KR19980075339A - 투사방식 영상재생장치의 반사형 회절장치 - Google Patents

Abstract

개시(開示)된 내용은 투사(Projection)방식의 영상재생장치에 장착되어 광원으로부터 투사되는 광의 경로를 변환하기 위한 반사형 회절장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반사형 회절장치는 다수의 회절격자로 구성된 회절격자부를 하부반사면의 구석진 부분에 최소한의 면적을 차지하도록 고정시켜 전원의 공급에 따라 상하로 이동되게 한다. 따라서, 거의 반사면 전체를 활용하여 입사광을 회절시켜 반사시킬 수 있게 됨으로써 광효율을 최대로 증대시킬 수 있을 뿐만아니라, 이러한 광효율의 증대로 인해 스크린상에 고휘도의 화상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

투사방식 영상재생장치의 반사형 회절장치

본 발명은 투사(Projection)방식의 영상재생장치에 장착되어 광원으로부터 투사되는 광의 경로를 변환하기 위한 반사형 회절장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 회절격자 전체를 하부반사면에 닿을 수 있도록 구성한 반사형 회절장치에 관한 것이다.

근래에 들어 생활수준의 향상으로 인하여 홈씨어터 등의 용도로 고밀도 대형화면에 대한 수요가 점차 늘어가고 있는 추세에 있으나, 현재 가장 많이 보급되어 있는 직시형 기기의 경우 부피 및 무게가 지나치게 커고, 이로인한 제작상의 어려움 때문에 대형화의 한계에 부딪히고 있다. 이에 따라, 대형화상을 표시하기 위한 투사형 영상재생장치의 필요성이 날로 증가하고 있으며, 이로인해 그러한 투사형 영상재생장치를 구성하는 핵심장치중에 하나라고 할 수 있는 반사형 회절장치에 대한 연구개발 역시 수반되어야 하였다.

종래의 일반적인 투사형 영상재생장치는 영상을 출력하는 광원, 광원으로부터 출력된 광을 필터링하는 칼라필터, 칼라필터를 통해 필터링된 광을 일시 수용하여 화소를 형성하도록 반사하는 반사형 회절소자를 구비한 반사형 회절장치, 반사형 회절장치로부터 반사된 광을 확대하기 위한 투사렌즈 및 화소를 형성하는 스크린으로 구성된다. 이중, 반사형 회절장치는 투사형 영상재생장치에서 핵심이 되는 장치로서, 입사되는 광의 경로를 일정 각도만큼 변환시켜 스크린상에 화소를 형성시키는 역할을 한다. 이 반사형 회절장치는 스크린상에 화소를 형성하기 위해 다수개의 회절격자가 매트릭스 형태로 결합되어 있으며, 또한 이러한 회절격자의 배면쪽에는 회절격자를 구동하여 입사광의 경로를 변환시키기 위한 복잡한 구동장치가 구성되어 있다.

그럼, 이러한 종래의 반사형 회절장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도1은 종래의 반사형 회절장치를 일부 절결하여 도시한 일부 절결사시도이다. 본 도에서 도시한 반사형 회절장치 하나는 스크린상에 하나의 화소를 구성케 하는 것으로, 그 구성은 필요한 회로가 구비된 회로기판(3), 회로기판(3) 상측에 지지부(2)에 의해 지지되고 광원으로부터 입사되는 광을 일정 각도로 반사하여 회절시키는 회절격자(4)로 대략 이루어져 있다. 이중, 회로기판(3)은 그 하측면에 하부전극(1)이 결합되어 전원이 인가될 수 있도록 구성되고, 그 상측면에는 테두리주위에 지지부(2)가 접합되어 회절격자(4)를 지지하도록 구성되어 있다. 이리하여, 회절격자(4)는 회로기판(3) 상측에 일정 간격으로 이격되어 설치되는 것이고, 하부전극(1)을 통해 전원이 인가되어 회절격자(4) 및 하부전극(1)사이에 전압이 가해지게 되면 정전력이 발생된다. 이로인해, 회절격자(4)가 하측으로 이동하게 되므로 회절격자(4)로 입사되는 광이 회절되어 반사될 수 있는 것이다.

