KR100440954B1 - 광학소자 미세조정장치 - Google Patents

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Abstract

광학소자 미세조정장치가 개시된다. 개시된 광학소자 미세조정장치는, 광학소자를 지지하며 좌우로 회동가능한 베이스판과, 베이스판이 회동가능하도록 접촉되는 브라켓과, 베이스판과 브라켓 사이에 마련되며 베이스판에 탄성력을 가하는 스프링 및 베이스판에 설치되며 브라켓을 간섭하여, 브라켓에 대한 광학소자의 상대적 위치를 조정하는 조절수단을 구비한다. 광학소자의 미세조정이 가능하며, 조정의 정밀도를 기할 수 있다.

Description

광학소자 미세조정장치{Fine adjusting apparatus of optical device}
본 발명은 광학소자 미세조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학소자의 미세조정을 용이하게 할 수 있는 광학소자 미세조정장치에 관한 것이다.
광학소자를 구비하는 장치에서는 광학소자의 미세한 정렬이 요구된다. 광원으로부터 출사되는 광이 광학소자에 정확한 위치에 조사되지 않는 경우, 광효율이 떨어지며 광학소자를 구비하는 장치의 전체적인 성능이 떨어지게 된다.
예를 들어, 삼판식(three panel) 프로젝션 시스템에서 적색, 녹색, 청색의 각 화상기 앞에 설치되는 λ/4판의 미세조정이 이루어지지 않는 경우, 편광이 제대로 이루어지지 않거나 타광이 혼재하여 스크린에 투사되는 이미지의 화질이 떨어지고 명암비율(contrast ratio; 이하 "콘트라스트"라 함)에 좋지 않은 영향을 주게 된다.
도 1은 종래의 λ/4판 미세조정장치를 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 λ/4판 미세조정장치는 λ/4판(13)이 장착되는 베이스 λ/4판(15)과, 화상기(19)상에 위치하는 베이스판(17)과, λ/4판과 결합되는 브라켓(11)을 구비한다.
종래의 λ/4판 미세조정장치는, 화상기(19)상에 베이스판(17)을 설치하고 λ/4판(13)이 고정되는 베이스 λ/4판(15)을 베이스판(17)위에 장착한 다음, λ/4판을 브라켓(11)에 삽입하여 베이스판(17) 및 화상기(19)상의 스크류 체결공(10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c, 20d)에 스크류(미도시)를 체결하여 고정시켜 제작된다.
종래의 λ/4판 미세조정장치에서 베이스 λ/4판(15)에 형성된 홈(3, 5)에 뾰족한 기구물을 끼워넣어 돌리면 베이스 λ/4판(15)이 브라켓(11)상에 형성된 원을 따라 회전하게 되고, λ/4판(13)의 최적위치가 나타났을 때 회전을 멈추고 λ/4판(13)을 고정시켜 λ/4판(13)을 미세조정하게 된다. 미세조정된 λ/4판(13)을고정시키기 위해 베이스 λ/4판(15)과 베이스판(17)사이에 접착제를 사용한다.
종래의 λ/4판 미세조정장치는 미세조정을 위해 별도의 기구물이 필요하며, 상기의 종래기술과 같은 미세조정구조에서 별도의 기구물로 베이스 λ/4판을 회전시키는 경우 손동작에 따라 회전이 크게 이루어지는 등 베이스 λ/4판의 각도의 미세조정이 어려운 단점이 있다.
또한, 종래의 λ/4판 미세조정장치는 λ/4판이 구비되는 베이스 λ/4판을 고정하기 위해 브라켓을 사용하게 되는데, 구조상 브라켓이 베이스 λ/4판을 누르게 되고, 이로 인해 λ/4판에 스트레스를 가해 스크린에 투사되는 이미지의 균일성이 떨어지게 된다. 더욱이 종래의 λ/4판 미세조정장치는 미세조정 후 고정이 어려운 단점이 있다.
즉, λ/4판과 같은 광학소자를 구비하는 장치에서는 상기의 구조를 가진 종래의 미세조정장치를 사용하는 경우 광학소자의 미세조정이 어려우며 고정이 용이하기 않아 결과적으로 광학소자를 사용하는 장치의 전체적인 성능이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 광학소자의 미세조정이 용이하며, 미세 조정후 고정이 쉬운 광학소자 미세조정장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 광학소자 미세조정장치를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 합체 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 평면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
