KR20160129244A - 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치에 관한 것으로서, 업무용 또는 상업용의 광고판에 발광하고자 하는 정보를 발광표시부에 광섬유를 이용하여 광원을 조사하는 것과 아울러, 야간 또는 악천후 등의 환경 상황에서도 도로안내표지판의 기호, 문자, 숫자, 도형 등이 빛을 발광하여 운전자에게 정확한 도로정보를 제공하여 운전자에게 야간에 시인성을 확보할 수 있도록 도로안내표지판의 발광표시부에 광섬유를 이용하여 광원을 발광하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치에 관한 것으로서, 내부에 일정한 공간이 구비된 수납부가 형성됨과 더불어 상기 수납부를 개폐시키기 위한 덮개 부재를 구비하고 하부에 체결부를 구비한 함체와, 상기 함체 상부면에 배치되어 태양에너지를 전기로 변환하는 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈 상부면과 일정한 공간을 유지하며 이격되고, 하부면에서 상부면으로 갈수록 작아지는 돌출 형상을 지니고, 상기 함체 상부면 둘레면에 상호 밀봉 결합되는 돌출투명커버부와, 상기 함체 하부면에는 광원을 발광하는 조명부와 상기 조명부와 연통되는 다수의 광섬유가 내장되고, 발광표시부를 구비한 전면판과 후면판 그리고 전면판과 후면판을 결합하는 프레임를 포함하는 발광조립패널과, 상기 함체 공간부의 수납부에 내장되어 상기 태양전지모듈을 통하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 전원제어부와, 상기 전원제어부로부터 변환되는 전기에너지를 축전시켜, 상기 조명부로 전원을 공급하는 축전지를 포함하는 전원공급부를 구비하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 제공한다.

Description

태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치.{omitted}

본 발명은 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치에 관한 것으로서, 업무용 또는 상업용의 광고판에 발광하고자 하는 정보를 발광표시부에 광섬유를 이용하여 광원을 조사하는 것과 아울러, 야간 또는 악천후 등의 환경 상황에서도 도로안내표지판의 기호, 문자, 숫자, 도형 등이 빛을 발광하여 운전자에게 정확한 도로정보를 제공하여 운전자에게 야간에 시인성을 확보할 수 있도록 도로안내표지판의 발광표시부에 광섬유를 이용하여 광원을 발광하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치에 관한 것이다.

최근 지구온난화 및 기후변화로 인하여 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 억제하고자 하는 규제가 시행되고 있는바, 이산화탄소의 배출이 없는 새로운 발전장치의 개발이 요구되고 있다.

이와 같은 이산화탄소의 배출이 없으며, 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다.

일반적으로 태양전지모듈은 정남향을 향하도록 설치해야 함으로서, 광고판이나 도로안내표지판 상단에 조립설치 시에 태양광에 대응하는 입사각을 유지할 수 없어 태양전지모듈의 발전량이 떨어지고, 설치하였을 때, 광고판이나 도로안내표지판의 미관을 해치는 문제점이 있었다.

또한, 업무용 또는 상업용으로 사용되는 광고판은 형광등이나 발광다이오드 등의 광원을 사용하여 전달하고자 하는 정보를 발광표시부에 광원으로 사용하기 위해서는 전력선을 사용하고 있어, 에너지절약에 역행하고 있으며, 특히 주행 중인 차량의 도로 주변에 가로등이 없는 경우, 도로 상태뿐만 아니라 도로안내표지판을 식별할 수 없게 되어 주행 중 급커브의 도로가 있을 경우, 또는 교통규제 및 일단정지와 같이 주행 중인 차량의 현재 상태를 제어하기 위한 도로안내표지판이 있는 곳에서 이를 식별할 수 없어 무시하고 주행하는 경우에는 사고가 발생할 확률이 상대적으로 높아지게 된다.

