KR200289667Y1 - 광섬유로점멸광이전달되는안전표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 태양전지와 축전지 및 광섬유를 이용하여 안전 표시판을 점멸시키는 안전표시장치에 관한 것으로, 고휘도의 발광소자와 표시판은 광섬유 또는 광케이블을 이용하여 점멸광이 전달되게 함으로써 먼 거리에서도 운전자가 도로상황을 쉽게 파악하여 각종 교통장애와 위험상황에 미리 대처할 수 있어서 안전하고 원활한 교통소통과 쾌적한 운행을 할 수 있도록 한 것이다.
즉, 운전자가 원거리에서도 위험사항, 유도표시사항, 속도상태를 인식할 수 있는 표시판의 존재를 선명하게 인식할 수 있으며, 또 태양전지와 광섬유를 이용한 각종 도로표시장치를 제공하여 주행방향으로 달리는 고속 주행시에는 전방향으로 선명하게 발광되도륵 함으로써 안전하고 쾌적한 운전을 할 수 있게 되는 것이다.

Description

광섬유로 점멸광이 전달되는 안전표시장치.
본 고안은 태양전지와 축전지 및 광섬유를 이용하여 안전 표시판을 점멸시키는 안전표시장치에 관한 것으로, 고휘도의 발광소자와 표시판은 광섬유 또는 광케이블을 이용하여 점멸광이 전달되게 함으로써 먼 거리에서도 운전자가 도로상황을 쉽게 파악하여 각종 교통장애와 위험상황에 미리 대처할 수 있어서 안전하고 원활한 교통소통과 쾌적한 운행을 할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 태양전지와 축전지와 점멸회로 및 발광소자를 이용하여 야간에도 규제·지시·주의표시와 같은 각종 안전표지판이 발광·점멸되게 함으로써 안전운전이나 각종 사고방지를 유도하고 있으나, 안전표시판에 네온등이나 복수 개의 발광소자를 매입 설치한 다음 배전선을 이용하여 점멸회로와 연결하였으므로 여러 문제점이 있었다.
즉, 배전선을 이용하는 경우 배전선의 내부저항에 의해 전력손실이 많고, 부하(負荷:LOAD)의 소비전력이 커질수록 용량이 큰 배전선(직경이 큰 배전선)이 필요한 문제점이 있다.
그리고, 휘도가 낮아서 멀리서 식별하기 어려워 사고가 많은 편이며, 배전소의 경우 굴신력이 비교적 떨어지는 편이어서 설치작업에 어려움이 있을 뿐 아니라 인장력이 약하여 수명이 짧고 피복이 벗겨지는 경우 감전이나 누전 및 회로가 손상되는 등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 발진회로의 출력을 큰 세력의 신호로 증폭시키고 발광부에는 고휘도의 발광소자(LED)를 사용하고, 발광부와 표시판은 손실이 거의없는 광 섬유를 이용하여 점멸광이 전달되게 함으로써 먼 거리에서도 운전자가 쉽게 식별하여 교통사고를 미연에 방지할 수 있게 함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 주간에 입사되는 태양광을 받아 기전력으로 변환시키는 태양전지와, 태양전지로부터 발생된 기전력을 충전하여 회로와 발광소자로 공급하는 축전지와, 축전지의 기전력이 태양전지로 역류하는 것을 방지하는 역 전류방지 다이오드와, 주변조도를 검출하여 어두워지면 회로를 동작시키는 태양광검출제어부와, 점멸회로를 갖는 발진부와, 발진신호를 더욱 큰 세력으로 증폭하는 증폭부와, 식별이 용이한 고휘도의 적색 발광소자가 복수 개로 구성된 발광부와, 발광부의 점멸광을 표시판으로 전달하는 광섬유로 구성된 표시판에 있어서, 태양광검출제어부의 출력에 스위칭 트랜지스터의 베이스를 접속하고, 스위칭 트랜지스터의 콜렉터에 발진IC의 리셋단자(Reset)를 접속하고, 발진IC의 트리거단자에 발진주기를 가변할 수 있는 가변저항기와 풀업저항과 바이어스 캐패시터를 접속하고, 발진 아이씨의 전압조정단자에 캐패시터를 접속하고, 발진IC의 출력단자에 증폭용 전계효과 트랜지스터를 접속하고, 전계효과 트랜지스터의 출력에 풀업저항을 갖는 적색 고휘도 발광 다이오드를 복수 개 접속하여 구성된다.
