KR101452225B1 - 태양광 시뮬레이터 - Google Patents

태양광 시뮬레이터 Download PDF

Info

Publication number
KR101452225B1
KR101452225B1 KR1020130056861A KR20130056861A KR101452225B1 KR 101452225 B1 KR101452225 B1 KR 101452225B1 KR 1020130056861 A KR1020130056861 A KR 1020130056861A KR 20130056861 A KR20130056861 A KR 20130056861A KR 101452225 B1 KR101452225 B1 KR 101452225B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fly
artificial sunlight
reflector
eye lens
lamp
Prior art date
Application number
KR1020130056861A
Other languages
English (en)
Inventor
강재식
최경석
최현중
김유민
김태중
김민성
김홍욱
Original Assignee
한국건설기술연구원
주식회사 썬앤라이트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원, 주식회사 썬앤라이트 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020130056861A priority Critical patent/KR101452225B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101452225B1 publication Critical patent/KR101452225B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F21V17/101—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening permanently, e.g. welding, gluing or riveting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 태양광 시뮬레이터는 암실을 제공하기 위한 몸체와, 인공 태양광을 발광하는 다수의 램프와, 상기 램프의 중간에 고정되어 있으며, 반타원형으로 형성되어 상기 램프에서 생성된 상기 인공 태양광을 모아주는 반사갓과, 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 반사하는 반사경과, 상기 반사경에서 반사된 상기 인공 태양광을 집광하는 플라이아이렌즈와, 상기 플라이아이렌즈에서 집광한 상기 인공 태양광을 원하는 방향으로 전달하기 콘덴서렌즈를 구비하는 렌즈를 포함할 수 있다.

Description

태양광 시뮬레이터{Sunlight Simulator}
본 발명은 태양광 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공 태양광을 효과적으로 집광할 수 있는 플라이아이렌즈를 구비하는 태양광 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 제품의 방사선 차폐율 등을 측정하는 실험을 할 때는 태양광을 사용하여 실제 사용하는 조건을 형성하여 실험을 해야 정확한 방사선 차폐율을 측정할 수 있다. 하지만, 태양광을 사용하기 위해서는 실외에서 실험을 하여야 하는데 실외의 환경 조건을 실험데이터에 맞추기는 어렵다. 또한, 계절별로 방사선 차폐율 등의 실험을 할 때는 계절에 따른 태양광을 사용하기에는 시간과 조건을 맞추는 것이 어렵다.
그래서 태양광과 유사한 인공 태양광을 만들기 위하여 실내램프을 이용한 장치에 대한 연구가 많이 이루어졌다.
최근에는 태양광과 유사한 램프를 이용하는 인공 태양광 발광 장치가 개발되었다. 최근에 개발된 인공 태양광 발광 장치들은 램프에서 발광한 인공 태양광을 반사시켜 사용을 한다.
하지만, 기존의 인공 태양광 발광 장치들은 램프을 발광하기 위하여 전류를 공급할 때 직류로 하여 램프의 수명을 단축시키는 문제점이 발생하였고, 직류로 램프에 전원을 공급하였기에 램프의 밝기를 조절할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 램프를 인공 태양광 발광 장치의 내부에 고정을 하여 램프에서 발광하는 인공 태양광의 방향을 조절하기 위하여 다수의 반사경을 사용하거나 미세한 조정을 할 수 없는 문제점이 있었다.
그리고, 램프에서 발광하는 인공 태양광을 효과적으로 집광시켜 인공 태양광을 자연 태양광과 유사하게 형성할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인공 태양광을 발광하는 램프를 개별제어하여 안정적인 전류를 공급하는 태양광 시뮬레이터에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 태양광 시뮬레이터 내부의 공기를 순환시켜 장치들의 열량을 제거하기 위한 태양광 시뮬레이터에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 태양광 시뮬레이터는 암실을 제공하기 위한 몸체와, 인공 태양광을 발광하는 다수의 램프와, 상기 램프의 중간에 고정되어 있으며, 반타원형으로 형성되어 상기 램프에서 생성된 상기 인공 태양광을 모아주는 반사갓과, 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 반사하는 반사경과, 상기 반사경에서 반사된 상기 인공 태양광을 집광하는 플라이아이렌즈와, 상기 플라이아이렌즈에서 집광한 상기 인공 태양광을 원하는 방향으로 전달하기 콘덴서렌즈를 구비하는 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 반사경은 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 소정의 각도로 반사하여 하부로 전달하는 제 1반사경과, 상기 제 1반사경에서 전달된 상기 인공 태양광을 수평으로 반사하기 위하여 소정의 각도로 형성되어 있는 제 2반사경을 구비할 수 있다.
