KR100860018B1 - 레이저 반점 감소장치 - Google Patents

레이저 반점 감소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 빔의 가간섭성을 저감할 수 있도록 하는 레이저 반점 감소장치를 개시한다. 레이저광이 입사되면 입사된 광을 반사광과 투과광으로 분할시키는 광파워 분할부재; 및 상기 광파워 분할막에 의해 분할된 투과광을 반사시켜 상기 투과광이 상기 반사광과 겹쳐지는 출사광으로 방출될 수 있도록 상기 투과광을 반사시키는 반사부재로 구성됨으로써, 입사된 레이저광이 반사광과, 상기 광파워 분할부재를 거쳐 투과광으로 투과되고 상기 반사부재에 반사된 후, 다시 상기 광파워 분할부재를 거쳐 상기 반사광과 시차를 두고 겹쳐지는 투과광으로 방출되는 과정을 무수히 반복함으로써 레이저광의 가간섭성이 저감될 수 있도록 한 것이다.
광파워 분할부재, 반사부재, 레이저 반점, 스페클

Description

레이저 반점 감소장치{SPECKLE REDUCTION METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 레이저 반점 감소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저광의 가간섭에 의한 스페클 무늬의 발생을 억제시켜 레이저 디스플레이 등 응용제품의 스크린 상에 결상되는 영상의 화상품질을 향상시키거나, 반점을 응용한 계측기에서의 스페클 제어가 가능한 레이저 반점 감소장치에 관한 것이다.
종래의 고화질 대화면 디스플레이 장치의 수요가 증대되면서 대화면 또는 고화질 구현을 위한 디스플레이 장치들이 개발되고 있으며, 이 중 레이저를 응용한 제품들의 보급도 점차 확대되고 있다. 레이저는 주로 색 재현범위와 콘트라스트 면에서 우수한 특성을 보이므로 자연색에 가까운 영상을 표현할 수 있으나 레이저 빔의 가간섭성(coherence)에 의해 유발되는 스페클(speckle)로 화질이 저하되는 문제가 있다.
레이저광의 특성 상 파장 및 위상이 같은 레이저광을 사용하여 영상을 표시할 경우 레이저빔의 가간섭성에 의해서 스크린 상에 작은 알갱이들이 반짝거리는 듯한 스페클 발생으로 화질이 떨어진다. 더욱이 이러한 스페클 무늬는 스크린으로부터 멀어질수록 크게 관찰되고, 스크린에서 일정거리 떨어진 곳에서는 스페클 무 늬가 디스플레이의 해상도보다 커보이게 되어 디스플레이의 화질이 현격하게 저하되는 문제가 발생된다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 레이저광 고유의 가간섭성에 의한 스페클 무늬 발생을 저감시켜 화상 품질을 향상시킬 수 있는 레이저 반점 감소장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스페클 무늬를 이용하는 계측기 등에서 스페클 제어 기능을 제공할 수 있는 레이저 반점 감소장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 레이저 반점 감소장치는 레이저광이 입사되면 입사된 광을 반사광과 투과광으로 분할시키는 광파워 분할부재; 및 상기 광파워 분할막에 의해 분할된 투과광을 반사시켜 상기 투과광이 상기 반사광을 따라 시차를 두고 방출될 수 있도록 상기 투과광을 반사시키는 반사부재; 를 포함하여 입사된 레이저광이 반사광과 투과광으로 시차를 두고 방출됨으로써 레이저광의 가간섭성이 저감되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 레이저 반점 감소장치는 레이저광을 반사광과 투과광으로 분할시키는 광파워 분할부재와 광을 반사시키는 광 반사부재를 사용하여, 입사된 레이저 광이 표면에서 직접 반사되거나, 또는 투과된 광 이 서로 다른 광경로를 거치면서 순차적으로 출사되는 상태에서, 광학 반사체의 기하학적 구조나 굴절률 또는 입사광의 입사각 조절을 통해 출하광의 위치와 방향이 겹쳐지는 단일 출사광으로 출사됨으로써, 레이저광의 가간섭성에 감소되어 레이저 반점이 저감되는 효과가 있다.
