KR100994886B1 - Green laser generating apparatus and optical engine system using green laser generating apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 녹색광을 발생시키기 위한 녹색광 생성 장치에 있어서, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하여 구성된 것으로서, 녹색광 생성 장치의 초기 구동 속도를 빠르게 하고 녹색광 변환 효율을 증가시킬 수 있다.The present invention provides a green light generating device for generating green light, comprising: a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting and outputting a source laser wavelength into a green wavelength having a short wavelength and raising an operating temperature for the source laser; As configured to include a heater unit, it is possible to speed up the initial driving speed of the green light generating device and increase the green light conversion efficiency.

녹색, 광, 변환, 온도, 히터, 듀티비 Green, light, conversion, temperature, heater, duty ratio

Description

녹색광 생성 장치 및 이를 이용한 광학 엔진 시스템{Green laser generating apparatus and optical engine system using green laser generating apparatus}Green light generating apparatus and optical engine system using same

본 발명은 녹색광 생성 장치 및 이를 이용한 광학 엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하는 녹색광 생성 장치 및 이를 이용한 광학 엔진 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a green light generating device and an optical engine system using the same, and more particularly, a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting a source laser wavelength into a green wavelength having a short wavelength, and a source laser. The present invention relates to a green light generating device including a heater unit for raising an operating temperature for the optical engine system using the same.

일반적으로, 녹색광은 레이저 디스플레이 장치를 구현하는데 필요한 3원색의 하나로서, 레이저 디스플레이 장치는 빛의 삼원색을 생성할 수 있는 각각의 레이저 광원들과, 각 레이저 광원들에서 생성된 각 광을 공간 변조시키 위한 공간 변조기와, 다양한 형태의 광학계들과, 상술한 구성들을 구동시키고 제어하기 위한 구동부를 포함해서 구성될 수 있다.In general, green light is one of the three primary colors required to implement a laser display device. The laser display device spatially modulates each of the laser light sources capable of generating three primary colors of light, and each light generated from the respective laser light sources. And a spatial modulator, various types of optical systems, and a driver for driving and controlling the above-described components.

이때, 상기 광원들 중 적색과 청색 광은 반도체 레이저가 사용될 수 있지만 녹색 광원은 반도체 레이저가 존재하지 않기 때문에 소스 레이저를 변환하여 녹색광을 생성하는 녹색광 생성 장치가 사용되고 있다. 이러한 녹색광 생성 장치는 주변 온도에 민감하여 필요에 따라 입력되는 소스 레이저 파장 길이와 작동 온도를 맞추어서 제작하게 된다. 그런데, 녹색광 생성 장치는 일반적으로 저전력으로 구동되고 시스템의 크기가 커서 열이 축적되지 않기 때문에 보통 작동 온도가 상온에 맞추어져 있다.At this time, the red and blue light of the light source may be a semiconductor laser, but since the green light source does not have a semiconductor laser, a green light generating device that converts a source laser to generate green light is used. The green light generating device is sensitive to the ambient temperature and is manufactured by matching the source laser wavelength length and the operating temperature as needed. By the way, the green light generating apparatus is generally driven at low power and the system is large so that no heat is accumulated, so the operating temperature is usually set to room temperature.

한편, 최근에는 다양한 형태의 휴대용 디지털 기기들의 보급으로 인해서 보다 소형화된 마이크로 프로젝션 디스플레이 장치들이 제안되고 있다. 그런데, 이러한 마이크로 프로젝션 디스플레이 장치는 고전력을 이용함에도 크기가 작아서 열이 축적되기 쉽다.Recently, miniaturized micro-projection display devices have been proposed due to the spread of various types of portable digital devices. However, such a micro-projection display device is small in size even when using high power, and heat is easily accumulated.

따라서, 종래에 작동 온도가 상온에 맞추어진 녹색광 생성 장치를 상기와 같은 마이크로 프로젝션 디스플레이 장치에 사용하는 경우 축적되는 열에 의해 녹색광 변환 효율을 감소시키는 문제가 있다.Therefore, when using the green light generating device whose operating temperature is set to room temperature in the conventional micro-projection display device as described above, there is a problem of reducing the green light conversion efficiency by the accumulated heat.

