KR101842188B1 - A device for lighting white light with a rectangular shape - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저의 점광원을 선광원 및 면광원으로 변환하여 레이저를 광원의 혼합을 통한 백색광으로 원거리 조사가 가능한 직선성빔 손실 최소화원거리에서 고휘도 유지보다도 적은 소비전력으로 이 기능들을 구현할 수 있어 휴대 가능한 원거리 조명 장치 구현이 가능한 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 삼색 레이저 빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치는, 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 혼합하여 백색 레이저빔을 구현하는 백색 레이저빔 조사부; 상기 백색 레이저빔 조사부 전방에 설치되며, 상기 백색 레이저빔 조사부에 의하여 조사되는 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원으로 만드는 선광원 변환부; 상기 선광원 변환부 전방에 설치되며, 상기 선광원 변환부에 의하여 변환되는 선광원을 장방형 면광원으로 변환하는 면광원 변환부;를 포함한다. The present invention can convert a point light source of a laser into a linear light source and a planar light source to minimize the linear beam loss that can be distantly irradiated with white light through the mixing of the light source, and realize these functions with less power consumption, The present invention relates to a rectangular white light source irradiating device using a three-color laser beam capable of realizing a far-field illuminating device, and a rectangular white light source irradiating device using the tri-color laser beam according to the present invention, A white laser beam irradiating unit for implementing a beam; A light source converting unit provided in front of the white laser beam irradiating unit to convert the white laser beam irradiated by the white laser beam irradiating unit into a linear light source of a predetermined length; And a planar light source conversion unit disposed in front of the linear light source conversion unit and converting the linear light source converted by the linear light source conversion unit into a rectangular planar light source.

Description

삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치{A DEVICE FOR LIGHTING WHITE LIGHT WITH A RECTANGULAR SHAPE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a rectangular white light source irradiating apparatus using a triple color laser beam,

본 발명은 장방형 백색 면광원 조사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저의 점광원을 선광원 및 면광원으로 변환하여 레이저를 광원의 혼합을 통한 백색광으로 원거리 조사가 가능한 직선성빔 손실 최소화원거리에서 고휘도 유지보다도 적은 소비전력으로 이 기능들을 구현할 수 있어 휴대 가능한 원거리 조명 장치 구현이 가능한 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치에 관한 것이다. The present invention relates to a rectangular white light source illuminating apparatus, and more particularly to a rectangular white light source illuminating apparatus which converts a point light source of a laser into a linear light source and a planar light source so as to minimize a linear beam loss, The present invention relates to a rectangular white light source illuminating device using a three-color laser beam capable of realizing a portable far-field illuminating device capable of realizing these functions with less power consumption than a conventional retroreflective device.

조명에 관한 모든 적용분야를 막론하고 기존의 분야별 조명장치가 아직 해결하지 못하고 있는 문제들은 첫째는 소비전력의 최소화, 둘째는 발산광량 대비 낮은 조사효율, 셋째는 고원거리 조명장치는 일반적으로 제논램프를 사용하는 바 전력 소모가 커서 휴대형으로 제작하려면 배터리 중량을 해결하거나 저전력소비 고효율 램프가 선결되어야 한다.Regardless of all application areas of illumination, the problems that the conventional lighting devices have not yet solved are: minimization of power consumption, second, low irradiation efficiency compared with the divergence, and third, To be portable, it needs to solve battery weight or low power consumption high efficiency lamp.

따라서 이러한 문제점들을 해결하고 원거리에 고휘도의 면광원을 조사할 수 있는 광원장치의 개발이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, it is urgently required to develop a light source device capable of solving these problems and irradiating a high-brightness surface light source to a long distance.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 레이저의 점광원을 선광원 및 면광원으로 변환하여 레이저를 광원의 혼합을 통한 백색광으로 원거리 조사가 가능한 직선성빔 손실 최소화원거리에서 고휘도 유지보다도 적은 소비전력으로 이 기능들을 구현할 수 있어 휴대 가능한 원거리 조명 장치 구현이 가능한 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a laser light source that converts a point light source of a laser into a linear light source and a planar light source, The present invention provides a rectangular white light source illuminating device using a three-color laser beam capable of realizing a portable far-field illuminating device.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 삼색 레이저 빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치는, 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 혼합하여 백색 레이저빔을 구현하는 백색 레이저빔 조사부; 상기 백색 레이저빔 조사부 전방에 설치되며, 상기 백색 레이저빔 조사부에 의하여 조사되는 점광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원처럼 보이도록 만드는 선광원 변환부; 상기 선광원 변환부 전방에 설치되며, 상기 선광원 변환부에 의하여 선광원처럼 보이는 것을 장방형 면광원처럼 보이도록 변환하는 면광원 변환부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for illuminating a rectangular white light source using a tricolor laser beam, comprising: a white laser beam irradiator for mixing a blue, green, and red laser beams to implement a white laser beam; A light source converting unit installed in front of the white laser beam irradiating unit to make the white laser beam of the point light source type irradiated by the white laser beam irradiating unit appear as a linear light source of a certain length; And a planar light source conversion unit installed in front of the linear light source conversion unit and converting the linear light source conversion unit into a rectangular planar light source.

