KR200388735Y1 - Dimming Type Traffic Signal Using Light Emitting Diode - Google Patents
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Abstract
본 고안은 일몰 이후 교통신호등의 광도를 감소시켜 시인성을 개선하고 전력 소비를 절감할 수 있는 조광형 LED 교통신호등에 관한 것으로서, 다수의 LED가 장착된 교통신호등용 발광부의 회로기판에 장착된 광 센서와, 상기 광센서로부터의 빛의 감지에 따라 유기된 전류에 의해 작동되어 일몰 후에는 일몰 전 보다 교통신호등의 광도를 기준 보다 감소시켜 발광시키기 위한 조광부와, 상기 조광부를 구동시키기 위한 구동부를 구비하여 조광형 LED 교통신호등을 구성한다. 또한, 본 고안에서는, 상기 광센서 대신에, 주야간에 따라 교통신호등의 광도를 변화시키기 위하여 설정된 시간에 조광부에 신호를 인가하여 광도를 감소시키기 위한 타이머를 구비하여 교통신호등의 광도를 조절할 수 있다.The present invention relates to a dimmable LED traffic light that can reduce the brightness of the traffic lights after sunset to improve visibility and reduce power consumption, and includes an optical sensor mounted on a circuit board of a light emitting part for traffic lights equipped with a plurality of LEDs. And a dimming unit which is operated by the induced current according to the detection of the light from the light sensor and emits light after reducing the light intensity of the traffic signal lamp than before sunset, and a driving unit for driving the dimming unit. Construct dimming LED traffic lights. In addition, in the present invention, instead of the light sensor, it is possible to adjust the brightness of the traffic light by having a timer for reducing the light intensity by applying a signal to the light control unit at a set time to change the brightness of the traffic light according to day and night. .
Description
본 고안은 조광형 LED 교통신호등에 관한 것으로서, 특히 일몰 이후 교통신호등의 광도를 감소시켜 시인성을 개선하고 전력 소비를 절감할 수 있는 조광형 LED 교통신호등에 관한 것이다.The present invention relates to a dimmable LED traffic light, and more particularly to a dimmed LED traffic light that can reduce the brightness of the traffic lights after sunset to improve visibility and reduce power consumption.
일반적으로 차량이 주행하는 도로에는 차량의 운행을 통제하기 위한 교통신호등이 설치되어 있으며 이러한 교통신호등으로는 종래 필라멘트 방식의 백열등을 사용하여 점멸기능을 수행하던 방식에서 최근에는 효율이 양호하고 전력 소비가 작은 LED를 사용하는 교통신호등이 채택되어지고 있다.In general, a traffic signal for controlling the operation of the vehicle is installed on the road on which the vehicle travels. As such a traffic signal has a flickering function using a conventional filament incandescent lamp in recent years, the efficiency and power consumption are high. Traffic lights using small LEDs are being adopted.
이러한 교통신호등에 사용되는 LED(Light Emitting Diode)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 발생하고 이들의 재결합을 통하여 발광시키는 것으로서 파장 대역이 좁고 효율이 높으며 수명이 길어 계속 그 사용범위가 확대되고 있으며 최근 고출력 LED의 출현으로 일반 범용 조명용으로도 사용되고 있다. Light Emitting Diodes (LEDs) used in such traffic lights generate a small number of carriers (electrons or holes) injected using a pn junction structure of a semiconductor, and emit light through recombination thereof. Its use continues to expand, and with the advent of high power LEDs, it is also used for general purpose lighting.
한편, 상기와 같은 LED 교통신호등의 경우, 단색광으로 탁월한 시인성을 가지며 90% 이상의 에너지 절약과 반도체를 광원으로 사용함으로써 10만 시간 이상의 장 수명을 가질 수 있고 유지 관리비를 70% 정도 절약할 수 있는 등 여러 장점에 기인하여 전세계적으로 보급이 확산되고 있으며 우리나라에도 널리 보급되어 교통 소통에 크게 기여하고 있다.On the other hand, in the case of the LED traffic light as described above, it has excellent visibility with monochromatic light, has energy savings of more than 90% and a long life of more than 100,000 hours by using a semiconductor as a light source, and can save about 70% of maintenance costs. Due to various advantages, the spread is spreading all over the world, and it is widely distributed in Korea, contributing greatly to traffic communication.