본 발명의 목적은 히터를 이용하여 녹색광 생성 장치의 작동 온도를 높여 초기 구동 속도를 빠르게 하고 녹색광 변환 효율을 증가시킬 수 있는 녹색광 생성 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a green light generating device that can increase the operating temperature of the green light generating device using a heater to increase the initial driving speed and increase the green light conversion efficiency.

본 발명의 다른 목적은 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 녹색광 생성 장치의 작동 온도를 높여 초기 구동 속도를 빠르게 하고 녹색광 변환 효율을 증가시킬 수 있는 녹색광 생성 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to increase the duty ratio for the green light wavelength than the duty ratio for other laser light source to increase the operating temperature of the green light generating device to increase the initial driving speed and increase the green light conversion efficiency To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention includes a light source unit for emitting one or more color light through at least one laser light source, the light source unit, the laser source unit for generating an infrared source laser, the source laser wavelength is converted to short wavelength green light wavelength and output To provide an optical engine system comprising a green light generating unit including a green light output unit and a heater for raising the operating temperature for the source laser.

본 발명의 또 다른 목적은 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부 를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention includes a light source unit for emitting one or more color light through at least one laser light source, the light source unit, the laser source unit for generating an infrared source laser, the source laser wavelength is converted to short wavelength green light wavelength and output And a green light generating unit including a green light output unit and a duty ratio manager for increasing the duty ratio for the green light wavelength to a duty ratio for other laser light sources to increase an operating temperature for the source laser. To provide an engine system.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 녹색광을 발생시키기 위한 녹색광 생성 장치에 있어서, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하는 녹색광 생성 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention to achieve the above object, in the green light generating device for generating green light, a laser source unit for generating an infrared source laser, converting the source laser wavelength to a short wavelength green light wavelength and outputs Provided is a green light generating device including a green light output unit and a heater unit for raising an operating temperature for the source laser.

상기 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 한다.And a pumping unit configured to pump the wavelength of the source laser, wherein the green light output unit converts and outputs the pumped laser wavelength to generate green light.

상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that between 803nm and 813nm.

상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that 1064nm.

상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the green light output through the green light output unit is 532 nm.

상기 히터부는, 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heater unit is characterized in that it further comprises a sensor for sensing the temperature.

상기 히터부는, 온도를 조절하기 위해 열전 냉각 소자인 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heater unit is characterized in that it further comprises a thermoelectric cooling element (TEC) which is a thermoelectric cooling element to adjust the temperature.

상기 소스 레이저에 대한 작동 온도는 35도 내지 55도 사이인 것을 특징으로 한다.The operating temperature for the source laser is characterized in that it is between 35 degrees and 55 degrees.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 녹색광을 발생시키기 위한 녹색광 생성 장치에 있어서, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부를 포함하는 녹색광 생성 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the green light generating device for generating green light, a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting the source laser wavelength to a short wavelength green light wavelength and outputs the green light Provided is a green light generating device including a duty ratio manager that increases the duty ratio for a wavelength to a duty ratio for another laser light source to increase an operating temperature for the source laser.

상기 듀티비 관리부는, 초기 구동시 일정 시간 동안 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 하나 이상의 타 레이저 광원에 대한 듀티비의 합보다 더 크게 증가시키는 것을 특징으로 한다.The duty ratio management unit may increase the duty ratio for the green light wavelength to a greater than the sum of the duty ratios for at least one other laser light source for a predetermined time during initial driving.

상기 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 한다.And a pumping unit configured to pump the wavelength of the source laser, wherein the green light output unit converts and outputs the pumped laser wavelength to generate green light.

상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that between 803nm and 813nm.

상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that 1064nm.

상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the green light output through the green light output unit is 532 nm.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 녹색광을 발생시키기 위한 광학 엔진 시스템에 있어서, 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 상기 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스 부, 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템이 제공된다.According to another aspect of the invention, in the optical engine system for generating green light, comprising a light source for emitting one or more color light through at least one laser light source, the light source is a laser source for generating an infrared source laser The optical engine system includes a green light generating unit including a green light output unit for converting the source laser wavelength into a short wavelength green light wavelength and outputting the light source, and a heater unit for raising an operating temperature for the source laser.

