KR102489545B1 - 고휘도의 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

광원 장치가 개시된다. 본 광원 장치는, 1차 집광 렌즈, 1차 집광 렌즈와 광축이 동일하고, 1차 집광 렌즈보다 구경이 작은, 2차 집광 렌즈, 광축과 평행한 광을 출력하는 복수의 레이저 광원, 형광판을 포함한다. 1차 집광 렌즈는, 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광을 굴절시켜 출력된 광을 형광판의 일 영역으로 모으고, 형광판의 영역으로 입사된 광이 형광판으로부터 반사되면, 반사된 광을 굴절시켜 광축과 평행하게 2차 집광 렌즈로 입사되도록 한다. 2차 집광 렌즈는, 2차 집광 렌즈로 입사된 광을 굴절시켜 일 지점으로 모은다.

Description

고휘도의 광원 장치{ HIGH BRIGHTNESS LIGHT SOURCE DEVICE }
본 개시는 고휘도의 광원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매우 작은 면적에 강한 빛을 집중시키기 위하여 적어도 하나의 레이저 광원의 출력 및/또는 LED 광원의 출력을 집광하는 광원 장치에 관한 것이다.
현미경은 렌즈를 이용하여 매우 작은 물체를 확대하여 보기 위한 도구이며, 확대되는 배율이 높을 수록 밝기는 어두워지는 경향이 있기 때문에, 밝은 화상을 얻기 위해서는 조명을 대상체에 집광하여 밝은 빛을 인가해야 한다.
현미경의 조명 장치로, 과거에는 할로겐이나 메탈할라이드와 같은 아크램프와 반사 미러를 이용하여 집광하는 장치가 주로 사용되었지만, 아크 램프의 낮은 효율과 발열 문제가 있다.
반도체 발광소자의 효율이 향상되면서 현미경 광원으로 LED(Light Emitting Diode) 소자가 채택되는 경우가 늘어나고 있다. 반도체 또는 머신비전 검사 영역에서도 검사 대상이 수 마이크로 미터로 매우 작아져서 이를 검사하기 위해 높은 배율의 현미경 광학계가 이용되고 있다.
특히, 물체를 이동시키면서 이미지를 촬영하기 위해서는 수 마이크로 초 이내의 매우 짧은 노출 시간 동안 매우 높은 밝기의 조명이 요구된다. 이와 같이 이동하는 물체를 촬영하기 위한 조명은 LED를 사용하더라도 요구되는 광량을 충분히 낼 수 없어 아크 램프를 이용한 스트로브 방식의 광원이 주로 이용되고 있다.
다만, 아크램프를 스트로브 방식으로 촬영 시 아크램프의 특성상 밝기가 변동하는 특성과 수명 문제로 인해 보다 안정적이고 수명이 긴 광원에 대한 지속적인 요구가 있다.
최근에는 아크램프를 대체하기 위해서 고출력 블루 레이저 다이오드(Laser Diode)를 이용하여 광원으로부터 발생된 레이저 광을 매우 협소한 영역의 형광체에 조사하고 형광체의 여기로 인해 발생하는 넓은 스펙트럼 광을 생성하는 기술이 소개된 바도 있다.
등록 특허 공보 제10-15847920000호(내시경용 광원장치)
본 개시는 복수의 집광렌즈를 이용하여 복수의 광원에서 출력되는 광을 집광하는 고휘도의 광원 장치를 제공한다.
본 개시의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 개시의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 개시의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 광원 장치는, 1차 집광 렌즈, 상기 1차 집광 렌즈와 광축이 동일하고, 상기 1차 집광 렌즈보다 구경이 작은, 2차 집광 렌즈, 상기 광축과 평행한 광을 출력하는 복수의 레이저 광원, 형광판을 포함한다. 상기 1차 집광 렌즈는, 상기 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광을 굴절시켜 상기 형광판의 일 영역으로 입사되도록 하고, 상기 형광판의 상기 영역으로 입사된 광이 상기 형광판으로부터 반사되면, 상기 반사된 광을 굴절시켜 상기 광축과 평행하게 상기 2차 집광 렌즈로 입사되도록 하고, 상기 2차 집광 렌즈는, 상기 2차 집광 렌즈로 입사된 광을 굴절시켜 일 지점으로 모은다.
