KR20030001847A - 육각 배열을 갖는 엘이디 교통 신호등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽 부위를 제외하고는 정삼각형태로 조합되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형 배열을 취하는 발광다이오드를 갖는 교통 신호등에 의해, 186개 이상의 발광다이오드를 격자형 또는 방사형으로 배열하여 제작한 기존의 발광다이오드 교통 신호등에 비해, 광원으로 이용되는 고가의 발광다이오드 개수를 줄일 수 있도록 하여 제작단가를 절감할 수 있도록 함은 물론이고, 원거리상에서도 식별이 용이한 고휘도의 불빛을 고르게 발산시켜 전체적으로 시인성이 좋은 신호전달을 이룰 수 있도록 한 육각의 발광 다이오드열을 갖는 교통 신호등에 관한 것이다.

Description

육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등{THE TRAFFIC LIGHTS ARRAYED LIGHTING EMITTING DIODES FOR HEXAGON}

본 발명은 정삼각형태로 배열 제작된 발광 다이오드 교통 신호등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 186개 이상의 발광다이오드를 격자형 또는 방사형으로 배열하여 제작한 기존의 발광다이오드 교통 신호등에 비해, 광원으로 이용되는 고가의 발광다이오드 개수를 줄일 수 있도록 하여 제작단가를 절감할 수 있도록 함은 물론이고, 원거리상에서도 식별이 용이한 고휘도의 불빛을 고르게 발산시켜 전체적으로 시인성이 좋은 신호전달을 이룰 수 있도록 한 육각의 발광 다이오드열을 갖는 교통 신호등에 관한 것이다.

일반적으로 교통 신호등의 광원으로 이용되는 백열전구는 많은 량의 전력(100w)을 소모시키고, 충격에 비견고하며, 사용수명이 약 5000시간밖에는 않된다.

그러므로, 실사용시 에너지 측면과 사후관리 측면에서 비용이 매우 과다하게 지출되는 비경제적인 문제를 내포하고 있었음은 물론이고 지속적인 정비 및 교환과같은 관리를 취해주어야 하는 불편한 문제점이 있었다.

이에 따라 최근에는 발광다이오드를 광원으로 채용한 교통 신호등의 개발이 적극 추진되고 있다.

일예로 도 5에 도시된 바와 같이 교통 신호등 전면으로는 하우징(110)과 나사 결합되는 신호등 커버(114)가 구비되어 있고, 발광다이오드(112)는 대략 260개 내지 432개 정도가 원형의 기판(116)에 격자형으로 배열 설치되어 있으며, 상기 발광다이오드(112)의 직상부에는 발광다이오드(112)에서 방출된 빛을 굴절시켜 가시성을 향상시켜 줄 수 있도록 하는 볼록렌즈(118)가 배치되어 있으며, 상기 볼록렌즈(118)는 발광다이오드 보호용 커버(120)와 일체로 이루어져 구성된 것이 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 교통 신호등은 다음과 같은 문제점이 있었다.

이를 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 발광다이오드가 단순히 등간격의 격자형 배열로 기판(116)에 설치되어 있어, 기존의 백열전구를 광원으로 이용한 교통 신호등처럼 중심부의 광도를 주변부의 밝기보다 밝게 할 수 없는 문제점이 있었다.

둘째, 교통 신호등의 직전방 지점에서는 시인성이 비교적 양호하지만 이 위치를 벗어난 지점, 즉 교통 신호등의 측전방 지점에 비해 시인성이 떨어지는 문제점이 있었다.

셋째, 고가의 발광다이오드를 260개 내지 432개를 설치하여 교통 신호등을 제작하게 되므로 제작단가가 높은 문제점이 있었다.

넷째, 지속적인 점등을 취하며 작동을 취하는 제품의 특성상 기판상에는 항시 고열이 발생되게 되므로 일정기간 사용시 이를 연결 설치하고 있는 하우징이 기판의 열에 의해 변형되는 문제점이 있었다.

그러므로, 최근에는 상술한 문제를 치유할 수 있는 방법 즉, 가시성을 높이면서도 제작단가를 대폭 줄이 수 있도록 하는 방법이 다각도록 모색되고 있다.

