KR100507619B1 - 광섬유를 이용하기 위한 방법 및 광 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유 사용에 대한 방법에 관한 것으로, 광 발생 장치에 의해 발생된 광은 광섬유를 사용하여 유도되며, 광 발생 장치는 광섬유(2)에 의해 광을 유도하기 위한 광섬유(2)의 일단부 방향으로 광을 직진시키기 위해, 램프(1a) 및 대물 렌즈 조립체(1b) 및/또는 등등과 같은 적어도 하나의 광 발생 수단(1)을 갖는다. 특히, 광섬유의 광(2a)의 입력 단부의 냉각은 필티에 효과로 동작하는 냉각 장치(3)에 의해 냉각되는 공기 흐름(w)을 직진시킴으로써 대류에 의해 냉각된다. 본 발명은 또한 이 방법을 사용한 광 발생 장치에 관한 것이다.

Description

광섬유를 이용하기 위한 방법 및 광 발생 장치 {METHOD AND LIGHT GENERATING APPARATUS FOR OPTICAL FIBER USE}

본 발명은 광섬유를 사용하기 위한 방법에 관한 것으로 광 발생 장치에 의해 생성된 광은 광섬유를 이용하여 유도되며, 광 발생 장치는 광섬유에 의해 동일 광을 유도하기 위하여 광섬유의 단부 방향으로 광을 직진시키는 램프 및 대물 렌즈 조립체 등등과 같은 적어도 하나의 광 발생 수단을 가진다.

상술한 목적에서, 일반적인 동작 방식은 상술한 램프 유니트 타입이 램프를 통하여 발생한 공기 흐름에 의해 냉각되는 것이다. 이 접속에서, 흐름은 일반적으로 램프 유니트를 에워싼 공기 공간으로부터 직접 유도되며, 이는 냉각 작용이 언제나 우선적으로 주변의 온도에 의존하기 때문에 상기 타입의 냉각은 제한된 효과를 가지는 것이다. 특히 따뜻한 환경하에서, 램프 유니트는 일반적으로 지붕과 관련된 가장 따뜻한 환경에 위치하기 때문에 적절한 냉각 효율은 모든 확경하에서 달성되지 않는다. 이는 매우 작은 램프 광도를 가진 램프를 사용되어야 하며 이에 따라 광섬유의 실제적인 광의 입력 단부는 과열 때문에 손상되지 않기 때문이다. 그러므로 특히, 광섬유에 의해 동작하는 광 발생 장치는 요즘 상술한 이유 때문에 불균형의 낮은 레벨에서 램프의 광도를 유지해야만하는 견지에서 대단히 개발이 뒤쳐진다.

예를 들면, 국제 특허 출원 번호 제 WO 89/03539 호에 장치가 개시되어 있으며, 광을 획득하기 위한 수단으로 이루어지며 광섬유에 의해 장치의 내부로 유도되는 광선에 의해 실행된다. 또한 광섬유는 광섬유의 일단부로부터 수신 수단으로 광선을 직진시키는 장치 사이의 광선용 수신 수단 및 대물 렌즈 조립체로 이루어진다. 광섬유의 일단부를 지나면, 증폭기 또는 예를 들면 레이져가 존재하며, 이에 따라 광섬유를 통과한 광선은 수신 수단으로 동작하는 PIN-다이오드에 예를 들면 대물 렌즈에 의해 유도된다. 고주파수를 사용한 광 다이오드는 적당한 신뢰도를 달성하기 위해 일정 온도를 필요로 하며, 이는 레이져 증폭기가 펠티에 유니트에 의해 장치의 프레임으로 접속되기 때문이다.

