KR20130027723A - 솔라셀을 이용한 엘이디 간판 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 관한 것이다. 본 발명은, LED소자가 적어도 3개 이상으로 형성된 다수의 LED배열 유닛을 포함하며, 태양광에 의한 열에너지를 집열하여 전기에너지인 전원으로 변환하는 솔라셀어레이; 조명장치로 간판기능을 구비하는 LED간판부; 직선형의 솔라셀배열 유닛을 다수개 포함하며, 상기 솔라셀어레이로부터 공급된 전원이 상기 LED간판부에 공급되고 남은 전원을 저장하는 축전지; 상기 솔라셀어레이으로부터 공급된 전원을 AC 전원으로 변환한 뒤, 상기 LED간판부 또는 상기 축전지로 공급하는 인버터; 외부의 광량을 감지하여 광량이 기준량 미만인지를 판단하는 광량감지센서; 및 상기 광량감지센서에 의해 상기 기준량 미만이라고 판단시, 상기 축전지에 저장된 전원을 상기 LED간판부로 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛 각각은 복수개가 모여 하나의 행단위를 형성하며, 상기 행 단위의 상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛은 하나의 외부프레임 안에 행을 교대로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 솔라셀 및 보조솔라셀을 이용하여 효율적이면서도 자체적으로 전기를 생산하여 LED 간판에 이용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 교통표지판과 광고판의 기능을 동시에 수행하며, 외부에는 개폐식 투명창을 설치하였으며 LED소자를 이용해 평소에는 임의의 도형이나 문자로 광고를 수행하고, 비상시 교통표지판으로 방향을 알려주기 위한 주간이나 야간에 날씨의 변화에 구애됨이 없이 선명하게 알아볼 수 있으며 반영구적으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

솔라셀을 이용한 엘이디 간판 조명장치{LED illumination display board using solar-cell}

본 발명은 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 솔라셀 및 보조솔라셀을 이용하여 효율적이면서도 자체적으로 전기를 생산하여 LED 간판에 이용할 수 있으며, 교통표지판과 광고판의 기능을 동시에 수행하며, 외부에는 개폐식 투명창을 설치하였으며 LED소자를 이용해 평소에는 임의의 도형이나 문자로 광고를 수행하고, 비상시 교통표지판으로 방향을 알려주기 위한 주간이나 야간에 날씨의 변화에 구애됨이 없이 선명하게 알아볼 수 있으며 반영구적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 상품 판매를 위한 광고 및 필요한 정보를 제공하는 실내외 광고용 간판은 광고의 효과를 극대화하고 상황에 맞는 안내를 적절하게 제공하기 위해 사람들의 시각을 유도하는 많은 방법이 사용되고 있다.

옥외나 실내에 설치되는 광고용 간판은 주간뿐 아니라 야간에도 광고효과를 제공하기 위해 형광등이나, 백열전구, 또는 네온등과 같은 발광소자를 이용하여 광고용 간판을 설치하였다. 그러나 상기와 같은 형광등이나, 백열전구, 또는 네온등은 수명과 소비전력 등의 문제로 유지비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 광고용 간판의 발광소자로 LED(Light emitting diode : 발광다이오드, 이하 LED)를 이용한 기술이 제안되었다.

보다 구체적으로 살펴보면, 일반적으로 LED는 다른 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 소비전력이 적게 들고, 효율이 좋은 장점이 있다.

이 때문에, 최근에는 환경보호의 관점에서 장식등, 차량이나 신호기의 표시등, 광고 간판등, 실내등 등에 광범위하게 여러 분야에 적용되어 이용되고 있는데, 이러한 LED는 광고물의 발광소자로 이용되기도 한다.

LED를 이용한 광고 방법 중 하나로 아크릴 소재의 간판 내부에 LED를 이용한 발광체를 설치하여 간판에 발광효과를 제공하는 것으로 LED 모듈이 종래에도 제시되었다.

즉, 종래기술에 의한 LED 모듈은 다수의 LED가 장착된 PCB과, PCB를 담고 있는 하우징으로 구성된다. 여기서 PCB와 하우징은 고정수단에 의해 서로 고정된 구조를 갖으며 하우징 외부에는 솔라셀을 몰딩 처리한 뒤 외부로부터 습기가 안 들어가도록 형성하여 사용한다.

