KR101470387B1 - 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치 - Google Patents

원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치 Download PDF

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채성기
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Abstract

본 발명은 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성하고, 평면상의 360도 방향으로 빛을 발산하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치로서, 내부에 수납홈을 형성한 하우징; 상기 하우징의 수납홈에 설치되어 조명용 광원을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 상부에 설치되고, 상기 광원부에서 출력되는 광을 확산시켜 출력되도록 하는 확산렌즈; 상기 확산렌즈와 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 확산렌즈에서 수직방향으로 입사되는 빛을 반사시켜 360도 방향의 평행광으로 출력하는 반사거울; 상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 반사거울이 보호되도록 하고, 상기 반사거울에서 출력되는 빛이 수평방향으로 투과되도록 하는 투과형 광학계; 및 상기 투과형 광학계의 상부에 설치되어 상기 하우징의 내부를 보호하는 덮개부를 포함한다. 따라서 본 발명은 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성함으로써, 조명 장치의 구조를 단순화시킬 수 있고, 조명 빛을 360도 방향으로 먼 거리까지 도달시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치{LIGHTING DEVICE USING CONE TYPE REFLECTION MIRROR}
본 발명은 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성하고, 평면상의 360도 방향으로 빛을 발산하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 등대에는 반짝이는 불빛(섬광)과 반복되는 섬광의 주기(등질)로 신호소의 위치 정보를 제공하기 위해 등광, 즉 등명기가 설치되고, 등명기는 광달거리에 따라 25NM이상은 대형 등명기 10-25NM은 중형 등명기 10NM이하는 소형 등명기로 분류된다.
종래의 회전식 등명기는 기어식 구동 모터방식의 회전장치를 사용하여 회전모터축이 수개의 서로 다른 치차를 연속적으로 변속시키는 전동 방식으로 직간접적으로 구동기능을 수행하고, 렌즈는 유리재질의 프리즘렌즈를 사용하여 백열등의 광을 확산하여 조명하도록 구성되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 회전식 등명기는 백열등을 사용함에 따른 원거리 조명의 한계성을 갖고 있어, 근래에는 백열등 대신에 직진성으로 원거리 조명에 적합한 엘이디가 적용된 조명등(등록특허 제10-1123284(2012.03.20.공고) "광 확산 렌즈를 갖는 엘이디 고광도 전방향 섬광등")이 제안된 바 있다.
그러나, 이러한 종래의 엘이디가 적용된 조명등은, 구동모터의 동력을 전달받아 회전하는 발광부에 전원을 공급하기 위한 전선의 꼬임 현상이 발생함에 따라 실제 적용이 어렵고, 엘이디 모듈의 부분적인 교체 및 유지 보수시 엘이디 모듈 고정판 전체를 교체하거나 분해하여 유지 및 보수가 이루어져야 하므로 부품 낭비에 따른 경제성 저하와 작업의 번거로움 및 불편성에 따른 비효율성을 초래하는 문제점이 있었다.
또한, 엘이디 모듈의 초점 거리를 조정할 수 없도록 구성되어 있어 설치 환경이나 조건에 따라 적정 초점 거리의 확보가 어렵고, 이로 인하여 조명등의 성능 및 신뢰성 저하를 초래하는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국 등록특허 제10-1216034호(발명의 명칭: 회전식 엘이디 등명기)에는 사용된 조명등에서 발광부의 회전에 의한 전선의 꼬임 현상이 발생하지 않도록 하는 엘이디 등명기가 제안되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 엘이디 등명기를 나타낸 정면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 회전하면서 엘이디 광을 조사하는 발광부(2)와, 상기 발광부(2)를 전선의 꼬임없이 구동모터(49)의 동력을 이용하여 회전시키면서 전원을 공급하는 구동부(4)로 구성된다.
