KR101817417B1 - 레이저 투영 장치 - Google Patents

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KR101817417B1
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김선덕
한영근
황인찬
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

레이저 투영 장치가 제공한다. 상기 레이저 투영 장치는 레이저 빔을 발생시키는 광원, 상기 레이저 빔의 이동 경로로 제공되며 출광면에 요철부가 형성된 코어를 갖는 광 도파로 및 상기 광 도파로를 진동시켜 상기 레이저 빔의 위상을 변조시키는 진동부를 포함함으로써, 스펙클 현상이 억제된 고휘도, 고해상도의 효과를 갖는 레이저 투영 장치를 기대할 수 있다.

Description

레이저 투영 장치{Laser Projection Device}
본 발명은 레이저 투영 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔에 의해 발생하는 스펙클 억제가 가능한 레이저 투영 장치에 관한 것이다.
프로젝션 시스템의 광원으로 레이저 빔을 사용할 경우, 선명한 이미지가 제공되는 장점이 있다. 그러나 스크린 투영 시 발생하는 스펙클 현상에 의해 그 활용에 제약이 발생한다.
스펙클은 스크린과 같은 거친 표면으로부터 간섭성 광이 산란되었을 때, 한정된 구경을 갖는 광도 검출기에 의해 검출된다. 한정된 구경은 검출기의 공간 레졸루션을 정의하고 공간 레졸루션에 의해 정의되는 크기를 갖는 스팟(spot)들의 모자이크로 검출된 이미지를 양자화한다.
스펙클의 발생은 이미지의 선명함을 열화하고 시청자를 불쾌하게 하므로 스펙클 감소가 강하게 요구된다.
종래에 사용되는 스펙클 억제 기술에는 디퓨져를 흔들어 스펙클을 억제하는 방식이 있는데, 이 방식의 경우 광손실이 발생하기 때문에 고휘도가 필요한 영상 장치에는 적합하지 않는 한계가 있다.
한편, PZT와 같은 압전소자 또는 galvomirror를 이용하여 빔을 흔들어 스펙클을 억제하는 방식은 진행하는 광을 평행광으로 만들기가 어려워 LCoS panel과 같은 장치에서 만들어진 영상 정보가 스크린에서 흔들릴 수 있으며 따라서 고해상도를 구현하기가 어려운 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 스펙클이 억제된 고성능의 레이저 투영 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 레이저 투영 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치는 레이저 빔을 발생시키는 광원, 상기 레이저 빔의 이동 경로로 제공되며 출광면에 요철부가 형성된 코어를 갖는 광 도파로 및 상기 광 도파로를 진동시켜 상기 레이저 빔의 위상을 변조시키는 진동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치의 상기 요철부는 상기 출광면을 식각하여 형성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치의 상기 요철부는 상기 출광면의 표면에 미세입자를 증착하여 형성되는 것을 포함하며, 상기 미세입자는 상기 코어의 굴절률과 동일한 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치의 상기 코어는 단일모드 영역과, 상기 출광면이 형성된 다중모드 영역, 그리고 상기 단일모드 영역과 상기 다중모드 영역을 연결하는 확장 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치의 상기 레이저 빔은 파장이 다른 둘 이상의 레이저 빔이 결합된 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투영 장치의 상기 진동부는 톱니기어의 형상을 가짐으로써, 회전기능이 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치는 요철부가 형성된 광 도파로를 진동부에 의해 진동시킴으로써 위상이 변조된 다중 경로의 레이저 빔을 제공하여 스펙클 현상이 방지되는 레이저 투영 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 구성들을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 광 도파로의 길이 방향에 수직인 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1 의 광 도파로 내 코어의 단면부를 나타내는 단면도이다
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 코어의 출광면에 요철부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 1의 코어의 단면부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 5의 코어의 출광면에 요철부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 진동부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 광 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 광 도파로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 레이저 투영 장치의 진동부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 투영 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 구성들을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 레이저 투영 장치(100)는 광원(200), 통합 미러(310a, 310b, 310c), 반사 미러(320a, 320b), 광학 렌즈(350), 광 도파로(400), 진동부(500), 광 모듈(600), 영상구현소자(700), 영상구현소자 컨트롤러(750) 및 빔 확장부(800)를 포함할 수 있다.
상기 광원(200)은 상기 광학 미러(300)에 레이저 빔을 제공한다. 상기 광원(200)은 Red 광원(200a), Green 광원(200b) 및 Blue 광원(200c)을 포함할 수 있다. 상기 광원(200a, 200b, 200c)들은 상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)에 레이저 빔을 각각 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 Red 광원(200a)은 Red 계열의 레이저 빔을 상기 통합 미러(310a)에 제공하고, 상기 Green 광원(200b)은 Green 계열의 레이저 빔을 상기 통합 미러(310b)에 제공하며, 상기 Blue 광원(200c)은 Blue 계열의 레이저 빔을 상기 통합 미러(310c)에 제공한다. 이때, 상기 광원(200a, 200b, 200c)들로부터 발생되는 상기 레이저 빔들은 상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)들에 상호 평행하게 조사될 수 있다.
