KR20130000159A - 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복잡한 제어 알고리즘의 제어회로를 배제하면서도 엘이디모듈들을 통해 사인물에 보다 다양한 조명효과를 연출할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치는; AC 전원을 DC 전원으로 변환시켜 DC 전원의 (+)전원과 연결된 하나의 (+)전선(10)과, DC 전원의 (-)전원 경로를 분배한 적어도 둘 이상의 (-)전선(21,22,23;20)을 통해 엘이디모듈(100)에 DC 전원을 공급하기 위한 전원부(200)와, 상기 DC 전원의 (-)전원과 (-)전선(21,22,23;20)들의 연결 경로를 선택적으로 제어하여 상기 엘이디모듈(100)들을 온오프시키는 제어부(300)를 구비하고; 상기 엘이디모듈(100)들이 상부가 개방되고 벽면과 밑면을 갖는 함체로 이루어지며 양측 벽면에는 상기 (+)전선(10)과 (-)전선(21,22,23;20)들이 관통하여 이웃하는 엘이디모듈(100)과 일정한 간격으로 이격되게 배치될 수 있도록 전선-관통공(111)이 이루어진 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 개방부에 수용 배치되며 상면에는 엘이디(130)가 실장되고 상기 엘이디(130)측으로 (+)전원을 인가하기 위한 (+)도전라인(141)과 (-)전원을 인가하기 위해 (-)전선(21,22,23;20)들의 갯수와 일치하도록 (-)도전라인(142,143,144)들이 인쇄된 회로기판(120)과, 상기 회로기판(120)의 (+)도전라인(141)과 함께 상기 (+)전선(10)을 피어싱하면서 전기적으로 연결하는 (+)스크루핀(150)과, 상기 회로기판(120)의 (-)도전라인(142,143,144)들의 어느 하나와 함께 (-)전선(21,22,23;20)들의 어느 하나를 피어싱하면서 전기적으로 연결하되 이웃하는 엘이디모듈(100)들의 (-)도전라인(142,143,144)과 함께 (-)전선(21,22,23;20)을 피어싱하는 위치와는 서로 어긋나게 연결하는 (-)스크루핀(160)을; 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치{Lighting fixtures for signboard using LED module}
본 발명은 사인물에 사용되는 조명장치에 관한 것으로; 더욱 상세하게는 엘이디모듈을 이용하여 사인물에 다양한 조명 효과를 연출할 수 있도록 하는 『엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치』에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외에서 광고용도로 사용되는 사인물(signboard)에는 야간에도 광고 내용을 용이하게 인식할 수 있도록 별도의 조명장치가 사용되고 있다. 종래에는 사인물의 조명장치로서 형광등이나 네온사인이 주로 이용되어 왔으나, 형광등의 경우 내부에 형광등과 안정기를 내장하고 있으므로 상당한 두께를 가질 뿐만 아니라, 형광등 전구의 내구성이 짧아 자주 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다. 또한, 네온사인의 경우 은은한 조명효과와 같은 고품질의 조명효과를 기대할 수 있지만, 정교한 도형을 표시할 수 없어서 근거리의 소형 사인물에는 매우 조악한 형태로 나타날 뿐만 아니라 설치비용 및 전력소모가 많은 문제점이 있다.
이러한 높은 전력소모 및 조명의 단조로움을 해결하고자 최근에는 형광등이나 네온사인 등에 비해 수명이 반영구적이고 전력소모가 상대적으로 적은 엘이디(LED : 발광다이오드)의 사용이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 엘이디를 이용한 사인물의 조명장치는 일반적으로 인쇄회로기판(PCB)에 다수개의 엘이디를 원하는 배열로 배치시키고, 그 각각 엘이디의 점열을 제어하는 트랜지스터(TR)가 인쇄회로기판에 구비된 모듈 형태로 구성된다. 이러한 엘이디 모듈 각각에 R(Red), G(Green), B(Blue) 발광다이오드를 각각 제어하는 트랜지스터가 적어도 3개씩 구비되어 있어야 하고, 그 결과 부품 증가로 인한 제조 원가를 상승시키는 문제점이 있었다. 또한, 트랜지스터 등의 배열 설치에 의해 엘이디 모듈의 구조가 복잡해지는 것은 물론이고, 직렬로 연결 설치된 엘이디 모듈의 트랜지스터에 의해 전력 강하가 발생하여 엘이디 모듈의 설치 위치에 따라 발광다이오드의 조도가 달라지는 문제점도 있었다.
