KR20140073510A - 도로 표지병 또는 빛 기반 경고 장치 - Google Patents

도로 표지병 또는 빛 기반 경고 장치 Download PDF

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KR20140073510A
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패트릭 존 마틴
폴 세니어
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솔라 브라이트 리미티드
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Abstract

도로 표지병 및 관련된 빛 기반 경고 장치가 기재되어 있다. 이 도로 표지병 또는 장치는, 미리 정해진 온도에서 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명을 촉발시키는 열센서를 포함한다. 미리 정해진 온도는 얼음 형성과 관련이 있을 수 있다. 발광 다이오드(들)가 번쩍여, 위험한 도로 조건에 대해 자동차 운전자에게 주의를 줄 수 있다. 도로 표지병 또는 장치는, 특히 장치가 뜨거운 타르 시일 안에 장착될 때와 같은 고열을 그 장치가 받을 때 신뢰성을 증가시키기 위해 간단한 부품을 이용한다. 본 장치는 빠른 온/오프 사이클링을 방지하는 스위칭 요소를 더 포함한다.

Description

도로 표지병 또는 빛 기반 경고 장치{ROAD MARKERS OR LIGHT BASED WARNING DEVICE}
본 출원은 본원에 참조로 관련되어 있는 뉴질랜드 특허 출원 제 595342, 595950 및 596762에 대해 우선권을 주장한다.
본 출원은 도로 표지병(road marker) 및 빛 기반 경고 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 출원은 얼음 형성과 같은 온도 관련된 위험한 도로 조건을 차량 운전자에게 알려주는데 사용되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 갖는 도로 표지병 또는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 캣츠 아이(cat's eye)라고 알려져 있는 반사식 도로 표지병은 교통을 관리하고 도로 안전을 유지하기 위해 전세계적으로 사용되고 있다. 이들 도로 표지병은 일반적으로 반사 재료를 포함하며, 이 반사 재료는 낮과 밤 모두에서 가로등 또는 차량의 헤드라이트에서 나온 빛에 노출되면 보일 수 있다. 도로 표지병은 제조 비용이 저렴하고 설치가 간단하며 또한 유지 관리를 거의 또는 전혀 필요로 하지 않고 또한 차량 운전자에게 매우 도움이 되는 기능을 수행하기 때문에 널리 사용되고 있다. 반사식 도로 표지병은 교통 관리에 효과적일 수 있지만, 차량 운전자가 주변 온도 및 주행 조건에 대한 그 주변 온도의 영향을 평가하는데 도움을 주지는 못한다.
얼음이 존재할 때, 특히 살얼음이 존재할 때는 주행 조건이 위험할 수 있다. 살얼음은 일반적으로 도로 또는 인도에 반드러운 얼음이 얇게 입혀진 것으로 알려져 있는데, 이는 투명해서 보이지 않을 수 있다. 살얼음은 눈에 띄는 얼음 알갱이, 눈 또는 싸리기눈이 부족하여 도로 조건이 위험하고 주행 속도를 줄여야 함을 나타낸다. 다리 및 고가 도로가 특히 위험할 수 있는데, 왜냐하면, 이들 구조물의 위와 아래를 지나는 냉각 공기 흐름으로 인해 살얼음이 그 구조물에 제일 먼저 형성되기 때문이다.
반사식 도로 표지병으로서 역할하고 또한 얼음 형성과 같은 주변 온도와 관련된 잠재적인 안전 위험에 대해 운전자에게 주의를 환기시켜 주는 이중 목적의 역할을 하는 캣츠 아이 장치를 사용하는 것이 유용할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
태양 전지에 의해 전력을 받는 조명 도로 표지병에 관한 기존의 한 기술은, US2011135386A1에 기재되어 있는 바와 같은 솔라(solar) 도로 스터드(stud)라 할 수 있다. 이들 도로 표지병 또는 스터드는, 도로의 위험한 구간 또는 위험한 조건에 대해 운전자에게 주의를 환기시켜 주기 위해 지속적으로 번쩍인다. 기존의 이들 솔라 도로 스터드의 일 단점은, 번쩍이는 라이트가 조건의 변화에 따라 자동적으로 턴 온/오프되지 않는다는 것이다. 그것들은 또한 원격으로 작동되어야 한다. 따라서, 그것들은, 간헐적으로 위험한 도로 구간 및/또는 모니터링 장소에서 멀리 떨어져 있는 구간이 아닌, 운전하기에 항상 위험하고 모니터링될 수 있는 도로 구간에서만 유용할 수 있다.
기존의 다른 기술은, 도로 표지병 또는 표시물을 도로 조건 센서 및 네트워크 또는 데이타 전달 시스템에 연결하여 그들 도로 표지병 또는 표시물의 조명을 제어하는 문제를 해결하고 있다. 상기 네트워크는 운전자에게 주어지는 경고 신호를 자동으로 제어하거나 원격 제어를 필요로 할 수 있다. 그들 시스템의 일 단점은, 그 시스템은 설치하고 작동시키고 유지 관리하고 또한 수리하는데 비용이 많이 들고 복잡하며 그래서 실시하는데 비용이 터무니없이 많이 들 수 있다는 것이다. 또한 그들 시스템은 외부 데이타 집결 지점 가까이에 설치되어야 하므로 위치에 대한 유연성이 부족하다.
일 특허 공보 JP2002-256520 호에는, 온도에 따라 색을 바꾸면서 연속적으로 조명하는 도로 표지병을 설명하는 대안적인 방안이 제안되어 있다. 이러한 방식의 연속적인 조명은 이상적인 것은 아닌데, 왜냐하면, 이는, 부품이 마모되고 또한 에너지 사용이 필요할 수 있는 것 보다 더 높음을 의미하기 때문이다. 또한, 상기 설명된 장치는, 일어날 수 있는 빠른 온-오프 사이클링과 관련한 문제를 인식하지 못하고 있으며, 그 결과, 회로와 장치 전체의 수명에 문제가 있게 된다.
본 명세서에 있어서, 용어 "포함한다" 및 그의 문법적 변형어는 포괄적인 의미를 갖는데, 즉 직접 언급되어 열거된 구성품들 뿐만 아니라 특정되지 않은 다른 구성품 또는 요소도 의미하는 것이다.
