KR102592126B1 - 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등기구의 광원에 결합되는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관한 것으로, 이를 위해 표면 폭방향의 가상 중심선을 기준으로 터널 입구방향을 향하고, 가상 중심선의 직교방향으로 함몰된 함몰라인을 통해 하트 형태로 대칭 분할된 분할출사면을 갖는 제1출사면;과, 표면 폭방향의 가상 중심선을 기준으로 터널 출구방향을 향하고, 출사되는 광의 직진성을 유도하여 먼거리까지 차량 운전자의 시야가 확보되도록 폭이 점차 감소되는 제2출사면; 및 상기 렌즈의 저면에 함몰 형성되어 광원을 수용하는 수용홈;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체{CONVEX LENS SHAPE STRUCTURE FOR TUNNEL LIGHTING}

본 발명은 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널 입구방향에서 광의 연직각 휘도를 낮추면서 터널 벽면 방향으로 확산시켜 눈부심을 감소시키고, 터널 출구방향에서는 광의 휘도를 증가시켜 운전자의 시인성과 안전성을 향상시킨 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 터널 조명등으로서 고압나트륨 조명이나 형광등 등기구가 주로 사용되어 왔다.

하지만 최근에 들어와서는 기존의 터널등을 대신하여 획기적인 에너지 절감과 아울러 유지보수가 편리하며 광효율이 우수한 LED 터널 등기구가 채택 사용되고 있는 추세이다.

이러한 LED 터널 등기구는 터널 내 도로 상에서의 휘도와 바닥 조도를 획기적으로 향상시켜 터널내 도로조명을 밝게 하는 좋은 효과가 있는 것은 사실이나, 도 1과 같이, LED 조명등의 특성인 빛의 직진성과 뛰어난 발광효과가 터널 내로 진입하는 차량 운전자들의 시야를 불편케 하는 요인으로도 작용하였다.

즉 터널에 설치된 LED 조명등에 의한 운전자의 “눈부심 현상”이 야기되면서 많은 운전자들로 부터 시정요구를 받고 있는 실정이다.

그러므로 뛰어난 에너지절감 효과와 함께 고효율의 광조명이 생성되는 LED 터널 등을 그대로 사용하면서도 터널 내 도로 상을 주행하는 차량 운전자의 “눈부심 현상”이 방지 내지 최소화될 수 있는 터널 등기구의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2022-0060104호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은, 터널 입구방향에서 광의 연직각 휘도를 낮추면서 터널 벽면 방향으로 확산시켜 눈부심을 감소시키고, 터널 출구방향에서는 광의 휘도를 증가시켜 운전자의 시인성과 안전성을 향상시킨 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은, 분할출사면(11)을 통해 광원(200)으로부터 출사되는 광을 확산시키면서 터널의 벽면쪽으로 유도하여 터널 벽면쪽의 휘도를 증대시켜 시야 범위를 높일 수 있도록 한 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제1발명은, 등기구의 광원에 결합되는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관한 것으로, 이를 위해 표면 폭방향의 가상 중심선을 기준으로 터널 입구방향을 향하고, 가상 중심선의 직교방향으로 함몰된 함몰라인을 통해 하트 형태로 대칭 분할된 분할출사면을 갖는 제1출사면;과, 표면 폭방향의 가상 중심선을 기준으로 터널 출구방향을 향하고, 출사되는 광의 직진성을 유도하여 먼거리까지 차량 운전자의 시야가 확보되도록 폭이 점차 감소되는 제2출사면; 및 상기 렌즈의 저면에 함몰 형성되어 광원을 수용하는 수용홈;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제2발명은, 제1발명에서, 상기 수용홈은 광원에서 조사되는 광의 입사면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향에 비해 폭방향으로 더 길게 형성된 형태이고, 상기 분할출사면은 함몰라인을 중심으로 대칭되어 터널 입구방향으로 갈수록 폭이 확장된 형태이고, 상기 함몰라인은 분할출사면의 사이로 출사되는 광의 연직각 및 직진성을 회피시켜 휘도를 낮출 수 있게 구성되는 것을 특징으로 한다.

제3발명은, 제1발명에서, 상기 수용홈은 높이방향 가상 중심선을 기준으로 제1출사면으로 광을 출사시키는 제1입사면과, 상기 제2출사면으로 광을 출사시키는 제2입사면으로 구성되되, 상기 제1,2입사면은 제1,2출사면 보다 상대적으로 급격한 경사도를 갖고, 상기 제1입사면은 제2입사면 보다 상대적으로 완만한 경사도를 갖게 구성하여 광을 확산시키고, 또한 입사면적 증대에 따른 광의 휘도를 보다 낮출 수 있게 구성되는 것을 특징으로 한다.