그러나 상기 설명한 바와 같이, LED 교통신호등의 경우 일몰 이후에는 교통신호등이 너무 밝아 눈부심 현상을 발생하여 운전자들의 시인성에 장애를 초래하는 문제가 존재하였다.However, as described above, in the case of the LED traffic lights, after the sunset, the traffic lights are too bright to cause glare, which causes a problem in the visibility of drivers.
또한 경찰청에서 규정하는 교통신호등 관련 규칙에 의하면 에너지를 절약하고 운전자의 눈부심 현상을 방지할 수 있도록 일몰 이후 어두워짐에 따라 교통신호등의 광도를 20 ~ 30% 정도 낮추도록 요구하고 있는 실정이다.In addition, the traffic light rules prescribed by the National Police Agency require that the brightness of the traffic lights be reduced by 20 to 30% as it darkens after sunset so as to save energy and prevent driver glare.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 일몰 이후 교통신호등의 광도를 감소시켜 시인성을 개선하고 전력 소비를 절감할 수 있는 조광형 LED 교통신호등을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide a dimmed LED traffic light that can reduce the brightness of the traffic light after sunset to improve visibility and reduce power consumption.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 다수의 LED가 장착된 교통신호등용 발광부의 회로기판에 장착된 광 센서와,In order to achieve the above object, in the present invention, a light sensor mounted on the circuit board of the light emitting unit for traffic lights equipped with a plurality of LEDs,
상기 광센서로부터의 빛의 감지에 따라 유기된 전류에 의해 작동되어 일몰 후에는 일몰 전 보다 교통신호등의 광도를 기준 보다 감소시켜 발광시키기 위한 조광부와,A dimming unit which is operated by the induced current according to the detection of the light from the light sensor and emits light after sunset by reducing the brightness of the traffic signal lamp than before the sunset;
상기 조광부를 구동시키기 위한 구동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조광형 LED 교통신호등을 제공한다.It provides a dimming LED traffic signal light comprising a drive for driving the dimming unit.
또한, 본 고안의 다른 실시예에서는, 다수의 LED가 장착된 교통신호등용 발광부와,In addition, in another embodiment of the present invention, a light emitting unit for a traffic light equipped with a plurality of LEDs,
주야간에 따라 교통신호등의 광도를 변화시키기 위하여 설정된 시간에 조광부에 신호를 인가하여 광도를 감소시키기 위한 타이머와,A timer for reducing the luminous intensity by applying a signal to the dimmer at a set time to change the luminous intensity of the traffic light according to day and night;
상기 타이머로부터의 신호에 따라 작동되어 일몰 후에는 일몰 전 보다 교통신호등의 광도를 기준 보다 감소시켜 발광시키기 위한 조광부와,A dimming unit which is operated according to a signal from the timer to reduce light intensity of a traffic signal lamp than a reference point after sunset and emit light;
상기 조광부를 구동시키기 위한 구동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조광형 LED 교통신호등을 제공한다.It provides a dimming LED traffic signal light comprising a drive for driving the dimming unit.
한편, 본 고안의 바람직한 실시예에서 상기 조광부는, 제1 트랜지스터의 컬렉터에 직렬로 연결된 제2 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 에미터에 직렬로 연결된 제2 가변저항, 그리고 상기 제2 가변저항과 병렬 연결된 제1 가변저항을 구비하여 이루어질 수 있다.Meanwhile, in a preferred embodiment of the present invention, the dimming part is connected in parallel with a second transistor connected in series to a collector of a first transistor, a second variable resistor connected in series with an emitter of the transistor, and the second variable resistor. It may be provided with a first variable resistor.
본 고안의 상기 목적 및 특정한 장점들과 신규한 특징들은 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련한 이하의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확해질 것이다.The above and other specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which preferred embodiments are shown.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 고안의 조광형 LED 교통신호등을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment will be described in detail the illuminated LED traffic light of the present invention.
