KR20170136650A - 발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템 - Google Patents

발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 장치 어셈블리에 관한 것으로, 파장변환 장치(220), 구동 장치(230) 및 어댑터(adapter)(240)를 포함한다. 상기 파장변환 장치(220)는 여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층(222)을 포함한다. 상기 구동 장치(230)는 구동면을 포함하고, 파장변환 장치(220)가 운동하도록 구동함으로써 여기 광이 파장변환 장치(220)에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치(220)에 작용하도록 한다. 상기 어댑터(240)는 구동 장치(230)와 파장변환 장치(220)를 동축 연결하고 또한 광선이 파장변환 장치(220)에서 구동 장치(230)를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치(220)에 입사될 수 있도록 한다. 상기 구동면과 상기 파장변환층(222)이 각각 상기 축을 따라 투영한 투영면이 적어도 일부 중첩된다. 본 발명은 또한 상기 발광 장치 어셈블리를 구비한 투영 시스템도 제공하며, 상기 발광 장치 어셈블리는 두께가 비교적 얇은 제품에 응용될 수 있다.

Description

발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템{Light Emitting Device, Light Emitting Device Assembly and Relevant Projection System}
본 발명은 조명 및 디스플레이 기술분야에 관한 것으로, 특히 발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템에 관한 것이다.
종래 기술에서 형광 분말 컬러 휠은 투과형 컬러 휠과 반사형 컬러 휠을 포함한다. 형광 분말 컬러 휠은 형광 분말을 반사기판 상에 부착하여 여기 광을 형광 분말에 조사하여 여기된 광이 상기 기판에 의해 반사됨으로써 컬러 휠이 여기된 광을 출사하는 방향과 여기 광이 컬러 휠에 입사되는 방향과 반대가 되도록 하는 것으로, 즉 컬러 휠의 출광측과 입광측은 컬러 휠의 동일측이다. 투과형 컬러 휠의 형광 분말은 투명기판 상에 부착되어 여기 광을 형광 분말에 조사(照射)하여 여기된 광이 상기 기판을 투과하고, 통상적으로는 컬러 휠의 입광측에는 여기 광을 투과하고 여기된 광을 반사하는 필터를 설치하여컬러 휠에서 출사되는 여기 광의 방향과 여기 광이 컬러 휠에 입사되는 방향이 동일하도록 하는데, 즉 컬러 휠의 출광측과 입광측이 각각 컬러 휠의 양측에 위치한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1a는 종래 기술의 형광 분말 컬러 휠의 측면도이고 도 1b는 도 1a에 나타낸 컬러 휠의 파장변환 장치를 나타내는 평면도다. 도 1a와 lb에 나타낸 바와 같이, 형광 분말 컬러 휠은 형광 분말을 구비한 파장변환 장치(10)와 모터(20)를 포함한다. 파장변환 장치(10)는 적층 설치되는 기판(11)과 파장변환층(12)을 포함하고, 기판은 모터(20)에 밀착된다. 모터(20)에서 기판과 밀착한 표면은 모터의 구동면이다. 기판은 원판 모양을 하고 모터(20)는 상기 원판과 동축을 이루는 원통 모양을 하며 파장변환 장치(10)가 상기 원판의 원심을 중심으로 회전하도록 구동한다. 파장변환층(12)은 기판과 동심을 이루는 링 모양을 하고, 상기 링에는 적어도 한 가지 형광 분말을 설치하여 여기 광(A)을 수신하고 또한 여기 광(A)을 여기된 광(B)으로 전환시킨다.
종래 기술의 형광 분말 컬러 휠에 대한 연구 및 실천 과정에서 본 발명의 발명자는 아래와 같은 사실을 발견하였다: 형광 분말 컬러 휠이 투과형을 사용하면, 여기 광이 파장변환층을 관통하고 모터에 의해 차폐되지 않도록 하기 위해서는 여기 광을 수신하는 파장변환층(12)의 내경(內徑)이 모터의 구동면 반지름보다 커야 하기 때문에 파장변환 장치의 면적이 모터의 구동면과 파장변환층(12)의 면적의 합보다 커야 한다; 마찬가지로, 형광 분말 컬러 휠이 반사형을 사용하고 여기 광이 파장변환 장치에서 모터와 마주보는 표면에서 파장변환 장치에 입사되도록 하기 위해서는 파장변환 장치(10)의 면적이 모터의 구동면과 파장변환층(12)의 면적의 합보다 커야 한다. 상술한 내용에서 알 수 있듯이, 파장변환 장치(10)의 면적은 모터의 구동면과 파장변환층(12)의 면적의 합보다 커야 하기 때문에 형광 분말 컬러 휠이 두께가 얇아야 하는 제품에 사용될 수 없게 된다.
