KR100433716B1 - 태양전지와 발광다이오드 셀을 이용한 도로 표지판 - Google Patents

태양전지와 발광다이오드 셀을 이용한 도로 표지판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 전지를 전원으로 이용하여 주간은 물론 조도가 약한 야간에도 주간에 충전한 전기를 사용하여 마이크로 컨트롤러에 의해 자동으로 제어 점멸되는 표지판 내면의 발광소자(LED)로 형성된 LED셀이 외부로 노출된 얇은 투명 필름위에 형광물질을 입힌 전계발광시트가 점착된 표지판을 후면광(BACK LIGHT)으로 밝혀 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여 주므로서 야간에도 표지의 내용식별이 용이한 태양전지와 발광다이오드셀을 이용한 도로 표지판에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명은 표면에 다양한 모양의 문자나 도형으로 된 도로의 안내표시나 방향표시를 레이저로 커팅 천공한 절개홈(62a)이 형성된 소정 크기의 고정판(62)과 LED셀로 구성된 엘이디 셀 디스플레이부(60), 태양전지부(10), 충전(CHARGER)회로부(20), 축전지부(30), 컨트롤 회로부(50), 조도센서부(40)로 도로 표지판을 형성하여, 주간에 태양전지부(10)에서 집광한 태양 에너지로 야간에 엘이디 셀(LED CELL)(61)을 점멸발광시켜 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 내용식별을 용이하게 하는 구성이다.

