KR20040042602A - energy saving lighting fixture using after image effect of human eye - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A power saving light device is provided to achieve improved effectiveness of lighting and allow for ease of maintenance by obtaining a high luminance through the use of reduced number of lights. CONSTITUTION: A power saving light device comprises a light focusing unit for focusing the light radiated from a light source(11); a reflector mirror(14) having an angle which is controlled at a rapid speed; and a driving unit for driving the reflector mirror, and which includes a driving shaft(15), a permanent magnet(16), an iron core(17), and a coil(18). The light focused by the light focusing unit is applied to the reflector mirror, and the reflected light is repeatedly radiated to a surface(19) for lighting.

Description

시각의 잔상효과를 이용한 절전형 조명장치{energy saving lighting fixture using after image effect of human eye}Energy saving lighting fixture using after image effect of human eye}

본 발명은 조명장치에 있어서, 인간의 시각 특성인 잔상효과를 이용하여 적은 소비전력으로 넓은 면적에 밝고 균일한 조명이 실시된 것과 동일한 효과가 있는 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting apparatus having the same effect as that in which a bright and uniform lighting is performed in a large area with low power consumption by using the afterimage effect, which is a human visual characteristic.

종래에 비하여 도시의 야경을 미려하게 하기 위하여 대형 건축물이나 조형물 및 기념비 등에 야간시간에 조명을 실시하는 경우가 많아졌으며, 방범의 목적으로 광범위한 면적에 조명을 실시할 필요성이 대두되고 있다. 이러한 조명을 효과적으로 실시하기 위해서는 넓은 면적을 균일하게 비추어 줄 조명장치가 필요하다. 그러나, 실제로 조명을 실시함에 있어서는 조명등의 단위당 발생 광량은 한정되어 있으므로, 이와 같이 넓은 면적을 소정의 밝기로 조명하기 위해서는 많은 수량의 조명등기구가 필요하여 대전력이 소모되게 된다. 또한 많은 수의 조명등기구를 설치하는 경우에도 조명면의 조도는 광원으로부터의 거리의 제곱에 비례하여 떨어지게 되므로, 조명등과 조명대상과의 거리에 따라 조명등에서 가까운 부분에서는 조도가 높으나, 거리가 떨어진 부분은 조도가 지나치게 떨어지므로 전체적으로는 조명되는 면의 조도가 들쭉날쭉하여 균일하고 미려한 조명 효과를 거두기가 어려워 어두운 부분이 남아있게 되며, 많은 숫자의 조명등기구를 눈에 띄지 않도록 설치하기가 곤란하므로 조명등기구가 눈에 띄게되어 조명대상물의 전체적인 미관에 영향을 주게 된다.In order to make the night view of the city more beautiful than in the past, lighting has been more often performed at night time for large buildings, sculptures, monuments, etc., and the necessity of illuminating a wide area for the purpose of crime prevention is on the rise. In order to effectively perform such lighting, a lighting apparatus that uniformly illuminates a large area is required. However, since the amount of generated light per unit of the lighting lamp is limited in actual lighting, a large number of lighting fixtures are required to illuminate such a large area with a predetermined brightness, and large power is consumed. In addition, even when a large number of lighting fixtures are installed, the illuminance of the illumination surface falls in proportion to the square of the distance from the light source. As the illumination intensity is too low, the illumination of the illuminated surface is jagged overall, making it difficult to achieve a uniform and beautiful lighting effect, so that dark areas remain, and it is difficult to install a large number of lighting fixtures inconspicuously. It becomes noticeable and affects the overall aesthetics of the object to be illuminated.

본 발명은, 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로써, 조명등기구 장치 안에 집광렌즈(13) 등으로 구성된 집광장치 및 반사각도를 변화시킬 수 있는 가동반사경(14)을 입설하고, 가동반사경(14)의 각도를 빠른 속도로 변화시킴으로써 인간의 시각의 잔상효과에 의하여 넓은 조명대상에 균일한 밝기의 조명이 된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있어 조명등기구의 수를 감소시킬 수 있고, 등기구 수량의 감소에 따른 절전효과가 있으며, 등기구의 조합에 따라서는 시시각각 색채가 변화되는 조명장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a light reflecting device composed of a light collecting lens 13 and the like, and a movable reflector 14 capable of varying the reflection angle. 14) By changing the angle at high speed, it is possible to obtain the same effect as the uniform brightness of the wide lighting object by the afterimage effect of human vision, which can reduce the number of lighting fixtures and reduce the number of lighting fixtures. There is a power saving effect according to, and provides a lighting device that the color changes every moment according to the combination of the lighting fixtures.

