KR200240023Y1

KR200240023Y1 - 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지기구

Info

Publication number: KR200240023Y1
Application number: KR2020010011990U
Authority: KR
Inventors: 용남순
Original assignee: (주)반디플랙스
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2001-10-12

Abstract

본 고안은 광섬유를 이용한 조명기기 시스템에 관한 것으로서, 특히 광섬유를 번들로 접속하여 다수의 방향으로 분기가 필요할때 광섬유 접속장치에 열선차단필터를 설치하고 컨넥터의 측면에 방열구조를 갖는 홀(hole) 가공을 구비하고 슬리브에 방열판을 부착하여 광섬유번들의 열손상을 방지하고, 광섬유접속장치의 내부에 오목렌즈를 설치하여 입사되는 광의 효율성을 증대하며, 광섬유에서 발산되는 빛의 외부 노출을 방지하기 위해 캡을 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지구조에 관한 것으로서, 램프(12)에서 투과된 빛이 1차적으로 열선차단필터(42)에서 필터링된 후 오목렌즈(43)에 전달되고, 상기 오목렌즈(43)에서 집광되어 광섬유 번들(46)에 전달됨으로써 광원의 효율을 증대함과 동시에 광원이 직접 광섬유번들(46)에 접촉하지 않으므로 광섬유번들(46)의 과열을 방지하며, 오목렌즈(43)에서 발생된 열은 컨넥터(44)에 형성된 홀을 통해 외부로 발산됨으로써 냉각효과를 높이고, 슬리브(45)의 측면에 부착된 방열판을 통해 광섬유번들(46)에서 발생된 열을 냉각시키는 효과가 있다.

Description

광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지기구{OPTICAL CONNECTOR AND PREVENTION OF HEATING FOR OPTICAL FIBER LIGHTING DEVICE}

본 고안은 광섬유를 이용한 조명기기 시스템에 관한 것으로서, 특히 광섬유를 번들로 접속하여 다수의 방향으로 분기가 필요할때 광섬유 접속장치에 열선차단필터를 설치하고 컨넥터의 측면에 방열구조를 갖는 홀(hole) 가공을 구비하고 슬리브에 방열판을 부착하여 광섬유번들의 열손상을 방지하고, 광섬유접속장치의 내부에 오목렌즈를 설치하여 입사되는 광의 효율성을 증대하며, 광섬유에서 발산되는 빛의 외부 노출을 방지하기 위해 캡을 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지구조에 관한 것이다.

종래의 광섬유 조명기기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 틀체(1)내에 배치 구성된 발광부재인 램프(2)와 이 램프(2)로부터 투사되는 빛을 집중시켜 주며 상기 램프(2)의 빛 손실을 줄이도록 램프(2)에 인접 설치된 집광부재인 반사경(3)과 이 반사경(3)에 의한 반사된 빛을 조사부재(10)에 전달하는 전달부재인 광섬유 번들(6)과 이 광섬유번들(6)에 연결된 라이트 가이드(9)를 통해 전달된 빛을 일정한 조도를 유지하도록 조사하는 조사부재(10)로 이루어져 있다.

상기 램프(2)에서 나오는 빛은 적외선, 가시광선, 자외선 등 모든 파장대의 빛이 발생되므로 인체 및 조사되는 물체에 유해한 빛이 존재한다. 따라서, 유해한 빛인 적외선 및 자외선을 차단하는 인프라 레드 필터(Infra Red Filter)(4)를 상기 반사경(3) 전방에 설치하여 가시광선만 투과시켜 준다.

위와 같이 구성된 광섬유 조명기기는 상기 광섬유번들(6)에 집광되는 빛에 의해 발생되는 고온이 광섬유번들(6)에 손상을 주어 빛의 수광 역할에 지장을 초래하는 것을 방지하기 위해 고온을 냉각시켜주는 냉각팬(8)이 상기 램프(2)의 측면에 설치 구성되어 있다.

그리고, 상기 램프(2)와 인프라 레드 필터(Infra Red Filter)(4)의 단색으로 인한 단편적인 빛을 보완하기 위하여 상기 인프라 레드 필터(Infra Red Filter)(4)전방으로 칼라 필터 휠(Color Filter Wheel)(5)을 동기모터(SynchronousMotor)(7)에 회전 가능하게 축설하여 조사되는 빛을 색깔별로 변환 시켜준다.

