KR890004151B1 - 광도체의 연결구조 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도 내지 제3도는, 각각 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 단면 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 광도체롯드 3 : 광파이버군
10 : 커플링 링 11 : 투광판
20 : 광에너지 희석용 커플링 30 : 우주선 외벽
40 : 뚜껑 Ⅰ : 우주선밖
Ⅱ : 우주선 안
본 발명은, 광에너지가 전송되는 광도체의 연결 구조에 관한 것이다.
본 출원인은, 앞서, 태양광 혹은 인공광을 렌즈등에 의하여 접속하여 광도체내에 도입하고, 상기 광도체를 통하여 임의의 원하는 장소로 전달하여 조명 기타의 사용에 제공하는 것에 대하여 여러가지를 제안하여 왔다. 그런데, 태양광을 이용하는 경우, 태양의 위치가 변화하기 때문에, 렌즈의 수광면을 태양의 이동에 추종시켜서 항상 태양광을 효율좋게 광도체내에 도입하도록 하고 있으나, 그러기 위해서는, 렌즈를 적어도 수직축 및이 수직축에 교차하는 수평축의 주위로 회동이 가능하게끔 지지할 필요가 있다.
한편, 렌즈에 의하여 집속된 광에너지는, 이 렌즈의 초점 위치에 수광단이 배치된 광도체내에 도입되어, 이광도체를 통하여 임의의 원하는 장소로 전송되어 사용되지만, 그 경우에, 상기 광도체내의 수광단의 렌즈의 상대적인 위치 관계는 일정하기 때문에, 렌즈의 수광면이 태양의 이동에 추종하여 회동하면 광도체의 수광면도 태양의 이동에 추종하여 회동하고, 이 광도체가 사용 끝단말부(출광 끝단부)에서 고정되어 있는 경우에는, 이 광도체를, 예를들어 상기 수평축 및 수직축의 주위로 회동이 가능하게끔 지지할 필요가 있다. 또한, 이상과 같이하여, 태양광 또는 인공광을 렌즈에 의하여 집속하여 광도체내에 도입한 경우, 광도체내의 광에너지 밀도는 매우 높은 것으로서, 그 때문에, 경우에 따라서는 상기한 바와같이 하여 광도체내를 전송된 광의 에너지 밀도를 적게 하여 사용한 편이 이용 효율이 높은 경우가 있다. 또한, 본 출원인은, 앞서, 태양광을 집속하기 위한 렌즈를 탑재한 우주선에 대하여 제안하였으나, 그 경우, 태양광을 집속하기 위한 렌즈는 우주선 밖에 배치되고, 한편, 상기 렌즈에 의하여 집속된 태양광은 우주선내에서 사용되기 때문에, 렌즈에 의하여 접속된 태양광을 우주선내에 도입하기 위해서는, 광도체는 우주선의 외벽을 광통하여 배치되어야 한다.
그렇지만, 우주선에 있어서는 우주선의 안과 밖을 엄중하게 차단하여야 하며, 광도체의 관통부이더라도 예외는 아니다.
본 발명은, 상기한 바와같은 문제점을 감안하여 된 것으로서, 예를 들면, 광도체롯드끼리의 회전 가능한 연결구조, 광도체롯드로 부터의 고에너지 밀도의 광을 희석하여 다수개의 광파이버로 전달하는 연결구조, 또한, 우주선등에 있어서 우주선의 안팎을 완전히 차단한 상태에서의 우주선 안팎 사이의 광도체롯드의 연결구조를 제공하는 것을 주된 목적으로 하여된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 따라서 설명하면 다음과 같다.
제1도는, 본 발명의 1예를 설명하기 위한 단면구성도로서, 도면중, (1) 및 (2)는 광도체롯드이고, 광도체롯드(1)의 도시하지 않은 끝단부는, 태양광 또는 인공광을 집속하는 렌즈(도시하지 않음)의 초점에 배치되고, 이 렌즈에 의하여 집속된 태양광 또는 인공광이 도입되도록 되어 있다.
또한, 광도체롯드(2)의 도시하지 않은 끝단부는 임의의 원하는 장소에 배치되고, 이 광도체롯드(2)를 통하여 전송된 광이 조명 기타의 사용에 제공되도록 되어 있다.
(10)은 상기한 바와같이, 광도체롯드(1)와 (2)를 연결하기 위한 커플링 링으로, 이 커플링이 링(10)의 내경은 상기 광도체롯드(1) 및 (2)의 외형과 대략 같게 구성되며, 이 커플링 링(10)내에 있어서, 광도체롯드(1)과 (2)는 그 끝단면이 대향 배치되어, 매칭 오일 또는 광학 풀등을 사이에 두고 연결되어 있다.
