KR102266764B1 - 태양 고도 측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용이하고 정확하게 태양의 고도를 측정할 수 있는 태양 고도 측정기를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 태양 고도 측정기는 호형의 외면, 호형의 내면, 상기 외면에서 내면까지 이어진 복수의 측정 슬릿을 포함하는 광투과 슬릿부재, 상기 내면과 대향하여 배치되며 상기 측정 슬릿을 통과한 햇빛이 투사되는 각도측정면을 구비하는 각도부재를 포함하며, 상기 측정 슬릿들은 상기 광투과 슬릿부재의 외주 방향으로 이격 배열된다.

Description

태양 고도 측정기{SUN ALTUTUDE MEASURING DEVICE}

본 발명은 태양의 고도를 측정할 수 있는 태양 고도 측정기에 관한 것이다.

일반적으로 태양의 위치는 적도 좌표계와 지평 좌표계의 2가지 방식으로 나타낸다. 적도 좌표계는 정확하나 측정하기가 어렵고, 지평 좌표계는 측정이 간편하지만 장소에 따라 측정값이 다르다는 장단점이 있으나, 지평 좌표계가 간단한 도구만으로 시간에 따른 태양의 위치를 측정할 수 있어 교육용으로 흔히 사용되고 있다.

구체적으로, 지평 좌표계는 지평면과 북점을 기준으로 태양의 위치를 나타내는 좌표로서 방위각과 고도로 표시된다. 방위각은 천구상의 북점에서 지평선을 따라 시계 방향으로 태양의 수직권까지 측정한 각도를 의미하고, 0°~360°의 값을 갖는다. 또한, 고도는 지평선으로부터 태양의 수직권을 따라 태양까지 측정한 각도로서 0°~90°의 값을 갖는다.

태양의 고도를 보다 쉽게 이해시키기 위해 지표면상에 막대를 수직으로 세운 상태에서 생기는 그림자의 끝에 각도기의 중심을 맞추고, 각도기의 중심과 막대의 끝을 가상의 선으로 연결하여 도출되는 각도로서 태양의 고도를 측정하는 방식이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방식은 태양의 고도를 정확하게 측정하기 어려운 문제가 있다.

본 발명의 목적은 보다 용이하고 정확하게 태양의 고도를 측정할 수 있는 태양 고도 측정기를 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 태양 고도 측정기는 호형의 외면, 호형의 내면, 상기 외면에서 내면까지 이어진 복수의 측정 슬릿을 포함하는 광투과 슬릿부재, 상기 내면과 대향하여 배치되며 상기 측정 슬릿을 통과한 햇빛이 투사되는 각도측정면을 구비하는 각도부재를 포함하며, 상기 측정 슬릿들은 상기 광투과 슬릿부재의 외주 방향으로 이격 배열된다.

본 발명의 일 측면에 따른 태양 고도 측정기는 상기 광투과 슬릿부재와 상기 각도부재를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하고, 상기 지지 프레임은 베이스판과 상기 베이스판에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전판과 상기 회전판과 나사결합되는 조절판과 상기 조절판에 결합되어 상기 조절판을 회전시키는 회전 손잡이부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 지지 프레임에는 태양광이 통과하는 정렬 슬릿이 형성된 막대로 이루어진 정렬 가늠자가 설치되고, 상기 정렬 슬릿은 상기 정렬 가늠자의 길이 방향으로 이어져 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 회전판에는 상기 정렬 슬릿에 삽입되어 상기 정렬 슬릿을 지지하는 지지 리브와 상기 정렬 슬릿을 통과한 햇빛이 투사되며 직선으로 이어진 정렬 돌기가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 광투과 슬릿부재는 내측이 잘려진 부채꼴 형상의 단면을 가지며, 상기 측정 슬릿은 상기 광투과 슬릿부재의 반경방향으로 이어져 형성되고, 상기 각도부재는 부채꼴의 단면을 갖는 판으로 이루어지며, 상기 각도측정면에는 눈금이 기재될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과 슬릿부재를 통과한 빛이 각도부재 상에 투사되므로 보다 용이하고 정확하게 태양의 고도를 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 고도 측정기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 고도 측정기를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판과 조절판을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 가늠자를 도시한 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 고도 측정기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 고도 측정기를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판과 조절판을 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 고도 측정기(100)는 지지 프레임(20), 삼각대(11), 광투과 슬릿부재(30), 각도부재(40), 정렬 가늠자(60), 나침반(51), 수평계(52)를 포함할 수 있다.

삼각대(11)는 일반적으로 카메라, 스마트폰을 지지하는 삼각대와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 지지 프레임(20)은 광투과 슬릿부재(30)와 각도부재(40)를 지지하며, 베이스판(21)과 베이스판(21)에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전판(23)과 회전판(23)에 나사결합되는 조절판(24)과 조절판(24)에 고정되어 조절판(24)을 회전시키는 회전 손잡이(25)를 포함한다.

