KR100699275B1 - 광섬유를 이용한 터널 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유를 이용한 터널 조명장치에 관한 것으로, 터널(10)의 양단 상부에 각각 설치되어 태양광 또는 빛을 집광하기 위한 집광 커버(20)와, 상기 집광 커버(20)의 전면에 씌워져 태양광이 입사되는 유리 커버(30)와, 상기 집광 커버(20)의 내부에 각각 구획 설치되어 입사되는 태양광 또는 빛을 집중시키기 위한 복수개의 집광경(40)과, 상기 터널(10) 내의 상부에 설치된 복수개의 광섬유관(50)과, 상기 각각의 광섬유관(50)에 삽입되며 일단은 상기 각각의 집광경(40)의 촛점에 노출되도록 설치되고 타단은 터널(10) 내부의 광섬유관(50) 타단에 설치된 조명 커버(70)와 그 내부의 반사경(80) 중앙을 관통하여 전방의 난반사 렌즈(90)를 통해 빛을 발광하도록 설치되어 일단에서 흡수한 태양광 또는 빛을 광섬유관(50)을 통해 전송받아 방출시킴에 따라 타단이 발광하여 터널(10) 내부를 밝혀주는 광섬유(60)와, 상기 집광 커버(20) 내부의 집광경(40) 전면에 광섬유(60)의 일단 중앙과 대향되도록 설치되어 야간 또는 태양광이 부족시 감지 센서(100)의 감지에 의해 전원을 공급함에 따라 광섬유(60)의 일단에 빛을 조사하기 위한 조사 램프(110)로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

터널, 조명 장치, 광섬유

Description

광섬유를 이용한 터널 조명장치{Tunnel lighting apparatus using optical fiber}

도 1은 본 발명이 적용된 터널을 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 정면도

도 3은 도 1의 종단면도

도 4는 본 발명에 따른 주간 및 야간 점등시의 작동 상태를 설명하기 위해 확대하여 나타낸 종단면도

도 5는 본 발명에 따른 야간 점등시의 작동 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10; 터널 20; 집광 커버

30; 유리 커버 40; 집광경

50; 광섬유관 60; 광섬유

70; 조명 커버 80; 반사경

90; 난반사 렌즈 100; 감지 센서

110; 조사 램프

본 발명은 광섬유를 이용한 터널 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 도로나 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널의 내부를 밝혀주기 위한 조명 장치를 광섬유를 이용하여 설치할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 일반 도로에서는 야간에만 조명이 필요하지만, 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널에서는 주간에도 조명을 필요로 하게 되는 데, 차량을 운행하는 운전자가 터널에 진입할 경우 야외의 밝은 휘도에 순응된 상태에서 야외보다 훨씬 어두운 터널 내부로 진입하게 됨에 따라 급격한 휘도의 차이로 인하여 생리적으로 눈의 순응이 늦어지는 암순응(暗順應) 현상이 발생되고, 이러한 암순응 현상은 운전자에게 일시적으로 시각 장해를 주게 되어 교통 사고를 유발시키는 주요 요인이 됨에 따라 교통 사고의 위험으로부터 운전자를 보호하기 위해서 터널의 내부에는 필수적으로 조명 장치가 설치된다.

그러나, 이와 같은 종래의 터널 내부에 설치되는 조명 장치는 많은 갯수의 전등과 그 제반 시설 등을 설치해야 하므로 이에 따른 시공 비용이 많이 소요되고, 전등을 켜기 위한 전력 비용이 많이 필요하며, 전등 교체 등과 같은 보수 및 유지 비용을 필요로 하는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 일반 도로나 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널의 내부를 밝혀주기 위한 조명 장치를 광섬유를 이용하여 설치할 수 있도록 하여 전력 등과 같은 에너지 소비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 유지 및 보수가 거의 필요없이 반영구적으로 사용할 수 있는 광섬유를 이용한 터널 조명장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 터널의 양단 상부에 각각 설치되어 태양광 또는 빛을 집광하기 위한 집광 커버와, 상기 집광 커버의 전면에 씌워져 태양광이 입사되는 유리 커버와, 상기 집광 커버의 내부에 각각 구획 설치되어 입사되는 태양광 또는 빛을 반사시켜 한곳으로 집중시키기 위한 반사경인 집광경과, 상기 터널 내의 상부에 설치된 복수개의 광섬유관과, 상기 각각의 광섬유관에 삽입되며 일단은 상기 각각의 집광경의 촛점에 노출되도록 설치되고 타단은 터널 내부의 광섬유관 타단에 설치된 조명 커버와 그 내부의 반사경 중앙을 관통하여 전방의 난반사 렌즈를 통해 빛을 발광하도록 설치되어 일단에서 흡수한 태양광 또는 빛을 광섬유관을 통해 전송받아 방출시킴에 따라 타단이 발광하여 터널 내부를 밝혀주는 광섬유와, 상기 집광 커버 내부의 집광경 전면에 광섬유의 일단 중앙과 대향되도록 설치되어 야간 또는 태양광이 부족시 감지 센서의 감지에 의해 전원을 공급함에 따라 광섬유의 일단에 빛을 조사하기 위한 조사 램프로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 터널 조명장치가 제공된다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 터널을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 주간 및 야간 점등시의 작동 상태를 설명하기 위해 확대하여 나타낸 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 야간 점등시의 작동 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략도이다.