그리고 본 발명에서 상기 백색 레이저빔 조사부는, 일정 간격 이격되어 전방으로 평행하게 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 각각 조사하는 제1, 2, 3 레이저다이오드; 상기 제1, 2, 3 레이저다이오드의 전방에 각각 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 레이저빔을 평행광으로 집속하는 광 집속부; 상기 광 집속부에 의하여 집속된 삼색 레이저빔을 혼합하여 백색광으로 만드는 광혼합부;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the white laser beam irradiator may include a first, a second, and a third laser diodes that emit blue, green, and red laser beams, respectively, while being spaced apart from each other by a predetermined distance. A light focusing unit installed in front of the first, second and third laser diodes and concentrating the laser beam irradiated from the laser diode into parallel light; And a light mixing unit for mixing the three-color laser beams focused by the light focusing unit to produce white light.

또한 본 발명에서 상기 광 집속부는, 비구면 렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that the light focusing unit is made of an aspherical lens.

또한 본 발명에서 상기 광혼합부는, 상기 제1 레이저다이오드 전방에 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 제1 레이저빔을 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 제1 전면 반사경; 상기 제3 레이저다이오드 전방에 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 제3 레이저빔을 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 제2 전면 반사경; 상기 제1 전면 반사경에 의하여 반사된 제1 레이저빔과 상기 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔은 그대로 통과시키고 상기 제1 전면 반사경에 의하여 반사된 제1 레이저빔은 상기 제2 레이저 빔 진행방향으로 반사시켜 혼합하는 제1 혼합 반사경; 상기 제2 전면 반사경에 의하여 반사된 제3 레이저빔과 상기 제1 혼합 반사경을 통과한 혼합빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 혼합빔은 그대로 통과시키고 상기 제2 전면 반사경에 의하여 반사된 제3 레이저빔은 상기 혼합빔 진행방향으로 반사시켜 백색 레이저빔을 만드는 제2 혼합 반사경;을 포함하는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, the optical mixing unit may include a first front reflector which is disposed in front of the first laser diode and reflects the first laser beam irradiated from the laser diode to a second laser beam optical path irradiated by the second laser diode, ; A second front reflector disposed in front of the third laser diode for reflecting the third laser beam irradiated from the laser diode to a second laser beam optical path irradiated by the second laser diode; A first laser beam reflected by the first front reflector and a second laser beam irradiated by the second laser diode meet; a second laser beam emitted from the second laser diode passes through the first laser beam, A first mixing reflector for reflecting and mixing the first laser beam reflected by the first front reflector in the second laser beam traveling direction; A third laser beam reflected by the second front reflector and a mixed beam passing through the first mixed reflector, the third laser beam being reflected by the second front reflector, And a second mixing reflector for reflecting the beam in the mixed beam traveling direction to form a white laser beam.

또한 본 발명에 따른 장방형 백색 면광원 조사장치에는, 상기 제1 혼합 반사경은 상기 제1 전면 반사경에 의해 반사되는 제1 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비되고, 상기 제1 혼합 반사경 후방에는 통과된 혼합빔을 감지하는 제1 감지센서가 더 구비되는 것이 바람직하다. Further, in the rectangular white light source irradiating apparatus according to the present invention, the first mixed reflector is provided as a partial reflector that allows a part of the first laser beam reflected by the first front reflector to pass therethrough, And a first sensing sensor for sensing a passing mixed beam.

또한 본 발명에 따른 장방형 백색 면광원 조사장치에는, 상기 제2 혼합 반사경은 상기 제2 전면 반사경에 의해 반사되는 제3 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비되고, 상기 제2 혼합 반사경 후방에는 통과된 백색 레이저빔을 감지하는 제2 감지센서가 더 구비되는 것이 바람직하다. Further, in the rectangular white light source irradiating apparatus according to the present invention, the second mixed reflector is provided as a partial reflector that allows a part of the third laser beam reflected by the second front reflector to pass therethrough, And a second detection sensor for detecting the passed white laser beam.

