KR20020011516A - Light emitting diode signal lamp - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An LED traffic sign lamp is provided to improve economical efficiency and minimize energy consumption by reducing the number of LED to be used and increasing optical efficiency. CONSTITUTION: A plurality of LEDs(12) are arranged with constant gaps on a front surface of a LED array board(10), which is connected to an external power supply to apply power to the LEDs and emit light. A plurality of cell lenses(32) coupled to the LED array board with a predetermined space to be respectively correspond to the plurality of LEDs are formed integral with a cell lens array(30). A protection cover lens(20) is positioned in front of the cell lens array to outwardly radiate LED beams passing through the respective cell lenses.

Description

ＬＥＤ 교통신호등{LIGHT EMITTING DIODE SIGNAL LAMP}LED traffic light {LIGHT EMITTING DIODE SIGNAL LAMP}

본 발명은 LED 교통신호등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 LED가 배열된 LED 배열기판과 보호용커버렌즈 사이에 셀렌즈어레이(Cell lens array) 또는 셀렌즈어레이(Cell lens array)와 렌티큘러렌즈(Lenticular lens)를 차례로 결합하여 LED의 광효율을 증대시킨 LED 교통신호등에 관한 것이다.The present invention relates to a LED traffic signal lamp, and more particularly, a cell lens array or a cell lens array and a lenticular lens between an LED array substrate and a protective cover lens in which a plurality of LEDs are arranged. The present invention relates to a LED traffic light that combines lenticular lenses in order to increase the light efficiency of the LED.

일반적으로 종래의 교통신호등에 있어서는 외부로부터 소정의 전압을 인가 받은 필라멘트가 빛을 발생시켜 그 빛을 외부로 방사하여 신호를 표시하는 전구를 이용한 방식이 이용되었으나, 상기와 같이 전구를 이용하여 구성된 교통신호등은 전력소모가 70W∼118W 정도로 매우 높은 편이고, 또한 전구의 평균사용시간이 약 3800시간 정도로 한정되어 있으므로, 전력의 소모가 크고 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.In general, in the conventional traffic signal lamp, a method in which a filament applied with a predetermined voltage from the outside generates light and emits the light to the outside to display a signal is used. The traffic light has a very high power consumption of about 70W to 118W, and the average usage time of the light bulb is limited to about 3800 hours, which causes a problem of high power consumption and low economic efficiency.

따라서, 현재에는 상기와 같은 전구를 이용하여 구성한 교통신호등의 단점을 보완하기 위하여 LED를 이용한 교통신호등이 개발되어 사용되고 있는 추세이다.Therefore, in order to make up for the shortcomings of traffic lights constructed using the light bulbs as described above, traffic lights using LEDs have been developed and used.

도 1은 종래의 LED를 이용한 교통신호등을 나타내는 측단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 LED 교통신호등은 LED 배열기판(10)의 전면에 다수개의 LED(12)를 소정 간격(d1)으로 배열한 상태에서 상기 LED 배열기판(10) 상에 소정의 전압을 인가하면 LED(12)가 구동되면서 발생된 광을 보호용커버렌즈(20)를 통하여 외부로 방사하도록 구성된다.1 is a side cross-sectional view showing a traffic light using a conventional LED, as shown in the LED traffic light is arranged on the front of the LED array substrate 10 a plurality of LEDs 12 at a predetermined interval (d 1 ). When a predetermined voltage is applied to the LED array substrate 10 in one state, the LED 12 is driven to emit light generated through the protective cover lens 20 to the outside.

그러나, 상기와 같이 구성된 LED 교통신호등에 있어서는 교통신호등에 필요한 소정의 광도를 얻기 위해서 많은 수량의 LED를 상기 LED 배열기판의 전면에 배열하여 구동시켜야만 하므로 교통신호등의 제작비용이 증대되는 문제점이 있었으며, 또한 상기 다수개의 LED를 구동시키기 위한 사용 전력이 증대되므로 경제성이 떨어지는 문제점이 발생하였다.However, in the LED traffic lights configured as described above, in order to obtain a predetermined brightness required for the traffic lights, a large number of LEDs must be arranged and driven in front of the LED array substrate, thereby increasing the manufacturing cost of the traffic lights. In addition, since the power used to drive the plurality of LEDs is increased, there is a problem of low economic efficiency.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 교통신호등에 있어서는 불필요한 공간(A)으로 LED 광이 방사되므로, 신호등의 조도가 떨어짐과 더불어 불필요한 전력이 낭비되는 문제점이 발생하였다.As shown in FIG. 2, since the LED light is radiated into the unnecessary space A in the conventional traffic signal lamp, the illuminance of the signal lamp falls and unnecessary power is wasted.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 LED를 이용한 교통신호등에 있어서 LED의 사용 수량을 감소시킴과 더불어 광효율이 증대되도록 하여 경제성을 향상시키고 에너지 소모를 극소화 한 LED 교통신호등을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to improve the conventional problems as described above, the purpose of which is to reduce the quantity of use of LED in the traffic light using the LED and to increase the light efficiency to improve the economic efficiency and energy consumption It is to provide a LED traffic signal minimized.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED를 이용하여 구성된 교통신호등에 있어서, 전면에 다수개의 LED가 일정 간격으로 배열되고, 외부의 전원공급수단과 연결되어 상기 LED에 소정의 전원을 인가하여 광이 발생하도록 하는 LED 배열기판과, 상기 LED 배열기판의 전방에 소정 간격을 갖도록 결합되어 상기 다수개의 LED와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈가 일체로 형성된 셀렌즈어레이와, 상기 셀렌즈어레이의 전방에 설치되어 상기 각각의 셀렌즈를 통과한 LED 광을 외부에 방사하는 보호용커버렌즈가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the present invention is a traffic light configured using the LED, the plurality of LEDs are arranged at regular intervals on the front, connected to an external power supply means to apply a predetermined power to the LED And a cell lens array coupled to the LED array substrate to generate light, and having a predetermined distance in front of the LED array substrate, in which a plurality of LEDs and a plurality of cell lenses corresponding one-to-one each are integrally formed; It is installed in front of the array is characterized in that it comprises a protective cover lens for emitting the LED light passing through each cell lens to the outside.

