KR200376010Y1 - Ｌｅｄ 백색광을 이용한 도로 표지판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 두 가지 색상의 발광소자를 이용하여 백색광을 형성하고, 상기 백색광을 도로 표지판의 방향 표시와 지명으로 노출시킴으로써 운전자의 시인성을 높여주는 도로 표지판에 관한 것이다. 표지판의 시인성을 높이기 위해 표지판 상에 교차로의 형상이 천공된 방향 표시부와 상기 표지판 상에 지명의 글자 형상이 천공된 지명 표시부가 설치된다. 상기 방향 표시부 및 지명 표시부에 천공된 형상이 백색으로 노출되도록 청색을 발광하는 제 1 LED와 주황색을 발광하는 제 2 LED를 포함한다. 따라서, 도로 표지판의 방향 표지와 지명 표지를 백색광을 이용하여 노출시킴으로써, 야간 또는 악천후시에 운전자의 시인성을 향상시키는 장점이 있다.

Description

ＬＥＤ 백색광을 이용한 도로 표지판{Road signboard using white light of LED}

본 고안은 도로 표지판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 가지 색상의 발광소자를 이용하여 백색광을 형성하고, 상기 백색광을 도로 표지판의 방향 표시와 지명으로 노출시킴으로써 야간이나 악천후시에 운전자의 시인성을 높여주는 도로 표지판에 관한 것이다.

일반적으로 도로 표지판은 이정표로서 운전자에게는 차량의 안전 운행, 보행자에게는 정확한 도로 정보를 제공하기 위해 도로의 기점, 종점, 중간 경과지, 방향 등에 대한 정보를 용도에 따라 다양한 형태의 문자, 기호 및 도형 등을 이용하여 진행방향 및 안내 표시를 한다.

도 1은 종래의 도로 표지판을 나타낸 도면으로 종래의 도로 표지판은 도로에 따라 소정의 색상이 착색된 베이스판(10)과, 베이스판(10)에 도로의 방향 즉 교차로의 형상을 표지하는 방향 표시(20)와 지명을 표지하기 위한 지명 표시(30)가 백색의 반사지(Reflective Sheet)를 통해 부착되어 운전자에게 도로의 방향 정보와 지명 정보를 제공한다.

특히, 운전자에게 도로의 방향 정보와 지명 정보를 제공하기 위해 부착된 반사지는 유리구슬을 수지 필름의 내부에 봉입한 일반 반사지와, 수지 필름의 내부에 공기층을 형성시켜 유리구슬이 공기층에 노출되도록 한 고휘도(High Intensity) 반사지와, 미세한 입방체 입자를 이용한 초고휘도(Super High Intensity) 반사지 등이 있다.

그러나 이러한 반사지는 설치지점의 주변환경, 내구성, 시인성, 판독성, 경제성, 반사성능 등을 고려하여 사용하되 일반적으로 교통량이 많거나 고속주행이 가능한 도로에서는 반사지의 밝기가 큰 것을 사용하도록 되어 있어 휘도가 높은 반사지 일수록 가격이 상승되어 도로 표지판의 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 반사지는 그 특성상 광원이 있어야만 전달하고자하는 정보를 운전자에게 노출시킬 수 있으나, 일반적인 도로 표지판은 도로의 지면으로부터 소정 높이 이상 설치되어 차량 전조등의 광원이 반사지에 입사하지 못하면 시인성이 저하되어 야간의 경우 운전자가 표지판을 거의 볼 수 없는 문제점이 있다.

또한, 반사지를 이용하여 표지판을 제조하는 경우 반사지를 접합하여 사용하는 것은 바탕색상의 반사지를 부착하는 경우만 허용되며 이 경우 윗 부분과 아래 부분을 5mm 이상 겹치도록 해야만 하고, 조각난 반사지는 사용할 수 없도록 규정되어 자원의 재활용이 어려워지는 문제점이 있다.

또한, LED를 이용하여 주의정보를 표출하는 표지판은 급커브 등의 도로에서 방향을 지시하기 위해 단색을 출력하는 LED를 사용하고, 도로의 교통 정보를 출력하기 위한 가변 정보 표지판은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 내는 3개의 LED를 조합하여 광원의 색상을 구현한다.

