KR20140094537A - 광원 시스템 및 레이저 광원 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원 시스템 및 레이저 광원(300)을 공개하고 있다. 레이저 광원은 적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저(21a, 21b, 21c, 21d)를 포함하여 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속(L1)이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹(20a, 20b)을 포함한다. 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이다. 레이저 광원은 효과적으로 광 파워 밀도를 증대시킴과 동시에 광원의 용적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광원 시스템 및 레이저 광원 {LIGHT SOURCE SYSTEM AND LASER LIGHT SOURCE}
본 발명은 광학 기술 분야에 관한 것으로, 특히 광원 시스템 및 레이저 광원에 관한 것이다.
종래 기술에서는 전형적인 단일 반도체 레이저는 약 수백 밀리 와트의 광 파워 또는 1-2 와트까지의 더 높은 광 파워를 가지고 있다. 단일 반도체 레이저에서는 수 와트 또는 10 와트 이상의 파워 출력을 달성하려고 하는 것은 현재 곤란하다.
필요한 광 파워가 수십 와트인 프로젝터, 무대 조명 시스템 등의 높은 파워 반도체 레이저를 필요로 하는 여러 응용 분야에서 반도체 레이저 어레이 배열을 사용할 수 있다. 종래 기술의 반도체 레이저 어레이 배열은 단순히 레이저 다이오드와 같은 반도체 레이저를 2 차원으로 배열하고 레이저 다이오드에서의 광을 콜리메이팅(collimating)하는 콜리메이팅 렌즈를 사용하는 것이다.
도 1a는 4×4의 배열 형태의 레이저 다이오드 어레이를 나타낸다. 레이저 다이오드(11)의 전형적인 광 분포는 비교적 큰 발산 각을 갖는 타원형 가우스 분포이다. 콜리메이팅 렌즈(미도시)는 일반적으로 레이저 다이오드(11)로부터의 광을 콜리메이팅할 수 있는 회전 대칭성을 가지는 렌즈이다.
또한 도 1a에 도시된 바와 같이 종래 기술의 레이저 다이오드 배열은 일반적으로 레이저 다이오드(11)가 베이스(12) 상에 장착된 평면 직사식 배열이다. 베이스(12)의 투영 면적은 대응하는 레이저 다이오드(11)의 투영 면적보다 커진다. 본 출원 발명들은 상기 평면 직사식 배열이 여러 기술적인 문제점을 발생하는 것을 장기적인 연구 개발을 통해 발견했다. 다음과 같이 구체적으로 설명한다.
도 1b를 함께 참조한다. 레이저 다이오드(11)의 출사 광 분포는 타원형 가우스 분포이기 때문에 타원형의 광 스폿(13)은 콜리메이팅 렌즈(미도시)에 의해 형성되고 이 타원형 광 스폿(13)의 면적은 대응하는 베이스(12)의 투영(14)의 면적보다 훨씬 작아진다. 베이스(12)의 투영(14)의 면적은 대응하는 레이저 다이오드(11)의 투영 면적보다 커지기 때문에 레이저 다이오드(11)의 배열 밀도가 너무 작을 수 없으며, 또한 타원형의 광 스폿(13)의 면적은 대응하는 베이스(12)의 투영(14)의 면적보다 훨씬 작기 때문에 큰 갭이 광 스폿(13)의 어레이 사이에 형성되어 버렸다. 즉, 광 스폿(13)은 긴밀하게 배열할 수 없게 되어 버렸다. 따라서 광 파워 밀도는 베이스(12)의 크기에 의해 영향 받아 더욱 증가시킬 수 없다. 그 결과 레이저의 높은 파워 밀도의 장점이 충분히 실현될 수 없다. 광속이 렌즈에 의해 하나의 광 스폿으로 집광될 수 있지만 집광된 각 광속은 벌써 평행 광 특성을 보유할 수 없으나 비교적 큰 발산 각을 가지고 있다. 이것은 후단의 광로 시스템의 설계에 종종 불리하다.
광 파워 밀도를 높이기 위해 특허 CN101937163은 레이저의 광 스폿의 긴밀한 배열을 달성할 수 있는 광원 유닛을 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이 광원 유닛(200)은 광원 그룹(210) 및 반사경 그룹(220)을 포함한다. 광원 그룹(210)은 6 개의 광원(201)을 포함하여 광원(201)은 발광 소자 (205) 및 콜리메이팅 렌즈(207)로 구성된다. 반사경 그룹(220)은 광원(201)에 해당하는 6 개의 서로 평행한 반사경(225)를 포함하며 반사경(225)은 서로의 사이에 작은 간격을 갖는 각 광속으로 각 행의 광원(201)으로부터의 각 광속을 반사한다.
도 2에 도시된 바와 같이 광원(201)의 콜리메이팅 렌즈(207)의 직경이 a인 동시에 광원 사이의 간격이 b이면 광원 그룹(210)의 열 방향의 전체 길이는 6 개의 열을 가짐으로써 6a+5b된다. 광원(201)의 콜리메이팅 렌즈 (207)에서의 출사 광속은 평행 광이기 때문에 광원 그룹(210)에서의 출사 광속의 단면 면적의 열 방향의 전체 길이도 6a+5b된다. 1 개의 반사경(220e)이 이러한 광원 그룹(210)에서의 출사 광속을 열 방향에 대해 직접 반사하기 위해 사용되는 경우 반사경(220e)에서의 반사 광속의 단면의 열 방향의 전체 길이는 6a+5b된다. 그러나 다른 직사각형의 반사경(225)은 광원의 각 행마다 배치되는 것과 동시에 그 반사경(225)은 각 반사경의 서로 간의 간격이 광원 그룹(210)의 광축 방향으로 저감되도록 배치된 경우 각 반사경(225)에서의 반사 광속은 광원 그룹(210)의 각 행의 광원(201) 사이의 간격 b가 제거된 상태의 광속이 된다. 따라서 광속의 열 방향의 전체 길이는 6a가 되어 레이저의 광 스폿의 긴밀한 배열을 달성하게 된다.