도 11

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 광원11 light source

12 포물면경12 parabolic mirrors

13 집광렌드13 Condenser

14 가동반사경14 movable reflector

15 구동축15 drive shaft

16 가동 영구자석16 movable permanent magnet

17 구동철심17 Drive Core

18 구동권선18 drive winding

19 조명면19 lighting surfaces

111,112,113,114 영구자석111,112,113,114 Permanent Magnet

115 구동축지지대115 Drive Shaft Support

117 지지판117 support plate

도 1은 본 발명에 대한 실시일례를 나타낸 것이다. 예를 든 조명장치에 있어서, 광원(11)으로는 다양한 종류의 램프가 쓰이며, 광원(11)으로부터 방사되는 광을 모으기 위한 포물면경(12) 등과 같은 기본적인 구조는 공지의 기존 조명장치와 동일하게 구성된다. 본 발명은 이와 같은 기존의 조명등에 도 1과 같이 집광렌즈(13)를 이용한 집광부 및 빠른 속도로 그 각도를 변화시킬 수 있는 가동반사경(14)과 이를 구동하는 구동축(15), 가동영구자석(16), 구동철심(17), 구동권선(18)로 구성되는 구동장치를 추가한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 가동반사경(14)은 동작부위를 가지는 구조로써 장시간 가동되어야 하므로 동작부위에 마찰 및 접촉부위가 없도록 함으로서 유지보수가 필요 없고, 가동 시에 소음 및 진동이 발생하지 않아야 하는 구조로 할 필요가 있으므로 이를 위한 상세 구조를 도 1-1, 1-2에 도시하였다. 또 본 발명에 의한 다른 실시 일례를 도1-3에 나타내었으며, 이 예는 일정각도로 기울어진 가동반사경(14)을 전동기(20)로 고속으로 회전시켜서 소정의 면적에 조명효과를 얻을 수 있는 방법을 보이고 있다.1 shows an example of the present invention. In the example lighting device, various kinds of lamps are used as the light source 11, and the basic structure such as a parabolic mirror 12 for collecting light emitted from the light source 11 is the same as that of a known lighting device. It is composed. The present invention is a light collecting part using the light collecting lens 13 and the movable reflector 14 that can change the angle at a high speed and the drive shaft 15 for driving the same, the permanent permanent magnet as shown in FIG. (16), a drive device composed of a drive iron core 17 and a drive winding 18 is added. Since the movable reflector 14 of the present invention has a moving part and needs to be operated for a long time, there is no need for maintenance by eliminating friction and contacting parts of the moving part, and it is necessary to have a structure that does not generate noise and vibration during operation. There is a detailed structure for this is shown in Figures 1-1, 1-2. Another embodiment according to the present invention is shown in Figs. 1-3, in which the movable reflector 14 inclined at a predetermined angle is rotated at a high speed with the electric motor 20 to obtain a lighting effect in a predetermined area. I'm showing you how.

도2,3,4,5는 본 발명의 동작을 나타내기 위한 도면으로써 이를 바탕으로 다음과 같이 본 발명에 대한 원리를 설명할 수 있다.2, 3, 4, and 5 are diagrams for illustrating the operation of the present invention, and the principles for the present invention can be described as follows.