상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)들은 상기 광원(200a, 200b, 200c)으로부터 조사되는 상기 레이저 빔들의 입사각을 조절함으로써, 개별적인 광 경로를 하나로 통합하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)들은 상기 레이저 빔들의 개수와 동일하게 제공되며, 동일 수평선 상에 위치된다.
상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)들에 의해 통합된 상기 레이저 빔은 상기 반사 미러(320a, 320b)들에 의해 경로가 변경된다.
상기 반사 미러(320a, 320b)는 상기 통합 미러(310a, 310b, 310c)들과 마찬가지로, 조사되는 상기 레이저 빔들의 입사각을 조절함으로써, 상기 레이저 빔들의 경로를 조정한다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 크기가 조정될 수 있다.
상기 광학 렌즈(350)는 오목렌즈로써 상기 레이저 빔을 집광한다. 집광된 상기 레이저 빔은 상기 광 도파로(400)로 전달된다,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 1에서 상술된 광 도파로의 길이방향에 수직인 단면을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1 에서 상술된 광 도파로 내 코어의 단면부를 나타내는 단면도이다
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 광 도파로(400)는 소정의 길이를 갖는 광 케이블의 형태일 수 있다.
상기 광 도파로(400)는 광섬유, 실리콘 기반 광 도파로 또는 폴리머 광 도파로 중 적어도 어느 하나의 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 광 도파로(400)가 광섬유일 경우, 상기 광섬유는 단일모드 광섬유, 다중모드 광섬유, 광자 결정 광섬유, 광섬유 번들, 단일모드 다중코어 광섬유, 다중모드 다중코어 광섬유, 폴리머 기반 광섬유 또는 실리콘 기반 광섬유 중 어느 하나의 형태일 수 있다.
상기 광 도파로(400)는 클래딩(430)과 코어(450)를 포함한다. 상기 코어(450)는 상기 레이저 빔이 전달되는 매질으로, 상기 클래딩(430)에 의해 둘러싸인 형태로 제공될 수 있다.
상기 코어(450)는 상기 클래딩(430) 대비 굴절률이 큰 물질일 수 있다. 이에 따라, 상기 코어(450)는 전반사를 통해 상기 레이저 빔을 손실 없이 상기 광 모듈(600)로 전달할 수 있다.
상기 코어(450)의 출광면(455)은 요철부(460)를 포함할 수 있다. 상기 요철부(460)에 의해 상기 출광면(455)으로부터 출광되는 상기 레이저 빔의 경로가 분할될 수 있다. 상기 요철부(460)는 불규칙한 형상을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 3에서 상술된 코어의 출광면에 요철부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 식각 공정에 의해 상기 출광면(455)에 불규칙한 형태의 요철부(460)를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 요철부(460)는 Sandblast 공정에 의해 형성될 수 있다. Sandblast 공정은 상기 출광면(455)에 불균일한 크기의 입자(470)들이 분사되어, 상기 출광면(455)과 상기 입자들(470) 사이의 마찰에 의해 식각이 일어나는 공정이다. 예를 들어, 상기 불균일한 입자들(470)은 모래일 수 있다. 이 외에도 식각 공정에 의한 상기 요철부(460)의 형성 방법에는 폴리싱 패드에 의한 연마 방법, 반도체 노광 공정에 의한 패턴 형성 방법이 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 1에서 상술된 코어의 단면부를 나타내는 도면이다
도 5를 참조하면, 상기 코어(450)의 상기 출광면(455)은 일정한 형태의 요철부(465)를 형성할 수 있다.
상기 요철부(465)는 규칙적인 형상을 갖는다. 상기 형상은 동일 크기의 반구 형상일 수 있다. 상기 요철부(465)는 상기 출광면(455) 전면에 균일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 요철부(465)에 의해 상기 출광면(455)으로부터 출광되는 상기 레이저 빔이 분할될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 5에서 상술된 코어의 출광면에 요철부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 요철부(460)는 동일한 크기의 미세 입자(490)들을 상기 출광면(455)에 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 이때, 상기 미세 입자들(470)은 상기 코어(450)와 동일한 굴절률을 갖는 재질로 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 진동부를 설명하기 위한 단면도이다.
상기 진동부(500)는 상기 광 도파로(400)를 진동시키는 역할을 수행한다. 상기 진동부(500)는 모터부(550)를 포함한다. 상기 모터부(550)는 상하 및 전후 좌우로 동작할 수 있다.
상기 모터부(550)는, 상기 진동부(500)를 관통하는 상기 광 도파로(400)의 일면과 접촉된다. 이에 따라, 상기 모터부(550)의 동작이 상기 광 도파로(400)로 전달된다. 따라서, 상기 광 도파로(400)에 의해 전달되는 상기 레이저 빔은 상기 모터부(550)의 동작에 의해 광 경로가 변경되고 위상이 변조될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 광 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 광 모듈(600)은 상기 요철부(460)와 상기 진동부(500)에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 균질화시키는 역할을 수행한다.
다시 도 1을 참조하면, 균질화된 상기 레이저 빔은 상기 영상구현소자(700)로 조사된다.
상기 영상구현소자(700)는 상기 레이저 빔을 영상화시키는 기능을 수행한다.
상기 영상구현소자(700)는 복수개의 반사경을 포함한다. 상기 반사경은 상기 영상구현소자 컨트롤러(750)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
상기 반사경은 상기 광 모듈(600)로부터 조사된 상기 레이저 빔을 반복적으로 반사시킨다. 이에 따라, 상기 영상구현소자(700)는 고휘도 및 고해상도의 영상을 상기 빔 확장부(800)에 제공할 수 있다.