도 1은 본 고안의 블록 다이어그램이고, 도 2는 본 고안에 따른 조광형 LED 교통신호등의 블럭도이며, 도 3은 도 2 도시 블럭도의 구체화된 회로도이다.1 is a block diagram of the present invention, Figure 2 is a block diagram of a dimmed LED traffic light according to the present invention, Figure 3 is a detailed circuit diagram of the block diagram shown in FIG.
도면들에 도시된 바와 같이, 본 고안의 조광형 LED 교통신호등은 다음과 같이 구성된다.As shown in the drawings, the dimming LED traffic light of the present invention is configured as follows.
본 고안의 조광형 LED 교통 신호드은 크게 광량검지회로블록(100)과, 타이머(300)와, 전력제어회로블록(200) 및, 신호등점멸용 발광다이오드(14)로 이루어진다.상기 광량검지회로블록(100)은 발광부(10)에 제공되는 외부광량을 체크하여 기준이하로 외부광량의 조사량이 떨어질 경우 전력제어회로블록(200)에 제어신호를 인가하여 발광다이오드(14)로 제공되는 광량을 낮추도록 하는 역할을 한다.또한, 상기 광량검지회로블록(100)은 광센서(19)와, 조광부(20)와, 구동부(30)로 이루어져 광센서(19)에 의해서 감지되는 외부광을 조광부(20)에서 조광부(20)에서 가공하고 이를 근거로 구동부(30)에서 제어신호를 전력제어회로블록(200)에 출력하여 전력제어회로블록(200)의 제어하여 발광다이오드(14)의 광출력을 제어토록 한다.그리고, 타이머(300)는 인위적으로 광량을 낮추는 시간을 조절하여 전력제어회로블록(200)으로 하여금 발광다이오드(14)로 제공되는 광량을 낮추도록 한다.발광부(10)는 일반적으로 원형인 프레임 하우징(11)에 타면이 볼록한 원형의 투명 렌즈부(12)가 결합하여 구성되며, 그 내부에는 소정 형상으로 제조된 회로기판(13)이 장착되며, 이 회로기판(13)의 표면에는 다수의 발광 다이오드(14)가 렌즈부(12)를 향하여 장착되어 있으며, 렌즈부(11)의 내면에는 다수의 발광 다이오드(14)로부터의 입사광을 하향 편향시키는 편향부(15)가 형성되며 그 에지 측으로 플랜지부(16)가 형성되어 프레임 하우징(11)과 결합되도록 구성된다.The dimming LED traffic signal of the present invention is largely composed of a light quantity detection circuit block 100, a timer 300, a power control circuit block 200, and a light emitting diode 14 for blinking a traffic light. 100 checks the amount of external light provided to the light emitting unit 10 and lowers the amount of light provided to the light emitting diode 14 by applying a control signal to the power control circuit block 200 when the amount of irradiation of the external light falls below the reference value. In addition, the light amount detection circuit block 100 is composed of an optical sensor 19, the light control unit 20, and the drive unit 30 to adjust the external light detected by the optical sensor 19. The light unit 20 processes the light control unit 20 and outputs a control signal from the driving unit 30 to the power control circuit block 200 based on the control of the power control circuit block 200. The light output is controlled. The timer 300 artificially lowers the amount of light. By adjusting the time, the power control circuit block 200 lowers the amount of light provided to the light emitting diodes 14. The light emitting unit 10 is a circular transparent lens of which a convex surface is convex on a generally circular frame housing 11. The unit 12 is coupled to each other, and a circuit board 13 manufactured in a predetermined shape is mounted therein, and a plurality of light emitting diodes 14 are disposed on the surface of the circuit board 13 to form the lens unit 12. It is mounted toward the side, the inner surface of the lens portion 11 is formed with a deflection portion 15 for deflecting the incident light from the plurality of light emitting diodes 14 and the flange portion 16 is formed on the edge side of the frame housing 11 It is configured to be combined with).
