KR101096351B1

KR101096351B1 - 사선형 엘이디 전광판 및 이의 설치방법

Info

Publication number: KR101096351B1
Application number: KR1020090124702A
Authority: KR
Inventors: 최훈
Original assignee: 주식회사코어벨
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2011-12-20
Also published as: KR20110067917A

Abstract

본 발명은 정보 전달 목적의 엘이디(LED) 전광판에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 엘이디 주광방향을 조절하여 유효 인식거리를 극대화할 수 있도록 고안된 사선형 엘이디 전광판 및 이의 설치방법에 관한 것이다.

엘이디, 전광판, 엘이디 슬릿

Description

사선형 엘이디 전광판 및 이의 설치방법{LED sign in which the LEDs emit light at an angle and installation method thereof}

본 발명은 정보 전달 목적의 엘이디(LED) 전광판에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 엘이디 주광방향 및 전광판 프레임의 설치각도를 조절하여 유효 인식거리를 극대화할 수 있도록 고안된 사선형 엘이디 전광판 및 이의 설치방법에 관한 것이다.

엘이디 전광판은 반도체소자를 사용하여 수명이 반영구적이며, 3색 이상의 기본색 조합에 의하여 대부분의 색상을 표현할 수 있고, 전자적 제어를 통해 그래픽, 애니메이션 및 동영상 등의 다양한 표현이 가능하므로 광고효과가 높아 최근 가장 각광받는 전광판 중 하나라고 할 수 있다.

일례로 고속도로변에 운전자들에게 다양한 정보를 제공하기 위하여 설치된 엘이디 전광판을 보면, 운전 중 주의사항, 기상 정보, 공사 안내 정보 등 다양한 문자형 정보와 광고들이 제공되는데, 설치형태는 도로를 가로지르는 대문형 전광판과 도로변에 설치되는 내민형 또는 입간판형 전광판이 주를 이루고 있다.

대문형 전광판은 2백 미터 정도의 거리에서부터 인식되고 운전차량의 주행방 향 정면에 설치되어 전광판 앞 30미터 정도까지 그 내용을 확인할 수 있지만, 멀리서 보이도록 하기 위해 여러 개의 엘이디 표준셀을 이용하여 하나의 글자를 표현하므로 2색 전광판의 경우 240*240mm 규격의 표준셀을 5단 25열 기준으로 대략 6만4천개 정도의 엘이디를 사용하고, 적설시 눈의 무게, 방수, 방열 및 유지보수를 위한 부대설비에 의한 무게 및 태풍의 풍압에 견딜 수 있도록 강력한 지지 구조로 설치된다.

내민형 간판은 전광판의 무게 때문에 무게중심이 전광판 쪽으로 쏠려 넘어지지 않도록 하기 위해 굵은 기둥을 사용하고 있어서 전광판 자체의 비용뿐만 아니라 지지하기 위한 구조물의 비용이 많이 소요된다.

입간판형 전광판의 경우 도로변에 도로와 수직 방향으로 설치되는데, 태풍의 풍압에 견디도록 콘크리트 구조물 위에 기둥을 세워 전광판을 지지하는 형태로 설치 운용하고 있다.

입간판형 전광판의 경우 대개 240*240mm 또는 300*300mm 규격의 녹색 또는 적색 LED 전광판을 사용하는데 70미터 이상의 거리에서는 간판의 존재를 확인할 수 없을 정도로 인식성이 떨어지며, 50미터 이내의 근접 거리에서는 도로의 측면에 설치되어 주행 중의 운전자가 표시 내용을 확인하기 어렵다.

실제 전광판의 내용을 고속으로 진행하는 차량의 운전자가 인식할 수 있는 시간 내지 유효 인식거리는 매우 짧아 두 번에 나누어 표시되는 정보의 경우 둘 중 하나는 인식하기 어려운 실정이다.

도로용 엘이디 전광판의 경우 유효 인식거리를 길게 하려면 글자의 크기가 커져야 하는데, 현재의 기술은 16*16의 표준형 엘이디 셀 여러 개를 사용하여 글자 크기를 키우는 방법으로 이를 구현하고 있다.

이와 같이, 여러 개의 셀을 사용하는 종래의 기술은 방열 문제를 포함하여 전광판을 지탱하기 위한 구조물이 커지게 되고 이로 인한 전광판 자체의 무게와 바람의 압력에 의한 영향이 커지므로 강력한 지지 구조물이 요구되며, 이러한 지지 구조물의 규모 증대는 전광판 설치비용의 주요 증가 원인이 된다.

따라서 엘이디 전광판의 유효 인식거리를 증가시키기 위하여 그 규모, 시설 및 비용만을 증가시켜왔던 종래기술은 더 이상 적용될 수 없는 한계에 도달하였고 이에 대한 대책마련이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엘이디의 경우는 광원에서 멀어질수록 빛이 번지는 성격을 가지고 있어서 이러한 특징을 이용하여 전광판을 구성함으로써, 엘이디 모듈 자체 또는 전광판 기구물의 규모를 증가시키지 않고도 유효 인식거리 및 전달 내용의 크기를 증가시킬 수 있는 사선형 엘이디 전광판의 제공을 목적으로 한다.

또한 엘이디 설치각도 및 엘이디 화각을 용이하게 산출하는 방법을 함께 제시함으로써 미세한 각도차이에 따라 효과가 좌우되는 본 발명의 전광판 설치시에 작업성을 제고한다.

