KR20210025643A - 광원 장치 - Google Patents

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KR20210025643A
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Abstract

광원 장치는 제1 광을 방출하도록 구성되는 레이저 광원(310)과, 레이저 광원(310)의 출사광 경로 상에 설치되고, 제1 광이 광 변환 장치(340)에 입사되게 가이드하도록 구성되고, 출사면(331)을 포함하는 굴절 광학 소자(330)와, 굴절 광학 소자(330)의 출사측에 설치되고 입사면과 출사면은 동일면인 광 변환 장치(340)와, 광 변환 장치(340)의 출사측에 설치되고 광 변환 장치(340)에서 방출되는 광을 수집한 후 출사하도록 구성되는 광 수집 장치(350)를 포함하되, 굴절 광학 소자(330)의 출사면(331)을 경유하여 굴절된 광은 광 변환 장치(340)를 향한 방향으로 오프셋되어 출사되고, 광 변환 장치(340)의 입사면 매체의 브루우스터 각은 α이고, 굴절 광학 소자(330)의 출사광이 α-20°~α+10°의 입사각으로 경사지게 광 변환 장치(340)에 입사된다. 광원 장치는 컴팩트 한 광로 구조를 실현함과 동시에 색상이 균일한 출사광반을 획득할 수 있다.

Description

광원 장치
본 출원은 조명 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 광원 장치에 관한 것이다.
조명 분야의 에너지 절약 및 환경 보호 관련 법규가 점차적으로 도입되면서, 할로겐 램프는 점차적으로 역사의 무대에서 물러나게 될 것이며, 이의 대체품으로서, LED 조명은 오늘날 조명 분야의 주류로 되었다. 그러나, 고휘도 조명 기술 분야에서, LED는 여전히 할로겐 램프, 가스 방전 램프를 대체하기 어렵다. 이는 LED의 발광 효율이 아직 충분히 높지 못하므로, 고전류에서의 효율적인 광 출력을 실현하지 못하며, 이에 따라, 통상적으로 여러개의 LED로 어레이를 구성하는 형식을 이용하여 고휘도 출력 광을 얻으나, 여러개의 LED를 이용할 경우 열 분산 및 배선의 문제점을 초래하게 된다. 따라서, 고휘도 조명에 대해 아직도 비용이 저렴한 LED의 해결 방안이 제기되지 못하고 있다.
LED과 같이 "냉광원"인 레이저 광원은 마찬가지로 에너지 절약 및 환경 보호의 장점을 구비하고, 레이저 광원의 큰 전류 발광 효율은 LED를 훨씬 초과하므로, 고휘도 조명의 새로운 연구 중점으로 되어, 차세대 조명 기술로 불리고 있다. 통상적으로, 레이저로 형광 분말을 여기시켜, 나머지 레이저와 형광 분말에서 방출되는 형광을 합광시켜, 우리가 필요한 백색광 조명 빔을 얻을 필요가 있다.
조명 광원에 있어서, 통상적으로 조명 광반의 색상이 균일하고, 광반 중심이 가장자리보다 밝으며, 조사거리가 먼 것이 요구되고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 기술의 한가지 광원이며, 청색광 레이저(101)에서 방출되는 빔은 렌즈(102)를 경유하여 조준된후, 하나의 스플리터(103)에 입사되며, 해당 스플리터의 중간에는 청색을 반사하고 황색을 투과시키는 막층이 도금되고, 기타 영역에는 가시광 주파수대의 반사 방지막이 도금된다. 레이저 빔은 스플리터(103)의 청색을 반사하고 황색을 투과시키는 막층에 의해 광 수집 장치(104)로 반사되고, 이어서 반사형의 광 변환 장치(105) 상에 입사되고, 광 변환 장치(105)에서 방출되는 형광과 나머지 청색 광은 광 변환 장치(105)의 반사층에 의해 반사된 후 광 변환 장치(105)의 입사면로부터 출사되어, 광 수집 장치(104)에 의해 수집되며, 이어서 다시 스플리터(103)에 입사된다. 여기서, 스플리터(103)의 반사 방지막 영역에 입사된 광은 모두 투과되고, 스플리터(103)의 청색을 반사하고 황색을 투과시키는 막층에 입사된 광 중, 청색 광은 반사되고, 황색 광은 투과된다. 해당 기술적 방안은 출사광의 중심 영역의 청색 광의 결핍을 초래하여 광반 색상이 불균일하게 된다.
다른 한가지 광원은 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저(201)에서 방출되는 빔은 광섬유(202)를 이용하여 전도하고, 이어서 렌즈(203)를 경유하여 직접적으로 반사형의 광 변환 장치(204) 상에 입사되며, 하나의 리플렉터컵(205)을 이용하여 광 변환 장치(204)의 출사광을 수신한 후 반사하며, 광 변환 장치(204)가 리플렉터컵(205)의 중심에 설치되므로, 리플렉터컵(205)의 중심의 빔은 출사되지 못하게 되고, 출사광의 중심은 하나의 흑색 구멍이다. 해당 기술적 방안은 광반 중심의 휘도가 충족하지 못하게 된다.
보다시피, 기존의 기술 중의 백색 광 조명 광원은 색상 균일, 중심 고휘도의 요구를 만족시키기 어려우며, 부피가 부풀고 거대하게 된다.