그리하여, 그 경우, 광도체롯드(1)내를 전송되어 온 광이 태양광이라고 하면, 광도체롯드(1)는 그 축의 주위를 회동가능하게끔 되어야 하며, 그러기 위해서는, 광도체롯드(1)과 (2)의 연결에 매칭 오일을 사용하여야만 하나, 인공광인 경우에는, 매칭오일 광학 풀의 어느 것이라도 좋다.
이경우, 광도체롯드와 커플링 링광의 사이의 매칭오일 또는 광학풀로 광도체롯드(1) 및 (2)의 굴절률보다도 작은 굴절률의 것을 사용하면, 광도체롯드와 커플링의 경계면에서의 매칭 오일 또는 광학풀에 의하여 광도체롯드내의 광이 외부로 누설되는 것을 방지할 수가 있으며, 광에너지의 전달 손실을 작게 억제할 수가 있는 것이다. 마찬가지의 이유에 의하여, 커플링 링의 굴절률도 광도체롯드의 굴절률보다 작게 하면 좋다.
또한, 광도체롯드(1)와 (2)의 끝단면 사이에 매칭 오일 혹은 광학 풀이 개재하고 있기 때문에, 이들 끝단면에서의 광의 반사가 없고, 이들 끝단면이 공기층을 사이에 두고 대향하고 있는 경우 비하여 효율좋게 광을 전달할 수가 있으며, 또한 이들 끝단면을 경면으로하면, 더욱 전달 효율을 좋게 할 수가 있는 것이다.
또한, 이 광도체롯드위 대향면사이에 들어가는 매칭 오일 또는 광학풀의 굴절률은 광도체롯드의 굴절률과 같은 것이 요망되고, 한편, 광도체롯드와 커플링과의 사이에 들어가는 매칭 오일 또는 광학 풀의 굴절률은, 상기한 바와같이, 광도체롯드의 굴절률보다 작은 것을 사용하지만, 매칭 오일의 경우에는, 양자를, 구별하여 사용할 수가 없기 때문에, 광도체롯드의 굴절률과 같은 굴절률의 것을 사용하고, 광학 풀의 경우에는, 광도체롯드의 대향 끝단면 사이에는 광도체롯드의 굴절률과 같은 것을 사용하고, 광도체롯드와 커플링 링과의 사이에는 광도체롯드의 굴절률보다 작은 것을 사용하면 좋다.
또한, 이상에서는, 광도체롯드 끼리의 연결구조에 대하여 설명하였으나, 상기 커플링 링을 이용하여 단일의 광도체롯드와 다수개의 광파이버와를 연결하는 것도 가능하고, 그 경우에, 광도체롯드측을 광원측으로 하면, 광도체롯드내를 전송되어온 광을 다수의 광파이버에 분산 또는 분기하여 전달할 수 있으며, 역으로 광파이버 측을 광원측으로 하면, 다수개의 광파이버를 통하여 전송되어온 광을 단일의 광도체롯드에 집합 하여 전달할 수가 있는 것이다.
환언하면, 전자의 경우에는, 커플링 링을 분산 또는 분기 커플링으로하여 사용할 수가 있으며, 후자의 경우에는, 집합 커플링으로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 커플링 링을 이용하여 다수개의 광파이버 끼리를 연결하는 것도 가능하다.
제2도는, 본 발명의 다른 예를 설명하기 위한 단면구성도로서, 제2(a)도는 측단면도, 제2(b)도는 제2(a)도의 B-B선 단면도이며, 도면중, (1)은 상기 실시예와 마찬가지 렌즈에 의하여 집속된 광에너지가 전송되어 오는 광도체롯드, (20)은 광도체롯드(1)의 출광 끝단부측에 설치된 광에너지 희석용 커플링으로, 이 커플링부는 광도체롯드(1)와 일체적으로 구성되어도, 혹은, 별개체로 구성되어 광도체롯드(1)에 접속되어도 좋으며, (3)은 이 커플링부(20)의 끝단변에 접속되는 광파이버군이고, 이 광파이버군(3) 직경이 다른 복수의 종류의 광파이버의 조합으로 되며, 이들 직경이 다른 광파이버(31), (32), (33),……를 조합으로 결속함으로써 광파이버 사이의 간극 면적을 작게하여, 광파이버의 실제 장입 효율을 높이고 있다.
또한, 상기 직경이 다른 광파이버의 조합 구조에 대하여는, 예를들면, 일본국 특허출원 소55-128384호에 그 구체예가 기재되어 있다.
