KR200313591Y1 - 고휘도 발광다이오드를 이용한 전자식 표시판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 이용한 전자식 표시판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저전력소모와 긴 수명, 소형화 및 경량화가 가능한 고휘도 발광다이오드(high luminance LED)를 구비한 전자식 표시판에 관한 것이다.

자동차의 방향 지시등 및 정지등과 교통신호등, 보행자등, 경고등, 항공장애등, 철탑등, 항공유도등 및 철도 신호등과 같은 각종 신호등, 실내외 조명등, 손전등과 같은 조명등에 백열등과 형광등 대신 고휘도 발광다이오드를 채용함으로써 수명이 길고, 소형 경량이며, 전력소모가 적고 식별이 더 용이한 전자식 표시판을 제공하는 것이 본 고안의 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 고휘도 발광다이오드를 이용한 전자식 표시판은, 적어도 하나의 고휘도 발광다이오드를 구비한 패널, 상기 패널 및 외부전원의 사이에 연결되어 고휘도 발광다이오드의 점등 및 소등과 전원의 입출력을 제어하는 제어부, 상기 패널이 시각적으로 감지되는 표시구를 포함하는 전면 케이스, 및 상기 제어부 및 백업 배터리가 내부에 배치된 후면 케이스를 구비한다. 상기 제어부는 외부전원으로부터의 전원입력이 중단되면 백업배터리로부터 전원이 입력되도록 제어한다.

Description

고휘도 발광다이오드를 이용한 전자식 표시판{Electronic Indicating Board using High Luminance LED}

본 고안은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 이용한 전자식 표시판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적은 전력소모와 긴 수명, 소형화 및 경량화가 가능한 고휘도 발광다이오드(high luminance LED)를 구비한 전자식 표시판에 관한 것이다.

세계 도처에서 겪고있는 에너지 부족 난은 이미 큰 문제로 대두되고 있으며,전력 부분의 절감 필요성은 발전시에 배출되는 이산화탄소나 형광등에 주입되는 수은 문제등의 환경 오염과 맞물려 그 심각성을 더하고 있다. 이와같은 문제의 개선을 위하여 에너지 절감 효과가 탁월하고 환경 친화적인 발광 다이오드로 각종 조명용 전구를 대체하기 위한 노력이 끊임없이 진행되어 왔다. 현재 필립스(PHILLIPS), 제너럴 일렉트릭(GENERAL ELECTRIC), 오스람(OSRAM) 등의 기존 조명용 전구 회사들은 발광 다이오드를 이용한 조명 전구 제품을 이미 상용화하여 내 놓고 있으며, 세계 시장 선점을 위해 발광 다이오드의 고 효율화 개발에 박차를 가하고 있다.

이러한 노력으로 연간 시장 규모가 백육십억달러(1999, OIDA 자료 인용)에 이르는 조명 시장에서, 발광 다이오드를 이용한 조명 전구가 2004년에 7%, 2010년에는 17% (Strategies in Light 2001, Gelcore 발표 자료 인용)의 비율로 기존 전구를 대체할 전망이다.

일반 백열등의 공학적 수명이 1,000 시간인데 비해 발광다이오드의 경우 100,000시간 이상이고, 점멸 반응 속도도 현저히 빨라서 자동차용 각종 조명등의 대체도 가능할 것이다.

고휘도 발광다이오드가 아직은 비싼 가격 때문에 일반 소비자 시장에 진입하지 못하고 있으나, 효율이 60 lumen/watt 에 이르고 단일 전구의 발광량이 140 lumen/emitter에 이르는 2005년경에는(Strategies in Light 2002, Lumileds 발표 자료 인용) 가정용 전구도 고휘도 발광다이오드로 대체될 전망이다.