바람직하게, 상기 셀렌즈어레이를 이루는 셀렌즈는 그 전후면의 형상이 구면이나 비구면, 토릭면, 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 다수개의 LED와 각각 대응하는 셀렌즈는 그 광축이 투사된 광이 하방으로 방사되도록 상기 LED 광축의 저부에 위치되게 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the cell lens constituting the cell lens array is characterized in that the front and rear surfaces of the cell lens array is made of a spherical surface, an aspherical surface, a toric surface, or a combination thereof. And is positioned at the bottom of the LED optical axis so that the projected light is radiated downward.

또한, 상기 LED 배열기판은 LED가 배열되는 전면부가 흑색으로 코팅In addition, the LED array substrate is coated in black on the front portion where the LED is arranged

(Coating) 또는 도색 처리되어 외부광을 흡수할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.(Coating) or the coating is characterized in that it is made to absorb external light.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따라 LED를 이용하여 구성된 교통신호등에 있어서, 전면에 다수개의 LED가 일정 간격으로 배열되고, 외부의 전원공급수단과 연결되어 상기 LED에 소정의 전원을 인가하여 광이 발생하도록 하는 LED 배열기판과, 상기 LED 배열기판의 전방에 소정 간격을 갖도록 결합되고, 상기 다수개의 LED와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈가 일체로 형성된 셀렌즈어레이와, 상기 셀렌즈어레이의 전방에 설치되며, 상기 각각의 셀렌즈를 통과한 LED 광을 수렴하여 소망하는 수직 및 수평방향으로 확산시킬 수 있도록 하는 렌티큘러렌즈와, 상기 렌티큘러렌즈의 전방에 설치되어 상기 렌티큘러렌즈를 통과하여 확산된 LED 광을 외부로 방사하는 보호용커버렌즈가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in a traffic light constructed using LEDs according to another embodiment of the present invention, a plurality of LEDs are arranged at regular intervals on a front surface thereof, and are connected to an external power supply unit to apply predetermined power to the LEDs to provide light A cell lens array coupled to the LED array substrate and a front side of the LED array substrate at predetermined intervals, the cell lens array having a plurality of LEDs and a plurality of cell lenses corresponding to each other in one-to-one correspondence; A lenticular lens installed in front of the lenticular lens and configured to converge LED light passing through each cell lens to diffuse in a desired vertical and horizontal direction, and to pass through the lenticular lens and diffuse through the lenticular lens. A protective cover lens for emitting the LED light to the outside is characterized in that it is made.

바람직하게, 상기 렌티큘러렌즈의 전면부에는 소경렌즈가 형성되어 후면의 대경렌즈를 통하여 수평으로 입사된 광이 수평방향으로 확산되도록 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 렌티큘러렌즈는 상기 대경렌즈를 통하여 수평 및 수직방향으로 입사된 광이 수평 및 수직방향으로 확산되도록 상기 소경렌즈가 다수개의 실린더렌즈로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, a small diameter lens is formed on the front portion of the lenticular lens so that light incident horizontally through the large diameter lens on the rear surface is diffused in the horizontal direction, and the lenticular lens is horizontal and vertical through the large diameter lens. The small-diameter lens is composed of a plurality of cylinder lenses so that light incident in the direction is diffused in the horizontal and vertical directions.