본 발명은 프레임 상에 다수의 엘이디가 기울기를 형성하도록 지지되어 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판에 있어서, 지상에 수직으로 설치된 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행선 상의 최장 인식거리 및 최단 인식거리를 포함하는 유효 인식거리 사이에서, 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 상대적으로 가까운 방향으로 엘이디 주광방향을 설정하여 엘이디의 기울기를 형성하고, 상기 프레임은 상기 최장 인식거리 지점과 수직을 이루도록 기울기를 형성함으로써, 엘이디의 측광에 의해 최장 인식거리에서 전광판 내용이 가장 크게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 상기 엘이디 주광방향이 도달하는 지점으로 진행해 갈수록 엘이디 주광에 의하여 내용의 선명도가 증가 하며, 최단 인식거리까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 프레임 상에 다수의 엘이디가 기울기를 형성하도록 지지되어 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판에 있어서, 상기 엘이디 전광판은 바닥면 대비 수평으로 매립 또는 설치되는 구조로서, 후부로 갈수록 엘이디 설치 높이가 증가하여 전체적으로 경사를 형성하고, 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행선 상의 최장 인식거리(P2) 및 최단 인식거리(P3)를 포함하는 유효 인식거리 사이에서, 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 상대적으로 가까운 방향으로 엘이디 주광방향을 설정하여 엘이디의 기울기를 하향 조정함으로써, 엘이디의 주광에 의해 최장 인식거리에서 전광판 내용이 가장 잘 보이도록 하며, 최단 인식거리까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 수평설치되는 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판을 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 프레임 상에 다수의 엘이디가 기울기를 형성하도록 지지되어 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판의 설치 방법에 있어서, i) 지상에 수직으로 설치되는 전광판과 관찰자 사이에서 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행라인 상의 최장 인식거리(D1) 및 최단 인식거리(D2)를 포함하는 유효 인식거리를 선정하는 단계; ii) 상기 유효 인식거리 사이에서 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 상대적으로 가깝도록, 엘이디의 주광방향이 위치하는 주광지점(D3)을 선정하는 단계; 및 iii) 엘 이디 주광방향이 상기 주광지점(D3)과 일치하고 상기 최장 인식지점(D1)과 프레임은 직각을 이루도록 프레임을 관찰자 진행방향으로 기울여 설치하는 단계;를 포함하여, 엘이디의 측광에 의해 최장 인식거리(D1)에서 전광판 내용이 가장 크게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 주광지점(D3)으로 진행해 갈수록 전광판 내용의 크기는 줄어드나 엘이디 주광에 의하여 내용 선명도가 증가하며, 최단 인식거리(D2)까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 프레임 상에 다수의 엘이디가 기울기를 형성하도록 지지되어 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판을 바닥면 대비 수평으로 매립 또는 설치하는 방법에 있어서, i) 전광판과 관찰자 사이에서 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행라인 상의 최장 인식거리(P1) 및 최단 인식거리(P2)를 포함하는 유효 인식거리를 선정하는 단계; ii) 상기 유효 인식거리 사이에서 엘이디 주광방향이 상기 최장 인식거리(P1)과 일치하도록 프레임 및 엘이디 슬릿 설치각도를 형성하여 설치하는 단계;를 포함하여, 엘이디의 주광에 의해 최장 인식거리(P1)에서 전광판 내용이 가장 선명하게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 최단 인식거리(P2)까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 엘이디의 측광을 이용할 수 있도록 엘이디 주광방향의 설 치각도를 조절함으로써 원거리에서는 엘이디 측광을 이용하여 전광판의 가장 큰 크기로 내용을 전달할 수 있도록 하고, 엘이디 주광에 의한 정보전달이 그에 이어지면서 유효 인식거리가 획기적으로 증가한다.

또한 엘이디 측광의 이용으로 엘이디 배치 간격이 증가하여 엘이디 설치 비

용이 대폭 절감되고, 좁은 공간에도 사선형으로 설치할 수 있어 경제적이다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 프레임, 엘이디 화각 및 엘이디 슬릿 설치각도를 손쉽게 산출하는 방법을 제시하고 있어, 비숙련자라도 상황에 따른 최적의 배치를 가능하게 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 바닥에 매립하거나 설치하는 수평 전광판도 제시하고 있는바, 이는 본 발명이 엘이디의 측광이용 방법을 구체화하고 실용화함으로써 종래에는 제공할 수 없었던 유효 인식거리를 제공하기에 가능한 것이다.

이와 같이 본 발명은 경제성, 적용성 및 기능성을 두루 갖추고 있는바, 해당 분야에서 매우 유용한 기술로 자리매김할 것으로 기대된다.

도로에서 사용할 수 있는 고휘도 엘이디(LED)의 경우 제조사의 규격에 따라 다양한 발광 특성을 보이고 있는데, 공통적으로 주광 방향에서 가장 밝고 멀리 보이며 측광 방향에서는 화각에 따라 보이는 범위가 달라지고 인접한 LED에 영향을 주게 된다.

이러한 LED의 특성을 이용하면 전광판과 LED의 지향각 및 배치 간격에 의해서 일정 범위에서 보다 선명한 인식 특성을 가진 LED 전광판을 구현할 수 있다.