상기와 같은 이유에 의해 발광 소자를 이용한 표지판이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 도로안내표지판은 운전자에 알리고 싶은 도로표지 부분에 대해서만 발광되므로 야간 주행 시 운전자가 도로 표지를 쉽게 알 수 있다.

따라서 도로 상태나 도로안내표지판을 운전자가 미리 확인할 수 없어 발생하던 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

그러나, 발광다이오드(LED)를 이용한 표지판의 경우 많은 발광다이오드(LED)가 구비되어 있으므로 소비전력이 높아 충전용량이 큰 배터리를 사용하여야 하므로 생산원가가 상승할 뿐만 아니라 그 제작 공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.

따라서 광섬유를 이용한 도로안내표지판이 최근에 선보이고 있다. 광섬유는 광을 분산하여 분할 조명할 수 있으므로 이를 위한 발광다이오드(LED)의 소비전력을 줄일 수 있으며, 고 휘도의 발광력을 가지고 있고 자유변형이 좋은 장점이 있다. 따라서 각종의 광고판이나 도로안내표지판 등 여러 가지 용도로 폭 넓게 사용될 수 있다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 10-1082853(등록일자 2011년11월07일)"조명형 도로표시판"이 제안된 바 있으나, 제작비용 절감에 문제점이 있을 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 전력선 연결 없이 태양전지모듈과 전원공급부와 조명장치를 일체화하여 업무용 또는 상업용의 광고판에 광섬유와 연결된 광원으로 사용할 수 있으며 특히, 야간에 운전자들에게 도로안내표지판에 도로의 각종 정보를 안내하는 문자, 숫자 도형, 기호 등의 표시부에 발광할 수 있도록 하여 야간 운전자들에게 실질적으로 시인성이 개선된 도로안내표지판을 제공하고자 하고, 태양전지모듈에서 생산되는 전기를 축전지에 저장하여 일몰 후 또는 필요한 시간에 도로안내표지판의 발광표시부에 광섬유를 이용한 광원으로 사용할 수 있도록 제어하는 것과 아울러 광고판 도는 도로안내표지판의 상부에 태양전지모듈을 일체로 조립 설치하여도 태양광에 대응하는 입사각도에 무관하게 조립되어도 태양전지모듈에서 발전량이 떨어지는 것을 최소화할 수 있도록 하며, 광고판 또는 도로안내표지판의 미관이 미려한 장점이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 일정한 공간이 구비된 수납부가 형성됨과 더불어 상기 수납부를 개폐시키기 위한 덮개부재를 구비하고 하부에 체결부를 구비한 함체와, 상기 함체 상부면에 배치되어 태양에너지를 전기로 변환하는 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈 상부면과 일정한 공간을 유지하며 이격되고, 하부면에서 상부면으로 갈수록 작아지는 돌출 형상을 지니고, 상기 함체 상부면 둘레면에 상호 밀봉 결합되는 돌출투명커버부와, 상기 함체 하부면에는 광원을 발광하는 조명부와 상기 조명부와 연통되는 다수의 광섬유가 내장되고, 발광표시부를 구비한 전면판과 후면판 그리고 전면판과 후면판을 결합하는 프레임를 포함하는 발광조립패널과, 상기 함체 공간부의 수납부에 내장되어 상기 태양전지모듈을 통하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 전원제어부와, 상기 전원제어부로부터 변환되는 전기에너지를 축전시켜, 상기 조명부로 전원을 공급하는 축전지를 포함하는 전원공급부를 구비하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 돌출투명커버부 내부는 불활성 기체로 충전되거나 또는 진공으로 유지되는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 돌출투명커버부는 태양광을 상기 태양전지모듈로 태양광을 유도하여 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부를 더 포함하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 태양전지모듈을 Si 결정형 태양전지모듈, Si 박막 태양전지모듈, CIGS 박막 태양전지모듈, CdTe 박막 태양전지모듈, III-V족 반도체 태양전지모듈 또는 유기 태양전지모듈, 염료감응 태양전지모듈 중에서 어느 하나 또는 하나 이상이 선택되어 사용되는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 제공한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치는 전력선 연결 없이 업무용 또는 상업용 광고판의 발광표시부에 전원을 공급하거나 도로안내표지판에 표시되어 도로를 안내하는 문자, 숫자 도형, 기호를 태양광을 이용한 에너지로 표시부에 발광 가능하도록 설계함으로써, 에너지절감과 태양광으로 충전된 전원을 이용하여 야간의 열악한 환경조건 하에서도 운전자에게 지속적으로 안전한 도로정보를 발광표시부에 제공할 수 있고, 광고판 또는 도로안내표지판 상부에 태양전자모듈을 조립 설치하여도 태양전지모듈의 효율저하를 최소화하며, 미관을 미려하게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 나타낸 결합 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치의 발광표시부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치의 전원공급부의 개념도이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 발광표시장치(A)는 함체(100), 태양전지모듈(111), 돌출투명커버부(140), 조명부(210), 전원공급부(211), 광섬유(330), 체결부(212)가 포함된다.

