KR20130030710A - 광섬유를 이용한 광전송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광전송 장치에 관한 것으로서, 특히, 광원에서 나오는 광이나 오목거울에 반사되는 광을 집광렌즈를 거쳐 집광한 후, 연결부를 통해 광섬유로 입사시켜 광섬유의 종단에서 방사되도록 하는, 광섬유를 이용한 광전송 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치는, LED 또는 LD 또는 OLED를 포함하는 광원; 상기 광원을 둘러싸고 있으며, 상기 광원으로부터 출력된 광을 반사시켜 평행광으로 변환시키는 오목거울; 상기 광원으로부터 방사된 평행광 또는 상기 오목거울에 의해 반사된 평행광들을 집광한 후, 광을 통과시킬 수 있는 매질로 채워져 있는 연결부를 통해 상기 집광된 광을 통과시켜 방출시키기 위한 집광부; 및 상기 집광부를 통해 방출된 광을 일측끝단에서 유입받아, 타측끝단으로 전송하기 위한 광섬유를 포함한다.

Description

광섬유를 이용한 광전송 장치{OPTICAL TRANSMISSION APPARATUS USING OPTICAL FIBERFOR}
본 발명은 광섬유를 이용한 광전송 장치에 관한 것으로서, 특히, 다양한 종류의 조명 또는 광통신모듈로 이용되는, 광섬유를 이용한 광전송 장치에 관한 것이다.
광전송 장치는 일반적인 조명, 내시경 조명 또는 광통신모듈 등 다양한 분야에서 이용되는 장치를 말한다. 이러한 광전송 장치는 일반적으로 광을 모으기 위한 집광 시스템을 구비하고 있다. 일반적으로, 광원의 표면에서 수직으로 방출되는 광의 세기가 강하지만, 종래의 광전송 장치에 적용되는 집광 시스템의 렌즈는 퍼져나오는 광을 바로 집광하는 곡률로 설계되어 있기 때문에, 평행으로 방출되는 광을 완전히 활용하지 못하고 있다. 또한, 출력되는 광의 세기는, 광원의 세기에 비례하기 때문에, 종래의 광전송 장치에서는 고출력의 광원이 사용될 수밖에 없었다. 따라서, 종래의 광전송 장치는, 냉각장치 또는 파워 서플라이 등의 보조적 장치들이 구비되어야 하기 때문에, 부피가 크고, 무거우며, 고 전력이 사용되었다.
상기한 바와 같은 광전송 장치의 일예인, LED를 사용하여 제조되고 있는 일반적인 내시경은, 내시경 전두부에 카메라 모듈과 함께 적어도 하나 이상의 LED를 구비하고 있기 때문에, 전두부의 넓이가 넓어져서 미세한 곳에서의 활용능력과 방수능력이 떨어지고 있으며, 고파장대의 광에서 손실이 있기 때문에 사용장소가 제한되고 있다. 또한, 광섬유에 빛을 집광시켜 전달하는 형태 또는 광원을 광섬유에 근접 접착하여 바로 넣어 주는 방식을 이용하고 있는 내시경은, 광 손실의 주가 되는, 매질에서 공기 중으로 나올 때의 손실과 공기 중에서 다시 광섬유로 들어갈 때의 손실의 원리가 적용되어 손실이 크고, 난반사 되는 빛을 집광하여 주지 못하여서 효율이 떨어지고, 전달하는 광량이 적으며, 제조의 어려움과 진동과 이동에 있어서의 견고성이 떨어진다.
