KR20200052576A - 광섬유와 led로 구성한 라이트라인 시스템 - Google Patents

광섬유와 led로 구성한 라이트라인 시스템 Download PDF

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Abstract

광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 광원부, 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 광섬유 및 광원부 및 광섬유의 광학접합을 위한 접속부를 포함한다.

Description

광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템{Light-line System Composed of Optical Fiber and LED}
본 발명은 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
라이트라인(light line)은 현재 일선 소방관서에 배치되어 화재 현장에서 사용되는 것이지만, 이는 일반 산업용 라이트라인이므로, 설치 및 사용에 불편함이 따르고 잦은 고장을 일으키는 등의 문제가 많은 실정이다.
현재 사용 중인 라이트라인은 화재현장에 설치하는데 많은 인력이 필요하고 발전기와 라이트라인을 이동하는데 많은 시간이 소요되며 전기에 의한 감전의 위험이 있으며 또한 잦은 고장으로 인하여 사용을 기피하고 있는 실정이다.
또한, 일반적으로 수중에서 사용하는 조명장치의 예로는, 욕조나 분수대에 사용되어 다양한 시각적 효과를 연출하기 위한 것이며, 역시 얕은 물속에서 조명을 제공하기 위한 것 등이 있다.
이러한 수중 조명의 경우 수심이 얕은 곳에 설치되기 때문에 일반적인 방수 수준의 기술적 처리에 의해 수중에서 사용이 가능하게 된다.
그러나 바다 등 수심이 깊은 장소에 투입하여 수중으로 조명하기 위해서는 수압에 의한 조명장치의 파손이나 누수의 발생에 대한 기술적인 해결이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 투명호스 내에 일정간격으로 LED 소자를 내장함으로써 어두운 곳에서 눈부심과 착시를 유발하는 종래기술의 문제점을 해결하고, 미소한 전계발광, 외력에 의한 외층 손상 시 또는 전극 사이의 절연파괴 시 전체 동작이 불가능해지는 문제점을 해결하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 광원부, 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 광섬유 및 광원부 및 광섬유의 광학접합을 위한 접속부를 포함한다.
광원부는 녹색, 적색, 청색, 백색을 포함하는 다양한 색상 연출을 위해 광원을 변경하고, 신호, 표시, 조사를 포함하는 용도로 사용하기 위해 광섬유의 휘도를 조절하도록 광속을 조절한다.
광섬유는 라이트라인의 휘도를 증가시키기 위해 광섬유외부에 미리 정해진 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈를 접속한다.
광섬유는 말단에서 집광렌즈를 분리하는 경우에는 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속한다.
또 다른 본 발명에서 제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인의 동작 방법은 광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 단계, 접속부를 통해 광원부 및 광섬유의 광학접합을 수행하는 단계 및 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계를 포함한다.
광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 단계는 녹색, 적색, 청색, 백색을 포함하는 다양한 색상 연출을 위해 광원을 변경하고, 신호, 표시, 조사를 포함하는 용도로 사용하기 위해 광섬유의 휘도를 조절하도록 광속을 조절한다.
고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계는 라이트라인의 휘도를 증가시키기 위해 광섬유외부에 미리 정해진 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈를 접속한다.
고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계는 말단에서 집광렌즈를 분리하는 경우에는 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 광섬유 말단에 집광렌즈 접속 또는 분리로 휴대용 랜턴의 기능을 겸비할 수 있고, 광섬유 말단에 집광렌즈를 설치하지 않을 경우 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속할 수 있으면, 활용 용도에 따라 적색, 청색, 백색 등 다양한 색상의 광원을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