도로 표지병 또는 빛 기반 경고 장치의 다른 양태 및 이점은 단지 예시적으로 주어진 이하의 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.
본 명세서에서는, 얼음 형성에 가까운 온도에서 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명을 촉발시키고 이렇게 해서 낮은 온도와 관련한 위험한 주행 조건을 차량 운전자에게 경고해 주는 열센서를 갖는 도로 표지병 또는 장치가 설명된다.
제 1 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는 바,
상기 하우징은,
(a) 회로 기판;
(b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되고, 적어도 하나의 발광 다이오드의 빠른 온/오프 사이클링을 방지하기 위해 적어도 0.5℃의 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 열센서;
(c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
(d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
(e) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 된다.
제 2 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는 바,
상기 하우징은,
(a) 회로 기판;
(b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 열센서;
(c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
(d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
(e) 상기 회로 기판에 있는 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되고,
상기 하우징은 이 하우징에 있는 적어도 발광 다이오드(들)가 도로 표지병이 설치되는 표면으로부터 나와 있는 위치로 편향되고, 힘이 편향 방향에 반대로 가해지면 하우징은 상기 표면 안으로 눌려 들어가게 된다.
제 3 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는데,
(a) 모두 회로 기판의 입력 단자(들)에 연결되는 에너지 저장 장치, 광발전(PV) 모듈 및 열센서와 병렬로 연결되는 회로 기판; 및
(b) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되며,
상기 회로는 상기 PV 모듈과 에너지 저장 장치 사이에서 하나의 순방향 바이어스 다이오드를 포함하며, 그래서 빛 에너지가 PV 모듈에 전력을 공급하기에 충분하지 않을 때 에너지 저장 장치로부터의 에너지 누설을 방지하게 된다.
상기 도로 표지병 및 장치는 얼음과 같은 보이지 않는 도로 위험 요소로 인한 사고를 줄여주는 간단하고 비용 효과적인 위험 표시기를 제공할 수 있다. 도로 표지병 또는 장치가 일단 설치되면 거의 유지 관리를 요하지 않도록 설계된다. 자기 수용적(self-contained)인 설계이기 때문에, 신뢰적으로 작동하기 위한 값 비싼 데이타 전달 시스템 또는 네트워크가 필요 없다. 모니터링이 필요 없으므로 상기 도로 표지병 또는 장치는 또한 먼 위치에서도 사용될 수 있다. 또한, 상기 도로 표지병 또는 장치는 구성이 간단하고 비교적 저렴하다.
도로 표지병 또는 빛 기반 경고 장치의 다른 양태들은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시적으로 주어진 이하의 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1 은 일 실시 형태의 도로 표지병의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도로 표지병의 상면도를 도시한다.
도 3 은 도로 표지병의 정면도를 도시한다.
도 4 는 도로 표지병의 측면도를 도시한다.
도 5 는 도로 표지병의 저면도를 도시한다.
도 6 은 도로 표지병의 분해 사시도를 도시한다.
도 7 은 편향식 표지병의 일 실시 형태를 도시한다.
도 8 은 편향식 표지병의 대안적인 실시 형태를 도시한다.
도 9 는 일 실시 형태의 비콘을 도시한다.
도 10 은 도로 표지병 또는 일 실시 형태의 비콘을 위한 회로 장치의 일 실시예의 단순 개략도를 도시한다.
도 11 은 도로 표지병에 대한 일 실시 형태의 상세 회로도를 도시한다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 출원은 대개 얼음 형성에 가까운 온도에서 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명을 촉발시키는 열센서를 갖는 도로 표지병 또는 장치에 관한 것이다.
본 명세서에 있어서, 용어 "PV 모듈"은 복수의 태양 전지(태양 전지 어레이라고도 함)를 포함하는 광발전 모듈(photovoltaic module)을 말한다. 이 광발전 모듈은 태양 복사선을 직류(DC) 전기로 변환하여 전력을 발생시킨다.
용어 "LED" 는 발광 다이오드, 반도체 광원을 말한다. LED는 낮은 에너지 소비로 긴 수명 동안 작동한다. LED는 다양한 색으로 이용가능한데, 이들 색 중 하나가 본 출원을 위해 사용될 수 있다.
용어 "도로 표지병", "캣츠 아이", "도로 스터드", "시각적 알림 유닛" 및 그의 문법적 변형어들은, 낮은 온도와 관련된 도로 조건의 변화에 대해 운전자에게 주의를 환기시켜 주기 위해 도로 표면과 같은 기면에서 사용되는 반사식 장치를 설명하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
용어 "살얼음(black ice)"은 도로 또는 인도 상에 얇게 입혀진 반드러운 투명한 얼음을 말한다.
용어 "자기 수용적(self-contained)"은 표지병이 어떠한 외부 연결부 또는 돌출부를 갖지 않는 것을 말한다.
용어 "주변 온도"는 표지병 하우징 바로 주변의 온도를 말한다.
용어 "조명"은, 발광 다이오드(들)에서 나오는 빛의 점멸 또는 펄싱(pulsing) 효과를 주기 위해 발광 다이오드가 연속적으로 또는 온/오프 사이클로 빛나는 것을 말한다.
용어 "약", 또는 "대략" 및 그의 문법적 변형어는, 기준이 되는 분량, 레벨, 정도, 값, 수, 빈도, 백분율, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 만큼 변하는 분량, 레벨, 정도, 값, 수, 빈도, 백분율, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 말한다.
용어 "실질적으로" 또는 그의 문법적 변형어는 적어도 약 50%, 예컨대 75%, 85%, 95% 또는 98%를 말한다.
제 1 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는 바,
상기 하우징은,
(a) 회로 기판;
(b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되고, 적어도 하나의 발광 다이오드의 빠른 온/오프 사이클링을 방지하기 위해 적어도 0.5℃의 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 열센서;
(c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
(d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
(e) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 된다.