상기 반사갓은 상기 몸체의 상부와 하부의 공기가 순환할 수 있도록 상기 반사갓 중간에 소정의 공간이 개방되어 형성된 순환구를 구비할 수 있다.
상기 플라이아이렌즈는 상기 반사경에 의하여 전달되는 상기 인공 태양광을 집광하기 위하여 볼록한 면이 상기 몸체 내부 방면으로 향하도록 형성되는 제 1플라이아이렌즈와, 상기 제 1플라이아이렌즈에 의하여 집광되는 상기 인공 태양광의 직진성 향상을 위하여 상기 볼록한 면이 상기 몸체 외부 방면으로 향하도록 형성되는 제 2플라이아이렌즈를 구비할 수 있다.
상기 플라이아이렌즈는 다수의 셀이 세라믹 본드에 의하여 접합되어 형성될 수 있다.
상기 플라이아이렌즈는 가로와 세로가 9x8의 셀로 형성될 수 있다.
상기 플라이아이렌즈의 모서리는 상기 인공 태양광이 투과되지 않는 더미셀을 다수 구비할 수 있다.
상기 플라이아이렌즈는 상기 인공 태양광이 자연 태양광과 유사한 스펙트럼을 나타내기 위하여 1.5G 필터를 적용할 수 있다.
상기 콘덴서렌즈는 상기 플라이아이렌즈에 의하여 집광된 상기 인공 태양광이 정확하게 맺히도록 하기 위하여 상기 콘덴서렌즈를 2장 겹쳐 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 시뮬레이터에 의하면, 램프에 각도조절기가 고정되어 있어서 미세한 각도조절을 할 수 있다.
또한, 다수의 셀로 형성된 플라이아이렌즈를 위치를 다르게 하여 설치하므로 인공 태양광을 효과적으로 집광할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 렌즈를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라이아이렌즈를 나타낸 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 플라이아이렌즈를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라이아이렌즈의 셀의 배치를 나타낸 실험비교도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 공기가 순환하는 것을 나타낸 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터는 암실을 제공하기 위한 몸체(100)와 인공 태양광(1100)을 발광하는 램프(200)와 램프(200)의 인공 태양광(1100)을 반사시키는 반사갓(310)과 상기 인공 태양광(1100)의 방향을 전환하는 반사경(300)과 인공 태양광(1100)을 집광하여 원하는 방향으로 전달하기 위한 렌즈(700)를 구비한다.
그리고, 상기 램프(200)에 안정적인 전류공급을 하는 안전정류기(1000)를 더 구비한다.
상기 몸체(100)의 상부에 환기장치(800)와 필터(900)를 이중으로 구비하여 몸체(100)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하고, 하부에도 환기장치(800)와 필터(900)를 구비하여 몸체(100) 내부로 이물질이 몸체(100) 내부로 침투하는 것을 방지하며, 상부와 하부의 환기장치(800)에 의하여 공기가 순환하여 몸체(100) 내부에서 발생하는 열량을 제거한다.
상기 램프(200)는 태양광과 가장 유사한 인공 태양광(1100)을 발광하는 제논램프를 사용할 수 있으며, 제논램프는 7KW를 4개 이상 설치하여, 1,900mm X 1,600mm를 조사면적으로 하며, 노광거리는 최대 5,900mm까지도 구현이 가능하도록 한다. 그리고, 램프(200)는 1,000W/㎡ 이상의 발열량을 낼 수 있다. 또한 광원분포의 편차는 ±5.0%이내로 한다. 또한, 램프(200)의 글래스는 내열온도가 500℃, 램프(200)의 쿼츠는 내열온도가 1100℃로 온도에 적용 가능하게 할 수 있다.
