KR20140083995A - 투영 시스템 및 이의 발광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에서는 일종 발광 장치를 제공하는 바, 상기 발광 장치에는, 여기광을 발생시키는 여기광 광원; 하나의 파장 전환층을 포함하고, 상기 파장 전환층은 상기 여기광의 적어도 일부분을 자극광으로 전환시키는 바, 상기 자극광이 광역 스펙트럼 광이 되도록 하거나, 또는 상기 자극광과 상기 파장 전환층에 의하여 상기 자극광으로 전환되지 않은 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하도록 하는 파장 전환 장치; 상기 여기광으로 하여금 상기 파장 전환층에 대하여 움직이도록 하는 구동 장치; 상기 광역 스펙트럼 광을 서로 상이한 경로에 따라 전파되는 적어도 두 가지 단색광으로 분리시키는 분광 장치;가 각각 포함된다. 상기 방식을 통하여, 본 발명의 실시예의 투영 시스템 및 발광 장치는 원가를 낮추고 또한 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

투영 시스템 및 이의 발광 장치{Projection System and Light Emitting Device thereof}

본 발명은 광학 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 투영 시스템 및 이의 발광 장치에 관한 것이다.

현재, 종래의 프로젝터는 일반적으로 초고압 수은 램프(UHP 램프)를 광원으로 한다.

그 중에서, UHP 램프는 초고압 수은 증기(1Mpa 이상)를 이용하여 방전시켜 가시광을 취득한다.

하지만 수은이 쉽게 환경 오염을 초래하기 때문에 업계에서는 친환경적인 광원을 찾아 UHP 램프를 대체하기 위하여 노력 중이다.

도1에 도시된 바와 같이, 도1은 종래 기술의 프로젝터용 광원 시스템의 구조도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 상기 광원 시스템에는 고체 광원(11), 포커싱 시스템(12), 형광 장치(13) 및 구동 장치(14)가 포함된다.

고체 광원(11)은 여기광을 발생시키며, 상기 여기광은 포커싱 시스템(12)에 의하여 포커싱 된 후 형광 장치(13) 상에 입사된다.

형광 장치(13)에는 다수의 색상(칼러) 구간(미도시)이 포함되고, 그 중의 적어도 일부 색상 구간에 형광 재료가 도포되어 있다.

형광 장치(13)는 구동 장치(14)의 구동 하에서 회전축(15)을 에워싸고 회전하여 여기광으로 하여금 부동한 색상 구간에 작용하게 하여 부동한 색상의 단색광 펄스가 생성하는 연속되는 칼러(색상의) 광 시퀀스를 형성하는 바, 예를 들면, 적색 광 펄스, 녹색 광 펄스, 청색 광 펄스, 적색 광 펄스... 이렇게 반복된다.

도2에 도시된 바와 같이, 도2는 도1에 도시된 광원 시스템을 이용하는 단일 칩 투영 시스템의 구조도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 상기 투영 시스템에는 광원 시스템(21), 광 조절 장치(22) 및 투영 장치(23)가 포함된다.

광원 시스템(21)은 도1에 도시된 바와 같은 방식을 이용하여 칼러 광 시퀀스를 형성한다.

상기 칼러 광 시퀀스가 광 조절 장치(22)로 입사되고, 광 조절 장치(22)가 이미지 변조(조정)를 진행한다.

변조를 거친 칼러 광 시퀀스는 투영 장치(23)에 입사되고, 투영 장치(23)에 의하여 투영된다.

상기 투영 시스템에 있어서, 광 조절 장치(22)는 어느 한 시각에 단지 칼러 광 시퀀스 중의 어느 한 특정 색상의 단색광 펄스에 대해서만 변조를 진행할 수 있는 바, 즉 부동한 색상의 단색광 펄스는 단지 시간 분할 멀티플렉싱 방식에 의하여 하나의 광 조절 장치(22)를 공용하기 때문에 디스플레이 밝기가 상대적으로 낮다.

아울러, 부동한 색상의 단일광 이미지의 빠른 변화는 또한 쉽게 색 분리 효과(color breakup effect)를 유발시킬 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 도3은 종래 기술의 3 칩 투영 시스템의 구조도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 도2에 도시된 단일 칩 투영 시스템의 상기 기술 문제를 해결하기 위하여, 도3에 도시된 3 칩 투영 시스템에 있어서, 광원(31, 32, 33)은 각각 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발생시킨다.

세 개의 광 조절 유닛(35, 36, 37)이 각각 상응한 색상의 원색 광에 대하여 이미지 변조(조정)를 진행한다.

각각 광 조절 유닛(35, 36, 37)의 변조를 거친 적색 광, 녹색 광, 청색 광은 합광 장치(38)에서 합광을 진행하고 또한 나아가 투영 장치(39)에 의하여 투영을 진행한다.

하지만, 상기 3 칩 투영 시스템에 있어서, 각각 세 개의 광원(31, 32, 33)을 이용하여 세 가지 부동한 색상의 원색 광을 제공하기 때문에, 이의 원가는 단일 칩 투영 시스템에 비하여 현저하게 높다.

그 이외에, 디스플레이 응용 분야에 있어서, 색상 포화도는 디스플레이 품질을 가늠하는 중요한 파라미터이다.

하지만 높은 색상 포화도는 각 원색 색상이 상대적으로 ?은 스펙트럼을 갖고 있을 것을 요구한다.

예를 들면, 경상적으로 색 좌표(0.33, 0.63)과 색 좌표(0.65, 0.34)를 이용하여 녹색 광과 적색 광의 칼러(색상) 표준으로 한다.

일반적으로 정상적으로 디스플레이 되는 녹색 광의 x 좌표가 0.33 이하, y 좌표가 0.63 이상, 적색 광의 x 좌표가 0.65 이상, y 좌표가 0.34 이하일 것이 요구된다.

상기 3 칩 투영 시스템에 있어서, 일부 원색 광은 형광 여기의 방식으로 취득하여야 한다.

형광 여기에 의하여 생성된 원색 광의 스펙트럼 범위가 상대적으로 비교적 넓으므로, 광학 필터를 이용하여 필터링을 진행하여야만 비교적 ?은 스펙트럼 대역폭 및 양호한 색 좌표를 취득할 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이, 도4는 도3에 도시된 투영 시스템에 사용되는 녹색 형광의 스펙트로그램이다.

그 중에 있어서, 곡선 400은 원 녹색 형광의 스펙트럼 곡선을 나타내는 바, 이의 색 좌표가 (0.384, 0.577)이고, 그 중에서 x 좌표와 y 좌표는 모두 녹색 광의 칼러 표준과 멀리 떨어져 있으며, 곡선 402는 필터링 수정을 거친 후의 녹색 형광의 프펙트럼 곡선을 나타내는 바, 이의 색 좌표가 (0.323, 0.63)이고, 그 중에서 x 좌표와 y 좌표는 모두 녹색 광의 색상 표준을 만족시킨다.

마찬가지 원리로, 도5에 도시된 바와 같이, 도5는 도3에 도시된 투영 시스템에 사용되는 적색 형광의 스펙트로그램이다.

그 중에 있어서, 곡선 500은 원 적색 형광의 스펙트럼 곡선을 나타내는 바, 이의 색 좌표가 (0.608, 0.391)이고, 그 중에서 x 좌표와 y 좌표는 모두 적색 광의 색상 표준과 멀리 떨어져 있으며, 곡선 402는 필터링 수정을 거친 후의 적색 형광의 프펙트럼 곡선을 나타내는 바, 이의 색 좌표가 (0.66, 0.34)이고, 그 중에서 x 좌표와 y 좌표는 모두 적색 광의 색상 표준을 만족시킨다.

