KR102658420B1

KR102658420B1 - light transporting media

Info

Publication number: KR102658420B1
Application number: KR1020220049574A
Authority: KR
Inventors: 배석만
Original assignee: 주식회사 솔라옵틱스; 배석만
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2024-04-17
Also published as: KR20220057497A; KR20210018012A; KR20220058868A; KR102659688B1; KR102655851B1; KR20220058869A; KR20220057496A; KR20210018013A; KR102511064B1; KR102511065B1; KR102511072B1; KR20220058867A

Abstract

광 수송 매체에 관해 개시된다. 광 수송 매체:광이 진행하는 코어(core) 및 코어를 감싸는 크래드(clad);를 포함하고, 외주면 일 측과 타 측에 광 주입 영역(light injection region)과 출광 영역(light output region)이 정의되어 있는 광 파이버; 광 파이버의 광 주입 영역에 마련되는 것으로 상기 크래드를 관통하여 코어가 노출되는 적어도 하나의 광 주입 윈도우(light injection windows); 그리고 적어도 하나의 광 주입 윈도우에 설치되는 렌즈:를 구비하며, 렌즈는 외부로부터의 광이 입사하는 집광부와, 집광부의 저면에 마련되어 집광부로부터의 광을 코어로 주입하는 쐐기형 광 주입부가 마련되어 있는 구조를 가진다.Disclosed is an optical transport medium. Light transport medium: includes a core through which light travels and a clad surrounding the core, and has a light injection region and a light output region on one side and the other side of the outer peripheral surface. defined optical fiber; At least one light injection window provided in the light injection area of the optical fiber and penetrating the clad to expose the core; And a lens installed in at least one light injection window, wherein the lens includes a light collecting part through which light from the outside enters, and a wedge-shaped light injection part provided on the bottom of the light collecting part to inject light from the light collecting part into the core. It has a structure in place.

Description

light transporting media

하나 또는 그 이상의 실시 예는 광 에너지를 광 파이버를 이용해 전송하는 광 수송 매체에 관한 것으로, 상세하게는 다수의 렌즈가 광 파이버의 수광 영역에 마련되어 있는 광 수송 매체에 관한 것이다.One or more embodiments relate to an optical transport medium that transmits light energy using an optical fiber, and more specifically, to an optical transport medium in which a plurality of lenses are provided in a light-receiving area of the optical fiber.

광 파이버는 광통신, 태양발전, 식물경작 등에 다양한 목적으로 사용되는 광 전송 매체이다. 광 전송은 광 파이버의 양 단에 마련되는 경면(facet)을 통해 입사 및 출사한다. Optical fiber is an optical transmission medium used for various purposes such as optical communication, solar power generation, and plant cultivation. Light transmission enters and exits through mirror surfaces provided at both ends of the optical fiber.

이러한 광 파이버는 광이 진행하는 코어와 코어를 감싸는 박막형태의 크래드를 포함한다. 응용 형태에 따라 하나의 광 파이버가 이용될 수 도 있고, 태양 발전이나 식물재배 시스템에서는 대용량의 광 에너지를 전송하기 위하여 다발의 형태로 광 파이버가 이용되기도 한다. This optical fiber includes a core through which light travels and a thin film-shaped cladding surrounding the core. Depending on the application type, a single optical fiber may be used, or in solar power generation or plant cultivation systems, optical fibers may be used in the form of a bundle to transmit large amounts of optical energy.

광 파이버를 통한 광 에너지의 크기는 광 파이버로 입사하는 광 에너지에 의해 결정되며, 대량의 광 에너지를 입사시키는 일반적인 방법은 넓은 광 입사 영역을 가지는 렌즈를 이용해 입사 광을 광 파이버의 경면에 집중(converging)한다. The size of optical energy through an optical fiber is determined by the optical energy incident on the optical fiber, and a common method of incident large amounts of optical energy is to use a lens with a wide light incident area to focus the incident light on the mirror surface of the optical fiber ( converging).

하나 또는 그 이상의 실시 예(one or more embodiments)는 광 입사 영역이크게 확대 되어 고 에너지의 광 에너지의 공급이 가능한 광 파이버를 적용하는 광 수송 매체를 제시한다.One or more embodiments present an optical transport medium employing an optical fiber capable of supplying high-energy optical energy with a greatly expanded optical incident area.

하나 또는 그 이상의 실시 예는 광 파이버 단위 면적당 광의 입사 량을 증대할 수 있는 광 수송 매체를 제시한다.One or more embodiments provide an optical transport medium capable of increasing the incident amount of light per unit area of the optical fiber.

하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체:는Optical transport medium according to one or more embodiments:

광이 진행하는 코어(core) 및 상기 코어를 감싸는 크래드(clad);를 포함하고, 외주면 일 측과 타 측에 광 주입 영역(light injection region)과 출광 영역(light output region)이 정의되어 있는 광 파이버;It includes a core through which light travels and a clad surrounding the core, and a light injection region and a light output region are defined on one side and the other side of the outer peripheral surface. optical fiber;

상기 광 파이버의 광 주입 영역에 마련되는 것으로 상기 크래드를 관통하여 코어가 노출되는 적어도 하나의 광 주입 윈도우(light injection windows); 그리고at least one light injection window provided in the light injection area of the optical fiber and exposing the core through the cladding; and

상기 적어도 하나의 광 주입 윈도우에 설치되는 렌즈:를 구비하며,A lens installed on the at least one light injection window,

상기 렌즈는 외부로부터의 광이 입사하는 집광부와, 집광부의 저면에 마련되어 집광부로부터의 광을 코어로 주입하는 쐐기형 광 주입부가 마련되어 있는 구조를 가진다.The lens has a structure that includes a light collecting part through which light from the outside enters, and a wedge-shaped light injection part provided on the bottom of the light collecting part to inject light from the light collecting part into the core.

하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면,According to one or more embodiments,

상기 출광 영역에 상기 크래드를 관통하는 다수의 출광 윈도우가 형성되고, 상기 출광 윈도우에 광학적 필터 또는 코어 보호 코팅층이 마련되어 있을 수 있다.A plurality of light exiting windows penetrating the cladding may be formed in the light exiting area, and an optical filter or a core protective coating layer may be provided on the light exiting windows.

상기 출광 윈도우는 상기 광 파이버의 외주면에 스파이럴형으로 형성되는 연속적 또는 불연속적 그루브에 의해 마련될 수 있다.The light exit window may be provided by a continuous or discontinuous groove formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the optical fiber.

상기 광 주입 윈도우에 설치되는 렌즈는 상기 광파이버의 외주면에서 상기 코어를 중심으로 상호 어긋나게 배치되어 있을 수 있다.Lenses installed in the light injection window may be arranged to be offset from each other about the core on the outer peripheral surface of the optical fiber.

상기 다수의 광 주입 윈도우에 설치되는 렌즈들의 광 주입부의 선단부는 상기 코어의 중심으로부터 이격되어 있을 수 있다.Tips of light injection portions of the lenses installed in the plurality of light injection windows may be spaced apart from the center of the core.

상기 다수의 광 주입 윈도우는 설치되는 상기 쐐기형 광 주입부의 선단부는 상기 코어의 중심으로부터 이격되어 있을 수 있다.The tip of the wedge-shaped light injection portion where the plurality of light injection windows are installed may be spaced apart from the center of the core.