본 발명에서는 LED 전광판의 글자 크기와, LED의 배치 간격, LED의 배치 각도 및 전광판의 배치 각도 등을 종합적으로 고려하여 원하는 인식 거리에 적합한 최적의 LED 전광판 형태를 도출하고자 하며, LED의 배치 간격과 각도를 기구적으로 바꿀 수 있도록 하는바, 프레임 상에 다수의 엘이디 슬릿이 기울기를 형성하도록 지지되어 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판을 전제로 한다.

즉, 본 발명은 LED의 주광 방향에서 각도가 멀어짐에 따라 빛의 세기가 줄어드는 현상과 짧은 거리에서는 빛의 세기가 약하더라도 인식이 가능함을 감안하여 최대 인식 범위를 제공하는 도로 전광판을 구현하게 된다.

아래 그래프는 빛의 세기 변화를 설명하기 위한 일반적인 20도 화각을 갖는 LED의 조사 각도에 따른 빛의 세기 분포 특성을 보여준다.

상기 그래프를 보면, 정면에서 가장 강한 빛의 세기를 보여주고 있으며, 좌우 12도 이내의 범위를 벗어나면 80%, 화각 범위인 좌우 20도를 벗어나면 빛의 세기가 50% 이하로 떨어짐을 보여주고 있다.

LED의 제작 특성에 따라 조금씩 다르지만 주광 방향에서 가장 큰 빛의 세기를 보이고, 좌우로 벗어나면 빛의 세기가 크게 감소함을 알 수 있는바, 이러한 LED의 특성 때문에 유효 인식거리를 증가시키려면 가장 먼 인식 거리(최장 인식거리)를 LED의 주광 방향으로 두어야 한다.

그러나 유효 인식범위(거리)를 최대화하려면 주광 방향을 중심으로 측광의 세기가 강한 각도의 범위를 최대한 활용하여야 하는데, 이를 위해서는 최장 인식 거리와 최단 인식 거리 사이에 주광 방향을 두되 최장 인식거리에 상대적으로 가깝도록 전광판의 위치를 잡아야 한다.

왜냐하면 최단 인식 거리에서는 빛의 세기가 다소 약하더라도 인식이 가능하므로 주광 방향을 먼 인식 거리에 가깝도록 배치하여야만 보다 넓은 인식 범위를 확보할 수 있기 때문이다.

이와 같이 엘이디의 주광 방향을 유효 인식거리 사이에서 상대적으로 최장 인식거리 쪽으로 배치하고, 전광판(프레임)의 각도 역시 최장 인식거리에서 가장 크게 관찰되도록 프레임과 최장 인식지점(D1)이 직각을 이루게 조절하며, 최단 인식거리에서는 가장 작은 전광판 형태로 보이게 되나 근거리로 인해 내용 인식이 가능해서 유효 인식 범위를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지상에 수직으로 설치되는 사선형 엘이디 전광판(수직 전광판)의 유효 인식거리의 일실시예를 도시한 것으로서, 고속도로에 설치되는 것을 가정하여 최장 인식 거리(D1)를 150M로 하고 주광 방향(D3)을 100M 지점으로 하며 최단 인식거리(D2)는 50M로 선정하고 있다.

화살표로 표시된 관찰자의 진행선을 기준으로 150M 지점인 최장 인식거리(D1)에서 전광판의 기울기와 엘이디 측광의 영향으로 전광판의 내용이 가장 크게 보이게 되며, 최단 인식거리(D2)로 갈수록 전광판의 내용은 작게 보인다.

반면, 100M 지점인 주광 지점(D3)에서는 엘이디 주광의 영향으로 선명도가 가장 높으며, 최단 인식거리에서는 선명도와 크기 모두 작아져 인식성이 떨어지나 전광판과의 가까운 거리로 인하여 유효 인식이 가능하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 사선형 전광판은 엘이디의 주광방향을 유효 인식거리 범위에서 상대적으로 최장 인식거리에 근접하게 배치함으로써, 엘이디의 측광을 효율적으로 이용하여 유효 인식거리를 극대화하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 전광판이 바닥면 대비 수평적으로 매립 또는 설치되어 수평 전광판의 경우를 도시한 것으로서, 최장 인식거리(P1)는 보행자와 엘이디 슬릿간의 거리이고, 최단 인식거리(P2)는 보행자가 정면을 바라보아 시선이 엘이디 슬릿의 상부에 도달하는 거리이며, 주광지점(P3)은 상기 최장 인식거리(P1)와 일치 할때 유효 인식거리가 최대화됨을 나타내고 있다.

수평 전광판은 자전거 도로나 보행자 도로와 같이 신호체계가 없는 도로 또는 지상에 전광판을 설치할 수 없는 경우 등에 유용하게 사용될 수 있다.

상기 수평 전광판과 수직 전광판은 동일한 원리의 전광판을 설치 방향과 주광 지향 방향만을 달리하여 적용한 예이다

수평 전광판이 지상에 수직설치되는 전광판(수직 전광판)과의 차이점은 설치 위치적 특성에 따라 관찰자의 시선이 전광판 전체가 아닌 전광판 전단부에 그치게 되므로 후부로 갈수록 엘이디 설치 높이를 증가시켜 전체적으로 전광판이 앞쪽으로 경사를 형성하도록 하여야 한다는 것이다.

상기 엘이디 설치 높이에 따른 경사는 프레임이 자체적으로 경사를 형성하거나, 프레임을 바닥에 고정할 때 바닥의 높이를 조정하여 프레임에 경사를 제공하여 구현된다.

