KR200363108Y1 - 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 아크릴 조각 엘이디 조명장치를 개시한다. 본 고안의 장치는 원하는 모양의 그림이나 문자를 아크릴판에 조각하고 엘이디 디지털 회로를 이용하여 광고홍보 및 인테리어용 무드 조명용으로 구현하는 것이다. 아크릴 조각은 CNC 3차원 조각 장비를 활용하여 U홈 또는 V홈 및 스크래치를 내어 엘이디 광을 조사시 광이 모이는 렌즈 및 난반사의 역할을 하게 하여 문자 또는 그림을 선명하게 보이도록 하였다. 엘이디 램프가 배열된 엘이디 조명부와 마이컴을 이용한 제어부 모듈로 별도 구성하여 PCB폭을 줄이는 슬림화를 구현하였다. 이에 따라 원하는 크기나 폭의 아크릴에 따라 모듈을 연결시킬 수 있도록 하였다. 색깔 표현의 다양성을 위해 적색, 녹색, 청색을 일정 간격대로 교차시켜 단일 색의 표현 및 복합 색의 칼라를 낼 수 있도록 하였다.

Description

아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치{APPARATUS FOR LED DIGITAL LIGHTING OF ACRYL SCULPTURE}

본 고안은 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치에 관한 것으로서, 특히 고휘도 발광다이오드 어레이 및 원하는 문자나 그림을 아크릴에 3차원 조각한 아크릴 조각을 이용하여 인테리어 조명 및 광고용 간판에 사용하는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 아크릴 간판은 인테리어 및 광고용으로 사용되고 있다. 시트지에 원하는 문안을 새긴 다음 아크릴에 부착하고 형광등을 사용하여 야간에도 잘 보이도록 하는 아크릴 간판 조명이 소개되고 있다. 최근에는 발광다이오드 어레이를 이용한 엘이디 디지털 조명장치들이 소개되고 있다.

공개실용신안1998-0004893호에서는 아크릴 판의 조각시 V홈의 각도조절로 광의 집적을 만들어 내는 기술을 소개하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술로는 넓은 폭의 문자나 그림에 있어 광의 균일한 휘도를 가지게 하는 효과를 얻기가 힘들다.

또한 V홈으로 조각하는 문자나 그림에서는 문자나 그림의 내부가 선명하지 못해 문자나 그림 내부를 도색하여야 되는 문제가 발생한다.

등록특허20-0219914호에서는 마이크로프로세서 제어와 반사 판을 활용한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명을 소개하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술들에서는 발광다이오드를 이용한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치들에 대한 기본 기본적인 기술로만 소개하고 있고 실제 설계상의여러 가지 제한 기술에 대해서는 제시하지 못하고 있다.

본 고안의 목적은 문자의 다양한 조각 표현 및 문자내의 휘도 편차를 줄이고 고휘도화를 이루어 미적 아크릴 조각 디지털 조명장치를 구현하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 PCB부 폭을 좁게 설계하여 프레임의 슬림화를 가능토록 하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 입력 12V전압에서 청, 녹, 적 3색 발광다이오드를 배치시켜 최소크기의 엘이디 조명 PCB를 설계하여 이를 병렬로 연결 시 원하는 크기의 간판을 자유자재로 만들 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명의 바람직한 일 실시예 외관 사시도.

도 2는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 평면도.

도 3은 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 측면도.

도 4는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 배면도.

도 5는 본 고안에 의한 제어부의 동작을 설명하기 위한 기본 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명*

(1) : 제어부 (2) : 엘이디 조명부

(3) : 프레임 (4) : 아크릴 조각부

(5) : PCB (6) : 엘이디 램프

(7) : 아크릴판 측면 (8) : 엘이디

(9) : 아크릴부 (10): 프레임

(11): 조명부 PCB (12): 제어부 PCB

(13): 문자 조각부 (14): U홈 조각

(15): 스크래치 (16): 아크릴부의 테두리 단차(17): 스크래치 선폭 (18): 스크래치 길이(19): 글자조각 깊이

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안 장치는 아크릴 조각부에 있어 V홈, U홈 형태의 문자나 그림의 테두리 조각과 문자나 그림 안의 스크래치 형성, 고휘도화를 위한 아크릴판 테두리의 단차 조각 형성 및 엘이디와 아크릴 판의 완전 밀착을 특징으로 한다.