제4발명은, 제1발명에서, 상기 제1출사면에는 가상 중심선의 중심에서 함몰라인을 따라 분기되는 분기라인이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 제4발명에서, 상기 분기라인과 상기 함몰라인과의 사이에는 경사면이 더 형성되고, 상기 경사면은 출사되는 광의 일부는 분할출사면으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사 시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 따르면, 터널 입구 방향에서 분할출사면을 통해 광원으로부터 출사되는 광을 확산시키면서 터널의 벽면쪽으로 유도하여 터널 벽면쪽의 휘도를 증대시켜 시야 범위를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 분할출사면 사이에 형성된 함몰라인을 통해 분할출사면의 광 분할을 더욱 유도하여 터널 입구방향에서 광의 직신성을 회피시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 경사면을 통해 출사되는 광의 일부는 분할출사면으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사시킴으로써, 터널 입구방향의 연직각이 80°내지 90°범위에서 10이하 cd/1000lm(I(광도)m(밝음의분포))의 광도로 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 터널 내 종래 등기구의 배광 형태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 사시도,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 도 2의 저면사사도,
도 5는 도 2의 배면도,
도 6은 도 2의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 광출력을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 터널 출구방향과 입구방향의 배광 곡선 분포도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 배광 형태를 나타내는 도면이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 2의 저면사사도이고, 도 5는 도 2의 배면도이고, 도 6은 도 2의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 광출력을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 터널 입구방향에서 광의 연직각 휘도를 낮추면서 터널 벽면 방향으로 확산시켜 눈부심을 감소시키고, 터널 출구방향에서는 광의 휘도를 증가시켜 운전자의 시인성과 안전성을 향상시킨 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 관한 것이다.

본 발명의 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 제1출사면(10)과, 제2출사면(40)과, 광원(200)이 수용되는 수용홈(50)으로 구성된다.

상기 제1출사면(10)은 표면 폭방향의 가상 중심선(C)을 기준으로 터널 입구방향을 향하는 부분이다.

이러한 상기 제1출사면(10)은 출사되는 광이 전면방향으로 피해 양측방향으로 분산될 수 있도록 가상 중심선(C)의 직교방향으로 함몰된 함몰라인(20)을 통해 하트 형태로 대칭 분할된 분할출사면(11)을 갖는 구조이다.

여기서 상기 분할출사면(11)은 함몰라인(20)을 중심으로 대칭되어 입구방향으로 갈수록 폭이 확장된 형태로, 광원(200)으로부터 출사되는 광을 확산시키면서 터널의 벽면쪽으로 유도하는 기능을 한다.

그리고 상기 함몰라인(20)은 광 분할을 더욱 유도하여 광의 연직각 및 직신성을 회피시킬 수 있어 터널 입구방향에서의 휘도를 낮추는 기능을 한다.

이 때 상기 제1출사면(10)에는 가상 중심선(C)의 중심에서 함몰라인(20)을 따라 분기되는 분기라인(21)이 더 형성된다.

이러한 상기 분기라인(21)은 함몰라인(20)과 간에 경사면(30)을 형성시키기 위한 기능을 한다.

상기 경사면(30)은 출사되는 광의 일부는 분할출사면(11)으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사시킴으로써, 터널 입구방향의 연직각이 80°내지 90°범위에서 10이하 cd/1000lm(I(광도)m(밝음의분포))의 광도로 낮출 수 있도독 한다.

이에 따라 제1출사면(10)은 분할출사면(11)을 통해 운전자의 눈부심을 억제하며, 터널 내부에서 넓은 시야를 확보할 수 있는 장점이 있다

보다 구체적으로 제1출사면(10)은 함몰라인(20)과, 경사면(30)과 분할출사면(11)을 통해 연직각 80°에서는 30 이하의 광도를 갖고, 연직각 60°에서는 180 이하의 광도를 갖고, 연직각 45°에서는 220 이하의 광도를 갖게 되어 광도의 세기에 따른 광의 직진성을 증폭시켜 보다 넓은 시야를 갖도록 이루어진다.

상기 제2출사면(40)은 표면 폭방향의 가상 중심선(C)을 기준으로 출구방향을 향하는 부분이다.

이러한 제2출사면(40)은 광의 확산을 최소화시키고, 출사되는 광의 직진성을 유도하여 먼 거리까지 차량 운전자의 시야가 확보되도록 폭이 점차 감소 되는 구조이다.

상기 수용홈(50)은 렌즈(100)의 저면에 함몰 형성되어 광원을 수용하는 1차적인 기능을 한다.

이러한 상기 수용홈(50)은 광원(200)에서 조사되는 광의 입사면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향에 비해 폭방향으로 더 길게 형성된 형태이다.

이 때 상기 수용홈(50)은 높이방향 가상 중심선(C)을 기준으로 제1출사면(10)으로 광을 출사시키는 제1입사면(51)과, 상기 제2출사면(40)으로 광을 출사시키는 제2입사면(52)으로 구성될 수 있다.

상기 제1,2입사면(51,52)은 제1,2출사면(10,40) 보다 상대적으로 급격한 경사도를 갖게 구성하여 연직각 및 연직각 보다 낮은 각도로 광이 출사될 수 있도록 유도하는 기능을 한다.

