KR20130100183A

KR20130100183A - 내부 조명식 도로 표지병

Info

Publication number: KR20130100183A
Application number: KR1020137014728A
Authority: KR
Inventors: 라미아 에스. 다사라타; 쉬레이 굽타; 아미트 브이. 라오
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-09-09
Also published as: EP2640899B1; US20130271014A1; CN103210149B; BR112013011392A2; CN103210149A; EP2640899A1; WO2012074681A1; EP2640899A4; KR101864669B1; BR112013011392B1; JP6126007B2; JP2013543071A

Abstract

본 발명은 일반적으로 예를 들어 차선 스킵 라인 및 에지 라인과 같이, 교통 시선유도를 향상시키기 위해 도로 표면에 부착되거나 그 내에 설치될 수 있는 내부 조명식 도로 표지병에 관한 것이다. 본 발명은 하기의 요소들, 즉 (1) 광을 방출할 수 있는 광원; (2) 전원; (3) 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 전원을 재충전할 수 있게 하는 것인 태양 에너지 시스템; (4) 내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 광원에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광학 도광체; 및 (5) 광원, 전원, 태양 에너지 시스템, 및/또는 광학 도광체 중 적어도 하나를 포함하는 하우징 중 적어도 일부를 포함하는 자가-조명형 도로 표지병의 다양한 실시예에 관한 것이다.

Description

내부 조명식 도로 표지병{INTERNALLY ILLUMINATED PAVEMENT MARKER}

본 발명은 일반적으로 교통 표지(traffic marking) 및 시선유도(delineation)를 위해 사용할 수 있는 도로 표지병(pavement marker)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 내부 조명식 도로 표지병에 관한 것이다.

융기형 도로 표지병(raised pavement marker, RPM)은 도로 차선 시선유도를 제공하기 위한 고속도로 교통 표지로서 널리 사용된다. 전형적으로, RPM은 표지병 본체에 부착된 재귀반사성 렌즈(retroreflective lens)를 포함한다. 재귀반사성 렌즈는 일반적으로 광을 이의 공급원으로 다시 직접 복귀시키고, 그 결과 광원 부근에 위치된 관찰자에게 가장 밝게 나타난다. 통상적인 RPM은 단지, 예를 들어 다가오는 차량으로부터의 광이 융기형 도로 표지병을 향해 지향되고 재귀반사성 렌즈에 충돌한 때에만 가시적이라는 단점을 갖는다.

종래 기술

예를 들어 미국 특허 제4,668,120호(로버츠(Roberts)) 및 제5,984,570호(파라샤(Parashar))에 기술된 것들과 같은 내부 조명식 융기형 도로 표지병은 융기형 도로 표지병이 차량의 전조등의 범위를 넘어서는 연장된 거리에 걸쳐 운전자에게 선명하게 가시적이게 되는 것을 가능하게 한다. 이러한 특징은 조명이 부족한 지역 또는 예를 들어 급커브와 같이 높은 수준의 운전자 주의를 요구하는 지역에서 특히 중요하다.

그러나, 통상적인 RPM은 초점 광원을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,668,120호(로버츠)는 적어도 하나의 광원과 광원으로부터의 광을 단일 지점에 초점맞추는 광학 도광체(lightguide) 및 프레넬 렌즈(fresnel lens)를 포함하는 자급식 태양광-발전 도로 표지병에 관한 것이다. 또한, PCT 공개 WO 00/63730호(쿠진(Couzin))는 다가오는 차량에 최대 조도를 제공하도록 초점맞춰진 LED를 사용하는 도로 표지병에 관한 것이다. PCT 공개 WO 01/31125호(플래더(Flader))는 운전자에게 가시적인 광의 빔을 방출하는 적어도 하나의 LED, 및 대략 원형 빔 형상으로부터 최대 높이 및 최대 폭을 갖는 실질적으로 비-원형 빔 형상으로 - 최대 폭이 최대 높이보다 크도록 - LED 빔을 변형할 있는 빔 형상화 광학계를 포함하는 반사성 도로 표지병에 관한 것이다. 초점맞춰진 광 및/또는 LED가 다가오는 차량들에 지향되면, LED의 고휘도 출력은 운전자를 산만하게 하거나 일시적으로 "앞이 안 보이게" 할 수 있다. 또한, 초점맞춰진 광은 RPM이 모든 방향으로부터 보이는 것을 가능하게 하지 않는다.