Description

태양전지와 발광다이오드 셀을 이용한 도로 표지판{Combination Solar cell and LED cell used Road sign board}
본 발명은 태양전지(SPLAR CELL)와 발광다이오드셀(LED CELL)을 이용한 도로 표지판에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 태양광 전지를 전원으로 이용하여 주간은 물론 조도가 약한 야간에도 주간에 충전한 전기를 사용하여 마이크로 컨트롤러에 의해 자동으로 제어 점멸되는 표지판 내면에 위치하는 다수개의 발광소자(LED)로 이루어진 LED셀이 외부로 노출된 얇은 투명 필름위에 형광물질을 입힌 전계발광시트(EL SHEET)가 점착된 표지판을 후면광(BACK LIGHT)으로 밝혀 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여 주므로서 주간은 물론 야간에도 표지의 내용식별이 용이한 태양전지와 발광다이오드셀을 이용한 도로 표지판에 관한 것이다.
도로 표지판은 이정표로서 운전자에게는 차량의 안전 운행, 보행자에게는 정확한 도로 정보를 제공하기 위하여 도로의 기점, 종점, 경과지 등에 대한 정보를 용도에 따라 다양한 형태의 문자나 기호, 도형 등을 사용하여 진행방향 및 안내표시를 한 것으로서, 종래의 일반적인 도로 표지판은 야광 형광물질을 도색한 표지판으로서 외부로 부터 빛을 받아 반사하는 역광으로 도로상황을 인식시키는 것이나 주간에는 그 기능이 충분히 발휘되나 야간에는 자동차 전조등이나 가로등 조명과 같은 외부 조명 없이는 식별이 어려울 뿐 아니라 그 인식시간이 짧고 시간이 경과함에 따라 도포된 물질이 닳아 없어져서 그 기능을 다하지 못하였고 또한 일반적인 발광다이오드를 이용한 도로표지판은 발광다이오드로부터 발산되는 빛으로 인한 직접광의 촛점에 의한 잔상으로 시인성이 저하되고 태양광 에너지로 충전되는 용량부족으로 인하여 발광기능이 약해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 태양광 전지를 에너지원으로 이용하여 주간에 태양열을 집열하여 충전하고 조도가 약한 야간에는 주간에 충전한 전기를 사용하여 마이크로 컨트롤러에 의해 자동으로 점멸제어되는 표지판 내면의 발광소자(LED)가 발광하여 표지판 외부의 얇은 투명 필름위에 형광물질을 입힌 전계발광시트가 점착된 표지판을 후면광(BACK LIGHT)으로 밝혀 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여 주므로서 전류소모가 적으면서 야간에도 표지의 내용식별이 용이한 태양전지와 발광다이오드를 이용한 도로 표지판을 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 분리 사시도
도 2는 본 발명의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도
도 3은 본 발명의 작동 흐름을 도시한 흐름도
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10:태양전지부 20:충전회로부
30:축전지부 40:조도센서부
50:컨트롤 회로부 60:엘이디 셀 디스플레이부
61:LED 셀 62:고정판
63:발광시트
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명은 표면에 다양한 모양의 문자나 도형으로 된 도로의 안내표시나 방향표시를 레이저로 커팅 천공한 절개홈(62a)이 형성된 소정 크기의 고정판(62)에 중첩된 박막의 투명 아크릴판(62b) 전면에 투명 필름위에 형광물질을 입힌 고휘도의 전계발광시트(63)를 입혀서 점착하고, 상기 고정판(62) 후면에는 회로기판(PCB)에 다수개의 발광다이오드(61a)(LED)가 고정된 엘이디 셀(61)(LED CELL)로 구성된 엘이디 셀 디스플레이부(60)와, 태양열을 집열하여 전기를 얻어내는 태양전지부(10), 태양전지부(60)로 부터 얻어지는 전기 에너지를 충전하는 충전(CHARGER)회로부(20), 전기 에너지를 저장하는 축전지부(30), 엘이디 셀(LED CELL)(61)의 점멸발광을 제어하는 컨트롤 회로부(50), 조도센서부(40)로 도로 표지판을 형성하여, 주간에 태양전지부(10)에서 집열한 태양 에너지를 충전(CHARGER)회로부(20)에서 충전하고 축전지부(30)에서 저장하여 마이크로 컨트롤러로 된 컨트롤 회로부(50)가 조도센서(CLS SENSOR)(40)의 데이터를 감지하고 컨트롤 회로부(50)의 지시에 의하여 야간에 축전지부(30)와 연결된 엘이디 셀(LED CELL)(61)의 점멸발광을 제어하여 고정판(62)의 전계발광시트(63)를 후면광(BACK LIGHT)으로 밝혀 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여서 야간에도 표지판의 내용식별을 용이하게 하는 구성이다.
미설명 부호 67은 외부 케이스를 구성하는 후면 커버, 66은 배면커버, 65는 좌측면 커버, 64는 우측면 커버이다.
태양전지부(10)는 태양열을 집열하여 전기를 생성하는 장치로서 직사광선에 의한 조도를 많이 받기 위하여 도로표지판의 하우징의 상면에 투명커버 형태로 부착한다.
충전회로부(20)는 태양전지부(10)로 부터 얻어지는 전기 에너지를 증폭하여 축전지가 적은 전기 에너지량이라도 최적의 상태로 에너지를 충전할 수 있도록 해주는 전자 충전 회로부이다.
축전지부(30)는 조도가 충분하고 전기 소비가 없는 주간에 태양전지부(10)로부터 얻어지는 전기 에너지를 저장하는 장치로서 충전회로부(20)와 연결되어 증폭된 전압 전류의 저장이 극대화된다.
조도 센서부(CLS SENSOR)(40)는 광센서로서 주간과 야간을 식별하여 작동하는 센서부로서 조도와 일사량이 충분한 경우에는 불필요한 발광을 통제하므로서 전력소모를 방지한다.
컨트롤 회로부(50)는 태양전지부(10)의 조사량과 조도 센서부(40)의 데이터를 입력받아 주간과 야간을 식별하여 부하의 사용여부를 결정하여 충전모드와 점등모드의 전환에 의한 도로 표지판의 점멸상태를 제어하는 제어부로서 시간을 24시간 컨트롤하는 타이머가 추가로 장착되어 경제적인 조명제어를 할 수 있다.
엘이디 셀 디스플레이부(60)는 다양한 모양의 문자나 도형으로 된 도로의 안내표시나 방향표시를 레이저로 커팅 천공한 절개홈(62a)이 형성되고 중첩된 투명 아크릴판(62b)의 전면에 투명 필름위에 형광물질을 입힌 고휘도의 전계발광시트(63)가 점착되어 내용을 디스플레이하는 소정 크기의 철재나 스테인레스재 고정판(62) 후면에 광원으로서 다수개의 발광다이오드(61a)(LED)가 고정된 회로기판(PCB)(61b)이 내삽되고 빛을 확산시키는 물질로서 확산제가 첨가된 에폭시로 된 엘이디 셀(61)(LED CELL)로 구성되어 축전지부(30)로 부터 전기를 공급받아 야간에 부하의 사용여부, 태양광의 조도 여부, 축전지의 포화량 등의 센서값을 읽어서 시스템을 제어하는 컨트롤 회로부(50)의 지시에 의하여 일정 시간 점멸 발광되는 것으로서, 특히 본 발명의 전계발광시트(63)는 얇고 투명한 필름에 고분자 물질(형광물질)이 도포되어 배면 전극에 가해지는 전류에 의하여 빛을 발하게 되는 종이처럼 유연성이 있는 시트로서 엘이디 셀(61)(LED CELL)의 후면광(back light)에다 발광시트의 발광하는 조명이 부가적으로 발산되므로서 빛의 시인성을 향상시켜 또렷하게 내용이 확인된다.
상기한 엘이디 셀(61)(LED CELL)은 다수개의 발광다이오드(61a)(LED)를 회로기판(PCB)(61b)에 안착시키고 에폭시 수지에 확산물질을 혼합하여 LED의 빛을 산란시켜 주므로서 여러개의 LED가 발광하여 생기는 촛점을 없애주어서 하나의 램프에서 빛이 발광하는 효과를 얻을 수 잇는 것이다.
특히 전계발광시트(63)는 가공이 용이하고 다양한 색상의 구현이 가능하며 에너지의 90% 이상을 빛으로 전환하고 열로 인한 손실은 10%에 불과하며 외부 충격에 강하고 퍼짐현상이 없으며 빛이 부드러워 눈의 피로감을 줄여서 뚜렷하게 내용판독이 되므로 가시성이 우수하다.
또한 본 발명에 있어서 전선은 도시하지 않았으나 전원과 연결되는 것이고 이러한 전기적 구성은 공지된 것으로서 구체적인 설명은 생략하며 도로표지판 전체의 외관 케이스 하우징은 외부로부터 기밀을 유지하여 습기로 부터 보호하며 형상은 사각형에 국한되지 않는다.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 작동을 설명한다.
태양광의 조사량이 조도센서(40)에 입력되면 주간 야간을 식별하게 되고 센서값을 읽어 들인 컨트롤 회로부(50)의 지시에 의하여 주간이면 충전모드로 전환하여 태양전지부(10)에서 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 생성하여 충전회로(20)에서 충전한 다음 축전지부(30)에서 전기 에너지를 저장하게 되며, 또한 야간에는 컨트롤 회로부(50)가 LED점등모드로 전환하여 축전지부(30)에서 저장된 전기를 엘이디 셀(61)에 공급하게 되고 엘이디 셀(61)의 LED(61a)가 점멸 발광하면서 고정판(62)의 전계발광시트(63)를 후면광(BACK LIGHT)으로 밝히게 되는데 이때 확산첨가물질이 혼합된 에폭시 수지에 의하여 하나의 램프에서 빛이 발광하는 효과를 얻으므로서 촛점이 발생되지 않고 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여서 야간에도 표지판의 내용식별을 용이하게 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 본 발명은 태양전지를 이용하여 자체적인 전기에너지를 생성하므로서 외부전원이 필요 없고 마이크로 컨트롤러에 의한 자동 제어로 주야간 구별하여 점멸 및 충전모드로 운영하므로서 불필요한 전력소모가 없으며 LED셀의 발광과 고휘도 발광시트의 조명이 부가되고 여러개의 LED의 빛을 산란시켜 하나의 램프에서 발광하는 효과로 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여서 야간에도 먼 거리에서도 표지판의 내용식별이 용이함은 물론 소형화 경량화가 가능하며 작은 전원으로도 밝은 빛을 낸다.

