JP6388183B2 - 支柱取付け用照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、支柱取付け用照明装置に係り、特に支柱の上部に傾いた角度で配置される照明灯に上下複数列で配置されるLEDランプレンズに対するビームの照射角度を、地面の横断歩道上に同じ大きさの光源となるようにすることで、横断歩道の幅に関係なく均一な照度で照らされるようにその構造が改善された支柱取付け用照明装置に関する。
一般に、走行道路上には歩行者が安全に道路を横断できるように横断歩道が設置されていて、夜間には横断歩道があることを知らせるために注意信号灯をつけたり、横断歩道を照明して車の運転者に横断歩道があることを認識させることで、運転者の注意を喚起させて安全をはかっている。
最近、夜間に横断歩道を照明することで車の運転者に注意を喚起させる方法として様々な装置が開発されて特許出願されており、この中でも特許文献1には、横断歩道の周りに支柱を立て、この支柱に横断歩道と平行な方向に横棒を設置した後、この横棒上に複数の反射笠が備えられた照明灯を設けて横断歩道を照明しているが、美観上悪いだけでなく強風や台風などによって照明灯が破損したり脱着することがあるので歩行者に相当危険であり、また、反射笠が備えられて目が眩むことを防ぎ、照明方向を調節するようにしているが、根本的に照明灯が支柱の横棒上に設けられて、上から下方へ照明する形となっているため、照明灯の明りが運転者の視野を遮るようになり、運転者が周りの信号灯を認識できなかったり横断歩道上の人または物体を認識し難いことがあり、さらにメンテナンスの際に高価な装備が必要であり、さらに、補修作業時に走行道路の中央を塞いで交通の流れを邪魔する問題点があった。
既存の横断歩道用照明装置と係る別の先行技術は、特許文献2に開示されたように、複数のLED(Light Emitting Diode)が所定の間隔に設けられる基板;バー(bar)形状からなり、長手方向に沿って両端にガイド部が垂直に立てられ、ガイド部それぞれの内側に形成されたガイド溝を通じて基板を固定するフレーム;及び複数の反射笠が一列に連結されてなり、フレームのガイド部によって基板にLEDが設けられた面に密着して固定される反射板;を含み、反射板を構成するそれぞれの反射笠は基板のLEDが貫通するLED溝が形成され、フレームの長手方向に沿って前、後、側方向にそれぞれ異なる反射勾配が形成されている。
また、前記従来の横断歩道照明装置は、横断歩道の大きさと幅に関係なく同じ種類のランプを使っているので、横断報道の幅が狭い場合は照明装置の発光量が必要以上に多くて電力損失が生じ、逆に横断歩道の幅が広い場合は照明装置の明りが及ばない問題点があり、またランプを固定した状態となっていることから横断歩道の大きさによって光の照射方向を現場の状況に応じて適切に調節できない問題点があった。
さらに、既存の横断歩道用照明装置は、支柱の上部に傾いた角度で配置される照明灯の各LEDランプの配置列角度によって横断歩道側に照らすビームの角度が変わり、複数列に配置されたLEDランプから照射される光の強さが異なる照度を持つようになって横断歩道が示された地面に所々光が照らされない空間が生じるため夜間歩行中の歩行者をちゃんと識別することができず、交通事故が発生するなど事故の危険があった。
韓国実用新案登録第20−0289540号公報 韓国登録特許第10−1275514号公報
本発明は、前記諸問題点に鑑みてそれを解決するために案出されたもので、その目的は支柱取付け用照明装置に上下複数の横隊に配置されるLEDランプの前面に結合されたレンズのビーム照射範囲を角度毎に可変調節して地面の横断歩道の幅に関係なく同じ大きさの光源となるようにすることにより、横断歩道に均一な照度で照らされるようにその構造が改善された支柱取付け用照明装置を提供することにある。
前記目的を果たすための本発明は、横断歩道に立てられた支柱の上部に傾いた角度で配置される照明灯ケースと;前記照明灯ケース内に備えられる内部フレームと;前記内部フレームに上下複数の横隊に配置されるLEDランプ;及び前記LEDランプの前面に着脱できるように結合されて前記複数の横隊に配置されたLEDランプから照射されるビームの照射角度が下部の横隊に配置される第3レンズ部のビーム照射角度よりさらに小さく照射されるように中間横隊に配置される第2レンズ部と、前記第2レンズ部のビーム照射角度よりさらに小さく照射されるように上部の横隊に配置される第1レンズ部から構成されたレンズ;を含み、前記第1レンズ部は下部の内側に前記LEDランプを収容して上面が平面に形成される第1収容溝と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成されたまわり面と、上部にLEDランプから照射された光が集中されるように第1収容溝に対称されて下面が平面に形成される上部溝及び平面で形成される