녹색광 생성부는, 상기 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 한다.The green light generating unit may further include a pumping unit pumping the wavelength of the source laser, and the green light output unit may convert the output of the pumped laser wavelength to generate green light.

상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that between 803nm and 813nm.

상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that 1064nm.

상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the green light output through the green light output unit is 532 nm.

상기 히터부는, 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heater unit is characterized in that it further comprises a sensor for sensing the temperature.

상기 히터부는, 온도를 조절하기 위해 열전 냉각 소자인 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heater unit is characterized in that it further comprises a thermoelectric cooling element (TEC) which is a thermoelectric cooling element to adjust the temperature.

상기 소스 레이저에 대한 작동 온도는 35도 내지 55도 사이인 것을 특징으로 한다.The operating temperature for the source laser is characterized in that it is between 35 degrees and 55 degrees.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 녹색광을 발생시키기 위한 광학 엔진 시스템에 있어서, 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 상기 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템이 제공된다.According to another aspect of the invention, in the optical engine system for generating green light, comprising a light source for emitting one or more color light through at least one laser light source, the light source is a laser source for generating an infrared source laser The green light output unit converts and outputs the source laser wavelength to a short wavelength green light wavelength, and increases the duty ratio for the green light wavelength to be greater than the duty ratio for other laser light sources to increase the operating temperature of the source laser. Provided is an optical engine system comprising a green light generation unit including a duty ratio management unit.

상기 듀티비 관리부는, 초기 구동시 일정 시간 동안 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 하나 이상의 타 레이저 광원에 대한 듀티비의 합보다 더 크게 증가시키는 것을 특징으로 한다.The duty ratio management unit may increase the duty ratio for the green light wavelength to a greater than the sum of the duty ratios for at least one other laser light source for a predetermined time during initial driving.

상기 녹색광 생성부는, 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 한다.The green light generating unit may further include a pumping unit pumping a wavelength of the source laser, and the green light output unit may convert the output of the pumped laser wavelength to generate green light.

상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that between 803nm and 813nm.

상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the source laser is characterized in that 1064nm.

상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 한다.The wavelength of the green light output through the green light output unit is 532 nm.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 히터를 이용하여 녹색광 생성 장치의 작동 온도를 높여 초기 구동 속도를 빠르게 하고 녹색광 변환 효율을 증가시킬 수 있는 녹색광 생성 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide a green light generating device that can increase the operating temperature of the green light generating device using a heater to increase the initial driving speed and increase the green light conversion efficiency.

또한, 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 녹색광 생성 장치의 작동 온도를 높여 초기 구동 속도를 빠르게 하고 녹 색광 변환 효율을 증가시킬 수 있는 녹색광 생성 장치를 제공할 수 있다.In addition, by increasing the duty ratio for the green light wavelength than the duty ratio for other laser light sources, it is possible to provide a green light generating device capable of increasing the operating temperature of the green light generating device to increase the initial driving speed and increase the green light conversion efficiency. have.

또한, 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템을 제공할 수 있다.The light source unit may further include a light source unit emitting one or more color lights through at least one laser light source, wherein the light source unit comprises: a laser source unit for generating an infrared source laser; An optical engine system may include a green light generating unit including a heater unit for raising an operating temperature for a source laser.

