JP2019036295A

JP2019036295A - 光ファイバ発光型標識装置

Info

Publication number: JP2019036295A
Application number: JP2018130873A
Authority: JP
Inventors: キフンイ; Ki Hoon Lee; ソンスチョ; Sung Su Jo
Original assignee: ALTECH CO Ltd
Current assignee: ALTECH CO Ltd
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: JP6469290B1; US20190048541A1; KR101835819B1; US10526757B2

Abstract

【課題】耐久性と視認性に優れ、機能拡張性及び制御が容易な光ファイバ発光型標識装置を提供する。【解決手段】光ファイバ発光型標識装置は、複数の出射口を含む前面パネルと、複数の出射口に対応してそれぞれの一端が接続され、他端が密集しているバンドル状である複数の光ファイバ１１０と、複数の光ファイバの他端に光学的に結合される複数の発光ダイオード１２１を一平面上に位置させて含む光源組立体１００と、を含む。それぞれの複数の発光ダイオードは、複数のグループの何れか１つに属し、複数のグループのそれぞれの一端は同じノードに接続され、複数のグループのそれぞれの他端には異なる電源電圧が印加される。【選択図】図４

Description

本発明は、光ファイバ発光型標識装置に関する。

一般的に、市内の道路、国道、高速道路などのすべての道路には、運転者に進行方向を認知させるための道路標識板及び案内標識板が設置されており、特に複雑な市内道路の交差点などに多く設置されて運転者が肉眼で確認しながら目的地まで便利に運行できるようにしている。

上記道路標識板及び案内標識板は運転者に目的地を案内しており、また、交通安全のために道路に表示する各種標識板としての注意標識板、規制標識板、指示標識板、補助標識板などは法令により具体的な形態及び規格が定められており、車両が通る道路だけでなく、歩道にも設置されて歩行者が便利且つ容易に進行しようとする方向を認識できるようにしている。

このような標識板は、鉄板などで形成された板材上に再帰反射が行われる反射紙を備えており、これにより自動車からの光を反射させて運転者等に情報を提供する。

しかし、霧が発生した時の大気圧による標識板の結露発生、雨天、夜間などには、反射性能が著しく低下するため、反射紙を利用する道路標識板は運転者に十分な安全情報を提供できず、これにより事故のリスクが増加する。

さらに、反射紙の反射寿命が予想寿命よりも短くなって反射機能を完全に遂行できない場合、事故のリスクがかなり増加する。反射紙は紫外線に露出されることにより耐久性が低下し反射性能が著しく低下する。

特に、道路の急カーブのような危険地域において道路標識板が本来の機能を遂行できない場合は、死亡事故に至ることも多々ある。このような場合、国家は事故の被害者または保険会社に賠償責任を負われることも発生し得る。

このような問題点を解決すべく、光ファイバを利用した発光型標識板が開発された。光ファイバを利用すると、耐久性に優れるだけでなく、自体光源を利用するため、反射紙を利用した標識に比べて視認性が非常に良好である。

このような従来の光ファイバ発光型標識板は、光ファイバと光学的に接続された発光ダイオードグループを含む。図１を参照すると、通常、直並列に接続された発光ダイオードグループは１つの電源電圧Ｖ１によって発光が制御される。

しかし、このような場合、任意の発光ダイオードＤ₁が故障して断線すると、故障した発光ダイオードＤ₁と直列接続された全ての発光ダイオードＤ₂、Ｄ₃が動作不能になる。

それに加えて、動作不能になった発光ダイオードＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃に流れるべき電流が、他の発光ダイオードＤ_otherに流れ、過剰な電流によって他の発光ダイオードＤ_otherも結局故障するという問題がある。

また、図１による従来の光ファイバ発光型標識板は、各発光ダイオードの直列グループごとに発光ダイオードに対する印加電圧を設定するための抵抗素子を含んでいるが、このような抵抗素子で無駄に電力が失われる問題がある。

韓国特許出願登録制 10-1469887 号明細書韓国特許出願登録制 10-1743408 号明細書韓国特許出願登録制 10-1324987 号明細書

解決しようとする技術的課題は、耐久性と視認性に優れ、機能拡張及び制御が容易な光ファイバ発光型標識装置を提供することにある。

本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置は、複数の出射口を含む前面パネルと、上記複数の出射口に対応してそれぞれの一端が接続され、他端が密集しているバンドル状である複数の光ファイバと、上記複数の光ファイバの他端に光学的に結合される複数の発光ダイオードを一平面上に位置させて含む光源組立体と、を含み、それぞれの上記複数の発光ダイオードは複数のグループの何れか１つに属し、上記複数のグループのそれぞれの一端は同じノードに接続され、上記複数のグループのそれぞれの他端には異なる電源電圧が印加される。

上記光ファイバ発光型標識装置は、上記光源組立体上において、対応する上記複数の発光ダイオードを覆う複数のレンズを含むレンズ層をさらに含み、それぞれの上記複数のレンズは、対応する上記複数の発光ダイオードの出射光の指向角が４５度以下になるように設計されてもよい。

上記複数のグループは、第１グループ、第２グループ、及び第３グループを含み、上記第１グループに属する発光ダイオードは上記一平面上の中央に位置し、上記第２グループに属する発光ダイオード及び上記第３グループに属する発光ダイオードは、交互に上記一平面上の外郭に位置してもよい。