그러나, 종래기술에서는 단순히 광고나 특정 문자나 색상을 표시할 뿐, 다른 부가적인 기능은 수행하지 못하였으며, 솔라셀의 효율성이 아직까지 많이 떨어지는 문제점이 있어 왔다.

이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 솔라셀의 효율성을 제고하면서도, LED모듈을 이용한 광고 외에 부수적인 기능을 추가적으로 수행하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

[관련기술문헌]

1. 솔라셀 내장형 LED조명기구(특허출원번호 제10-2008-0078291호)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 솔라셀 및 보조솔라셀을 이용하여 효율적이면서도 자체적으로 전기를 생산하여 LED 간판에 이용하려는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 교통표지판과 광고판의 기능을 동시에 수행하며, 외부에는 개폐식 투명창을 설치하였으며 LED소자를 이용해 평소에는 임의의 도형이나 문자로 광고를 수행하고, 비상시 교통표지판으로 방향을 알려주기 위한 주간이나 야간에 날씨의 변화에 구애됨이 없이 선명하게 알아볼 수 있으며 반영구적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치를 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치는, LED소자가 적어도 3개 이상으로 형성된 다수의 LED배열 유닛을 포함하며, 태양광에 의한 열에너지를 집열하여 전기에너지인 전원으로 변환하는 솔라셀어레이; 조명장치로 간판기능을 구비하는 LED간판부; 직선형의 솔라셀배열 유닛을 다수개 포함하며, 상기 솔라셀어레이로부터 공급된 전원이 상기 LED간판부에 공급되고 남은 전원을 저장하는 축전지; 상기 솔라셀어레이으로부터 공급된 전원을 AC 전원으로 변환한 뒤, 상기 LED간판부 또는 상기 축전지로 공급하는 인버터; 외부의 광량을 감지하여 광량이 기준량 미만인지를 판단하는 광량감지센서; 및 상기 광량감지센서에 의해 상기 기준량 미만이라고 판단시, 상기 축전지에 저장된 전원을 상기 LED간판부로 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛 각각은 복수개가 모여 하나의 행단위를 형성하며, 상기 행 단위의 상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛은 하나의 외부프레임 안에 행을 교대로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치는, 상기 제어부가 인설되는 포함하는 PCB; 를 더 포함하며, 상기 PCB 상에는, 상기 솔라셀어레이가 발전하지 않는 밤이나 기상악화로 태양이 비쳐 주지않은 경우, 상기 축전지에 저장된 전원이 상기 솔라셀어레이로 역 전류 되는 것을 방지하기 위한 역 전류 방지 다이오드가 함께 인설되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 PCB는, 상기 광센서감지부; 상기 LED간판부를 작동하는 스위치; 및 상기 LED간판부를 일정형상으로 발광하게 하는 서브 메모리; 가 더 인설되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 광센서감지부는, CDS(cadmium sulfide electric photometer) 또는 수광소자(photodetector)를 포함하여 상기 LED간판부가 점등 및 소등되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 외부프레임은, 교통 표지로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 외부프레임은, 중량체에 입설 고정 설치한 지지대의 일측으로 결착볼트로 고정설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 외부프레임의 상단에 형성되는 추가로 매설된 보조솔라셀; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치에 있어서, 상기 외부프레임의 전면의 주벽으로는 개폐식 투명창을 경첩으로 유설하여 잠금볼트로 상기 외부프레임과 잠금 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치는, 솔라셀 및 보조솔라셀을 이용하여 효율적이면서도 자체적으로 전기를 생산하여 LED 간판에 이용할 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치는, 교통표지판과 광고판의 기능을 동시에 수행하며, 외부에는 개폐식 투명창을 설치하였으며 LED소자를 이용해 평소에는 임의의 도형이나 문자로 광고를 수행하고, 비상시 교통표지판으로 방향을 알려주기 위한 주간이나 야간에 날씨의 변화에 구애됨이 없이 선명하게 알아볼 수 있으며 반영구적으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 솔라셀과 LED간판부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치을 나타내는 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치는 솔라셀어레이(1), 축전지(2), 인버터(3), 광량감지센서(4), 제어부(5) 및 LED간판부(6)를 포함한다.

솔라셀어레이(1)는 태양광에 의한 열에너지를 집열하여 전기에너지인 전원으로 변환한 뒤, LED간판부(6)로 공급하거나 축전지(2)에 저장한다. 한편, 솔라셀어레이(1)는 직선형의 솔라셀배열 유닛을 다수개 포함하여 형성된다.

