KR20140105717A

KR20140105717A - 발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템

Info

Publication number: KR20140105717A
Application number: KR1020147013849A
Authority: KR
Inventors: 페이 후; 이 리; 이 양; 리앙리앙 차오
Original assignee: 아포트로닉스 코포레이션 리미티드
Priority date: 2011-12-04
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-09-02
Also published as: US9989202B2; EP3287842A1; EP2787391A4; EP2787391A1; EP2787391B1; US20190137054A1; US11035528B2; JP6166270B2; CN102520570B; EP3287842B1; JP2015508551A; WO2013082952A1; US20150062903A1; CN104880899A; CN102520570A; KR101766710B1; CN104880899B

Abstract

본 발명은 발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템에 관한 것으로，상기 발광장치(100)는 간섭성 광원(110)，산란 소자(120) 및 광 가이드 부재(140)를 포함한다. 상기 간섭성 광원(110)은 간섭성 광을 생성하기 위한 것이고，상기 산란 소자(120)는 서로 마주보는 제1 표면(121)과 제2 표면(122)을 포함하며 간섭성 광원(110)으로부터의 간섭성 광을 산란 시켜서 비간섭성 광을 생성하기 위한 것이다. 상기 광 가이드 부재(140)는 산란 소자(120)의 제1 표면(121) 일측에 위치하며, 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 제1 표면(121)에 입사되어 제1 광 경로를 형성하도록 유도하고, 제1 표면(121)에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하고 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 유도하며, 또한 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리 시킨다. 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속이 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속보다 적다.

Description

발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템{Light Emitting Device and Projection System Adopting same}

본 발명은 투영기술분야에 관한 것으로, 특히 발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템에 관한 것이다.

형광등，백열등，초고성능 램프 또는 제논 램프 등의 종래 광원은 높은 효율 및 긴 수명을 달성하기 어렵다. 고체 상태 광원의 발전에 힘입어 발광 다이오그(LED; Light Emitting Diode)와 반도체 레이저기가 조명과 디스플레이 시장에 점차 진입하고 있다.

백광이나 유색광을 생성하는 방식은 통상적으로 두 가지가 있다: 하나는 레드라이트，그린라이트 또는 블루라이트 LED 등과 같은 유색광 광원을 직접 이용하여 유색광을 제공하거나，이러한 유색광을 이용하여 백광을 합성하는 것이고; 또 하나는 광 파장변환용 여기 광원(excitation light source)에 기반하여 파장변환 재료(예: 형광분말)를 여기하여 여기된 광을 생성하고，더 나아 가서 여기 광(excitation light)이나 여기된 광(excited light)을 이용하여 백광을 합성하는 것이다.

형광분말을 예로 들자면，종래의 광 파장변환에 기반하고 LED칩을 사용하는 광원은 통상 형광분말을 LED칩 표면에 설치하고 형광분말층을 투과하여 LED칩에 산란 복귀하는 여기된 광이 LED칩에 의해 반사되어 형광분말 측에서 사출됨으로써 광 생성 효율을 높이게 된다. 이것의 문제점은 아래와 같다: LED칩에서 발사한 열과 형광분말에서 발사한 열 사이에서 서로 영향을 줘서 LED칩의광효율(luminous efficiency)과 형광분말의 전환 효율을 낮추게 되며 심지어 LED 부품의 사용 수명을 단축 시킨다.

상기 문제점은 유색광 광원을 직접 이용하여 유색광을 제공하는 방식에서도 마찬가지로 존재한다. 예를 들어서, 레이저 광원을 이용하여 유색광을 직접 제공할 때 레이저는 강한 간섭성 광이기 때문에 스크린에 표시되는 이미지의 각각의 픽셀에 간섭에 의해 생성되는 스페클(speckle; 산란성 반점)이 나타나서 이미지가 정상적으로 표시될 수 없게 된다. 따라서 레이저 디스플레이에서는 반드시 간섭성 제거장치나 방법을 사용해서 간섭성 스페클(speckle)을 제거해야 한다. 종래 기술에서는 광 생성 효율을 높이기 위해 통상적으로 산란 소자를 레이저 광원 표면에 설치하여 산란 소자의 산란을 거친 후 레이저 광원 표면을 향해 발사되는 광선이 레이저 광원 표면에 의해 반사되어 산란 소자측에서 사출될 수 있도록 한다. 동일한 이치에 따라, 레이저 광원과 산란 소자에서 발사한 열 사이에 서로 영향을 주게 되어 레이저 광원의 광효율을 낮추게 되며 심지어 레이저 광원의 사용 수명을 단축시킨다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 미국 특허 US 7,070,300B2는 LED 와 형광분말을 분리하는 방법을 제시하였으며, 구체적인 것은 도 1에 나타난 바와 같다. 하나 또는 다수의 LED 광원(102)로부터의 여기 광이 광학 콜리메이션 장치(108)을 통해 콜리메이션(Collimation; 평행 시준(平行視準))된 후, 이러한 여기 광이 파장 선택 시트(110)를 사용하여 다른 콜리메이션 장치(114)에 반사하여 집속된 후 형광분말 시트(112)로 투사되고, 상기 형광분말 시트(112)로부터의 여기된 광이 상기 파장 선택 시트(110)를 투과하여 광원의 사출광으로써 생성된다. 상기 방안에서 여기 광과 여기된 광의 파장이 다르다는 것을 이용하여 파장 선택 시트(110)로 여기 광과 여기된 광의 광 경로를 분리시켜서 광 효율을 높이는 동시에, 여기된 광이 LED칩에 재귀 반사하지 않게 하여 LED칩에서 생성된 열과 형광분말에서 생성된 열 간의 상호 영향을 배제함으로써 상기 종래 기술에 존재하는 문제점을 근본적으로 해결하였다.