본 발명에 주로 해결하고자 하는 기술적 과제는 발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템을 제공하는 것으로서, 상기 발광 장치 어셈블리는 형광 분말 컬러 휠일 수 있고 또한 상기 형광 분말 컬러 휠의 파장변환 장치의 면적이 상기 합보다 작거나 동일한 발광 장치, 발광 장치 어셈블리 및 관련된 투영 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예는 다음과 같은 발광 장치를 제공하며, 상기 발광 장치는,
여기 광을 생성하기 위한 여기 광원；
여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층을 포함하는 파장변환 장치；
구동면을 포함하고, 파장변환 장치가 운동하도록 구동함으로써 여기 광이 파장변환 장치에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하도록 하는 구동 장치；
구동 장치와 파장변환 장치를 동축 연결하고, 또한 광선이 파장변환 장치에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 하는 어댑터；를 포함하고, 또한
구동면과 파장변환층이 각각 축을 따라 투영하는 투영면이 적어도 일부 중첩되고, 여기 광은 구동면 안쪽에서 파장변환층에 입사된다.
본 발명의 실시예는 또한 발광 장치 어셈블리를 제공하며, 상기 발광 장치 어셈블리는,
여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층을 포함하는 파장변환 장치；
구동면을 포함하고, 파장변환 장치가 운동하도록 구동함으로써 여기 광이 파장변환 장치에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하도록 하는 구동 장치；
구동 장치와 파장변환 장치를 동축 연결하고, 또한 광선이 파장변환 장치에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 하는 어댑터；를 포함하고,
또한 구동면과 파장변환층이 각각 축을 따라 투영하는 투영면이 적어도 일부 중첩된다.
본 발명의 실시예는 상기 발광 장치를 포함하는 투영 시스템을 추가로 제공한다.
종래 기술에 비해, 본 발명은 아래와 같은 효과를 구현한다:
본 발명의 실시예에 따른 발광 장치 어셈블리에서, 어댑터를 통해 여기 광으로 하여금 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환 장치에 입사하여 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 하며, 또한 구동 장치의 구동면과 파장변환층이 각각 축을 따라 투영하는 투영면이 적어도 일부 중첩되게 설치함으로써 파장변환 장치의 면적이 구동면과 파장변환층의 면적의 합보다 작은 상태에서 여기 광이 여전히 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환층에 입사되면서 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 한다. 종래 기술에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치 어셈블리 중의 파장변환 장치는 면적이 비교적 작다는 장점을 구비함으로써 상기 발광 장치 어셈블리는 두께가 얇아야 하는 제품에 적용될 수 있다.
도 1a는 종래 기술의 형광 분말 컬러 휠의 측면도다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 컬러 휠의 파장변환 장치를 나타내는 평면도다.
도 2a는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 일 실시예의 구조 설명도다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 실시예에서 파장변환 장치를 나타내는 측면도다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다.
이하 첨부된 도면 및 실시형태를 결합하여 본 발명의 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
제1 실시예
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2a는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 일 실시예의 구조 설명도다. 도 2b는 도 2a에 나타낸 실시예에서 파장변환 장치를 나타내는 측면도다. 도 2a에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(200)는 여기 광원(210), 파장변환 장치(220), 구동 장치(230) 및 어댑터(240)를 포함한다.
여기 광원(210)은 여기 광을 생성하기 위한 것으로, 여기 광원(210)은 레이저 다이오드, 발광 다이오드 등의 고체 상태 광원인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 여기 광원(210)은 구체적으로 블루 라이트를 생성하는 레이저 다이오드다.
파장변환 장치(220)는 적층 설치되는 기판(221)과 파장변환층(222)을 포함하고 기판과 파장변환층 사이는 접착 등 여러 가지 고정 방식을 사용할 수 있다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 기판(221)은 원판 모양이고 파장변환층(222)은 기판과 동심을 이루는 링 모양이며 또한 상기 링의 외경은 기판의 지름과 동일한 것이 바람직하다.
