KR20070054499A - 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에 관한 것으로서, 중공체로서 태양광이 차단되는 내부에는 차량의 이동이 가능한 구조체와; 상기 구조체의 내주에 배치되어 상기 구조체 내부를 조명하며, 서로 다른 색온도를 가지는 복수의 조명램프조립체를 포함하여 구성됨으로써, 태양광이 차단되는 구조체를 통과하는 차량의 운전자의 암순응 시간을 최소화할 수 있게 한다.

Description

색온도 조절형 조명이 가능한 구조체{STRUCTURE HAVING A COLOR TEMPERATURE ADJUSTABLE LIGHTING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에 대한 사시도(a) 및 그 구조체 내부에 배치된 조명램프조립체를 올려다본 평면도(b)이고,

도 2는 일방 통행 터널의 조명에 관한 KS 규격이며,

도 3은 양방 통해 터널의 조명에 관한 KS 규격이고,

도 4는 무전극 조명기의 종단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100: 구조체 110: 입구

120: 출구 200: 조명램프조립체

210: 조명램프 210a: 제1 조명라인

210b: 제2 조명라인

본 발명은 조명장치를 구비한 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양 광이 차단되는 내부 공간에 형성된 통로를 따라 차량이 운행하기에 주간에도 별도의 조명이 필요한 장소에 대하여 차량의 진행 정도에 따라 색온도를 달리하는 무전극 조명기기를 배치하여 운전의 암순응을 용이하게 하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 사람은 태양광이 사물에 반사되어 눈으로 흡수됨에 따라 그러한 사물에 대한 영상을 인지하게 된다. 따라서, 그러한 태양광이 사물의 인지에 필요한 수준 이하인 경우에서는 인공적으로 빛을 발생시키는 별도의 조명기기를 이용하게 된다.

이러한 인공적인 조명은 사물을 신속하게 인지하여야 하는 경우에 있어서 더욱 중요하다. 예를 들어, 차량을 운전하는 운전자는 차량의 운행 속도가 높아질수록 전방의 사물을 보다 빨리 인지하여야 그를 회피하는 등의 방법으로 안전하게 운전을 할 수 있다.

나아가, 터널과 같이 자연적인 환경에서는 주간에도 태양광이 거의 차단되는 구조체에서는 반드시 인공적인 조명이 필요하며 그의 조도 설정이 중요하게 된다. 주간에 터널 내로 진입하는 차량의 운전자는 터널 밖의 강한 태양광에 익숙해진 상태이기 때문에, 갑자기 터널 내의 어두운 환경에 적응할 수 없고 암순응이라는 과정을 거쳐야 하기 때문이다. 자연상태에서 암순응은 대략 10분 정도의 시간을 요한다.

따라서, 터널과 같은 어두운 공간을 통과하는 차량 등의 운전자가 이러한 암순응 과정을 최대한 빨리 완료할 수 있도록 하는 것이 그러한 공간에 대한 조명에 있어서 가장 기본적으로 고려해야할 사항이 되는 것이다. 이는 또한 안전과 직결된 사항이기도 하다.

나아가, 터널과 같은 구조체의 외부 환경이 항상 고정적인 것이 아니므로 그러한 외부 환경, 특히 조도의 변화에 대응하여 구조체 내부의 조명을 알맞게 가변하는 것도 고려해야 한다.

상기와 같은 사항을 고려하여 안출한 것으로, 본 발명은 태양광이 차단되는 구조체의 내부를 색온도를 달리하여 조명함으로써 운전자의 암순응 시간을 최소화할 수 있는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구조체 외부의 조도 변화에 대응하여 내부의 조명을 능동적으로 조절함으로써 외부 환경 변화에도 불구하고 이상적인 내부 조명 환경을 구현할 수 있는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체는 중공체로서 태양광이 차단되는 내부에는 차량의 이동이 가능한 구조체와; 상기 구조체의 내주에 배치되어 상기 구조체 내부를 조명하며, 서로 다른 색온도를 가지는 복수의 조명램프조립체를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에 대한 사시도(a) 및 그 구조체 내부에 배치된 조명램프조립체를 올려다본 평면도(b)이다.

