KR20060011687A - 광원 분리 신호등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이나 철도, 또는 보행인의 통행을 제어하는 신호를 발생하는 신호등에 관한 것으로, 특히, 신호제어기에서 발생되는 신호등 제어신호에 의해 동작되어 신호를 행하는 광을 발생하는 광원부; 상기 광원부와 이격 설치되며, 상기 광원부에서 발생된 광을 전송받아 신호를 행하는 신호표시부; 상기 광원부와 신호표시부 사이에 접속되어 상기 광원부에서 발생된 광을 전기적으로 절연시켜 신호표시부로 전송하는 광전송부; 및, 신호를 행하는 신호표시부와 광을 발생하는 광원부를 분리하여 설치한 후, 상기 광원부에서 발생된 빛을 광전송부를 통해 신호표시부까지 전송하여 신호를 행하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등이다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 신호를 표시하는 신호표시부를 신호등의 광원과 분리하여 이격 설치한 후, 상기 광원과 신호표시부 사이를 광전송수단을 통해 접속하여, 상기 이격 설치된 광원에서 발생한 광을 집광하여 광전송수단을 통해 신호표시부로 전송하여 신호를 하여줌으로써, 첫째, 광원의 교체가 용이하고, 둘째, 낙뢰 및 이상 전원으로부터 신호등 및 신호제어기를 보호하고, 셋째, 철주를 통한 감전사고를 방지하며, 넷째, 유지 및 보수가 용이하게 되는 효과가 있는 것이다.

신호등, 레이저빔, 교통신호등, 철도신호등, 광원 분리

Description

광원 분리 신호등{SIGNAL LAMP SYSTEM WHIT SEPARATED LIGHTING SOURCE}

도 1 은 신호등의 설치위치를 나타낸 도면,

도 2 는 종래 신호등의 구성을 나타낸 사시도,

도 3 은 종래 교통신호등의 신호표시부의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도,

도 4 는 본 발명 “광원 분리 신호등”의 구성은 나타낸 구성도,

도 5 는 본 발명 “광원 분리 신호등”의 광원부 구성 중 레이저빔을 이용한 광원부 구성을 나타낸 블록도,

도 6 는 본 발명 “광원 분리 신호등”의 집광부의 구성을 나타낸 도면,

도 7 은 본 발명 “광원 분리 신호등”의 확광부의 구성을 나타낸 도면,

도 8 은 본 발명 “광원 분리 신호등”의 신호표시부의 구성을 나타낸 도면,

도 9 는 본 발명 “광원 분리 신호등”의 신호표시부의 구성 중 결상커버의 구성을 나타낸 도면,

도 10 은 본 발명 “광원 분리 신호등”의 광원부의 구성 중 백열전구를 이용한 광원부 구성을 나타낸 블록도,

도 11 은 본 발명 “광원 분리 신호등”의 광원부의 구성 중 LED를 이용한 광원부 구성을 나타낸 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 교통신호등 2: 횡단보도신호등

3: 차량 4: 교통신호제어기

6: 철주 7: 철주가로대

100: 광원부 110: 레이저빔발생기

120: 제1스위칭부 130: 제1전원공급부

200: 광전송부 210: 집광부

211: 제1집광렌즈 212: 송신접속구

220: 광전송수단 230: 확광부

231: 수신접속구 300: 신호표시부

310: 베이스플레이트 320: 하우징

330: 지지대 340: 결상커버

341: 제2집광렌즈 A: 접속함

본 발명은 차량이나 철도, 또는 보행인의 통행을 제어하는 신호를 발생하는 신호등(교통신호등, 철도신호등, 횡단보도신호등 등 : 이하 “신호등”이라 한다)에 관한 것으로, 특히, 신호를 표시하는 신호표시부를 신호등의 광원(光源)(예: 신호용 전구, LED, 레이저빔발생기 등)과 분리하여 설치한 후, 상기 광원과 신호표시부 사이를 광전송수단[예: 광케이블(OPTIC FIBER)]을 통해 접속하여, 상기 철주 하 부에 위치한 광원에서 발생한 광(光)을 광전송수단을 통해 신호표시부로 전송하여 신호를 하여줌으로써, 첫째, 광원의 교체가 용이하고, 둘째, 낙뢰 및 이상 전원으로부터 신호등 및 신호제어기(교통신호제어기, 철도신호제어기 등)를 보호하고, 셋째, 철주를 통한 감전사고를 방지하며, 넷째, 유지 및 보수가 용이하도록 하기 위한 것이다.