11, 31 : 브라켓 13, 33 : 광학소자
15, 35 : 베이스판 19, 39 : 화상기
32 : 스프링 34 : 조절수단
36a, 36b : 결합핀 38 : 결합공
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 광학소자를 지지하며, 좌우로 회동가능한 베이스판;과 상기 베이스판이 회동가능하도록 접촉되는 브라켓;과 상기 베이스판과 상기 브라켓 사이에 상기 베이스판의 회동 운동 방향으로 압축되도록 마련되어, 상기 베이스판에 탄성력을 가하는 스프링; 및 상기 베이스판에 설치되며 상기 브라켓을 간섭하여, 상기 베이스판에 설치되며 상기 브라켓을 간섭하여, 상기 브라켓에 대한 상기 광학소자의 상대적 위치를 조절하는 조절수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치를 제공한다.
상기 베이스판은 상단부 및 하단부에 결합공이 마련되고, 이중 어느 하나의 결합공은 회동가능하도록 좌우로 길게 형성되어진 것이 바람직하다.
상기 브라켓은 상단부와 하단부에 결합핀이 마련되며, 상기 결합공에 상기 결합핀이 체결되어 상기 결합핀중 어느 하나를 중심으로 상기 베이스판이 회동가능하도록 한 것이 바람직하다.
상기 베이스판은 일측에 상기 조절수단을 체결할 수 있는 나사공이 형성되어 있으며, 상기 브라켓은 상기 스프링이 마련되도록 가이드를 구비한다.
여기서, 상기 조절수단은 스크류이다.
본 발명은 광학소자, 예를 들어 1/8λ판, 1/4λ판, 1/2λ판 및 지연소자(retarder)를 미세조정하기 위한 조정장치로서 정밀한 조정이 가능하며, 미세조정 후 고정이 용이한 광학소자 미세조정장치를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 분해 사시도이며, 도 3은 조립 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치는 광학소자(33)가 장착되는 베이스판(35)과, 베이스판(35)이 좌우로 회동가능하도록 접촉되는 브라켓(31)과, 베이스판(35)과 브라켓(31)사이에 마련되며 베이스판(35)에 탄성력을 가하는 스프링(32)과, 베이스판(35)에 설치되며 브라켓(31)을 간섭하여, 브라켓(31)에 대한 광학소자(33)의 상대적 위치를 조절하는 조절수단, 즉 스크류(34)를 포함한다.
베이스판(35)은 중심부에 광학소자(33)가 장착될 수 있도록 공동이 마련되어 있으며, 상단부와 하단부에 브라켓(31)의 체결핀(36)이 체결될 수 있도록 체결공(38a, 38b)이 형성되어 있다. 상단부의 체결공(38a)은 베이스판(35)이 회동가능하도록 좌우로 길게 형성되어 있으며, 하단부의 체결공(38b)은 이곳에 체결되는 체결핀(36b)을 중심축으로 베이스판(35)이 회동할 수 있도록 좁게 형성되어 있다.
베이스판(35)의 상단 측부에는 스크류(34)를 체결할 수 있도록 나사공(42)이 형성되어진 제1밴딩부(43)가 브라켓(31)방향으로 돌출되어 있다.
브라켓(31)은 광학소자(33)를 통과한 광이 화상기(39)에 입사될 수 있도록 중심부에 공동이 마련되어 있으며, 상단부와 하단부에는 베이스판(35)의 체결공(38a, 38b)에 삽입되는 체결핀(36a, 36b)이 설치되어 있다.
브라켓(31)의 상단 측부에는 제2밴딩부(45)가 화상기 방향으로 돌출되어 형성되어 있는데, 이 부분에 베이스판(35)의 나사공(42)을 통과한 스크류(34)가 조임력을 가하게 된다.
스프링(32)은 브라켓(31)상의 체결핀(36a)의 하방에 돌출형성된 지지부(45)에 의해 지지되며, 베이스판(35)과 브라켓(31)이 결합된 다음 베이스판(35)에 탄성력을 가하게 된다.
스크류(34)는 베이스판(35)의 제1밴딩부(43)에 형성된 나사공(42)을 통과하여 브라켓(31)의 제2밴딩부(45)에 조임력을 가한다.
화상기(39)는 LCD(Liquid crystal display), LCOS(Liquid crystal on silicon ), FLCD(Ferroelectric liquid crystal display)등의 디스플레이 소자이다.