상기 쐐기형 광 주입부의 선단부는 상기 코어의 중심으로부터 이격되어 있ㅇ을 수 있다.The tip of the wedge-shaped light injection unit may be spaced apart from the center of the core.

상기 광 주입 영역에서 상기 코어의 단부에 외부로 부터 광을 코어로 주입하는 렌즈가 설치되어 있을 수 있다.A lens that injects light into the core from the outside may be installed at an end of the core in the light injection area.

상기 코어의 단부에 설치되는 렌즈는 외부로부터의 광이 입사하는 집광부와, 집광부의 저면에 마련되어 집광부로부터의 광을 코어로 주입하는 쐐기형 광 주입부를 갖출수 있다.The lens installed at the end of the core may have a light collecting part through which light from the outside enters, and a wedge-shaped light injection part provided on the bottom of the light collecting part to inject light from the light collecting part into the core.

하나 또는 이 이상의 실시 예에 따르면, 광 파이버 일측 단부에 광 주입 영역이 정의되고 여기에 다수의 렌즈가 이식되어 있는 광 수송 매체 및 이를 적용하는 태양광 발전 유니트 및 시스템이 제공된다. 다수의 렌즈가 이식되어 있는 광 파이버를 다양한 용도로 사용될 수 있다. 발전 유니트는 하나 또는 그 이상의 광 파이버가 위치하는 하나의 공간 주위에 솔라 패널을 배치된 구조를 가진다. 이러한 바(bar) 형태의 태양광 발전 유니트는 다수 입체적으로 집적이 가능하여, 좁은 공간에서 대용량의 발전이 가능하며, 광 입사면를 제외한 발전 시스템의 본체는 실내 설치가 가능하다. 이러한 태양광 발전 유니트에 따르면, 이동성 및 비용과 설치면적을 현저히 낮추면서도 대용량의 태양광 발전소 및 중, 소형 발전시스템을 대중적으로 보급 할 수 있다. 특히 종래의 태양광 발전소를 설치할 시 적지 않은 면적을 확보하기 위해, 발생되는 환경파괴와 주변 환경변화에 따른 수명저하에 따른 관리비용의 증가를 혁신적으로 개선할 수 있다. 나아가서는 가정용 태양광 전기, 부지 확보가 어려운 지역에서의 태양광발전, 우주공학, 대형선박, 전기자동차, 휴대용 전기제품 등, 응용분야가 광범위하게 사용되는 효과가 있는 것이다.According to one or more embodiments, an optical transport medium in which a light injection area is defined at one end of an optical fiber and a plurality of lenses are implanted therein, and a solar power generation unit and system applying the same are provided. An optical fiber implanted with multiple lenses can be used for various purposes. The power generation unit has a structure in which solar panels are arranged around a space where one or more optical fibers are located. These bar-shaped solar power generation units can be integrated three-dimensionally, enabling large-capacity power generation in a narrow space, and the main body of the power generation system, excluding the light incident surface, can be installed indoors. According to these solar power generation units, large-capacity solar power plants and medium- and small-sized power generation systems can be widely distributed while significantly reducing mobility, cost, and installation area. In particular, in order to secure a considerable area when installing a conventional solar power plant, it is possible to innovatively improve the environmental destruction that occurs and the increase in management costs due to the decrease in lifespan due to changes in the surrounding environment. Furthermore, it has the effect of being widely used in application fields such as home solar electricity, solar power generation in areas where land is difficult to secure, space engineering, large ships, electric vehicles, and portable electric appliances.

도1은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체를 보여 주는 사시도이다.
도2A는 도1에 도시된 광 파이버의 광 주입 영역의 종단면도이다.
도2B는 도1에 도시된 광 파이버의 광 주입 영역의 횡단면도이다.
도3은 도1에 도시된 광 수송 매체에서 렌즈의 배치 형태를 설명하는 개략적 단면도이다.
도4는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 렌즈의 다른 변형 예를 예시한다.
도5는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 렌즈의 또 다른 변형 예를 예시한다.
도6은 도5에 도시된 형태의 렌즈를 적용하는 또 다른 형태의 광 수송 매체의 광 주입 영역을 부분적으로 예시한다.
도7은 도6에 도시된 광 수송 매체의 부분적 횡단면도이다.
도8은 도5에 도시된 형태의 렌즈를 적용하는 또 다른 형태의 광 수송 매체의 광 주입 영역을 부분적으로 예시한다.
도9은 도8에 도시된 광 수송 매체의 부분적 횡단면도이다.
도10는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따라, 광 주입 영역(Ri)과 출광 영역(Ro)를 가지는 광 수송 매체를 예시한다.
도11a는 도10에 도시된 광 수송 매체의 출광 영역(Ro)의 종단면도이다.
도11b은 도10에 도시된 광 파이버의 출광 영역(Ro)의 횡단면도이다.
도12는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체의 출광 영역에 광학적 필터가 마련된 구조를 예시한다.
도13a 내지 13c는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 다양한 형태의 광라, 수송 매체를 예시한다.
도14는 전술한 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체를 적용하는 발전 유니트를 보여주는 개략적 사시도이다.
도15은 광 파이버와 솔라 패널의 관계를 보이는 도9의 I-I 선 단면도이다.
도16은 하나 또는 그 이상의 다른 실시 예에 따른 사각 바(bar) 형태의 태양광 발전 유니트를 개략적으로 도시한다.
도17은 도11의 II-II 선 단면도이다.
도18은 도12에 도시된 단면 구조를 입체적으로 보인다.
도19a는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따라 복수의 광 파이버가 사각의 하우징 내부에 설치된 태양광 발전 유니트의 부분적인 구조를 보인다.
도19b는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따라 복수의 광 파이버가 사각의 하우징 내부에 설치된 태양광 발전 유니트의 부분적인 구조를 보인다.
도20는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 태양광 발전 유니트의 개략적 하우징 내부 구조를 입체적으로 보인다.
도21은 도20의 III-III 선 단면도이다.
도22은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 태양광 발전 유니트의 원통형 하우징의 단면 구조를 개략적으로 예시한다.
도23은 다수의 태양광 발전 유니트에 의해 발전 시스템의 태양 발전 구조체를 개략적으로 도시한다.
도24은 도18에 도시된 태양 발전 구조체의 하부를 부분적으로 도시한다.1 is a perspective view showing an optical transport medium according to one or more embodiments.
Figure 2A is a longitudinal cross-sectional view of the light injection area of the optical fiber shown in Figure 1.
Figure 2B is a cross-sectional view of the light injection area of the optical fiber shown in Figure 1.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the arrangement of lenses in the optical transport medium shown in FIG. 1.
Figure 4 illustrates another variation of a lens according to one or more embodiments.
Figure 5 illustrates another variation of a lens according to one or more embodiments.
Figure 6 partially illustrates the light injection area of another type of light transport medium employing a lens of the type shown in Figure 5.
Figure 7 is a partial cross-sectional view of the optical transport medium shown in Figure 6.
Figure 8 partially illustrates the light injection area of another form of light transport medium employing a lens of the type shown in Figure 5.
Figure 9 is a partial cross-sectional view of the optical transport medium shown in Figure 8.
Figure 10 illustrates a light transport medium having a light injection region Ri and a light exit region Ro, according to one or more embodiments.
Fig. 11A is a longitudinal cross-sectional view of the light exit area Ro of the optical transport medium shown in Fig. 10.
FIG. 11B is a cross-sectional view of the light exit area Ro of the optical fiber shown in FIG. 10.
Figure 12 illustrates a structure in which an optical filter is provided in a light exit area of an optical transport medium according to one or more embodiments.
Figures 13A-13C illustrate various types of light and transport media according to one or more embodiments.
Figure 14 is a schematic perspective view showing a power generation unit applying an optical transport medium according to one or more embodiments described above.
Figure 15 is a cross-sectional view taken along line II of Figure 9 showing the relationship between optical fibers and solar panels.
Figure 16 schematically shows a solar power generation unit in the form of a square bar according to one or more other embodiments.
Figure 17 is a cross-sectional view taken along line II-II of Figure 11.
Figure 18 shows the cross-sectional structure shown in Figure 12 in three dimensions.
FIG. 19A shows a partial structure of a solar power generation unit in which a plurality of optical fibers are installed inside a rectangular housing according to one or more embodiments.
Figure 19b shows a partial structure of a solar power generation unit in which a plurality of optical fibers are installed inside a square housing according to one or more embodiments.
Figure 20 shows a schematic housing internal structure of a solar power generation unit according to one or more embodiments in three dimensions.
Figure 21 is a cross-sectional view taken along line III-III of Figure 20.
Figure 22 schematically illustrates a cross-sectional structure of a cylindrical housing of a solar power generation unit according to one or more embodiments.
Figure 23 schematically shows the solar power generation structure of a power generation system by a plurality of solar power generation units.
Figure 24 partially shows the lower part of the solar power structure shown in Figure 18.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들로 인해 한정 되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention concept may be modified into various other forms, and the scope of the present invention concept should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. It is preferable that the embodiments of the present invention be interpreted as being provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Identical symbols refer to identical elements throughout. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the inventive concept is not limited by the relative sizes or spacing depicted in the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and conversely, a second component may be named a first component without departing from the scope of the inventive concept.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the inventive concept. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, expressions such as “comprises” or “has” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not preclude the presence or addition of numbers, operations, components, parts, or combinations thereof.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical terms and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art in the technical field to which the concept of the present invention pertains. Additionally, commonly used terms, as defined in dictionaries, should be interpreted to have meanings consistent with what they mean in the context of the relevant technology, and should not be used in an overly formal sense unless explicitly defined herein. It will be understood that this is not to be interpreted.