또한 상기 제1입사면(51)은 제2입사면(52) 보다 상대적으로 완만한 경사도를 갖게 구성하여 광을 확산시키고, 또한 입사면적 증대에 따른 광의 휘도를 보다 낮출 수 있어 눈부심을 감소시킬 수 있도록 이루어진다.

이에 따라 본 발명의 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체는 터널 입구 방향에서 분할출사면(11)을 통해 광원(200)으로부터 출사되는 광을 확산시키면서 터널의 벽면쪽으로 유도하여 터널 벽면쪽의 휘도를 증대시켜 시야 범위를 높일 수 있고,

또한 함몰라인(20)을 통해 분할출사면(11)의 광 분할을 더욱 유도하여 광의 직신성을 회피시킬 수 있고,

또한 경사면(30)을 통해 출사되는 광의 일부는 분할출사면(11)으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사시킴으로써, 터널 입구방향의 연직각이 80°내지 90°범위에서 10이하 cd/1000lm(I(광도)m(밝음의분포))의 광도로 낮출 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 터널 출구방향과 입구방향의 배광 곡선 분포도이고, 도 9은 본 발명의 실시예에 따른 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체의 배광 형태를 나타내는 도면이다.

도 8과 같이, 제1출사면(10)을 출사되는 광이 터널 벽면 방향을 따라 양측으로 확산되어 휘도가 낮고 직진성이 낮은 것을 알 수 있었고, 제2출사면(20)의 광은 터널 출구 부분에서 아무런 간섭없이 대폭 증가함을 알 수 있었다.

특히 터널 입구방향에서 광의 휘도가 낮은 것은, 제1출사면(10)의 분할출사면(11)과, 함몰라인(20)과, 경사면(30)을 통해 광을 터널의 벽면쪽으로 유도한 것에 의해 판단된다.

이에 따라 터널 내 조사되는 광은 도 7과 같이, 터널 입구 부분에서는 분할출사면(11)을 통해 광원(200)으로부터 출사되는 광을 확산시키면서 터널의 벽면쪽으로 유도하고, 함몰라인(20)을 통해 분할출사면(11)의 광 분할을 더욱 유도하여 광의 직신성을 회피시켜 가능하다.

또한 터널 입구 부분에서 경사면(30)을 통해 출사되는 광의 일부는 분할출사면(11)으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사시킴으로써, 터널 입구방향의 연직각이 80°내지 90°범위에서 10이하 cd/1000lm(I(광도)m(밝음의분포))의 광도로 낮출 수 있는 구조를 마련할 수 있게 된다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 제1출사면 11: 분할출사면
20: 함몰라인 21: 분기라인
30: 경사면
40: 제2출사면
50: 수용홈 51: 제1입사면 52: 제2입사면
C: 가상 중심선
100: 렌즈
200: 광원

Claims (5)

1. 등기구의 광원에 결합되는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체에 있어서,
   표면 폭방향의 가상 중심선(C)을 기준으로 터널 입구방향을 향하고, 가상 중심선(C)의 직교방향으로 함몰된 함몰라인(20)을 통해 하트 형태로 대칭 분할된 분할출사면(11)을 갖는 제1출사면(10);
   표면 폭방향의 가상 중심선을 기준으로 터널 출구방향을 향하고, 출사되는 광의 직진성을 유도하여 먼거리까지 차량 운전자의 시야가 확보되도록 폭이 점차 감소되는 제2출사면(40); 및
   렌즈(100)의 저면에 함몰 형성되어 광원을 수용하는 수용홈(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 제1출사면(10)에는
   가상 중심선(C)의 중심에서 함몰라인(20)을 따라 분기되는 분기라인(21)이 더 형성되고,
   상기 분기라인(21)과 상기 함몰라인(20)과의 사이에는 경사면(30)이 더 형성되고,
   상기 경사면(30)은 출사되는 광의 일부는 분할출사면(11)으로 반사시키고, 일부는 좌측 및 우측으로 굴절시켜 출사시키는 것을 특징으로 하는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수용홈(50)은
   광원(200)에서 조사되는 광의 입사면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향에 비해 폭방향으로 더 길게 형성된 형태이고,
   상기 분할출사면(11)은
   함몰라인(20)을 중심으로 대칭되어 터널 입구방향으로 갈수록 폭이 확장된 형태이고,
   상기 함몰라인(20)은
   분할출사면(11)의 사이로 출사되는 광의 연직각 및 직진성을 회피시켜 휘도를 낮출 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 수용홈(50)은
   높이방향 가상 중심선(C)을 기준으로 제1출사면(10)으로 광을 출사시키는 제1입사면(51)과, 상기 제2출사면(40)으로 광을 출사시키는 제2입사면(52)으로 구성되되,
   상기 제1,2입사면(51,52)은
   제1,2출사면(10,40) 보다 상대적으로 급격한 경사도를 갖고,
   상기 제1입사면(51)은
   제2입사면(52) 보다 상대적으로 완만한 경사도를 갖게 구성하여 광을 확산시키고, 또한 입사면적 증대에 따른 광의 휘도를 보다 낮출 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 등기구용 볼록 렌즈 형상 구조체.
   
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