제어된 "레이저 빛"이 어두운 곳의 안전을 지킨다! 「DNP 고시인성 패턴 라이트」

패턴 라이트는 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP)의 등록 상표입니다.

자정 고속도로. 조명이 닿지 않는 곡선 끝에서 공사 작업원이 유도등을 내세운다. 그 곧바로 겨드랑이를 대형 차량이 달리다――. 이러한 현장에서는, 작업원도 드라이버도 순간의 판단을 강요받습니다. 조명이나 표지 등의 표시물의 「보이지 않는다」 「깨닫지 않는다」는, 중대한 사고로 이어질 위험이 있습니다.

최근, 고속도로나 일반도의 공사 현장에서, 작업 구역 내에 일반 차량이 진입하는 사고가 증가 경향에 있습니다. NEXCO3사(동일본 고속도로 주식회사, 중일본 고속도로 주식회사, 서일본 고속도로 주식회사)의 공표 데이터로는, 공사 규제내에의 진입 사고는 2020년의 704건으로부터, 2022년에는 1,457건으로 배증하고 있어, 그 약 9할이 만연 운전이나 흔들림이라고 하는 「전방 불주시」로의 드라이버

현장에서는 경고 간판, 표지, 고무 콘 등, 다양한 표시물을 설치해 안전 대책을 취하지만, 그 때마다, 시간이나 코스트가 걸리면 작업 효율은 내려가게 됩니다. 또, 도로상의 표시물이 지나치게 늘어나는 것은, 운전중의 드라이버의 시점이 정면으로부터 표지측으로 움직이는 시간을 늘리는 것에 연결되어, 전방 불주시의 리스크가 높아질 우려도 있었습니다.

이러한 “안전과 효율의 트레이드 오프”를 어떻게 극복할까――. DNP 개발팀은 이 솔루션을 '레이저 빛'에서 발견했다. 레이저 빛은 원리적으로 멀리까지 효율적으로 (시각) 정보를 전달할 수 있으며, 청각과 촉각에 접근하는 소리와 진동보다 먼 곳에서 시각적으로 위험의 위치를 알리는 데 뛰어납니다. 필요한 때에 필요한 정보만을, 필요한 장소에 레이저광으로 표시할 수 있으면, 트레이드 오프를 회피해 보다 안전한 행동을 인도하는 것이 아닌가――. 이러한 착상으로부터 DNP 고시인성 패턴 라이트를 개발한 것입니다.

DNP 고시인성 패턴 라이트는 작고 저소비 전력이면서 멀리까지 밝고 선명한 빛의 패턴을 안전하게 투영할 수 있는 조명 장치입니다. 패턴에 따라 다르지만 최대 100미터 앞까지 높이 1미터의 위치에서도 빛을 투영할 수 있어 투사 거리나 조사 각도의 설계 자유도도 높다는 특징을 가지고 있습니다.

이 제품의 강점의 중심에 있는 것이 DNP 독자적인 「홀로그래픽 매트릭스(HMX) 테크놀로지」입니다. 「정보를 올바르게, 알기 쉽게 전한다」를 사명으로, 종이에의 인쇄로부터 패키지나 건재, 디스플레이용 광학 필름 등에 사업영역을 넓혀 온 DNP가, 「빛 그 자체를 표시물로서 취급한다」라고 하는 발상으로 낳았습니다.

종래의 홀로그래피는 물체로부터 나오는 입체적인 빛의 정보(간섭 줄무늬)를 매체에 기록하고, 그 빛을 나중에 레이저광으로 입체적으로 재생하는 기술입니다. 복잡한 3차원 형상을 용이하게 재현할 수 있는 한편, 원거리에서 고화질의 재생상을 생성하기 위해서 빛을 정밀하게 제어하는 것은 기술적으로 곤란했다. 그 때문에 원거리에 패턴을 투영하는 용도에서는 충분한 화질을 얻기 어렵다는 과제가 있었다.

HMX 테크놀로지에서는, 제어된 레이저광을 「HMX 소자」에 입사하는 것으로, 종래의 홀로그래피에서는 실현할 수 없는 앞에서 안쪽까지 선명하게 보이는 패턴 투영을 가능하게 합니다.

「HMX 소자」란, 광의 제어에 빠뜨릴 수 없는 복수의 HMX 소자(특수한 홀로그래픽 광학 소자)를 정밀하게 배치한 집합체로, 입사된 레이저광의 방향이나 강도를 세세하게 컨트롤할 수 있습니다. 이것에 의해, 목적대로의 패턴이나 깊이가 있는 패턴, 광범위하게 균일하게 보이는 패턴 등을 선명하게 투영할 수 있게 되어 있습니다.

