KR101126551B1 - 엘이디 교통신호등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집접화된 엘이디 모듈을 갖추고 상부에 비구면 집광렌드를 배치하여 발광 다이오드(Light Emitted Diode: LED)모듈에서 발광되는 빛을 렌즈로 집광 투과하고, 돗트 빠짐이 발생하더라도 여유분의 집접화된 LED모듈의 구동에 의하여 시인성이 탁월하여 운전자나 보행자의 식별이 용이하므로 교통 사고 발생을 사전에 예방할 수 있고, 유지 보수의 횟수를 줄이어 유지비용을 절감할 수 있도록 하는 엘이디 교통신호등에 관한 것이다. 본 교통신호등은, 투사렌즈(14) 하부에 이격 배치되고 렌즈블럭(42) 상부에 고정 설치되는 집광렌즈(40); 및 상기 집광렌즈(40) 하부에 메탈 PCB(52) 상에 도전성본드(54)로 와이어본딩된 복수개의 LED(56)를 세트화 및 코팅되고 댐링(58)으로 조립되는 단위의 LED(56)가 접속단자패턴을 통해 외부와 전기적 신호로 발광하도록 배치된 LED 모듈(50)을 포함한다.

Description

엘이디 교통신호등{LED Traffic Signal Light}

본 발명은 자동차교통신호 및 보행신호등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집접화된 엘이디 모듈을 갖추고 상부에 비구면 집광렌드를 배치하여 발광 다이오드(Light Emitted Diode: LED) 모듈에서 발광하는 빛을 렌즈로 집광 투과하고, 돗트 빠짐이 발생하더라도 여유분의 집접화된 LED모듈의 구동에 의하여 시인성이 탁월하여 운전자나 보행자가 식별 용이하므로 교통사고 발생을 사전에 예방할 수 있고, 유지 보수의 횟수를 줄이어 유지비용을 절감할 수 있는 엘이디 교통신호등에 관한 것이다.

일반적으로 산업 발달로 도시의 인구가 점차로 증가하여 이에 따른 차량 증가로 안전한 보행 및 주행을 이루게 하는 교통신호등이 설치되어 있다.

이러한 교통 신호등은 전구의 불빛을 착색된 글로우브를 통하여 발산하도록 하므로써 적색, 황색, 녹색이 나타나도록 구성되어 있다.

종래의 교통신호등에서, 전구를 사용하는 신호등은 전구 하나당 100왓트(watt)의 전력이 소비되고, 전력 소비량이 증대되어서 비경제이고 불편한 사용을 이루게 될 뿐만 아니라, 유지 보수시 교통 혼잡이 유발되고 경우에 따라서는 교통 사고의 원인이 되기도 한다.

이와 같은 전구식 교통신호등의 문제점들을 해결하기 위하여 LED 교통신호등이 개발되어 있다.

이 같은 LED 교통신호등은 소요전력을 감소하고, 2배 이상 밝아 유지관리비용이 저렴하고 시인성을 향상 및 팬텀 현상을 방지하는 효과를 얻을 수 있으나, 통상적으로 약 400개 이상 정도의 LED가 삽입되므로 기본적인 원가 상승의 요인이 되고, 400개 이상 정도의 LED가 삽입되더라도 교통 신호등의 중앙 부분은 교통 신호등에서 요구하는 제반 특성을 만족시키지만 외측으로 갈수록 휘도 등이 약하여 교통 신호등으로서의 기능이 저하되고 있다.

또한 교통신호등이 고장이 나게 될 경우에는 교통신호등 헤드를 모두 해체하여 보수를 하여야 하므로 번거로우며, 교통 신호가 중단되는 시간이 많이 소요되고, 유지 보수에도 많은 비용이 소요되는 등의 많은 문제점이 있었다.

한편, 종래에 사용되는 LED 교통신호등의 일실시예에서는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 케이스(1)에 고정되는 하우징(2)의 상부에 LED드라이브(3)와 복수개의 LED램프(5)를 배치하는 PCB기판(4)를 배치하고 보호커버(8)와 투사렌즈(7)가 오링(6)으로 밀폐되도록 고정설치하여 구성되고 있다.

그러나 상기 교통신호등에서는 PCB기판(4)에 독립적으로 LED램프(5)가 세워져 고정되므로 교통신호등의 사용중 도 2에서와 같이 LED램프(5)의 불량으로 돗트빠짐이 발생하여 시인성 확보가 어려워 안전운전의 저해요인의 원인이 발생하는 문제가 있다.