이와 같은 수평 전광판은 바닥에 설치하는 경우 관찰자의 동선이 전광판에서 가깝기 때문에 전광판이 크게 보이는 위치보다 주광 방향의 관측점이 전광판에서 멀어지므로 주광 방향 보다 낮은 지점에서는 인식이 어려워져서 최대 인식 거리 방 향으로 주광 방향을 향하게 설치하여야 인식범위를 크게 할 수 있다.

바닥에 설치하는 상기 간판은 벽의 측면이나 상부 천정에 부착하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.

따라서 이 경우 엘이디 슬릿의 설치각도는 주광 방향을 최장 인식거리(P1) 방향으로 일치시키는바, 주광지점(P3)과 최장 인식거리(P1)가 일치하고 이로부터 최단 인식거리(P2)까지가 유효 인식거리가 된다.

본 발명에 따른 엘이디 전광판은 도 3과 같이, 다수의 엘이디를 PCB상에 띠모양으로 배치한 엘이디 슬릿(10) 단위로 다수의 엘이디 슬릿(10)이 프레임(20) 상에 배열되어 구성된다.

다양한 환경에 효율적으로 대응하기 위하여 LED 모듈을 기존의 면형 PCB에 16*16 개 또는 그에 상응하는 형태로 LED를 부착하여 사용하는 대신 16개 혹은 그에 상응하는 하나의 띠 모양으로 제작하여 사용한다.

16개 혹은 그에 상응하는 띠 모양의 LED 모듈들을 병렬로 배치하여 문자를 표시할 수 있는 면형 가상 LED 셀을 구성하고 띠 모양 LED 모듈의 배치 각도를 바꾸어 줌으로써 위의 주광 방향을 마음대로 선택할 수 있도록 한다.

상기 엘이디 슬릿(10)이 장착되는 프레임(20)은 엘이디 슬릿이 장착 및 지지될 수 있으면 족하므로 뒷면에 일부 개방부를 포함하여 통풍구조로 구현할 수 있는바, 이는 엘이디 슬릿의 내구성을 증가시키는 장점이 있다.

이러한 주광방향 경사배치 효과는 앞서 예시한 고속도로변의 넓은 인식 범위 전광판에서도 효과를 나타내지만, 직경 30M 이내의 좁은 공간에서 적은 광량의 LED 를 이용하여 넓은 인식 범위를 구현하고자 할 때도 크게 나타날 수 있다.

본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판은 최적의 유효 인식거리를 도출하기 위하여 상황에 따라 전광판 및 엘이디 슬릿의 미세 조정이 필요한바, 상기 엘이디 슬릿(10)은 회전 가능하게 프레임(20) 상에 장착되는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 상기 엘이디 슬릿(10)은, 도 3 및 도 4와 같이, 상기 엘이디 슬릿 길이 방향의 양단부에 돌출 형성된 원기둥 형태의 상하 회전축(11)을 구비하고, 상기 프레임(20)은 1 이상의 상기 엘이디 슬릿(10)이 장착되는 구조물로서, 상기 상하 회전축(11)을 수용하는 홀(21)을 구비하여, 상기 다수의 엘이디 슬릿(10)을 일정 간격으로 배열하고 회전 가능하도록 지지한다.

상기 엘이디 슬릿(10)은 회전 가능해야 하면서, 특정 각도에서 고정되어야 하고 또 그 각도의 변경이 용이하여야 한다.

따라서, 원판형의 회전체(12)가 상기 상하 회전축 중 어느 하나에 연장 결합하여 프레임(20) 외부로 노출되고, 상기 원형 회전체(12)의 외면은 다수의 요철(121)을 구비한다.

상기 원형 회전체(12)를 회전시키면 엘이디 슬릿(10)의 각도를 미세 조정할 수 있게 되는데, 다수의 엘이디 슬릿(10)이 동시에 회전할 수 있어야 하므로, 선형으로 좌우 이동하는 선형 이동체(30)가 상기 원형 회전체(12)와 맞물린다면 가능하다.

따라서 상기 선형 이동체(30)가 상기 원형 회전체의 요철(121)에 맞물리는 나사산(301)을 구비하여 상기 프레임(20) 상에서 선형이동을 하면서, 상기 원형 회 전체를 회전시키는 역할을 한다.

상기 선형 이동체(30)는 일단에 각도조절레버(31)를 포함하여, 사용자가 손쉽게 엘이디 설치각도를 조절할 수 있도록 한다.

상기 원형 회전체(12)는 피니언 기어, 웜 등이 적용될 수 있고, 상기 선형 이동체(30)는 헬리컬 기어나 래크 등이 적용될 수 있다.

상기 엘이디슬릿(10)이 장착되는 프레임은 도 5와 같이, 2 이상의 프레임(20)이 연설되어 필요한 규모의 전광판을 구성하게 된다.

2 이상의 프레임(20)이 연설되어 큰 규모의 전광판을 구성하게 되는 경우, 각도조절레버 역시 각 프레임별로 구비되므로, 각도조절 기능이 한번의 조작으로 동시에 수행되기 위해서는 모든 각도조절레버(31)를 연동시키는 수단이 필요하다.