주지하다시피 신호등은, 도1에서 도시되는 바와 같이, 도로(또는 선로)의 교차로나 횡단보도(5)에 설치되어 차량(3)이나 보행인의 통행을 제어하는 신호를 하여줌으로써 차량(또는 열차)의 소통을 원활히 하고 보행자를 보호하기 위한 것으로, 일반적으로 도2에서 도시되는 바와 같이, 신호를 발생하는 신호등(1)과 상기 신호등(1)을 지지하는 철주(6) 및 철주가로대(7)를 구성요소로 하여 이루어진다.

상기 신호등과 철주를 구성요소로 하여 이루어지는 신호등의 예로는 횡단보도신호등(2)이 있으며, 신호등과 철주 및 철주가로대를 구성요소로 하여 이루어지는 신호등의 예로는 교통신호등(1)이 있다.

이러한 신호등(1,2)은, 교통신호제어기(4)에서 전송되는 신호에 따라 교통신호등(1), 또는 횡단보도신호등(2)의 광원을 점등, 소등, 또는 점멸시켜 교통 흐름을 제어하는 신호를 하여 주게 되는 것으로, 통상적으로 중심부에 광원으로 사용되는 하나의 신호용 전구를 장착하고, 상기 전구 주위에 반사경을 설치한 후, 제어회로, 또는 수동 조작에 의해 상기 전구의 점등을 제어하여 원하는 색의 광을 방출함으로써 신호를 행한다.

이때, 신호등(1)이 표시하는 색은 색상이 있는 전구를 사용하여 나타내거나, 컬러 필터를 신호등 전면에 부착시켜 나타낸다. 교통신호등의 경우에는 외부의 충격이나 이물질로부터 광원을 보호하는 커버에 색을 넣어 컬러 필터 기능을 동시에 수행하도록 구성된다.

도3은 종래 신호등의 일례로 도로에 설치되는 교통신호등(1)의 구조를 나타낸 도면이다.

이러한 교통신호등(1)은, 도면에서 도시되는 바와 같이, 베이스 플레이트(11)에 고정되는 하우징(12), 신호용 전구(14), 반사경(13) 및 커버(16) 등으로 이루어진다.

여기서, 상기 하우징(12)의 일측은 반구형 구조를 가지며, 이러한 반구형 구조의 내부에는 반사경(13)이 설치된다. 또한, 하우징(12)의 타측 주변부는 직각으로 절곡되어 베이스 플레이트(11)에 마련된 홈에 삽입됨으로써, 하우징(12)이 베이스 플레이트(11)에 고정되게 한다.

도면 중 미설명부호 (15)는 전구(14)가 장착되는 소켓 어셈블리를 나타낸 것이다.

이와 같이 구성된 종래의 교통신호등(1)은, 교통신호제어기(4)에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 전구(14)를 점등, 소동, 혹은 점멸시키면, 상기 전구(14)에서 발생된 빛이 커버(16)를 통과하면서 원하는 색을 방출하여 신호를 행하게 된다. 즉, 교통신호제어기(4)의 제어논리에 따라 적색, 녹색, 또는 황색 광을 방출하여 보행자나 운전자에게 신호를 하여주게 된다.

기술의 발전에 따라 가시도(VISIBILITY)를 높이고, 전력 소모를 줄이며, 안정적으로 동작하고, 유지 보수비용이 저렴한 신호등이 지속적으로 개발되고 있다.

이러한 기술의 변화로 다양한 소자를 사용하여 신호등을 구성하여 제어하는 응용기술들이 제시되고 있는 바, 발광소자(LIGHT EMITTING DIODE : 이하 “LED”라 한다)를 이용한 교통신호등을 그 예로 들 수 있다.

LED를 이용한 교통신호등(미도시)은 가시도를 높이고 전력소모를 줄임은 물론, 화살표 등과 같은 도형을 표시한다.

이러한 방법은 다수개의 LED를 이용하여 LED 매트릭스(MATRIX)를 구성하고, 상기 LED 매트릭스의 동작을 제어하는 제어회로를 설치한 후, 교통신호제어기의 신호등 점등 제어 신호에 따라 LED 각각의 점등을 제어함으로써 달성된다.