하지만, 상기 필터링 수정을 거친 후, 녹색의 밝기 12% 손실되고, 적색의 밝기가 45% 손실된다.

그러므로, 종래 기술의 3 칩 투영 시스템은 보편적으로 원가가 높고 효율이 낮은 기술적인 문제가 존재한다.

그러므로, 새로운 투영 시스템을 제공하여 종래 기술의 3 칩 투영 시스템의 보편적으로 원가가 높고 효율이 낮은 기술적 문제를 해결하여야 한다.

본 발명은 일종의 투영 시스템과 이의 발광 장치를 제공하여 원가를 낮추고 효율을 향상시키는 것을 기술적 과제로 하고 있다.

상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술방안은 일종 발광 장치를 제공하는 것으로서, 상기 발광 장치에는, 여기광을 발생시키는 여기광 광원; 하나의 파장 전환층을 포함하고, 상기 파장 전환층은 상기 여기광의 적어도 일부분을 자극광으로 전환시키는 바, 상기 자극광이 광역 스펙트럼 광이 되도록 하거나, 또는 상기 자극광과 상기 파장 전환층에 의하여 상기 자극광으로 전환되지 않은 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하도록 하는 파장 전환 장치; 상기 여기광으로 하여금 상기 파장 전환층에 대하여 움직이도록 하는 구동 장치; 상기 광역 스펙트럼 광을 부동한 경로에 따라 전파되는 적어도 두 가지 단색광으로 분리시키는 분광 장치;가 포함된다.

그 중에서, 상기 광역 스펙트럼 광은 백색 광 또는 황색 광이다.

그 중에서, 상기 여기광은 자외선 또는 근자외선 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 적색 형광 재료, 녹색 형광 재료, 황색 형광 재료 및 청색 형광 재료 중의 적어도 두 가지가 포함된다.

그 중에서, 상기 여기광은 자외선 또는 근자외선 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 황색 형광 재료 또는 녹색 형광 재료가 포함된다.

그 중에서, 상기 여기광은 청색 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료가 포함된다.

그 중에서, 상기 여기광에는 적색 여기광과 녹색 여기광이 포함되고, 상기 적색 여기광, 녹색 여기광 및 상기 파장 전환층에 의하여 흡수되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

그 중에서, 상기 여기광에는 적색 여기광과 녹색 여기광이 포함되고, 상기 적색 여기광과 녹색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

그 중에서, 상기 여기광은 청색 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 황색 형광 재료가 포함된다.

그 중에서, 상기 여기광에는 황색 여기광이 포함되고, 상기 황색 여기광이 상기 광역 스펙트럼 광이다.

그 중에서, 상기 여기광에는 황색 여기광이 포함되고, 상기 황색 여기광과 상기 파장 전환층에 의하여 흡수되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

그 중에서, 상기 파장 전환 장치에는 또한 하나의 기판이 포함되고, 상기 파장 전환층에는 적어도 두 가지 파장 전환 재료가 포함되며, 상기 적어도 두 가지 파장 전환 재료는 상기 기판 상에 적층된다.

그 중에서, 상기 파장 전환층에는 제1 여기광을 발생시키는 제1 파장 전환 재료와 제2 여기광을 발생시키는 제2 파장 전환 재료가 포함되고, 제1 여기광의 피크 파장은 제2 여기광의 피크 파장보다 크며; 제1 파장 전환 재료, 제2 파장 전환 재료는 순차적으로 상기 기판 상에 적층된다.

그 중에서, 상기 적어도 두 가지 단색광에는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 중의 적어도 두 가지가 포함된다.

그 중에서, 상기 적어도 두 가지 단색광 중의 하나의 단색광은 상기 파장 전환층에 의하여 전환되지 않은 상기 여기광이다.

그 중에서, 상기 파장 전환층은 상기 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 상기 파장 전환층에 작용하도록 하며, 상기 파장 전환층의 파장 전환 재료는 상기 사전 설정된 경로에 따라 일치성을 유지한다.

그 중에서, 상기 파장 전환층은 사전 설정된 경로 상에서 생성된 여기광 강도와 스펙트럼의 일치성을 유지한다.

그 중에서, 상기 여기광 광원에서 발생되는 여기광은 시간이 흘러도 안정적이고 불변한다.

그 중에서, 상기 구동 장치는 상기 파장 전환 장치를 구동시켜 하나의 회전축을 축으로 하여 주기적으로 회전하도록 함으로써 상기 여기광으로 하여금 상기 회전축을 동심으로 하는 원형 경로를 따라 주기적으로 상기 파장 전환층에 작용하도록 한다.

그 중에서, 상기 구동 장치는 상기 파장 전환 장치를 구동시켜 왕복 평행 이동시킴으로써 상기 여기광으로 하여금 직선 경로에 따라 상기 파장 전환층에 작용하도록 한다.

그 중에서, 상기 파장 장치에는 또한 하나의 기판이 포함되고, 상기 파장 전환 장치는 상기 기판 상에 설치되며 또한 상기 파장 전환층과 기판 사이에 하나의 공극이 존재한다.

그 중에서, 상기 파장 전환 장치에는 또한 상기 파장 전환층의 여기광 입사면에 설치되는 색분해 필터링 층이 포함되고, 상기 색분해 필터링 층은 상기 여기광을 투과시키고 또한 상기 여기광을 반사시킨다.

그 중에서, 상기 파장 전환 장치에는 또한 상기 파장 전환층의 상기 여기광 입사면과 배향되는 표면에 설치되는 반사층이 포함되고, 상기 발광 장치에는 또한 반사 커버와 수집 장치가 포함되고, 상기 반사 커버의 광 반사면은 상기 반사층으로 향하며, 상기 반사층은 상기 광역 스펙트럼 광을 상기 반사 커버로 반사시키고, 상기 반사 커버는 상기 광역 스펙트럼 광을 상기 광 수집 장치의 입구로 집중시키며, 상기 광 수집 장치는 광역 스펙트럼 광을 상기 분광 장치로 유도한다.

그 중에서, 상기 반사 커버에는 하나의 개구(開口)가 포함되고, 상기 여기광은 개구를 통하여 상기 파장 전환층에 입사된다.

그 중에서, 상기 반사 커버는 반구형이고, 상기 파장 전환층의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치의 입구 위치의 반구에 대한 구심은 대칭된다.

그 중에서, 상기 반사 커버는 반타원형 구형이고, 상기 파장 전환층의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치의 입구 위치는 각각 반타원형 구의 두 초점이다.

그 중에서, 상기 분광 장치는 적어도 하나의 색분해 필터이고, 상기 색분해 필터는 상기 광역 스펙트럼 광의 일부 스펙트럼 범위 내의 광선을 투과시키고, 상기 광역 스펙트럼 광의 기타 스펙트럼 범위 내의 광선은 반사시킨다.

그 중에서, 상기 발광 장치에는 또한 보조 광원이 포함되고, 상기 보조 광원은 한 가지 단색광을 발생시킨다.

그 중에서, 상기 발광 장치에는 또한 다이크로익 미러가 포함되고, 상기 다이크로익 미러는 광역 스펙트럼 광과 보조 광원이 생성시키는 단색광 중의 한 줄기의 광선을 투과시키고, 다른 한 줄기의 광선을 반사시키며, 또한 투과 및 반사시킨 광선을 분광 장치로 투사시킨다.

그 중에서, 상기 보조 광원이 발생시키는 단색광은 적색 광 또는 청색 광이다.