상기 특허에서 제공하는 기술 방안의 부족한 부분은, 형광분말을 산란 시트로 대체하여 간섭성 제거(Decoherence)를 할 때 간섭성 광과 산란 후의 비간섭성 광의 파장이 동일하기 때문에, 산란 소자가 간섭성 광원에 발사한 비간섭성 광이 간섭성 광의 입사 광 경로를 따라 간섭성 광원에 재귀 반사됨으로써 비간섭성 광의 광 경로 출력을 구현할 수 없다는 점에 있다. 따라서 광 생성 효율을 높이는 것과 간섭성 광원과 산란 소자의 열 사이의 영향을 줄이는 것은 모순되므로, 두 문제를 동시에 해결하는 것은 불가능하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점에 대해 발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템을 제공하는 것이다. 상기 발광장치 및 상기 발광장치가 응용되는 투영 시스템은 광 효율을 높이는 동시에 산란 소자가 간섭성 광원에 발사한 대부분의 비간섭성 광이 간섭성 광의 입사 광 경로를 통해 간섭성 광원에 재귀 반사되지 않음으로써, 레이저 광원과 산란 소자가 발사한 열 사이의 영향을 줄인다.

본 발명에서 제공하는 발광장치는，

간섭성 광을 생성하는 간섭성 광원;

서로 마주보는 제1 표면과 제2 표면을 포함하며 간섭성 광원으로부터의 간섭성 광을 산란 시켜서 비간섭성 광을 생성하는 산란 소자;

산란 소자의 제1 표면측에 위치하고, 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 유도하고, 또한 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출하도록 유도하고 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출하도록 유도하며, 또한 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리 시키는 광 가이드 부재;를 포함한다.

또한, 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속(flux)이 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속보다 적다.

본 발명은 상기 발광장치를 포함하는 투영 시스템도 제공한다.

종래 기술에 비해，본 발명의 실시예는 아래와 같이 유익한 효과를 포함한다:

본 발명의 실시예에서는 광 가이드 부재를 통해 간섭성 광을 제1 광 경로를 통해 산란 소자로 유도하고 또한 산란 소자의 제1 표면으로부터의 대부분의 비간섭성 광을 제1 광 경로와 분리된 제2 광 경로를 통해 사출하여 발광장치의 사출광으로 함으로써 발광장치의 광 생성 효율을 제고하는 동시에, 산란 소자의 제1 표면에서 발사되는 대부분의 비간섭성 광이 간섭성 광의 광 경로를 통해 간섭성 광원에 재귀 반사되지 않도록 하여 비간섭성 광의 열과 간섭성 광원의 열 사이의 영향을 줄이게 되어 간섭성 광원의 광효율을 제고하고 사용 수명을 연장한다.

도 1은 종래 기술의 LED와 형광분말에 기반하여 고효율의 유색광을 생성하는 광원의 구조 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 일 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 10A는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 10B는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다.

종래 기술의 기술적 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 발광장치는，간섭성 광을 생성하는 간섭성 광원; 서로 마주보는 제1 표면과 제2 표면을 포함하며 간섭성 광원으로부터의 간섭성 광을 산란시켜서 비간섭성 광을 생성하는 산란 소자; 산란 소자의 제1 표면 측에 위치하고, 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 유도하고, 또한 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하고 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 유도하며, 또한 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리 시키는 광 가이드 부재;를 포함한다. 또한, 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속이 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속보다 적다.

산란 소자를 거쳐서 산란되는 비간섭성 광이 람버시안분포(Lambert distribution)에 근사하다는 특성 및 간섭성 광원에서 산란 소자에 입사한 간섭성 광이 비교적 작은 에텐듀(Etendue)를 지니는 것을 고려하여, 본 발명의 실시예는 간섭성 광원과 산란 소자의 에텐듀 차이를 이용하여 광 가이드 부재를 통해 간섭성 광의 입사 광 경로를 산란 소자의 사출 광 경로로 유도하는 동시에 광 가이드 부재가 유도하는 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속을 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속보다 적도록 제한함으로써, 산란 소자의 제1 표면에서 발사되는 대부분의 비간섭성 광(즉, 산란 소자에서 간섭성 광원에 발사하는 대부분의 비간섭성 광)이 제2 광 경로를 통해 사출되게 하여 제1 광 경로를 통해 과도하게 이탈되지 않도록 하고, 이에 따라 위 비간섭성 광이 간섭성 광의 입사 광 경로를 따라 간섭성 광원에 재귀 반사되지 않게 되어 간섭성 광원과 산란 소자의 열 사이의 영향이 감소됨으로써 간섭성 광원의 광효율을 높이고 사용 수명을 연장한다.

도 2를 참조하면，도 2는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 일 실시예에 따른 구조 설명도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이，본 실시예에서, 발광장치(100)는 간섭성 광을 생성하는 간섭성 광원(110)과, 간섭성 광원(110)으로부터의 간섭성 광을 산란시켜서 비간섭성 광을 생성하는 산란 소자(120) 및 광 가이드 부재(140)를 포함한다. 산란 소자(120)는 서로 마주보는 제1 표면(121)과 제2 표면(122)을 포함하고, 광 가이드 부재(140)는 산란 소자의 제1 표면(121)측에 위치하는데, 다시 말해서, 산란 소자의 제1 표면(121)은 제2 표면에 비해 광 가이드 부재(140)에 더 가깝다.

간섭성 광원으로 하여금 비교적 작은 에텐듀(Etendue)를 지니도록 하기 위해 간섭성 광원(110)은 레이저 다이오드를 선택하는 것이 바람직하다. 간섭성 광원은 발광 다이오드나 다른 종류의 광원일 수도 있다. 광 균일화정형 및 교정을 할 수 있는 광 균일화 장치를 통해 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광을 광 가이드 부재(140)로 유도할 수도 있다. 광 균일화장치는 겹눈 모양의 렌즈 어레이나 중공(中空; 중심이 비어 있음) 또는 솔리드(solid; 중심이 채워져 있음) 라이트 가이드 로드(도광봉; 導光棒)일 수 있다.

산란 소자의 산란 방식은 주로 체적 산란(volume scattering)과 표면 산란(surface scattering)이라는 두 가지가 있다. 표면 산란식 산란 소자는 투명재료 표면의 마이크로 구조가 갖는 광선에 대한 굴절과 반사 작용을 이용하여 광선을 산란시키는 것으로, 구체적으로는 단면 마이크로 구조와 양면 마이크로 구조의 산란 소자로 구분될 수 있다. 마이크로 구조는 유리 패드의 표면에 샌드 블라스트를 하여 형성되거나 상기 표면에다 화학 부식을 하는 방법으로 형성될 수 있고, 또한 플라스틱 패드에서 가열 압착 성형하는 방법으로 형성될 수도 있다. 단면 마이크로 구조의 산란 소자를 사용할 경우, 간섭성 광이 산란 소자의 마이크로 구조면에서 입사(및 제1 표면이 마이크로 구조면임)하여 산란 소자의 평면에서 사출되도록 하는 게 바람직하며 이때는 투과율이 비교적 높다. 한편, 체적 산란은 산란체 내에 굴절률이 다르거나 불투명한 작은 과립(顆粒; 알갱이)들을 도핑(doping)하여 산란 목적을 이루는 것을 가리킨다.

