KR102556858B1

KR102556858B1 - 광섬유 표지판

Info

Publication number: KR102556858B1
Application number: KR1020230009229A
Authority: KR
Inventors: 박재우
Original assignee: (주)인프라텍
Priority date: 2023-01-25
Filing date: 2023-01-25
Publication date: 2023-07-19

Abstract

본 발명은 건물의 벽면이나 지주 등에 설치되어 도로명이나, 건물명, 교통정보 등을 표시하고 표시정보에 대하여 조명을 제공하여 운전자 또는 보행자가 쉽게 표시정보를 식별 및 판독할 수 있게 하는 광섬유 표지판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표지판의 외형을 이루며 전면부 중 발광부위에 복수의 관통홀이 형성되어 표시정보를 나타내는 본체; 하나 이상의 LED 광원을 포함하고 상기 본체의 내부에 구비되는 발광부; 일단이 상기 발광부에 연결되어 상기 LED 광원로부터 조사되는 빛이 유입되고, 타단에 마련되는 광방출단이 상기 본체의 관통홀에 삽입 및 고정되면서 외부에 노출되어 유입된 빛이 방출되며, 외부로 노출되는 상기 광방출단의 끝단이 열처리되어 단면의 직경이 확장되는 복수의 광섬유; 및 내부에 수용공간이 마련되어 일측에 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 다발의 일단이 수용되고 타측에 상기 발광부의 LED 광원이 수용되며, 상기 수용공간에서 상기 광섬유 다발과 상기 LED 광원 사이에 볼록형의 확산렌즈가 장착되는 연결홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 효율이 향상된 안내 명판에 관한 것이다.

Description

광섬유 표지판{OPTICAL FIBER SIGNBOARD}

본 발명은 건물의 벽면이나 지주 등에 설치되어 도로명이나, 건물명, 교통정보 등을 표시하고 표시정보에 대하여 조명을 제공하여 운전자 또는 보행자가 쉽게 표시정보를 식별 및 판독할 수 있게 하는 광섬유 표지판에 관한 것이다.

일반적으로 표지판은 건물의 벽면이나 지주 등에 설치되어 도로명이나, 건물명, 교통정보 등을 표시하는 것으로, 표시정보에 대하여 시인성 및 식별성을 향상시키도록 디자인이나 구조 등이 발전되어 가고 있는 추세이다.

대표적인 예로 도로에 설치되는 교통안전 표지판의 경우, 차량과 보행자의 안전한 이동을 위해 요구되는 다양한 시각 정보를 표시한 것으로, 도로의 이용 가능 차종이나 사람의 통행, 이동 방법 및 방향 등을 제한하는 규제 표지판, 도로의 이용 방법이나 방향 등을 안내하는 지시 표지판, 도로의 상태를 비롯한 주의 사항을 알려주는 주의 표지판 등 매우 많은 종류의 표지판이 사용되고 있다.

이러한 과거의 표지판들은 야광 도료를 사용하여 제작하거나, 난반사 시트를 부착한 형태로 제작되어 주행하는 자동차의 전조등 불빛의 반사에 의해 식별 가능하도록 하는 것이 일반적이었다.

그러나 종래의 일반적인 표지판은 야간에 최소한 자동차의 전조등에 의한 불빛이 표지판에 도달할 정도로 자동차가 표지판이 세워진 위치에 접근해야만, 표지판을 통해 전달하고자 하는 정보를 운전자가 인지할 수 있음에 따라, 도로의 횡선이 급격히 변화하는 공사 구간이나 고속주행이 예정된 자동차 전용도로 등에서는 운전자가 표지판의 표지를 정확히 인지하기 어려울 뿐만 아니라 표지판의 존재조차 인지하기 어려울 수 있다.

또한 도로폭이 넓은 광폭 도로의 경우에는, 자동차의 전조등이 조명하는 범위가 제한적임에 따라 통과하는 자동차가 설치된 표지판으로부터 먼 거리의 차선을 이용하여 주행한다면 전조등 불빛이 표지판에 도달하지 못할 수 있고, 이 경우에는 아무리 저속으로 주행한다 하더라도 반사를 통해 표지판에 나타나는 표지를 운전자가 인지하는 것이 불가능할 수 있다.

이와 같이 운전자가 표지판을 인지하기 어렵다는 것은 운전자에게 안전운전에 필요한 정보를 정확하게 전달하기 어렵다는 것을 의미하며, 나아가 사고의 위험이 증가함을 의미한다 할 수 있을 것이다.

이상과 같은 문제점을 개선하기 위하여 종래기술로서 광섬유를 이용한 교통표지판이 제시되고 있는데, 일 예로 대한민국 특허등록 제10-1672259호에서는 표현하고자 하는 내용을 표출할 수 있도록 복수의 관통홀이 형성된 판 형상의 패널부재와, 상기 패널부재의 관통홀에 삽입 설치되며 내부에는 광섬유의 선단부가 삽입 고정된 광섬유 홀더부재와, 상기 광섬유 홀더부재에 삽입 고정된 광섬유의 후단부가 결속되고, 결속된 광섬유를 통해 전달되는 빛을 제공할 수 있는 광원으로 이루어진 표지판 유닛; 상기 표지판 유닛의 광원에 전원을 공급할 수 있는 전원유닛; 및 상기 전원 유닛의 전원을 상기 광원에 전달하도록 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 교통표지판을 제시하고 있다.

그러나 상기 종래 기술은 표시정보에 대한 충분한 조명 효과를 제공하기 위하여 많을 양의 광섬유가 필요하며, 광량 확보를 위하여 그에 상응하는 많은 양의 광원이 요구됨에 따라 그만큼 에너지가 많이 소모되는 바, 부품 수의 증가로 제조 단가가 상승할 뿐 아니라 유지비용 역시 상승하게 되는 문제점이 있었다.