또한, 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되, 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템을 제공할 수 있다.The light source unit may further include a light source unit emitting one or more color lights through at least one laser light source, wherein the light source unit comprises: a laser source unit for generating an infrared source laser; To provide an optical engine system comprising a green light generating unit including a duty ratio management unit for increasing the duty ratio for the green light wavelength than the duty ratio for other laser light source to increase the operating temperature for the source laser. Can be.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치를 이용한 광학 엔진 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of an optical engine system using a green light generating device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치를 이용한 광학 엔진 시스템은 녹색광 생성 장치(200), 제1 레이저 광원(102), 제2 레이저 광원(104)을 포 함하는 광원부, 제1 집광 렌즈(106), 제2 집광 렌즈(108), 제3 집광 렌즈(110), 제1 다이크로익 미러(112), 제2 다이크로익 미러(114) 및 제3 다이크로익 미러(116)를 포함하는 색합성부, 확산자(118), 빔쉐이퍼(120), 미러(122), 광모듈레이터(124), 투사 렌즈(126)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the optical engine system using the green light generating device according to the present invention includes a light source unit including a green light generating device 200, a first laser light source 102, and a second laser light source 104, and a first condensing light. Lens 106, second condenser lens 108, third condenser lens 110, first dichroic mirror 112, second dichroic mirror 114, and third dichroic mirror 116 It includes a color synthesis unit, a diffuser 118, a beam shaper 120, a mirror 122, an optical modulator 124, a projection lens 126.

상기 광원부는 하나 이상의 레이저 광원(102, 104)을 통해 하나 이상의 색광을 발광한다. 이때, 상기 광원부는 엘이디(Light Emitting Diode) 광원을 포함할 수 있다.The light source unit emits one or more color lights through one or more laser light sources 102 and 104. In this case, the light source unit may include an LED light source.

상기 녹색광 생성 장치(200)는 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 히터를 구비하여 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 히터부를 포함할 수 있다.The green light generating apparatus 200 includes a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting the source laser wavelength into a green wavelength having a short wavelength, and a heater to raise an operating temperature for the source laser. It may include a heater to control.

한편, 상기 녹색광 생성 장치(200)는 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부를 포함할 수 있다. Meanwhile, the green light generating apparatus 200 includes a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting the source laser wavelength to a green wavelength having a short wavelength, and a duty ratio for the green light wavelength for other laser light sources. It may include a duty ratio manager that increases the duty ratio to be greater than the duty ratio to increase the operating temperature for the source laser.

이때, 듀티비는 광원부를 통해 발광하는 하나 이상의 색광(예를 들어, 적색광, 청색광, 녹색광) 중 어느 한 색광이 차지하는 점유율(duty rate)이다.In this case, the duty ratio is a duty rate occupied by any one color light among one or more color lights (for example, red light, blue light, and green light) emitted through the light source unit.

상기 색합성부는 복수의 색광을 동일 광축으로 합성하기 위해 복수의 다이크로익 미러(112, 114, 116)를 포함한다. 이때, 다이크로익 미러(dichroic mirror)는 색선별 거울이다.The color combining unit includes a plurality of dichroic mirrors 112, 114, and 116 to combine a plurality of color lights into the same optical axis. In this case, the dichroic mirror is a dichroic mirror.

상기 확산자(118)는 빔쉐이퍼(120)의 전단에 구비되어 광축에 수직하게 진동한다. 또한, 상기 빔쉐이퍼(120)는 상기 동일 광축으로 합성된 광을 균일한 광인 Top-hat광으로 쉐이핑하며, 플라이아이렌즈로 구비될 수 있다.The diffuser 118 is provided at the front end of the beam shaper 120 to vibrate perpendicular to the optical axis. In addition, the beam shaper 120 may shape the light synthesized with the same optical axis into top-hat light, which is uniform light, and may be provided as a fly's eye lens.

상기 광모듈레이터(124)는 쉐이핑된 광을 이용하여 이미지를 생성한다. 이때, 상기 광모듈레이터는 필드시퀀셜(Field Sequential) 액정표시장치일 수 있다. 또한, 상기 광모듈레이터는 반사형 액정표시장치일 수 있다. 또한, 상기 광모듈레이터는 엘코스(Liquid Crystal On Silicon)일 수 있다. The optical modulator 124 generates an image using the shaped light. In this case, the optical modulator may be a field sequential liquid crystal display. The optical modulator may be a reflective liquid crystal display device. In addition, the optical modulator may be liquid crystal on silicon (Elcos).

또한, 상기 투사 렌즈(126)는 상기 생성된 이미지를 확대 투사한다.In addition, the projection lens 126 enlarges and projects the generated image.