이를 위한 일실시예로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 각도조절레버(31)의 외면은 요철이 형성되며, 상기 각도조절레버 상의 요철에 대응하는 요철이 내면에 형성된 요철밸트(32)에 의하여 각 프레임의 각도조절레버(31)가 연동함으로써, 어느 일 측의 각도조절밸브가 회전하면 상기 요철밸트(32)에 맞물린 모든 각도조절레버(31)가 동시에 회전하도록 구성할 수 있다.

상술한 사선형 엘이디 전광판을 실제 현장에 설치하기 위해서는 어느 거리범위에서 전광판의 내용을 인식하게 할 것인가 하는 유효 인식거리를 선정하여야 한다.

상기 유효 인식거리는 전광판의 정보가 제대로 전달될 수 있는 거리범위로서, 최단 인식거리와 최장 인식거리 사이의 범위를 말한다.

관찰자 동선 상의 최장 인식거리(D1) 및 최단 인식거리(D2)를 포함하는 유효 인식거리가 선정되면, 상기 유효 인식거리 사이에서 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 상대적으로 가깝도록, 엘이디의 주광방향이 위치하는 주광지점(D3)을 선정한다.

마지막으로 엘이디 주광방향이 상기 주광지점(D3)과 일치하도록 엘이디 슬릿(10)을 관찰자 진행방향으로 기울기를 형성하여 설치하게 되면, 엘이디의 측광에 의해 최장 인식거리(D1)에서 전광판 내용이 전광판 최대 규모로 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 주광지점(D3)으로 진행해 갈수록 프레임의 기울기에 의해 전광판 내용의 크기는 줄어드나 엘이디 주광에 의하여 내용 선명도가 증가하며, 최단 인식거리(D2)까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화할 수 있다.

바닥면이나 측벽, 천정과 같이 관찰자의 동선과 전광판 사이의 공간이 좁은 환경에 수평적으로 설치되는 수평 전광판의 경우는, 최장 인식 거리(P1) 방향으로 주광 방향을 설정하여 유효 인식 범위를 극대화할 수 있으므로, 이 경우 최장 인식거리(P1) 및 주광지점(P3)은 일치하게 된다.

이와 같이, 설치 상황, 전광판의 특성 및 설치 목적에 따라 상기 유효 인식거리는 설치자가 임의로 선정하며, 유효 인식거리가 정해지면 그와 같은 유효 인식거리를 제공할 수 있도록 프레임 및 엘이디 설치(조사)각도를 최적화하여야 한다.

본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판은 매우 미세한 각도에 의하여 종래의 엘이디 전광판과는 차별화되는 현저한 효과를 제공하는 것이므로, 이와 같은 미세 조정이 가능하기 위해서는 요구되는 프레임 설치각도, 엘이디 설치각도 및 엘이디 화각이 제시되어야만 용이하게 설치가 가능하다.

엘이디 조사각도 및 엘이디 화각이 제시된다면 비숙련자라 할지라도 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판을 단시간 내에 정확히 설치할 수 있을 것이어서 작업성이 향상된다.

도 7은 전광판의 유효 인식거리 및 화각을 표시한 그래프로서, 도로 방향에 대해 기울어진 프레임과 엘이디 각도 및 요구되는 엘이디 화각을 삼각함수법에 의하여 산출할 수 있음을 보여준다.

도 7을 보면, 100M 지점에 맞추어 LED의 주광 방향을 설정하고, LED 전광판의 주광량과 누설광량으로 전달되는 문자정보 표출을 위한 전광판의 최대 인식거리(D1)를 150m, 주광량의 포인터로 인식되는 거리(D3)를 100m, 주광량과 누설광량에 의한 최단 인식거리(D2)를 50m로 하고 있으므로, 최장 인식거리(D1)는 150M이고, 최단 인식거리(D2)는 50M이며, 주광지점(D3)은 상기와 같이 100M이고, 관찰자 진행선과 전광판 간의 수평거리(D4)는 10M인 경우이다.

Q1은 프레임의 설치각도이고, R1은 전광판의 지향 방향에 대해 LED의 주광 방향이 기울어진 각도 즉, 엘이디 설치각도라고 할 때, Q1은 tan(Q1) = 10 / 150으로 약 3.81도의 계산 값이 나오며, R1은 tan(R1) = 10 / 100을 통해 구해진 값에서 Q1값을 뺀 값으로 1.89도 정도가 된다. 즉, 주광방향은 도로의 수직방향으로부터 약 6°의 기울기를 갖게 된다.

이를 수식으로 표현하면, tan(Q1) = D4 / D1, tan(R1) = D4 / D3 이 된다.

엘이디 화각(F1)은 D2, D3, D4 및 Q1 값을 이용하여 산출하는데, 다음 식에 의하며, 엘이디 선택을 용이하게 한다.

F1 = 2 * E'

E' = E - X

tan(E) = D4 / D2

tan(X) = D4 / D3

바닥에 매립 또는 벽면, 천정에 설치되는 수평형 전광판의 경우, 상술한 수직형 전광판과 마찬가지로 전광판과 관찰자 사이에서 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행라인 상의 최장 인식거리(P1) 및 최단 인식거리(P2)를 포함하는 유효 인식거리를 우선 선정해야 한다.

다음으로, 상기 유효 인식거리 사이에서 엘이디의 주광방향이 상기 최장 인식거리(P1)와 일치하도록 엘이디 슬릿의 기울기를 형성하여 설치한다.

