KR20180110394A - 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 홀더를 구비하여, 이미지의 교체 및 초점 조절이 가능하게 구성되고, 공기(空氣) 중과 수중에서 초점거리 변화를 최소화하여, 수중과 대기중에서 사용할 수 있는 이미지 투영 손전등에 관한 것으로, 본 발명은 내부에 건전지 등으로 구성되는 전원부가 삽입되고, 전면에는 상기 전원부로부터 전력을 제공받아 발광하는 발광부가 구비되는 본체와; 상기 전원부의 전원 공급을 선택적으로 제어하는 스위치가 포함된 스위치모듈과; 상기 본체 전방에 결합되고, 내측에 발광렌즈가 구비되어, 상기 발광부 전방에 소정의 이격된 거리에 상기 발광렌즈를 지지시키는 발광렌즈모듈과; 광원이 투영되어 이미지를 생성하는 이미지필름과; 상기 이미지필름을 상기 발광렌즈모듈 전방에 고정시키는 이미지홀더; 그리고 상기 발광렌즈모듈 전방에 결합되고, 내측에 전면렌즈가 구비되어, 상기 이미지 필름을 투과하여 이미지가 투영된 광원의 초점을 수렴시켜 투과시키는 전면렌즈모듈을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명은 휴대용 랜턴에 이미지를 교체 삽입할 수 있는 이미지 홀더를 이용하여 이미지 필름을 체결하여, 사용자가 원하는 이미지를 다양하게 투영하여 사용할 수 있으므로, 이미지 투영 랜턴의 재미요소와 활용성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴 { PORTABLE LANTERN HAVING IMAGE HOLDER }
본 발명은 이미지를 투영하는 휴대용 랜턴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미지 홀더를 구비하여, 이미지의 교체 및 초점 조절이 가능하게 구성되고, 공기(空氣) 중과 수중에서 초점거리 변화를 최소화하여, 수중과 대기중에서 사용할 수 있는 이미지 투영 손전등에 관한 발명이다.
휴대용 조명기구는 전통적으로 전구와 건전지를 이용하여 빛을 밝히는 구조로 구성되나, 최근에는 LED가 일반화됨에 따라 광원으로 LED가 적용된 휴대용 조명기구가 널리 보급되고 있다.
한편, 최근에는 레포츠 등의 다변화와 함께, 휴대용 조명기구의 적용 범위 및 활용 목적이 다양화되어, 휴대용 조명기구에 대한 기능 다양화의 필요성이 증가되고 있다.
이와 같은 필요성에 따라 대한민국 공개 실용신안 20-2010-0011127호에는 도 1에 도시된 바와 같이, 초점위치를 조절할 수 있는 휴대용 조명기구가 개발되어 제공되고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 선행 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래 휴대용 조명기구는 조명에 대한 기본적인 기능만을 수행하고, 다양한 이미지의 표현을 통한 개성의 연출이나, 조명기구를 이용한 놀이 적용이 불가능한 문제점이 있었다.
대한민국 공개 실용신안 20-2010-0011127호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 휴대용 랜턴에 이미지 필름이 교체 가능한 상태로 삽입되도록 하여, 이미지 투영 랜턴의 재미요소와 활용성을 극대화 시킬 수 있는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴을 제공하고자 하는 것이다.