즉, 종래의 LED광을 사용한 내시경은, 내시경의 전두부에 디지털 카메라 모듈과 함께 LED도 적어도 하나 이상은 구비되어야 하기 때문에 전두부가 넓게 되었으며, LED로 연결된 전력선의 부피로 인해, 그리고 전두부를 지탱하기 위하여, 케이블 또한 두껍게 될 수밖에 없었다. 또한, LED의 유기적 특성상 물, 습기, 열, 고 파장대 광에 약하여서 특수한 처리를 해줘야 했고 이렇게 해서도 완전히 해소되지 않아서 사용이 제한적으로 사용될 수밖에 없다. 또한, 종래의 LED광을 사용한 내시경은, 광량이 충분하지 않고, 방사각도가 넓어서 효율이 낮다. 광섬유에 렌즈로 입사시켜 광섬유 종단을 내시경 카메라에 구비하게 하여 조명으로 사용하였던 조명은 렌즈에서 광원의 광을 집광하여 입사시킬 때 빛의 손실의 주된 원인이 되는, 매질에서 공기로 나올 때의 손실과 공기에서 광섬유로 들어갈 때의 손실이 일어 남으로 효율이 낮았고, 광원에서 나오는 광 중 방사되어서 초점을 비켜나는 광을 잡아주지 못하였다. 양면이 공기에 노출되어 있음으로 습기나 먼지가 흡착되어, 효율을 더 떨어뜨리고 제작시에도 더 불편함이 있으며, 진동과 이동시에도 견고함이 낮다.
상기한 바와 같은 광전송 장치의 또 다른 일예인 광통신모듈에 있어서도, 상기한 바와 같은 내시경(조명)에서의 광 손실의 원리가 적용되고 있기 때문에, 손실률이 높고, 광량이 적으며, 제조의 어려움과 진동과 이동에 있어서의 견고성이 떨어진다.
상기한 바와 같이, 종래의 광전송 장치는, 광원으로부터 출력된 광을 광섬유에 평행하게 입사시키는 기술이 부족하여 활용성이 떨어지고 있다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원에서 나오는 평행 광이나 오목거울에 반사되어 평행으로 방사되는 광을 집광렌즈를 거쳐 집광한 후, 연결부를 통해 광섬유로 입사시켜 광섬유의 종단에서 방사되도록 하는, 광섬유를 이용한 광전송 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치는, LED 또는 LD 또는 OLED를 포함하는 광원; 상기 광원을 둘러싸고 있으며, 상기 광원으로부터 출력된 광을 소정의 방향으로 반사시키는 오목거울; 상기 광원으로부터 출력된 광 또는 상기 오목거울에 의해 반사된 광을 집광한 후, 광을 통과시킬 수 있는 매질로 채워져 있는 연결부를 통해 상기 집광된 광을 통과시켜 방출시키기 위한 집광부; 및 상기 집광부를 통해 방출된 광을 일측끝단에서 유입받아, 타측끝단으로 전송하기 위한 광섬유를 포함한다.
본 발명은 광원에서 나오는 평행 광이나 오목거울에 반사되어 평행으로 방사되는 광을 집광렌즈를 거쳐 집광한 후, 연결부를 통해 광섬유로 입사시켜 광섬유의 종단에서 방사되도록 함으로써 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 광섬유에 최대한의 광을 입사시킴으로써, 광섬유 종단에 강한 빛을 방출할 수 있다.
둘째, 본 발명은 강한 빛을 내면서도 작은 면적과 두께의 전두부와 케이블을 구현할 수 있다.
셋째, 본 발명은 희토류를 포함하고 있기 때문에, 광의 위상을 정렬시켜 집광 효율 및 상태를 높일 수 있고, 레이저의 특성을 갖게 하여, 발광 효율을 훨씬 높일 수 있으며, 광의 입사량을 증가시킬 수 있기 때문에, 레이저장치로도 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치가 적용된 제품의 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치의 일실시예 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 연결부의 단면을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 연결부를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 광섬유의 단면을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치가 적용된 제품의 예시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치의 일실시예 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 연결부의 단면을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 연결부를 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치에 적용되는 광섬유의 단면을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(105)에서 나오는 광 또는 광원(105)에서 출력된 후 오목거울(101)에 반사되어 소정의 일 방향으로 보통 평행하게 방사되는 광들을, 집광부(110)에서 집광시킨 후, 광섬유(104)로 입사시켜 광섬유를 통해 전송한 후, 광섬유(104)의 종단(120)에서 방사시키는 장치로서, 본 발명(100)은 고출력 미세 조명 장치(300), 내시경(300) 또는 광통신모듈(300)에 적용될 수 있다. 본 발명이 적용되는 상기한 바와 같은 미세 조명 장치(300), 내시경(300) 또는 광통신모듈(300)은 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치(100)와 함께, 각 장치의 특정 기능을 수행하기 위한 제어장치(200)를 포함할 수 있다.