上部面から構成され、前記第2レンズ部は下部の内側に前記LEDランプを収容して上面が下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成される第2収容溝と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成された屈曲面、及び上側にふくらんでいる形態で形成される上部面から構成され、前記第3レンズ部は下部の内側に前記LEDランプを収容して上面が下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成される第3収容溝と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成された傾斜面及び平面で形成される上部面から構成され、前記第1、2、3のレンズ部の各々は横断歩道上に同じ大きさの光源で照射されるように構成されることを特徴とする。
前記内部フレームは、前記第1、2、3のレンズ部が着脱できるように結合されるよう、複数の横隊ガイドレールが形成される。
前記第1レンズ部と第2レンズ部は、第1連結部によって一体に連結され、前記第2レンズ部と第3レンズ部は第2連結部によって一体に連結されるように構成される。
前記第1レンズ部のまわり面に対する全反射曲率半径Rは36.1〜37.1mmであることを特徴とする。
前記第2レンズ部の第2収容溝の上面に対する曲率半径Rは2.3〜3.3mmで、屈曲面に対する全反射曲率半径Rは43.5〜44.5mmで、上部面に対する曲率半径Rは59.0〜60.0mmであることを特徴とする。
前記第3レンズ部の第3収容溝の上面に対する曲率半径Rは4.5〜5.5mmで、傾斜面に対する全反射曲率半径Rは135.8〜136.8mmであることを特徴とする。
本発明は横断歩道側に照明を照らす照明装置の照明角度によって、LEDランプから発せられる光を可変集中させて横断歩道の幅に関係なく同じ大きさの光源で照明するようにすることで、均一な照度で横断歩道を照明できるようになって夜間にも歩行者及び車線の識別性を向上させられるメリットを持つ。
本発明による支柱取付け用照明装置の構成を示した構成図。 本発明の照明装置の正面図。 本発明のレンズの斜視図。 本発明の第1レンズ部の断面図。 本発明の第2レンズ部の断面図。 本発明の第3レンズ部の断面図。 本発明の第1、2、3のレンズ部の照射角を概略的に示した例示図。 本発明の第1、2、3のレンズ部の照射角を概略的に示した例示図。 本発明の第1、2、3のレンズ部の照射角を概略的に示した例示図。 本発明の第1、2、3のレンズ部が複数の横隊に配置された状態を見せるレンズの変形実施例を示した正面図。 既存LEDランプの照射角及び照明角度による光の明るさを示した図面。 本発明のレンズの照射角及び照明角度による光の明るさを示した図面。 本発明の照明装置の光源が横断歩道上に照射された状態を示した平面図。
本発明による支柱取付け用照明装置は、図1ないし図13を参照して説明すると、横断歩道の左右両側にそれぞれ立てられるように設けられる支柱20と、前記支柱20の上部に配置される照明灯ケース12と、前記照明灯ケース12内に配置される内部フレーム14と、前記内部フレーム14に上下複数の横隊に配置されるLEDランプ50と、前記LEDランプ50の前面に着脱できるように結合されて前記複数の横隊のLEDランプ50から照射されるビームの照射角度をそれぞれ調節できるように複数の横隊のレンズ部が備えられたレンズ100から構成される。
図1を参照すれば、照明装置10の照明灯ケース12は、横断歩道の左右両側に立てられた支柱20の上部に、地面の横断歩道に向って傾くように配置される。
図2を参照すれば、照明灯ケース12の内部にLEDランプ50が複数の列に相互離隔するように配置された内部フレーム14が備えられる。
前記内部フレーム14は照明灯ケース12の内に放熱フレームの形態で構成され、レンズ100の第1、2、3のレンズ部110、120、130のフランジ111、121、131部位が着脱して結合されるようにガイドレール14aが形成される構造を持つ。
図3を参照すれば、レンズ100は上部の横隊に配置されたLEDランプ50の前面に付着される第1レンズ部110と、前記第1レンズ部110の下側に配置されて第1連結部140を介して前記第1レンズ部110に一体に連結され、中間横隊に位置するLEDランプ50の前面に付着される第2レンズ部120と、前記第2レンズ部120の下側に配置されて第2連結部150を介して前記第2レンズ部120に一体に連結され、下部の横隊に位置するLEDランプ50の前面に付着される第3レンズ部130から構成される。
第1連結部140は第1、2のレンズ部110、120を一体に連結させ、第2連結部150は第2、3のレンズ部120、130を一体に連結させる。
