KR20120037298A - 열차 선로용 조명 장치 - Google Patents

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KR20120037298A
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최병준
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삼성엘이디 주식회사
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Abstract

본 발명은 열차 선로용 조명 장치에 관한 것으로,
열차 선로 상에 장착 가능하며, 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED를 포함하고, 상기 복수의 LED 중 하나 또는 2 이상의 조합에 의해 백색광이 생성되며, 상기 복수의 LED 중 다른 하나 또는 2 이상의 다른 조합으로부터 가시대역에 해당하는 특정 파장의 광을 생성하는 발광부; 및 상기 백색광과 상기 특정 파장의 광이 선택적으로 제공되도록 상기 LED의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

열차 선로용 조명 장치{Lighting Device For Railway Station}
본 발명은 경고등으로 사용될 수 있는 열차 선로용 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩은 자외선, 가시광선, 적외선의 반도체 LED 칩이 생산되고 있고, LED소자의 성능향상에 따라 휴대폰, LCD, 자동차, 가전, 교통신호등, 가로등, 생활조명, 특수조명 등의 응용분야에 기술이 집중되고 있으며, 향후 LED의 효율개선이 활발히 진행되고 있어 기존의 조명기구를 대체함으로써 에너지 소모를 극소화하게 될 것이다. 종래 조명전구로는 형광등, 백열등, 할로겐 등이 사용되고 있으나, 이들 조명전구는 수명이 짧고 전력소모가 많은 문제점이 있고, 이를 해결하기 위해 많은 회사들이 기존의 조명전구에 비해 전력소모가 적고 수명이 긴 LED 조명을 개발하고 있으며, 최근 기존의 조명으로 사용되던 형광등, 백열등, 할로겐등 등이 LED 조명으로 대체되고 있는 추세이다.
한편, 열차역(기차역, 전철역, 지하철역 등)에는, 열차를 기다리는 승객들을 열차로부터 보호하기 위하여 열차의 진입을 알리는 황색 경보등 등이 설치되어 있으며, 최근 열차로부터 승객을 보다 안전하게 보호하기 위하여 스크린 도어 등이 설치되고 있다. 또한, 승강장 내에서 열차의 도착을 알리기 위하여 알림벨을 사용하거나 열차 도착 표시판도 별도로 설치되고 있다. 그러나, 열차역에서 승객을 보호하고 열차의 도착 시간을 알리기 위한 경고등 또는 알림등은 별도의 설치 공간이 요구되며, 단일의 목적을 위한 장치, 즉, 조명장치와 경고 장치가 복수 개 설치되어야 하므로, 경제적으로도 설치 비용이 많이 들게 되는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은, 열차 선로용 조명 장치를 구성하는 발광부의 색을 변환시킴으로써 조명등, 알림등 및 경고등의 기능을 겸할 수 있는 LED 열차 선로용 조명 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면은,
열차 선로 상에 장착 가능하며, 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED를 포함하고, 상기 복수의 LED 중 하나 또는 2 이상의 조합에 의해 백색광이 생성되며, 상기 복수의 LED 중 다른 하나 또는 2 이상의 다른 조합으로부터 가시대역에 해당하는 특정 파장의 광을 생성하는 광부; 및 상기 백색광과 상기 특정 파자의 광이 선택적으로 제공되도록 상기 복수의 LED 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 열차 선로용 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부에서 생성된 특정 파장의 광은, 경고등으로 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 적색, 청색, 보라색, 황색 및 녹색 중 적어도 하나의 색을 제공하도록 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 열차 진입 시 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 상기 특정 파장의 광을 제공할 수 있다.