上記複数のグループは、第１グループ、第２グループ、及び第３グループを含み、上記第１グループに属する発光ダイオードの一部は上記一平面上の中央に位置し、上記第１グループに属する発光ダイオードの残り、上記第２グループに属する発光ダイオードの一部、及び上記第３グループに属する発光ダイオードの一部は交互に上記一平面上の外郭に位置し、上記第２グループに属する発光ダイオードの残りが成す三角形と上記第３グループに属する発光ダイオードの残りが成す逆三角形は、上記一平面上の上記中央と上記外郭との間に位置してもよい。

上記光ファイバ発光型標識装置は、太陽電池と、第１メインバッテリ及び第２メインバッテリを含むバッテリモジュールと、上記太陽電池から生成された電力で上記バッテリモジュールを充電させ、上記バッテリモジュールに貯蔵された電力を放電させて上記複数の発光ダイオードを駆動させる制御器と、をさらに含み、上記制御器は、上記第１メインバッテリと上記第２メインバッテリを第１周期で交互に充放電させてもよい。

上記バッテリモジュールは、第１サブバッテリ及び第２サブバッテリをさらに含み、上記制御器は、上記第１サブバッテリ及び上記第２サブバッテリの放電深度が基準放電深度の範囲内に保持されるように第２周期で充放電させてもよい。

上記制御器は、上記第１メインバッテリ及び上記第２メインバッテリの何れか１つが停止条件を満たす場合、残り１つを充放電させて上記複数の発光ダイオードを駆動してもよい。

上記第１メインバッテリ、上記第２メインバッテリ、上記第１サブバッテリ、及び上記第２サブバッテリは、それぞれの充電スイッチ及び放電スイッチと接続され、対応するバッテリが充電状態ではない場合、対応する上記充電スイッチは開放状態であり、対応するバッテリが放電状態ではない場合、対応する上記放電スイッチは開放状態であってもよい。

上記光ファイバ発光型標識装置は、太陽電池と、上記太陽電池の出力電圧を基準として上記複数の発光ダイオードを駆動する制御器と、をさらに含み、上記制御器は、上記太陽電池の出力電圧が第１基準電圧未満に下降する場合、日没モードに変わり、第１発光強さで上記複数の発光ダイオードを発光させ、上記太陽電池の出力電圧が第２基準電圧未満に下降する場合、夜間モードに変わり、第２発光強さで上記複数の発光ダイオードを発光させ、上記太陽電池の出力電圧に関わらず、上記夜間モードに変わってから第１基準時間が経過した場合、深夜モードに変わり、第３発光強さで上記複数の発光ダイオードを発光させてもよい。

上記制御器は、上記太陽電池の出力電圧が第３基準電圧を超えて上昇する場合、明け方モードに変わり、第４発光強さで上記複数の発光ダイオードを発光させ、上記太陽電池の出力電圧が第４基準電圧を超えて上昇する場合、日の出モードに変わり、第５発光強さで上記複数の発光ダイオードを発光させてもよい。

上記光ファイバ発光型標識装置は、上記複数の発光ダイオードを発光モードに応じて制御する制御器をさらに含み、上記制御器は、Ｎ個の発光モードに対応するＮ個の発光制御関数をソフトウェア的に含み、上記制御器は、上記Ｎ個の発光制御関数を組み合わせて上記Ｎ個の発光モードに属さないＭ個の発光モードを生成することができ、上記Ｎ及びＭは自然数であってもよい。

上記制御器は、上記管制通信モジュールを介して管制サーバと通信し、上記管制サーバの指示に応じて上記Ｍ個の発光モードの何れか１つを生成してもよい。

上記管制サーバは、隣接した地域の複数の光ファイバ発光型標識装置に対して上記Ｍ個の発光モードのうち特定発光モードを同様に生成するよう指示してもよい。

上記管制サーバは、上記発光制御関数のパラメータを変換させて新しい発光制御関数を生成するように上記制御器の発光モードをアップデートしてもよい。

本発明による光ファイバ発光型標識装置は、耐久性と視認性に優れ、機能拡張及び制御が容易である。

従来技術による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係を説明するための図である。本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置をある視点で示した図である。本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置を他の視点で示した図である。本発明の一実施例による光源を説明するための図である。本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。本発明の他の実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。本発明のさらに他の実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置及び管制サーバの関係などを説明するための図である。本発明の一実施例によるバッテリモジュールと制御器を説明するための図である。本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置の制御を説明するための図である。

以下、添付の図面を参考にして、本発明の様々な実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、様々な異なる形態に実現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されない。

本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体において同一又は類似する構成要素については同じ参照符号を付ける。従って、上述した参照符号は、他の図面でも使用することができる。

また、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意で示しており、本発明は必ずしも図示されたものに限定されない。図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを誇張して示すことができる。

図２は、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置をある視点で示した図であり、図３は、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置を他の視点で示した図である。

図２及び３を参照すると、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置１０は、前面パネルＳＧ及び光源１００を含んでもよい。光源１００については、図４を参照してより詳細に説明する。実施例によって、光ファイバ発光型標識装置１０は、太陽電池ＳＣ、制御器２００、及びバッテリモジュールＢＡＴＴを選択的にさらに含んでもよい。

例えば、発光しなくても全面パネルＳＧが容易に視認される昼間には、太陽電池ＳＣで生成された電力がバッテリモジュールＢＡＴＴに貯蔵されるように制御器２００が動作してもよい。