도 2는 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing an internal configuration of a green light generating device according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치(200)는 녹색광 변환부(202), 히터부(210), 듀티비 관리부(212)를 포함하며, 상기 녹색광 변환부(202)는 소스부(204), 펌핑부(206), 녹색광 출력부(208)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the green light generating apparatus 200 according to the present invention includes a green light converting unit 202, a heater unit 210, and a duty ratio managing unit 212, and the green light converting unit 202 includes a source unit. 204, a pumping unit 206, and a green light output unit 208.

상기 소스부(204)는 장파장인 적외선 소스 레이저를 발생시킨다. 이때, 상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이일 수 있다. 이는 녹색광 생성 장치(200)가 최적 입력 파장인 808nm의 -5nm 내지 +5nm 범위에서 가장 높은 효율을 보이고 그 범위를 벗어나면 변환 효율이 급격히 감소하기 때문이다. 그리고, 소스 레이저는 온도에 민감한데 0.3nm/1도의 변화를 보인다.The source unit 204 generates an infrared source laser having a long wavelength. In this case, the wavelength of the source laser may be between 803nm and 813nm. This is because the green light generating device 200 exhibits the highest efficiency in the range of -5 nm to +5 nm of 808 nm, which is an optimum input wavelength, and when the green light generating device 200 is out of the range, the conversion efficiency rapidly decreases. The source laser is sensitive to temperature and shows a change of 0.3 nm / 1 degree.

상기 펌핑부(206)는 상기 소스 레이저의 파장을 예를 들어, 1064nm로 펌핑(pumping)할 수 있다.The pumping unit 206 may pump the wavelength of the source laser to, for example, 1064 nm.

상기 녹색광 출력부(208)는 상기 펌핑된 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력한다. 이때, 상기 녹색광 출력부(208)를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm일 수 있다.The green light output unit 208 converts the pumped source laser wavelength into a short wavelength green light wavelength and outputs the wavelength. In this case, the green light wavelength output through the green light output unit 208 may be 532 nm.

여기서, 상기 녹색광 변환부(200)의 펌핑부(206)와 녹색광 출력부(208)는 DPM(Diode Pumped Microchip)로 구비될 수 있다.Here, the pumping unit 206 and the green light output unit 208 of the green light conversion unit 200 may be provided as a Diode Pumped Microchip (DPM).

또한, 녹색광 출력부는 PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate)로 구비될 수 있다. PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate)은 주기적 분극 반점 리튬 니오베이트이라는 별도 칩으로 구비될 수 있으며, 적색 1064nm의 레이저 다이오드(LD) 파장을 532nm의 녹색광 파장으로 변환할 수 있다.In addition, the green light output unit may be provided as PPLN (Periodically Poled Lithium Niobate). PPLN (Periodically Poled Lithium Niobate) may be provided as a separate chip called periodic polarized spot lithium niobate, and may convert a red 1064 nm laser diode (LD) wavelength into a 532 nm green light wavelength.

상기 히터부(210)는 히터를 구비하여 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 한다. 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도는 35도 내지 55도 사이일 수 있다.The heater unit 210 is provided with a heater to raise the operating temperature for the source laser. The operating temperature for the source laser can be between 35 degrees and 55 degrees.

또한, 상기 히터부(210)는 온도를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.In addition, the heater unit 210 may further include a sensor for sensing a temperature.

또한, 상기 히터부(210)는 온도를 조절하기 위해 열전 냉각 소자인 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 더 포함할 수 있다.In addition, the heater unit 210 may further include a thermoelectric cooler (TEC) that is a thermoelectric cooling element to adjust the temperature.

한편, 상기 듀티비 관리부(212)는 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어한다. On the other hand, the duty ratio manager 212 controls to increase the duty ratio for the green light wavelength than the duty ratio for other laser light source to increase the operating temperature for the source laser.

이때, 듀티비는 광원부를 통해 발광하는 하나 이상의 색광(예를 들어, 적색광, 청색광, 녹색광) 중 어느 한 색광이 차지하는 점유율(duty rate)이다.In this case, the duty ratio is a duty rate occupied by any one color light among one or more color lights (for example, red light, blue light, and green light) emitted through the light source unit.

