KR890005028B1 - 집광렌즈 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

집광렌즈

제1도 내지 제6도는 각각 본 말명에 의한 집광렌즈의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 집광렌즈 12 : 렌즈체

14 : 광도체 14a : 수광면

16,22,62 : 광필터 20,30,40,50,60 : 렌즈체

32,42 : 적외선 흡수필터 50 : 자외선 흡수필터렌즈

34,44,52 : 자외선 흡수필터 Vo,Ro:초점

본 발명은 불필요한 광성분을 반사 또는 흡수하여 제거하고, 필요한 광성분만을 효과적으로 집광할 수 있게한 집광렌즈에 관한 것이다.

본 출원인은 앞서 렌즈등에 의하여 태양광을 집속하여서 광도체내에 도입하고 이 광도체를 통하여 임의 소망의 장소에 전달하여, 조명 기타의 사용에 제공하는 것에 대하여 제안하였다. 예를들어, 접속된 광은 광합성 즉 클로렐라 배양이나 식물의 축성 재배등에 사용될 수 있다.

이와같이 사용하고자 하는 경우에, 태양광 에너지 중에 포함되어 있는 적외선 및 자외선(및 X선)은 광합성 반응에 유해한 것이어서 이를 제거할 필요가 있었다. 이를 위하여서는 광통로중에 광필터를 설치하여 두고, 이 광필터에 의하여 적외선 및 자외선을 제거하면 좋은 것이나, 광필터를 형성하려고 하면 그만큼 광학계로의 구조가 복잡하게 되고, 또한 현실에서는 적외선과 자외선을 동시에 제거하는 광필터는 존재하지 아니하는 것이어서 광필터를 2종류 필요로하여 더욱 광학계로의 구조가 복잡하게 된다.

또한, 광필터를 렌즈의 앞이나 또는 바로 뒤에 놓는다고 하면, 렌즈와 동일한 크기의 면적을 가지는 광필터를 필요로 하고, 따라서 광필터의 면적이 크게된다. 한편, 집광렌즈의 초점 근방에 놓으려고 하면 렌즈는 초소형이 되는 것이어서 랜즈가 집광열에 의하여 파괴되던가 또는 필요한 광성분이 이 필터에 의하여 반사되어서 광손실이 크게된다. 또한, 최근에 있어 수확기에 도달한 식물에 자외선을 조사하면 이 식물의 사멸 호르몬의 분비가 촉지되어서, 환언하면 이 식물의 숙성이 촉진되어서 단맛이 증가하던가, 냄새가 좋게되던가 색이 좋게 되는것 등이 판명되었다.

본 발명은, 상기와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 특히 간단하고 또한 값이 싼 구성에 의하여 적외선 및 자외선을 제거할 수가 있고. 또한 고 에너지 밀도의 광통로중에 있어서도 사용가능한 집광렌즈를 제공하며, 특히 평상시에는 식물에 가시광을 조사하여 광합성 반응을 효과적으로 행하게 하고, 수확기에는 자외선을 조사하여서, 당해 식물의 숙성을 촉진하게 하여, 이로서 수확 식물의 고품질화를 도모하고자 하는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 적외선과 자외선을 차단할 수 있는 간단하고 경제적인 집광렌즈를 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광에너지의 밀도가 높은 광통로중에서도 사용가능한 집광렌즈를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 집광렌즈로 집속한 자외선을 원하는 장소에 선택적으로 도달하게 하는 광원장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 1실시예에 의하면, 입광면과 출광면을 가진 렌즈체와 렌즈체의 광측을 포함하는 렌즈체 표면의 적어도 일부분에 설치된 광필터로 구성된 집광렌즈를 제공하고 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 입광면과 출광면을 가진 렌즈체와 렌즈체의 광측을 포함하는 렌즈체의 표면의 적어도 일부분에 설치된 광필터로 구성된 집광렌즈와, 자외선과 적외선을 제거하는 광필터와, 집광렌즈의 광축에 위치한 수광단을 갖는 광도체 케이블과, 렌즈체를 통하여 전송된 가시광의 초점과 렌즈체를 통하여 전송된 자외선의 초점 사이에 움직일 수 있게 설치된 수광단으로 구성됨으로서 식물이 수확기에 다다랐을때에 광도체 케이블에 의하여 식물에 자외선이 도달하게 하여 식물을 재배하기 위한 광원장치를 제공한다.