종래 기술에 대한 검토 과정에서 본 출원 발명들은 하나의 서로 평행 한 반사경 그룹이 한 방향으로의 레이저의 광 스폿의 간격을 압축할 수 있을 뿐 다른 수직 방향으로의 레이저의 광 스폿의 간격이 상대적으로 커지는 것을 발견했다. 양방향으로의 간격이 압축된 광 스폿 배열을 얻기 위해 2 개의반사경 그룹을 사용할 필요가 있다. 이것은 광원 유닛의 용적을 증가시켜 실제 제품에서는 사용의 불편을 초래한다.
본 발명의 실시 예는 레이저의 광 스폿의 긴밀한 배열을 실현하는 것이 가능하며 효과적으로 광 파워 밀도를 증대시킴과 동시에 제품의 용적을 감소시킬 수 있는 광원 시스템 및 레이저 광원을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예는
적어도 1 개의 레이저 광원 그룹을 포함하는 광원 시스템에 있어서,
상기 1 개의 레이저 광원 그룹은
적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹과,
적어도 1 개의 반사경 그룹이 적어도 2 개의 반사경을 포함하여 반사경이 그에 대응하는 레이저의 광축 상에 설치되는, 상기 2 개의 레이저 그룹에 대응하는 2 개의 반사경 그룹을 포함하며,
각 반사경 그룹은 그에 대응하는 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속을 반사하여 당해 반사경 그룹에서의 각 출사 광속 간의 간격은 당해 반사경 그룹에 대한 각 입사 광속 간의 간격보다 작으며,
상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속은 서로 평행하고, 상기 2 개의 반사경 그룹에서의 각 출사 광속은 동일 방향이고 서로 평행하며,
상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인
광원 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예는
적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹을 포함하며,
상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인
레이저 광원을 더 제공한다.
본 발명의 실시 예는
적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속이 동일 방향 이고 평행하며 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 광속이 반대 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹과,
상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 광속을 반사하는데 각각 사용되며 상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속이 반사된 후 동일 방향이고 서로 평행하도록 하는 2 개의 반사경 그룹을 포함하며,
상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인 레이저 광원을 더 제공한다.
종래 기술에 비해 본 발명의 실시 예는 다음과 같은 이점을 포함한다.
설명의 편의상 상기 2 개의 레이저 그룹의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영이 부분적으로 겹치고 있는 것은 레이저 그룹 사이의 오프셋(offset) 설치라고 불린다. 레이저 다이오드 그룹의 오프셋 설치를 사용함으로써 그룹 간의 레이저 다이오드에서의 광속 사이의 간격을 압축할 수 있다. 종래 기술에 비해 광학 시스템의 용적이 크게 감소되는 것과 동시에 광원 시스템의 광 파워 밀도가 증가한다.
도 1a는 종래 기술의 반도체 레이저 어레이에서의 반도체 레이저의 배열의 모식도이다.
도 1b는 도 1에 나타내는 레이저 어레이에 의해 발생된 광 스폿 배열의 모식도이다.
도 2는 특허 CN101937163에서의 광원 유닛의 구성의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 일 실시 예의 구성의 모식도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 광원 시스템에서의 1 개의 레이저 그룹 및 1 개의 반사경 그룹의 상면도이다.
도 5는 도 3에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 인접하는 광 스폿의 모식도이다.
도 6은 도 3의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도이다.
도 7a, 7b는 각각 본 발명의 광원 시스템의 2 개의 다른 실시 예에서의 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 투영의 모식도이다.
도 8a, 8b, 8c는 각각 본 발명의 도 3의 실시 예, 종래 기술, 특허 CN101937163에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 구성의 모식도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 실시 예에서의 각 레이저 다이오드 그룹의 각 출사 광속의 단면에서의 제 1 투영의 모식도이다.
도 11은 도 9에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴이다.
도 12은 도 9의 실시 예에서의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 레이저 그룹의 제 1 투영의 모식도이다.
도 14은 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 레이저 그룹의 제 1 투영의 모식도이다.
도 15은 본 발명의 실시 예에서의 레이저 광원의 일 실시 예의 구성의 모식도이다.
도 16는 도 15에 나타내는 실시 예에서의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에서의 레이저 광원의 다른 실시 예의 구성의 모식도이다.
도 18는 도 17에 나타내는 실시 예에서 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도이다.
도 19은 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 구성의 모식도이다.
도 20는 도 19에 나타내는 실시 예에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴이다.
본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 일 실시 예의 구성의 모식도인 도 3을 참조한다. 광원 시스템은 1 개의 레이저 광원 그룹(300)을 포함한다. 당해 레이저 광원 그룹(300)은:
레이저 그룹(20a)이 2 개의 레이저(21a 및 21b)를 포함하여 레이저 그룹(20b)이 2 개의 레이저(21c 및 21d)를 포함하여, 2 개의 레이저 그룹이 평행하게 설치되어 동일한 레이저 그룹 내의 2 개의 레이저에 의해 발생된 2 개의 광속이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b)과,
반사경 그룹(30a)이 각각 2 개의 레이저(21a 및 21b)에 대응하는 2 개의 반사경(31a 및 31b)을 포함하여 반사경 그룹(30b)이 각각 2 개의 레이저(21c 및 21d)에 대응하는 2 개의 반사경(31c 및 31d)를 포함하여, 반사경이 그에 대응하는 레이저의 광축 상에 설치되는, 각각 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b)에 대응하는 2 개의 반사경 그룹 (30a 및 30b)을 포함하며,
반사경 그룹은 그에 대응하는 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속을 반사되고 있으며, 구체적으로는 반사경 그룹(30a)은 레이저 그룹(20a)의해 발생된 2 개의 광속(L1)을 반사하여 반사경 그룹(30b)는 레이저 그룹(20b)의해 발생된 2 개의 광속(L2)을 반사하여 반사경 그룹에서의 당해 각 출사 광속 간의 간격은 당해 반사경 그룹에 대한 각 입사 광속 간의 간격보다 작은 것이다.
