KR19980072155A

KR19980072155A - 점광원을 평행관으로 변환시키는 렌즈

Info

Publication number: KR19980072155A
Application number: KR1019980030156A
Authority: KR
Inventors: 이종익
Original assignee: 이종익
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 1998-10-26
Also published as: KR100311861B1

Abstract

본 발명은 광학기구에 관한 것으로써, 특히 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비출수 있도록 된 렌즈에 있어서, 광원에서 360。로 발산되는 빛이 일정한 범위의 각도내에서는 평행광으로 변환되지 않기 때문에 빛의 집결력이 저하되어 조명의 밝기가 약해지고 먼거리까지 빛을 보낼 수 없는 문제점을 보완하여 광원에서 발산되는 빛의 전량을 일정한 방향으로 평행하게 진행시킴으로서 빛의 집결력을 강화하여 조명의 밝기를 강하게 함과 동시에 더욱 멀리 빛을 보내기 위하여 안출된 것으로, 더욱 상세하게는 광원에서 상,하측으로 발산되는 빛을 평행광으로 변환시킬 수 있도록 된 포물경과, 상기 포물경의 내측에 결합되어 광원에서 전방으로 발산되는 빛을 굴절시켜 평행광으로 변환시킬 수 있도록 된 비구면렌즈와, 상기 포물경에 부착되어 광원에서 후면으로 발산되는 빛을 광원으로 역반사시켜 빛이 비구면렌즈를 투과할 수 있도록 된 구반사경을 일체로 조합하여 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비출수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 점광원을 평행광으로 변환시키는 렌즈를 제공한다.

Description

점광원을 평행광으로 변환시키는 렌즈

본 발명은 광학기구에 관한 것으로써, 특히 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비출수 있도록 된 렌즈에 있어서, 광원에서 360。로 발산되는 빛이 일정한 범위의 각도내에서는 평행광으로 변환되지 않기 때문에 빛의 집결력이 저하되어 조명의 밝기가 약해지고 먼거리까지 빛을 보낼 수 없는 문제점을 보완하여 광원에서 발산되는 빛의 전량을 일정한 방향으로 평행하게 진행시킴으로서 빛의 집결력을 강화하여 조명의 밝기를 강하게 함과 동시에 더욱 멀리 빛을 보내기 위한 점광원을 평행광으로 변환시키는 렌즈에 관한 것이다.

일반적으로 광학기구에 결합되어 점광원을 평행광으로 변환하는 종래의 렌즈는 도3에서와 같이 포물경의 내부에 광원을 마련하여 광원에서 발생하는 빛을 평행광으로 변환시키는 방법과 도4에서와 같이 비구면렌지의 후면에 광원을 위치시킨 후 광원을 중심점으로 하여 구반사경을 배열하는 방법과 도5에서와 같이 포물경의 내부에 비구면렌즈를 결합한 후 그 후면에 광원을 위치시키는 방법을 사용하여 왔다.

상기와 같은 종래 기술의 작용을 도3내지 도5에서 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포풀경을 이용한 종래기술의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 포물경(1)내부에 마련된 광원(2)에서 빛이 360。로 발산하게 되면 도3에서와 같이 반사면(5)에 반사된 빛은 평행광(7)으로 변환되어 좌측으로 평행하게 나아간다.

그리고, 상기 포물경(1)의 반사면(5)에 반사되지 않는 A각도 범위내의 빛은 도3에서 도시한 바와 같이 평행으로 반사되지 않기 때문에 허공으로 흩어지게 된다.

따라서, 상기 포물경(1)만을 이용한 종래의 렌즈는 광원(2)에서 발생되는 전체 빛의 양에서 A각도 범위내에 포함되는 빛의 양을 뺀 나머지를 사용할 수 밖에 없게 되므로 효율성이 떨어지고 빛이 멀리 나아가지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 비구면렌즈(3)와 구반사경(4)을 이용한 렌즈의 작용을 도4에서 설명하면 다음과 같다.