본 발명의 광섬유를 이용한 터널 조명장치는 일반 도로나 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널(10)의 양단 상부에 각각 태양광을 집광하기 위한 케이스인 집광 커버(20)가 설치되고, 이 집광 커버(20)의 전면에는 개방된 상태에서 빛을 직진통과시키는 유리 커버(30)가 씌워지며, 상기 집광 커버(20)의 내부에는 입사되는 태양광 또는 빛을 광섬유(60) 선단으로 집중반사시키기 위한 반원형상의 반사경인 집광경(40)이 각각 구획되어 설치되고, 각각의 집광경(40)의 촛점에는 상기 터널(10) 내의 상부에 설치된 복수개의 광섬유관(50)에 삽입되어 태양광 또는 빛을 흡수하는 광섬유(60)의 일단이 노출되도록 설치된다. 반원형상의 반사경인 집광경(40)은 유리커버(20)를 통해서 굴절되지 아니하고, 직진유입된 태양광이나 다른 빛에너지를 그 곡률에 따라서 전방측에 위치된 광섬유(60) 선단으로 집중반사시킴으로써 집광이 이루어지는 것입니다.

이때 집광이라 함은 태양광이나 빛의 모든 각도의 빛을 모으는 것이 아니라 대부분의 빛만을 모으는 것으로 터널(10) 내부의 어두움을 밝힐 수 있을 정도의 밝기만을 모으면 그것으로 족하다.

상기 집광커버(20)와 그 내부의 집광경(40)은 공학기기에서 빛을 한 곳으로 모으는 장치인 집광기(集光器, condenser)로, 영사기나 현미경과 같은 광학기기(光學機器)에서 광선을 원하는 방향으로 집중시키는 장치이다. 반사경을 사용하는 것을 집광경이라고 하며, 렌즈를 사용하는 것을 집광렌즈 또는 콘덴서렌즈라고 한다. 집광기 자체는 상(像)을 만드는 데에 직접적인 역할을 하지 않으나 그 취급법이 적합한가에 따라서 상의 좋고 나쁨이 좌우되는 경우가 많다.

또한, 상기 터널(10) 내부의 각각의 광섬유관(50)의 타단에는 조명 커버(70)가 설치되며, 이 조명 커버(70)의 내부에는 반사경(80) 및 난반사 렌즈(90)가 설치되어 상기 광섬유(60)의 일단에서 흡수한 태양광 또는 빛을 상기 광섬유관(50)을 통해 전송받아 방출시킴에 따라 발광하여 터널(10) 내부를 밝혀주는 광섬유(60)의 타단이 상기 반사경(80)의 중앙을 관통하여 노출되도록 설치된다.

즉, 상기 각각의 광섬유(60)의 일단은 상기 각각의 집광경(40)의 촛점에 설치되고, 상기 각각의 광섬유(60)의 타단은 상기 터널(10) 내의 상부에 설치된 각각의 광섬유관(50)을 관통하여 상기 반사경(80)의 중앙을 관통하여 노출되도록 설치된 구조이다.

그리고, 상기 집광 커버(20) 내부의 집광경(40) 전면에는 야간 또는 태양광이 부족시 감지 센서(100)의 감지에 의해 전원을 공급함에 따라 상기 광섬유(60)의 일단에 빛을 조사하기 위한 조사 램프(110)가 광섬유(60)의 일단 중앙과 대향되도록 설치되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 일반 도로나 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널(10)의 어두운 내부에 낮 동 안에 조명을 밝히고자 할 때는 상기 터널(10)의 양단 상부에 설치된 집광 커버(20)의 전면에 씌워져 있는 유리 커버(30)를 통해 태양광이 입사, 즉 통상적으로 도 4의 S1과 S2 부분을 통해 입사되면 상기 집광 커버(20)의 내부에 각각 구획되어 설치된 반원 형상의 복수개의 집광경(40)을 통해 태양광이 집중됨과 동시에, 상기 터널(10) 내의 상부에 설치된 복수개의 광섬유관(50)에 삽입되어 각각의 집광경(40)의 촛점에 노출되도록 설치된 광섬유(60)의 일단이 빛을 흡수하여 상기 광섬유관(50)을 통해 전송받아 광섬유(60)의 타단에서 방출시킴에 따라 발광하므로써 상기 난반사 렌즈(90)를 통해 상기 터널(10)의 내부를 밝힐 수 있게 된다.