도 3에 나타내는 광원 시스템에서의 1 개의 레이저 그룹 및 1 개의 반사경 그룹의 상면도인 도 4를 참조한다. 도 4에 도시된 바와 같이 반사경 그룹(30a)은 본체(32)와 본체(32)의 동일 쪽에 배치된 2 개의 반사경(31a 및 31b)를 포함한다. 물론, 상기 본체(32)의 동일 측에 설치된 반사경의 개수는 다른 숫자 일 수 있고, 이는 본 발명에서 한정되지 않는다. 인접하는 반사경(31a 및 31b)은 인접하는 반사경이 다른 평면 상에 설치되어 서로 오프셋되고 있는 단계 구조를 형성하고 있다. 이 단계 구조에서의 인접하는 단계 사이의 간격 즉 반사경(31a)의 바닥과 반사경(31b)의 상부의 높이 차이는 인접하는 반사경(31a 및 31b)에 대한 2 개의 입사 광속(L1)에 의해 형성된 광 스폿 사이의 간격보다 작을 것으로 광 스폿 사이의 간격은 반사경 그룹(30)에 대한 2 개의 입사 광속(L1)에 의해 형성된 광 스폿 사이의 간격보다 해당 반사경 그룹에서의 2 개의 출사 광속(L1)에 의해 형성된 광 스폿 사이의 간격으로 감소되게 된다. 간격 감소의 원리 분석은 CN101937163를 참조할 수 있으며, 여기에서는 상세하게 설명하지 않는다.
바람직하게는 2 개의 인접하는 반사경(31a 및 31b)의 각각의 광 출사 방향으로의 투영은 서로 인접하고 있으며 즉 반사경(31a)의 바닥과 반사경(31b)의 상부를 연결하는 선은 반사경 그룹(30a)의 용적을 줄이기 위해 해당 광 출사 방향에 평행이다.
또한 반사경 그룹은 동일한 레이저 그룹에서의 2 개의 인접하는 광속 예를 들어 레이저(21a 및 21b)의 각각에서의 2 개의 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후의 인접하는 광 스폿이 인접하도록 광 스폿 사이의 간격을 감소시킨다. 2 개의 인접하는 반사경(31a 및 31b)의 각각의 광 출사 방향으로의 투영은 서로 인접하는 경우에서는 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿의 폭이 당해 반사경의 그 광 입사 방향으로의 투영 크기와 동등하면, 2 개의 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사 된 후의 2 개의 인접하는 광 스폿은 광 스폿의 폭 방향으로 인접하고 있으며, 여기에서는 당해 폭은 당해 단면광 스폿이 제 2 방향을 따라 투영된 폭이며 제 2 방향은 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향이다. 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿은 타원형, 직사각형, 정육각형, 원형 등의 임의의 형상일 수 있다. 반사경에 대한 입사광의 입사각은 임의의 각도로 할 수 있다.
이해를 쉽게 하기 위해 반사경에 대한 입사광의 입사각이 45도임과 동시에 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿은 타원형인 것을 일례로 가지고 간다. 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿의 장축 방향은 당해 광의 반사경에서의 출사 방향에 평행한 때 즉 장축은 당해 단면 광 스폿이 제 2 방향을 따라 투영된 폭임과 동시에 광의 단면 광 스폿의 장축은 당해 광을 반사하는 반사경의 직각 변의 길이(즉 반사경의 그 광 입사 방향으로의 투영 크기)와 동등할 때 도 3에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 인접하는 광 스폿의 모식도인 도 5에 나타내는 바와 같이 도 4와 함께 광 스폿(51a, 51b)은 각각 레이저(21a 및 21b)에 의해 발생된 광(L1)이 반사경을 통해 스크린(40)에 반사된 광 스폿이며 2 개의 인접하는 광속(L1)이 반사경에 의해 반사된 후의 인접하는 광 스폿 은 광 스폿의 장축 방향 (즉 상기 폭 방향)으로 인접하여 즉 당해 인접하는 광 스폿 사이의 장축 방향으로의 간격은 제로이다. 마찬가지로 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿의 단축 방향은 당해 광의 반사경에서의 출사 방향에 평행함과 동시에 당해 단축은 당해 광을 반사하는 반사경의 직각 변의 길이와 동등할 수 있다. 그래서 2 개의 인접하는 광속(L1)이 반사경에 의해 반사된 후의 인접하는 광 스폿 은 광 스폿의 단축 방향으로 인접하여(이 경우 타원형의 광 스폿의 단축 방향은 상기 폭 방향이다.) 즉 당해 인접하는 광 스폿 사이의 단축 방향으로의 간격은 제로이다.
이상 주로 동일한 레이저 그룹 내의 레이저의 광 스폿 간격의 감소에 대해 설명했지만 레이저 그룹 간의 레이저 사이의 광 스폿 간격의 감소에 대해서 이하에 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이 2 개의 레이저 그룹의 각각에서의 출사 광(L1 및 L2)은 서로 평행이며 2 개의 반사경 그룹의 각각에서의 출사 광(L1 및 L2)은 동일 방향이고 서로 평행이다. 도 3의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도인 도 6을 더 참조한다. 도 3 및 도 6과 함께 레이저 그룹(20a)(레이저(21a, 21b))의 그 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영은 각각 61, 62이며 레이저 그룹(20b)(레이저(21c, 21d))의 그 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영은 각각 63, 64이다. 2 개의 투영 그룹(61, 62 및 63, 64)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 각각 선분(P 및 N)이며 제 1 방향은 2 개의 레이저 그룹 중 어느 한 편의 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이며 제 2 투영 선분(P 및 N)의 겹치는 부분은 도 중의 부분(M)이다. 부분(M)의 겹침 때문에 다른 레이저 그룹의 레이저에서의 광 사이의 간격은 종래 기술에 비해 작아진다. 따라서 광 파워 밀도가 증가한다. 이러한 상황에서 광 스폿 간격을 제한하는 요인은 더 이상 레이저의 크기가 아니며, 반사경의 크기이다. 레이저와 비교하여 반사경은 광 스폿의 크기와 동일한 크기로 절단할 수 있다는 이점이 있다. 반사경의 높이(즉 반사경의 바닥에서 상부까지의 거리)가 광 스폿의 높이 (즉 광 스폿의 바닥에서 상부까지의 거리)와 동일하면 그리고 2 개의 반사경 그룹의 반사경의 광 입사 방향으로의 투영이 서로 인접하면 상기 2 개의 레이저 그룹 중 하나의 레이저 그룹에 의해 발생되는 광속과 다른 레이저 그룹에 의해 발생되는 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후 형성된 광 스폿은 제 2 방향으로 인접하고 있으며 제 2 방향은 당해 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향이다. 이에 따라 2 개의 레이저 그룹의 광 스폿은 서로 인접하고 있는 것을 실현한다. 본 발명에서 상술한 상부에서 바닥으로의 방향을 도면의 상방에서 하방으로의 방향으로서 정의한다.