상기 안전정류기(1000)는 램프(200)의 안정적인 구동을 위하여 안전정류기(1000) 1개당 램프(200) 1개씩 개별제어를 하며, 램프(200)가 밝기를 조정할 수 있도록 최대 300A까지의 전류를 조정할 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 안전정류기(1000)에는 200A까지 적용되는 점화장치를 장착하여 램프(200) 점화에 안정적인 전류 공급을 하여, 램프(200)의 수명을 연장할 수 있도록 한다.
상기 반사갓(310)은 내부에 반사경(300)을 설치하여 램프(200)에서 발광한 인공 태양광(1100)을 모아주기 위한 것으로 반타원형의 형태로 형성되어 있으며, 램프(200)의 필라멘트 등의 발광부의 하단에 설치하여 램프(200)에서 발광한 인공 태양광(1100)을 최대한 모아서 반사한다.
또한, 상기 반사갓(310)은 몸체(100)의 상부와 하부의 공기가 순환할 수 있도록 상기 반사갓(310) 중간에 소정의 공간이 개방되어 형성된 순환구(315)를 구비한다.
상기 에어필터(400)는 램프(200)에서 발광한 인공 태양광(1100)이 반사갓(310)에 의해 반사되어 나오면 먼지 등의 이물질을 필터링하고 상기 램프(400)에서 발광한 인공 태양광(1100)의 빛을 필터링하여 상기 몸체(100)의 상부로 전달한다. 또한, 에어필터(400)는 인공 태양광(1100)이 투과될 때 조도나 열량이 손실되지 않고 정화할 수 있다.
상기 고정장치(500)는 램프(200)의 하단에 고정하는 것으로 램프(200)가 인공 태양광(1100)을 발광하고 있을 때 램프(200)가 사방으로 움직이는 것을 방지하여 설정해 놓은 위치에 인공 태양광(1100)을 전달할 수 있게 한다.
상기 각도조절장치(600)는 상기 고정장치(500)의 각도를 조절하는 것으로 고정장치(500)에 고정된 램프(200)가 인공 태양광(1100)을 발광하기 전이나 인공 태양광(1100)을 발광하였을 때 설정해 놓은 원하는 위치로 인공 태양광(1100)을 전달한다. 상기 각도조절장치(600)는 안전정류기(1000)로 조작을 하기 때문에 미세한 조정을 할 수 있다. 상기 각도조절장치(600)는 X축으로 이동하는 X축이동판과 Y축으로 이동하는 Y축이동판과 X축이동판과 Y축이동판이 이동할 때 지지하는하는 지지판을 구비한다.
상기 각도조절장치(600)의 X축이동판과 Y축이동판을 조작하여 램프(200)의 각도를 조절하여 다수의 램프(200)를 모아서 인공 태양광(1100)의 열량을 높일 수 있다.
예를 들어, 태양광의 열량이 높지 않은 겨울의 태양광 조건을 발광하기 위하여 4개의 램프(200)를 사용하였다면, 태양광의 열량이 높은 여름의 태양광 조건을 발광하기 위하여는 4개의 램프(200)가 한곳으로 모이도록 기울여야하는데 각도조절장치(600)가 없다면, 태양광 시뮬레이터의 내부로 들어가 직접 램프(200)를 조절하여야 한다. 태양광 시뮬레이터를 직접 조절하면 미세한 각도조절을 할 수 없다.
상기 반사경(300)은 제 1반사경(320)과 제 2반사경(330)을 구비한다. 제 1반사경(320)은 소정의 각도로 설치하여 반사갓(310)에서 모아서 상부로 반사한 인공 태양광(1100)을 하부로 반사할 수 있다. 그리고, 상기 제 2반사경(330)은 제 1반사경(320)에서 반사된 인공 태양광(1100)을 수평으로 반사하기 위하여 소정의 각도로 설치한다.