한편, 사인물에 사용되는 엘이디 모듈은 최종 표현물의 효과를 배가하기 위한 목적으로 점멸 등과 같은 조명효과를 제공한다. 이러한 엘이디 모듈은 엘이디의 점멸 효과와 같은 조명효과를 제어하는 제어회로와 엘이디 소자 및 회로에 전력을 공급하기 위한 전원부로 구성된다. 여기서, 제어회로는 주로 마이크로 프로세서 등의 제어소자에 특정의 프로그램을 입력하고, 이를 회로 기판상에 실장하여 엘이디 모듈의 점멸 등을 제어할 수 있도록 구성되었다.
이와 같은 엘이디 모듈 다수가 직렬 형태로 연결되어 연속확장된 경우, 데이터 신호선 및 전원선의 길이가 길어짐에 따라 공급신호 및 공급전원이 점차 감소되거나 노이즈가 심화되어, 엘이디의 연출에러가 발생되거나 구동수행이 불능인 상태가 되는 등의 문제점이 발생된다. 이와 다르게, 엘이디 모듈 다수가 병렬 형태로 연결되어 연속확장된 경우, 공급신호 및 공급전원이 점차 감소되는 현상은 감소시킬 수 있지만, 엘이디 모듈이 증설될 수록 제어회로와 전원부에 연결된 데이터 신호선과 전원선이 증가하여 설치가 복잡하고 설치비용이 증가하여 적용되지 않고 있는 실정이다. 또한, 이 같은 제어회로는 트랜지스터를 2진수법을 이용하여 제어하는 방식이기 때문에 사용자가 제어하기에 매우 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 복잡한 제어 알고리즘의 제어회로를 배제하면서도 엘이디모듈들 통해 사인물에 보다 다양한 조명효과를 연출할 수 있는 『엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치』를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 엘이디모듈과 전선의 연결에 있어서 전선의 피복을 벗기지 않고서도 엘이디가 탑재된 회로기판에 전기적으로 용이하게 접속시킬 수 있음은 물론이며 연결부위를 방수처리하여 절연파괴에 효과적으로 대처할 수 있는 『엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치』를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 복수개의 엘이디모듈이 일정한 간격으로 배치되어 사인물에 조명기능을 발휘할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치에 있어서;
상기 사인물용 조명장치가; AC 전원을 DC 전원으로 변환시켜 DC 전원의 (+)전원과 연결된 하나의 (+)전선과, DC 전원의 (-)전원 경로를 분배한 적어도 둘 이상의 (-)전선을 통해 상기 엘이디모듈에 DC 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 DC 전원의 (-)전원과 (-)전선들의 연결 경로를 선택적으로 제어하여 상기 엘이디모듈들을 온오프시키는 제어부를 구비하고;
상기 엘이디모듈들은; 상부가 개방되고 벽면과 밑면을 갖는 함체로 이루어지며 양측 벽면에는 상기 (+)전선과 (-)전선들이 관통하여 이웃하는 엘이디모듈과 일정한 간격으로 이격되게 배치될 수 있도록 전선-관통공이 이루어진 하우징과, 상기 하우징의 개방부에 수용 배치되며 상면에는 엘이디가 실장되고 상기 엘이디측으로 (+)전원을 인가하기 위한 (+)도전라인과 (-)전원을 인가하기 위해 (-)전선들의 갯수와 일치하도록 (-)도전라인들이 인쇄된 회로기판과, 상기 회로기판의 (+)도전라인과 함께 상기 (+)전선을 피어싱하면서 전기적으로 연결하는 (+)스크루핀과, 상기 회로기판의 (-)도전라인들의 어느 하나와 함께 (-)전선들의 어느 하나를 피어싱하면서 전기적으로 연결하되 이웃하는 엘이디모듈들의 (-)도전라인과 함께 (-)전선을 피어싱하는 위치와는 서로 어긋나게 연결하는 (-)스크루핀을; 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은; 상기 엘이디모듈들이 상기 회로기판이 배치된 상기 하우징의 개방부에 투명 에폭시를 채워 상기 하우징 내부를 방수처리하기 위한 에폭시 몰딩부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치에 따르면;, 전원을 인가하기 위해 하우징의 저부를 관통하도록 배치되는 (+), (-)전선들의 배치와 엘이디모듈과의 연결 방식에 차별화를 둠으로써, 엘이디모듈들을 통해 사인물에 다양한 조명 효과를 연출할 수 있는 이점이 있다.