본 출원의 발명의 목적으로서, 구조가 컴팩트하고 방출 광 색상이 균이하며 발광 효율이 높은 광원 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 문제를 해결하기 위하여, 본 출원은 광원 장치를 제공하며, 상기 광원 장치는, 제1 광을 방출하도록 구성되는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원의 출사광 경로 상에 설치되고, 상기 제1 광이 광 변환 장치에 입사되게 가이드하도록 구성되고, 출사면을 포함하되, 상기 출사면을 경유하여 굴절된 광은 상기 광 변환 장치를 향한 방향으로 오프셋되어 출사되는 굴절 광학 소자와, 상기 굴절 광학 소자의 출사측에 설치되고, 적어도 일부의 제1 광을 형광으로 변환시키고, 및/또는 상기 제1 광의 광 분포를 변화시키도록 구성되고, 입사면과 출사면은 동일면이고, 입사면 매체의 브루우스터 각은 α이고, 상기 굴절 광학 소자의 출사광이 α-20°~α+10°의 입사각으로 경사지게 입사되는 광 변환 장치와, 상기 광 변환 장치의 출사측에 설치되고, 상기 광 변환 장치에서 방출되는 광을 수집한 후 출사하도록 구성되는 광 수집 장치를 포함한다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 굴절 광학 소자의 출사광은 α의 입사각으로 경사지게 상기 광 변환 장치에 입사된다. 해당 입사 각도로 상기 광 변환 장치에 입사될 경우, 최대한으로 경사지게 입사할 때의 광 반사를 감소하고, 광 손실을 감소하고, 광 이용율을 향상시키며, 레이저가 측면에서 누출되어 초래되는 안전성 문제를 방지할 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 제1 광이 상기 광 변환 장치에 입사될 때는 P 편광 상태이고, P 편광 상태광이 브루우스터 각에 근사하게 입사할 경우, 그의 반사율은 아주 낮게된다. 빔이 상기 광 변환 장치의 입사면에 입사될 때의 거울면 반사를 감소시키고, 입사율을 증가시키고, 광 이용율을 향상시키고, 레이저의 측면 누출을 감소시킬 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 레이저 광원은 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 레이저 다이오드의 공진 공동 출광면의 단변은 상기 광 변환 장치에서의 해당 레이저 다이오드에서 방출되는 제1 광의 광 입사면에 수직되고,상기 제1 광이 상기 레이저 광원에서 상기 광 변환 장치로 사이의 광학 소자는 비결상 광학 소자이다. 해당 기술적 반안에 있어서, 광 변환 장치의 광 입사면 내에서 레이저 광원의 출사광의 편광 방향은, 레이저 광원이 광 변환 장치의 P 편광 상태에 대해 출사되는 것에 해당되므로, 해당 제1 광은 굴절 광학 소자를 경유한 후 P 편광 상태로 직접적으로 광 변환 장치에 입사되어, 광 이용율을 향상시키며, 여기서, P 편광 상태나 S 편광 상태는 광 입사면을 상대로 지칭하는 것이며, 상대적인 속성을 구비하고, 광의 고유 속성을 가리키는 것이 아님을 당해 기술분야의 당업자는 알 수 있을 것이다. 제1 광은 레이저 광원에서 광 변환 장치 사이에서 광학 결상을 진행하지 않으며, 즉, 레이저 다이오드의 공진기 출광면의 직사각형을 광 변환 장치 표면에 결상시켜 광반을 형성(이는 광반이 경사지게 입사되는 경우에 진일보로 연장되어, 광 변환 장치 표면의 광반이 "ㅡ" 자형으로 됨)하는 것이 아님을 의미하고, 레이저 다이오드의 출사광의 발산 각 특성에 따라, 광학 결상이 없이 굴절 광학 소자의 출사면에서 하나의 타원형 광반을 얻게 되고, 광반의 장축은 광 입사면에 수직되고, 이러할 경우, 사선 입사의 작용을 통해, 광반은 "O"형으로 연장된다. 따라서, 해당 기술적 방안은 상대적으로 적은 광학 소자를 사용하는 경우에 광 분포가 더욱 균일한 출사광을 얻을 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 레이저 광원과 상기 광 변환 장치는 동일한 하나의 열 분산 기판과 열 결합된다. 해당 방안은 구조가 더욱 컴팩트할 수 있으며, 열 분산 장치를 공유할 수도 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광 변환 장치는 파장 변환 장치이고, 상기 파장 변환 장치는 적어도 일부의 제1 광을 형광으로 변환시켜 출사한다.
상기 광 변환 장치는 기타의 실시 방식을 구비할 수도 있으며, 다른 일부의 실시 방식에 있어서, 또는, 상기 광 변환 장치는 광산란 반사 장치이고, 상기 광 변환 장치는 적어도 일부의 제1 광의 각도 분포를 변화시킨다. 해당 방안은 가우스 분포의 레이저를 램버트 분포의 광으로 변환시킬 수 있다.
진일보의 실시 방식에 있어서, 광 변환 장치가 광산란 반사 장치일 경우, RGB 삼색 레이저를 이용하여 광 변환 장치에 입사된 후, 합광되어 직접적으로 백색 광을 얻을 수도 있으며, 해당 광은 광산란 반사 장치의 산란 반사를 경과한 후 결잃음되어, 레이저가 직접적으로 출사되는 위해를 저감시킨다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 굴절 광학 소자는 상기 광 수집 장치와 상기 광 변환 장치 사이의 공간에 설치되고, 상기 광 변환 장치가 위치한 평면에서의 상기 광 수집 장치의 투영은 상기 광 변환 장치가 위치한 평면에서의 상기 굴절 광학 소자의 출사면의 투영을 커버한다. 해당 기술적 방안은 광 출사와 수직되는 방향에서의 광원 장치의 부피를 감소시킨다.
여기서, 상기 굴절 광학 소자는 끝단이 경사진 단면을 가진 광섬유 또는 프리즘일 수 있다. 구체적으로, 상기 광 변환 장치를 향한 상기 굴절 광학 소자의 출사면은 상기 경사진 단면이거나, 또는 상기 광 변환 장치의 입사면과 각도를 형성하는 프리즘의 하나의 면이며, 이로써, 상기 제1 광은 상기 굴절 광학 소자를 경유한 후, 상기 광 변환 장치의 입사면에 입사되게 가이드된다. 구체적인 일부의 실시예에 있어서, 상기 굴절 광학 소자의 출사면과 상기 광 변환 장치의 입사면 사이에 형성된 협각은 90도보다 크다.
상기 레이저 광원은 상기 굴절 광학 소자와 서로 협력하고, 상기 굴절 광학 소자가 프리즘일 경우, 레이저 빔이 상기 프리즘에 입사된 후 경사지게 상기 광 변환 장치의 입사면에 입사되게 가이드되도록, 상기 레이저 광원은 상기 프리즘에 대응되는 입사면 방위에 배치될 수 있다. 하나의 바람직한 실시 방식에 있어서, 절 광학 소자인 프리즘에 입사되는 상기 제1 광의 입사각은 브루우스터 각이고, 해당 기술적 방안은 제1 광이 굴절 광학 소자에 진입할 때에도 광 반사 손실을 감소시키고 제1 광의 광 이용율을 향상시킬 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 굴절 광학 소자가 끝단이 경사진 단면을 가진 광섬유일 경우, 상기 레이저 광원은 상기 광원 장치의 출광을 차단시키지 않는 임의의 위치에 배치될 수 있으며, 위치 선택을 최적화시켜 전반적인 구조가 더욱 컴팩트할 수 있으며, 레이저 빔은 상기 광섬유를 통해 전도되며, 상기 광학 끝단의 경사진 단면으로 경사지게 상기 광 변환 장치의 입사면에 입사되어, 설계 자유도를 향상시킨다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광원 장치는 적어도 두개의 상기 레이저 광원을 포함하고, 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔은 합광을 진행한 후, 상기 굴절 광학 소자를 통해 광 변환 장치에 입사된다. 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 합광 방식은 레이저 빔이 광학 소자를 경유하여 광 경로가 변화된 후 경로가 합병되는 것일 수 있으며, 상기 광학 소자는 반사경 또는 프리즘 등일 수 있다.