그러나, 대한민국 건설교통부에서는 도로 표지판의 규정으로 지명은 백색을 사용해야한다고 규정하고 있어서 도로 표지판의 글자를 표출하기 위해서는 백색을 발광하는 LED 이외에는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 백색은 적색, 녹색, 청색을 발광하는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현한다. 그러나, 3개의 LED를 이용하여 하나의 색상을 발광시킴으로 재료비의 상승과 사용의 효율성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 구동에 필요한 소비 전력이 증가될 뿐만 아니라 각각의 LED를 모두 제어해야 하는 어려움이 따른다.

또한, 백색을 발광하는 LED가 공지되어 있지만 가격이 높은 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 도로 표지판의 시인성을 향상시키고, 제조가 용이한 도로 표지판을 제안하고자 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안은 두 가지 색상의 LED를 이용하여 백색광을 출력하는 도로 표지판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 도로 안내용 글자 및 기호 형상 중 적어도 하나를 갖는 구멍이 천공된 본체; 상기 본체의 구멍에 삽입되어 청색광을 발광하는 제 1 LED; 및 상기 도로 안내용 글자 및 기호 형상에 의해 인지되는 도로 안내용 글자 및 기호 중 적어도 하나를 백색광으로 표시하기 위하여 상기 제 1 LED에 인접하게 설치되어 상기 제 1 LED에서 발광된 청색광에 혼합될 주황색광을 발광하는 제 2 LED를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 LED 및 제 2 LED를 현재 시간에 따라 차별된 휘도가 발광되도록 제어하는 LED 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 LED 제어부가 현재 조도에 따라 상기 제 1 LED 및 제 2 LED의 휘도를 제어할 수 있도록 조도를 검출하는 조도 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 LED 제어부는 시간을 일출시간, 일몰시간, 주간시간 및 야간시간 중 적어도 하나 이상 분류하고 상기 분류한 시간에 따라 차별된 휘도 값을 저장한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메모리는 상기 조도를 야간, 주간 및 흐린 날 중 적어도 하나 이상 분류하고 상기 분류한 조도에 따라 차별된 휘도 값이 저장된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기호 형상은 천공된 형상의 테두리를 따라 동일한 기호 형상의 반사지가 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 글자 형상은 천공된 형상의 테두리를 따라 동일한 글자 형상의 반사지가 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 LED는 황색을 발광하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 도로의 방향과 지명을 백색광으로 나타낸 도로 표지판의 사시도이다. 도 2에서, 도로 표지판은 운전자에게 소정의 정보를 제공하기 위한 도로의 방향 및 지명이 표시되는 베이스판(100)과, 상기 도로의 방향에 대한 정보로 교차로의 형상이 표시된 방향 표시부(110)와, 상기 지명에 대한 정보로 지명의 글자 형상이 표시된 지명 표시부(120)와, 상기 교차로의 형상 및 지명의 글자 형상을 백색광으로 표출하는 발광 모듈(200)과, 상기 도로의 방향 및 지명을 표출하는 반사지(300)로 구성된다.

방향 표시부(110)는 운전자에게 제공되는 도로의 방향 정보를 나타낸 기호로서, 베이스판(100) 상에 교차로의 형상으로 천공된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 전방에 "ㅏ"자 형상의 교차로가 있는 경우 백색광이 발광되는 발광 모듈(200)이 설치되기 위해 교차로와 동일한 형상으로 베이스판(100)에 천공된다.

또한, 방향 표시부(110)는 발광 모듈(200)의 불량 또는 고장으로 백색광이 표출되지 않는 경우 도로의 방향 정보를 운전자에게 제공하기 위해 천공된 교차로 형상의 테두리를 따라 상기 천공된 교차로 형상과 동일하게 "ㅏ"자 형상의 반사지(300)가 부착된다.

지명 표시부(120)는 운전자에게 제공될 지명에 따라 베이스판(100) 상에 소정의 글자 형상으로 천공된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 교차로에서 직진은 "서울"로 연결되고, 우회전은 "인천"으로 연결되는 정보를 운전자에게 제공하기 위해 백색광이 발광되는 발광 모듈(200)이 설치될 수 있도록 해당 지명과 동일한 글자 형상으로 베이스판(100)을 천공한다.