또한 본 발명에서 상기 선광원 변환부는, 상기 광혼합부 전방에 고속으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 광혼합부에서 조사되는 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원으로 변환하는 제1 다면 프리즘; 상기 제1 다면 프리즘의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제1 다면 프리즘을 고속으로 회전시키는 제1 모터;를 포함하는 것이 바람직하다. Also, in the present invention, the linear light source conversion unit may include a first polygonal prism that is rotatably disposed in front of the light mixing unit, and converts the white laser beam emitted from the light mixing unit into a linear light source having a predetermined length. And a first motor coupled to a center of the first polygon prism and rotating the first polygon prism at a high speed.

또한 본 발명에서 상기 면광원 변환부는, 상기 선광원 변환부 전방에 상기 제1 다면 프리즘과 수직되는 방향으로 고속 회전 가능하게 설치되며, 상기 선광원 변환부에서 조사되는 선광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 면적의 장방형 면광원으로 변환하는 제2 다면 프리즘; 상기 제2 다면 프리즘의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제2 다면 프리즘을 고속으로 회전시키는 제2 모터;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the surface light source conversion unit may be provided in front of the linear light source conversion unit so as to be rotatable in a direction perpendicular to the first polygonal prism, and a white laser beam in the form of a circular light source, A second multifaceted prism for converting the light into a rectangular surface light source having a constant area; And a second motor coupled to a center of the second polygon prism and rotating the second polygon prism at a high speed.

또한 본 발명에서 상기 제2 다면 프리즘은, 상기 선광원 변환부에 의하여 생성되는 선광원의 길이보다 큰 폭을 가지는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that the second polygonal prism has a width larger than the length of the linear light source generated by the linear light source conversion unit.

또한 본 발명에 따른 장방형 백색 면광원 조사장치에는, 상기 제2 감지 센서에서 백색광 이외의 레이저 빔이 감지되는 경우에는 상기 레이저다이오드에 공급되는 전원을 차단하는 제어부가 더 구비되는 것이 바람직하다. Preferably, the rectangular white light source illuminating apparatus further comprises a control unit for shutting off the power supplied to the laser diode when the laser beam other than white light is detected by the second sensing sensor.

또한 본 발명에 따른 장방형 백색 면광원 조사장치에는, 상기 면광원 변환부 전방에 설치되며, 상기 면광원 변환부에서 조사되는 장방형 백색 면광원의 조사 영역을 조정하는 조사영역 조정렌즈가 더 구비되는 것이 바람직하다. The rectangular white light source irradiating apparatus according to the present invention may further include an irradiation area adjusting lens provided in front of the surface light source converting unit and adjusting an irradiation area of the rectangular white light source irradiated from the surface light source converting unit desirable.

본 발명은 기존 HID, LED, Xenon 및 Metal Halide 램프 등 고 소비 전력 제품을 대체하고, 대규모 대공용, 해상 감시용, 대규모 사업장 조명, 등대, 스포츠 시설 및 가로등의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 휴대형으로 제작이 가능하므로 대규모 조사장치보다 밝고 운용상 편의성을 제공할 수 있다. The present invention can replace high power consumption products such as existing HID, LED, Xenon, and metal halide lamps, and greatly improve the performance of large-scale conversion, marine surveillance, large-scale workplace lighting, lighthouses, sports facilities, and streetlights. Also, since it can be manufactured in a portable form, it can be more light and easier to operate than a large-scale irradiation apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼색 레이저를 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2, 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼색 레이저를 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치의 광 경로를 도시하는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 유리부의 구조를 도시하는 도면이다. 1 is a perspective view showing a configuration of a rectangular white light source illuminating apparatus using a tricolor laser according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 and 3 are views showing optical paths of a rectangular white light source illuminating apparatus using a three-color laser according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a structure of a protective glass part according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 삼색 레이저를 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 백색 레이저빔 조사부(100), 선광원 변환부(200) 및 면광원 변환부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, a rectangular white light source irradiating apparatus 1 using a tricolor laser according to the present embodiment includes a white laser beam irradiating unit 100, a linear light source converting unit 200, and a planar light source converting unit 200 ). ≪ / RTI >

먼저 상기 백색 레이저빔 조사부(100)는 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 혼합하여 백색 레이저빔을 구현하고 이를 전방으로 조사하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 상기 백색 레이저빔 조사부(100)를 구체적으로 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 레이저다이오드(110), 광 집속부(120) 및 광 혼합부(130)를 포함하여 구성한다. First, the white laser beam irradiator 100 is a component that mixes blue, green, and red laser beams to realize a white laser beam and irradiates the white laser beam forward. 1 to 3, the white laser beam irradiator 100 may include first, second and third laser diodes 110, a light focusing unit 120, and a light mixing unit (not shown) 130).