상술한 바와 같이 여러가지 많은 장점을 갖는 고휘도 발광다이오드를 사용하여 다양한 응용이 가능하다. 즉, 자동차에 쓰이는 방향 지시등과 정지등을 고휘도발광다이오드로 대체하는 것이 가능하다. 또한, 교통신호등, 보행자등, 경고등, 항공장애등, 철탑등, 항공유도등 및 철도 신호등과 같은 각종 신호등에도 응용할 수 있다. 그리고, 단순한 식별대상으로서가 아니라 실내외 조명등, 손전등과 같은 조명등으로서의 응용도 가능하다. 이외에도, 앞서 언급된 고휘도 발광다이오드의 장점을 발휘할 수 있는 많은 응용들이 가능할 것이다.

거리에서 사용중인 각종 신호등, 관공서의 차량 2부제 표시등, 승용차 후미등, 버스의 노선 및 번호 표시등 등은 현재 거의 대부분 백열등 또는 형광등을 사용하고 있다. 표시판에 백열등을 사용하면 전력의 많은 부분이 열로 방출되어 전력소모가 많게 되고, 필라멘트 부분의 가열로 인해 수명이 한정되며, 진공 및 가스처리등의 생산단계에서의 어려움들과 같은 많은 단점을 지니게 된다. 또한, 교통 신호등에 백열등이 사용되는 경우 맑은날 주간에는 점등과 소등의 식별이 잘 안되는 문제점도 발생되어 안전상의 문제를 유발할 수도 있다. 형광등의 경우에는 상술한 문제점 외에 수은과 같은 중금속을 함유하여 환경오염을 일으킬 가능성을 안고 있다.

도5는 백열등을 구비한 종래의 보행신호등을 도시하고 있다. 신호등에 백열등을 채용하는 경우에 백열등 자체의 폭과 백열광을 반사시키는 반사판 및 보호 유리막등의 요소들로 인해 두께(d)가 커지게 된다. 또한 전술한 백열등의 여러 단점들로 인한 각종 문제점들이 발생하게 된다. 즉, 짧은 수명으로 인한 잦은 교체가 필요하게 되어 임의 시점에서 백열등의 수명이 다하게 되면 예기하지 않은 사고를 일으킬 수도 있게 되며, 장시간 사용으로 인한 전력사용 또한 무시할 수 없게 되고, 주변이 밝은 경우 표시등의 점등 소등 구별이 어려워 보행자 및 운전자에게 불편은 물론 안전상 위험을 유발시킬 수 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 자동차의 방향 지시등 및 정지등과 교통신호등, 보행자등, 경고등, 항공장애등, 철탑등, 항공유도등 및 철도 신호등과 같은 각종 신호등, 실내외 조명등, 손전등과 같은 조명등에 백열등과 형광등 대신 고휘도 발광다이오드를 채용함으로써 수명이 길고, 소형 경량이며, 전력소모가 적고 식별이 용이한 전자식 표시판을 제공하는 데 본 고안의 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 전자식 표시판(100)의 일양태를 보여주는 사시도이다.

도2는 본 고안에 따른 전자식 표시판(200)의 일양태를 보여주는 정면도이다.

도3은 도2에 도시된 전자식 표시판(200)으로부터 고휘도 발광다이오드 패널(203)만을 분리하여 보여주는 도면이다.

도4는 본 고안에 따른 전자식 표시판의 내부 구성(400)을 나타내는 도면이다.

도5는 종래의 백열등을 구비한 보행신호등을 도시하는 도면이다.

도1은 본 고안에 따른 전자식 표시판(100)의 일양태를 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이, 상기 전자식 표시판(100)은 전면 케이스(101), 표시구(103), 후면 케이스(105), 및 고휘도 발광다이오드를 포함하는 패널(107)을 구비하고 있다.

