KR101489898B1 - Method of manufacturing hologram diffuser for point source of light and hologram diffuser thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르는 점광원용 홀로그램 확산기는, 점광원으로부터의 광을 제공받아 광축에 평행인 평행광으로 변경하는 굴절렌즈; 및 상기 굴절렌즈가 출사하는 평행광을 입사받아 회절시켜 확산하는 홀로그램 광학소자;를 구비하는 것을 특징으로 한다. A hologram diffuser for a point light source according to the present invention includes: a refractive lens provided with light from a point light source and changing to parallel light parallel to an optical axis; And a hologram optical element for diffracting and diffusing parallel light emitted from the refracting lens.

Description

점광원용 홀로그램 확산기 제조방법 및 그에 따른 홀로그램 확산기{Method of manufacturing hologram diffuser for point source of light and hologram diffuser thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hologram diffuser for a point light source,

본 발명은 점광원의 광을 확산시키는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점광원의 광을 광각의 영역에서 균일한 분포를 가지도록 확산하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법 및 그에 따른 홀로그램 확산기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for diffusing light of a point light source, and more particularly, to a method of manufacturing a hologram diffuser for a point light source that diffuses light of a point light source in a wide- will be.

최근 들어 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)와 같은 반도체 발광소자가 실/내외 조명 장치나 디스플레이 장치의 백라이트용으로 널리 사용되고 있다. 상기 LED나 LD는 전력 대비 발광 효율이 높아 전력 소비를 절감할 수 있고, 다양한 색상의 조명을 제공할 수 있는 등의 장점이 있는 반면, 점광원이 갖는 구조적 특성으로 인해 광 조사각이 좁아, 넓은 영역에 대하여 고른 광도의 광을 제공하기가 어려웠다. In recent years, semiconductor light emitting devices such as LED (Light Emitting Diode) and LD (Laser Diode) have been widely used for backlighting of indoor / outdoor lighting devices and display devices. The LED and the LD have advantages such as a high light emitting efficiency relative to the power consumption and a reduction in power consumption and various colors of illumination. On the other hand, due to the structural characteristics of the point light source, It has been difficult to provide light of even brightness to the region.

이에 종래에는 사용 환경에 적합한 배광을 구현함과 아울러 LED 광원에 적합한 고투과 및 고확산 기능의 확산필름 개발이 요구되었다.Accordingly, it has been required to develop a diffusion film having a high transmittance and a high diffusion function suitable for an LED light source while realizing light distribution suitable for a use environment.

좀더 설명하면, 현재 사용되는 LED 조명장치에는 광학소자 개발의 부족으로 일반적인 확산기를 채용하고 있다. 그러나 LED 조명장치에 고투과 제품군의 확산기를 사용하는 경우에는 비교적 적은 요철 및 비드(bead)로 인하여 높은 전광선 투과도로 광효율이 좋을 수 있으나, 반비례적으로 분산도(degree of dispersion) 혹은 확산도가 낮아짐으로 눈부심 지수가 상승하고 넓고 균일한 광각배광을 형성하기 어려운 문제가 있다. More specifically, currently used LED lighting devices employ a common diffuser due to lack of optical device development. However, when a diffuser of a high-transmittance product group is used in an LED lighting device, the light efficiency may be high due to a relatively small amount of irregularity and bead because of high total light transmittance. However, since the degree of dispersion or diffusivity is inversely decreased, The index increases and it is difficult to form a wide and uniform wide-angle light distribution.

이와는 반대로 LED 조명장치에 고확산 제품군의 확산기를 사용하는 경우에는 상대적으로 분산도가 높아짐에 따라 눈부심은 거의 없지만, 낮은 전광선 투과도로 높은 광효율을 제공하지 못하는 문제가 있었다.
On the contrary, when a diffuser of a high diffusion type is used in an LED lighting device, there is almost no glare due to a relatively high degree of dispersion, but there is a problem that a high optical efficiency can not be provided due to low total light transmittance.

이에 종래에는 LED 등의 점광원으로부터의 광을 입사받아, 높은 전광선 투과율을 가지면서 정해진 영역에 대해 균일하고 눈부심이 적도록 확산하는 기술의 개발이 절실히 요망되었다. Conventionally, there has been a desire to develop a technique of receiving light from a point light source such as an LED and diffusing the light to a predetermined area with a high total light transmittance so as to be less glare.

더욱이 점광원으로부터의 광을 사용 환경에 적합한 배광으로 확산하는 기술의 개발이 절실히 요망되었다.
Furthermore, development of a technique of diffusing light from a point light source into a light distribution suitable for a use environment has been desperately desired.

본 발명은 높은 투과율과 낮은 눈부심을 야기하는 홀로그램 회절 기술을 이용한 투명한 광학소자를 이용하여, 점광원으로부터의 광을 광각 출사각에 따른 넓은 영역에 대해 균일하게 확산함과 아울러 광투과 효율을 높이고 눈부심을 저하시키는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법 및 그에 따른 홀로그램 확산기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention uses a transparent optical element using a hologram diffraction technique which causes a high transmittance and a low glare to diffuse light from a point light source uniformly over a wide area corresponding to a wide angle of outgoing light, And to provide a hologram diffuser according to the method.

또한 본 발명은 높은 투과율과 낮은 눈부심을 야기하는 홀로그램 회절 기술을 이용한 투명한 반구형의 광학소자를 이용하여, 점광원으로부터의 광을 광각 출사각에 따른 넓은 영역에 대해 균일하게 확산함과 아울러 광투과 효율을 높이고 눈부심을 저하시킴과 아울러 광 출사면의 배면방향으로도 배광시킬 수 있는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법 및 그에 따른 홀로그램 확산기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Further, the present invention uses a translucent hemispherical optical element using a hologram diffraction technique causing high transmittance and low glare to uniformly diffuse light from a point light source over a wide area corresponding to a wide angle outgoing angle, And to provide a hologram diffuser for a point light source capable of diffusing light even in a backward direction of a light output surface, and a hologram diffuser according to the method.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 점광원용 홀로그램 확산기는, 점광원으로부터의 광을 제공받아 광축에 평행인 평행광으로 변경하는 굴절렌즈; 및 상기 굴절렌즈가 출사하는 평행광을 입사받아 회절시켜 확산하는 홀로그램 광학소자;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a hologram diffuser for a point light source including: a refractive lens that receives light from a point light source and converts the light into parallel light parallel to an optical axis; And a hologram optical element for diffracting and diffusing parallel light emitted from the refracting lens.