특히, 조명 효과를 위해 복잡한 제어 알고리즘의 제어회로가 필요하지 않으므로 사용자의 조작이 간편하여 오작동에 의한 고장을 줄일 수 있는 것은 물론이며, (-)전원의 연결경로를 펄스신호를 통해 간단하게 제어함으로써 다양한 방식의 조명을 연출할 수 있는 작용효과가 있다.
또한, 전선 피복을 벗기지 않고서도 엘이디모듈과의 전기적 접속이 가능하여 접속 작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치의 제어 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도로, 본 발명에 따른 첫번째 엘이디모듈의 스크루핀 연결구조를 보인 것이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로, 본 발명에 따른 두번째 엘이디모듈의 스크루핀 연결구조를 보인 것이다.
도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도로, 본 발명에 따른 세번째 엘이디모듈의 스크루핀 연결구조를 보인 것이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치는 복수개의 엘이디모듈(100)과, AC 전원을 DC 전원으로 변환시켜 DC 전원의 (+)전원과 연결된 하나의 (+)전선(10)과 DC 전원의 (-)전원의 경로를 3개의 경로로 분배한 (-)전선(21, 22, 23; 20)들을 통해 상기 엘이디모듈(100)에 DC 전원을 공급하는 전원부(200)와, 상기 전원부(200)를 통해 DC 전원의 (-)전원과 복수의 (-)전선(20)의 연결 경로를 펄스신호를 통해 선택적으로 제어하여 상기 엘이디모듈(100)의 조명 효과를 제어하는 제어부(300)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 엘이디모듈(100)은 상기 전원부(200)로부터 연장된 (+)전선(10)과 (-)전선(20)들의 길이방향으로 일정 간격을 두고 연속적으로 배열되어 있어서 발광 사인물의 프레임(미도시)에 적절하게 배치하여 사용할 수 있게 된다.
상기 엘이디모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되고 벽면과 밑면을 갖는 함체로 이루어지며 적어도 전선(10, 20)들이 관통하는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 개방부에 수용 배치되며 상면에는 복수개의 엘이디(130)가 길이방향으로 실장되고 상기 엘이디(130) 측으로 전원[(+), (-)]을 인가하기 위한 도전 회로부(140)가 길이방향으로 상기 전선(10, 20)들이 관통되는 경로상에 나란하게 인쇄된 회로기판(120)으로 이루어진다.
상기 하우징(110)은 합성수지를 통해 사출성형되는 것으로, 상부가 개방되고 벽면과 밑면을 갖는 함체로 이루어져 있다. 하우징(110)의 양측 벽면에는 전원 공급을 위해 상기 전원부(200)로부터 연장된 하나의 (+)전선(10)과 3가닥의 (-)전선(21, 22, 23; 20)들이 관통하여 배치될 수 있도록 전선 관통공(111)이 천공된다. 상기 (+)전선(10)과 (-)전선(20)들은 상당하게 길게 연장된 것으로, 회로기판(120)에 실장된 엘이디(130)들 측으로 (+)전원과 (-)전원을 공급하게 되며, 발광사인물의 사이즈에 따라 적당하게 절단하여 사용할 수 있다. 실질적으로 하우징(110)을 사출 성형하는 과정에서 상기 복수의 전선(10, 20)들을 성형금형에 인서트함으로써, 하우징(110)이 성형되면서 전선(10, 20)들이 하우징(110)의 양측 벽면을 관통하면서 밑면을 따라 배치되게 된다.
상기 회로기판(120)은 하나의 (+)전선(10)과 3 가닥의 (-)전선(20)들이 관통하여 배치된 하우징(110)의 개방부를 덮도록 배치되는 것으로, 이의 상면에는 복수개의 엘이디(130)가 길이방향으로 실장되고, 엘이디(130)들 측으로 (+)전원과 (-)전원을 인가하기 위한 도전 회로부(140)가 길이방향으로 나란하게 인쇄되어 있다.