전면 케이스(101)는 고휘도 발광다이오드 패널(107)이 시각적으로 감지되는 측에 부착되어 고휘도 발광다이오드 패널과 제어부를 포함한 내부 구성요소들을 보호하는 역할을 한다. 표시구(103)는 고휘도 발광다이오드가 점등되는 경우에 발산되는 광이 시각적으로 식별가능하도록 전면 케이스(101)에 마련된 공간으로 이 공간을 통해 고휘도 발광다이오드가 직접 노출된다. 그러나, 외부 충격과 습기 등으로부터 고휘도 발광다이오드를 보호하기 위해 유리, 투명 플라스틱과 같은 투명한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 후면 케이스(105)는 전면 케이스(101)와 결합하여 그 내부에 임의의 장치를 장착할 수 있는 내부 공간을 형성한다. 후면 케이스(105)도 전면 케이스(101)와 같이 내부에 장착되는 장치를 보호할 수 있는 신뢰성 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 전면 케이스(101) 및 후면 케이스(105)를 결합시키는 부분에는 습기와 외부 오염으로 부터 내부를 보호할 수 있도록 밀폐시키는 재료를 삽입하는 것이 바람직하다. 고휘도 발광다이오드 패널(107)은 복수의 고휘도 발광다이오드를 규칙적 또는 불규칙적으로 배열하여 시각적으로 식별이 용이하고 용도에 따라 어떤 의미를 전달할 수 있는 형상으로 구성된다.

도2는 본 고안에 따른 전자식 표시판(200)의 일양태를 나타낸 정면도이다. 본 실시예의 전자식 표시판(200)은 정면에서 관찰하면 전면 케이스(201), 표시구(203), 및 고휘도 발광다이오드 패널(207)을 시각적으로 감지된다. 도시한 바와 같이, 도2의 전자식 표시판(200)은 각종 디지털 매체에서의 숫자 표현방식과 같은 세그먼트 숫자 표시를 나타내고 있다. 본 실시예에서는 모든 발광다이오드가 점등되는 경우 8을 표시하게 되는, 0에서부터 9까지의 숫자가 표시되는 경우를 예를 들어 도시하였지만, 다른 방식의 숫자 표현, 또는 순차적인 점등과 소등을 통해 남은 시간이 표시되는 방식등의 여러가지 다양한 표시 방식들이 또한 적용가능하다.

도3은 도2로부터 고휘도 발광다이오드 패널(207) 부분만을 분리하여 도시하는 도면이다. 전술한 바와 같이 고휘도 발광다이오드 패널(207)은 복수의 고휘도 발광다이오드로 구성된 세그먼트가 각각 조합되어 숫자 '8'의 형태로 배치되어 있다.

이하에서는, 도2 및 도3을 참조하여 교통 신호등으로 적용가능한 고휘도 발광다이오드 표시판(200)을 구체적인 예를 들어 설명한다.

도3에 도시된 바와 같이, 고휘도 발광다이오드 패널(207) 상의 고휘도 발광다이오드는 7개의 세그먼트(301, 303, 305, 307, 309, 311, 313)를 구성하고 있다. 즉, 각각의 세그먼트는 고휘도 발광다이오드를 복수개 포함하고 있고 하나의 세그먼트 내의 고휘도 발광다이오드가 동시에 점등 및 소등하고, 이들 세그먼트들을 조합하여 임의의 숫자를 표시하도록 구성되어 있다. 예를 들어, '9'라는 숫자를 표시하는 경우, 세그먼트 301,303,305,307,311,313의 6개의 세그먼트를 점등하고, 세그먼트 309를 소등한다. 이러한 세그먼트 조합을 통한 숫자 표현은 본 고안이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에게 널리 알려진 방식이므로 이외의 숫자표시에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

상기 방식으로 표시된 숫자(0 내지 9)를 사용하여 교통 신호등에서 임의의 신호(보행신호등의 경우 보행신호 또는 정지신호)의 잔류시간을 시각적으로 순차표시할 수 있다. 즉, 7개 세그먼트의 점등 및 소등을 통해 9에서부터 0까지 일정한 시간 간격으로 숫자를 순차표시함을 통해 임의 신호의 잔류시간을 시각적으로 표시할 수 있게 된다. 세그먼트의 수를 늘려 '9' 이상의 숫자를 표시하는 것이 가능함은 물론이다.