例えば、夜間には、太陽電池ＳＣの電力生成量が急激に低くなり前面パネルＳＧの視認性が悪いため、制御器２００はバッテリモジュールＢＡＴＴに貯蔵された電力を利用して光源１００を適切に動作させることにより、前面パネルＳＧを発光させることができる。これに対する具体的な制御例は、図９を参照して後述する。

前面パネルＳＧは、図、文字、数字及び記号のうち少なくとも１つで表される道路情報を板状に提供し、道路情報に対応する複数の出射口を上記板状に含む。出射口には光ファイバが接続され、光ファイバを介して伝播された光が出射することにより、前面パネルＳＧの視認性が改善される。当該光ファイバについては、図４を参照して後述する。

図４は、本発明の一実施例による光源を説明するための図である。

図４を参照すると、本発明の一実施例による光源１００は、複数の光ファイバ１１０、及び光源組立体１２０を含んでもよい。光源１００は、実施例によって、レンズ層１３０及び鏡筒１４０を選択的にさらに含んでもよい。

複数の光ファイバ１１０は、前面パネルＳＧの複数の出射口に対応する複数の光ファイバ固定部にそれぞれの一端が接続され、他端は密集しているバンドル状（ｂｕｎｄｌｅ）で光ファイバ結束部１１０ｏｓを構成してもよい。光ファイバ固定部は、対応する出射口と光ファイバの一端の間に嵌合されて、光ファイバを対応する出射口に固定する部材であってもよい。光ファイバの個数は、前面パネルＳＧの出射口の個数と対応してもよい。光ファイバ結束部１１０ｏｓは、鏡筒１４０に嵌合されてもよい。

光源組立体１２０は、光ファイバ結束部１１０ｏｓを介して複数の光ファイバ１１０の他端に光学的に結合される複数の発光ダイオード１２１を一平面上に位置させて含んでもよい。当該一平面は円形平面であってもよい。当該一平面は、ＰＣＢなどの基板であってもよい。従って、複数の発光ダイオード１２１から出射される光が複数の光ファイバ１１０の他端１１０ｏｓに入射して前面パネルＳＧの出射口に到達することができる。鏡筒１４０は、金属やプラスチックなどの様々な材質からなってもよく、複数の発光ダイオード１２１から出射される光を拡散または反射させることができる。

本発明の一実施例によると、光ファイバ発光型標識装置１０は、光源組立体１２０上において、対応する複数の発光ダイオードを覆う複数のレンズ１３１を含むレンズ層１３０をさらに含んでもよい。レンズ層１３０は、ガラスまたはプラスチックなどの様々な材質からなってもよい。

鏡筒１４０は、光源組立体１２０及びレンズ層１３０を内部に含み、光ファイバ結束部１１０ｏｓが嵌合されてもよい。

このとき、それぞれの複数のレンズ１３１は、対応する複数の発光ダイオード１２１の出射光の指向角が３０度以上４５度以下になるように設計されてもよい。即ち、複数のレンズ１３１のそれぞれは凸レンズなどからなり、複数の発光ダイオード１２１から出射される光の範囲を集中させることができ、その指向角が３０度以上４５度以下になるようにすることができる。

従来技術では、発光ダイオードはディップタイプ（Ｄｉｐｔｙｐｅ）を使用するため、本発明の実施例のように指向角を調節することができるレンズ層をさらに含むことができない。

同じ光速（ｌｕｍｎｅｎ）を有する発光ダイオードにおいて、４５度の指向角である場合の正面の明るさは、６０度の指向角に比べて約１４１％の水準に明るくなる（数学式１を参照）。

このように指向角が狭くなると、正面方向の明るさが向上する利点はあるが、光ファイバに入射される光の均一性は低くなるという問題がある。本発明の実施例では、発光ダイオード１２１を最適に密集配列させながらも、一部の発光ダイオードの故障に備えて、発光ダイオードの電気的グループをそれに合わせて定めることにより光の均一度を最大限に保持することができる。

以下、図５〜７では、発明者のシミュレーションを通じて導出された複数の発光ダイオード１２１の物理的配列と電気的配列について詳細に説明する。

図５〜７において、複数の発光ダイオードは複数のグループの何れか１つに属し、複数のグループのそれぞれの一端は同じノードに接続され、複数のグループのそれぞれの他端には、異なる電源電流が印加されてもよい。

図５〜７の実施例においては、複数のグループは第１グループ、第２グループ、及び第３グループを含むが、本発明の技術的特徴を利用して異なるシミュレーションをすることにより、より多いグループを含む変形実施例が導出されてもよい。

図５は、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。

図５のｃａｓｅＡを参照すると、各グループは３つの直列接続された発光ダイオードを含む。

図５のｃａｓｅＡを参照すると、複数の発光ダイオードは、複数のグループｇ１ａ、ｇ２ａ、ｇ３ａの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ａ、ｇ２ａ、ｇ３ａのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図５のｃａｓｅＡを参照すると、複数のグループｇ１ａ、ｇ２ａ、ｇ３ａは第１グループｇ１ａ、第２グループｇ２ａ、及び第３グループｇ３ａを含み、第１グループｇ１ａに属する発光ダイオードは一平面１２０ａ上の中央に位置し、第２グループｇ２ａに属する発光ダイオード及び第３グループｇ３ａに属する発光ダイオードは交互に一平面１２０ａ上の外郭に位置することができる。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ａ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

