KR19990032097A - LED traffic lights - Google Patents

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유정호
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유정호
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 LED 교통 신호등에 관한 것으로, 일정한 파장을 가진 수십 또는 수백 개의 LED 칩(Chip)을 수 내지 수십 cm2의 크기를 가진 PCB 기판에 집적하고 투명 수지로 봉입한 후 전기적 연결과 기계적 지지를 하는 지지봉을 LED 칩이 집적된 면에 세워서 반사경에 부착한다. LED 칩의 발광부가 반사경을 향하게 배치하여 투명창을 통해 밖으로 나오는 빛의 광도 분포를 일정하게 하는 LED 신호등 장치이다.The present invention is an electrical connection and mechanical support after that, integrated in the tens or hundreds of LED chip, a PCB substrate having a size of several tens cm 2 number to the (Chip) having a predetermined wavelength of the LED traffic light, and filled with a transparent resin The support rod is mounted on the surface where the LED chip is integrated and attached to the reflector. It is an LED signal lamp device that arranges the light emitting part of the LED chip toward the reflector so as to maintain a uniform distribution of light emitted through the transparent window.

Description

엘이디 교통 신호등LED traffic lights

본 발명은 교통 신호등에 관한 것으로, 특히 LED(Light Emission Display)를 이용한 LED 교통 신호등이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to traffic lights, and in particular, to LED traffic lights using a light emission display (LED).

종래의 교통 신호등은 신호등 광원인 백색 전구의 빛을 반사경에 모으고 신호등의 표준 색인 적색, 황색, 청록색을 나타내기 위해 칼라 필터를 사용한다. 그러나, 이러한 종래의 백열 전구 신호등은 효율이 낮은 백열 전구를 사용하므로 전력 소모가 크고, 전구의 수명이 짧아서 최소한 6개월에 1회는 교체해야 하므로 전구 교체에 따른 유지, 보수비용이 비싸다. 또한, 전구는 급격히 동작이 중단되는 특성을 가지고 있기 때문에 계획된 유지 보수가 불가능함은 물론 교통 안전 사고의 우려와 교통 흐름 방해로 인한 사회적 손실이 크고, 외광이 강한 여름철 태양 아래에서 칼라 필터를 통해 들어온 빛이 반사경에 반사되어 신호기 외부로 방사됨으로써 신호등 오인 가능성을 유발하므로 사고의 원인이 될 수 있다.Conventional traffic lights use color filters to collect the light of a white light bulb, which is a traffic light source, in a reflector and to show the standard index red, yellow, and cyan of the traffic light. However, such a conventional incandescent light bulb signal lamp uses a low-efficiency incandescent light bulb, so the power consumption is high, the life of the light bulb is short, at least once every six months to replace the maintenance and repair costs associated with replacing the light bulb. In addition, since the bulb has a characteristic of suddenly shutting down, planned maintenance is not possible, and there is a high social loss due to the concern of traffic safety accidents and the disturbance of traffic flow, and the light enters through the color filter under the strong summer sun. The light is reflected by the reflector and radiated outside the signal, which may cause the traffic light to be mistaken, which may cause an accident.

최근에는 반도체 LED 램프를 사용한 LED 신호등에 대한 연구와 실험이 꾸준히 이루어지고 있다.Recently, researches and experiments on LED signal lamps using semiconductor LED lamps have been conducted steadily.

도 1은 종래 기술에 따른 LED 신호등의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a LED traffic light according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 광원으로 약 500 개의 LED 램프(1)를 500 ~ 600 cm2의 PCB 기판(3) 상에 조립하고 외부의 영향을 줄이기 위해 투명창(2)을 사용한다. 이러한 LED 교통 신호등은 효율이 우수하므로 전력 소모 측면에서 기존의 백열 전구에 비해 20 ~ 30% 정도에 불과하고, 백열 전구에 비해 수명이 10년 정도 길기 때문에 램프 교체로 인한 유지 보수비용을 획기적으로 개선 할 수 있다. 또한, 교통 신호등 1개에 신뢰성이 높은 수 백개의 LED 램프가 병렬로 구성되어 있기 때문에 기존의 불안정한 신호등이 가져오는 급격한 동작 중단에 의한 교통 안전사고와 교통 흐름 방해로 인한 사회적 손실을 획기적이고도 안정적으로 개선할 수 있으며, LED 신호등의 경우 칼라 필터와 반사경을 사용하지 않기 때문에 여름철 강한 태양 아래에서 발생하는 신호등 오인에 따른 사고나 정체 현상을 미연에 방지하는 효과도 가지고 있다.As shown in FIG. 1, about 500 LED lamps 1 as a light source are assembled on a PCB board 3 of 500 to 600 cm 2 and a transparent window 2 is used to reduce external influences. These LED traffic lights have high efficiency, which is only about 20 to 30% compared to conventional incandescent bulbs in terms of power consumption, and their lifespan is about 10 years longer than incandescent bulbs. can do. In addition, hundreds of highly reliable LED lamps are configured in parallel in one traffic light, which is innovative and stable for traffic safety accidents caused by sudden operation interruption caused by existing unstable traffic lights and social loss caused by traffic flow disruption. In the case of LED traffic lights, color filters and reflectors are not used, which prevents accidents or congestion caused by the misunderstanding of traffic lights occurring under strong sun in summer.