또한, 레이저를 광원으로 하는 디스플레이 등의 응용분야에 적용할 경우 레이저 반점이 저감되어 보다 선명한 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구성품의 기하학적 형태에 대한 파라미터 또는 광파워 분할부재 및 광학 파라미터 조절을 통해 레이저 가간섭성 효과에 대한 수식 계산이 가능하므로 디스플레이 뿐만 아니라 레이저 응용 가간섭성 효과를 이용하는 계측기 등의 분야에서 레이저의 간섭성을 조절할 수 있는 목적으로 응용될 수 있으므로 제품 사용의 다양화가 이루어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따라 입사광이 광학 반사체 내부를 이동하면서 순차적으로 출사되는 광들 상호간의 빔 스폿 크기가 약간씩 상이하므로, 출사광은 이러한 스폿 크기가 미세하게 차이나는 광들의 중첩 효과에 의해 공간적인 간섭성이 저감되는 효과가 있고, 입사광이 광학 반사체 내부를 이동하면서 순차적으로 출사되는 광들 상호간의 광 경로 차이에 의해 출사광은 이러한 시간적으로 미세하게 경로 차이가 나는 광들의 중첩효과에 의해 시간적 간섭성이 저감되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 레이저 반점 감소장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시 예인 레이저 반점 감소장치는 사각형 단면형상을 갖는 광학반사체(10)와, 레이저광이 입사되는 광학반사체(10)의 일측면인 입사면에 부착되어 입사된 레이저광을 반사광과 투과광으로 분할하는 광파워 분할부재(11)와, 상기 광파워 분할부재(11)가 부착된 이외의 광경로 면에 부착되어 광을 반사시키는 반사부재(12)로 이루어진다.
그리고 도 1에 도시된 바와 같이 광학반사체(10)에서 광이 입사되는 입사면의 길이가 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 육면체로 이루어지고, 광학 반사체(10) 내부를 진행하는 광이 기하학적으로 대칭을 이루는 광경로를 갖도록 광이 입사되는 면에 입사되는 입사면에서의 입사광(15) 및 반사광(16)의 위치가 면의 중앙인 L/2 지점이 되도록 하며, 또한 광이 입사되는 면에 위치하는 광파워 분할부재(11)에 입사되는 입사광(15) 및 반사광(16)이 θ 의 각도로 입사 및 반사되고, 광학반사체(10) 내부로 투과된 투과광(17)의 굴절각이 μ 이며 상기 광파워 분할부재(11)와 수직을 이루는 면에서의 투과광은 ν 의 각도로 반사되는 조건에서 레이저 반점 감소장치는 아래의 수학식1 내지 수학식3을 만족한다.
n0 * sinθ = n * sinμ
μ + ν = π/2
L = H * tanμ
이때, n0 및 n은 입사 매질 및 광학반사체(10) 내 굴절매질에서의 굴절률이다.
상기와 같이 구성된 레이저 반점 감소장치가 작동되는 과정은 다음과 같다.