그리고 본 발명은 이미지 필름의 체결위치를 조절 가능하게 구성하여, 투영되는 이미지의 초점을 사용자가 조절하여 사용하 수 있도록 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 결합부품 간 수밀성을 확보하여, 수중에서 이미지 투영 기능을 수행할 수 있도록하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 건전지 등으로 구성되는 전원부가 삽입되고, 전면에는 상기 전원부로부터 전력을 제공받아 발광하는 발광부가 구비되는 본체와; 상기 전원부의 전원 공급을 선택적으로 제어하는 스위치가 포함된 스위치모듈과; 상기 본체 전방에 결합되고, 내측에 발광렌즈가 구비되어, 상기 발광부 전방에 소정의 이격된 거리에 상기 발광렌즈를 지지시키는 발광렌즈모듈과; 광원이 투영되어 이미지를 생성하는 이미지필름과; 상기 이미지필름을 상기 발광렌즈모듈 전방에 고정시키는 이미지홀더; 그리고 상기 발광렌즈모듈 전방에 결합되고, 내측에 전면렌즈가 구비되어, 상기 이미지 필름을 투과하여 이미지가 투영된 광원의 초점을 수렴시켜 투과시키는 전면렌즈모듈을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 발광부는, LED 발광모듈이 적용될 수도 있다.
그리고 상기 발광렌즈는, 상기 발광부로부터 조사된 광원이 수렴되도록 볼록렌즈로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 전면렌즈는, 볼록렌즈로 구성될 수도 있다.
그리고 상기 스위치모듈과 본체, 상기 본체와 발광렌즈모듈 및 상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈은 나사결합에 의해 체결될 수도 있다.
또한, 상기 스위치모듈과 본체 사이의 결합부; 상기 본체와 발광렌즈모듈 사이의 결합부; 그리고 상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈 사이의 결합부에는 각각 오-링(O-ring)이 삽입되어, 각각의 결합부 사이의 수밀성이 확보될 수도 있다.
이때, 상기 스위치모듈과 본체 사이의 결합부 및 상기 본체와 발광렌즈모듈 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring)은, 상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring) 보다 직경이 굵은 것일 수도 있다.
그리고 상기 본체와 발광렌즈모듈 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring)은, 상기 스위치모듈과 본체 사이의 결합부 및 상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring) 보다 직경이 굵은 것일 수도 있다.
또한, 상기 이미지 홀더는, 내측에 관통공이 형성된 원통형으로 형성되고; 일 측이 상기 이미지필름이 지지되도록 테두리부가 형성된 접합부로 구성되며; 타 측이 외주연에 나사산이 형성된 결합부로 구성될 수도 있다.
그리고 상기 결합부 단부에는, 상기 이미지홀더의 회전을 위한 도구 삽입을 위한 고정홈이 형성될 수도 있다.
또한, 상기 이미지 필름은, 이미지 형태가 펀칭된 금속판으로 형성될 수도 있다.
그리고 상기 이미지 홀더는, 자성체로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 이미지필름은, 컬러 이미지가 인쇄된 투명 합성수지 필름으로 형성될 수도 있다.
그리고 상기 이미지필름은, 상기 이미지 홀더 접합부 선단에 접합될 수도 있다.
이때, 상기 이미지 홀더는, 상기 결합부의 나사산이 상기 발광렌즈모듈 전방 내측의 나사산과 이동 가능하게 나사결합되어 고정될 수도 있다.
한편, 상기 이미지 홀더는, 내측에 관통공이 형성된 원통형의 외부모듈과; 상기 외부모듈 내에 상기 이미지필름을 지지하여 결합되고, 내측에 투영공이 형성된 내부모듈을 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 내부모듈의 외주연에는, 나사산이 형성된 체결부가 형성되고; 상기 외부모듈 내측에는, 상기 체결부와 결합되는 나사산이 형성될 수도 있다.
또한, 상기 외부모듈의 외주연에는, 상기 발광렌즈모듈 전단에 내측의 나사산과 이동 가능하게 나사결합되기 위한 나사산이 형성된 결합부가 형성될 수도 있다.
그리고 상기 내부모듈 단부에는, 상기 이미지홀더의 회전을 위한 도구 삽입을 위한 고정홈이 형성될 수도 있다.