상기 칼라 필터 휠(5)은 도 4에 도시된 바와 같이 8각 형상에 4등분 또는 8등분으로 구획하여 각 구획된 부분에 각각의 색깔을 부여한다. 즉, 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 그린(Green)등의 칼라와 램프 빛의 가시광선만 투과시키는 인프라 레드 필터로 형성되어 있다.

상기 램프(2)의 빛은 인프라 레드 필터(Infra Red Filter)(4)와 칼라 필터 휠(Color Filter Wheel)(5)을 통과하여 광섬유 번들(6)에 조사되고, 상기 광섬유 번들(6)에 연결된 라이트 가이드(9)를 통해 외부로 방사하게 된다.

위와 같은 종래의 조명기기는 광섬유번들(6)에서 발생하는 열을 냉각하기 위해 측면에 설치된 냉각팬(8)을 사용하여 강제환기방식을 사용했으나, 오랜시간 빛이 집중되는 경우 실질적인 냉각효과가 나타나기 어려울뿐만 아니라, 광원으로부터입사된 반사광이 광섬유번들(6)의 내부온도를 상승시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입사부에 열선차단필터를 설치하고 컨넥터의 측면에 방열구조를 갖는 홀(hole)가공을 하여 냉각효과를 배가시킴과 동시에 슬리브에 방열판을 부착하여 광섬유번들의 열손상을 방지하고, 내부에 오목렌즈를 설치하여 입사되는 광의 효율성을 증대하며, 광섬유에서 발산되는 빛의 외부 노출을 방지하기 위해 캡을 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광섬유 조명기기의 조립 사시도,

도 2는 종래의 광섬유 조명기기의 분해 사시도,

도 3은 종래의 광섬유 조명기기의 내부 구조도,

도 4는 종래의 광섬유 조명기기의 칼라필터 휠의 사시도,

도 5는 본 고안에 의한 광섬유 조명기기의 조립 사시도,

도 6은 본 고안에 의한 광섬유 조명기기의 분해 사시도,

도 7은 본 고안에 의한 냉각팬의 공기 유입과 배출을 나타낸 개략도,

도 8a는 본 고안에 의한 칼라필터 휠의 조립 사시도,

도 8b는 본 고안에 의한 칼라필터 휠의 분해 사시도,

도 8c는 본 고안에 의한 칼라필터 휠의 단면도,

도 9a는 본 고안에 의한 다른 실시례의 칼라필터 휠의 사시도,

도 9b는 본 고안에 의한 다른 실시례의 칼라필터 휠의 분해 사시도,

도 9c는 본 고안에 의한 다른 실시례의 칼라필터 휠의 단면도,

도 10a은 본 고안에 의한 광섬유 접속장치의 사시도,

도 10b는 본 고안에 의한 광섬유 접속장치의 분해 사시도,

도 10c는 본 고안에 의한 광섬유 접속장치의 측면도,

도 10d는 본 고안에 의한 광섬유 접속장치의 분해 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

11: 틀체 12: 램프

13: 반사경 14: 지지대

15: 동기모터 16: 냉각팬1

17: 송풍판 18: 냉각팬2

20, 30: 칼라필터 휠 40: 광섬유접속장치

41: 고정캡 42: 열선차단필터

43: 오목렌즈 44: 컨넥터

45: 슬리브 46: 광섬유번들

47: 케이블 그랜드 48: 고무링

49: 케이블 바인더 50: 케이스

이하에서 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상방지구조는 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 틀체(11)내에 배치 구성된 발광부재인 램프(12)와, 이 램프(12)로부터 투사되는 빛을 집중시켜 주며 상기 램프(12)의 빛 손실을 줄이도록 램프(12)에 인접 설치된 집광부재인 반사경(13)과, 상기 반사경(13)으로부터 투사된 빛을 원하는 색깔로 변화시키는 칼라필터가 여러개 조합되어 있는 칼라필터 휠(20, 30)과, 광섬유접속장치(40)가 삽입되는 부위의 하단에 설치 구성되어 외부의 공기를 유입하는 냉각팬1(16)과, 상기 칼라필터 휠(20, 30)을 통과한 빛을 광섬유번들(46)에 전달하는 광섬유 접속장치(40)로 구성되어 있다.

