KR20150095414A - 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 led 직하방식 내부조명 도로교통 표지판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 관한 것으로, 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 실크인쇄방식으로 인쇄하며, 빛을 비추면 재귀 반사하는 초고휘도 반사지(2); 빛을 비추면 재귀 반사하는 고휘도 반사지(3); 광을 확산하기 위한 광 확산 PC(폴리 카보네이드)(4); 조사된 빛을 면발광으로 확산시키는 투명 아크릴판(5); 화면의 처짐을 방지하는 화면 보강대(6); 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하는 오목렌즈(7); LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 부착되어 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상시키는 스티커(20); 순방향 전압이 인가되면 광원을 발산하는 LED(8); PVC로 인쇄회로기판(PCB)을 고정하는 고정 애자(10); 알루미늄으로 된 지주 고정판으로 사용하는 함체 후면(11); LED들과 연결되며 전원부와 연결되는 LED구동회로가 내장된 PCB(12); 좌우측에 알루미늄 압출바로 사용되는 F자형태의 함체(13); 및 LED 광원의 빛을 차단하거나 산란시키는 도광필름(14)을 포함하며, LED 회로기판에 LED 스트링을 직렬로 배치하고 도트방식의 도광필름과 직하방식의 투명 아크릴판에 형성된 오목렌즈를 통해 투명 아크릴판에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 화각을 변환하여 면발광시키며 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 LED와 오목렌즈의 그 상면에 부착된 스티커(PET 필름)에 의해 다시 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상되어 야간에 주행중인 차량의 운전자가 도로교통 표지판 또는 광고판의 시인성을 확보하게 되었다.

Description

스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판{LED top view type internal illumination traffic sign improved illuminance of a source of face light by attaching to sticker on transparent acrylic panel}
본 발명은 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 관한 것으로, 특히 LED 회로기판에 LED 스트링을 직렬로 배치하고 도트방식의 도광필름과 직하방식의 투명 아크릴판에 형성된 오목렌즈를 통해 투명 아크릴판에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 화각을 변환하여 면발광시키며 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 LED와 오목렌즈의 그 상면에 부착된 스티커(PET 필름)에 의해 다시 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상되어 야간에 주행중인 차량의 운전자가 도로교통 표지판 또는 광고판의 시인성을 확보하는, 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 순방향 전압이 인가되면 pn 접합부의 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합에 의해 그 일부의 에너지를 빛으로 변환되어 pn 접합 반도체의 특성에 의해 빛을 발산하며, 각각의 종류에 따라 조금씩 다른 전압 및 전류 특성을 나타내고, LED의 종류와 특성에 따라 전류(current)를 조절해야 한다. 표시형 LED(indicator LED)는 1.7~3.3V, 10~150mA 이내의 낮은 구동전류에서 광도(Luminance Intensity)가 낮은 전자제품의 표시등, 비상등 및 교통신호등에 사용되고, 조명용 LED(illuminator LED)는 300mA 이상의 높은 구동전류에서 비교적 높은 광 각을 가지고 광도가 높은 조명등에 사용된다.
람베르트 법칙(Lambert's Law)
Figure pat00001
에 따르면, 면의 조명도는 광도 I에 비례하고, 광원으로부터 면까지의 거리 r2에 반비례하며 cos에 비례한다. 거리가 2배 증가하면 조도(illuminance:E)는 1/4로 줄어든다.
광도(Luminance Intensity:I)는 광원이 일정 방향으로 내는 에너지량으로 단위 입체각으로 1 루멘의 에너지를 방사하는 광원의 농도를 1 칸델라(cd)라고 한다.
조도(illuminance:E)는 광원이 비추어지는 지점에 입사되는 에너지를 나타내며, 단위 면적(1 m2)에 1 루멘의 광속이 입사된 경우 1 lux라고 한다.
LED 모듈은 애노드(Anode(+), 발이 긴 쪽)와 캐소드(Cathode(-), 발이 짧은 쪽)를 구비하는 램프 타입 포탄형 LED, SMD(Surface Mount Device, 표면 실장형) 타입 LED, 및 COB(Chip on Board) 방식 LED를 사용한다
조명용 LED 모듈은 패키지의 특성과 응용 분야에 따라 램프(1W급 이하의 신호용), SMD(1~5W급 가전용), COB(5W급 이상의 고출력 조명용) 타입의 패키지들이 사용되며, COB 패키지는 SMD 패키지 보다 열 전달 면이 적은 방열구조로 되어 있어 열 특성을 20% 개선할 수 있다.
내부조명식 도로교통 표지판의 도광판 모듈 기술은 i) 도트 인쇄방식의 도광 필름과 ii) PCB(LED Board)와 도광판 결합 방식을 사용한다.
도트 인쇄방식의 도광 필름은 투명 아크필판의 오목렌즈의 양면을 가공하여 LED View 광각 120도에서 180도로 변환시킴으로써 화면과의 간극을 최소화하여 LED광원의 빛 변환 손실 및 소비전력을 최소화하고 일반 전기 뿐만아니라 솔라셀 및 소형 풍력 발전기로 전력 공급이 가능하다.
PCB(LED Board)와 도광판 결합 방식은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)의 크기를 300x300 또는 150x300 등 여러 형태로 회로를 배열한 후, PCB와 PCB의 결선을 커넥터(Connector)를 사용하여 회로를 구성한다.
PCB의 고정은 고정 홀을 통하여 볼트(고정 애자)로 도광판에 고정한다.