또한, 렌티큘러렌즈의 전면부는 외부광에 의한 선-팬텀(Sun-Phantom) 현상을 제거할 수 있도록 흑색으로 코팅(Coating) 또는 도색 처리된 것을 특징으로 한다.In addition, the front portion of the lenticular lens is characterized in that the coating (Coating) or the coating in black so as to remove the Sun-Phantom phenomenon caused by external light.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, LED 배열기판에 전압을 인가하여 상기 기판 상에 배열된 LED가 구동되면서 발생된 광이 셀렌즈어레이 또는 셀렌즈어레이와 렌티큘러렌즈를 통과하면서 증폭된 후, 원하는 소정 위치에 보호용커버렌즈를 통하여 방사하게 된다.According to the present invention made as described above, by applying a voltage to the LED array substrate, the light generated while driving the LED arranged on the substrate is amplified while passing through the cell lens array or cell lens array and lenticular lens, It radiates through a protective cover lens at a predetermined position.

도 1은 종래의 LED를 이용한 교통신호등을 나타내는 측단면도,1 is a side cross-sectional view showing a traffic light using a conventional LED,

도 2는 종래 교통신호등의 작용을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining the operation of the conventional traffic lights,

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 교통신호등을 나타내는 측단면도,Figure 3a is a side cross-sectional view showing an LED traffic light in accordance with an embodiment of the present invention,

도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 교통신호등의 분리사시도,Figure 3b is an exploded perspective view of the LED traffic light in accordance with an embodiment of the present invention,

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 셀렌즈어레이의 일예를 나타내는 정면도,4A is a front view showing an example of a cell lens array according to an embodiment of the present invention;

도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 셀렌즈어레이의 다른예를 나타내는 정면도,4B is a front view showing another example of a cell lens array according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 셀렌즈어레이의 작용을 나타내는 도면,5 is a view showing the action of the cell lens array according to an embodiment of the present invention,

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 셀렌즈의 구조를 설명하기 위한 측면도 및 정면도,6A is a side view and a front view for explaining the structure of a cell lens according to an embodiment of the present invention;

도 6b는 도 6a의 작용을 설명하기 위한 도면,6B is a view for explaining the operation of FIG. 6A;

도 7은 도 6에 따른 셀렌즈어레이가 교통신호등에 적용된 상태를 나타내는 도면,7 is a view illustrating a state in which the cell lens array according to FIG. 6 is applied to a traffic light;

도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 교통신호등을 나타내는 측단면도,8A is a side sectional view showing an LED traffic light in accordance with another embodiment of the present invention;

도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 교통신호등의 분리사시도,8b is an exploded perspective view of an LED traffic light according to another embodiment of the present invention;

도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌티큘러렌즈의 일예를 나타내는 사시도,9A is a perspective view illustrating an example of a lenticular lens according to another embodiment of the present invention;

도 9b는 도 9a의 A-A′선 단면의 작용을 나타내는 도면,FIG. 9B is a view showing the action of a cross section taken along the line A-A 'of FIG. 9A;

도 10a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌티큘러렌즈의 다른예를 나타내는 사시도,10A is a perspective view illustrating another example of a lenticular lens according to another embodiment of the present invention;

도 10b는 도 10a의 A-A′선 단면의 작용을 나타내는 도면,10B is a view showing the action of the cross section along the line A-A 'of FIG. 10A,

도 10c는 도 10a의 B-B′선 단면의 작용을 나타내는 도면.FIG. 10C is a view showing the action of the section taken along the line B-B 'in FIG. 10A; FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: LED 배열기판, 12: LED,10: LED array board, 12: LED,

20: 보호용커버렌즈, 30: 셀렌즈어레이(Cell lens array),20: protective cover lens, 30: cell lens array,

32: 셀렌즈(Cell lens), 40: 렌티큘러렌즈(Lenticular lens),32: cell lens, 40: lenticular lens,

42: 대경렌즈, 44: 소경렌즈,42: large-diameter lens, 44: small-diameter lens,

46: 실린더렌즈, 48: 경계부,46: cylinder lens, 48: boundary,

100: 교통신호등.100: traffic lights.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 교통신호등을 나타내는 측단면도, 도 3b는 본 발명의 일실시에 따른 LED 교통신호등의 분리사시도로서, 본 발명에 따른 LED 교통신호등은 LED 배열기판(10)의 전면부에 다수개의 LED(12)가 소정의 간격(d2)을 갖도록 배열된 상태에서 상기 LED 배열기판(10)의 전방으로는 상기 다수개의 LED(12)와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈(32)가 일체로 구성된 셀렌즈어레이(30)가 결합되고, 상기 셀렌즈어레이(30)의 전방에는 상기 각각의 셀렌즈(32)를 통하여 방출되는 LED(12) 광을 외부로 방사하는 보호용커버렌즈(20)가 형성된다.Figure 3a is a side cross-sectional view showing an LED traffic light according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is an exploded perspective view of the LED traffic light according to an embodiment of the present invention, the LED traffic light according to the present invention is an LED array substrate (10) In front of the LED array substrate 10 in a state in which a plurality of LEDs 12 are arranged to have a predetermined interval d 2 at the front of the plurality of LEDs, The cell lens array 30 is integrally composed of two cell lenses 32, the front of the cell lens array 30 is the LED 12 light emitted through the respective cell lens 32 to the outside A protective cover lens 20 for emitting is formed.