또한 HMX 소자를 사용한 레이저광은 안전성에 배려되고 있는 것도 큰 특징입니다.

레이저의 발광점은 통상, LED등의 면광원에 비하면 매우 작아, 그 때문에 작은 렌즈에서도 원리적으로 빛을 멀리까지 투사할 수 있습니다. 다만, 인간의 눈으로 이 빛을 직접 봐 버리면, 눈의 수정체의 렌즈 기능에 의해 망막상에 다시 레이저광이 수렴해 버려, 망막에 상해를 주게 되는 리스크가 있었습니다.

그에 비해 DNP 고시인성 패턴 라이트에 탑재한 HMX 소자로부터의 확산광은, 눈동자보다 충분히 큰 단면적의 복잡한 확산광으로 구성되기 때문에, 우연히 이 빛을 봐 버린 경우에서도 망막상의 한점에 집광할 염려가 없습니다.

DNP 고시인성 패턴 라이트의 중심이 되는 HMX 기술 개발은 2022년 시험 판매 10년 이상 전에 시작되었습니다. 클라이언트로부터의 위탁개발이 아니라 DNP 자신이 "빛 자체를 표시물로 취급한다"라는 새로운 영역에 도전한 독자적인 프로젝트였습니다.

방대하고 복잡한 데이터를 정확하게 취급하고 제조 프로세스로 떨어뜨려야 하고, 광학 설계와 제조 기술의 DNP 팀이 협력하여 시작과 개량을 거듭해 과제를 하나씩 해소하면서 최적의 형태를 찾아 갔습니다.

병행하여, 빠뜨릴 수 없는 공정인 실제의 현장에서의 검증도 진행했습니다. 다양한 환경에서 사용되는 것을 상정한 제품에만 무엇보다 중시한 것은 현장에서 실제로 사용하는 사람들의 “사용 용이성”과 “효과에 대한 납득감”입니다. 도로 사업자나 공장 관계자의 협력을 얻어, 공사중의 도로나 공장 에리어 등 다양한 환경에서 성능을 확인. 조도 조건이나 설치 각도, 진동이나 충격, 풍우나 분진 등의 외적 요인에 대한 내성을 평가해, 개량을 거듭하는 가운데, 옥외의 가혹한 사용 환경에서도 안정적으로 높은 성능을 유지할 수 있게 되어, 실용화에의 길을 개척해 왔습니다.

현장에서의 실증의 쌓아 개량을 더해, 인쇄로 기른 미세 가공 기술과 대규모 정보 처리 능력도 융합하는 것으로, 데이터 처리로부터 설계, 검증·양산까지 고도로 제어하는 체제를 구축. 프로세스 전체를 일관되게 추진하는 힘과 담당자의 지속적인 연루가 DNP 고시인성 패턴 라이트를 "연구 개발 단계의 성과"에서 "현장에서 활약할 수 있는 제품"으로 키워 갔습니다.

DNP 고시인성 패턴 라이트는 현재, 도로등의 인프라나 공장의 현장을 중심으로, 도입이 진행되고 있습니다.

이 외에도 다양한 장면에서의 활용이 기대되고 있습니다.

공장이나 창고 등의 실내 공간에서는, 위험 개소나 지게차의 주행 에리어를 빛으로 표시하는 것으로, 안전 확보와 작업 효율의 향상에 도움이 됩니다. 도장이나 표지에 의한 표시가 어려웠던 현장에서도, 빛을 사용하는 것으로 유연한 에리어 관리가 가능하게 됩니다.

재해시나 정전시에는, 피난 경로를 빛으로 나타내는 비상용 유도로서의 활용이 전망되고 있습니다. 언어에 의존하지 않고 직관적으로 전해지기 때문에, 역이나 교통기관, 상업 시설, 이벤트 회장 등, 다양한 사람이 모이는 장소에서의 안전한 유도에 유효합니다.

자동차나 로봇, AGV(무인 반송차), 드론 등의 차세대 모빌리티 분야에의 전개도 시야에 넣고 있습니다. 진행 방향을 빛으로 표시함으로써 사람과의 접촉을 방지하고, 안전성과 효율성의 향상에 공헌할 수 있다고 생각되고 있습니다.

소형으로 취급하기 쉽고 다양한 장소에 설치할 수 있는 것, 필요할 때에 필요한 정보를 나타낼 수 있는 것――. DNP 고시인성 패턴 라이트를 중심으로 하는 빛을 기반으로 한 유연한 구조는 다양한 현장에 접해 새로운 인프라로서 조용히 퍼지기 시작하고 있습니다.

• 기재된 정보는 갱신일 현재의 것입니다. 미리 양해 바랍니다.