도 2와 같이 기존의 조명장치에 쓰이는 다양한 광원(11)으로부터 방사되는 광은 포물면경(12) 및 집광렌즈(13)에 의하여 집속되어 가동반사경(14)에 입사된다. 이 가동반사경(14)은 그 반사각도가 시시각각 변화하도록 구동되는 구동장치를 구비한다. 이 구동장치의 구동권선(18)에 가해지는 전원의 극성에 의하여 구동철심(17)이 여자되고, 구동철심(17)과 가동영구자석(16)의 흡인 및 반발력에 의하여 가동반사경(14)이 도 2의 위치와 같이 기울어지게 되며, 이 때 가동반사경에 의하여 반사된 빛은 조명면(19)의 위치1a를 비추게 된다. 다음에 도 3과 같이 구동권선(18)에 가해지는 전원이 변화됨에 따라 가동반사경의 지지구조에 의하여 가동반사경(14)의 각도가 도3의 위치와 같이 변화하고 이 때 반사된 빛은 조명면(19)의 위치2a를 비추며, 도 4와 같이 구동권선(18)에 가해지는 전원극성이 변화됨에 따라 구동철심(17)과 가동영구자석(16)의 흡인 반발력이 도 2의 경우와 반대가 됨에 따라 반사거울이 도 4와 같이 반대로 기울어지게 되며, 이 때 반사된 빛은 조명면(19)의 위치 3a를 비추게 된다. 이와 같이 구동장치의 구동권선(18)에 가해지는 전원의 극성이 변함에 따라 가동반사경(14)의 각도가 반복하여 변화하게되므로 반사된 빛은 조명면(19)의 1a에서 3a까지를 연속적으로 반복하여 비추게 된다. 따라서, 도 5와 같이 일정한 주파수를 가지는(예를 들면 60Hz) 교류전원을 구동권선(18)에 인가하여 가동반사경(14)의 반사각도를 빠르게 변화시키면 1/60초 간격으로 조명면(19)에 연속하여 반복조명이 실시되므로 인간의 시각특성인 잔상효과에 의하여 조명면 전체가 밝게 조명된 것으로 인식되게 된다.As shown in FIG. 2, light emitted from various light sources 11 used in the conventional lighting device is focused by the parabolic mirror 12 and the condenser lens 13 and is incident on the movable reflector 14. This movable reflector 14 is provided with a drive device which is driven so that its reflection angle changes every time. The driving iron core 17 is excited by the polarity of the power applied to the driving winding 18 of the driving device, and the movable reflector 14 is moved by the suction and repulsion force of the driving iron core 17 and the movable permanent magnet 16. As shown in FIG. 2, the light reflected by the movable reflector reflects the position 1a of the illumination surface 19. Next, as the power applied to the drive winding 18 is changed as shown in FIG. 3, the angle of the movable reflector 14 is changed as shown in FIG. 3 by the support structure of the movable reflector. As the power polarity applied to the drive winding 18 is changed as shown in Fig. 4, the suction repulsive force of the driving core 17 and the movable permanent magnet 16 is opposite to that of Fig. As the reflection mirror is inclined in reverse as shown in FIG. 4, the reflected light illuminates the position 3a of the illumination surface 19. As the polarity of the power applied to the drive winding 18 of the driving device is changed as described above, the angle of the movable reflector 14 is repeatedly changed, so that the reflected light continuously passes from 1a to 3a of the illumination surface 19. It is repeatedly lighted. Accordingly, if the reflection angle of the movable reflector 14 is rapidly changed by applying an AC power source having a constant frequency (for example, 60 Hz) to the driving winding 18 as shown in FIG. 5, the illumination surface 19 is spaced at an interval of 1/60 second. Since the repeated illumination is performed continuously, the entire illumination surface is recognized as being brightly illuminated by the afterimage effect, which is a human visual characteristic.

도 6은 기존의 조명장치에 의한 조명면(19)에 조명을 실시한 경우로써 본 발명의 효과(도 5)와 비교하기 위한 것이다. 도 6과 도 5에 보이는 바와 같은 본 발명의 의한 실시 일례를 비교하면 소정의 조명면(19)에 대하여 동등이상의 조명효과를 얻기 위한 조명등의 숫자를 대폭적으로 줄일 수 있음을 이해할 수 있다.FIG. 6 is for comparing the effect of the present invention (FIG. 5) with the case where the illumination surface 19 is illuminated by a conventional lighting apparatus. Comparing an exemplary embodiment of the present invention as shown in FIG. 6 and FIG. 5, it can be understood that the number of lamps for obtaining lighting effects equal to or greater than a predetermined illumination surface 19 can be greatly reduced.