여기에서, 상기 LED 배열기판(10)은 전방의 보호용커버렌즈(20)를 통하여 입사되는 외부광(태양광)을 흡수할 수 있도록 상기 LED(12)가 배열되는 전면부가 흑색으로 코팅(Coating)되거나 흑색으로 도색 처리되며, 상기 셀렌즈어레이(30)는도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 육각형의 벌집형상 또는 사각형에 가까운형상으로 이루어진 다수개의 셀렌즈(32)가 일체로 결합되어 이루어지며, 상기 셀렌즈어레이(30)를 구성하는 셀렌즈(32)의 수량은 상기 LED 배열기판(10)의 전면부에 구성되는 LED(12)의 수량과 동일하게 구성됨이 바람직하다.Here, the LED array substrate 10 is coated with a front portion of the LED 12 is arranged in black so as to absorb the external light (sunlight) incident through the protective cover lens 20 in front of the coating (Coating) Or black-painted, and the cell lens array 30 is formed by integrally combining a plurality of cell lenses 32 having a hexagonal honeycomb shape or a shape close to a quadrangle as shown in FIGS. 4A and 4B. The number of cell lenses 32 constituting the cell lens array 30 is preferably configured to be the same as the number of LEDs 12 formed in the front portion of the LED array substrate 10.

또한, 상기 각각의 셀렌즈(32)를 구성하는데 있어서 상기 셀렌즈(32)를 통하여 방사되는 LED(12) 광은 LED(12)와 셀렌즈(32)의 초점의 위치에 따라 발산, 평행 또는 수렴되어 방사되는데, 즉 셀렌즈(32)의 초점위치 보다 LED(12)의 위치가 앞쪽에 있으면 발산, 초점위치와 동일하면 평행, 초점위치 보다 뒤쪽에 있으면 수렴하는 성질을 이용하여 다양한 교통신호등을 구성할 수 있는 것이다.In addition, in constructing each of the cell lenses 32, the light of the LED 12 emitted through the cell lens 32 is divergent, parallel or in accordance with the position of the focal point of the LED 12 and the cell lens 32. The convergence is emitted, that is, divergent if the position of the LED 12 in front of the focus position of the cell lens 32, parallel if the position of the focus, and convergence if the rear of the focus position is a variety of traffic lights It can be configured.

따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이 셀렌즈(32)를 형성하는데 있어서 구면렌즈의 광축(x)에 해당하는 상기 셀렌즈(32)의 광축(x)이 렌즈의 하측에 위치하도록 한 수직 수평방향의 곡률반경이 서로 다른 토릭면으로 형성하여, LED(12)의 광축(y)보다 하방에 위치되도록 하므로서 상기 각각의 LED(12)로부터 발산된 광이 각각의 셀렌즈(32)를 통과하면서 하방으로 방사되도록 구성할 수도 있다.Accordingly, in forming the cell lens 32 as shown in FIG. 6A, the optical axis x of the cell lens 32 corresponding to the optical axis x of the spherical lens is positioned below the lens. The radii of curvature are formed in different toric planes, so that the light emitted from the respective LEDs 12 passes downward through each cell lens 32 so that they are located below the optical axis y of the LEDs 12. It may be configured to radiate to.

그러므로, 본 발명에 따른 셀렌즈어레이(30)를 구성하는 셀렌즈(32)의 형상은 각각의 LED(12)와 셀렌즈(32) 사이의 거리(d3) 및 LED(12) 광을 방사하고자 하는 방향에 따라 구면이나 비구면, 토릭면, 또는 이들의 조합으로 변형하여 구성할 수가 있는 것이다.Therefore, the shape of the cell lens 32 constituting the cell lens array 30 according to the present invention emits the distance d 3 and the LED 12 light between the respective LED 12 and the cell lens 32. According to the intended direction, it can be configured by modifying the spherical surface, aspherical surface, toric surface, or a combination thereof.

한편, 도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 교통신호등을 나타내는측단면도, 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 다른 LED 교통신호등의 분리사시도로서, 상기와 같이 LED 배열기판(10)의 전면부에 다수개의 LED(12)가 소정의 간격(d2)을 갖도록 배열되고, 상기 LED 배열기판(10)의 전방에는 상기 다수개의 LED(12)와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈(32)가 일체로 구성된 셀렌즈어레이(30)가 형성되며, 상기 셀렌즈어레이(30)의 전면에는 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과한 LED(12) 광을 외부로 방사하는 보호용커버렌즈(20)가 형성된 상태에서 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 셀렌즈어레이(30)와 보호용커버렌즈(20)와의 사이에는 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과하여 입사되는 LED(12) 광을 수직 및 수평방향으로 소정 각도로 확산한 후, 보호용커버렌즈(20)를 통하여 외부로 방사할 수 있도록 렌티큘러렌즈(40)가 구성된다.On the other hand, Figure 8a is a side cross-sectional view showing an LED traffic light according to another embodiment of the present invention, Figure 8b is an exploded perspective view of the LED traffic light according to another embodiment of the present invention, as described above of the LED array substrate 10 A plurality of LEDs 12 are arranged on the front surface with a predetermined distance d 2 , and a plurality of cell lenses corresponding to the plurality of LEDs 12 one-to-one in front of the LED array substrate 10 ( 32 is formed integrally with the cell lens array 30, the front of the cell lens array 30, the protective cover lens for emitting the LED 12 light passing through the cell lens array 30 to the outside ( According to another embodiment of the present invention in the state 20 is formed between the cell lens array 30 and the protective cover lens 20 perpendicular to the LED 12 light incident through the cell lens array 30 And spreading at a predetermined angle in the horizontal direction, and then passing through the protective cover lens 20. The lenticular lens 40 is configured to radiate to the outside.