상기한 본 발명은 높은 투과율과 낮은 눈부심을 야기하는 홀로그램 회절 기술을 이용한 투명한 광학소자를 이용하여, 점광원으로부터의 광을 광각 출사각에 따른 넓은 영역에 대해 균일하게 확산함과 아울러 광투과 효율을 높이고 눈부심을 저하시키는 효과를 야기한다.
According to the present invention, a transparent optical element using a hologram diffraction technique, which causes a high transmittance and a low glare, is used to uniformly diffuse light from a point light source over a wide area corresponding to a wide angle outgoing angle, And the effect of reducing glare is caused.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 구조도.
도 2는 도 1의 굴절렌즈를 도시한 도면.
도 3 내지 도 6은 도 1의 굴절렌즈의 제조과정을 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 도 1의 홀로그램 광학소자의 제조과정을 도시한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 구조도.
도 11은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 제조를 위한 굴절렌즈를 도시한 도면.
도 12 내지 도 15는 도 11의 굴절렌즈의 제조과정을 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 제조과정을 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 구조도. 1 is a structural view of a diffuser for a point light source according to a first preferred embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a view showing the refraction lens of Fig. 1; Fig.
FIGS. 3 to 6 are diagrams showing a manufacturing process of the refraction lens of FIG. 1;
FIGS. 7 and 8 are views showing a manufacturing process of the hologram optical element of FIG. 1;
9 and 10 are schematic views of a diffuser for a point light source according to a second preferred embodiment of the present invention.
11 is a view showing a refraction lens for manufacturing a diffuser for a point light source according to a second preferred embodiment of the present invention.
FIGS. 12 to 15 are diagrams showing a manufacturing process of the refraction lens of FIG. 11;
16 is a view showing a manufacturing process of a diffuser for a point light source according to a second preferred embodiment of the present invention.
17 is a structural view of a diffuser for a point light source according to a third preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 높은 투과율과 낮은 눈부심을 야기하는 홀로그램 회절 기술을 이용한 투명한 광학소자를 이용하여, 점광원으로부터의 광을 광각 출사각에 따른 넓은 영역에 대해 균일하게 확산함과 아울러 광투과 효율을 높이고 눈부심을 저하시킨다. The present invention uses a transparent optical element using a hologram diffraction technique which causes a high transmittance and a low glare to diffuse light from a point light source uniformly over a wide area corresponding to a wide angle of outgoing light, .

이러한 본 발명은 크게 홀로그램 광학소자와 회절격자를 이용하여 점광원으로부터의 광을 확산하는 방법과, 점광원으로부터의 광을 회절시켜 출사하는 홀로그램 광학소자를 이용하는 방법으로 나눌 수 있다.
The present invention can be largely divided into a method of diffusing light from a point light source using a hologram optical element and a diffraction grating, and a method of using a hologram optical element that diffracts light from a point light source and emits light.

<제1실시예>&Lt; Embodiment 1 >

먼저, 평판형 홀로그램 광학소자와 회절격자를 이용하여 점광원으로부터의 광을 확산하는 방법에 대해 설명한다. First, a method of diffusing light from a point light source using a planar hologram optical element and a diffraction grating will be described.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 구조를 도시한 것이다. 1 shows a diffuser structure for a point light source according to a first preferred embodiment of the present invention.

상기 점광원을 위한 확산기는 굴절격자(102)와 홀로그램 광학소자(104)로 구성된다. The diffuser for the point light source is composed of a refraction grating 102 and a hologram optical element 104.

상기 굴절격자(102)는 점광원(100)으로부터의 광을 광축에 평행한 평행광으로 변경시켜 미리 정해둔 출사영역으로 출사시킨다. 상기 미리 정해둔 출사영역으로 고르게 배광되어 출사되는 평행광은 홀로그램 광학소자(104)로 입사된다. The refraction grating 102 converts the light from the point light source 100 into parallel light parallel to the optical axis and emits it to a predetermined exit area. The collimated light that is uniformly distributed to the predetermined exit area and emitted is incident on the hologram optical element 104.

상기 홀로그램 광학소자(104)는 상기 평행광을 회절시켜 분산시켜 출사한다. 상기 홀로그램 광학소자(104)는 코히어런트(coherent)한 여러 개의 빔에 의해 형성된 간섭무늬를 기록한 것으로 무늬간격이 균일하지는 않지만 일반적으로 잘 정의된 프린지(fringe) 간격을 갖는 회절격자 구조를 갖는다. 이러한 홀로그래픽 광학소자는 반사법칙이나 굴절법칙이 아닌 회절법칙에 따라 동작하는 회절형 광학소자이며 대표적인 회절형 소자로는 홀로그래픽 회절격자가 있다. 여기서, 상기 홀로그램 광학소자(104)에 간섭무늬를 기록할 때에는 평행광인 레이저를 사용하므로, 상기 홀로그램 광학소자(104)로 입사되는 광이 평행광이어야, 홀로그램 광학소자(104)에 기록된 간섭무늬에 의한 회절이 정상적으로 이루어질 수 있다. 이에따라 본 발명은 굴절격자(102)를 통해 홀로그램 회절격자(104)로 입사되는 광을 평행광으로 굴절시킨다. The hologram optical element 104 diffracts and emits the parallel light. The hologram optical element 104 has an interference fringe formed by a plurality of coherent beams. The hologram optical element 104 has a diffraction grating structure having a well-defined fringe spacing although the fringe spacing is not uniform. Such a holographic optical element is a diffractive optical element which operates according to a diffraction law, not a reflection law or a refraction law, and a typical diffractive element includes a holographic diffraction grating. Since the laser beam which is parallel light is used to record the interference fringe on the hologram optical element 104, the light incident on the hologram optical element 104 must be parallel light, and the interference fringe recorded on the hologram optical element 104 Can be normally performed. Accordingly, the present invention refracts the light incident on the hologram diffraction grating 104 through the refraction grating 102 into parallel light.

이와 같이 본 발명은 점광원(100)으로부터의 광을 굴절 격자(102)를 통해 미리 정해둔 출사영역에 대해 고른 배광특성을 가지는 평행광으로 변경하고, 그 광을 홀로그램 회절격자(104)를 통해 회절시켜 확산시킴으로써, 미리 정해둔 출사영역에 대해 균일한 분포를 가지는 광을 출사할 수 있게 한다.
As described above, according to the present invention, light from the point light source 100 is changed to parallel light having a uniform light distribution characteristic with respect to an emission region predetermined through the refraction grating 102, and the light is transmitted through the hologram diffraction grating 104 Diffracted and diffused, whereby light having a uniform distribution can be emitted to a predetermined outgoing region.

<제1실시예-굴절격자의 입사면 형상결정과정>&Lt; First Embodiment-Process of Determining Incident Plane Shape of Refraction Grating &

상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 굴절격자(102)의 제조를 위해 굴절격자(102)의 입사면의 형상을 결정하는 과정을 설명한다.A process of determining the shape of the incident surface of the refraction grating 102 for manufacturing the refraction grating 102 according to the first preferred embodiment of the present invention will be described.