이때, 열차 도착 시 상기 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 백색광을 제공할 수 있으며, 또한, 열차 출발 시 상기 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 상기 특정 파장의 광을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 복수의 LED의 휘도를 조절함으로써 상기 발광부에서 상기 특정 파장의 광을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 LED 중 동일한 색상의 빛을 방출하는 LED는, 상기 제어부에 의해 동시 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부에 외부 신호를 입력하기 위한 입력부를 더 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 입력부는 기설정된 시간에 따라 상기 복수의 LED의 점등 시간을 제어하는 신호를 입력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는, 적색, 녹색 및 청색 발광하는 LED를 조합하여 백색광이 생성되도록 구성 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부를 구성하는 복수의 LED 중 적어도 하나는 파장변환용 형광체를 포함하여 백색광이 생성되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는, 상기 제어부에 의해 백색광이 아닌 상기 특정 파장이 광이 제공되는 경우에 휘도가 동일하게 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는 PWM, PAM 및 아날로그 디밍 중 적어도 하나의 방식으로 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 LED는 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 LED는 상기 복수의 LED를 전기적으로 연결하기 위한 줄 형태의 배선에 직접 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 LED 상면에 배치된 투명 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 LED 상면 또는 측면 중 적어도 하나에 배치된 확산판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부에서 생성된 광은, 상기 백색광과 상기 특정 파장광의 적어도 일부가 혼합되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부에서 생성된 광은, 상기 백색광에 대한 상기 특정 파장광의 광량이 적어도 10% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, PWM, PAM 및 아날로그 디밍 제어 중 어느 하나에 의해, 상기 백색광에 대한 상기 특정 파장광의 광량 비율이 변화할 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치의 경우, LED 조명장치가 다수의 기능을 수행함으로써 에너지 효율, 공간 이용 및 경제적인 측면에서 보다 효과적인 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
도 1은 열차역에 설치된 종래의 경고등을 나타내는 사진이다.
도 2는 열차역에 설치된 종래의 조명등을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명장치의 실제 적용된 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 열차역에 설치된 종래의 경고등을 나타내는 사진이고, 도 2는 열차역에 설치된 종래의 조명등을 나타내는 사진이다. 먼저 도 1을 참조하면, 열차역에 설치된 황색 경고등은 열차역 내의 승강장 중 일부에만 설치되어, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 가까운 거리에서는 경고등의 점등 여부를 쉽게 인식할 수 있지만, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 먼 거리에서는 점등 여부를 인식하기 어려워, 위험을 알리는 경고등으로써 충분히 기능하지 못하다는 문제가 있다. 한편, 도 2는 열차역에 설치된 종래 조명등을 나타내는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 승강장 전 영역에 백색광을 방출하는 형광등이, 경고등과는 별도로 설치되어 있음을 알 수 있다.
본 발명은 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED를 포함하는 열차 선로용 조명 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 열차 선로용 조명 장치는 복수의 LED가 개별적으로 구동함으로써 다양한 색을 재현할 수 있으며, 따라서, 백색 조명의 기능과, 열차 진입시 경고등 혹은 알림등의 기능을 함께 수행할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 실제 적용된 형태를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 복수의 LED(20)를 포함하는 발광부(100) 및 제어부(미도시)를 포함하는 열차 선로용 조명장치가 열차역 내부 천장에 배치될 수 있으며, 제어부를 통해 상기 발광부(100)내의 복수의 LED(20)로부터 백색광과 특정 파장의 광이 선택적으로 제공되도록 상기 복수의 LED(20)의 구동을 제어함으로써, 미리 설정된 특정 파장의 광을 생성할 수 있다.
구체적으로, 본 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치는 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED(20)를 포함하고, 상기 복수의 LED(20) 중 하나 또는 2 이상의 조합에 의해 백색광이 생성되며, 상기 복수의 LED(20) 중 다른 하나 또는 2 이상의 다른 조합으로부터 가시대역에 해당하는 특정 파장의 광을 생성하는 발광부(100)와, 상기 백색광과 상기 특정 파장의 광이 선택적으로 제공되도록 상기 복수의 LED(20)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 이때, 상기 발광부(100)에서 생성된 특정 파장의 광은, 경고등으로 기능할 수 있다.