상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 기술방안은 일종 투영 시스템을 제공하는 것으로서, 상기 투영 시스템에는 상기 임의 항의 상기 발광 장치가 포함되고, 상기 단색광은 원색 광이며, 또한 각각 상기 분광 장치가 발사하는 상응한 색상의 원색 광에 대하여 이미지 변조(조정)를 진행하는 적어도 두 개의 광 조절 장치; 상기 광 조절 장치에 의하여 변조(조정)된 후의 상기 적어도 두 가지 원색 광에 대하여 합광을 진행하는 합광 장치;가 포함된다.

본 발명의 유익한 효과라면, 종래 기술과 달리 본 발명의 투영 시스템 및 이의 발광 장치는 단지 하나의 광원을 이용하여 적어도 두 가지 부동한 색상의 원색 광을 발생시킴으로써 광원 수량을 감소시키고 원가를 낮출 수 있다는 것이다.

그리고, 분광 방식을 이용하여 한 줄기의 광역 스펙트럼 광 중에서 적어도 두 가지 부동한 색상의 원색 광을 분리해 내어 종래의 기술에서 형광의 일부 스펙트럼 범위를 필요없는 광으로 하여 필터링 시킴으로 인한 에너지 손실을 방지하고, 효율을 향상시킬 수 있다.

도1은 종래 기술의 프로젝터용 광원 시스템의 구조도.
도2는 도1에 도시된 광원 시스템을 이용하는 단일 칩 투영 시스템의 구조도.
도3은 종래 기술의 3 칩 투영 시스템의 구조도.
도4는 도3에 도시된 투영 시스템에 사용되는 녹색 형광의 스펙트로그램.
도5는 도3에 도시된 투영 시스템에 사용되는 적색 형광의 스펙트로그램.
도6은 본 발명의 투영 시스템의 일 바람직한 실시예 구조도.
도7은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 일 바람직한 실시예 구조도.
도8은 도7에 도시된 광역 스펙트? 광원 중의 형광 장치 정면도.
도9는 도7에 도시된 광역 스펙트? 광원이 발생시키는 광역 스펙트럼 광의 스펙트로그램.
도10A는 본 발명의 투영 시스템 중의 분광 장치의 일 바람직한 실시예 구조도.
도10B는 본 발명의 투영 시스템 중의 분광 장치의 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도11은 도10A 또는 도10B에 도시된 분광 장치 중의 색분해 필터의 투과율 그래프.
도12는 도9에 도시된 광역 스펙트럼 광이 도10에 도시된 분광 장치에 의하여 분광된 후의 스펙트로그램.
도13은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도14는 도13에 도시된 광역 스펙트럼 광원 중의 형광 장치 정면도.
도15A는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도15B는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도16은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도17은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도18은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도19는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.
도20은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도.

도6에 도시된 바와 같이, 도6은 본 발명의 투영 시스템의 일 바람직한 실시예 구조도이다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 투영 장치에는 주요하게 광역 스펙트럼 광원(61), 분광 장치(62), 광 조절 장치(63, 64, 65), 합광 장치(66) 및 투영 장치(67)가 포함된다.

광역 스펙트럼 광원(61)은 하나의 광역 스펙트럼 광을 발생시킨다.

분광 장치(62)는 광역 스펙트럼 광원(61)이 발생시키는 광역 스펙트럼 광을 분리시키고 또한 을 부동한 경로에 따라 전파되는 부동한 색상의 적어도 두 가지 단색광을 출력한다.

본 실시예에 있어서, 상기 단색광은 원색 광일 수 있으며, 기타 실시예에서는 기타 파장의 단색광 내지는 일정한 스펙트럼 범위를 갖는 광선일 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 있어서, 광역 스펙트럼 광은 백색 광이고, 분광 장치(62)가 백색 광을 적색 광, 녹색 광과 청색 광의 세 가지 부동한 색상의 원색 광으로 분리시킨다.

그리고 당업계의 기술자들은 분광 장치(62)를 이용하여 광역 스펙트럼 광원(61)이 발생시키는 광역 스펙트럼 광을 기타 부동한 색상의 적어도 두 가지 원색 광으로 분리시킬 수 있음은 물론이며, 본 발명은 이에 대하여 제한하지 않는다.

적색 광은 나아가 광 조절 장치(63)로 입사되고, 광 조절 장치(63)가 이미지 변조를 진행하며, 녹색 광은 광 조절 장치(64)로 입사되고, 광 조절 장치(64)가 이미지 변조를 진행하며, 청색 광은 광 조절 장치(65)로 입사되고, 광 조절 장치(65)가 이미지 변조를 진행한다.

광 조절 장치(63, 64, 65)의 변조를 거친 후의 적색 광, 녹색 광, 청색 광은 나아가 합광 장치(66)에 입사되어 합광 장치(66)가 합광을 진행하고 또한 합광된 후 투영 장치(67)에 의하여 투영을 진행한다.

본 실시예에 있어서, 단지 하나의 광원을 이용하여 적어도 두 가지 부동한 색상의 원색 광을 발생시킴으로써 광원 수량을 감소시키고 원가를 낮출 수 있다.

그리고, 분광 방식을 이용하여 한 줄기의 광역 스펙트럼 광 중에서 적어도 두 가지 색상의 원색 광을 분리해 내어 종래의 기술에서 형광의 일부 스펙트럼 범위를 필요없는 광으로 하여 필터링 시킴으로 인한 에너지 손실을 방지하고, 효율을 향상시킬 수 있다.

아래, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 투영 장치 중의 각 장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세한 설명을 진행하도록 한다.

도7-8에 도시된 바와 같이, 도7은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 일 바람직한 실시예 구조도이고, 도8은 도7에 도시된 광역 스펙트럼 광원 중의 형광 장치 정면도이다.

도7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 여기광 광원(71), 파장 전환 장치(72) 및 구동 장치(73)가 포함된다.

그 중에서, 여기광 광원(71)은 하나의 여기광을 발생시킨다.

파장 전환 장치(72)에는 기판(721) 및 기판(721) 상에 설치되는 파장 전환층(722)이 포함된다.

구동 장치(73)는 파장 변환 장치(72)를 구동시켜 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 파장 전환층(722)에 작용하도록 한다.

본 실시예에 있어서, 구동 장치(73)는 하나의 회전축(731)이 구비된 회전 모터로서, 파장 전환 장치(72)를 구동시켜 회전축(731)을 축으로 하여 주기적으로 회전되도록 함으로써 여기광으로 하여금 회전축(731)을 동심으로 하는 원형 경로를 따라 주기적으로 파장 전환층(722)에 작용하도록 한다.

파장 전환 장치(72)에는 또한 하나의 색분해 필터링 층(724)이 포함되고, 상기 색분해 필터링 층(724)은 파장 전환층(722)의 여기광 입사 측에 설치되어, 여기광 광원(71) 발생시키는 여기광을 투과시키고 또한 파장 전환층(722)이 발생시키는 자극광을 반사시켜 파장 전환 장치(72)의 자극광 출력 효율을 향상시킨다.

바람직 하게는, 색분해 필터링 층(724)가 파장 전환층(722)에 긴밀하게 인접되는 것이다.

그리고, 기판(721)과 파장 전환층(722) 사이에는 하나의 공극(723)이 구비되어 파장 전환층(722)의 전환 효율을 향상시킨다.

도8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 파장 전환층(722)은 링형이고 또한 회전축(731)에 대하여 원형으로 대칭되므로, 파장 전환층(722)의 사용량을 감소시킬 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 파장 전환층(722)의 파장 전환 재료는 전반 링형 구조 중에서 일치하게 균일하게 분포된다.

파장 전환 재료는 어느 한 파장의 입사광을 흡수하고 또한 자극광으로 하여금 입사광 파장과 다른 출사광을 출사시키도록 한다.