본 실시예에서 광 가이드 부재(140)는 광 통과용 홀(130) 및 광 통과용 홀 외부에 위치하는 반사면(미도시)을 포함하는 제2 광 반사 소자(140)다. 본 실시예에서 제2 광 반사 소자(140)는 구체적으로 광 통과용 홀(130) 및 반사면을 구비하는 아크형 반사장치이고, 제2 광 반사 소자(140)는 또한 평면 반사장치, 톱니형 반사장치 또는 기타 형식의 곡면 반사장치일 수 있다. 이러한 바람직한 형식은 아래 내용에서 상세히 설명할 것이고 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.

광 통과용 홀(130)은 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자(120)의 제1 표면(121)에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 투과 방식으로 유도하고, 산란 소자(120)의 제1 표면(121)에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하며; 제2 광 반사 소자(140)의 반사면은 산란 소자(120)의 제1 표면(121)에서 발사한 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 반사 방식으로 유도한다. 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 의해 반사되는 비간섭성 광과 산란 소자(120)의 제2 표면(122)에서 발사하는 비간섭성 광이 함께 사출되어 발광장치(100)의 사출 광이 됨으로써 발광장치의 광 생성 효율을 높인다. 발광장치의 광 사출단에 광학 소자를 설치하여 비간섭성 광에 대해 광 수집, 균일화 및 교정 등의 처리를 할 수 있다.

또한, 제2 광 반사 소자(140)는 그 광 통과용 홀(130) 및 반사면을 통해 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리시킨다. 구체적으로는, 제1 광 경로는 산란 소자(120)에서 제2 광 반사 소자(140)의 광 통과용 홀(130)을 거쳐서 간섭성 광원(110)에 이르고, 제2 광 경로는 산란 소자(120)에서 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 이르되 상기 반사면에 의해 방향이 바뀌어져서 간섭성 광원(110)으로부터 이격되어 제1 광 경로와 분리된다. 제2 광 경로와 제1 광 경로를 분리함으로써 발광장치의 광 생성 효율을 제고하는 동시에 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광이 제1 광 경로를 따라 간섭성 광원에 재귀 반사되지 않도록 한다.

간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광의 에텐듀(Etendue)가 비교적 작고 산란 소자(120)가 산란한 후의 비간섭성 광이 람버시안분포(Lambert distribution)에 근사하기 때문에 그 에텐듀는 간섭성 광에 비해 상당히 대량에 이른다. 따라서 제2 광 반사 소자(140)의 광 통과용 홀(130)과 반사면의 면적 비율을 하나의 작은 값으로 제어함으로써, 산란 소자의 제1 표면(121)에서 발사한 대부분의 비간섭성 광이 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 의해 반사된 후 사출되어 효과적으로 이용되도록 하고, 일부 비간섭성 광은 광 통과용 홀(130)에서 누출되어 소모되도록 하는 것으로, 누출로 인한 손실의 비율을 받아 들일 수 있는 범위 내에 제어한다. 바람직하게는, 제2 광 반사 소자(140)의 광 통과용 홀의 면적이 제2 광 반사 소자(140)의 반사면 면적의 1/4보다 작거나 같다.

종래 기술에 비해，본 실시예에서는 광 가이드 부재(140)의 광 통과용 홀(130)을 통해 간섭성 광을 제1 광 경로를 통해 산란 소자(120)에 유도하고, 광 가이드 부재(140)의 반사면을 통해 산란 소자(120)의 제1 표면으로부터의 대부분의 비간섭성 광을 제1 광 경로와 분리된 제2 광 경로를 통해 사출하여 발광장치의 사출 광으로 삼게 유도함으로써, 발광장치의 광 생성 효율을 제고하는 동시에, 산란 소자의 제1 표면(121)에서 발사한 대부분의 비간섭성 광이 간섭성 광의 광 경로를 따라 간섭성 광원에 재귀 반사되지 않도록 함으로써, 비간섭성 광의 열과 간섭성 광원의 열 사이의 영향을 감소시켜 간섭성 광원의 광효율을 높이고 사용 수명을 연장한다.

도 3을 참조하면，도 3은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 도 2 에 나타낸 실시예와의 주된 차이점은 다음과 같다. 본 실시예에서 발광장치(200)는 제1 광 반사 소자(150)와 광 수집장치(160)를 추가로 포함한다. 제1 광 반사 소자(150)는 산란 소자(120)의 제2 표면(121)에서 발사한 비간섭성 광을 제2 광 반사 소자(140)를 향해 반사함으로써, 산란 소자가 발사한 모든 비간섭성 광이 모두 제2 광 반사 소자(140)를 향해 사출되도록 한다. 본 실시예에서는 산란 소자(120)가 투광성 산란 소자인 경우를 예로 들어서 설명하며, 산란 소자가 발사한 모든 비간섭성 광이 모두 제2 광 반사 소자(140)를 향해 사출되도록 하기 위해 본 실시예는 제1 광 반사 소자(150)를 설치하여 산란 소자의 제2 표면(122)에서 발사한 비간섭성 광을 반사하도록 해야 한다. 기타 실시예에서는 제1 광 반사 소자(150)를 설치하지 않고 산란 소자(120)의 두께를 두껍게 하는 것을 통해 산란 소자의 제1 표면이 간섭성 광을 접수한 후 생성한 비간섭성 광이 산란 소자의 제2 표면을 투과하지 못하도록 함으로써, 산란 소자에서 생성된 모든 비간섭성 광이 모두 산란 소자의 제1 표면에서 제2 광 반사 소자(140)를 향해 사출되도록 한다.