도 2는 상기 굴절격자(102)에 의한 굴절과정을 도시한 것으로, 상기 굴절격자(102)는 점광원으로부터의 광을 입사받아 굴절시켜 미리 정해둔 출사영역으로 광축과 평행한 평행광을 출사한다. 상기 굴절격자(102)는 광 입사면의 형상은 점광원(100)의 배광특성에 따라 입사되는 광을 광축과 평행한 평행광으로 출사하도록 정해진다. 그리고 상기 굴절격자(102)의 광 출사면은 평면으로 광 입사면을 통해 평행광으로 굴절된 광이 그대로 출사되게 한다.
2 illustrates a refraction process by the refraction grating 102. The refraction grating 102 receives light from a point light source and refracts the light to emit parallel light parallel to the optical axis to a predetermined outgoing area . The shape of the light incidence surface of the refraction grating 102 is determined so that light incident on the point light source 100 is emitted as parallel light parallel to the optical axis. The light exit surface of the refraction grating 102 causes the light refracted in parallel as a plane through the light incident surface to exit as it is.

이러한 굴절격자(102)의 입사면 형상 결정과정을 도 3을 참조하여 설명한다. The process of determining the shape of the incidence surface of the refraction grating 102 will be described with reference to FIG.

상기한 입사면 형상 결정과정은 컴퓨팅 시스템에 설치된 입사면 형상 결정을 위한 프로그램을 통해 수행될 수 있다. The incident surface shape determination process may be performed through a program for determining an incident surface shape installed in a computing system.

상기 컴퓨팅 시스템은 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 굴절격자(102)의 입사면 형상의 결정을 요구하면(400단계), 굴절격자(102)의 입사면으로 입사되는 점광원(100)으로부터의 광의 입사각들 중 어느 하나를 선택한다(404단계). 상기 입사각들은 미리 정해진 각도단위로 이격되게 결정된다. 상기 광의 입사각은 광원의 중점으로부터 가장자리로 벌어지는 각도이다. When the user requests the determination of the shape of the incidence surface of the refraction grating 102 through the user interface in operation 400, the computing system determines the incidence angles of the light from the point light source 100 incident on the incidence surface of the refraction grating 102 (Step 404). The incident angles are determined to be spaced apart from each other by a predetermined angle unit. The incident angle of light is an angle spreading from the center of the light source to the edge.

상기 선택된 입사각으로 입사되는 점광원(100)의 배광정보에 따른 광을 광축에 평행인 평행광으로 굴절시켜 출사하기 위한 입사면의 기울기 및 입사면의 좌표를 산출한다(406단계). 여기서 상기 점광원의 배광정보는 메모리부에 미리 저장된다. In step 406, the inclination of the incident surface and the coordinates of the incident surface for refracting the light according to the light distribution information of the point light source 100 incident at the selected incident angle as parallel rays parallel to the optical axis are calculated. Here, the light distribution information of the point light source is stored in advance in the memory unit.

상기 입사각들에 대한 기울기 및 좌표의 산출이 완료되면(408단계), 상기 컴퓨팅 시스템은 굴절격자(102)의 입사면을 구성하는 좌표들과 각 좌표들에서의 기울기에 따른 선을 그리고, 그 선들을 연결하여 굴절격자(102)의 입사면의 형상을 결정한다(410단계).
When the computation of the inclination and the coordinates of the incident angles is completed (Step 408), the computing system calculates the coordinates of the incidence plane of the refraction grating 102 and a line corresponding to the slope at each of the coordinates, The shape of the incident surface of the refraction grating 102 is determined (step 410).

여기서, 상기한 입사면의 곡률 산출과정을 좀더 상세히 설명한다. Here, the curvature calculation process of the incident surface will be described in more detail.

도 4의 (a)는 점광원 배광정보에 따른 입사광의 광도분포함수와 광축에 평행한 출사광의 광도분포함수를 도시한 것이다. 상기 입사광의 광도분포함수는 f(θ)이고 최대 반치각은 Ψ이라 한다. 그리고 상기 출사광의 광도분포함수는 g(r)이라 한다. 그리고 굴절렌즈(102)의 입사면은 기울기 시트라 칭하며, 기울기 시트의 기울기 m은 tanΦ라 한다. 4 (a) shows the luminous intensity distribution function of the incident light according to the point light source distribution information and the luminous intensity distribution function of the outgoing light parallel to the optical axis. The luminous intensity distribution function of the incident light is f (&amp;thetas;) and the maximum half angle is?. And the luminous intensity distribution function of the outgoing light is g (r). The incident surface of the refracting lens 102 is called a tilt sheet, and the tilt m of the tilt sheet is tan.

상기 입사광의 광도분포함수 f(θ)는 점광원 제조자 또는 실험을 통해 획득될 수 있으며, 도 4의 (b)는 상기 입사광의 광도분포함수 f(θ)에 따른 입력광을 도시한 것이고, 도 4의 (c)는 원하는 출사광의 광도분포함수 g(r)에 따른 출사광의 형태이다. 4 (b) shows input light according to the luminous intensity distribution function f (?) Of the incident light, and Fig. 4 (b) 4 (c) shows the shape of the outgoing light according to the luminous intensity distribution function g (r) of the desired outgoing light.

상기 기울기 시트에 입사된 총광원을 g(r)의 형태로 출사시키기 위해서는 수학식 1이 성립하여야 한다. In order to output the total light source incident on the tilt sheet in the form of g (r), Equation (1) must be satisfied.

Figure 112012103264171-pat00001
Figure 112012103264171-pat00001

상기 수학식 1에 따라 임의의 α에 대한 x를 구할 수 있으며, α가 0에서 Ψ까지 커짐에 따라, x도 0에서 R=htanΨ까지 커지며, 상기 α와 x는 일대일 대응한다. According to Equation (1), x for an arbitrary a can be obtained, and as? Increases from 0 to?, X also increases from 0 to R = htanΨ, and a and x correspond one to one.

이에 따라 수학식 2가 성립된다. Accordingly, equation (2) is established.

Figure 112012103264171-pat00002
Figure 112012103264171-pat00002

이에 임의의 α와 x에 대해 도 5에 도시한 바와 같이 스넬의 법칙을 적용하면, 수학식 3과 같이 임의의 a에 대한 기울기의 각도를 산출한다. If the Snell's law is applied to arbitrary a and x as shown in Fig. 5, the angle of inclination with respect to an arbitrary a is calculated as shown in Equation (3).

Figure 112012103264171-pat00003
Figure 112012103264171-pat00003

상기 수학식 3에서 n1은 공기의 굴절율이고 n2는 굴절렌즈의 굴절율이고, Φ는 임의의 a에 대한 기울기의 각도이다. In Equation (3), n 1 is the refractive index of air, n 2 is the refractive index of the refractive lens, and Φ is the angle of the slope with respect to any a.

여기서, 상기 α와 x가 일대일 대응이고 Φ는 α에 대한 함수(0<α<π/2)이므로, α와 Φ도 일대일 대응이다. Here, since α and x correspond one to one and Φ is a function for α (0 <α <π / 2), α and Φ also correspond one-to-one.

이에 따라 xn의 좌표정보를 길이방향으로는 원점으로 정의하면 반경이 R이므로 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. Accordingly, if the coordinate information of x n is defined as the origin in the longitudinal direction, the radius is R, so that it can be expressed as shown in Equation (4) as shown in FIG. 6A.