국내특허등록 제10-0719913호

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 광섬유를 이용하여 표시정보에 조명을 제공함에 있어 사용되는 광원과 광섬유의 수를 최소화하면서 적은 에너지로도 시인성 및 식별성을 위한 충분한 광량을 확보할 수 있는 광섬유 표지판을 제공하는 것이 목적이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 광섬유 표지판(이하 "본 발명의 장치"라 칭함)은, 표지판의 외형을 이루며 전면부 중 발광부위에 복수의 관통홀이 형성되어 표시정보를 나타내는 본체; 하나 이상의 LED 광원을 포함하고 상기 본체의 내부에 구비되는 발광부; 일단이 상기 발광부에 연결되어 상기 LED 광원로부터 조사되는 빛이 유입되고, 타단에 마련되는 광방출단이 상기 본체의 관통홀에 삽입 및 고정되면서 외부에 노출되어 유입된 빛이 방출되며, 외부로 노출되는 상기 광방출단의 끝단이 열처리되어 단면의 직경이 확장되는 복수의 광섬유; 및 내부에 수용공간이 마련되어 일측에 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 다발의 일단이 수용되고 타측에 상기 발광부의 LED 광원이 수용되며, 상기 수용공간에서 상기 광섬유 다발과 상기 LED 광원 사이에 볼록형의 확산렌즈가 장착되는 연결홀더;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 연결홀더는, 내주연에 도포되어 상기 LED 광원으로부터 조사되는 빛을 반사시키는 반사코팅층을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 연결홀더는, 중공이 형성된 관 형상으로 내경부에 볼록형의 확산렌즈가 장착되고 외주연에 둘레를 따라 플랜지가 결합되는 연결관과, 상기 연결관의 일측에 연통하도록 결합되고 내부에 수용공간이 마련되어 상기 확산렌즈를 대면하는 방향으로 상기 LED 광원이 수용되는 제 1연결튜브 및 상기 연결관의 타측에 연통하도록 결합되고 내부에 수용공간이 마련되어 상기 확산렌즈를 대면하는 방향으로 광섬유 다발의 일단이 수용되는 제 2연결튜브를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 지면에 연직방향으로 고정 설치되는 지주; 상기 지주의 선택된 높이에 수평방향으로 설치되고 상기 본체가 지지되도록 결합되는 가로보; 및 상기 지주의 선택된 높이에서 상기 지주 둘레를 감싸도록 설치되는 태양광패널과, 상기 지주에서 상기 태양광패널보다 상대적으로 낮은 위치에 설치되고 사선방향으로 상기 태양광패널과 대면하는 반사미러가 구비되는 집광부를 포함하며, 상기 태양광패널에서 생성되는 전기에너지를 상기 발광부의 전원으로 활용되게 하는 태양광 발전수단;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 집광부는, 하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 확장관 형상을 가지고 중심부에 상기 지주가 관통되며 하부의 둘레를 따라 복수의 배수홀이 형성되는 집광몸체와, 상기 집광몸체의 하단에서 연장 설치되고 관통된 상기 지주에 체결되는 체결클램프와, 상기 집광몸체의 내측면에 마련되는 반사미러를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 집광몸체는, 복수의 단위 유닛으로 분할 구성되되 일 단위 유닛의 일측이 인접하는 타 단위 유닛의 타측에 중첩되도록 배치되면서 각 단위 유닛의 하단이 상기 체결클램프에 힌지 결합되어 상기 단위 유닛의 회동에 따라 상부의 폭이 가변되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 집광몸체는, 각 단위 유닛의 상부에 둘레방향을 따라 일정 간격으로 복수의 고정홀이 형성되고, 중첩된 단위 유닛의 고정홀 간에 체결핀이 삽입되어 상호 인접하는 단위 유닛 간이 고정되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 지주와 상기 가로보 사이에 마련되어 상기 지주의 선택된 높이에서 상기 가로보의 각도가 조절되게 하는 각도조절수단;을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 각도조절수단은, 상기 지주의 선택된 높이에서 지주의 외주면에 결합되는 고정클램프와, 상기 고정클램프의 일측에 구비되며 호 형상의 회전 구간이 마련되고 상기 회전 구간을 따라 일정 간격으로 복수의 제 1고정홀이 형성되는 연결브라켓과, 상기 지주를 향하는 가로보의 일단에 결합되고 제 2고정홀이 형성되어 선택된 제 1고정홀과 대면하여 볼트 체결되는 고정플레이트를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 가로보는, 상기 지주의 선택된 높이에서 지주의 외주면에 결합되는 제 1관부과, 상기 제 1관부의 내부에 수납되고 슬라이딩 방식으로 상기 제 1관부로부터 인출되어 길이가 연장되는 하나 이상의 제 2관부를 포함하여 수평방향 길이가 가변되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 발광부 및 태양광 발전수단의 상태정보를 실시간으로 수집하는 데이터수집모듈; 위치정보를 생성 및 출력하는 GPS모듈; 및 상기 데이터수집모듈에서 수집되는 상태정보와 상기 GPS모듈에서 출력되는 위치정보를 전달받고 무선 인터넷망을 통해 원격지의 관제서버로 송신하여 도로 명판에 대한 위치와 이상 유무가 모니터링되게 하며, 상기 관제서버로부터 전송되는 제어신호를 수신하여 상기 발광부 또는 태양광 발전수단으로 전달하는 통신모듈;을 더 포함하는 것이 특징이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는, 적은 양의 광섬유로도 충분한 발광 효과가 발현되게 하면서 광원의 빛을 확산시켜 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 다발로 균일한 빛이 유입될 수 있게 함으로써 사용되는 광원과 광섬유의 수를 최소화할 수 있게 되며, 적은 에너지로 시인성 및 식별성을 갖는 충분한 광량을 확보할 수 있을 뿐 아니라 장치의 제조단가 및 유지 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 장치에 사용되는 에너지를 자체 조달하기 위하여 태양광 발전 수단을 구비하되, 태양광 패널을 지주 구조물의 둘레를 따라 설치하고 그 하부에 원형 받침 구조로 구성되는 반사 미러를 설치함으로써 시시각각 변화하는 태양광의 입사각에도 태양광을 효율적으로 집광시켜 태양광 패널에서 흡수되게 하여 음영 구역이 많이 발생하는 도심지에서 보다 효율적인 전력 생산이 가능하게 되고 그에 따라 발광부에서 요구하는 전력을 원활하게 공급할 수 있음은 물론 전력 공급 문제로 발생하는 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 본체와 광섬유를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광방출단의 돌출된 단부를 나타내는 측면단면도.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결홀더를 나타내는 측단면도.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결홀더를 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광발전수단을 나타내는 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광패널을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집광부의 구성을 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 집광부의 가변 구조를 나타내는 평면도.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절수단의 구성을 나타내는 도면.
도 9b는 도 9a에 도시된 각도조절수단의 작동상태도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로보의 구성을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IoT 관제 구성을 나타내는 블록도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리자단말에서 구현되는 GUI 화면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 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.