광원(2)에서 전면으로 발산되는 빛은 도4에서 도시한 바와 같이 광원(2)의 전면에 위치된 비구면렌즈(3)의 굴절렌즈(6)를 통과함과 동시에 굴절되어 좌측으로 평행하게 나아간다.

이때, 상기 비구면렌즈(3)의 평면(8)을 통과하는 빛은 굴절되지 않고 그대로 통과하게 되어 허공으로 흩어지게 된다.

그리고, 상기 광원(2)에서 후면으로 발생되는 빛은 구반사경(4)의 중심에 광원(2)이 위치되어 있기 때문에 광원(2)에서 반사면(5)에 이르는 입사각과 반사각이 동일하게 되어 반사면(5)에서 반사되는 빛은 광원(2)으로 향하게 되어 결국은 비구면렌즈(3)의 굴절렌즈(6)를 통과됨과 동시에 굴절되어 도4와 같이 좌측으로 평행하게 나아간다.

그러나,상기한 비구면렌즈(3)와 구반사경(4)을 이용한 렌즈도 도4에서 도시한 B각도의 범위내로 통과하게 되는 빛은 허공으로 흩어져 좌측전방으로 평행하게 나아가지 못할 뿐만 아니라 평행광(7)과 합류되지 않아 빛의 세기가 그 만큼 약해지는 문제점이 있었다.

상기한 포물경(1)만을 이용하였을 경우와 비구면렌즈(3)와 구반사경(4)을 이용하였을 경우에 발생되는 문제점을 보완한 종래기술의 실시예를 도5에서 상세히 설명하면 다음과 같다.

포물경(1)의 내측에 비구면렌즈(3)를 결합하고 그 후면에 광원(2)을 위치시켜 광원(2)에서 360。로 발산하는 빛중에 도3에서 도시된 A각도의 범위내에 포함되는 빛은 비구면렌즈(3)의 굴절렌즈(6)를 통과하게 하여 도5와 같이 빛을 굴절시켜 평행광으로 변환시킨다.

그리고, 상기 비구면렌즈(3)의 평면(8)을 통과하는 굴절되지 않는 빛은 포물경(1)의 반사면(5)에 반사되어 평행광(7)으로 변환되어 좌측으로 진행되게 하였다.

또한, 도4에 도시한 B각도의 범위내에 포함되는 빛은 포물경(1)의 반사면(5)에 반사되어 평행광(7)으로 변환되게 하였다.

따라서, 상기 포물경(1)만을 사용하였을 경우에 평행광(7)으로 변환되지 못하는 A각도 범위내의 빛의 양과 비구면렌즈(3)와 구반사경(4)을 사용하였을 경우에 평행광(7)으로 변환되지 못하는 B각도 범위내의 빛의 양을 평행광(7)으로 변환하여 집결시킴으로써 종전보다 더 밝고 빛이 멀리 비춰질 수 있도록 개선 하였다.

그러나, 상기 광원(2)에서 후면으로 발생되는 빛중에 D각도의 범위내에 포함되는 빛이 반사면(5)에서 반사될 때 평행광(7)으로 변환되어 굴절렌즈(6)를 통과하는 빛은 평행광이 굴절하게 되므로 도5에서 도시한 바와 같이 비구면렌즈(3)앞의 촛점에 수렴되었다가 발산하여 사라지게 되므로 광원(2)으로 부터 발생하는 빛을 최적으로 활용하였다고는 할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 본 발명의 목적은 광원에서 360。로 발산되는 빛을 모두 활용할 수 있도록 하여 더욱 밝은 빛이 멀리까지 비추어 질수 있도록 함으로써 질 좋은 제품을 소비자에게 공급할 수 있도록 하는 목적을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 포물경과 구반사경 그리고 비구면렌즈를 일체로 조합하여 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 진행시킬수 있도록 하면 된다.

도 1은 본 발명에 의한 렌즈의 구성을 도시한 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 렌즈에서 반사, 굴절되는 빛의 경로를 도시한 도면.

도 3은 종래 포물경에서 반사되는 빛의 경로를 도시한 도면.