상술한 장치의 동작은 광섬유가 광을 광다이오드로 유도하는 광원으로 사용되는 전술한 광발생 장치에 관련하여 서로 상반된다. 특히 이 접속에 사용된 레이져는 상술한 바와 같은 냉각을 필요로 하는 외에, 온도 전도성을 이용하여 고정된 구조로 실행되며 이에 따라 레이져 유니트를 지지하는 중간 프레임은 펠티에 부재에 의해 장치의 케이싱에 접속된다. 상술한 솔루션의 타입에 따르면, 광 섬유의 일단부에 정확하게 직진하도록 하는 전술한 목적의 적절한 냉각 효율은 달성하기 불가능하다. 이는 광섬유로 직진하는 높은 온도 때문에 광섬유의 광 사용에 대한 비판적인 견해를 가져온다.

도 1은 본 발명의 방법으로 동작하는 유리한 광 발생 장치의 동작 원리를 도시한 투시도이다.

도 2는 도 1에 따른 장치를 위에서 바라본 단면도이다.

도 3은 도 2의 라인 3-3의 절단면이다.

도 4는 냉각 공간의 유리한 벽 구조의 솔루션을 도시한 투시도 및 측면도이다.

본 발명에 따른 방법은 상술한 문제를 명확하게 향상시키며 종래 기술을 기본적으로 향상시키는 목적을 가진다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 방법은 대류에 의해 냉각된 광섬유의 광의 입력 단부의 냉각에 대해, 펠티에 현상에 기초한 냉각 장치에 의해 냉각된 공기 흐름이 광섬유 방향으로 직전하는 것으로서 주된 특성을 이룬다.

본 발명에 따른 방법의 가장 중요한 이점은 광섬유의 사용 및 구조의 단순함, 신뢰도 및 효율일 것이다. 이는 광 발생 장치에 중대한 필요 조건이며 또한 기술적으로 진보되고 경제적으로 경쟁이되는 필수 조건이다. 본 발명의 방법은 현재의 방법보다 높은 램프 광도를 효율적으로 가능하게 하며, 이는 냉각 공기가 대류 및 특히,이용된 펠티에 현상이 실제로 단순하고 이로운 배치로 인해 임계 포인트로 매우 정확하게 목표될 때 흐르기 때문에 가능하다. 장치와 관련된 경우에 있어서, 광섬유에 일체로 배치되거나 제거가능하도록 광섬유에 배치된 펠티에 유니트에 의해 동작하는 냉각 공간이 배치된다. 이에 따라, 획득된 냉각 공기 흐름은 적당한 가이딩 조립체를 이용하여 실제적인 램프 공간을 분리하는 벽에 존재하는 개구부로부터 광섬유의 광에 대한 입력 단부로 직접 직진한다. 이때, 장치의 다른 공간 또는 이 장치로부터 장치의 다른 단부에 존재하는 방출구를 통하는 전자 제어 장치를 포함하는 공간 및 램프 공간을 통과한다. 본 배치에 있어서, 상술한 목적에 따르는 매우 효율적인 대류 냉각을 달성할 수 있다. 이 목적에 의해 광 공급시 적절한 광도에 도달할 수 있다. 또한 상기 접속의 경우 특히 광섬유의 일단부의 과도한 워밍업 때문에 광도를 제한하지 않는다. 그러나 그 대신 모든 가능한 광 효과는 해당 이점을 가질수 있다. 실제 램프 광도에서 테스트되는 대류 냉각의 구체적인 이점은 광섬유를 가진 광장치와 비교하여 전통적인 환기 방법을 실행하는 다양함을 증가시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 방법에 관련된 종속항이 제공된다.

또한 방법을 이용한 광 발생 장치에 관련된 발명은 독립항의 특징부에 자세히 설명되었다. 광 발생 장치의 주요 특징부는 종속항의 특징부에 제공된다.