바람직하게는, 제2 광 반사 소자(140)는 반구형이나 반구형의 일부 형상을 갖고, 산란 소자(120)가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치는 상기 반구형 구심에 가까운 제1 포인트에 위치하고 광 수집장치(160)의 광 입구는 상기 반구형 구심에 가까운 제2 포인트에 위치하며, 제1 포인트와 제2 포인트는 상기 반구형의 구심에 대해 대칭되도록 하는 것이 좋다. 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광은 광 통과용 홀(130)을 통해 산란 소자(120)에 입사되고, 산란 소자(120)의 제2 표면(122)에서 발사하는 비간섭성 광은 제1 광 반사 소자(150)에 의해 반사된 후 산란 소자의 제1 표면(121)에서 발사하는 비간섭성 광과 함께 제2 광 반사 소자(140)를 향해 사출된다. 제2 광 반사 소자(140)의 반사면은 대부분의 비간섭성 광을 반구형 구심에 가까운 제2 포인트에 위치하는 광 수집장치의 광 입구를 향해 반사시키고, 상기 대부분의 비간섭성 광은 광 수집장치(160)에 의해 수집되고 발광장치(200)의 사출 광으로서 사출된다. 이와 동시에, 산란 소자(120)로부터의 일부 비간섭성 광은 제2 광 반사 소자(140)의 광 통과용 홀을 투과함으로써 소모된다.

간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자(120)에 수직 입사되도록 광 통과용 홀(130)이 반구형 제2 광 반사 소자(140)의 편심 홀(eccentric hole)인 것이 바람직하며, 산란 소자(120)가 제1 광 반사 소자(150)로부터 이탈될 때 간섭성 광은 제1 광 반사 소자(150)에 의해 제2 광 반사 소자(140)의 광 통과용 홀로 반사되어 간섭성 광원에 재귀 반사됨으로써, 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 반사되어 광 수집장치에 사출됨으로 인해 사람의 눈을 상하게 하는 경우가 발생하지 않게 된다.

바람직하게는, 제2 광 반사 소자(140)는 반 타원형 구(求)이나 반 타원형 구(求)의 일부 형상을 할 수도 있으며, 산란 소자(120)가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치는 상기 반 타원형 구(求)의 제1 초점에 위치하고 광 수집장치(160)의 광 입구는 반 타원형 구(求)의 제2 초점에 위치한다. 이때，산란 소자가 발사한 대부분의 비간섭성 광은 제2 광 반사 소자(140)의 반사면의 반사를 거친 후 상기 반 타원형 구(求)의 제2 초점을 향해 사출되며, 또한 광 수집장치(160)에 의해 수집되고 발광장치(200)의 사출 광으로서 사출된다. 동일한 이치에 따라, 광 통과용 홀(130)이 반 타원형 구(求)인 제2 광 반사 소자(140)의 편심 홀이 되어 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자(120)에 수직으로 입사되도록 하는 것이 바람직하다.

더 구체적으로는, 본 실시예에서 제2 광 반사 소자(140)는 광 통과용 홀을 지니는 내부 중공 구조인 반사벽이고, 상기 반사 벽은 내벽에 도료 되는 반사막을 포함하며, 상기 광 통과용 홀은 상기 반사 벽에 틈이 나 있는 개구부(開口部)이다. 여기에서 알 수 있는 것은, 반사막은 반사 벽의 외벽에도 도료될 수 있다.

이 외에도, 본 실시예에서의 광 수집 소자(160)는 구체적으로 중공 도광봉이다. 사실상, 본 발명의 실시예에서의 광 수집 소자(160)는 렌즈, 렌즈군, 중공(中空) 도광봉, 솔리드(solid) 도광봉, 중공 복합형 집광기나 솔리드 복합형 집광기 또는 이들의 조합을 사용할 수도 있다.

도 4를 참조하면，도 4는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 도 3 에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다: 본 실시예에서는 발광장치(300)의 제2 광 반사 소자(140)가 외부 곡면에 반사막(331)이 도료된 솔리드 투명체(330)이고, 광 통과용 홀(332)은 상기 반사막(331)의 하나의 개구부(開口部)(332)다. 바람직하게는, 산란 소자(120)와 솔리드 투명체(330) 사이에 하나의 에어 갭(미도시)을 구비하여 발광장치의 발광 명도를 높인다. 도 3의 실시예와 마찬가지로，솔리드 투명체(330)는 반구형이나 반 타원형 구(求)의 형상을 지니는 게 바람직하다. 이때，산란 소자(120)와 솔리드 투명체(330) 사이의 에어 갭의 두께는 반구형 반지름의 1% 또는 반 타원형 구(求)의 긴 반지름의 1%보다 작도록 하여 발광장치의 발광 명도를 효과적으로 높일 수 있게 한다.

도 5를 참조하면，도 5는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 본 실시예와 도 3 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(400)에서 광 통과용 홀(130)은 반구형이나 반 타원형 구(求) 모양의 제2 광 반사 소자(140)의 가장자리의 하나의 개구부(開口部)이고, 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 상기 개구부(開口部)에서 산란 소자(120)에 입사한다. 여기에서 이해할 수 있는 것은, 본 실시예에서의 제2 광 반사 소자(140)는 외부 곡면에 반사막이 도료된 솔리드 투명체일 수도 있다.

도 13을 참조화면，도 13은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 본 실시예와 도 3 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(1200)에서 제2 광 반사 소자(140)는 톱니형 반사장치이고, 상기 톱니형 반사장치는 두 개의 톱니면(1301, 1302)을 포함하며 각각의 톱니면은 모두 하나의 동심 구면(球面) 군의 일부분이다. 도 3에 나타낸 실시예에서의 설명을 참조해서 알 수 있듯이 톱니면(1301, 1302)은 각각 아크형 반사장치의 작용을 할 수 있기 때문에 톱니형 반사장치는 아크형 반사장치 군이 삽입된 조합으로 간주할 수 있다. 따라서 산란 소자의 제1 표면에서 발사되는 비간섭성 광에 대해 아크형 반사장치와 동일한 작용을 한다. 톱니형 반사장치와 아크형 반사장치의 차이점은 톱니형 반사장치가 점유하는 공간이 더 작고 구조가 더 조밀하다는 것이다.