그러나, 상기한 종래의 LED 신호등을 구현하는 방법은 수 백개의 LED 램프를 직경이 30cm나 되는 PCB 기판에 조립해야 하므로 가격이 비싸고 LED 신호등 자체의 무게가 무거워져 실제 설치하는데 제한 요인이 되고 있다.However, the conventional method of implementing the LED signal light is expensive because the hundreds of LED lamps must be assembled on a PCB substrate having a diameter of 30cm, and the weight of the LED signal light itself becomes a limiting factor in the actual installation.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 수 내지 수십 ㎠의 크기의 PCB 기판에 수십 내지 수백 개의 LED 칩을 집적하므로써 가격이 저렴하고 교체가 용이하며 무게가 가볍고 크기가 작은 LED 교통 신호등을 제공함에 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to integrate a dozens to hundreds of LED chips on a PCB substrate of several to several tens of cm2 inexpensive, easy to replace, light weight and small size LED traffic In providing a traffic light.

도 1은 종래 기술에 따른 LED 램프형 신호등의 단면도.1 is a cross-sectional view of a LED lamp signal light according to the prior art.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 신호등의 단면도.2 is a cross-sectional view of the LED traffic light according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 LED 램프 제조 방법.Figure 3 is a LED lamp manufacturing method according to the present invention.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 신호등의 단면도.4 is a sectional view of an LED traffic light according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 LED 신호등의 단면도.5 is a cross-sectional view of the LED traffic light according to the third embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : LED 램프(Lamp) 2, 13, 33, 43 : 투명창1: LED lamp 2, 13, 33, 43: transparent window

3, 11, 22, 30, 30' 41 : PCB 기판 10, 20, 31, 31', 40 : LED 칩3, 11, 22, 30, 30 '41: PCB board 10, 20, 31, 31', 40: LED chip

12, 25, 32, 42 : 지지봉 14, 34, 44 : 반사경12, 25, 32, 42: support rod 14, 34, 44: reflector

15, 35, 45 : 빛 21 : 금속배선15, 35, 45: light 21: metal wiring

23 : 와이어(Wire) 24 : 투명수지23: Wire 24: Transparent resin

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LED 교통 신호등은 LED 칩을 PCB 기판상에 집적하는 단계; PCB 기판을 투명수지로 봉입한 다음 PCB의 중앙 부근에 연결용 지지봉을 사용하여 반사경의 중앙 부위에 고정하는 단계; 및 외부의 환경 변화로부터 PCB 기판을 보호하기 위해 투명창으로 이루어짐을 특징으로 한다.LED traffic light of the present invention for achieving the above object comprises the steps of integrating the LED chip on the PCB substrate; Encapsulating the PCB substrate with a transparent resin and then fixing the PCB substrate to a central portion of the reflector using a connecting rod near the center of the PCB; And a transparent window to protect the PCB substrate from external environmental changes.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 신호등의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the LED traffic light according to the first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, LED 칩(10)이 집적된 PCB 기판(11)의 중앙 부근에 연결용 지지봉(12)을 형성하여 반사경(14)의 중앙 부근에 고정하고 외부의 환경으로부터 PCB 기판(11)을 보호하기 위하여 투명창(13)을 설치한다.As shown in FIG. 2, the support rod 12 for connection is formed near the center of the PCB substrate 11 in which the LED chip 10 is integrated and fixed near the center of the reflector 14. (11) Install a transparent window (13) to protect.

PCB 기판(11)에 집적된 LED 칩(10)으로 부터 방출된 빛(15)은 반사경(14)을 향하고, 반사경(14)에서 반사된 빛(15)은 투명창(13)을 통해서 외부로 나오게 된다. 이 때 반사경(14)의 곡률 및 반사경(14)과 PCB 기판(11) 사이의 거리에 따라서 방출되는 빛(15)의 방사각이 결정된다. 본 발명의 LED 신호등은 면발광 효과를 가지기 때문에 투명창(13)을 통해 방출되는 빛(15)은 신호등 전면에서 일정한 광도 분포를 가진다.The light 15 emitted from the LED chip 10 integrated in the PCB substrate 11 is directed toward the reflector 14, and the light 15 reflected from the reflector 14 is directed to the outside through the transparent window 13. Come out. At this time, the radiation angle of the emitted light 15 is determined according to the curvature of the reflector 14 and the distance between the reflector 14 and the PCB substrate 11. Since the LED traffic light of the present invention has a surface light emitting effect, the light 15 emitted through the transparent window 13 has a constant luminance distribution in front of the traffic light.