이 광파이버군 (3)은, 커플링부(20)의 끝 단면의 직경과 대략 같은 직경으로 결속하여 이 커플링부(20)의 끝단면에 광학풀등으로 접속하도록 하여도 좋지만, 도시와같이, 이 커플링부(20)의 끝단변부를 제1에 관하여 설명한 바와같이 커플링(10)의 도중까지 끼워 넣어 매칭오일 또는 광학풀을 넣어 고정하고, 그후, 광파이버를 반대측으로 부터 순서대로 끼워 넣거나 혹은 밀어 넣어서 매칭오일 또는 광학풀로 고정하도록 하여도 좋다. 또한 이상에서는, 광파이버군에 직경이 다른 파이버를 여러종류 조합하여 사용하는 예에 대하여 설명하였으나, 동일 직경의 광파이버를 다수개 결속하여 사용하여도 좋은 것은 당연하고, 또, 연결부에 있어서 각광파이버는 그 클래드층이 절제되어 있는 점도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 광고체롯드(1)내를 전송되어 온 에너지 밀도가 높은 광은, 커플링부(20)에 의하여 확산되어 원하는 에너지 밀도로 희석되어서 각 광파이버내에 도입되어 사용되지만, 광도체롯드(1)로부터 광을 방출한 경우의 퍼지는 각도는, 광도체롯드의 굴절률에 의하여 다소 다르지만, 통상 45°정도이기 때문에, 이 커플링부(20)의 퍼짐각(Q)은 45°내지 45°보다 다소 크게 선정해 놓으면 좋다.
또한, 이 경우에 있어서, 매칭오일 또는 광학풀, 커플링, 광도체롯드, 광파이버등의 사이에서의 굴절률의 관계는 제1도의 경우와 마찬가지이고, 또한, 광파이버측을 광원측으로 하는 것도 가능하며, 그 경우에는, 각 광파이버로 부터의 광을 커플링부에 의하여 농축하여 광도체롯드에 전달할 수가 있는 것이다.
제3도는, 본 발명의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면 구성도로서, 도면중, (Ⅰ)은 우주선 밖, (Ⅱ)는 우주선안, (30)은 우주선의 외벽이고, 우주선의 외측에는 태양광을 집속하기 위한 렌즈가 배설되어 있으며, 이 렌즈에 의하여 집속된 광에너지가 상기와 마찬가지로 하여 광도체롯드(1)를 통하여 전송되어 온다.
이 광도체롯드(1)를 통하여 전송되어 온 광을 우주선 내에 도입하여 조명 기타의 용도에 사용하나, 우주선의 밖와 안을 엄밀하게 차단하고 있어야만 하므로, 광도체롯드(1)를 그대로 우주선의 외벽(30)을 관통시켜서 우주선내에 도입하는 것은 곤란하다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여된 것으로서, 도시한 바와같이, 우주선의 외벽(30)을 관통하여 커플링(10)을 일체적으로 설치하고, 이 커플링(10)의 바깥 둘레와 우주선의 외벽(30)과의 사이를 엄밀하게 기체 밀폐 상태로 유지함과 동시에, 커플링(10)의 내부에 유리등의 투명체로 되는 차단판(11)을 설치하여, 이차단판(11)에 의하여 우주선의 안밖을 엄밀하게 차단하고, 이 투명체의 차단판(11)을 사이에 두고 광도체롯드(1)과 (2)의 끝단면을 대향하여 배치하여, 광도체롯드(1)로 부터의 광에너지를 광도체롯드(2)에 전달하도록 한 것이다.
그리고, 본 발명에 있어서, 광도체롯드(1) 및 (2)는 매칭오일 또는 광학풀에 의하여 커플링 및 차단판에 연결되는 것이며, 이들 매칭오일, 광학풀, 커플링, 광도체롯드 사이의 굴절률의 관계는, 제1도 및 제2도의 경우와 같으며, 또한 한쪽을 광도체롯드 다른쪽을 다수개의 광파이버로 구성하거나, 혹은 양쪽을 다수개의 광파이버로 구성하여도 좋다는 것은 상기예와 같다.
따라서, 본 발명은 우주공간에서 적용되는 것이고, 그 때문에, 우주선의 외측에 있어서는, 상기한 바와같이 하여 광도체롯드 또는 광파이버를 커플링 링 및 투광판으로 연결하기 위하여 사용되는 매칭오일 또는 광학 풀이 우주 공간으로 비산해 버릴 염려가 있기 때문에, 이러한 매칭 오일 또는 광학물의 비산을 방지하기 위하여, 예를들면, 도시한 바와같이, 우주선의 외측에서의 광도체롯드 또는 광파이버와 커플링 링 및 투광판과의 연결부에, 이 연결부를 밀폐하도록 뚜껑부재(40)를 설치하면 좋다.