본 발명에 따른 광 발생 장치의 중요한 이점은 단순함, 신뢰도 및 효율성이다. 이 경우 장치의 구조는 예를 들면 펠티에 현상에 의해 유리하게 동작하는 냉각 장치 때문에 매우 단순하다. 이 장치는 유리하게 중간벽에 의해 각각 분리되는 냉각 공간 및 실제 램프 공간을 포함한다. 이에 따라, 펠티에 유니트의 냉각면은 냉각 공간을 제한하는 내벽에 접속되며, 이는 장치의 외부로부터 냉각 공간으로의 공기 흐름은 중간벽을 통과하고 예를 들면 광 섬유의 광에 대한 일단부 방향으로 직접적으로 적당한 가이드 조립체에 의해 직진할 때, 냉각되는 방식을 이용한다. 바람직한 실시예에 따라, 광 발생 장치는 유리하게 적어도 하나의 방출구를 가지며, 예를 들면, 냉각 장치에 관련하여 장치의 반대 단부에 위치한다. 여기에서, 냉각 공기 흐름이 장치로부터 외부로 냉각 공간의 벽에 존재하는 광 개구부를 통과하며, 중간 벽에 의해 장치로부터 유리하게 분리되고 장치 옆에 놓인 램프 공간 및 전자 공간을 경유한다. 본 타입의 장치에 관련하여, 예를 들면, 다른 컬러를 가진 광을 달성하기 위하여 광섬유로 공급된 광 파장을 변화시키는 제거 가능하거나 일체의 방식으로 또는 다른 유사한 보조 장치에 배치된 스텝 모터로 동작하는 필터링 조립체를 가진 이점이 가능하다. 바람직한 실시예에서, 펠티에 유니트의 따뜻한 부분은 광 발생 장치의 외부 측면 케이싱에 결합된다. 이 경우, 펠티에 유니트에 의해 발생한 열을 효과적으로 제거할 수 있다.

광 발생 장치에 관한 종속항에서, 본 발명에 따른 광 발생 장치의 바람직한 실시예가 제공된다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 이하에서 상세히 설명된다.

본 발명은 광섬유 사용의 방법에 관한 것으로 광 발생 장치에 의해 생성된 광은 광섬유를 이용하여 유도되며, 광 발생 장치는 램프(1a) 및 대물 렌즈 조립체(1b) 및/또는 유사한 적어도 하나의 광 발생 수단(1)을 가진다. 상기 수단은 광섬유(2)에 의해 광을 유도하기 위한 광섬유(2)의 일단부 방향으로 광을 직진시킨다. 특히, 광섬유의 광에 대한 입력 단부(2a)의 냉각시, 광섬유는 대류에 의해 냉각되고 바람직하게 펠티에 현상에 기초한 냉각 장치(3)에 의해 냉각된 공기 흐름(w)은 냉각 장치 방향으로 직진한다.

도 1 및 2를 참조로 한 방법의 유리한 실시예에 따라, 광 발생 장치에 접속되어 이용된 본 방법은 광 발생 장치를 동작시키는 일렉트로닉스(4)뿐 아니라 램프 및 대물 렌즈 조립체를 포함하며, 표준형이고 기본적으로 닫혀진 케이싱 구조(5)의 내부에 배치된다. 상술한 견해에 따라 냉각 공간(5 b)은 램프 공간(5a)으로부터 분리되어 위치하며 냉각 장치(3)로서 동작하는 펠티에 유니트(3a)에 의해 냉각된다. 이에 따라 냉각 흐름(w)은 냉각 공간에서 발생하며 적어도 광 개구부(A)를 통하여 램프 공간(5a)으로 유도된다. 광 개구부는 광 섬유의 광의 입력 단부(2a)의 포인트에 위치한다.

도 1 및 2를 참조로 한 방법의 유리한 실시예에 따라, 하나 이상의 방출구(3b)는 단부벽(5x)을 통하여 광을 유도하여 냉각 공기 흐름(w)을 달성하기 위해 램프 공간(5a) 및/또는 일렉트로닉스 공간(5c)에 배치된다. 이 때, 단부벽(5x)은 케이싱 구조(5)로부터 외부로 냉각 장치(3)의 외부에 위치한다.