상기 제1, 2, 3 레이저 다이오드(110)는 3개의 레이저다이오드(111, 112, 113)가 일정 간격 이격되어 설치되며, 각 레이저다이오드는 서로 다른 색상의 레이저빔 즉, 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 전방으로 평행하게 각각 조사하는 것이다. 이때 상기 제1, 2, 3 레이저다이오드(111, 112, 113)는 일반적으로 알려진 레이저다이오드를 그대로 사용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The first, second, and third laser diodes 110 are provided with three laser diodes 111, 112, and 113 spaced apart from each other by a predetermined distance. Each of the laser diodes includes a laser beam of different colors, that is, The beams are irradiated in parallel to each other in the forward direction. Here, the first, second, and third laser diodes 111, 112, and 113 may use a generally known laser diode as it is, and thus a detailed description thereof will be omitted.

다음으로 상기 광 집속부(120)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 2, 3 레이저다이오드(110)의 전방에 각각 별도로 설치되며, 상기 레이저다이오드(111, 112, 113)에서 조사되는 레이저빔을 평행광으로 집속하는 구성요소이다. 1 and 2, the light focusing unit 120 is separately installed in front of the first, second, and third laser diodes 110 and the laser diodes 111, 112, and 113, respectively, Which is a component that concentrates the laser beam irradiated by the laser beam as parallel light.

상기 레이저다이오드의 출력 빔은 일정각도로 확산되어 출력된다. 이를 그대로 사용하는 것은 직진성이 강한 면광원 조사에 불리하므로 광 집속부(120)를 이용하여 레이저빔이 평행광이 되도록 할 필요가 있다. 따라서 상기 광 집속부(120)를 구비하는 것이 상기 광 집속부는 비구면렌즈로 구성될 수 있다. The output beam of the laser diode is diffused and output at a certain angle. It is necessary to use the light converging unit 120 so that the laser beam becomes a parallel beam because it is disadvantageous in irradiation of a surface light source having a strong directivity. Accordingly, the optical focusing unit 120 may include the aspherical lens.

다음으로 상기 광혼합부(130)는 상기 광 집속부(120)에 의하여 집속된 삼색 레이저빔을 혼합하여 백색광으로 만드는 구성요소이다. 청색, 적색, 녹색의 삼색 레이저빔은 서로 혼합되면 백색 레이저빔이 되므로, 상기 광혼합부(130)를 이용하여 백색 레이저빔을 만드는 것이다.Next, the optical mixing unit 130 mixes the three-color laser beams focused by the optical focusing unit 120 into a white light. The three color laser beams of blue, red, and green are mixed with each other to form a white laser beam. Thus, the white laser beam is made using the light mixing unit 130.

구체적으로 상기 광혼합부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전면 반사경(131), 제2 전면 반사경(132), 제1 혼합 반사경(133) 및 제2 혼합 반사경(134)을 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 제1 전면 반사경(131)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저다이오드(111) 전방에 설치되며, 상기 제1 레이저다이오드(111)에서 조사되는 제1 레이저빔을 제2 레이저다이오드(112)에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 구성요소이다. 그러면 이 제1 전면 반사경(131)에 의하여 제1, 2 레이저빔이 만난다. 2, the optical mixing unit 130 includes a first front reflector 131, a second front reflector 132, a first mixing reflector 133, and a second mixing reflector 134, And the like. 2, the first front reflector 131 is installed in front of the first laser diode 111, and the first laser beam irradiated from the first laser diode 111 is called a second laser And is reflected by the second laser beam optical path irradiated by the diode 112. [ Then, the first and second laser beams meet by the first front reflector 131.

다음으로 상기 제2 전면 반사경(132)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제3 레이저다이오드(113) 전방에 설치되며, 상기 제3 레이저다이오드(113)에서 조사되는 제3 레이저빔을 제2 레이저다이오드(112)에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 구성요소이다. 그러면 이 제2 전면 반사경(132)에 의하여 이미 혼합된 1, 2 레이저빔과 제3 레이저빔이 만난다. 2, the second front reflector 132 is disposed in front of the third laser diode 113, and the third laser beam irradiated from the third laser diode 113 is disposed on the second And is reflected by the second laser beam optical path irradiated by the laser diode 112. [ Then, the first and second laser beams and the third laser beam, which have been mixed by the second front reflector 132, meet.