도 1을 참조하면 본 발명의 장치는 표지판의 외형을 이루는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 내재되어 표시정보의 조명에 필요한 광원을 제공하는 발광부(20)와, 상기 발광부(20)에서 제공되는 광원을 표시정보로 전달하여 발광되게 하는 복수의 광섬유(30) 및 상기 발광부(20)의 광원과 광섬유(30) 간을 연결하기 위한 연결홀더(40)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는 복수의 프레임 간의 결합에 의해 표지판의 외형을 이루며, 내부에 공간부가 형성되어 상기 발광부(20)가 설치될 수 있게 한다.

그리고 본체(10)의 전면부(100)에는 복수의 관통홀(120)이 형성되어 발광부위(110)를 구성하면서 표시정보를 나타낸다.

즉 상기 표시정보는 상기 관통홀(120)들의 조합과 배치로 구성되는 발광부위(110)에 의해 형성된다.

여기서 상기 발광부위(110)는 문자, 숫자, 기호 등 다양한 형태로 구성되어 보행자 또는 운전자에게 각종 표시정보를 제공하는 것으로, 상기 발광부(20)로부터 제공되는 광원과 상기 광원의 빛을 전달하는 광섬유(30)에 의해 발광됨으로써 표시정보에 대한 시인성이 향상될 수 있게 된다.

일 예로 상기 표시정보는 도 1에서 특정 지명을 나타내는 문자로만 표시되고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 그 외 숫자나 기호 또는 이들의 조합으로 도로명이나 건물명 등 다양한 정보들을 표시할 수 있음은 당연하다.

상기 발광부위(110)에는 상기 발광부(20)로부터 전달된 빛이 외부로 노출되도록 복수의 관통홀(120)이 구성되며, 이하에서 설명하는 광섬유(30)의 단부가 상기 관통홀(120)에 장착되어 발광부(20)의 빛이 외부로 발산되게 함으로써 악천후 환경이나 야간 또는 먼 거리에서도 보행자 또는 운전자가 발광부위(110)에 의한 표시정보를 용이하게 식별할 수 있게 되는 것이다.

상기 발광부(20)는 하나 이상의 LED 광원(200)과 상기 LED 광원(200)의 작동을 위한 전원공급회로 및 이들을 수용하는 하우징 등을 포함하고 있으며, 상기 본체(10)의 내부 즉 본체(10)의 공간부에 고정 설치된다.

이때 상기 LED 광원(200)은 상기 광섬유(30)와의 연결을 위하여 상기 하우징으로부터 노출될 수 있다.

상기 광섬유(30)는 일단이 상기 발광부(200)에 연결되어 상기 LED 광원(200)로부터 조사되는 빛이 유입되고, 타단에 마련되는 광방출단(300)이 상기 본체(10)의 관통홀(120)에 삽입 및 고정되면서 상기 본체(10)의 전면부(100)에서 노출된다.

그리고 외부로 노출된 상기 광방출단(300)을 통해 유입된 광원이 외부로 방출됨에 따라 상기 표시정보가 발광되게 한다.

이러한 광섬유(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수가 집합된 다발 형태로 일단이 상기 연결홀더(40)에 의해 결속되어 상기 발광부(20)의 LED 광원(200)으로부터 일괄적으로 빛이 유입되며 표시정보를 구성하는 각 관통홀(120)에 삽입된 타단의 광방출단(300)에 의해 방출된다.

특히 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유(30)는 상기 광방출단(300)의 끝단이 열처리되어 끝단의 단면 직경이 확장되는 형태를 가질 수 있다.

일 예로 상기 광방출단(300)의 끝단을 순간적으로 가열하는 방식의 열처리하여 광방출단(300)의 끝단이 반구 또는 타원 형태가 되도록 가공할 수 있다.

즉 도 3에 도시된 바와 같이 상기 광방출단(300)의 끝단 다시 말해 본체(10)의 전면부(100)로 노출되는 단부가 열처리되어 그 단면 직경이 확장되는 돌출부위(300-1)를 형성하되, 그 끝단의 단면이 반구 또는 타원 형상을 갖도록 구성되는 것이다.

이와 같이 노출된 광방출단(300)의 끝단면이 반구 도는 타원 형태로 구성되므로 광섬유(30)로부터 방출되는 빛이 곡면 형태를 갖는 광방출단(300)의 돌출부위(300-1)를 통해 보다 넓은 범위로 확산되는 면 발광 효과가 발현될 수 있게 된다.