상기 발광부(100)를 구성하는 복수의 LED(20)는 백색(white), 청색(blue), 녹색(green) 및 적색(red)에 해당하는 파장의 빛을 방출하는 LED 칩으로 이루어질 수 있다. 상기 발광부(100)를 구성하는 복수의 LED(20)는 청색, 녹색 및 적색 LED를 조합하여 백색 발광할 수 있으며, 일정한 파장의 빛을 방출하는 LED 칩에 파장 변환시키는 형광체를 적용하여 백색 발광하도록 하는 것도 가능하다. 즉, 백색 발광이 가능하다면, 복수의 LED를 조합하거나 형광체를 이용한 하나의 LED 칩을 적용하는 등의 구체적인 구현 방법에는 제한되지 않는다. 따라서, 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED를 포함하는 발광부(100)를 포함하는 열차 선로용 조명 장치는, 백색 발광 가능하도록 구현되므로, 기존의 형광등을 대체하여 고휘도 저전력의 조명으로 사용될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치는 서로 다른 색을 방출하는 복수의 LED(20)로 구성되므로, 발광부(100) 내의 일부 LED(20)만 구동하게 하거나, 일부 LED(20)의 휘도를 조절함으로써, 필요에 따라 다양한 색을 구현 가능한 조명장치를 제공할 수 있다. 구체적으로, 청색, 적색 및 녹색 LED를 조합하여 백색광을 구현하는 경우, 색상별로 부분 구동하도록 제어하는 제어부를 구비하여, 청색, 적색 및 녹색의 빛을 방출하는 LED 중, 전부 또는 일부에 공급되는 전류를 차단함으로써 조명장치의 색 분포가 달라지게 할 수 있고, 그 결과, 복수의 LED(20)에 의한 혼합광의 색이 변환되어, 백색이 아닌 유색의 빛을 방출하는 열차 선로용 조명 장치를 구현할 수 있으며, 열차 선로용 조명 장치가 유색의 빛을 방출함으로써 열차역 내에서 알림등 또는 경고등으로 기능할 수 있다.
구체적으로, 적색, 청색 및 녹색 파장의 빛을 방출하는 LED 칩을 조합하여 백색을 구현하는 발광부(100)를 포함하는 열차 선로용 조명장치의 경우, 복수의 LED를, 색상별 또는 일정한 기준에 의해 정해진 그룹별로 나누어 부분 구동하도록 제어하는 제어부를 구비할 수 있다. 즉, 긴급상황 발생시 또는 열차 진입 시 등 예정된 상황에서, 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 LED의 상대적인 구동 비율을 조절하여, 백색이 아닌, 시각적으로 인식 가능한 유색의 빛을 방출하도록 할 수 있으므로, 이를 통해 경고등의 기능을 겸하도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 발광부는 상기 제어부에 의해 적색, 청색, 보라색, 황색 및 녹색 중 적어도 하나의 색으로 변환될 수 있으며, 열차 진입 시 또는 비상상황 발생시, 일반적으로 위험 또는 경고를 의미하는 적색 빛을 방출하는 LED 칩의 상대적인 구동 비율을 늘림으로써, 발광부(100)의 혼합광이 적색에 가까운 빛을 방출하도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부는 열차 진입시 발광부의 색을 백색에서 적색으로 변환시킨 후, 열차 도착과 동시에, 적색으로 변환된 발광부의 색을 백색으로 변환하고, 열차 출발 시 발광부의 색을 다시 적색으로 변환하도록 하여 경고등의 기능을 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 발광부의 색과 제어 방식은 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
또한, 상기 발광부(100)에서 생성되는 광은, 상기 백색광과 상기 특정 파장광의 적어도 일부가 혼합되어 이루어질 수 있다. 즉, 상기 백색광 중 일부만이 특정 파장의 광을 생성하도록 제어될 수 있으며, 백색광 전부가 특정 파장의 광을 생성하도록 제어될 수도 있다. 구체적으로, 상기 백색광에 대한 특정 파장광의 광량비는 1:0 내지 0:1 의 범위 내에서 변화할 수 있으며, 경고등으로 사용되는 경우, 상기 백색광에 대한 특정 파장광의 광량이 적어도 10% 이상일 수 있다. 이때, PWM, PAM 및 아날로그 디밍 제어 중 어느 하나의 방식에 의해 상기 백색광에 특정 파장광의 비율이 변화함으로써, 일정 범위 내에서 상기 발광부(100)에서 생성되는 빛의 광량과 색상이 변화할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 따른 열차 선로용 조명장치는, 평소에는 백색광을 방출하여 조명등으로 기능하고, 비상시 또는 일정한 상황에서 경고 또는 알림등의 기능을 겸할 수 있으므로, 경제적이고 효율적인 다기능 열차 선로용 조명장치를 구현할 수 있다. 