그리고 상기 제1 혼합 반사경(133)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전면 반사경(131)에 의하여 반사된 제1 레이저빔과 상기 제2 레이저다이오드(112)에서 조사되는 제2 레이저빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 제2 레이저다이오드(112)에서 조사되는 제2 레이저빔은 그대로 통과시키고 상기 제1 전면 반사경(131)에 의하여 반사된 제1 레이저빔은 상기 제2 레이저 빔 진행방향으로 반사시켜 제1, 2 레이저빔을 혼합하는 구성요소이다. 2, the first mixed reflector 133 reflects a first laser beam reflected by the first front reflector 131 and a second laser beam reflected by the second laser diode 112, And the first laser beam reflected by the first front reflector 131 passes through the second laser beam proceeding as the second laser beam is irradiated by the second laser diode 112, Direction and mixes the first and second laser beams.

또한 상기 제2 혼합 반사경(134)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전면 반사경(132)에 의하여 반사된 제3 레이저빔과 상기 제1 혼합 반사경(133)을 통과한 혼합빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 혼합빔은 그대로 통과시키고 상기 제2 전면 반사경(132)에 의하여 반사된 제3 레이저빔은 상기 혼합빔 진행방향으로 반사시켜 백색 레이저빔을 만드는 구성요소이다. As shown in FIG. 2, the second mixed reflector 134 reflects a third laser beam reflected by the second front reflector 132 and a mixed beam passing through the first mixed reflector 133 And reflects the third laser beam reflected by the second front reflector 132 in the mixed beam advancing direction to form a white laser beam.

한편 백색광으로 변환되기 전의 레이저빔이 조사방향으로 출력되어 누출되면 유해하다. 따라서 백색광 변환이 일어난 후 광 경로 상에서 이를 감지하는 장치가 필요하다. 백색광을 감지 가능한 센서를 두어 백색광이 감지되지 않거나 다른 색의 레이저빔이 감지되면 이를 감지하여 전원을 차단하는 등의 기술 구성이 요구되는 것이다. On the other hand, when the laser beam before being converted into white light is output in the irradiation direction and leaks, it is harmful. Therefore, a device for detecting this on the optical path after the white light conversion occurs is needed. It is required that a sensor capable of detecting white light is provided so that white light is not detected or that a laser beam of a different color is sensed to shut off the power supply.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 제1 혼합 반사경(133)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전면 반사경(131)에 의해 반사되는 제1 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비하고, 상기 제1 혼합 반사경(133) 후방에는 통과된 혼합빔을 감지하는 제1 감지센서(135)가 더 구비되도록 한다. 이 제1 감지센서(135)에서 혼합빔의 색상이 아닌 것으로 감지되면 이를 제어부에 전송하는 것이다. 2, the first mixed reflector 133 includes a partial reflector for passing a part of the first laser beam reflected by the first front reflector 131, A first sensing sensor 135 for sensing a mixed beam passed through the first mixed reflector 133 is further provided. If the color of the mixed beam is not detected by the first sensor 135, it is transmitted to the controller.

또한 본 실시예에서 상기 제2 혼합 반사경(134)은 상기 제2 전면 반사경(132)에 의해 반사되는 제3 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비되고, 상기 제2 혼합 반사경(134) 후방에는 통과된 백색 레이저빔을 감지하는 제2 감지센서(136)가 더 구비되도록 한다. 마찬가지로 이 제2 감지센서(136)에서 백색광이 감지되지 않으면 이를 제어부(도면에 미도시)에 전송하는 것이다. Also, in the present embodiment, the second mixed reflector 134 is provided as a partial reflector that allows a part of the third laser beam reflected by the second front reflector 132 to pass therethrough, A second detection sensor 136 for detecting the passed white laser beam is further provided. Similarly, if the white light is not detected by the second detection sensor 136, the white light is transmitted to a control unit (not shown).

제어부에서는 이러한 이상 신호가 전달되면, 상기 레이저다이오드(110)에 공급되는 전원을 차단하여 백색광 송출을 중단하도록 제어한다. When the abnormal signal is transmitted, the control unit controls the supply of the white light by stopping the power supplied to the laser diode (110).

다음으로 상기 선광원 변환부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 백색 레이저빔 조사부(100) 전방에 설치되며, 상기 백색 레이저빔 조사부(100)에 의하여 조사되는 점광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원처럼 보이도록 만드는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 선광원 변환부(200)를 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 다면 프리즘(210)과 제1 모터(220)로 구성할 수 있다. 1, the linear light source conversion unit 200 is disposed in front of the white laser beam irradiation unit 100, and the white laser beam irradiated by the white laser beam irradiation unit 100 It is a component that makes the beam look like a circle of constant length. In the present embodiment, the light source unit 200 may be formed of a first polygonal prism 210 and a first motor 220, as shown in FIG.