본 고안에서 PCB부는 PCB 폭을 좁게 설계하기 위하여 엘이디 램프가 들어간 조명부 PCB 와 제어부 PCB를 별도로 분리시켜 종 방향으로 연결하여 구성한다.

이하 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 바람직한 일 실시예 외관 사시도이다. 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 내부에 마이컴이 내장된 제어부(1), 엘이디 조명부(2)와 프레임(3)으로 구성되어져 있다. 엘이디 조명은 엘이디 램프의 중앙이 아크릴 측면 중앙에 위치되도록 설치함으로써 광의 투광 효율을 극대화시켜 밝고 선명한 조명부를 이루도록 하였다. 아크릴 조각부(4)는 원하는 문자나 그림을 CNC 조각 장비를 이용 3차원 조각하였다.

도 2는 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 평면도이다.

엘이디 조명부에서 투광된 엘이디 광이 조각된 문자나 그림에 초점이 모여 문자나 그림을 미적으로 표현 되도록 하기 위해 PCB(5)상에 엘이디 램프(6)를 정중앙에 위치시켰다. 엘이디는 적, 녹, 청색의 순으로 반복하여 배치시켰고 각 램프와의 간격은 2~6mm이다. 아크릴판 측면(7) 정중앙에 엘이디 램프(6)가 놓여지도록 배치시켰다.

도 3은 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 측면도이다.

엘이디(8)에서 아크릴부(9)로 투광되기까지의 광의 손실을 줄이기 위해 아크릴부(9)와 엘이디(8)가 밀착되어져 있다.

프레임(10) 폭을 줄여 경량화, 슬림화를 이루고 흡착 고무 등을 이용 유리에 부착 가능토록 하기 위하여 엘이디 조명부 PCB(11)와 제어부 PCB(12)부로 나누어 구성시켰다.

도 4는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치의 배면도이다.

정면에서 보았을 때 그림이나 문자 조각부(13)가 정상적으로 보이도록 아크릴 조각시 180도 회전한 상태로 조각을 하였다. 표현의 다양성을 위해 U홈(14)을 내어 조각하였고, 문자 내에 스크래치(15)를 내었고, 투광된 광의 산란에 의한 선명성을 이루도록 스크래치 선폭(17)을 0.2mm, 스크래치 길이(18) 0.3mm로 구현하였다.

아크릴부의 테두리는 단차(16)를 두는 조각을 하여 광의 테두리 효과 및 밖으로 투광되는 광을 최소화시키도록 하였다.글자부 테두리 U홈 깊이(19)는 1mm, 2mm, 3mm 어느 하나를 선택하여 광의 집광성에 의한 글자 선명도를 높였다.

도 5는 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치 제어부의 동작을 설명하기 위한 기본 블록도를 나타낸다.

2부분의 PCB로 구성되어 있는데(제어부 PCB, 엘이디 조명부 PCB) 이는 하나의 제어부 PCB를 가지고 여러 가지의 제품에 응용하기 위한 것이다. 또한, 다양한 길이의 제품 응용을 위하여 엘이디 조명부 PCB는 10cm, 20cm등 다양한 길이의 것을 조합하도록 설계되어 있다. 세부적으로 제어부 PCB를 설명하면 다음과 같다.

제어부 PCB에는 전원부, 입력 제어부, 마이컴 제어부, LED 스위칭부등 4개로 구성되어 있다.

먼저 전원부는 마이컴제어를 위한 정전압 구동회로와 LED의 구동 전압으로서 12V의 전원을 사용하도록 구성되어 있다. 이는 아래 표를 보면 알 수 있듯이 하나의 LED에 약 20mA의 전류 사용시 LED가 20개일 경우에 5V 전원은 모두 병렬 연결하면 2,000mW의 소비전력이 나오지만, 12V는 4개 직렬 5개 병렬로 연결하면 1,200mW밖에 소비되지 않는다. 이는 에너지 절감뿐만 아니라 사용되어지는 트랜스 및 TR등 부품의 크기가 소형화 되어질 수 있는 것이다. 아래의 표는 적색 고휘도 LED 4개를기준으로 5V와 12V의 전원을 사용하였을 경우 mW의 소비 전력 대비표이다.