도 6을 참조하면，도 6은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 본 실시예와 도 3 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(500)의 제2 광 반사 소자는 광 통과용 홀(530) 및 광 통과용 홀(530) 외부에 위치하는 반사면을 구비한 평면 반사장치(540)다. 평면 반사장치(540)는 산란 소자가 발사한 비간섭성 광을 반사함으로써 상기 비간섭성 광이 간섭성 광과 일정한 각도를 이루는 방향으로 사출되도록 한다.

비간섭성 광이 람버시안분포(Lambert distribution)에 근사하기 때문에 본 실시예에서는 산란 소자(120)에서 발사하는 비간섭성 광을 수집하고 콜리메이션(collimation)하여 평면 반사장치(540)에 사출하도록 하는 렌즈군(570)을 추가로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 콜리메이션되는 비간섭성 광의 대부분은 평면 반사장치(540)의 반사면에 의해 반사되어 발광장치(500)의 사출 광이 된다. 더 바람직하게는, 광 통과용 홀(530)의 렌즈군(570)의 사출 스팟에서의 투영 면적이 상기 사출 스팟 면적의 1/4보다 작거나 같아서 상기 광 통과용 홀(530)에서 누설되는 비간섭성 광을 줄이게 되어 발광장치(500)의 광 생성 효율을 높이는 것이다. 여기에서 이해할 수 있는 것은, 이상에서 언급한 기타 광 수집장치로 렌즈군(570)을 대체하여 산란 소자(120)에서 발사하는 비간섭성 광을 수집하고 평면 반사장치(540)에 중계하도록 할 수 있다.

이 외에도, 발광장치(500)의 광 사출단은 광학 소자를 이용해서 광 수집, 광 균일화 및 정형 등을 할 수 있으며 본 발명에서는 상세히 설명하지 않는다.

도 7을 참조하면，도 7은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 본 실시예와 도 6 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 본 실시예에서 발광장치(600)의 광 가이드 부재는 제3 광 반사 소자(630) 및 제3 광 반사 소자(630) 외부에 위치하는 투광성 매개를 포함한다(본 실시예에서 투광성 매개는 구체적으로 제3 광 반사 소자(630) 외부의 공기이다). 제3 광 반사 소자(630)는 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자(120)의 제1 표면에 입사되어 제1 광 경로를 형성하도록 반사 방식으로 유도하고, 또한 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하고; 제3 광 반사 소자(630) 외부의 투광성 매개는 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사되는 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 투과 방식으로 유도하여, 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광은 발광장치(600)의 사출 광이 된다. 광 가이드 부재는 제3 광 반사 소자(630) 및 투광성 매개를 통해 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리 시킨다.

도 6의 실시예와 마찬가지로，바람직하게는 본 실시예에서 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사되는 비간섭성 광을 수집 및 콜리메이션(collimation)하는 렌즈군(570)을 추가로 포함한다. 더 바람직하게는, 제3 광 반사 소자(630)의 상기 렌즈군에서의 사출 스팟에서의 투영 면적이 상기 사출 스팟 면적의 1/4보다 작거나 같게 하여 제3 광 반사 소자(630)에 의해 반사되어 누설되는 비간섭성 광을 줄여서 발광장치(600)의 광 생성 효율을 높이게 된다. 여기서 알 수 있는 것은, 이상에서 언급한 기타 광 수집장치로 렌즈군(570)을 대체할 수 있고 상기 광 수집장치는 산란 소자(120)와 제3 광 반사 소자(630)에 사이에 위치하여 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사되는 비간섭성 광을 수집하고 중계한다. 발광장치(600)상 광선이 사출되는 끝단 부분[사출구]은 또한 광학 소자를 이용하여 광 수집, 광 균일화 및 교정 등을 진행할 수 있다. 본 발명에서는 상세히 설명하지 않는다. 도 8을 참조하면，도 8은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 본 실시예에서 발광장치(700)의 광 가이드 부재는 광 통과용 홀(130)과 광 통과용 홀 외부에 위치하는 반사면을 구비하는 제2 광 반사 소자(140)를 포함하고, 상기 광 통과용 홀은 간섭성 광원(110)에서 발사한 간섭성 광이 산란 소자(120)의 제1 표면 상(上)에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 투과 방식으로 유도하고, 또한 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도한다. 도 3 에 나타낸 실시예와의 차이점은 다음과 같다: 본 실시예는 제3 광 반사 소자(150)를 구비하지 않고, 산란 소자(120)에서 생성된 것으로 제2 표면으로 발사하는 비간섭성 광이 제2 표면으로부터 직접 사출되어 발광장치의 사출광이 되고; 제2 광 반사 소자(140)의 반사면은 산란 소자(120)의 제1 표면(121)에서 발사하는 비간섭성 광이 산란 소자(120)의 제1 표면(121)에 재귀 반사하도록 반사 방식으로 유도하고, 상기 비간섭성 광은 산란 소자를 투과하며 또한 산란 소자(120)의 제2 표면(122)에서 사출되어 발광장치의 사출 광이 된다.

바람직하게는, 제2 광 반사 소자(140)는 광 통과용 홀 및 상기 광 통과용 홀 외부에 위치하는 반사면을 구비한 아크형 반사장치이고, 상기 아크형 반사장치는 반구형 모양을 나타내며, 산란 소자(120)가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치는 상기 반구형의 구심에 위치한다. 산란 소자(120)의 제1 표면에서 발사되는 비간섭성 광은 제2 광 반사 소자(140)를 향해 사출되고 제2 광 반사 소자(140)의 반사면은 상기 비간섭성 광의 대부분을 구심에 위치하는 산란 소자(120)를 향해 반사한다. 더 나아가서, 본 실시예는 광 수집장치(160)를 추가로 포함하며, 상기 광 수집장치(160)의 광 입구는 산란 소자(120)의 제2 표면 측에 위치하며(즉, 제2 표면(122)이 제1 표면(121)에 비해 광 수집장치(160)에 더 가깝다) 산란 소자(120)에서 사출되는 비간섭성 광을 수집한다.

이 외에도, 더 구체적으로는 본 실시예에서의 제2 광 반사 소자(140)는 광 통과용 홀을 구비한 중공(中空) 구조의 반사벽이며, 상기 반사벽은 내벽에 도료되는 반사막을 포함하고, 상기 광 통과용 홀은 상기 반사 벽에 틈이 나 있는개구부(開口部)이다. 여기에서 이해할 수 있는 것은, 제2 광 반사 소자(140)는 톱니형 반사장치일 수도 있고, 상기 톱니형 반사장치는 적어도 두 개의 톱니면을 포함하고 각각의 톱니면이 모두 하나의 동심 구(球)면 군의 일부분이라는 것이다. 이때, 산란 소자는 동심 구(球)면의 구심에 위치할 수 있다.