일반적인 광섬유는 일단과 타단의 직경이 일정하게 구성되어 있기 때문에 조명 표지판에서 시인성 확보를 위해 동일 면적당 많은 양의 광섬유가 필요하였으나, 본 발명에서는 광방출단(300)이 별도의 가공을 통해 광섬유(30)의 직경보다 확장되는 구조를 갖게 되므로, 동일 면적당 상대적으로 적은 양의 광섬유(30)로도 충분한 발광 효과가 발현될 수 있게 되므로 광 효율이 크게 개선될 수 있다.

뿐만 아니라 광섬유(30)를 커팅하는 과정 또는 보관하는 과정에서 스크래치 등에 의한 광방출단(300)이 뿌연 상태로 사용되어 발광부(20)로부터 빛 전달 효율이 저하될 수 있으나, 광섬유(30)의 끝단인 광방출단(300)이 열처리에 의해 팽창하면서 스크래치 등에 의해 뿌옇게 된 면이 맑아지는 즉, 투명성이 향상될 수 있으며 그에 따른 시인성이 향상되는 효과도 기대할 수 있게 된다.

상기 연결홀더(40)는 상기 발광부(20)의 LED 광원(200)과 집합된 다발 형태를 갖는 광섬유(30)의 일단을 상호 연결하면서, LED 광원(200)에서 조사되는 빛이 효율적으로 광섬유(30)에 전달될 수 있게 한다.

도 4a를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결홀더(40)는 내부에 수용공간이 마련되는 연결튜브(400)가 구비되며, 상기 연결튜브(400)의 일측에 복수의 광섬유(30)로 이루어진 광섬유 다발의 일단이 수용되고 타측에 상기 발광부(20)의 LED 광원(200)이 수용된다.

상기 연결홀더(40)는 상기 수용공간에서 상기 광섬유 다발과 상기 LED 광원(200) 사이에 볼록형의 확산렌즈(410)가 장착되어, 연결튜브(400)의 수용공간 내에서 LED 광원(200)의 빛이 보다 넓은 분포로 확산되게 함으로써 광섬유 다발의 일단으로 균일하게 빛이 유입되게 한다.

또한 상기 확산렌즈(410)의 빛 확산에 의하여 LED 광원(200)의 충분한 광량을 확보할 수 있게 되므로 하나의 LED 광원(200)에서 조사되는 빛이 상대적으로 많은 수의 광섬유(30)로 유입될 수 있는 바, LED 광원(200)의 수를 최소화하게 되는 등 제조단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

한편 도 4b는 다른 실시 예에 따른 연결홀더(40)를 나타낸 것으로, 상기 연결홀더(40)는, 중공이 형성된 관 형상으로 내경부에 볼록형의 확산렌즈(410)가 장착되는 연결관(403)과, 상기 연결관(403)의 일측과 타측에 각각 연통하도록 결합되는 제 1연결튜브(401) 및 제 2연결튜브(402)를 포함할 수 있다.

상기 연결관(403)은 상기 확산렌즈(410)가 일체화된 모듈 구조를 가질 수 있으며, 외주연에 둘레를 따라 플랜지(404)가 결합되어 상기 제 1연결튜브(401) 및 제 2연결튜브(402)가 상기 플랜지(404)를 중심으로 양측에서 각각 연결될 수 있도록 한다.

상기 제 1연결튜브(401)는 내부에 수용공간이 마련되어 상기 LED 광원(200)이 수용되며, 상기 LED 광원(200)이 상기 확산렌즈(410)를 대면하도록 상기 연결관(403)의 일측에 결합된다.

상기 제 2연결튜브(402)는 내부에 수용공간이 마련되어 복수의 광섬유(30)로 이루어진 광섬유 다발의 일단이 수용되고, 상기 광섬유 다발의 일단이 상기 확산렌즈(410)를 대면하도록 상기 연결관(403)의 타측에 결합된다.

이와 같은 본 실시 예의 연결홀더(40)는 기본적으로 확산렌즈(410)의 광 확산에 의한 효과뿐 아니라, 연결관(403), 제 1연결튜브(401) 및 제 2연결튜브(402)가 상호 조립 및 분리될 수 있는 구조를 가짐에 따라 상기 LED 광원(200)과 광섬유(30) 간의 연결이 용이하며 유지 보수시에도 편의성을 제공할 수 있게 된다.

또한 상기 연결홀더(40)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 내주연에 도포되어 상기 LED 광원(200)으로부터 조사되는 빛을 반사시키는 반사코팅층(420)을 더 포함할 수 있다.

상기 반사코팅층(420)은 상기 연결홀더(40)의 내부에서 상기 LED 광원(200)의 빛이 산란하는 것을 반사시켜 빛의 손실을 최소화하면서 상기 확산렌즈(410)로 집중되게 함으로써 광 효율이 향상될 수 있게 한다.

이러한 반사코팅층(420)은 그 재질을 특별히 한정하지 않으며 빛을 반사시킬 수 있는 소재라면 어느 것을 적용하여도 무방하다.

한편 상기 본체(10)는 커버부(130)를 더 포함할 수 있다.

상기 커버부(130)는 투명 재질로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 본체(10)의 전면부(100) 중 발광부위(110)를 덮도록 구성되어, 그에 내재되는 상기 광방출단(300)에서 외부로 발산되는 빛이 차단되지 않게 하며, 전면부(100)에서 노출되는 광방출단(300)을 충격이나 빗물 등으로부터 보호할 수 있게 된다.