파장변환층(222)은 여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한다. 구체적으로, 파장변환층(222)은 제1 파티션(222a), 제2 파티션(222b) 및 제3 파티션(222c)을 포함하고, 파장변환층(222)의 3개의 파티션은 기판의 원주 방향을 따라 분포된다. 제1, 제2, 제3 파티션은 블루 라이트를 레드 라이트로 변환 시키기 위한 레드 라이트 파장변환 재료, 블루 라이트를 그린 라이트로 변환 시키기 위한 그린 라이트 파장변환 재료 및 투과에 사용되며 블루 라이트에 대해 간섭성 제거(Decoherence)를 하는 산란 재료를 각각 탑재할 수 있다. 가장 자주 사용되는 파장변환 재료는 YAG형광 분말과 같은 형광 분말이고, 이것은 블루 라이트를 흡수하고 또한 여기되어 노랑색의 여기된 광을 발사한다. 파장변환 재료는 양자 점, 형광 염료 등 파장변환 능력을 구비한 재료일 수도 있으며 형광 분말에 국한되지 않는다.
쉽게 이해할 수 있는 것은, 기타 실시예에서 파장변환층은 하나의 파티션만 구비하거나 다른 수량의 파티션을 포함할 수 있고, 파장변환층의 각각의 파티션은 반경방향을 따라 분포되거나 기타 분포 방식을 사용할 수 있고, 파장변환층의 각각의 파티션은 또한 모두 파장변환 재료를 설치할 수 있다. 파장변환 장치에 대해 아래와 같이 추가로 설명할 필요가 있다: 기판(221)은 파장변환층(222)을 탑재하기 위한 것이고, 파장변환층 자체의 강성(剛性)이 충분한 경우(예를 들어서 파장변환층이 형광 분말을 투명유리에 도핑(doping)하여 형성된 경우), 기판(221)은 생략될 수 있다.
구체적으로, 구동 장치(230)는원기둥 모양의 모터이고 어댑터(240)는 구동 장치(230)와 파장변환 장치(220)를 동축 연결하기 위한 것이며, 상술한 3자가 공유하는 축은 (S)다. 구동 장치는 구동면을 포함하고, 상기 구동면은 구동 장치에서 어댑터와 고정되는 표면을 가리킨다. 구동 장치는 파장변환 장치가 기판의 원심(0)(도시되지 않음)을 중심으로 해서 회전하도록 어댑터를 통해 구동함으로써 여기 광이 파장변환 장치에 형성한 스팟이 원형 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하여 파장변환층(222)의 3개의 파티션이 여기 광의 조사 구역에 순차적으로 진입하게 하여 파장변환층(222)이 레드 라이트, 그린 라이트 및 블루 라이트의 컬러 시퀀스 광을 순차적으로 출사할 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 어댑터(240)는 구체적으로 양단이 구동 장치(230) 및 파장변환 장치(220)의 기판(221)과 각각 동축 고정되는 기둥 모양의 연결부를 포함하고, 여기에서의 고정 방식은 예를 들어서 접착 및 용접 등 여러 가지가 있다. 그리고 연결부의 밑면은 구동 장치의 구동면보다 작으며, 바람직하게는, 연결부의 밑면이 구동 장치의 구동면에서 점유하는 비율이 1/4보다 크고 1/2보다 작다. 연결부의 밑면이 모터의 구동면보다 작기 때문에 구동 장치(230)와 파장변환 장치(220) 사이에는 광선이 투과할 수 있는 공간이 존재하게 되어 광선이 파장변환 장치(220)에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 한다. 예를 들면, 만약 구동 장치의 구동면의 반지름이 1cm라면 어댑터는 광선으로 하여금 파장변환 장치(220)에서의 구동 장치를 마주 보는 표면에서 0을 원심으로 하는 반지름 1cm 이내의 원 내에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 어댑터를 통해 여기 광(A)으로 하여금 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환 장치에 입사하여 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 하고, 또한 구동 장치(230)의 구동면과 파장변환층(222)이 각각 축(S)을 따라 투영되는 투영면이 적어도 일부 중첩되도록 함으로써 파장변환 장치의 면적이 구동면과 파장변환층의 면적의 합보다 작은 상태에서도 여기 광(A)이 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환층에 입사되면서 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 한다. 종래 기술에 비해, 본 실시예에서의 파장변환 장치는 면적이 비교적 작다는 장점이 있다.