발광부(2)는 다각 기둥 형태를 이루며 본체부(1)에 의해 하부가 지지되고, 상판부(21)와 하판부(22) 사이의 각면에는 다수의 엘이디 모듈(25)이 장착되며, 발광부(2)의 상부에 수직봉(3a)을 갖는 캡(3)이 구비되고, 상기 캡(3)과 본체부(1)의 사이에 발광부(2)의 외부를 보호하는 투명커버(2a)가 구비된다.
그러나 이러한 종래의 엘이디 등명기는 360도 방향으로 조명 빛을 발산시키기 위해 발광부를 회전시켜야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 엘이디 등명기는 고출력의 엘이디를 사용해야만 하여 발열의 문제로부터 자유롭지 못한 문제점이 있다.
또한, 엘이디 등명기는 12V 또는 24V로 동작하는 해양 조명의 특성상 고전류를 공급해야만 하여 해양 조명에 적용되는 충전기의 용량 등에 제약이 발생하는 문제점이 있다.
한국 등록특허 제10-1216034호
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성하고, 평면상의 360도 방향으로 빛을 발산하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치로서, 내부에 수납홈을 형성한 하우징; 상기 하우징의 수납홈에 설치되어 조명용 광원을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 상부에 설치되고, 상기 광원부에서 출력되는 광을 확산시켜 출력되도록 하는 확산렌즈; 상기 확산렌즈와 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 확산렌즈에서 수직방향으로 입사되는 빛을 반사시켜 360도 방향의 평행광으로 출력하는 반사거울; 상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 반사거울이 보호되도록 하고, 상기 반사거울에서 출력되는 빛이 수평방향으로 투과되도록 하는 투과형 광학계; 및 상기 투과형 광학계의 상부에 설치되어 상기 하우징의 내부를 보호하는 덮개부를 포함하고, 사용자로부터 상기 평행광의 광폭 정보를 검출하는 입력부(131)와, 상기 입력부(131)에서 검출된 평행광의 광폭 정보에 따라 상기 확산렌즈(130)가 광원부(120)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치되도록 조절하는 확산렌즈 구동부(132)를 더 포함하며, 상기 확산렌즈의 위치를 조절하여 상기 확산렌즈로부터 출력되는 광의 발산각(θ) 조절을 통해 반사거울에 도달하는 광의 반사범위(d1, d2)를 조절하여 평행광의 광폭이 변경되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원부는 조명용 광원을 출력하는 레이저 모듈; 상기 레이저 모듈이 출력되도록 제어하는 제어부; 및 상기 레이저 모듈이 동작하도록 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 레이저 모듈의 온/오프 동작 제어와, 상기 레이저 모듈이 미리 설정된 온/오프 제어 프로그램에 따라 온/오프되어 일정 정보를 포함한 광신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 본 발명에 따른 상기 반사거울은 원뿔 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성함으로써, 조명 장치의 구조를 단순화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 레이저 다이오드를 이용하여 낮은 전원으로 동작할 수 있고, 조명 빛을 360도 방향으로 먼 거리까지 도달시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 평행광의 광폭을 조절하는 것이 가능하여 설치 환경에 따라 다양한 광량과 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 엘이디 등명기를 나타낸 정면도.
도 2 는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 광원부 구성을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치의 광원부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치(100)는 전체적으로 원통 형상으로 구성되며, 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성하고, 평면상의 360도 방향으로 빛을 발산할 수 있도록 하우징(110)과, 광원부(120)와, 확산렌즈(130)와, 반사거울(140)과, 투과형 광학계(150)와, 덮개부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(110)은 상부가 개방된 원통 형상의 부재로서, 내측에는 광원부(120)와, 확산렌즈(130)가 설치되는 수납홈(111)이 형성된다.
또한, 상기 하우징(110)의 하부에는 받침대(112)가 설치되어 조명 장치(100)가 임의의 위치에 설치되어 고정될 수 있게 한다.
상기 광원부(120)는 하우징(110)의 수납홈(111)에 설치되어 조명용 광원을 출력하는 구성으로서, 레이저 모듈(121)과, 제어부(122)와, 전원부(123)를 포함하여 구성된다.