도 9를 참조하면，도 9는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 본 실시예와 도 8 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(800)의 제2 광 반사 소자는 외부 곡면에 반사막(331)이 도료된 솔리드 투명체(330)이고, 광 통과용 홀(332)은 상기 반사막(331)의 한 개구부(開口部)(332)이다. 솔리드 투명체(330)는 반구형이 바람직하며, 이때，산란 소자(120)와 솔리드 투명체(330) 사이에는 에어 갭을 형성될 수 있으며, 상기 에어 갭의 두께는 반구형 반지름의 1%나 반 타원형 구(求)의 긴 반지름의 1%보다 작아서 발광장치의 출광 밝기를 효과적으로 높이는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 산란 소자(120)의 제2 표면의 일측에 설치되는 렌즈군(570)을 추가로 포함하는 것이 바람직하고. 산란 소자를 거쳐서 사출되는 비간섭성 광은 상기 렌즈군(570)을 거쳐서 콜리메이션(collimation)되어 사출된다. 사실상, 이상에서 언급한 기타 형식의 광 수집장치로 렌즈군(570)을 대체할 수도 있다.

이 외에도, 본 발명의 실시예는 상기 실시예를 개선하였다. 즉, 발광장치에는 산란 소자를 구동하는 구동장치를 추가로 포함하여, 상기 산란 소자에 입사된 간섭성 광이 상기 산란 소자에 형성한 스팟이 소정 경로를 따라 상기 산란 소자에 작용하도록 함으로써, 간섭성 광이 산란 소자의 동일 위치에 장시간 작용하여 산란 소자의 온도가 너무 높아지게 되는 경우를 방지하게 되어 산란 소자의 사용 수명을 연장한다. 바람직하게는, 구동장치는 하나의 회전판일 수 있고 산란 소자를 상기 회전판에 고정할 수 있으며, 산란 소자는 상기 회전판을 따라 원형 운동을 함으로써, 상기 산란 소자에 입사된 간섭성 광이 상기 산란 소자에 형성한 스팟이 원형 경로를 따라 상기 산란 소자에 작용하도록 한다. 물론, 구동장치는 산란 소자가 다른 형식의 운동, 예를 들면 선형 이동을 하도록 구동할 수도 있다.

도 10A를 참조하면，도 10A는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 도 10A 에 나타낸 실시예는 도 3 에 나타낸 실시예를 기반으로 하여 개선한 다른 반사식 실시예이다. 본 실시예에서의 발광장치(900A)는 회전판(980)을 추가로 포함하고, 산란 소자(120)와 제1 광 반사 소자(150)는 모두 회전판과 동축을 이루는 링형을 나타내며 또한 회전판(980)에 위치하여 이에 따라 회전한다. 제1 광 반사 소자(150)는 구동장치(980)와 산란 소자(120) 사이에 위치하고, 제1 광 반사 소자(150)는 회전판(980)의 일부분일 수도 있다. 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 의해 반사된 후의 비간섭성 광은 회전휠(980)을 투과하고 광 수집장치(160)에 의해 수집되어 사출한다. 광 수집장치(160)는 회전휠(980)의 판(盤)면 원(圓) 둘레의 연장선 상에 위치할 수도 있다. 즉, 제2 광 반사 소자에 의해 반사된 후의 비간섭성 광이 회전휠(980)을 거치지 않고 광 수집장치(160)에 직접 입사된다.

도 10B를 참조하면，도 10B는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 도 10B 에 나타낸 실시예는 도 8 에 나타낸 실시예를 바탕으로 하여 개선을 한 후의 다른 투과식 실시예이다. 본 실시예의 발광장치(900B)는 회전판(980)을 추가로 포함하고, 산란 소자(120)는 회전판과 동축을 이루는 링형을 나타내며 회전판(980) 상에 위치하여 이에 따라 회전한다. 또한, 회전판(980)에서 산란 소자(120)를 탑재하는 구역은 투명재료로 제작됨으로써 산란 소자에서 발사한 일부 비간섭성 광이 회전판(980)을 직접 투과하여 사출하고 나머지 부분의 비간섭성 광이 제2 광 반사 소자(140)의 반사면에 의해 반사된 후 산란 소자에 재귀 반사되어서 제2 표면에서 회전판(980)을 투과하여 사출하도록 한다. 본 실시예는 산란 소자의 제2 표면의 일측에 위치하여 비간섭성 광을 콜리메이션(collimation)한 후 사출하도록 하는 렌즈군(570)을 추가로 포함한다.

이 외에도, 본 발명은 발광장치의 다른 실시예를 제공한다. 즉, 간섭성 광원은 적어도 두 가지 유색광을 각각 생성하는 적어도 두 가지 부차적 광원 및 광 병합 장치를 각각 포함하고, 상기 광 병합 장치는 상기 적어도 두 가지 부차적 광원에서 생성된 광을 한 줄기의 광으로 병합한다. 이하, 이것에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 11을 참조하면，도 11은 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도이다. 본 실시예와 도 10A 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(1000)에서, 간섭성 광원(110)은 레드라이트를 생성하기 위한 레이저 다이오드인 제1 부차적 광원(111)과 그린라이트를 생성하기 위한 레이저 다이오드인 제2 부차적 광원(112)을 포함하고; 발광장치(1000)는 제1 부차적 광원(111)과 제2 부차적 광원(112)에서 각각 생성된 광을 한 줄기 병합 광으로 병합하는 광 병합 장치(114)를 포함하고, 상기 병합된 광은 광 통과용 홀(130)을 통해 산란 소자(120)에 입사된다.