다른 일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광원 장치는 적어도 두개의 상기 레이저 광원 및 상기 레이저 광원과 일일이 대응되는 상기 굴절 광학 소자를 포함하고, 상기 레이저 광원의 빔은 대응되는 굴절 광학 소자를 경유하여 각각 상기 광 변환 장치에 입사된다.
여기서, 상기 광 변환 장치 상에 조시되는 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 광반은 완전히 중첩된다. 상대적으로 높은 출사광 강도를 실현하고, 광반의 중첩을 통해 광반 균일화를 실현할 수 있으며, 상이한 레이저 광원의 스위칭을 통해 상이한 출사광 강도를 얻을 수도 있다.
다른 일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광 변환 장치 상에 조시되는 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 광반은 부분적으로 중첩되거나 서로 분리될 수도 있다. 해당 실시 방식은 상이한 광반의 조합을 통해 광반 패턴을 얻고, 상이한 레이저 광원의 스위칭을 통해 광반 패턴의 형성을 제어하여 상이한 조명 목적을 실현할 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광 변환 장치 상에 조사되는 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 광반은 부분적으로 중첩되거나 서로 분리되고, 상기 광 변환 장치 상에 조사되는 상이한 레이저 광원의 빔의 광반이 상기 광 수집 장치에 의해 수집된 후의 출사광의 각도는 상이하다. 해당 실시 방식에 있어서, 레이저 광원의 스위칭을 제어하여, 출사광의 조사 각도를 제어할 수 있다.
일부의 실시 방식에 있어서, 상기 광 변환 장치는 파장 변환 재료 입자와 접착 재료를 균일하게 함께 혼합시켜 형광 재료를 형성한 다음, 해당 형광 재료를 기판 상에 도포시켜, 형광 재료가 도포된 일 면을 상기 광 변환 장치의 입사면으로 이용한다. 해당 접착 재료는 예컨대 실리카겔 또는 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다. 해당 반사형 광 변환 장치는 상기 기판과 형광 재료 사이에 반사층을 더 구비하고, 여기된 형광을 출광 방향으로 효과적으로 반사시킬 수 있다. 열 분산 효과를 향상시키기 위하여, 상기 광 변환 장치의 배면에 열 분산 장치를 설치할 수 있으며, 또는 기판을 열전도 기능을 구비하는 예컨대 금속 열전도 기판으로 설치할 수 있으며, 광 변환 장치에서 방출되는 열량은 해당 금속 열전도 기판 상에 전도되어 최종으로 분산될 수 있다. 여기서, 상술한 광 변환 장치의 형광 재료 표면에는 반사 방지막이 도금되어, 출사율을 증가시킨다.
본 출원은 레이저 조명 장치를 더 제공하며, 해당 레이저 조명 장치는 상술한 바와 같은 광원 장치를 포함한다. 상기 레이저 조명 장치는 예컨대 자동차 헤드 라이트, 레이저 스포트라이트, 레이저 손전등 등에 적용될 수 있으나, 상술한 예시에 한정되지 않는다.
기존의 기술과 비교시, 본 출원은 아래와 같은 유익한 기술적 효과를 구비한다.
본 출원의 광원 장치는 굴절 광학 소자를 이용하여 레이저 광원에서 방출되는 제1 광을 굴절시킨 후, 상기 굴절 광학 소자의 출사측에 설치된 광 변환 장치의 입사면에 경사지게 입사되는 것을 실현한다. 한편, 직접적으로 경사지게 입사되는 방안에 비해, 굴절된 후 경사지게 입사되는 이러한 방안은 레이저 광원의 위치가 더욱 유연하여, 레이저 광원이 광 변환 장치에 더욱 인접할 수 있어, 광원 장치의 부피를 감소시키고, 다른 한편, 광 변환 장치의 출사광은 레이저 광원 또는 굴절 광학 소자의 차단을 받지 않아, 색상이 균일하고 일치한 출사광반을 획득할 수 있으며, 특히는 고휘도의 중심 광반을 획득할 수 있다. 또한, 본 출원은 광 변환 장치에 입사되는 굴절 광학 소자의 출사광의 입사각을 대체적으로 브루우스터 각으로 설정함으로써, 제1 광 중의 P 편광 광의 반사율을 감소시켜, 본 출원에서 경사지게 입사됨으로 인해 레이저가 측면으로 누출되는 것을 초래할 수 있는 문제점을 해결하여, 안전성을 향상시킨다.
도 1은 종래의 레이저 광원 장치 중의 제1 개략적 구성도이다.
도 2는 종래의 레이저 광원 장치 중의 제2 개략적 구성도이다.
도 3은 본 출원의 광원 장치의 제1 실시예의 개략도이다.
도 4는 입사 각도에 따른 유리 표면 P광과 S광 반사율의 관계도이다.
도 5는 본 출원의 광원 장치의 제2 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 광원 장치의 제3 실시예의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 광원 장치의 제4 실시예의 개략도이다.
도 8은 광 변환 장치상 에서의 본 출원의 레이저 빔의 위치 관계의 제1 실시예이다.
도 9는 광 변환 장치상 에서의 본 출원의 레이저 빔의 위치 관계의 제2 실시예이다.
도 10은 광 변환 장치상 에서의 본 출원의 레이저 빔의 위치 관계의 제3 실시예이다.
도 11은 광 변환 장치상 에서의 본 출원의 레이저 빔의 위치 관계의 제4 실시예이다.
도 12는 본 출원의 출사빔 각도와 광 변환 장치에 조사되는 레이저의 위치 관계도이다.
도 13은 본 출원의 광원 장치의 제5 실시예의 개략도이다.
도 14는 본 출원의 광원 장치의 제6 실시예의 개략도이다.
도 15는 레이저 다이오드 광원의 광반 변화 개략도이다.
도 16은 본 출원의 광원 장치의 제7 실시예의 개략도이다.
아래에 첨부된 도면과 실시 방식을 결부하여 본 출원에 대한 상세한 설명을 진행하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 출원의 광원 장치의 제1 실시예에 있어서, 레이저 광원(310), 렌즈(320), 굴절 광학 소자, 광 변환 장치(340), 광 수집 장치(350)를 포함하고, 310320 본 실시예에서 굴절 광학 소자는 경사각 유리(330)이다. 레이저 광원(310)에 의해 방출되는 제1 광은 렌즈(320)를 통해 조준된 후 출사광 경로 상의 경사각 유리(330)에 입사되고, 경사각 유리(330)는 제1 광을 광 변환 장치(340)에 입사되게 가이드한다. 구체적으로, 제1 광이 경사각 유리(330)의 출사면(331)을 경유하여 굴절된 빔은 광 변환 장치를 향한 방향으로 오프셋되어 출사된다.