본 실시 예에서는 반사경으로의 입사광의 입사각은 45도이기 때문에 반사경의 광 출사 방향은 동일한 레이저 그룹 내의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향에 평행이다. 따라서 즉 제 1 투영의 반사경의 광 출사 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있다. 구체적으로는 본 실시 예에서는 각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 그룹은 대향 설치되어 (즉 1 대 1로 대응하는) 대향 설치된 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 2 개의 제 1 투영 그룹은 부분적으로 겹치고 있다. 이에 따라 당해 제 1 투영의 제 1 방향으로의 투영은 부분적으로 겹치고 있다. 구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 레이저 그룹 (레이저(21c 및 21d)의 하부와 다른 레이저 그룹 (레이저(21a 및 21b)의 상부의 각각의 광 출사 방향으로의 2 개의 투영 그룹은 서로 겹치고 있다.
도 3에 나타내는 실시 예에서는 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 제 1 투영은 1 대 1로 대응하는 것이 아니라 서로 분리할 수 있다. 각각 본 발명의 광원 시스템의 2 개의 다른 실시 예에서의 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 투영의 모식도인 도 7a, 7b를 참조한다. 도 7a에 도시된 바와 같이 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 제 1 투영(71 및 72)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 서로 겹치고 있지만 제 1 투영(71 및 72)이 서로 분리되고 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 제 1 투영(73 및 74)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 서로 겹치고 있지만 제 1 투영(73 및 74)이 서로 이격되고 있다.
도 3의 실시 예에서 스크린(40)의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴인 도 8a를 참조한다. 도 3 및 도8a에 도시된 바와 같이 레이저에서의 출사 광의 타원형 광 스폿의 장축이 반사경의 광 출사 방향에 평행이면, 반사경(31a 및 31b)은 각각 광 스폿(51a 및 51b)을 얻도록 레이저 (21a 및 21b)에서의 광을 반사하여 반사경(31c 및 31d)은 각각 광 스폿(51c 및 51d)을 얻도록 레이저(21c 및 21d)로부터의 광을 반사한다. 반사경의 높이는 타원형의 광 스폿의 높이(즉 단축)와 동일하고 2 개의 반사경 그룹의 반사경의 광 입사 방향으로의 투영은 서로 인접하고 있기 때문에 광 스폿(51a, 51b) 및 광 스폿(51c, 51d)은 제 2 방향으로 인접하고 있다. 제 2 방향은 당해 반사경의 입사 광속의 단면 및 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향 즉 도면의 위에서 아래로의 방향이다. 도 8a에 도시된 바와 같이 밀집한 광 스폿이 획득된다. 이에 대해 각각 종래 기술에 따른 광 스폿 패턴 및 특허 CN101937163에 따른 광 스폿 패턴인 도 8b 및 도 8c를 참조한다. 종래 기술에 따른 광 스폿 패턴은 도 8b 중의 51a~51d에 도시되고 있으며 특허 CN101937163에서 1 개의 반사경 그룹 만에 의해 얻어진 광 스폿은 도 8c 중의 51a~51d에 도시되고 있다.
설명의 편의상 상기 2 개의 레이저 그룹의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영이 부분적으로 겹치고 있는 것은 레이저 그룹 사이의 오프셋설치라고 불린다. 상술한 바와 같이 반사경을 이용함으로써 동일한 레이저 그룹 내의 레이저에서의 광속 사이의 간격을 압축할 수 있지만 레이저 그룹 간의 오프셋 설치를 이용함으로써 레이저 그룹 간의 레이저에서의 광속 사이의 간격을 압축할 수 있다. 따라서 레이저 다이오드 사이의 간격이 2 차원으로 압축된다는 목적은 달성된다. 종래 기술에 비해 광학 시스템의 용적이 크게 감소되는 것과 동시에 광원 시스템의 광 파워 밀도가 증가한다.
본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 구성의 모식도인 도 9를 참조한다. 광원 시스템은 1 개의 레이저 광원 그룹(900)을 포함한다. 레이저 광원(900)은 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b) 구체적으로는 레이저 다이오드 그룹을 포함한다. 레이저 다이오드 그룹(20a)은 레이저 다이오드(21a 및 21b)를 포함하여 레이저 다이오드 그룹(20b)은 레이저 다이오드(21c 및 21d)를 포함한다. 각 레이저 다이오드 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 다이오드 그룹은 동일한 평면에 설치되고 있다. 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속은 동일 방향이고 평행이며 또한 광속 방향은 레이저 다이오드의 평면에 수직이다.
2 개의 레이저 다이오드 그룹은 동일한 방향으로 오프셋하여 설치되고 있다. 여기서 "동일 방향"은 2 개의 레이저 다이오드 그룹에서의 각 광속이 동일 방향임을 의미한다. "오프셋하여 설치되어 있다" 라고 하는 2 개의 레이저 그룹의 각 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영이 부분적으로 겹치고 있다는 것을 의미한다. 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이다. 도 9에 도시된 바와 같이 본 실시 예에서의 "동일한 방향으로 오프셋하여 설치되어 있다"한다는 것은 구체적으로 2 개의 레이저 그룹의 각각 위치하는 2 개의 라인이 레이저의 광 출사 방향으로의 동일한 단면에 있고 레이저 다이오드 그룹(20a)에서 인접하는 레이저 다이오드(21a 및 21b)가 서로 이격하여 설치되어 레이저 다이오드 그룹(20b)에서 인접하는 레이저 다이오드(21c 및 21d)도 서로 이격하여 설치되고 2 개의 레이저 다이오드 그룹이 각각의 라인을 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있는 것을 의미한다.