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한편, 상기와 같이 구성된 발광부(10)의 회로기판(13) 상에 예컨대 포토 다이오드로 이루어진 광센싱 수단으로서의 광센서(19)가 장착되어 교통신호등 주변의 빛을 수광하여 낮에는 높은 광전류를 유기하고 밤에는 낮은 암전류를 유기하여 조광부(20)의 트랜지스터(Tr1, Tr2)의 선택적인 작동을 통해 광도를 조절하도록 한다.On the other hand, on the circuit board 13 of the light emitting unit 10 configured as described above, an optical sensor 19 as a light sensing means composed of a photodiode, for example, is mounted to receive light around a traffic light, thereby inducing high photocurrent during the day. At night, a low dark current is induced to control the brightness through the selective operation of the transistors Tr1 and Tr2 of the dimming unit 20.
조광부(20)는 발광부(10)의 회로기판에 장착된 광센서(19)에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(23)의 컬렉터에 직렬로 연결된 제2 트랜지스터(24)와, 상기 트랜지스터(24)의 에미터에 직렬로 연결된 제4 저항(4) 및 제2 가변저항(22), 그리고 상기 제2 가변저항(22)과 병렬 연결된 제1 가변저항(21)으로 이루어져 광센서(19)에 유기되는 광전류에 따라 제2 트랜지스터(24)의 온, 오프 작동을 통해 주간에는 기준 광도를 유지하되 야간에는 LED 모듈에 흐르는 전류값을 약 30% 감소시켜 기준광도 보다 낮게 작동되도록 유도 한다.The dimming unit 20 includes a second transistor 24 connected in series to a collector of the first transistor 23 electrically connected to an optical sensor 19 mounted on a circuit board of the light emitting unit 10, and the transistor 24. The fourth resistor 4 and the second variable resistor 22 connected in series to the emitter of the () and the first variable resistor 21 connected in parallel with the second variable resistor 22 to the optical sensor 19 The on-off operation of the second transistor 24 according to the induced photocurrent maintains the reference brightness during the day, but reduces the current value flowing through the LED module by about 30% at night to induce the operation to be lower than the reference brightness.
한편, 구동부(30)는 전력제어회로블록(200)에 연결되어 LED 교통신호등을 전체적으로 작동시키는 부분이나, 본 고안과 관련해서는 그 일부만이 도시 설명되고 있는 바, 제1 가변저항(21)이 제3 저항(3)을 거쳐 전기적으로 연결되어 이루어지며, 조광부(20)의 출력신호를 전력제어회로블록(200)에 전달토록 한다.On the other hand, the driving unit 30 is connected to the power control circuit block 200 to operate the LED traffic signal light as a whole, but only a part thereof is described in relation to the present invention, the first variable resistor 21 is first 3 is electrically connected via a resistor (3), and transmits the output signal of the light control unit 20 to the power control circuit block (200).
따라서, 야간에는 광센서(19)의 저항레벨의 변화에 따라서 조광부(20)의 회로가 도통되므로 이를 근거로 전력제어회로블록(200)에서 제어신호를 인가하여 발광다이오드(14)로 제공되는 전력을 줄이도록 함으로서 전류가 약 30% 감소된다.Therefore, at night, the circuit of the dimming unit 20 is turned on in response to the change in the resistance level of the light sensor 19, so that the control signal is applied from the power control circuit block 200 to the light emitting diode 14 based on this. By reducing power, the current is reduced by about 30%.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 조광형 LED 교통신호등의 작동 및 효과를 상세하게 설명한다.Hereinafter will be described in detail the operation and effect of the dimming LED traffic light according to the present invention configured as described above.