또한, 지명 표시부(120)는 발광 모듈(200)의 불량 또는 고장으로 백색광이 표출되지 않는 경우 지명 정보를 운전자에게 노출시키기 위해 천공된 글자 형상의 테두리를 따라 상기 천공된 글자 형상과 동일한 글자 형상의 반사지(미도시)가 부착된다.

발광 모듈(200)은 도로의 방향과 지명을 운전자에게 노출시키기 위해 제 1 LED(210), 제 2 LED(211), LED 제어부(220), 조도 검출부(230), 전원부(240) 및 태양 전지부(250)로 구성된다. 도 3은 도 2의 백색광을 발광하기 위한 구성을 나타낸 블록도로서, 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 1 LED(210)는 소정의 색상을 발광하는 발광소자로서, 청색, 황색 및 주황색 중 어느 하나의 색상을 발광한다.

제 2 LED(211)는 소정의 색상을 발광하는 발광소자로서, 청색, 황색 및 주황색 중 어느 하나의 색상을 발광한다.

제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)는 소정의 인쇄기판(미도시) 상에 매트릭스 형상으로 배열되고 제 1 LED(210)가 청색을 발광하는 경우 제 2 LED(211)는 주황색을 발광하여 백색광이 출력되도록 한다. 또한, 제 1 LED 및 제 2 LED(210, 211)가 각각 반대의 색상을 발광하는 구성도 가능하다.

또한, 제 1 LED(210)가 청색을 발광하는 경우 제 2 LED(211)는 황색을 발광하여 백색광이 출력되도록 하는 것도 가능하며, 제 1 LED 및 제 2 LED(210, 211)가 각각 반대의 색상을 발광하는 구성도 가능하다.

제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)는 베이스판(100)에 천공된 방향 표시부(110)에 설치되어 교차로의 형상 및 방향이 운전자에게 노출될 수 있도록 각각의 색상을 발광하여 백색광을 형성한다.

또한, 제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)는 베이스판(100)에 천공된 지명 표시부(120)에 설치되어 지명의 글자 형상이 운전자에게 노출될 수 있도록 각각의 색상을 발광하여 백색광을 형성한다.

도 4는 백색광이 형성되는 색도를 나타낸 예시도로서, 도 4를 참조하여 백색광의 형성을 설명하면 다음과 같다. 도 4의 색도는 국제 조명 위원회에서 제안된 표준광 D65로서 색도 좌표계에서 녹색은 X축 값이 0.02∼0.12 및 Y축 값이 0.6∼0.8인 영역이고, 청색은 X축 값이 0.1∼0.25 및 Y축 값이 0.02∼0.2인 영역이며, 적색은 X축 값이 0.6∼0.7 및 Y축 값이 0.22∼0.3인 영역이다. 여기서, 3색이 만나는 지점인 X축 값이 0.32∼0.38, Y축 값이 0.25∼0.32의 영역에서 백색이 형성된다.

본 고안에서는 2가지의 색상을 이용하여 백색광을 출력하기 위해 녹색과 적색의 혼합영역인 주황색 또는 황색을 청색과 함께 발광시킴으로써 백색광을 출력한다. 따라서, 본 고안에 따른 제 1 LED(210)와 제 2 LED(211)는 각각 청색과 주황색 또는 청색과 황색을 발광시킴으로써 백색광이 발광되도록 한다.

다시 도 3을 참조하면, LED 제어부(220)는 제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)가 적정한 휘도로 발광될 수 있도록 전압 또는 전류를 제어한다. 또한, LED 제어부(220)는 시간에 따른 주간, 야간을 판단하여 제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)의 휘도를 조정하는 것이 가능하다.