기존 조명 표지판의 경우, 전면부 전체에 투명한 커버가 구성된 바 있으나 커버가 전면부를 전체를 덮게 되므로 커버에 의해 특히 주간에 보는 각도에 따라 태양광에 의한 난반사 현상이 발생되어 번들거림 현상이 발생하는 등 커버에 의해 시인성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

그러나 본 발명에서는 상기와 같이 광방출단(300)이 노출되는 부위 즉, 발광부위(110)에만 커버부(130)가 적용되도록 함으로써, 표지판에서 커버부(130)가 차지하는 비중을 낮춰 난반사에 의한 번들거림이 발생하는 것을 제어할 수 있으며, 아울러 자외선 차단의 기능도 수행하여 노출된 광방출단(300)의 내구성 저하를 방지할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 장치는 운전자에게 길 안내나 주의 및 경고 등을 알리는 교통용 표지판으로 적용될 수 있다.

이 경우 본 발명의 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 지면에 연직방향으로 고정 설치되는 지주(50)와, 상기 지주(50)의 선택된 높이에 수평방향으로 설치되고 상기 본체(10)가 지지되도록 결합되는 가로보(60)를 더 포함할 수 있다.

또한 교통용 표지판으로 적용되는 본 발명의 장치는 태양광을 전기에너지로 변환 및 저장하며, 저장된 전기에너지를 상기 발광부(20)의 전원으로 활용되게 하는 태양광 발전수단을 더 포함할 수 있다.

상기 태양광 발전수단은 지주(50)에 설치되어 태양광으로부터 전력을 생산하는 하나 이상의 태양광패널(700)과, 도면에 도시된 바 없으나 상기 태양광패널(700)에서 생산되는 전력을 저장하는 배터리 및 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 발광부(20)에서 요구하는 입력 전원으로 가공한 후 선택적으로 발광부(20)에 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 태양광 발전수단에 의한 전력 생산 및 저장과 생산된 전력의 공급 방식은 공지의 태양광 발전시설을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만 본 발명의 장치가 도심지에 설치될 경우, 건물이나 가로수 등에 의해 태양이 가려져 음영 영역이 발생할 뿐 아니라 시시각각 변하는 태양광의 입사 각도에 따라 전력 생산에 필요한 광량을 충분히 확보하기가 어려울 수 있다.

이에 본 발명의 태양광 발전수단은 상기 언급한 태양광의 흡수를 방해하는 다양한 환경에서도 태양광패널(700)로 태양광이 보다 효율적으로 집광되게 할 수 있는 집광부(710)를 더 포함할 수 있다.

먼저 본 실시 예에 따른 태양광패널(700)은, 상기 본체(10)를 지지하는 지주(50)의 선택된 높이에서 상기 지주(50)의 둘레를 감싸도록 설치된다.

여기서 상기 태양광패널(700)은 상기 지주(50)의 단면 형태에 따라 원형 또는 다각형 구조를 가질 수 있다.

일 예로 상기 태양광패널(700)은 도 5에 도시된 바와 같이 원형 단면을 갖는 지주(50)의 외주면을 감쌀 수 있도록 중공이 형성되는 원통형 구조를 가질 수 있으며, 지주(50)와의 체결을 위하여 중심부에서 종방향을 따라 절개되어 양 등분되고 상기 지주(50)의 외주면을 감싼 상태에서 양 등분된 태양광패널(700-1, 700-2)이 볼트 체결 등을 통해 상호 결합시킴으로써 상기 지주(50)의 선택된 높이에서 고정 설치될 수 있다.

다른 예로 상기 태양광패널(700)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 평판 형상을 갖는 복수의 단위패널(701)의 결합으로 구성될 수 있다.

그리고 상호 인접하는 단위패널(701) 간은 그 측면이 힌지(702) 결합되어 태양광패널(700)이 절첩 가능한 구조를 갖게 되며, 힌지(702) 결합되지 않은 최외측의 양 단위패널(701) 간은 클립이나 볼트 체결 등으로 통해 상호 결합될 수 있다.

이러한 절첩 구조를 갖는 태양광패널(700)은 다각형 단면을 갖는 지주(50)에 적용될 수 있으며, 도면에서와 같이 8개의 단위패널(701)이 힌지(702) 결합되는 경우 8개의 내측면을 갖게 되는 바, 팔각형 단면을 갖는 지주(50)에 체결이 가능하다.

상기 집광부(710)는 상기 지주(50)에서 상기 태양광패널(700)보다 상대적으로 낮은 위치에 설치되고, 사선 방향에서 상기 태양광패널(700)과 대면하도록 설치되는 반사미러(720)가 구비될 수 있다.

즉 태양광패널(700)의 일부가 건물이나 나무 등에 가려져 음영이 발생하거나 태양광의 입사 영역에서 벗어나더라도 상기 집광부(710)의 반사미러(720)가 상기 태양광패널(700)의 하부에서 태양광을 반사시켜 음영이 발생한 영역으로 태양광이 입사되게 하여 태양광에너지가 흡수될 수 있게 하는 것이다.

이때 상기 집광부(710)는 상기 반사미러(720)에 의한 태양광의 입사와 반사가 다방면에 이루어질 수 있도록 구성되게 하여 보다 많은 량의 태양광에너지가 흡수될 수 있게 하는 바람직하다.

도 7을 참조하면 상기 집광부(710)는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 확장관 형상을 가지고 중심부에 상기 지주(50)가 관통되며 하부의 둘레를 따라 복수의 배수홀(731)이 형성되는 집광몸체(730)와, 상기 집광몸체(730)의 하단에서 연장 설치되고 관통된 상기 지주(50)에 체결되는 체결클램프(740)와, 상기 집광몸체(730)의 내측면에 마련되는 반사미러(720)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 집광몸체(730)는 상단이 확장되는 그릇 형상을 가지며, 그 내측면에는 상기 반사미러(720)가 마련됨으로써 하루 시시각각 변하는 태양의 위치에도 360° 방향에서 자유롭게 상기 태양광패널(700)로 태양광을 반사시킴으로써 에너지 흡수율이 더욱 향상되게 한다.