레이저광이 입사면을 이루는 광파워 분할부재(11)에 θ의 각도를 이루는 입사광(15)으로 입사되면 입사광(15) 중 일부는 광학 반사체(10) 내부로 μ의 각도로 투과되는 투과광(17)으로 그리고 나머지는 θ의 각도로 반사되는 반사광(16)으로 분할된다. 분할된 투과광(17)은 다수개의 반사부재(12)에 의해 여러단계의 반사를 거친 후, 다시 광파워 분할부재(11)를 투과하여 반사광(16)과 겹쳐지는 출사광(18)으로 방출됨으로써, 레이저빔이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감되는 것이다. 또한 광학 반사체(10) 내부에서 광파워 분할부재(11)로부터 재반사되는 투과광(17)은 다시 다수개의 반사부재(12)에 의해 반사를 거친 후, 다시 광파워 분할부재(11)에서 투과 및 재반사가 되어 출사광(18)으로 방출되거나 광학 반사체(10) 내부를 재 순환하게 되는 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 이러한 투과와 반사 과정을 거치면서 광학 반사체(10)로부터 출사되는 출사광(18)은 직육방체 내부에서 동일한 광경로를 맨돌면서 시차를 두고 순차적으로 빠져나가는 광들이며, 이론적으로는 광학 반사체(10) 내에서 무한번 맴돌면서 출사하게 된다. 그리고 광학 반사체(10)의 기하학적 구조와 굴 절률 및 입사되는 광의 입사각 등을 선택하고 조절하여 순차적으로 출사되는 광들의 위치와 방향이 일치되도록 구성한다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 2에 도시된 바와 같이 다수개의 광학 반사체(10)가 상호 결합되는 구조로 구성되는 것으로서, 각각의 광학 반사체(10)가 접촉되는 접촉면에는 광파워 분할부재(11)가 부착되고 그 외의 광경로 면에는 반사부재(12)가 부착되는 기본 구조를 지킨다면 광학 반사체(10)가 도시된 배열 구조 이외에도 다양하게 구조로 배열될 수 있다.
또한, 레이저 광이 처음으로 입사되는 일측면인 입사면(10a)은 표면 처리가 되지 않거나, 또는 외부로부터 입사되는 레이저 광이 입사면(10a)으로부터 직접적으로 반사되는 1차 반사광의 크기를 최소화하기 위해서 입사면(10a)의 광 입사 위치 표면에 무반사 코팅막을 형성하여도 무관하다. 무반사 코팅막은 빔의 반사광을 최소화시키는 특성을 갖는 조성물로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예인 레이저 반점 감소장치는 레이저 광이 광파워 분할부재(11)를 매개로 상호 결합되어 있는 다수개의 광학 반사체(10)를 넘나들면서 광학 반사체(10)에서 발생되는 출사광과 반사광의 위치 및 방향이 일치될 수 있는 구조를 갖도록 형성되어야 하며, 이러한 조건을 만족할 때 레이저 광이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감되는 것이다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 3에 도시된 바와 같이 직사각형의 단면형상을 갖는 광학 반사체(20)가 다수개 결합되는 구조로 형성되고, 각각의 광학 반사체(20)가 접촉되는 면에는 광파워 분할부 재(11)가 부착되고 그 외의 광경로 면에는 반사부재(12)가 부착되며, 레이저 광이 광학 반사체(20) 내부에서 다수 개의 광파워 분할부재(11) 변을 따라 여러번의 반사 또는 투과가 실시된 결과로 출사광의 위치와 방향이 일치되는 기하학적 특성을 갖는 기본 구조 지킨다면 광학 반사체(20)가 도시된 배열 구조 이외에도 다양한 구조로 배열될 수 있다.
레이저광이 처음으로 입사되는 입사면(20a)은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 입사면(10a)와 동일하게 표면처리가 되지 않거나 무반사 코팅막이 도포된다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이 광학 반사체가 다수개가 결합된 구조에서 개별 광학 반사체(20)의 크기가 광이 입사하는 입사면(20a)을 기준으로 그 면에 평행인 밑변이 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 육면체로 이루어지고, 그 외의 기하하적 파라미터는 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 같은 조건에서 레이저 반점 감소장치는 수학식1, 수학식2 및 아래의 수학식4를 만족한다.
L = (H * tanμ) / k
이때, k는 자연수이다.