다만, 구현하는 색상의 종류 및 상황은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있으며, 평소에 백색 조명으로 사용되는 열차 선로용 조명 장치의 발광부(100) 전 영역의 색을 변화시키거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 그 일부 영역(A)의 색상만을 변화시킬 수 있다. 또한, 색상 변화를 통해 열차의 진입 또는 출발을 알리거나, 휘도 조절, 예를 들면, 깜박거림을 이용하여 비상사태 시 경고 효과를 극대화할 수 있다. 도 3에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 복수의 LED가 배열된 형태를 구체적으로 도시하였으나, LED(20) 상면에 반사판 또는 확산판(미도시) 등을 더 구비하여, 외부에서 볼 때 점광원이 아닌 면광원으로 기능하도록 구성될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도로, 바 형상의 기판(10) 상에 복수의 LED(20)를 포함하는 발광부(100) 및 상기 발광부(100) 내의 LED(20)를 제어하는 제어부(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 복수의 LED(20)는 서로 다른 색의 빛을 방출할 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 복수의 LED(20)는 청색(blue), 적색(red), 녹색(green) 및 UV 파장을 발생시키는 LED 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광물질을 포함하거나, 청색, 적색 및 녹색 LED 칩을 조합하여 백색광을 방출하는 복수의 LED를 구비하는 발광부(100)를 포함할 수도 있다. 상기 청색 LED 칩은 통상적으로 사용되는 3족 질화물계 반도체를 사용할 수있고, 상기 질화물계 반도체의 기판으로는 사파이어, 스피넬(MgAl2O4), SiC, Si, ZnO, GaAs, GaN 기판 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다.
즉, 본 실시형태에 따르면, 상기 발광부를 구성하는 LED 칩은 적색, 녹색 또는 청색 파장의 빛을 방출하는 LED 칩뿐만 아니라, 형광물질을 통해 파장 변환하여 백색을 포함한 다양한 색상의 빛을 방출하는 LED칩으로 구성될 수 있다. 조명용으로 사용하기 위한 백색광은, 반드시 열차 선로용 조명 장치의 모든 LED가 점등될 때에 구현되어야 하는 것은 아니며, 복수의 LED 중 일부만이 점등하도록 하여 백색광을 구현할 수 있다. 또한, 점등되는 LED의 수를 조절함으로써, 조명등으로 사용되는 경우와 경고등 또는 알림등으로 사용되는 경우의 휘도가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있다.
상기 열차 선로용 조명 장치를 제어하는 제어부는 외부 입력 신호 또는 기설정된 값에 의해 상기 발광부(100) 내의 복수의 LED를 제어할 수 있다. 예를 들면, 열차 진입구에 동작 감지 센서 등을 구비하여, 열차 진입시 입력되는 신호를 통해 발광부(100)를 제어할 수 있으며, 이와는 달리, 미리 입력된 열차 도착시간에 맞추어 제어될 수 있다. 다만, 발광부 제어 방식은 이에 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 당업계에 공지된 장치 등을 이용하여, 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동방식, PAM(Pulse Amplitude Modulation) 구동방식, 아날로그 디밍 등을 이용한 구동방식이 적용될 수 있다. 또한, 상기 제어부에 입력되는 외부 신호는 별도의 입력장치에 의해 입력될 수 있으며, 필요에 따라 사람이 수동으로 조작하는 것도 가능하다.
상기 LED 칩은 n형 질화물 반도체층, 활성층, 및 p형 질화물 반도체층을 포함할 수 있고, 상기 활성층은 적어도 하나의 양자우물층 및 양자장벽층을 포함할 수 있으며, 상기 양자우물층은 InGaN 또는 GaN으로 이루어질 수 있고, 양자장벽층은 InGaN, GaN 또는 AlGaN으로 구성된 다중 양자우물구조(MQW)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 양자장벽층의 밴드갭은 상기 양자우물층의 밴드갭보다 크다. 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층은, p형 초격자층과 p형 GaN계 반도체층을 포함하여 구성될 수 있고, 이때, p형 초격자층은 GaN/InGaN계, AlGaN/GaN계, AlGaN/GaN/InGaN 계의 다층 반복구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 p형 질화물 반도체층은 p형 초격자층, 상기 p형 초격자층 상의 p형 GaN층 및 상기 p형 GaN층 상에 형성된 p형 콘택트층을 포함할 수 있다.