前記第1レンズ部110は、図4に図示されたように、下部の内側に前記LEDランプ50を収容し、上面112aが平面に形成される第1収容溝112が形成され、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲したまわり面115が形成され、上部にLEDランプ50から照射された光が集中されるように第1収容溝112に対称され、下面114aが平面に形成される上部溝114が形成され、上部面113が平たい平面形態から形成された構造を持つ。
また、前記第2レンズ部120は、図5に図示されたように、下部の内側に前記LEDランプ50が収容されるように第2収容溝122が形成され、前記第2収容溝122の上面122aが下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成され、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成された屈曲面125が形成され、上部面123が上側にふくらんでいる形態で形成される構造を持つ。
そして、前記第3レンズ部130は、図6に図示されたように、下部の内側に前記LEDランプ50が収容されるように第3収容溝132が形成され、前記第3収容溝132の上面132aが下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成され、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成された傾斜面135が形成され、上部面133が平たい平面形態で形成された構造を持つ。
これにより、第1レンズ部110は、第2、3のレンズ部120、130に比べて地面の横断歩道側に照らされるビームの照射距離が最も離れた照射距離を持つように内部フレーム14の上部に配置され、LEDランプ50から照射されるビームの角度を第2、3のレンズ部120、130から照射されたビームの照射角度よりさらに集中させるようにLEDランプ50から発生する光を前面側に集中させる構造となっている。
すなわち、第1レンズ部110は、第1収容溝112に収容されたLEDランプ50から照射された光が第2、3のレンズ部120、130から照射されたビームの照射角度よりさらに集中させることで、第2、3のレンズ部120、130から照射された光源と同じ大きさの光源を持つビームを横断歩道の地面上に照射することができる。
また、第2レンズ部120は第2収容溝122に収容されたLEDランプ50から照射された光が第3レンズ部130から照射されたビームの照射角度よりさらに集中させることで、第3レンズ部130から照射された光源の大きさと同じ光源を横断歩道側に照射し、横断歩道に照射される光源が同じ大きさで照射されるようにする。
例えば、横断歩道が示された地面に対して第1レンズ部110を通じて照射された光の照射角度が10゜である場合、第2、3のレンズ部120、130を通じて照射された光の照射角度が20〜40゜を維持する。
このために、第1レンズ部110は下部にLEDランプ50が収容される第1収容溝112が形成され、上部に第1収容溝112と対称される上部溝114が垂直に上下対称する構造で形成されて、下部のまわりにまわり面115が傾いた角度で屈曲されるように形成された構造を持つ。
第1レンズ部110のまわり面115の全反射曲率半径R(単位:mm)は、36.1〜37.1の値を持つ。
このとき、第1レンズ部110のまわり面115の全反射曲率半径Rが36.1未満の場合は、曲率が小くなるにつれ反射角度が小さくなるため出射角度が狭くなり、曲率値が小くなると一定距離を経て全反射された光が交差されるので最終出射角度がむしろ広くなり、配光形状がつぶされる短所がある。
また、第1レンズ部110のまわり面115の全反射曲率半径Rが37.1を超過する場合は、曲率が大きくなることにつれ反射角度がとても広くなって出射角度が広くなり、最終出射面の配光形状がつぶされる短所がある。
第1、2、3のレンズ部110、120、130は、上部より下部の外径幅が狭い構造から形成されるように、下部のまわりにまわり面115と屈曲面125及び傾斜面135が形成された構造を持つ。
図7を参照すれば、第1収容溝112に収容されたLEDランプ50から、中央の第1収容溝112と上部溝114を経て中央へ垂直に直線形態で光が照射されると同時に、まわり面115に照射された光が前面に反射されて光が集中され、横断歩道側に照射される。
第2、3のレンズ部120、130は、図8及び図9に図示されたように、第1レンズ部110に比べて光が分散されるが、レンズ100なしにLEDランプ50だけで発光されるよりは光が集中して横断歩道側に照射される。
前記第2レンズ部120は、第2収容溝122の上面122aがふくらんでいる形態で曲率するように形成され、第2収容溝122内でLEDランプ50が発光することで、第2収容溝122内で前面側に光が集中して照射され、下部の屈曲面125に光がぶつかって反射され前面側に照射される。