본 발명의 바람직한 제3 실시예인 레이저 반점 감소장치는 레이저 광이 서로 접합된 다수개의 광학 반사체(20)를 넘나들면서 출사광 및 반사광의 위치와 방향이 일치될 수 있는 구조를 갖도록 형성되어야 하며, 이러한 조건을 만족할 때 레이저빔이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감되는 것이다. 또한 광학 반사체(20)에 입사되는 레이저 광의 입사각 θ 가 커짐에 따라 광파워 분할부재(11)를 투과하거나 반사되는 회수가 증가하여 가간섭성의 저감 효과가 증대되는 기하학적인 특징이 있다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 4에 도시된 바와 같이 외부광이 광학 반사체(20)로 입사되는 입사면(20a) 중 입사되는 레이저 광이 접촉되지 않는 부분에 반사부재(12)가 부착되며, 그 외의 구성은 본 발명의 바람직한 제3 실시예와 동일하다. 또한 광이 입사되는 입사면(20a)을 이루는 면이 직사각형의 각면 중에서 변의 길이가 짧은 면에 이루어지는 구조뿐만 아니라 변의 길이가 긴 면에도 형성될 수 있다.
그리고 광이 입사되는 입사면(20a)에서 외부 레이저광이 접촉되는 부분은 표면 처리가 되지 않거나, 또는 외부 레이저 광이 접촉되는 부분으로부터 직접적으로 반사되는 1차 반사광의 크기를 최소화하기 위해서 광이 입사되는 입사면(20a) 중 광 입사 위치 표면에 상기 무반사 코팅막을 형성하여도 무관하다. 그리고 그 외의 광경로 면에는 반사부재(12)가 부착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 레이저 반점 감소장치는 광이 입사되는 입사면(20a)에서도 투과광(17)의 반사가 이루어지므로 투과광(17)의 분할이 입사면(20a)에서 반사되는 회수 만큼 증가되므로 레이저 가간섭성의 저감이 증가된다.
도 4a에 도시된 바와 같이 광학 반사체가 다수개 결합된 구조로 이루어진 경우에는 개별 광학 반사체(20)의 길이가 광이 입사하는 입사면(20a)을 기준으로 밑변이 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 육면체로 이루어지고, 그 외의 기하학 적 파라미터는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서와 같은 조건에서 레이저 반점 감소장치는 상기 수학식1, 수학식2 및 아래 수학식5를 만족한다.
L = k * (H * tanμ)
이때, k는 자연수이다.
도 4a에 도시된 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 레이저 반점 감소장치의 레이저 가간섭성 저감효과는 본 발명의 바람직한 제3 실시예와 동일하다.
또한 광학 반사체(20)에 입사되는 레이저 광의 입사각 θ 가 작아짐에 따라 광파워 분할부재(11)를 투과하거나 반사되는 회수가 증가하여 가간섭성의 저감이 증가되는 기하학적인 특징이 있다. 상기와 같이 구성된 레이저 반점 감소장치는 입사면(20a) 중 외부광이 입사되는 부분에서도 투과광(17)의 반사가 이루어지므로, 광학 반사체(20) 내부의 광파워 분할부재(11)에 의한 투과광(17)의 분할이 입사면(20a)에서 반사되는 회수에 비례하여 증가되므로 레이저 가간섭성의 저감 효과가 증대된다. 또한 레이저 광이 광학 반사체(20) 내부에서 다수 개의 광파워 분할부재(11) 변을 따라 여러 번의 반사 또는 투과 반사가 실시된 결과로 출사광의 위치와 방향이 일치되는 기하학적 특성을 갖는 기본 구조를 지킨다면 광학 반사체(20)가 도시된 배열 구조 이외에도 다양한 구조로 배열될 수 있다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 레이저반점 감소장치는 도 5에 도시된 바와 같이 삼각형 단면 형상을 갖는 광학 반사체(30)로 이루어지고, 레이저 광이 입사되는 입사면(30a)에는 광파워 분할부재(11)가 부착되고 광파워 분할부재(11)가 부착된 면 이외의 광경로 면에는 광을 반사시키는 반사부재(12)가 장착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 레이저 반점 감소장치는 입사면(30a)을 이루는 광파워 분할부재(11)에 레이저 광이 입사되면 입사된 입사광(15) 중 일부는 광학 반사체(30) 내부로 투과되는 투과광(17)으로 인입되고 나머지는 반사되어 반사광(16)으로 분할된다. 분할된 투과광(17)은 다수개의 반사부재(12)에 의해 여러단계의 반사를 거친 후, 다시 광파워 분할부재(11)을 투과하여 반사광(16)과 겹쳐지는 출사광(18)으로 방출됨으로써, 레이저빔이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감된다. 또한 광학 반사체(30)의 내부에서 광파워 분할부재(11)로 재 입사되는 투과광(17) 중 반사되는 반사광은 광학 반사체(30) 내부를 재 순환하게 된다. 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 마찬가지로 투과와 반사 과정을 거치면서 무한번 맴돌면서 광이 출사되고, 광학 반사체(30)의 기하하적 구조와 굴절률 및 입사되는 광의 입사각 등을 조절하여 순차적으로 출사되는 광들의 위치와 방향이 일치되도록 구성한다.