축전지(2)는 솔라셀어레이(1)로부터 공급된 전원을 인버터(3)에서 AC 전원으로 변환된 뒤 LED간판부(6)로 공급되고 남은 잉여 전원을 제어부(5)의 제어에 따라 저장한다.

인버터(3)는 솔라셀어레이(1)로부터 공급된 전원을 AC 전원으로 변환한 뒤, LED간판부(6) 또는 축전지(2)로 공급하는 역할을 수행한다.

광량감지센서(4)는 광량을 감지하여 광량이 기준량 미만인 경우, 제어부(5)로 밤시간 인식신호를 전송함으로써, 제어부(5)에 의해 밤시간으로 인식되도록 하고, 축전지(2)에 저장된 전원이 LED간판부(6)로 공급되도록 한다.

이에 의해 LED간판부(6)가 낮과 밤 모두 안정적으로 전원을 공급받아 조명광을 비출 수 있게 된다.

제어부(5)는 광량감지센서(4)에서 감지된 광량에 기초하여 태양광집열층(1)에서 생산된 전원을 LED(6)로 직접 공급시키거나 축전지(2)에 저장시킨다.

제어부(5)는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치의 PCB 기판상에 CPU 칩의 형태로 구현되거나 소프트웨어로 구현될 수 있다.

제어부(5)는 도시된 바와 같이, 낮 시간에 솔라셀어레이(1)가 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생산하도록 하고, 생산된 DC 전원을 인버터(3)에서 AC 전원으로 변환하도록 제어한다. 이를 위해, 제어부(5)는 광량감지센서(4)에서 측정된 광량을 이용해 낮과 밤을 구분할 수 있다.

제어부(5)는 인버터(3)에서 변환된 AC 전원이 LED간판부(6)로 공급되도록 하고, LED간판부(6)로 공급되고 남은 잉여 전원은 축전지(2)에 저장되도록 한다.

LED간판부(6)는 조명장치로 간판기능을 구비하며 LED소자가 적어도 3개 이상으로 형성된 LED배열 유닛을 다수개 포함하여 형성된다.

도 2는 도 1의 솔라셀어레이(1)와 LED간판부(6)의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양광으로부터 전기를 만들어내는 다수의 직선형의 솔라셀배열 유닛을 포함하는 솔라셀어레이(1)와 생산된 전기를 저장하는 기능을 하는 축전지(2)와 저장된 전원을 인버터(3)를 거쳐 전류를 일정하게 하여 LED간판부(6)에 투입함으로써, 다수의 LED 소자를 점등하게 된다.

솔라셀어레이(1)의 각 행의 일부를 형성하는 솔라셀배열 유닛은 LED간판부(6)의 LED소자가 적어도 3개 이상으로 형성된 LED배열 유닛의 각 행 사이에 삽입되어 형성된다.

이에 따라, LED간판부(6)의 각 행의 일부를 형성하는 LED배열 유닛은 솔라셀배열 유닛의 각 행 사이에 삽입되어 형성된다.

또한, LED간판부(6)는 역 전류 방지 다이오드가 제어부(5)의 PCB(8)상에 인설되게 되는데 역 전류 방지 다이오드는 솔라셀어레이(1)가 발전하지 않는 밤이나 기상악화로 태양이 비쳐 주지않을 때 축전지(2)에 저장된 전원이솔라셀어레이(1)로 역 전류 되는 것을 방지하기 위하여 부착되게 되는 것이다.

또한, 상기 PCB(8)에는 LED간판부를 작동하는 스위치와 LED간판부(6)를 일정형상으로 발광하게 하는 서브 메모리와 LED간판부(6)가 밤에는 점등되고 낮에는 꺼지는 광센서감지부(4)가 인설되는데, 광센서감지부(4)는 CDS(cadmium sulfide electric photometer) 또는 수광소자(photodetector)에 의하여 LED간판부(6)가 점등 및 소등되는 것을 특징으로 한다.

이처럼 LED간판부(6)에는 제어부(5)가 구성되며 PCB(8)가 설치되며 PCB(8)에는 간판의 점등을 제어하고 LED간판부(6)의 고유의 색 코드와 간판의 로그 및 문자 또는 도형이 저장 또는 출력되는 서브 메모리와 광센서감지부(4)가 인설 되게 되는 것이다.

한편, CDS(cadmium sulfide electric photometer) 또는 수광소자(photodetector)를 살펴본다.