구체적으로는, 본 실시예에서 광 병합 장치(114)는 레드라이트를 투과시키고 그린라이트를 반사하는 이색성 시트(dichroic sheet)이고, 제1 부차적 광원(111)에서 생성되는 빨강색 간섭성 광은 광 병합 장치를 거쳐서 광 통과용 홀(130)에 투과되고, 제2 부차적 광원(112)에서 생성된 녹색 간섭성 광은 광 병합 장치에 의해 광 통과용 홀(130)에 반사된다. 물론, 광 병합 장치(114)는 레드라이트를 반사하고 그린라이트를 투과 시키는 이색성 시트일 수 있고, 또한 제1 부차적 광원(111)에서 생성된 빨강색 간섭 광을 광 통과용 홀에 반사 시키고 제2 부차적 광원(112)에서 생성된 녹색 간섭성 광을 광 통과용 홀에 투과 시킴으로써, 빨강색 간섭성 광과 녹색 간섭성 광을 한 줄기의 병합된 광으로 병합할 수 있다.

빨강색 간섭성 광과 녹색 간섭성 광은 광 통과용 홀(130)에 동시 사출될 수 있으며, 이때 발광장치(1000)는 빨강색 비간섭성 광과 녹색 비간섭성 광으로 구성된 노란색 비간섭성 광을 사출한다. 동일한 이치에 따라, 발광장치의 다른 실시예에서 간섭성 광원은 파란색 간섭성 광을 생성하는 레이저 다이오드와 같은 제3 부차적 광원을 추가로 포함할 수 있고; 광 병합 장치는 십자형 이색성 시트 군일 수 있으며 제1, 제2, 제3 부차적 광원에서 생성된 간섭성 광을 한 줄기 병합된 광으로 병합하여 광 통과용 홀(130)에 유도하며; 이때，발광장치는 빨강색，녹색 및 파란색 비간섭성 광으로 구성된 백색 비간섭성 광을 사출할 수 있다.

상기 각 실시예에서 간섭성 광원(110)은 모두 한 가지 유색광(예를 들면 파란색이나 노란색)을 생성하는 광원이고 발광장치는 한 가지 색상의 비간섭성 광을 사출한다. 본 발명은 여러 가지 색상의 유색광 서열을 사출해야 하는 경우에도 응용될 수 있다. 이에, 본 발명은 발광장치의 또 다른 실시예를 제공한다. 상기 실시예에서의 발광장치는 간섭성 광원 중의 두 가지 부차적 광원의 개폐 및 발광 강도를 각각 제어하는 제어장치를 추가로 포함한다.

도 12를 참조하면，도 12는 본 발명의 실시예 중 발광장치의 다른 실시예에 따른 구조 설명도다. 본 실시예와 도 11 에 나타낸 실시예의 차이점은 다음과 같다: 발광장치(1100)의 간섭성 광원(110)은 파란색 간섭성 광을 생성하는 레이저 다이오드인 제3 부차적 광원(113)을 추가로 포함한다. 광 병합 장치(114)는 이색성 시트 군이고, 이색성 시트 군(114)은 평행 설치되는 이색성 시트(1141, 1142)를 포함한다. 이색성 시트 군(114)은 제1, 제2, 제3 부차적 광원에서 생성된 광을 한 줄기 병합된 광으로 병합하며, 상기 병합된 광은 광 통과용 홀(130)을 통해 산란 소자(120)에 입사된다. 구체적으로는, 이색성 시트(1141)는 제1 부차적 광원(111)에서 생성한 빨강색 간섭성 광을 반사하고 제2 부차적 광원(112)에서 생성된 녹색 간섭성 광을 투과 시키며, 상기 빨강색, 녹색 간섭성 광은 모두 이색성 시트(1142)를 투과하고; 이색성 시트(1142)는 제3 부차적 광원(113)에서 생성된 파란색 간섭성 광을 반사한다.

발광장치(1100)는 간섭성 광원 중의 3가지 부차적 광원의 개폐 및 발광 강도를 각각 제어하는 제어장치(미도시)를 추가로 포함한다. 예를 들면, 제어장치는 빨강색, 녹색 및 파란색 간섭성 광을 생성하는 3개의 부차적 광원이 순차적으로 개폐되도록 제어함으로써 발광장치가 빨강색, 녹색 및 파란색 비간섭성 광을 순차적으로 사출하도록 하며; 제어장치는 또한 빨강색, 녹색 및 파란색 간섭성 광을 생성하는 부차적 광원이 동시에 켜도록 제어한 후 3가지 부차적 광원의 발광 강도가 모두 주기적으로 변화하도록 제어함으로써, 광 병합 장치가 사출하는 병합된 광의 색상이 주기적으로 변화하게 되어서 발광장치에서 색상이 주기적으로 변하는 비간섭성 광을 사출하도록 한다.

본 발명은 상기 각 실시예서 제공하는 기능을 구비할 수 있는 상기 발광장치를 포함하는 투영 시스템을 추가로 제공한다.

이상은 본 발명의 실시예를 설명한 것뿐이며 이로써, 본 발명의 특허범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 명세서 및 첨부도면의 내용을 이용한 동등한 구조나 동등한 흐름 변환 또는 기타 관련된 기술 분야에 직접 혹은 간접적으로 응용되는 것은 모두 본 발명의 특허 보호 범위 내에 속한다고 이해되어야 할 것이다.