도 1-1 및 1-2는 본 발명에 의한 가동반사경의 반사각도를 신속하게 변화시키기 위한 구동장치의 상세 동작을 설명하기 위한 상세도면으로써, 도 1-1은 그 횡단면도이며, 구동장치는 가동반사경(14), 구동축(15), 가동영구자석(16), 구동철심(17), 구동권선(18) 및 가동반사경(14)을 접촉 없이 지지하기 위하여 가동반사경 하면에 부착 설치한 영구자석(111, 113)과 이 영구자석(111, 113)과 서로 같은 극으로 대면하도록 지지판(117)에 고정하여 설치한 영구자석(112,114)으로 구성된다. 도 1-2는 구동장치의 종단면도로써, 가동반사경(14)이 구동축(15)을 중심으로 기울어지도록 하되 동작부분에 마찰이 없도록 하기 위하여 구동축(15)을 그 선단이 삼각뿔 형상의 영구자석으로 성형하고, 이 삼각뿔 부분에 대면하되 서로 같은 극성을 가지는 영구자석인 구동축지지대(116)로 구성되며 구동축지지대(115,116)는 지지판(117)에 고정된다.1-1 and 1-2 are detailed views for explaining the detailed operation of the drive device for rapidly changing the reflection angle of the movable reflector according to the present invention, Figure 1-1 is a cross-sectional view thereof, the drive device is movable Permanent magnets attached to the lower surface of the movable reflector to support the reflector 14, the drive shaft 15, the movable permanent magnet 16, the drive iron core 17, the drive winding 18, and the movable reflector 14 without contact. 111 and 113 and permanent magnets 112 and 114 fixed to the support plate 117 so as to face the same poles as the permanent magnets 111 and 113. 1-2 is a longitudinal cross-sectional view of the drive device, in which the movable reflector 14 is inclined about the drive shaft 15, but the drive shaft 15 is a triangular pyramid-shaped permanent magnet in order to prevent friction in the moving part. It is formed, and faces the triangular pyramid, but consists of a drive shaft support 116, which is a permanent magnet having the same polarity and the drive shaft support (115, 116) is fixed to the support plate 117.

이와 같은 구조에 의하여 가동반사경은 구동축(15) 선단과 구동축 지지대(115,116)의 자기(磁氣) 반발력과 영구자석(111,112,113,114)의 반발부상력에 의하여 접촉부위 없이 부상한 상태로 고정되어 있게 된다. 이때 구동권선(18)에 교류 전원이 가해지면, 구동철심(17)이 여자됨에 따라 구동철심(17)과 가동영구자석(16)사이에 발생하는 인력과 척력에 의하여 가동반사경(14)이 구동축(15)을 중심으로 각도를 변화시키게 되고 각도변화가 커지면 영구자석(111) 과 영구자석(112)사이 및 영구자석(112)과 영구자석(114)의 반발력에 의하여 기울기가 어느 정도 수준에서 제한되어 가동반사경(14)은 기계적 접촉이 전혀 없이 일정한 각도 범위 내에서 반복하여 각도를 변경할 수 있게 된다.By such a structure, the movable reflector is fixed in a floating state without contact by the magnetic repulsive force of the tip of the drive shaft 15 and the drive shaft supporters 115 and 116 and the repulsive injury of the permanent magnets 111, 112, 113 and 114. At this time, when AC power is applied to the drive winding 18, as the drive iron core 17 is excited, the movable reflector 14 is driven by the attraction force and the repulsive force generated between the drive iron core 17 and the movable permanent magnet 16. When the angle is changed around 15 and the angle is increased, the slope is limited to some extent by the repulsive force between the permanent magnet 111 and the permanent magnet 112 and between the permanent magnet 112 and the permanent magnet 114. Thus, the movable reflector 14 can change the angle repeatedly within a certain angle range without any mechanical contact.

도 1-3은 가동반사경(14)을 구동하는 구동기구로 전동기(20)를 이용한 경우로써, 조명등기구를 중심으로 하여 원형으로 넓은 범위에 조명효과를 얻을 수 있으므로, 공장 구내 및 야적장, 공원 등과 같이 넓은 면적을 조명하기 위한 조명탑이 필요한 곳에 효과적인 대안이 될 수 있음을 보인 것이다.1-3 is a case in which the electric motor 20 is used as a driving mechanism for driving the movable reflector 14, and the lighting effect can be obtained in a wide range in a circular shape centering on the luminaire, so that the factory yard, yard, park, etc. This shows that it can be an effective alternative where lighting towers are needed to illuminate large areas.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여 적은 숫자의 조명장치로 조명면 전체에 대하여 균일하고 높은 조도로 조명한 효과를 얻을 수 있으므로, 조명용 전력이 대폭 절감되며, 조명등의 수가 줄어들므로 조명등기구 배열에 유리하고 조명등기구의 유지 보수가 쉽게 된다. 또한 가동반사경(14)을 구동하는 가동부분을 도 1-1 및 1-2와 같이 무접촉 구조로 함으로써 유지보수가 필요 없게 된다.As described above, according to the present invention, since the effect of illumination with uniform and high illuminance of the entire lighting surface can be obtained with a small number of lighting devices, the power for lighting is greatly reduced, and the number of lighting lights is reduced. It is advantageous and the maintenance of the lighting fixture is easy. In addition, since the movable part for driving the movable reflector 14 has a contactless structure as shown in FIGS. 1-1 and 1-2, maintenance is not required.