바람직하게는, 파장변환 장치(220)의 면적이 구동 장치의 구동면 면적과 같고, 이 때 구동 장치(230)의 구동면이 축(S)을 따라 투영하는 투영면이 파장변환층(222)이 축(S)을 따라 투영하는 투영면을 완전히 덮어서 제품의 조립 및 미관에 유리하다. 이해할 수 있는 것은, 파장변환 장치(220)의 면적은 구동 장치의 구동면 면적보다 작거나 클 수 있다.
본 실시예에서, 여기 광원(210)에서 생성한 블루 라이트(A)는 파장변환 장치에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 기판(221)에 비스듬히 입사하고 나서 기판(221)으로부터 파장변환층(222)에 입사된다. 파장변환층(222)은 상기 블루 라이트를 수신하며 레드 라이트, 그린 라이트 및 블루 라이트의 컬러 시퀀스 광(B)를 순차적으로 출사하고, 파장변환층의 출광 방향과 입광 방향이 같으며, 즉 파장변환 장치(220)는 투과형을 사용한다. 바람직하게는, 기판(221)은 여기 광을 투과시키고 여기된 광을 반사하는 광학적 속성을 구비함으로써 파장변환 장치(220)의 광 출사율을 높인다. 이해할 수 있는 것은, 파장변환 장치가 투과형을 사용하는 상태에서 여기 광원(210)에서 생성한 블루 라이트(A)는 파장변환 장치에서 구동 장치와 반대되는 표면의 구동면 안쪽에서 파장변환 장치에 입사될 수 있고 컬러 시퀀스 광(Β)은 파장변환 장치에서 구동 장치를 마주보는 표면으로부터 출사될 수 있다. 물론, 파장변환 장치는 반사형을 사용할 수도 있으며, 이것은 뒤의 실시예에서 설명할 것이기에 여기에서는 상세히 설명하지 않는다.
이 외에도, 발광 장치는 파장변환층의 출사 광을 수집하는 광 수집 장치(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있으며, 이것은 아래의 각 실시예에 적용될 수 있다. 광 수집 장치는 광 균일화 로드 등과 같이 광 균일화 또는 정형 기능을 구비하는 광학 부품일 수 있다.
제2 실시예
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(300)는 여기 광원(310), 파장변환 장치(320), 구동 장치(330) 및 어댑터(340)를 포함한다. 파장변환 장치(320)는 적층 설치되는 기판(321)과 파장변환층(322)을 포함한다.
본 실시예와 도 2a에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다: 어댑터(340)는 원뿔대 모양을 갖고, 상기 어댑터의 상부 밑면(340a)은 파장변환 장치(320)와 고정되고 상기 어댑터의 하부 밑면(340b)은 구동 장치(330)와 고정되며, 또한 상기 어댑터의 상부 밑면(340a)은 구동 장치의 구동면보다 작음으로써 광선이 파장변환 장치(320)에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 한다.
바람직하게는, 어댑터의 하부 밑면(340b)과 구동 장치의 구동면이 완전히 중첩되어서 어댑터와 구동 장치 사이에 더욱 잘 고정되도록 한다. 바람직하게는, 여기 광원(310)에서 발사한 블루 라이트가 파장변환 장치(320)에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 비스듬히 입사되고, 또한 여기 광(A)과 상기 표면의 협각이 어댑터(340)의 모선(母線)과 상기 표면의 협각과 동일하도록 하여 파장변환 장치가 가급적 작아지도록 보장하는 동시에, 여기 광이 파장변환 장치에 입사되는 입사 각도가 가장 작도록 한다.
도 2a에 나타낸 실시예에 비해, 어댑터가 원뿔대 모양을 갖기 때문에 파장변환 장치는 동적 균형이 더욱 우수하다. 쉽게 이해할 수 있는 것은, 다른 실시예에서 원뿔대 모양의 어댑터의 상부 밑면, 하부 밑면은 각각 구동 장치와 파장변환 장치와 고정된다.