본 발명자들은, 라이트(들)가 작동되는 미리 설정된 측정값의 온도 또는 그 측정값 주변의 온도에서 기존의 도로 표지병 장치는 라이트의 빠른 온/오프 사이클링을 보인다는 것을 알았다. 이를 피하기 위한 종래 기술의 방법은 마이크로 제어기의 수동적인 스위칭 온 또는 오프 또는 사용을 포함한다. 수동적인 조절은 이상적이지 않은데, 왜냐하면 그러한 수동적인 조절은 노력과 시간을 요하고 또한 도로 표지병은 간단하게 설치되어 작동되도록 방치될 수 없기 때문이다. 마이크로 제어기는 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이 수동형 구성품의 탄성이 부족하고 또한 그 마이크로 제어기는 가격이 더 높아서 장치가 대량 사용 및 생산에는 바람직하지 않게 된다. 마이크로 제어기의 수동적인 스위칭에 대한 필요성을 피하고 또한 중간 정도 내지 높은 정도의 히스테리시스의 도입을 통해 빠른 사이클링의 문제를 해결하는 것이 비용 및 신뢰성의 점에서 이상적이다.
상기 열센서는 바이메탈 스위치일 수 있으며, 스위치 형상과 금속 선택은 요망되는 정도의 히스테리시스가 얻어지도록 정해진다. 대안적으로, 열센서는 요망되는 정도의 히스테리시스를 갖도록 또한 설계된 열전대(thermocouple) 또는 써미스터(thermistor)일 수 있다.
정확한 온/오프 공차가 보통 바람직한 스위치에서는 히스테리시스를 종종 피하게 된다. 여기서 설명하는 도로 표지병 및 장치의 경우에는 그 반대인데, 즉 한 사이클에서 회로가 빨리 턴 온/오프되는 것을 피하기 위해서는 어느 정도의 히스테리시스가 매우 중요하다. 대신에, 도로 경고용의 경우에는, 얼음이 얼 가능성이 없을 때 일단 충분히 따뜻한 온도가 도달되면 회로는 턴 오프만 되어야 하며 그리고 얼음이 얼 가능성이 있을 때는 턴 온만 되어 유지되어야 한다. 빠른 온/오프 사이클링은 차량 운전자에게 혼란을 줄 수 있으며 그 결과 구성품들이 더욱 빨리 악화될 수 있다. 얼음이 얼 위험이 있을 때 스위치는 이상적으로 회로를 온시키며 그리고 얼음 형성의 위험이 더 이상 없을 때는 그 회로를 오프시킨다. 정확한 온도는 지점 마다 다를 수 있다.
상기 열센서는 적어도 하나의 발광 다이오드의 빠른 온/오프 사이클링을 방지하기 위해 적어도 대략 0.75℃ 또는 1.0℃ 또는 1.5℃ 또는 2.0℃ 또는 2.5℃ 또는 3.0℃ 또는 3.5℃ 또는 4.0℃의 히스테리시스를 가질 수 있다.
일 실시 형태에서, 위험하다고 생각되는 온도 보다 온도 조건이 적절히 더 따뜻하게 되는 것을 보장하기 위해 상기 히스테리시스의 정도는 설정된 온도 보다 적어도 0.5℃ 이상 더 높게 될 때까지 조명되어 유지되는 발광 다이오드(들) 쪽으로 편향된다.
제 2 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는 바,
상기 하우징은,
(a) 회로 기판;
(b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 열센서;
(c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
(d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
(e) 상기 회로 기판에 있는 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되고,
상기 하우징은 이 하우징에 있는 적어도 발광 다이오드(들)가 도로 표지병이 설치되는 표면으로부터 나와 있는 위치로 편향되고, 힘이 편향 방향에 반대로 가해지면 하우징은 상기 표면 안으로 눌려 들어가게 된다.
스프링(들)이 편향 작용을 발생시킬 수 있다. 피스톤 또는 공압 푸시어와 같은 다른 편향 기구도 사용될 수 있다.
하우징은 제설 차량 또는 무거운 차량에 부딪히면 표면 안으로 눌려 들어갈 수 있다.
일 실시 형태에서, 도로 표지병은 투명한 고무 재료로 만들어진 반구형 하우징을 포함할 수 있다. 이 하우징은 도로 표지병의 구성품들을 에워쌀 수 있고 도로 표지병은 도로와 같은 표면에 있는 구멍 안에 설치될 수 있다. 상기 하우징과 결합하는 케이싱이 스프링(들) 또는 피스톤(들)과 같은 편향 기구와 함께 사용될 수 있다. 편향 기구의 편향 작용에 의해 도로 표지병은 상방으로 힘을 받게 된다. 케이싱은 케이싱 외주 주위에서 립(lip)을 가질 수 있는데, 이 립은 정상 작동 중에 표면의 구멍 내에 있는 하우징과 접촉하여 그를 유지시키게 된다. 하우징의 정상부에 힘이 가해지면, 그 하우징은 편향 작용에 저항하여 표면의 구멍 안으로 눌려 들어가게 되고, 그래서 도로 표지병이 표면 내에서 떨어지게 된다. 구멍 깊이 및 편향량을 변경하여, 도로 표지병이 표면 안으로 완전히 눌려 들어가도록 설치될 수 있다. 힘이 제거되면, 편향 작용에 의해 도로 표지병은 다시 위로 올라가 정상 작동 또는 비눌림 위치에 있게 된다. 이러한 기구에 의해, 하향력이 작용하면 도로 표지병이 아래로 눌리게 되고 그래서 도로 표지병이 제설 차량 또는 무거운 차량에 의해 제거되는 것을 피할 수 있다.
대안적인 편향식 실시 형태는 볼 형상의 하우징의 사용을 포함하는데, 볼 형상은 표면의 구멍 안에 있는 케이싱 내부에 유지된다. 볼 하우징은 고무와 같은 투명하고 탄성적인 재료로 제조될 수 있다. LED 및 배터리와 같은 도로 표지병의 구성품들은 상기 볼 내부에 유지될 수 있다. 볼 하우징은 또한 카운터 웨이트를 포함할 수 있는데, LED 라이트 및 볼의 일 부분이 표면에서 튀어 나와 있는 상태에서 도로 표지병이 위치 유지되는 경향이 있도록 상기 카운터 웨이트는 볼의 바닥을 무겁게 해준다. 스프링이 달려 있는 베어링에 의해 볼은 표면에 대해 위쪽으로 편향될 수 있으며, 편향 작용에 의해 볼이 케이싱 고리부에 접촉하게 된다. 무거운 차량 또는 제설 차량에서 주어지는 힘과 같은 하향력이 가해지면, 볼은 스프링이 달린 상기 베어링에 저항하면서 아래쪽으로 밀리게 된다. 이 힘에 의해 또한 볼이 회전 운동을 하게 되는데, 이 볼은 케이싱 내부에서 자유롭게 회전할 수 있다. 볼은 케이싱에 있는 자석(들)에 끌리게 되는 자석(들)(미도시)을 또한 포함할 수 있다. 자석은 카운터 밸런스 웨이트에 추가하여 볼의 회전 운동을 느리게 하거나 자동 보정하는데 사용될 수 있다.