본 고안에서 광섬유 대신 배전선을 이용할 수도 있으나 내부저항에 의해 전력손실이 많을 뿐 아니라 부하(負荷:LOAD) 소비전력이 커질수록 용량이 큰 배전선(직경이 큰 배전선)이 필요한 문제점이 있으나, 본 고안과 같이 광섬유를 이용하는경우 발광부로 부터 발생된 점멸광을 표시판으로 손실없이 고스란히 전달되므로 전력손실을 줄일 수 있으며, 광량이나 광도(휘도)에 관계없이 전부 전달되므로 용량(광량) 제한을 받지 않는 장점이 있다.
또한, 장마철과 같이 태양전지로 오랜 기간동안 태양광이 입사되지 않는 경우 축전지가 완전히 방전되어 회로의 동작이 중단될 수 있으므로 축전지와 다른 별도의 예비 충전지를 접속하여 장마철에도 본 고안이 동작할 수 있도록 한다.
도 1 : 본 고안의 회로 블럭도.
도 2 : 본 고안 일 실시 예의 상세 회로도.
도 3 : 본 고안의 사용 상태도.
도 4 : 본 고안 다른 실시 예의 사용 상태도.
도 5 : 본 고안 또 다른 실시 예의 사용 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(A)--태양광 검출 제어부(조도 스위치) (B)--축전지
(C)--발진부 (D)--역전류방지 다이오드
(F)(Fa)(Fb)(Fc)--(안전)표시판 (L)--발광부
(Q)--증폭부 (PC)--광섬유
(SC)--태양전지 (Q1)--트랜지스터
(VR)--가변 저항기 (IC)--발진 아이씨
(Cl)∼(C2)--캐패시터 (Ll)~(Ln)--발광 다이오드
(FQ)--FET 트랜지스터 (Rl)~(R6)--저항기
(SB)--예비 충전지
이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안의 회로 블럭도로, 입사되는 태양광을 받아 기전력으로 변환시키는 태양전지(SC)와, 태양전지(SC)로부터 발생된 기전력을 충전하여 회로와 발광소자로 공급하는 축전지(B)와, 주변조도(주변밝기)를 검출하여 어두워지면 회로를 동작·점멸시키는 태양광 검출제어부(A)와, 점멸회로를 갖는 발진부(C)와, 발진부(C)에 접속되는 발광부(L)와, 발광부(L)의 점멸광을 표시판(F)으로 전달하는 광섬유(PC)로 구성된 안전표시장치에 있어서, 태양광 검출제어부(A)의 출력에 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스를 접속하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 발진 아이씨(IC)의 리셋단자(Reset)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 트리거(TG)단가에 발진주기를 가변할 수 있는 가변저항기(VR)와 풀업저항(R2)과 바이어스 캐패시터(C1)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 전압조정단자(CV)에 캐패시터(C2)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 출력단자에 증폭용 전계효과 트랜지스터(FQ)를 접속하고, 전계효과 트랜지스터(FQ)의 출력에 풀업저항(R2)이 접속된 적색 고휘도 발광 다이오드(LED)를 복수 개 접속하고, 태양전지(SC)와 발진부(C)사이에 축전지(B)에 충전된 전류가 태양전지(SC)로 역류하는 것을 방지하는 역전류방지 다이오드(D)가 접속되어 구성된다.
상기에서 발광부(L)의 발광소자(LED)와 표시판(F)을 연결하는 광섬유(PC)는 굴신이 잘되면서 인장력이 강한 편이어서 설치가 용이하고 수명이 길며, 또한 배전선의 경우 내부저항으로 전력손실이 많을 뿐 아니라 부하(負荷:LOAD) 소비전력이 커질수록 용량이 큰 배전선(직경이 큰 배전선)이 필요한 문제점이 있으나, 본 고안과 같이 광섬유(PC)를 이용하는 경우 발광부(L)로 부터 발생된 점멸광을 표시판(F)으로 손실없이 고스란히 전달되므로 전력손실을 줄일 수 있으며, 광량이나 광도(휘도)에 관계없이 전부 전달되므로 용량(광량) 제한을 받지 않는 장점이 있다.