먼저, CDS는 릴레이를 동작하는 스위치 역할을 하며 즉 광량(빛의 밝기)에 따라 내부저항이 변하는 소자이며 광이 많으면 저항이 낮아지고 광이 적으면 저항이 높아 지게 되는 원리를 이용해서 밤과 낮을 구분하게 하는 것이다.

본원의 광센서감지부(4)에 CDS 또는 수광소자를 부착하여 밤, 낮만 구분을 하고 여기서 생성된 신호로 릴레이를 동작하여 본원의 간판의 전원을 켜거나 끄게 된다.

CDS는 광량이 많으면 내부저항이 적어지고 광량이 적으면 내부저항이 커진다는 것이며 CDS 마다 특성이 있으므로 일반적으론 암(아주 깜깜한 경우에) 저항값은 수 7M~수 80M옴이 되고 태양 빛을 쏘일 때 수 50 옴까지 내려간다. 실내 조명에서는 수K옴이고 손으로 CDS창을 막으면 수 50K옴이 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치을 나타내는 사시도이다. 도 1 내지 3을 참조하면, LED간판부(6)는 화살표 형상의 외부프레임을 갖도록 형성되어 교통 표지판으로 사용가능하다. 이를 위해, 중량체(15)에 입설 고정 설치한 지지대(14)의 일측으로 화살표 형상의 LED간판부(6)를 결착볼트로 고정설치한다.

또한, 보조솔라셀(12)이 LED간판부(6)의 외부프레임의 상단에 추가로 매설되며, 전면의 주벽으로는 아크릴 재질로 형성되는 개폐식 투명창(12)을 경첩으로 유설하여 잠금볼트(11)로 잠금 결합시킨다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1: 솔라셀 2: 축전지
3: 인버터 4: 광량감지센서
5: 제어부 6: LED간판부
8: PCB 11: 잠금볼트
12: 개폐식 투명창 14: 지지대
15: 중량체

Claims (6)

1. LED소자가 적어도 3개 이상으로 형성된 LED배열 유닛을 다수개 포함하며, 태양광에 의한 열에너지를 집열하여 전기에너지인 전원으로 변환하는 솔라셀어레이;
   조명장치로 간판기능을 구비하는 LED간판부;
   직선형의 솔라셀배열 유닛을 다수개 포함하며, 상기 솔라셀어레이로부터 공급된 전원이 상기 LED간판부에 공급되고 남은 전원을 저장하는 축전지;
   상기 솔라셀어레이으로부터 공급된 전원을 AC 전원으로 변환한 뒤, 상기 LED간판부 또는 상기 축전지로 공급하는 인버터;
   외부의 광량을 감지하여 광량이 기준량 미만인지를 판단하는 광량감지센서; 및
   상기 광량감지센서에 의해 상기 기준량 미만이라고 판단시, 상기 축전지에 저장된 전원을 상기 LED간판부로 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며,
   상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛 각각은 복수개가 모여 하나의 행단위를 형성하며, 상기 행 단위의 상기 솔라셀배열 유닛과 상기 LED배열 유닛은 하나의 외부프레임 안에 행을 교대로 형성하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부가 인설되는 포함하는 PCB; 를 더 포함하며,
   상기 PCB 상에는, 상기 솔라셀어레이가 발전하지 않는 밤이나 기상악화로 태양이 비쳐 주지않은 경우, 상기 축전지에 저장된 전원이 상기 솔라셀어레이로 역 전류 되는 것을 방지하기 위한 역 전류 방지 다이오드가 함께 인설되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 PCB는,
   CDS(cadmium sulfide electric photometer) 또는 수광소자(photodetector)를 포함하여 상기 LED간판부가 점등 및 소등되도록 구성된 광센서감지부;
   상기 LED간판부를 작동하는 스위치; 및
   상기 LED간판부를 일정형상으로 발광하게 하는 서브 메모리; 가 더 인설되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 외부프레임은,
   교통 표지로 형성되고, 중량체에 입설 고정 설치한 지지대의 일측으로 결착볼트로 고정설치되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 외부프레임의 상단에 형성되는 추가로 매설된 보조솔라셀; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 외부프레임의 전면의 주벽으로는 아크릴로 형성되는 개폐식 투명창을 경첩으로 유설하여 잠금볼트로 상기 외부프레임과 잠금 결합되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 LED 간판 조명장치.
   

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