파장 전환 재료에는 여러 가지 종류가 있으며, 여기에는 형광 분말, 형광 염료 및 양자점 등이 포함되며, 일반적으로 형광 분말이 가장 많이 사용된다.

형광 분말을 예로 들면, 이때 파장 전환층(722)을 형광층(722)이라 하며, 여러 가지 방법으로 형광층(722)을 형성할 수 있는 바, 그 중의 한 가지는 형광 분말과 어떤 접착제를 혼합시킨 후 인쇄 또는 압출을 통하여 편층 모양으로 성형시키는 것이다.

상기 접착제는 실리카 젤 또는 에폭시 수지 등 유기 접착제일 수 있고, 또한 나노 알루미나 과립 등 무기 접착제일 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 형광층(722)에는 적어도 한 가지의 형광 재료가 포함되고 또한 형광층의 형광 재료는 여기광의 작용 경로(사전 설정된 경로)에 따라 일치성을 유지하는 바, 상기 일치성을 유지한다는 것은 조합, 성분, 두께 등 파라미터의 일치성을 확보하는 것을 말하며, 이로써 형광층(722)으로 하여금 여기광의 작용 하에서 지속적으로 동일한 형광을 발생시키게 할 수 있다.

예를 들면, 여기광이 청색 여기광일 때, 형광층(722)은 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료의 혼합물 또는 황색 형광 재료일 수 있다.

이때, 적색 형광 재료는 청색 여기광을 적색 형광으로 전환시키고, 녹색 형광 재료는 청색 여기광을 녹색 형광으로 전환시킨다.

이어, 형광층(722)에 의하여 전환되지 않은 나머지 청색 여기광은 적색 형광 및 녹색 형광과 도9에 도시되는 광역 스펙트럼 광을 형성하는 바, 이의 색 좌표는 (0.311, 0.328)이고, 백색 광 구역에 속한다.

여기광이 청색 여기광일 때, 형광층(722)은 또한 황색 형광 재료일 수 있고, 황색 형광 재료는 청색 여기광을 황색 형광으로 전환시킬 수 있으며, 형광층(722)에 의하여 전환되지 않은 나머지 청색 여기광은 황색 형광과 도9에 도시되는 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

그리고, 여기광은 자외선 또는 근자외선 여기광일 수 있다.

이때, 형광층(722)에는 적색 형광 재료, 녹색 형광 재료 및 청색 형광 재료가 포함될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 적색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 적색 형광으로 전환시키고, 녹색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광으로 전환시키며, 청색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 청색 형광으로 전환시킨다.

적색 형광, 녹색 형광 및 청색 형광의 혼합 광은 마찬가지로 하나의 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

도8에 도시된 바와 같은 파장 전환층(722)에 적어도 두 가지 파장 전환 재료가 포함될 때, 각 파장 전환 재료는 균일하게 혼합되어 파장 전환 장치의 기판(721) 상에 구비된다.

파장 전환층의 여러 가지 파장 전환 재료는 또한 기판(721) 상에 적층될 수도 있다.

파장 전환 재료가 이가 발생시키는 자극광 피크 파장보다 더욱 작은 광을 쉽게 흡수하기 때문에, 바람직 하게는, 생성시키는 자극광의 피크 파장이 비교적 작은 파장 전환 재료에 비하여 생성되는 자극광의 피크 파장이 비교적 큰 파장 전환 재료를 기판과 더욱 가까운 위치에 위치시켜 자극광이 파장 전환 재료에 흡수되어 초래되는 손실을 감소시킨다.

구체적으로 말하면, 파장 전환층에는 각각 제1 여기광과 제2 여기광을 발생시키는 제1 파장 전환 재료와 제2 파장 전환 재료가 포함되고, 제1 여기광의 피크 파장은 제2 여기광의 피크 파장보다 크며, 제1 파장 전환 재료는 기판(721) 상에 설치되고, 제2 파장 전환 재료는 제1 파장 전환 재료 상에 설치된다.

에를 들면, 파장 전환층에 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료가 포함되고, 적색 광의 피크 파장이 녹색 광보다 크기 때문에 녹색 형광 재료는 쉽게 적색 광을 흡수하지 않고, 적색 형광 재료는 쉽게 녹색 광을 흡수하므로, 적색 형광 재료를 기판(721) 상에 설치하고, 녹색 형광 재료를 적색 형광 재료 상에 설치하여, 적색 광으로 하여금 기본상 녹색 형광 재료에 흡수되지 않도록 하여 광의 손실을 감소시킨다.

그리고 당업계의 기술자들은 본 실시예의 여기광을 기타 색상의 여기광을 이용할 수 있음은 물론인바, 형광층(722)이 발생시키는 형광 또는 형광과 형광층(722)에 의하여 전환되지 않은 나머지 여기광의 혼합광이 필요한 광역 스펙트럼 광을 형성할 수 있기만 하면 되며, 또한 이용되는 형광 재료도 단지 두 가지 일 수 있다.

본 발명 중 "광역 스펙트럼 광"이라 함은 스펙트럼이 적어도 3 원색 중의 적어도 두 가지, 예를 들면, 적색, 청색, 녹색 세 가지 색상 중의 적어도 두 가지, 즉 파장 분광 형식을 통하여 적색, 청색, 녹색 세 가지 색상 중의 적어도 두 가지 색상의 광으로 분해될 수 있는 광을 지칭한다.

도10-11에 도시된 바와 같이, 도10A와 도10B는 본 발명의 투영 시스템 중의 분광 장치의 두 바람직한 실시예 구조도이고, 도11은 도10A 또는 도10B에 도시된 분광 장치 중의 색분해 필터의 투과율 그래프이다.

도10A에 도시된 바와 같이, 본 발명의 투영 시스템 중의 분광 장치의 일 바람직한 실시예에는 제1 색분해 필터(81)와 제2 색분해 필터(82)가 포함된다.

그 중에서, 제1 색분해 필터(81)와 제2 색분해 필터(82)는 서로 수직이 되도록 설치되며, 광역 스펙트럼 광은 45도 각으로 제1 색분해 필터(81)와 제2 색분해 필터(82)로 입사된다.

도11에 도시된 바와 같이, 제1 색분해 필터(81)는 하나의 저역 필터로서, 이의 투과율은 곡선 900에 표시된 바와 같고, 또한 구체적으로 적색 광을 반사시키고, 녹색 광과 청색 광을 투과시킨다.

제2 색분해 필터(82)는 하나의 고역 필터로서, 이의 투과율은 곡선 902에 표시된 바와 같고, 또한 구체적으로 청색 광을 반사시키고, 적색 광과 녹색 광을 투과시킨다.

그러므로, 제1 색분해 필터(81)와 제2 색분해 필터(82)의 공동 작용 하에서 광역 스펙트럼 광은 적색 광, 녹색 광과 청색 광으로 분리되고, 분리된 적색 광, 녹색 광과 청색 광의 스펙트로그램은 도12에 도시된 바와 같다.

도9와 도12를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 분광 장치의 총 출력 전력은 광역 스펙트럼 광의 광 전력에 비하여 손실이 비교적 적은바, 단지 약 4%이다.

분광 장치에는 여러 가지 유형이 있는 바, 종래의 기술에 속하는 것으로서 본 발명에서는 이에 대하여 제한하지 않는다.

도10B는 본 발명의 투영 시스템 중의 분광 장치의 다른 일 바람직한 실시예로서, 그 중에서, 제2 색분해 필터(84)의 투과율 곡선은 902에 표시된 바와 같고, 제1 색분해 필터(83)의 투과율 곡선은 900에 표시된 바와 같다.

도10A의 원리와 마찬가지로, 해당 구조는 마찬가지로 광역 스펙트럼 광을 적색 광, 녹색 광과 청색 광으로 분리시킬 수 있다.