본 실시예에 있어서, 광 변환 장치(340)는 파장 변환 장치이고, 기판(360) 상에 형광 재료(미표기)가 코팅된 광 변환 장치(340)의 일면은 형광면이고, 형광면은 광 변환 장치(340)의 입사면 및 출사면이며, 형광 재료는 적어도 일부의 입사되는 제1 광을 흡수하고 형광을 방출하며, 해당 파장 변환 장치는 기판(360)과 형광 재료 사이에 반사층(미표기)을 더 구비하고, 형광과 나머지 제1 광은 출광 방향으로 효과적으로 반사되어, 광 수집 장치(350)에의해 수신되고, 반사층의 설치는 출광율을 대대적으로 향상시킨다. 광 변환 장치의 형광 재료 표면에는 반사 방지막이 더 도금될 수 있다.
형광면과 대응되는 것은 광 변환 장치(340)의 배면이고, 열 분산 효과를 향상시키기 위하여, 광 변환 장치(340)의 배면에 열 분산 장치를 설치하거나, 또는 기판(360)을 열 전도 기능을 구비하는 예컨대 금속 열전도 기판, 세라믹 열전도 기판으로 설치할 수 있으며, 광 변환 장치(340)에서 방출되는 열량은 해당 열전도 기판에 전도되어 최종으로 분산될 수 있다. 기판(360)은 동시에 반사 기판일 수 있으며, 광 변환 장치(340)로부터의 광을 반사할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
광 변환 장치(340)는 굴절 광학 소자의 경사각 유리(330)의 출사측에 설치되고, 경사각 유리(330)는 광 변환 장치(340)의 형광면의 측면의 출사면(331)은 경사면이고, 레이저 광원의 빔이 경사각 유리(330)를 경유하고 경사면에서 굴절되어, 빔이 형광 재료가 코팅된 광 변환 장치(340)의 형광면에 경사지게 입사되어 형광을 여기시코도록, 경사면과 형광 재료가 코팅된 광 변환 장치(340)의 형광면 사이에 형상된 경사 각도는 90도보다 크게 된다. 일반적으로, 해당 경사 각도의 범위는 90도 내지 180도 사이에 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 굴절 광학 소자로부터의 출사광은 α-20°~α+10°의 입사각으로 광 변환 장치에 경사지게 입사되고, 여기서, α는 광 변환 장치의 입사면 매체의 브루우스터 각이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 형광 재료 표면 매체의 굴절율이 1.7일 경우, 다수의 P 편광 상태의 레이저가 형광 재료층을 투과하여 진입하여 제1 광 이용율을 효과적으로 향상시키고 제1 광의 측면 누출을 방지하도록, 그의 브루우스터 각은 60도이다. 입사각이 브루우스터 각 근처에서 -20°~+10° 사이에 있을 경우, 비록 P 편광 상태의 광의 반사율을 0으로 되게할 수 없으나, P 편광 상태의 광의 반사율을 5%이하가 되게할 수 있으며, 제1 광 이용율을 향상시키고 측면 누출을 방지하는 효과를 실현할 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 레이저 광원(310)의 편광 상태는 광 변환 장치(340)의 형광면에 입사될 때 P 편광 상태로 설치된다. 본 발명에 있어서, 광 변환 장치에서의 제1 광의 입사 각도의 설치는 P 편광 상태의 광에 대해 효과적이고, 전부의 제1 광이 모두 P 편광 상태인 것으로 요구되는 것이 아니며, 광 변환 장치에 입사되는 제1 광에 P 편광 상태의 광이 포함되기만 하면, 모두 해당 일부의 광의 이용율을 향상시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
광 수집 장치(350)는 광 변환 장치(340)의 출사측에 설치되고, 광 변환 장치(340)의 형광빔을 수집한 후 광선을 출사하도록 구성된다. 레이저 광원(310)으로 방출되는 레이저 빔은 렌즈(320)를 경유하여 조준된 후 경사각 유리(330)에 입사되고, 이어서 경사각 유리(330)의 경사면을 경유하여 굴절된 후 형광 재료가 코팅된 광 변환 장치(340)의 형광면에 경사지게 입사되고, 여기된 형광은 다시 광 수집 장치(350)를 경유하여 출사된다. 본 실시예의 광 수집 장치(350)는 하나의 렌즈이고, 기타의 실시예에 있어서, 광 수집 장치는 렌즈 세트, 곡면 리플렉터컵 또는 TIR 렌즈일 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 굴절 광학 소자경사각 유리(330)는 광 수집 장치(350)와 광 변환 장치(340) 사이의 공간에 설치되고, 광 변환 장치(340)가 위치한 평면에서의 광 수집 장치(350)의 투영은 광 변환 장치(340)가 위치한 평면에서의 굴절 광학 소자경사각 유리(330)의 출사면의 투영을 커버한다.
레이저 광원(310)은 렌즈(320)의 초점 거리 및 레이저 광원(310)과 렌즈(320) 사이의 거리를 조절함으로써, 경사각 유리(330)에 입사된 광반이 광 변환 장치(340)와 광 수집 장치(350) 사이의 거리보다 작게할 수 있다. 레이저 빔은 렌즈(320)를 통해 아주 작은 광반점(예컨대, 100μm의 광반)에 집중시킬 수 있으므로, 경사각 유리(330)의 크기는 아주 작게 되어, 광 수집 장치(350)의 효율을 향상시킬 수 있다.