본 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체는 내부로의 태양광 유입이 차단되는 구조체(100)와, 구조체(100)의 내주에 배치되어 그 내부를 조명하는 복수의 조명램프조립체(200)를 포함한다.

구조체(100)는 태양광의 유입이 차단되는 형태의 중공체로서, 예를 들어 터널을 들 수 있다. 구조체(100)의 양 측에는 각각 개구된 입구(110)와 출구(120)가 형성되어 있어서, 도로(R)와 함께 형성하는 일정한 내부 공간을 통해 차량 등이 통행할 수 있게 한다.

조명램프조립체(200)는 구조체(100)의 내주에 복수로 설치된다. 이러한 조명램프조립체(200)는 구조체(100) 내부를 조명하여 그 내부를 통행하는 차량의 운전자 등이 외부와 다른 조도 환경에 신속하게 적응할 수 있도록 한다. 여기서, 조명램프조립체(200)는 다양한 색온도를 가지며, 그러한 색온도는 운전자의 조도 변화에 대한 순응을 고려하여 배치된다.

이러한 색온도의 결정에 대한 구체적인 방법은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2는 일방 통행 터널의 조명에 관한 KS 규격이고, 도 3은 양방 통해 터널의 조명에 관한 KS 규격을 도시하고 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 터널 내에서의 조명은 크게 3 구간으로 구분될 수 있다.

일방 통행인 경우에는, 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 터널 내의 노면에서 휘도는 입구부에서 가장 높고 그 다음으로 출구부이고 이들 사이의 기본부에서 가장 낮게 구성된다.

여기서, 입구부의 조명은 주간에 터널 입구 부근의 시각적인 문제를 해결하기 위한 고려하에서 태양광에서 적응된 운전자의 눈의 암순응 부담을 최소화하기 위하여 가장 높은 휘도를 갖는다. 그 휘도는 운전자의 암순응이 완료되어 감에 따라 점차로 낮아지게 된다.

기본부의 조명은 주·야간에 터널 내에서의 운전자에게 충분한 시각 인지성을 제공하기 위하여, 터널의 길이 전체에 걸쳐서 거의 균일한 휘도를 확보한 조명이다.

출구부의 조명은 주간에 터널 출구를 통해 보이는 야외의 높은 휘도로 인한 눈부심에 의한 시각적인 문제를 해결하도록 하기 위하여 기본부의 조명보다는 높은 휘도를 갖는다.

양방 통행인 경우에는, 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 터널 내의 노면에서 휘도는 양측 입구부가 그들 사이의 기본부에 비하여 높게 구성된다.

양방 통행의 경우에는 터널의 양측에 입구부의 조명이 필요하다는 점이 일방 통행의 경우와 상이하나, 각 부분에 대한 휘도는 위에 각 경우에 대한 설명을 참조하면 용이하게 이해할 것이다.

또한, 도 2 및 3의 경우에서, 터널의 입구와 출구 측에는 야간에 터널 입구 및 출구 부근의 상황 및 도로폭의 변화 등을 차량 운전자가 인지할 수 있도록 터널 입구 및 출구 부근의 접속도로에 설치하는 조명이다.

나아가, 야간이나 비가 오는 등과 같이 날이 맑지 않은 경우에는 주간이라도 터널 밖이 어두우므로 터널 내의 조명은 모두 기본부의 조명 수준으로만 유지하면 되고 별도로 입구부 및 출구부의 조명을 고려할 필요는 없다.

이러한 터널 조명 기준의 휘도 관계를 고려하여, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체에서는, 구조체(100) 내부의 차량 통행 방식이 일방통행의 경우에는 터널 입구에 가장 높은 색온도를 가지는 입구조명부를 형성하고, 출구에는 그 보다 낮은 색온도를 가지는 출구조명부를 형성하며, 이들 사이에는 가장 낮은 색온도를 가지는 기본조명부를 형성하는 방식으로 조명램프조립체(200)를 배치하면 된다.

아울러 양방통행인 경우에는 터널의 양측 입구에 높은 색온도를 가지는 입구조명부를 형성하고 양측 사이의 중간 구역에는 그 보다 낮은 색온도를 가지는 기본조명부를 형성하도록 조명램프조립체(200)를 배치하면 된다.