이와 같이 기술의 발달은 점차 다양화된 많은 응용기술을 낳고 있으며, 다양한 표시 소자와 신호용 전구의 개발은 점차 확대되고 있는 추세이다.

그러나, 상기와 같은 기술의 발전에도 불구하고 종래의 신호등은, 광원(전구, LED 등)이 신호표시부인 신호등 케이스부 내부에 장착되어 있으므로 인해, 첫째, 광원의 교체가 용이하지 않다는 문제점이 있고, 둘째, 낙뢰로부터 신호등 및 신호제어기 등을 보호할 수 없다는 문제점이 있고, 셋째, 광원 교체 시 교통체증을 유발하게 된다는 문제점이 있으며, 넷째, 유지 보수비용이 많이 소요된다는 문제점 등이 있었다.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피, 신호등의 광원으로 사용되는 전구나 LED는 그 수명이 정해져 있어, 상기 수명이 다하거나 또는 어떤 원인으로 그 기능을 정상적으로 수행하지 못할 경우에는 이를 다른 광원으로 교체해 주어야만 한다.

신호등의 광원은 그 특성상 일정 밝기 이상의 가시도를 유지하여야 하므로 상기 교체는 적절한 시기에 이루어져야 한다.

신호등의 광원을 교체하기 위해서는 특장차(예:사다리차)를 이용한다.

즉, 신호등은 그 특성상 높은 위치에 설치되어 있고, 광원이 신호등 케이스부 안에 위치해 있으므로 상기 광원을 교체하기 위해서는 특장차를 이용하여 신호등을 분리한 후, 광원을 교체하여 주게 된다.

따라서, 광원 교체를 위해서는 기본적으로, 특장차, 특장차 운전자, 작업자 및 교통 정리원 등이 필요하게 되는데 이로 인해 교체 시간 및 비용이 많이 소요되고, 사고의 위험이 있음은 물론, 교통체증을 유발시키게 된다는 문제점이 있었다.

한편, 신호등은 그 동작의 신뢰성을 보장하기 위해 신호등을 구성하는 각각의 광원을 별개의 선(線)을 이용하여 신호제어기에 직결시켜 제어하게 된다.

예를 들어, 도1에서 도시되는 바와 같은 교차로인 경우, 신호등(1, 2)에 장착된 광원 숫자만큼의 선을 사용하여 교통신호제어기(4)와 연결한 후, 상기 교통신호제어기(4)의 제어 논리에 따라 각 광원의 동작을 제어하게 된다.

횡단보도신호등(2)에 적색과 청색 신호를 위한 광원이 2개 장착되어 있고, 교통신호등(1)에 적색, 청색, 황색 및 좌회전 신호를 위한 광원이 4개씩 장착되어 있다고 가정할 경우, 도1의 경우에는, 횡단보도신호등(2) 8개를 제어하기 위한 16 가닥의 선과, 교통신호등(1) 4개를 제어하기 위한 최소 16가닥의 선이 교통신호제 어기(4)에 접속된다.

따라서, 어느 하나의 신호등에 낙뢰가 떨어졌을 경우에는, 상기 전선을 타고 교통신호제어기(4)에 과전압이 유입되어 교통신호제어기(4) 및 이와 접속된 다른 신호등을 파손시키게 된다는 문제점이 있었다. 특히, 신호 연동 구간일 경우에는 다수개의 교통신호제어기(4) 및 신호등(1)이 네트워크를 형성하므로 어느 하나의 교통신호제어기에 낙뢰가 유입되게 되면, 이와 연결된 다른 교통신호제어기 및 신호등에 과전압이 유입되어 모두 파손되게 된다는 문제점 등이 있었다.

또한, 종래의 신호등의 경우에는 신호등 내에 광원이 장착되어 있어, 상기 광원을 동작시키기 위한 전원선이 철주를 통해 설치되게 되므로, 상기 전원선이 철주를 통해 누전되게 되면 철주에 접촉하는 보행인에게 전원이 유기되어 감전사고를 발생시키게 된다는 문제점이 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 신호등이 설치되는 철주 하부에 광원을 장착하고, 신호등 케이스부 내부에 확산렌즈를 장착한 후, 상기 광원과 확산렌즈 사이를 광전송수단을 통해 접속하여, 상기 광원에서 발생한 빛이 광전송수단을 통해 케이스부 내로 전송되어 확산렌즈를 통해 확산되어 신호를 하여 주도록 함으로써, 광원의 교체가 용이하고, 낙뢰로부터 신호등 및 신호제어기를 보호하며, 철주를 통한 감전사고를 방지함은 물론, 유지 및 보수가 용이한 "광원 분리 신호등"을 제공하기 위한 것이다.

