KR101814507B1 - 3차원 포물면경 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 포물면경 제조 방법에 관한 것으로서, 3차원 포물면경의 반사면경을 이루는 복수 단의 원뿔대통의 직선 경사 반사면들을 조합하여 반사 포물면을 형성하도록 함과 아울러 각 단의 원뿔대통의 경사 반사면의 경사폭을 입사광을 상기 수광판 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광판의 수광면 단면폭에 대응되게 형성함으로써, 복수 단의 원뿔대통을 통해 수광판의 수광면에 균일하게 집광할 수 있도록 있고 또한, 상기 각 환형 원뿔대통들을 각각의 입체적 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후 상기 원호형 평판을 원주 방향으로 말아 양 단부를 서로 접합하여 형성하도록 함으로써, 포물면경 제작 공정에 강제적 굽힘은 없으므로 스트레스(Stress) 등에 의한 자재특성의 변질은 없으며 자재의 자연적 수명을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 3차원 포물면경 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 포물면경 제작의 단순화와 집광된 에너지 분포의 균일성을 제공할 수 있는 3차원 포물면경 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 포물면경은 원거리에 있는 광원(태양광) 음파 전자파 등을 초점으로 모으는데 주로 사용된다.
포물면경은 구면경에 나타나는 구면수차를 제거할 수 있어 초점에 보다 강한 고밀도의 에너지가 집속될 수 있다. 반대로 스팟 라이트(spot light)나 헤드 라이트(headlight) 등과 같이 초점에 위치한 광원을 평행하게 밖으로 보내는데 사용되기도 한다.
태양에너지는 기존의 에너지원인 화석에너지와 풍력 바이오매스 등 다른 신재생 에너지 자원 보다 특히 지역적 편중이 적기 때문에 보다 넓은 지역에서 이용이 가능하며 화석 연료 대체에너지로서 가장 각광받고 있는 에너지원이다.
고밀도의 태양에너지는 태양열을 이용한 난방, 온수 급탕, 태양열 발전 및 태양광을 이용한 전기발전 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
고밀도의 태양에너지는 주로 포물면경 프레넬(Fresnel)렌즈 등과 같은 광학 장치를 이용하여 구하고 있다.
포물면경 제작은 다양한 기술이 소개되어 있다. 그러나 제작공정이 일반적으로 복잡하며 제작시간 또한 오래 걸리며, 따라서 제작 단가도 높아진다.
일반적으로 사용되는 종래 포물면경의 제조 방법은 얇은 반사판을 다수 개의 꽃잎모양으로 절단하여 곡면을 형성하거나, 또는 다수 개의 사다리 모형으로 절단하여 곡면을 형성하도록 하는 것이다.
또한 종래의 포물면경에 의하여 초점에 집속된 에너지의 분포는 일종의 가우시안(Gaussian)으로서 균일하지 못하며 따라서 일정한 크기의 면적으로 구성되어 있는 수광면에서의 에너지효율이 감소하게 된다.
집광형 태양에너지 시스템은 3차원 또는 2차원 반사경(예: 포물면, 타원면, 쌍곡면, 구면 등)과 수광면(집속된 열 또는 광 에너지 속(束)을 받아들이는 면으로 평면, 구형, 파이프 등의 표면 임)으로 구성할 수 있다.
반사경의 곡면을 일종의 얇은 금속 반사판 (예: 알루미늄 판, 스테인리스 판 등)으로 압력을 가하거나 절곡하여 제작하려면 곡면상의 직각 축으로 각 방향이 곡면으로 구성된 구조로 인하여 제작공정상 어려움과 정밀도에 문제가 발생한다.
따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 일환으로 시스템의 수평축(X축)이 선형이고 수직축(Z축)이 곡선(예: 포물선)으로 형성되는 사다리꼴의 단편 반사판 다수 개를 제작하거나 또는 꽃잎 모양으로 분할체를 제작하여 조립하는 방식들을 사용하였다.
그러나, 이 경우에서도 CNC 기계로 표면을 직접 연삭하여 가공함으로써 사용하는 절삭 툴(Tool)의 특성에 따라 생성하려는 곡면이 변형되고, 절삭 시간이 오래 걸리며, 공정의 반복성 유지가 어려운 단점을 갖는다.
또한, 완성된 표면은 별도로 특수 도포(Coating; 은 ·알루미늄 ·금 ·황화아연 ·로듐 등을 증착(蒸着))하는 소정의 표면 처리를 하는 공정을 거쳐야 하는 단점을 갖는다.
한편, 평면 반사판에 열을 가하여 곡면을 형성할 수 있으나 열에 의하여 표면에 손상이 생성되며, 표면 특성이 변질되며 식은 후에 곡면변화가 생기게 되는 단점을 갖는다.
더욱이, 얇은 금속판으로 제작된 평면 반사판을 강제로 곡면으로 굽혀 형성할 경우 자재의 탄성 복원으로 인하여 시간이 흐름에 따라 곡면에 변형이 생기는 문제점이 발생하게 된다.