본 발명(100)이 미세 조명 장치(300) 또는 내시경(300)에 적용되는 경우, 본 발명(100)은 다양한 종류의 입출력 장치 또는 카메라 모듈로 구성된 제어장치(200) 연결될 수 있으며, 본 발명에 연결되어 있는 광섬유(104)의 종단(120)에는 광을 출력하기 위한 렌즈들이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명(100)이 광통신모듈(300)에 적용되는 경우, 본 발명(100)은 광통신을 하기 위한 별도의 송신장치(또는 수신장치)로 구성된 제어장치(200)와 연결될 수 있으며, 본 발명에 연결되어 있는 광섬유(104)의 종단(120)에는 상기한 바와 같은 송신장치(또는 수신장치)(200)와 대응되는 수신장치(또는 송신장치)로 구성된 제어장치(200)와 본 발명(100)으로 구성된 또 다른 광통신모듈(300)이 연결될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치(100)는 미세 조명 장치(300), 내시경(300) 또는 광통신모듈(300) 등의 구성요소로 이용될 수 있다. 본 발명(100)과 함께 상기 미세 조명 장치, 내시경 또는 광통신모듈(300)를 구성하는 제어장치(200)의 구성은, 본 발명이 적용되는 미세 조명 장치, 내시경 또는 광통신모듈의 종류 및 기능에 따라 다양하게 변경될 수 있는 것이며, 이러한 제어장치(200)의 구성은 상기한 바와 같은 장치(미세 조명 장치, 내시경, 광통신모듈)에서 일반적으로 적용되는 제어장치가 적용될 수 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
상기한 바와 같이, 미세 조명 장치, 내시경 또는 광통신모듈 등에 적용되는 본 발명(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(105)에서 수직으로 방출되는 평행광을 최대한으로 활용하는 구조로서, LED(light emitting diode), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LD(laser diode) 등으로 구성되는 광원(105)을 면광이 출력될 수 있는 형태(이하, 간단히 '면광원'이라 함)로 구성함으로써, 광섬유(104)로 입사되는 광량을 최대화하고, 광량 또한 용이하게 높일 수 있으며, 원하는 파장대를 갖는 광을 용이하게 광섬유로 입사시킬 수 있다는 특징을 가지고 있다. 또한, 본 발명은 소형화 및 경량화가 가능하고 저 전력이 구현될 수 있다는 특징을 가지고 있다.
상기한 바와 같은 특징을 가지고 있는 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 광전송 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(105), 오목거울(101), 집광부(110(102, 103)) 및 광섬유(104)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 광원(105)은, LED 또는 LD 또는 OLED 중 어느 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명은 광원(105)이 면광을 출력할 수 있도록, 광원을 구성하는 LED, LD, OLED 등을 면 형태로 구성시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 광원(105)으로, 칩형태의 LED 또는 칩형태의 LD 또는 칩형태의 OLED를 복수개 이용하여 광원(105)을 구성할 수도 있다.
다음, 오목거울(101)은 상기 광원(105)을 둘러싸고 있는 형태로 구성되어, 상기 광원(105)으로부터 출력된 광을 반사시키는 기능을 수행한다. 오목거울(101)에 의해 상기 광원으로부터 출력되는 광들은 상기 수집부(110) 방향으로 평행광선을 이룬 상태로 진행될 수 있다. 이를 위해 오목거울(101)은 일정한 곡률을 갖도록 구성되어 있다.
상기 반사형 오목거울(101)의 제작공식은 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
1/a+1/b=-2/R=1/f
위 수학식1에서 a는 물체 또는 광원의 위치이고, b는 상의 위치이고, R은 곡률이며, f는 초점거리를 나타낸다. 즉, 오목거울(101)은 광원(105)으로부터 출력된 광들이 수평광을 이룬 상태로 집광부(110) 방향으로 유도될 수 있도록, 광원(105)으로부터 출력된 광들을 반사시키는 기능을 수행한다.