상기 레이저 모듈(121)은 평행 시준 광을 생성하여 해상 조명용 광원으로 출력하는 구성으로서, 하우징(110)의 내부에 설치되어 수직방향 상부로 조명용 광을 출력하며, 바람직하게는 레이저 다이오드로 이루어진다.
상기 제어부(122)는 레이저 모듈(121)이 출력되도록 제어하는 구성으로서, 상기 레이저 모듈(121)이 온/오프되도록 동작을 제어한다.
또한, 상기 제어부(122)는 레이저 모듈(121)의 온/오프 동작을 예를 들면, 모스 부호 출력 제어 프로그램과 같이 미리 설정된 제어 프로그램에 따라 제어하여 모스 부호에 의한 특정 정보가 포함된 광신호를 출력할 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(122)는 후술되는 입력부(131)를 통해 평행광의 광폭 조절 신호가 입력되면, 상기 평행광의 광폭이 조절되도록 확산렌즈 구동부(132)로 동작을 제어하기 위한 구동신호를 출력한다.
상기 전원부(123)는 레이저 모듈(121)과 제어부(122)가 동작하도록 전원을 공급한다.
상기 확산렌즈(130)는 광원부(120)의 상부에 설치되어 상기 광원부(120)에서 출력되는 직선의 광을 360도 방향으로 확산시켜 출력되도록 한다.
또한, 상기 확산렌즈(130)는 조명 장치(100)에서 출력되는 평행광의 광폭을 조절하기 위해 사용자가 입력하는 광폭 정보를 검출하는 입력부(131)와, 상기 입력부(131)에서 검출된 평행광의 광폭 정보에 따라 상기 확산렌즈(130)가 광원부(120)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치되도록 조절하는 확산렌즈 구동부(132)를 포함하여 구성된다.
즉 사용자가 입력부(131)를 통해 평행광의 광폭 정보를 입력하면, 제어부(120)는 상기 입력된 광폭 정보에 따라 구동 신호를 확산렌즈 구동부(132)로 출력하며, 상기 확산렌즈 구동부(132)를 통해 광원부(120)의 상부에 위치한 확산렌즈(130)의 위치가 조절되도록 함으로써, 상기 확산렌즈(130)로부터 출력되는 광의 발산각(θ) 조절을 통한 반사거울(140)에 도달하는 광의 반사범위(d1, d2)를 조절하여 조명 장치(100)의 설치 환경 또는 설치 목적에 따라 평행광의 광폭을 변경시켜 출력되도록 한다.
상기 반사거울(140)은 확산렌즈(130)의 상부에 일정 거리 이격되어 설치된 원뿔 형상의 반사부재로서, 상기 확산렌즈(130)에서 수직방향으로 입사되는 빛을 반사시켜 360도 방향의 평행광으로 출력되도록 한다.
또한, 상기 반사거울(140)은 알루미늄 재질, 메타크릴 수지, 스테인레스 스틸, 강화유리 등으로 이루어진다.
상기 투과형 광학계(150)는 하우징(110)의 상부에 설치된 원통 형상의 투명부재로서, 내부에 설치되는 반사거울(140)이 보호되도록 하고, 상기 반사거울(140)에서 출력되는 빛을 수평방향으로 투과시켜 발광되도록 한다.
상기 덮개부(160)는 투과형 광학계(150)의 상부에 설치되어 하우징(110)의 내부가 보호되도록 하고, 반사거울(140)이 투과형 광학계(150)의 내측에 고정되도록 지지한다.
다음은 본 발명에 따른 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치(100)의 동작 과정을 설명한다.
조명 장치(100)를 하우징(110)에 설치된 받침대(112)를 통해 부표의 임의의 위치에 고정되도록 설치하고, 제어부(122)가 입력부(131)를 통해 평행광의 광폭을 설정하기 위한 광폭 정보를 검출하여 확산렌즈 구동부(132)로 구동 신호를 출력한다.