図５のｃａｓｅＢを参照すると、各グループは４つの直並列に接続された発光ダイオードを含む。

図５のｃａｓｅＢを参照すると、複数の発光ダイオードは複数のグループｇ１ｂ、ｇ２ｂ、ｇ３ｂの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ｂ、ｇ２ｂ、ｇ３ｂのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループｇ１ｂ、ｇ２ｂ、ｇ３ｂのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図５のｃａｓｅＢを参照すると、複数のグループｇ１ｂ、ｇ２ｂ、ｇ３ｂは第１グループｇ１ｂ、第２グループｇ２ｂ、及び第３グループｇ３ｂを含み、第１グループｇ１ｂに属する発光ダイオードは一平面１２０ｂ上の中央に位置し、第２グループｇ２ｂに属する発光ダイオード及び第３グループｇ３ｂに属する発光ダイオードは交互に一平面１２０ｂ上の外郭に位置することができる。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ｂ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

図６は、本発明の他の実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。

図６のｃａｓｅＣを参照すると、各グループは８つの直並列に接続された発光ダイオードを含む。

図６のｃａｓｅＣを参照すると、複数の発光ダイオードは複数のグループｇ１ｃ、ｇ２ｃ、ｇ３ｃの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ｃ、ｇ２ｃ、ｇ３ｃのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループｇ１ｃ、ｇ２ｃ、ｇ３ｃのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図６のｃａｓｅＣを参照すると、複数のグループは第１グループｇ１ｃ、第２グループｇ２ｃ、及び第３グループｇ３ｃを含み、第１グループｇ１ｃに属する発光ダイオードの一部は一平面１２０ｃ上の中央に位置し、第１グループｇ１ｃに属する発光ダイオードの残り、第２グループｇ２ｃに属する発光ダイオードの一部、及び第３グループｇ３ｃに属する発光ダイオードの一部は交互に一平面１２０ｃ上の外郭に位置し、第２グループｇ２ｃに属する発光ダイオードの残りが成す三角形と第３グループｇ３ｃに属する発光ダイオードの残りが成す逆三角形は、上記一平面上の中央と外郭との間に位置することができる。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ｃ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

図６のｃａｓｅＤを参照すると、各グループは９つの直並列に接続された発光ダイオードを含む。

図６のｃａｓｅＤを参照すると、複数の発光ダイオードは複数のグループｇ１ｄ、ｇ２ｄ、ｇ３ｄの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ｄ、ｇ２ｄ、ｇ３ｄのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループｇ１ｄ、ｇ２ｄ、ｇ３ｄのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図６のｃａｓｅＤを参照すると、複数のグループは第１グループｇ１ｄ、第２グループｇ２ｄ、及び第３グループｇ３ｄを含み、第１グループｇ１ｄに属する発光ダイオードの一部は一平面１２０ｄ上の中央に位置し、第１グループｇ１ｄに属する発光ダイオードの残り、第２グループｇ２ｄに属する発光ダイオードの一部、及び第３グループｇ３ｄに属する発光ダイオードの一部は交互に一平面１２０ｄ上の外郭に位置し、第２グループｇ２ｄに属する発光ダイオードの残りが成す三角形と第３グループｇ３ｄに属する発光ダイオードの残りが成す逆三角形は、上記一平面上の中央と外郭との間に位置することができる。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ｄ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

図７は、本発明のさらに他の実施例による光ファイバ発光型標識装置の発光ダイオードの電気的接続関係及び対応する物理的配置関係を説明するための図である。

図７のｃａｓｅＥを参照すると、各グループは６つの直並列に接続された発光ダイオードを含む。

図７のｃａｓｅＥを参照すると、複数の発光ダイオードは、複数のグループｇ１ｅ、ｇ２ｅ、ｇ３ｅの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ｅ、ｇ２ｅ、ｇ３ｅのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループｇ１ｅ、ｇ２ｅ、ｇ３ｅのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図７のｃａｓｅＥを参照すると、複数のグループは第１グループｇ１ｅ、第２グループｇ２ｅ、及び第３グループｇ３ｅを含み、第１グループｇ１ｅに属する発光ダイオードは英字Ｗ状に配置され、第２グループｇ２ｅに属する発光ダイオードは一平面１２０ｅ上の外郭に他のグループの発光ダイオードを交互に間に挟んで配置され、第３グループｇ３に属する発光ダイオードは木（ｔｒｅｅ）状に配置されてもよい。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ｅ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

図７のｃａｓｅＦを参照すると、各グループは６つの直並列に接続された発光ダイオードを含む。

図７のｃａｓｅＦを参照すると、複数の発光ダイオードは複数のグループｇ１ｆ、ｇ２ｆ、ｇ３ｆの何れか１つに属し、複数のグループｇ１ｆ、ｇ２ｆ、ｇ３ｆのそれぞれの一端は同じノード（ｃｏｍｍ）に接続され、複数のグループｇ１ｆ、ｇ２ｆ、ｇ３ｆのそれぞれの他端には異なる電源電流が印加されてもよい。従って、図１の従来技術とは異なり、何れか１つのグループの発光ダイオードが故障しても、他のグループに故障電流が追加されて過剰の電流が流れるのではなく、制御器２００で指定する電源電流が印加されることができ、各グループに目的とする電流が流れるようにすることができる。