한편, 상기 전면렌즈모듈은, 합성수지로 형성되어, 탄성에 의해 상기 전면렌즈모듈 전단에 삽입되고, 상기 투명커버 내로 물이 유입되는 것을 방지하는 투명커버를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 전면렌즈모듈은, 상기 전면렌즈 전방으로 소정의 거리로 이격된 위치에 설치되어, 상기 전면렌즈모듈 내부로 물이 유입되지 않도록 차폐하는 투명한 커버플레이트를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 전면렌즈모듈에 구비되는 전면렌즈는, 일 측면이 굴곡면이고, 타 측면이 평면으로 형성되는 볼록렌즈일 수도 있다.
또한, 상기 전면렌즈는, 상기 평면이 상기 전면렌즈모듈 외측을 향하고, 상기 굴곡면이 상기 전면렌즈모듈 내측을 향하도록 구비될 수도 있다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명은 휴대용 랜턴에 이미지를 교체 삽입할 수 있는 이미지 홀더를 이용하여 이미지 필름을 체결하여, 사용자가 원하는 이미지를 다양하게 투영하여 사용할 수 있으므로, 이미지 투영 랜턴의 재미요소와 활용성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 이미지 홀더의 결합위치를 조절가능하게 구성되어, 이미지 필름의 위치를 조절 가능하여, 투영되는 이미지의 초점을 사용자가 조절하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 결합부품 간 수밀성을 확보하여, 공기 중뿐만 아니라 수중에서도 이미지를 투영하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 휴대용 손전등의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 적용되는 이미지 홀더의 제1실시예를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 이미지 홀더의 제1실시예의 결합형태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 이미지 홀더의 제2실시예를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 초점 조절원리를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 수중과 공기 중의 초점 변화의 일예를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 적용되는 전면렌즈모듈의 제1실시예를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 적용되는 전면렌즈모듈의 제2실시예를 도시한 예시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴을 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴은 본체(100), 스위치모듈(200), 발광렌즈모듈(300), 이미지필름(400), 이미지홀더 (500)및 전면렌즈모듈(600)을 포함하여 구성된다.
상기 본체(100)는 내부에 건전지 등으로 구성되는 전원부(110)가 삽입되고, 전면에는 상기 전원부로부터 전력을 제공 받아 발광하는 발광부(120)가 구비된다.
이때, 상기 본체 내측에는 상기 전원부 단자와 접촉되는 전원단자가 구비될 수 있다.
그리고 상기 발광부(120)는 본원 발명 랜턴의 광원을 제공하는 부분으로, 저전력 고효율 광원인 LED 발광모듈이 적용되는 것이 바람직하나, 다른 종류의 발광체가 적용되는 것도 가능하다.
또한, 상기 발광부(120)로 LED 발광모듈이 적용되는 경우, 상기 발광부(120)는 상기 LED 모듈이 실장되는 기판을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 본체 후단에는 상기 전원부(110)의 전원 공급을 선택적으로 스위칭하는 스위치모듈(200)이 결합된다.
상기 스위치모듈(200)은 내부에 스위치를 포함하여 구성되고, 상기 전원부(110)의 단자와 접촉되는 전원단자가 구비되어, 상기 스위치의 작동에 따라 상기 전원부(110)의 전원 공급을 선택적으로 연결/차단한다.
한편, 상기 발광렌즈모듈(300)은 상기 본체(100) 전방에 결합되고, 내측에 발광렌즈(310)를 포함하여 구성되어, 상기 발광렌즈(310)를 상기 발광부(120) 전방에 소정의 이격된 거리에서 지지시키는 역할을 수행한다.
이때, 상기 발광렌즈(310)는 상기 발광부(120)로부터 방사형으로 조사된 광원을 모아주는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 발광렌즈(310)는 볼록렌즈로 구성된다.
그리고 상기 발광렌즈모듈(300) 전방 내측에는 이미지필름(400)과 이미지홀더(500)가 삽입된다.
이때, 상기 이미지필름(400)은 광원이 투영되어 이미지를 생성하는 필름이고, 상기 이미지홀더(500)는 상기 이미지필름(400)을 상기 발광렌즈모듈(300) 전방에 고정시키는 역할을 수행한다.