본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치는, 화상기(39)상에 브라켓(31)을 설치한 후, 광학소자(33)를 장착한 베이스판(35)을 브라켓(31)에 체결하고 스크류(34)를 조정함으로써 광학소자(33)를 미세조정할 수 있다. 광학소자(33)의 미세조정이 이루어진 다음에는, 스크류(34)와 나사공(42)의 접촉부분을 접착제를 사용해 영구고정시켜 스크류(34)가 이탈되지 않게 함으로써 광학소자(33)의 미세조정 후 스프링(32)의 탄성력 또는 스크류(34)의 조임력에 의한 움직임을 차단하여 광학소자(33)를 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치에서, 스크류(34)에 의한 조임력과 스프링(32)에 의한 탄성력이 서로 평형을 이룬 점에서 광학소자(33)가 고정되어 미세조정이 이루어진다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 구동원리를 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치의 평면도이다.
광학소자 미세조정장치의 초기상태는 도 4a에 도시된 바와 같이,베이스판(35)이 브라켓(31)에 대해 왼쪽으로 약간 치우친 상태이다. 이것은 베이스판(35)과 브라켓(31) 사이에 마련된 스프링(32)의 탄성력에 의한 것으로, 브라켓(31)에 돌출형성된 지지부(45)에 의해 스프링(32)의 탄성력이 지지부(45)의 반대편의 베이스판(35)에 가해지기 때문이다.
광학소자를 미세조정하기 위해서는 도 4b에 도시된 바와 같이, 스크류(34)를 베이스판(35)을 통과시켜 브라켓(31)에 조임력을 가하도록 회전시킨다. 브라켓(31)에 조임력이 가해짐에 따라 베이스판(35)이 우측으로 조금씩 회동하게 된다. 여기서, 광학소자의 회동거리는 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서, 피치(pitch)는 스크류(34)의 1회전 거리를 의미한다. 회동거리(l)과 체결핀(36b)에서 체결핀(36a)까지의 거리(s)로부터 회동각(θ)를 구할 수 있다. 수학식 2에서 회동각이 주어진다.
회동각은 회동거리에 비례하며, 회동거리는 피치에 비례하므로 회동각을 조정하기 위해서는 적절한 피치를 가지는 스크류를 사용한다.
본 발명의 실시예에 따른 광학소자 미세조정장치는, 광학소자의 미세조정을 스프링에 의한 탄성력과 조절수단에 의한 조임력에 의해 달성하므로, 미세조정이용이하고 조정의 정밀도를 기할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.
예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 광학소자의 미세조정장치의 스프링의 위치 또는 체결공 또는 체결핀의 위치를 다르게 하여 광학소자의 미세조정장치를 구성할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학소자 미세조정장치의 장점은, 광학소자의 미세조정이 용이하며, 정밀한 미세조정이 가능하고 조정후 고정을 용이하게 하여 광학소자를 사용하는 장치의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다는 것이다.

Claims (7)

  1. 광학소자를 지지하며, 좌우로 회동가능한 베이스판;
    상기 베이스판이 회동가능하도록 접촉되는 브라켓;
    상기 베이스판과 상기 브라켓 사이에 베이스판의 회동 방향으로 압축되도록 마련되어 상기 베이스판에 탄성력을 가하는 스프링; 및
    상기 베이스판에 설치되며 상기 브라켓을 간섭하여, 상기 브라켓에 대한 상기 광학소자의 상대적 위치를 조절하는 조절수단;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스판은 상단부 및 하단부에 결합공이 마련되고, 이중 어느 하나의 결합공은 회동가능하도록 좌우로 길게 형성되어진 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 브라켓은 상단부와 하단부에 결합핀이 마련되며, 상기 결합공에 상기 결합핀이 체결되어 상기 결합핀중 어느 하나를 중심으로 상기 베이스판이 회동가능하도록 한 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스판은 일측에 상기 조절수단을 체결할 수 있는 나사공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브라켓은 상기 스프링이 마련되도록 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절수단은 스크류인 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절수단은 스크류인 것을 특징으로 하는 광학소자 미세조정장치.
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