여기에서, 상기 렌티큘러렌즈(40)는 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과하여 수평방향으로 입사되는 LED(12) 광을 수평방향으로 발산시키기 위하여 도 9a에 도시된 바와 같이 입사측에 큰 곡률반경을 갖고 종방향을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성된 다수개의 대경렌즈부(42)와, 이 대경렌즈부(42)를 통해 입사된 광이 방사되는 방사측에는 작은 곡률반경을 갖고 종방향을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성된 다수개의 소경렌즈부(44)로 구성된다.Here, the lenticular lens 40 has a large radius of curvature at the incidence side as shown in FIG. 9A to divert the LED 12 light incident in the horizontal direction through the cell lens array 30 in the horizontal direction. And a plurality of large-diameter lens portions 42 protruding at regular intervals along the longitudinal direction, and a small curvature radius on the radiating side from which light incident through the large-diameter lens portions 42 is radiated, at regular intervals along the longitudinal direction. Consists of a plurality of small-diameter lens portion 44 protruding.

또한, 상기 렌티큘러렌즈(40)는 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과하여 수직 및 수평방향으로 입사되는 LED(12) 광을 수직 및 수평방향으로 발산시키기 위하여 도 10a에 도시된 바와 같이 LED(12) 광의 입사측에 큰 곡률반경을 갖고 종방향을 따라일정한 간격으로 돌출 형성된 다수개의 대경렌즈부(42)와, 그 대경렌즈부(42)를 통해 입사된 광이 방사되는 방사측에는 소정 반경을 갖는 다수개의 실린더렌즈(46)가 일정한 간격으로 구성된다.Also, the lenticular lens 40 emits the LED 12 light incident in the vertical and horizontal directions through the cell lens array 30 in the vertical and horizontal directions, as shown in FIG. 10A. ) Has a large radius of curvature on the incident side of the light and protrudes at regular intervals along the longitudinal direction, and has a predetermined radius on the radiation side on which light incident through the large diameter lens unit 42 is radiated. A plurality of cylinder lenses 46 are configured at regular intervals.

상기 실린더렌즈(46)를 보다 상세히 설명하면 일정한 직경을 갖는 원통형 부재를 종방향으로 절단한 형상을 갖는 것이다.When the cylinder lens 46 is described in more detail, it has a shape in which a cylindrical member having a constant diameter is cut in the longitudinal direction.

또, 상기 수직 및 수평방향으로 발산하는 렌티큘러렌즈(40)의 실린더렌즈In addition, the cylinder lens of the lenticular lens 40 diverging in the vertical and horizontal directions

(46) 곡률반경은 교통신호등의 종류 및 기능에 따라 다양하게 변형할 수 있고, 또한 상기 실린더렌즈(46)의 형상을 비구면렌즈로 구성하여 발산하고자 하는 각도에 따라 변형하여 구성할 수도 있는 것이다.(46) The radius of curvature may be variously modified according to the type and function of a traffic light, and may also be configured by modifying the shape of the cylinder lens 46 according to an angle to be diverted by aspheric lens.

그리고, 상기 소경렌즈(44) 또는 실린더렌즈(46)가 구성된 렌티큘러렌즈The lenticular lens including the small-diameter lens 44 or the cylinder lens 46 is formed.

(40) 전면의 경계부(48)는 전방에 구성된 보호용커버렌즈(20)를 통하여 입사되는 외부광(태양광)에 의하여 발생되는 선-팬텀(Sun-Phantom) 현상을 방지하기 위하여 흑색으로 코팅되거나 도색 처리된다.(40) The front boundary portion 48 is coated in black to prevent sun-phantom phenomenon caused by external light (sunlight) incident through the protective cover lens 20 configured at the front. It is painted.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 LED 교통신호등에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Next, the LED traffic light according to the present invention made as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따라 전면에 소정의 간격(d2)으로 다수개의 LED(12)가 배열된 LED 배열기판(10)의 전방으로 상기 LED(12)와 동일 수량의 셀렌즈(32)로 이루어진 셀렌즈어레이(30)를 결합한 후, 상기 LED 배열기판(10)을 통하여 상기 각각의 LED(12)에 전원을 공급하면 상기 LED(12)가 구동되면서 LED(12)는소정 각도로 광을 발산한다.First, according to an embodiment of the present invention, in front of the LED array substrate 10 in which a plurality of LEDs 12 are arranged at predetermined intervals d 2 on the front, the same number of cell lenses as the LEDs 12 ( After combining the cell lens array 30 made of 32, and supplying power to the respective LED 12 through the LED array substrate 10, the LED 12 is driven while the LED 12 is a predetermined angle To emit light.

