상으로 회절한다. 회절 격자(10c)는 제 1 매질(수지)과 제 2 매질(예컨대, 공기)이 교대로 배열됨으로써 구성되어 있다. 회절 격자(10c)를 구성하는 매질, 각 격자의 치수 등은 회절할 광의 파장에 따라서 결정할 수 있다.
이러한 광합파기(10)는 예컨대, 환상 올레핀 폴리머 또는 폴리카보네이트의 일체 성형에 의해 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상 투영 장치(20)를 나타내는 개념도이다. 화상 투영 장치(20)는 영상 신호 처리 유닛(22), 드라이버(24a~24c), 광원(26a~26c), 광합파기(10) 및 주사 기구(28)를 구비하고 있다.
영상 신호 처리 유닛(22)은 그 입력 단자(IN)에 입력되는 영상 신호를 받아서 RGB 각각의 신호를 생성한다. 영상 신호 처리 유닛(22)에 입력되는 영상 신호는 예컨대, 콤포지트 영상 신호이다. 영상 신호 처리 유닛(22)은 드라이버(24a~24c)에 접속되어 있고, 생성한 RGB 신호 각각의 강도에 따른 전기 신호를, 드라이버(24a~24c)로 출력한다.
드라이버(24a)는 제 1 파장(R)용 광원(26a)을 변조하여 발광시키기 위한 회로이다. 드라이버(24b)는 제 2 파장(G)용 광원(26b)을 변조하여 발광시키기 위한 회로이다. 또한, 드라이버(24c)는 제 3 파장(B)용 광원(26c)을 변조하여 발광시키기 위한 회로이다. 드라이버(24a~24c)는 각각, 광원(26a~26c)에 접속되어 있고, 광원(26a~26c)에 변조 신호를 출력한다.
광원(26a~26c)은 예컨대, 레이저 다이오드이다. 광원(26a)은 드라이버(24a)로부터의 변조 신호에 따른 강도로 제 1 파장의 광을 출사한다. 광원(26b)은 드라이버(24b)로부터의 변조 신호에 따른 강도로 제 2 파장의 광을 출사한다. 또한, 광원(26c)은 드라이버(24c)로부터의 변조 신호에 따른 강도로 제 3 파장의 광을 출사한다.
광원(26a~26c)은 광합파기(10)에 광학적으로 결합되어 있다. 광원(26a~26c)으로부터의 광선은 광합파기(10)에 의해서 합파되어, 합파광(LM)으로서 광합파기(10)로부터 출사된다. 광합파기(10)는 주사 기구(28)에 광학적으로 결합되어 있다.
주사 기구(28)는 광합파기(10)로부터의 광을 주사하여 투영면에 화상을 표시한다. 주사 기구(28)는 예컨대, 수평 주사용 갈바노 미러 및 수직 주사용 갈바노 미러에 의해서 구성할 수 있다.
이하, 광합파기(10) 및 화상 투영 장치(20)의 작용·효과에 대해서 설명한다. 광합파기(10)는 제 1 ~ 제 3 렌즈(12a~12c) 및 회절 격자(10c)를 일체의 수지에 의해 구성한 부품이다. 따라서, 광합파기(10)는 단일의 부품 개수로 복수의 광학 요소를 제공할 수 있어서, 부품 개수를 삭감할 수 있다. 또한, 광합파기(10)에 의하면, 제 1 ~ 제 3 렌즈(12a~12c) 및 회절 격자(10c) 등의 광학 요소의 위치 맞춤이 불필요하게 된다. 또한, 각 파장의 광이 통과하는 광로 및 합파된 광이 통과하는 광로가 수지에 의해서 구성되어 있기 때문에, 광합파기(10)는 외란에 강하게 되어 있다. 이러한 광합파기(10)를 이용한 화상 투영 장치(20)는 그 소형화를 도모할 수 있는 것으로, 외란에 강한 화상 투영 장치가 된다.
이상에서는, 발명을 그 바람직하게 실용적인 실시예에 기초해서 설명했지만, 발명은 실시예에 한정되어서는 안되고, 그 범주 내에서 여러 가지 변경이 가능하다. 예컨대, 제 1 ~ 제 3 렌즈는 프레넬 렌즈여도 된다. 프레넬 렌즈에 의하면, 제 1 ~ 제 3 렌즈의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 제 1 ~ 제 3 렌즈는 굴절률 분포형 렌즈여도 된다. 또한, 본 발명의 화상 투영 장치는 광원을 변조하는 것으로 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 광원으로부터는 일정한 강도의 광을 출사시키고, 변조기가 광원으로부터의 광을 RGB의 영상 신호에 기초해서 변조해도 된다.

Claims (4)

  1. 제 1 파장의 광을 입사하는 제 1 렌즈, 제 2 파장의 광을 입사하는 제 2 렌즈 및 제 3 파장의 광을 입사하는 제 3 렌즈를 제공하는 제 1 표면과,
    합파한 광을 출사하는 제 2 표면과,
    상기 제 1 렌즈에 입사한 제 1 파장의 광, 상기 제 2 렌즈에 입사한 제 2 파장의 광 및 상기 제 3 렌즈에 입사한 제 3 파장의 광을 상기 제 2 표면을 향하는 공통 광로로 회절하는 회절 격자
    를 구비한 수지제의 광합파기로서,
    상기 제 1 표면으로부터 상기 회절 격자까지의 광로와, 상기 공통 광로는 수지에 의해 구성되어 있는
    광합파기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지의 일체 성형에 의해서 형성되는 광합파기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 ~ 제 3 렌즈는 프레넬 렌즈인 광합파기.
  4. 제 1 파장의 광을 출사하는 제 1 광원과,
    제 2 파장의 광을 출사하는 제 2 광원과,
    제 3 파장의 광을 출사하는 제 3 광원과,
    청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 광합파기로서, 상기 제 1 광원으로부터의 광, 상기 제 2 광원으로부터의 광 및 상기 제 3 광원으로부터의 광을, 상기 공통 광로 상에서 합파하여, 합파한 광을 출사하는 상기 광합파기와,
    상기 광합파기에 의해서 합파된 광을 주사하는 주사 기구
    를 구비하는 화상 투영 장치.
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