前記第2収容溝122の上面122aの曲率半径R(曲率中心)は、2.3〜3.3の値(単位;mm)を持ち、屈曲面125を通じて全反射される曲率半径Rは43.5〜44.5の値を持ち、上部面123の曲率半径Rは59.0〜60.0の値を持つ。
前記上部面123の曲率は、各曲率中心と屈曲面125の曲率のように光源の照明角度を考慮した値なので、平たい平面状に構成することもできるが、円形の光源形態を保つためにふくらんでいる形態に形成されることが望ましい。
第2収容溝122の上面122aの曲率半径R(曲率中心)は相対的に凸レンズの役割をするので、2.3未満の時は出射される角度が小くなり、一定距離を経て交差するので上部面曲率への出射角度がむしろ大きくなることで、配光形成がつぶされる短所がある。
一方、第2収容溝122の上面122aの曲率半径R(曲率中心)が3.3を超過する場合は相対的に曲率が緩くなるので、曲率中心を通じて上部面への角度が集中されず、広くなりすぎる短所がある。
第2レンズ部120の屈曲面125を通じて全反射される曲率半径Rが43.5未満の場合、曲率が小くなることにつれ、反射角度が小さくなって出射角度が狭くなる現象が起こり、曲率が小くなりすぎて反射された光が一定距離を経て交差するので、最終出射角度がむしろ大きくなって配光形状がつぶされる短所がある。
また、第2レンズ部120の屈曲面125を通じて全反射される曲率半径Rが44.5超過の場合は、曲率が大きくなって反射角度が大きくなり、それによって出射角度が広くなるので、最終出射面に照らされる配光形状が潰されるおそれがある。
第2レンズ部120の上部面123の曲率は、曲率中心及び屈曲面125を通じて来る光が最終的に出射されるときに影響を与える曲率半径Rとして、59.0未満の場合は全般的に出射角が小さくなるし、酷くは交差点が生じて、むしろ大きくなるので配光形状が潰されるおそれがあることに対し、Rが60.0超過の場合は最終的に出射される角が大きくなって配光形状がつぶされるおそれがある。
また、第3レンズ部130は、第3収容溝132の上面132aの曲率半径R(曲率中心)が4.5〜5.5の値を持ち、傾斜面135の全反射曲率半径Rが135.8〜136.8の値を持つ。
第3レンズ部130は、第3収容溝132の上面132aの曲率半径R(曲率中心)が4.5未満の場合、曲率中心によって出射される角度が小く、ひどい場合には出射される光が一定距離を経て交差するので、上部面への光の出射角度がむしろ大きくなることで配光形状がつぶされるおそれがある一方、Rが5.5を超過する場合には相対的に曲率が緩くなるので、曲率中心を通じて上部面への光の角度が大きくなりすぎる短所がある。
第3レンズ部130の傾斜面135の全反射曲率半径Rが135.8未満の場合は、曲率が小くなることにつれ、反射角度が小さくなって出射角度が狭くなる現象が起こるようになり、一定距離によって左右両側から反射された光が互いに交差しながら最終出射角度がむしろ大きくなりすぎて配光形状が潰されるおそれがある。
一方、第3レンズ部130の傾斜面135の全反射曲率半径Rが136.8超過の場合は、曲率が大きくなって反射角度が広くなるし、出射角度が非常に大きくなることによって配光形状がつぶされるおそれがある。
前記第2、3のレンズ部120、130の曲率中心と下部の全反射曲率Rは、値が小くなるほど光が集中し、Rの値が大きくなるほど光が分散するので、各々の曲率が相互係る構造的特性を持つようになり、図12に図示されたように、地面の横断歩道側に照射される光源の形態を維持しながら最高の明るさの50%になる区間の角度範囲である光の照明角度が図11の既存LEDランプ50単独で照射される方物線より相対的に狭い区間の方物線状を保つようになる。
また、図13に図示されたように、横断歩道上に第1、2、3のレンズ部110、120、130から照射された同じ大きさの光源が照らされることによって、均一な照度の光が横断歩道側に照射される。
一方、複数の横隊に配置される第1、2、3のレンズ部110、120、130は、それぞれ一つずつではなく、複数の横隊に配置されることができる。
つまり、3列横隊に配置されることではなく、第1、2、3のレンズ部110、120、130がそれぞれ複数列の横隊に配置されることもできる。
これにより、本発明のレンズ100は、上部の横隊に配置されたLEDランプ50のビームの照射角度が下部の横隊に配置されたLEDランプ50のビームの照射角度よりさらに小さく照射されるよう、下部の横隊から上部の横隊のレンズ部に行くほどビームの照射範囲を集中させる。
したがって、本発明は横断歩道側に照明を照らす照明装置10の照明角度によってLEDランプ50から発生される光の照射角度を可変集中させ、横断歩道の幅に関係なく同じ大きさの光源で照明させることで、均一な照度で横断歩道を照明することができるので、夜間に歩行者及び車線への識別性を向上することができる利点を持つ。