집광렌즈는 광축을 포함하는 렌즈의 중앙부에 광필터를 지니고 있다. 필터는 노출된 렌즈의 외주부에 입사되는 것을 제외하고는 자외선과 적외선을 제거한다. 필터로 걸러진 광은 광도체 케이블에 의하여 식물 재배기에 전달되어 광합성 반응을 행하게 한다. 케이블의 수광단은 대개 렌즈로부터 출광하는 가시광선의 초점위치에 놓이게 되고. 수확기에는 자외선의 초점위치에 놓이게 된다. 렌즈는 전체가 필터로 덮일 수도 있다.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 집광렌즈의 1실시예를 설명하기 위한 구성도로서 부호(10)으로 표시되고 있다. 집광렌즈(10)는 렌즈체(12)를 구성하고 있다. 태양광 또는 광 에너지(L)는 집광렌즈(10)에 입사되고 광도체(14)로 집속되는데, 광도체(14)는 집광렌즈(10)의 광측상에 위치하고 있다. 렌즈체(12)는 어떠한 재질(석영, 유리, 아크릴수지 등)로서도 좋고, 또한 어떠한 구조(프레넬렌즈, 단일렌즈 등)의 것이라도 좋다. 광필터(16)는 광측을 포함하고 있는 렌즈체(12)의 중앙부위에 방사상으로 형성되어 있다. 광필터(16)는 렌즈체(12)상에 얇은 금중착막으로 되어 있다.

그러므로, 광필터(16)는 적외선 및 자외선(및 X선)을 반사하고 가시광만을 투과하게된다. 즉, 태양광(L)에 포함되어 있는 적외선과 자외선을 렌즈체(12)의 노출된 외주부위는 제외하고 광도체(14)에 도달하기 전에 광필터(16)에 의하여 반사된다.

상세히 설명하면, 적외선과 자외선을 포함하고 있는 광에너지(L)는 집광렌즈(10)의 외주부에서의 집속되어 광도체(14)내로 도입되게 된다. 이때에 적외선(R)의 초점은(Ro)이고, 자외선(V)의 초점은(Vo)로 된다.

광도체(14)의 직경 및 이 광도체(14)의 수광면(14a)의 광학축 방향의 위치는 이들의 렌즈의 주변부에서 집속된 적외선 및 자외선이 광도체(14)내에 도입되지 아니하는 위치를 선정할 수가 있고, 따라서 광도체 (14)내에는 가시광선만을 도입할 수가 있다. 또한 이상에 있어, 본 발명에 의하는 집광렌즈를 사용하여 태양광을 집속하는 경우의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 예를들어 전등등의 적외선 및 자외선을 다량으로 함유하는 인공광원에서의 빛에서, 적외선 및 자외선을 제거하여 광도체내에 도입하는 경우에, 또는 기타 임의의 광원에서 적외선 또는 자외선을 제거하여 광도체 내에 도입하는 경우에도 사용가능하게 되는 것도 이해할 수 있는 것이다.

제2도 내지 제5도는 각각 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 도시이다. 제2도는 렌즈체 (20)의 다른면이나 출광면에 광필터(22)가 형성한 예이다. 역시, 광필터(22)는 렌즈체(20)에 얇은 중착막으로 형성되어 있다. 렌즈체 (20)는 프레넬렌즈로 구성될 수 있다.

제3도는, 광필터로서 적외선 흡수필터(32)와 자외선 흡수필터(34)를 사용하고 이들을 렌즈체(30)의 중앙부에 표현과 이면에 분리하여 설치한 예이다.

제4도는 적외선 흡수필터(42)와 자외선 흡수필터(44)를 사용하고, 이들을 렌즈체(40)의 중앙부 표면에 중첩하여 설치한 예이다.

제 5도는 렌즈체로서, 예를들어 적외선 흡수필터 렌즈(50)를 사용하고 이 적외선 흡수필터 렌즈(50)의 중앙부 표면 또는 이면에 자외선 흡수필터(52)를 설치한 예를 표시한다.