상기 광원 장치는, 상기 형광판과 인접하여 배치되고, 상기 형광판의 방향으로 광을 출력하는 LED(Light Emitting Diode) 광원을 더 포함한다. 이 경우, 상기 1차 집광 렌즈는, 상기 LED 광원으로부터 출력되어 상기 형광판을 투과한 광이 상기 광축과 평행해지도록 상기 광을 굴절시키고, 상기 2차 집광 렌즈는, 상기 LED 광원으로부터 출력되어 상기 1차 집광 렌즈를 통해 굴절된 상기 광을 추가로 굴절시켜 상기 지점으로 모을 수 있다.
상기 광원 장치는, 상기 형광판과 인접하여 배치되고, 상기 형광판을 기준으로 상기 1차 집광 렌즈의 반대 방향에 배치된 미러를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 레이저 광원은, 상기 광축과 수직인 일 평면 상에서, 상기 광축과의 직선 거리가 서로 동일하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 레이저 광원에서 출력되는 광은, 상기 광축과 수직이며 상기 2차 집광 렌즈의 중심점을 포함하는 평면을 상기 2차 집광 렌즈에 대한 입사 없이 통과한 후, 상기 1차 집광 렌즈로 입사될 수 있다.
상기 형광판은, 제1 파장의 광이 입사되면, 상기 입사된 광의 파장을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장으로 변환하여 출력할 수 있다.
한편, 상기 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광은, 상기 1차 집광 렌즈의 전체 영역 중 상기 광축과의 거리가 먼 제1 영역으로 입사되고, 상기 형광판으로부터 반사된 광은, 상기 1차 집광 렌즈의 전체 영역 중 상기 광축과의 거리가 가까운 제2 영역으로 입사될 수 있다.
본 개시에 따른 광원 장치는, 하나 이상의 레이저 광원과 LED 광원의 출력 광에 대한 집광을 기반으로 좁은 영역 내지는 극소 영역에 고휘도의 광을 집중적으로 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광원 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광원 장치에 포함되는 각 구성의 배치를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 광원 장치의 레이저 광원으로부터 출력된 광의 경로를 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 LED 광원을 포함하는 광원 장치의 각 구성의 배치를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 광원이 복수의 레이저 광원을 그룹 별로 구동하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광원 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 광원 장치(100)는 하나 이상의 레이저 광원(110), 1차 집광 렌즈(120-1), 2차 집광 렌즈(120-2), 형광판(130) 등을 포함할 수 있다.
광원 장치(100)는 현미경 장비, 반도체 검사 장비, 카메라, 확대경 등에 포함될 수 있으며, 이 밖에도 미세 영역에 고휘도의 광을 제공하기 위한 다양한 장비에 이용될 수 있다.
레이저 광원(110)은, 적어도 하나의 레이저 다이오드, 평행광을 생성하기 위한 시준기/렌즈(ex. 콜리메이터 렌즈) 등을 포함할 수 있으며, 레이저 다이오드에 전류를 공급하기 위한 적어도 하나의 구동부를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드는, 순방향 반도체 접합을 능동 매질로 사용하여 레이저를 발생시킬 수 있으며, 일 예로 GaAs로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광원 장치(100)는 레이저 광원을 복수 개 포함할 수도 있다. 이 경우, 복수의 레이저 광원 각각은 서로 평행한 방향으로 진행하는 광을 출력할 수 있다.
1차 집광 렌즈(120-1) 및 2차 집광 렌즈(120-2)는 동일한 광축 상에 순차적으로 배치된 집광 렌즈들에 해당한다.
1차 집광 렌즈(120-1) 및 2차 집광 렌즈(120-2)는 각각 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 평면 볼록 렌즈, 양면 볼록 렌즈 등을 포함할 수 있다.
1차 집광 렌즈(120-1)의 구경은 2차 집광 렌즈(120-2)의 구경보다 클 수 있다.
상술한 레이저 광원(110)에서 출력되는 (레이저) 광은, 집광 렌즈들(120-1, 2)의 광축과 평행한 방향으로 진행할 수 있다.