도 3은 본 발명에 따른 LED 램프 제조방법이다.3 is an LED lamp manufacturing method according to the present invention.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 수십 또는 수백 개의 LED 칩(20)을 일정한 금속배선(21)이 형성된 수 내지 수십 cm2의 크기의 원형 및 사각형 또는 일정한 모양의 PCB 기판(22)에 수백 um의 간격으로 다이 본딩(Die Bonding)을 하고 전기적 연결을 위해서 와이어 본딩(Wire Bonding)(23)을 행한다.First, as shown in FIG. 3, several tens or hundreds of LED chips 20 are placed on a circular and square or constant shape PCB substrate 22 having a size of several to several tens of cm 2 having a constant metal wiring 21 formed thereon. Die bonding at intervals of um and wire bonding 23 are performed for electrical connection.

이어서, LED 칩(20)이 집적된 PCB 기판(22)을 투명수지(24)로 봉입하고 외부로의 전기적 연결과 기계적 지지를 위해 지지봉(25)을 형성한다. 이 지지봉(25)은 반사경(14)에 설치된 전기적 연결부에 연결하는데 이용된다. PCB 기판(22)의 후면 즉, LED 칩(20)이 집적된 뒷면에는 저항이나 기타 회로를 집적할 수 있고 필요에 따라서 냉각핀을 장착할 수 있다.Subsequently, the PCB substrate 22 in which the LED chip 20 is integrated is encapsulated with the transparent resin 24, and the supporting rod 25 is formed for electrical connection and mechanical support to the outside. This support rod 25 is used to connect to the electrical connection provided in the reflector 14. On the back side of the PCB substrate 22, that is, the back side on which the LED chip 20 is integrated, resistors or other circuits may be integrated, and cooling fins may be mounted as necessary.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 신호등의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the LED traffic light according to the second embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 LED 칩(30)이 집적된 제1 PCB 기판(31)과 제2 LED 칩(30')이 집적된 제2 PCB 기판(31') 두 장을 좌우 대칭으로 결합시켜 중앙부분에 전기적 연결과 기계적 지지를 하는 지지봉(32)에 연결시켜 반사경(34)에 부착시키고 외부의 환경으로부터 PCB 기판(31)(31')을 보호하는 투명창(33)을 설치한다. 제1 PCB 기판(31)에 집적된 제1 LED 칩(30)으로 부터 방출된 빛(35)은 투명창(33)을 향하고, 제2 PCB 기판(31')에 집적된 제2 LED 칩(30')으로 부터 방출된 빛(35)은 반사경(34)에서 반사되어 투명창(33)을 통해서 외부로 나오게 된다.As shown in FIG. 4, two sheets of the first PCB substrate 31 on which the first LED chip 30 is integrated and the second PCB substrate 31 'on which the second LED chip 30' is integrated are symmetrically disposed. To the support rod 32, which is electrically connected and mechanically supported at the central portion, to be attached to the reflector 34, and to install the transparent window 33 to protect the PCB boards 31 and 31 'from the external environment. do. The light 35 emitted from the first LED chip 30 integrated on the first PCB substrate 31 is directed toward the transparent window 33 and the second LED chip integrated on the second PCB substrate 31 ′ ( Light 35 emitted from 30 'is reflected by the reflector 34 and exits through the transparent window 33.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 LED 신호등의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the LED traffic light according to the third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, LED 칩(40)이 집적된 PCB 기판(41)에서 LED 칩(40)이 투명창(43)을 향하도록 중앙부분에 전기적 연결과 기계적 지지를 하는 지지봉(12)으로 연결시켜 반사경(34)에 부착시키고 외부의 환경으로부터 PCB 기판(41)을 보호하는 투명창(43)을 설치한다. PCB 기판(41)에 집적된 LED 칩(40)으로 부터 방출된 빛(45)은 투명창(43)을 통해서 직접 외부로 나오게 된다.As shown in FIG. 5, in the PCB substrate 41 in which the LED chip 40 is integrated, a supporting rod 12 having electrical connection and mechanical support at the center portion thereof so that the LED chip 40 faces the transparent window 43. Attached to the reflector 34 to install a transparent window 43 to protect the PCB substrate 41 from the outside environment. Light 45 emitted from the LED chip 40 integrated on the PCB substrate 41 is directly emitted to the outside through the transparent window 43.