오목거울(101)의 표면에는 광원(105)으로부터 출력된 광을 보다 더 효율적으로 반사시키기 위해, 반사율이 좋은 재질, 예를 들어, 반사율이 약 95% 정도인 은으로 형성된 반사판이 코팅 또는 부착되어 있을 수도 있다.
오목거울(101)의 외부면에는 방열을 위해 방열판(106) 또는 방열핀이 형성되어 있을 수도 있다.
다음, 집광부(110)는 광원(105) 또는 오목거울(101)로부터 평행광을 이룬 상태로 전송되어온 광을 집광하여 광섬유(104)로 전송하는 기능을 수행한다.
집광부(110)는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
첫 번째 예로서, 집광부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광원방향으로부터 전송되어온 광을 수집하여 광섬유(104) 방향으로 굴절시키기 위한 집광렌즈(102) 및 일측은 집광렌즈와 연결되어 있고 타측은 광섬유(104)와 연결되어 집광렌즈(102)로부터 입사된 광을 광섬유(104) 방향으로 유도하기 위한 연결부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.
집광렌즈(102)는 상기한 바와 같이 광을 집광시키기 위한 것으로서, 볼록렌즈로 구성될 수 있으며, 집광렌즈(102)의 제작공식은 [수학식 2]와 같다.
[수학식 2]
1/f=(n-1)/r
위 수학식2에서, f는 초점거리이고, n은 굴절계수이며, r은 곡률반경을 나타낸다. 이하에서 설명되는 다양한 종류의 렌즈들도 [수학식 2]를 만족하도록 구성된다.
연결부(103)의 내부 표면은 광을 잘 반사시킬 수 있는 물질들로 코팅될 수 있다. 연결부(103)의 외부면에는 방열을 위해 방열판(107) 또는 방열핀이 형성되어 있을 수도 있다.
즉, 본 발명은 광원(105)으로부터 입사되는 광을 집광렌즈(102)를 통해 모으는 한편, 연결부(103)라는 매질에서 광섬유(104) 매질로 바로 입사되도록 함으로써, 공기를 거쳐 큰 광 손실이 되는 종래의 광전송 장치와 비교해 볼 때, 광의 손실을 최소화할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
이를 위해, 연결부(103) 내부는 광을 투과시킬 수 있는 매질로 채워져 있다. 특히, 연결부(103)의 내부를 구성하는 매질은, 집광렌즈(102)를 구성하는 매질과 유사한 매질, 예를 들어, 투명 유리 또는 투명 합성수지 등으로 구성될 수 있다.
두 번째 예로서, 집광부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 집광렌즈(102), 연결부(103) 및 연결부(103) 내부에 장착되어 집광렌즈(102)로부터 수집된 광을 평행광으로 변환시켜 주기 위한 변환렌즈(108)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 집광렌즈(102)와 연결부(103)의 기능 및 구성은 첫 번째 예에서와 동일함으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
즉, 두 번째 예는, 연결부(103) 내부에 구비되어, 연결부(103)의 입력단에 장착된 집광렌즈(102)에서 모아져오는 광을 평행광으로 변환시킬 수 있는 곡률을 갖는 변환렌즈(108)를 더 포함하고 있다. 이러한 변환렌즈(108)는 상기한 바와 같이 집광렌즈(102)를 통해 입사된 광을 평행광으로 변환시켜 광섬유(104)로 출력시킬 수 있다. 이를 통해 본 발명은 광의 손실률을 최소로 하여 광을 광섬유(104)에 입사시킴으로써, 광섬유의 전송거리를 높일 수 있다.
상기한 바와 같은 변환렌즈(108)는 도 3에 도시된 바와 같이 광섬유(103)와 일정간격을 두고 연결부(102) 내부에 형성될 수도 있으나, 광섬유(104)와 연결되는 단부에 형성될 수도 있다. 즉, 변환렌즈(108)는 한 가닥의 광섬유(104) 또는 광섬유 다발로 형성되어 있는 광섬유(104)의 내경의 크기와 유사한 직경를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 변환렌즈(108)에 의해 평행광으로 변환된 광이 광섬유 끝단의 단면을 통해 모두 광섬유(104) 내부로 유입되어야 하므로, 변환렌즈(108)의 직경은 광섬유(104)의 내경 보다 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.