상기 반사경(13)은 지지대(14)에 의해 틀체에 고정되어 있으며, 램프(12)에서 발산되는 빛을 전방으로 집중하는 역할 수행하며, 상기 반사경(13)의 전방에는 동기모터(15)에 의해 회전하는 칼라필터 휠(20, 30)이 위치하고 있다.

상기 틀체(11)는 케이스(50)에 의해 먼지 등의 외부 오염물질로부터 보호되고 있으며, 유사시 내부를 조사할 수 있도록 상부커버(51)가 구비되어 있고, 측면커버(52)에는 광섬유 접속장치(40)가 외부의 진동에 이탈하지 않는 작용을 수행함과 동시에 하방으로 열려져 외부의 공기를 유입하는 외부공기 유입구(52)가 결합되어 있다.

상기 램프(12)에서 나오는 빛은 적외선, 가시광선, 자외선 등 모든 파장대의 빛이 발생되는데, 실질적으로 조명에 필요한 부분은 가시광선이다. 특히 적외선은 열선의 특징을 갖고 있으므로 이를 제거하는 것이 조명기기의 안정성을 높이는 방법이 된다. 따라서, 적외선 및 자외선을 차단하는 열선차단필터 (Infra Red Filter)(41)가 상기 광섬유 접속장치(40) 전방에 설치되어 있다.

위와 같이 구성된 광섬유 조명기기는 상기 광섬유 번들(15)에 집광되는 빛이 고온을 가지고 있으므로 광섬유번들(46)에 손상을 주는 경우가 발생된다. 상기 광섬유번들(46)이 손상되면 빛의 수광 역할에 지장을 초래하므로, 이를 방지하기 위해 고온을 냉각시켜주는 냉각팬1(16)이 광섬유접속장치(40)가 삽입되는 부위의 하단에 설치 구성되어 있다.

상기 냉각팬1(16)은 저전력의 정격출력 3W 직류모터를 사용한 블로어팬을 이용함으로써 소음을 줄이고, 빠른 풍속을 공급하여 효율적인 냉각효과를 나타내는데, 상기 냉각팬1(16)에 의해 공급된 외부의 찬 공기는 송풍판(17)을 통과하여 컨넥터(44)에 형성된 4개의 홈을 통해 오목렌즈(43)을 냉각시킴과 동시에 슬리브(45)에 형성된 방열판을 냉각시킴으로써 광섬유번들(46)의 온도를 낮추게 된다.

또한, 틀체(11)의 후방에도 별도의 냉각팬2(18)이 구비되어 도 7에 도시된 바와 같이 외부의 찬 공기는 냉각팬1(16)의 흡입력에 의해 90°각도로 틀체(11)의 내부로 유입되어 송풍판(17)를 통해 컨넥터(44)에 형성된 4개의 홈을 통과하면서 오목렌즈(43)를 냉각시키고, 슬리브(45)에 형성된 방열판을 통과하면서 광섬유 번들(46)을 냉각시킨후 냉각팬2(18)에 의해 틀체(11) 외부로 빠져나가게 된다.

그리고, 상기 램프(12)와 열선차단필터(Infra Red Filter)(42)의 단색으로 인한 단편적인 빛을 보완하기 위하여 상기 열선차단필터(Infra Red Filter)(42)전방으로 칼라필터 휠(Color Filter Wheel)(20, 30)을 동기모터(SynchronousMotor)(15)에 회전 가능하게 축설하여 조사되는 빛을 색깔별로 변환 시켜준다.

상기 칼라 필터 휠(20)은 일실시례로 도 8a, 8b에 도시된 바와 같이 원형의 금속판(21)에 동일한 크기의 원형 구멍이 6개 형성되어 있는데, 상기 원형 구멍은 도 8c에 도시된 바와 같이 칼라필터(22)가 삽입되어 좌우로 유동되지 않도록 턱이 형성되어 있다. 상기 원형 구멍에 칼라필터(22)를 삽입한 후 상기 원형구멍의 양측면에 미리 천공해 놓은 구멍에 패킹(23)를 씌운 고정나사(24)를 결합시키면, 상기 패킹(23)이 칼라필터(22)의 양측면을 눌러줌으로써 칼라필터(22)의 위치가 고정된다. 또한, 상기 칼라필터 휠(20)의 중심축에는 상기 동기모터(15)와 연결하기 위한 샤프트(25)가 구비되어 있다.