어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.In cases where an embodiment can be implemented differently, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially at the same time, or may be performed in an order opposite to the order in which they are described.

첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다. 또한 "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.In the accompanying drawings, variations of the depicted shape may be expected, for example, depending on manufacturing techniques and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the area shown in this specification, but should include, for example, changes in shape that occur during the manufacturing process. As used herein, any term “and/or” includes each and every combination of one or more of the mentioned elements. Additionally, the term “substrate” used in this specification may refer to the substrate itself or a laminated structure including the substrate and a predetermined layer or film formed on the surface. Additionally, in this specification, the term “surface of the substrate” may mean the exposed surface of the substrate itself, or the outer surface of a predetermined layer or film formed on the substrate. Additionally, the term "above" or "above" can include not only what is directly above in contact, but also what is above without contact.

이하에서 설명되는 모범적 실시 예들에 적용되는 발전부의 솔라 패널 또는 솔라셀은 특정 구조에 제한되지 않는다. 즉, 하나 또는 그 이상의 실시 예에 적용되는 솔라 패널은 광파에 의해 전기를 발생하는 어떠한 형태의 광전변환 장치 또는 광전 변환 소자로도 대체 가능하다. The solar panel or solar cell of the power generation unit applied to the exemplary embodiments described below is not limited to a specific structure. That is, the solar panel applied to one or more embodiments can be replaced with any type of photoelectric conversion device or photoelectric conversion element that generates electricity by light waves.

바람직한 실시 예들에 따르면, 발전부는 굳은 재질의 기판을 포함하는 솔리드 솔라 패널 또는 가요성 기판을 포함하는 플렉서블 솔라 패널을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 발전부는 유기 고분자 또는 무기 반도체 솔라셀을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 발전부는 비정질 또는 다결정 실리콘계 솔라 패널을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 발전부는 가요성 금속 또는 무기 필름 상의 기판 상에 형성되는 유기 고분자 또는 무기 화합물 광전변환물질을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 발전부는 페로브스카이트 솔라 패널 또는 염료 감응형 솔라 패널을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 발전부는 상기 하우징의 내벽에 직접 형성되거나 별도로 제작되어 부착되는 광전변환구조물을 포함할 수 있으며, 이하의 설명에서 언급되는 솔라 패널 또는 솔라셀은 위와 같은 특정 구조에 국한되지 않음은 물론이다.According to preferred embodiments, the power generation unit may include a solid solar panel including a hard material substrate or a flexible solar panel including a flexible substrate. According to another embodiment, the power generation unit may include an organic polymer or inorganic semiconductor solar cell. According to another embodiment, the power generation unit may include an amorphous or polycrystalline silicon-based solar panel. According to one or more embodiments, the power generation unit may include an organic polymer or inorganic compound photoelectric conversion material formed on a substrate on a flexible metal or inorganic film. According to one or more embodiments, the power generation unit may include a perovskite solar panel or a dye-sensitized solar panel. According to one or more embodiments, the power generation unit may include a photoelectric conversion structure that is formed directly on the inner wall of the housing or is manufactured and attached separately, and the solar panel or solar cell mentioned in the following description has the specific structure as above. Of course, it is not limited to this.

도1은 한 실시 예에 따른 실 또는 와이어 형태의 광 파이버(11) 및 이에 장착되는 렌즈(20)를 포함하는 광 수송 매체(110)를 예시한다. 도1에서 "A"는 렌즈(20)가 다수 이식(移植)된 광 파이버(11)의 광 주입 영역(Ri)을 나타낸다. 광 파이버(11)는 중심의 코어(11a)와 이를 덮는 크래드(11b)를 포함한다. 상기 광 파이버(11)는 상기 광 주입 영역(Ri)의 렌즈(20)를 통해 입사한 광을 그 반대 방향으로 코어(11a)를 통해 안내한다. 상기 렌즈(20)는 상기 렌즈(20)는 상기 광 주입 영역(Ri)에서 광 파이버(11)의 둘레 또는 단부 또는 둘레와 단부에 형성된다.Figure 1 illustrates an optical transport medium 110 including an optical fiber 11 in the form of a thread or wire and a lens 20 mounted thereon according to an embodiment. In FIG. 1, "A" represents the light injection area Ri of the optical fiber 11 into which a plurality of lenses 20 are implanted. The optical fiber 11 includes a central core 11a and a clad 11b covering it. The optical fiber 11 guides light incident through the lens 20 of the light injection region Ri through the core 11a in the opposite direction. The lens 20 is formed on the circumference or end or the circumference and end of the optical fiber 11 in the light injection region Ri.