이러한 회절격자의 작동예에 대해서는 도2를 참조하여 다시 자세히 설명한다. 도2는 도1의 A-A'선단면도로서, 도2a는 구동하기 전의 모습을 도시하고 있고, 도2b는 구동한 후의 모습을 도시하고 있으며, 도3은 도1의 B-B'선단면도이다. 반사형 회절장치의 내부를 보면, 상면에 반사가능하도록 상부반사면(4a)이 결합된 회절격자(4)가 전원이 인가되지 않을 때에는 회로기판(3)의 상면으로부터 이격된 상태로 위치하도록 구성되어 있다. 또한, 이 회절격자(4)는 각각이 일정 간격을 갖고 떨어져 있으며, 이러한 간격들 사이의 회로기판(3) 상면에는 하부반사면(3a)이 결합되어 있다. 게다가, 이러한 상부반사면(4a) 및 하부반사면(3a)이 이루는 높이는 입사하는 광의 파장(λ)을 기준으로 λ/2이 되도록 구성되고, 회절격자(4)가 회로기판(3) 상면에 닿을 때에는 상부반사면(3a) 및 하부반사면(3a)가 이루는 높이가 λ/4가 되게 된다. 따라서, 하부전극(1)을 통해 전원이 인가되어 상부반사면(4a) 및 하부전극(1) 사이에 전압이 가해져 정전기를 유발시키게 되면, 회절격자(4)가 하향 이동하게 되어 상부반사면(4a)이 회로기판(3) 상면과 이루는 높이가 λ/4가 되게 되며, 이리하여 입사되는 광을 회절하여 반사시킬 수 있게 된다. 물론, 전원이 차단되면 자체 탄성력을 갖는 회절격자(4)가 복원되어 다시 회로기판(3)의 상면과 이격되어 위치하게 된다. 이와같이, 본 반사형 회절장치는 전원의 공급을 제어함으로써, 필요시에 입사광의 경로를 변환시켜 반사시킬 수 있는 것이다.

하지만, 이러한 종래의 반사형 회절장치는 입사광의 경로를 변환시키기 위한 다수의 회절격자들이 그 각각의 양끝단측에 지지부에 의해 회로기판의 상면에 고정되도록 구성되어 있다. 이로인해, 회절격자가 하향이동하게 되면 양끝단부를 제외한 중앙부 일부만이 회로기판의 바닥면에 닿게 되므로, 이러한 회절격자의 상면에 일체로 결합된 상부반사면이 입사광의 경로를 충분히 변환시킬수 없게 되어 광효율이 저하될 뿐만아니라, 이에 비례하여 스크린상의 화상 휘도 또한 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다. 이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 설치된 반사면 전체를 골고루 활용할 수 있게 하여 기존의 방식에 비해 광효율을 증가시켜 고휘도의 화면을 제공할 수 있는 반사형 회절장치를 제공함에 있다.

도1은 종래의 반사형 회절장치를 일부 절결하여 도시한 일부 절결사시도,

도2는 도1의 A-A'선단면도로서, 도2a는 구동하기 전의 모습을, 도2b는 구동한 후의 모습을 도시하고 있고,

도3은 도1의 B-B'선단면도,

도4는 본 발명에 따른 반사형 회절소자부를 도시한 분리 결합사시도,

도5는 도4의 측단면도로서, 도5a는 구동하기 전의 모습을 도시하고 있고, 도5b는 구동한 후의 모습을 도시하고 있다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 하부전극2: 지지부

3: 회로기판3a,10: 하부반사면

4: 회절격자4a,30: 상부반사면

20: 회절격자부20a: 회절격자

22: 지지부24: 변형편

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 투사형 영상재생장치에서 전원을 인가하기 위한 전극, 바닥면에 상기 전극이 결합되어 인가된 전원에 의해 구동되는 다수의 회로가 구성된 회로기판을 구비하여, 입사되는 광의 경로를 변환하기 위한 반사형 회절장치에 있어서, 회로기판 상면에 결합되고, 입사광을 반사할 수 있도록 반사재질로 구성된 도전(導電)가능한 하부반사면; 하부반사면상의 구석진 부분에 서로 대향하도록 최소면적으로 결합된 적어도 2개의 도전(導電)가능한 지지부들; 및 지지부들에 끝단이 결합되어 상기 하부반사면으로부터 이격된 위치로 탄성 복원가능하도록 구성되고, 입사광이 입사되는 상면이 반사가능하게 형성되어 일정한 간격으로 이격된 다수의 회절격자를 구비한 도전(導電)가능한 회절격자부재를 구비하여 상기 전극에 전원이 인가됨에 따라 상기 회절격자부재가 상기 하부반사면쪽으로 이동되도록 구성된 반사형 회절장치에 있다.