다만, 이 경우에, 뚜껑(40)으로서는 광도체롯드(1)와의 접촉부에 이 광도체롯드(1)의 굴절률보다 작은 것을 사용한다.
이상의 설명으로 부터 명백한 바와같이, 본 발명에 의하면, 광도체 내를 전송되어 온 광에너지를 효율좋게 원하는 장소로 전달할 수가 있는 것이다.
Claims (20)
- 광에너지가 전송되는 광도체롯드(1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)와의 연결 구조에 있어서, 상기 광도체롯드(1), (2)의 외형과 대략 같은 내경의 커플링 링(10)을 구비하고, 이 커플링 링(10)내에서 연결되도록 광도체롯드(1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)의 끝단면이 대향하여 배치되고, 매칭오일 또는 광학풀을 사이에 두고 연결되어 있는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 커플링 링(10)의 굴절률이 상기 광도체롯드(1), (2)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 링(10)의 내면에 경면인 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 매칭오일 또는 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드 (1), (2)의 굴절률과 같은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 3 항에 있어서, 상기 매칭오일 또는 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1), (2)의 굴절률과 같은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)의 대향면에 있어서는 광도체롯드(1), (2)의 굴절률과 같고, 상기 커플링 링(10)과의 접촉면에 있어서는 광도체롯드(1), (2)의 굴절률보다 더 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 3 항에 있어서, 상기 광학풀의 굴절률이 상기 롯드 (1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)의 대향면에 있어서는 광도체롯드(1), (2)의 굴절률과 같고, 상기 커플링 링(10)과의 접촉면에 있어서는 광도체롯드(1), (2)의 굴절률조다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 광 에너지가 전송되어 오는 단일의 광도체롯드(1)와, 이 광도체롯드(1)의 끝단면에 연결되는 작은 직경의 다수개의 광파이버(3)와의 연결구조에 있어서, 상기 광도체롯드(1)는 상기 광 파이버(3)와의 연결부 근방에 있어서, 상기 끝단면을 향하여 직경이 크게 되어 있는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 8 항에 있어서, 상기 다수개의 광파이버 (3)는 직경이 다른 복수 종류의 파이버 (31), (32)……의 조합으로 되는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 다수개의 광파이버(3)가 상기 광도체롯드(1)의 끝단면의 직경과 대략 같은 직경으로 결속되고, 광학풀로서 상기 끝단면에 연결되어 있는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 광도체롯드(1)의 상기 끝단면의 외형에 대략 같은 내경의 커플링 링(20)을 가지며, 이 커플링 링(20)내에서 상기 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)와가 매칭 오일 또는 광학풀을 사이에 두고, 연결되어 있는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제11항에 있어서, 상기 커플링 링(20)의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제10항에 있어서, 상기 매칭 오일 또는 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)의 굴절률과 같은 것을 특징으로하는 광도체의 견결구조.
- 제11항에 있어서, 상기 매칭 오일 또는 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)의 굴절률과 같은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제11항에 있어서, 상기 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)와 광파이버(3)와의 대향면에 있어서는 광고체 롯드(1)의 굴절률과 같고, 상기 커플링 링(20)과의 접촉면에 있어서는 광도체롯드(1)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 우주선의 외벽(30)을 관통하여 배치된 광도체롯드(1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)와의 연결구조에 있어서, 우주선 외벽(30)을 관통하여 배설되고 또한 상기 광도체롯드(1), (2)의 외형과 대략 같은 내경의 커플링 링(10)과, 이 커플링링(10)내에서 우주선의 안팎을 차단하기 위한 투광판(11)과를 구비하고, 이 투광판(11)을 사이에 두고 연결되도록 광도체롯드(1), (2)끼리 또는 광도체롯드(1)와 다수개의 광파이버(3)와의 끝단면이 대향 배치되어, 매칭 오일 또는 광학풀을 사이에 두고 상기 투광판(11)에 연결되어 있는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제16항에 있어서, 상기 커플링 링(10)의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제16항에 있어서, 상기 매칭오일 또는 광학풀의 굴절률이 상기 광도체롯드(1)의 굴절률과 같은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제16항에 있어서, 상기 광학풀의 굴절률이 상기 투광판(11)과의 연결부에 있어서는 광도체롯드(1)의 굴절률과 같고, 커플링 링(10)과의 연결부에 있어서는 광도체롯드(1)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
- 제16항 내지 제19항중 어느 1항에 있어서, 상기 우주선의 외측에 상기 광도체롯드(1) 또는 광파이버(3)의 연결부를 덮는 뚜껑(40)을 가지는 것을 특징으로하는 광도체의 연결구조.
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