1. US4161846A, Center of Curvature Guide (1979 7 24) Uoo S. Whang
2. US1171174A, Parabolic-mirror-grinding machine (1916 2 8) Thomas
Avery Corry
3. US6485152 B2, Matrix solar dish (2002 11 26) Doug Wood
4. 101017723, 포물면을 갖는 집광용 반사판 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 집광기 (2011 02 18) 이상남 강용혁 김진수 김종규 유창균 윤환기
Stolpin, Roger M
6. US4423926A, Paraboliccollector (1984 1 3) Roger M. Stolpin
7. US6080927A, Solar concentrator for heat and electricity (2000 6 27) Colin Francis Johnson
Laboratoire J.A. Dieudonne, Nice, France.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 포물면경 제작의 단순화와 에너지 분포의 균일성을 제공할 수 있는 반사면경이 반사 포물면과 그 제작 방법을 제시하고, 반사면경의 제작 공정에서 강제적 굽힘 작업을 제거하여 스트레스(Stress) 등에 의한 자재 특성의 변질은 없으며 자재의 자연적 수명을 그대로 유지할 수 있는 3차원 포물면경 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 포물면경 제조 방법은 입사된 광을 수광판의 수광면 내에 집광시키도록 기설정된 포물 곡률의 반사 포물면을 가지는 반사면경을 포함하는 3차원 포물면경의 제조 방법에 있어서, 상기 반사면경은 서로 다른 원추각을 가지는 복수의 환형 원뿔대통들을 이용해 단면상 포물 곡선을 따라 연속하는 상기 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들을 조합을 통해 상기 반사 포물면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 환형 원뿔대통들은 각각의 입체적 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후, 상기 원호형 평판을 말아 양 단부를 서로 접합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 원호형 평판들은 하나 이상의 원호형 조각판들을 각각의 원호 방향을 따라 연장되게 서로 접합하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 환형 원뿔대통들은 상기 각 경사 반사면들의 중심이 상기 반사면경에 대한 가상의 포물 곡선에 외접하며 서로 연속되게 배치하되, 상기 경사 반사면들은 상기 반사면경의 입광면에 대해 수직 입사하는 입사광을 상기 수광판 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광판의 수광면 단면폭에 대응되는 경사폭을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 입광면을 이루는 상기 가상 포물 곡선의 상단점을 기준점으로 하여 하향식으로 연속 배치해 나갈 수 있으며, 이때, 상기 반사면경에 대한 가상 포물 곡선 상에서 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 선정된 상기 내측 경사 반사면 하단점을 기준으로 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 상기 내측 경사 반사면을 선정하기 위한 상단점을 지정하여 연속 배치시키도록 설계할 수 있다.
또한, 상기 상측 환형 원뿔대통들과 이에 연속하는 상기 하측 환형 원뿔대통들이 이루는 원뿔각의 차이에 따라 인접하는 상기 내측 경사 반사면 단부가 이격 틈새 턱을 이용해 상기 환형 원뿔대통의 두께에 대한 여유 공차 또는 상기 환형 원뿔대통들 사이의 통풍을 위한 공간으로 활용할 수 있다.
또한, 상기 반사면경을 이루며 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상대적으로 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 상기 내측 경사 반사면 하단점 위치가 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 상기 내측 경사 반사면 상단점 위치에 오도록 자유 곡면 형태로 연속 배치할 수 있다.
또한, 상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 상기 수광판의 수직 투영 단부점을 기준으로 하여 상향식으로 연속 배치해 나가도록 설계할 수 있다.
또한, 상기 반사면경의 지지 고정하기 위한 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대는 상기 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들의 경사폭에 상당하는 직선 성분들의 조합으로 굴절되게 형성할 수 있다.
상기한 본 발명의 3차원 포물면경 및 그 제조 방법에 따르면, 3차원 포물면경의 반사면경을 이루는 복수 단의 원뿔대통의 직선 경사 반사면들을 조합하여 반사 포물면을 형성하도록 함과 아울러 각 단의 원뿔대통의 경사 반사면의 경사폭을 입사광을 상기 수광판 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광판의 수광면 단면폭에 대응되게 형성함으로써, 복수 단의 원뿔대통들을 통해 수광판의 수광면에 균일하게 집광할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 상기 각 환형 원뿔대통들을 각각의 입체적 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후 상기 원호형 평판을 원주 방향으로 말아 양 단부를 서로 접합하여 형성하도록 함으로써, 반사면경의 제작 공정에 강제적 굽힘은 없으므로 스트레스(Stress) 등에 의한 자재특성의 변질은 없으며 자재의 자연적 수명을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 입광면을 이루는 상기 가상 포물 곡선의 상단점을 기준점으로 하여 하향식으로 연속 배치해 나가도록 하되, 상기 반사면경에 대한 가상 포물 곡선 상에서 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 선정된 상기 내측 경사 반사면 하단점을 기준으로 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 상기 내측 경사 반사면을 선정하기 위한 상단점을 지정하여 연속 배치될 수 있도록 함으로써, 수광면에 균일하게 집속된 에너지 분포를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 완성된 구조의 각 접합점에서 발생하는 이격 현상을 이용해 환형 원뿔대통들을 제작시 사용되는 원호형 평판의 두께에 대한 여유 공간이나 통풍 공간을 활용할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 입광면을 이루는 상기 가상 포물 곡선의 상단점을 기준점으로 하여 하향식으로 연속 배치해 나가도록 하되, 상기 반사면경에 대한 가상 포물 곡선 상에서 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 선정된 상기 내측 경사 반사면 하단점을 기준으로 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 상기 내측 경사 반사면을 선정하기 위한 상단점을 지정하여 연속 배치될 수 있도록 함으로써, 환형 원뿔대통들의 직선 경사 반사면 접합 경계 부위가 틈새 턱이 지지 않고 연속적으로 연결됨에 따라 이에 의해 만들어지는 반사 포물면이 포물 곡면에 근접할 수 있어 좀더 균일한 에너지가 수광판의 수광면에 분포된 상태로 집광될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 대형 반사면경을 형성하려면 반사면경의 외부에 지지대를 구성하여야 하는데 본 지지대를 반사면경의 곡면을 따라 제작하지 않고 반사면경을 이루는 각 단의 원뿔대통의 경사 반사면에 대응되는 다수개의 직선선분의 조합으로 구성할 수 있음으로써 지지대를 좀더 용이하게 제작할 수 있고 제작 단가를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조된 3차원 포물면경을 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 3차원 포물면경 모형의 반사면경 입체 전개도이다.