상기 회로기판(120)의 도전회로부(140)는 통상 동(구리)를 통해 회로기판(120) 상면에 매립 형성된 것으로, 엘이디(130)들은 여기에 전기적으로 접속되도록 실장된다. 도전회로부(140)는 상기 하나의 (+)전선(10)이 관통되는 경로에 대응되는 (+)도전라인(141)과, 상기 3 가닥의 (-)전선(21,22,23; 20)들이 관통되는 경로에 각각 대응되는 (-)도전라인(142, 143, 144)으로 형성된다.
본 발명에서 상기 회로기판(120)의 도전회로부(140)는 상기 전선(10, 20)을 피어싱하면서 결합되는 복수의 스크루핀(150,160)에 의해 전선(10, 20)과 전기적으로 연결된다.
여기서, 스크루핀(150,160)들은 도전체이고 선단이 날카롭게 이루어진 것으로, 회로기판(120)의 도전회로부(140)와 함께 전선(10, 20)을 피어싱하여 도전회로부(140)와 전선(10,20)을 전기적으로 연결하게 된다. 이러한 상기 스크류핀(150,160)은 상기 도전회로부(140)의 (+)도전라인(141)과 함께 (+)전선(10)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결하는 (+)스크루핀(150)과, (-)도전라인(142,143,144)들의 어느 하나와 함께 (-)전선(21,22,23;20)들의 어느 하나를 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결하는 (-)스크루핀(160)으로 구별된다.
즉, 도 1과 도 4를 참조하면 첫 번째 엘이디모듈(100)의 경우; (+)스크류핀(150)은 도전회로부(140)의 (+)도전라인(141)과 함께 (+)전선(10)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결하며, (-)스크루핀(160)은 도전회로부(140)의 첫번째 (-)도전라인(142)과 첫번째 (-)전선(21)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결한다.
그리고 도 1과 도 5를 참조하면 두 번째 엘이디모듈(100)의 경우; (+)스크류핀(150)은 도전회로부(140)의 (+)도전라인(141)과 함께 (+)전선(10)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결하며, (-)스크루핀(160)은 도전회로부(140)의 두 번째 (-)도전라인(143)과 두 번째 (-)전선(22)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결한다.
또한, 도 1과 도 6을 참조하면 세 번째 엘이디모듈(100)의 경우; (+)스크류핀(150)은 도전회로부(140)의 (+)도전라인(141)과 함께 (+)전선(10)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결하며, (-)스크루핀(160)은 도전회로부(140)의 세 번째 (-)도전라인(144)과 세 번째 (-)전선(23)을 피어싱하면서 이들을 전기적으로 연결한다.
이와 같은 스크루핀(150)(160)을 통한 연결패턴을 모든 엘이디모듈(100)들에 적용하면, 마이크로프로세서를 통한 복잡한 제어 알고리즘에 의해 각각의 엘이디모듈을 제어하는 방식을 배제하고서 엘이디모듈(100)들과 전원부(200) 사이의 전기적 연결 통제를 통해 다양한 점멸 기능을 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디모듈(100)에 DC 전원을 공급하는 전원부(200)와 연결되어 엘이디 모듈(100)의 조명 효과를 제어하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 전원부(200)는 AC 전원을 DC 전원으로 변환시켜 DC 전원의 (+)전원과 연결된 하나의 (+)전선(10)과 DC 전원의 (-) 전원의 경로를 분배한 적어도 둘 이상의 (-)전선(21,22,23;20)들을 통해 상기 엘이디 모듈(100)에 DC 전원을 공급한다.