본 발명자들은 내부 조명식 융기형 도로 표지병에 대한 필요성을 인식하였다. 구체적으로, 본 발명자들은 광원의 수를 감소시키면서 소정 거리로부터 가시적이게 되는 적절한 확산 휘도를 제공하는 내부 조명식 융기형 도로 표지병에 대한 필요성을 인식하였다. 본 발명자들은 또한 모든 방향으로부터 보일 수 있는 내부 조명식 융기형 도로 표지병에 대한 필요성을 인식하였다.

본 발명은 하기의 요소들, 즉 (1) 광을 방출할 수 있는 광원; (2) 전원; (3) 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 전원을 재충전할 수 있게 하는 것인 태양 에너지 시스템; (4) 내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 광원에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광학 도광체; 및 (5) 광원, 전원, 태양 에너지 시스템, 및/또는 광학 도광체 중 적어도 하나를 포함하는 하우징 중 적어도 일부를 포함하는 자가-조명형 도로 표지병에 관한 것이다. 도로 표지병이 태양 에너지 시스템을 포함하는 실시예에서, 하우징의 적어도 일부분은 바람직하게는 투명하여 일광이 하우징의 투명한 부분을 통과하고 태양 전지를 충전할 수 있게 한다. 투명한 부분을 가진 하우징이 또한 태양 에너지 시스템을 포함하지 않는 실시예에서 광원에 의해 방출되는 광의 출사를 허용하기 위해 바람직할 수 있다.

본 발명은 일반적으로 광을 방출할 수 있고, 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되는 광원; 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 태양 전지를 포함하며 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 재충전가능한 전력 공급원을 재충전하게 하는 것인 태양 에너지 시스템; 내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 광원에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광섬유; 및 광원, 태양 에너지 시스템, 및 광섬유 중 적어도 하나를 포함하는 하우징으로서, 하우징의 적어도 일부분이 투명하여 주변 광이 하우징의 투명한 부분을 통과하고 태양 전지를 충전할 수 있게 그리고 광원에 의해 방출된 광이 외부로 전파될 수 있게 하는 것인 하우징을 포함하는 자가-조명형 도로 표지병에 관한 것이다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광원은 적어도 하나의 LED를 포함한다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광원은 단일 LED이다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예는 재귀반사성 요소를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 자가-조명형 도로 표지병은 태양 충전 회로, 광 센서 회로, 및 주변 광의 양이 미리설정된 임계치 미만으로 떨어질 때 전력을 광원에 인가할 수 있는 광원 구동기 회로를 포함하는 회로 기판을 포함하는 태양 에너지 시스템을 포함한다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 미리설정된 임계치는 주변 광이 광원에 전력공급하기에 충분하지 않은 지점이다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광원 구동기 회로는 주변 광이 미리설정된 임계치를 초과할 때 재충전가능한 전력 공급원을 충전하기 위해 광원으로부터의 전력을 사용할 수 있다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 하우징은 탈착가능한 부분들을 포함한다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광섬유는 광 방출 영역을 갖고 광학 등급 반사 표면들을 포함하는 복수의 광학 요소를 포함하며, 광학 등급 반사 표면들은 광섬유를 따라 전파되는 광이 광학 등급 반사 표면들에 충돌하도록 배열된다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광학 등급 반사 표면들 중 적어도 하나는 광섬유의 단면적보다 작은 단면적을 갖는다. 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광학 등급 반사 표면들은 광 방출 영역에서 방출되는 광이 실질적으로 균일하도록 단면적 및 간격 중 적어도 하나가 변화한다.