일예(등록번호 20-221664)로, 도 6에 도시된 바와 같이 교통 신호등 내부에 설치되는 원형의 기판(12)과; 상기 기판(12)의 중심을 중심으로 하여 복수개의 발광다이오드(14)가 원형으로 배열되는 원형의 발광다이오드(14) 열을 구비하며, 상기 발광다이오드(14) 열은 기판(12)의 방사 방향으로 구성된 것이 있다.

이와 같이 구성되어 있는 종래 고안의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 기판(12)의 중심으로부터 기판(12) 테두리까지의 간격을 8개의 원으로 적절히 배분하여 각 원에 복수개의 발광다이오드(14)를 배열하되, 제 1열부터 제 3열까지는 기판(12) 테두리 쪽으로 갈수록 점차적으로 개수를 증가시켜 발광다이오드(14)를 배열하고, 제 4열 및 제 5열에는 제 3열에 배열된 발광다이오드(14)에 비해 많은 개수의 발광다이오드(14)를 동일한 개수로 배열하되, 제 4열 부터 제 8열까지는 기판(12)의 방사방향으로 인접하는 각 열 사이에 동일한 간격을 갖도록 하고, 제 1내지 제 4열은 제 4열부터 제 8열까지의 간격에 비해 좁은 간격으로 배열되는 한편, 기판(12)의 테두리 쪽으로 갈수록 넓어지는 간격을 갖도록 구성한 것이 다.

이러한, 배열방식의 구성으로 제작된 한 예로, 총 186개의 발광다이오드(14)를 제 1열에는 4개. 제 2열에는 10개, 제 3열에는 12개, 제 4 및 제 5열에는 각각 20개씩, 제 6 내지 제 8열에는 각각 40개씩 배열하여 제작한 것이 있다.

이는, 기존의 백열전구를 광원으로 이용하는 교통 신호등과 유사하게 중심부의 광도를 주변부의 광도에 비해 높게 형성하면서도, 상술한 발광다이오드를 이용한 교통 신호등에 비해 다각도의 방향에서 고른 시인성을 제공하여 줄 수 있도록 하는 긍정적인 측면이 있는 반면, 다음과 같은 문제점이 있었다.

이를 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 발광다이오드가 방사형 배열로 기판에 설치되어 있어, 기존의 발광다이오드를 이용한 교통 신호등에 비해 상술한 바와 같이 중심부의 광도를 주변부의 광도에 비해 높게 형성하지만 이에 따른 중심과 외곽의 광도 차이가 심각하게 발생하는 문제점이 있었다.

둘째, 배열 설치된 발광 다이오드간의 간격이 도 7에 도시된 바와 같이 무질서하여 빛을 발산시킬 경우 부분적으로 음영이 심각하게 발생하는 문제점이 있었다.

셋째, 교통 신호등의 직전방 지점에서는 시인성이 비교적 양호하지만 이 위치를 벗어난 지점, 즉 교통 신호등의 측전방 지점에서는 이것 역시 시인성이 떨어지는 문제점이 있었다.

넷째, 고가의 발광다이오드를 186개 정도로 배열 제작하여 기존의 발광다이오드를 이용한 교통 신호등에 비해 제작단가를 절감할 수 있도록은 하였지만 이것역시 효과적인 배열에 의해 절감을 이루었다고 말하기에는 사실 미흡한 문제점이 있었다.

다섯째, 이것 역시 일정기간 사용시 이를 연결 설치하고 있는 하우징이 기판의 열에 의해 변형되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 그 목적은 186개 이상의 발광다이오드를 격자형 또는 방사형으로 배열하여 제작한 기존의 발광다이오드 교통 신호등에 비해, 광원으로 이용되는 고가의 발광다이오드 개수를 줄일 수 있도록 하여 제작단가를 절감할 수 있도록 함은 물론이고, 원거리상에서도 식별이 용이한 고휘도의 불빛을 고르게 발산시켜 전체적으로 시인성이 좋은 신호전달을 이룰 수 있도록 한 육각의 발광 다이오드열을 갖는 교통 신호등을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적은 기판의 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽부위를 제외하고는 정삼각형태를 취하도록 설치되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형 배열을 취하는 발광다이오드를 갖는 교통 신호등에 의해 달성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 구성상태를 도시한 평면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 구성상태를 도시한 정단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등에서 발하는 빛의 초점을 나타내기 위해 도시한 개략도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등에서 발산되는 빛의 상태를 도시한 개략도,