레이저 광원(900)은 레이저 그룹에 대응하는 2 개의 반사경 그룹을 더 포함한다. 반사경 그룹(30a)은 각각 레이저 다이오드(21a 및 21b)에 대응하는 2 개의 반사경(31a 및 31b)을 포함하여 반사경 그룹(30b)은 각각 레이저 다이오드(21c 및 21d)에 대응하는 2 개의 반사경(31c 및 31d)을 포함한다. 반사경은 그에 대응하는 레이저에 의해 발생 된 각 광속을 반사하기 위해 그에 대응하는 레이저의 광축에 설치되고 있다. 반사된 각 광속은 서로 평행 상태인 동시에 반사경 그룹에 의해 반사된 광 사이의 간격은 당해 반사경 그룹으로의 각 입사 광 사이의 간격보다 작아진다.
도 9에 나타내는 실시 예에서의 각 레이저 다이오드 그룹의 각 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영의 모식도인 도 10을 참조한다. 도 10에 도시된 바와 같이 각 레이저 다이오드 그룹에서의 출사 광은 1 개의 광속을 형성하고 이 광속의 단면은 평면(A)에 있다. 광속의 단면은 도 10에 도시된 있으며 광 스폿(51a~51d)은 각각 레이저 다이오드(21a~21d)에서 방출되는 광속에 대응하지만 원형(101~104)은 각각 레이저 다이오드(21a~21d)의 외부 윤곽의 평면(A)에서의 제 1 투영에 대응한다. 각 광 스폿은 타원형이다. 레이저에서의 출사 광의 타원형 광 스폿의 단축은 반사경의 광 출사 방향과 평행이다.
도 9에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴인 도 11을 참조한다. 도 3에 나타내는 실시 예의 동작 원리와 마찬가지로 본 실시 예에서는 도 11에 도시된 바와 같이 반사경(31a 및 31b)은 각각 단축 방향으로 서로 인접하는 광 스폿(51a 및 51b)을 얻기 위해 레이저(21a 및 21b)에서의 광을 반사하여 반사경(31c 및 31d)은 각각 단축 방향으로 서로 인접하는 광 스폿(51c 및 51d)을 얻기 위해 레이저(21c 및 21d)에서의 광을 반사한다. 실제의 작업에서는 조립의 어려움을 줄이기 위해 반사경의 입사 광속 방향으로의 투영은 종종 광속의 폭보다 약간 크게하고 있으며 인접하는 반사경의 반사 광속의 출사 방향으로의 투영은 일정한 간격을 유지한다. 따라서 광 스폿(51a 및 51b) 또는 광 스폿(51c 및 51d)은 약간 확대한 간격을 가짐으로써 이미 인접하지 않게 된다. 그럼에도 불구하고 이 간격은 여전히 레이저 다이오드(92 및 94)에서 직접 방출된 광속의 간격보다 작아진다.
레이저 그룹 간의 레이저에서의 광 사이의 광 스폿 간격의 감소에 대해 다음에 설명한다. 도 9의 실시 예에서의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도인 도 12을 참조한다. 도 12에 도시된 바와 같이 본 실시 예에서는 레이저 다이오드 그룹(20a)의 단면(A)에서의 제 1 투영은 101 및 102이고 제 1 투영(101 및 102)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 109이다. 제 1 방향은 2 개의 레이저 그룹 중 어느 한 편의 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이다. 레이저 다이오드 그룹(20a)의 단면(A)에서의 제 1 투영은 103 및 104이고 제 1 투영(103 및 104)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 1010이다. 제 2 투영(109)과 제 2 투영(1010)은 서로 겹치고 있으며 겹치는 부분은 부분(M)이다.
반사경은 레이저 다이오드 그룹(20a) 및 레이저 다이오드 그룹(20b)의 수직 방향으로의 위치 관계를 변경하지 않고 있으며 수직 방향은 반사경의 광 입사 방향과 광 출사 방향으로 이루어진 평면에 수직인 방향이다. 따라서 2 개의 레이저 다이오드 그룹의 단면(A)에서의 투영의 광속의 반사 후의 출사 방향으로의 투영의 위치 관계는 레이저 다이오드 그룹(20a) 및 레이저 다이오드 그룹(20b)의 수직 방향으로의 위치 관계를 결정한다. 그러므로 투영(109)과 투영(1010)이 서로 겹치고 있는 것은 그 2 개의 레이저 다이오드 그룹에서의 광의 광 스폿의 수직 방향으로의 간격이 행과 열에 직교 배열 된 경우의 간격보다 작아지는 것을 의미한다.
본 실시 예에서의 레이저 다이오드의 가장 바람직한 배열 형태는 본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 레이저 그룹의 제 1 투영의 모식도인 도 13에 도시된다. 1 개의 레이저 다이오드 그룹에서의 출사 광의 광 스폿(51a, 51b)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 1301이며 다른 레이저 다이오드 그룹에서의 출사 광의 광 스폿(51c, 51d)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 1302이다. 제 2 투영(1301 및 1302)은 서로 인접하고 있다. 이때 레이저 다이오드에 의해 반사된 광을 완전히 반사하기 위해 2 개의 반사경 그룹은 필연적으로 수직 방향으로 서로 인접하고 있으며 스크린에 2 개의 레이저 다이오드 그룹에 의해 형성된 반사 광 스폿도 필연적으로 수직 방향으로 서로 인접하고 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 광 스폿(51a, 51b)은 각각 광 스폿(51c, 51d)에 광 스폿의 장축 방향으로 인접하고 있다.