Figure 112012103264171-pat00004
Figure 112012103264171-pat00004

나머지 좌표정보는 수학식 5에 의해 산출된다. The remaining coordinate information is calculated by Equation (5).

Figure 112012103264171-pat00005
Figure 112012103264171-pat00005

도 6의 (b)는 수학식 4에 따라 산출된 입사면들을 구성하는 지점들의 좌표들과, 각 좌표들에서의 기울기를 구하여 서로 연결하여 굴절렌즈(102)의 입사면의 형상을 완성하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
6 (b) is a process of obtaining the coordinates of the points constituting the incidence planes calculated according to Equation (4) and the inclination in each coordinate and connecting them to each other to complete the shape of the incidence plane of the refraction lens 102 As shown in FIG.

<홀로그램 광학소자의 제조과정>&Lt; Manufacturing process of holographic optical element &

상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 홀로그램 광학소자(104)의 제조과정을 설명한다. A manufacturing process of the hologram optical element 104 according to the first preferred embodiment of the present invention will be described.

홀로그램은 1948년 데니스 거버(Dennis Gabor)가 제안한 물체의 깊이 정보를 포함한 3차원 영상정보를 빛의 간섭현상을 이용해 추출과 기록, 복원할 수 있는 기술이다. 디지털 홀로그래피가 아닌 실제 필름에 정보를 기록하는 광학 홀로그램은 레이저 및 홀로그램 필름, 광학기기, 진동을 최소화 할 수 있는 광학 테이블이 필수적이다. 그리고 포토폴리머 필름이 레이저외 다른 광에 노출되지 않도록 할 수 있는 암실 환경이 필수적이다. Hologram is a technology that can extract, record, and reconstruct 3D image information including depth information of object proposed by Dennis Gabor in 1948 using light interference phenomenon. Optical holograms that record information on actual film rather than digital holography are essential for laser and holographic films, optical instruments, and optical tables that minimize vibration. And a dark room environment in which the photopolymer film can be prevented from being exposed to other light than the laser is essential.

투과형 홀로그램을 기록하기 위해서는 참조빔(reference beam)과 기록빔(object beam)이 매질인 포토폴리머의 같은 방향으로 입사시키며, 이를 도시한 것이 도 7이다. In order to record a transmissive hologram, a reference beam and an object beam are incident on the same direction of a photopolymer as a medium, as shown in FIG.

먼저 도 7의 (a)는 참조빔과 오브젝트빔이 포토폴리머 필름의 수직한 방향으로 동일한 축상으로 입사하는 온-액시스(on-axis) 기록 방법을 도시한 것이다. 그리고 도 7의 (b)는 참조빔과 기록빔이 동일한 축이 아닌 서로 같거나 다른 각도를 가지고 입사하는 오프-액시스(off-axis) 기록 방법을 도시한 것이다. 7 (a) shows an on-axis recording method in which a reference beam and an object beam are incident on the same axis in the vertical direction of the photopolymer film. And Fig. 7 (b) shows an off-axis recording method in which the reference beam and the recording beam are incident on the same axis but not at the same axis or at different angles.

본 발명에 따른 점광원을 위한 확산을 위한 홀로그래픽 확산소자(HOE)로 사용하기 위해서는 오프-액시스(off-axis) 기록보다는 온-액시스(on-axis)기록이 적합하다.
On-axis recording rather than off-axis recording is suitable for use as a holographic diffuser (HOE) for diffusion for point light sources according to the present invention.

상기 온-액시스 방식에 따라 포토폴리머 필름에 회절패턴을 기록하여 홀로그램 광학소자를 제조하는 장치의 구성 및 동작을 도 8을 참조하여 설명한다. The construction and operation of an apparatus for manufacturing a hologram optical element by recording a diffraction pattern on a photopolymer film according to the on-axis method will be described with reference to FIG.

상기 홀로그램 광학소자 제조장치는 He-Ne 레이저(200)와 제1 내지 제3미러(202,206,212)와 제1 및 제2빔 스플리터(204,216)와 제1 및 제2빔 확장기(208,214)와 볼록렌즈(210)로 구성된다. The hologram optical element manufacturing apparatus includes a He-Ne laser 200, first through third mirrors 202, 206 and 212, first and second beam splitters 204 and 216, first and second beam expanders 208 and 214, 210).

상기 He-Ne 레이저(200)는 632.8nm의 파장대역 레이저를 생성하여 출사한다. The He-Ne laser 200 generates and emits a wavelength band laser of 632.8 nm.

상기 제1미러(202)는 He-Ne 레이저(200)가 출사하는 레이저를 반사시켜 제1빔 스플리터(204)로 전달한다. The first mirror 202 reflects a laser beam emitted from the He-Ne laser 200 and transmits the reflected laser beam to the first beam splitter 204.

상기 제1빔 스플리터(204)는 상기 레이저를 두개로 분할하고, 분할된 하나의 레이저는 제2미러(206)로 전달하고 다른 하나는 제3미러(212)로 전달한다. The first beam splitter 204 divides the laser into two laser beams, and the divided laser beam is transmitted to the second mirror 206 and the other laser beam is transmitted to the third mirror 212.

상기 제2미러(206)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 반사시켜 제1빔 확장기(208)로 제공한다. The second mirror 206 reflects the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the first beam expander 208.

상기 제1빔 확장기(208)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 확장시킨 후에 볼록렌즈(210)로 제공한다. The first beam expander 208 expands the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides the expanded laser beam to the convex lens 210.

상기 볼록렌즈(210)는 상기 제1빔 확장기(208)가 제공하는 레이저를 모았다가 다시 퍼트려 기록빔을 형성하고, 상기 기록빔을 제2빔 스플리터(216)를 통해 포토폴리머 필름(218)으로 조사한다. The convex lens 210 collects and re-spreads the laser provided by the first beam expander 208 to form a recording beam and transmits the recording beam to the photopolymer film 218 through the second beam splitter 216 Investigate.

그리고 상기 제3미러(212)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 반사시켜 제2빔 확장기(214)로 제공한다.The third mirror 212 reflects the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the second beam expander 214.

상기 제2빔 확장기(214)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 확장시킨 후에 제2빔 스플리터(216)로 제공한다. The second beam expander 214 expands the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the second beam splitter 216.

상기 제2빔 스플리터(216)는 상기 제2빔 확장기(214)로부터의 레이저를 반사시켜 상기 포토폴리머 필름(218)으로 제공하며, 이 포토폴리머 필름(218)으로 제공되는 확장된 레이저가 참조빔이 된다. 또한 상기 제2빔 스플리터(216)는 상기 볼록렌즈(210)가 제공하는 광은 통과시켜 상기 포토폴리머 필름(218)으로 제공한다. The second beam splitter 216 reflects the laser from the second beam expander 214 and provides it to the photopolymer film 218, and the extended laser, which is provided to the photopolymer film 218, . The second beam splitter 216 passes the light provided by the convex lens 210 to the photopolymer film 218.