도 5는 종래의 격자형 발광다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 구성상태를 도시한 평면도,

도 6은 종래의 원형 발광다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 구성상태를 도시한 평면도,

도 7은 종래의 원형 발광다이오드 열을 갖는 교통 신호등에서 발산되는 광도의 상태를 도시한 개략도.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 :기판 12 :발광다이오드

14 :하우징 16 :걸림턱

18 :함몰공간부 20 :확산렌즈커버

22 :걸림공 24 :걸림돌기

26 :반사체

이하, 본 발명인 육각의 발광다이오드 열을 갖는 교통 신호등을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는교통 신호등의 구성상태를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 구성상태를 도시한 정단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등에서 발하는 빛의 초점을 나타내기 위해 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽 부위를 제외하고는 정삼각형태를 취하도록 설치되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형 배열을 취하는 발광다이오드(12)가 상부에 구비되어 있고, 외곽에는 수개의 걸림공(22)이 구비된 기판(10)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 기판(10)의 하부에는 외곽에는 상기 걸림공(22)에 삽입 연결되는 걸림돌기(24)가 일체로 구비된 걸림턱(16)이 형성되어 있고, 중앙에는 함몰공간부(18)가 일체로 형성되어 있는 하우징(14)이 형성되어 있다.

또한, 하우징(14)의 걸림턱(16)에 설치 고정되어 있는 기판(10)의 상부에는 확산렌즈커버(20)가 설치되어 있다.

한편, 상기 기판(10)의 상부에 배열 설치되어 있는 발광다이오드(12)는 기판(10)의 중심 방향으로 23°~ 25°의 기울기를 취하도록 설치되어 있고, 상기 기판(10)의 표면에는 일정 두께를 취하는 반사체(26)가 도포 또는 부착 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 육각의 발광 다이오드 열을 갖는교통 신호등에서 발산되는 빛의 상태를 도시한 개략도이다.

이는, 본 발명을 설명하고자 도면에 도시된 바람직한 실시 예와 같이 발광다이오드(12)의 배열을 기판(10)의 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽 부위를 제외하고는 정삼각형태를 취하도록 설치되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형을 취하도록 구성하였기 때문에, 도면에 도시된 바와 같이 기존의 발광다이오드(12)를 이용하여 제작된 교통 신호등보다 발광다이오드(12)의 개수를 줄여 제작 가능하게 하므로 제작단가를 절감할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

또한, 상술한 바와 같이 배열 설치된 발광다이오드(12)가 외곽 일부에 설치된 발광다이오드(12) 열을 제외하고는 삼각법에 의한 등간격으로 배열 설치되어 있되, 기판(10)의 중심 방향으로 23 ~ 25°의 기울기를 취하도록 설치 구성되어 있어 신호등 전체에 발광다이오드(12)에서 발휘되는 표준광도의 휘도를 발휘할 수 있도록 함에 따라 부분적으로 광원인 발광다이오드(12) 주위에 음영이 발생되는 문제 현상을 최소화할 수 있게 되고, 중심부위 즉, 통상적으로 교통신호가 표시되어 있는 부위의 광도를 주변부의 광도에 비해 높게 형성하면서도 중심부위와 외곽의 광도 차이를 최소화할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

이와 같은 작용은 도 4에 도시된 바와 같이 광원인 발광다이오드(12)에서 발산되는 표준광도 내에 속하는 불빛들이 기판(10)의 외곽 부위에 설치된 발광다이오드(12) 열을 제외하고는 상호간에 빈틈없이 동일 지점에서 겹쳐지고, 기판(10)의 중심 방향으로 23 ~ 25°의 기울기를 취하도록 설치 구성되어 있기 때문에 가능한 것이다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면 이는 동일한 광도를 발휘하는 불빛이라 할지라도 두개 이상이 겹쳐지면 그 이상의 휘도를 발휘하게 된다는 기본원리와, 발광다이오드(12)는 일정범위의 영역 내에서만 표준광도를 발휘하므로 이 일정 영역을 벗어난 지점에서는 표준광도 이하의 휘도를 발휘하여 명암이 갈린다는 기본원리 및 불빛을 비추는 발광다이오드(12)가 중심으로 향하는 기울기를 취하고 있다면 중심부위에 다소 높은 휘도가 발생된다는 기본원리들을 심도 있게 고려하여 하여, 시인성이 우수한 교통신호를 효과적으로 전달할 수 있도록 발광다이오드(12)의 배열을 이룬 것이기 때문이다.