제6도는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하고 있다. 이 실시예는 렌즈체(60)의 이면 전체에 광필터(62)가 덮여 있다는 점에서 전술한 실시예의 것들과 구별된다. 제6도의 렌즈체는 일부만 광필터로 덮인 렌즈체의 구조와 비교하여, 렌즈의 초점을 더욱 용이하게 맞출 수 있고 불필요한 광성분을 효과적으로 제거할 수가 있다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 의하면 간단하고 값싼 구성에 의하여 불필요한 주파수 성분의 광을 제거하고 필요한 주파수 성분의 빛만을 효과적으로 수집할 수 있고, 식물 재배의 품질을 향상할 수가 있는 것이다.

제1도 및 제2도에 표시한 바와같은 반사형의 광필터를 자용한 경우에는 제3도 내지 제5도에 표시한 바와같은 흡수형의 광필터에 비하여 집광렌즈의 적외선 및 자외선에 의하는 열화가 작은 것이어서, 광 에너지의 밀도가 높은 광통로중에 있어서도 열화현상이 없이 사용 가능한 것이다.

이 제1-5도의 집광렌즈의 어느 하나를 사용하는 본 발명의 구체적인 적용예를 설명하면 다음과 같다.

제1도에 표시한 렌즈체와 그 배치로서 적용예를 설명할 것이나, 반드시 제1도의 렌즈체만이 적용되는 것이 아니고 제2-5도의 모든 것이 대치될 수 있는 것이다.

제1도에서, 광도체(14)는 수광면(14a)의 반대쪽 끝단에서 식물 재배장치(도시 안됨)와 연결되어 있다. 광도체(14)의 수광면(14a)은 집광렌즈(10)의 광측상에서 자외선의 초점(Vo) 앞뒤로 움직일 수 있게 배치되어 있다. 대개, 광도체(14)는 렌즈체(12)의 외 주부에서 집속된 적외선과 자외선이 광도체(14)의 수광면(14a)에 도달하는 것을 방지하게끔 위치하고 있다.

이와같은 상황에서, 광도체(14)를 통하여 전송되게되는 가시광선은 재배장치의 식물의 광합성 반응에 효과적으로 사용된다. 반면에 성숙기에는, 광도체(14)는 그 수광면(14a)이 자외선의 초점(Vo)에 일치하도록 움직여진다.

이와같이 하여 광도체(14)는 식물재배장치로 자외선을 전송하게 된다. 수확시기에 도달한 식물에 자외선이 조사되면 이 식물의 사장 호르몬의 분비가 촉진되어 이 식물의 단맛이 증가하고(예를들어 과일 등) 또는 냄새가 좋게되고(예를들어 해태 등) 또는 색상이 좋게된다. (예를들어 가지, 토마토, 감 등)

본 발명에 의하는 이 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않고 여러가지 변형이 가능할 것이다.

Claims (10)

1. 입광면과 출광면을 갖는 렌즈체의 광축을 포함하는 렌즈체의 면의 적어도 일부부분에 광필터를 형성함을 특징으로 하는 집광렌즈.
2. 제1항에 있어서, 광필터는 반사형 필터로 되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
3. 제1항에 있어서, 광필터는 흡수형 광필터로 되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
4. 제1항에 있어서, 광필터는 렌즈체의 입광면에 형성되어 있는 것을 특징을로 하는 집광렌즈.
5. 제1항에 있어서, 광필터는 렌즈체의 출광면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
6. 제2항에 있어서, 광필터는 자외선과 적외선을 반사하는 얇은 금박막층으로 렌즈체에 중착되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
7. 제3항에 있어서, 광필터는 자외선을 흡수하는 제1광필터와 적외선을 흡수하는 제2광필터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
8. 제7항에 있어서, 제1광괼터는 렌즈체의 입광면과 출광면의 어느 하나에 형성되고 제2광필터는 다른면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
9. 제7항에 있어서. 제1광,제2광필터는 렌즈체의 입광면과 출광면의 어느 한면에 중첩형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.
10. 제3항에 있어서, 렌즈체는 적외선 흡수필터 렌즈로 되고, 광필터는 자외선 흡수필터로 되는 것을 특징으로 하는 집광렌즈.

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