도2a는 상기 광파이버(11)에서 상기 광 주입 영역(Ri)의 종단면도이며, 도2b는 렌즈(20)가 부착된 부분의 개략적 횡단면도이다. 도2a, 2b를 참조하면, 상기 광 파이버(11)의 광 주입 영역(Ri)에 렌즈(20)가 장착되는 광 주입 윈도우(11c)가 형성되는데, 이 광 주입 윈도우 (11c)는 광 파이버(11)의 외피, 즉 크래드(11b)를 관통하며, 그 하부 바닥에 코어(11a)의 표면이 노출되도록 형성된다. 상기 광 주입 영역(Ri)에는 광 파이버의 외주면 뿐 아니라 그 단면 또는 경면(facet)도 포함된다. 여기에서 광 주입 윈도우(11c)의 바닥에 노출된 코어의 표면 또는 단면은 상기 렌즈(20)의 저면에 대응하게 가공될 수 있다. 광 주입 윈도우(11c)에서 렌즈(20)는 광학 접착제(21)에 의해 코어(11a)의 일 측면과 결합된다. FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the light injection region Ri in the optical fiber 11, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the portion where the lens 20 is attached. 2A and 2B, a light injection window 11c on which a lens 20 is mounted is formed in the light injection area Ri of the optical fiber 11, and this light injection window 11c is formed by an optical fiber ( It penetrates the outer shell of 11), that is, the clad 11b, and is formed so that the surface of the core 11a is exposed at the bottom thereof. The light injection region Ri includes not only the outer peripheral surface of the optical fiber but also its cross section or facet. Here, the surface or cross section of the core exposed at the bottom of the light injection window 11c may be processed to correspond to the bottom surface of the lens 20. In the light injection window 11c, the lens 20 is coupled to one side of the core 11a by an optical adhesive 21.

따라서, 상기 광 주입 영역(Ri)에서 외부로부터의 광(1)은 다수의 렌즈(20)를 통해 코어(11a) 내부로 주입되고, 코어(11a)에 주입된 광은 코어(11a)를 따라 도파하게 된다. 여기에서, 상기 광 주입 영역(Ri) 측의 코어 단부 또는 경면은 광 차단 물질 또는 부품에 의해 광학적으로 폐쇄될 수도 있으며, 다른 실시 예에 따르면 상기 렌즈(20)가 장착될 수 도 있다.Therefore, in the light injection region Ri, light 1 from the outside is injected into the core 11a through the plurality of lenses 20, and the light injected into the core 11a is along the core 11a. You will break the law. Here, the core end or mirror surface on the light injection region Ri side may be optically closed by a light blocking material or component, and according to another embodiment, the lens 20 may be mounted thereon.

한편, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 광 파이버(11)의 외주면에 렌즈(20)를 배치함에 있어서, 인접한 렌즈(20)는 코어(11a)의 중심(11a')을 두고 서로 마주 보지 않고 서로 엇갈리게 부착되는 것이 바람직하다. 코어(11a)를 중심으로 인접한 두 렌즈(20)가 서로 마주 대할 경우 한쪽 렌즈(20)를 통해 입사한 광이 다른 렌즈(20)를 통해 빠져 나갈 수 있으며, 따라서 이를 방지하기 위하여 서로 엇갈리게 렌즈를 배치하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as shown in Figure 3, when the lens 20 is placed on the outer peripheral surface of the optical fiber 11, adjacent lenses 20 do not face each other with the center 11a' of the core 11a. It is preferable that they are attached in a staggered manner. When two adjacent lenses 20 face each other around the core 11a, light incident through one lens 20 may escape through the other lens 20. Therefore, to prevent this, the lenses are staggered. It is desirable to place

도4는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체에 적용되는 여러 형태의 렌즈를 예시한다.Figure 4 illustrates various types of lenses applied to optical transport media according to one or more embodiments.

도4의 (a)에 도시된 렌즈는 반구형 또는 돔형의 곡면을 가지며, (b)에 도시된 렌즈는 완전 구형이며, 그리고 (c)에 도시된 렌즈는 원뿔형이다. 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 렌즈들은 보다 다양한 형태로 변형 또는 수정이 가능하며 특정한 렌즈의 형태에 의해 본 개시의 기술적 범위가 제한되지 않는다.The lens shown in (a) of Figure 4 has a hemispherical or dome-shaped curved surface, the lens shown in (b) is completely spherical, and the lens shown in (c) is conical. Lenses according to one or more embodiments can be modified or modified into various forms, and the technical scope of the present disclosure is not limited by the shape of a specific lens.

상기와 같이 다수의 렌즈(20)가 마련된 광 주입 영역(Ri)을 가지는 광 파이버(11)는 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 자동차용 조명 시스템, 온실용 광원 장치, 디스플레이 장치, 태양 발전 시스템 등이 있으며, 그 용도는 더욱 확대될 수 있다.The optical fiber 11 having the light injection area Ri provided with a plurality of lenses 20 as described above can be used for various purposes, such as automotive lighting systems, greenhouse light source devices, display devices, solar power generation systems, etc. And its uses can be further expanded.

도5는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따라 개조된 새로운 형태의 렌즈(20)를 예시한다.Figure 5 illustrates a new type of lens 20 adapted in accordance with one or more embodiments.

도5에 도시된 바와 같이 렌즈(20)는 빛이 입사하는 반구형의 집광부(21)와 집광부(21)의 저면에 마련되어 집광부(21)로부터의 광을 코어(11a)로 주입하는 쐐기형 광 주입부(22)를 포함한다.As shown in Figure 5, the lens 20 is provided on the bottom of the hemispherical light collecting part 21 and the light collecting part 21 through which light enters, and is a wedge that injects the light from the light collecting part 21 into the core 11a. It includes a fluorescent injection unit (22).

도6 및 도8은 상기한 바와 같이 원뿔 형태의 쐐기형 광 주입부(22)를 가지는 렌즈(20)의 다양한 적용 예를 도시하며, 도7및 도9는 각각 도6 및 도7의 횡단면도이다.FIGS. 6 and 8 show various application examples of the lens 20 having the cone-shaped wedge-shaped light injection portion 22 as described above, and FIGS. 7 and 9 are cross-sectional views of FIGS. 6 and 7, respectively. .

도6 및 도7은 광파이버(11)의 단면 또는 경면에만 렌즈(20)가 설치되는 구조를 보인다. 상기 광 파이버(11)의 경면에 광 주입 윈도우(11c)가 형성되고 그 바닥에 코어(11a)의 축을 따라 깊숙이 연장되는 광 주입부 수용홈(11c')가 형성되어 있다. 이러한 구조에 따르면, 광 파이버(11)의 단부에 마련된 렌즈(20)를 통해 광(1)이 코어 내부로 깊숙이 주입할 수 있게 된다. 여기에서 상기 렌즈(20)의 하부에 마련되는 광 주입부(22)의 길이는 광학적 조건에 따라 조절될 것이며, 기계적으로 또는 렌즈 및 광파이버에 대한 광 주입부(11c')의 가공 기술이 허용하는 범위 내에서 최대한 연장되는 것이 바람직하다.Figures 6 and 7 show a structure in which the lens 20 is installed only on the cross section or mirror surface of the optical fiber 11. A light injection window 11c is formed on the mirror surface of the optical fiber 11, and a light injection portion receiving groove 11c' extending deeply along the axis of the core 11a is formed at the bottom thereof. According to this structure, light 1 can be injected deeply into the core through the lens 20 provided at the end of the optical fiber 11. Here, the length of the light injection part 22 provided at the lower part of the lens 20 will be adjusted according to optical conditions, mechanically or as long as the processing technology of the light injection part 11c' for the lens and optical fiber allows. It is desirable to extend it as much as possible within the range.