제 3 양태에서, 하우징을 포함하는 도로 표지병이 제공되는데,
(a) 모두 회로 기판의 입력 단자(들)에 연결되는 에너지 저장 장치, 광발전(PV) 모듈 및 열센서와 병렬로 연결되는 회로 기판; 및
(b) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되며,
상기 회로는 상기 PV 모듈과 에너지 저장 장치 사이에서 하나의 순방향 바이어스 다이오드를 포함하며, 그래서 빛 에너지가 PV 모듈에 전력을 공급하기에 충분하지 않을 때 에너지 저장 장치로부터의 에너지 누설을 방지하게 된다.
배터리 누설을 방지하면, PV 모듈이 빛 에너지를 전혀 받지 않거나 최소한의 빛 에너지를 받을 때 배터리가 전하를 잃지 않게 된다. 상기 회로 레이아웃의 다른 이점으로서, 그 회로는 전류를 제어하기 위한 전압 제어기 또는 마이크로 제어기를 필요로 하지 않아, 더 비싸고 더 낮은 신뢰성의 구성품들에 대한 필요성이 없게 된다.
도로 표지병의 구성품들 모두는 하우징 내부에 위치될 수 있고 그 하우징 외부에는 외부 부품이 없다. 종래 기술의 방법은 외부 온도 센서 또는 복수의 장치를 하나의 제어기에 연결해 주는 배선과 같은 외부 부품을 종종 사용한다. 본원에서 설명하는 도로 표지병은 외부 부품이 없는 독립적인 물품인데, 이는 설치 과정이 간단하고 유지 관리가 최소화된다는 것을 의미한다.
상기 하우징은 다가 오거나 떠나는 차의 방향에 대해 경사진 프로파일을 포함할 수 있다. 이 경사부(들)는 편향 방향에 반대로 표면 안으로 들어가게 도로 표지병에 작용하는 누름력을 보조하거나 촉진시킬 수 있다.
상기 양태들에서 언급한 표면은 도로 표면일 수 있지만, 가로등 기둥과 같은 기둥, 난간과 레일, 충돌 방지 분리대 또는 중앙 분리대일 수도 있다.
위에서 설명한 도로 표지병에 사용되는 전기 구성품들은 수동형 전기 구성품일 수 있다. 이 구성품들은 전체적으로 전압 요건을 4 볼트 이하로 최소화하도록 선택될 수 있다. 전압은 3.5 볼트 이하, 3 볼트 이하, 2.5 볼트 이하, 2 볼트 이하, 1.5 볼트 이하, 1 볼트 이하, 0.75 볼트 이하, 0.5 볼트 이하의 전압 요건으로 최소화될 수 있다. 전압 요건을 최소화하는 목적은, 유지 관리를 거의 필요로 하지 않는 간단한 구성품으로 도로 표지병을 만들 수 있기 위해서이다. 전압 요건이 낮으면, 빛이 적은 상황에서 장치가 사용될 때 그 장치의 배터리 수명이 또한 연장된다.
위에서 설명한 도로 표지병은 도로 형성 중에 타르 시일(tar seal)의 온도를견디기에 충분하게 온도 탄성적일 수 있다. 도로 표지병은 일반적으로 타르 시일이 여전히 용융 상태일 때 또는 정착 전에 설치되며, 그래서 도로 표지병은 적어도 짧은 시간 동안 매우 높은 온도를 받게 된다. 온도 탄성은, 마이크로 제어기는 사용하지 않고 수동형 구성품들을 사용함과 아울러 도로 표지병의 모든 내용물을 수용하는 금속 인클로저를 사용하여 얻어졌다. 특히 본 발명자들이 알아낸 바에 의하면, 마이크로 제어기는 도로 시일링 중에 경험하는 온도에 특히 민감하고 또한 일반적으로 덜 탄성적이며 그리고 오랜 시간이 지나면 성능이 저하된다. 본 발명자들이 확인한 바에 의하면, 도로 표지병이 먼 위치에 배치되는 경우에는 높은 수준의 신뢰성이 중요하다. 특히 먼 위치에 있을 때 도로 표지병에 대한 정기적인 서비스를 해야 한다면, 더 큰 서비스 비용으로 인해 장치의 시장 과제 (market proposition)를 감안(compromise)해야 한다. 이상적인 장치는, 위험한 도로 조건에서 필요한 경우를 제외하고는 설치되고 나서 대개 잊혀질 수 있는 것이다. 상기 온도 탄성은 100℃ 이상일 수 있다. 온도는 150℃ 이상일 수 있다. 온도는 180℃ ∼ 200℃ 일 수 있다.
발광 다이오드(들)는, 에너지 저장 장치내의 에너지 레벨에 따라, 미리 정해진 온도가 도달되고 PV 모듈이 빛 에너지를 받으면 번쩍일 수 있다. 병렬 회로 구성을 사용하면, 에너지 저장 장치는 선택적인 것으로 되어 빛 조명에 독립적으로 그 에너지 저장 장치가 제거되거나 재충전될 수 있다.
상기 회로 기판은 상기 발광 다이오드(들)에서 불빛을 나타나게 하기 위해 적어도 2 볼트의 펄스를 발생시키는데 충분한 LCR 회로를 포함할 수 있다. 그 펄스는 적어도 2.5 볼트, 적어도 3 볼트, 적어도 3.5 볼트, 또는 적어도 4 볼트일 수 있다.
PV 모듈은 자동차 라이트(들)에서 받는 에너지로 작동될 수 있다.