상기 포토폴리머 필름(218)으로 제공되는 참조빔과 기록빔은 간섭현상을 일으키며, 상기 포토폴리머 필름(218)에는 상기 간섭현상이 일어난 참조빔과 기록빔에 의해 간섭무늬인 회절패턴이 형성된다. 이 회절패턴이 형성된 포토폴리머 필름(218)이 본 발명에 따른 홀로그램 광학소자(104)이다.
The reference beam and the recording beam provided to the photopolymer film 218 cause an interference phenomenon, and a diffraction pattern, which is an interference pattern, is formed in the photopolymer film 218 by the reference beam and the recording beam in which the interference phenomenon occurs. The photopolymer film 218 on which the diffraction pattern is formed is the hologram optical element 104 according to the present invention.

<제2실시예>&Lt; Embodiment 2 >

이제 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따라 평판형 홀로그램 광학소자를 이용하여 점광원으로부터의 광을 확산하는 방법에 대해 설명한다. Now, a method of diffusing light from a point light source using a planar hologram optical element according to a second preferred embodiment of the present invention will be described.

도 9의 (a)는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 점광원을 위한 확산기의 구조를 도시한 것이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 바람직한 제2실시에에 따른 점광원을 위한 확산기에 의한 투과결과를 도시한 것이다. 그리고 구면좌표에서의 투과 배광을 도시한 것이 도 10이다. 9 (a) shows a structure of a diffuser for a point light source according to a second preferred embodiment of the present invention, and FIG. 9 (b) shows a diffuser for a point light source according to a second preferred embodiment of the present invention And the result of transmission by the diffuser is shown. FIG. 10 shows transmission light distribution in spherical coordinates.

상기 점광원을 위한 확산기는 홀로그램 광학소자(302)로 구성된다. The diffuser for the point light source is composed of a hologram optical element 302.

상기 홀로그램 광학소자(302)는 상기 점광원(300)으로부터의 광을 입사받아 회절시켜 미리 정해둔 출사영역으로 고르게 배광시켜 출사한다. 특히 상기 점광원(300)으로부터의 광은 중심부분에 대해 집중되는 배광특성을 가지나, 상기 홀로그램 광학소자(302)가 회절시켜 출사하는 광은 미리 정해둔 출사영역에 대해 고르게 배광특성을 가진다. The hologram optical element 302 receives light from the point light source 300, diffracts the light, and distributes the light evenly to a predetermined exit area. Particularly, the light from the point light source 300 has the light distribution characteristic concentrated on the center portion, but the light emitted from the diffraction of the hologram optical element 302 has the light distribution characteristic evenly with respect to the predetermined outgoing light region.

상기한 바와 같이 하나의 홀로그램 광학소자(302)의 제작시에는 포토폴리머 필름(218)에 레이저를 조사하여 간섭무늬를 형성한다. 이에따라 평행광인 레이저를 그대로 사용하면 점광원의 배광특성에 부합되는 회절을 야기할 수 없다. As described above, when manufacturing one hologram optical element 302, a laser beam is irradiated to the photopolymer film 218 to form an interference fringe. Accordingly, if the laser beam is used as it is, the diffraction can not be caused in accordance with the light distribution characteristics of the point light source.

이에따라 본 발명은 평행광인 레이저를 점광원의 배광특성에 부합되게 변환한 후에, 그 점광원의 배광특성을 추종하는 레이저를 이용하여 홀로그램 광학소자(302)를 제작한다.
Accordingly, in the present invention, after converting the laser, which is parallel light, into the light distribution characteristic of the point light source, the hologram optical element 302 is manufactured by using a laser that follows the light distribution characteristic of the point light source.

<굴절격자의 구조><Structure of Refraction Grating>

상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따라 평행광인 레이저를 점광원의 배광특성에 부합되게 변환하기 위한 굴절격자를 도시한 것이 도 11이다.FIG. 11 shows a refraction grating for converting a laser, which is parallel light, according to the second preferred embodiment of the present invention in accordance with the light distribution characteristics of a point light source.

상기 도 11을 참조하면, 상기 굴절격자(400)는 빔 확장기에 의해 확장된 레이저 빔을 제공받아 굴절시켜 점광원의 배광특성에 부합되게 변환하여 출사한다. 상기 굴절격자(400)의 광 입사면의 형상은 평면으로 광 입사면을 통해 평행된 레이저 빔이 그대로 입사되게 한다. 그리고 상기 굴절격자(400)의 광 출사면은 확장된 레이저 빔을 점광원의 배광특성에 부합되게 굴절하여 출사하도록 정해진다.
Referring to FIG. 11, the refraction grating 400 receives a laser beam expanded by a beam expander, refracts the laser beam, and converts the refracted laser beam to match the light distribution characteristics of the point light source. The shape of the light incident surface of the refraction grating 400 allows the laser beam parallel to the plane of the light incident surface to be incident as it is. The light exit surface of the refraction grating 400 is designed to refract and expose the expanded laser beam in accordance with the light distribution characteristics of the point light source.

이러한 굴절격자(400)의 출사면 형상 결정과정을 도 12를 참조하여 설명한다. The outgoing surface shape determination process of the refraction grating 400 will be described with reference to FIG.

상기한 굴절격자(400)의 출사면 형상 결정과정은 컴퓨팅 시스템에 설치된 입사면 형상 결정을 위한 프로그램을 통해 수행될 수 있다. The outgoing surface shape determination process of the refraction grating 400 may be performed through a program for determining the shape of an incident surface provided in the computing system.

상기 컴퓨팅 시스템은 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 굴절격자(400)의 입사면 형상의 결정을 요구하면(600단계), 굴절격자(400)로 입사되는 평행광의 입사위치들 중 어느 하나를 선택한다(604단계). 상기 입사위치들은 광의 중점을 중심으로 소정 거리단위로 이격되게 결정된다.If the user requests the determination of the shape of the incidence surface of the refraction grating 400 through the user interface in operation 600, the computing system selects one of the incidence positions of the parallel light incident on the refraction grating 400 step). The incident positions are determined to be spaced apart from each other by a predetermined distance around the center of the light.

상기 선택된 입사위치로 입사되는 평행광을 점광원의 배광특성에 따른 광으로 굴절시켜 출사하기 위한 출사면의 기울기 및 출사면의 좌표를 산출한다(606단계). 여기서 상기 점광원의 배광정보는 메모리부에 미리 저장된다. In step 606, the tilt of the exit surface and the coordinates of the exit surface for refracting and emitting the parallel light entering the selected incident position into the light according to the light distribution characteristic of the point light source are calculated. Here, the light distribution information of the point light source is stored in advance in the memory unit.

상기 입사위치들에 대한 기울기 및 좌표의 산출이 완료되면(608단계), 상기 컴퓨팅 시스템은 굴절격자(400)의 출사면을 구성하는 좌표들과 각 좌표들에서의 기울기에 따른 선을 그리고, 그 선들을 연결하여 굴절격자(400)의 출사면의 형상을 결정한다(610단계).
When the computation of the inclination and the coordinates for the incident positions is completed (step 608), the computing system generates a line corresponding to the slopes of the coordinates and the coordinates making up the exit surface of the refraction grating 400, The shapes of the exit surface of the refraction grating 400 are determined by connecting the lines (Step 610).