또한 집광몸체(730)는 하부 둘레에 복수의 배수홀(731)이 형성되어 그릇 형상에 따른 빗물 유입 시 용이하게 빗물을 배수시켜 빗물 고임을 방지할 수 있게 한다.

상기 집광몸체(730) 역시 상기 태양광패널(700)과 마찬가지로 중심부에서 종방향으로 절개되어 양 등분될 수 있으며, 볼트 체결 등을 통해 상호 결합이 가능하게 하여 지주(50)에 편리하게 고정 설치될 수 있게 한다.

상기 체결클램프(740)는 상기 집광몸체(730)를 상기 지주(50)에 고정 및 체결시키기 위한 것으로 본 실시 예에서는 파이프 클램프 구조가 적용된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 공지의 다양한 클램프 구조 중 적합한 하나를 선택하여 적용될 수 있음은 당연하다.

특히 본 실시 예에 따른 상기 집광몸체(730)는 태양광패널(700)의 설치 위치나 도심 환경에 따라 입사되는 태양광의 반사각이 조정되게 구성될 수 있다.

이를 위해 상기 집광몸체(730)는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 단위 유닛(732)으로 분할 구성되되, 일 단위 유닛(732)의 일측이 인접하는 타 단위 유닛(732)의 타측에 중첩되도록 배치되면서 각 단위 유닛(732)의 하단이 상기 체결클램프(740)에 힌지 결합되어 상기 단위 유닛(732)의 회동에 따라 상부의 폭이 가변될 수 있다.

즉 상기 집광몸체(730)는 복수의 단위 유닛(732)이 상호 중첩되도록 구성될 수 있으며, 이들 단위 유닛(732)의 회동을 통해 단위 유닛(732) 간의 중첩 범위를 가변시킴으로써 태양광이 최적의 반사 각도를 갖도록 상부의 폭을 넓이거나 좁힐 수 있도록 하는 것이다.

이때 상기 집광몸체(730)는 각 단위 유닛(732)의 상부에 둘레 방향을 따라 일정 간격으로 복수의 고정홀(733)이 형성되고, 중첩된 단위 유닛(732)에 있어 상호 대면하는 고정홀(733) 간에 체결핀(734)을 삽입 체결시켜 조정이 완료된 집광몸체(730)의 움직임을 고정시킬 수 있다. 다시 말해 위치가 일치되는 양 고정홀(733)에 체결핀(734)을 꽂아 상호 인접하는 단위 유닛(732) 간이 고정되게 하는 것이다.

또한 교통용 표지판으로 적용될 수 있는 본 발명의 장치는, 상기 지주(50)와 상기 가로보(60) 사이에 마련되어 상기 지주(50)의 선택된 높이에서 상기 가로보(600의 각도가 조절되게 하는 각도조절수단을 더 포함할 수 있다.

통상 지주(50)의 경우 지면에서 연직방향으로 설치되는 것을 시공 기준으로 하지만 지형 환경이나 시공 위치에서 장애물 존재 등과 같은 요인으로 연직방향 시공이 곤란한 상황이 있을 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 지주(50)가 연직방향으로 시공되지 않더라고 가로보(60)의 수평방향 결합과 유지가 가능하도록 각도조절수단이 구비되는 것이다.

일 예로 상기 각도조절수단은 도 9a에 도시된 바와 같이 상기 지주(50)의 선택된 높이에서 지주(50)의 외주면에 결합되는 고정클램프(800)와, 상기 고정클램프(800)의 일측에 구비되며 호 형상의 회전 구간(811)이 마련되고 상기 회전 구간(811)을 따라 일정 간격으로 복수의 제 1고정홀(812)이 형성되는 연결브라켓(810)을 포함할 수 있다.

그리고 상기 각도조절수단은 상기 지주(50)를 향하는 가로보(60)의 일단에 결합되고 제 2고정홀(821)이 형성되어 선택된 제 1고정홀(812)과 대면하여 볼트 체결되는 고정플레이트(820)를 포함할 수 있다.

이때 상기 가로보(60)의 일단에 결합되는 고정플레이트(820)는 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 연결브라켓(810)에 있어 회전 구간(811)의 중심측과 핀 결합될 수 있으며, 상기 가로보(60)가 상기 중심측을 반경으로 회전할 수 있게 하고 선택된 회전 위치에서 제 1고정홀(812)과 제 2고정홀(821) 간을 볼트로 체결하여 고정될 수 있다.

즉, 본 실시 예의 각도조절수단은 가로보(60)가 수평방향이 되는 위치에서 상호 대면하는 제 1고정홀(812)과 제 2고정홀(821) 간을 볼트 체결로 고정시킴으로써 지주(50)로부터 가로보(60)의 수평방향이 유지되게 하는 것이다.

이에 더하여 본 일 실시 예에 따른 가로보(60)는 상기 지주(50)의 선택된 높이에서 결합되되, 수평방향을 따라 길이가 가변될 수 있도록 구성될 수 있다.

일 예로 상기 가로보(60)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 지주(50)의 선택된 높이에서 지주(50)의 외주면에 결합되는 제 1관부(61)과, 상기 제 1관부(61)의 내부에 수납되고 슬라이딩 방식으로 상기 제 1관부(61)로부터 인출되어 길이가 연장되는 하나 이상의 제 2관부(62, 63)를 포함하여 수평방향 길이가 가변될 수 있다.

상기 제 1관부(61)는 중공을 갖는 통상의 관 구조를 가짐으로써 상대적으로 직경이 작은 제 2관부(62, 63)를 수납할 수 있으며, 제 1관부(61) 및 제 2관부(62)는 적어도 하나 이상의 통공이 형성되어 수평방향 길이가 가변된 상태에서 볼트 체결 등을 통해 상호 간의 위치를 고정시킬 수 있다.