도 4은 종래 비구면렌즈와 구반사경에서 굴절, 반사되는 빛의 경로를 도시한 도면.

도 5는 종래 비구면렌즈와 포물경에에서 굴절, 반사되는 빛의 경로를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 포물경 102 : 광원

103 : 비구면렌즈 104 : 구반사경

105 : 반사면 106 : 굴절렌즈

107 : 평행광 108 : 평면

111 : 나사

본 발명 렌즈의 구성을 도1에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비추는 렌즈에 있어서,

광원(102)에서 상,하측으로 발산되는 빛을 평행광(107)으로 변환시킬 수 있도록 된 포물경(101)과, 상기 포물경(101)의 내측에 결합되어 광원(102)에서 전방으로 발산되는 빛을 굴절시켜 평행광(107)으로 변환시킬 수 있도록 된 비구면렌즈(103)와, 상기 포물경(101)에 부착되어 광원(102)에서 후면으로 발산되는 빛을 광원(102)으로 역반사시켜 빛이 비구면렌즈(103)의 굴절렌즈(106)을 투과할 수 있도록 된 구반사경(104)을 일체로 조합하여 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비출수 있도록 이루지게 하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 렌즈의 작용효과를 도2에서 설명하면 다음과 같다.

포물경(102)의 내측에 다수개의 나사(111)로 결합된 비구면렌즈(103)와 포물경(101)에 부착된 구반사경(104)의 사이에 위치되는 광원(102)은 구반사경(104)의 중심점에 위치 되도록 하여 빛을 발산하도록 한다.

이때, 상기 광원(102)에서 구반사경(104)으로 향한 빛은 광원(102)이 구반사경(104)의 중심점에 위치하였기 때문에 입사각과 출사각이 동일하게 되어 광원(102)으로 역반사된다.

즉, 상기 구반사경(104)에서 반사되는 빛은 광원(102)을 지나 비구면렌즈(103)의 굴절렌즈(106)를 통과함과 동시에 평행광(107)으로 굴절하여 좌측으로 진행된다.

또한, 상기 비구면렌즈(103)의 평면(108)을 통과하는 빛은 도2와 같이 포물경(101)의 반사면(105)에서 반사될 때 평행광(107)으로 변환되어 좌측으로 진행된다.

그리고, 상기 비구면렌즈(103)와 구반사경(104)에 의해 굴절되지 않거나 반사되지 않는 빛은 포물경(104)의 반사면(105)에 부딪혀 평행광(107)으로 변환된 후 비구면렌즈(103)의 평면(108)을 그대로 통과하게 되어 좌측으로 진행하게 된다.

상기한 바와 같이 광원(102)에서 360。로 발산하는 빛은 포물경(101)과 비구면렌즈(103)와 구반사경(104)을 일체로 조합하여 광원(102)에서 발생하는 빛의 전량를 평행하게 일방향으로 진행시킴으로써 보다 밝은 빛을 더 멀리 보낼 수 있도록 하였다.

이상과 같이 본 발명은 포물경과 구반사경 그리고 비구면렌즈를 일체로 조합하여 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 진행시킬 수 있도록 함으로써 빛을 더욱 밝게 하여 멀리까지 비출수 있도록 하여 빛의 활용을 극대화 하며 질 좋은 제품을 소비자에게 공급할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims

광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비추는 광학기구에 있어서, 광원에서 상,하측으로 발산되는 빛을 평행광으로 변환시킬 수 있도록 된 포물경과, 상기 포물경의 내측에 결합되어 광원에서 전방으로 발산되는 빛을 굴절시켜 평행광으로 변환시킬 수 있도록 된 비구면렌즈와, 상기 포물경에 부착되어 광원에서 후면으로 발산되는 빛을 광원으로 역반사시켜 빛이 비구면렌즈를 투과할 수 있도록 된 구반사경을 일체로 조합하여 광원에서 360。로 발산되는 빛을 일정한 방향으로 평행하게 비출수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 점광원을 평행광으로 변환시키는 렌즈.