세 번째 예로서, 집광부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원뿔 형태로 구성된 하나의 렌즈 형태로 구성될 수 있다. 즉, 원뿔 형태의 렌즈로 구성된 집광부(110) 중 광원과 인접되어 있는 일측면은 집광렌즈의 기능을 수행하여 광을 집광시키는 기능을 수행하고, 집광부(110)의 내면은 광손실을 최소로 하기 위해 렌즈를 형성하는 매질로 채워져 있으며, 집광부(110)의 타측면은 광섬유(104)와 연결 또는 인접되어 있다.
마지막으로, 광섬유(104)는 집광부(110)를 통해 유입된 광을 전송하기 위한 것으로서, 현재 일반적으로 이용되고 있는 광섬유가 그대로 적용될 수 있다. 다만, 본 발명에 적용되는 광섬유(104)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 광섬유 가닥으로만 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 복수개의 광섬유 다발을 이용하여 구성될 수도 있다.
또한, 집광부(110)와 연결되는, 광섬유(104)의 일측 끝단(109)은, 집광부(110)로부터 전송되어온 광이 보다 효율적으로 광섬유 내부로 유입될 수 있도록, 도 5에 도시된 바와 같이, 광섬유의 내측 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.
또한,본 발명의 집광렌즈(102), 변환렌즈(108), 연결부(103) 또는 광섬유(104) 중 적어도 어느 하나 이상의 구성에는 희토류 재질을 포함하고 있다는 특징을 가지고 있다. 상기 희토류는 어븀 야그 또는 프라세오디뮴 또는 네오디뮴(분자기호 Er, Nd, Pr) 중 어느 하나가 될 수 있으며, 이러한 재질 성분들은 광의 위상을 정렬시켜 집광 효율 및 상태를 높이고 레이저의 특성을 갖게 하여 발광 효율을 훨씬 높일 수 있고, 광의 입사량을 증가시킬 수 있기 때문에, 레이저장치로도 사용이 가능하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 특징을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 광의 입력방식에 있어서, 광원의 출력 정도에 정비례하여 광섬유 종단에서 출력이 나올 수밖에 없는 방식에서 탈피하여, 광원(105)을 면광원으로 구성함으로써, 광원(105)으로부터 출력되는 낮은 출력의 광을 다량으로 채광하는 원리를 이용하고 있다. 이로 인해 본 발명은, 동일한 숫자의 광원을 이용하면서도 종래의 광전송 장치에서 출력되는 광보다 더 많은 광을 출력할 수 있다.
둘째, 본 발명은 광원(105)으로부터 출력된 광이, 연결부(103)의 일측에 형성되어 있는 집광렌즈(102)를 통하여 집광되도록 하는 한편, 집광렌즈(102)를 통해 집광된 광이 연결부(103) 내부를 통과하여 광섬유(104)로 입사되도록 함으로써, 렌즈를 통하여 공기 중을 투과한 후 광섬유에 입사되는 종래의 광전송 장치에서의 가장 큰 광 손실 중 하나인, 매질에서 공기 중으로 나올 때의 손실과 공기 중에서 광섬유로 입사될 때의 손실을 완전히 차단하여, 손실을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 연결부(103)의 내부 벽면에서 광의 반사가 이루어지도록 함으로써, 모든 광을 광섬유(104)로 입사시켜서 효율을 높일 수 있다는 특징을 가지고 있다.
셋째, 본 발명은 광원(105)에서 방출되는 평행광 이외의 광이, 오목거울(101)을 통해 반사되어 평행광을 이룬 상태에서 집광렌즈(102)로 입사하게 함으로써, 집광렌즈(102)보다 작은 광원(105)이라 하더라도, 집광렌즈(102)의 면적에 모두 채워지게 광을 입사시켜 광활용률을 높일 수 있다는 특징을 가지고 있다.