도 1 및 3을 참조로 한 방법의 유리한 실시예에 따라, 펠티에 유니트(3a)의 냉각면은 냉각 공간(5b)의 하나 이상의 내부면에 접속되어 배치되며, 바람직하게 효과적으로 온도 교환을 이루기 위해, 케이싱 구조(5)의 하나 이상의 외부면에 접속되어 장치의 고온면 및 알루미늄으로 만들어진 금속 주조의 벽 구조를 이용하여 배치된다.

가이딩 조립체(6)에 의해 가이드되는 광 섬유의 광 입력 단부(2a)에서의 냉각 공간(5b)의 냉각 공기 흐름(w)을 설명한 유리한 실시예에서, 이는 램프 공간(5a)과 동일면에 위치하는 벽(5b')에 배치되며, 본 벽에서의 광 개구부(A)의 목적은 광섬유의 일단부(2a)쪽으로 직진시키는 것이다.

상술한 방법에 따라 동작하는 광 발생 장치는 상술한 램프(1a)와 대물 렌즈(1b) 및 장치에 접속된 광 섬유(2)를 포함하는 광섬유를 사용하기 위한 것이며, 이는 램프(1)의 광이 광섬유의 광의 입력 단부(2a)로 직진하며 광섬유(2)에 의해 광을 유도하는 것이다. 광 발생 장치는 냉각 장치(3)를 포함하며, 이는 펠티에 현상에 기초한다. 이에 따라, 광섬유의 광 입력 단부(2a)는 장치로 냉각된 공기 흐름을 직진시킴으로써 대류에 의해 냉각되어 배치된다. 내부적으로 전체를 포함하는 본 실시예의 장치에 따라, 적어도 하나의 램프 및 대물 렌즈(1a,1b) 뿐 아니라 상술한 방법으로 동작하는 일렉트로닉스(4)는 균일하며 기본적으로 닫혀진 케이싱 구조(5)의 내부에 배치된다. 냉각 공각(5b)에 배치된 펠티에 유니트의 실시에에 따라, 냉각 공간에서 발생하는 냉각 공기 흐름(w)은 적어도 광섬유의 광 입력 단부(2a)의 포인트에 위치하는 광 개구부를 통하여 램프 공간(5a)으로 유도된다.

도 1 및 2를 참조로 하여, 통상적인 방출구(3b)는 램프 공간(5a) 및 일렉트로닉스 공간(5c)으로 배치되며, 이 공간은 중간벽(5ac)에 의해 접속된다. 이에 따라, 냉각 공기 흐름(w)은 송풍구에 의해 냉각 장치의 반대편에 위치한 단부벽(5x)을 통과하여 케이싱 구조(5)로부터 외부로 공기 흐름을 유도하여 달성된다.

도 2에 도시된 원칙에 따라 배치된 필티에 유니트(3a)의 냉각면은 하나 이상의 냉각 공간(5b)의 내부 면에 접속되고 일루미늄으로 이루어진 금속 구조의 벽 구조 및 케이싱 구조의 하나 이상의 외부 면에 접속된 대등한 고온 면을 이용한다. 이는 도 1-에 도시된 바람직한 실시예에 따라 보다 효과적으로 온도 교환을 이루기 위해 배치된다.

바람직한 실시예에 따라, 광섬유의 광 입력 단부(2a)에 대한 공기 흐름(w)은 램프 공간(5a)의 벽에 위치한 벽(5b')에 배치된 가이드 조립체(6)에 의해 냉각 공간(5b)에서 가이드되며, 광섬유의 일단부(2a)쪽으로 유도된다. 도 4에 본 실시예가 자세히 되시되어 있으며, 이 경우는 예를들면 금속 벽 판을 프레싱 및 펀칭하는 적당한 기술을 이용하며, 광 개구부(A)에 접속된 중간벽(5b')의 원뿔형 에지에 배치되도록 한다.