실제상에서, 투과율이 도11에 도시된 것과 같은 두 가지 색분해 필터를 이용하여 여러 가지 설치 방식을 구현할 수 있지만, 최종으로는 모두 색분해 필터를 이용하여 부동한 파장의 광선의 투과율이 부동한데 의하여 부동한 파장의 광선을 투과 또는 반사의 형식으로 광 경로 상에서 분리시키는 것이다.

만일 단지 광역 스펙트럼 광을 두 가지 색상의 광으로 분리시키려면 단지 하나의 색분해 필터만 필요하다.

도13-14에 도시된 바와 같이, 도13은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 다른 바람직한 실시예 구조도이고, 도14는 도13에 도시된 광역 스펙트? 광원 중의 형광 장치 정면도이다.

본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 여기광 광원(91), 형광 장치(92) 및 구동 장치(93)가 포함된다.

그 중에서, 여기광 광원(91)은 하나의 여기광을 발생시킨다.

형광 장치(92)에는 기판(921) 및 기판(921) 상에 설치되는 형광층(922)이 포함된다.

본 실시예에 있어서, 구동 장치(93)는 하나의 평행 이동 기구로서, 형광 장치(92)를 구동시켜 방향 D1에 따라 왕복으로 형행 이동시킴으로써 여기광으로 하여금 하나의 직선 경로를 따라 왕복으로 형광층(922)에 작용하도록 한다.

도14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 형광층(922)은 바(bar)형이고 또한 이의 길이 방향과 형광 장치(92)의 운동 방향 D1이 일치성을 유지한다.

바람직하게는, 기판(921)과 형광층(922) 사이에 하나의 공극을 구비하여 형광층(922)의 전환 효율을 향상시킨다.

실제상에서, 본 발명에서는 구동 장치에 대하여 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 파장 전환층에 작용하도록 제한하지 않으며, 단지 여기광으로 하여금 파장 전황층에 대하여 움직이기만 하면 된다.

그리고, 파장 전환 장치 외, 구동 장치도 여기광 광원 또는 여기광 광원과 파장 전환 장치 사이의 광학 부품을 구동시켜 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로를 따라 파장 전환층에 작용하도록 할 수 있다.

도15A와 도15B에서는 두 가지 기타 방식을 예로 들고 있다.

도15A와 도15B에 도시된 바와 같이, 도15A는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도아고, 도15B는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도이다.

도15A에 있어서, 여기광 광원(301)이 여기광(303)을 발사하고, 여기광(303)은 하나의 볼록렌즈(302)를 투과한 후 형광 장치(300)로 입사된다.

볼록렌즈(302)는 구동 장치(미도시)와 연결되고, 구동 장치가 볼록렌즈(302)를 구동시켜 D2 방향에 따라 왕복 운동을 진행하도록 한다.

각각 302A, 302B, 302C 세 위치로 이동되었을 때, 여기광(303)은 각각 부동한 출사 경로의 광선(304A, 304B, 304C)으로 굴절되고, 나아가 각각 형광 장치(300)의 305A, 305B, 305C 세 부동한 위치로 입사된다.

만일 볼록렌즈가 302B와 302C 사이에서 왕복 운동을 진행한다면, 여기광이 형광 장치로 입사되는 경로는 305B와 305C 사이의 하나의 연결선이다.

도15B에 있어서, 여기광 광원(311)이 여기광(313)을 발사하고, 반사경(312)에 의하여 반사된 후 형광 장치(310)으로 입사된다.

반사경(312)은 구동 장치(미도시)와 연결되고, 구동 장치가 반사경(312)을 구동시켜 D3 방향에 따라 왕복 운동을 진행하며, 각각 312A, 312B, 312C 세 각도의 위치로 회전되었을 때, 여기광(313)을 각각 부동한 출사 경로의 광선(314A, 314B, 314C)으로 반사시킨다.

마찬가지 원리로, 또한 도15A와 15B 중에 표시된 방식과 도7에 도시된 본 발명의 광역 스펙트럼 광원의 바람직한 실시예의 일부 구조를 결합시킬 수 있는 바, 즉 도7 중의 파장 전환 장치(72)로 하여금 움직이지 않도록 하고, 도15A 또는 15B 중의 여기광 입사 방향을 개변시키는 방식을 이용하여 볼록렌즈(302) 또는 반사경(312)을 이의 경사진 중심축을 축으로 회전하도록 하여 여기광으로 하여금 회전축(731)을 동심으로 하는 원형 경로에 따라 주기적으로 파장 전황층(72)에 작용하도록 하게 할 수 있다.

내지는, 또한 파장 전환 장치 등 광학 부품으로 하여금 움직이지 않도록 하고, 단지 여기광 광원 자체만 회전하도록 하거나 또는 일정한 각도로 반복하여 회전하도록 하여도 상기 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 형광층에 작용하도록 하는 목적을 이룰 수 있으며; 또는 여기광, 파장 전환 장치 또는 여기광과 파장 전환 장치 사이의 광학 부품의 3개 요소 중 임의 두 개 또는 그 이상으로 하여금 함께 배합 운동하도록 하여 상기 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 형광층에 작용하는 목적을 이룰 수 있는 바, 여기에서는 상세한 설명을 삭제하도록 한다.

도16에 도시된 바와 같이, 도16은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 바람직한 실시예 구조도이다.

본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 여기광 광원(101), 형광 장치(102) 및 구동 장치(103)가 포함된다.

그 중에서, 여기광 광원(101)은 하나의 여기광을 발생시킨다.

형광 장치(102)에는 기판(1021) 및 기판(1021) 상에 설치되는 형광층(1022)이 포함된다.

본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 나아가 하나의 광 수집 장치(104)가 포함된다.

광 수집 장치(104)는 형광 장치(102)의 형광층(1022)에 의하여 출사되는 형광 또는 형광 및 전환되지 않은 여기광을 수집하고, 또한 상기 광선을 분광 장치(미도시)로 가이드 한다.

도17에 도시된 바와 같이, 도17은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도이다.

본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 여기광 광원(111), 형광 장치(112), 구동 장치(113), 광 수집 장치(114) 및 반사 커버(115)가 포함된다.

여기광 광원(111)은 하나의 여기광을 생성시키고, 상기 여기광은 반사 커버(115) 꼭대기에 구비된 개구(開口; 1151)를 통하여 형광 장치(112)의 형광층(1122) 상으로 입사된다.

형광 장치(112)에는 기판(1121) 및 기판(1121) 상에 설치되는 형광층(1122) 외, 또한 하나의 반사층(1123)이 포함된다.

반사층(1123)은 형광층(1122)의 여기광 입사면과 배향되는 표면에 설치되며, 또한 본 실시예에서는 구체적으로 형광층(1122)과 기판(1121) 사이에 설치된다.

당업계의 기술자들은 반사층(1123)을 형광층(1122)과 마주하는 여기광 전파 경로의 여하한 기타 위치에도 설치할 수 있음을 이해할 것이다.

반사층(1123)은 형광층(1122)에 의하여 출사되는 형광 또는 형광 및 형광층(1122)에 의하여 전환되지 않은 여기광을 반사시킨다.

반사 커버(115)는 반타원형 구형 또는 반구형 형상이고 또한 광 반사면이 안쪽으로 향하며, 반사 커버(115)는 반사층(1123)에 의하여 반사된 형광 또는 형광 및 형광층(1122)에 의하여 전환도지 않은 여기광을 광 수집 장치(114)의 입구로 집중시키고, 광 수집 장치(114)는 상기 광선을 분광 장치(미도시)로 가이드 한다.

반사 커버(115)가 반구형일 때, 형광 장치(112)의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치(114)의 입구 위치의 반구에 대한 구심은 대칭된다.