상술한 2 개의 레이저 그룹이 동일한 방향으로 오프셋하여 설치되는 것은 구체적으로 2 개의 레이저 그룹이 각각 위치하는 2 개의 라인이 레이저의 광 출사 방향으로의 다른 단면에 있고 하나의 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저가 서로 이격하여 설치되고 다른 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저도 서로 이격하여 설치되어 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 투영이 각각의 라인에 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있는 것을 의미할 수도 있다. 또한 본 발명에서의 "맞물리고 있다"에 대해 2 개의 인접하는 레이저의 각각의 광 출사 방향으로의 투영이 서로 접촉하는 것을 필요로 하지 않고 서로 분리할 수도 있다는(도 14에 도시된 바와 같이) 점에 유의해야 한다. 요컨대 2 개의 레이저 그룹이 동일한 방향으로 오프셋하여 설치되는 것은 레이저 다이오드 그룹 간의 레이저 다이오드에서의 광속 간의 간격을 압축할 수 있으며 오프셋 형태를 조정함으로써 2 개의 레이저 그룹 중 하나의 레이저 그룹에 의해 발생되는 광속과 다른 레이저 그룹에 의해 발생되는 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후 형성된 광 스폿은 제 2 방향으로 인접할 수 있다. 제 2 방향은 당해 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향이다.
상술한 바와 같이 반사경을 이용함으로써 동일한 레이저 다이오드 그룹 내의 레이저 다이오드에서의 광속 사이의 간격을 압축할 수 있지만 레이저 다이오드 그룹 간의 오프셋 설치를 이용함으로써 레이저 다이오드 그룹 간의 레이저 다이오드에서의 광속 사이의 간격을 압축할 수 있다. 따라서 레이저 다이오드 사이의 간격이 2 차원으로 압축된다는 목적은 달성된다. 종래 기술에 비해 광학 시스템의 용적이 크게 감소되는 것과 동시에 광원 시스템의 광 파워 밀도가 증가한다.
상술한 실시 예에서는 레이저 그룹은 1×2 어레이를 예로 설명한 것이다. 그러나 다른 실시 예에서는 레이저 그룹 내의 레이저는 다른 수와 배열 형태를 가질 수 있으며 레이저는 엄격한 매트릭스 어레이 형태로 배열될 필요는 없다. 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 또한 레이저 광원 중1 개의 레이저 그룹 내의 레이저의 수가 2 이상이기만 하면 레이저 그룹 간의 레이저의 광속의 간격을 압축할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
본 발명의 실시 예에서의 레이저 광원의 일 실시 예의 구성의 모식도인 도 15 및 도 15에 나타내는 실시 예에서의 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도인 도 16을 참조한다. 도 15에 도시된 바와 같이 레이저 광원(1500)은 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b)을 포함한다. 레이저 그룹(20a)은 2 개의 레이저(21a, 21b)를 포함하고 다른 레이저 그룹(20b)은 1 개의 레이저(21c)를 포함한다. 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속은 동일 방향이고 평행이다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 레이저 그룹(20a 및 20b)의 각각의 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영은 각각 1501 및 1502이며 제 1 투영(1501 및 1502)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 각각 1503 및 1504이다. 제 2 투영(1503 및 1504)은 부분적으로 겹치고 있다. 제 1 방향은 레이저 그룹(20a)의 2 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이다. 제 2 투영(1503 및 1504)은 부분적으로 겹치고 있기 때문에 레이저 그룹 간의 레이저에서의 광의 광 스폿 간격은 종래 기술에 비해 작아진다. 이에 따라 레이저 광원의 광 파워 밀도를 증가시켜 레이저 광원의 용적을 감소시킨다.
도 9에 도시된 실시 예에서의 기재된 바와 같이 본 실시 예에서는 바람직하게는 각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되어 있으며 2 개의 레이저 그룹의 각각 위치한 2 개의 라인은 레이저의 광 출사 방향으로의 동일한 단면에 있다. 이것은 쉽게 레이저 그룹용 방열 장치를 장착할 수 있도록 하기 위함이다. 또한 각 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저는 서로 이격하여 설치될 수 있으며 2 개의 레이저 그룹은 각각의 라인을 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있다. 또한 도 9에 도시된 실시 예에서의 레이저 광원의 다른 기술적 특징은 본 실시 예에 적용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시 예에서의 레이저 광원의 다른 실시 예의 구성의 모식도인 도 17 및 도 17에 나타내는 실시 예에서 레이저 그룹의 제 1 투영 및 제 2 투영의 모식도인 도 18을 참조한다. 도 17에 도시된 바와 같이 레이저 광원(1700)은 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b)을 포함한다. 레이저 그룹(20a)은 2 개의 레이저(21a, 21b)를 포함하고 다른 레이저 그룹(20b)은 1 개의 레이저(21c)를 포함한다. 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속은 동일 방향이고 평행이다. 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속은 반대 방향이고 평행이다.
레이저 광원(1700)은 각각 2 개의 레이저 그룹(20a 및 20b)에서의 각 광속을 반사하는 데 사용되며 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속이 반사된 후 동일 방향이고 서로 평행하도록 하는 2 개의 반사경 그룹(30a 및 30b)을 더 포함한다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 레이저 그룹(20a 및 20b)의 각각의 출사 광으로 이루어진 광속의 단면에서의 제 1 투영은 각각 1701 및 1702이며 제 1 투영(1701 및 1702)의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 각각 1703 및 1704이다. 제 2 투영(1703 및 1704)은 부분적으로 겹치고 있다. 제 1 방향은 레이저 그룹(20a)의 2 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향이다. 제 2 투영(1703 및 1704)은 부분적으로 겹치고 있기 때문에 레이저 그룹 간의 레이저에서의 광의 광 스폿 간격은 종래 기술에 비해 작아진다. 이에 따라 레이저 광원의 광 파워 밀도를 증가시키고 레이저 광원의 용적을 감소시킨다.
