운전자 눈부심 차단·빛공해 저감·시인성 확보…全 도로구간 적용

기존 등주식(폴)가로등은 높이 있는 조명기구와 지주, 대칭형 배광 탓에 야간 운전자의 장애물 식별을 방해했다. 또 설치 가격이 매우 비싸고 유지·보수가 어려울 뿐 아니라 노면휘도(밝기)를 높이기 위한 에너지 소모도 굉장히 크다.

목표 지점으로 정확한 조명이 어려워 빛공해도 발생하며, 도로 종방향 기준 대칭으로 형성된 배광 탓에 빛의 조사각도가 한정돼 노면과 장애물의 휘도대비를 높이기 어려운 문제도 있다.

이후 개발된 낮은 높이의 조명은 운전자 눈높이와 유사한 높이에 조명기구가 위치해 등주식가로등보다 ▲낮은 가격 ▲낮은 전력소비 ▲빛공해 저감 ▲유지·보수 편의성 ▲우천 시 차선 시인성 ▲경관성 등이 뛰어나다. 그러나 이 조명 역시 광학기술 부족과 좁은 설치 간격으로 시인성 및 가격 측면의 한계가 있다. 이 때문에 빛공해 방지를 위한 일반 조명 용도로 제한적으로 활용하고 있는 실정이다.

이를 위해 한국광기술원과 한국건설기술연구원은 'LED 기반 낮은 폴조명 기술'을 개발했다. 이 기술은 낮은 광원 높이와 프로빔 배광방식을 동시 적용한 도로조명에 응용하기 위해 고안됐다.

운전자 눈높이(1m)보다 낮은 높이에 광원을 위치해 등주식가로등이 지닌 문제점을 모두 해결했다. 차량 진행 방향으로 빛을 조명해 대칭배광 형식 조명의 단점인 운전자 눈부심 발생 현상을 차단하고 장애물 식별도 향상했다.

특히 LED, 프리폼렌즈, 일립소이드반사판 등 하이브리드 광학계로 하향광 및 노면 집중 방식 조명을 구현했다. 에너지 절감과 낮은 프로빔 배광으로 발생하는 룸·사이드미러 반사광 제거도 시현했다.

균제도와 평균휘도, 글레어 성능 기준 만족을 위해 최적의 LED 광원을 선정하고 전산모사를 수행했다. LED 광원의 배광분포를 도로조명 성능 조건에 부합하도록 일립소이드 반사판과 프리폼 렌즈를 만들었다.

개발 제품은 높이 1m의 낮은 프로빔 배광으로 설치 간격 6m 조건에서 M2 조명등급 구현이 가능하다. 한국광기술원에서 보유 중인 도로조명 테스트베드 내에서 광학성능 평가 및 실증을 완료했다.

또 이 기술은 1·2차 사고방지 효과가 탁월하기 때문에 기존 조명방식 대비 고성능 구현이 불리한 설치조건(낮은 높이·넓은 설치 간격)에서도 우월한 광학성능을 확보할 수 있다. 일반·고속국도, 일반구간, 교량, 입체교차로 등 모든 도로구간에 적용할 수 있다. 과도한 전력인입비로 인해 전력공급이 어려운 격오지 도로도 가능하다.

이윤철 한국광기술원 책임연구원은 "도로에서 위험요소를 쉽게 회피할 수 있어 사고방지 효과가 클 것으로 기대된다"며 "교량, 인터체인지, 빛공해 방지 지역 등 특수구간에서의 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다"고 말했다.

이어 "기술적, 제도적 보완을 통해 실제 사업화가 이뤄질 수 있도록 노력할 것"이라며 "이를 위해 본 기술에 관심 있는 기업과 기술이전 및 공동 기술개발 등을 추진할 계획"이라고 덧붙였다.