또한, 상기 듀티비 관리부(212)는 초기 구동시 일정 시간 동안 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 하나 이상의 타 레이저 광원에 대한 듀티비의 합보다 더 크게 증가시킬 수 있다.In addition, the duty ratio manager 212 may increase the duty ratio for the green light wavelength more than the sum of the duty ratios for one or more other laser light sources for a predetermined time during initial driving.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹색광 변환부의 내부 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an internal configuration of a green light conversion unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 녹색광 변환부는 적외선 제공부(302), 펌핑부(304) 및 비선형부(306)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the green light converter according to the exemplary embodiment of the present invention includes an infrared ray providing unit 302, a pumping unit 304, and a nonlinear unit 306.

상기 적외선 제공부(302)는 가시광선보다 파장이 긴 전자기파로 장파장인 807nm의 적외선(Infrared Ray)을 제공한다.The infrared ray providing unit 302 provides 807 nm infrared ray (Infrared Ray) having a long wavelength with electromagnetic waves longer than visible light.

이때, 적외선은 태양이 방출하는 빛을 프리즘으로 분산시켜 보았을 때 적색선의 끝보다 더 바깥쪽에 있는 전자기파로, 파장의 길이에 따라 분류하면 파장 0.75 내지 3μm의 적외선을 근적외선, 3내지 25μm의 것을 적외선, 25μm이상의 것을 원적외선이라 한다. 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것이 특징이며, 이 때문에 열선이라고도 한다.In this case, the infrared rays are electromagnetic waves that are farther outward than the ends of the red lines when the light emitted by the sun is dispersed by a prism. Things larger than 25μm are called far infrared rays. It is characterized by having a stronger heat action than visible light or ultraviolet light, which is why it is also called a heat ray.

상기 펌핑부(304)는 Nd가 도핑된 이트륨 바나데이트인 Nd:YVO4로 구비되며 상기 807nm의 적외선을 1064nm의 장파장으로 펌핑(pumping)한다.The pumping unit 304 is provided with Nd: YVO 4, a yd-doped yttrium vanadate, and pumps the 807 nm infrared ray to a long wavelength of 1064 nm.

상기 비선형부(306)는 비선형 광학 소자인 KTP로 구비될 수 있으며, 상기 KTP는 Potassium Titanyl Phosphate인 KTiOPO4로서 Frequency Doubling에 사용될 수 있다. 따라서, 상기 비선형부(306)는 상기 펌핑된 1064nm의 장파장을 Frequency Doubling하여 532nm의 녹색광으로 변환한다.The nonlinear portion 306 may be provided with KTP, which is a nonlinear optical element, and the KTP may be used for frequency doubling as KTiOPO4, which is Potassium Titanyl Phosphate. Accordingly, the nonlinear unit 306 converts the pumped long wavelength of 1064 nm to green light of 532 nm by frequency doubling.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹색광 변환부의 내부 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an internal configuration of a green light conversion unit according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹색광 변환부는 펌핑 레이저 다이오드(402), 집속 광학계(404), 제1 반사경(406), 레이저 매질(408), 제2 반사경(410), 비선형 물질(412)(Nonlinear Optical Material)로 구성된다. Referring to FIG. 4, the green light conversion unit according to another embodiment of the present invention includes a pumping laser diode 402, a focusing optical system 404, a first reflector 406, a laser medium 408, a second reflector 410, It consists of a nonlinear material 412 (Nonlinear Optical Material).

상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹색광 변환부는 상기 펌핑 레이저 다이오드(402)를 통해 발광된 장파장의 광을 상기 레이저 매질(408)에 조사하여 펌핑시킨 후, 상기 비선형 물질(412)을 통해 상기 펌핑된 광을 단파장인 녹색광으로 변환하도록 한다.The green light converter according to another embodiment of the present invention irradiates the laser medium 408 with the long wavelength light emitted through the pumping laser diode 402 to pump the pump, and then pumps the pump through the nonlinear material 412. The converted light into short wavelength green light.