여기서, 상기한 출사면의 형상을 결정하는 과정을 좀더 상세히 설명한다. Here, the process of determining the shape of the exit surface will be described in more detail.

도 13의 (a)는 평행광인 입사광의 배광정보에 따른 광도분포함수와 점광원의 배광정보에 따른 광도분포함수를 도시한 것이다. 상기 평행광인 입사광의 광도분포함수는 f(x)이고, 상기 점광원의 배광정보에 따른 광도분포함수는 g(θ)이고 최대 반치각은 Ψ이다. 그리고 굴절렌즈(400)의 출사면은 기울기 시트라 칭하며, 기울기 시트의 기울기 m은 tanΦ라 한다. 13 (a) shows the luminous intensity distribution function according to the luminous intensity distribution function according to the luminous intensity distribution information of the incident light, which is parallel light, and the luminous intensity distribution information of the point light source. The luminous intensity distribution function of the incident light as the parallel light is f (x), the luminous intensity distribution function according to the light distribution information of the point light source is g (?), And the maximum half value angle is?. The exit surface of the refractive lens 400 is referred to as a tilt sheet, and the tilt m of the tilt sheet is referred to as tan.

상기 입사광의 광도분포함수 f(x)는 평행광으로 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이 모델링될 수 있으며, 상기 출사광의 광도분포함수 g(θ)는 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 모델링될 수 있다. 상기 출사광의 광도분포함수 g(θ)는 점광원 제조자 또는 실험을 통해 획득된 배광정보에 따른다. The luminous intensity distribution function f (x) of the incident light can be modeled as parallel light as shown in FIG. 13 (a), and the luminous intensity distribution function g (?) Of the emergent light can be modeled as shown in FIG. 13 Lt; / RTI &gt; The luminous intensity distribution function g (?) Of the outgoing light depends on the light distribution information obtained through the point light source manufacturer or the experiment.

상기 기울기 시트에 입사된 총광원을 g(θ)의 형태로 출사시키기 위해서는 수학식 6이 성립하여야 한다. In order to output the total light source incident on the tilt sheet in the form of g (?), Equation (6) must be satisfied.

Figure 112012103264171-pat00006
Figure 112012103264171-pat00006

상기 수학식 6에 따라 임의의 x에 대한 α를 구할 수 있으며, x가 0에서 R로커짐에 따라, α도 0에서 Ψ까지 커지며, 상기 x와 α는 일대일 대응한다. According to Equation (6),? May be obtained for an arbitrary x, and? Increases from 0 to? According to the R locking of x at 0, and x and? Correspond one to one.

이에 따라 수학식 7이 성립된다. Accordingly, equation (7) is established.

Figure 112012103264171-pat00007
Figure 112012103264171-pat00007

이에 임의의 α와 x에 대해 도 14에 도시한 바와 같이 스넬의 법칙을 적용하면, 수학식 8과 같이 임의의 x에 대한 굴절각을 산출한다. If the Snell's law is applied to arbitrary a and x as shown in Fig. 14, the refraction angle for any x is calculated as shown in equation (8).

Figure 112012103264171-pat00008
Figure 112012103264171-pat00008

Figure 112012103264171-pat00009
Figure 112012103264171-pat00009

상기 수학식 8에서 n1은 공기의 굴절율이고 n2는 굴절렌즈의 굴절율이고, Φ는 임의의 a에 대한 기울기의 각도이다. In Equation (8), n 1 is the refractive index of air, n 2 is the refractive index of the refractive lens, and Φ is the angle of the slope with respect to any a.

여기서, 상기 α와 x가 일대일 대응이고 Φ는 α에 대한 함수(0<α<π/2)이므로, x와 Φ도 일대일 대응하며, 이를 나타낸 것이 수학식 9이다. Here, since? And x correspond one-to-one and? Is a function for? (0 <? <? / 2), x and? Correspond to each other one by one.

Figure 112012103264171-pat00010
Figure 112012103264171-pat00010

상기 수학식 9는 광축을 중심으로 미리 정해둔 거리 단위로 결정된 임의의 위치들인 x1~xn 각각에 대응되는 기울기의 각도 Φ1~Φn을 나타낸다.Equation (9) represents the angles? 1 to? N of the slopes corresponding to the respective arbitrary positions x 1 to x n determined in units of distances determined in advance on the optical axis.

이와 같이 임의의 위치에서의 기울기를 알고 있으므로 입사되는 광에 대해 원하는 출력 배광을 위한 좌표 데이터는 수학식 10에 따라 산출된다. Since the slope at an arbitrary position is known in this way, the coordinate data for the desired output light distribution with respect to the incident light is calculated according to Equation (10).

상기 수학식 10에 따른 좌표 데이터를 도시한 것이 도 15이다. FIG. 15 shows the coordinate data according to Equation (10).

Figure 112012103264171-pat00011
Figure 112012103264171-pat00011

상기 도 15는 수학식 10에 따라 산출된 출사면들을 구성하는 지점들의 좌표들과, 각 좌표들에서의 기울기를 구하여 서로 연결하여 굴절렌즈(400)의 출사면의 형상을 완성하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
FIG. 15 schematically shows a process of obtaining the coordinates of the points constituting the exit surfaces calculated according to Equation (10) and the slopes at the respective coordinates and connecting them to each other to complete the shape of the exit surface of the refracting lens 400 Respectively.

<홀로그램 광학소자의 제조과정>&Lt; Manufacturing process of holographic optical element &

상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 홀로그램 광학소자(302)의 제조장치의 구성 및 동작을 도 16을 참조하여 설명한다. The construction and operation of the apparatus for manufacturing the hologram optical element 302 according to the second preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

상기 홀로그램 광학소자 제조장치는 He-Ne 레이저(200)와 제1 내지 제3미러(202,206,212)와 제1 및 제2빔 스플리터(204,216)와 제1 및 제2빔 확장기(208,214)와 볼록렌즈(210)와 굴절격자(400)로 구성된다. The hologram optical element manufacturing apparatus includes a He-Ne laser 200, first through third mirrors 202, 206 and 212, first and second beam splitters 204 and 216, first and second beam expanders 208 and 214, 210 and a refraction grating 400.

상기 He-Ne 레이저(200)는 632.8nm의 파장대역 레이저를 생성하여 출사한다. The He-Ne laser 200 generates and emits a wavelength band laser of 632.8 nm.

상기 제1미러(202)는 He-Ne 레이저(200)가 출사하는 레이저를 반사시켜 제1빔 스플리터(204)로 전달한다. The first mirror 202 reflects a laser beam emitted from the He-Ne laser 200 and transmits the reflected laser beam to the first beam splitter 204.