상기에서 고휘도 발광소자(LED)와 광섬유(PC)의 일측 말단부는 광 카플러를 이용하여 연결함으로써 주변의 외란광이 입사되거나 발광소자(LED)로부터 발생되는 점멸광이 광섬유(PC)의 바깥으로 누설되거나 손실되지 않도록 하고, 표시판(F)에는 적당한 간격으로 복수 개의 홀을 천공한 다음 광섬유(PC)의 타측 말단부를 각각 끼워 접착 고정하면 된다.
본 고안에서 광섬유(PC)와 표시판(F)에 형성하는 홀의 외경은 약 2mm∼8mm 범위로 함이 경제적이면서 충분한 광량을 발현할 수 있어서 매우 바람직하다.
또한, 입사되는 태양광을 받아 기전력으로 변환시키는 태양전지(SC)와, 태양전지(SC)로부터 발생된 기전력을 충전하여 회로와 발광소자로 공급하는 축전지(B)와, 축전지(B)의 기전력이 태양전지(SC)로 역류하는 것을 방지하는 역전류방지 다 이오드(D)가 접속된다.
그리고, 장마철과 같이 태양전지(SC)로 오랜 기간동안 태양광이 입사되지 않는 축전지(B)의 충전력이 대부분 방전되면 회로의 동작이 중단될 수 있으므로 축전지(B)와는 다른 별도의 예비 충전지(SB)를 상기 축전지(B)와 병렬로 접속시켜 장마철과 같은 우기(雨期)에도 본 고안이 지장없이 동작되도록 한다.
주변조도(주변밝기)를 검출하여 어두워지면 회로를 동작·점멸시키는 태양광검출제어력(A)의 출력에는 전류제한저항(R1)을 통하여 발진부(L)가 접속된다.
상기 발진부(L)는 전류제한저항(Rl)에 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스가 접속되고, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 바이어스저항(R3)이 접속되고, 트랜지스터(Q1)의 에미터에 동작전원이 접속되고, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 발진 아이씨(IC)의 리셋단자(Reset)가 접속되고, 발진 아이씨(IC)의 트리거(TG) 단자에 발진주기를 가변할 수 있는 가변저항기(VR)와 풀업저항(R2)과 바이어스용 캐패시터(C1)가 접속된다.
그리고, 발진 아이씨(IC)의 전압조정단자(CV)에 캐패시터(C2)가 접속되고, 발진 아이씨(IC)의 출력단자(Q)에 전류제한저항(R4)과 바이어스 저항(R5)이 접속되며, 상기 전류제한저항(R4)에는 고효율의 FET(전계효과) 트랜지스터(FQ)가 접속되고, FET 트랜지스터(FQ)의 출력에 발광부(L)가 접속된다.
상기 발광부(L)에 사용하는 발광소자는 2㎞~3㎞의 먼거리에서도 식별이 용이한 적색 고휘도의 발광소자(LED)가 복수 개로 접속되며, 도 3, 도 4, 도 5와 같은표시판(Fa)(Fb)(Fc)에 상기 발광부의 발광소자(LED)가 약 2mm~8mm의 외경을 갖는 광섬유로 연결되어 점멸 표시된다.
본 고안의 태양전지(SC)는 빛이 입사될 때 광기전 효과로 광기전력이 발생된다. 생성된 광기전력은 역전류방지용 다이오드(D1)를 통하여 축전지(B)에 충전되며, 상기 충전전력은 역전류방지용 다이오드(D1)에 의해 태양전지(S)로의 역류가 방지된다.
조도 스위치로 구성되는 태양광 검출제어부(A)는 태양광 또는 빛이 입사될 때 발생되는 전압과, 태양광 또는 빛이 없을 때 발생되는 전압차이를 이용하며 광기전력이 발생되는 주간에는 발생되는 기전력을 축전지(B)로 충전시키게 되며, 점등관련회로는 정지되며, 광기전력이 거의없는 야간에는 축전지(B)에 충전된 전력으로 점등관련회로가 작동되게 함으로써 충전과 점등을 제어할 수 있게된다.
그리고, 주간(낮시간)인 경우 태양광 검출제어부(A)의 출력이 "H" 상태로 되어 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴-온(turn on) 되고 발진 아이씨(IC)가 리셋되면서 발진이 정지되며. 반대로 야간인 경우 태양광 검출제어부(A)의 출력이 "L" 상태로 되어 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴-오프(turn off) 되고 발진 아이씨(IC)가 발진을 개시하게 된다.