이때, 상기 레이저 매질(408)은 Nd가 도핑된 이트륨 바나데이트인 Nd:YVO4로 구비되며 예를 들어, 807nm의 적외선을 1064nm의 장파장으로 펌핑(pumping)할 수 있다.In this case, the laser medium 408 is provided with Nd: YVO 4, which is doped yttrium vanadate, and may, for example, pump 807 nm infrared rays into a long wavelength of 1064 nm.

또한, 상기 비선형 물질(412)은 비선형 광학 소자로 구비되며, 상기 펌핑된 1064nm의 장파장을 Frequency Doubling하여 532nm의 녹색광으로 변환할 수 있다.In addition, the nonlinear material 412 is provided as a nonlinear optical device, and may convert the pumped long wavelength of 1064nm into frequency of 532nm green light.

이에 따라, 상기 녹색광 변환부를 통해 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저인 녹색광이 출력될 수 있다.Accordingly, green light, which is a DPSS laser, may be output through the green light converter.

예를 들어, 상기 녹색광 변환부는 상기 펌핑 레이저 다이오드(402)를 통해 807nm의 장파장을 출력하고, 상기 레이저 매질(408)을 통해 상기 807nm를 1064nm로 펌핑하며, 상기 비선형 물질(412)을 통해 상기 1064nm의 파장을 532nm의 녹색광으로 변환하게 된다.For example, the green light converter outputs a long wavelength of 807 nm through the pumping laser diode 402, pumps the 807 nm to 1064 nm through the laser medium 408, and the 1064 nm through the nonlinear material 412. The wavelength of is converted into the green light of 532nm.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

전술한 본 발명의 녹색광 생성 장치를 이용한 광학 엔진 시스템은 빛을 내는 광원부, 영상을 구현하는 패널부, 영상을 확대하는 투사 광학계를 포함하며, 광원부는 레이저를 광원으로 주로 사용하지만 녹색광에 대해서는 녹색광 생성 장치를 이용하는 마이크로 프로젝션 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.The optical engine system using the green light generating apparatus of the present invention described above includes a light source unit for emitting light, a panel unit for implementing an image, a projection optical system for enlarging an image, and the light source unit mainly uses a laser as a light source, but generates green light for green light. It can be applied to a micro-projection display device using the device.

도 1은 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치를 이용한 광학 엔진 시스템의 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the configuration of an optical engine system using a green light generating device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 녹색광 생성 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.2 is a view schematically showing an internal configuration of a green light generating device according to the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹색광 변환부의 내부 구성을 나타낸 도면.3 is a view showing the internal configuration of the green light conversion unit according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹색광 변환부의 내부 구성을 나타낸 도면.4 is a view showing the internal configuration of the green light conversion unit according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

200 : 녹색광 생성 장치 102, 104 : 레이저 광원200: green light generating device 102, 104: laser light source

106, 108, 110 : 집광 렌즈 112, 114, 116 : 다이크로익 미러 106, 108, 110: condenser lens 112, 114, 116: dichroic mirror

118 : 확산자 120 : 빔쉐이퍼118: diffuser 120: beam shaper

124 : 광모듈레이터 126 : 투사 렌즈124: optical modulator 126: projection lens

Claims (28)