	일출	휘도	주간	휘도	일몰	휘도	야간	휘도
동계(1,2월)	7:00	501~2000cd	10:00	4000cd 이상	17:00	501~2000cd	19:00	200~500cd
춘계(3,4,5월)	6:00	501~2000cd	9:00	4000cd 이상	18:00	501~2000cd	20:00	200~500cd
하계(6,7,8월)	6:00	501~2000cd	8:30	4000cd 이상	19:00	501~2000cd	21:00	200~500cd
추계(9,10월)	6:00	501~2000cd	9:00	4000cd 이상	18:00	501~2000cd	20:00	200~500cd
동계(11,12월)	7:00	501~2000cd	10:00	4000cd 이상	17:00	501~2000cd	19:00	200~500cd

상기 표 1은 대한민국의 계절별 일출시간, 일몰시간, 주간시간 및 야간시간과 이때의 LED 휘도 값을 나타낸 것이다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 동계에는 일출시간이 오전 7시로 일출시간 전후의 LED 휘도는 501~ 2000 칸델라(cd)가 제공되어야 한다. 또한, 동계의 주간시간은 10시부터 일몰시간인 17시 이전으로 이 때에는 LED의 휘도가 4000 칸델라 이상 제공되어야만 한다. 상기 표 1의 데이터는 LED 제어부(220)에 구비된 메모리(미도시)에 된다.

따라서, LED 제어부(220)는 현재 시간을 검출하여 상기 메모리에 저장된 표 1의 시간과 비교하여 적절한 휘도 값을 결정함으로써 최적화된 LED의 휘도를 제공한다. 예를 들면, 검출된 현재 시간이 낮 12시인 경우 LED 제어부(220)는 제 1 LED 및 제 2 LED의 휘도가 4000 칸델라 또는 그 이상 출력되도록 제어한다.

조도 검출부(230)는 주간, 야간, 흐린 날, 맑은 날 등에 따른 조도를 검출하고, 검출된 조도 값은 LED 제어부(220)로 제공되며, 바람직하게 상기 조도 검출부(230)는 광센서이다.

조도 검출부(230)에서 제공된 조도 값은 LED 제어부(220)에서 분석되어 LED의 휘도를 제어한다. 즉 조도 검출부(230)를 통해 검출된 조도가 1000lx 이상이면 주간으로, 조도가 10~1000lx이면 흐린날로, 조도가 1~10lx이면 야간으로 판단하여 LED 제어부(220)는 해당 조도에 대응하는 LED의 휘도를 제어하게 된다. 예를 들면, 조도 검출부(230)에서 검출된 현재 조도가 1000lx인 경우 LED 제어부(220)는 제 1 LED 및 제 2 LED의 휘도를 2000cd가 되도록 제어한다. 하기의 표 2는 조도에 따른 LED의 휘도를 나타낸 것이다.

	야간	흐린날	주간
조도(lx)	1~10	11~1000	1000 이상
휘도(cd)	200~500	501~2000	4000 이상

따라서, LED 제어부(220)는 검출된 조도에 따라 조도가 높은 낮시간에는 LED의 휘도를 높게 하고, 조도가 낮은 밤시간에는 LED의 휘도를 낮게 함으로써 도로의 방향과 지명이 운전자에게 최적으로 노출될 수 있도록 한다. 상기 조도에 따른 LED의 휘도 값은 소정의 정량화된 데이터로 생성하는 것이 가능하며, 상기 조도에 따른 LED의 휘도 값은 메모리(미도시)에 미리 저장된다.

한편, LED 제어부(220)는 상기 표 1에서 제공되는 현재 시간에 대응하는 LED의 휘도 값과, 표 2에서 제공되는 현재 조도에 따른 LED 휘도 값을 함께 이용하여 LED의 휘도를 제어하는 것도 가능하다. 예를 들면, 현재 시간이 낮 12시인 경우 휘도는 4000cd 이상이 출력되어야 하지만, 우천 등의 이유로 검출된 현재 조도가 950lx이면 휘도는 2000cd가 되도록 LED의 휘도를 제어할 수 있다.

전원부(240)는 LED 제어부(220)에 전원을 공급하는 구성으로 상용 전기를 소정의 적정 전원으로 변환하여 제공할 수도 있으며, 축전지(미도시) 등을 이용하여 전원을 제공할 수도 있으며, LED 제어부(220)를 통해 제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)의 휘도 조절에 필요한 전원으로 제공된다.