그리고, 기판(10)의 상부에 확산렌즈커버(20)를 설치하여 주어, 발광다이오드(12)에서 발산된 빛을 확대시켜 가시성을 향상시켜 줄 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

또한, 장시간에 걸쳐 사용을 이룬다 하더라도 기판(10)상에서 발생되는 고열에 의해 이를 연결 설치하고 있는 하우징(14)이 열에 의해 변형되는 현상을 최소화할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

즉, 지속적인 점등을 취하며 작동을 취하는 제품의 특성상 기판(10)상에는 항시 고열이 발생되게 되는데 이를 연결 설치하게 되는 하우징(14)에 기판(10)과의 접촉을 최소화할 수 있고, 공기의 흐름을 유도하여 자연 냉각을 취할 수 있도록 하는 함몰공간부(18)가 구비되었기 때문이다.

한편, 일부지역에서 시범적으로 설치하여 좋은 평을 듣고 있는 교통 신호등(횡단을 유도하는 녹색신호를 녹색의 숫자 신호로 카운트화 하여 표시하여 줄 수 있도록 하는 신호등)에 간단한 조치만으로 호환시켜 사용할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

즉, 종래의 원형 발광다이오드 열을 갖는 교통 신호등의 경우에는 배열의 특성상 숫자로 변환시켜 표기하기에는 사실상 불가능한 문제가 있어 상술한 교통 신호등으로의 변화를 취할 수 없는 문제점이 있는 반면, 본 발명은 배열의 특성상 기존의 교통 신호등에 적용하여 사용하다가 필요에 따라서는 신호등 내에 발광다이오드(12)에 전달되는 신호를 제어할 수 있는 제어수단을 연결 설치하는 간단한 조치만으로 상술한 교통 신호등으로 변화시켜 사용할 수 있기 때문이다.

더욱이, 기판(10)의 표면에 일정 두께를 취하는 반사체(26)를 도포 또는 부착하여 주어, 실사용시 기판(10)측으로 휘도를 발휘하므로 통상적으로 발산되는 휘도에는 아무런 영향을 제공하지 못하고 자연 소멸되었던 불빛들을 다시 전방으로 반사시켜 발광다이오드(12)에서 발휘되는 휘도를 증대시켜 줄 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 기판의 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽의 특정부위를 제외하고는 정삼각형태를 취하도록 설치되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형 배열을 취하는 발광다이오드를 갖는 교통 신호등에 의해, 180여개 이상의 발광 다이오드를 격자형 또는 방사형으로 배열하여 제작한 기존의 발광 다이오드 교통 신호등에 비해, 광원으로 이용되는 고가의 발광 다이오드 개수를 추가로 줄일 수 있도록 하여 제작단가를 절감할 수 있도록 함은물론이고, 원거리상에서도 식별이 용이한 고휘도의 불빛을 고르게 발산시켜 전체적으로 시인성이 우수한 교통신호를 전달할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 발광다이오드를 광원으로 사용하는 교통 신호등에 있어서,

   기판(10)의 외곽 또는 중심을 기점으로 하여 부분적으로는 외곽 부위를 제외하고는 정삼각형태를 취하도록 설치되어 있되, 전체적으로는 육각형태의 방사형 배열을 취하는 발광다이오드(12)로 구성됨을 특징으로 하는 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기판(10)의 상부에 배열 설치되어 있는 발광다이오드(12)는 기판(10)의 중심 방향으로 23°~ 25°의 기울기를 취하도록 설치 구성됨을 특징으로 하는 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기판(10)의 표면에는 일정 두께를 취하는 반사체(26)가 도포 또는 부착 구성됨을 특징으로 하는 육각의 발광 다이오드 열을 갖는 교통 신호등.