본 발명은 상기 이미지 필름(400) 및 이미지 홀더(500)에 대한 각각 두 개의 실시예들을 포함하는바, 이에 대하여는 도 3 내지 5를 참조하여, 다시 상세히 설명하도록 한다.
상기 이미지 홀더(500)가 전방 내측에 삽입된 상기 발광렌즈모듈(300) 전방에는 전면렌즈모듈(600)이 결합된다.
상기 전면렌즈모듈(600)은, 상기 이미지 필름(400)을 투과하여 이미지가 투영된 광원의 초점을 모아 투과시키는 것으로, 전방 내측에는 전면레즈가 구비되고, 상기 전면렌즈 역시 볼록렌즈로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 스위치모듈(200)과 본체(100), 상기 본체(100)와 발광렌즈모듈(300), 상기 발광렌즈모듈(300)과 전면렌즈모듈(600)은 각각 내측과 외측에 형성된 나사산들의 나사결합에 의해 체결된다.
이때, 상기 스위치모듈(200)과 본체(100) 사이의 결합부, 상기 본체(100)와 발광렌즈모듈(300) 사이의 결합부 및 상기 발광렌즈모듈(300)과 전면렌즈모듈(600) 사이의 결합부에는 각각 오-링(O-ring)이 삽입되어, 상기 결합부 사이로 물이 침투되는 것을 방지한다.
이에 따라 본 발명에 의한 휴대용 랜턴은 내부의 수밀성이 확보되어, 수중에서도 사용이가능하게 된다.
한편, 상기 스위치모듈(200)과 본체(100) 사이의 결합부 및 상기 본체(100)와 발광렌즈모듈(300) 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring)은 상기 발광렌즈모듈(300)과 전면렌즈모듈(600) 사이의 결합부에 구비되는 오-링(O-ring) 보다 굵은 직경을 갖는 것이 바람직하다.
이는 내부 회로 및 전원부의 보호를 위해 상대적으로 수밀성능이 중요하고, 사용자의 사용상에 개폐 빈도가 적은 상기 스위치모듈(200)과 본체(100) 사이의 결합부 및 상기 본체(100)와 발광렌즈모듈(300) 사이의 결합부에 굵은 오-링을 적용하여, 수밀성을 향상시키는 동시에 이들 결합부의 결합력을 상기 전면렌즈모듈(600)과 발광렌즈모듈(300) 사이의 결합부 결합력보다 크게 형성시키기 위함이다.
이에 따라, 사용자가 랜턴 전체에 우력을 가할 경우, 상대적으로 결합력이 약한 상기 발광렌즈모듈(300)과 전면렌즈모듈(600)이 서로 회전하여 개방된다.
즉, 상기 전면렌즈모듈(600)은 이미지 필름의 교환을 위해 분리되는 빈도가 높은 바, 사용자가 전면렌즈모듈(600)과 발광렌즈모듈(300)을 정확히 파지하여 회전시키지 않아도, 자연스럽게 전면렌즈모듈(600)이 분리되어 사용자의 사용성이 확보되는 효과가 있다.
이와 같이, 상기 오-링의 굵기를 달리 적용하여, 분리 빈도가 적은 결합부의 상대적인 결합력을 강화시키는 것이 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 이미지 홀더의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 이미지 홀더의 제1실시예를 도시한 예시이고, 도 4는 본 발명에 의한 이미지 홀더의 제1실시예의 결합형태를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 적용되는 이미지 홀더의 제2실시예를 도시한 예시도이다.
먼저, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이미지 홀더(500)의 제1실시예는 내측에 관통공(510)이 형성된 원통형으로 형성되되, 일 측에는 이미지필름(400)을 지지할 수 있도록 테두리부가 형성된 접합부(520)로 구성되고, 타 측은 외주연에 나사산이 형성된 결합부(530)로 구성된다.