도 3은 도 2의 반사면경을 이루는 환형 원뿔대통의 제조 방법을 도시한 개략도이다.
도 4는 도 2의 반사면경의 제1 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략 도이다.
도 5는 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통 배치 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 6은 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통에 연속하는 제2 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6의 제2 단의 환형 원뿔대통이 연속 배치된 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 8은 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조된 3차원 포물면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이다.
도 9는 도 8의 3차원 포물면경을 통한 집광시 에너지 강도 및 분포를 도시한 그래프이다.
도 10은 도 4의 반사면경의 환형 원뿔대통에 대한 상향식 설계 과정시 발생하는 틈새턱 발생 상태를 도시한 정단면 개략도이다.
도 11은 도 10의 틈새 발생 상태를 확대 도시한 정단면 확대도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사면경의 최상측 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이다.
도 13은 도 12 본 실시예의 반사면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이다.
도 14는 종래 3차원 포물면경의 집광 상태를 도시한 정단면 개략도이다.
도 15는 도 14의 종래 3차원 포물면경을 통한 에너지 강도 및 분포를 도시한 그래프이다.
도 2는 도 1의 3차원 포물면경 모형의 반사면경 입체 전개도이다.
도 3은 도 2의 반사면경을 이루는 환형 원뿔대통의 제조 방법을 도시한 개략도이다.
도 4는 도 2의 반사면경의 제1 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략 도이다.
도 5는 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통 배치 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 6은 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통에 연속하는 제2 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6의 제2 단의 환형 원뿔대통이 연속 배치된 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 8은 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조된 3차원 포물면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이다.
도 9는 도 8의 3차원 포물면경을 통한 집광시 에너지 강도 및 분포를 도시한 그래프이다.
도 10은 도 4의 반사면경의 환형 원뿔대통에 대한 상향식 설계 과정시 발생하는 틈새턱 발생 상태를 도시한 정단면 개략도이다.
도 11은 도 10의 틈새 발생 상태를 확대 도시한 정단면 확대도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사면경의 최상측 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이다.
도 13은 도 12 본 실시예의 반사면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이다.
도 14는 종래 3차원 포물면경의 집광 상태를 도시한 정단면 개략도이다.
도 15는 도 14의 종래 3차원 포물면경을 통한 에너지 강도 및 분포를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조된 3차원 포물면경을 도시한 측단면도이며, 도 2는 도 1의 3차원 포물면경 모형의 반사면경 입체 전개도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 따라 제조된 3차원 포물면경은 크게 수광판(200), 입사된 광을 수광판(200) 하부의 수광면 내에 집광시키도록 기설정된 포물 곡률의 반사 포물면을 가지는 반사면경(100) 및 상기 반사면경을 지지하는 지지대(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 반사면경(100)은 서로 다른 원추각을 가지는 복수의 환형 원뿔대통들(43, 45; 도 4 내지 도7 참조)을 이용해 단면상 가상의 포물 곡선을 따라 연속하는 상기 환형 원뿔대통들(43, 45)의 내측 경사 반사면들(42, 44; 도 4 내지 도7 참조)의 조합을 통해 상기 반사 포물면을 형성하도록 구성된다.
또한, 대형 반사면경(100)을 형성하려면 반사면경(100)의 외부에 전술한 지지대(300)를 구성하여야 하는데 본 지지대(300)를 반사면경의 곡면을 따라 제작하지 않고 반사면경을 이루는 각 단의 환형 원뿔대통(43, 45)의 경사 반사면(42, 44)에 대응되는 다수개의 직선선분의 조합으로 구성할 수 있음으로써 지지대(300)를 좀더 용이하게 제작할 수 있고 제작 단가를 절감할 수 있게 된다.
도 3은 도 2의 반사면경을 이루는 환형 원뿔대통의 제조 방법을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 각 환형 원뿔대통들(43, 45)은 각각의 입체 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후, 상기 원호형 평판을 원주 방향으로 말아 양 단부를 서로 접합하여 좀더 쉽고 빠르게 제작할 수 있다.
이때, 상기 각 중공 원뿔대통의 꼭지각(2α)과 대응되는 상기 원호형 평판의 원호각(2 )는 아래 수학식 1을 만족하게 된다.
한편, 본 실시예에서는 반사면경(100)의 반사 포물면을 형성하는 복수의 상기 환형 원뿔대통들(43, 45)은 각각 상기 경사 반사면들(42, 44)의 중심(M)이 상기 반사면경에 대한 가상의 포물 곡선에 외접하며 서로 연속되게 배치하고, 상기 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들(42, 44)은 상기 반사면경(100)의 입광면에 대해 수직 입사하는 입사광을 상기 수광판(200) 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광면 단면폭에 대응되는 경사폭(W1, W2)을 갖도록 설계한다.
따라서, 본 실시예의 3차원 포물면경의 반사면경(100)은 원뿔각(2α)과 경사폭(W1, W2)이 서로 다른 다수개의 설계된 환형 원뿔대통 단편(43, 45)들을 연속적으로 연결하여 반사 포물면을 형성하게 되며, 각 환형 원뿔대통 단편(43, 45)은 경사면의 기울기(꼭지각, 2α)와 단편의 크기(폭)가 다르므로 각 각 제작하여 순서대로 연결하여 제조한다.