반사 커버가 반타원형 구형일 때, 형광 장치(112)의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치(114)의 입구 위치는 각각 반타원형 구의 두 초점이다.

본 실시예에 있어서, 기판(1121)의 표면에 한 층의 반사층이 부착 또는 전기도금 되며, 그 후 파장 전환 재료와 접착제를 혼합시킨 후 직접 반사층의 표면에 도포시켜 형광층을 형성한다.

도18에 도시된 바와 같이, 도18은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 바람직한 실시예 구조도이다.

도18에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는 여기광 광원(901), 형광 장치(903), 수집 볼록렌즈(904), 다이크로익 미러(이색경; 905), 제1 광원(906), 집광 볼록렌즈(907) 및 도징(dodging(균광)) 장치(908)가 포함된다.

그 중에서, 여기광 광원(901)는 자외선 또는 근자외선 여기광을 생성시키고, 형광 장치(903)의 형광층에는 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료가 포함되며, 제1 광원(906)은 청색 광을 발생시킨다.

적색 형광 재료는 자외선 또는 근 자외선 여기광을 적색 형광으로 전환시키고, 녹색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광으로 전환시킨다.

적색 형광과 녹색 형광의 혼합 광이 하나의 광역 스펙트럼 광을 형성하고, 상기 광역 스펙트럼 광은 수집 볼록렌즈(904)를 통하여 다이크로익 미러의 제1 측으로부터 다이크로익 미러(905) 상으로 투사되며, 제1 광원(906)이 발생시키는 청색 광은 다이크로익 미러(905)의 제2 측으로부터 다이크로익 미러(905) 상으로 투사되고, 다이크로익 미러(905)는 상기 광역 스펙트럼 광을 투과시키고 또한 제1 광원(906)으로부터의 청색 광을 반사시켜 상기 광역 스펙트럼 광과 청색 광을 한 줄기의 광으로 합광 시킨다.

합광된 후의 광역 스펙트럼 광과 청색 광은 집광 볼록렌즈(907)를 거쳐 도징(dogging; 균광) 장치(908)로 집중되고 또한 도징(dogging; 균광) 장치(908)에 의하여 균일화 되며, 균일화 된 후의 광은 재차 분광 장치(미도시)로 투사되고, 또한 분광 장치에 의하여 부동한 경로를 따라 전파되는 적어도 두 가지 원색 광으로 분리된다.

본 실시예에서는 제1 광원(906)을 통하여 직접 청색 광을 제공한다.

본 실시예 중의 형광층에도 청색 형광 재료가 포함되고, 청색 형광 재료가 자외선 또는 근자외선 여기광을 전환시킨 청색 형광이 모자랄 때, 청색 광을 발생시키는 제1 광원(906)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 실시예 중의 여기광 광원(901)도 청색 여기광을 발생시킬 수 있고, 적색 형광 재료가 청색 여기광을 적색 형광으로 전환시키며, 녹색 형광 재료가 청색 여기광을 녹색 형광으로 전환시키고, 상기 적색 형광, 녹색 형광 및 파장 전환층에 의하여 전환되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하며; 광역 스펙트럼 광 중의 청색 여기광이 모자랄 때 청색 광을 발생시키는 제1 광원(906)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있다.

본 실시예 중에서는 제1 광원(906)을 이용하여 광역 스펙트럼 광 중의 청색 성분을 보충시키거나 또는 직접 제공하지만, 기타의 원색 광도 하나의 광원에 의하여 보충되거나 또는 직접 제공될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들면, 본 실시예 중의 형광층에는 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료를 포함할 수 있고, 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료가 각각 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광과 청색 형광으로 전환시키며, 이때 적색 광을 발생시키는 제2 광원을 이용하여 직접 적색 광을 제공할 수 있으며, 상기 적색 광은 다이크로익 미러를 통하여 녹색 형광, 청색 형광과 한 줄기의 광으로 합광될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 보조 광원(예를 들면 제1 광원(906))이 발생시키는 광과 파장 전환층이 출사하는 광역 스펙트럼 광은 다이크로익 미러(905)를 통하여 합광된 후, 다시 분광 장치에 의하여 적어도 두 가지 원색 광으로 분리된다.

또한 다이크로익 미러(905)를 구비하지 않고, 파장 전환층에서 출사되는 광역 스펙트럼 광이 직접 분광 장치에 의하여 적어도 두 가지 원색 광으로 분리되고, 상기 적어도 두 가지 원색광과 보조 광원이 발생시키는 광이 각각 3 개의 광 조절 유닛으로 투사될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도19에 도시된 바와 같이, 도19는 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 바람직한 실시예 구조도이다.

도19에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는,

여기광 광원(1001), 형광 장치(1003), 광 수집 장치(1004), 반사 커버(1002), 수집 볼록렌즈(1005), 다이크로익 미러(1007), 제1 광원(1006), 집광 볼록렌즈(1009) 및 도징 장치(1008)가 포함된다.

여기광 광원(1001)은 자외선 또는 근자외선 여기광을 생성시키고, 상기 여기광은 반사 커버(1002) 꼭대기에 구비된 개구(1151)를 통하여 형광 장치(1003)의 형광층(1122) 상으로 입사된다.

형광 장치(1003)는 도17에 도시된 실시예 중의 파장 전환 장치와 같은 구조를 가지며, 기판(미도시)과 기판 상에 설치되는 형광층(미도시)를 포함하는 외, 또한 하나의 반사층(미도시)을 포함한다.

형광 장치(1003)의 형광층에는 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료가 포함된다.

적색 형광 재료는 자외선 또는 근 자외선 여기광을 적색 형광으로 전환시키고, 녹색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광으로 전환시킨다.

적색 형광과 녹색 형광의 혼합 광은 하나의 광역 스펙트럼 광을 형성한다.

반사층은 여기광 입사면 표면과 배향되는 형광층 상에 설치된다.

반사층은 광역 스펙트럼 광을 반사시킨다.

반사 커버(1002)는 반타원형 구형 또는 반구형 형상이고 또한 광 반사면이 안쪽으로 향하며, 반사 커버(1002)는 반사층에 의하여 반사된 광역 스펙트럼 광을 광 수집 장치(1004)의 입구로 집중시키고, 광 수집 장치(1004)는 상기 광선을 수집 볼록렌즈(1005)로 가이드 한다.

상기 광역 스펙트럼 광은 수집 볼록렌즈(1005)를 통하여 다이크로익 미러의 제1 측으로부터 다이크로익 미러(1007) 상으로 투사되며, 제1 광원(1006)이 발생시키는 청색 광은 다이크로익 미러(1007)의 제2 측으로부터 다이크로익 미러(1007) 상으로 투사된다.

다이크로익 미러(1007)는 상기 광역 스펙트럼 광을 투과시키고 또한 제1 광원(1006)으로부터의 청색 광을 반사시켜 상기 광역 스펙트럼 광과 청색 광을 한 줄기의 광으로 합광 시킨다.

합광된 후의 광역 스펙트럼 광과 청색 광은 집광 볼록렌즈(1009)를 거쳐 도징 장치(1008)로 집중되고 또한 도징 장치(1008)에 의하여 균일화 된다.

본 실시예에서는 제1 광원(1006)을 통하여 직접 청색 광을 제공한다.