상기 제 2관부(62, 63)가 둘 이상일 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 선택된 하나의 제 2관부(63)는 다른 하나의 제 2관부(63)에 수납될 수 있도록 서로 다른 직경을 가져야 함은 당연하다.

특히 상기 제 2관부(62, 63)가 슬라이딩 되는 경우, 제 1관부(61)의 내주면이 제 2관부(62, 63)의 외주면을 압박하며 슬라이딩될 수 있게 하는 것이 바람직하며, 이러한 압박을 통해 슬라이딩 시 상호 부재 간이 이격되는 현상을 방지할 수 있으며, 가로보(60)의 길이가 가변된 상태에서도 견고하게 수평방향 위치가 유지될 수 있게 한다.

이와 같은 가로보(60)를 적용함으로써 도심지에서 나무가지 등의 장애물이 존재하더라도 가로보(60)의 길이를 적절히 조절하여 본체(10)의 위치가 장애물을 충분히 피할 수 있도록 이동시킬 수 있게 된다.

한편 본 발명의 장치는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 발광부(20) 및 태양광 발전수단의 상태정보를 실시간으로 수집하는 데이터수집모듈(91)과, 위치정보를 생성 및 출력하는 GPS모듈(93)을 더 포함할 수 있다.

상기 데이터수집모듈(91)는 도면에 도시된 바 없으나 상기 발광부(20) 및 태양광 발전수단에서 발생하는 다양한 이벤트 정보를 감지하는 다종의 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서에 의해 감지되는 이벤트 정보는 상기 발광부(20)의 ON/OFF 정보 발광부(20)에 공급되는 전압 및 전류값 등을 포함할 수 있으며, 상기 태양광 발전수단에 의해 생산되는 발전량과, 배터리의 충방전 상태 및 전력량 등을 포함할 수 있다.

상기 데이터수집모듈(91)은 상기 다종의 센서에서 감지되는 다양한 이벤트 정보를 취합하여 상태정보로 생성하고, 이를 무선 인터넷 환경에 적합한 언어로 가공하여 출력한다.

상기 GPS모듈(93)은 상기 본체(10)의 공간부에 설치되며, 기설정된 시간마다 또는 외부로부터 특정 신호가 입력될 경우 표지판에 대한 위치정보를 생성하여 출력하게 된다.

그리고 본 발명의 장치는 상기 데이터수집모듈(91)에서 수집되는 상태정보와 상기 GPS모듈(93)에서 출력되는 위치정보를 전달받고 무선 인터넷망을 통해 원격지의 관제서버(95)로 송신하여 표지판에 대한 위치와 이상 유무가 모니터링되게 하며, 상기 관제서버(95)로부터 전송되는 제어신호를 수신하여 상기 발광부(20) 또는 태양광 발전수단으로 전달하는 통신모듈(92)을 더 포함할 수 있다.

이때 상기 통신모듈(92)은 별도의 인터넷망 설치 없이 무선으로 인터넷 통신이 가능한 LTE Cat.M1 모듈일 수 있다.

그리고 상기 데이터수집모듈(91)과 GPS모듈(93) 및 통신모듈(92)은 각각 독립된 모듈로서 상기 본체(10)에 설치되는 것이거나, 원보드 형태로 일체화된 구성으로 상기 본체(10)에 설치되는 것일 수 있다.

상기 관제서버(95)는 상기 통신모듈(92)에서 송신하는 각 표지판의 상태정보와 위치정보를 수신 및 저장하게 되며, 선택된 표지판의 상태정보를 분석하여 해당 표지판의 이상 유무 즉 발광부(20) 또는 배터리 작동 상태 등에 대한 이상 유무를 판단할 수 있으며, 그 판단 결과를 모니터링할 수 있다.

뿐만 아니라 상기 관제서버(95)는 각 위치별 표지판에서 어떠한 표시정보들을 나타내고 있는지에 대한 정보가 기입력되어 분석된 판단 결과와 함께 모니터링할 수 있다.

상기 관제서버(95)는 각 표지판의 정보 조회와 모니러링 정보를 표시할 수 있는 관리자단말(94)을 포함할 수 있다. 상기 관리자단말(94)은 관리자가 휴대할 수 있는 태블릿 PC나 스마트폰과 같은 모바일 단말이거나 일반적인 PC 단말 중 어느 하나일 수 있다.

상기 관제서버(95)는 상기 관리자단말(94)에 대하여 접속 권한을 부여하고 웹(Web) 또는 앱(App) 환경에서 구현되는 GUI(graphical user interface)를 제공하여 관제서버(95)에서 처리되는 다양한 정보들을 용이하게 모니터링할 수 있게 한다.

일 예로 12에 도시된 바와 같이 상기 관제서버(95)에서 구현되는 GUI는 각 표지판이 설치된 위치를 지도상에서 표시하는 맵(Map)을 포함할 수 있으며, 현재 표지판에서 표시되고 있는 표시정보와, 표지판의 정상작동 여부 구동 전압 등을 설정된 시간 단위로 업데이트하면서 표시할 수 있다.