상기 실시예에서는 숫자형태를 이루도록 조합된 고휘도 발광다이오드 패널을 예시하였지만, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니고 임의의 기호, 그림 등 다양한형상으로도 표시될 수 있다. 보행 신호등을 예로써 설명하면, 보행신호를 표시하는 보행중인 사람의 형상을 고휘도 발광다이오드로 표현하고 점등된 고휘도 발광다이오드를 순차로 소등시켜 보행 잔류시간을 표시하는 것도 가능할 것이다.

이상의 실시예에서는 보행 신호등을 예시하였지만, 본 고안은 주행 신호등 및 그외 여러가지 다양한 신호등 및 표시판에도 이와 유사하게 적용가능할 것이다.

도4는 본 고안에 따른 전자식 표시판의 내부 구성(400)을 나타내는 도면이다. 도4는 도1의 전자식 표시판에서 전면 케이스(101) 및 후면 케이스(105)를 제거한 것을 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이, 고휘도 발광다이오드 패널(407)은 연결도선(417)을 통해 제어부(411)와 연결되고 제어부(411)는 외부전원연결선(415)을 통해 외부전원(도시하지 않음)과 연결되도록 배치되어 있다. 제어부(411)는 정전과 같은 유사시를 대비한 백업 배터리부(413)와 연결될 수도 있다. 도4에서는 백업배터리부(413)가 제어부(411)와 분리된 별개의 요소로 표현되어 있으나, 제어부(411)의 1요소로서 제어부(411) 내에 포함되는 구성도 가능하다.

제어부(411)는 외부전원으로부터 공급되는 전원을 제어하여 고휘도 발광다이오드 패널(407) 내의 고휘도 발광다이오드의 점등 및 소등을 적절히 제어한다. 제어부(411)와 고휘도 발광다이오드 패널(407)을 연결하는 연결도선은 상하의 고휘도 발광다이오드 패널(407)에 대해 각각 연결될 수도 있고 하나의 도선으로 연결되어 일체로 구성될 수도 있는 등 여러 조합이 가능할 것이다. 외부로부터의 전원이 정전 및 물리적 차단 등과 같은 장애로 공급중단되는 경우, 제어부(411)에서는 이를 감지하여 전원공급이 백업배터리부(413)에 의해 이루어지도록 전원공급원을 교체하게 된다. 그리고 다시 외부전원의 공급이 가능해지면, 전원공급원을 외부전원으로 다시 교체하게 된다. 백업배터리(413)는 장시간 교체없이 사용할 수 있는 것을 채용하는 것이 유리하므로, 비용 등 제반 사정을 고려하여 충전이 가능한 배터리를 채용하는 것이 바람직할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 고휘도 발광다이오드를 전자식 표시판에 채용함으로써 수명이 길고, 소형 경량이며, 전력소모가 적고 식별이 용이한 전자식 표시판을 제공할 수 있게 된다.

이상에서는, 본 고안의 실시예에 따라 본 고안을 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형을 가한 것도 본 고안의 권리범위에 속함은 당연할 것이다.

Claims (2)

1. 적어도 하나의 고휘도 발광다이오드를 포함하는 패널,

   상기 패널 및 외부전원 사이에 연결되어 고휘도 발광다이오드의 점등 및 소등과 전원의 입출력을 제어하는 제어부,

   상기 패널이 시각적으로 감지되는 표시구를 포함하는 전면 케이스, 및

   상기 제어부 및 백업 배터리가 내부에 배치된 후면 케이스를 구비한 고휘도 발광다이오드를 이용한 전자식 표시판.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제어부는 외부전원으로부터의 전원입력이 중단되면 백업배터리로부터 전원이 입력되도록 제어하는 고휘도 발광다이오드를 이용한 전자식 표시판.