광원 장치(100)가 복수의 레이저 광원을 포함하는 경우, 상술한 광축에 대한 복수의 레이저 광원 각각의 직선 거리가 동일할 수 있으며, 복수의 레이저 광원에서 출력되는 광은 상술한 광축과 평행한 방향으로 진행할 수 있다.
형광판(130)은 표면에 형광성의 물질이 포함된 판을 의미한다.
형광판은 기판, 반사체, 형광막 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판은 플라스틱 판으로 구성되고, 반사체는 도전성 그물, 박막, 및/또는 유전체로 구성될 수 있다. 또한, 형광막은 Ce:YAG(Cerium이 도포된 Yttrium/Aluminum/Garnet)이나 실리케이트 형광체 등으로 도포될 수 있다. 다만, 형광판의 구성이 상술한 예들에 한정될 필요는 없고 종래의 다양한 기술에 따른 구성을 가질 수 있다.
형광판(130)은 입사된 고 에너지의 광을 흡수하여 더 낮은 에너지의 빛으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 형광판(130)은 입사된 단파장의 광을 장파장의 광으로 변환하여 반사 또는 투과시킬 수 있다.
형광판(130)은 후면에 미러를 포함하거나, 또는 LED 광원과 인접하도록 설치될 수 있다. 또는, LED 광원에 형광판(130)이 포함되도록 구현될 수도 있다.
이하 도 2 내지 도 3을 통해 광원 장치(100) 내 상술한 구성들의 배치 및 광의 경로를 설명한다.
도 2를 참조하면, 1차 집광 렌즈(120-1) 및 2차 집광 렌즈(120-2)는 동일한 광축 상에 순차적으로 배치될 수 있다.
그리고, 복수의 레이저 광원(110-1, 2)은 광축과 수직인 일 평면 상에서, 광축과의 직선 거리가 서로 동일하도록 배치될 수 있다. 여기서, 광축과의 직선 거리는, 2차 집광 렌즈(120-2)의 구경의 절반보다 클 수 있다.
도 2를 참조하면, 형광판(130) 역시 상술한 광축 상에 배치될 수 있으며, 구체적으로, 2차 집광 렌즈(120-2), 1차 집광 렌즈(120-1), 형광판(130)의 순서로 배치될 수 있다.
복수의 레이저 광원(110-1, 2)에서 출력된 광은, 광축과 평행한 방향으로 진행할 수 있다(도 3의 S310).
이때, 출력된 광은 2차 집광 렌즈(120-2)를 거치지 않은 채 1차 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
구체적으로, 복수의 레이저 광원(110-1, 2)에서 출력되는 광은, 광축과 수직이며 2차 집광 렌즈(120-2)의 중심점을 포함하는 평면을, 2차 집광 렌즈에 대한 입사 없이 통과할 수 있다. 그리고, 해당 평면을 통과한 광은 1차 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
즉, 1차 집광 렌즈(120-1)의 구경이 2차 집광 렌즈(120-2)의 구경보다 크기 때문에 복수의 레이저 광원(110-1, 2)에서 출력된 광이 곧바로 1차 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
이 경우, 1차 집광 렌즈(120-1)는 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광을 굴절시켜 출력된 광을 형광판(130)의 일 영역으로 모을 수 있다(S320).
여기서, 형광판(130)은 1차 집광 렌즈(120-1)를 통해 입사된 광을 반사할 수 있다(S330). 이를 위해, 형광판(130)의 후면에 반사를 위한 적어도 하나의 구성이 포함될 수 있다.
일 실시 예로, 형광판(130)과 인접하여 배치되고, 형광판을 기준으로 1차 집광 렌즈의 반대 방향(후면)에 배치된 미러가 광원 장치(100) 내에 포함될 수 있다.
또는, 형광판(130)의 후면에 적어도 하나의 LED 다이오드가 인접 배치될 수도 있다.