도 3에 도시된 실시 예에서의 기재된 바와 같이 본 실시 예에서는 바람직하게는 각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 그룹은 대향 설치되어 (즉 1 대 1로 대응하는) 대향 설치되고 있는 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 2 개의 투영 그룹은 부분적으로 겹치고 있다. 이에 따라 광원의 용적을 감소시키고 레이저 광원의 광 파워 밀도를 증가시킨다. 또한 각 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저 사이는 서로 접촉할 수 있는 것으로 더욱 레이저 광원의 용적을 감소시키고 레이저 광원의 광 파워 밀도를 증가시킨다. 또한 도 3에 도시된 실시 예에서의 레이저 광원의 다른 기술적 특징은 본 실시 예에 적용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 실시 예는 본 발명의 레이저 광원을 설명하기 위해 3 개의 레이저의 가장 간단한 예를 사용한다. 또한 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하기만 하면 레이저 그룹 간의 레이저의 광속의 광 스폿 간격을 압축할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서 다른 레이저 그룹에서의 레이저의 개수는 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예에서의 광원 시스템의 다른 실시 예의 구성의 모식도인 도 19 및 도 19에 나타내는 실시 예에서 스크린의 광 입사 방향에서 본 스크린에 대한 광 스폿 패턴인 도 20을 참조한다. 본 실시 예에서는 광원 시스템(1900)은 상술한 2 개의 레이저 광원(1901 및 1902)을 포함하고 광 합성 디바이스(60)와 반사 시트(70)를 더 포함한다. 레이저 광원(1901)에서의 출사 광(L1)은 광 합성 디바이스(60)의 제 1 면에 입사되어 레이저 광원(1902)에서의 출사 광(L2)은 광 합성 디바이스(60)의 제 2 면에 반사 시트 70에 의해 반사되는 광 합성 디바이스(60)는 각각 그 양면에 입사된 2 개의 광(L1 및 L2)을 투과하고 반사한다. 따라서 투과와 반사된 2 개의 광(L1 및 L2)에 의해 형성된 광 스폿은 적어도 부분적으로 겹치고 있다.
구체적으로는 본 실시 예에서는 광 합성 디바이스(60)는 그 한 면에 반사 시트(70)에 의해 반사된 광을 반사하고 다른 광을 투과한다. 또한 광 중 어느 광 합성 디바이스에 의해 반사 또는 투과되는 것인지는 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 또한 바람직하게는 반사 시트의 위치는 당해 반사 시트에 대한 입사 광의 입사 각이 조절 가능하도록 조절 가능하다. 그러면 쉽게 레이저 광원을 교환할 수 있다. 반사 시트(70)는 본래 수직 배열을 필요로 하는 2 개의 레이저 그룹이 평행하게 배열될 수 있도록 크게 레이저 광원의 크기를 삭감할 수 있다. 광원의 크기를 감소시키기 위하여 반사 시트를 사용하는 이러한 디자인은 많은 반도체 레이저가 사용되는 경우에 유리하다. 특히 방열 장치가 평행으로 배열되는 경우에는 방열 장치가 수직으로 배열 될 때보다 방열 바람 통로를 설계하는 것이 용이하다. 실제로는 레이저 광원(1902)에서의 출사 광(L2)은 광 합성 디바이스(60)의 제 2 면에 직접 입사될 수 있다. 따라서 반사 시트(70)는 생략될 수 있다.
2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향은 서로 직교할 수 있다. 이 때 광 합성 디바이스는 각각 2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광을 투과하고 반사하는 편광에 의한 광 합성 디바이스 이라도 좋다. 예를 들면 레이저 광원(1902)은 레이저 광원(1901)에 대해 90도 회전될 수 있다. 여기서 이 회전은 본래 편광에 의한 광 합성 장치를 통과할 수 있는 레이저 광이 이 회전 후 편광에 의한 광 합성 디바이스에서 반사됨으로써 2 개의 레이저 광의 광 스폿이 겹치고 있는 것을 목표로 한다. 따라서 다른 위치 및 방향을 갖는 광이 겹치고 있어 동일한 전파 방향을 가지고 있는 것이 가능하다. 물론 광 합성 디바이스가 편광에 의한 광 합성 디바이스일 경우는 2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향은 동일하여도 좋지만 1/2 파장 판은 하나의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향을 다른 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향에 수직이 되도록 변경하고 편광 방향이 변경된 광을 편광에 의한 광 합성 디바이스에 입사시키는 데 사용할 수 있다.
2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 파장은 서로 상이할 수 있다. 이 때 광 합성 디바이스는 하나의 레이저 광원 그룹에서의 광을 투과하고 다른 레이저 광원 그룹에서의 광을 반사하는 파장 선택 디바이스를 채용 할 수 있다.
바람직하게는 상술한 투과되고 반사된 2 개의 광에 의해 형성된 광 스폿의 중심은 광 스폿의 겹침 부분을 증가시키고 광 파워 밀도를 증대 시키도록 겹치고 있다. 예를 들어 2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향은 서로 직교하는 경우 도 20에 도시된 바와 같이 하나의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 광 스폿은 2001이고 다른 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 광 스폿은 2002이며 2 개의 라이트 스폿 그룹의 중심은 겹치고 있다.
종래 기술의 레이저 광원에서의 광의 광 스폿의 광 파워 밀도와 비교하여 레이저 광원으로 편광에 의한 광 합성 디바이스를 통합하는 것에 의한 광 스폿의 광 파워 밀도는 전자의 9 배이다.
또한 본 발명의 상술한 실시 예 또는 그 기술적 특징은 새로운 기술적 효과를 갖는 다른 실시 예를 실현하기 위하여 임의의 적절한 방법으로 조합 할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
이상은 본 발명의 실시 예뿐인 것으로 본 발명의 특허 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 명세서 및 도면의 내용을 사용하여 얻을 수 있는 직접 또는 간접적으로 다른 관련 기술 분야에서 사용되는 임의의 동등한 구조 변환 또는 동등한 흐름 변환은 마찬가지로 본 발명의 특허 보호의 범위에 포함된다.