상기와 같이 설치된 수평형 전광판은 프레임 경사각(Q2)이 커서 주광방향과 최단 인식거리 사이에 최대 크기 전광판 이미지가 형성되므로 최장 인식거리(P1)는 엘이디 주광방향에서 구현된다. 따라서 화각을 크게 함으로써 최단 인식거리(P2)까지 유효하게 전광판의 내용이 관찰되어 전광판의 유효 인식거리를 극대화할 수 있다.

전광판 설치를 용이하게 하고 정확한 엘이디 조사각도를 설정하기 위해서는 다음과 같은 산술식에 의하여, 프레임 설치각도(Q2), 엘이디 화각(F2) 및 엘이디 설치각도(R2)를 구하여야 한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 관찰자의 최장 인식거리(P1), 눈높이 상한값(B1), 눈높이 하한값(B2)을 임의로 선정한 뒤, 다음 식에 대입함으로써 프레임 설치각도(Q2), 엘이디 화각(F2) 및 엘이디 설치각도(R2)를 구할 수 있다.

F2 = C - D

tan(C) = B1 / P2

tan(D) = B2 / P1

이 경우 계단식으로 배치되는 엘이디 슬릿들이 상위 단계에 위치한 슬릿의 주광방향을 가로막지 않도록 배치되어야 인식거리를 극대화할 수 있는바, 프레임 설치각도(Q2)는 D가 작을수록 커져야 한다.

즉, 멀리서 인식되게 하기 위해서는 경사도가 높아져야 한다는 것인데, 매립되는 경우는 하단부의 LED는 깊어질수록 보이지 않게 되므로 가능한 한 얇은 전광판 두께를 유지하여야 하며 이를 위해서는 경사각도가 작아야 한다.

도 8은 매립되는 전광판의 예시로서 엘이디 슬릿 사이의 가로간격(S)과 슬릿간 세로간격(h)에 의하여 LED가 가려지지 않는 최소각(K)은 tan(K) = h / S 가 되며, 지면에 대한 LED의 지향각(D)은 경사면에 대한 엘이디 슬릿의 기울어짐에 의한 LED 설치각도(R2)에서 프레임 설치각도(Q2)를 뺀 값 즉, D = R2 - Q2 가 된다. 이때 R2 > K 이어야만 앞의 엘이디 슬릿이 뒤의 LED를 가리지 않게 된다.

전광판의 높이(H)는 지면 또는 벽면에 돌출되게 설치되거나 도로용 전광판과 같이 완전한 노출형으로 설치되는 경우에는 문제가 없지만 바닥에 매립형으로 설치 되는 경우에 가장 아래에 위치하는 LED는 아래로 내려간 만큼 최하단에 여분의 공간(E)이 있어야 최장인식 거리에서 관찰자가 인식할 수 있다.

상기 여분의 공간(E)는 프레임의 전체 높이(H)와 LED 지향각(D)에 의해서 구해지며 E > H / tan(D) 이어야 전광판 전체가 인식된다.

상기 여분의 공간(E)은 전광판의 정보를 표시할 수 없는 공간이므로 가능한 한 작아야 한다. 그러므로 높이(H)는 작고 D가 커야 여분의 공간(E)이 작아진다.

하나의 PCB에 LED를 조립하여 16 * 16 LED 셀을 사용하는 일반적인 전광판의 경우 70도의 화각을 갖는 LED를 사용한다면 위 식에서 Q2= 0이고, R2 = 90 - (70 /2), D = 55도 가 된다.

관찰자의 눈높이(B2)를 약 1.5M로 가정하면 최대 인식 거리(P1)는 P1 = 1.5 / tan(55) = 1.05M 가 된다. 물론 측광에 의해 조금 더 멀리서 보이겠지만 조금만 벗어나면 볼 수 없는 상황이 될 것이다.

위와 동일한 조건에서 엘이디 슬릿을 45도 기울여 설치하면 화각에 의해 R2 = 90 - (70/2) - 45가 되어 D = 10, P1 = 1.5 / tan(10) = 8.5M 까지 볼 수 있도록 인식 범위가 늘어난다.

엘이디 슬릿 간격을 2.5cm, 엘이디 슬릿의 높이를 0.5cm 로 가정하고 프레임의 경사도(Q2)를 5도, 엘이디 슬릿에 의한 LED 기울기 (R2)를 12도로 하면 D = 7, P1 = 1.5 / tan(7) = 12,2M 까지 볼 수 있도록 할 수 있다.

가시 거리의 차이가 45도의 경우에 비하여 크지 않지만 엘이디 슬릿 높이에 의한 각도 제한이 11.3도 정도인 점을 감안하면 주광 방향에서 0.7도 밖에 떨어지 지 않은 범위에 최대 인식거리가 놓이게 되므로 45도의 경우에 적용한 LED보다 낮은 밝기의 것으로도 같은 인식거리를 실현할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판을 수직설치한 경우의 인식 상황을 도시한 개념도.

도 2는 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판을 수평설치한 경우의 인식 상황을 도시한 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판의 엘이디 슬릿 및 프레임 상세도.

도 4는 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판의 엘이디 슬릿의 설치 모습 및 각도조절수단 상세도.

도 5는 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판의 프레임이 2 이상 연설된 전체 외관 사시도.

도 6은 도 5와 같이 프레임이 연설된 경우 각도조절레버 연동수단의 예시도.