도8 및 도9는 광 파이버(11)의 단면 뿐 아니라 측면에서 형성되는 구조를 가지는 광 수송 매체(110)를 예시한다. 광파이버(11)의 경면과 외부면에 렌즈(20)가 다수 설치된다. 상기 광 파이버(11)의 경면에 광 주입 윈도우(11c)가 형성되고 그 바닥에 코어(11a)의 축을 따라 깊숙이 연장되는 광 주입부 수용홈(11c')가 형성되어 있다. 그리고, 광 파이버(11)의 외주면에도 광 주입 윈도우(11c)가 다수 형성되며, 이때에 코어(11a)에 형성되는 광 주입부 수용홈은 코어(11a)의 중심 가깝게 까지 연장되며, 이때에 코어 중심을 통한 광 진행 방해를 억제하기 위하여 코어의 중심으로부터 소정 거리(x) 이격되어야 한다.8 and 9 illustrate an optical transport medium 110 having a structure formed not only in the cross section but also in the side surface of the optical fiber 11. A plurality of lenses 20 are installed on the mirror surface and external surface of the optical fiber 11. A light injection window 11c is formed on the mirror surface of the optical fiber 11, and a light injection portion receiving groove 11c' extending deeply along the axis of the core 11a is formed at the bottom thereof. In addition, a plurality of light injection windows 11c are formed on the outer peripheral surface of the optical fiber 11, and at this time, the light injection portion receiving groove formed in the core 11a extends close to the center of the core 11a, and at this time, the core 11a In order to suppress interference with light propagation through the center, it must be spaced a predetermined distance (x) from the center of the core.

한편, 도8 및 도9에서 도시된 광 수송 매체(110)에서, 광 파이버(11)의 단면에 배치되는 렌즈(20)는 배제될 수 있으며, 이경우 광파이버(11)의 단면은 광학적으로 차단 처리될 수 있다.Meanwhile, in the optical transport medium 110 shown in FIGS. 8 and 9, the lens 20 disposed on the cross section of the optical fiber 11 may be excluded, and in this case, the cross section of the optical fiber 11 is optically blocked. It can be.

도10는 다른 실시 예에 따라 광 주입 영역(Ri)과 출광 영역(Ro)를 가지는 광 수송 매체를 개략적으로 다시 한번 예시하며, 도11a는 상기 출광 영역(Ro)의 종단면도, 그리고 도11b는 출광 영역(Ro)의 횡단면도이다.FIG. 10 schematically illustrates again a light transport medium having a light injection region Ri and a light exit region Ro according to another embodiment, where FIG. 11A is a longitudinal cross-sectional view of the light exit region Ro, and FIG. 11B is a This is a cross-sectional view of the light output area (Ro).

도10을 참조하면, 코어(11a)와 크래드(11b)를 포함하는 광파이버(11)는 일측에 전술한 바와 같이 광(1)이 입사하는 다수 렌즈(20)가 전술한 바와 같은 다양한 실시 예에 따라 배치되는 광 주입 영역(Ri)을 포함하며, 그 타측에서는 출광 영역(Ro)이 마련된다. 상기 광 주입 영역(Ri)과 출광 영역(Ro)는 인접하거나 소정 거리 상호 이격될 수 있다.Referring to FIG. 10, the optical fiber 11 including the core 11a and the cladding 11b has a plurality of lenses 20 on one side through which light 1 is incident, as described above, in various embodiments as described above. It includes a light injection area Ri arranged according to , and a light exit area Ro is provided on the other side. The light injection area Ri and the light exit area Ro may be adjacent to each other or may be spaced apart from each other by a predetermined distance.

도11a 및 11b는 상기 출광 윈도우(11d)의 구조를 보이는 출광 영역(Ro)의 종단면도 및 횡단면도이다. 도11a, 11b에 도시된 바와 같이, 출광 윈도우(11d)는 크래드(11b)를 관통하는 관통공 구조를 가지며, 그 바닥에 코어(11a)의 표면이 노출되어 있다.Figures 11a and 11b are longitudinal and transverse cross-sectional views of the light exiting area Ro showing the structure of the light exiting window 11d. As shown in FIGS. 11A and 11B, the light exit window 11d has a through-hole structure that penetrates the clad 11b, and the surface of the core 11a is exposed at the bottom.

이러한 구조의 광 파이버(11)에서 크래드(11b)에 덮여 있는 코어(11a)를 따라 광(1)이 진행한다. 클래드(11b)는 계면 반사를 통해 광파(1)를 코어(11a)내에 가두어서 광(1)이 코어(11a)를 따라 진행하도록 안내 한다. 출사 영역(Ro)에서 크래드(11b)에 형성되는 출광 윈도우(11d)의 하부 또는 바닥에는 코어(11a)의 표면이 노출되어 있고, 따라서 이 부분에는 코어(11a)를 진행하던 광(1) 일부가 출광 윈도우(11d)를 통해 외부로 빠져 나온다.In the optical fiber 11 of this structure, light 1 travels along the core 11a covered by the clad 11b. The clad (11b) confines the light wave (1) within the core (11a) through interface reflection and guides the light (1) to proceed along the core (11a). The surface of the core 11a is exposed at the bottom or bottom of the light exit window 11d formed on the clad 11b in the exit area Ro, and thus the light 1 traveling through the core 11a is exposed to this portion. Some of it comes out to the outside through the light exit window 11d.

도12는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따라 상기 광 파이버(11)의 출광 영역(11d)에 특정 파장을 통과 또는 차단하는 광학적 필터(11e)가 마련되는 구조를 개념적으로 도시한다. 즉, 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체(110)는 상기 출광 윈도우(11d)를 통과하는 광파를 특정 광 성분 중 특정 파장을 선택하거나 차단하는 필터를 적용할 수 있다. 즉, 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 수송 매체(110)는 상기와 같은 상기와 같은 광학적 필터 구조를 상기 광 주입 영역에도 다양한 형태로 적용할 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 광 파이버는 상기 광 주입 영역에도 상기 필터와 함께 또는 필터를 대체하여 코어를 보호 하는 코어 보호 코팅층이 다양한 형태로 적용할 수 있다.FIG. 12 conceptually shows a structure in which an optical filter 11e that passes or blocks a specific wavelength is provided in the light output area 11d of the optical fiber 11 according to one or more embodiments. That is, the light transport medium 110 according to one or more embodiments may apply a filter that selects or blocks a specific wavelength among specific light components from the light wave passing through the light exit window 11d. That is, the optical transport medium 110 according to one or more embodiments may apply the optical filter structure described above to the light injection area in various forms. Additionally, in the optical fiber according to one or more embodiments, a core protection coating layer that protects the core may be applied in various forms to the light injection area together with the filter or in place of the filter.

상기와 같은 광학적 필터(11e) 또는 이를 대체하는 필터 형태의 보호 코팅층은 다양한 형태로 변형이 가능하며 별개의 부품으로 상기 출광 영역(11d)에 장착될 수 있으며, 다른 실시 예에 따르면 상기 출광 영역(11d)에 대한 필터 물질의 코팅에 의해 목적하는 파장 선택 필터를 형성하며, 한편 코어를 보호하는 투명 물질층을 코팅함으로써 상기 코어 보호 코팅층을 형성할 수 있다. 이하의 실시 예의 설명에서는 편의상 상기 필터에 대해 언급하지 않으며 도면 상에도 표시하지 않는다.The optical filter 11e as described above or the protective coating layer in the form of a filter replacing it can be modified into various forms and may be mounted on the light output area 11d as a separate component. According to another embodiment, the light output area (11d) The desired wavelength selection filter can be formed by coating the filter material for 11d), and the core protective coating layer can be formed by coating a transparent material layer that protects the core. In the following description of the embodiment, for convenience, the filter is not mentioned and is not shown in the drawings.