Claims (1)

  1. 운전자에게는 차량의 안전 운행, 보행자에게는 정확한 도로 정보를 제공하기 위한 도로 표지판에 있어서, 표면에 다양한 모양의 문자나 도형으로 된 도로의 안내표시나 방향표시를 레이저로 커팅 천공한 절개홈(62a)이 형성되고 투명 아크릴판(62b)이 중첩된 소정 크기의 고정판(62) 전면에 투명 필름위에 형광물질을 입힌 고휘도의 전계발광시트(63)를 점착하고, 상기 고정판(62) 후면에는 회로기판(PCB)(61b)에 다수개의 발광다이오드(61a)(LED)가 고정되고 빛 확산 물질이 첨가된 에폭시 수지재의 엘이디 셀(61)(LED CELL)로 구성된 엘이디 셀 디스플레이부(60)와, 태양열을 집열하여 전기를 얻어내는 태양전지부(10), 태양전지부(60)로 부터 얻어지는 전기 에너지를 충전하는 충전(CHARGER)회로부(20), 전기 에너지를 저장하는 축전지부(30), 엘이디 셀(LED CELL)(61)의 점멸발광을 제어하는 컨트롤 회로부(50), 조도센서부(40)로 구성되어 표지판에 천공된 안내표시나 방향표시의 시인성을 높여서 야간에도 표지판의 내용식별을 용이하게함을 특징으로 하는 태양전지와 발광다이오드셀을 이용한 도로 표지판
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