또한 상기 관제서버(95)는 관리자의 조작에 의해 특정 표지판에 대한 작동 명령을 입력할 수 있으며, 그에 따른 제어신호를 생성하여 선택된 표지판에 설치된 통신모듈(92)로 전송함으로써 해당 표지판의 발광부(20)나 태양광 발전수단의 작동이 제어되게 할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 본체 20 : 발광부
30 : 광섬유 40 : 연결홀더
50 : 지주 60 : 가로보
91 : 데이터수집모듈 92 : 통신모듈
93 : GPS모듈 95 : 관제서버
100 : 전면부 110 : 발광부위
120 : 관통홀 130 : 커버부
200 : LED 광원 300 : 광방출단
400 : 확장관 410 : 확산렌즈
420 : 반사코팅층 700 : 태양광패널
701 : 단위패널 710 : 집광부
720 : 반사미러 730 : 집광몸체
731 : 배수홀 740 : 체결클램프
800 : 고정플램프 810 : 연결브라켓
812 : 제 1고정홀 820 : 고정플레이트
821 : 제 2고정홀

Claims

표지판의 외형을 이루며 전면부 중 발광부위에 복수의 관통홀이 형성되어 표시정보를 나타내는 본체;
하나 이상의 LED 광원을 포함하고 상기 본체의 내부에 구비되는 발광부;
일단이 상기 발광부에 연결되어 상기 LED 광원로부터 조사되는 빛이 유입되고, 타단에 마련되는 광방출단이 상기 본체의 관통홀에 삽입 및 고정되면서 외부에 노출되어 유입된 빛이 방출되며, 외부로 노출되는 상기 광방출단의 끝단이 열처리되어 단면의 직경이 확장되는 복수의 광섬유;
내부에 수용공간이 마련되어 일측에 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 다발의 일단이 수용되고 타측에 상기 발광부의 LED 광원이 수용되며, 상기 수용공간에서 상기 광섬유 다발과 상기 LED 광원 사이에 볼록형의 확산렌즈가 장착되는 연결홀더;
지면에 연직방향으로 고정 설치되는 지주;
상기 지주의 선택된 높이에 수평방향으로 설치되고 상기 본체가 지지되도록 결합되는 가로보; 및
상기 지주의 선택된 높이에서 상기 지주 둘레를 감싸도록 설치되는 태양광패널과, 상기 지주에서 상기 태양광패널보다 상대적으로 낮은 위치에 설치되고 사선방향으로 상기 태양광패널과 대면하는 반사미러가 구비되는 집광부를 포함하며, 상기 태양광패널에서 생성되는 전기에너지를 상기 발광부의 전원으로 활용되게 하는 태양광 발전수단;를 포함하되,
상기 집광부는,
하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 확장관 형상을 가지고 중심부에 상기 지주가 관통되며 하부의 둘레를 따라 복수의 배수홀이 형성되는 집광몸체와, 상기 집광몸체의 하단에서 연장 설치되고 관통된 상기 지주에 체결되는 체결클램프와, 상기 집광몸체의 내측면에 마련되는 반사미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 1항에 있어서,
상기 연결홀더는,
내주연에 도포되어 상기 LED 광원으로부터 조사되는 빛을 반사시키는 반사코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 1항에 있어서,
상기 연결홀더는,
중공이 형성된 관 형상으로 내경부에 볼록형의 확산렌즈가 장착되고 외주연에 둘레를 따라 플랜지가 결합되는 연결관과, 상기 연결관의 일측에 연통하도록 결합되고 내부에 수용공간이 마련되어 상기 확산렌즈를 대면하는 방향으로 상기 LED 광원이 수용되는 제 1연결튜브 및 상기 연결관의 타측에 연통하도록 결합되고 내부에 수용공간이 마련되어 상기 확산렌즈를 대면하는 방향으로 광섬유 다발의 일단이 수용되는 제 2연결튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
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제 1항에 있어서,
상기 집광몸체는,
복수의 단위 유닛으로 분할 구성되되 일 단위 유닛의 일측이 인접하는 타 단위 유닛의 타측에 중첩되도록 배치되면서 각 단위 유닛의 하단이 상기 체결클램프에 힌지 결합되어 상기 단위 유닛의 회동에 따라 상부의 폭이 가변되는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 6항에 있어서,
상기 집광몸체는,
각 단위 유닛의 상부에 둘레방향을 따라 일정 간격으로 복수의 고정홀이 형성되고, 중첩된 단위 유닛의 고정홀 간에 체결핀이 삽입되어 상호 인접하는 단위 유닛 간이 고정되는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 1항에 있어서,
상기 지주와 상기 가로보 사이에 마련되어 상기 지주의 선택된 높이에서 상기 가로보의 각도가 조절되게 하는 각도조절수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 8항에 있어서,
상기 각도조절수단은,
상기 지주의 선택된 높이에서 지주의 외주면에 결합되는 고정클램프와, 상기 고정클램프의 일측에 구비되며 호 형상의 회전 구간이 마련되고 상기 회전 구간을 따라 일정 간격으로 복수의 제 1고정홀이 형성되는 연결브라켓과, 상기 지주를 향하는 가로보의 일단에 결합되고 제 2고정홀이 형성되어 선택된 제 1고정홀과 대면하여 볼트 체결되는 고정플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 1항에 있어서,
상기 가로보는,
상기 지주의 선택된 높이에서 지주의 외주면에 결합되는 제 1관부과, 상기 제 1관부의 내부에 수납되고 슬라이딩 방식으로 상기 제 1관부로부터 인출되어 길이가 연장되는 하나 이상의 제 2관부를 포함하여 수평방향 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.
제 1항에 있어서,
상기 발광부 및 태양광 발전수단의 상태정보를 실시간으로 수집하는 데이터수집모듈;
위치정보를 생성 및 출력하는 GPS모듈; 및
상기 데이터수집모듈에서 수집되는 상태정보와 상기 GPS모듈에서 출력되는 위치정보를 전달받고 무선 인터넷망을 통해 원격지의 관제서버로 송신하여 안내 명판에 대한 위치와 이상 유무가 모니터링되게 하며, 상기 관제서버로부터 전송되는 제어신호를 수신하여 상기 발광부 또는 태양광 발전수단으로 전달하는 통신모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 표지판.