본 발명은 또한 일반적으로 광을 방출할 수 있고 전원에 연결되는 단일 LED; 내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 LED에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광섬유; 재귀반사성 요소; 및 광원, 전원, 및 광섬유 중 적어도 하나가 내부에 위치되는 하우징을 포함하는 자가-조명형 도로 표지병에 관한 것이다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 전원은 재충전가능한 전력 공급원이고, 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 태양 전지를 포함하며 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 재충전가능한 전력 공급원을 재충전하게 하는 것인 태양 에너지 시스템을 추가로 포함한다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 태양 에너지 시스템은 태양 충전 회로, 광 센서 회로, 및 주변 광의 양이 미리설정된 임계치 미만으로 떨어질 때 전력을 광원에 인가할 수 있는 광원 구동기 회로를 포함하는 회로 기판을 포함한다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 미리설정된 임계치는 주변 광이 광원에 전력공급하기에 충분하지 않은 지점이다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광원 구동기 회로는 주변 광이 미리설정된 임계치를 초과할 때 재충전가능한 전력 공급원을 충전하기 위해 광원으로부터의 전력을 사용할 수 있다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 하우징은 탈착가능한 부분들을 포함한다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광섬유는 광 방출 영역을 갖고 광학 등급 반사 표면들을 포함하는 복수의 광학 요소를 포함하며, 광학 등급 반사 표면들은 광섬유를 따라 전파되는 광이 광학 등급 반사 표면들에 충돌하도록 배열된다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광학 등급 반사 표면들 중 적어도 하나는 광섬유의 단면적보다 작은 단면적을 갖는다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예에서, 광학 등급 반사 표면들은 광 방출 영역에서 방출되는 광이 실질적으로 균일하도록 단면적 및 간격 중 적어도 하나가 변화한다.

본 발명에 따르면, 일반적으로 교통 표지 및 시선유도를 위해 사용할 수 있는 도로 표지병, 보다 구체적으로 내부 조명식 도로 표지병을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내부 조명식 융기형 도로 표지병에 사용되는 예시적인 회로의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 내부 조명식 융기형 도로 표지병의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다른 예시적인 내부 조명식 융기형 도로 표지병의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 내부 조명식 융기형 도로 표지병의 사시도.

본 발명은 일반적으로 예를 들어 차선 스킵 라인(skip line) 및 에지 라인(edge line)과 같이, 교통 시선유도를 향상시키기 위해 도로 표면에 부착되거나 그 내에 설치될 수 있는 내부 조명식 도로 표지병에 관한 것이다. 본 발명의 내부 조명식 도로 표지병은 임의의 적절한 형태, 형상, 또는 크기의 것일 수 있다. 일부 예시적인 형상은 정사각형, 원형, 장방형, 타원형, 직사각형, 팔각형, 및 오각형을 포함한다.

본 발명은 하기의 요소들, 즉 (1) 광을 방출할 수 있는 광원; (2) 전원; (3) 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 전원을 재충전할 수 있게 하는 것인 태양 에너지 시스템; (4) 내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 광원에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광학 도광체; 및 (5) 광원, 전원, 태양 에너지 시스템, 및/또는 광학 도광체 중 적어도 하나를 포함하는 하우징 중 적어도 일부를 포함하는 자가-조명형 도로 표지병의 다양한 실시예에 관한 것이다. 자가-조명형 도로 표지병의 부분들 각각이 이하에서 더욱 상세하게 논의된다.

자가-조명형 도로 표지병은 광원을 포함한다. 임의의 광원이 사용될 수 있다. 일부 예시적인 광원은 단일 LED, 다수의 LED, 하나 이상의 백색 LED, 및 하나 이상의 적색 LED를 포함한다. 일부 예시적인 실시예에서, 단일 광원이 바람직하다.

자가-조명형 도로 표지병은 전원을 포함한다. 일부 실시예에서, 전원은 배터리이다. 임의의 유형의 배터리가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 전원은 재충전가능한 전원이다. 예를 들어, 재충전가능한 전력 공급원이 사용될 수 있다. 일부 예시적인 재충전가능한 전력 공급원은 니켈 수소 합금, 니켈-카드뮴, 및 리튬 이온 배터리를 포함한다.