형광판(130)은 입사된 광의 파장을 상대적으로 더 긴 파장으로 변환(단파장 -> 장파장)하여 반사할 수 있으며, 형광판(130)으로부터 반사된 장파장의 광은 다시 제1 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
여기서, 도 2를 참조하면, 앞서 복수의 레이저 광원(110-1, 2)으로부터 출력된 광은 1차 집광 렌즈(120-1)의 전체 영역 중 광축과의 거리가 비교적 먼 (바깥쪽) 영역으로 입사된 반면, 형광판(130)으로부터 반사된 광은 1차 집광 렌즈(120-1)의 전체 영역 중 광축과의 거리가 비교적 가까운 (안쪽) 영역으로 입사될 수 있다.
그리고, 제1 집광 렌즈(120-1)는 형광판(130)으로부터 반사되어 다시 입사된 광(장파장)을 굴절시킬 수 있다(S340). 이 경우, 제1 집광 렌즈(120-1)를 통해 다시 굴절된 광은 광축과 평행한 방향으로 2차 집광 렌즈(120-2)로 입사될 수 있다.
그리고, 2차 집광 렌즈(120-2)는 입사된 빛을 굴절시켜 일 지점으로 모을 수 있다(S350).
상술한 실시 예에 따라, 복수의 레이저 광원(110-1, 2)으로부터 출력된 광이 일 지점으로 집광되므로, 좁은 면적에 고휘도의 광이 제공될 수 있다.
한편, 비록 상술한 도 2를 통해서는 레이저 광원이 두 개인 경우로 도시하였으나, 광축과의 최단 거리가 동일한 하나 이상의 레이저 광원이 추가적으로 구비될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 LED 광원을 포함하는 광원 장치의 각 구성의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 광원 장치(100)는 상술한 구성들 외에 LED 광원(140), 방열판(150) 등을 더 포함할 수 있다.
LED 광원(140)은, 형광판(130)과 인접하여 배치될 수 있으며, 형광판(130)을 기준으로 1차 집광 렌즈(120-1)의 반대 방향에 위치할 수 있다.
LED 광원(140)은, 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode), LED에 전류를 제공하기 위한 구동부 등을 포함할 수 있다. 또는, LED 광원(140)은 적어도 하나의 마이크로 LED, OLED(Organic LED) 등을 포함할 수도 있다.
LED 광원(140)은, 일 예로, 청색 광을 출력하기 위한 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있다. 이 경우, 출력된 청색 광이 형광체(ex. 황색)가 도포된 형광판(130)을 거쳐 백색 광으로 변환될 수 있다. 또는, LED 광원(140)은 백색 광을 출력하기 위한 R/G/B LED를 각각 포함할 수도 있다. 다만, 상술한 실시 예에 한정되지 않는다.
LED 광원(140)은 형광판의 방향(1차 집광 렌즈(120-1)의 방향)으로 광을 출력할 수 있다.
이 경우, LED 광원(140)으로부터 출력된 광은 형광판(130)을 투과하여 1차 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
여기서, 형광판(130)에 입사된 광은 파장이 길어진 상태로 1차 집광 렌즈(120-1)로 입사될 수 있다.
1차 집광 렌즈(120-1)는 LED 광원(140)으로부터 출력되어 형광판(130)을 투과한 광이 광축과 평행해지도록 광을 굴절시킬 수 있다. 그 결과, 굴절된 광은 2차 집광 렌즈(120-2)로 입사될 수 있다.
이 경우, 2차 집광 렌즈(120-2)는 입사된 광을 추가로 굴절시켜 상술한 일 지점으로 모을 수 있다.
결과적으로, 복수의 레이저 광원(110-1, 2)으로부터 출력된 광과 LED 광원(140)으로부터 출력된 광이 모두 하나의 지점으로 모인 결과, 고휘도의 광이 제공될 수 있다.
방열판(150)은 LED 광원(140) 내지는 형광판의 열을 방출하기 위한 구성으로, 도 4를 참조하면, LED 광원(140)의 후면에 접촉되도록 구비될 수 있다.
방열판(150)은 열 전도가 우수한 금속, 플라스틱, 탄소, 세라믹, 기타 고분자 소재로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 광원 장치(100)는 상술한 복수의 레이저 광원(110-1, 2) 및 LED 광원(140) 등의 구동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는, 적어도 하나의 프로세서 내지는 제어 회로를 포함할 수 있다.