이하, 도 4 내지 7를 참조하여 본 실시예의 3차원 포물면경의 반사면경을 이루는 각각의 환형 원뿔대통들에 대한 설계 과정을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 환형 원뿔대통들(43, 45)은 상기 반사면경(100)의 입광면을 이루는 상기 가상 포물 곡선의 상단점을 기준점으로 하여 하향식으로 외접하며 연속 배치되도록 하되, 특히 상기 반사면경(100)에 대한 가상 포물 곡선 상에서 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들(45, 43) 중에서 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통(43)의 상기 내측 경사 반사면(42)들을 선정하기 위한 하단점에 상기 상측 환형 원뿔대통(43)의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통(45)의 상기 내측 경사 반사면(44)을 선정하기 위한 상단점이 위치할 수 있도록 설계하는 것을 예시한다.
도 4는 도 2의 반사면경의 제1 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이고, 도 5는 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통 배치 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 상기 각 환형 원뿔대통들(43, 45)에 대한 설계 과정을 설명하면, 수광판(200)에 대한 수광면 폭(BB'=2b)을 장치 특성에 맞게 설정하고, 이에 맞추어 반사면경(100)의 반사 포물면의 특성상 초점거리(OF=f)와 개구면 폭(단면직경: PP'=2a)을 결정하도록 한다.
즉, 선정한 수광면 폭(2b)에 대하여 반사면경(100)의 개구면 폭(2a)은 선정한 집속비(C=개구면 면적/수광면 면적)에 의하여 결정할 수 있다. 여기서, 집속비(c)는 수광되는 에너지의 총량으로 수광판(200)의 수광면에서의 에너지 강도로 대표될 수 있다.
수광판(200)의 우측 끝단 점 B와 반사경면의 반사 포물면(가상의 포물 곡선: z=x2/4f)의 개구면 폭(2a) 우측 끝단 점 P1를 연결하는 선분 
(20)를 형성하고, 점 F와 점 B'에서 각 각 평행선 
(22)과 선분 
(24)을 형성한다.
여기서, 점 M1은 가상의 포물 곡선(100)에 외접하는 접점이고, 점 M1에서 가상 포물 곡선(100)에 대해 외접하는 제1 접선 Tm1(32)을 구할 수 있다.
이때, 제1 접선 Tm1(32)과 수평축(X축)이 이루는 각은 β1 (tanβ1=xpm1/2f)이고, 수직축(Z축)과 이루는 각은 α1이며, 수직축(Z축)과는 점 C1에서 만난다.
그리고, 접선(32)과 중첩되는 선분 
을 정한다. 점 P1’은 선분 
의 연장선과 제1 접선 Tm1(32)이 만나는 점이고, 점 Q1'은 선분 
의 연장선과 제1 접선 Tm1(32)이 만나는 점이다.
선분 
(42)는 꼭지 반각이 α1(=90 -β1)인 환형 원뿔대통의 일부로 경사면(42)의 선분 길이가 
(42)인 최상측 제1 단의 환형 원뿔대통(43) 단편을 형성한다.
여기서, 경사면(42)의 선분 
은 선분
과 선분
의 길이 차에 해당된다. 따라서 제1 단의 환형 원뿔대통(43)에 대한 내측 경사 반사면(42)의 경사폭(w1)을 구할 수 있게 된다.
반사면경(100)을 이루는 제1 단의 환형 원뿔대통(43)은 광학적 특성에 따라 수직축(Z축)에 평행하게 입사하는 광선(12)은 경사폭 중심 M1에서 반사(22)하여 수광판(200)의 수광면의 폭 중심에 위치하는 초점(F)에 도달하게 되고, 입사광선(12)와 평행하게 입사하는 모든 광선 중 선분 
에서 반사되는 광선(10, 14)은 반사 후 스넬(Snell)의 법칙에 따라 수광판(200)의 수광면 폭 
에 모두 평행하게 도달된다(20, 24). 따라서 수광판(200)의 수광면에 도달하는 에너지는 균일하게 분포된다.
일례로, 상기한 최상측 제1 단의 환형 원뿔대통(43)의 대해 아래와 같이 나타낼 수 있는 경우
1) 경사폭(W1) 중심 M1에서의 접선: β1 (x-축과 만나는 각)
2) 대응하는 원추의 꼭지 반각: α1=90 -β1
3) 개구면 폭(직경): 상단면 = 2xp1‘, 하단면 = 2xq1‘
4) 원추 꼭지점 좌표 (C1): C1(xc=0, zc)
5) 경사폭(선분 P1'Q1'): W=√[(xp1'-xq1')2+(zp1'-zq1')2]
상기 최상측 제1 단의 환형 원뿔대통(43)을 제작하기 위해 전개된 원호형 평판은 아래와 같은 각각의 계산식들을 통해 구할 수 있다.
1)원호형 평판의 원호 반경(상점, P1'): R1=C1P1'=√[(xp1')2+(zp1'-zc)2]
2)원호형 평판의 반경(하점, Q1'): R1‘=C1Q1'=√[(xq1')2+(zq1'-zc)2]
3)원호형 평판의 원호 꼭지각: 2θ1=2πsinα1
4)원호형 평판의 폭 (w1): w1=R1-R1'
따라서, 최상측 제1 단의 환형 원뿔대통(42)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 산출된 원호형 평판 모양으로 절단하고 이를 말아 양단부를 서로 접합하여 제작함으로써, 반사면경(100) 제작 공정에서 강제적 굽힘 작업을 없애 스트레스(Stress) 등에 의한 자재 특성의 변질을 제거함으로써 자재의 자연적 수명을 유지할 수 있도록 한다.