상기 빔 확장부(800)는 상기 영상구현소자(700)에 의해 전달된 고휘도 및 고해상도의 영상을 상기 스크린(900)에 제공한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 광 도파로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 광 도파로(400)는 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유가 결합된 형태일 수 있다.
상기 광 도파로(400)는 단일모드 영역(400a), 확장 영역(400b) 및 다중모드 영역(400c)를 포함한다.
상기 단일모드 영역(400a)은 상기 단일모드 광섬유로 제공될 수 있다.
상기 다중모드 영역(400c)은 상기 다중모드 광섬유로 제공될 수 있으며, 상기 출광면(455)이 위치할 수 있다.
상기 확장모드 영역(400b)은 상기 다중모드 영역(400a)의 일단으로부터 인장되어, 상기 단일모드 영역(400a)과 연결된다. 상기 단일모드 영역(400a)과 연결되는 상기 확장모드 영역(400b)은 상기 단일모드 영역(400a)과 유사한 코어(450)의 크기 및 개구율을 갖는다. 이에 따라, 상기 광 도파로(400)에서의 광 결함이 적을 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 레이저 투영 장치의 진동부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 진동부(500)는 톱니기어(580)의 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 진동부(500)는 상기 톱니기어(580)의 회전에 따라 상기 광 도파로(400)를 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 광 도파로(400)에 의해 전달되는 상기 레이저 빔은 광 경로가 변경되고 위상이 변조될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 투영 장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 레이저 투영 장치(1000)는, 광원(200), 광 결합부(330), 광 도파로(400), 진동부(500), 광 모듈(600), 영상구현소자(700), 영상구현소자 컨트롤러(750) 및 빔 확장부(800)를 포함할 수 있다.
상기 광원(200)은 도 1을 참조하여 상술된 상기 광원(200)과 동일한 구성으로 제공된다.
상기 광 결합부(330)는 상기 광원(200a, 200b, 200c)들로부터 조사된 파장이 다른 레이저 빔들을 하나의 경로로 통합한다.
상기 광 도파로(400)는 상기 광 결합부(330)와 결합한다. 상기 광 도파로(400)의 상기 코어(450)는 도 3 및 도 5에서 상술된 것과 동일한 상기 출광면(455)의 구조를 가질 수 있다.
상기 진동부(500)는 상기 광 도파로(400)를 진동시킨다. 상기 출광면(455)의 구조와 상기 진동부(500)에 의해, 상기 광 도파로(400)를 지나는 상기 레이저 빔은 광 경로가 다중화되고 위상이 변조될 수 있다.
위상이 변조되고 다중화 된 광 경로를 가진 상기 레이저 빔은 상기 광 모듈(600)에 의해 균질화되며, 상기 영상구현소자(700)에 의해 영상화된다.
영상화 된 상기 레이저 빔은 상기 빔 확장부(800)에 의해 확장되고, 따라서, 외부 스크린(900)에 고휘도 및 고해상도의 영상이 제공될 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시 예 및 다른 실시 예에 따른 레이저 투영 장치의 구성을 설명하였다.
종래의 레이저 투영 장치는 간섭(coherent) 광원인 일반적인 레이저 빔을 사용함으로써 상기 레이저 빔의 파장의 4분의 1보다 큰 거칠기(roughness)를 갖는 외부 스크린에 입사되는 경우, 반사 또는 투과에 의해 레이저 빔이 서로 다른 위상을 갖게 됨으로써, 상기 레이저 빔의 파장과 스크린(900)의 거칠기의 차이로 인해 스펙클이 발생된다. 상기 스펙클은 상기 스크린 상에 나타나는 검은 반점으로, 관찰자의 영상 정보 획득을 방해할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 투영 장치는, 요철부가 형성된 광 도파로 및 진동부에 의해 위상이 변조된 다중 경로의 레이저 빔을 관찰자가 인식하지 못하는 빠른 속도로 제공함으로써 스펙클 현상이 방지되는 레이저 투영 장치를 제공한다.
스펙클 현상의 억제를 위한 상기 레이저 투영 장치의 위상 변조 특징은 하기 서술되는 식에 의해 증명될 수 있다.
스펙클 형상을 변조시키기 위한 크기(v)와 스펙클 형상을 변조시키기 위한 주파수(f)가 있다. 사람 눈의 반응 속도보다 빠른 주파수로 스펙클 형상을 변조시킬 때 누적된 스펙클(I(x,y))은 다음의 식 1과 같다.
Figure 112016019150715-pat00001
......식 1
여기서, u0m, u0n는 초기 상태에서 전계들의 모드들이며, 총 M개의 모드가 있다. J는 베셀 함수(Bessel function)이며, Ψm, Ψn는 각 모드들의 초기 위상이다. 각 모드의 위상은 랜덤하며, 각각의 모드가 상호간에 영향을 주지 않는다는 가정 하에 스펙클 세기의 평균은 다음의 식 2와 같다.
Figure 112016019150715-pat00002
......식 2
식 2에서, A는 각 전계의 진폭이다. 스펙클의 이차 모멘트는 식 1을 이용하여 다음의 식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016019150715-pat00003
......식 3
한편, 식 2 및 식 3을 통해 스펙클 크기를 나타내는 스펙클 명암비(c)는 다음의 식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016019150715-pat00004
......식 4
상기 식 4를 통해 스펙클 형상을 변조시키는 크기(v)가 증가함에 따라 스펙클 명암비가 감소됨을 예측할 수 있다. 또한 변조시키는 주파수에는 영향을 받지 않음을 알 수 있다. 따라서 변조시키는 크기를 최대로 하는 동시에 사람 눈의 반응 속도보다 빠른 속도로 주파수를 변조시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 위상을 변조시키면 상기 스펙클 형상의 억제가 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 투영 장치는, 레이저 빔 프로젝터, 레이저 TV, 2D/3D 홈시어터, 디지털 시네마, 옥외 광고, 대형 전광판 또는 홀로그래피, Head-up display (HUD) 등 다양한 레이저 투영 영상 시스템에 적용이 가능하다
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 레이저 투영 장치
1000; 레이저 투영 장치
200; 광원
200a; Red 광원
200b; Blue 광원
200c; Green 광원
300; 광학 미러
310; 통합 미러
320; 반사 미러
330; 광 결합부
350; 광학 렌즈
400; 광 도파로
430; 클래딩
450; 코어
455; 출광면
460; 요철부
465; 요철부
470; 입자
490; 미세 입자
500; 진동부
550; 모터부
580; 톱니기어
600; 광 모듈
700; 영상구현소자
750; 영상구현소자 컨드롤러
800; 빔 확장부
900; 스크린