상기 함체(100)는 실외에 설치되는 수직구조물, 또는 수평구조물 등에 결합되어 설치되는 것으로서, 본 발명에 있어서, 상기 함체(100)는 내부에 일정한 공간이 구비된 수납부(110)가 형성됨과 더불어 상기 수납부(110)를 개폐시키기 위한 덮개부재(미도시)를 구비하고 하부에 체결부(212)를 구비한 다면체의 구조체로서, 그 소재는 프라스틱 또는 금속재로 이루어질 수 있으며, 그 형상은 사각형, 다각형, 원형 등의 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 함체(100) 상부에는 태양에너지를 흡수하는 태양전지모듈(111)이 배치되고, 상기 태양전지모듈(111) 상부에는 일정한 공간을 유지하며 이격되고, 하부면에서 상부면으로 갈수록 작아지는 돌출 형상을 지니고, 상기 함체(100)의 상부 둘레면에 상호 밀봉 결합되는 돌출투명커버부(140)가 결합되는 것이 특징이다.

여기서, 태양전지모듈(111)에 사용되는 태양전지로는 Si 결정형 태양전지, Si 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, III-V족 반도체 태양전지 또는 유기 태양전지, 염료감응 태양전지 등의 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 소자로서, 태양전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생기는 광전변환(photoelectric transformation, 光電變換)하는 소재이면 제한 없이 사용 가능하다.

또한, 상기 태양전지모듈은 Si 결정형 태양전지모듈, Si 박막 태양전지모듈, CIGS 박막 태양전지모듈, CdTe 박막 태양전지모듈, III-V족 반도체 태양전지모듈 또는 유기 태양전지모듈, 염료감응 태양전지모듈 중에서 어느 하나 또는 하나 이상이 선택되어 사용될 수 있는데, 이러한 구조는 상기의 태양전지모듈(111)의 소재에 따라 태양광의 입사각 그리고, 태양광의 파장에 따라 광전효율이 달라서 태양의 일조량이 많은 장소 또는 그늘이 많이 지는 장소 등에 따라서, 자외선, 가시광선 등의 파장에 유리한 태양전지모듈(111)을 선택적으로 사용할 수 있도록 가변적으로 사용이 가능할 것이다.