본 실시예 중의 형광층에도 청색 형광 재료가 포함되고, 청색 형광 재료가 자외선 또는 근자외선 여기광을 전환시킨 청색 형광이 모자랄 때, 청색 광을 발생시키는 제1 광원(1006)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 실시예 중의 여기광 광원(1001)도 청색 여기광을 발생시킬 수 있고, 적색 형광 재료가 청색 여기광을 적색 형광으로 전환시키며, 녹색 형광 재료가 청색 여기광을 녹색 형광으로 전환시키고, 상기 적색 형광, 녹색 형광 및 파장 전환층에 의하여 전환되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하며; 광역 스펙트럼 광 중의 청색 여기광이 모자랄 때 청색 광을 발생시키는 제1 광원(1006)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있다.

본 실시예 중에서는 제1 광원(1006)을 이용하여 광역 스펙트럼 광 중의 청색 성분을 보충시키거나 또는 직접 제공하지만, 기타의 원색 광도 하나의 광원에 의하여 보충되거나 또는 직접 제공될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들면, 본 실시예 중의 형광층에는 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료를 포함할 수 있고, 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료가 각각 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광과 청색 형광으로 전환시키며, 이때 적색 광을 발생시키는 제2 광원을 이용하여 직접 적색 광을 제공할 수 있으며, 상기 적색 광은 다이크로익 미러를 통하여 녹색 형광, 청색 형광과 한 줄기의 광으로 합광될 수 있다.

도20에 도시된 바와 같이, 도20은 본 발명의 투영 시스템 중의 광역 스펙트럼 광원의 또 다른 일 바람직한 실시예 구조도이다.

도20에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광역 스펙트럼 광원에는, 여기광 광원(1101), 형광 장치(1002), 수집 볼록렌즈(1106), 다이크로익 미러(1104), 제1 광원(1109), 집광 볼록렌즈(1007) 및 도징 장치(1108)가 포함된다.

그 중에서, 여기광 광원(1101)은 자외선 또는 근자외선 여기광을 발생시키고, 형광 장치(1102)의 형광층에는 적색 형광 재료와 녹색 형광 재표가 포함되며, 또한 하나의 형광층의 자외선 또는 근자외선 여기광 입사면과 배향되는 표면에 설치되는 반사층(미도시)이 포함된다.

제1 광원(1109)은 청색 광을 발생시킨다.

여기광 광원(1101)이 발생시키는 자외선 또는 근자외선 여기광은 다이크로익 미러의 제1 측으로부터 직접 다이크로익 미러(1104) 상으로 투사되고, 다이크로익 미러(1104)에 의하여 반사된 후 수집 볼록렌즈(1106)에 의햐여 수집되어 형광층으로 투사된다.

형광층의 적색 형광 재료는 자외선 또는 근 자외선 여기광을 적색 형광으로 전환시키고, 녹색 형광 재료는 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광으로 전환시킨다.

적색 형광과 녹색 형광의 혼합 광이 하나의 광역 스펙트럼 광을 형성하고, 반사층에 의하여 반사되며, 동일한 경로를 따라 다이크로익 미러의 제1 측으로 리턴되고, 다이크로익 미러의 제1 측으로부터 다이크로익 미러(1104) 상으로 투사된다.

제1 광원(1109)이 발생시키는 청색 광은 다이크로익 미러(1104)의 제2 측으로부터 다이크로익 미러(1104) 상으로 투사되고, 다이크로익 미러(1104)는 상기 광역 스펙트럼 광을 투과시키고 또한 제1 광원(1109)으로부터의 청색 광을 반사시켜 상기 광역 스펙트럼 광과 청색 광을 한 줄기의 광으로 합광 시킨다.

합광된 후의 광역 스펙트럼 광과 청색 광은 집광 볼록렌즈(1007)를 거쳐 도징 장치(1108)로 집중되고 또한 도징 장치(1108)에 의하여 균일화 된다.

본 실시예에서는 제1 광원(1109)을 통하여 직접 청색 광을 제공한다.

본 실시예 중의 형광층에도 청색 형광 재료가 포함되고, 청색 형광 재료가 자외선 또는 근자외선 여기광을 전환시킨 청색 형광이 모자랄 때, 청색 광을 발생시키는 제1 광원(1109)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 실시예 중의 여기광 광원(1101)도 청색 여기광을 발생시킬 수 있고, 적색 형광 재료가 청색 여기광을 적색 형광으로 전환시키며, 녹색 형광 재료가 청색 여기광을 녹색 형광으로 전환시키고, 상기 적색 형광, 녹색 형광 및 파장 전환층에 의하여 전환되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하며; 광역 스펙트럼 광 중의 청색 여기광이 모자랄 때 청색 광을 발생시키는 제1 광원(1109)을 통하여 청색 광을 보충시킬 수 있다.

본 실시예 중에서는 제1 광원(1109)을 이용하여 광역 스펙트럼 광 중의 청색 성분을 보충시키거나 또는 직접 제공하지만, 기타의 원색 광도 하나의 광원에 의하여 보충되거나 또는 직접 제공될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들면, 본 실시예 중의 형광층에는 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료를 포함할 수 있고, 녹색 형광 재료와 청색 형광 재료가 각각 자외선 또는 근자외선 여기광을 녹색 형광과 청색 형광으로 전환시키며, 이때 적색 광을 발생시키는 제2 광원을 이용하여 직접 적색 광을 제공할 수 있으며, 상기 적색 광은 다이크로익 미러를 통하여 녹색 형광, 청색 형광과 한 줄기의 광으로 합광될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 제1 광원(1109)은 보조 광원으로 사용된다.

기타 실시예에 있어서, 보조 광원이 발생시키는 광은 분광 장치에 의하여 분리되는 원색 광과 함께 광 조절 유닛으로 투사될 수 있다.

기타 실시예에 있어서, 또한 다이크로익 미러와 기타 볼록렌즈 등을 이용하지 않고, 보조 광원이 직접 분광 장치에 의해 분리되는 것 중의 한 가지 원색 광을 제공할 수 있음은 물론이다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 기술에서는 회전하는 기저 상에 여러 가지 칼라의 형광 분말을 도포하여 여러 개의 단일 색상의 시간 순서에 따른 출력을 구현하는 바, 즉 여러 색상의 광은 시간대에 따라 구분된다.

이때 양호한 단일 색상을 구현하기 위하여 필연적으로 광 에너지 손실을 초래하게 되고, 이러한 소모된 광 에너지는 이용될 수 없다.

하지만, 본 발명에 있어서는 단일 색상이 시간 도메인에서 구분되지 않는 바, 즉 하나의 사전 설정된 시간 내에 동시에 발사될 수 있기 때문에, 각 단색광을 놓고 말하면 양호한 색상을 생성시키기 위해 소모되는 광 에너지는 동시에 발사되는 다른 한 색상의 단색광에 의하여 이용될 수 있으므로, 단색광 시퀀스에 비하여 더욱 높은 광 이용율을 가진다.

본 발명에 있어서, 각 단일 색상의 상대적인 밝기 관계는 광역 스펙트럼 광의 스펙트럼에 의하여 결정되기 때문에, 안정적인 색상 디스플레이 출력 효과를 취득하려면 반드시 해당 광역 스펙트럼 광의 스펙트럼 형상과 강도가 시간에 따라 안정적이고 변하지 말아야 한다는 것이 요구된다.

그러므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 광역 스펙트럼 광을 생성시키는 파장 전환 장치는 여기광에 의하여 조사되는 경로 상에서 이의 파장 전환층의 재료 특성과 물리 특성이 일치성을 유지한다.

나아가, 여기광 광원에서 발생되는 여기광은 시간이 흘러도 안정적이고 불변한다.

예를 들면, 상기 파장 전환층은 사전 설정된 경로 상에서 생성된 여기광 강도와 스펙트럼의 일치성을 유지한다.

기타 실시예에 있어서, 상기 엄격한 요구가 필요없음은 물론이다.