또한, 제1 단의 환형 원뿔대통(43)을 형성하기 위한 원호형 평판이 대형인 경우 이를 원주 방향을 따라 적정 폭으로 분할하여 재단한 후 이를 서로 연속되게 접합하여 제작할 수도 있다.
그리고, 상기 최상측 제1 단의 환형 원뿔대통(43)에 연속하는 하측 제2 단의 환형 원뿔대통(45)을 설계하는 과정을 도 6및 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6은 도 4의 제1 단의 환형 원뿔대통에 연속하는 제2 단의 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이고, 도 7은 도 6의 제2 단의 환형 원뿔대통이 연속 배치된 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 단의 환형 원뿔대통(43)에 연속하는 제 2 단의 하측 환형 원뿔대통(45)은 전술한 제1 단의 환형 원뿔대통(43)에 대한 설계 방식과 유사하게 독립적으로 설계할 수 있다.
즉, 선분 
의 하단 점 Q1'과 수광판(200)의 수광면의 우측 끝단 점 B와 연결하여 포물 곡선과 만나는 점 P2를 구하고, 선분 
과 평행한 선을 점 F와 B'에서 각각 그어 포물 곡선과 만나는 점 M2 및 Q2를 구한다. 그리고, 점 M2에서 포물면의 제2 접선 Tm2(34)를 구한다(tanβ2=xpm2/2f).
여기서, 제1 접선 Tm2(34) 수평축(X축)과 이루는 각은 β2 (tanβ2=xpm2/2f)이고, 수직축(Z축)과 만나는 각은 α2이며, 수직축(z축)과 점 C2에서 만난다.
선분 
와 
의 연장선이 접선 Tm2(34)와 각 각 만나는 점 P2' 및 Q2’를 구한다. 선분 
(44)는 접선 Tm2(34)상에 있으며, 선분 
(44)는 꼭지 반각이 α2(=90 -β2)인 원추의 한 부분으로 제2 단의 하측 환형 원뿔대통(45)의 내측 경사 반사면(44)의 경사폭(W2)이며, 상기 경사 반사면(44)의 경사폭(w2)은 경사변 
(=R2)과 
(=R2')과의 길이 차와 같다.
제1 단의 환형 원뿔대통의 단편(43)과 제2 단의 환형 원뿔대통의 단편(45)을 연속하여 설치하면 도 7의 (b)와 같이 모형이 된다.
그리고, 상기한 제2 단의 환형 원뿔대통 단편(45)에 연속하는 복수의 환형 원뿔대통들은 제2 단의 환형 원뿔대통 단편(45)에 대한 설계 과정들을 반복 적용하여 최종 단계에서 포물 곡면의 정점(O)까지 수행하여 완성한다. 반사면경(100)의 완성된 선형단면의 모형(300)은 도 8과 같다.
한편, 상기한 제1 실시예에서는 환형 원뿔대통(43, 45)의 경사 반사면(42, 44) 형성은 관계되는 포물 곡선의 상단 끝점 P1으로부터 시작하였으나 역으로 하단 부위의 점 J에서 시작하여도 유사한 결과를 구할 수 있다. 점 J는 수광면의 우측 끝단 점 B의 수직 투영 점이다.
어느 경우에서든 최종 환형 원뿔대통의 선분 경사폭이 고려하는 양 끝단점(P1 및 J)에서 종결되어야 할 경우 최종 선분의 경사폭 폭을 조절하거나 또는, 고정된 집속비와 수광면의 폭에 대하여 포물면의 초점거리를 조절함으로써 언급한 최종 환형 선분의 경사폭을 설계에 따라 조절하지 않고도 완결할 수 있다.
또한, 연결하려는 환형 원뿔대통 단편의 개수를 조절하기 위하여 초점거리를 조절할 수 있다. 그러나 이 경우 초점거리는 동시에 장치의 두께를 결정함으로 적절히 조절하여야 한다.
도 8은 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조된 3차원 포물면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이고, 도 9는 도 8의 3차원 포물면경을 통한 집광시 에너지 강도 및 분포를 도시한 그래프이다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 반사면경(100)의 입광면에 수직하게 입사되는 모든 광선은 반사면경(100)을 이루는 각각의 환형 원뿔대통들(43, 45)의 내측 경사 반사면(42, 44)에서 반사되어 수광판(200)의 수광면에 균일하게 분포되며 집광이 이루어지게 된다.
종래 반사면경(100)이 포물 곡선 형태로 이루어지는 경우, 도 14 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 초점(F)을 이루는 수광판(200)의 수광면 중심부에 집중되는 것과 매우 대조된다.
도 10은 도 4의 반사면경의 환형 원뿔대통에 대한 상향식 설계 과정시 발생하는 틈새 턱 발생 상태를 도시한 정단면 개략도이고, 도 11은 도 10의 틈새 발생 상태를 확대 도시한 정단면 확대도이다.
도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 제1 단의 환형 원뿔대통 단편(43)과 제2 단의 환형 원뿔대통 단편(45) 사이에 접합점(Q1', P2‘) 부위에서 가상의 포물 곡선과의 점 M1과 M2를 접점으로 설정한 각 접선(Tm1, Tm2)은 기울기가 서로 다르며 또한 설계상의 두 선분 
과 
의 기울기가 서로 다르므로 (반사광의 방향) 제1 접선 Tm1(32)과 
이 교차하는 점 Q1'과 제1 접선Tm2(34)와 
이 교차하는 점 P2'의 위치가 다르게 된다.