또한, 상기 돌출투명커버부(140)는 투명한 소재의 프라스틱(PC, PMMA, PE 등) 또는 유리소재로서, 투과하는 태양광을 태양전지모듈(111)로 집광 또는 반사, 굴절시킬 수 있도록 표면에 하나 이상의 요철 형태를 구비하거나 태양광의 산란율을 향상시켜 태양광 발전효율을 향상시킬 수 있도록 반사렌즈가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 돌출투명커버부는 태양광을 상기 태양전지모듈로 태양광을 유도하여 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부(213)를 더 포함하는데 이러한 구조는 상기의 돌출투명커버부(140)를 돔(dome)형태로 구성함으로서, 돌출투명커버부(140)의 표면에 태양광을 받는 표면적이 매우 크게 증대되므로 집광량을 크게 높일 수 있는 것이고, 볼록렌즈형태 또는 프리즘형태로 구성되면 굴절현상에 의해 태양광이 굴절되면서 태양광이 크게 경사지게 조사되는 아침과 저녁시간에도 태양전지모듈(111)에 직각에 가까운 각도로 조사가 되므로 매우 효율적으로 집광을 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 함체(100) 상부면에 돌출투명커버부(140)를 안정되게 밀폐 결합하기 위한 안착부(119)가 상단 테두리부를 따라 형성되고, 이 안착부(119)에 돌출투명커버부(140)의 플랜치부(118)의 테두리부가 안착되어 결합된다. 이때, 함체(100)의 안착부(119)와 돌출투명커버부(140)의 플랜치부(118)가 상호 견고하게 밀착 결합되도록 신축성이 있는 실링부재(300)에 의해 밀착 결합되어 방수기능을 수행한다.

이때, 상기 실링부재(300)는 합성고무 또는 실리콘 소재 또는 합성수지 등으로 신축성이 있으며 습기와 공기의 차단이 탁월한 것이면 사용할 수 있다.

또한, 상기 돌출투명커버부(140) 내부는, 불활성 기체로 충전되거나 또는 진공으로 유지되는데 이러한 것은 태양전지모듈(111)에 공기나 습기의 접촉을 차단하여 태양전지모듈(111)의 누전으로 인한 고장을 예방하고 태양전지모듈(111)의 수명을 최대한 장시간 사용할 수 있도록 함이다.

한편, 상기 함체(100) 하부면에는 광원을 발광하는 조명부(210)와 상기 조명부(210)와 접속 연결된 다수의 광섬유(330)가 내장된 발광조립패널(340)이 결합되는데, 상기 발광조립패널(340)은 상기 함체(100)와 체결부(212)로 견고히 조립 결합된다. 여기서 체결부(212)는 금속재 등의 다양한 소재 및 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 발광조립패널(340)은 발광표시부(200)를 구비한 전면판(350)과 후면판(360) 그리고 전면판(350)과 후면판(360)을 결합하는 프레임(3700)으로 구성될 수 있다. 상기 조명부(210)에 사용되는 발광소자는 LED(light emitting diode)가 적용됨이 바람직하나, 그 밖에도 발광소자로는 레이저 다이오드(laser diode), 유기 EL, LCD, 전계방출소자(Field emission device), E-paper 등과 같이 발광할 수 있는 모든 종류의 발광 소자가 적용될 수 있는데, 상기 조명부(210)는 발광표시부(000)의 사용 용도에 따라 대응하는 형태로 다수개가 배열될 수 있고, 조명부(210)의 색상은 가변적으로 변경하여 사용될 수 있다.

상기 발광표시부(200)는 업무용 또는 상업용의 광고판에 광원을 발광하기 위한 수단 또는 차량의 운전자가 인식하는 방향으로 도로안내표지판에 표시되는 문자, 숫자, 도형, 기호 중 어느 하나 이상을 발광 시키는 수단으로 사용됨에 있어서, 상기 발광표시부(200)에 구성된 문자, 숫자, 도형, 기호 등은 다수의 광섬유(330)들로 이루어져 광섬유(330)의 한쪽 끝과 연결된 상기 조명부(210)의 발광소자들이 접속 조사되어 광원을 발광시키고, 상기 조명부(210)로 부터 출사된 광원은 상기 다수의 광섬유(330)를 통해 발광표시부(200)의 전면으로 출사되어 발광함으로써 발광표시부(200)의 문자, 숫자, 도형, 기호들의 시인성을 향상 시킨다.