이하에서 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도4는 본 발명에 따른 반사형 회절소자부를 도시한 분리 결합사시도이고, 도5는 도4의 측단면도로서, 도5a는 구동하기 전의 모습을 도시하고 있고, 도5b는 구동한 후의 모습을 도시하고 있다. 도4에서의 반사형 회절소자부는 도1의 반사형 회절장치중 상부를 구성하고 있는 회절격자, 하부반사면 및 지지부에 대응하는 부분으로서, 이러한 반사형 회절소자부 하면에 회로기판, 하부전극 등이 구성되어 회절격자를 구동시키게 되는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 반사형 회절장치는 도4에서의 반사형 회절소자부를 제외하고는 도1에서와 같은 종래의 것과 동일하므로, 동일부분에 대해서는 설명을 생략하고 반사형 회절소자부에 대해서만 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 본 반사형 회절소자부는 회로기판 상면에 결합될 하부반사면(10), 하부반사면(10) 상측에 장착되어 입사광을 회절시켜 반사하기 위한 회절격자부(20) 및 회절격자부(20)를 하부반사면(10)에 고정시키는 지지부(22)로 대략 구성되어 있다. 이중, 하부반사면(10)은 입사광을 반사시킬 수 있도록 반사재질로 제작되며 평판형상으로 구성되어 있다. 이러한 하부반사면(10) 상면에는 구석진 부분에 서로 대향하도록 지지부(22)가 설치되어 있고, 이러한 지지부(22)는 반사면적을 최대로 하기 위해 최소면적을 차지하도록 구석진 부분에 구성되는 것이다. 또한, 이 지지부(22)는 이로부터 하부반사면의 테두리를 따라 ┛형상으로

연장된 변형편(24)이 결합되어 있고, 이렇게 연장된 변형편(24)의 끝단에 다수의 회절격자(20a)를 구성하고 있는 회절격자부(20)가 변형편(24)과 이격된 상태로 장착되게 된다. 여기서, 각 지지부(22)에 결합되는 각각의 변형편(24)들은 서로 대향하도록 배치되고, 탄성력을 갖는 재질로 제작되어 외부력이 작용하지 않으면 복원될 수 있도록 구성된다. 또한, 이러한 회절격자부(20), 지지부(22) 및 변형편(24)의 상면은 입사광을 반사시킬 수 있도록 상부반사면(30)이 구성되어 있다. 이리하여, 하부전극(미도시)에 전원이 인가되어 회절격자부(20) 상면의 상부반사면(30) 및 하부반사면(10) 사이에 전압이 가해지게 되면, 정전기가 발생하여 회절격자부(20)를 입사광의 파장(λ)을 기준으로 λ/4만큼 하향 이동하게 한다. 이와 반면에, 전원을 인가하지 않으면 탄성을 갖는 변형편(24)이 원위치로 복원되게 되므로, 이와 결합된 회절격자부(20) 또한 원위치로 복원되는 것이다. 이와 같이, 전원 공급의 차폐를 제어함으로써 입사광을 회절시켜 반사하거나 그냥 반사할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 회절장치는 다수의 회절격자로 구성된 회절격자부를 하부반사면의 구석진 부분에 최소한의 면적을 차지하도록 고정시켜 전원의 공급 차폐에 따라 상하로 이동되게 하므로, 거의 반사면 전체를 활용하여 입사광을 회절시켜 반사시킬 수 있게 됨으로써 광효율을 최대로 증대시킬수 있는 장점이 있다. 부가적으로, 이러한 광효율의 증대는 스크린상에 고휘도의 화상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 투사형 영상재생장치에서 전원을 인가하기 위한 전극, 바닥면에 상기 전극이 결합되어 인가된 전원에 의해 구동되는 다수의 회로가 구성된 회로기판을 구비하여, 입사되는 광의 경로를 변환하기 위한 반사형 회절장치에 있어서,

   상기 회로기판 상면에 결합되고, 입사광을 반사할 수 있도록 반사재질로 구성된 도전(導電)가능한 하부반사면;

   상기 하부반사면상의 구석진 부분에 서로 대향하도록 최소면적으로 결합된 적어도 2개의 도전(導電)가능한 지지부들; 및

   상기 지지부들에 끝단이 결합되어 상기 하부반사면으로부터 이격된 위치로 탄성 복원가능하도록 구성되고, 상기 입사광이 입사되는 상면이 반사가능하게 형성되어 일정한 간격으로 이격된 다수의 회절격자를 구비한 도전(導電)가능한 회절격자부재;

   를 구비하여 상기 전극에 전원이 인가됨에 따라 상기 회절격자부재가 상기 하부반사면쪽으로 이동되도록 구성된 반사형 회절장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회절격자부재는 상기 다수의 회절격자들로 구성된 회절격자부 및 상기 지지부로부터 탄성복원가능하도록 연장되어 상기 회절격자부의 서로 대향하는 양끝단에 결합되는 ┛형상의 도전(導電)가능한 변형편을 구비한 것을 특징으로 반사형 회절장치.
3. 제 1항 및 제 2항중 어느 한항에 있어서,

   상기 회절격자부는 상기 하부반사면으로부터 이격된 간격이 입사광의 파장(λ)을 기준으로 λ/4이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반사형 회절장치.