도 7은 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판의 유효 인식거리 예시 및 엘이디 설치 각도 산출을 위한 개념도.

도 8은 본 발명에 따른 사선형 엘이디 전광판을 수평적으로 설치하였을 경우의 설치 각도 산출을 위한 개념도.

<주요 도면부호에 대한 설명>

10 : 엘이디 슬릿 20 : 프레임

11 : 회전축 21 : 홀

12 : 원형 회전체 30 : 선형 이동체

31 : 각도조절레버 32 : 요철밸트

D1, P1 : 최장 인식거리 D2, P2 : 최단 인식거리

D3, P3 : 주광지점 D4 : 수평거리

B1 : 눈높이 상한 B2 : 눈높이 하한

Q1,Q2 : 프레임 설치각도 R1, R2 : 엘이디 설치각도

F1, F2 : 엘이디 화각

Claims

다수의 엘이디를 PCB상에 띠모양으로 실장한 엘이디 슬릿 및 상기 엘이디 슬릿을 수용하는 지지체인 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 상기 엘이디 슬릿이 회전 가능하도록 지지하여 엘이디 슬릿에 기울기를 줌으로써 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판에 있어서,

지상에 수직으로 설치된 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행선 상의 최장 인식거리 및 최단 인식거리를 포함하는 유효 인식거리 사이에서, 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 가까운 방향으로 엘이디 주광방향이 설정되도록 엘이디의 기울기를 형성하고,

상기 프레임은 상기 최장 인식거리의 위치와 직각을 이루도록 기울기를 형성함으로써,

엘이디의 측광에 의해 최장 인식거리에서 전광판 내용이 가장 크게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 상기 엘이디 주광방향이 도달하는 지점으로 진행해 갈수록 엘이디 주광에 의하여 내용의 선명도가 증가하며, 최단 인식거리까지 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
다수의 엘이디를 PCB상에 띠모양으로 실장한 엘이디 슬릿 및 상기 엘이디 슬릿을 수용하는 지지체인 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 상기 엘이디 슬릿이 회전 가능하도록 지지하여 엘이디 슬릿에 기울기를 줌으로써 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판에 있어서,

상기 엘이디 전광판은 바닥면 대비 수평으로 매립 또는 설치되는 구조로서, 후부로 갈수록 엘이디 설치 높이가 증가하여 전체적으로 경사를 형성하고,

전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행선 상의 최장 인식거리(P1) 및 최단 인식거리(P2)를 포함하는 유효 인식거리 사이에서, 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 가까운 방향으로 엘이디 주광방향이 설정되도록 엘이디의 기울기를 조정함으로써,

엘이디의 주광에 의해 최장 인식거리에서 전광판 내용이 가장 잘 보이도록 하며, 최단 인식거리까지 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 수평설치되는 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엘이디 슬릿은 다수 개로 구성되어 상기 프레임 상에 일정 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제3항에 있어서,

상기 엘이디 슬릿은 상기 엘이디 슬릿 길이 방향의 양단부에 돌출 형성된 원기둥 형태의 상하 회전축을 구비하고,

상기 프레임은 1 이상의 상기 엘이디 슬릿이 장착되는 구조물로서, 상기 상하 회전축을 수용하는 홀을 구비하여, 상기 다수의 엘이디 슬릿을 일정 간격으로 배열하고 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제4항에 있어서, 상기 엘이디 슬릿은 뒷면이 통풍이 가능하도록 개방부를 포 함한 구조인 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제4항에 있어서,

상기 엘이디 슬릿은,

원판형이고 외면에 다수의 요철을 구비하며 상기 프레임 외부로 노출되도록 상기 상하 회전축 중 어느 하나에 연장 결합하는 원형 회전체;

상기 원형 회전체와 맞물리는 위치에 형성되고, 상기 원형 회전체에 대응하는 요철을 구비하여 상기 프레임 상에서 선형이동을 하면서, 상기 원형 회전체를 회전시키는 선형 이동체; 및

상기 선형 이동체의 일단에 결합하고 상기 선형 이동체의 이동거리를 조절하는 각도조절레버; 를 포함하여,

상기 프레임 상에 일정 간격으로 배치된 다수의 엘이디 슬릿에 대하여, 상기 선형 이동체가 이동하면서 동시에 상기 다수의 원형 회전체를 회전시킴으로써 각도 조절레버를 이용하여 엘이디 조사각도를 용이하게 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프레임은 2 이상의 프레임이 연설된 형태인 것을 특징으로 사선형 엘이디 전광판.
제2항에 있어서, 상기 엘이디 설치 높이에 따른 경사는 프레임이 자체적으로 경사를 형성하거나, 프레임을 바닥에 고정할 때 바닥의 높이를 조정하여 프레임이 경사지게 설치될 수 있도록 함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
제6항에 있어서, 상기 프레임은 2 이상의 프레임이 연설된 형태이고, 상기 각도조절레버의 외면은 요철 형성되며, 상기 각도조절레버 상의 요철에 대응하는 요철이 내면에 형성된 요철밸트에 의하여 각 프레임의 각도조절레버가 연동됨으로써, 어느 일 측의 각도조절밸브가 회전하면 상기 요철밸트에 맞물린 모든 각도조절레버가 동시에 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사선형 엘이디 전광판.
다수의 엘이디를 PCB상에 띠모양으로 실장한 엘이디 슬릿 및 상기 엘이디 슬릿을 수용하는 지지체인 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 상기 엘이디 슬릿이 회전 가능하도록 지지하여 엘이디 슬릿에 기울기를 줌으로써 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판의 설치방법에 있어서,