Claims (6)

  1. 레이저 빔을 발생시키는 광원;
    상기 레이저 빔의 이동 경로로 제공되며 출광면에 요철부가 형성된 코어를 갖는 광 도파로; 및
    상기 광 도파로를 진동시켜 상기 레이저 빔의 위상을 변조시키는 진동부;를 포함하되,
    상기 코어는 단일모드 영역과, 상기 출광면이 형성된 다중모드 영역, 그리고 상기 단일모드 영역과 상기 다중모드 영역을 연결하며 상기 단일모드 영역으로부터 상기 다중모드 영역으로 직경이 점차 확장되는 확장 영역을 포함하며,
    상기 단일모드 영역과 상기 확장 영역이 연결되는 영역은 서로 상응하는 상기 코어의 크기 및 개구율을 가지며,
    상기 레이저 빔은 상기 단일모드 영역, 상기 확장 영역, 그리고 상기 다중모드 영역을 순차적으로 거쳐 상기 출광면에서 출광되는 레이저 투영 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 출광면을 식각하여 형성되는 것을 포함하는 레이저 투영 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 출광면의 표면에 미세입자를 증착하여 형성되는 것을 포함하며,
    상기 미세 입자의 굴절률은 상기 코어의 굴절률과 동일한 것을 포함하는 레이저 투영 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 상기 광원으로부터 파장이 다른 둘 이상의 레이저 빔이 제공되는 것을 포함하는 레이저 투영 장치.
  6. 제1 항 내지 제3 항, 그리고 제5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 진동부는 톱니기어의 형상을 가짐으로써, 회전 기능이 더 포함되는 레이저 투영 장치.
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D. S. Mehta et al., Appl. Opt., Vol. 51, No. 12, 20 April 2012, 1894-1904쪽*

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