여기에 설명이 필요한 것은, 다른 바람직한 실시예에서 어댑터(340)는 정 각뿔대 모양의 어댑터로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 정각뿔모양의 어댑터의 상부 밑면, 하부 밑면이 파장변환 장치 및 구동 장치와 각각 고정되는 것이 바람직하고, 이 때 여기 광원(310)에서 발사한 블루 라이트가 파장변환 장치(320)에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 비스듬히 입사하고 여기 광(A)과 상기 표면의 협각이 어댑터(340)의 모서리와 상기 표면의 협각과 동일한 것이 바람직하다.
제3 실시예
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(400)는 여기 광원(410), 파장변환 장치(420), 구동 장치(430) 및 어댑터(440)를 포함한다. 파장변환 장치(420)는 적층 설치되는 기판(421)와 파장변환층(422)을 포함한다.
본 실시예와 도 2a에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다: 발광 장치(400)는 여기 광원(430)에서 생성된 여기 광을 반사하는 반사 장치(450)를 추가로 포함함으로써 상기 여기 광이 파장변환 장치(420)에서 구동 장치를 마주보는 표면으로부터 파장변환층(422)에 직각으로 입사될 수 있도록 한다. 반사 장치가 구동 장치, 어댑터와 파장변환 장치에 의해 에워싼 공간에 설치되어야 한다는 것은 명백한 것이다. 반사 장치(450)는 반사 렌즈, 프리즘 또는 여기 광을 반사하고 기타 광을 투과 시키는 필터나 다른 것일 수 있으며, 여기 광의 광 경로를 변경할 수 있는 광학 부품이면 되고, 여기에서는 일일이 열거하지 않는다.
도 2a에 나타낸 실시예에 비해, 본 실시예에서는 반사 장치를 통해 여기 광원(410)의 입사광 경로를 변경함으로써 여기 광원(410)이 구동 장치의 구동면 구역에 최대한도로 가까울 수 있고, 심지어 구동 장치의 구동면 안에 있을 수 있어서 발광 장치(400)의 구조를 더욱 컴팩트하게 할 수 있다는 장점이 있다.
제4 실시예
도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(500)는 여기 광원(510), 파장변환 장치(520), 구동 장치(530) 및 어댑터((540))를 포함한다. 파장변환 장치(520)는 적층 설치되는 기판(521)과 파장변환층(522)을 포함한다.
본 실시예와 도 4에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다: 본 실시예에서의 어댑터(540)는 어댑트부(541), 연결부(542) 및 지지부(543)를 포함한다. 구체적으로, 어댑트부(541), 연결부(542) 및 지지부(543)는 모두 원기둥 모양을 갖는다. 어댑트부(541)의 양단은 각각 구동 장치 및 연결부(542)와 고정되고, 지지부(543)의 양단은 각각 연결부(542) 및 기판(521)과 고정된다 그리고, 연결부(542)의 밑면이 어댑트부의 밑면보다 작고 지지부의 밑면보다도 작음으로써 파장변환 장치로 하여금 우수한 동적 균형 성능을 갖도록 한다. 바람직하게는, 어댑트부의 밑면과 구동 장치의 구동면이 완전히 중첩되고 지지부의 밑면이 어댑트부의 밑면보다 작은, 즉 어댑터(540)가 '工' 자형을 지님으로써 파장변환 장치의 동적 균형 성능을 추가로 제고 하도록 한다. 이 외에도, 바람직하게는, 어댑트부(541), 연결부(542) 및 지지부(543)로 구성되는 어댑터가 일체로 성형된다.
쉽게 이해할 수 있는 것은, 어댑트부와 지지부는 원뿔대 모양이나 정 각뿔대 모양 등 다른 모양을 갖출 수 있는데, 연결부의 밑면이 어댑트부와 지지부 각 부위의 단면보다 작기만 하면 된다. 이 외에도, 어댑트부(541), 연결부(542) 및 지지부(543)로 구성되는 어댑터는 3개의 독립된 부품이 서로 고정연결되어 형성될 수 있다. 여기에서 설명이 필요한 것은, 도 4에 나타낸 실시예에 비해, 어댑트부와 지지부 중의 하나만 추가해도 파장변환 장치의 동적 균형 성능을 높일 수 있으며, 양자가 반드시 동시에 존재할 것을 요구하지 않는다는 점이다.
제5 실시예
도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(600)는 여기 광원(610), 파장변환 장치(620), 구동 장치(630), 어댑터(640) 및 반사 장치(650)를 포함한다. 파장변환 장치(620)는 적층 설치되는 기판(621)과 파장변환층(622)을 포함한다.