예를 들어, 철주 하부 일측에 레이저빔발생기를 장착하고, 신호등 케이스부 내에 확산렌즈를 장착한 후, 상기 레이저빔발생기의 출력단과 확산렌즈 사이를 광케이블을 통해 접속하여, 상기 레이저빔발생기에서 발생된 빛이 광케이블을 통해 신호등 케이스부 내에까지 전송된 후 확산렌즈를 통해 확산되도록 함으로써 광원과 신호등을 전기적, 거리적으로 분리하기 위한 것이다.

백열전구나 LED를 광원으로 사용하는 신호등일 경우에는, 철주 하부에 백열전구, 또는 LED 매트릭스를 장착하여 광학장치를 통해 그 빛을 집광한 후, 광케이블을 통해 신호등 케이스부 내로 전송하여 확산렌즈를 통해 확산시켜 주는 것으로, 이로 인해 광원의 교체가 용이하고, 낙뢰로부터 신호등 및 신호제어기를 보호할 수 있으며, 철주를 통한 감전사고를 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “광원 분리 신호등”은, 도로, 또는 선로에 설치되며 신호제어기에서 발생되는 신호등 제어신호에 의해 동작되어 차량이나 열차, 또는 보행인의 통행을 제어하는 신호를 나타내는 신호등에 있어서,

상기 신호등은,

상기 신호제어기에서 발생되는 신호등 제어신호에 의해 동작되어 신호를 행하는 광(光)을 발생하는 광원부;

상기 광원부와 이격 설치되며, 상기 광원부에서 발생된 광을 전송받아 신호를 행하는 신호표시부;

상기 광원부와 신호표시부 사이에 접속되어 상기 광원부에서 발생된 광을 전 기적으로 절연시켜 신호표시부로 전송하는 광전송부; 및,

신호를 행하는 신호표시부와 광을 발생하는 광원부를 분리하여 설치한 후, 상기 광원부에서 발생된 빛을 광전송부를 통해 신호표시부까지 전송하여 신호를 행하는 것;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 광원부는, 소정의 제어신호에 의해 동작되어 레이저빔을 발생하는 레이저빔발생부와; 상기 레이저빔발생부의 동작전원을 공급하는 제1전원공급부와; 상기 레이저빔발생부와 제1전원공급부 사이에 접속되며, 신호제어기의 신호등 제어신호에 의해 동작되어, 상기 레이저빔발생부의 동작을 제어하는 제1스위칭제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원부는, 다수의 LED로 구성되며, 소정의 제어신호에 의해 동작되는 LED 매트릭스부와; 상기 LED 매트릭스부의 동작전원을 공급하는 제2전원공급부와; 상기 LED 매트릭스부와 제2전원공급부 사이에 접속되며, 신호제어기의 신호등 제어신호에 의해 동작되어, 상기 LED 매트릭스부의 동작을 제어하는 제2스위칭제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원부는, 신호제어기의 신호등 제어신호에 의해 동작되는 백열전구로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 신호표시부는, 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 후면에 고정되며 상기 광전송부의 일측이 고정되는 하우징과, 상기 베이스 플레이트의 전면에 고정되며 상기 광전송부를 통해 전송된 광이 확산되어 결상되는 결상커버를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 하우징의 일측은 반구형 구조를 가지며 이러한 반구형 구조의 내부에는 반사경이 설치될 수 있다.

또한, 상기 결상커버의 전면에는 컬러 필터를 부착하거나, 또는 외부의 충격이나 이물질로부터 내부의 구성요소를 보호하는 결상커버에 색을 넣어 컬러 필터의 기능을 동시에 수행하도록 함을 특징으로 한다.

상기 결상커버는 그 외면이나 내부면에 무반사코팅을 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 결상커버는 그 일측면, 또는 양측면에 하나 이상의 렌즈를 형성하여 상기 결상커버로 확산되어 조사되는 광을 하나 이상의 초점으로 집광하여 결상커버 표면에 나타냄으로써 가시도와 선명도를 향상시킴을 특징으로 한다.