상기 렌즈(700)는 플라이아이렌즈(710)와 콘덴서렌즈(720)를 구비한다. 상기 플라이아이렌즈(710)는 제 2반사경(330)에서 반사되어 광범위하게 퍼져있는 인공 태양광(1100)을 집광한다. 상기 콘덴서렌즈(720)는 플라이아이렌즈(710)에서 집광된 인공 태양광(1100)을 콘덴서렌즈(720)의 설치 각도를 조절하여 원하는 방향으로 전달할 수 있다.
상기 플라이아이렌즈(710)와 상기 콘덴서렌즈(720)는 소정의 간격을 유지해서 몸체(100)의 일 측면에 설치하여 램프(200)에서 발광한 인공 태양광(1100)이 원하는 방향으로 전달될 수 있게 한다.
그리고, 상기 램프(200)에서 고정된 상기 각도조절장치(600)마다 안전정류기(1000)가 1개씩 연결되어 있어서 안전정류기(1000)마다 램프(200)를 개별제어할 수 있다. 상기 안전정류기(1000)는 램프(200)를 개별제어하므로 일괄적으로 램프(200)를 제어하던가 설정된 램프(200)의 열량에 따라 램프(200)의 전원을 조작할 수 있다. 또한, 정류기 전원장치와 램프(200) 전원장치를 개별적으로 구성하여 안정적인 점화 및 점화 후, 정류된 전류를 공급토록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 렌즈를 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 렌즈(700)는 인공 태양광(1100)을 집광하는 플라이아이렌즈(710)와 상기 플라이아이렌즈(710)에서 집관한 인공 태양광(1100)을 원하는 방향으로 전달하는 콘덴서렌즈(720)를 구비한다.
상기 플라이아이렌즈(710)와 상기 콘덴서렌즈(720)는 렌즈(700)고정부에 소정의 간격으로 설치되어 있다.
상기 플라이아이렌즈(710)는 제 2반사경(330)에서 반사되어 광범위하게 퍼져있는 인공 태양광(1100)을 집광한다. 상기 플라이아이렌즈(710)는 다수의 볼록렌즈(700)로 형성된 셀(711)로 조합된 것으로 볼록렌즈(700)의 방향이 제 2반사경(330)을 향하게 하여 제 2반상경에서 반사되어 광범위하게 퍼져있는 인공 태양광(1100)을 한 곳을 집광할 수 있다. 상기 다수의 볼록렌즈(700)는 동일한 크기로 형성되어 있으며 동일한 면에 설치하게 하여 인공 태양광(1100)이 균등하게 모일수 있게 한다. 또한, 플라이아이렌즈(710)는 상기 콘덴서렌즈(720) 방면으로 향하는 제 2플라이아이렌즈(710b)를 구비하여 2개의 플라이아이렌즈(710)가 한 세트를 이룰 수 있다.
상기 콘덴서렌즈(720)는 플라이아이렌즈(710)에서 집광된 인공 태양광(1100)을 콘덴서렌즈(720)의 설치 각도를 조절하여 원하는 방향으로 전달할 수 있다. 상기 콘덴서렌즈(720)는 상기 플라이아이렌즈(710)와 달리 몸체(100)의 외부로 볼록렌즈(700)가 향하게 되어 있으므로 플라이아이렌즈(710)에서 집광된 인공 태양광(1100)을 퍼지게 할 수 있다. 상기 볼록렌즈(700)의 볼록한 중앙부가 외부로 돌출된 크기에 따라 인공 태양광(1100)의 빛이 퍼지는 범위를 조절할 수 있다.