도13a, 13b, 13c는 광 파이버(11)의 크래드(11b)에 형성되는 출광부(11d)가 나선형 또는 스파이럴형으로 형성되는 광 수송 매체(110)를 예시한다. 상기 스파이럴형 출광부(11d')는 광 파이버(11)의 외주면을 돌아가면서 스파이럴형으로 형성되는 그루브(groove)에 의해 형성되어 코어 내부를 진행하는 광이 스파이럴 형태의 그루부를 통해 외부로 출광할 수 있게 된다. 이 그루브는 광 파이버 외주면 전체에서 연속되게 형성되거나 또는 부분적으로 단절되어 크래드에 비연속적으로 형성될 수 있다. 그러나 다양한 실시 예들은 클래드에 형성되는 특정한 구조나 형태의 출광 윈도우에 의해 기술적으로 제한되지 않음은 당연하다.13A, 13B, and 13C illustrate the optical transport medium 110 in which the light exit portion 11d formed on the clad 11b of the optical fiber 11 is formed in a spiral or spiral shape. The spiral-type light exit portion 11d' is formed by a groove formed in a spiral shape while rotating around the outer circumferential surface of the optical fiber 11, so that light traveling inside the core exits to the outside through the spiral-shaped groove. It becomes possible. This groove may be formed continuously on the entire outer peripheral surface of the optical fiber, or may be partially interrupted and formed discontinuously on the clad. However, it goes without saying that the various embodiments are not technically limited by the specific structure or shape of the light exit window formed on the clad.

도14는 전술한 바와 같이 다양한 실시 예에 따른 광 수송 매체(110)의 응용 례를 하나로서, 광 수송 매체(110)를 적용하는 발전 유니트를 보여 주는 개략적 사시도이며, 도15은 광 파이버와 솔라 패널의 관계를 보이는 I-I 선 단면도이다.Figure 14 is a schematic perspective view showing a power generation unit applying the optical transport medium 110 as an example of application of the optical transport medium 110 according to various embodiments as described above, and Figure 15 is a schematic perspective view showing an optical fiber and solar power generation unit. This is a cross-sectional view along line I-I showing the relationship between panels.

도14, 15을 참조하면, 광 수송 매체(110)의 광 파이버(11)는 광 주입 영역(Ri)과 출광 영역(Ro)을 가진다. 출광 윈도우(11d)가 다수 형성되는 출광 영역(Ro)의 주위에 다수 솔라 패널(30)에 의한 발전부가 배치된다.14 and 15, the optical fiber 11 of the optical transport medium 110 has a light injection area Ri and a light exit area Ro. A power generation unit with a plurality of solar panels 30 is disposed around the light emission area Ro where a plurality of light emission windows 11d are formed.

광파(1)는 광 주입 영역(Ri)의 다수의 렌즈(2)를 통해 광 파이버(11)의 코어(11a) 내로 주입되며, 출광 영역(Ro)에서 코어(11a)를 진행하던 광파(1)의 일부가 코어(11a)를 덮고 있는 클래드(11b)에 형성되는 출광 윈도우(11d)를 통과한다.The light wave 1 is injected into the core 11a of the optical fiber 11 through the plurality of lenses 2 in the light injection area Ri, and the light wave 1 traveling through the core 11a in the light exit area Ro ) passes through the light exit window 11d formed in the clad 11b covering the core 11a.

상기 출광 영역(Ro)의 출광 윈도우(11d)는 클래드(11b)의 부분적 제거에 의해 형성되며, 그 바닥에 코어(11a)가 노출되어 있다. 본 실시 예에서는 4방향으로 배치된 4매의 솔라 패널(30)에 대응하여, 상기 광 파이버(11)의 출광부(11d)는 방사상 4개의 방향으로 형성된다.The light exit window 11d of the light exit region Ro is formed by partially removing the clad 11b, and the core 11a is exposed at the bottom. In this embodiment, corresponding to the four solar panels 30 arranged in four directions, the light exit portions 11d of the optical fiber 11 are formed in four radial directions.

상기 솔라 패널(30)들은 광 파이버(11)의 출광 윈도우(11d)로부터의 광파 진행 경로 상에 배치된다. 솔라 패널(30)은 그 개수에 제한되지 않으며, 다른 실시 예에 따라 두 매 또는 세 매 또는 네 매, 나아가서는 그 이상이 마련되어 광 파이버(11)의 출광 영역이 부분적으로 또는 전체적으로 상기 솔라 패널(30)에 의해 에워싸일 수 있다. 또한 모범적 다른 실시 예에 따르면, 상기 솔라 패널(30)은 상기 광 파이버(11)를 에워싸는 다수의 벽체(12a)를 가지는 삼각 기둥, 사각 기둥 또는 다각 기둥형상의 하우징(12)의 내부에 설치될 수 있다.The solar panels 30 are disposed on a light wave propagation path from the light exit window 11d of the optical fiber 11. The number of solar panels 30 is not limited, and according to another embodiment, two, three, four, or more panels may be provided so that the light output area of the optical fiber 11 is partially or entirely formed by the solar panel ( 30). In addition, according to another exemplary embodiment, the solar panel 30 is installed inside a housing 12 in the shape of a triangular pillar, square pillar or polygonal pillar having a plurality of walls 12a surrounding the optical fiber 11. You can.

상기 광 파이버(11)는 하우징(12) 또는 이 안쪽의 다수의 솔라 패널(30) 들에 의해 마련되는 내부 공간에 설치되어 모든 솔라 패널(30)들로 광(1)을 공급한다.The optical fiber 11 is installed in the housing 12 or an internal space provided by a plurality of solar panels 30 inside the housing 12 and supplies light 1 to all solar panels 30.

다른 실시 예에 따르면, 상기 광 파이버(11)의 출광부(11d)는 전술한 바와같이 스파이럴 출광부(11d')의 구조를 가질 수 있다. 도13a 내지 도13c의 설명에서 언급된 바와 같이, 스파이럴형 출광부(11d')는 광 파이버(11)의 외주면을 돌아가면서 스파이럴형으로 형성되는 그루브(groove)에 의해 형성될 수 있다. 이 그루브는 광 파이버 외주면 전체에서 연속되게 형성되거나 또는 부분적으로 단절되어 크래드에 비연속적으로 형성될 수 있다. 그러나 다양한 실시 예들은 크래드에 형성되는 특정한 구조나 형태의 출광 윈도우에 의해 기술적으로 제한되지 않음은 당연하다.According to another embodiment, the light exit portion 11d of the optical fiber 11 may have the structure of the spiral light exit portion 11d' as described above. As mentioned in the description of FIGS. 13A to 13C, the spiral light exit portion 11d' may be formed by a groove formed in a spiral shape while rotating around the outer peripheral surface of the optical fiber 11. This groove may be formed continuously on the entire outer peripheral surface of the optical fiber, or may be partially interrupted and formed discontinuously on the clad. However, it goes without saying that the various embodiments are not technically limited by the specific structure or shape of the light exit window formed on the clad.

도16은 좀 더 구체화된 한 실시 예에 따른 사각 바(bar) 형태의 태양광 발전 유니트를 개략적으로 도시한다.Figure 16 schematically shows a solar power generation unit in the form of a square bar according to a more detailed embodiment.