그리고, 상기 LED(12)로부터 발산된 광은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 각각의 LED(12)와 대응되도록 형성된 각각의 셀렌즈(32)에 입사된 후, 각각 평행광으로 변화하여 방사되어 LED(12)의 수량이 적더라도 상기 셀렌즈(32)에 의해 광의 방사범위가 넓어지게 되고, 이에 따라 상기 셀렌즈(32)의 배합으로 이루어진 셀렌즈어레이(30)를 통과하여 방사되는 LED(12) 광은 전체적으로 하나의 발광체로 보여지게 된다.Then, the light emitted from the LED 12 is incident to each cell lens 32 formed to correspond to each of the LEDs 12 as shown in FIG. Even if the quantity of the LED 12 is small, the radiation range of the light is widened by the cell lens 32, and accordingly, the LED is emitted through the cell lens array 30 formed of the combination of the cell lens 32 ( 12) The light is seen as one light emitter as a whole.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 종래 교통신호등에 있어서 불필요한 공간In addition, as shown in Figure 2 unnecessary space in the conventional traffic lights, etc.

(A)으로 광이 방사되어 전력을 낭비하고 LED(12) 광의 조도가 낮아지는 것을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 셀렌즈어레이(30)를 구성하는 셀렌즈(32)를 도 6a에 도시된 바와 같이 토릭면으로 구성하면, 도 6b에 도시된 바와 같이 LED(12)로부터 발산된 광이 상기 셀렌즈(32)를 통과하면서 수렴되므로, 도 7에 도시된 바와 같이 교통신호등의 수평축(z) 보다 하방으로 방사되어 차량에 탑승한 운전자나 보행자에게 선명하게 인식되어 보다 정확한 신호작용을 행할 수 있게 된다.6A illustrates a cell lens 32 constituting the cell lens array 30 according to the present invention in order to prevent light from being radiated to (A) to waste power and to reduce the illuminance of the light of the LED 12. When configured as a toric surface, as shown in FIG. 6B, light emitted from the LED 12 converges while passing through the cell lens 32, and thus, as shown in FIG. Radiated downward, it is clearly recognized by the driver or pedestrian in the vehicle, so that more accurate signaling can be performed.

그리고, 상기 LED(12) 교통신호등의 LED 배열기판(10) 전면부는 흑색으로 코팅되거나 도색되어 있으므로, 보호용커버렌즈(20)를 통하여 입사되는 외부광이 제거되어 선-팬텀(Sun-phantom) 현상을 극복하는 작용을 하게 된다.In addition, since the front surface of the LED array substrate 10 of the LED 12 traffic signal lamp is coated or painted in black, external light incident through the protective cover lens 20 is removed, thereby causing a sun-phantom phenomenon. It will work to overcome.

한편, 상기 셀렌즈(32)의 토릭면의 곡률반경은 필요로 하는 발산 및 수렴 각도에 따라 변화시켜 상기 LED(12) 광이 소망하는 소정의 방향으로 조사되도록 조절할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the radius of curvature of the toric surface of the cell lens 32 can be adjusted according to the divergence and convergence angle required so that the LED 12 light is irradiated in a desired predetermined direction.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 전면에 소정의 간격(d2)으로 다수개의 LED(12)가 배열된 LED 배열기판(10)의 전방으로 상기 LED(12)와 동일 수량의 셀렌즈(32)로 이루어진 셀렌즈어레이(30)를 형성하고, 상기 셀렌즈어레이(30)의 전방에는 도 9a에 도시된 바와 같이 전면에 소경렌즈(44)가 구비된 렌티큘러렌즈(40)를 구성한 후, 상기 LED 배열기판(10)을 통하여 상기 각각의 LED(12)에 전원을 공급하여 상기 LED(12)를 구동시키면, 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 LED(12)로부터 발산된 광은 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과하면서 수평으로 상기 렌티큘러렌즈(40)의 대경렌즈(42)에 입사되고, 상기 대경렌즈(42)를 통하여 입사된 광은 상기 렌티큘러렌즈(40)의 전면에 구면 또는 비구면으로 형성된 소경렌즈(44)의 작용에 의하여 소정 각도(α) 만큼 수평방향으로 확산된 후, 전방의 보호용커버렌즈(20)를 통하여 방사된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in front of the LED array substrate 10 in which a plurality of LEDs 12 are arranged at predetermined intervals d 2 on the front surface of the same number of cell lenses as the LEDs 12 ( 32 to form a cell lens array 30, and in front of the cell lens array 30 to form a lenticular lens 40 having a small diameter lens 44 on the front, as shown in Figure 9a, When the LEDs 12 are driven by supplying power to the respective LEDs 12 through the LED array substrate 10, as shown in FIG. 9B, the light emitted from the LEDs 12 is the cell lens. The light incident on the large-diameter lens 42 of the lenticular lens 40 while passing through the array 30, and the light incident through the large-diameter lens 42 is spherical or aspherical on the front surface of the lenticular lens 40. After spreading in the horizontal direction by a predetermined angle α by the action of the formed small-lens lens 44, the front It is radiated through a protective cover lens (20).