또한 도시되진 않았지만, 상기와 같이 삼각형 단면형상을 갖는 광학 반사체(30)나 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 도시된 사각단면 형상을 갖는 광학 반사체(10) 이외에도 광파원 분할부재(11)에 입사되어 반사된 반사광과 투과된 후 광학 반사체 내부에서 다수번 반사된 후 출사된 출사광들의 위치 및 방향이 일치되어 상호 겹쳐질 수 있는 기하학적 특성을 갖는 도형이라면 다른 종류의 단면 형상을 갖는 광학 반사체로 구성되어도 무관하나, 상기와 같이 중심선을 기준으로 좌우 대칭을 이루는 다각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제6 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 도시된 광학 반사체(30)가 다수개 결합되는 구조로서, 각각의 광학 반사체(30)가 결합되는 접촉면에는 광파워 분할부재(11)가 부착되고 그 외의 광경로 면에는 반사부재(12)가 부착되는 기본 구조를 이룬다. 그 외에 광학 반사체(30)가 배열되는 구조는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 도시된 삼각형 단면형상의 기본 구조를 바탕으로 다양하게 배열될 수 있다. 또한, 레이저 광이 처음으로 입사되는 입사면(30a)은 표면 처리가 되어 있지 않거나, 광의 1차 반사광의 크기를 최소화하기 위해서 무반사 코팅막을 형성하는 구조로 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제6 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 6에 도시된 바와 같이 배열되어 서로 접합된 다수개의 광학 반사체(30)를 넘나들면서 광파워 분할부재(11)에서 발생되는 출사광들과 반사광의 위치 및 방향이 일치될 수 있는 구조를 갖도록 형성되어야 하며, 이러한 조건을 만족할 때 레이저 광이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감되는 것이다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제7 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 도시된 사각형 단면형상을 갖는 광학반사체(10)와 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 도시된 삼각형 단면형상을 갖는 광학반사체(30)가 결합되고, 각각의 광학반사체(10,, 30)가 접촉되는 면에 는 광파워 분할부재(11)가 부착되고, 그 외의 광경로 면에는 반사부재(12)가 부착되는 배열을 기본으로 하여 도시된 배열 구조 이외에도 다양하게 배열될 수 있다. 또한 사각형 단면형상 및 삼각형 단면형상을 갖는 광학반사체 이외에도 오각 이나 육각 등 다양한 단면형상을 갖는 광학반사체가 배열되어도 무관하다. 다만 서로 다른 다수개의 광학반사체를 넘나들더라도 광파워 분할부재(11)를 다수번 통과하여 최종적으로 출사되는 출사광의 위치와 1차 반사광의 위치 및 방향이 일치되는 구조를 갖도록 형성되어야 하는 것이 기본이다.