또한 그 구조가 매우 복잡하여 조립 생산성이 저하되며, 제작 비용이 많이 소요되는 등의 많은 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 사용수명이 짧기 때문에 비경제적이고 비효율적인 사용을 이루게 되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서,

LED 신호등에서 일정 돗트가 빠지더라도 여유분의 집접화된 LED모듈과 렌즈의 접목으로 육안으로 보이지 않도록 하여 시인성 확보를 이룸으로써 운전자의 식별이 용이하므로 교통사고 발생을 적게 하는 엘이디(LED) 교통신호등을 제공하는데 그 목적이 있다

본 발명의 다른 목적은 LED 교통신호등 구성 부품을 단순화하여 제작 비용을 최소화할 수 있고, 조립 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 유지 보수의 횟수를 현격하게 줄 일수 있어서 유지비용을 절감하는 엘이디(LED) 교통신호등을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적은, 보호커버와 결합하는 투사렌즈의 하부 측에 오링으로 기밀유지되고, 다수개의 LED가 일정간격으로 배열되고, 외부전원과 연결되어 광이 발생하는 LED배열기판의 하단에 데이터값에 의해 LED의 점등을 제어하는 LED드라이브와, 이들 구성부품을 수용하거나 설치하는 하우징과 본체로 구성되는 교통 신호등에 있어서,
상기 투사렌즈 하부에 이격 배치되고 렌즈블럭 상부에 고정 설치되는 집광렌즈; 및 상기 집광렌즈 하부에 메탈 PCB 상에 도전성본드로 와이어본딩된 복수개의 LED를 세트화 및 코팅되고 댐링)으로 조립되는 단위의 LED가 접속단자패턴을 통해 외부와 전기적 신호로 발광하도록 배치된 LED 모듈을 포함하는 LED 교통신호등에 의해 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 LED 교통신호등에 적용되는 LED모듈에 의해 돗트 빠짐이 발생이 하더라도 여유분의 집접화된 LED모듈이 구동하고 렌즈의 작용으로 돗트 빠짐을 암시적으로 감출 수 있어 LED발광량을 일정하게 유지시켜주어 시인성 확보를 이루게 함으로써 운전자의 용이한 식별력으로 교통사고 발생을 억제하는 효과가 있다.

또한, LED 교통신호등 구성 부품을 단순화게 제작하므로 제작 비용을 최소화할 수 있고, 조립 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 유지 보수의 횟수가 현격하게 줄 일수 있어서 유지비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 LED 교통신호등의 분해사시도이고,
도 2는 종래의 LED 교통신호등의 LED램프 불량발생시 예시도이고,
도 3은 종래의 LED램프 불량발생시 렌즈투사상태의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 교통신호등의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 교통신호등의 종단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 종단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 집광렌드의 투사 단면도이고,
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED모듈의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED모듈의 종단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 교통신호등을 분해사시도로 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 교통신호등을 종단면도로 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈을 사시도로 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈을 종단면도로 나타내고, 도 8은 본 발명에 따른 집광렌드의 투사상태를 단면도로 나타내고 있다.

도 4 내지 도 8에서와 같이 본 발명은 보호커버(12)와 결합하는 투사렌즈(14)가 조립되어 하부 측에 오링(16)이 기밀유지 가능하도록 배치되고, 다수개의 LED가 일정간격으로 배열되고, 외부전원과 연결되어 광원이 발생하는 LED모듈(50)의 하단에 데이터값에 의해 LED의 점등을 제어하는 LED드라이브(10)와, 이들 구성부품을 수용하거나 설치하는 하우징(20)과 본체(30)로 구성되는 교통 신호등(100)을 완성하게 된다.

상기 집광렌즈(40)는 투사렌즈(14) 하단에 배치되고 렌즈블럭(42)으로 고정되어 있으며 LED모듈(50)로부터 출력되는 빛을 외부로 전달하기 위해 사용되고 여기서 출력되는 빛은 상기 투사렌즈(14)를 통하여 외부로 전달되고 있다.

상기 LED 모듈(50)은 상기 집광렌즈(40) 하면에 배치되어 있으며, 메탈PCB(52) 상에 도전성본드(54)로 와이어본딩된 하나 이상의 LED(56)를 세트화하여 코팅되어 댐링(58)으로 내장 조립되고 있다. 그리고 상기 각각의 LED(56)가 접속단자패턴을 통해 외부와 전기적 신호로 발광하도록 구성되어 있다.

상기 LED모듈(50)은 복수개를 1열로 직열 배열하고 직열 배열된 것을 다시 다수개를 병열로 배치하여 돗트 빠짐을 암시적으로 감추어 발광량을 일정하게 유지시켜주게 된다.

그리고 상기 LED모듈(50)을 구성하는 단위 LED(56)는 적색, 녹색, 청색 발광다이오드 중 어느 하나이거나 하나 이상을 복수 배열하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 집광렌즈(40)는 비구면 원형, 육각형, 또는 사각형의 형상을 가지며, 일면이 둥근 형상을 갖도록 하여 다양한 형태의 제작이 가능하고 외부로 볼록한 형상을 유지하게 되므로 LED발광량을 확산함과 동시에 멀리서 식별이 용이하도록 하고 있다.