따라서, 광범위한 면적을 조명하여야할 필요가 있는 도시의 대형 건축물 및 기념물 조명은 물론 공장 구내, 야적장 및 공원 등과 같이 넓은 지역에 대한 방범조명이 필요한 경우 효과적이며, 상점의 간판 조명에도 적용하여 조명용 전력을 대폭 절감하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 조명장치는 건물 및 기념물, 조형물, 간판 등과 같이 움직임이 없는 조명면의 조명에 최적이라 할 수 있으며, 특히 조명등기구장치의 설치위치가 극히 제한되며 이를 눈에 띄지 않도록 설치하기 곤란한 교량 하부 등의 조명 분야에 더욱 효과적이다.Therefore, it is effective when security lighting is needed for large areas such as factory buildings, yards and parks, as well as large buildings and monuments of cities that need to illuminate a wide area. It is possible to greatly reduce. Lighting device according to the present invention can be said to be optimal for the illumination of the lighting surface without movement, such as buildings and monuments, sculptures, signboards, etc. In particular, the installation position of the lighting device is extremely limited and it is difficult to install inconspicuous bridges It is more effective in the field of lighting such as the lower part.

Claims (3)

조명장치에 있어서, 광원에서 방사된 광을 집속하는 집광부와, 빠른 속도로 그 각도를 변화할 수 있는 가동반사경(14)을 구비하여, 집광부에서 집광된 빛을 가동반사경(14)에 입사시켜 반사된 빛이 조명면에 순차적으로 반복하여 조사되도록 하여 시각의 잔상효과에 의하여 소정의 조명효과를 얻도록 구성된 조명장치.1. An illuminating device, comprising: a light condenser for focusing light emitted from a light source; and a movable reflector 14 capable of varying its angle at a high speed so that light collected at the light condenser is incident on the movable reflector 14; And irradiated with the reflected light sequentially and repeatedly onto the illumination surface to obtain a predetermined lighting effect by visual afterimage effects. 소정 크기의 가동반사경(14)과 이 가동반사경의 각도를 빠른 속도로 변화시킬 수 있는 전동기 또는 가동반사경 구동부를 함께 내장하고, 이를 유리 등 투명한 재질로 된 밀폐용기내에 수납하거나, 밀페용기에 수납한 후 가동반사경의 고속동작 시 초래되는 공기저항을 제거하기 위하여 밀폐용기내부를 진공으로 하거나, 밀도가 낮은 가스를 봉입한 후 전원선만을 인출하여 먼지 등 오염으로부터 가동반사경(14)을 보호하도록 성형한 가동반사경 내장 유닛A movable reflector 14 having a predetermined size and an electric motor or movable reflector driving unit capable of changing the angle of the movable reflector at a high speed are incorporated together, and stored in a sealed container made of a transparent material such as glass or a sealed container. In order to remove the air resistance caused by the high speed operation of the movable reflector, the inside of the airtight container is vacuumed, or the gas is filled with low density, and only the power line is drawn out to protect the movable reflector 14 from dust and dirt. Movable Reflector Unit 청구항 2에 있어서, 가동반사경(14)의 구동부에 대한 유지보수가 필요없도록 하기 위하여 도 1-1 및 1-2와 같이 가동반사경(14)의 구동축(15) 및 지지 구조를 영구자석을 이용한 자기부상식으로 지지하여 접촉부를 완전히 제거한 구조의 가동 반사경 및 그 구동 유닛3. The magnet according to claim 2, wherein the drive shaft 15 and the support structure of the movable reflector 14 are permanently magnetized as shown in FIGS. 1-1 and 1-2 so that maintenance of the driving unit of the movable reflector 14 is unnecessary. Movable reflector and its drive unit with floating structure to completely remove contact