또한, 상기 콘덴서 렌즈(700)를 기울여서 원하는 방향으로 인공 태양광(1100)의 방향을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 콘덴서 렌즈(700)는 상기 플라이아이렌즈(710)에 의하여 집관된 상기 인공 태양광(1100)이 정확하게 맺히도록 하기 위하여 최소 2장이상을 겹쳐서 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라이아이렌즈를 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 플라이아이렌즈를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라이아이렌즈의 셀의 배치를 나타낸 실험비교도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라이아이렌즈(710)는 상기 반사경(300)에 의하여 전달되는 상기 인공 태양광(1100)을 집광하기 위하여 볼록한 면이 상기 몸체(100) 내부 방면으로 향하도록 형성되는 제 1플라이아이렌즈(710a)와, 상기 제 1플라이아이렌즈(710a)에 의하여 집광되는 상기 인공 태양광(1100)의 직진성 향상을 위하여 상기 볼록한 면이 상기 몸체(100) 외부 방면으로 향하도록 형성되는 제 2플라이아이렌즈(710b)를 구비할 수 있다.
상기 플라이아이렌즈(710)는 일측면이 볼록하게 형성된 셀(711)이 다수 결합되어 형성될 수 있다. 상기 셀(711)은 인공 태양광(1100)을 집광하는 집광셀(712)과 상기 인공 태양광(1100)을 집광하지 않는 더미셀(713)로 형성될 수 있다.
상기 플라이아이렌즈(710)는 도 3에 도시된 바와 같이 가로와 세로의 비가 9x8로 형성되어 72개의 셀(711)로 구성될 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 광 분포도를 비교한 것은 (a)가 5X5이고 (b)가 9x8이고, (c)가 12x12의 셀로 구성되어 있는 플라이아이렌즈(710)의 광 균일도를 비교한 것이다.
상기 플라이아이렌즈(710)는 도 5에 도시된 광 분포도의 비교도에서 알 수 있듯이 9x8의 균일도가 가장 좋다. 제 2반경에서 출발한 빛들은 플라이아이렌즈(710)를 통해 개별의 광원이 되는데 너무 적게 되면 광의 균일도가 좋지 않으며 너무 많이 쪼개지게 되면 빛의 회전현상에 의해 균일도가 무너지게 된다.
또한, 상기 셀(711)은 세라믹 본드에 의하여 접합되어 플라이아이렌즈(710)를 형성할 수 있으며, 상기 셀(711)은 인공 태양광(1100)에 의한 강한 열을 견디기 위하여 쿼터즈(Quartz)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 플라이아이렌즈(710)는 평균반사율을 0.5%이하로 발생하도록 코팅을 하여 상기 인공 태양광(1100)이 반사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 집광셀(712)은 일측면이 볼록하게 형성되어 상기 인공 태양광(1100)이 광범위하게 상기 제 2반사경(330)을 통해 상기 제 1플라이아이렌즈(710a)로 전달되었을 때 상기 인공 태양광(1100)을 한 곳으로 집광시킬 수 있다.
상기 더미셀(713)은 상기 플라이아이렌즈(710)의 모서리에 상기 인공 태양광(1100)이 투과되지 않도록 형성될 수 있다. 상기 더미셀(713)은 직사각면체로 형성되어 상기 플라이아이렌즈(710)가 도 3과 같이 원형의 형상으로 상기 인공 태양광(1100)을 집광할 수 있도록 상기 플라이아이렌즈(710)의 4개 모서리에 형성될 수 있다. 상기 더미셀(713)은 각각의 모서리에 3개씩 구비될 수 있다.
상기 플라이아이렌즈(710)는 내부에 60개의 집광셀(712)과 모서리에 12개의 더미셀(713)을 구비하여 상기 인공 태양광(1100)이 효과적으로 집광될 수 있도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 셀(711)이 접합되어 형성되는 플라이아이렌즈(710)는 볼록한 면이 상기 태양광 시뮬레이터의 내부를 향하도록 형성되는 제 1플라이아이렌즈(710a)와 볼록한 면이 상기 태양광 시뮬레이터의 외부를 향하도록 형성되는 제 2플라이아이렌즈(710b)를 한 세트로 형성될 수 있다.
상기 제 1플라이아이렌즈(710a)에 의하여 집광된 상기 인공 태양광(1100)을 한번더 집광하여 상기 플라이아이렌즈(710) 후면에 있는 상기 콘덴서 렌즈(700)로 향하도록 제 2플라이아이렌즈(710b)의 위치를 도 4와 같이 제 1플라이아이렌즈(710a)와 반대로 형성할 수 있다.