한편, 상기 광원부는, 신호등 제어신호에 의해 동작하는 하나 이상의 레이저빔 발생기, 또는 백열전등, 또는 ELD 메트릭스 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 광전송부는, 상기 광원부에 접속되어 광원부에서 발생된 광을 집광하는 집광부와, 상기 집광부에 접속되어, 집광부를 통해 집광된 광을 신호표시부로 전송하는 광전송수단과, 상기 신호표시부에 설치되어 상기 광전송수단을 통해 전송된 광을 확산시켜 원래의 신호로 복원하는 확광부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 광전송수단은 광케이블로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 광전송수단은, 내부와 외부의 물질 비중을 달리하여 전반사를 이루는 봉 형상의 유리나 플라스틱, 또는 프리즘을 하나 이상 조합하여 집광부에서 유입되 는 광을 확광부로 전송하도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 집광부는 하나 이상의 광학렌즈로 구성되어 상기 광원부에서 발산되는 광을 집광함을 특징으로 한다.

즉, 볼록렌즈나 오목렌즈 또는 타원형렌즈나 봉렌즈들 중 어느 하나 이상 조합하여 상기 광원부에서 발산되는 광을 집광하여 상기 광전송수단에 입력한다.

또한, 상기 확광부는 하나 이상의 광학렌즈로 구성되어 상기 광전송수단을 통해 이송되어온 광을 확산시킴을 특징으로 한다.

즉, 볼록렌즈나 오목렌즈, 또는 타원형렌즈나 봉렌즈들 중 어느 하나 이상 조합하여 상기 광전송수단을 통해 이송되어온 광을 확산시켜 신호표시부의 결상커버를 통해 조사시킴으로써 신호를 행하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명 “광원 분리 신호등”은, 신호를 행하는 신호표시부와 광을 발생하는 광원부를 분리하여 설치한 후, 상기 광원부에서 발생된 빛을 광전송부를 통해 신호표시부까지 전송하여 신호를 행하므로 인해, 광원의 교체가 용이하고, 낙뢰 및 이상 전원으로부터 신호등 및 신호제어기를 보호하며, 철주를 통한 감전사고를 방지함은 물론 유지 및 보수가 용이하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 “광원 분리 신호등”의 기술적 사상을 일 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

본 실시예에서는 적색광, 녹색광, 황색광의 신호를 행하는 교통신호등에 본 발명의 기술적 사상을 적용한 것을 예로하여 설명한다. 이는 본 발명의 기술적 사 상에 의한 다른 실시예, 예를 들어 횡단보도신호등이나 철도신호등에 대한 적용 실시예는 본 실시예로부터 용이하게 유추할 수 있기 때문이다.

또한, 본 실시예에 있어서 광원은, 레이저빔(레이저빔발생기)을 사용한 것을 예로하여 설명한다.

따라서, 광원부는 레이저빔발생부와, 제1전원공급부 및 제1스위칭부로 구성되며, 이러한 구성이 신호를 행하는 신호의 종류 수만큼 설치된다. 본 실시예에서는 적색, 녹색, 황색 신호를 행하는 신호등을 예로하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하므로, 적색 레이저빔, 녹색 레이저빔, 황색 레이저빔을 발생하는 3개의 광원부를 장착하여 신호등을 구성한다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 1개의 집광렌즈와 1개의 확산렌즈를 사용하여 집광부와 확광부를 각각 구성하며, 상기 집광렌즈로는 볼록렌즈, 확산렌즈로는 오목렌즈를 사용하여 실시예를 구성한다. 이는, 본 발명의 기술적 사상을 명확하게 설명하기 위해 단순화 한 것이며, 하나 이상의 볼록렌즈나 오목렌즈, 또는 봉렌즈나 타원렌즈를 하나 이상 조합한 다른 실시예는 본 실시예로부터 용이하게 유추할 수 있기 때문이다.

또한, 본 실시예에 있어서 광전송수단은 광케이블로 구성하며, 신호표시부의 결상커버는 그 내측면에 소정의 초점거리를 갖는 다수개의 집광렌즈(볼록렌즈)를 형성한 것을 예로하여 설명한다.

이하, 본 실시예의 구성을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도4에서 도시되는 바와 같이, 철주(6) 하부에 접속함(A)을 설치한 후 그 내부에 적색광과 녹색광 및 황색광을 발생하는 3개의 광원부(100a, 100b, 100c)와 상기 3개의 광원부(100a, 100b, 100c)에 접속된 3개의 집광부(210a, 210b, 210c)를 각각 장착한다.