주간에는 발광부(10)의 회로기판에 설치된 광센서(11)에 빛이 수광되면 광센서에 광전류가 유기되어 조광부(20)의 제1 트랜지스터(23)의 베이스 전압이 로우(low) 레벨로 되어 오프(OFF) 상태로 되며, 이에 따라 제2 트랜지스터(24)의 베이스 전압이 하이(high) 레벨로 되어 온(ON) 상태로 되면 제1 가변 저항(21)과 제2 트랜지스터(24)의 내부 저항과 제4 저항(4) 및 제2 가변저항(22)의 직렬저항의 합성 저항값에 의하여 회로 정수대로 동작되어 기준 광도를 유지하게 된다.In the daytime, when light is received by the optical sensor 11 installed on the circuit board of the light emitting unit 10, a photocurrent is induced in the optical sensor so that the base voltage of the first transistor 23 of the dimming unit 20 is at a low level. The first variable resistor 21 and the second transistor 24 are turned off when the base voltage of the second transistor 24 is turned high and is turned on. By the combined resistance value of the internal resistance of and the series resistance of the fourth resistor 4 and the second variable resistor 22 is operated as a circuit constant to maintain the reference brightness.
그러나, 일몰 후 야간에 어두워짐에 따라 작동이 반대로 되어, 제2 트랜지스터(24)의 내부 저항과 저항(4) 및 제2 가변저항(22)의 직렬저항이 매우 커지므로 제1 가변저항(21)의 저항값에 의존하게 되어 LED 모듈의 전류값이 설정된 대로 약 30% 감소되어 기준광도 보다 낮게 작동하게 되는 것이다.However, the operation is reversed as it becomes darker at night after sunset, so that the internal resistance of the second transistor 24 and the series resistance of the resistor 4 and the second variable resistor 22 become very large, so that the first variable resistor 21 Depending on the resistance value of), the current value of the LED module is reduced by about 30% as set, resulting in lower than the reference light.
이와 같은 과정을 통하여 일몰 전과 일몰 후를 달리하여 LED 교통신호등의 광도를 일몰 후에는 약 30% 정도 감소하도록 제어함으로써 야간 주행 운전자의 시인성을 향상시키고 전력 소비를 절감할 수 있다.Through this process, the brightness of the LED traffic light is controlled to be reduced by about 30% after sunset by differently before and after sunset, thereby improving visibility of night driving drivers and reducing power consumption.
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 고안의 조광형 LED 교통신호등에 의하면, 광센서를 통해 유기된 광전류에 의해 트랜지스터들이 선택적으로 온, 오프 작동됨으로써 일몰 후에는 발광부에 흐르는 전류를 감소시킬 수 있어서 일몰 후에는 교통신호등의 광도를 기준광도 보다 30% 정도 작게 용이하게 조정할 수 있어서 야간 주행시의 운전자의 시인성을 향상시킬 수 있음과 동시에 전력 소비를 크게 절감할 수 있는 등 유용한 효과가 달성된다. Therefore, according to the dimming type LED traffic light of the present invention as described above, the transistors are selectively turned on and off by the photocurrent induced through the optical sensor, so that the current flowing in the light emitting part can be reduced after sunset, and after sunset Since the brightness of the traffic lights can be easily adjusted to be 30% smaller than the reference brightness, useful effects are achieved such that the visibility of the driver at night driving can be improved and power consumption can be greatly reduced.
이상 본 고안이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나 이는 본 고안을 한정하는 것은 아니며, 본 고안의 첨부된 청구범위에 표현된 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하거나 수정할 수 있을 것이며, 이는 모두 본 고안의 범위에 속한다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiment, it does not limit the present invention, and various changes or modifications may be made without departing from the scope of the technical spirit expressed in the appended claims of the present invention. All belong to the scope of the present invention.
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도 1은 본 고안의 블록 다이어그램이고, 도 2는 본 고안에 따른 조광형 LED 교통신호등의 블럭도이며, 도 3은 도 2 도시 블럭도의 구체화된 회로도이다.<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a dimmed LED traffic light according to the present invention, and FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the block diagram shown in FIG. 2. >
10:발광부 11:프레임하우징10: light emitting unit 11: frame housing
12:렌즈부 13:회로기판 12: lens unit 13: circuit board
14:발광다이오드 15:평향판14 light emitting diodes 15
16:플랜지부 19:광센서16: Flange part 19: Light sensor
20:조광부 21,22:가변저항20: light control part 21, 22: variable resistance
23, 24:트랜지스터 30:구동부23, 24: transistor 30: drive part
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