본 발명의 LED 신호등은 수 내지 수십 ㎠의 크기의 PCB 기판에 LED 칩을 집적하기 때문에 무게가 가볍고 크기가 작아 가격을 줄일 수 있고 교체가 용이하며, 전구와 비슷한 형태의 모양을 갖고 있기 때문에 기존의 백열 전구를 대체하기가 간편한 이점이 있다.Since the LED traffic light of the present invention integrates the LED chip on the PCB substrate of several to several tens of cm 2, the weight is light and small, so that the price can be reduced, the replacement is easy, and the light bulb has a shape similar to that of the light bulb. The advantage is that it is easy to replace incandescent bulbs.

또한, LED 칩의 발광부가 반사경을 향하도록 배치하여 반사된 빛이 투명창을 통해 밖으로 나오게 함으로써 광도 분포를 일정하게 하는 이점이 있다.In addition, the light emitting part of the LED chip is disposed to face the reflecting mirror, so that the reflected light comes out through the transparent window, thereby providing a uniform brightness distribution.

Claims (12)

LED 신호등에 있어서,In LED traffic light, LED 칩이 집적된 PCB 기판;PCB board integrated LED chip; 상기 PCB 기판에 투명수지로 봉입한 후 중앙부분에 전기적 연결과 기계적 지지를 하는 지지봉;A support rod sealing the PCB substrate with a transparent resin and then having electrical connection and mechanical support at a central portion thereof; 상기 지지봉을 고정하는 반사경; 및A reflector fixing the support rod; And 상기 PCB 기판을 보호하는 투명창으로 이루어짐을 특징으로 하는 LED 신호등.LED traffic light, characterized in that made of a transparent window to protect the PCB substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 칩은 수십 내지 수백 개를 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.LED light is characterized in that the use of tens to hundreds of LED chips. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCB 기판은 원형 및 사각형 또는 일정한 모양으로 수 내지 수십 ㎠의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.The PCB substrate is circular and square or LED signal light, characterized in that having a size of several to several tens of cm 2 in a predetermined shape. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 칩의 발광부가 반사경을 향하도록 배치하여 반사된 빛이 투명창을 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.LED light, characterized in that the light emitting portion of the LED chip facing the reflector so that the reflected light toward the transparent window. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 칩의 발광부가 투명창을 향하도록 배치하여 방출된 빛이 직접 투명창을 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.LED light, characterized in that the light emitting portion of the LED chip facing the transparent window so that the emitted light directly directed to the transparent window. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCB 기판 뒷면에 LED 구동회로와 LED 보호회로 및 PCB 기판에서 열방출을 용이하도록 금속판이나 냉각핀을 장착하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.LED signal light, characterized in that for mounting the metal plate or the cooling fin to facilitate heat dissipation from the LED driving circuit and LED protection circuit and the PCB substrate on the back of the PCB substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCB 기판은 반사경에서 반사된 빛이 PCB 기판에 의해 가려지는 효과를 줄이기 위해 일정 면적에 구멍을 내는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.The PCB substrate is a LED traffic light, characterized in that for drilling a predetermined area to reduce the effect of the light reflected from the reflector is blocked by the PCB substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCB 기판은 반사경에서 반사된 빛이 PCB 기판에 의해 가려지는 효과를 제거하기 위해 투명한 유리 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.The PCB substrate is a LED traffic light, characterized in that to use a transparent glass or the like to remove the effect of the light reflected from the reflector is blocked by the PCB substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 칩이 집적된 PCB 기판을 이용하는 것을 특징으로 하는 손전등, 조명등, 차량등.Flashlight, lighting, vehicle lamp, characterized in that using the PCB substrate integrated with the LED chip. LED 신호등에 있어서,In LED traffic light, 좌우 대칭으로 부착된 제1 LED 칩이 집적된 제1 PCB 기판과 제2 LED 칩이 집적된 제2 PCB 기판;A first PCB substrate on which the first LED chip is attached symmetrically and a second PCB substrate on which the second LED chip is integrated; 상기 제1 PCB 기판 및 제2 PCB 기판을 투명수지로 봉입한 후 중앙부분에 전기적 연결과 기계적 지지를 하는 지지봉;A support rod which seals the first PCB board and the second PCB board with a transparent resin and makes electrical connections and mechanical supports at a central portion thereof; 상기 지지봉을 고정하는 반사경; 및A reflector fixing the support rod; And 상기 제1 PCB 기판 및 제2 PCB 기판을 보호하는 투명창으로 이루어짐을 특징으로 하는 LED 신호등.LED traffic light, characterized in that made of a transparent window to protect the first PCB substrate and the second PCB substrate. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 LED 칩은 투명창을 향하고 상기 제2 LED 칩은 반사경을 향하여 전면 발광 특성을 이용하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.And the first LED chip faces the transparent window and the second LED chip faces the reflector. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 PCB 기판과 상기 제2 PCB 기판 사이에 금속판을 삽입하여 열방출을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등.LED signal light, characterized in that to facilitate the heat dissipation by inserting a metal plate between the first PCB substrate and the second PCB substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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