또한, 도 3에는 LED(20)가 일렬로 배열된 형태로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 기판 상에 적어도 하나의 LED(20)가 규칙적, 또는 불규칙적인 형태로 배열될 수 있다. 이때, 상기 LED(20)는 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 복수의 LED(20)가 부분 구동할 수 있도록, 다양한 배선 구조를 포함할 수 있다. 또한, 정전기 방지를 위한 젠너가 더 구비될 수 있다.
한편, 상기 복수의 LED(20)가 배치된 기판(10)에는 상기 복수의 LED(20)를 전기적으로 연결하기 위한 배선 구조가 형성될 수 있으며, 상기 기판은(10)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다. 구체적으로, PCB 기판(10) 상면에는 복수의 LED(20)가 실장될 수 있으며, LED(20)가 실장된 반대면, 즉, 기판의 하면에는 상기 LED(20)로 전원을 공급하기 위한 배선 구조와 상기 LED(20)로 전원을 공급하기 위한 별도의 전원 공급 장치(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판(10)은 에폭시, 트리아진, 실리콘, 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, 구체적으로는 메탈 PCB의 일종인 MCPCB일 수 있다.
또한, 상기 기판(10)의 LED(20)가 실장된 면의 반대 면에는 열 방출을 위한 방열부(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 방열부는 상기 기판으로부터 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 역할을 하는데, 이에 따라, 상기 방열부는 열전도율이 우수한 재질인 구리, 알루미늄, 스테인레스로 제작될 수 있으며, 표면적을 최대화하여 방열 기능을 높일 수 있다. 또한, 상기 기판과 방열부 사이에는 열저항을 최소화시키기 위해 방열패드, 상변화 물질, 또는 방열 테이프 등의 열계면 물질(Thermal Interface Material)(미도시)을 사용하여 결합시킬 수 있다.
다만, 본 발명에 적용될 수 있는 기판(10)은, 인쇄 회로 기판(PCB)에 한정되는 것은 아니고, LED(20)가 실장된 면과 그 대향하는 면 모두에 LED(20)를 구동하기 위한 배선 구조가 형성된 기판이면 어느 것이나 가능하다. 구체적으로, 기판(10)의 표면 및 이면에는 각각의 LED(20)와 전기적으로 접속하기 위한 배선이 형성될 수 있으며, 기판(10)의 광원이 실장되는 면에 형성되는 배선은, 스루홀이나 범프(미도시)를 통하여 그 이면에 형성되는 배선에 접속될 수 있다.
또한, 상기 복수의 LED(20)가 실장된 상면 또는 측면에는 확산판(미도시)이 더 구비될 수 있으며, 상기 LED(20)로부터 일정 거리 이격된 위치에서 LED(20)로부터 방출된 빛을 반사시켜 보다 균일한 면발광을 얻을 수 있다. 상기 확산판은 빛의 반사율, 투과율 및 확산성은 물론 강도, 내구성, 방수성 및 방습성을 고려하여 유리, 플라스틱 또는 금속 등의 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 LED(20) 상면에 투명 렌즈(미도시)를더 포함할 수 있다. 투명렌즈는 상기 LED(20)를 완전히 커버하여 LED(20)을 보호할 뿐 아니라, 반구 형상으로 이루어져, 경계면에서의 프레넬 반사를 줄여서 광추출을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 투명렌즈는 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 수지는, 에폭시, 실리콘, 변형 실리콘, 우레탄수지, 옥세탄수지, 아크릴, 폴리카보네이트 및 폴리이미드 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 렌즈 상면에 요철을 형성하여 광추출 효율을 높이고, 방출되는 광의 방향을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도이다. 도 5을 참조하면, 복수의 녹색, 청색 및 적색 LED(20a, 20b, 20c)를 포함하는 발광부(101)를 구비함으로써, 각각의 색상을 조합하여 백색 발광하는 경고등 겸용 열차 선로용 조명 장치를 구현할 수 있다. 이때, 동일한 파장의 빛을 방출하는 LED(20a, 20b, 20c)들은 독립적으로 제어될 수 있으며, 일부 LED(20a, 20b, 20c)의 휘도를 조절함으로써 열차 선로용 조명 장치의 발광부(101)가 방출하는 빛의 색을 변화시켜 경고등 또는 알림등으로 기능하도록 할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시형태에 불과하며, 열차 선로용 조명 장치를 구성하는 LED의 수, 배치 방법 등은 다양하게 변형될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 저면도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 발광부(102)를 구성하는 복수의 LED(20)는 별도의 기판 없이, 각각의 LED(20)를 전기적으로 연결하기 위한 배선에 직접 연결될 수 있다. LED(20)는 기존의 형광등, 백열등, 할로겐 등의 조명기구에 비해 수명이 길고, 전력소모가 적으며, 높은 휘도를 가지므로, 적은 수의 LED로도 높은 휘도를 얻을 수 있다. 따라서, 별도의 기판을 이용하지 않고도, 복수의 LED(20)가 줄 형태의 배선에 직접 연결되도록 구현될 수 있으며, 이 경우 열차 선로용 조명 장치가 차지하는 면적이 매우 적어지므로, 좁은 공간에도 효율적으로 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 회로도이다. 