(단위 : mW)

LED 개수	5V(Red, 4개 기준)	12V(Red, 4개 기준)
4	400	240
8	800	480
12	1,200	720
16	1,600	960
20	2,000	1,200
24	2,400	1,440
28	2,800	1,680
32	3,200	1,920
36	3,600	2,160

두 번째로 입력제어부에서는 고정식의 DIP스위치 방식과 가변식의 리모콘 방식이 있다. 고정식의 경우 특수한 상황에서 단색이나 합성된 단색이 고정적으로 필요하거나, 색상 변화가 고정될 수 있도록 제품 출하시 고정시킬 수 있는 것이며, 가변식의 경우 분위기나 주변상황에 맞게 수시로 색상 및 프로그램의 변화를 리모콘으로 설정할 수 있는 제어부이다.

세 번째로 마이컴 제어부에서는 주변의 회로를 최적화시킬 수 있고 효율이 높으며 소비전력이 적은 CMOS형 PIC를 사용하였다. 이 마이크로 콘트롤러에서는 입력제어부에 받은 신호를 가지로 청, 녹, 적색 3색의 변화를 줄 수 있도록 LED 스위칭 회로로 신호를 보내는 마이컴으로서 PWM 제어 방식을 가지고 256가지의 색상을부드럽고 은은하게 또는 강렬하며 스피드 있게 여러 가지 방식으로 변화무쌍한 표현을 할 수 있도록 프로그램이 내장되어 있다.

마지막으로 LED스위칭 회로부는 NPN TR과 저항으로 구성되어 있으며 마이컴제어부에서 받은 신호를 가지고 12V의 정전압과 LED에 필요한 전류를 LED조명 PCB에 ON, OFF하는 역할을 수행하여 청, 녹, 적색 의 LED가 여러 가지의 색상을 구현하도록 한다.

엘이디 조명부 PCB에서는 제어부 PCB에서 받은 12V의 전압과 마이컴의 제어를 받은 전류를 가지고 청, 녹, 적색 3색의 다양한 조합의 색상을 표현할 수 있으며, 알맞은 저항을 삽입하여 정전류로 구동할 수 있도록 설계되어 있다. 이는 1개의 엘이디에 정전류가 최고치로서 그 이하의 제어를 가지고 색상구현이 가능한 것이다. 또한, 엘이디 조명부 PCB를 여러 개로 조합하여 원하는 길이의 제품을 만들 수 있도록 설계되어 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안에 의한 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치는 아크릴 조각에 있어서는 문자 내에 스크래치를 내어 광 산란효과에 의한 선명한 문자표시의 시인성을 얻었으며, 테두리의 단차 형성, 조각 홈에 대한 다양한 형태로 문자모양의 다양한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 문자가 조각된 아크릴 판과 엘이디 조명램프가 밀착되어 광 투광 효율을 향상시킬 수 있어 시인성이 높은 고 휘도 광고, 인테리어 조명을 이룰 수 있다.

PCB부를 제어부와 엘이디 조명부로 나누어 슬림화함으로써 흡착고무로 흡착 가능한 경량화된 무드 인테리어 조명 및 광고용 간판으로 사용할 수 있다.

또한, 엘이디 조명부 PCB 모듈을 크기에 구애받지 않고 병렬로 설계가 가능하며 고휘도 청, 녹, 적색 광의 3원색을 배열시켜 절대 정격의 40~70%로 전류를 공급하고 PIC로 제어함으로써 감성 공학적 색조명의 변동을 이룰 수 있다.

Claims (5)

1. 문자나 그림을 조각한 투명한 아크릴판(4)과 엘이디 조명램프의 중앙이 밀착되어 지도록 설계된 것을 특징으로 하는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치.
2. 제1항에 있어서, 투명한 아크릴판(4)의 조각은 문자 내에 선폭 스크래치 선폭(17) 0.2mm, 스크래치 깊이(18) 0.3mm의 스크래치를 내고 문자의 외곽선은 U홈 모양으로 하며 글자 조각 깊이(19)를 1mm, 2mm, 3mm 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치.
3. 제1항에 있어서, 투명한 아크릴판(4)의 조각은 배면에 원래 문자모양을 180도 각도로 회전한 문자로 조각된 것을 특징으로 하는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 아크릴부의 테두리는 단차를 가지는 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 아크릴 조각 엘이디 디지털 조명장치.
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