녹색광을 발생시키기 위한 녹색광 생성 장치에 있어서,In the green light generating device for generating green light, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부;A laser source unit generating an infrared source laser; 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부; 및A green light output unit converting the source laser wavelength into a green wavelength having a short wavelength and outputting the wavelength; And 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부;A duty ratio manager configured to increase a duty ratio of the green light wavelength to a duty ratio of another laser light source to increase an operating temperature of the source laser; 를 포함하는 녹색광 생성 장치.Green light generating device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색광 생성장치Green light generating device further comprises a heater for raising the operating temperature for the source laser 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 듀티비 관리부는, 초기 구동시 일정 시간 동안 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 하나 이상의 타 레이저 광원에 대한 듀티비의 합보다 더 크게 증가시키는 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.The duty ratio manager may increase the duty ratio for the green light wavelength to a greater than the sum of the duty ratios for at least one other laser light source for a predetermined time during initial driving. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.And a pumping unit configured to pump the wavelength of the source laser, wherein the green light output unit converts and outputs the pumped laser wavelength to generate green light. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.And the wavelength of the source laser is between 803 nm and 813 nm. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.The wavelength of the source laser is green light generating device, characterized in that 1064nm. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.And a green light wavelength output through the green light output unit is 532 nm. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 히터부는, 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.The heater unit, green light generating device further comprises a sensor for sensing the temperature. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 히터부는, 온도를 조절하기 위해 열전 냉각 소자인 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.The heater unit, the green light generating device further comprises a thermoelectric cooling element (TEC) to control the temperature. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도는 35도 내지 55도 사이인 것을 특징으로 하는 녹색광 생성 장치.And wherein the operating temperature for said source laser is between 35 degrees and 55 degrees. 녹색광을 발생시키기 위한 광학 엔진 시스템에 있어서,In an optical engine system for generating green light, 하나 이상의 레이저 광원을 통해 하나 이상의 색광을 발광하는 광원부를 포함하되,A light source unit for emitting one or more color light through at least one laser light source, 상기 광원부는, 적외선의 소스 레이저를 발생시키는 레이저 소스부, 상기 소스 레이저 파장을 단파장인 녹색광 파장으로 변환하여 출력하는 녹색광 출력부 및 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 타 레이저 광원에 대한 듀티비보다 크게 증가시켜 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리도록 제어하는 듀티비 관리부를 포함하는 녹색광 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The light source unit includes a laser source unit for generating an infrared source laser, a green light output unit for converting the source laser wavelength into a short wavelength green light wavelength, and a duty ratio for the green light wavelength to be greater than the duty ratio for other laser light sources. And a green light generating unit including a duty ratio manager for increasing the operating temperature for the source laser by increasing the operating temperature for the source laser. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 녹색광 생성부는 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도를 올리기 위한 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The green light generating unit further comprises a heater unit for raising the operating temperature for the source laser. 제11항 또는 제12항에 있어서,13. The method according to claim 11 or 12, 상기 듀티비 관리부는, 초기 구동시 일정 시간 동안 상기 녹색광 파장에 대한 듀티비를 하나 이상의 타 레이저 광원에 대한 듀티비의 합보다 더 크게 증가시키는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The duty ratio manager may increase the duty ratio for the green light wavelength to a greater than the sum of the duty ratios for at least one other laser light source for a predetermined time during initial driving. 제11항 또는 제12항에 있어서,13. The method according to claim 11 or 12, 상기 녹색광 생성부는, 소스 레이저의 파장을 펌핑(pumping)하는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 녹색광 출력부는 상기 펌핑된 레이저 파장을 변환 출력하여 녹색광을 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The green light generating unit may further include a pumping unit pumping a wavelength of a source laser, wherein the green light output unit converts and outputs the pumped laser wavelength to generate green light. 제11항 또는 제12항에 있어서,13. The method according to claim 11 or 12, 상기 소스 레이저의 파장은 803nm 내지 813nm 사이인 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The wavelength of the source laser is between 803 nm and 813 nm. 제11항 또는 제12항에 있어서,13. The method according to claim 11 or 12, 상기 소스 레이저의 파장은 1064nm인 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The wavelength of the source laser is 1064 nm. 제11항 또는 제12항에 있어서,13. The method according to claim 11 or 12, 상기 녹색광 출력부를 통해 출력되는 녹색광 파장은 532nm인 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The wavelength of the green light output through the green light output unit is characterized in that 532nm. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 히터부는, 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The heater unit, the optical engine system further comprises a sensor for sensing the temperature. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 히터부는, 온도를 조절하기 위해 열전 냉각 소자인 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.The heater unit further comprises a thermoelectric cooling element (TEC) which is a thermoelectric cooling element to adjust the temperature. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 소스 레이저에 대한 작동 온도는 35도 내지 55도 사이인 것을 특징으로 하는 광학 엔진 시스템.Operating temperature for the source laser is between 35 degrees and 55 degrees. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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