또한, 철주가로대(7)에 적색광과 녹색광 및 황색광을 각각 표시하는 신호표시부(300a, 300b, 300c)를 설치한 후, 상기 신호표시부(300a, 300b, 300c) 내부에 확광부(230a, 230b, 230c)를 장착한다.

이후, 상기 집광부(210a, 210b, 210c)와 확광부(230a, 230b, 230c) 사이를 광케이블(220a, 220b, 220c)를 통해 각기 대응되도록 접속하여 본 실시예에 의한 광원 분리 신호등을 구성한다.

도5는 본 실시예에 의한 광원부(100)의 구성을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 레이저빔발생기로 이루어져 레이저빔을 발생하는 레이저빔발생부(110)와, 상기 레이저빔발생부(110)의 동작 전원을 공급하는 제1전원공급부(130)와, 상기 레이저빔발생부(110)와 제1전원공급부(130) 사이에 접속되어 교통신호제어기(4)의 신호등 제어신호에 의해 상기 레이저빔발생부(110)의 동작을 제어하는 제1스위칭제어부(120)로 구성된다.

이와 같이 구성된 광원부(100)는, 상기 교통신호제어기(4)에서 출력되는 신호등 제어신호를 제1스위칭제어부(120)에서 인가받아 레이저빔발생부(110)의 동작을 제어함으로써 신호를 하여주게 된다.

제1스위칭제어부(120)는, 신호의 유무를 검출하여 레이저빔발생부(110)로 공 급되는 전원을 제어하는 것으로 예를 들면, 교통신호제어기(4)의 출력단에 접속된 포토커플러(미도시)와, 상기 포토커플러의 출력신호에 의해 동작하는 스위칭소자(예:파워트랜지스터)로 구성될 수 있다. 이와 같이 입력되는 신호에 따라 스위칭을 행하는 회로 구성 및 동작은 공지된 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

제1전원공급부(130) 상용 교류전원을 정류하여 레이저빔을 작동시키기 위한 전원을 발생하는 공지의 정류회로이므로 그 상세한 설명을 생략한다.

도6은 집광부(210)의 구성을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 레이저빔발생부(110)의 전면에 제1집광렌즈(오목렌즈)(211)를 설치하고, 상기 집광렌즈(211)의 초점거리에 광케이블(220)를 설치하여 구성한다. 도면 중 미설명부호 (212)는 광케이블이 고정되는 송신접속구를 나타낸 것이다.

그러면, 레이저빔발생부(110)에서 출력된 레이저빔이 집광렌즈(211)를 통해 집광되어 광케이블(220)에 입사되게 되어 전송되게 된다.

도7은 확광부(230)의 구성을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 광케이블(220)의 전면에 확산렌즈(오목렌즈)(232)를 설치하여 구성한다. 도면 중 미설명부호 (231)은 광케이블(220)이 고정되는 수신접속구를 나타낸 것이며, (341)은 제2집광렌즈를 나타낸 것이다.

그러면, 상기 광케이블(220)를 통해 전송된 광이 확산렌즈(232)를 통해 확산되어 일정한 확산 거리에 있는 결상커버(340)에 조사되어 신호를 하여주게 된다.

도8은 신호표시부(300)의 구성을 나타낸 것으로, 도면에서 되시되는 바와 같이, 베이스플레이트(310)와, 상기 베이스플레이트 후면에 고정되며 확광부(230)의 수신접속구(221)가 고정되는 하우징(320)과, 상기 베이스플레이트(310) 전면에 고정되며 확광부를 통해 확산된 광이 투과되는 결상커버(340) 및, 확광부(230)의 확산렌즈(222)가 고정되는 지지대(330)로 구성된다.

또한, 상기 결상커버(340) 내측면에는 결상커버(340) 외측면을 초점거리로 하는 다수의 제2집광렌즈(341)을 형성하여 선명도와 가시도를 향상시키도록 구성한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명에 있어서는 그 작용 및 효과를 명확하게 하기 위하여 적색, 녹색, 황색 신호를 행하는 3개의 구성요소 중 어느 하나의 동작을 예로하여 설명한다. 이는 다른 색의 신호 역시 동일하게 작용하기 때문이다.