또한, 상기 플라이아이렌즈(710)는 강한 열을 견디기 위하여 쿼터즈로 구성할 수 있다. 그리고 쿼터즈 내부의 버블 및 굴절률의 균일성이 떨어지기 때문에 쿼터즈를 한번 더 융용한 옵티컬 그레이드 쿼터즈(Optical Grade Quartz; Fused Silica))를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 플라이아이렌즈(710)는 상기 인공 태양광(1100)이 자연 태양광과 유사한 스펙트럼을 나타내기 위하여 1.5G 필터(900)를 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 공기가 순환하는 것을 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터의 공기가 순환하는 것은 몸체(100)에 설치한 상부와 하부의 공기순환장치를 통해 몸체(100) 내부의 공기를 순환하게 한다.
상기 태양광 시뮬레이터는 암실을 제공하기 위한 몸체(100)와 인공 태양광(1100)을 발광하는 다수의 램프(200)와 반탄원형으로 형성되어 상기 제논램프에서 생성된 상기 인공 태양광(1100)을 모아주는 반사갓(310)과, 몸체(100)의 내부 공기를 순환하는 제 1 내지 2공기순환장치(810, 820)를 구비한다.
상기 태양광 시뮬레이터 내부에 설치된 램프(200) 등의 장치가 발생하는 과다의 열량으로 장치가 고장이 발생할 수 있으므로, 공기를 순환시켜 태양광 시뮬레이터 내부의 장치에서 발생되는 열량을 제거한다.
상기 제 1공기순환장치(810)는 몸체(100) 하부의 일 측면에 형성되어 있어서 실외 공기를 몸체(100) 내부로 유입할 수 있다. 제 1공기순환장치(810)가 실외 공기를 유입하기 전에 필터(900)에 의하여 공기가 유입될 때 동반되는 이물질을 제거한다.
상기 제 1공기순환장치(810)에 의하여 유입된 공기는 몸체(100) 하부의 장치의 열량을 제거하고, 상기 반사갓(310) 하부에 소정이상 개방되어 형성된 순환구(315)를 통해 상부로 이동한다. 상기 순환구(315)를 통해 공기가 이동할 때 차가운 공기에 의하여 램프(200)의 열량을 제거할 수 있다.
또한, 상기 램프(200)가 상기 인공 태양광(1100)을 발광할 때 발생하는 열에 의하여 고가의 상기 램프(200)가 파손될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 상기 반사갓(310) 하부에 소정이상 개방되어 형성된 순환구(315)를 구비할 수 있다.
상기 순환구(315)를 통과한 공기는 에어필터(400)를 통하여 필터링 되어 상부로 이동한다.
상기 에어필터(400)를 거쳐서 상승한 상기 공기를 상기 몸체(100)의 상부로 상승시켜 상기 몸체(100) 외부로 방출시키는 제 2공기순환장치(820)가 형성되어 있다. 제 2공기순환장치(820)는 상기 몸체(100) 외부에 설치하여 상기 몸체(100)를 순환하는 공기를 상부로 상승하여 상기 몸체(100) 외부로 방출한다.