Claims (27)

  1. 적어도 1 개의 레이저 광원 그룹을 포함하는 광원 시스템에 있어서,
    상기 1 개의 레이저 광원 그룹은
    적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속(light beams)이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹과,
    적어도 1 개의 반사경 그룹이 적어도 2 개의 반사경을 포함하여 반사경이 그에 대응하는 레이저의 광축 상에 설치되는, 상기 2 개의 레이저 그룹에 대응하는 2 개의 반사경 그룹을 포함하며,
    각 반사경 그룹은 그에 대응하는 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속을 반사하여 당해 반사경 그룹에서의 각 출사 광속 간의 간격은 당해 반사경 그룹에 대한 각 입사 광속 간의 간격보다 작으며,
    상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속은 서로 평행하고, 상기 2 개의 반사경 그룹에서의 각 출사 광속은 동일 방향이고 서로 평행하며,
    상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 상기 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 2 개의 반사경을 포함하는 반사경 그룹 내의 2 개의 인접하는 반사경은 계단 형상인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2 개의 인접하는 반사경의 각각의 광 출사 방향으로의 투영은 서로 인접하고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저에서의 출사 광의 단면 광 스폿(spot)의 폭은 당해 반사경의 그 광 입사 방향으로의 투영 크기와 동등하여 동일한 레이저 그룹에서의 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후의 인접하는 광 스폿은 광 스폿의 폭 방향으로 인접하고 있으며 상기 폭은 당해 광 스폿이 제 2 방향을 따라 투영된 폭이며 상기 제 2 방향은 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단면 광 스폿의 형상은 타원형, 직사각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    레이저에서 반사경에 대한 입사광의 입사각은 45도이며 상기 입사 광의 단면 광 스폿의 폭은 당해 광을 반사하는 반사경의 직각 변의 길이와 동등하여 상기 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후의 인접하는 광 스폿은 광 스폿의 폭 방향으로 인접하고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 개의 레이저 그룹 내의 그룹 간 레이저에 의해 발생되는 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후 형성된 광 스폿은 제 2 방향으로 인접하고 있으며, 상기 제 2 방향은 당해 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있어 상기 2 개의 레이저 그룹은 동일한 방향으로 오프셋(offset)하여 설치되고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    2 개의 레이저 그룹이 동일한 방향으로 오프셋하여 설치되는 것은 구체적으로 2 개의 레이저 그룹이 각각 위치하는 2 개의 라인이 레이저의 광 출사 방향으로의 동일한 단면에 있고, 또한 하나의 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저가 서로 이격하여 설치되고 다른 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저도 서로 이격하여 설치되어 2 개의 레이저 그룹이 각각의 라인을 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    2 개의 레이저 그룹이 동일한 방향으로 오프셋하여 설치되는 것은 구체적으로 2 개의 레이저 그룹이 각각 위치하는 2 개의 라인이 레이저의 광 출사 방향으로의 다른 단면에 있고 하나의 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저가 서로 이격하여 설치되고 다른 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저도 서로 이격하여 설치되어 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 투영이 각각의 라인에 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속은 반대 방향인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 그룹은 대향 설치되어 대향 설치된 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 2 개의 투영 그룹은 부분적으로 겹치고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 2 개의 레이저 그룹 중 하나의 레이저 그룹에 의해 발생되는 광속과 다른 레이저 그룹에 의해 발생되는 인접하는 광속이 반사경에 의해 반사된 후 형성된 광 스폿은 제 2 방향으로 인접하고 있으며 상기 제 2 방향은 당해 반사경의 입사 광속의 단면과 출사 광속의 단면의 양방에 평행한 방향인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 레이저 광원 그룹을 포함하고
    광 합성 디바이스를 더 포함하여
    상기 2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광은 당해 광 합성 디바이스의 양쪽에 입사되어 해당 광 합성 디바이스는 각각 양쪽에 입사된 2 개의 광을 투과하고 반사하고 있으며 투과되고 반사된 2 개의 광에 의해 형성된 광 스폿은 적어도 부분적으로 겹치고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 투과되고 반사된 2 개의 광에 의해 형성된 광 스폿의 중심은 겹치고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    반사 시트를 더 포함하여
    상기 2 개의 레이저 광원 그룹 중 하나의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광은 당해 반사 시트에 의해 상기 광 합성 디바이스의 한쪽에 반사되는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 광 합성 디바이스는 상기 반사 시트에 의해 당해 광 합성 디바이스의 한쪽에 반사된 광을 반사하는 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 반사 시트의 위치는 당해 반사 시트에 대한 입사 광의 입사 각이 조절할 수 있도록 조절 가능한 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 2 개의 레이저 광원 그룹에서의 출사 광의 편광 방향은 서로 직교하고 있으며 상기 광 합성 디바이스는 편광에 의한 광 합성 디바이스인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 2 개의 레이저 광원에서의 출사 광은 다른 파장을 가지고 있으며 상기 광 합성 디바이스는 파장 선택 디바이스인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저들은 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는
    광원 시스템.
  22. 적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속이 동일 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹을 포함하며,
    상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 상기 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
  23. 제 22 항에 있어서,
    각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 그룹이 각각 위치하는 2 개의 라인은 레이저의 광 출사 방향으로의 동일한 단면에 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
  24. 제 23 항에 있어서,
    각 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저는 서로 이격하여 설치되고 있으며 2 개의 레이저 그룹은 각각의 라인을 따라 서로 오프셋하여 맞물리고 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
  25. 적어도 1 개의 레이저 그룹이 적어도 2 개의 레이저를 포함하여 각 레이저 그룹에 의해 발생된 각 광속이 동일 방향이고 평행하며 2 개의 레이저 그룹에 의해 발생된 광속이 반대 방향이고 평행하도록 하는 2 개의 레이저 그룹과,
    상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 광속을 반사하는데 각각 사용되며 상기 2 개의 레이저 그룹에서의 각 출사 광속이 반사된 후 동일 방향이고 서로 평행하도록 하는 2 개의 반사경 그룹을 포함하며,
    상기 2 개의 레이저 그룹의 각각의 출사 광으로 이루어지는 광속의 단면에서의 제 1 투영의 제 1 방향으로의 제 2 투영은 부분적으로 겹치고 있으며 상기 제 1 방향은 1 개의 레이저 그룹 내의 적어도 2 개의 레이저의 중심을 연결하는 선의 방향인 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
  26. 제 25 항에 있어서,
    각 레이저 그룹은 직선형으로 배열되고 있으며 2 개의 레이저 그룹은 대향 설치되어 대향 설치된 2 개의 레이저 그룹의 각각의 광 출사 방향으로의 2 개의 투영 그룹은 부분적으로 겹치고 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
  27. 제 25 항에 있어서,
    각 레이저 그룹 내의 인접하는 레이저 사이는 서로 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 광원.
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