상기 메탈 PCB(52)는, 상기 LED모듈(50)로부터 방출되어 광원의 반사율을 높이기 위해, 최상층이 은 또는 백금 코팅층으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이를 한정하지 않고 기술적 사상이 크게 벗어나지 않으면 다른 형태로도 실시가 가능할 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED모듈을 사시도로 나타내고, 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED모듈을 종단면도로 나타내고 있다.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 완성된 LED모듈(40)을 다수개의 수장실로 구획되어 있는 댐링(58)에 각각 수용하여서 각 LED모듈(40)을 보호함과 동시에 안정된 수용으로 수용안정성을 이루게 할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 LED교통신호등(100)을 본체(30)의 측면에 부착된 유니트(70)를 통상의 신호등지주의 횡간에 조립된 양측의 암(미도시)에 조립하고 LED 교통신호등(100)을 작동하게 되면 집접화된 LED모듈(40)에서 발광하는 빛을 도 8에서와 같이 집광렌즈(40)로 집광투과하여 상면에 배치된 투과렌즈(14)를 통해 확산되므로 자동차나 보행자신호를 이루게 하여 신호체계를 이루게 된다.

그리고 상기 LED모듈(50)은 집접화 LED 배열에 있어서 직/병열로 다수 배열하여서 여유분의 열이 대치하여 발광하는 형태를 이루게 된다.

예를 들어 5열 배치에서 3개 열은 통상구동되며, 2개 열은 여유분으로 있다가 1개의 열이 문제가 있으면 여유분의 1개의 열이 대치하여 발광하는 방법으로 구동되도록 하고 있다.

따라서, LED모듈(50)에서 다수 개로 직/병렬로 배치된 것 중에서 일정의 수량을 여유분으로 남겨주고 필요 수량만 LED를 구동하고, 구동중 1개 열이 돗트 빠짐이 발생하면 여유분에 1개를 추가로 구동시킬 수 있게 되므로, 만일 LED불량으로 돗트 빠짐 현상이 발생하여도 여유분의 작동에 의해 일정한 발광량을 유지시켜 시인성 확보를 이루게 하고, 돗트 빠짐을 암시적으로 감출 수 있는 것이다.

또한 돗트 빠짐이 발생하여도 LED 모듈(50)을 정상품으로 교환하지 않고도 여유분 LED모듈(40)을 통하여 집광렌즈(40)에 정상의 발광량을 유지시키게 되어서 보수의 횟수를 줄 일수 있으므로 유지비용도 절감되는 것이다.

또한 일정 돗트가 빠지더라도 여유분의 집접화 LED모듈(50)이 구동하고 집광렌즈(40) 때문에 돗트의 빠짐의 현상과 같은 육안으로 보이지 않게 되므로 정상적인 신호체계를 유지하여 안전한 보행과 안정된 운자자 신호를 확보할 수 있을 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10; LED드라이브 12; 보호커버
14; 투사렌즈 16; 오링
20; 하우징 30; 본체
40; 집광렌즈 42; 렌즈블럭
50; LED모듈 52; 메탈PCB
54; 도전성본드 56; LED
58; 댐링 100; 교통신호등

Claims (5)

1. 보호커버(12)와 결합하는 투사렌즈(14)의 하부 측에 오링(16)으로 기밀유지되고, 다수개의 LED가 일정간격으로 배열되고, 외부전원과 연결되어 광이 발생하는 LED배열기판의 하단에 데이터값에 의해 LED의 점등을 제어하는 LED드라이브(10)와, 이들 구성부품을 수용하거나 설치하는 하우징(20)과 본체(30)로 구성되는 교통 신호등(100)에 있어서,
   상기 투사렌즈(14) 하부에 이격 배치되고 렌즈블럭(42) 상부에 고정 설치되는 집광렌즈(40); 및
   상기 집광렌즈(40) 하부에 메탈 PCB(52) 상에 도전성본드(54)로 와이어본딩된 복수개의 LED(56)를 세트화 및 코팅되고 댐링(58)으로 조립되는 단위의 LED(56)가 접속단자패턴을 통해 외부와 전기적 신호로 발광하도록 배치된 LED 모듈(50)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 LED 교통신호등.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 LED모듈(50)은 복수개를 1열로 직열 배열하고 직열 배열된 것을 다시 복수개를 병열로 배치한 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 LED 교통신호등.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 집광렌즈(40)는 비구면 형상을 갖는 원형이며, 일면이 둥근형상을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.
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