i) 지상에 수직으로 설치되는 전광판과 관찰자 사이에서 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행라인 상의 최장 인식거리(D1) 및 최단 인식거리(D2)를 포함하는 유효 인식거리를 선정하는 단계;

ii) 상기 유효 인식거리 사이에서 최단 인식거리 보다는 최장 인식거리에 가깝도록 주광지점(D3)을 선정하는 단계; 및

iii) 엘이디 주광방향이 상기 주광지점(D3)과 일치하고 상기 최장 인식지점(D1)과 프레임은 직각을 이루도록 프레임을 관찰자 진행방향으로 기울여 설치하는 단계;를 포함하여,

엘이디의 측광에 의해 최장 인식거리(D1)에서 전광판 내용이 가장 크게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 주광지점(D3)으로 진행해 갈수록 전광판 내용의 크기는 줄어드나 엘이디 주광에 의하여 내용 선명도가 증가하며, 최단 인식거리(D2)까지 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
상기 제10항에 있어서,

i) 관찰자의 진행라인으로부터 전광판이 설치되어야 하는 지점간의 수평거리(D4)를 선정하는 단계; 및

ii) 상기 단계에서 선정된 D1 및 D4 값을 [식 1]에 대입함으로써 프레임 설치각도(Q1) 및 엘이디 설치각도(R1)를 산출하는 단계; 를 포함하여,

[식 1] tan(Q1) = D4 / D1

tan(R1) = D4 / D3

전광판별 특성에 맞는 유효 인식거리(D1,D2) 및 주광지점(D3)을 기준으로, 상기 [식 1]에 의하여 프레임 설치각도 및 엘이디 설치각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
제 11항에 있어서,

상기 단계에서 선정된 D2, D3, D4 및 R1 값을 [식 2]에 대입함으로써 엘이디 의 화각(F1)을 산출하는 단계; 를 포함하여,

[식 2] F1 = 2 * E'

E' = E - R1

tan(E) = D4 / D2

전광판별 특성에 맞는 유효 인식거리(D1,D2) 및 주광지점(D3)을 기준으로, 상기 [식 1] 및 [식 2]에 의하여 프레임 설치각도, 엘이디 설치각도 및 엘이디 화각을 산출하는 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
다수의 엘이디를 PCB상에 띠모양으로 실장한 엘이디 슬릿 및 상기 엘이디 슬릿을 수용하는 지지체인 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 상기 엘이디 슬릿이 회전 가능하도록 지지하여 엘이디 슬릿에 기울기를 줌으로써 관찰자에 대하여 사선으로 조사가 가능한 사선형 엘이디 전광판에 있어서,

i) 전광판과 관찰자 사이에서 전광판의 내용이 관찰자에게 인식되어야 하는, 관찰자 진행라인 상의 최장 인식거리(P1) 및 최단 인식거리(P2)를 포함하는 유효 인식거리를 선정하는 단계;

ii) 상기 유효 인식거리 사이에서 엘이디 주광방향이 상기 최장 인식거리(P1)과 일치하도록 프레임 및 엘이디 슬릿 설치각도를 형성하여 설치하는 단계;를 포함하여,

엘이디의 주광에 의해 최장 인식거리(P1)에서 전광판 내용이 가장 선명하게 보여 원거리에서의 인식성을 향상시키고, 최단 인식거리(P2)까지 전광판의 내용이 관찰되도록 하여 전광판의 유효 인식거리를 극대화한 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
제13항에 있어서,

i) 관찰자의 최장 인식거리(P1), 눈높이 상한값(B1), 눈높이 하한값(B2)을 선정하는 단계; 및

ii) 상기 단계에서 선정된 P1, B1 및 B2 값을 [식 3]에 대입함으로써 엘이디의 화각(F2)을 산출하는 단계; 를 포함하여,

[식 3] F2 = C - D

tan(C) = B1 / P2

tan(D) = B2 / P1

전광판의 최장 인식거리(P1) 및 관찰자의 눈높이 값(B1,B2)을 기준으로, 상기 [식 3]에 의하여 엘이디 화각을 산출하는 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
제14항에 있어서,

프레임 설치각도(Q2)는 상기 단계의 D값과 반비례하도록 선정하고, 엘이디 설치각도(R2)는 다음 [식 4]에 의하여 선정하는 단계;를 포함하여,

[식 4] R2 > K

tan(K) = h/ S

h: 슬릿간 세로간격, S : 슬릿 가로간격

전광판의 최장 인식거리(P1) 및 관찰자의 눈높이 값(B1,B2)을 기준으로, 상기 [식 3] 및 [식 4]에 의하여 프레임 설치각도, 엘이디 설치각도 및 엘이디 화각을 산출하는 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 전광판이 바닥 매립형으로 설치되는 경우에 가장 아래에 위치하는 엘이디는 최하단에 여분의 공간(E)이 있어야 최장인식 거리에서 관찰자가 전체 전광판을 인식할 수 있는바, 상기 여분의 공간(E)은 다음 [식 5]에 의하여 구해지는 것을 특징으로 하는 사선형 전광판 설치방법.

[식 5] E > H / tan(D)

H : 프레임 전체 높이