빔을 수신하는 경사각 유리(330)의 입사면은 입사되는 제1 광에 대해 수직면일 수 있으며, 도 3에 도시된 실시예와 같이, 레이저 광원(310)과 렌즈(320)는 도시된 바와 같이 경사각 유리(330)의 좌측에 설치되고, 레이저 빔이 수직면으로부터 입사된 후 경사각 유리(330)의 출사면(331)에 직접적으로 도달하며, 여기에 설명된 좌측은 도 3에서 방위에 대한 설명으로 예시되는 것일 뿐, 본 출원은 이에 한정되지 않으며, 레이저 광원(310)과 렌즈(320)는 경사각 유리(330)의 타측에 설치되는 것도 마찬가지로 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 광원 장치의 제2 실시예에 있어서, 광원 장치는 레이저 광원(410), 렌즈(420), 굴절 광학 소자(430), 광 변환 장치(440), 광 수집 장치(450) 및 기판(460)을 포함한다. 굴절 광학 소자는 프리즘(430)이고, 입사되는 빔을 굴절 광학 소자의 출사면으로 반사시킨다. 본 실시예에 있어서, 프리즘(430)의 입사측에는 경사진 단면(432)이 구비되고, 입사되는 빔을 출사면(431)으로 반사시킬 수 있으며, 레이저 광원(410)과 렌즈(420)는 광 변환 장치(440) 및 열 분산 장치와 광 수집 장치(450)의 동일측에 위치할 수 있으며, 구조가 더욱 컴팩트할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 광원(410)과 렌즈(420)는 광 변환 장치(440)의 배면 후방에 위치하고, 레이저 빔은 프리즘(430)에 입사된 후 경사진 단면을 통해 반사되어 광 경로가 변화되고, 이어서 광선을 출사하는 일측의 경사면으로부터 굴절된 후 광 변환 장치(440)에 경사지게 입사되며, 여기된 형광은 다시 광 수집 장치(450)를 경유하여 출사된다. 여기에 설명되는 후방은 도 5에서 방위에 대한 설명으로 예시되는 것일 뿐, 본 출원은 이에 한정되지 않는다.
도 6을 참조하면, 이는 광원 장치의 부감도이고, 광원 장치는 적어도 두개의 레이저 광원을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 굴절 광학 소자(540) 및 광 변환 장치(550) 좌측에 설치되는 세개의 레이저 광원(511, 512 및 513)을 포함하고, 각각 광선을 조준하는 렌즈(521, 522, 523)의 작용을 통해, 레이저 광원의 빔은 합광된 후 다시 굴절 광학 소자(540)를 통해 광 변환 장치(550)에 입사된다. 다수의 레이저 광원은 굴절 광학 소자(540)를 공유하고, 이러할 경우, 일부의 초기 광 경로가 필요한 입사 각도에 부합되지 않는 레이저 빔에 대해 조절을 진행하며, 도 6에 도시된 실시예와 같이, 중간의 레이저 광원(512) 및 렌즈(522)에서 방출되는 레이저 빔은 직접적으로 굴절 광학 소자(540)에 입사될 수 있으며, 상하 양측의 레이저 광원(511, 513) 및 렌즈(521, 523)에서 방출되는 레이저 빔은 광 경로 변화 소자(531, 532)를 경유하여 광 경로가 변화된 후 굴절 광학 소자(540)에 입사되어, 필요한 입사 각도를 만족시켜, 레이저 빔을 광 변환 장치(550)에 입사되는 각도에 부합시키고 형황을 효과적으로 여기시킬 수 있다. 광 경로 변화 소자(531, 532)는 반사 거울면 또는 반사 렌즈일 수 있거나, 또는 광 경로를 변화시킬 수 있는 기타의 광학 소자일 수 있으며, 이러한 광학 소자 중의 하나 또는 하나이상의 조합일 수 있다. 여기에 설명되는 좌측, 상하 양측은 도 6에서 방위에 대한 설명으로 예시되는 것일 뿐, 본 출원은 이에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 실시예에 있어서, 다수의 레이저 광원(511, 512 및 513)은 하나의 굴절 광학 소자(540)에 대응된다. 다른 일부의 실시예에 있어서, 하나이상의 굴절 광학 소자를 포함할 수도 있으며, 여기서, 굴절 광학 소자는 레이저 광원과 일일이 대응되어, 대응되는 레이저 광원의 빔을 수신하고, 광 변환 장치의 표면에 각각 출사한다. 상이한 굴절 광학 소자는 광 변환 장치의 상이한 측에 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 광원 장치는 두개의 레이저 광원(611, 612), 두개의 굴절 광학 소자(631, 632), 광 변환 장치(640), 광 수집 장치(650) 및 기판(660)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 광 변환 장치(640)의 좌우 양측에 각각 설치되는 두개의 레이저 광원(611 및 612)은 광선을 조준하는 렌즈(621 및 622)의 작용을 경유한 후, 레이저 광원에 일일이 대응되는 굴절 광학 소자(631 및 632)(두개의 굴절 광학 소자는 광 변환 장치(640)의 좌우 양측에 각각 설치되기도 함)에 입사되고, 각각 대응되는 굴절 광학 소자(631 및 632)을 경유하여 광 변환 장치(640)에 입사된다. 여기에 설명되는 도 7에서 방위에 대한 설명으로 예시되는 것일 뿐, 본 출원은 이에 한정되지 않는다. 적어도 두개의 레이저 광원도 상대적인 양측에 분포되는 것에 한정되지 않으며, 동일측이거나, 인접한 양측, 또는 기타의 각도 분포 방식일 수 있다.
적어도 두개의 레이저 광원이 설치된 실시예에 있어서, 각 레이저 광원의 스위칭을 제어함으로써 본 출원의 광원 장치의 출광 강도를 조절할 수 있다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 형광 재료 상에 조사되는 레이저 광반의 전력 균일성을 보정하도록, 광 변환 장치 상에서의 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 위치 관계은 하나의 광반으로 중첩될 수 있으며, 부분적으로 중첩될 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 하나의 광반(701)으로 중첩될 경우, 해당 광반의 휘도는 상이한 레이저 광원의 광반의 중첩이다. 상이한 광원의 스위칭을 제어하거나, 또는 상이한 레이저 광원의 전류를 제어함으로써, 해당 총 광반의 휘도를 조절하여 광원 장치의 출사광 휘도를 조절할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 광 변환 장치 상에서의 세개의 레이저 광원의 광반(702, 703, 704)은 상하로 배열되고 부분적으로 중첩되며, 도 10에 도시된 바와 같이, 광 변환 장치 상에서의 세개의 레이저 광원의 광반(705, 706, 707)은 "品"자형으로 배열되고 부분적으로 중첩된다. 광 변환 장치 상에서의 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 위치 관계는 상이한 레이저 광원의 광반이 상이한 위치에 분리된 것일 수도 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 광 변환 장치 상에서의 세개의 레이저 광원의 광반(708, 709, 710)은 상하로 배열되고 서로 중첩되지 않는다. 해당 세가지 실시 방식에 있어서, 모두 각각 상이한 레이저 광원의 스위칭을 제어함으로써, 형상이 상이한 광반 패턴을 얻을 수 있으며, 해당 광반 패턴은 광 변환 장치의 작용을 경유하고, 광 수집 장치를 경유하여 수집된 후, 최종 투영 위치에서 상이한 형상의 조명 광반을 형성하여 조명의 다양한 효과를 실현할 수 있다.