본 실시예와 도 5에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다:
(1) 여기 광원(610)에서 생성된 여기 광은 자외광이다;
(2) 파장변환 장치(620)는 반사형을 사용한다. 구체적으로, 파장변환층(622)은 기판(621)에서의 구동 장치를 마주 보는 표면에 설치되고 기판(621)은 반사 렌즈다. 그리고, 파장변환층(622)의 제1, 제2, 제3 파티션은 각각 자외광을 레드 라이트로 변환 시키는 레드 라이트 파장변환 재료, 자외광을 그린 라이트로 변환 시키는 그린 라이트 파장변환 재료 및 자외광을 블루 라이트로 변환 시키는 블루 라이트 파장변환 재료를 탑재한다. 상술한 내용에서 알 수 있듯이, 파장변환 장치(620)는 자외광의 여기 하에 레드 라이트, 그린 라이트, 블루 라이트 및 흡수되지 않은 자외광을 출력한다.
(3) 발광 장치(600)는 반사 장치가 반사한 여기 광(A)이 파장변환층에 입사되도록 가이드하고, 또한 상기 파장변환층(622)에서 출사된 광 중에서 여기된 광과 상기 파장변환층에 입사된 여기 광의 광 경로를 분리하도록 하며 또한 상기 발광 장치의 출사 광을 형성하도록 가이드하는 광 경로 분리 장치(660)를 추가로 포함한다. 구체적으로, 광 경로 분리 장치(660)는 자외광을 투과시키고 레드 라이트, 그린 라이트 및 블루 라이트를 반사하는 필터일 수 있다.
여기에서 설명이 필요한 것은, 파장변환층(622)의 강성이 충분하고 또한 파장변환층에서 생성한 여기된 광이 파장변환층을 관통할 수 없어서 여기 광 입사 방향을 따라 출력되도록 하는 두께를 갖출 경우 기판(621)은 생략될 수 있다.
도 5에 나타낸 실시예에서, 여기 광원은 축(S)에 수직되는 방향에서 분포되고 출사 광을 수집하는 광 수집 장치는 축(S)에 평행되는 방향에서 분포되어야 하기 때문에 두 개의 차원에서 발광 장치의 크기를 증가시킨다. 그러나 본 실시예에서는 파장변환 장치(620)가 반사형을 사용하기 때문에 여기 광원과 출사 광을 수집하는 광 수집 장치는 모두 축(S)에 수직되는 방향에서 분포될 수 있어서 하나의 차원에서만 발광 장치의 크기를 증가하기만 하면 되어서 발광 장치(600)는 더욱 컴팩트한 구조를 지니는 장점을 지닌다.
제6 실시예
도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 실시예에서 발광 장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 발광 장치(700)는 여기 광원(710), 파장변환 장치(720), 구동 장치(730), 어댑터(740), 반사 장치(750) 및 광 경로 분리 장치(760)를 포함한다. 파장변환 장치(720)는 적층 설치되는 기판(721)과 파장변환층(722)을 포함한다.
본 실시예와 도 6에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다:
(1) 여기 광원에서 생성된 여기 광은 블루 라이트다;
(2) 파장변환층(722)의 제1, 제2, 제3 파티션은 각각 자외광을 레드 라이트로 변환 시키는 레드 라이트 파장변환 재료, 자외광을 그린 라이트로 변환 시키는 그린 라이트 파장변환 재료 및 산란 재료를 탑재한다;
(3) 광 경로 분리 장치(760)는 구체적으로 투과홀과 투과홀 외부의 반사면을 포함하는 아크면 반사 장치이고, 블루 라이트(A)는 투과홀를 거쳐서 파장변환층에 입사되며 파장변환층의 출사 광의 대부분은 아크면 반사 장치의 반사면에 의해 반사되어 발광 장치(700)의 출사 광이 되고, 나머지 부분은 투과홀로부터 누설된다. 바람직하게는, 아크면 반사 장치(760)가 반 타원 볼 모양이나 반 타원 볼 모양의 일부 모양을 갖고 또한 파장변환층이 상기 타원 볼의 한 초점에 설치됨으로써 파장변환층에서 출사되는 대부분의 광이 아크면 반사 장치의 반사면의 반사를 거쳐서 상기 타원 볼의 다른 초점에 반사되도록 하고; 또는 아크면 반사 장치(760)는 반 구형 모양이나 반 구형 모양의 일부 모양을 갖고 또한 파장변환층이 상기 구형의 구심에 가까운 점에 설치됨으로써 파장변환층에서 출사되는 대부분의 광이 아크면 반사 장치의 반사면의 반사를 거쳐서 구심에 대해 상기 점과 대칭되는 다른 점에 도달하게 되어 광 수집에 편리하도록 한다. 광 경로 분리 장치는 관통홀을 구비한 포물면 반사 장치 등과 같은 여러 가지 형식을 사용할 수 있으며, 여기에서는 일일이 열거하지 않는다.