종래 기술에 따른 투명호스 내에 일정간격으로 LED 소자를 내장한 구조는 일정간격으로 LED를 내장함으로써 어두운 곳에서 눈부심과 착시를 유발할 수 있다. 또한, 호스의 꺾임으로 LED 램프를 연결하는 배선의 단선이 발생할 수도 있다.
전계 발광선(Electro-Luminescent; EL)은 두 개의 평단 전극사이에 길이에 따라 수십V ~ 수백V의 높은 전압을 인가하여 전극사이에 미소한 전계 발광이 이루어지고, 미소한 전계 발광으로 휘도(cd/cm2)가 매우 낮다. 외력에 의한 외층 손상 시 또는 전극 사이의 절연 파괴 시 전체 동작이 불가능해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템을 제안한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
라이트라인(light line) 또는 생명줄(life line)은 산업재해 현장에 진입하여 구조 활동 시 귀로를 위한 가이드라인 또는 광원이 없는 지하실, 터널 및 수중 구조물에서 조명 및 광원으로 사용된다. 제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 광원부(110), 접속부(120) 및 광섬유(130)를 포함한다.
광원부(110)는 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절한다. 광원부(110)는 광섬유의 밝기 조절이 가능하도록 광원(LED)의 광속을 제어하는 기능을 내장한다. 어두운 곳에서는 퍼킨제(purkinje) 효과에 따라 녹색이 비시감도가 가장 높으므로 산업재해현장에서 녹색광원을 사용하지만, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 활용 장소 또는 용도에 따라 적색, 청색 백색 등 다양한 색상의 광원을 사용할 수 있다.
광섬유(130)는 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 말단에 집광렌즈(131)를 접속 또는 분리한다. 광섬유(130) 말단에는 집광렌즈(131)를 접속 또는 분리함으로써 휴대용 랜턴의 기능을 겸비할 수 있는 구조를 갖는다. 광섬유(130) 말단에 집광렌즈(131)를 설치하지 않을 경우에는 광손실을 최소화하고, 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속한다.
라이트라인의 밝기(휘도, 눈부심)를 증가시키기 위해 광섬유 외부에 일정 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈(131)를 부착할 수 있다.
접속부(120)는 광원부와 광섬유를 광학적으로 접합한다.
제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 별도의 보강선 없이 충분한 인장강도를 얻을 수 있고, 광섬유(130)는 부식과 절연 및 방수의 문제가 없다. 따라서 광섬유(130) 자체가 방수구조이므로 별도의 방수구조 제작을 필요로 하지 않는다.
EL 선이나 LED 호스처럼 전기 회로를 내장하고 있지 않으므로 회로 단선, 광원 손상, 절연파괴에 관한 문제가 없다.
산업 재해 현장의 라이트라인은 녹색이 적합하지만, 통제구역, 제한구역 설정 등 적용 시 광섬유(130)에 입사하는 광원(색상)을 변경하면 다양한 색상연출 또한 가능하다.
뿐만 아니라, 광원부(110)를 통한 광속조절로 라인의 휘도 조절이 가능하여 신호, 표시, 조사 등에 광범위하게 활용 가능하다.
광섬유(130) 말단에 집광렌즈(131)의 접속으로 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 동작 방법은 광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 단계(210), 접속부를 통해 광원부 및 광섬유의 광학접합을 수행하는 단계(220) 및 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계(230)를 포함한다.
단계(210)에서 광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절한다. 광원부는 광섬유의 밝기 조절이 가능하도록 광원(LED)의 광속을 제어하는 기능을 내장한다. 어두운 곳에서는 퍼킨제(purkinje) 효과에 따라 녹색이 비시감도가 가장 높으므로 산업재해현장에서 녹색광원을 사용하지만, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인 시스템은 활용 장소 또는 용도에 따라 적색, 청색 백색 등 다양한 색상의 광원을 사용할 수 있다.
단계(220)에서 접속부를 통해 광원부 및 광섬유의 광학접합을 수행한다.
단계(230)에서 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리한다.