그리고 상기 결합부(530) 단부는 드라이버(-)나 손톱 등이 삽입되어 상기 이미지홀더(500)를 회전시킬 수 있도록 하는 고정홈(540)이 형성된다.
이때, 상기 이미지 필름(400)은 크게 두 가지 형태로 구성될 수 있다.
첫 번째로, 상기 이미지 필름은 이미지 형태가 펀칭된 금속판 형태의 에칭필름(410)일 수 있다.
상기 에칭 필름(410)의 경우, 투영되는 이미지가 흑백 단순 이미지로 구현되나, 이미지의 선명도가 확보된다.
또한, 상기 에칭 필름(410)은 상기 이미지 홀더(500)를 자성체로 구성하여, 상기 이미자 홀더(500)에 용이하게 탈착될 수 있도록 할 수 있다.
두 번째로, 상기 이미지필름은 컬러 이미지가 인쇄된 투명 합성수지 필름 형태의 프린팅 필름(420)일 수 있다.
상기 프린팅 필름(420)의 경우, 투영되는 이미지를 색체가 가미된 다양한 이미지를 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 보유하고 있는 사진을 이용하여 해당이미지를 제작하는 것도 가능하다.
한편, 상기 프린팅 필름(420)은 상기 이미지 홀더(500)의 접합부 선단에 점착력 있는 별도의 부재를 이용하여 접합 될 수도 있고, 상기 접합부(520)에 의해 단순 지지될 수도 있다.
상기 이미지 필름(400)과 이미지홀더(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광렌즈모듈 전방에 삽입되어 체결된다.
즉, 상기 이미지 홀더(500)의 결합부(530) 나사산이 상기 발광렌즈모듈(300) 전방 내측의 나사산과 나사결합되어 고정되고, 이에 따라 상기 이미지 필름(400)이 고정된다.
이때, 상기 이미지 홀더(500)의 결합위치는 나사결합위치를 조절함에 의해 조절된다. 이에 따라 상기 이미지 필름(400)과 상기 발광렌즈모듈(300) 간의 거리가 조절되고, 투영되는 이미지의 초점거리가 조절된다.
즉, 본 발명에 의한 휴대용 랜턴은 사용자의 사용 상태에 따라 상기 이미지 홀더(500)의 위치를 조절하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 본 발명의 의한 휴대용 랜턴을 짧은 거리에 이미지를 투영하여 사용하는 경우와 긴 거리에 이미지를 투영하여 사용하는 경우에 따라 상기 이미지홀더(500)의 돌출위치를 변화시켜, 투영이미지의 초점(크기)를 적절하게 조절하여 사용할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이미지 홀더(500')의 제2실시예는 내측에 관통공(510')이 형성된 원통형의 외부모듈(550)과, 내측에 투영공(580)이 형성된 내부모듈(560)로 구성될 수 있다.
이때, 상기 외부모듈(550)은 내측에 이미지 필름(400)이 삽입되고, 상기 외부모듈(550) 내측으로 상기 내부모듈(560)이 삽입/결합되어 상기 이미지 필름(400)을 지지한다.
이를 위해 상기 내부모듈(560)의 외주연에는 나사산이 형성된 체결부(570)가 형성되고, 상기 외부모듈(550) 내측에는 상기 체결부(570)에 결합되는 나사산이 형성된다.
한편, 상기 외부모듈(550)의 외주연에는 상기 발광렌즈모듈(300) 전단에 결합되어, 위치조절이 가능하도록 하는 나사산이 형성된 결합부(530')가 형성된다.
그리고 상기 내부모듈(560) 단부는 드라이버(-)나 손톱 등이 삽입되어 상기 이미지홀더(500')를 회전시킬 수 있도록 하는 고정홈(540')이 형성될 수도 있다.
상기 이미지홀더의 제2실시예 역시, 상기 발광렌즈모듈(300) 전방 내측에 상기 결합부의 나사결합에 의해 체결된다.