그리고, 가변저항(VR)과 저항(R2), 콘덴서(C1)의 시정수에 의해 일정한 폭과주기로 발진주기가 결정되며, 가변저항기(VR)로 발진IC(IC)에 듀티비를 조절할 수 있으며, 상기 듀티비에 의해 점멸주기(ON/OFF 주기)가 결정되어 연속 점멸이 가능해진다.
상기 발진신호는 전계효과 트랜지스터(FQ)로 입력되어 더욱 큰 세력의 신호로 증폭되어 발광소자(LED)가 고휘도로 발광되고, 발광되는 점멸광은 광섬유(PC)를 통하여 표시판(F)(Fa)(Fb)(FC)으로 감쇠없이 고스란히 전달되므로 2㎞~3㎞의 먼거리에 있는 운전자의 시야로도 표시판이 선명하게 들어오고 이를 식별할 수 있어서 경각심을 높일 수 있고 교통사고를 현저히 줄일 수 있게된다.
본 고안은 도로표시판, 신호등, 바닷가, 선박, 부의표시, 주차장, 병원 응급실, 이벤트 회장의 안내판, 게시판, 주의 경고판, 공사현장 등의 안내표시장치로 각각 사용할 수 있다.
본 고안에서 발광부(L)의 단순 점멸(ON/OFF)로 안내 및 경고를 하게 되나 복수 개의 발진부(C)와, 증폭부(Q)와, 발광부(L)를 이용하여 순차적으로 발진 및 점 멸되게 함으로써 표시판(F)(Fa)(Fb)(Fc)이 순차적으로 반복 점멸되게 할 수도 있다.
이상과 같이 본 고안은 태양전지를 이용하여 회로동작에 필요한 기전력을 획득하므로 전기가 공급되지 않는 산간벽지, 오지, 선박, 공사현장 등에 위치하는 표지판에 쉽게 적용할 수 있는 효과가 있다.
본 고안에서 발광부(L)의 발광소자(LED)와 표시판(F)을 연결하는 광섬유(PC)는 굴신이 잘 되면서 인장력이 강한 편이므로 설치가 용이하고 수명이 길며, 또한 종래 배전선의 경우 내부저항으로 전력손실이 많을 뿐 아니라 부하(LOAD)의 소비전력이 커질수록 용량이 큰 배전선(직경이 큰 배전선)을 사용해야하는 문제점이 있으나, 본 고안의 경우 발광부(L)로 부터 발생된 점멸광이 광섬유(PC)를 통하여 표시 판(F)으로 손실없이 고스란히 전달되므로 전력손실을 줄일 수 있으며, 광량이나 광도(휘도)에 관계없이 전부 전달되므로 용량(광량) 제한을 받지 않는 효과가 있다.
또한, 고휘도의 안내표시가 선명하게 운전자의 시야로 들어오므로 2㎞~3㎞의 먼거리에서도 식별할 수 있어서 경각심을 높일 수 있으며, 교통사고를 현저히 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 입사되는 태양광을 받아 기전력으로 변환시키는 태양전지(SC)와, 태양전지(SC)로부터 발생된 기전력을 충전하여 회로와 발광소자로 공급하는 축전지(B)와, 축전지(B)의 기전력이 태양전지(SC)로 역류하는 것을 방지하는 역전류방지다이오드(D)와, 주변조도(주변밝기)를 검출하여 어두워지면 회로를 동작·점멸시키는 태양광 검출제어부(A)와, 점멸회로를 갖는 발진부(C)와, 발진부(C)의 출력에 식별이 용이한 고휘도의 적색 발광소자가 복수 개로 구성된 발광부(L)와, 발광부(L)의 점멸광을 표시판(F)으로 전달하는 광섬유(PC)로 연결하여서 된 안전표시장치에 있어서 ; 태양광 검출제어부(A)의 출력에 스위칭 트렌지스터(Q1)의 베이스를 접속하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 발진 아이씨(IC)의 리셋단자(Reset)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 트리거(TG) 단자에 발진주기를 가변할 수 있는 가변저항기(VR)와 풀업저항(R2)과 바이어스 캐패시터(C1)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 전압조정단자(CV)에 캐패시터(C2)를 접속하고, 발진 아이씨(IC)의 출력단자에 증폭용 전계효과 트랜지스터(FQ)를 접속하고, 전계효과 트랜지스터(FQ)의 출력에 풀업저항이 접속된 고휘도의 적색 발광 다이로드(LED)를 복수 개 접속하여서 된 광섬유로 점멸광이 전달되는 안전표시장치.
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