도 12을 참조하면, 하나의 실시예에 있어서, 광 변환 장치(801) 상에서의 다수의 레이저 광원 빔의 광반(803, 804, 805)은 상이한 위치에 분리되고, 이들에 대응되는 광 수집 장치(802)의 광축 위치는 상이하다. 광 수집 장치(802)의 광축 상부의 광반(803)이 수집된 후, 빔은 광축 하부로 오프셋되어 출사되고, 광 수집 장치(802)의 광축 하부의 광반(805)이 수집된 후, 빔은 광축 상부로 오프셋되어 출사되며, 광 변환 장치 상에 조사된 상이한 레이저 광원의 빔의 광반이 광 수집 장치를 경유하여 수집된 후의 출사광의 각도는 상이하다. 광 수집 장치(802)에서 출사되는 빔 각도에는 차이가 존재하고, 상이한 레이저 광원을 켬으로써, 광원 출사빔의 각도를 제어하여, 상이한 영역에서 상이한 방향에서 상이한 휘도 조명이 제어 가능한 목적을 실현할 수 있다.
도 13을 참조하면, 이는 본 출원의 광원 장치의 제5 실시예의 개략도이며, 이는 레이저 광원(910), 반사 소자(970), 렌즈(920), 굴절 광학 소자(930), 광 변환 장치(940), 광 수집 장치(950)를 포함하고, 910970920 레이저 광원(910)은 기판(960) 상에 설치되고, 광 변환 장치(940)는 동일한 기판(960) 상에 설치되며, 구체적인 실시예에서, 레이저 광원(910)은 기판(960) 내에 삽입될 수 있다.
레이저 광원(910)에서 방출되는 제1 광은 반사 소자(970)를 경유하여 반사된 후 다시 렌즈(920)를 통해 조준된 후 굴절 광학 소자(930)에 입사되고, 굴절 광학 소자(930)는 구체적인 실시예에서 프리즘을 이용한다. 굴절 광학 소자(930)의 출사면(미표기)을 경유하여 굴절된 빔은 광 변환 장치(940)를 향한 방향에서 오프셋되어 출사되고, 레이저 광원의 빔은 광 변환 장치(940)에 입사되게 가이드된다. 광 변환 장치(940)는 굴절 광학 소자(930)의 출사측에 설치되고, 적어도 일부의 제1 광을 형광으로 변환시키고 광 수집 장치(950)에 출사하도록 구성되며, 광 변환 장치(940)의 입사면과 출사면은 동일한 면이다. 광 수집 장치(950)는 광 변환 장치(940)의 출사측에 설치되고, 광 변환 장치(940)에서 방출되는 광을 수집한 후 출사하도록 구성된다.
광 변환 장치(940)의 입사면 매체의 브루우스터 각은 α이고, 굴절 광학 소자(930)의 출사광은 α-20°~α+10°의 입사각으로 광 변환 장치(940)에 경사지게 입사된다. 해당 입사 각도로 광 변환 장치(940)에 경사지게 입사될 경우, 경사지게 입사할 때의 광 반사를 감소시키고, 광 손실을 감소시키고, 광 이용율을 향상시키고, 레이저가 측면에서 누출되어 초래되는 안전성 문제를 방지할 수 있다.
나아가, 굴절 광학 소자(930)는 광 수집 장치(950)와 광 변환 장치(940) 사이의 공간에 설치되고, 광 변환 장치(940)가 위치한 평면에서의 광 수집 장치(950)의 투영은 광 변환 장치(940)가 위치한 평면에서의 굴절 광학 소자(930)의 출사면의 투영을 커버한다.
본 실시예에 있어서, 굴절 광학 소자(930)에 입사되는 제1 광의 입사각은 브루우스터 각이고, 해당 기술적 방안은 광이 광 변환 장치(940)에 입사될 때 광 이용율을 향상시킬 뿐만 아니라, 광이 굴절 광학 소자(930)에 입사될 때에도 광 이용율을 향상시킨다.
도 14를 참조하면, 이는 본 발명의 광원 장치의 제6 실시예의 개략적 구성도이다. 본 실시예의 광원 장치는 레이저 광원(1010), 굴절 광학 소자(1030), 광 변환 장치(1040) 및 광 수집 장치(1050)를 포함하고, 진일보로 기판(1060)을 더 포함한다.
레이저 광원(1010)은 제1 광을 방출하고, 제1 광은 레이저 광원의 출사광 경로 상에 설치된 굴절 광학 소자(1030)에 의해 광 변환 장치(1040)에 입사되게 가이드되고, 굴절 광학 소자(1030)는 출사면(1031)을 포함하고, 출사면(1031)에 의해 굴절된 후, 제1 광은 광 변환 장치(1040)를 향한 방향으로 오프셋되어 출사된다.
굴절 광학 소자(1030)의 출사광은 대체적으로 브루우스터 각의 입사각(브루우스터 각의 -20°~+10° 사이)으로 광 변환 장치(1040)에 경사지게 입사되고, 변환된 후, 광 수집 장치(1050)는 광 변환 장치(1040)의 출사광을 수집한 후 출사한다.
본 실시예와 상술한 각 실시예의 차이점은 우선 굴절 광학 소자가 상이한 것에 있다. 본 실시예의 굴절 광학 소자(1030)는 끝단이 경사진 단면을 가진 광섬유이다. 제1 광은 해당 광섬유 내에서 광섬유의 축 방향을 따라 전파되고, 끝단의 경사진 단면에서 굴절이 발생하고, 이어서 광 변환 장치(1040)에 경사지게 입사된다. 해당 실시예는 한편으로 광섬유의 작은 축 방향 크기를 이용하여 광원 장치의 부피를 감소시키고, 다른 한편으로 광섬유의 광 가이드 작용을 이용하여 레이저 광원의 위치가 더욱 유연할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 광섬유에서 전파되는 제1 광의 편광 상태가 기본적으로 변화하지 않아 더욱 많은 P 편광 광으로 광 변환 장치(1040)에 입사되어 더욱 높은 광 이용율을 실현하고 광의 측면 누출을 방지할 수 있도록, 굴절 광학 소자(1030)는 진일보로 편광 유지 광섬유이다.