도16에 도시된 태양광 발전 유니트(10)는 광 파이버(11)의 출광 영역(Ro)이 내장되는 내부 공간을 형성하는 다수의 벽체(12a)를 가지는 하우징(12)을 포함한다. 상기 하우징(12)의 내부에는, 도9와 10의 설명에서 언급 되었던 바와 같이 광 파이버(11)의 출광 영역(Ro)을 부분적으로 또는 전체적으로 에워싸는 하나 또는 그 이상의 솔라 패널(30)이 배치된다.The solar power generation unit 10 shown in FIG. 16 includes a housing 12 having a plurality of walls 12a forming an internal space in which the light output area Ro of the optical fiber 11 is embedded. Inside the housing 12, as mentioned in the description of FIGS. 9 and 10, one or more solar panels 30 partially or entirely surrounding the light output area Ro of the optical fiber 11 are disposed.

상기 하우징(12)의 양단에는, 실링 부재 또는 앤드캡(13, 14)이 결합되어 있고, 일측 앤드캡(13)을 광 파이버(11)가 관통한다. 상기 앤드캡(13, 14)은 하우징(12)의 내부 공간은 외부와 격리되며, 진공 상태일 수 있다. 진공 상태의 하우징(12) 내부 공간은 습기나 이물질 등에 의해 광 산란 또는 흡수를 방지하여 발전을 위한 광이용 효율을 높인다.Sealing members or end caps 13 and 14 are coupled to both ends of the housing 12, and an optical fiber 11 passes through one end cap 13. The end caps 13 and 14 isolate the inner space of the housing 12 from the outside and may be in a vacuum state. The space inside the vacuum housing 12 prevents light scattering or absorption due to moisture or foreign substances, thereby increasing the efficiency of light use for power generation.

도17은 도16의 II-II 선 단면도이며, 도18은 도17에 도시된 단면 구조를 입체적으로 보인다.Figure 17 is a cross-sectional view taken along line II-II of Figure 16, and Figure 18 shows the cross-sectional structure shown in Figure 17 in three dimensions.

도16, 17, 18에 도시된 바와 같이, 하우징(12)은 사각 단면을 가지는 사각 막대(bar)의 형태를 가지며, 그 중앙에 광 파이버(11)의 출광 영역이 위치하며, 광 주입 영역이 생략되어 있다. 하우징(12) 내부의 네 귀퉁이로부터 그 내부 중심으로 향하는 대각선 방향의 리브(lib, 12a)가 소정 길이 연장하여 하우징 내부 중심에 마련되는 광 파이버(11)를 지지한다. 그리고, 하우징(12)의 내부의 4개의 벽체(12a)의 내면 각각에 솔라 패널(30)이 설치된다.As shown in Figures 16, 17, and 18, the housing 12 has the shape of a square bar with a square cross-section, the light exit area of the optical fiber 11 is located in the center, and the light injection area is It is omitted. A rib 12a in a diagonal direction extending from the four inner corners of the housing 12 toward its inner center extends a predetermined length to support the optical fiber 11 provided at the inner center of the housing. And, solar panels 30 are installed on each of the inner surfaces of the four walls 12a inside the housing 12.

상기 솔라 패널(30)은 특정 물질이나 구조에 의해 한정되지 않으며, 별도의 기판에 형성되는 완성체의 상태로 상기 하우징(12)의 내벽에 설치될 수 있으며, 다른 실시 예에 따르면, 상기 하우징(12)의 내벽 자체에 광전변환물질 및 그 양측의 전극의 코팅에 의해 형성될 수 도 있다The solar panel 30 is not limited by a specific material or structure, and may be installed on the inner wall of the housing 12 as a finished product formed on a separate substrate. According to another embodiment, the housing ( 12) The inner wall itself may be formed by coating photoelectric conversion material and electrodes on both sides.

도19a 및 도19b는 다른 실시 예에 따라 복수의 광 파이버가 사각 및 삼각 하우징 내부에 설치된 태양광 발전 유니트의 부분적인 구조를 보인다.19A and 19B show a partial structure of a solar power generation unit in which a plurality of optical fibers are installed inside a square or triangular housing according to another embodiment.

도19a, 19b를 참조하면, 가운데가 비어 있는 중공 사각 및 삼각 봉상의 하우징(12)의 내벽에 솔라 패널(30)이 설치 또는 형성된다. 그리고, 하우징(12)의 내측의 4개 및 3개의 모퉁이에는 광 수송 매체(110)가 설치되며, 광 주입 영역이 편의상 생략되어 있다. 이 구조에서는 도11에 도시된 바와 같이 한 방향으로만 광파가 출사되는 출광 윈도우(11d)가 형성되어 있는 광 파이버(11)가 적용된다. 이때에 도12에 도시된 바와 같이 광 파이버(11)는 출광 방향(화살표)이 하우징(12) 내부 공간을 향하도록 하고, 이때에 출광 방향을 내부 중심(실선 화살표) 또는 이에서 벗어나서 맞은편 두 솔라 패널 중 어느 하나를 향하도록(점선 화살표) 배향시킬 수 있다.Referring to Figures 19a and 19b, a solar panel 30 is installed or formed on the inner wall of a housing 12 in the shape of a hollow square or triangular rod with an empty center. Additionally, the light transport medium 110 is installed at four and three corners inside the housing 12, and the light injection area is omitted for convenience. In this structure, as shown in FIG. 11, an optical fiber 11 formed with a light exit window 11d through which light waves are emitted in only one direction is used. At this time, as shown in FIG. 12, the optical fiber 11 directs the outgoing light direction (arrow) toward the inner space of the housing 12, and at this time, the outgoing light direction deviates from the inner center (solid arrow) or this to the two opposite sides. It can be oriented to face either one of the solar panels (dotted arrow).

도20은 다른 실시 예에 따른 태양광 발전 유니트의 개략적 하우징 내부 구조를 입체적으로 보이며, 도21는 도20의 III-III 선 단면도이다. Figure 20 shows a schematic housing internal structure of a solar power generation unit according to another embodiment in three dimensions, and Figure 21 is a cross-sectional view taken along line III-III of Figure 20.

도20과 도21를 참조하면, 하우징(15)은 원형 또는 타원형 파이프 또는 튜브의 형태를 가지고 있으며, 그 내부 중심에 하우징(15)의 내벽으로부터 그 중심으로 방향으로 연장되는 다수의 리브(15a)에 의해 지지되는 광 수송 매체(110)가 위치하고, 하우징(15)의 그 내면에 솔라 패널(33)이 부착 또는 형성되어 있다. 상기 솔라 패널(30)은 상기 하우징(15) 내벽 자체에 광전 변환물질 및 전극을 포함하는 적층 구조체로서 내벽에 직접 형성될 수 도 있으며, 다른 실시 예에 따르면 가요성 필름을 베이스로 하는 가요성 솔라 패널으로 대체될 수 있다. 이러한 실시 예에서는 광 수송 매체(110)의 광 파이버(11)로부터의 솔라 패널 부분별 광파의 진행거리의 차가 전술한 실시 예의 사각형 하우징의 태양광 발전 유니트에서의 진행 거리의 차에 비해 적다.Referring to Figures 20 and 21, the housing 15 has the shape of a circular or oval pipe or tube, and has a plurality of ribs 15a at its inner center extending in a direction from the inner wall of the housing 15 to the center. An optical transport medium 110 supported by is positioned, and a solar panel 33 is attached or formed on the inner surface of the housing 15. The solar panel 30 is a laminated structure containing a photoelectric conversion material and an electrode on the inner wall of the housing 15 itself, and may be formed directly on the inner wall. According to another embodiment, a flexible solar panel based on a flexible film is used. Can be replaced with a panel. In this embodiment, the difference in the travel distance of light waves for each solar panel part from the optical fiber 11 of the optical transport medium 110 is smaller than the difference in travel distance in the solar power generation unit of the square housing in the above-described embodiment.