일반적으로 캣츠 아이 도로 표지병 실시 형태를 설명했지만, 다른 도로 표지병 장치가 또한 유사한 설계를 이용할 수 있음을 알아야 한다. 그 도로 표지병 장치는 비콘(beacon), 도로 표지병, 점멸 라이트 또는 상기한 발광 부품을 이용하는 다른 장치일 수 있다. 이 장치는 표면에 배치되거나 고정되거나 또는 도로 콘과 같은 중간 구조물에 고정될 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에 사용되는 PV 모듈은 빛, 예컨대 햇빛에 노출되도록 표면에 장착될 때 하우징의 정상 표면에 위치될 수 있다. PV 모듈은 0.1 볼트 이상 또는 0.2 볼트 이상 또는 0.5 볼트 이상 또는 0.75 볼트 이상 또는 1.0 볼트 이상 또는 1.25 볼트 이상 또는 1.5 볼트 이상 또는 1.75 볼트 이상 또는 2.0 볼트 이상의 태양 전지판일 수 있다. PV 모듈은 2-볼트 태양 전지판일 수도 있다.
조명될 때, 전술한 도로 표지병 또는 장치는 점멸(flashing) 출력 또는 펄싱(pulsing) 출력을 나타낼 수 있다. 용어 "점멸 출력"은, 조명 사이에 0.015 ∼ 5 초의 휴지(pause)가 있음을 의미할 수 있으며, 그 휴지는 필요에 따라 더 길거나 더 짧을 수 있다. 용어 "펄싱"은, 발광 다이오드에서 나오는 빛의 양이 0.015 ∼ 5 초의 사이클 길이에서 펄스 방식으로 밝기가 변하는 것을 의미한다. 도로 표지병은 조명될 때 1 ∼ 5 Hz의 주파수에서 점멸 출력을 낼 수 있다. 조명은 하나의 LED 에서 나오는 단일 광점일 수 있고 또는 하나 이상의 LED 에서 나오는 복수의 빛일 수 있다. 복수의 LED 가 사용되는 경우, LED들은 어떤 형상 또는 단어를 형성하도록 배열될 수 있다. 일 실시 형태에서, LED 들은 "ICE" 라는 단어를 형성하도록 배열될 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에서 나오는 점멸 출력은 점멸 회로를 포함하는 회로 기판에 의해 발생될 수 있다. 이 회로의 출력은 개방 드레인일 수 있다. 대안적으로, 점멸 출력은 일체화된 다진동 회로를 포함하는 적어도 하나의 발광 다이오드에 의해 발생될 수도 있다. 다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 발광 다이오드는 점멸 또는 펄싱이 없는 지속적인 조명을 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 상기 회로 기판은 저전압 레지스터 프로그래머블 자동 온도 조절 스위치일 수 있는데, 이 자동 온도 조절 스위치는 적어도 온도 특정적인 레지스터, 열센서, 전력 공급 레지스터, 접지 단자 및 출력 단자를 포함할 수 있댜.
도로 표지병 또는 장치의 하우징은 표면에 장착될 때 적어도 하나의 정상 표면 및 경계을 규정할 수 있는데, 이 정상 표면 및 경계측은 도로 표지병의 바닥에서 접근할 수 있는 공동부를 에워싼다. 상기 하우징은 단일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 하우징은 복수의 개별적인 부분으로 형성될 수도 있다.
하우징은 내마모성 재료로 형성될 수 있다.
하우징은 광투과 재료로 된 적어도 하나의 반사 표면을 포함할 수 있다.
하우징의 적어도 하나의 표면은 적어도 하나의 발광 다이오드가 하우징을 통과해 보일 수 있도록 투명할 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에 있는 제거가능한 바닥 폐쇄체가 나사, 접착제 또는 다른 부착 방법을 통해 하우징에 부착되어, 하우징 내부의 구성품들을 에워쌀 수 있다. 하우징과 상기 제거가능한 바닥 폐쇄체 사이에 가스켓을 배치하여 물 또는 입자들의 침입을 방지할 수 있다. 그 가스켓은 실리콘 또는 변형가능한 유사한 재료로 만들어질 수 있다.
상기 제거가능한 바닥 폐쇄체는 주조 알루미늄으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 제거가능한 바닥 폐쇄체는 하나 이상의 성형품으로 구성될 수 있다. 이 바닥 폐쇄체는 도로 표지병에 편향력을 제공하는 스프링(들)을 수용할 수 있다. 이 편향력은 하우징과 표면 사이에 위치되는 피스톤 또는 스프링으로부터 대신 주어질 수도 있다.
바닥 폐쇄체는 표면에 기계적으로(예컨대, 패스너(fastener)) 또는 화학적으로(예컨대, 접착제) 고정될 수 있다. 이 바닥 폐쇄체는 도로 표면과 같은 표면에 접착식으로 결합될 수 있다. 대안적으로, 바닥 폐쇄체는 난간 또는 가로등 기둥과 같은 도로 근처의 설치물(들)에 기계적으로 또는 화학적으로 부착될 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에 사용되는 열센서는 상기 제거가능한 바닥 폐쇄체 내부에 포함될 수 있다. 대안적으로, 열센서는 하우징 내부에 포함될 수도 있다.
열센서를 배치하면, 도로 및/또는 도로 표지병에 인접한 주변 공기 온도를 측정할 수 있다. 대안적으로, 열센서를 배치하면, 기면의 온도, 예컨대 아스팔트 온도를 측정할 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에 사용되는 에너지 저장 요소는 배터리일 수 있다. 에너지 저장 요소는, 악화 없이 PV 모듈로부터 조금씩 충전될 수 있는 재충전식 배터리일 수 있다. 이 배터리는 PV 모듈에 사용되는데 적합한 니켈 카드뮴 배터리 또는 다른 종류의 배터리일 수 있다.
도로 표지병 또는 장치에 사용되는 회로 기판은, 얼음이 형성될 수 있는 온도(미리 정해진 온도)에 가까운 온도(주변 온도 및/또는 기면의 온도)를 온도 센서가 측정하면 적어도 하나의 발광 다이오드가 조명을 하도록 구성될 수 있다. 조명 온도는 5℃ 이하일 수 있다. 대안적으로, 조명 온도는 4℃ 이하 또는 3.0℃ 이하 또는 2.5℃ 이하 또는 2.0℃ 이하 또는 1.5℃ 이하 또는 1.0℃ 이하 또는 0.5℃ 이하 또는 0.0℃ 이하 또는 -0.5℃ 이하 또는 -1.0℃ 이하 또는 -1.5℃ 이하 또는 -2.0℃ 이하일 수 있다.