본 발명의 바람직한 제8 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 8에 도시된 바와 같이 다수개의 광학 반사체(10, 30)가 결합되는 구조로 이루어지고, 레이저광이 입사되는 입사면(30a)에 광파워 분할부재(11)가 부착되는 구조로 구성된다. 광파워 분할부재(11)에 입사되는 레이저광은 반사광(16)과 투과광(17)으로 분할되고 투과광이 광학 반사체(10, 30)에 의해 다시 외부로 방출되는 출사광(18)과 상기 반사광(16)의 위치 및 방향이 일치될 수 있는 구조를 갖도록 형성되어야 한다. 이러한 조건을 만족할 때 레이저빔이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저 가간섭성이 저감된다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제9 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예 내지 제8 실시예에 구성된 광학 반사체(10, 30) 내부에 광파워 분할부재(11)가 장착되어 광학 반사체(10, 30)의 내부에서 레이저 광이 반사광 및 투과광으로 분할됨으로써, 레이저광이 광학반사체(10, 30)의 내부에서 한번 또는 다수번 더 레이저빔이 시차를 두고 순차적으로 출사되므로 레이저의 가간섭성이 저감되는 저감효율이 상승된다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제10 실시예인 레이저 반점 감소장치는 도시되진 않았지만 상기 광학 반사체(10, 20, 30)로부터 직접 반사되거나 또는 순차적으로 출사되는 출사광들의 위치 및 방향성에 있어 상호 편차가 발생되는 경우에 출사광의 경로상에 광학 렌즈나 공간필터 등의 광학보정이 가능한 모듈인 광학부품 또는 광학계가 추가적으로 설치되어 출사광의 공간적 편차를 줄임으로써 공간적으로 일치된 출사광을 방출할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 레이저 반점 감소장치는 레이저 광을 반사광(16)과 투과광(17)으로 분할시키는 광파워 분할부재(11)와 광을 반사시키는 광 반사부재(12)를 사용하여, 입사된 레이저 광이 표면에서 직접 반사되거나 또는 투과된 광이 서로 다른 광경로를 거치면서 순차적으로 출사되는 상태에서 광학 반사체(10, 20, 30)의 기하학적 구조나 굴절률 또는 입사광의 입사각 조절을 통해 출사광의 위치와 방향이 겹쳐지는 단일 출사광(18)으로 출사됨으로써, 레이저광의 가간섭성이 감소되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 레이저 반점 감소장치를 부분적으로 도시한 단면도,
도 4a는 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 제6 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 제7 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 제8 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 제9 실시예인 레이저 반점 감소장치를 도시한 단 면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 광학 반사체 11 : 광파워 분할부재
12 : 반사부재 15 : 입사광
16 : 반사광 17 : 투과광
18 : 출사광

Claims (19)

  1. 레이저광이 입사되면 입사된 광을 반사광과 투과광으로 분할시키는 광파워 분할부재; 및
    상기 광파워 분할부재에 의해 분할된 투과광을 반사시켜 상기 투과광이 상기 반사광과 겹쳐지는 출사광으로 방출될 수 있도록 상기 투과광을 반사시키는 반사부재; 를 포함하여,
    입사된 레이저광이 반사광과, 상기 광파워 분할부재를 거쳐 투과광으로 투과되고 상기 반사부재에 반사된 후 다시 상기 광파워 분할부재를 거쳐 일부 투과된 투과광과, 상기 광파워 분할부재에서 다시 일부 반사되고 상기 반사부재에 반사된 후 다시 상기 광파워 분할부재를 거쳐 일부 투과되는 과정을 반복하는 투과광들이 시차를 두고 겹쳐지는 출사광으로 방출됨으로써 레이저광의 가간섭성이 저감되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광파워 분할부재는 다각형 단면을 갖는 광학반사체의 적어도 일측면에 부착되고, 상기 반사부재는 상기 광파워 분할부재가 부착된 면 이외의 광진행 경로면에 부착되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    다각형 단면을 갖는 다수개의 광학반사체가 결합되는 경우,
    각각의 광학반사체가 접촉되는 접촉면에 상기 광파워 분할부재가 부착되고, 상기 반사부재는 상기 광파워 분할부재가 부착된 면을 제외한 광진행 경로면에 부착되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 레이저광이 입사되는 상기 광학반사체의 일측면에는 광파워 분할부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 레이저광이 입사되는 상기 광학반사체의 일측면에는 레이저광의 투과광 만이 발생되도록 하는 무반사부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 레이저광이 입사되는 상기 광학반사체의 일측면에서 입사되는 레이저광이 접촉되지 않는 부위 면에는 상기 광학 반사체 내부를 진행하는 투과광의 반사가 이루어지도록 반사부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 광학반사체는 각각 서로 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  8. 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 반사체의 단면은 중 심선을 기준으로 대칭을 이루는 다각형인 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 광학반사체의 단면 형상이 광이 입사하는 면의 길이가 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 사각형 형태인 경우,