이에 따라, 나사결합위치를 조절함에 의해 상기 이미지 홀더(500')의 결합위치가 조절되고, 이에 따라 상기 이미지 홀더(500') 내에 삽입된 이미지 필름(400)의 위치가 조절된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 수중 이미지 투영을 위한 본 발명에 의한 전면렌즈모듈의 구성의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 초점 조절원리를 도시한 예시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴의 수중과 공기 중의 초점 변화의 일 예를 도시한 예시도이며, 도 8은 본 발명에 적용되는 전면렌즈모듈의 제1실시예를 도시한 예시도이고, 도 9는 본 발명에 적용되는 전면렌즈모듈의 제2실시예를 도시한 예시도이다.
본 발명의 구성을 설명하기에 앞서, 공기중에서 사용되는 이미지 투영 랜턴을 수중에서 사용하는 경우의 문제점에 대하여, 도 6 및 7을 참조하여, 간단히 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휴대용 랜턴은 발광렌즈와 전면렌즈 2개의 렌즈를 구비한다.
이때, 상기 발광렌즈는 상기 전면렌즈보다 큰 굴절률을 갖는 렌즈가 적용되는데, 이는 도시된 바와 같이, 상기 발광렌즈에 의해 광원의 빛을 랜턴의 경통 내에서 집광하여야 하고, 랜턴 외부로 조사되는 광원은 상기 전면렌즈에 의해 초점이 조절되도록 하기 때문이다.
즉, 비교적 길이가 짧은(L1) 경통 내에서 광원을 집광하여야 하는 상기 전면렌즈는 굴절률이 큰(θ1) 렌즈가 적용되고, 비교적 길이가 긴(L2) 투영이미지의 초점을 조절하는 상기 발광렌즈는 굴절률이 작은(θ2) 렌즈가 적용된다.
이와 같은 기본 가정하에, 휴대용 랜턴의 공기 중 사용시와 수중 사용시의 초점 변화를 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
광학에 있어, 다른 매질을 통과하는 빛의 굴절현상은 매질 내에서 빛의 이동속도의 차이에 의해 발생되는 것으로, 굴절률은 매질의 밀도 차이와 빛의 입사각에 따라 달라진다.
먼저, 도 7의 (a) 및 (b)는 동일한 렌즈를 굴절면의 방향을 달리하여, 동일매질(공기) 상에 설치한 경우, 빛의 이동 경로를 도시한 예시도이다.
이때, 각각의 경우는 빛이 렌즈에 입사하는 입사각과 렌즈를 이탈하는 이탈각이 서로 달라, 경계면에서의 굴절각은 서로 다르나(α1≠β1, α2≠β2), 최종적으로 렌즈를 통과한 빛의 굴절각은 서로 동일하다(α1+α2=β1+β2).
그러나 광원이 3가지의 다른 매질(공기, 렌즈, 물)을 통과하는 경우, 이와 같은 등식은 성립하지 않는다.
즉, 도 7의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 매질의 밀도차이가 큰 공기와 렌즈 경계면에서 빛의 입사각을 크게 하는 경우, 전체 빛의 굴절률 변화가 크게 작용한다.
따라서, 동일 매질 사이에 구비되는 렌즈의 경우, 렌즈의 방향에 관계없이 동일한 초점거리가 유지되나, 서로 상이한 매질 사이에 구비되는 렌즈의 경우, 초점거리가 달라진다.
한편, 본 발명에 의한 휴대용 랜턴은 투영 이미지의 초점을 공기중에서 사용하는 경우와 수중에서 사용하는 경우를 동일 또는 유사하게 유지하여, 초점거리의 조절 없이 공기중과 수중에서 자유롭게 이미지를 투영하여 사용할 수 있도록 한다.