일부 실시예는 주 전원 또는 배터리와 병렬로 연결된 선택적인 보조(백업) 전원 또는 배터리를 포함한다. 그러한 실시예는 태양 에너지 시스템이 도로 표지병에 전력공급하기에 충분한 주변 광에 노출되지 않았을 때에도 전원이 야간에 광원에 전력공급하도록 충분한 전하를 갖는 것을 보장할 수 있다.

내부 조명식 도로 표지병의 일부 실시예는 주변 광의 기간(예컨대, 주간) 동안 재충전가능한 전원을 충전하는 태양 전지를 포함하는 태양 에너지 시스템을 포함한다. 그러면, 이들 도로 표지병은 낮은 주변 광의 기간(예컨대, 야간) 동안 도로 표지병을 조명하는 광원에 전력공급하기 위해 재충전된 전원을 사용한다. 순효과(net effect)는 태양 에너지 유닛 및 재충전가능한 전원이 조합되어 작동하여 광원으로의 전력을 자동적으로 주간 동안 끄고 야간에는 켜서 장치가 주간 내내 충전하고 야간 내내 조명하는 것을 효과적으로 가능하게 한다는 것이다.

자가-조명형 도로 표지병이 태양 에너지 시스템을 포함하는 실시예에서, 태양 전지판 또는 전지는 주변 광 수준이 높을 때 전력을 생성한다. 이러한 전력은 주변 광(예컨대, 일광)을 전기 에너지로 변환함으로써 재충전가능한 전력 공급원을 충전하는 데 사용된다. 그러면, 재충전가능한 전력 공급원으로부터의 전력은 광원에 전력공급하는 데 사용된다.

자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예는 광섬유 또는 도광체를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 광섬유는 섬유의 두 단부 사이에서 내부 전반사를 통해 광을 전송하는 도파체 또는 "광 파이프"로서 작용하는 얇고, 가요성이며, 투명한 섬유이다. 일부 실시예에서, 광섬유는 보다 낮은 굴절률을 가진 투명한 클래딩(cladding) 재료에 의해 둘러싸인 투명한 코어(core)를 포함한다.

일부 바람직한 실시예에서, 광섬유는 하우징의 방출 영역을 통한 광의 실질적으로 균일한 및/또는 확산 방출을 용이하게 한다. 광의 이러한 균일성을 달성하는 하나의 예시적인 방식은 광섬유를 따라 이격된 복수의 광학 요소를 포함하는 광섬유를 사용하는 것이다. "광학 요소"라는 용어는 광섬유의 코어 내에 형성된 임의의 제어된 차단부 또는 불연속부를 포함하도록 본 명세서에서 사용되며, 이는 광섬유의 대향하는 벽을 통해 그에 충돌하는 광의 적어도 일부를 반사할 수 있는 하나 이상의 표면을 한정한다. 광학 요소는 적어도 하나의 반사 표면을 포함하며, 이 표면은 광섬유를 통해 전파되고 광학 요소의 표면(들)에 충돌하는 광의 일부가 광섬유를 가로질러 그리고 광 방출 영역의 벽을 통해 반사되도록 배열된다. 광학 요소를 포함하는 광섬유에 대한 추가의 정보는 예를 들어 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,432,876호(애펠도른(Appeldorn))에서 확인될 수 있다. 또한, 광학 요소를 포함하는 하나의 예시적인 구매가능한 광섬유는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)에 의해 판매되는 프리시젼 라이팅 엘리먼트(Precision Lighting Element)이다.

일부 실시예에서, 광섬유는, 적어도 하나가 섬유의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 반사 표면들을 갖는 광 방출 영역을 포함한다. 다른 실시예에서, 광섬유는 미리선택된 방향으로 광을 전파한다. 일부 실시예에서, 자가-조명형 도로 표지병은 광원에 의해 방출된 광을 분산시키는 얇은 프로파일의 조명 필름을 포함한다. 얇은 프로파일의 조명 필름은 광섬유에 추가되거나 그를 대신할 수 있다. 예시적인 얇은 프로파일의 조명 필름은 쓰리엠 컴퍼니에 의해 판매되는 것들을 포함한다.