상기 각 실시예는 모두 원판 모양의 파장변환 장치, 그리고 구동 장치가 파장변환 장치의 회전을 구동하는 것을 예로 들면서 설명을 했다. 사실상, 파장변환 장치는 로드 모양의 이동판일 수 있고 구동 장치는 상기 로드 모양의 이동판이 선형 왕복운동을 하도록 구동할 수 있으며; 파장변환 장치는 드럼 모양을 갖고 구동 장치가 상기 드럼이 회전하도록 구동할 수도 있다. 이러한 것들은 종래 기술이기 때문에 여기에서는 상세히 설명하지 않는다.
본 명세서에서는 각각의 실시예에 대해 순차적인 방식으로 설명하고 있으며 각각의 실시예에서 중점 설명하는 것은 모두 다른 실시예와 차이나는 부분이며, 각각의 실시예 간의 동일하거나 비슷한 부분은 서로 참조하면 된다.
본 발명의 실시예는 상기 각 실시예에서의 구조와 기능을 구비하는 발광 장치를 포함하는 투영 시스템도 제공한다. 상기 투영 시스템은 액정 디스플레이(LCD,LiquidCrystalDisplay) 투영기술, 디지털 광 경로 프로세서(DLP,DigitalLightProcessor) 투영기술 등 각종 투영기술을 사용할 수 있다. 이 외에도, 상기 발광 장치는 또한 무대램프 조명 등의 조명 시스템에 응용될 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 실시예는 발광 장치 어셈블리를 제공하며, 상기 각 실시예를 바탕으로 아래와 같은 사실을 얻을 수 있다. 즉, 상기 발광 장치 어셈블리는,
여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층을 포함하는 파장변환 장치；
구동면을 포함하고, 파장변환 장치가 운동하도록 구동함으로써 여기 광이 파장변환 장치에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하도록 하는 구동 장치；
구동 장치와 파장변환 장치를 동축 연결하고, 또한 광선이 파장변환 장치에서 구동 장치를 마주보는 표면의 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 하는 어댑터；를 포함하고,
또한 구동면과 파장변환층이 각각 상기 축을 따라 투영한 투영면이 적어도 일부 중첩된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 장치 어셈블리에서, 어댑터를 통해 여기 광으로 하여금 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환 장치에 입사하고 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 하며, 구동 장치의 구동면과 파장변환층이 각각 축을 따라 투영하는 투영면이 적어도 일부 중첩되도록 설정함으로써 파장변환 장치의 면적이 구동면과 파장변환층의 면적의 합보다 작은 상태에서도 여기 광이 파장변환 장치의 구동면 안쪽에서 파장변환층에 입사하면서 구동 장치에 의해 차단되지 않도록 한다. 종래 기술에 비해, 본 실시예에서의 파장변환 장치의 면적이 비교적 작다는 장점을 구비한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명의 실시예일뿐이고 이로 인해 본 발명의 실시 범위를 한정할 수 없다. 본 발명의 명세서 및 첨부도면에 의하여 실시한 다양한 동등한 구조 및 동등한 흐름 변경 또는 기타 관련된 기술분야에 직접 또는 간접적으로 응용되는 것은 모두 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 발광 장치에 있어서,
    여기 광을 생성하기 위한 여기 광원；
    여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층을 포함하는 파장변환 장치；
    구동면을 포함하되, 상기 구동면은 구동 장치에서 어댑터와 고정되는 표면이며, 상기 파장변환 장치가 운동하도록 구동함으로써 상기 여기 광이 파장변환 장치에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하도록 하는 구동 장치；
    상기 구동 장치와 파장변환 장치를 동축 연결하고, 또한 광선이 상기 파장변환 장치에서의 상기 구동 장치를 마주보는 표면의 상기 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 하는 어댑터；를 포함하고,
    또한 상기 구동면과 파장변환층이 각각 상기 동축을 따라 투영한 투영면이 적어도 일부 중첩되고, 상기 여기 광은 상기 구동면 안쪽에서 상기 파장변환층에 입사되며,