상기 칼라 필터는 유리소재에 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 그린(Green)등의 칼라가 다이크로닉 코팅되어 있으므로 원하지 않는 빛은 반사하게 되고, 선택된 빛만을 투과시킴으로써 광섬유 번들(46)에 발생하는 열을 최소화한다.

상기 칼라 필터 휠(30)의 다른 실시례로 도 9a, 9b에 도시된 바와 같이 7개의 동일한 크기의 원형 소구멍(35)과 1개의 약간 더 큰 원형 대구멍(34)이 형성된 상판(33) 및 8개의 동일한 크기의 원형 소구멍(35)이 형성된 하판(31)으로 구성되어 있으며, 상기 원형 소구멍(35)의 지름은 칼라필터(32)보다 작고, 상기 칼라필터(32)의 지름은 원형 대구멍(34)보다 작게 형성되어 있다.

또한, 상기 하판(31)의 중심축에는 상기 동기모터(15)와 연결하기 위한 샤프트(39)가 구비되어 있으며, 하판(31)은 샤프트(39)가 상판(33)의 중앙부에 형성된 구멍을 통과된 상태에서 상판(33)과 밀착되고, 상판(33) 위에 원형굴곡링(36)과 고정판(37)을 삽입한 후 하판(31)과 고정판(37)이 나사(38)로 결합되어 있다.

상기 원형굴곡링(36)은 하판(31)과 상판(33)의 좌우 방향의 회전이 용이하도록 원형링에 굴곡이 가미된 형태로 형성되어 있어, 회전시 상판(33)과 고정판(37)의 마찰력을 감소시키는 역활을 하며, 상기 상판(33)은 회전시 손잡이 역활을 수행할 수 있도록 외곽에 반원형의 홈이 구비되어 있다.

상기 도 9c에 도시된 바와 같이 하판의 원형 소구멍(31)은 칼라필터(32)가 삽입되어 좌우로 유동되지 않도록 턱이 형성되어 있으므로, 상기 칼라필터 휠(30)을 원형 대구멍(34)을 통해 상기 하판(31)에 형성된 원형 소구멍(35)의 턱에 삽입하게 된다.

칼라필터(32)를 상판(33)의 원형 대구멍(34)으로 삽입한 후, 상판(33)을 한쪽 방향으로 회전시키면 삽입된 칼라필터(32)의 상부에는 상판(33)의 원형 소구멍(35)이 위치하게 되고, 칼라필터(32)의 지름은 원형 소구멍(35)보다 크므로 원형 소구멍(35)으로부터 칼라필터(32)의 이탈은 방지된다. 이와 같은 방법을 반복 수행하면 원형 소구멍(35)에는 모두 7개의 칼라필터(32)를 삽입할 수 있게 되며,항상 원형 대구멍(34)은 빈 공간으로 유지하게 된다.

상기 동기모터(15)는 고정 브라켓트(도시되지 않음)에 의해 고정 설치되는데, 상기와 같이 구성된 광섬유 조명기기에서 칼라 필터 휠(20, 30)이 외부의 제어장치(도시되지 않음)에 의해 운전자가 원하는 색깔의 칼라필터를 선택할 수 있도록 제어된다.

상기 광섬유접속장치(40)는 도 10a, 10b, 10c, 10d에 도시된 바와 같이 램프(12)로 부터 입사되는 빛에서 열을 발생하는 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 열선차단필터(Infra Red Filter)(41)를 구비하고, 상기 열선차단필터(41)는 오목렌즈(43)와 함께 4개의 홀(hole) 가공이 형성되어 있는 컨넥터(44)에 삽입되고, 상기 열선차단필터(42)에서 필터링된 빛은 오목렌즈(43)를 통해 집광된 후 광섬유번들(46)에 전달되는 구조로 설치되어 있다.

즉, 빛은 1차적으로 열선차단필터(42)에서 필터링된 후 오목렌즈(43)에 전달되는데, 상기 상기 오목렌즈(43)는 광의 입사각도가 중심축으로부터 작게 형성되어 있으므로 입사의 효율성이 증대되어 집광의 효과가 나타나며, 오목렌즈(43)에서 발생된 열은 컨넥터(44)에 형성된 홀을 통해 외부로 발산된다.