본 발명의 자가-조명형 도로 표지병의 일부 실시예는 광원과 전원을 연결하는 전기 회로를 포함한다. 태양 에너지 시스템을 포함하는 실시예에서, 전기 회로는 또한 태양 전지를 연결할 것이다. 당업자는 많은 상이한 회로 구성이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 것으로서, 본 명세서에 도시되고 논의된 특정 회로는 단지 예시적인 것이다.

하나의 특정 회로 구성이 본 명세서에 도시되고 논의될 것이다(도 1 참조). 이러한 예시적인 회로는 태양 에너지 시스템을 포함하는 내부 조명식 도로 표지병에 관한 것이다. 전기 회로는 태양 충전 회로, 광 센서 회로, 및 광원 구동기 회로를 가진 회로 기판을 포함한다. 일부 실시예에서, 광 센서 회로는 야간에만 또는 감소된 양의 주변 광이 있을 때는 언제든지 LED에 전력을 인가하도록 LED 구동기를 트리거시켜서, 전력을 절약한다. 다른 실시예에서, 주변 광이 임계치 수준(예컨대, 야간 또는 흐린 주간 또는 임의의 미리설정된 수준) 미만으로 떨어질 때, 광 센서는 회로를 작동시킨다. 회로는, 알려져 있는 바와 같이, 일광 시간 동안 전원을 자동적으로 끄는 감광 스위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 회로는 정상 사용 동안 광원을 켜거나 끄도록 프로그램된 타이머를 포함한다. 일부 실시예는 선택된 기간에 대해 광원을 켜고 끄는 내장 타이머 회로를 포함한다. 예를 들어, 하나의 예시적인 타이머 회로는 자동적으로 광원을 황혼녘에 작동시키고 이를 새벽녘에 정지시킨다. 일부 예시적인 실시예에서, 도로 표지병은 재충전 불가능한 전원(들)이 사용되는 경우 임의의 충전 없이 주간 동안 조명된다.

본 발명의 자가-조명형 도로 표지병은 광원, 전원, 재충전가능한 전원, 태양 에너지 시스템, 및/또는 광섬유 중 적어도 하나가 내측에 있는 구조적으로 견고한 하우징을 포함한다. 일부 실시예에서, 하우징은 완전-봉입되고, 성형되며, 수밀형이고, 기밀형이며, 내마모성이고/이거나 내균열성이다.

3가지의 예시적인 하우징 실시예가 도 2, 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 하우징(10)은 상부 쉘(shell) 부분(20) 및 하부 쉘 부분(30)을 포함한다. 도 2의 특정 구현예에 도시된 바와 같이, 상부 쉘 부분(20)은, 그 말단부가 하부 쉘 부분(30)의 부분과 정합할 수 있는 주연부 측벽에 의해 경계지어진 성형되고 오목한 개방-면형 구조물이다. 상부 및 하부 쉘 부분(20, 30)은 예를 들어 기계적 수단(예컨대, 하나 이상의 나사, 못, 리벳, 및/또는 가스켓), 접착 수단(예컨대, 접착제, 접착 테이프, 및/또는 접착 필름), 및 용접(예컨대, 초음파 용접)을 비롯한, 당업계에 알려진 임의의 방식으로 함께 유지될 수 있다. 상부 및 하부 쉘 부분(20, 30)은 탈착가능하거나 탈착 불가능할 수 있다. 탈착가능한 하우징 부분들은 하우징(10)이 개방되어야 할 상황에서 바람직할 수 있다. 하나의 예시적인 하우징은 예를 들어 전원이 교체를 필요로 할 때 또는 그러한 경우에 하부 쉘 부분(30)으로부터 상부 쉘 부분(20)을 탈착함으로써 탈착될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 쉘 부분(20) 및 하부 쉘 부분(30)은 정확한 부착 및 탈착을 보장하기 위해 동일한 근사치의 주연부 치수를 갖는다. 일부 실시예에서, 상부 쉘 부분(20)의 적어도 일부분은 투명하다. 하우징(10)의 투명한 부분을 포함하는 것은 예를 들어 주변 광(예컨대, 일광)의 태양 전지판(존재할 경우) 내로의/상으로의 입사 또는 내부 조명식 도로 표지병으로부터의 광원에 의해 방출된 광의 출사를 허용할 수 있다.