또, 상기 렌티큘러렌즈(40)의 다른예에 따라 도 10a에 도시된 바와 같이 상기 전면에 실린더렌즈(46)가 구비된 렌티큘러렌즈(40)를 구성하여 상기 LED(12)를 구동시키면, 도 10b와 도 10c에 도시된 바와 같이 상기 셀렌즈어레이(30)를 통과하여 수직 및 수평으로 상기 렌티큘러렌즈(40)의 대경렌즈(42)에 입사된 광은 상기 실린더렌즈(46)를 통과하면서 수평입사광은 소정 각도(α) 만큼 수평방향으로 확산됨과 동시에, 수직입사광은 소정 각도(β) 만큼 수직방향으로 확산된 후, 전방의 보호용커버렌즈(20)를 통하여 방사된다.According to another example of the lenticular lens 40, as shown in FIG. 10A, when the LED 12 is driven by configuring the lenticular lens 40 having the cylinder lens 46 on the front surface thereof, FIG. 10C, light incident on the large-diameter lens 42 of the lenticular lens 40 vertically and horizontally through the cell lens array 30 passes through the cylinder lens 46 and is horizontally incident light. Is diffused in the horizontal direction by a predetermined angle α, and vertical incident light is diffused in the vertical direction by a predetermined angle β, and then emitted through the front protective cover lens 20.

그리고, 상기 렌티큘러렌즈(40) 전면의 경계부(48)는 흑색으로 코딩 또는도색되어 있으므로, 상기 보호용커버렌즈(20)를 통하여 입사되는 외부광(태양광)을 흡수하여 교통신호등의 조도가 저하되는 것을 방지하게 된다.In addition, since the boundary portion 48 of the front surface of the lenticular lens 40 is coded or painted in black, the illumination of the traffic signal is reduced by absorbing external light (sunlight) incident through the protective cover lens 20. Will be prevented.

여기에서, 상기 렌티큘러렌즈(40)의 전면에 구성되는 소경렌즈(44) 또는 실린더렌즈(46)는 구면이나 비구면렌즈로 구성되고, 그 곡률반경을 변화시킴에 따라 수평 및 수직 방향으로의 확산각도(α,β)가 변화되므로, 보다 정확하게 소망하는 방향으로 LED(12)로부터의 광을 보호용커버렌즈(20)를 통하여 외부에 방사할 수 있는 것이다.Here, the small-diameter lens 44 or the cylinder lens 46 formed on the front surface of the lenticular lens 40 is composed of a spherical or aspherical lens, the diffusion angle in the horizontal and vertical direction as the radius of curvature is changed Since (?,?) is changed, the light from the LED 12 can be radiated to the outside through the protective cover lens 20 in a more precisely desired direction.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, LED 교통신호등에서 LED로부터의 발생된 광을 셀렌즈어레이 또는 셀렌즈어레이와 렌티큘러렌즈를 통하여 증폭시키고 소정 각도로 발산 및 수렴한 후 외부로 방사시킬 수가 있으므로, 기판 상에 배열되는 LED의 수량을 절감하여 생산비용을 절감할 수 있고, 이에 따라 LED를 구동하는데 필요한 전력의 소모를 줄일 수 있으므로 경제성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention made as described above, the light generated from the LED in the LED traffic signal light through the cell lens array or the cell lens array and the lenticular lens can be emitted and converged to a predetermined angle and then radiated to the outside In addition, it is possible to reduce the production cost by reducing the number of LEDs arranged on the substrate, thereby reducing the power consumption required to drive the LED, thereby improving economics.

또한, 햇빛 등 외부로부터의 광을 신호등 내부에서 흡수하고, LED로부터의 발생광을 지면을 향하여 방사하므로서, 운전자나 보행자에게 보다 선명한 조도의 교통신호등을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, by absorbing light from the outside, such as sunlight, inside the traffic light, and emits the light generated from the LED toward the ground, it is possible to provide a driver or a pedestrian traffic signal of clearer illumination.