즉, 도 7의 (a)와 (c) 그리고 도 7의 (b)와 (d)를 비교하여 살펴보면, 매질의 형태가 달라지는 전면의 경계면(공기-렌즈/물-렌즈)에서의 빛의 입사각이 작은 경우, 공기중과 수중에서 빛의 전체 굴절률 변화가 작은 것을 알 수 있다.
이에 따라, 공기 중 투영이미지 초점과 수중 투영이미지 초점과의 차이를 최소화하기 위한 본원 발명은 전면렌즈모듈(600)을 두 가지 실시예로 구현할 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전면렌즈모듈(600)의 제1실시예는 투명커버(610)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 투명커버(610)는 합성수지로 형성되어, 탄성에 의해 상기 전면렌즈모듈(600) 전단에 삽입되어, 상기 투명커버 내로 물이 유입되는 것을 방지한다.
이에 따라 상기 전면렌즈의 전후는 모두 공기를 매질로 하여, 공기 중에서 사용하는 경우와 투영 이미지가 동일한 초점거리를 갖고, 투명막을 통과하여 물로 진행되는 투영이미지 역시 공기중에서 사용하는 경우와 동일한 초점거리를 갖는다.
따라서, 사용자가 본 발명에 의한 휴대용 랜턴을 물놀이 등에서 사용하는 경우, 물속이나 물 밖에서 동시에 동일한 초점거리로 이미지를 투영시켜 사용할 수 있는 효과가 있다.
이와 유사한 원리로, 본 발명에 의한 전면렌즈모듈(600)은 전면에 상기 전면렌즈와 이격된 위치에 설치되는 투명한 커버플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 커버플레이트는 상기 전면글라스 전방에 상기 전면렌즈모듈 내부로 물이 유입되지 않도록 차폐하는 투명판으로, 상기 전면렌즈모듈 전방에 삽입되어 설치된다.
이에 따라 전술한 투명커버가 구비된 경우와 마찬가지로, 상기 전면렌즈의 전후는 모두 공기를 매질로 하여, 공기 중에서 사용하는 경우와 투영 이미지가 동일한 초점거리를 갖고, 투명막을 통과하여 물로 진행되는 투영이미지 역시 공기중에서 사용하는 경우와 동일한 초점거리를 갖는다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전면렌즈모듈의 제2실시예는 일 측면이 굴곡면이고 타 측면이 평면으로 형성되는 전면렌즈(620)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 전면렌즈(620)는, 평면이 상기 전면렌즈모듈(600) 외측을 향하고, 굴곡면이 상기 전면렌즈모듈(600) 내측을 향하도록 구비된다.
이에 따라, 공기중에서 사용하는 경우와 수중에서 사용하는 경우, 서로 차이나는 매질의 경계면(외측 경계면)에서의 광 입사각이 작아져, 양자의 굴절률 차이가 최소화된다.
따라서, 본 발명에 의한 전면렌즈모듈(600)의 제2실시예는 별도의 구성물 없이, 이미지를 수중과 공기중에서 투영하여 사용할 수 있다.