    상기 파장변환 장치는 반사형으로 구성되고,
    상기 여기 광이 상기 파장변환 장치에서의 상기 구동 장치를 마주 보는 표면에서 상기 파장변환층에 비스듬히 입사되며,
    상기 발광 장치는, 상기 여기 광이 상기 파장변환층에 입사되도록 가이드하고 또한 상기 파장변환층에서 출사된 일부 광과 상기 파장변환층에 입사되는 여기 광의 광 경로가 분리되도록 하며 또한 상기 발광 장치의 출사 광을 형성하도록 가이드하는 광 경로 분리 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환 장치는 원판 모양으로 되어 있고, 상기 구동 장치는 상기 파장변환 장치가 상기 원판의 원심을 중심으로 해서 회전하도록 상기 어댑터를 통해 구동하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 밑면이 상기 구동면보다 작은 기둥 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 어댑터는 양단이 상기 구동 장치 및 연결부와 각각 고정되는 어댑트부를 추가로 포함하고, 상기 연결부의 밑면은 상기 어댑트부의 단면보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 어댑터는 양단이 상기 파장변환 장치 및 연결부와 각각 고정되는 지지부를 추가로 포함하고, 상기 연결부의 밑면은 상기 지지부의 단면보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터는 정 각뿔대 모양이나 원뿔대 모양을 갖고, 상기 어댑터의 상부 밑면과 하부 밑면이 각각 상기 파장변환 장치 및 구동 장치와 고정되고, 또한 상기 어댑터의 상부 밑면이 상기 구동면보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터는 정 각뿔대 모양이나 원뿔대 모양을 갖고, 상기 어댑터의 상부 밑면과 하부 밑면은 각각 상기 파장변환 장치 및 구동 장치와 고정되고, 또한 상기 어댑터의 상부 밑면이 상기 구동면보다 작으며；상기 여기 광과 상기 표면의 협각이 상기 어댑터의 모서리 또는 모선(母線)과 상기 표면의 협각과 같은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 발광 장치 어셈블리에 있어서,
    여기 광을 수신하고 상기 여기 광을 여기된 광으로 전환시키는 적어도 하나의 파장변환 구역을 구비한 파장변환층을 포함하는 파장변환 장치；
    구동면을 포함하되, 상기 구동면은 구동 장치에서 어댑터와 고정되는 표면이며, 상기 파장변환 장치가 운동하도록 구동함으로써 상기 여기 광이 파장변환 장치에 형성하는 스팟이 소정 경로를 따라 상기 파장변환 장치에 작용하도록 하는 구동 장치；
    상기 구동 장치와 파장변환 장치를 동축 연결하고, 또한 광선이 상기 파장변환 장치에서의 상기 구동 장치를 마주보는 표면의 상기 구동면 안쪽에서 상기 파장변환 장치에 입사될 수 있도록 하는 어댑터；를 포함하고,
    또한 상기 구동면과 파장변환층이 각각 상기 동축을 따라 투영한 투영면이 적어도 일부 중첩되며,
    상기 파장변환 장치는 반사형으로 구성되고,
    상기 여기 광이 상기 파장변환 장치에서의 상기 구동 장치를 마주 보는 표면에서 상기 파장변환층에 비스듬히 입사되며,
    상기 발광 장치 어셈블리는, 상기 여기 광이 상기 파장변환층에 입사되도록 가이드하고 또한 상기 파장변환층에서 출사된 일부 광과 상기 파장변환층에 입사되는 여기 광의 광 경로가 분리되도록 하며 또한 상기 발광 장치의 출사 광을 형성하도록 가이드하는 광 경로 분리 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어댑터는 정각뿔모양이나 원뿔모양을 갖고, 상기 어댑터의 상부 밑면과 하부 밑면이 상기 구동 장치 및 파장변환 장치와 각각 고정되고, 또한 상기 어댑터의 하부 밑면이 상기 구동면보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치 어셈블리.
  10. 투영 시스템에 있어서,
    제1항 내지 제7항 중 임의 한 항의 발광 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 시스템.
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