베이스판(21)은 원판 또는 사각판으로 이루어질 수 있으며, 삼각대(11)에 고정될 수 있다. 베이스판(21)에는 방위의 측정을 위한 나침반(51)과 수평을 측정하기 위한 수평계(52)가 설치될 수 있다. 즉 수평계(52)와 나침반(51)은 베이스판(21) 상에 설치되어 회전판과 함께 회전하지 않는다. 수평계(52)는 공기방울 수평계로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 레이저 수평계 등이 적용될 수도 있다. 베이스판(21)에는 하나 또는 복수의 수평계(52)가 설치될 수 있다.

베이스판(21)의 외측에는 동서남북 방위가 기재된 고리 형상의 방위판(21a)이 설치될 수 있다. 방위판(21a)은 시트지 등으로 이루어질 수 있으며, 사용자는 방위판(21a)에 태양이 수평적으로 이동하는 변화를 기재할 수 있다.

회전판(23)은 베이스판(21)에 회전 가능하게 결합되며 외주면에 나사산이 형성된다. 회전판(23)에는 광투과 슬릿부재(30), 각도부재(40), 정렬 가늠자(60)가 설치되며, 이에 따라 광투과 슬릿부재(30), 각도부재(40), 정렬 가늠자(60)는 회전판(23)과 함께 회전할 수 있다.

회전판(23)에는 뾰족하게 돌출된 방위 돌기(233)가 형성될 수 있으며, 방위 돌기(233)의 중심은 광투과 슬릿부재(30)의 두께방향 중심을 지나는 선 상에 위치할 수 있다. 사용자는 회전판(23)을 회전시키면서 방위 돌기(233)를 이용하여 태양의 수평방향 변화를 기재할 수 있다.

회전판(23)에는 광투과 슬릿부재(30)의 설치를 위한 제 1 홈(231)과 각도부재(40)의 설치를 위한 제2 홈(232)이 형성될 수 있다. 제1 홈(231)과 제2 홈(232)은 일렬로 배열되며 회전판(23)의 직경 방향으로 이격 배치될 수 있다. 또한 회전판(23)에는 정렬 가늠자(60)의 하단에 끼움 결합되는 지지 리브(234) 및 정렬 슬릿(63)을 통과한 햇빛이 투사되는 정렬 돌기(235)가 형성될 수 있다.

지지 리브(234)는 정렬 가늠자(60)의 하단을 감싸도록 형성될 수 있으며, 정렬 돌기(235)는 직선으로 이어져 형성된다. 정렬 슬릿(63)을 통과한 햇빛이 정렬 돌기(235)와 평행하게 정렬 돌기(235) 상에 위치하면 회전판(23)이 햇빛의 진행방향과 평행하게 배치된 것으로 확인할 수 있다.

조절판(24)은 회전판(23)와 나사 결합되며, 조절판(24)의 외주면에는 나사산이 형성된다. 회전 손잡이(25)는 조절판(24)의 상부에 고정되며 사용자가 회전 손잡이(25)를 이용하여 조절판(24)을 회전시키면 회전판(23)이 베이스판(21)에 회전할 수 있다. 이에 따라 조절판(24) 및 회전 손잡이(25)를 이용하여 햇빛이 정렬 슬릿(63)을 통과하도록 회전판(23)을 용이하게 회전시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 가늠자를 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 정렬 가늠자(60)는 막대 형상으로 이루어지며 광투과 슬릿부재(30)와 평행하게 배치된다. 정렬 가늠자(60)에는 정렬 슬릿(63)이 형성되며 정렬 슬릿(63)은 정렬 가늠자(60)의 길이방향으로 이어져 형성될 수 있다. 정렬 가늠자(60)는 지지 프레임(20)에 수직으로 세워진 지지부(61)와 지지부(61)에 대하여 경사지게 굽어진 경사부(62)를 포함하며, 경사부(62)에 정렬 슬릿(63)이 형성될 수 있다. 경사부(62)는 측정 슬릿(35)이 이어진 방향인 측정 슬릿(35)의 길이방향으로 돌출된다. 경사부(62)가 형성되면 빛이 통과하는 거리가 증가하므로 보다 정확하게 측정할 수 있다.

정렬 슬릿(63)의 두께 방향 및 경사부(62)가 돌출된 방향은 측정 슬릿(35)의 길이방향 평행하게 형성될 수 있다. 정렬 슬릿(63)은 정렬 가늠자(60)의 두께방향을 관통하도록 형성되며, 이에 따라 햇빛이 정렬 가늠자(60)의 두께방향 및 측정 슬릿(35)의 길이방향 평행하게 입사되면 정렬 슬릿(63)을 통과하여 회전판(23)에 햇빛이 투사될 수 있으며, 이를 통해서 측정 슬릿(35)이 햇빛과 평행함을 확인할 수 있다. 측정 슬릿(35)이 햇빛의 입사방향과 평행하지 않으면 햇빛이 측정 슬릿(35)을 통과하지 못하므로 태양의 고도를 측정하지 못한다. 그러나 본 실시예에 따르면 정렬 슬릿(63)이 형성된 정렬 가늠자(60)를 이용하여 회전판(23)을 회전시키면서 측정 슬릿(35)이 햇빛의 입사방향과 평행하게 배치될 수 있다.