본 실시예의 차이점은 또한 본 실시예에서의 광 수집 장치(1050)는 곡면 리플렉터컵인 것에 있으며, 구체적으로 포물면 리플렉터컵 또는 타원체 리플렉터컵일 수 있다. 굴절 광학 소자(1030)는 리플렉터컵의 광축 근처에 설치되어, 출사광에 대해 차단을 진행하는 것을 피면한다. 상술한 각 실시예의 광 수집 장치는 본 실시예의 유형으로 대체될 수도 있으며, 양자는 균등하게 전반사 렌즈(TIR 렌즈)의 기술적 방안일 수도 있음을 이해할 수 있을 것이며, 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
이상의 실시예에 있어서, 통상적으로 레이저 광원의 광 경로 상에는 렌즈가 설치되어 제1 광에 대해 조준을 진행하고, 최종으로 광 변환 장치 표면의 광반이 레이저 출광구의 상(물론, 경사지게 입사되는 등의 요소로 인해 해당 상의 연장을 초래할 수도 있음)을 나타내도록, 렌즈는 결상 광학 소자이고, 또는 조준 렌즈이외에, 기타의 렌즈 등의 결상 광학 소자를 더 설치하여 광반에 대해 결상을 진행한다.
도 15를 참조하면, 그 중의 (a)는 레이저 다이오드의 공진 공동 출광면의 단면도이며, 직사각형 형상이다. 레이저 다이오드의 선형 편광 정도는 아주 높으며, 편광 벡터 방향은 장변에 평행되는 방향(즉, 도면 중의 좌표축의 Y방향)을 따르는 것을 당해 기술분야의 당업자는 알 수 있을 것이다. 또한, 출광면 위치에서, 장변에 평행되는 Y방향의 광 발산 각도는 단변에 평행되는 X방향의 광 발산 각도보다 작으며, 예를 들어, 전형적인 레이저 다이오드에 있어서, 장변 방향의 광 발산 반각은 θ1＝3.5°이고, 단변 방향의 광 발산 반각은 θ2＝11°이다.
광이 레이저 다이오드의 공진 공동 출광면을 떠날 경우, 빔은 X방향에 평행되게 급속하게 확장하며, Y방향의 확장을 훨씬 초과하며, 이로써 빔의 단면은 단거리 전송을 진행한 후 도 15의 (b)의 타원 광반 형성으로 변화되고, 무한대로 멀리 유지되며, 광반의 길이와 폭 방향은 위치가 교환된다.
그러나, 레이저 다이오드의 출사광 경로 상에 결상 광학 시스템이 설치될 경우, 먼거리의 광반은 공진기 출광면의 상으로 되고, 수차의 영향으로 인해, 해당 광반은 동 15의 (c)의 근사 타원 광반 형상을 나타내며, 해당 광반의 길이와 폭의 방향은 (a)와 서로 일치하다.
도 16을 참조하면, 이는 본 출원의 광원 장치의 제7 실시예의 개략도이다. 광원 장치는 레이저 광원(1110), 굴절 광학 소자(1130) ,광 변환 장치(1140) 및 광 수집 장치(1150)를 포함한다. 레이저 광원(1110)은 제1 광을 방출하고, 제1 광은 레이저 광원의 출사광 경로 상에 설치된 굴절 광학 소자(1130)에 의해 광 변환 장치(1140)에 입사되게 가이드되고, 굴절 광학 소자(1130)는 출사면(1131)을 포함하고, 출사면(1131)을 통해 굴절된 후, 제1 광은 광 변환 장치(1140)를 향한 방향으로 오프셋되어 출사된다. 굴절 광학 소자(1130)의 출사광은 대체적으로 브루우스터 각의 입사각(브루우스터 각의 -20°~+10° 사이)으로 광 변환 장치(1140)에 경사지게 입사되고, 변환된 후, 광 수집 장치(1150)는 광 변환 장치(1140)의 출사광을 수집한 후 출사한다.
상술한 실시예와의 차이점은 본 실시예에에서 제1 광은 레이저 광원(1110)에서 광 변환 장치(1140) 사이에서 광학 결상을 경과하지 않으며, 이 사이에는 결상 광학 소자가 설치되지 않으며, 모두 비결상 광학 소자이다.
또한, 본 실시예에 있어서, 레이저 광원(1110)은 레이저 다이오드(하나 또는 다수의 레이저 다이오드를 포함할 수 있음)이고, 레이저 다이오드의 공진 공동 출광면의 단변은 광 변환 장치(1140)에서의 해당 레이저 다이오드에서 출사되는 제1 광의 광 입사면에 수직된다. 이러할 경우, 공진 공동 출광면의 장변은 광 입사면에 평행되고, 즉, 자초지종 광 변환 장치의 광 입사면에 대한 제1 광은 모두 P 편광 광이다.
상술한 도 15를 결부한 논술에 의하면, 결상 광학 소자가 설치되지 않으므로, 레이저 광원(1110)의 출사면의 광반의 단면은 대체적으로 도 16 중의 A 광반의 형상으로 되어, 굴절 광학 소자의 입사면의 광반 단면은 대체적으로 B 광반의 형상으로 된다. 여기의 광반 형상은 빔 전진 방향을 따라 관측된 것이며, 광 경로에 하나의 평판을 삽입하여 광반 형상을 얻을 수 있다. 제1 광이 굴절 광학 소자(1130)에 진입된 후, 출사면(1131)에 경사지게 입사되어, 타원 광반 B이 단축 방향에서 연장되고, 이후, 제1 광은 진일보로 광 변환 장치(1140)의 표면(1141)에 경사지게 입사되며, 광반의 단축 방형은 진일보로 연장되어, C 광반의 형상을 얻게된다. 해당 기술적 방안은 광 변환 장치에 입사된 광반 형상을 개선하여, 빔 표면 분포가 더욱 균일하게 된다.
반대로, 도 16을 기초로 광 경로에 결상 광학 소자를 추가한다고 가정할 경우, 굴절 광학 소자의 입사면은 도 15의 (c)의 광반 형상을 얻게 되며, 해당 빔은 2회의 경사진 입사를 통해 연장되며, 이로써 타원형의 장축과 단축의 비례가 진일보로 커지게 되며, 이로 인해 광반은 근사 "ㅡ"자형으로 되어, 빔 표면 분포의 균일성을 파괴할 뿐만 아니가, 긴 광반은 광 수집 장치의 수집에도 불리하게 되어, 광 이용율의 저감을 초래하게 된다.
레이저 다이오드를 장변을 상기 광 변환 장치에서의 제1 광의 광 입사면에 수직되게 설치한다고 가정할 경우, 도 16의 A 광반을 90° 회전시킨 것에 해당되며, 이러할 경우, 결상 광학 소자를 경유한 후, 굴절 광학 소자 표면에서도 B 광반의 형상을 얻을 수 있으며, 이로써 광 변환 장치 표면에서 C 광반의 형상을 얻을 수 있다. 그러나, 해당 기술적 방안은 광 변환 장치의 광 입사면에 대한 레이저 다이오드의 출구 위치에서의 제1 광을 S 편광 광으로 초래하게되며, 반드시 광 경로에 편광 변환 소자(예컨대, 반 파장 판)을 추가하여 제1 광을 P 편광 광으로 변화시켜야만, 설정된 입사각에서 제1 광의 이용율을 향상시킬 수 있다. 이러할 경우, 해당 기술적 방안은 결상 광학 소자를 증사할 뿐만 아니라, 편광 변환 소자를 증가하여, 비용이 대대적으로 향상된다.