図７のｃａｓｅＦを参照すると、複数のグループは第１グループｇ１ｆ、第２グループｇ２ｆ、及び第３グループｇ３ｆを含み、第１グループｇ１ｆに属する発光ダイオードは英字Ｗ状に配置され、第２グループｇ２ｆに属する発光ダイオードは一平面１２０ｅ上の外郭に他のグループの発光ダイオードを交互に間に挟んで配置され、第３グループｇ３に属する発光ダイオードは木状に配置されてもよい。上述したように、光源組立体１２０は複数の発光ダイオードを一平面１２０ｅ上に位置させて含む。従って、何れか１つのグループの発光ダイオードが発光しなくても、他のグループの発光によって前面パネルＳＧの発光均一度を最大限に保持することができる。

例えば、図５〜７の実施例において、３つの発光ダイオードが直列に接続された構成は、約２Ｖ水準の典型的（ｔｙｐｉｃａｌ）な電圧特性を有する赤色または黄色発光ダイオードに対する構成で、６Ｖ水準の電力が供給されることができる。２つの発光ダイオードが直列配列された構成は、約３Ｖ水準の典型的な電圧特性を有する白色または青色発光ダイオードに対する構成で、６Ｖ水準の電力が供給されてもよい。

上述した機能を遂行するために、制御器２００は、各グループの電力特性を検知するための別途の電力検知部を含んでもよい。電力検知部は、発光ダイオードに供給される電力（電流または電圧）を検知するためのセンサを含んでもよい。

図８は、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置及び管制サーバの関係などを説明するための図であり、図９は、本発明の一実施例によるバッテリモジュールと制御器を説明するための図である。

図８を参照すると、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置１０は、管制サーバ９及び他の光ファイバ発光標識装置１１、１２と通信することができる。

制御器２００は、複数の発光ダイオードを発光モードに応じて制御することができる。

制御器２００はＮ個の発光モードに対応するＮ個の発光制御関数をソフトウェア的に含み、制御器２００はＮ個の発光制御関数を組み合わせて、Ｎ個の発光モードに属さないＭ個の発光モードを生成することができる。このとき、Ｎ及びＭは自然数であってもよい。

例えば、制御器２００は、ブロック型関数を内蔵するＭＣＵ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｕｎｉｔ）であってもよい。ＭＣＵ内蔵メモリのプログラム領域に標識板が駆動することができる全ての点灯モード（発光モード）を製品出荷時にブロック型関数構造で内蔵し、関数間の組み合わせと呼び出しを通じて発光モードを自ら多変化することができるようにファームウェアプログラムを設計することができる。既存の製品は、点灯モード別に決まったそれぞれのファームウェアを内蔵しており、点灯モードを変えるためには、ＭＣＵにプログラムを再度ダウンロードして変更しなければならない不便があった。本発明の実施例によると、製品を出荷する際にＭＣＵ内蔵メモリに可能な全ての点灯モードを関数構造でブロック化して内蔵することにより、外部環境と通信信号を通じて伝送された動作モードを内蔵された関数の組み合わせと置換で決めることができ、製品別にファームウェアを区部せずに、統合プログラムのみを内蔵して出荷するため、製品管理の効率性を向上させることができる。

実施例によって、制御器２００は、管制サーバ９と通信し、管制サーバ９の指示に応じてＭ個の発光モードの何れか１つを生成することができる。実施例によって、管制サーバ９は、隣接する地域の複数の光ファイバ発光型標識装置１１、１２に対し、Ｍ個の発光モードのうち特定発光モードを同様に生成するよう指示することができる。

例えば、通信網を介して該当地域の環境変化のパターンを互いに共有し統合して、類似するパターンが検知される近隣区域内に設置されている全ての標識板の点灯モードを一括制御することができる統合管制システムが構成されてもよい。上述した管制システムは、低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）を利用して実現されてもよい。ＭＣＵメモリに点灯モード別の動作関数が事前に内蔵されているため、外部環境に感応して自動的に切り替わることができる。ＭＣＵは低電力広域通信網を介して受信された小容量のデータ信号によっても点灯モードの切り替えが可能である。製品別にそれぞれのセンサを介して検知した情報と低電力広域通信網を介して受信した統合された情報を比較分析できるアルゴリズムを事前に内蔵することで、センサ自体の誤差や、欠陥により発生し得る誤作動の問題を最小化して、ユーザーに最適のサービスと長寿命の高耐久性製品を提供することができる。

一実施例によると、管制サーバ９は、発光制御関数のパラメータを変換させて新しい発光制御関数を生成するように制御器２００の発光モードをアップデートすることができる。

例えば、ＭＣＵに統合された関数ブロックが内蔵されていても、時間が経過するにつれて他の関数をさらに実現しなければならない場合、低電力広域通信網を介して遠隔で関数ブロックをアップグレードすることができるように設計することができる。これは、既存のリナックスのようなオペレーティングシステムが搭載された高性能ＭＣＵでのみ可能だった遠隔ファームウェアアップデート機能をモノのインターネットのような低仕様のＭＣＵでも可能にする。低電力広域通信網を介して周期的に伝送される低容量のデータを分けて受信し、再び総合することができるアルゴリズムを通じて関数ロジックの入力パラメータを修正することができ、これにより関数ブロックの機能を修正補完することができる。