도 3에는 도 2에서의 라인 3-3을 따르는 섹션이 제공된다. 여기에는 장치에 의한 후벽(5y)이 도시되며 냉각 공간(5b)의 포인트에서 관통하여(R) 배치된다. 또한, 냉각 공간으로 관통하여 공기의 통과를 가능케 한다. 도 1,2 및 3에서, 필터링 유니트를 동작하는 스텝 모터의 배치는 장치의 후벽(5y)에 접속되어 위치한다.

상기 접속에서, 광섬유의 사용은 상기 접속에서 광섬유에 관련된 모든 가능한 애플리케이션을 포함한다. 광섬유는 중합체 물질(플라스틱) 또는 유리로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 투명한 물질은 통상적으로 광을 효과적으로 투고하는 물질을 의미한다. 통상적인 광섬유를 이용한 합성수지는 아마 PMMA(폴리 메틸 메타크릴레이트 또는 아크릴)일 것이다. 새로운 폴리올레핀은 투명하며 광 애플리케이션에 유용하다. 폴리올레핀의 제작은 메탈록신 카탈리시스에 의해 가능하다.

본 발명은 상술한 실시예로서 제한되지 않으며 본 발명의 사상내에서 다양한 변경이 가능하다. 그러므로 제공된 실시예는 단지 일 실시예일 뿐이다. 예를 들면 다른 부품 및 다른 조립체가 이용될 수 있다. 다양한 장치의 표면에 접속된 펠티에 유니트가 이용될 수도 있다. 이 경우, 보다 효과적을 냉각시킬 필요가 있다. 접속시, 예를 들면 다양한 방출구를 사용한 동일 유형의 솔류션으로 구성될 수 있다. 또한, 방출구의 노이즈는 상기 부분이 노이즈를 줄이는 기술을 응용한 다른 조립체가 이용될 수 있다. 접속시, 장치의 부품에서 동일 유형의 제작 물질이 사용될 수 있다. 장치의 제작 비용은 적당한 수준에서 이루어진다. 한편, 매우 단순한 구조로서 동등한 인젝션 몰딩으로 제작할 수 있거나 또한 단순한 조인트 배치로 각각 결합된 부분품으로 만들 수 있다. 접속시, 제거할 수 있도록 부착된 냉각 공간을 배치할 수 있거나 또한, 장치의 다른 부품에 다른 방법이 가능하다. 동일 기본 장치는 예를 들면 다른 종류의 냉각 장치를 사용할 수 있다. 상술한 모듈의 형태는 장치에 장치되도록 유효하며 관련된 다른 요소일 수 있다.

Claims (8)

1. 광 발생 장치에 의해 발생되는 빛은 광섬유를 이용하여 유도되며, 램프, 대물 렌즈 조립체(1a,1b) 및 이를 동작시키는 일렉트로닉스(4)로 형성되는 광 발생 수단은 균일하고 기본적으로 폐쇄된 케이싱 구조(5)의 내부에 배치되어 광섬유(2)의 단부로 광을 직진시켜 광섬유(2)에 의해 광이 유도되도록 하며, 여기서 상기 광 섬유(2)는 펠티에 현상(Peltier-phenomenon)에 기초한 냉각 장치에 의해 냉각되는 광섬유를 이용하는 방법에 있어서,

   램프 공간(5a)으로부터 분리되어 위치하는 냉각 공간(5b)은 상기 냉각 장치(3)로 동작하는 펠티에 유니트(3a)에 의해 냉각되며;

   냉각 공간(5b)에서 발생된 냉각 공기 흐름(w)은 광 개구부(A)를 통하여 상기 램프 공간(5a)으로 유도되며;