Claims (8)

LED를 이용하여 구성된 교통신호등에 있어서,In a traffic light composed of LEDs, 전면에 다수개의 LED(12)가 일정 간격으로 배열되고, 외부의 전원공급수단과 연결되어 상기 LED(12)에 소정의 전원을 인가하여 광이 발생하도록 하는 LED 배열기판(10)과,A plurality of LEDs 12 arranged on the front surface at regular intervals, the LED array substrate 10 connected to an external power supply means to apply a predetermined power to the LEDs 12 to generate light; 상기 LED 배열기판(10)의 전방에 소정 간격을 갖도록 결합되어 상기 다수개의 LED(12)와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈(32)가 일체로 형성된 셀렌즈어레이(30)와,A cell lens array 30 coupled to the front of the LED array substrate 10 at a predetermined interval and integrally formed with a plurality of cell lenses 32 corresponding to the plurality of LEDs 12 one-to-one, respectively; 상기 셀렌즈어레이(30)의 전방에 설치되어 상기 각각의 셀렌즈(32)를 통과한 LED(12) 광을 외부로 방사하는 보호용커버렌즈(20)가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.LED traffic light, characterized in that the front of the cell lens array 30 is installed in front of the protective cover lens 20 for radiating the light emitted from the LED 12 passed through each of the cell lens 32. . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 셀렌즈어레이(30)를 이루는 셀렌즈(32)는 그 전후면의 형상이 구면이나 비구면, 토릭면, 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.The cell lens 32 constituting the cell lens array 30, the front and rear shape of the LED traffic signal light, characterized in that made of a spherical surface, an aspherical surface, a toric surface, or a combination thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수개의 LED(12)와 각각 대응하는 셀렌즈(32)는 그 광축(x)이 투사된광이 하방으로 방사되도록 상기 LED(12) 광축(y)의 저부에 위치되게 구성된 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.Each of the plurality of LEDs 12 and corresponding cell lenses 32 is configured to be positioned at the bottom of the optical axis y of the LED 12 such that the optical axis x is projected to radiate downward. LED traffic lights. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 배열기판(10)은 LED(12)가 배열되는 전면부가 흑색으로 코팅 또는 도색 처리되어 외부광을 흡수할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.The LED array substrate 10 is a LED traffic signal light, characterized in that the front portion is arranged to be coated or painted in black to absorb the external light LED (12). LED를 이용하여 구성된 교통신호등에 있어서,In a traffic light composed of LEDs, 전면에 다수개의 LED(12)가 일정 간격으로 배열되고, 외부의 전원공급수단과 연결되어 상기 LED(12)에 소정의 전원을 인가하여 광이 발생하도록 하는 LED 배열기판(10)과,A plurality of LEDs 12 arranged on the front surface at regular intervals, the LED array substrate 10 connected to an external power supply means to apply a predetermined power to the LEDs 12 to generate light; 상기 LED 배열기판(10)의 전방에 소정 간격을 갖도록 결합되고, 상기 다수개의 LED(12)와 각각 일대일로 대응하는 다수개의 셀렌즈(32)가 일체로 형성된 셀렌즈어레이(30)와,A cell lens array 30 coupled to the front of the LED array substrate 10 at a predetermined interval and integrally formed with a plurality of LEDs 12 and a plurality of cell lenses 32 corresponding to one-to-one, respectively; 상기 셀렌즈어레이(30)의 전방에 설치되며, 상기 각각의 셀렌즈(32)를 통과한 LED(12) 광을 수렴하여 소망하는 수직 및 수평방향으로 확산시킬 수 있도록 하는 렌티큘러렌즈(40)와,The lenticular lens 40 is installed in front of the cell lens array 30 to converge the light of the LED 12 passing through each cell lens 32 to diffuse in the desired vertical and horizontal directions. , 상기 렌티큘러렌즈(40)의 전방에 설치되어 상기 렌티큘러렌즈(40)를 통과하여 확산된 LED(12) 광을 외부로 방사하는 보호용커버렌즈(20)가 포함되어 이루어진것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.LED traffic light, characterized in that the front of the lenticular lens 40 is installed in front of the lenticular lens 40, the protective cover lens 20 for radiating the light emitted to the outside. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 렌티큘러렌즈(40)의 전면부에는 소경렌즈(44)가 형성되어 후면의 대경렌즈(42)를 통하여 수평으로 입사된 광이 수평방향으로 확산되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.Small front lens (44) is formed on the front portion of the lenticular lens 40, LED traffic signal light, characterized in that configured to diffuse the horizontally incident light through the large diameter lens 42 on the back. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 렌티큘러렌즈(40)는 상기 대경렌즈(42)를 통하여 수평 및 수직방향으로 입사된 광이 수평 및 수직방향으로 확산되도록 상기 소경렌즈(44)가 다수개의 실린더렌즈(46)로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.The lenticular lens 40 is characterized in that the small diameter lens 44 is composed of a plurality of cylinder lenses 46 so that light incident in the horizontal and vertical directions through the large-diameter lens 42 is diffused in the horizontal and vertical directions. LED traffic lights. 제 5 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 렌티큘러렌즈(40)의 전면부는 외부광에 의한 선-팬텀(Sun-Phantom) 현상을 제거할 수 있도록 흑색으로 코팅 또는 도색 처리된 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등.The front surface of the lenticular lens 40 is a LED traffic light, characterized in that the coating or painting in black to remove the sun-Phantom phenomenon caused by external light.
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