먼저 상기 제1 다면 프리즘(210)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광혼합부(130) 전방에 고속으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 광혼합부(130)에서 조사되는 점광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 길이 범위 내에서 빠르게 왕복하여 선광원처럼 보이도록 변환하는 구성요소이다. 그리고 상기 제1 모터(220)는 상기 제1 다면 프리즘(210)의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제1 다면 프리즘(210)을 고속으로 회전시키는 구성요소이다. As shown in FIG. 1, the first polygonal prism 210 is rotatably installed at a high speed in front of the optical mixing unit 130. The first polygonal prism 210 includes a white light source It is a component that transforms the laser beam so that it looks and behaves like a source of light by rapidly reciprocating within a certain length range. The first motor 220 is coupled to the center of the first polygonal prism 210 and rotates the first polygonal prism 210 at a high speed.

따라서 상기 제1 모터(220)에 의하여 회전하는 제1 다면 프리즘(210)에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광 혼합부(130)에 의하여 만들어진 점광원 형태의 백색 레이저빔이 선광원 형태의 백색 레이저빔처럼 보이도록 전환된다. 3, a white laser beam in the form of a point light source made by the optical mixing unit 130 is incident on the first polygonal prism 210, which is rotated by the first motor 220, Of the white laser beam.

다음으로 상기 면광원 변환부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선광원 변환부(200) 전방에 설치되며, 상기 선광원 변환부(200)에 의하여 선광원처럼 전환된 것을 장방형 면광원처럼 보이도록 변환하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 면광원 변환부(300)를 구체적으로 제2 다면 프리즘(310)과 제2 모터(320)로 구성한다. 1, the planar light source conversion unit 300 is installed in front of the linear light source conversion unit 200 and is converted into a linear light source by the linear light source conversion unit 200, It is a component that converts to look like a light source. In the present embodiment, the surface light source conversion unit 300 is specifically configured with a second polygon prism 310 and a second motor 320.

먼저 상기 제2 다면 프리즘(310)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선광원 변환부(200) 전방에 상기 제1 다면 프리즘(210)과 수직되는 방향으로 고속 회전 가능하게 설치되며, 상기 선광원 변환부(200)에서 조사되는 선광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 면적 내에서 고속으로 왕복하도록 하여 장방형 면광원처럼 보이도록 변환한다. 그리고 상기 제2 모터(320)는 상기 제2 다면 프리즘(310)의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제2 다면 프리즘(310)을 고속으로 회전시키는 구성요소이다. First, as shown in FIG. 1, the second polygonal prism 310 is installed at a high speed in a direction perpendicular to the first polygonal prism 210 in front of the linear light source conversion unit 200, The white laser beam in the form of a round light source irradiated from the linear light source conversion unit 200 is made to reciprocate at a high speed within a certain area to convert it into a rectangular planar light source. The second motor 320 is coupled to the center of the second polygon prism 310 and rotates the second polygon prism 310 at a high speed.

따라서 상기 제2 모터(320)에 의하여 회전하는 제2 다면 프리즘(310)에 의하여 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선광원 변환부(200)에 의하여 만들어진 선광원 형태의 백색광이 상기 선광원 형태의 백색광의 길이를 그대로 유지한 상태의 장방형 백색광처럼 보이도록 변환되는 것이다. 2, by the second polygon prism 310 rotated by the second motor 320, the white light in the form of a circular light source, which is produced by the linear light source conversion unit 200, Shaped white light in a state in which the length of the white light of the white light is maintained as it is.

이때 본 실시예에서 상기 제2 다면 프리즘(310)은, 상기 선광원 변환부(200)에 의하여 생성되는 선광원의 길이보다 큰 폭을 가지는 것이 빔의 손실을 최소화할 수 있으므로 바람직하다. At this time, in the present embodiment, the second polygon prism 310 preferably has a width larger than the length of the linear light source generated by the linear light source conversion unit 200 because the loss of the beam can be minimized.