일부 실시예에서, 상부 쉘 부분(20)은 하나 이상의 태양 전지판 또는 전지(40)를 포함한다. 도 2, 도 3 및 도 4의 특정 구현예에 도시된 바와 같이, 태양 전지판(40)은 상부 쉘 부분(20)의 평평한 최상부 부분 상에 직사각형 영역을 형성한다. 상부 쉘 부분(20)은 또한 태양이 상부 쉘 부분(20) 바로 위에 수직으로 있지 않은 때에도 주변 광을 태양 전지에 초점맞추는 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 어레이는 더욱 눈에 띄고 확산된 조명을 제공하기 위해 광원으로부터 나오는 광을 확산시킬 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 쉘 부분(20)은 또한 투명한 오버레이 부분(80) 및 광섬유(70)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 쉘 부분(20)은 또한 광섬유에 의해 방출된 광이 출사하는 개방부 또는 개구(50)를 포함한다. 일부 예시적인 실시예는 도로 표지병을 설치하기 위해 사용되는 하나 이상의 핑거 그립(finger grip)(90)을 포함한다.

일부 실시예에서, 하우징(10)은 도 4에 도시된 바와 같은 단일 또는 복수의 섕크(shank)(100)를 포함한다. 섕크(100)는 도로 표지병을 드릴링, 에폭시에 의한 경화 등과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 도로에 부착하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 섕크(100)는 또한 전기 회로를 위한 배터리 또는 전력 공급의 공급원을 수용하기 위해 사용될 수 있다.

하우징(10)은 임의의 적절한 재료 및 임의의 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 예시적인 재료는 예를 들어 열가소성 수지(예컨대, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌), 섬유 강화 재료(예컨대, 미국 특허 제5,667,335호(키우(Khieu))에 기술된 바와 같음), 경화성 조성물(예컨대, 우레탄, 에폭시, 아크릴, 폴리에스테르 수지 등), 또는 탄성중합체(예컨대, 아크릴로니트릴-스티렌 부타디엔(ABS)), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 탄성적으로 변형가능한 재료의 사용은 도로 표지병이 균열형성에 대해 더욱 저항성으로 되게 한다. 코어-쉘 하우징은 예를 들어 미국 특허 제6,126,360호(메이(May))에 기술된 바와 같이, 하우징(10)의 내부에 배치된 다수의 리브(rib)를 추가로 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 하우징(10)은 입사 광을 재귀반사하는 재귀반사성 요소(60)를 포함한다. 재귀반사성 요소(60)는 예를 들어 재귀반사성 렌즈 및/또는 일 편의 재귀반사성 재료일 수 있다. 융기형 도로 표지병에 사용되는 예시적인 재귀반사성 렌즈는 진공-금속화 재귀반사성 렌즈 및 내부 전반사 렌즈를 포함한다. 일부 실시예에서, 재귀반사성 요소(60)는 하우징(10) 내에 또는 그 상으로 일체로 형성된다. 대안적으로, 재귀반사성 요소(60)는 예를 들어 기계적 수단(예컨대, 하나 이상의 나사, 못, 리벳, 및/또는 가스켓), 접착 수단(예컨대, 예를 들어 미국 특허 제6,264,860호, 제6,551,014호(키우)에 기술된 것들을 비롯한, 접착제, 접착 테이프, 및/또는 접착 필름), 및 용접(예컨대, 초음파 용접)에 의해 하우징(10)에 부착되거나 그에 인접하게 위치될 수 있다. 하우징은 포팅 화합물(potting compound)로 채워질 수 있다. 도로 표지병이 반복된 차량 충격을 받기 때문에, 이들은 높은 비율의 파손 및 강한 충격을 받는 경향이 있다. 따라서, 하우징은 예를 들어 미국 특허 제4,875,798호(메이)에 기술된 것들과 같은 고충격 강도 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 고강도 재료에 더하여, 쉘 하우징은 예를 들어 미국 특허 제5,340,231호(스티레(steere) 등)에 기술된 것들과 같이 섬유로 보강될 수 있다.