전술한 양태에서, 상기 도로 표지병 또는 장치는 자기 수용적(self-contained)일 수 있다. 즉, 하우징 외부에는 부품 또는 구성품이 없을 수 있는데, 이는 도로 표지병 또는 장치를 제조하고 판매하고 선적하고 또한 설치하는 것이 용이함을 의미한다.
전술한 바로부터 알 수 있듯이, 상기 도로 표지병 또는 장치는 얼음과 같은 보이지 않는 도로 위험 요소로 인한 사고를 줄여주는 간단하고 비용 효과적인 위험 표시기를 제공할 수 있다. 도로 표지병 또는 장치가 일단 설치되면 거의 유지 관리를 요하지 않도록 설계된다. 유지 관리의 빈도는 주로 에너지 저장 요소 또는 배터리의 수명에 달려 있다. 자기 수용적인 설계이기 때문에, 신뢰적으로 작동하기 위한 값 비싼 데이타 전달 시스템 또는 네트워크가 필요 없다.
전술한 실시 형태는 본 출원의 명세서에 개별적으로 또는 집합적으로 언급된 또는 나타나 있는 부분, 요소 및 특징, 그리고 상기 부분, 요소 또는 특징 중 어느 하나 또는 임의의 둘 이상의 모든 조합에 있다고 대체로 말할 수 있으며, 상기 실시 형태가 관련되는 기술 분야에서 공지된 등가물을 갖는 특정의 완전체가 여기에 언급되어 있는 경우, 그러한 공지된 등가물은 개별적으로 설명된 것처럼 여기에 포함되는 것으로 생각한다.
본 발명이 관련되는 기술 분야에서 공지된 등가물을 갖는 특정의 완전체가 여기에 언급되어 있는 경우, 그러한 공지된 등가물은 개별적으로 설명된 것처럼 여기에 포함되는 것으로 생각한다.
실시예
이제, 도로 표지병 및 장치의 다양한 실시 형태에 대한 상세한 설명을 참조하여 상기 도로 표지병 및 장치를 설명한다.
도 1 ∼ 5 는 조립된 형태로 있는 도로 표지병의 일 실시 형태를 도시한다. 도 6 은 상기 도로 표지병을 분해 사시도로 나타낸 것이다. 전체적으로 화살표 "1" 로 표시되어 있는 도로 표지병은 기존의 캣츠 아이 도로 표지병과 유사한 형상으로 되어 있다. 도로 표지병(1)은 하우징(2)을 포함하는데, 이 하우징은 표면(미도시)에 부착될 때 하우징(2)의 정상 표면에 고정되는 PV 모듈 또는 태양 전지판(3)을 수용하게 되는 개구를 갖는 금속 인클로저(enclosure)이다. 도로 표지병(1)은 발광 다이오드(LED)(4)를 포함한다. 이 LED(4)의 주변 영역은 하나 이상의 반사 패널(5)을 포함할 수 있다. 하우징(2)은 차가 도로 표지병(1) 위를 원활하게 지나갈 수 있도록 경사진 가장자리(6)를 가질 수 있다. 도로 표지병(1)은 또한 도로 표지병(1)의 바닥부로부터 나와 있는 베이스 돌출부 또는 앵커(7)를 포함하는데, 이 돌출부 또는 앵커는 도로 표지병(1)을 표면에 위치 고정시키는 것을 도와주는데 사용된다. 앵커(7)는 표면에 있는 구멍 안으로 삽입될 수 있다. 앵커(7)는 안에 배터리(미도시)를 보유하기 위해 구멍(13)을 포함할 수 있다.
상기 도로 표지병의 바닥부는 도 5 에 나타나 있다. 이 바닥부는 나사(9)에 의해 하우징(2)에 고정되는 베이스 주조 알루미늄 쉘 요소(8)를 포함한다. 베이스(8)는 내부 구성품들을 에워싸고 하우징(2)에 부착된다.
도 6 에 나타나 있는 바와 같이, 하우징(2) 내부에는 몰딩(10; moulding)이 있는데, 이 몰딩은 태양 전지판(3), 인쇄 회로 기판(PCB)(11), 센서(12) 및 라이트(4)를 유지한다(부분적으로).
도 7 은 편향식 도로 표지병(1)의 일 실시예를 나타낸다. 나타나 있는 실시 형태는 투명한 고무 재료로 만들어진 반구형 하우징(2)을 사용한다. 이 하우징(2)은 도로 표지병(1)의 구성품들을 에워싼다. 도로 표지병(1)은 도로(16)와 같은 표면(16)에 있는 구멍 안에 설치된다. 하우징(2)과 결합하는 케이싱(17)이 편향 기구(이 실시예에서는 스프링 또는 피스톤(19))와 함께 사용된다. 편향 기구(19)의 편향 작용에 의해 도로 표지병(1)은 상방으로 힘을 받게 된다. 케이싱(17)은 케이싱 외주 주위에서 립(lip)을 갖는데, 이 립은 정상 작동 중에 표면(16)의 구멍 내에 있는 하우징(2)과 접촉하여 그 하우징을 유지시키게 된다. 하우징(2)의 정상부에 힘이 가해지면, 그 하우징(2)은 편향 작용(19)에 저항하여 표면(16)의 구멍 안으로 눌려 들어가게 되고, 그래서 도로 표지병(1)이 표면(16) 내에서 떨어지게 된다. 구멍 깊이 및 편향량을 변경하여, 도로 표지병(1)이 표면(16) 안으로 완전히 눌려 들어가도록 설치될 수 있다. 힘이 제거되면, 편향 작용(19)에 의해 도로 표지병(1)은 다시 위로 올라가 정상 작동 또는 비눌림 위치에 있게 된다. 이러한 기구에 의해, 하향력이 작용하면 도로 표지병(1)이 아래로 눌리게 되고 그래서 도로 표지병(1)이 제설 차량 또는 무거운 차량에 의해 제거되는 것을 피할 수 있다.