물론, 본 발명에 의한 전면렌즈모듈의 제2실시예는 제1실시예에 비하여 약간의 초점거리 변화가 있으나, 그 차이가 미미하여 사용상에 문제가 없고, 별도의 구성품이 없어 편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명은 이미지 홀더를 구비하여, 이미지의 교체 및 초점 조절이 가능하게 구성되고, 공기(空氣) 중과 수중에서 초점거리 변화를 최소화하여, 수중과 대기중에서 사용할 수 있는 이미지 투영 손전등에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 휴대용 랜턴에 이미지를 교체 삽입할 수 있는 이미지 홀더를 이용하여 이미지 필름을 체결하여, 사용자가 원하는 이미지를 다양하게 투영하여 사용할 수 있으므로, 이미지 투영 랜턴의 재미요소와 활용성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
100 : 본체 110 : 전원부
120 : 발광부 200 : 스위치모듈
300 : 발광렌즈모듈 310 : 발광렌즈
400 : 이미지필름 410 : 에칭필름
420 : 프린팅필름 500 : 이미지홀더
510, 510' : 관통공 520 : 접합부
530, 530' : 결합부 540, 540' : 고정홈
550 : 외부모듈 560 : 내부모듈
570 : 체결부 580 : 투영공
600 : 전면렌즈모듈 610 : 투명커버
620 : 전면렌즈

Claims (15)

  1. 내부에 건전지 등으로 구성되는 전원부가 삽입되고, 전면에는 상기 전원부로부터 전력을 제공받아 발광하는 발광부가 구비되는 본체와;
    상기 전원부의 전원 공급을 선택적으로 제어하는 스위치가 포함된 스위치모듈과;
    상기 본체 전방에 결합되고, 내측에 발광렌즈가 구비되어, 상기 발광부 전방에 소정의 이격된 거리에 상기 발광렌즈를 지지시키는 발광렌즈모듈과;
    광원이 투영되어 이미지를 생성하는 이미지필름과;
    상기 이미지필름을 상기 발광렌즈모듈 전방에 고정시키는 이미지홀더; 그리고
    상기 발광렌즈모듈 전방에 결합되고, 내측에 전면렌즈가 구비되어, 상기 이미지 필름을 투과하여 이미지가 투영된 광원의 초점을 수렴시켜 투과시키는 전면렌즈모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부는,
    LED 발광모듈이 적용됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광렌즈는,
    상기 발광부로부터 조사된 광원이 수렴되도록 볼록렌즈로 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전면렌즈는,
    볼록렌즈로 구성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치모듈과 본체, 상기 본체와 발광렌즈모듈 및 상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈은 나사결합에 의해 체결됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치모듈과 본체 사이의 결합부;
    상기 본체와 발광렌즈모듈 사이의 결합부; 그리고
    상기 발광렌즈모듈과 전면렌즈모듈 사이의 결합부에는 각각 오-링(O-ring)이 삽입되어, 각각의 결합부 사이의 수밀성이 확보됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 홀더는,
    내측에 관통공이 형성된 원통형으로 형성되고;
    일 측이 상기 이미지필름이 지지되도록 테두리부가 형성된 접합부로 구성되고;
    타 측이 외주연에 나사산이 형성된 결합부로 구성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합부 단부에는,
    상기 이미지홀더의 회전을 위한 도구 삽입을 위한 고정홈이 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지 필름은,
    이미지 형태가 펀칭된 금속판으로 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지필름은,
    컬러 이미지가 인쇄된 투명 합성수지 필름으로 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지 홀더는,
    상기 결합부의 나사산이 상기 발광렌즈모듈 전방 내측의 나사산과 이동 가능하게 나사결합되어 고정됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 홀더는,
    내측에 관통공이 형성된 원통형의 외부모듈과;
    상기 외부모듈 내에 상기 이미지필름을 지지하여 결합되고, 내측에 투영공이 형성된 내부모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 내부모듈의 외주연에는,
    나사산이 형성된 체결부가 형성되고;
    상기 외부모듈 내측에는,
    상기 체결부와 결합되는 나사산이 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부모듈의 외주연에는,
    상기 발광렌즈모듈 전단에 내측의 나사산과 이동 가능하게 나사결합되기 위한 나사산이 형성된 결합부가 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 내부모듈 단부에는,
    상기 이미지홀더의 회전을 위한 도구 삽입을 위한 고정홈이 형성됨을 특징으로 하는 이미지 홀더를 구비한 휴대용 랜턴.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101951331B1 (ko) * 2018-10-19 2019-02-22 박기철 손전등형 로고라이트
KR20220071763A (ko) * 2020-11-24 2022-05-31 임효빈 휴대용 랜턴을 이용한 착탈식 고보 투사장치
KR102438335B1 (ko) * 2021-10-27 2022-09-02 대한민국 레이저빔을 이용한 다기능 안전정보 표시장치
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