일 예로, 제어부는 광원 장치(100)에 구비된 적어도 하나의 스위치/버튼을 조작하는 사용자 입력에 따라 복수의 레이저 광원(110-1, 2) 및 LED 광원(140)을 구동시킬 수 있다. 다만, 사용자 입력은 이 밖에도 다양한 형태로 수신될 수 있으며, 광원 장치(100)와 유무선 통신 가능한 적어도 하나의 외부 장치를 통해 사용자 입력이 수신될 수도 있다.
제어부는, 상술한 지점으로 집광되는 광의 세기(휘도)를 단계 별로 제어할 수도 있다.
이 경우, 제어부는, 휘도의 단계 별로 광을 출력하는 레이저 광원의 수를 다르게 조정할 수 있다.
구체적인 예로, 1단계 휘도의 광을 제공받기 위한 사용자 입력이 수신되면, 제어부는, LED 광원(140) 및 하나의 레이저 광원(110-1)을 구동하여 광을 출력하도록 유도할 수 있다.
2단계 휘도의 광을 제공받기 위한 사용자 입력이 수신되면, 제어부는, LED 광원(140), 및 두 개의 레이저 광원(110-1, 2)을 구동하여 광을 출력하도록 유도할 수 있다.
또한, 제어부는, 복수의 레이저 광원을 복수의 그룹으로 구분하여 휘도 단계 별로 구동할 수도 있다.
관련하여, 도 5는, 광축을 기준으로 배치된 복수의 레이저 광원을 위에서 본 모습을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 광원 장치(100)는 광축을 기준으로 동일한 직선 거리에 위치한 복수의 레이저 광원(110-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12)을 포함할 수 있다.
복수의 레이저 광원(110-1, 2, 3, …)은 세 개의 그룹을 구분될 수 있다.
제1 그룹은 레이저 광원들(110-1, 2, 3, 4)로 구성되고, 제2 그룹은 레이저 광원들(110-5, 6, 7, 8)로 구성되며, 제3 그룹은 레이저 광원들(110-9, 10, 11, 12)로 구성된다.
도 5를 참조하면, 상술한 각 그룹은, 광축을 기준으로 서로 맞은편에 위치하는 레이저 광원 쌍으로 구성될 수 있다. 또한, 각 그룹을 구성하는 레이저 광원들의 위치의 평균(무게 중심)은 광축의 위치에 매칭된다.
이 경우, 1단계 휘도의 광을 제공받기 위한 사용자 입력이 수신되면, 제어부는, LED 광원(140) 및 제1 그룹(110-1, 2, 3, 4)을 구동하여 광을 출력하도록 유도할 수 있다.
2단계 휘도의 광을 제공받기 위한 사용자 입력이 수신되면, 제어부는, LED 광원(140), 제1 그룹(110-1, 2, 3, 4), 및 제2 그룹(110-5, 6, 7, 8)을 구동하여 광을 출력하도록 유도할 수 있다.
3단계 휘도의 광을 제공받기 위한 사용자 입력이 수신되면, 제어부는, LED 광원(140), 제1 그룹(110-1, 2, 3, 4), 제2 그룹(110-5, 6, 7, 8), 및 제3 그룹(110-9, 10, 11, 12)을 구동하여 광을 출력하도록 유도할 수 있다.
이렇듯, 광축을 기준을 서로 마주보는 레이저 광원들로 구성된 각 그룹 단위로 광의 출력이 더해지는 경우, 광원 장치(100)가 제공하는 광의 균일도가 비교적 일관성 있게 유지될 수 있다는 장점이 있다.
한편, 제어부는, 상술한 각 그룹이 구동된 시간에 따라 각 그룹을 순차적으로 구동할 수 있다.
일 예로, 제1 그룹(110-1, 2, 3, 4)이 임계 시간 이상 연속적으로 구동된 경우, 제어부는 제1 그룹을 비활성화하고 제2 그룹(110-5, 6, 7, 8)을 구동하여 광을 출력할 수 있다.