태양 전지부(250)는 태양열을 집열하여 전기를 생성하는 장치로서 직사광선에 의한 조도를 많이 받기 위해 도로 표지판의 상면에 설치된다. 상기 태양 전지부(250)는 이미 공지된 기술을 사용하며, 상기 태양열로부터 생성된 전기는 충전회로가 구비된 축전지(미도시) 등에 저장되며, 별도의 전기의 공급이 차단된 경우 LED 제어부(220)를 통해 제 1 LED(210) 및 제 2 LED(211)의 휘도 조절에 필요한 전원으로 제공된다.

따라서, 도로 표지판의 방향 표시와 지명 표시를 노출하는 영역에 청색과 주황색을 각각 발광하는 LED를 설치함으로써, 각각의 LED로부터 발광된 빛이 조합되어 백색광으로 출력된다.

이상의 실시예에서는 베이스판에 도로의 방향 표시를 위한 교차로 형상과 지명의 글자 형상을 천공하여 백색광을 출력하기 위한 발광 모듈을 설치하여 도로의 방향 정보와 지명 정보를 노출시켜 운전자의 시인성을 향상시키는 도로 표지판을 설명하였으나, 도로의 교통정보를 안내하는 VMS(Variable Message Sign)시스템에 본 고안에 따른 2가지 색상의 LED를 발광하여 백색광을 출력하는 구성은 당업자에게 용이하게 변경 실시할 수 있는 것은 자명할 것이다.

상기한 바와 같이 본 고안은 도로 표지판의 방향 표지와 지명 표지를 백색광을 이용하여 노출시킴으로써, 야간이나 악천후시에 운전자의 시인성을 획기적으로 향상시키는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 백색광을 구현하는데 2개의 LED만 이용함으로써 표지판의 대형화가 가능하고, LED의 구동에 필요한 소비 전력 및 생산비용을 감소시키는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 도로 표지판이 설치된 위치의 시간, 조도 등의 환경조건에 따라 최적의 LED 휘도를 출력함으로써 운전자에게 필요한 정보가 명확하게 전달되는 장점이 있다.

이상에서는, 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 고안은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1 은 종래의 반사지를 이용하여 도로의 방향과 지명이 표시되는 도로 표지판의 사시도.

도 2 는 본 고안에 따른 도로의 방향과 지명을 백색광으로 나타낸 도로 표지판의 사시도.

도 3 은 도 2의 백색광을 발광하기 위한 구성을 나타낸 블록도.

도 4 는 도 3의 백색광이 형성되는 색도를 나타낸 예시도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 : 베이스판 110 : 방향 표시부

120 : 지명 표시부 200 : 발광 모듈

210 : 제 1 LED 211 : 제 2 LED

220 : LED 제어부 230 : 조도 검출부

240 : 전원부 250 : 태양 전지부

300 : 반사지

Claims (8)

1. 도로 안내용 글자 및 기호 형상 중 적어도 하나를 갖는 구멍이 천공된 본체;

   상기 본체의 구멍에 삽입되어 청색광을 발광하는 제 1 LED; 및

   상기 도로 안내용 글자 및 기호 형상에 의해 인지되는 도로 안내용 글자 및 기호 중 적어도 하나를 백색광으로 표시하기 위하여 상기 제 1 LED에 인접하게 설치되어 상기 제 1 LED에서 발광된 청색광에 혼합될 주황색광을 발광하는 제 2 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 LED 및 제 2 LED를 현재 시간에 따라 차별된 휘도가 발광되도록 제어하는 LED 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 LED 제어부가 현재 조도에 따라 상기 제 1 LED 및 제 2 LED의 휘도를 제어할 수 있도록 조도를 검출하는 조도 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 LED 제어부는 시간을 일출시간, 일몰시간, 주간시간 및 야간시간 중 적어도 하나 이상 분류하고 상기 분류한 시간에 따라 차별된 휘도 값을 저장한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 메모리는 조도를 야간, 주간 및 흐린 날 중 적어도 하나 이상 분류하고 상기 분류한 조도에 따라 차별된 휘도 값이 저장된 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기호 형상은 천공된 형상의 테두리를 따라 동일한 기호 형상의 반사지가 부착되는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 글자 형상은 천공된 형상의 테두리를 따라 동일한 글자 형상의 반사지가 부착되는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 LED는 황색을 발광하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판.