도 8 은 대안적인 편향식 실시 형태를 도시하는데, 여기서, 도로 표지병(1)의 하우징(2)은 표면(16)의 구멍 안에 있는 케이싱(17) 내부에 유지되는 볼 형상으로 되어 있다. 볼 하우징(2)은 고무와 같은 투명하고 탄성적인 재료로 제조된다. LED(18) 및 배터리(15)와 같은 도로 표지병(1)의 구성품들은 볼(2) 내부에 유지된다. 볼 하우징(2)은 또한 카운터 웨이트(21)를 포함하는데, LED 라이트(18) 및 볼(2)의 일 부분이 표면(16)에서 튀어 나와 있는 상태에서 도로 표지병(1)이 위치 유지되는 경향이 있도록 상기 카운터 웨이트는 볼(2)의 바닥을 무겁게 해준다. 스프링이 달려 있는 베어링(19)에 의해 볼(2)은 표면(16)에 대해 위쪽으로 편향되며, 편향 작용에 의해 볼(2)이 케이싱 고리부(17)에 접촉하게 된다. 무거운 차량 또는 제설 차량에서 주어지는 힘과 같은 하향력이 가해지면, 볼(2)은 스프링이 달린 상기 베어링(19)에 저항하면서 아래쪽으로 밀리게 된다. 상기 힘에 의해 또한 볼(2)이 회전 운동을 하게 되는데, 이 볼은 케이싱(17) 내부에서 자유롭게 회전할 수 있다. 볼(2)은 케이싱(17)에 있는 자석(들)(20)에 끌리게 되는 자석(들)(미도시)을 또한 포함할 수 있다. 자석(20)은 카운터 밸런스 웨이트(21)에 추가하여 볼(2)의 회전 운동을 느리게 하거나 자동 보정하는데 사용될 수 있다.
도 9 는 전술한 도로 표지병(1)과 동일한 구성품 및 원리를 많이 이용하는 비콘(50; beacon)인 대안적인 장치를 나타낸다. 이 비콘(50)은 에너지원(미도시)과 연결되어 있는 태양 전지판(미도시) 및 하나 이상의 LED 라이트(53)를 포함한다. LED 라이트(53)는 조립체의 다양한 구성품들을 유지하는 하우징(52) 안에 설치된다. 그 하우징(52)은 지지부 또는 슬리브(51) 상에 설치될 수 있다. 이 슬리브(51)는 예컨대 도로 콘(cone)(미도시) 위에 위치될 수 있으며, 또는 자체적으로 경고용 콘으로 사용되기에 충분히 크게 만들어질 수 있다.
도 10 은 상기 도로 표지병(1) 또는 장치(50) 내부에 있는 회로(100)의 단순화된 개략도를 나타낸다. 도 11 은 도로 표지병(1)의 회로(100)의 일 실시 형태의 상세 회로도를 나타낸다. 그 회로(100)는 배터리(102)와 병렬 연결되는 태양 전지판(101) 및 회로 기판(103)을 포함할 수 있다. 태양 전지판(101)과 배터리(102) 사이의 연결부는 일방향 다이오드(104)를 포함하는데, 이 다이오드는 빛 에너지가 낮은 상황에서 전기의 역류를 방지하여 배터리(102)의 누설을 회피시킨다. 상기 회로(100)는 또한 스위치(105)를 포함하는데, 이 스위치는 바이메탈 스위치와 같은 열센서 스위치이다. 회로(100)는 하나 이상의 LED 라이트(106)에 연결된다.
바이메탈 스위치(105)는 본래 어느 정도 히스테리시스(hysteresis)를 갖기 때문에, 그러한 바이메탈 스위치(105)를 선택하는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 정확한 온/오프 공차가 보통 바람직한 스위치에서는 히스테리시스를 종종 피하게 된다. 여기서 설명하는 도로 표지병(1) 및 장치(50)의 경우에는 그 반대인데, 즉 한 사이클에서 회로(100)가 빨리 턴 온/오프되는 것을 피하기 위해서는 어느 정도의 히스테리시스가 매우 중요하다. 대신에, 도로 경고용의 경우에는, 얼음이 얼 가능성이 없을 때 일단 충분히 따뜻한 온도가 도달되면 회로는 턴 오프만 되어야 하며 그리고 얼음이 얼 가능성이 있을 때는 턴 온만 되어 유지되어야 한다. 빠른 온/오프 사이클링은 차량 운전자에게 혼란을 줄 수 있으며 또한 구성품들의 더욱 빠른 악화를 초래할 수 있다. 얼음이 얼 위험이 있을 때 스위치(105)는 이상적으로 회로(100)를 턴 온시키며 그리고 얼음 형성의 위험이 더 이상 없을 때는 그 회로를 턴 오프시킨다. 정확한 온도는 지점 마다 다를 수 있지만, 조명은 대략 1 ∼ 2 ℃에서 일어난다.
작동시, 태양 전지판(101)은 회로 기판(103)에 2.2-볼트의 전하를 발생시킨다. 빛 에너지가 없는 경우에는, 배터리(102)가 회로 기판(103)에 전력을 공급하게 된다. 배터리(102)는 대략 1.2 볼트의 전력 출력을 가질 수 있다. 나타나 있는 회로 기판(103)은 점멸 회로(flasher circuit)를 포함하며, 그래서 스위치(105)가 온일 때, 상기 점멸 회로가 작동되고 LED 라이트(106) 또는 라이트(106)들로부터 빛의 펄스를 발생시키게 된다. 펄스 또는 번쩍임은 1 ∼ 5 Hz의 주파수에서 일어나는데, 이 주파수는 회로 기판(103)이 받는 전력의 레벨에 따라 변한다. 점멸 회로는 전하를 저장하고 형성하기 위해 LCR 회로를 포함하며, 그 전하는 각각의 펄스 또는 번쩍임에서 방출된다. 그 결과, 1.2-볼트 배터리(102) 전원 또는 2.2-볼트 태양 전지판(101) 전원을 사용하여 4-볼트의 번쩍임이 발생될 수 있다. 그러나 번쩍임의 빈도는 에너지 입력에 따라 변하게 되는데, 전압 입력이 낮을 수록 빈도가 더 낮게 되고 전압 입력이 높을 수록 빈도는 더 높게 된다.
특히, 상기 구성품들 모두는 수동형 전기 구성품이다. 이는 회로(100)의 에너지 요구를 줄이고 그래서 비용 및 유지 관리 요구를 줄이는데 중요하다. 또한, 예기치 않게, 상기 구성품들은 현저히 열 안정적이다. 예컨대, 마이크로 제어기는 적어도 도로 표지병(1)에는 사용될 수 없는데, 왜냐하면 도로 건설시 타르(tar)가 사용되는 온도(및 도로에 설치될 때 표지병(1)이 받게 되는 온도) 때문에 마이크로 제어기가 녹거나 손상되기 때문이다. 이와는 대조적으로, 사용되는 수동형 구성품은 도로 시일링 중에 나타나는 고열(최대 190℃)에 대해 상당한 내성을 갖는다. 수동형 구성품은 전압을 4 볼트 이하, 더 일반적으로는 2.5 볼트 이하로 최소화한다.