図９を参照すると、バッテリモジュールＢＡＴＴは第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ及び第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴを含んでもよい。

制御器２００は、太陽電池ＳＣから生成された電力でバッテリモジュールＢＡＴＴを充電させ、バッテリモジュールＢＡＴＴに貯蔵された電力を放電させることで、複数の発光ダイオードを駆動することができる。

制御器２００は、第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴと第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴを第１周期で交互に充放電させることができる。実施例によって、バッテリ寿命を延長するために複数のバッテリ運用システムが導入されてもよい。２つのペア（ｐａｉｒ）からなるメインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴを交互に使用して充放電可用期間を２倍延長し、専用保護回路とプログラムを通じて過充電、過放電防止及びセルバランス機能を遂行してバッテリ寿命を最適化することができる。鉛蓄電池に比べて充放電サイクル回数が長く、耐久性に優れたリチウム系バッテリまたはキャパシタをメインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴとして使用することにより、長期間安定的な電源供給が可能な電力貯蔵システムを設計することができる。

例えば、第１周期は１日（１ｄａｙ）であってもよく、第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴが昼間に充電され、夜間に放電されるのであれば、第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴが翌日の昼間に充電され、翌日の夜間に放電されることができる。

実施例によって、バッテリモジュールＢＡＴＴは、第１サブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ及び第２サブバッテリｓ２＿ＢＡＴＴをさらに含んでもよい。このとき、制御器２００は、第１サブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ及び第２サブバッテリｓ２＿ＢＡＴＴの放電深度が基準放電深度の範囲内に保持されるように第２周期で充放電させることができる。

長期保存のために備えられた２つのサブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ、ｓ２＿ＢＡＴＴを活用して、活性状態を保持するための充放電動作を一定の第２周期で繰り返すことで、サブバッテリの長期保存を可能にすることができる。例えば、基準放電深度の範囲は２０％〜８０％であってもよく、好ましくは約５０％であってもよい。第２周期は週（ｗｅｅｋ）単位であってもよく、１週間または２週間に設定されてもよい。

本実施例によると、不照日数が続く場合、サブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ、ｓ２＿ＢＡＴＴを使用することにより、長期の不照日数に備えることができる。これは、従来のバッテリモジュールＢＡＴＴが一日の一定の消費電力により日常的な条件で主に使用するメインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴだけを継続的に充放電することによって発生する局部的な極板摩耗によるバッテリ電圧の不均等問題を解決することができ、万が一の場合、能動的な組み合わせによる電源管理を可能にし、異常気候の発生時にも発光型標識装置の機能を持続させることができる。

実施例によって、制御器２００は、第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ及び第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴの何れか１つが停止条件を満たす場合、残り１つを充放電させて複数の発光ダイオードを駆動することができる。また、実施例によって、制御器２００は第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ及び第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴの両方が停止条件を満たす場合、第１サブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ及び第２サブバッテリｓ２＿ＢＡＴＴを利用して複数の発光ダイオードを駆動することができる。

このため、メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴの寿命短縮に備えたサブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ、ｓ２＿ＢＡＴＴの長期保存運用システムが導入されてもよい。例えば、メインバッテリペアｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴの残量が予め定めた容量より低くなって、寿命が短縮する現象が発生する余地がある場合を停止条件として、メインバッテリペアｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴの使用を一時停止し、サブバッテリペアｓ１＿ＢＡＴＴ、ｓ２＿ＢＡＴＴを使用してシステムを運用することを繰り返して行ってもよい。スイッチングされていた第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴの容量がショート（ｓｈｏｒｔ）などを含む原因によって放電されて急に容量より小さくなったり、または何らかの原因で放電されて停止条件を満たす場合、予め定めた終止電圧になる前に、第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴにスイッチングされてもよい。また、メインバッテリペアｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴの両方に同じ問題が発生した場合、第２電源印加手段であるサブバッテリペアｓ１＿ＢＡＴＴ、ｓ２＿ＢＡＴＴにスイッチングされて、メインバッテリペアｍ１＿ＢＡＴＴ、ｍ２＿ＢＡＴＴのバッテリ寿命の最大化、損傷防止またはシステムに電源を継続的に提供することができる。リチウムリン酸鉄バッテリは、８０％充電、２０％放電のときに目標とした寿命サイクルの使用が可能である。

実施例によって、第１メインバッテリｍ１＿ＢＡＴＴ、第２メインバッテリｍ２＿ＢＡＴＴ、第１サブバッテリｓ１＿ＢＡＴＴ、及び第２サブバッテリｓ２＿ＢＡＴＴは、それぞれの充電スイッチｍ１＿ｃ、ｍ２＿ｃ、ｓ１＿ｃ、ｓ２＿ｃ及び放電スイッチｍ１＿ｄ、ｍ２＿ｄ、ｓ１＿ｄ、ｓ２＿ｄと接続され、対応するバッテリが充電状態ではない場合、対応する充電スイッチは開放状態であり、対応するバッテリが放電状態ではない場合、対応する放電スイッチは開放状態であってもよい。

すべてのバッテリは、それぞれの充電スイッチと放電スイッチを別途に有し、充電するときには充電スイッチのみが動作（ターンオン）し、放電するときには放電スイッチのみが動作（ターンオン）することにより、バッテリ間に発生し得るショート問題を防ぐことができる。また、使用しないバッテリは、すべてのスイッチを開放（ターンオフ）することで、３ｍＡスイッチ待機電流だけでバッテリをオープン（開放）状態にし、長期保存が可能な活性状態を保持することができる。