넷째, 본 발명은 오목거울(101)과 연결부(103)에 방열판(106, 107) 또는 방열핀을 구비함으로써, 별도의 냉각 장치 없이도 냉각이 가능하게 하여, 렌즈(102, 108)와 광원(105)과 광섬유(104)와 연결부(103)를 보호할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
다섯째, 본 발명은 집광부(110)가 도 2 및 도 3에서 설명된 바와 같은 형태로 형성된 경우, 연결부(103) 내부 표면에 반사 물질을 도포함으로써, 연결부(103)의 광 반사율을 높여서 광섬유(104)에 입사되는 광량을 높일 수 있다는 특징을 가지고 있다.
여섯째, 본 발명은 연결부(103)에 구비된 변환렌즈(108) 또는 광섬유(104)와 연결부(103)의 연결단에 구비된 변환렌즈(108)를 통하여, 집광렌즈(102)로부터 집광된 광을 평행광으로 변환시켜 광섬유(104)에 입사시킴으로써, 광의 전달 보존율을 높이고, 전달거리를 높일 수 있다는 특징을 가지고 있다.
일곱째, 본 발명은 집광렌즈(102), 변환렌즈(108), 연결부(103) 또는 광섬유(104) 중 적어도 어느 하나의 구성이, 희토류 재질을 포함하고 있다는 특징을 가지고 있다. 상기 희토류는 어븀 야그 또는 프라세오디뮴 또는 네오디뮴(분자기호 Er, Nd, Pr) 중 어느 하나가 될 수 있으며, 이러한 재질 성분들은 광의 위상을 정렬시켜 집광 효율 및 상태를 높이고 레이저의 특성을 갖게 하여 발광 효율을 훨씬 높일 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 효과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명(100)은 광섬유에 최대한의 광을 입사시킴으로써, 내시경(300)의 전두부에 연장되어 구비된 광섬유(104) 종단(120)에 강한 빛을 방출할 수 있다.
둘째, 본 발명(100)은 강한 빛을 내면서도 내시경(300)의 전두부에서 가장 작은 면적으로 형성됨으로써, 작은 면적과 두께의 전두부와 케이블을 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명은 입사광에 비례하여 전송길이가 늘어나는 광통신모듈에서는 전송길이를 늘어난 광량에 비례하여 증가시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 광원에서 출력된 후 광원(105)의 촛점에서 비켜나 진행되는 광을 집광렌즈(102)에서 모으는 한편, 집광된 광을 연결부(103)라는 매질에서 광섬유 매질로 바로 입사시킴으로써, 공기를 거쳐 큰 광 손실이 되는 기존의 손실을 막고 손실을 최소화할 수 있다. 그리고, 본 발명은 연결부(103) 내부에, 집광렌즈(102)에서 집광된 광을 평행으로 변환시킬 수 있는 곡률을 갖는 변환렌즈(108)를 구비하거나 또는 광섬유의 단부(연결부(103)와 광섬유(104)의 연결부)에 구비함으로써, 광손실을 최소화시킨 상태에서 광을 광섬유(104)로 입사시켜, 광의 전송거리를 높일 수 있다.
넷째, 본 발명은 집광렌즈(103)와 광섬유(104) 사이의 연결부(102)를 광이 전송될 수 있는 매질로 구성함으로써, 집광렌즈(102)와 광섬유(102) 사이에 낄 수 있는 먼지와 수증기를 최소화할 수 있다. 여기서, 연결부의 매질은 집광렌즈(102) 또는 변환렌즈(108)를 구성하는 투명 유리 또는 투명 합성수지 등으로 구성될 수 있다.
다섯째, 본 발명은 집광렌즈(103) 및 연결부(102)가 일체형으로 제조될 수 있기 때문에, 제조의 편의성을 높일 수 있다.
여섯째, 본 발명은 집광렌즈(103) 및 연결부(102) 일체형으로 제조될 수 있고, 광원(105)과 오목거울(101) 역시 일체형으로 제조될 수 있기 때문에, 진동과 충격 그리고 이동시에도 더 높은 견고성을 가질 수 있다.