본 발명의 투영 시스템에서는 단지 하나의 광원을 이용하여 적어도 두 가지 부동한 색상의 원색 광을 발생시킴으로써 광원 수량을 감소시키고 원가를 낮출 수 있다.

그리고, 분광 방식을 이용하여 한 줄기의 광역 스펙트럼 광 중에서 적어도 두 가지 부동한 색상의 원색 광을 분리해 내어 종래의 기술에서 형광의 일부 스펙트럼 범위를 필요없는 광으로 하여 필터링 시킴으로 인한 에너지 손실을 방지하고, 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

Claims (30)

1. 발광 장치에 있어서,
   여기광을 발생시키는 여기광 광원;
   하나의 파장 전환층을 포함하고, 상기 파장 전환층은 상기 여기광의 적어도 일부분을 자극광으로 전환시키는 바, 상기 자극광이 광역 스펙트럼 광이 되도록 하거나, 또는 상기 자극광과 상기 파장 전환층에 의하여 상기 자극광으로 전환되지 않은 혼합 광이 광역 스펙트럼 광을 형성하도록 하는 파장 전환 장치;
   상기 여기광으로 하여금 상기 파장 전환층에 대하여 움직이도록 하는 구동 장치;
   상기 광역 스펙트럼 광을 부동한 경로에 따라 전파되는 적어도 두 가지 단색광으로 분리시키는 분광 장치;가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광역 스펙트럼 광은 백색 광 또는 황색 광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 여기광은 자외선 또는 근자외선 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 적색 형광 재료, 녹색 형광 재료, 황색 형광 재료 및 청색 형광 재료 중의 적어도 두 가지가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 여기광은 자외선 또는 근자외선 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 황색 형광 재료 또는 녹색 형광 재료가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 여기광은 청색 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 적색 형광 재료와 녹색 형광 재료가 포함는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 여기광에는 적색 여기광과 녹색 여기광이 포함되고, 상기 적색 여기광, 녹색 여기광 및 상기 파장 전환층에 의하여 흡수되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 여기광에는 적색 여기광과 녹색 여기광이 포함되고, 상기 적색 여기광과 녹색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 여기광은 청색 여기광이고, 상기 파장 전환층에는 황색 형광 재료가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 여기광에는 황색 여기광이 포함되고, 상기 황색 여기광이 상기 광역 스펙트럼 광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 여기광에는 황색 여기광이 포함되고, 상기 황색 여기광과 상기 파장 전환층에 의하여 흡수되지 않은 청색 여기광의 혼합 광이 상기 광역 스펙트럼 광을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 파장 전환 장치에는 또한 하나의 기판이 포함되고, 상기 파장 전환층에는 적어도 두 가지 파장 전환 재료가 포함되며, 상기 적어도 두 가지 파장 전환 재료는 상기 기판 상에 적층되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 파장 전환층에는 제1 여기광을 발생시키는 제1 파장 전환 재료와 제2 여기광을 발생시키는 제2 파장 전환 재료가 포함되고, 제1 여기광의 피크 파장은 제2 여기광의 피크 파장보다 크며; 제1 파장 전환 재료, 제2 파장 전환 재료는 순차적으로 상기 기판 상에 적층되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 가지 단색광에는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 중의 적어도 두 가지가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 가지 단색광 중의 하나의 단색광은 상기 파장 전환층에 의하여 전환되지 않은 상기 여기광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 파장 전환층은 상기 여기광으로 하여금 사전 설정된 경로에 따라 상기 파장 전환층에 작용하도록 하며, 상기 파장 전환층의 파장 전환 재료는 상기 사전 설정된 경로에 따라 일치성을 유지하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 파장 전환층은 사전 설정된 경로 상에서 생성된 여기광 강도와 스펙트럼의 일치성을 유지하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 여기광 광원에서 발생되는 여기광은 시간이 흘러도 안정적이고 불변하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 구동 장치는 상기 파장 전환 장치를 구동시켜 하나의 회전축을 축으로하여 주기적으로 회전하도록 함으로써 상기 여기광으로 하여금 상기 회전축을 동심으로 하는 원형 경로를 따라 주기적으로 상기 파장 전환층에 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 구동 장치는 상기 파장 전환 장치를 구동시켜 왕복 평행 이동킴으로써 상기 여기광으로 하여금 직선 경로에 따라 상기 파장 전환층에 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
20. 제1항에 있어서,
    상기 파장 장치에는 또한 하나의 기판이 포함되고, 상기 파장 전환 장치는 상기 기판 상에 설치되며 또한 상기 파장 전환층과 기판 사이에 하나의 공극이 존재하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
21. 제1항에 있어서,
    상기 파장 전환 장치에는 또한 상기 파장 전환층의 여기광 입사면에 설치되는 색분해 필터링 층이 포함되고, 상기 색분해 필터링 층은 상기 여기광을 투과시키고 또한 상기 여기광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
22. 제1항에 있어서,
    상기 파장 전환 장치에는 또한 상기 파장 전환층의 상기 여기광 입사면과 배향되는 표면에 설치되는 반사층이 포함되고, 상기 발광 장치에는 또한 반사 커버와 수집 장치가 포함되고, 상기 반사 커버의 광 반사면은 상기 반사층으로 향하며, 상기 반사층은 상기 광역 스펙트럼 광을 상기 반사 커버로 반사시키고, 상기 반사 커버는 상기 광역 스펙트럼 광을 상기 광 수집 장치의 입구로 집중시키며, 상기 광 수집 장치는 광역 스펙트럼 광을 상기 분광 장치로 유도하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
23. 제22항에 있어서,
    상기 반사 커버에는 하나의 개구(開口)가 포함되고, 상기 여기광은 개구를 통하여 상기 파장 전환층에 입사되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
24. 제22항에 있어서,
    상기 반사 커버는 반구형이고, 상기 파장 전환층의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치의 입구 위치의 반구에 대한 구심은 대칭되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
25. 제22항에 있어서,
    상기 반사 커버는 반타원형 구형이고, 상기 파장 전환층의 여기광이 입사되는 위치와 광 수집 장치의 입구 위치는 각각 반타원형 구의 두 초점으로 분별되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
26. 제1항에 있어서,
    상기 분광 장치는 적어도 하나의 색분해 필터이고, 상기 색분해 필터는 상기 광역 스펙트럼 광의 일부 스펙트럼 범위 내의 광선을 투과시키고, 상기 광역 스펙트럼 광의 기타 스펙트럼 범위 내의 광선은 반사시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
27. 제1항에 있어서,
    상기 발광 장치에는 또한 보조 광원이 포함되고, 상기 보조 광원은 한 가지 단색광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
28. 제27항에 있어서,
    상기 발광 장치에는 또한 다이크로익 미러가 포함되고, 상기 다이크로익 미러는 광역 스펙트럼 광과 보조 광원이 생성시키는 단색광 중의 한 줄기의 광선을 투과시키고, 다른 한 줄기의 광선을 반사시키며, 또한 투과 및 반사시킨 광선을 분광 장치로 투사시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
29. 제27항에 있어서,
    상기 보조 광원이 발생시키는 단색광은 적색 광 또는 청색 광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
30. 투영 시스템에 있어서, 상기 투영 시스템에는 제1항 내지 제29항 중의 임의 항의 상기 발광 장치가 포함되고, 상기 단색광은 원색 광이며; 또한
    각각 상기 분광 장치가 발생시키는는 상응한 색상의 원색 광에 대하여 이미지 조정을 진행하는 적어도 두 개의 광 조절 장치;
    상기 광 조절 장치에 의하여 변조된 후의 상기 적어도 두 가지 원색 광에 대하여 합광을 진행하는 합광 장치;가 포함되는 것을 특징으로 하는 투영 시스템.
    
    

Images