또한 본 실시예에 따른 백색 면광원 조사장치(1)에는 조사영역 조정렌즈(400)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 조사영역 조정렌즈(400)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 면광원 변환부(200) 전방에 설치되며, 상기 면광원 변환부(300)에서 조사되는 장방형 백색 면광원의 조사 영역을 조정하는 구성요소이다. Further, it is preferable that the white surface light source irradiating apparatus 1 according to the present embodiment further includes an irradiation area adjusting lens 400. 1 to 3, the irradiation area adjusting lens 400 is disposed in front of the surface light source conversion unit 200, and the irradiation area adjusting lens 400 is disposed in the irradiation area of the rectangular white light source irradiated from the surface light source conversion unit 300, . ≪ / RTI >

전술한 바와 같이, 두 개의 다면 프리즘(210, 310)을 통과한 백색 레이저빔은 면광원이고 평행광이기는 하지만, 광학계의 오차로 인하여 먼 거리까지 진행하면 광확산은 불가피하다. 이 확산을 최소화하고 원하는 조사범위를 조정하기 위해 상기 조사영역 조정렌즈(400)가 구비되는 것이며, 상기 조사영역 조정렌즈(400)를 이용하여 빔의 집속이나 확산을 유도하면 근거리 대면적 또는 원거리 소면적을 집중적이고 각형 형태의 조명이 가능한 것이다.As described above, the white laser beam passing through the two polygonal prisms 210 and 310 is a plane light source, and although it is a parallel light, the light diffusion is inevitable if it travels a long distance due to an error of the optical system. The irradiation area adjusting lens 400 is provided to minimize the diffusion and to adjust the desired irradiation range. When the focusing or spreading of the beam is induced by using the irradiation area adjusting lens 400, It is possible to have an intensive and angular shape of the area.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 삼색 레이저를 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치
100 : 백색 레이저빔 조사부
200 : 면광원 변환부1: a rectangular white light source irradiating device using a tricolor laser according to an embodiment of the present invention
100: White laser beam irradiation part
200: plane light source conversion unit

Claims (11)