본 실시형태에 따르면, 복수의 LED(20a, 20b, 20c)가 독립적으로 제어될 수 있도록 각 그룹별로 전기적으로 분리된 배선 구조를 갖는다. 예를 들면, 동일한 파장의 빛을 방출하는 복수의 LED(20a, 20b, 20c)가 하나의 그룹을 이루어, 서로 전기적으로 연결됨으로써 제어부(미도시)를 통해 일괄적으로 제어될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 그룹을 이루는 LED는 반드시 인접하여 배치되어야 하는 것은 아니고, 조명 장치의 색 균일성을 확보하기 위해, 임의의 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열차 선로용 조명 장치의 회로도이다. 본 실시형태에 따르면, 독립 제어되는 LED 그룹(21)이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 복수의 LED 그룹 중 일부만이 유색의 빛을 방출하도록 구성됨으로써, 입력된 외부 신호에 따라 정해진 서로 다른 색상의 빛을 방출하는 열차 선로용 조명 장치를 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 기판 20, 20a, 20b, 20c: LED
100, 101, 102: 발광부 103, 104: 회로도

Claims (21)

  1. 열차 선로 상에 장착 가능하며, 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED를 포함하고, 상기 복수의 LED 중 하나 또는 2 이상의 조합에 의해 백색광이 생성되며, 상기 복수의 LED 중 다른 하나 또는 2 이상의 다른 조합으로부터 가시대역에 해당하는 특정 파장의 광을 생성하는 발광부; 및
    상기 백색광과 상기 특정 파장의 광이 선택적으로 제공되도록 상기 복수의 LED의 구동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 열차 선로용 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광부에서 생성된 특정 파장의 광은, 경고등으로 기능하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 적색, 청색, 보라색, 황색 및 녹색 중 적어도 하나의 색을 제공하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 열차 진입 시 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 상기 특정 파장의 광을 제공하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 열차 도착 시 상기 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 백색광을 제공하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는, 열차 출발 시 상기 복수의 LED를 선택적으로 제어하여 상기 특정 파장의 광을 제공하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 LED의 휘도를 조절함으로써 상기 발광부에서 상기 특정 파장의 광을 생성하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 중 동일한 색상의 빛을 방출하는 LED는, 상기 제어부에 의해 동시에 제어되는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 외부 신호를 입력하기 위한 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력부는 기 설정된 시간에 따라 상기 복수의 LED의 점등 시간을 제어하는 신호를 입력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는, 적색, 녹색 및 청색 발광하는 LED를 조합하여 백색광이 생성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광부를 구성하는 복수의 LED 중 적어도 하나는 파장변환용 형광체를 포함하여 백색광이 생성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는, 상기 제어부에 의해 백색광이 아닌 상기 특정 파장의 광이 제공되는 경우에 휘도가 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 PWM, PAM 및 아날로그 디밍 중 적어도 하나의 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 인쇄 회로 기판 상에 배치된 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 상기 복수의 LED를 전기적으로 연결하기 위한 줄 형태의 배선에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 상면에 배치된 투명 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 상면 또는 측면 중 적어도 하나에 배치된 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 발광부에서 생성된 광은, 상기 백색광과 상기 특정 파장광의 적어도 일부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 발광부에서 생성된 광은, 상기 백색광에 대한 상기 특정 파장광의 광량이 적어도 10% 이상인 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    PWM, PAM 및 아날로그 디밍 제어 중 어느 하나에 의해, 상기 백색광에 대한 상기 특정 파장광의 광량 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 열차 선로용 조명 장치.
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