고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리한다. 광섬유 말단에는 집광렌즈를 접속 또는 분리함으로써 휴대용 랜턴의 기능을 겸비할 수 있는 구조를 갖는다. 광섬유 말단에 집광렌즈를 설치하지 않을 경우에는 광손실을 최소화하고, 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속한다.
라이트라인의 밝기(휘도, 눈부심)를 증가시키기 위해 광섬유 외부에 일정 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈를 부착할 수 있다.
제안하는 광섬유와 LED로 구성한 라이트라인은 별도의 보강선 없이 충분한 인장강도를 얻을 수 있고, 광섬유는 부식과 절연 및 방수의 문제가 없다. 따라서 광섬유 자체가 방수구조이므로 별도의 방수구조 제작을 필요로 하지 않는다.
EL 선이나 LED 호스처럼 전기 회로를 내장하고 있지 않으므로 회로 단선, 광원 손상, 절연파괴에 관한 문제가 없다.
산업 재해 현장의 라이트라인은 녹색이 적합하지만, 통제구역, 제한구역 설정 등 적용 시 광섬유에 입사하는 광원(색상)을 변경하면 다양한 색상연출 또한 가능하다.
뿐만 아니라, 광원부를 통한 광속조절로 라인의 휘도 조절이 가능하여 신호, 표시, 조사 등에 광범위하게 활용 가능하다.
광섬유 말단에 집광렌즈의 접속으로 고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장할 수 있다.
본 발명에서는 투명호스 내에 일정간격으로 LED 소자를 내장함으로써 어두운 곳에서 눈부심과 착시를 유발하는 종래기술의 문제점을 해결하고, 미소한 전계발광, 외력에 의한 외층 손상 시 또는 전극 사이의 절연파괴 시 전체 동작이 불가능해지는 문제점을 해결하기 위한 방법 제공하고자 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 광섬유 말단에 집광렌즈 접속 또는 분리로 휴대용 랜턴의 기능을 겸비할 수 있고, 광섬유 말단에 집광렌즈를 설치하지 않을 경우 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속할 수 있으면, 활용 용도에 따라 적색, 청색, 백색 등 다양한 색상의 광원을 사용할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 광원부;
    고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 광섬유; 및
    광원부 및 광섬유의 광학접합을 위한 접속부
    를 포함하는 라이트라인 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    광원부는,
    녹색, 적색, 청색, 백색을 포함하는 다양한 색상 연출을 위해 광원을 변경하고,
    신호, 표시, 조사를 포함하는 용도로 사용하기 위해 광섬유의 휘도를 조절하도록 광속을 조절하는
    라이트라인 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    광섬유는,
    라이트라인의 휘도를 증가시키기 위해 광섬유외부에 미리 정해진 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈를 접속하는
    라이트라인 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    광섬유는,
    말단에서 집광렌즈를 분리하는 경우에는 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속하는
    라이트라인 시스템.
  5. 광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 단계;
    접속부를 통해 광원부 및 광섬유의 광학접합을 수행하는 단계; 및
    고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계
    를 포함하는 라이트라인 동작 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    광원부를 통해 입사하는 광원의 색상 변경 및 광속조절을 통해 광섬유의 휘도를 조절하는 단계는,
    녹색, 적색, 청색, 백색을 포함하는 다양한 색상 연출을 위해 광원을 변경하고,
    신호, 표시, 조사를 포함하는 용도로 사용하기 위해 광섬유의 휘도를 조절하도록 광속을 조절하는
    라이트라인 동작 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계는,
    라이트라인의 휘도를 증가시키기 위해 광섬유외부에 미리 정해진 간격으로 폴리카보네이트 재질의 집광렌즈를 접속하는
    라이트라인 동작 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    고광도 휴대용 랜턴의 기능을 내장하기 위해 광섬유의 말단에 집광렌즈를 접속 또는 분리하는 단계는,
    말단에서 집광렌즈를 분리하는 경우에는 광손실을 최소화하고 광화이버의 표면 휘도를 증가시키기 위해 반사판을 접속하는
    라이트라인 동작 방법.
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