따라서, 도 16에 도시된 실시예는 동시에 레이저 다이오드의 편광 출광 특성, 경사진 입사로 인해 광반 형상이 변화하게 되는 특성, 및 선형 편광 광이 매체 표면에서의 반사율 특성을 결부하여 소자가 가정 적고 구조가 컴팩트하고 광 분포가 우수한 광학 시스템을 얻게 된다.
물론, 도 16의 실시예를 기초로, 그의 설계 사상을 위배하지 않는 한, 상술한 실시예 중의 다수의 광원, 2회의 브루우스터 각 입사, 광원과 광 변환 장치가 열 분산을 공동으로 진행하는 등의 기술적 특징 및 응용 정경을 결부하여, 풍부한 실시 방식을 얻을 수도 있으며, 이에 대한 중복된 설명을 생략하기로 한다. 도 16의 실시예 중의 굴절 광학 소자는 편광 유지 광섬유일 수도 있으나, 제1 광이 광섬유에서 전파될 경우 광 변환 장치의 광 입사면에 대한 편광 방향이 변화하지 않도록 유지하여야 한다.
이상의 각 실시예에 있어서, 광 변환 장치는 모두 파장 변환 장치의 예시를 나열하였으며, 즉, 제1 광이 광 변환 장치에 입사된 후, 적어도 일부의 제1 광이 형광으로 변환되어 출사된다. 본 발명의 일부의 변형 실시예에 있어서, 상술한 파장 변환 장치는 광산란 반사 장치로 대체될 수도 있으며, 예를 들어 난반사 판 등으로 대체될 수도 있다. 광산란 반사 장치는 광의 파장 범위를 변화시키지 않고, 적어도 일부의 제1 광의 각도 분포를 변화시키며, 특히는 가우스 분포의 레이저를 램버트 분포의 광으로 변화시켜 출사함으로써, 레이저의 상호 간섭을 제거하고, 제1 광에 대해 균일화를 진행한다.
일부의 실시 방식에 있어서, 레이저 광원은 여러가지 상이한 파장의 레이저 소자를 포함할 수 있으며, 예를 들어, RGB(적색, 녹색, 청색) 삼색 레이저 소자를 포함할 수 있으며, 해당 RGB레이저 소자에서 방출되는 광이 광산란 반사 장치에 입사된 후, 균일한 백색 광으로 혼합되어 출사되며, 순수 레이저의 백색 광 조명/ 표시 광원 장치를 제공한다. 물론, 일부의 특수한 응용 정경에 있어서, 단색의 레이저 도는 혼합 레이저를 이용하여 기타 색상의 출사광을 얻을 수도 있음을 이해할 수 있을 것이며, 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
이상의 설명은 단지 본 출원의 실시 방식이며, 본 출원의 특허 범위가 이로 인해 한정되는 것이 아니며, 본 출원의 명세서 및 첨부된 도면의 내용을 이용하여 진행된 균등한 구조 또는 균등한 흐름 변화는 모두 직접적으로 또는 간접적으로 기타의 관련된 기술적 분야에 운용되며, 모두 마찬가지 도리로 본 출원의 특허 보호 범위 내에 포함된다.

Claims (11)

  1. 광원 장치에 있어서,
    제1 광을 방출하도록 구성되는 레이저 광원과,
    상기 레이저 광원의 출사광 경로 상에 설치되고, 상기 제1 광이 광 변환 장치에 입사되게 가이드하도록 구성되고, 출사면을 포함하되, 상기 출사면을 경유하여 굴절된 광은 상기 광 변환 장치를 향한 방향으로 오프셋되어 출사되는 굴절 광학 소자와,
    상기 굴절 광학 소자의 출사측에 설치되고, 적어도 일부의 제1 광을 형광으로 변환시키고, 및/또는 상기 제1 광의 광 분포를 변화시키도록 구성되고, 입사면과 출사면은 동일면이고, 입사면 매체의 브루우스터 각은 α이고, 상기 굴절 광학 소자의 출사광이 α-20°~α+10°의 입사각으로 경사지게 입사되는 광 변환 장치와,
    상기 광 변환 장치의 출사측에 설치되고, 상기 광 변환 장치에서 방출되는 광을 수집한 후 출사하도록 구성되는 광 수집 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 레이저 다이오드의 공진 공동 출광면의 단변은 상기 광 변환 장치에서의 해당 레이저 다이오드에서 방출되는 제1 광의 광 입사면에 수직되고, 상기 제1 광이 상기 레이저 광원에서 상기 광 변환 장치로 사이의 광학 소자는 비결상 광학 소자인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레이저 광원과 상기 광 변환 장치는 동일한 하나의 열 분산 기판과 열 결합되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광 변환 장치는 적어도 일부의 제1 광을 형광으로 변환시켜 출사하는 파장 변환 장치이거나, 또는 상기 광 변환 장치는 적어도 일부의 제1 광의 각도 분포를 변화시키는 광산란 반사 장치인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 굴절 광학 소자는 상기 광 수집 장치와 상기 광 변환 장치 사이의 공간에 설치되고, 상기 광 변환 장치가 위치한 평면에서의 상기 광 수집 장치의 투영은 상기 광 변환 장치가 위치한 평면에서의 상기 굴절 광학 소자의 출사면의 투영을 커버하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 굴절 광학 소자는 끝단이 경사진 단면을 가진 광섬유인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 굴절 광학 소자는 프리즘이고, 상기 굴절 광학 소자에 입사되는 상기 제1 광의 입사각은 브루우스터 각인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원 장치는 적어도 두개의 상기 레이저 광원 및 상기 레이저 광원과 일일이 대응되는 상기 굴절 광학 소자를 포함하고, 상기 레이저 광원 각각의 빔은 대응되는 굴절 광학 소자를 경유하여 각각 상기 광 변환 장치에 입사되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광 변환 장치 상에 조시되는 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 광반은 완전히 중첩되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광 변환 장치 상에 조시되는 상기 적어도 두개의 레이저 광원의 빔의 광반은 부분적으로 중첩되거나 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 변환 장치 상에 조사되는 상이한 레이저 광원의 빔의 광반이 상기 광 수집 장치에 의해 수집된 후의 출사광의 각도는 상이한 것을 특징으로 하는 광원 장치.
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