상기 열선차단필터(42)의 전방에는 외부의 충격으로부터 열선차단필터(42)가이탈하지 않도록 고정캡(41)이 구비되어 있으며, 상기 고정캡(41)은 컨넥터(44)의 전면부위와 나사결합하고, 상기 컨넥터(44)의 후면부위는 슬리브(45)와 결합된 광섬유번들(46)과 나사결합하여 내부의 빛이 외부로 유출되는 것이 방지된다.

상기 슬리브(45)는 광섬유번들(46)을 고정시킴과 동시에 측면에 방열구조를 갖는 홈가공된 방열판이 부착되어 광섬유번들(46)에서 발생된 열을 효과적으로 냉각시킨다.

또한, 상기 광섬유번들(46)의 광섬유 다발을 고정시키기 위한 수단으로서 케이블 그랜드(47)가 광섬유번들(46)의 후면부위에 삽입장착된다. 상기 케이블 그랜드(47)는 광섬유 다발을 효과적으로 고정하기위해 후면부위가 안쪽으로 신축할 수 있도록 세로방향의 홈이 다수 형성되어 있다. 상기 광섬유번들(47)에 케이블 그랜드(47)를 삽입하고, 케이블 그랜드(47) 후면부위의 안쪽으로 고무링(48)을 삽입하여 광섬유번들(46)을 고정시킨후 케이블 그랜드(47)와 케이블 바인더(49)는 나사결합되어 있어 광섬유의 빛이 외부로 유출되는 것이 차단된다.

본 고안에 의한 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지구조는 램프에서 투과된 빛이 1차적으로 열선차단필터(42)에서 필터링된 후 오목렌즈(43)에 전달되고, 상기 상기 오목렌즈(43)에서 집광되어 광섬유 번들(46)에 전달됨으로써 광원의 효율을 증대함과 동시에 광원이 직접 광섬유번들(46)에 접촉하지 않으므로 광섬유번들(46)의 과열을 방지하며, 오목렌즈(43)에서 발생된 열은 컨넥터(44)에 형성된 홀을 통해 외부로 발산됨으로써 냉각효과를 높이고, 슬리브(45)의 측면에 부착된 방열판을 통해 광섬유번들(46)에서 발생된 열을 냉각시키는 효과가 있다.

또한, 광섬유번들(46)의 전면부는 컨넥터(44)와 나사결합하고, 광섬유번들(46)의 후면부는 케이블 그랜드(47)와 나사결합함으로써 광섬유 다발을 고정함과 동시에 광섬유에서 방사되는 빛의 외부노출이 차단되는 효과가 있다.

Claims

광섬유 조명기기에 있어서,

램프(12)로 부터 입사되는 빛에서 열을 발생하는 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 열선차단필터(Infra Red Filter)(42)와, 상기 열선차단필터의 이탈을 방지하기 위해 컨넥터(44)와 나사결합하는 고정캡(41)과, 중심축으로부터 작게 형성되어 있으므로 상기 열선차단필터(42)를 통과한 빛을 집광시키는 오목렌즈(43)와, 측면에 방열을 위한 4개의 홀(hole)을 구비하고 있으며 상기 오목렌즈(43)와 광섬유번들(46)을 밀착시키는 컨넥터(44)와, 측면에 방열판이 부착되어 광섬유번들(46)을 냉각시키는 슬리브(45)와, 상기 슬리브(45)에 삽입된 상태에서 컨넥터(44)와 나사결합을 하여 오목렌즈(43)와 밀착함으로써 오목렌즈(43)에서 집광된 빛을 전달받는 광섬유번들(46)과, 상기 광섬유번들(46)을 고정하는 케이블 그랜드(47)와 상기 케이블 그랜드(47)가 효과적으로 광섬유번들(46)을 고정할 수 있도록 케이블 그랜드(47)의 후면에 삽입되는 고무링(48)과, 상기 게이블 그랜드(47)와 나사결합하여 광섬유의 빛이 외부로 노출되는 것을 차단하는 케이블 바인더(49)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 조명기기의 광섬유 접속장치 및 열손상 방지구조.