따라서 경사 반사면(42, 44)으로 형성된 선분 
의 하단 점 Q1'과 선분 
의 상단 점 P2'이 서로 일치하지 않으므로 점 Q1’과 P2‘ 사이에 틈새 턱이 생긴다.
본 실시예에서 설계된 반사면경(100)의 경사 반사면(42, 44)에 입사하는 광선이 포물 곡선 축에 평행하게 입사하는 경우를 가정 하였으므로 제1 단의 환형 원뿔대통 단편(43)의 하단 끝단점 Q1'에서 반사되는 광선은 수광면 끝단점 B'에 도달한다.
그리고, 동일한 입사광선이 제2 단의 환형 원뿔대통 단편(45)의 상단 점 P2'에서 반사되면 수광면의 우측 끝단점 B에 입사하게 된다.
그러나, 상기한 2 개의 환형 원뿔대통 단편(43, 45)은 언급한 접합점 주위에서 서로 상하로 겹쳐 있으므로 선택하여 Δx=(xp2'-xq1')=0이 되도록 절단할 수 있다.
따라서 Δz=(zp2'-zq1')≠0 이 된다. 즉 두 선분이 상하로 이격이 생긴다. 그러나 이와 같은 틈새 턱의 차이는 미세하므로 제작상의 여유 공간으로 활용할 수 있다.
상기한 틈새 턱이 여유 공간으로 사용될 경우 공간의 폭을 더 확장할 수 있다. 즉 Δx=ε≠0 및 Δz→δ. 여기에 ε 및 δ는 임의의 여유 공간의 증폭량이다.
그리고, 상기한 여유 공간은 대형 장치인 경우 통풍을 위한 공간으로 사용될 수 있다. 일반적인 응용에 있어서 통풍은 필수 공간이다.
실험예1
본 실험예1에서는 상기한 제1 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 따라 3차원 포물면경(1)의 반사면경(100)을 설계 및 제작하였다.
여기서, 설계변수로 집속비(C)가 100이고, 개구면 폭이 300 cm이며, 수광면 폭이 30 cm이고, 초점거리가 85.588415cm이며, 림 각도(Rim angle)을 82.45531로 설정하였고, 반사면경(100)을 이루는 환형 원뿔대통 단편의 개수를 10로 설정하였다
그리고, 최하단 (단편번호 <10>) 단편의 수평축(X축) 위치(xdi2=15.0000)은 주어진 설계변수 b=15와 일치하도록 초점거리를 조절하였다.
아래 표 1은 포물 곡선의 궤적에 따른 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들에 대한 구조적 특성들을 나타낸다.
여기서, 초점거리를 조절하지 않을 경우 하단층의 폭에 가감이 발생하게 된다. 하단층 1 개를 더 추가하여 xdi2(최하단층)=b=15가 되도록 설계할 수 있으나 이 경우 본 선분 폭은 좁게 되며 또한 수광면에 에너지 분포의 균일성에 다소 차이가 발생한다.
아래 표 2는 포물 곡선의 궤적을 따르는 환형 원뿔단들의 경사 반사면의 단면 접합점 조절폭을 나타낸다.
표 2는 최상측의 제1 단의 환형 원뿔대통 단편번호 <1>의 상단폭을 설계 개구면의 폭(반폭=150cm)이 되도록 절단하였으며 하단 끝은 그대로 유지하였고, 그 다음 제2 단의 환형 원뿔대통 단편(단편번호 <2>)의 상단 끝 부위를 상위 단편의 하단 끝과 수평축(X축)으로 동일하도록 절단하였다.
이 경우 상하로 이격이 발생하며 그 차이는 Δs=0.0080cm가 된다. 동일한 논리로 모든 하위 단계 원추 분편을 조절하였으며 조절된 각 단편의 상단 끝 위치(xd1', zdj1')와 상하 이격 간격(Δs)을 표시하였다.
여기서, 각 환형 원뿔대통 단편들 간의 틈새 턱들은 모두 미세하게 (<0.29cm) 나타나므로 통풍으로 이용하려면 실질적인 통풍용 여유 공간으로 조절해야 한다.
표 3은 각각의 환형 원추반사면 제작을 위한 원호형 평판 모형에 대한 변수를 나타낸 것이다.
표 3에 나타낸 바와 같이, 상측의 환형 원뿔대통 단편일수록 경사폭(W)이 상대적으로 더 좁고, 환형 원뿔대통의 단편번호 <1> ~ <3>에서 모두 10cm 미만으로 이루어지는 것을 알 수 있다.
여기서, 경사폭(W)은 주어진 집속비(C)를 고정한 상태로 넓게 하려면 일반적으로 초점거리(f)를 길게 연장하여야 하거나 림 각도를 좁혀야 한다. 그러나 이 경우 장치의 두께가 더 두꺼워지므로 전체적으로 적절한 선택을 하여야 한다.
이하, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 포물면경의 제조 방법을 설명하되, 상기한 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일 참조부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
본 실시예에서 상기 환형 원뿔대통들(43, 45)은 상기 반사면경(100)의 상기 수광판(200) 수직 투영 단부점 J을 기준으로 하여 상향식으로 연속 배치해 나가도록 하되, 특히 상기 반사면경(100)을 이루는 상대적으로 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통들(42)의 상기 내측 경사 반사면 하단점 위치가 상기 하측 환형 원뿔대통들(45)의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들(43)의 상기 내측 경사 반사면 상단점 위치에 오도록 하여 가상의 포물 곡선을 따르지 않고 자유곡면으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사면경의 최상측 환형 원뿔대통 설계 과정을 도시한 개략도이고, 도 13은 도 12은 본 실시예의 반사면경을 통한 집광 상태를 도시한 개략도이다.