먼저, 교통신호제어기(4)에서 신호등을 점등하라는 신호가 발생하면, 철주(6) 하부에 장착된 접속함(A) 내에 있는 광원부(100)의 제1스위칭제어부(120)에서 이를 검출하여 제1전원공급부(130)에서 발생된 전원을 레이저빔발생부(110)에 인가하여 레이저빔을 발생하게 된다.

그러면, 상기 레이저빔발생부(110)에서 발생된 레이저빔이 제1집광렌즈(211)에 유입되어 집광된 후, 그 초점거리에 있는 광케이블(220)에 입사되게 된다.

상기 광케이블(220)는 접속함(A)에서 신호표시부(300) 까지 연결된 것으로, 상기 제1집광렌즈(211)를 통해 유입된 광은 광케이블의 특성에 의해 손실 없이 신호표시부(300)의 수신접속구(221) 까지 전송되어 확산렌즈(222)에 입사되게 된다.

그러면, 상기 확산렌즈(222)에 의해 집광되었던 광이 확산되어 결상커버(340)에 투사되어 신호를 행하게 된다.

이때, 상기 결상커버(340) 내면에는 다수개의 제2집광렌즈(341)가 형성되어 있어 상기 제2집광렌즈(341)에 의해 광이 집광되어 결상커버(340) 전면에 광점원으로 나타내게 된다.

상기 광점원은 확산렌즈(222)에 의해 확산된 광을 다시금 집광한 것으로 신호등 전면에 밝은 점들로 나타내게 되며, 이로 인해 가시도를 높여 선명하게 되는 것이다.

도9는 결상커버(340)를 나타낸 것이다.

한편, 교통신호제어기(4)에서 신호등 점등 신호가 인가되면, 점등때와 마찬가지로 제1스위칭제어부(120)에서 이를 검출하여 레이저빔발생부(110)로 공급되던 전원 공급을 차단하게 되는 것으로 이로인해 신호등이 소등되게 된다.

이와 같은 원리로 하여 신호등을 점등, 소등, 혹은 점멸시키게 되는 것으로, 다른 색의 신호등, 또는 화살표나 기타 표시가 있는 신호등을 구성할 수 있으며, 이로 인해 광원과 신호표시부를 이격 설치할 수 있고 이로 인해 광원의 교체가 용이함은 물론, 낙뢰나 이상전원으로부터 신호등 및 신호제어기를 보호할 수 있음은 물론 철주로 인한 감전사고를 방지할 수 있게 된다.

즉, 광원을 철주하부나 지하에 설치하여 작업자의 접근이 용이하도록 한 후, 상기 광원에서 신호표시부까지 광전송수단을 이용하여 광을 전송함으로 인해, 광원 교체가 용이하게 됨은 물론, 전기 절연체인 광케이블을 사용하여 전기적으로 신호 표시부와 광원을 절연시킴으로 인해 낙뢰나 이상전원으로부터 신호등이나 신호제어기를 보호할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기의 실시예에 있어서는, 레이저빔발생부에 전원이 인가되면 지속적으로 레이저빔이 발생하는 것으로 하여 설명을 하였으나, 실지에 있어서는 소정의 주파수 및 듀티비로 온(ON)/오프(OFF)를 반복함으로 인해 전력소모를 감소시킬 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 볼록렌즈 1개와 오목렌즈 1개를 사용하여 집광부 및 확광부를 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 하나 이상의 볼록렌즈, 오목렌즈 및 봉렌즈나 타원렌즈 등을 이용하여 광을 집광하거나 확산하도록 하여 집광부와 확광부를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 결상커버 내측면에 집광렌즈를 형성하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 내측면이나 외측면 중 어느 한면, 또는 양면 모두에 집광렌즈를 형성하거나, 또는 안할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 광원부를 철주 하부에 설치하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 지하에 매립하거나, 또는 터널의 천정 등에 설치할 수 있음은 물론, 여러개의 신호등을 하나로 묶어서 일정한 장소에서 일괄 관리할 수 있도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 광원부의 구성을 레이저빔발생기를 이용하 여 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도10에서 도시되는 바와 같이, 백열전구(112)를 이용하여 구성하거나, 또는 도11에서 도시되는 바와 같이, LED 매트릭스(111)를 이용하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다. 도면 중 미설명부호 (121)은 스위칭제어부를, (131)은 전원공급부를 각각 나타낸 것이다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 광케이블을 사용하여 광전송수단을 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 내부와 외부의 물질 비중이 다른 봉 형상의 유리나 플라스틱, 또는 프리즘이나 광케이블을 하나 이상 조합하여 집광부에서 유입되는 광을 확광부로 전송할 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 “광원 분리 신호등”은, 특히, 신호를 표시하는 신호표시부를 신호등의 광원과 분리하여 이격 설치한 후, 상기 광원과 신호표시부 사이를 광전송수단을 통해 접속하여, 상기 이격 설치된 광원에서 발생한 광을 집광하여 광전송수단을 통해 신호표시부로 전송하여 신호를 하여줌으로써, 첫째, 광원의 교체가 용이하고, 둘째, 낙뢰 및 이상 전원으로부터 신호등 및 신호제어기를 보호하고, 셋째, 철주를 통한 감전사고를 방지하며, 넷째, 유지 및 보수가 용이하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (11)