여기서, 색온도(色溫度, color temperature)는 광원의 빛을 수치적(數値的)으로 표시하는 방법이다. 이상적인 흑체[完全黑體]가 방출하는 빛의 색은 플랑크의 복사법칙(輻射法則)에 의해 온도에 의해서만 정해진다. 물체가 가시광선을 내며 빛나고 있을 때 그 색이 어떤 온도의 흑체가 복사하는 색과 같이 보일 경우, 그 흑체의 온도와 물체의 온도가 같다고 보고 그 온도를 물체의 색온도라고 한다. 즉, 물체의 색온도는 같은 색광의 흑체의 온도(절대온도 K)로 표시된다. 가령 전구의 빛은 2,800K, 형광등의 빛은 4,500∼6,500K, 정오의 태양빛은 5,400K, 흐린 날의 낮 빛은 6500∼7000K, 맑은 날의 푸른 하늘 빛은 1만 2000∼1만 8000K 정도의 색온도이다.

나아가, 야간이나 악천후 시와 같이 터널 내에 조명을 구간에 따라 차등화할 필요가 없는 경우를 대비하여 터널 외부에 태양광감지센서(미도시)를 둘 필요가 있다.

이러한 센서에서 감지되는 외부 조도를 바탕으로 제어부는 터널 내에 조명 상태를 구간별로 차등해야하는 주간 모드로 할 것인지, 아니면 전 국간에서 동일한 기본부의 조명만으로 구성되는 야간 모드로 할 것인지를 결정하게 된다.

구조체(100) 내의 조명을 주간 모드와 야간 모드로 구분하여 제어할 수 있도로록 하기 위하여, 하나의 조명램프조립체(200)는 복수의 조명램프(210)들로 구성된다{도 1(b) 참조}. 나아가, 하나의 조명램프조립체(200) 내의 복수의 조명램프(210)는 각각 상이한 색온도를 가지도록 구성된다. 그에 따라 구조체(100)의 입구(110)에 위치한 조명램프조립체(200)의 조명램프(210)들은 주간 모드에서 입구부의 조명을 위한 높은 색온도를 가지는 것과 야간 모드에서 기본부의 조명을 위한 낮은 색온도를 가지는 것을 포함한다.

나아가, 구조체(100)의 길이방향을 따라 복수의 조명램프(210)들을 별도의 그룹으로 묶어서 구성할 수도 있다.

예를 들어, 도 1(b)에 예시된 바와 같이, 구조체(100)의 길이방향을 따라 각각 제1 조명라인(210a)과 제2 조명라인(210b)으로 묶어서 구성한다. 여기서, 제1 조명라인(210a)는 주간 모드를 구현하기 위한 색온도 배치를 갖도록 하고, 제2 조 명라인(210b)는 야간 모드를 구현하기 위한 색온도 배치를 갖도록 하면 된다.

이와 같이 조명램프조립체(200)를 제1 및 제2 조명라인(210a 및 210b)로 구분하여 형성하게 되면, 태양광감지센서를 통해 구조체(100) 외부의 조도를 감지한 제어부는 구조체(100)의 조명을 위하여 제1 및 제2 조명라인(210a 및 210b)을 각각 독립적으로 점등할 수 있게 된다.

이상에서의 각 조명램프(210)로는 도 4에 예시된 바와 같은 무전극 조명기기를 이용할 수 있다.

무전극 조명기기(PLS : Plasma Lighting System)는 전자레인지에 주로 사용되고 있는 마그네트론을 이용하여 마이크로파를 발생시키고 이러한 마이크로파가 무전극 전구 내 버퍼가스(buffer gas)를 플라즈마 상태로 만들어서 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량의 빛을 제공할 수 있으며, 태양광과 유사한 연속스펙트럼의 빛을 생성하여 조명 기기로 사용 시 사람의 눈의 적응이 용이한 조명기기이다.

도 4는 무전극 조명기의 종단면도이다.

본 도면에 도시된 바와 같이, 무전극 조명기기는 케이싱(1)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 마이크로파를 전달하는 도파관(4)과, 마이크로파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 전구(5)에서 발광된 빛 은 통과시키는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(7)과, 무전극 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 마이크로파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기를(3) 냉각하는 냉각팬(9)으로 구성된다. 또한 팬모터(12)는 냉각팬(9)을 회전시켜 유입되는 공기를 통하여 마그네트론(2)과 고압발생기를(3) 냉각한다.