광투과 슬릿부재(30)은 판 형상으로 이루어지며 지지 프레임(20)에 상에 수직으로 세워져 설치된다. 광투과 슬릿부재(30)는 호형의 외면(31), 호 형상의 내면(32), 외면(31)과 내면(32)을 연결하는 2개의 측면(33)을 포함한다. 광투과 슬릿부재(30)는 내측(부채꼴의 중심 부분)이 잘려진 부채꼴 형상의 단면을 가질 수 있다. 외면(31)과 내면(32)은 광투과 슬릿부재(30)의 높이방향으로 호형상으로 만곡 형성된다.

광투과 슬릿부재(30)에는 복수의 측정 슬릿(35)이 형성되는데, 측정 슬릿(35)은 외면(31)에서 내면(32)까지 이어져 형성될 수 있다. 복수의 측정 슬릿(35)은 광투과 슬릿부재(30)의 외주 방향으로 이격 배치되며, 측정 슬릿(35)은 1도 간격으로 형성될 수 있다. 예를 들어 광투과 슬릿부재(30)가 중심각이 90도인 부채꼴로 이루어지는 경우, 광투과 슬릿부재(30)에는 90개의 측정 슬릿(35)이 형성될 수 있다. 또한, 측정 슬릿(35)은 광투과 슬릿부재(30)의 반경 방향으로 이어져 형성된다.

각도부재(40)는 부채꼴의 단면을 갖는 판으로 이루어지며 지지 프레임(20)에 상에 수직으로 세워져 설치된다. 각도부재(40)는 광투과성 소재로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 학습자가 각도부재(40)를 통과하는 빛을 시작적으로 확인할 수 있다.

또한, 각도부재(40)는 광투과 슬릿부재(30)에서 잘려진 부분에 삽입될 수 있다. 각도부재(40)는 내면(32)에서 이격되되 내면(32)과 대향하여 배치된 각도측정면(41)을 포함하며, 각도측정면(41)에는 측정 슬릿(35)을 통과한 햇빛이 투사된다. 각도측정면(41)은 호형으로 이어져 형성될 수 있으며, 각도측정면(41)에는 각도의 측정을 위한 눈금과 숫자가 기재될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 광투과 슬릿부재(30)와 각도부재(40)를 이용하여 광투과 슬릿부재(30)를 통과한 빛이 각도측정면(41)에 투사되어 태양의 고도를 용이하게 측정할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 태양 고도 측정기
11: 삼각대
20: 지지 프레임
21: 베이스판
23: 회전판
24: 조절판
25: 회전 손잡이
30: 광투과 슬릿부재
31: 외면
32: 내면
33: 측면
35: 측정 슬릿
40: 각도부재
41: 각도측정면
51: 나침반
52: 수평계
60: 정렬 가늠자
61: 지지부
62: 경사부
63: 정렬 슬릿

Claims (5)

1. 태양의 고도를 측정하는 태양 고도 측정기에 있어서,
   호형의 외면, 호형의 내면, 상기 외면에서 내면까지 이어진 복수의 측정 슬릿을 포함하는 광투과 슬릿부재;
   상기 내면과 대향하여 배치되며 상기 측정 슬릿을 통과한 햇빛이 투사되는 각도측정면을 구비하는 각도부재;
   를 포함하며,
   상기 측정 슬릿들은 상기 광투과 슬릿부재의 외주 방향으로 이격 배열되고,
   상기 광투과 슬릿부재와 상기 각도부재를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하고,
   상기 지지 프레임에는 태양광이 통과하는 정렬 슬릿이 형성된 막대로 이루어진 정렬 가늠자가 설치되고, 상기 정렬 슬릿은 상기 정렬 가늠자의 길이 방향으로 이어지고, 상기 정렬 가늠자는 상기 지지 프레임에 수직으로 세워진 지지부와 상기 지지부에 대하여 경사지게 굽어진 경사부를 포함하며, 상기 정렬 슬릿은 상기 경사부에 형성되고,
   상기 회전판에는 상기 정렬 슬릿을 통과한 햇빛이 투사되며 직선으로 이어진 정렬 돌기가 형성되고,
   상기 광투과 슬릿부재는 내측이 잘려진 부채꼴 형상의 단면을 가지며, 상기 측정 슬릿은 상기 광투과 슬릿부재의 반경방향으로 이어져 형성되고,
   상기 각도부재는 부채꼴의 단면을 갖는 판으로 이루어지며, 상기 각도부재는 상기 광투과 슬릿부재에서 잘려진 부분에 삽입된 것을 특징으로 하는 태양 고도 측정기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광투과 슬릿부재와 상기 각도부재를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하고,
   상기 지지 프레임은 베이스판과 상기 베이스판에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전판과 상기 회전판과 나사결합되는 조절판과 상기 조절판에 결합되어 상기 조절판을 회전시키는 회전 손잡이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 고도 측정기.
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