여기서, 제2 그룹(110-5, 6, 7, 8) 역시 임계 시간 이상 연속적으로 구동된 이후에는, 제어부는 제1 그룹 및 제2 그룹을 비활성화하고 제3 그룹(110-9, 10, 11, 12)을 구동하여 광을 출력할 수 있다.
또는, 제어부는, 광원 장치(100)가 광을 제공하는 전체 시간을 복수의 시간 구간으로 구분하고, 구분된 시간 구간마다 하나의 그룹을 구동할 수도 있다.
일 예로, 제1 시간 구간 동안은 제1 그룹(110-1, 2, 3, 4)이 구동되고, 제2 시간 구간 동안에는 제2 그룹(110-5, 6, 7, 8)이 구동되고, 제3 시간 구간 동안에는 제3 그룹(110-9, 10, 11, 12)이 구동되는 등 순차적으로 각 그룹의 구동이 활성화될 수 있다.
이 경우, 각 그룹에 포함된 레이저 광원의 휴식기가 보장되므로 레이저 광원의 노후화가 지연될 수 있다는 관리상의 이점이 있다. 또한, 각 레이저 광원의 휴식기 동안 해당 레이저 광원에 대한 점검/보수가 가능하다는 장점도 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 서로 저촉되지 않는 한 복수의 실시 예가 결합되어 구현될 수 있다.
한편, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 광원 장치 110, 110-1, 110-2: 레이저 광원
120-1: 1차 집광 렌즈 120-2: 2차 집광 렌즈
130: 형광판

Claims (6)

  1. 광원 장치에 있어서,
    1차 집광 렌즈;
    상기 1차 집광 렌즈와 광축이 동일하고, 상기 1차 집광 렌즈보다 구경이 작은, 2차 집광 렌즈;
    상기 광축과 평행한 광을 출력하는 복수의 레이저 광원; 및
    형광판;을 포함하고,
    상기 1차 집광 렌즈는,
    상기 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광을 굴절시켜 상기 형광판의 일 영역으로 입사되도록 하고, 상기 형광판의 상기 영역으로 입사된 광이 상기 형광판으로부터 반사되면, 상기 반사된 광을 굴절시켜 상기 광축과 평행하게 상기 2차 집광 렌즈로 입사되도록 하고,
    상기 2차 집광 렌즈는,
    상기 2차 집광 렌즈로 입사된 광을 굴절시켜 일 지점으로 모으고,
    상기 광원 장치는,
    상기 형광판과 인접하여 배치되고, 상기 형광판의 방향으로 광을 출력하는 LED(Light Emitting Diode) 광원;을 더 포함하고,
    상기 1차 집광 렌즈는,
    상기 LED 광원으로부터 출력되어 상기 형광판을 투과한 광이 상기 광축과 평행해지도록 상기 광을 굴절시키고,
    상기 2차 집광 렌즈는,
    상기 LED 광원으로부터 출력되어 상기 1차 집광 렌즈를 통해 굴절된 상기 광을 추가로 굴절시켜 상기 지점으로 모으는, 광원 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원 장치는,
    상기 형광판과 인접하여 배치되고, 상기 형광판을 기준으로 상기 1차 집광 렌즈의 반대 방향에 배치된 미러;를 더 포함하는, 광원 장치.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 광원은,
    상기 광축과 수직인 일 평면 상에서, 상기 광축과의 직선 거리가 서로 동일하도록 배치되고,
    상기 복수의 레이저 광원에서 출력되는 광은,
    상기 광축과 수직이며 상기 2차 집광 렌즈의 중심점을 포함하는 평면을 상기 2차 집광 렌즈에 대한 입사 없이 통과한 후, 상기 1차 집광 렌즈로 입사되는, 광원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 형광판은,
    제1 파장의 광이 입사되면, 상기 입사된 광의 파장을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장으로 변환하여 출력하는, 광원 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 광은,
    상기 1차 집광 렌즈의 전체 영역 중 상기 광축과의 거리가 먼 제1 영역으로 입사되고,
    상기 형광판으로부터 반사된 광은,
    상기 1차 집광 렌즈의 전체 영역 중 상기 광축과의 거리가 가까운 제2 영역으로 입사되는, 광원 장치.
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