    상기 광학반사체에 입사되는 입사광이 θ 이고 입사 위치가 L/2 지점이며 광이 입사되는 면으로부터 상기 광학반사체 내부로 투과된 투과광이 이루는 굴절각이 μ 이고 광이 입사되는 면과 수직을 이루는 면에서의 투과광은 ν의 각도로 반사되며, 입사매질 및 굴절매질의 굴절률이 각각 n0 및 n 이면
    n0 * sin θ = n * sin μ............(수학식1)
    μ + ν = π/2......................(수학식2)
    L = H * tan μ...............(수학식3)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  10. 제 3항 내지 제 5항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학반사체에서 외부 입사광과 외부 반사광이 존재하는 단면의 형상이 광이 입사하는 면의 길이가 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 직사각형 형태인 경우,
    외부에서 상기 광학반사체에 입사되는 광의 입사각이 θ 이고 광이 입사되는 면으로부터 상기 광학반사체 내부로 투과된 투과광이 이루는 굴절각이 μ 이고 광 이 입사되는 면과 수직을 이루는 면에서의 투과광은 ν의 각도로 반사되며, 입사매질 및 굴절매질의 굴절률이 각각 n0 및 n 이고 k가 자연수이면
    n0 * sin θ = n * sin μ............(수학식1)
    μ + ν = π/2......................(수학식2)
    L = (H * tan μ) / k...............(수학식4)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 광학반사체에서 외부 입사광과 외부 반사광이 존재하는 단면의 형상이 광이 입사하는 면의 길이가 L이고 그 면에 수직인 면의 높이가 H인 직사각형 형태인 경우,
    외부에서 상기 광학반사체에 입사되는 광의 입사각이 θ 이고 광이 입사되는 면으로부터 상기 광학반사체 내부로 투과된 투과광이 이루는 굴절각이 μ 이고 광이 입사되는 면과 수직을 이루는 면에서의 투과광은 ν의 각도로 반사되며, 입사매질 및 굴절매질의 굴절률이 각각 n0 및 n 이고 k가 자연수이면
    n0 * sin θ = n * sin μ............(수학식1)
    μ + ν = π/2......................(수학식2)
    L = k * (H * tan μ) ...............(수학식5)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  12. 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학반사체의 내부에는 광을 내부 입사광과 내부 투과광으로 분할시키는 내부 광파워 분할부재가 적어도 하나 더 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  13. 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학반사체는 삼각 단면, 사각 단면, 오각 단면, 육각 단면으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 단면형상을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 반점 감소장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 광학반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
  15. 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에는 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
  16. 제 9항에 있어서, 상기 광학 반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에는 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 광학 반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에는 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 광학 반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에는 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
  19. 제 12항에 있어서, 상기 광학 반사체로부터 반사되거나 또는 출사되는 출사광들의 위치와 진행 방향이 상호 일치될 수 있도록 상기 출사광의 진행경로에는 렌즈 또는 공간필터로 구성되는 광학부품 그룹으로부터 선택되는 광학부품이 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저반점 감소장치.
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