주변의 빛 레벨이 미리 정해진 레벨을 초과하면, PV 모듈(5, 101)이 재충전식 배터리(21, 102)를 충전시키게 된다. 주변의 빛 레벨이 미리 정해진 레벨 아래로 떨어지면, 재충전식 배터리(21, 102)가 회로에 전력을 공급하게 된다.
태양과 같은 더 연속적인 에너지원이 바람직하지만, 자동차 라이트를 사용하여 PV 모듈로부터 전력을 발생시킬 수도 있다.
적어도 도 2 에 나타나 있는 바와 같이, 발광 다이오드 어레이(106)가 사용될 수 있다. LED 들은 어떤 형상 또는 심지어 "ICE" 와 같은 단어를 형성하도록 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.
적어도 하나의 도로 표지병(1) 또는 장치(50)를 표면, 예컨대 도로, 난간 또는 가로등 기둥에 설치해서 그 도로 표지병(1) 또는 장치(50)를 사용하여 온도 관련 위험을 차량 운전자에 알려 줄 수 있다. 일반적으로, 여러 개의 도로 표지병 또는 장치가 목표 영역에 설치될 것이다. 열센서(20, 105)가 미리 정해진 온도를 검출하면, 적어도 하나의 발광 다이오드(7, 106)가 회로(100)에 의해 점멸 패턴으로 조명된다. 이렇게 해서, 차량 운전자는 살얼음과 같은 얼음 및 도로에 있는 다른 잠재적인 온도 관련 위험 요소에 대해 주의를 할 수 있게 된다.
상기 도로 표지병 및 장치의 양태들을 단지 예시적으로 설명했으며 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 그에 대한 수정 및 추가가 이루어질 수 있음을 알아야 한다.

Claims (18)

  1. 하우징을 포함하는 도로 표지병으로서,
    상기 하우징은,
    (a) 회로 기판;
    (b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되고, 적어도 하나의 발광 다이오드의 빠른 온/오프 사이클링을 방지하기 위해 적어도 0.5℃의 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 열센서;
    (c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
    (d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
    (e) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
    상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되는 도로 표지병.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도로 표지병의 구성품들은 상기 하우징 내부에 위치되고, 이 하우징 외부에는 외부 부품이 없는 도로 표지병.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열센서는 적어도 하나의 바이메탈 스위치인 도로 표지병.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 위험하다고 생각되는 온도 보다 온도 조건이 적절히 더 따뜻하게 되는 것을 보장하기 위해 상기 히스테리시스의 정도는 설정된 온도 보다 적어도 0.5℃ 이상 더 높게 될 때까지 조명되어 유지되는 발광 다이오드(들) 쪽으로 편향되는 도로 표지병.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병에 사용되는 전기 구성품은 수동형 구성품인 도로 표지병.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 이 하우징에 있는 적어도 발광 다이오드(들)가 도로 표지병이 설치되는 표면으로부터 나와 있는 위치로 편향되고, 힘이 편향 방향에 반대로 가해지면 하우징은 상기 표면 안으로 눌려 들어가는 도로 표지병.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로는 상기 PV 모듈과 에너지 저장 장치 사이에서 하나의 순방향 바이어스 다이오드를 포함하며, 그래서 빛 에너지가 PV 모듈에 전력을 공급하기에 충분하지 않을 때 에너지 저장 장치로부터의 에너지 누설을 방지하게 되는 도로 표지병.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 발광 다이오드(들)에서 불빛을 나타나게 하기 위해 적어도 2 볼트의 펄스를 발생시키는데 충분한 LCR 회로를 포함하는 도로 표지병.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 펄스는 적어도 4 볼트인 도로 표지병.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병은 조명될 때 1 ∼ 5 Hz의 주파수에서 점멸 출력(flashing output)을 내는 도로 표지병.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미리 정해진 온도는 5℃의 주변 및/또는 표면 온도 이하인 도로 표지병.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병은 조명될 때 단어 또는 형상을 형성하도록 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 도로 표지병.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 발광 다이오드들은 조명될 때 "ICE" 라는 단어를 형성하도록 배열되어 있는 도로 표지병.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병은 캣츠 아이(cat's eye)인 도로 표지병.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병은 도로 표면에 배치되거나 고정되는 도로 표지병.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 표지병은 도로 콘과 같은 중간 구조물에 배치되거나 고정되는 도로 표지병.
  17. 하우징을 포함하는 도로 표지병으로서,
    상기 하우징은,
    (a) 회로 기판;
    (b) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 열센서;
    (c) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 광발전(PV) 모듈;
    (d) 상기 회로 기판에 있는 입력 단자에 연결되는 적어도 하나의 에너지 저장 요소; 및
    (e) 상기 회로 기판에 있는 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
    상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되고,
    상기 하우징은 이 하우징에 있는 적어도 발광 다이오드(들)가 도로 표지병이 설치되는 표면으로부터 나와 있는 위치로 편향되고, 힘이 편향 방향에 반대로 가해지면 하우징은 상기 표면 안으로 눌려 들어가는 도로 표지병.
  18. 하우징을 포함하는 도로 표지병으로서,
    (a) 회로 기판에 있는 입력 단자(들)에 모두 연결되는 에너지 저장 장치, 광발전(PV) 모듈 및 열센서와 병렬로 연결되는 회로 기판; 및
    (b) 상기 회로 기판의 출력 단자에 연결되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 에워싸며,
    상기 열센서가 미리 정해진 온도를 검출하면 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(들)가 조명하게 되며,
    상기 회로는 상기 PV 모듈과 에너지 저장 장치 사이에서 하나의 순방향 바이어스 다이오드를 포함하며, 그래서 빛 에너지가 PV 모듈에 전력을 공급하기에 충분하지 않을 때 에너지 저장 장치로부터의 에너지 누설을 방지하게 되는 도로 표지병.






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