재귀반사성 요소(60)는 하우징(10)과 동일한 재료로 제조될 수 있거나, 상이한 재료로 제조될 수 있다. 재귀반사성 요소(60)는 실질적으로 투명하고, 치수적으로 안정하며, 내구성 있고, 내후성이며, 강성이고, 가요성이며, 원하는 형상으로 용이하게 형성가능한 것 중 적어도 하나일 수 있다. 임의의 적절한 재료가 재귀반사성 요소(60)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예시적인 재료는 아크릴 수지(예컨대, 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)로부터 입수가능한 플렉시글라스(Plexiglas)™ 브랜드 수지) 및 재귀반사성 시팅(예컨대, 쓰리엠 컴퍼니에 의해 판매되는 비드형 및 프리즘형 시팅(beaded and prismatic sheeting))을 포함한다. 일부 실시예에서, 재귀반사성 요소(60)는 예를 들어 미국 특허 제5,677,050호(빌카디(Bilkadi))에 기술된 것들과 같이, 손상 또는 마모를 감소시키기 위해 내마모성 코팅 또는 오버레이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 재귀반사성 요소(60)는 미국 공개 제2005/0249940호(클룬(Klun))에 기술된 것들과 같은 이지-클린(easy-clean) 코팅을 포함할 수 있다.

본 발명의 내부 조명식 도로 표지병의 일부 실시예는 융기되며, 여기서 이들은 그 전부 또는 대부분이 도로 표면 위에 놓여 있도록 도로 표면에 부착된다. 대안적으로, 본 발명의 내부 조명식 도로 표지병은 이들이 도로 표면과 동일 높이에 있거나 도로 표면 위로 최소한으로만 연장되도록 도로 표면에 내에 삽입될 수 있다. 융기된 또는 삽입된 도로 표지병은 임의의 공지된 방식으로 도로 표면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 이들은 예를 들어 미국 공개 제2002/0004135호(키우) 또는 미국 특허 제5,310,278호(카즈마르직(Kaczmarczik))에 기술된 바와 같이 감압 접착제(PSA)를 사용하여 아스팔트 또는 콘크리트 표면에 부착될 수 있다. 대안적으로, 내부 조명식 도로 표지병은 예를 들어 기계적 수단(예컨대, 핀 또는 스터드) 또는 접착 수단을 비롯한, 임의의 공지된 수단에 의해 도로 표면에 고정될 수 있다.

종점에 의한 모든 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하도록 의도된다(즉, 범위 1 내지 10은 예를 들어 1, 1.5, 3.33, 및 10을 포함함).

당업자는 전술된 실시예 및 구현예의 기본 원리로부터 벗어남이 없이 그러한 실시예 및 구현예의 상세 사항에 대해 많은 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 출원의 범주는 오직 하기의 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 하우징
20 : 상부 쉘 부분
30 : 하부 쉘 부분
40 : 태양 전지판 또는 전지
60 : 재귀반사성 요소
80 : 오버레이 부분