상기 제어부(300)는 상기 전원부(200) DC 전원의 (-)전원과 복수의 (-)전선(21,22,23;20)들의 연결 경로를 펄스신호를 통해 선택적으로 제어하여 상기 엘이디모듈(100)의 조명 효과를 제어하게 된다. 즉, 제어부(300)는 전원부(200)를 제어하여 DC 전원의 (-)전원과 첫번째 (-)전선(21)을 연결시켰다가 이를 해지하고, 다시 (-)전원과 두번째 (-)전선(22)을 연결시켰다가 이를 해지하고, 또 다시 (-) 전원과 세번째 (-) 전선(23)을 연결시키는 과정을 연속적이고 반복적으로 수행하게 된다. 그러면, 첫번째 (-) 전선(21)에 연결된 첫번째 엘이디 모듈(100)이 점멸하게 되고, 다시 두번째 (-) 전선(22)에 연결된 두번째 엘이디 모듈(100)이 점멸하게 되고, 또 다시 세번째 (-) 전선(23)에 연결된 세번째 엘이디 모듈(100)이 점멸하게 된다. 이러한 과정은 이후 연결된 엘이디모듈(100)에도 동일하게 적용되게 된다. 또한, 제어부(300)의 점멸주기 제어동작 등은 외부에서 리모콘을 통해 자유롭게 설정할 수 있도록 설계함이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제어부(300)에서는 상기한 전원부(200)의 (-)전원과 엘이디모듈(100) 간의 전기적 연결 순서, 시간 등을 다양하게 변경 제어함으로써, 종래의 복잡한 제어 알고리즘을 채용하지 않으면서 간단한 회로 연결만으로도 엘이디 모듈(100)에 다양한 조명 효과를 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 엘이디모듈(100)을 이용한 사인물용 조명장치는 엘이디모듈(100)의 방수 성능의 향상을 위해, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 엘이디모듈(100)의 하우징(110) 상부에는 에폭시 몰딩부(180)가 추가적으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 에폭시 몰딩부(180)는 스크류핀(150)(160)을 통해 전선(10, 20)과 접속된 회로기판(120)의 상부, 즉 하우징(110)의 개방부에 젤 타입의 투명 에폭시를 채워 이루어진 것으로, 이것은 하우징(110) 내부를 방수 처리하기 위한 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10..(+)전선 20,21,22,23..(-)전선
100..엘이디모듈 110..하우징
120..회로기판 130..엘이디
140..도전회로부 141..(+)도전라인
142,143,144..(-)도전라인 150..(+)스크루핀
160..(-)스크루핀 180..에폭시 몰딩부
200..전원부 300..제어부

Claims (2)

  1. 복수개의 엘이디모듈(100)이 일정한 간격으로 배치되어 사인물에 조명기능을 발휘할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치에 있어서;
    상기 사인물용 조명장치는;
    AC 전원을 DC 전원으로 변환시켜 DC 전원의 (+)전원과 연결된 하나의 (+)전선(10)과, DC 전원의 (-)전원 경로를 분배한 적어도 둘 이상의 (-)전선(21,22,23;20)을 통해 상기 엘이디모듈(100)에 DC 전원을 공급하기 위한 전원부(200)와, 상기 DC 전원의 (-)전원과 (-)전선(21,22,23;20)들의 연결 경로를 선택적으로 제어하여 상기 엘이디모듈(100)들을 온오프시키는 제어부(300)를 구비하고;
    상기 엘이디모듈(100)들은;
    상부가 개방되고 벽면과 밑면을 갖는 함체로 이루어지며 양측 벽면에는 상기 (+)전선(10)과 (-)전선(21,22,23;20)들이 관통하여 이웃하는 엘이디모듈(100)과 일정한 간격으로 이격되게 배치될 수 있도록 전선-관통공(111)이 이루어진 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 개방부에 수용 배치되며 상면에는 엘이디(130)가 실장되고 상기 엘이디(130)측으로 (+)전원을 인가하기 위한 (+)도전라인(141)과 (-)전원을 인가하기 위해 (-)전선(21,22,23;20)들의 갯수와 일치하도록 (-)도전라인(142,143,144)들이 인쇄된 회로기판(120)과, 상기 회로기판(120)의 (+)도전라인(141)과 함께 상기 (+)전선(10)을 피어싱하면서 전기적으로 연결하는 (+)스크루핀(150)과, 상기 회로기판(120)의 (-)도전라인(142,143,144)들의 어느 하나와 함께 (-)전선(21,22,23;20)들의 어느 하나를 피어싱하면서 전기적으로 연결하되 이웃하는 엘이디모듈(100)들의 (-)도전라인(142,143,144)과 함께 (-)전선(21,22,23;20)을 피어싱하는 위치와는 서로 어긋나게 연결하는 (-)스크루핀(160)을; 구비하는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엘이디모듈(100)들은 상기 회로기판(120)이 배치된 상기 하우징(100)의 개방부에 투명 에폭시를 채워 상기 하우징(110) 내부를 방수처리하기 위한 에폭시 몰딩부(180)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈을 이용한 사인물용 조명장치.
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