청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 혼합하여 백색 레이저빔을 구현하는 백색 레이저빔 조사부;
상기 백색 레이저빔 조사부 전방에 설치되며, 상기 백색 레이저빔 조사부에 의하여 조사되는 점광원 형태의 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원처럼 보이도록 만드는 선광원 변환부;
상기 선광원 변환부 전방에 설치되며, 상기 선광원 변환부에 의하여 선광원처럼 보이는 것을 장방형 면광원처럼 보이도록 변환하는 면광원 변환부;를 포함하며,
상기 백색 레이저빔 조사부는,
일정 간격 이격되어 전방으로 평행하게 청색, 녹색 및 적색 레이저 빔을 각각 조사하는 제1, 2, 3 레이저다이오드;
상기 제1, 2, 3 레이저다이오드의 전방에 각각 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 레이저빔을 평행광으로 집속하는 광 집속부;
상기 광 집속부에 의하여 집속된 삼색 레이저빔을 혼합하여 백색광으로 만드는 광혼합부;를 포함하고,
상기 광혼합부는,
상기 제1 레이저다이오드 전방에 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 제1 레이저빔을 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 제1 전면 반사경;
상기 제3 레이저다이오드 전방에 설치되며, 상기 레이저다이오드에서 조사되는 제3 레이저빔을 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔 광 경로로 반사하는 제2 전면 반사경;
상기 제1 전면 반사경에 의하여 반사된 제1 레이저빔과 상기 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 제2 레이저다이오드에서 조사되는 제2 레이저빔은 그대로 통과시키고 상기 제1 전면 반사경에 의하여 반사된 제1 레이저빔은 상기 제2 레이저 빔 진행방향으로 반사시켜 혼합하는 제1 혼합 반사경;
상기 제2 전면 반사경에 의하여 반사된 제3 레이저빔과 상기 제1 혼합 반사경을 통과한 혼합빔이 만나는 지점에 설치되며, 상기 혼합빔은 그대로 통과시키고 상기 제2 전면 반사경에 의하여 반사된 제3 레이저빔은 상기 혼합빔 진행방향으로 반사시켜 백색 레이저빔을 만드는 제2 혼합 반사경;을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.A white laser beam irradiating unit for mixing the blue, green and red laser beams to realize a white laser beam;
A light source converting unit installed in front of the white laser beam irradiating unit to make the white laser beam of the point light source type irradiated by the white laser beam irradiating unit appear as a linear light source of a certain length;
And a planar light source conversion unit installed in front of the linear light source conversion unit and converting the linear light source conversion unit into a rectangular planar light source,
Wherein the white laser beam irradiating unit comprises:
A first, a second, and a third laser diodes for emitting blue, green, and red laser beams, respectively, spaced apart from each other by a predetermined distance in a forward direction;
A light focusing unit installed in front of the first, second and third laser diodes and concentrating the laser beam irradiated from the laser diode into parallel light;
And a light mixing unit mixing the three-color laser beams focused by the light focusing unit to produce white light,
Wherein the light mixing unit comprises:
A first front reflector provided in front of the first laser diode for reflecting the first laser beam emitted from the laser diode to a second laser beam optical path irradiated by the second laser diode;
A second front reflector disposed in front of the third laser diode for reflecting the third laser beam irradiated from the laser diode to a second laser beam optical path irradiated by the second laser diode;
A first laser beam reflected by the first front reflector and a second laser beam irradiated by the second laser diode meet; a second laser beam emitted from the second laser diode passes through the first laser beam, A first mixing reflector for reflecting and mixing the first laser beam reflected by the first front reflector in the second laser beam traveling direction;
A third laser beam reflected by the second front reflector and a mixed beam passing through the first mixed reflector, the third laser beam being reflected by the second front reflector, And a second mixed reflector for reflecting the beam in the mixing beam traveling direction to form a white laser beam. ≪ RTI ID = 0.0 > 18. < / RTI > 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 광 집속부는,
비구면 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The optical scanning device according to claim 1,
Wherein the white light source is an aspherical lens. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 혼합 반사경은 상기 제1 전면 반사경에 의해 반사되는 제1 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비되고,
상기 제1 혼합 반사경 후방에는 통과된 혼합빔을 감지하는 제1 감지센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The method according to claim 1,
Wherein the first mixed reflector is provided as a partial reflector for passing a part of the first laser beam reflected by the first front reflector,
Further comprising a first sensing sensor for sensing a mixed beam passing behind the first mixed reflector. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI > 제1항에 있어서,
상기 제2 혼합 반사경은 상기 제2 전면 반사경에 의해 반사되는 제3 레이저빔의 일부는 통과시키는 부분 반사경으로 구비되고,
상기 제2 혼합 반사경 후방에는 통과된 백색 레이저빔을 감지하는 제2 감지센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The method according to claim 1,
Wherein the second mixed reflector is provided as a partial reflector through which a part of the third laser beam reflected by the second front reflector passes,
And a second sensing sensor for sensing a white laser beam passed through the rear of the second mixing reflector. 제1항에 있어서, 상기 선광원 변환부는,
상기 광혼합부 전방에 고속으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 광혼합부에서 조사되는 백색 레이저빔을 일정한 길이의 선광원처럼 보이도록 변환하는 제1 다면 프리즘;
상기 제1 다면 프리즘의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제1 다면 프리즘을 고속으로 회전시키는 제1 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The light source apparatus according to claim 1,
A first polygonal prism installed at a high speed forward of the optical mixing unit to convert the white laser beam irradiated by the optical mixing unit into a linear light source having a predetermined length;
And a first motor coupled to the center of the first polygon prism and rotating the first polygon prism at a high speed. 제7항에 있어서, 상기 면광원 변환부는,
상기 선광원 변환부 전방에 상기 제1 다면 프리즘과 수직되는 방향으로 고속 회전 가능하게 설치되며, 상기 선광원 변환부에서 조사되는 선광원처럼 보이는 백색 레이저빔을 일정한 면적의 장방형 면광원처럼 보이도록 변환하는 제2 다면 프리즘;
상기 제2 다면 프리즘의 중앙에 결합되어 설치되며, 상기 제2 다면 프리즘을 고속으로 회전시키는 제2 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.8. The surface light source device according to claim 7,
A white laser beam which is installed in front of the linear light source conversion unit so as to be rotatable in a direction perpendicular to the first polygonal prism and that appears as a linear light source irradiated by the linear light source conversion unit is converted into a rectangular surface light source having a constant area A second polyhedral prism;
And a second motor coupled to a center of the second polygon prism and rotating the second polygon prism at high speed. 제8항에 있어서, 상기 제2 다면 프리즘은,
상기 선광원 변환부에 의하여 생성되는 선광원의 길이보다 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.9. The prism of claim 8, wherein the second poly-
Wherein the light source has a width greater than a length of the light source generated by the light source conversion unit. 제6항에 있어서,
상기 제2 감지 센서에서 백색광 이외의 레이저 빔이 감지되는 경우에는 상기 레이저다이오드에 공급되는 전원을 차단하는 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The method according to claim 6,
And a control unit for shutting off the power supplied to the laser diode when the laser beam other than the white light is detected by the second detection sensor. 제1항에 있어서,
상기 면광원 변환부 전방에 설치되며, 상기 면광원 변환부에서 조사되는 장방형 백색 면광원의 조사 영역을 조정하는 조사영역 조정렌즈가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 삼색 레이저빔을 이용한 장방형 백색 면광원 조사장치.The method according to claim 1,
And a radiation area adjusting lens provided in front of the planar light source conversion unit for adjusting an irradiation area of the rectangular white light source irradiated by the planar light source conversion unit. Device.
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