즉, 조명부(210)의 발광소자는 상기 함체(100) 내부의 수납부(110)에 내장된 제어회로부에 프로그래밍이 된 소정 패턴, 예컨대 항상 점등되어 있거나 지속적으로 점멸되는 패턴으로 발광함에 따라서 차량 운전자가 발광소자의 빛을 통해 발광표시부(200)를 명확하게 육안으로 파악할 수 있어서 야간 시인성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 함체(100) 내부 공간의 수납부(110)에는 상기 태양전지모듈(111)을 통하여 흡수되는 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 전원공급부(211)의 전원제어부(120)와, 상기 전원제어부(120)로부터 변환되는 전기에너지를 축전시켜 조명부(210)로 전원을 공급하는 축전지(130)가 구비되는데, 상기 전원제어부(120) 및 축전지(130)는 상기 함체(100)내부의 수납부(110)에 내장되어 외부와의 노출을 차단되는 구조로 이루어지며, 상기의 전원제어부(120)에는 상기의 발광조립패널(340)에 내장된 조명부(210)와 상호 연결단자로 결속된다.

한편, 상기 전원제어부(120)에는 외부로부터 감지되는 빛의 양을 감지하는 센서가 구비되어 센서에서 감지하는 빛의 양에 따라 조명부(210)를 발광시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 함체(100)를 수직구조물 또는 수평구조물에 결합하기 위한 장치들은 일반적으로 견고한 금속재의 체결 부품인 볼트, 너트 형태 등의 다양한 체결부재들로 구성될 수 있을 것이다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

A： 광섬유 발광표시장치 100: 함체 110: 수납부 111: 태양전지모듈
118： 플랜치부 119: 안착부 120: 전원제어부 130: 축전지
140： 돌출투명커버부 200: 발광표시부 210: 조명부 211: 전원공급부
212： 체결부 213: 광 확산부 300:실링부재 330:광섬유
340： 발광조립패널 350: 전면판 360: 후면판 370:프레임

Claims (4)

1. 내부에 일정한 공간이 구비된 수납부가 형성됨과 더불어 상기 수납부를 개폐시키기 위한 덮개부재를 구비하고 하부에 체결부를 구비한 함체와,
   상기 함체 상부면에 배치되어 태양에너지를 전기로 변환하는 태양전지모듈과,
   상기 태양전지모둘 상부면과 일정한 공간을 유지하며 이격되고, 하부면에서 상부면으로 갈수록 작아지는 돌출 형상을 지니고, 상기 함체 상부면 둘레면에 상호 밀봉 결합되는 돌출투명커버부와,
   상기 함체 하부면에는 광원을 발광하는 조명부와 상기 조명부와 연통되는 다수의 광섬유가 내장되고, 발광표시부를 구비한 전면판과 후면판 그리고 전면판과 후면판을 결합하는 프레임를 포함하는 발광조립패널과,
   상기 함체 공간부의 수납부에 내장되어 상기 태양전지모듈을 통하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 전원제어부와, 상기 전원제어부로부터 변환되는 전기에너지를 축전시켜, 상기 조명부로 전원을 공급하는 축전지를 포함하는 전원공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출투명커버부 내부는,
   불활성 기체로 충전되거나 또는 진공으로 유지되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 돌출투명커버부는 태양광을 상기 태양전지모듈로 태양광을 유도하여 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치
4. 제 1 항 또는 제 2 항 내지 제 3 항에 있어서,
   상기 태양전지모듈은 Si 결정형 태양전지모듈, Si 박막 태양전지모듈, CIGS 박막 태양전지모듈, CdTe 박막 태양전지모듈, III-V족 반도체 태양전지모듈 또는 유기 태양전지모듈, 염료감응 태양전지모듈 중에서 어느 하나 또는 하나 이상이 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 결합된 광고판용 및 도로안내표지판용 광섬유 발광표시장치.

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