도 12 및 도 13을 참조하여, 반사면경(100)의 반사 포물면을 이루는 환형 원뿔단들(910, 920)이 연속적으로 연결되는 임의 곡면에 직접 설계 및 제작하는 과정 좀더 상세하게 설명하면, 먼저 주어진 집속비(C)에 대하여 개구면과 수광면의 크기가 선정하고, 림 각도(Rim angle)가 선정되면(또는 집속 장치의 두께 또는 초점거리를 선정하여 설계할 수도 있음), 전술한 제1 실시예와 같이 환형 원뿔대통들(910, 920)의 경사 반사면들이 선분간 접합점에서 연속하게 직접 설계할 수 있다.
이때, 선분 PP'을 반 개구면(500), 
를 수광판(600)의 수광면 폭(또는 직경)으로 선정하고 입사 개구면과 수광면과의 상대적 위치를 초점거리 또는 장치의 두께 또는 림 각도(Rim angle, φ1)로 정하여 반사 곡면을 설계한다.
개구면의 끝단 점 P에 입사하는 광선(700)이 반사 후 수광면의 우측 끝단 점 B에 도달하도록 점 P에서의 반사면(910)을 구하여야 한다.
즉, 입시각과 반사각이 이루는 각 φ1을 2등분 하는 선(810)을 형성하고 본선에 수직하는 선분 
(1010)을 형성하면 수평축(X축)과 이루는 각 γ1은 (φ1)/2과 같은 각이 된다.
선분 
(1010)과 수광판(600)의 수광면의 좌측 끝단 점 B'에서 선분 
에 평행하게 그은 선과 만나는 점 Q1을 구하면 최하측 제1 단 환형 원뿔대통의 반사 경사면의 선분 
이 형성된다. 시스템의 수직축(Z축)에 평행하게 입사하는 모든 광선은 선분 
에서 반사된 후 모두 수광면(600)에 균일하게 분포되게 집광된다.
제2 단의 환형 원뿔대통(920)의 경사 반사면에 대한 선분은 제1 단의 환형 원뿔대통(910)의 경사 반사면의 하측 끝단 점 Q1로 수직축(Z축)에 평행하게 입사하는 광선이 반사된 후 수광판(600)의 수광면 우측 끝단 점 B로 향하도록 선분 
를 선정한다.
즉, 전술한 제1 단의 환형 원뿔대통의 설계 방법과 동일한 방법으로 입사광선과 반사광선 사이의 각 φ2의 2 등분 선 820을 구축하고 본선에 직각되는 선을 점 Q1에서 형성한다. 선분 
(1010)이 수평축(X축)과 점 K2에서 만나며 각도 γ2는 φ2의 반각이다.
선분 
(1020)과 수광판(600)의 수광면 끝단 점 B'에서 선 BQ1과 평행하게 그은 선이 만나는 점 Q2를 구한다. 이와 같이 형성된 선분 
에 수직축(Z축)과 평행하게 입사하는 광선은 반사된 후 모두 수광판(600)의 수광면 BB'에 균일하게 분포된다.
그리고, 동일한 방법으로 연속하여 선분 
, 
.... 등을 구하면 도 13과 같은 단면 형상의 반사 포물면을 가지는 반사면경을 설계할 수 있다.
본 실시예에 따른 3차원 포물면경의 제조 방식은 전술한 제1 실시예와 유사하기는 훨씬 더 간편하고, 각 환형 원뿔대통의 경사 반사면의 선분들 간의 각 접합점에서 이격 현상이 발생하지 않는다. 따라서, 각 접합점을 하나의 곡선으로 연결하면 일종의 포물선에 접근할 수 있게 된다.
실험예2
본 실험예2에서는 상기한 제2 실시예의 3차원 포물면경 제조 방법에 따라 3차원 포물면경의 반사면경을 설계 및 제작하였다.
여기서, 설계변수는 전술한 실험예1에서와 마찬가지로 집속비(C)가 100이고, 개구면 폭이 300 cm이며, 수광면 폭이 30 cm이고, 림 각도(Rim angle)을 82.45531로 설정하였고, 반사면경을 이루는 환형 원뿔대통 단편의 개수를 10로 동일하게 설정하였다
다만, 각각의 환형 원뿔대통 단편(910, 920)을 제작하는 방법은 실험예1과 동일하나 본 실험예2에서는 1) 맨 끝단 환형 원뿔대통 단편(910)이 좁은 폭으로 형성될 수 있으나 연속하여 부분 단편으로 연속되게 하고, 2) 맨 끝단 단편에서 시작하며, 3) 초점거리를 끝단 원추 반사면 단편(910, 920)이 설계된 크기(폭)로 형성되도록 85.64637 cm로 조절하였다.
본 실험예2를 통해 설계 및 제작된 반사면경(100)의 경사 반사면을 이루는 각 단의 환형 원뿔대통들(910, 920)에 대한 구조적 특성은 아래 표 4와 같다.
여기서, (xq,zq)는 각 접합점의 좌표이고, Wi는 각 직선 반사면 선분의 폭이며, γi는 각 경사변의 연장선이 수평축(X축)과 이루는 각도이다.
아래 표 5는 반사면경(100)의 반사 포물면을 이루는 각 단의 환형 원뿔대통(910, 920)의 제작 변수를 나타낸다.