Claims

발광장치에 있어서，
상기 장치는,
간섭성 광을 생성하는 간섭성 광원;
서로 마주보는 제1 표면과 제2 표면을 포함하고, 상기 간섭성 광원으로부터의 간섭성 광을 산란 시켜서 비간섭성 광을 생성하는 산란 소자;
산란 소자의 제1 표면 일측에 위치하고, 상기 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 상기 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 유도하고, 또한 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출하도록 유도하고, 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사되는 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출하도록 유도하며, 또한 제1 광 경로와 제2 광 경로를 분리 시키는 광 가이드 부재;를 포함하고,
또한, 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속이 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속보다 적은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속이 제2 광 경로를 통해 사출되는 비간섭성 광의 광속의 1/4보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
산란 소자의 제2 표면 측에 위치하는 제1 광 반사 소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제3항에 있어서,
상기 광 가이드 부재는 광 통과용 홀 및 광 통과용 홀 외부에 위치하는 반사면을 구비하는 제2 광 반사 소자를 포함하고, 상기 광 통과용 홀은 상기 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 상기 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 투과 방식으로 유도하고, 또한 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출하도록 유도하며; 제2 광 반사 소자의 반사면은 상기 산란 소자의 제1 표면에서 생성된 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 반사 방식으로 유도하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제4항에 있어서,
제2 광 반사 소자는 상기 광 통과용 홀 및 반사면을 구비한 평면 반사장치인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제5항에 있어서,
상기 발광장치는 상기 산란 소자가 발사한 비간섭성 광을 수집하고 상기 평면 반사장치에 중계하는 광 수집장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제6항에 있어서,
상기 광 수집장치는 상기 산란 소자가 발사한 비간섭성 광을 수집하고 상기 평면 반사장치에 콜리메이션(collimation)시키는 렌즈군을 포함하고, 상기 광 통과용 홀의 상기 렌즈군의 사출 스팟에서의 투영 면적이 상기 사출 스팟 면적의 1/4보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제4항에 있어서,
제2 광 반사 소자는 상기 광 통과용 홀 및 반사면을 구비한 아크형 반사장치인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제8항에 있어서,
상기 아크형 반사장치는 반구형이나 반구형의 일부 형상을 나타내며, 상기 산란 소자가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치는 상기 반구형 구심에 가까운 제1 포인트에 위치하고;
상기 발광장치는 광 수집장치를 추가로 포함하되 상기 광 수집장치의 광 입구는 상기 반구형 구심에 가까운 제2 포인트에 위치하고, 제1 포인트와 제2 포인트는 상기 반구형의 구심에 대해 대칭되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제8항에 있어서,
상기 아크형 반사장치는 반 타원형 구(球)나 반 타원형 구(球)의 일부 형상을 나타내며, 상기 산란 소자가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치는 상기 반 타원형 구(求)의 제1 초점에 위치하고;
상기 발광장치는 광 수집장치를 추가로 포함하되 상기 광 수집장치의 광 입구는 상기 반 타원형 구(球)의 제2 초점에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제9항이나 제10항에 있어서,
상기 광 통과용 홀은 아크형 반사장치의 편심 홀(eccentric hole)이고, 이로써 상기 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 상기 산란 소자에 수직으로 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제8항에 있어서,
상기 아크형 반사장치의 광 통과용 홀의 면적이 상기 반사면 면적의 1/4보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제4항에 있어서,
제2 광 반사 소자는 상기 광 통과용 홀 및 반사면을 갖는 톱니형 반사장치인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제3항에 있어서,
상기 광 가이드 부재는 제3 광 반사 소자 및 제3 광 반사 소자 외부에 위치하는 투광성 매개를 포함하고, 제3 광 반사 소자는 상기 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 상기 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 반사 방식으로 유도하고, 또한 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하고; 상기 투광성 매개는 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사되는 나머지 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 사출되도록 투과 방식으로 유도하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제14항에 있어서,
상기 발광장치는 상기 산란 소자와 제3 광 반사 소자 사이에 위치하며, 상기 산란 소자가 발사한 비간섭성 광을 수집 및 중계하는 광 수집장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제15항에 있어서,
상기 광 수집장치는 상기 산란 소자가 발사한 비간섭성 광을 수집하고 콜리메이션(collimation)하는 렌즈군을 추가로 포함하고, 제3 광 반사 소자의 상기 렌즈군의 사출 스팟에서의 투영 면적이 상기 사출 스팟 면적의 1/4보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 광 가이드 부재는 광 통과용 홀 및 광 통과용 홀 외부에 위치하는 반사면을 갖는 제2 광 반사 소자를 포함하고, 상기 광 통과용 홀은 상기 간섭성 광원에서 발사한 간섭성 광이 상기 산란 소자의 제1 표면에 입사하여 제1 광 경로를 형성하도록 투과 방식으로 유도하고, 또한 상기 산란 소자의 제1 표면에서 발사한 일부 비간섭성 광이 제1 광 경로를 통해 사출되도록 유도하고; 제2 광 반사 소자의 반사면은 상기 산란 소자의 제1 표면에서 생성된 비간섭성 광이 제2 광 경로를 통해 상기 산란 소자의 제1 표면에 재귀 반사하도록 반사 방식으로 유도하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제17항에 있어서,
제2 광 반사 소자는 상기 광 통과용 홀 및 반사면을 갖는 아크형 반사장치이고, 상기 아크형 반사장치는 반구형이며, 상기 산란 소자가 간섭성 광에 의해 입사되는 위치가 상기 반구형의 구심에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제18항에 있어서,
상기 발광장치는 광 수집장치를 추가로 포함하되 상기 광 수집장치의 광 입구는 산란 소자의 제2 표면 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제17항에 있어서,
제2 광 반사 소자는 상기 광 통과용 홀 및 반사면을 갖는 톱니형 반사장치인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제6항, 제9항, 제10항, 제15항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 수집장치는 렌즈, 렌즈군, 중공(中空) 도광봉, 솔리드(solid) 도광봉, 중공 복합형 집광기 또는 솔리드 복합형 집광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제9항 내지 제11항 및 제18항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크형 반사장치는 광 통과용 홀을 지니는 중공(中空) 구조의 반사 벽이고, 상기 반사 벽은 내벽에 도료되는 반사막을 포함하고, 상기 광 통과용 홀은 상기 반사 벽에서의 한 개구부(開口部)인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제9항 내지 제11항 및 제18항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크형 반사장치는 외부 곡면에 반사막이 도료 되고 광 통과용 홀을 갖는 솔리드 투명체이고, 상기 광 통과용 홀은 상기 반사막의 한 개구부(開口部)인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제23항에 있어서,
상기 산란 소자와 상기 솔리드 투명체 사이에 에어 갭을 구비하며, 상기 에어 갭의 두께는 상기 반 타원형 구(求)의 긴 반지름의 1%나 상기 반구형의 반지름의 1%보다 작은 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 간섭성 광원이 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 간섭성 광원은 두 가지 유색광을 생성하기 위한 두 가지 부차적 광원 및 광 병합 장치를 각각 포함하고, 상기 광 병합 장치는 상기 두 가지 부차적 광원에서 생성된 광을 한 줄기의 광으로 병합하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제26항에 있어서,
상기 발광장치는 상기 두 가지 부차적 광원의 개폐 및 발광 강도를 각각 제어하는 제어장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광장치는, 상기 산란 소자를 구동하여 상기 산란 소자에 입사된 간섭성 광이 상기 산란 소자에 형성한 스팟이 소정 경로를 따라 상기 산란 소자에 작용하도록 하는 구동장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 발광장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 시스템.