   상기 개구부(A)는 광섬유의 광의 입력 단부(2a)의 적어도 하나의 포인트에 위치하여 상기 냉각 공기 흐름(w)을 입력 단부(2a)로 직진시킴으로써 강제된 대류에 의해 광섬유의 광 입력 단부(2a)를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 방출구(3b)는 상기 램프 공간(5a) 및/또는 상기 일렉트로닉스 공간(5c)에 배치되며, 이것에 의해 상기 냉각 공기 흐름(w)을 상기 케이싱 구조(5)로부터 상기 냉각 장치(3)의 반대편에 위치한 단부벽(5x)로 유도하여 방출함으로써 냉각 공기의 흐름(w)이 달성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 방법.
3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 펠티에 유니트(3a)의 냉각면은 예를 들면 알루미늄으로 이루어진 금속 구조의 벽 구성을 이용하여 상기 냉각 공간(5b)의 하나 이상의 내부면에 접속되어 배치되며, 상기 펠티에 유니트(3a)의 고온면은 온도 교환을 보다 효과적이도록 하기 위해 상기 케이싱 구조(5)의 하나 이상의 외부면에 접속되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 방법.
4. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 광섬유의 광 입력 단부(2a)로 상기 냉각 공간(5b)의 상기 냉각 공기 흐름(w) 경로는 가이딩 조립체(6)에 의해 가이드되며, 상기 가이딩 조립체는 상기 광섬유의 단부(2a)로 향하는 광 개방부(A)의 모서리에 의해 상기 램프 공간(5a)의 동일한 면에 배치되어 있는 상기 벽(5b')에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 방법.
5. 램프, 대물 렌즈 조립체(1a,1b) 및 이를 동작시키는 일렉트로닉스(4)로 형성되는 광 발생 수단은 균일하고 기본적으로 폐쇄된 케이싱 구조(5)의 내부에 배치되어 광섬유(2)의 단부로 광을 직진시켜 광섬유(2)에 의해 광이 유도되도록 하며, 여기서 상기 광 섬유(2)는 펠티에 현상(Peltier-phenomenon)에 기초한 냉각 장치에 의해 냉각되는 광섬유 이용 장치에 있어서,

   상기 냉각 장치(3)로 동작하는 펠티에 유니트(3a)은 상기 램프 공간(5a)으로부터 분리되어 있는 냉각 공간(5b)에 위치하며;

   냉각 공간(5b)에서 발생된 냉각 공기 흐름(w)은 광 개구부(A)를 통하여 상기 램프 공간(5a)으로 유도되며;

   상기 개구부(A)는 광섬유의 광의 입력 단부(2a)의 적어도 하나의 포인트에 위치하여 상기 냉각 공기 흐름(w)을 입력 단부(2a)로 직진시킴으로써 강제된 대류에 의해 광섬유의 광 입력 단부(2a)를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하나 이상의 방출구(3b)는 상기 램프 공간(5a) 및/또는 상기 일렉트로닉스 공간(5c)에 배치되며, 이것에 의해 상기 냉각 공기 흐름(w)을 상기 케이싱 구조(5)로부터 상기 냉각 장치(3)의 반대편에 위치한 단부벽(5x)로 유도하여 방출함으로써 냉각 공기의 흐름(w)이 달성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 장치.
7. 제 5 항 또는 6 항에 있어서, 상기 펠티에 유니트(3a)의 냉각면은 예를 들면 알루미늄으로 이루어진 금속 구조의 벽 구성을 이용하여 상기 냉각 공간(5b)의 하나 이상의 내부면에 접속되어 배치되며, 상기 펠티에 유니트(3a)의 고온면은 온도 교환을 보다 효과적이도록 하기 위해 상기 케이싱 구조(5)의 하나 이상의 외부면에 접속되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 장치.
8. 제 5 항 또는 6 항에 있어서, 상기 광섬유의 광 입력 단부(2a)로 상기 냉각 공간(5b)의 상기 냉각 공기 흐름(w) 경로는 가이딩 조립체(6)에 의해 가이드되며, 상기 가이딩 조립체는 상기 광섬유의 단부(2a)로 향하는 광 개방부(A)의 모서리에 의해 상기 램프 공간(5a)의 동일한 면에 배치되어 있는 상기 벽(5b')에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 이용 장치.