여기서, 반사면경(100)의 반사 포물면을 이루는 각 단의 환형 원뿔대통들(910, 920)을 원호형 평판을 이용하여 제작하는 방식은 실험예1(실시예1)과 동일하나, 본 실험예2에서는 환형 원뿔대통의 단편 선분의 시작을 수광면의 수직 투영을 밑면 폭(Qb)으로 정하고 그 점에서 시작하여 상단에서 종결하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 3차원 포물면경 제조 방법에 따라 3차원 포물면경의 반사면경을 이루는 복수 단의 원뿔대통의 직선 경사 반사면들을 조합하여 반사 포물면을 형성하도록 함과 아울러 각 단의 원뿔대통의 경사 반사면의 경사폭을 입사광을 상기 수광판 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광판의 수광면 단면폭에 대응되게 형성함으로써 복수 단의 원뿔대통들을 통해 수광판의 수광면에 균일하게 집광할 수 있고, 또한 상기 각 환형 원뿔대통들을 각각의 입체적 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후 상기 원호형 평판을 원주 방향으로 말아 양 단부를 서로 접합하여 형성하도록 함으로써 반사면경의 제작 공정에 강제적 굽힘은 없으므로 스트레스(Stress) 등에 의한 자재특성의 변질은 없으며 자재의 자연적 수명을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 3차원 포물면경 42, 44: 경사면(경사변)
43, 45: 환형 원뿔대통 (단편) 100, 500: 반사면경
200, 600: 수광판 300: 지지대
910: 제1 단(상측) 환형 원뿔대통 920: 제2 단(하측) 환형 원뿔대통
43, 45: 환형 원뿔대통 (단편) 100, 500: 반사면경
200, 600: 수광판 300: 지지대
910: 제1 단(상측) 환형 원뿔대통 920: 제2 단(하측) 환형 원뿔대통
Claims (11)
- 입사된 광을 수광판 하부의 수광면 내에 집광시키도록 기설정된 포물 곡률의 반사 포물면을 가지는 반사면경을 포함하는 3차원 포물면경의 제조 방법에 있어서,
상기 반사면경은,
서로 다른 원추각을 가지는 복수의 환형 원뿔대통들을 이용해 단면상 포물 곡선을 따라 연속하는 상기 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들을 조합하여 상기 반사 포물면을 형성하되,
상기 각 환형 원뿔대통들은,
각각의 입체적 형상을 전개시킨 원호형 평판 형태로 재단한 후, 상기 원호형 평판을 말아 양 단부를 서로 접합하여 형성하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에서,
상기 각 원호형 평판들은,
하나 이상의 원호형 조각판들을 각각의 원호 방향을 따라 연장되게 서로 접합하여 형성하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제1항에서,
상기 환형 원뿔대통들은 상기 각 경사 반사면들의 중심이 상기 반사면경에 대한 가상의 포물 곡선에 외접하며 서로 연속되게 배치하고,
상기 경사 반사면들은 상기 반사면경의 입광면에 대해 수직 입사하는 입사광을 상기 수광판 하부의 수광면 내에 균일하게 반사시켜 집광할 수 있도록 상기 수광판의 수광면 단면폭에 대응되는 경사폭을 갖도록 하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제4항에서,
상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 입광면을 이루는 상기 가상 포물 곡선의 상단점을 기준점으로 하여 하향식으로 연속 배치해 나가도록 하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제5항에서,
상기 반사면경에 대한 가상 포물 곡선 상에서 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 선정된 외접하는 상기 경사 반사면 하단점을 기준으로 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 외접하는 경사 반사면을 선정하기 위한 상단점을 지정하여 연속 배치될 수 있도록 하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제6항에서,
상기 상측 환형 원뿔대통들과 이에 연속하는 상기 하측 환형 원뿔대통들이 이루는 원뿔각의 차이에 따라 인접하는 내측 경사 반사면 단부들이 이격된 틈새 턱을 이용해 상기 환형 원뿔대통의 두께에 대한 여유 공차 또는 상기 환형 원뿔대통들 사이의 통풍을 위한 공간으로 활용하도록 하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제5항에서,
상기 반사면경을 이루며 서로 인접하게 배치되는 한 쌍의 환형 원뿔대통들 중에서 상대적으로 상측에 위치하는 상측 환형 원뿔대통의 내측 경사 반사면 하단점 위치가 상기 상측 환형 원뿔대통들의 하측에 연속하는 하측 환형 원뿔대통들의 내측 경사 반사면 상단점 위치에 오도록 자유 곡면 형태로 연속 배치하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제4항에서,
상기 환형 원뿔대통들은 상기 반사면경의 상기 수광판의 수직 투영 단부점을 기준으로 하여 상향식으로 연속 배치해 나가는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제5항에서,
상기 반사면경의 지지 고정하기 위한 지지대를 더 포함하고,
상기 지지대는 상기 상기 환형 원뿔대통들의 경사 반사면들의 경사폭에 상당하는 직선 성분들의 조합으로 굴절되게 형성하는 3차원 포물면경 제조 방법.
- 제1항, 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항의 3차원 포물면경 제조 방법에 의해 제조되는 3차원 포물면경.
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| KR1020160028319A KR101814507B1 (ko) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | 3차원 포물면경 및 그 제조 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020160028319A KR101814507B1 (ko) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | 3차원 포물면경 및 그 제조 방법 |
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| JP2000028963A (ja) | 1999-05-19 | 2000-01-28 | Seiko Epson Corp | 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置 |
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- 2017-03-09 WO PCT/KR2017/002540 patent/WO2017155318A2/ko active Application Filing
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