実施例によって、６Ｖ駆動システムが導入されてもよい。光ファイバ発光型標識板において、コントローラーの基準電圧を６Ｖに設定することにより、様々なバッテリ容量設計が可能で、バッテリの寿命を最大化し、消費電力を低減することができる。既存の街路灯や光ファイバ発光型標識、内部照光式標識などの複数のＬＥＤを点灯する製品は、ＬＥＤ構成の容易さのため、１２Ｖまたは２４Ｖ以上の電源で駆動させる。１２Ｖバッテリ基準で設計された回路において、ＭＣＵ使用電圧である３．３Ｖを供給するために、別途の電圧降下用レギュレータを使用しているが、これはバッテリ電圧４．０Ｖ以上が供給されなければ、動作しないため、１２Ｖ用ＬＥＤ光源を駆動していなくても、ＭＣＵは継続的に動作し、不照日が続く時期にバッテリ過放電を誘発する。しかし、６Ｖバッテリ基準で設計された回路は、同様に３．３Ｖレギュレータを使用するが、４．０Ｖ以上にならないと、動作できないため、バッテリ電圧が４．０Ｖ未満に低下すると、自動的に遮断されて不要なＭＣＵ消費電力を除去し、バッテリ過放電から自動的に保護される長所がある。バッテリ別に保護回路が別途に含まれるが、保護回路自体の問題によって過放電が遮断できない場合でも、６Ｖ基準のバッテリを適用するだけでバッテリの保護が可能で、長寿命の高耐久性製品にすることができる。

図１０は、本発明の一実施例による光ファイバ発光型標識装置の制御を説明するための図である。

図１０を参照すると、制御器２００は、太陽電池ＳＣの出力電圧を利用して複数の発光ダイオード１２１を駆動することができる。

一実施例によると、太陽電池ＳＣの出力電圧が第１基準電圧Ｖ_ref未満に下降する場合、日没モードに変わり、第１発光強さで複数の発光ダイオード１２１を発光させＳ１１０、Ｓ１２０、太陽電池ＳＣの出力電圧が第２基準電圧Ｖ_ref2未満に下降する場合は、夜間モードに変わり、第２発光強さで複数の発光ダイオード１２１を発光させＳ１３０、Ｓ１４０、太陽電池ＳＣの出力電圧に関わらず、夜間モードに変わってから第１基準時間が経過した場合には、深夜モードに変わり、第３発光強さで複数の発光ダイオード１２１を発光させることができるＳ１５０、Ｓ１６０。

このとき、第１基準電圧Ｖ_ref1は第２基準電圧Ｖ_ref2より大きく、第１発光強さは第２発光強さより大きくてもよい。即ち、本実施例では、日没時の出射光の強さが夜間の出射光の強さより強くなるが、日没の場合、逆光効果によってむしろ夜間よりさらに標識が視認しにくくなることがあるためである。

第１基準電圧Ｖ_ref1は約１０．５Ｖで、第１発光強さは２００％の発光強さで、第２基準電圧Ｖ_ref2は約９．１Ｖで、第２発光強さは約１００％の発光強さであってもよい。

第１基準時間は約５時間で、第３発光強さは第２発光強さより小さくてもよい。第３発光強さは約７０％発光強さであってもよい。

更なる実施例によると、太陽電池ＳＣの出力電圧が第３基準電圧Ｖ_ref3を超えて上昇する場合、明け方モードに変わり、第４発光強さで複数の発光ダイオード１２１を発光させＳ１７０、Ｓ１８０、太陽電池ＳＣの出力電圧が第４基準電圧Ｖ_ref4を超えて上昇する場合、日の出モードに変わり、第５発光強さで複数の発光ダイオード１２１を発光させることができるＳ１９０、Ｓ２００。

このとき、第３基準電圧Ｖ_ref3は第４基準電圧Ｖ_ref4より小さく、第４発光強さは第５発光強さより小さくてもよい。即ち、本実施例では、日の出の時の出射光の強さが明け方の時の出射光の強さより強くなるが、日の出の場合、逆光効果によってむしろ明け方よりさらに標識が視認しにくくなることがあるためである。

第３基準電圧Ｖ_ref3は約２．５Ｖで、第４発光強さは１００％の発光強さで、第４基準電圧Ｖ_ref4は約９．３Ｖで、第５発光強さは約２００％の発光強さであってもよい。

上述した日の出、日没時間帯に強く発光する条件は、太陽電池の出力電圧基準だけで駆動されてもよくが、深夜、明け方の時間帯の調光制御は、太陽電池の特定電圧からカウントを開始するＭＣＵ内蔵タイマーを基準として駆動することができる。

上述したサイクルはメインバッテリのサイクルであってもよく、メインバッテリが４日間駆動された場合、同じサイクルでサブバッテリが駆動されてもよい。サブバッテリは２日間駆動されるなど、正常の太陽発電が行われる気候環境ではサブバッテリの寿命管理の次元でメインバッテリより駆動日数が短くてもよい。

不照日が連続的に発生する異常気候環境において、メインバッテリの不足充電によって夜間の駆動中にメインバッテリが過放電する場合、自動的にサブバッテリに切り替わって上述したサイクルが継続的に保持されるようにする。