상기 제1빔 스플리터(204)는 상기 레이저를 두개로 분할하고, 분할된 하나의 레이저는 제2미러(206)로 전달하고 다른 하나는 제3미러(212)로 전달한다. The first beam splitter 204 divides the laser into two laser beams, and the divided laser beam is transmitted to the second mirror 206 and the other laser beam is transmitted to the third mirror 212.

상기 제2미러(206)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 반사시켜 제1빔 확장기(208)로 제공한다. The second mirror 206 reflects the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the first beam expander 208.

상기 제1빔 확장기(208)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 확장시킨 후에 볼록렌즈(210)로 제공한다. The first beam expander 208 expands the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides the expanded laser beam to the convex lens 210.

상기 볼록렌즈(210)는 상기 제1빔 확장기(208)가 제공하는 레이저를 모았다가 다시 퍼트려 기록빔을 형성하고, 상기 기록빔을 제2빔 스플리터(216)를 통해 포토폴리머 필름(218)으로 조사한다. The convex lens 210 collects and re-spreads the laser provided by the first beam expander 208 to form a recording beam and transmits the recording beam to the photopolymer film 218 through the second beam splitter 216 Investigate.

그리고 상기 제3미러(212)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 반사시켜 제2빔 확장기(214)로 제공한다.The third mirror 212 reflects the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the second beam expander 214.

상기 제2빔 확장기(214)는 상기 제1빔 스플리터(204)가 제공하는 레이저를 확장시킨 후에 제2빔 스플리터(216)로 제공한다. The second beam expander 214 expands the laser beam provided by the first beam splitter 204 and provides it to the second beam splitter 216.

상기 제2빔 스플리터(216)는 상기 제2빔 확장기(214)로부터의 레이저를 반사하여 상기 굴절격자(400)로 제공하며, 이 포토폴리머 필름(218)으로 제공되는 확장된 레이저가 참조빔이 된다. 또한 상기 제2빔 스플리터(216)는 상기 볼록렌즈(210)가 제공하는 광은 통과시켜 상기 굴절격자(400)로 제공한다. The second beam splitter 216 reflects the laser beam from the second beam expander 214 and provides the laser beam to the refraction grating 400. When the extended laser beam provided by the photopolymer film 218 is a reference beam do. The second beam splitter 216 passes the light provided by the convex lens 210 and provides the light to the refraction grating 400.

상기 굴절격자(400)는 평행광인 레이저 빔을 점광원의 배광특성에 부합되는 광으로 변경하여 상기 포토폴리머 필름(218)으로 제공한다. The refraction grating 400 converts the laser beam, which is parallel light, into light corresponding to the light distribution characteristic of the point light source and provides the light to the photopolymer film 218.

상기 포토폴리머 필름(218)으로 제공되는 상기 점광원의 배광특성에 부합되는 참조빔과 기록빔은 간섭현상을 일으키며, 상기 포토폴리머 필름(218)에는 상기 간섭현상이 일어난 참조빔과 기록빔에 의해 간섭무늬가 형성된다. 이 간섭무늬가 형성된 포토폴리머 필름(218)이 본 발명에 따른 홀로그램 광학소자(302)이다.
The reference beam and the recording beam corresponding to the light distribution characteristics of the point light source provided in the photopolymer film 218 cause an interference phenomenon, and the photopolymer film 218 is irradiated with the reference beam and the recording beam An interference fringe is formed. The photopolymer film 218 on which the interference fringes are formed is the hologram optical element 302 according to the present invention.

<제3실시예>&Lt; Third Embodiment >

본 발명에 따르는 홀로그램 광학소자로는 평판 형태만 개시하였으나, 상기 홀로그램 광학소자는 도 17에 도시한 바와 같이 반구형으로 제작될 수도 있다. Although the hologram optical element according to the present invention has been described in the form of a flat plate, the hologram optical element may also be formed in a hemispherical shape as shown in FIG.

이와 같이 반구형으로 제작되는 경우에는 레이저 빔을 점광원의 배광특성에 부합되게 변경하는 굴절격자가 요구된다. In the case of such a hemispherical shape, a refractive grating is required which changes the laser beam in accordance with the light distribution characteristics of the point light source.

상기한 바와 같이 반구형으로 홀로그램 광학소자를 제작하는 경우에는 도 17에 도시한 바와 같이 광 출사면의 후면으로도 광이 배광되어 고객의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
In the case of manufacturing the hologram optical element in a hemispherical shape as described above, light is also radiated to the rear surface of the light output surface as shown in FIG. 17, thereby satisfying various needs of the customer.

100 : 점광원
102 : 굴절격자
104 : 홀로그램 광학소자100: point light source
102: refraction grating
104: Hologram optical element

Claims (14)

점광원용 홀로그램 확산기에 있어서,
점광원으로부터의 광을 제공받아 광축에 평행인 평행광으로 변경하는 굴절렌즈;
상기 굴절렌즈가 출사하는 평행광을 입사받아 회절시켜 확산하는 홀로그램 광학소자;를 구비하며,
상기 굴절렌즈의 입사면은 점광원으로부터의 광을 평행광으로 굴절하는 형상을 가지고, 출사면은 평면임을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기. In the hologram diffuser for a point light source,
A refractive lens provided with light from a point light source and changing into parallel light parallel to the optical axis;
And a hologram optical element for diffracting and diffusing parallel light emitted from the refractive lens,
Wherein an incidence surface of the refraction lens has a shape refracting light from a point light source into parallel light and an exit surface is a plane. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 굴절렌즈의 입사면은,
굴절격자로의 점광원의 광의 입사각들 각각에 대해,
평행광으로 굴절하기 위한 기울기 및 좌표정보를 생성하고,
각 좌표정보에서 해당 기울기에 따른 선을 그은 것을 연결하여 형성한 것임을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기. The method according to claim 1,
Wherein the incidence surface of the refraction lens
For each incident angle of light of the point source to the refraction grating,
Generates tilt and coordinate information for refracting with parallel light,
Wherein the hologram diffuser for point light sources is formed by connecting lines drawn along the slope in each coordinate information. 제3항에 있어서,
상기 기울기는 수학식 11에 따라 산출되고,
상기 좌표정보는 수학식 12에 따라 산출됨을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기.
수학식 11
Figure 112014052126634-pat00012

Figure 112014052126634-pat00013

Figure 112014052126634-pat00014

상기 수학식 11에서 f(θ)는 입사광의 광도분포함수이고, Ψ는 최대 반치각이고, g(r)는 출사광의 광도분포함수이고, 기울기 m은 tanΦ이고, n1은 공기의 굴절율이고 n2는 굴절렌즈의 굴절율이고, Φ는 임의의 a에 대한 기울기의 각도임.
수학식 12
Figure 112014052126634-pat00015

Figure 112014052126634-pat00016

상기 수학식 12는 좌표정보임. The method of claim 3,
The slope is calculated according to Equation (11)
Wherein the coordinate information is calculated according to Equation (12).
Equation 11
Figure 112014052126634-pat00012