本発明の実施例は横断歩道を照らす照明装置に対して適用したが、これに限定されず、支柱を設け、その支柱に照明を装着して照らす全ての照明装置に適用することができることは勿論である。
10:照明装置
12:照明灯ケース
14:内部フレーム
14a:ガイドレール
20:支柱
50:LEDランプ
100:レンズ
110:第1レンズ部
112:第1収容溝
114:上部溝
115:まわり面
120:第2レンズ部
122:第2収容溝
122a:(第2収容溝)の上面
123:上部面
125:屈曲面
130:第3レンズ部
132:第3収容溝
132a:(第3収容溝)の上面
135:傾斜面
140:第1連結部
150:第2連結部

Claims (6)

  1. 横断歩道に立てられた支柱(20)の上部に傾いた角度で配置される照明灯ケース(12);
    前記照明灯ケース(12)内に備えられる内部フレーム(14);
    前記内部フレーム(14)に上下複数の横隊に配置されるLEDランプ(50);及び
    前記LEDランプ(50)の前面に着脱できるように結合され、前記複数の横隊に配置されたLEDランプ(50)から照射されるビームの照射角度が下部の横隊に配置される第3レンズ部(130)のビーム照射角度よりさらに小さく照射されるように中間横隊に配置される第2レンズ部(120)と、前記第2レンズ部(120)のビーム照射角度よりさらに小さく照射されるように上部の横隊に配置される第1レンズ部(110)から構成されるレンズ(100);を含み、
    前記第1レンズ部(110)は下部の内側に前記LEDランプ(50)を収容し、上面(112a)が平面に形成される第1収容溝(112)と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲するように形成されたまわり面(115)と、上部に前記LEDランプ(50)から照射された光が集中されるように第1収容溝(112)と対称に配置され、下面114aが平面に形成される上部溝(114)と、及び平面で形成される上部面(113)とから構成され、
    前記第2レンズ部(120)は下部の内側に前記LEDランプ(50)を収容して上面(122a)が下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成される第2収容溝(122)と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲するように形成された屈曲面(125)と、及び上側にふくらんでいる形態で形成される上部面(123)とから構成され、
    前記第3レンズ部(130)は、下部の内側に前記LEDランプ(50)を収容して上面(132a)が下側にふくらんでいる形態の曲率を持つように形成される第3収容溝(132)と、外周面のまわりが全反射曲率を持つように傾いた角度で屈曲されるように形成された傾斜面(135)と、及び平面で形成される上部面(133)とから構成され、
    前記第1、2、3のレンズ部(110、120、130)の各々は、横断歩道上に同じ大きさの光源(W1、W2、W3)で照射されるように構成されることを特徴とする、支柱取付け用照明装置。
  2. 前記内部フレーム(14)は、前記第1、2、3のレンズ部(110、120、130)が着脱できるように結合されるよう、複数の横隊ガイドレール(14a)が形成されることを特徴とする、請求項1に記載の支柱取付け用照明装置。
  3. 前記第1レンズ部(110)と第2レンズ部(120)は、第1連結部(140)によって一体に連結され、前記第2レンズ部(120)と第3レンズ部(130)は第2連結部(150)によって一体に連結されるように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の支柱取付け用照明装置。
  4. 前記第1レンズ部(110)のまわり面(115)に対する全反射曲率半径Rは36.1〜37.1mmであることを特徴とする、請求項1に記載の支柱取付け用照明装置。
  5. 前記第2レンズ部(120)の第2収容溝(122)の上面(122a)に対する曲率半径Rは2.3〜3.3mmで、前記屈曲面(125)に対する全反射曲率半径Rは43.5〜44.5mmで、前記上部面(123)に対する曲率半径Rは59.0〜60.0mmであることを特徴とする、請求項1に記載の支柱取付け用照明装置。
  6. 前記第3レンズ部(130)の第3収容溝(132)の上面(132a)に対する曲率半径Rは4.5〜5.5mmで、前記傾斜面(135)に対する全反射曲率半径Rは135.8〜136.8mmであることを特徴とする、請求項1に記載の支柱取付け用照明装置。
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