또한, 상기 터널(10)의 어두운 내부를 태양광이 부족하거나 야간에 조명을 밝히고자 할 때는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 감지 센서(100)가 감지함과 동시에 상기 집광 커버(20) 내부의 집광경(40) 전면에 광섬유(60)의 일단 중앙과 대향되도록 설치된 조사 램프(110)에 전원이 공급되어 상기 광섬유(60)의 일단에 빛을 조사함과 동시에, 상기 터널(10)로 진입하는 자동차들의 헤드라이트에서 나오는 불빛들이 상기 광섬유(60) 일단 하부, 즉 도 4의 S3 부분을 통해 조사함에 따라 상기한 바와 동일한 방식으로 상기 광섬유(60)의 일단이 빛을 흡수하여 상기 광섬유관(50)을 통해 전송받아 광섬유(60)의 타단에서 방출시킴에 따라 발광하므로써 상기 난반사 렌즈(90)를 통해 상기 터널(10)의 내부를 밝힐 수 있게 된다.

한편, 본 발명이 적용된 광섬유는 전반사 원리에 의하여 광을 도파시키는 것으로, 광통신용 뿐만 아니라 조명용으로도 각광받고 있는 기술로서, 광섬유는 통상적으로 코어(core)라고 부르는 중앙의 원통형 물질과 이를 에워싸고 있는 클래 딩(cladding) 및 이들을 뒤덮고 있는 버퍼 코팅(buffer coating)으로 구성된다.

그리고, 본 발명의 광섬유를 이용한 조명장치는 종래의 네온등을 이용한 조명장치와 달리, 빛 만을 전달하므로 광섬유 자체에 열의 발생이 없으며, 피사체의 열에 의한 변형이나 변색이 발생하지 않고, 주위 환경의 온도나 습도 등에 영향을 미치지 않는 점; 광원장치 내부에 필터를 장착하여 가시광선(400∼800nm)만을 또는 특정 파장대의 빛만을 사용할 수 있는 점; 누전, 방전 등과 같은 전기적 위험성과 무관하여 옥외 및 수중 조명에 특히 유리한 점; 일반조명과는 달리 파손의 위험이 없고 유연성이 뛰어나 자유로운 형상의 표현이 가능하며 협소, 굴곡, 위험 장소에도 색상변화 및 연출방법에 따라 다양한 조명연출이 가능한 점; 및 하나의 광원장치에서 여러 장소에서 조명을 연출을 할 수 있고 수명이 반영구적이며, 유지보수가 용이한 점 등과 같은 많은 장점을 갖게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 일반 도로나 고속 도로,철도 및 지하 차도 등에 시공되는 터널의 내부를 밝혀주기 위한 조명 장치를 광섬유를 이용하여 설치하므로써 전력 등과 같은 에너지 소비를 최소화할 수 있음과 아울러, 유지 및 보수가 거의 필요없이 반영구적으로 사용할 수 있어서 조명 장치를 편리하고 용이하게 관리할 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 터널의 양단 상부에 각각 설치되어 태양광 또는 빛을 집광하기 위한 집광 커버와;

   상기 집광 커버의 전면에 씌워져 태양광이 입사되는 유리 커버와;

   상기 집광 커버의 내부에 각각 구획 설치되어 입사되는 태양광 또는 빛을 반사시켜 한 곳으로 집광시키기 위한 반사경인 집광경과;

   상기 터널 내의 상부에 설치된 복수개의 광섬유관과;

   상기 각각의 광섬유관에 삽입되며 일단은 상기 각각의 집광경의 촛점에 노출되도록 설치되고 타단은 터널 내부의 광섬유관 타단에 설치된 조명 커버와 그 내부의 반사경 중앙을 관통하여 전방의 난반사 렌즈를 통해 빛을 발광하도록 설치되어 일단에서 흡수한 태양광 또는 빛을 광섬유관을 통해 전송받아 방출시킴에 따라 타단이 발광하여 터널 내부를 밝혀주는 광섬유와;

   상기 집광 커버 내부의 집광경 전면에 광섬유의 일단 중앙과 대향되도록 설치되어 야간 또는 태양광이 부족시 감지 센서의 감지에 의해 전원을 공급함에 따라 광섬유의 일단에 빛을 조사하기 위한 조사 램프를 구비하는 광섬유를 이용한 터널 조명장치.

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