以上で参照した図面と記載された発明の詳細な説明は、単なる本発明の例示に過ぎず、これは本発明を説明するための目的で使用されただけであって、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するためのものではない。よって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これにより様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるということが理解できるであろう。従って、本発明の本当の技術的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。

１０光ファイバ発光型標識装置
ＳＣ太陽電池
ＳＧ前面パネル
１００光源
２００制御器
ＢＡＴＴバッテリモジュール

Claims

複数の出射口を含む前面パネルと、
前記複数の出射口に対応してそれぞれの一端が接続され、他端が密集しているバンドル状である複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバの他端に光学的に結合される複数の発光ダイオードを一平面上に位置させて含む光源組立体と、を含み、
それぞれの前記複数の発光ダイオードは複数のグループの何れか１つに属し、前記複数のグループのそれぞれの一端は同じノードに接続され、前記複数のグループのそれぞれの他端には異なる電源電圧が印加されることを特徴とする光ファイバ発光型標識装置。
前記光源組立体上において、対応する前記複数の発光ダイオードを覆う複数のレンズを含むレンズ層をさらに含み、
それぞれの前記複数のレンズは、対応する前記複数の発光ダイオードの出射光の指向角が４５度以下になるように設計されたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記複数のグループは、第１グループ、第２グループ、及び第３グループを含み、
前記第１グループに属する発光ダイオードは前記一平面上の中央に位置し、
前記第２グループに属する発光ダイオード及び前記第３グループに属する発光ダイオードは、交互に前記一平面上の外郭に位置することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記複数のグループは、第１グループ、第２グループ、及び第３グループを含み、
前記第１グループに属する発光ダイオードの一部は、前記一平面上の中央に位置し、
前記第１グループに属する発光ダイオードの残り、前記第２グループに属する発光ダイオードの一部、及び前記第３グループに属する発光ダイオードの一部は、交互に前記一平面上の外郭に位置し、
前記第２グループに属する発光ダイオードの残りが成す三角形と前記第３グループに属する発光ダイオードの残りが成す逆三角形は、前記一平面上の前記中央と前記外郭との間に位置することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ発光型標識装置。
太陽電池と、
第１メインバッテリ及び第２メインバッテリを含むバッテリモジュールと、
前記太陽電池から生成された電力で前記バッテリモジュールを充電させ、前記バッテリモジュールに貯蔵された電力を放電させて前記複数の発光ダイオードを駆動させる制御器と、をさらに含み、
前記制御器は、前記第１メインバッテリと前記第２メインバッテリを第１周期で交互に充放電させることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記バッテリモジュールは、第１サブバッテリ及び第２サブバッテリをさらに含み、
前記制御器は、前記第１サブバッテリ及び前記第２サブバッテリの放電深度が基準放電深度の範囲内に保持されるように第２周期で充放電させることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記制御器は、
前記第１メインバッテリ及び前記第２メインバッテリの何れか１つが停止条件を満たす場合、残り１つを充放電させて前記複数の発光ダイオードを駆動することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記第１メインバッテリ、前記第２メインバッテリ、前記第１サブバッテリ、及び前記第２サブバッテリは、それぞれの充電スイッチ及び放電スイッチと接続され、
対応するバッテリが充電状態ではない場合、対応する前記充電スイッチは開放状態であり、
対応するバッテリが放電状態ではない場合、対応する前記放電スイッチは開放状態であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ発光型標識装置。
太陽電池と、
前記太陽電池の出力電圧を基準として前記複数の発光ダイオードを駆動する制御器と、をさらに含み、
前記制御器は、
前記太陽電池の出力電圧が第１基準電圧未満に下降する場合、日没モードに変わり、第１発光強さで前記複数の発光ダイオードを発光させ、
前記太陽電池の出力電圧が第２基準電圧未満に下降する場合、夜間モードに変わり、第２発光強さで前記複数の発光ダイオードを発光させ、
前記太陽電池の出力電圧に関わらず、前記夜間モードに変わってから第１基準時間が経過した場合、深夜モードに変わり、第３発光強さで前記複数の発光ダイオードを発光させることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記制御器は、
前記太陽電池の出力電圧が第３基準電圧を超えて上昇する場合、明け方モードに変わり、第４発光強さで前記複数の発光ダイオードを発光させ、
前記太陽電池の出力電圧が第４基準電圧を超えて上昇する場合、日の出モードに変わり、第５発光強さで前記複数の発光ダイオードを発光させることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記複数の発光ダイオードを発光モードに応じて制御する制御器をさらに含み、
前記制御器は、Ｎ個の発光モードに対応するＮ個の発光制御関数をソフトウェア的に含み、
前記制御器は、前記Ｎ個の発光制御関数を組み合わせて前記Ｎ個の発光モードに属さないＭ個の発光モードを生成することができ、
前記Ｎ及びＭは自然数であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記制御器は、前記管制通信モジュールを介して管制サーバと通信し、
前記管制サーバの指示に応じて前記Ｍ個の発光モードの何れか１つを生成することを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記管制サーバは、隣接した地域の複数の光ファイバ発光型標識装置に対して前記Ｍ個の発光モードのうち特定発光モードを同様に生成するよう指示することを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ発光型標識装置。
前記管制サーバは、前記発光制御関数のパラメータを変換させて新しい発光制御関数を生成するように前記制御器の発光モードをアップデートすることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ発光型標識装置。