Claims

자가-조명형 도로 표지병(pavement marker)으로서,
광을 방출할 수 있고, 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되는 광원;
태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 태양 전지를 포함하며 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어, 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 재충전가능한 전력 공급원을 재충전하게 하는 것인 태양 에너지 시스템;
내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 광원에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광섬유; 및
광원, 태양 에너지 시스템, 및 광섬유 중 적어도 하나를 포함하는 하우징으로서, 하우징의 적어도 일부분이 투명하여, 주변 광이 하우징의 투명한 부분을 통과하고 태양 전지를 충전할 수 있게 그리고 광원에 의해 방출된 광이 외부로 전파될 수 있게 하는 것인 하우징
을 포함하는 자가-조명형 도로 표지병.
제1항에 있어서, 광원은 적어도 하나의 LED를 포함하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제2항에 있어서, 광원은 단일 LED인 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
재귀반사성 요소(retroreflective element)
를 추가로 포함하는 자가-조명형 도로 표지병.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 태양 에너지 시스템은, 태양 충전 회로, 광 센서 회로, 및 주변 광의 양이 미리설정된 임계치 미만으로 떨어질 때 전력을 광원에 인가할 수 있는 광원 구동기 회로를 포함하는 회로 기판을 포함하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제5항에 있어서, 미리설정된 임계치는 주변 광이 광원에 전력공급하기에 충분하지 않은 지점인 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제5항에 있어서, 광원 구동기 회로는 주변 광이 미리설정된 임계치를 초과할 때 재충전가능한 전력 공급원을 충전하기 위해 광원으로부터의 전력을 사용할 수 있는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제1항에 있어서, 하우징은 탈착가능한 부분들을 포함하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광섬유는 광 방출 영역을 갖고, 광학 등급 반사 표면들을 포함하는 복수의 광학 요소를 포함하며, 광학 등급 반사 표면들은 광섬유를 따라 전파되는 광이 광학 등급 반사 표면들에 충돌하도록 배열되는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제9항에 있어서, 광학 등급 반사 표면들 중 적어도 하나는 광섬유의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제9항 또는 제10항에 있어서, 광학 등급 반사 표면들은 광 방출 영역에서 방출되는 광이 실질적으로 균일하도록 단면적 및 간격 중 적어도 하나가 변화하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
자가-조명형 도로 표지병으로서,
광을 방출할 수 있고 전원에 연결되는 단일 LED;
내부 전반사에 의해 도로 표지병 내에서 LED에 의해 방출된 광을 전파할 수 있는 광섬유;
재귀반사성 요소; 및
광원, 전원, 및 광섬유 중 적어도 하나가 내부에 위치되는 하우징
을 포함하는 자가-조명형 도로 표지병.
제12항에 있어서, 전원은 재충전가능한 전력 공급원이고,
상기 자가-조명형 도로 표지병은, 태양 에너지를 수집하고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양 에너지 시스템으로서, 태양 전지를 포함하며 재충전가능한 전력 공급원에 전도성으로 결합되어, 수집되고 전기 에너지로 변환된 태양 에너지가 재충전가능한 전력 공급원을 재충전하게 하는 것인 태양 에너지 시스템을 추가로 포함하는 자가-조명형 도로 표지병.
제13항에 있어서, 태양 에너지 시스템은, 태양 충전 회로, 광 센서 회로, 및 주변 광의 양이 미리설정된 임계치 미만으로 떨어질 때 전력을 광원에 인가할 수 있는 광원 구동기 회로를 포함하는 회로 기판을 포함하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제14항에 있어서, 미리설정된 임계치는 주변 광이 광원에 전력공급하기에 충분하지 않은 지점인 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제14항 또는 제15항에 있어서, 광원 구동기 회로는, 주변 광이 미리설정된 임계치를 초과할 때 재충전가능한 전력 공급원을 충전하기 위해 광원으로부터의 전력을 사용할 수 있는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제12항에 있어서, 하우징은 탈착가능한 부분들을 포함하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 광섬유는 광 방출 영역을 갖고, 광학 등급 반사 표면들을 포함하는 복수의 광학 요소를 포함하며, 광학 등급 반사 표면들은 광섬유를 따라 전파되는 광이 광학 등급 반사 표면들에 충돌하도록 배열되는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제18항에 있어서, 광학 등급 반사 표면들 중 적어도 하나는 광섬유의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제18항 또는 제19항에 있어서, 광학 등급 반사 표면들은, 광 방출 영역에서 방출되는 광이 실질적으로 균일하도록 단면적 및 간격 중 적어도 하나가 변화하는 것인 자가-조명형 도로 표지병.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
하부 쉘(shell) 부분의 적어도 하나의 면에 부착되는 섕크(shank)
를 추가로 포함하는 자가-조명형 도로 표지병.