1. 도로, 또는 선로에 설치되며 신호제어기에서 발생되는 신호등 제어신호에 의해 동작되어 차량이나 열차, 또는 보행인의 통행을 제어하는 신호를 나타내는 신호등에 있어서,

   상기 신호등은,

   상기 신호제어기에서 발생되는 신호등 제어신호에 의해 동작되어 신호를 행하는 광을 발생하는 광원부;

   상기 광원부와 이격 설치되며, 상기 광원부에서 발생된 광을 전송받아 신호를 행하는 신호표시부;

   상기 광원부와 신호표시부 사이에 접속되어 상기 광원부에서 발생된 광을 전기적으로 절연시켜 신호표시부로 전송하는 광전송부; 및,

   신호를 행하는 신호표시부와 광을 발생하는 광원부를 분리하여 설치한 후, 상기 광원부에서 발생된 빛을 광전송부를 통해 신호표시부까지 전송하여 신호를 행하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는, 신호등 제어신호에 의해 동작하는 하나 이상의 레이저빔 발생기, 또는 백열전등, 또는 ELD 메트릭스 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 한다.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는, 소정의 제어신호에 의해 동작되어 레이저빔을 발생하는 레이저빔발생부와; 상기 레이저빔발생부의 동작전원을 공급하는 제1전원공급부와; 상기 레이저빔발생부와 제1전원공급부 사이에 접속되며, 신호제어기의 신호등 제어신호에 의해 동작되어, 상기 레이저빔발생부의 동작을 제어하는 제1스위칭제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는, 다수개의 LED로 구성되며, 소정의 제어신호에 의해 동작되는 LED 매트릭스부와; 상기 LED 매트릭스부의 동작전원을 공급하는 제2전원공급부와; 상기 LED 매트릭스부와 제2전원공급부 사이에 접속되며, 신호제어기의 신호등 제어신호에 의해 동작되어, 상기 LED 매트릭스부의 동작을 제어하는 제2스위칭제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 신호표시부는, 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트 후면에 고정되며 상기 광전송부의 일측이 고정되는 하우징과; 상기 베이스 플레이트의 전면에 고정되며 상기 광전송부를 통해 전송된 광이 확산되어 결상되는 결상커버를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 결상커버는, 그 일측면, 또는 양측면에 하나 이상의 렌즈를 형성하여 상기 결상커버로 확산되어 조사되는 광을 하나 이상의 초점으로 집광하여 결상커버 표면에 나타내도록 구성함을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 광전송부는, 상기 광원부에 접속되어 광원부에서 발생된 광을 집광하는 집광부와; 상기 집광부에 접속되어, 집광부를 통해 집광된 광을 신호표시부로 전송하는 광전송수단과; 상기 신호표시부에 설치되어 상기 광전송수단을 통해 전송된 광을 확산시켜 원래의 신호로 복원하는 확광부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 광전송수단은, 광케이블로 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 광전송수단은, 내부와 외부의 물질 비중을 달리하여 전반사를 이루는 봉 형상의 유리나 플라스틱, 또는 프리즘을 하나 이상 조합하여 집광부에서 유입되는 광을 확광부로 전송하도록 구성됨을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 집광부는, 하나 이상의 광학렌즈로 구성되어 상기 광원부에서 발산되는 광을 집광함을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 확광부는 하나 이상의 광학렌즈로 구성되어 상기 광전송수단을 통해 이송되어온 광을 확산시킴을 특징으로 하는 광원 분리 신호등.

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