본 발명의 태양광 시뮬레이터는 안전정류기(1000)에서 상기 각각 램프(200)의 각도를 조절하고, 안정적인 전류를 공급하면 상기 램프(200)에 의하여 인공 태양광(1100)이 발광한다. 상기 램프(200)에서 발광한 인공 태양광(1100)은 반사갓(310)에 의하여 모아져서 상부의 에어필터(400)를 거쳐 제 1반사경(320)으로 전달되고, 제 1반사경(320)에 의하여 소정의 각도로 제 1반사경(320)과 에어필터(400) 사이에 설치한 제 2반사경(330)에 전달된다. 제 2반사경(330)에 전달된 인공 태양광(1100)은 수평으로 전달되어 플라이아이렌즈(710)에서 인공 태양광(1100)을 모아서 콘덴서렌즈(720)에 의하여 원하는 방향으로 전달한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 시뮬레이터에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 몸체 200: 램프
300: 반사경 310: 반사갓
320: 제 1반사경 330: 제 2반사경
400: 에어필터 500: 고정장치
600: 각도조절장치 700: 렌즈
710: 플라이아이렌즈 720: 콘덴서렌즈
730: 렌즈고정부 800: 환기장치
900: 필터 1000: 안전정류기
1100: 인공 태양광

Claims (18)

  1. 암실을 제공하기 위한 몸체와,
    인공 태양광을 발광하는 다수의 램프와,
    상기 램프의 중간에 고정되어 있으며, 반타원형으로 형성되어 상기 램프에서 생성된 상기 인공 태양광을 모아주는 반사갓과,
    상기 반사갓의 상부에 설치되어 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 반사하는 반사경과,
    상기 반사경에서 반사된 상기 인공 태양광을 집광하는 플라이아이렌즈와, 상기 플라이아이렌즈에서 집광한 상기 인공 태양광을 원하는 방향으로 전달하기 콘덴서렌즈를 구비하는 렌즈를 구비하고,
    상기 반사경은 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 소정의 각도로 반사하여 하부로 전달하는 제 1반사경과,
    상기 제 1반사경에서 전달된 상기 인공 태양광을 수평으로 반사하기 위하여 소정의 각도로 형성되어 있는 제 2반사경을 구비하고,
    상기 반사갓은 상기 몸체의 상부와 하부의 공기가 순환할 수 있도록 상기 반사갓 중간에 소정의 공간이 개방되어 형성된 순환구를 구비하고,
    상기 플라이아이렌즈는 상기 반사경에 의하여 전달되는 상기 인공 태양광을 집광하기 위하여 볼록한 면이 상기 몸체 내부 방면으로 향하도록 형성되는 제 1플라이아이렌즈와,
    상기 제 1플라이아이렌즈에 의하여 집광되는 상기 인공 태양광의 직진성 향상을 위하여 상기 볼록한 면이 상기 몸체 외부 방면으로 향하도록 형성되는 제 2플라이아이렌즈를 구비하고,
    상기 콘덴서렌즈는 상기 플라이아이렌즈에 의하여 집광된 상기 인공 태양광이 정확하게 맺히도록 하기 위하여 상기 콘덴서렌즈를 2장 겹치는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 다수의 셀이 세라믹 본드에 의하여 접합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 가로와 세로가 9x8의 셀로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈의 모서리는 상기 인공 태양광이 투과되지 않는 더미셀을 다수 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 상기 인공 태양광이 자연 태양광과 유사한 스펙트럼을 나타내기 위하여 1.5G 필터를 적용하는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  9. 삭제
  10. 암실을 제공하기 위한 몸체와,
    인공 태양광을 발광하는 다수의 램프와,
    상기 램프의 중간에 고정되어 있으며, 반타원형으로 형성되어 상기 램프에서 생성된 상기 인공 태양광을 모아주는 반사갓과,
    상기 반사갓의 상부에 설치되어 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 반사하는 반사경과,
    상기 반사경에서 반사된 상기 인공 태양광을 집광하는 플라이아이렌즈와, 상기 플라이아이렌즈에서 집광한 상기 인공 태양광을 원하는 방향으로 전달하기 콘덴서렌즈를 구비하는 렌즈와,
    실외 공기를 상기 몸체 내부로 순환시키며, 상기 램프의 열을 제거하기 위한 몸체 하부의 제 1공기순환장치와,
    상기 제 1공기순환장치에 의하여 유입된 상기 공기가 상기 몸체를 순환하여열을 제거한 후 상부로 상승한 공기를 상기 몸체의 외부로 방출시키는 제 2공기순환장치를 구비하고,
    상기 반사경은 상기 램프에서 발광된 상기 인공 태양광을 소정의 각도로 반사하여 하부로 전달하는 제 1반사경과,
    상기 제 1반사경에서 전달된 상기 인공 태양광을 수평으로 반사하기 위하여 소정의 각도로 형성되어 있는 제 2반사경을 구비하고,
    상기 반사갓은 상기 몸체의 상부와 하부의 공기가 순환할 수 있도록 상기 반사갓 중간에 소정의 공간이 개방되어 형성된 순환구를 구비하고,
    상기 플라이아이렌즈는 상기 반사경에 의하여 전달되는 상기 인공 태양광을 집광하기 위하여 볼록한 면이 상기 몸체 내부 방면으로 향하도록 형성되는 제 1플라이아이렌즈와,