무전극 전구(5)는 소정의 내부체적을 구비하여 석영 재질로 된 구 형상으로 형성하고 그 내부에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 상기한 발광물질, 예를 들어 이원자황분자(S₂)와 불활성가스 그리고 방전촉매물질과 나트륨 등을 봉입하여 케이싱(1)의 외부에 배치하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 일체로 연장 형성하여 상기 케이싱(1)의 내부에서 지지하는 지지부(5b)로 이루어져 있다.

지지부(5b)는 속빈 봉 형상으로 된 별도의 연결부재(10)를 이용하여 그 끝단을 전구모터(11)의 회전축(11')에 결합하되, 무전극 전구(5)의 지지부(5b)는 상기한 연결부재(10)에 삽입하여 본딩 결합하는 반면 전구모터(11)의 회전축(11')은 상기한 연결부재(10)에 나사 체결하고 있다.

이러한 무전극 전구(5)에 봉입되는 이원자황분자(S₂)는 발광부(5a)에 봉입되는 봉입양에 따라 상이한 색온도를 가진다. 그에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 구조체(100, 도 1 참조)의 길이방향을 따라 조명램프조립체(200)의 색온도를 차별적으로 구현하기에 어려움이 없게 된다.

이상에서는, 구조체로서 터늘을 예로 들어 설명하였으나 반드시 이에 제한되는 것이 아니며, 태양광이 차단되어 차량의 운행 등을 위하여 주간에도 별도의 조명이 필요한 곳이라면 지하도나 지하주차장(또는 그로 진출입하기 위한 통로)도 포함하는 것임은 당업자라면 용이하게 추론할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체는 구조체의 내부를 색온도를 달리하며 조명하도록 구성됨으로 인하여, 운전자의 암순응을 용이하게 하여 태양광의 차단에 따른 시각적인 부적응 현상을 크게 저감할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체는 구조체 외부의 조도변화를 감지할 수 있는 센서를 채용함으로써, 외부의 환경변화에 능동적으로 대응하여 내부를 통과하는 차량의 운전자 등에게 최선의 시각적 환경을 제공할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체는 태양광과 같은 연속스펙트럼을 가진 빛을 발산하는 무전극 조명기기를 조명램프로서 사용함으로 인하여, 그러한 빛에 노출되는 운전자 등의 눈의 피로를 방지하면서도 원활한 조명을 달성할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 중공체로서 태양광이 차단되는 내부에는 차량의 이동이 가능한 구조체와;

   상기 구조체의 내주에 배치되어 상기 구조체 내부를 조명하며, 서로 다른 색온도를 가지는 복수의 조명램프조립체를 포함하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 조명램프조립체는 상이한 색온도를 가지며 독립적으로 점등 가능한 복수의 조명램프이고,

   상기 복수의 조명램프의 점등을 제어하는 제어부를 더 포함하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 구조체 외부의 태양광의 조도를 감지하여 상기 제어부에 전달하는 태양광감지센서를 더 포함하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 조명램프조립체는,

   상기 구조체 내로 진입하는 부분에 배치되며, 가장 높은 색온도를 가지는 입 구조명부와;

   상기 구조체 외부로 진출하는 부분에 배치되며, 상기 입구조명부 보다 낮은 색온도를 가지는 출구조명부와;

   상기 입구부조명 및 출구부조명 사이에 배치되며, 그들보다 낮은 색온도를 가지는 기본조명부를 포함하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 조명램프조립체는,

   상기 구조체의 양측 입구에 배치되는 입구조명부와;

   상기 구조체 양측의 입구조명부 사이에 배치되며 그에 비하여 낮은 색온도를 가지는 기본조명부를 포함하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조명램프조립체는 무전극 조명기기이고, 그의 색온도는 발광부 내부에 봉입되는 발광물질의 봉입량을 달리하여 결정하는 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
7. 제6항에 있어서,

   상기 발광부에 봉입되는 발광물질은 이원자 황분자인 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구조체는 터널, 지하도, 또는 지하주차장 중 어느 하나인 색온도 조절형 조명이 가능한 구조체.

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