상기 구동 신호가 출력되면, 확산렌즈 구동부(132)는 확산 렌즈(130)의 위치가 레이저 모듈(121)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치되도록 하여 상기 확산렌즈(130)로부터 출력되는 광의 발산각(θ)이 조절되도록 한다.
상기 확산렌즈(130)가 일정 위치에 배치되면, 제어부(122)는 레이저 모듈(121)로 온/오프 동작 신호를 출력하고, 상기 레이저 모듈(121)에서 발광된 광은 확산렌즈(130)를 통해 설정된 발산각(θ)에 따라 확산되어 출력된다.
상기 확산렌즈(130)에서 출력되는 광은 반사거울(140)에서 반사되어 평행광으로 출력되고, 상기 평행광의 광폭은 상기 확산렌즈(130)에서 반사거울(140)까지 이격된 거리가 감소하면 발산각(θ)의 크기가 작아져 상기 반사거울(140)에 반사되는 면적이 작아져 평행광의 광폭이 좁아지고, 상기 확산렌즈(130)에서 반사거울(140)까지 이격된 거리가 증가하면 상기 발산각(θ)의 크기가 켜져 상기 반사거울(140)에 반사되는 면적이 커져 평행광의 광폭이 넓어지게 된다.
따라서 레이저 다이오드와 원뿔형 반사거울을 이용하여 평행광을 형성함으로써, 조명 장치의 구조를 단순화시킬 수 있고, 조명 빛을 360도 방향으로 먼 거리까지 도달시킬 수 있으며, 평행광의 광폭을 조절하는 것이 가능하여 설치 환경에 따라 다양한 광량과 정보를 제공할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 조명 장치 110 : 하우징
111 : 수납홈 112 : 받침대
120 : 광원부 121 : 레이저 모듈
122 : 제어부 123 : 전원부
124 : 입력부 125 : 확산렌즈 구동부
130 : 확산렌즈 140 : 반사거울
150 : 투과형 광학계 160 : 덮개부

Claims (5)

  1. 내부에 수납홈(111)을 형성한 하우징(110);
    상기 하우징(110)의 수납홈(111)에 설치되어 조명용 광원을 출력하는 광원부(120);
    상기 광원부(120)의 상부에 설치되고, 상기 광원부(120)에서 출력되는 광을 확산시켜 출력되도록 하는 확산렌즈(130);
    상기 확산렌즈(130)와 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 확산렌즈(130)에서 수직방향으로 입사되는 빛을 반사시켜 360도 방향의 평행광으로 출력하는 반사거울(140);
    상기 하우징(110)의 상부에 설치되어 상기 반사거울(140)이 보호되도록 하고, 상기 반사거울(140)에서 출력되는 빛이 수평방향으로 투과되도록 하는 투과형 광학계(150); 및
    상기 투과형 광학계(150)의 상부에 설치되어 상기 하우징(110)의 내부를 보호하는 덮개부(160)를 포함하고,
    사용자로부터 상기 평행광의 광폭 정보를 검출하는 입력부(131)와, 상기 입력부(131)에서 검출된 평행광의 광폭 정보에 따라 상기 확산렌즈(130)가 광원부(120)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치되도록 조절하는 확산렌즈 구동부(132)를 더 포함하며, 상기 확산렌즈(130)의 위치를 조절하여 상기 확산렌즈(130)로부터 출력되는 광의 발산각(θ) 조절을 통해 반사거울(140)에 도달하는 광의 반사범위(d1, d2)를 조절하여 평행광의 광폭이 변경되도록 하는 것을 특징으로 하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부(120)는 조명용 광원을 출력하는 레이저 모듈(121);
    상기 레이저 모듈(121)이 출력되도록 제어하는 제어부(122); 및
    상기 레이저 모듈(121)이 동작하도록 전원을 공급하는 전원부(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(122)는 레이저 모듈(121)의 온/오프 동작 제어와, 상기 레이저 모듈(121)이 미리 설정된 온/오프 제어 프로그램에 따라 온/오프되어 일정 정보를 포함한 광신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사거울(140)은 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 원뿔형 반사거울을 이용한 조명 장치.
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