일곱째, 본 발명은 광원(105)에서 방출되는 평행광 이외의 광이 오목거울(101)을 통해 반사되어 평행광 형태로 집광렌즈(102)에 입사되도록 함으로써, 집광렌즈(102)보다 작은 광원이라 해도, 집광렌즈(102)의 면적에 모두 채워지게 광을 입사시켜 광 활용율을 높일 수 있다.
여덟째, 본 발명은 본 발명은 집광렌즈(102), 변환렌즈(108), 연결부(103) 또는 광섬유(104) 중 적어도 어느 하나 이상의 구성이, 희토류 재질을 포함하고 있다는 특징을 가지고 있다. 상기 희토류는 어븀 야그 또는 프라세오디뮴 또는 네오디뮴(분자기호 Er, Nd, Pr) 중 어느 하나가 될 수 있으며, 이러한 재질 성분들은 광의 위상을 정렬시켜 집광 효율 및 상태를 높이고 레이저의 특성을 갖게 하여 발광 효율을 훨씬 높일 수 있고, 광의 입사량을 증가시킬 수 있기 때문에, 레이저장치로도 사용이 가능하다.
아홉째, 본 발명은 소형화 및 경량화된 제품출시가 가능하여, 개인용 의료 제품으로도 개발이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
105 : 광원 101 : 오목거울
110 : 집광부 102 : 집광렌즈
103 : 연결부 104 : 광섬유
106, 107 : 방열판 108 : 변환렌즈

Claims (13)

  1. LED 또는 LD 또는 OLED를 포함하는 광원;
    상기 광원을 둘러싸고 있으며, 상기 광원으로부터 출력된 광을 소정의 방향으로 반사시키는 오목거울;
    상기 광원으로부터 출력된 광 또는 상기 오목거울에 의해 반사된 광을 집광한 후, 광을 통과시킬 수 있는 매질로 채워져 있는 연결부를 통해 상기 집광된 광을 통과시켜 방출시키기 위한 집광부; 및
    상기 집광부를 통해 방출된 광을 일측끝단에서 유입받아, 타측끝단으로 전송하기 위한 광섬유를 포함하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은, 면광을 출력시킬 수 있는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 마주하는 상기 오목거울의 표면에는 반사판이 코팅 또는 부착되어 있으며,
    상기 오목거울의 외부면에는 방열판 또는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광부는,
    상기 광원 방향으로부터 전송되어온 광을 굴절시켜 상기 광섬유 방향으로 집광시키기 위한 집광렌즈; 및
    일측은 상기 집광렌즈와 연결되어 있고, 타측은 상기 광섬유와 연결되어 상기 집광렌즈에 의해 집광된 광을 상기 광섬유 방향으로 유도하며, 내부에는 광을 통과시킬 수 있는 매질로 채워져 있는 연결부를 포함하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집광부의 표면은 광을 반사시킬 수 있는 물질들로 코팅되어져 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 집광부의 상기 연결부 내부에는, 상기 집광렌즈에 의해 집광된 광을 평행광으로 변환시켜 상기 광섬유로 전달하기 위한 변환렌즈가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 변환렌즈의 직경은, 한 가닥의 광섬유 또는 광섬유 다발로 형성되어 있는 상기 광섬유의 내경 보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 집광부는,
    상기 집광렌즈와 상기 연결부가, 원뿔 형태로 구성된 하나의 렌즈로 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부의 외부면에는 방열판 또는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는,
    하나의 광섬유 가닥으로만 형성되어 있거나, 또는, 복수개의 광섬유 다발로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 타측끝단에는 광을 출력하기 위한 렌즈가 구비되어 있으며, 상기 광원은 입출력장치 또는 카메라 모듈과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 타측끝단에는 상기 광섬유를 통해 전송된 광을 수신하여 통신을 수행하기 위한 수신장치를 포함하는 광통신모듈이 연결되어 있으며, 상기 광원은 상기 수신장치와 통신을 수행하기 위한 송신장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 집광렌즈, 변환렌즈, 연결부 및 광섬유 중 적어도 어느 하나 이상에는 희토류 재질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 광전송 장치.
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