    상기 제 1플라이아이렌즈에 의하여 집광되는 상기 인공 태양광의 직진성 향상을 위하여 상기 볼록한 면이 상기 몸체 외부 방면으로 향하도록 형성되는 제 2플라이아이렌즈를 구비하고,
    상기 콘덴서렌즈는 상기 플라이아이렌즈에 의하여 집광된 상기 인공 태양광이 정확하게 맺히도록 하기 위하여 상기 콘덴서렌즈를 2장 겹치는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 다수의 셀이 세라믹 본드에 의하여 접합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 가로와 세로가 9x8의 셀로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈의 모서리는 상기 인공 태양광이 투과되지 않는 더미셀을 다수 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈는 상기 인공 태양광이 자연 태양광과 유사한 스펙트럼을 나타내기 위하여 1.5G 필터를 적용하는 것을 특징으로 하는 태양광 시뮬레이터.
  18. 삭제
KR1020130056861A 2013-05-21 2013-05-21 태양광 시뮬레이터 KR101452225B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130056861A KR101452225B1 (ko) 2013-05-21 2013-05-21 태양광 시뮬레이터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130056861A KR101452225B1 (ko) 2013-05-21 2013-05-21 태양광 시뮬레이터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101452225B1 true KR101452225B1 (ko) 2014-10-23

Family

ID=51998092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130056861A KR101452225B1 (ko) 2013-05-21 2013-05-21 태양광 시뮬레이터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101452225B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09306201A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Wakomu Denso:Kk 擬似太陽光照射装置
KR20020052138A (ko) * 2000-12-23 2002-07-02 엘지전자 주식회사 액정 프로젝터의 조명계
JP2012013459A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Iwasaki Electric Co Ltd 照射装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09306201A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Wakomu Denso:Kk 擬似太陽光照射装置
KR20020052138A (ko) * 2000-12-23 2002-07-02 엘지전자 주식회사 액정 프로젝터의 조명계
JP2012013459A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Iwasaki Electric Co Ltd 照射装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5850542B2 (ja) 発光ダイオードプロジェクタ
US9470397B2 (en) Light collecting system with a number of reflector pairs
CN201221753Y (zh) 应用于夜视系统中的均匀高效照明系统
CN103631017B (zh) 一种led可变焦成像灯的光学系统
CN101477242A (zh) 应用于夜视系统中的均匀高效照明系统
RU2539976C2 (ru) Осветительное устройство, включающее в себя несколько источников света и одну отражательную систему, и блок отражателя
CN202008060U (zh) 模拟太阳光照射装置
CN103953865A (zh) 可调光型植物生长灯
CN105589302A (zh) 一种平行出光紫外光曝光系统及曝光机
CN203587953U (zh) 光源、投影显示装置和光纤照明装置
JP2011181298A5 (ko)
KR101359961B1 (ko) 태양광 시뮬레이터
KR101181668B1 (ko) 하이브리드 태양광 조명 시스템
CN103672501A (zh) 光源
KR101452225B1 (ko) 태양광 시뮬레이터
CN105841022B (zh) 一种太阳光源氙灯模拟系统
CN106838722A (zh) 一种色温和角度可调式灯具
KR101452223B1 (ko) 태양광 시뮬레이터
CN107178764A (zh) 一种适用于航标灯光学装置的复合型菲涅尔透镜
CN206846616U (zh) 灯头、聚泛一体手提灯及聚泛一体工作灯
CN103901623B (zh) 一种用于折反射式投影物镜的热效应控制装置
CN205244907U (zh) 一种出射角度可调节的红外光源
RU100180U1 (ru) Светодиодное осветительное устройство
KR101456972B1 (ko) 태양광 시뮬레이터
CN203585861U (zh) 光源

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 5