Figure 112014052126634-pat00013

Figure 112014052126634-pat00014

Wherein g (r) is the luminous intensity distribution function of the outgoing light, the slope m is tan?, N 1 is the refractive index of the air, and n (n) is the refractive index of the incident light. 2 is the refractive index of the refracting lens, and [phi] is the angle of the tilt with respect to any a.
Equation 12
Figure 112014052126634-pat00015

Figure 112014052126634-pat00016

Equation (12) is coordinate information. 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법에 있어서,
점광원으로부터의 광을 제공받아 광축에 평행인 평행광으로 변경하는 굴절렌즈의 광 입사면과 광 출사면을 결정하여 굴절렌즈를 제조하는 단계;
평행광을 입사받아 회절시켜 확산하는 홀로그램 광학소자을 제조하는 단계;를 구비하며,
상기 굴절렌즈의 입사면은 점광원으로부터의 광을 평행광으로 굴절하는 형상을 가지고, 출사면은 평면임을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법. A hologram diffuser manufacturing method for a point light source,
Determining a light entrance surface and a light exit surface of a refraction lens that receives light from a point light source and converts the light into parallel light parallel to the optical axis, thereby manufacturing a refraction lens;
And a hologram optical element for diffracting and diffracting parallel light incident thereon,
Wherein the incidence surface of the refraction lens has a shape refracting light from the point light source into parallel light and the exit surface is planar. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 굴절렌즈의 입사면은,
굴절격자로의 점광원의 광의 입사각들 각각에 대해,
평행광으로 굴절하기 위한 기울기 및 좌표정보를 생성하고,
각 좌표정보에서 해당 기울기에 따른 선을 그은 것을 연결하여 형성한 것임을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법. 6. The method of claim 5,
Wherein the incidence surface of the refraction lens
For each incident angle of light of the point source to the refraction grating,
Generates tilt and coordinate information for refracting with parallel light,
Wherein the coordinate information is formed by connecting lines drawn along the slope of the coordinate information. 제7항에 있어서,
상기 기울기는 수학식 13에 따라 산출되고,
상기 좌표정보는 수학식 14에 따라 산출됨을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법.
수학식 13
Figure 112014052126634-pat00017


Figure 112014052126634-pat00018

Figure 112014052126634-pat00019

상기 수학식 13에서 f(θ)는 입사광의 광도분포함수이고, Ψ는 최대 반치각이고, g(r)는 출사광의 광도분포함수이고, 기울기 m은 tanΦ이고, n1은 공기의 굴절율이고 n2는 굴절렌즈의 굴절율이고, Φ는 임의의 a에 대한 기울기의 각도임.
수학식 14
Figure 112014052126634-pat00020

Figure 112014052126634-pat00021

상기 수학식 14는 좌표정보임. 8. The method of claim 7,
The slope is calculated according to Equation (13)
Wherein the coordinate information is calculated according to Equation (14).
Equation 13
Figure 112014052126634-pat00017


Figure 112014052126634-pat00018

Figure 112014052126634-pat00019

Wherein g (r) is the luminous intensity distribution function of the outgoing light, slope m is tan, n 1 is the refractive index of the air, and n (n) is the refractive index of the incident light. 2 is the refractive index of the refracting lens, and [phi] is the angle of the tilt with respect to any a.
Equation 14
Figure 112014052126634-pat00020

Figure 112014052126634-pat00021

Equation (14) is coordinate information. 삭제delete 삭제delete 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법에 있어서,
평행광을 입사받아 점광원으로부터의 광에 따른 배광특성에 따른 광으로 변경하는 굴절렌즈를 제조하는 단계;
상기 굴절렌즈가 출사하는 광을 이용하여, 그 광에 따른 회절패턴을 포토폴리머 필름에 기록하여 홀로그램 광학소자를 제조하는 단계;를 구비하며,
상기 굴절렌즈의 출사면은,
굴절격자로의 평행광의 입사위치들 각각에 대해,
점광원으로부터의 광에 따른 배광특성에 따른 광으로 굴절하기 위한 기울기 및 좌표정보를 생성하고,
각 좌표정보에서 해당 기울기에 따른 선을 그은 것을 연결하여 형성한 것이며,
상기 기울기는 수학식 15에 따라 산출되고,
상기 좌표정보는 수학식 16에 따라 산출됨을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법.
수학식 15
Figure 112014052126634-pat00045

Figure 112014052126634-pat00046

Figure 112014052126634-pat00047

Figure 112014052126634-pat00048

Figure 112014052126634-pat00049

상기 수학식 15에서, f(x)는 평행광인 입사광의 광도분포함수이고, g(θ)는 점광원의 배광정보에 따른 광도분포함수이고, 최대 반치각은 Ψ이고, 기울기 m은 tanΦ이고, 상기 n1은 공기의 굴절율이고 n2는 굴절렌즈의 굴절율이고, Φ는 임의의 a에 대한 기울기의 각도이며, 광축을 중심으로 미리 정해둔 거리 단위로 결정된 임의의 위치들인 x1~xn 각각에 대응되는 기울기 Φ1~Φn을 나타냄.
수학식 16
Figure 112014052126634-pat00050

상기 수학식 16은 출사면의 좌표들임.A hologram diffuser manufacturing method for a point light source,
A step of preparing a refraction lens which receives parallel light and changes the light into light according to light distribution characteristics according to light from a point light source;
And recording the diffraction pattern corresponding to the light on the photopolymer film by using the light emitted from the refraction lens to manufacture the hologram optical element,
Wherein the exit surface of the refracting lens
For each of the incident positions of the parallel light to the refraction grating,
Generates tilt and coordinate information for refracting the light according to the light distribution characteristic according to light from the point light source,
And is formed by connecting lines drawn along the corresponding slopes in each coordinate information,
The slope is calculated according to Equation (15)
Wherein the coordinate information is calculated according to Equation (16).
Equation 15
Figure 112014052126634-pat00045

Figure 112014052126634-pat00046

Figure 112014052126634-pat00047

Figure 112014052126634-pat00048

Figure 112014052126634-pat00049

Is a luminous intensity distribution function of incident light that is parallel light, g (?) Is a luminous intensity distribution function according to the light distribution information of the point light source, the maximum half angle angle is?, The slope m is tan? Where n 1 is the refractive index of air, n 2 is the refractive index of the refractive lens, Φ is the angle of inclination with respect to any a, and x 1 to x n, which are arbitrary positions determined in units of distance predetermined on the optical axis inclination corresponding to the Φ ~ 1 represents the Φ n.
Equation 16
Figure 112014052126634-pat00050

Equation (16) is the coordinates of the emission surface. 제11항에 있어서,
상기 굴절렌즈의 입사면은 평면이며, 출사면은 평행광을 점광원으로부터의 광에 따른 배광특성에 따른 광으로 굴절하는 형상을 가짐을 특징으로 하는 점광원용 홀로그램 확산기 제조방법. 12. The method of claim 11,
Wherein the entrance surface of the refracting lens is flat and the exit surface has a shape refracting the parallel light into light according to light distribution characteristics according to light from the point light source. 삭제delete 삭제delete
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