도22은 다른 실시 예에 따른 태양광 발전 유니트의 하우징의 구조를 개략적으로 예시한다. 본 실시 예에서의 하우징(16)은 중공 원기둥 형상을 가지며, 그 내부에는 파상형으로 주름진 형태의 내벽(16a)이 형성되어 있다. 따라서 하우징의 단면에서 하우징 내부 공간은 주름진 파상형 또는 별 형상을 가진다. 이러한 구조에 따르면, 따라서 파상형 내벽(16a)은 크게 확장된 면적을 가지게 된다.Figure 22 schematically illustrates the structure of a housing of a solar power generation unit according to another embodiment. The housing 16 in this embodiment has a hollow cylindrical shape, and an inner wall 16a in a corrugated wavy shape is formed inside the housing 16. Therefore, in the cross section of the housing, the inner space of the housing has a corrugated wave shape or a star shape. According to this structure, the corrugated inner wall 16a therefore has a greatly expanded area.

이러한 주름진 내벽(16a)에는 태양발전을 위한 광전 변환 구조물이 적층형성될 수 있으며, 그 내부에는 전술한 여러 형태의 광 수송 매체(110)가 하나 또는 그 이상 설치될 수 있다.Photoelectric conversion structures for solar power generation may be stacked on this corrugated inner wall 16a, and one or more of the various types of light transport media 110 described above may be installed inside the wrinkled inner wall 16a.

또한 주름 내벽의 돌출부는 내부 공간 중심영역에 위치하는 광 수송 매체의광 파이버를 지지할 수 있다.Additionally, the protrusion of the wrinkled inner wall can support the optical fiber of the optical transport medium located in the central area of the internal space.

도23은 다수의 태양광 발전 유니트에 의해 발전 시스템의 태양 발전 구조체를 개략적으로 도시하며, 도24은 도25에 도시된 태양 발전 구조체의 하부를 부분적으로 도시한다.Figure 23 schematically shows the solar power generation structure of a power generation system by a plurality of solar power generation units, and Figure 24 partially shows the lower part of the solar power generation structure shown in Figure 25.

도23과 도24를 참조하면, 일 방향(도면에서 상하)으로 정렬된 태양광 발전 유니트(10)가 하나의 평면상에 2차원적으로 다수 밀집 배열되어 있다. 태양광 발전 유니트(10)는 사각 튜브형태의 하우징(12)과 하우징(12)의 내부에 그 일측의 출광 영역(Ro)이 위치하는 광 파이버(11)를 구비한다. 고, 광 파이버(11)들의 외단부, 즉 광 주입이 일어나는 광 주입 영역(Ri)이 나란하게 배치되어 있다. 이러한 태양광 발전 유니트(10)는 두 개의 방향으로 다수 밀집되어 큰 규모의 태양 발전 구조체(40)를 구현한다.Referring to Figures 23 and 24, a large number of solar power generation units 10 aligned in one direction (up and down in the drawing) are densely arranged two-dimensionally on one plane. The solar power generation unit 10 includes a housing 12 in the form of a square tube and an optical fiber 11 on one side of which the light exit area Ro is located inside the housing 12. And, the outer ends of the optical fibers 11, that is, the light injection region Ri where light injection occurs, are arranged in parallel. These solar power generation units 10 are densely packed in two directions to form a large-scale solar power generation structure 40.

도23와 도24에 도시된 태양 발전 구조체에서 그 상부에 마련된 무수한 광 파이버(11)의 광 주입 영역(Ri)들은 하나 또는 복수의 묶음으로 다발(번들)화하며, 각 번들의 광 파이버 각각에 다수 마련되는 다수 나란한 광 주입 영역(Ri)의 광 주입 렌즈를 통해서 태양광, 즉 광파를 모든 광 파이버의 코어 내부를 주입한다. 이 구조의 특징은 별도의 집광 렌즈 등의 광학 장치가 없고, 광 파이버 자체를 통해 직접 광파를 받아 들이게 된 점이다. In the solar power generation structure shown in FIGS. 23 and 24, the light injection regions Ri of the numerous optical fibers 11 provided on the upper part are bundled into one or a plurality of bundles, and each optical fiber of each bundle is Sunlight, or light waves, are injected into the core of all optical fibers through a plurality of parallel light injection lenses (Ri). The characteristic of this structure is that there is no separate optical device such as a condenser lens, and light waves are received directly through the optical fiber itself.

상기와 같은 실시 예들에서, 태양광 발전 유니트의 솔라 패널은 잘 알려진 페로브스카이트 솔라 패널 또는 셀을 적용할 수 있다. 페로브스카이트 솔라 패널 또는 솔라 셀은 페로브스카이트 구조 화합물을 포함한다.In the above embodiments, the solar panel of the photovoltaic power generation unit may be a well-known perovskite solar panel or cell. Perovskite solar panels or solar cells contain perovskite structural compounds.

본 개시에서 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀 두고자 한다.Although shown and described in relation to specific embodiments in the present disclosure, it is recognized in the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit or field of the present invention as provided by the following claims. I would like to make it clear that anyone with ordinary knowledge can easily understand this.

Claims

It includes a core through which light travels and a clad surrounding the core, and a light injection region and a light output region are defined on one side and the other side of the outer peripheral surface. optical fiber;
at least one light injection window provided in the light injection area of the optical fiber and exposing the core through the cladding; and
A lens installed on the at least one light injection window,
The lens is a light transport medium including a condensing part through which light from the outside enters, and a wedge-shaped light injection part provided on the bottom of the condensing part to inject light from the condensing part into the core.

According to paragraph 1,
An optical transport medium in which a plurality of light exit windows penetrating the cladding are formed in the light exit area, and an optical filter or a core protective coating layer is provided on the light exit windows.

According to paragraph 1,
An optical transport medium in which a light exit window is formed in the light exit area by a continuous or discontinuous groove formed in a spiral shape on an outer peripheral surface of the optical fiber.

According to any one of claims 1 to 3,
An optical transport medium in which the lenses installed in the light injection window are arranged to be offset from each other about the core on the outer peripheral surface of the optical fiber.

According to paragraph 4,
An optical transport medium, wherein front ends of light injection portions of the lenses installed in the at least one light injection window are spaced apart from the center of the core.

According to any one of claims 1 to 3,
A light transport medium wherein the tip of the wedge-shaped light injection portion, on which the at least one light injection window is installed, is spaced apart from the center of the core.

According to any one of claims 1 to 3,
An optical transport medium, wherein the tip of the wedge-shaped light injection portion is spaced apart from the center of the core.

According to any one of claims 1 to 3,
An optical transport medium, wherein a lens for injecting light into the core from the outside is installed at an end of the core in the light injection area.

According to claim 8, wherein the lens installed at the end of the core has a light collecting part through which light from the outside is incident, and a wedge-shaped light injection part provided on the bottom of the light collecting part to inject the light from the light collecting part into the core. Transport medium.