지금까지의 내부조명식 도로교통 표지판은 LED광원을 사용하여 크게 부분 조명 방식과 전체 조명방식(면발광 방식), LED 광원에 광섬유(optical fiber)를 사용하는 점 발광 방식을 사용한다.
LED 광원에 광섬유(optical fiber)를 사용하는 점 발광 방식은 LED 도로교통 표지판 또는 광고판으로 사용하는 경우, 도로교통 표지판 가격이 비싸고 광섬유의 픽셀수가 많으므로 야간에 광섬유에 의한 점 광원으로 색 번짐이 발생하며, 야간에 시인성 확보가 어려운 문제점이 있었다.
LED 도로교통 표지판 또는 광고판은 전체 조명방식(면발광 방식)이 야간에 시인성이 가장 높으며, 낮에 보이는 LED 도로교통 표지판 또는 LED 광고판의 이미지와 야간에 보이는 도로교통 표지판의 이미지가 동일하게 보이므로 운전자의 시인성을 제공한다. 그러나, 단점으로는 점 발광 방식에 비하여 높은 소비전력에 의해 설치에 한계점을 가지고 있다.
그러나, LED에 광 섬유(optcal fiber)를 사용하는 점 발광 방식은 문자 또는 숫자에 직접 원형 LED를 실장하여 발광하는 방식으로 소비전력을 최소화할 수 있는 장점이 있으나, 단점으로는 발광면이 직접 운전자에게 보여지므로 눈부심 현상과 이미지의 시인성이 매우 낮은 단점이 있었다.
대한민국 특허출원번호 10-2012-0129554 대한민국 특허등록번호 10-0911971-0000
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 LED 회로기판에 LED 스트링을 직렬로 배치하고 도트방식의 도광필름이 부착된 직하방식의 투명 아크릴판에 형성된 오목렌즈를 통해 투명 아크릴판에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 화각을 변환하여 면발광시키고 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 LED와 오목렌즈의 그 상면에 부착된 스티커(PET 필름)에 의해 다시 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상되어 야간에 주행중인 차량의 운전자가 도로교통 표지판 또는 광고판의 시인성을 확보하는, 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은, 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 실크인쇄방식으로 인쇄하며, 빛을 비추면 재귀 반사하는 초고휘도 반사지(2); 빛을 비추면 재귀 반사하는 고휘도 반사지(3); 광을 확산하기 위한 광 확산 PC(폴리 카보네이드)(4); 조사된 빛을 면발광으로 확산시키는 투명 아크릴판(5); 화면의 처짐을 방지하는 화면 보강대(6); 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하는 오목렌즈(7); LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 부착되어 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상시키는 스티커(20); 순방향 전압이 인가되면 광원을 발산하는 LED(8); PVC로 인쇄회로기판(PCB)을 고정하는 고정 애자(10); 알루미늄으로 된 지주 고정판으로 사용하는 함체 후면(11); LED들과 연결되며 전원부와 연결되는 LED구동회로가 내장된 PCB(12); 좌우측에 알루미늄 압출바로 사용되는 F자형태의 함체(13); 및 LED 광원의 빛을 차단하거나 산란시키는 도광필름(14)을 포함한다.
상기 초고휘도 반사지(2)는 도교교통 표지판으로 인쇄될 바탕시트로써 재귀 반사 성능이 높으며 투광율이 30% 이상을 사용하였으며, 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 또는 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명 아크릴판(5)은 각각의 LED(7) 대응되는 곳에 상기 오목렌즈(7)를 상하면에 형성되고, 기존 투명 아크릴판(5)에 접착성 있는 도트방식의 도광필름(14)을 부착하거나 도광 패턴이 압출 성형된 투명 아크릴판에 접착성 있는 반사 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 오목 렌즈(7)는 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 120도 내지 180도 LED 화각을 변환하는 것을 특징으로 한다.
상기 각각의 오목 렌즈 상면에 부착된 스티커(20)는 PET 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 F자형태의 함체(13)의 각각의 좌우측의 상부 및 하부에 방수 및 방진을 위한 방수 패드(1,9)를 더 포함한다.
투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 전원부(100)로부터 교류 전원을 인가받아 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)(110)와 DV/DC컨버터(120) 또는 AC/DC 컨버터(101)를 사용하여 소정의 전압(DC 12V)을 공급하는 전원 공급부; 소정의 전압(DC 12V)을 인가받아 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 4개의 LED와 저항으로 전원을 공급하는 LED 구동회로(130); 및 전압이 공급되면 각각의 LED 광원들이 투명 아크릴판의 오목렌즈를 통해 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하고, LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 향상시키는 스티커(PET 필름)에 의해 면발광으로 LED의 빛의 반사되어 빛을 비추면 재귀 반사하여 표지판의 형상을 비추는 LED 직하 방식 내부조명 도로교통 표지판(140)을 포함한다.
본 발명에 따른 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 LED 회로기판에 LED 스트링을 직렬로 배치하고 도트방식의 도광필름과 직하방식의 투명 아크릴판에 형성된 오목렌즈를 통해 투명 아크릴판에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 화각을 변환하여 면발광시키며 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 LED와 오목렌즈의 그 상면에 부착된 스티커(PET 필름)에 의해 다시 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상되어 야간에 주행중인 차량의 운전자가 도로교통 표지판 또는 광고판의 시인성을 확보하는, 기존보다 전력 소비를 최소화하고 운전자에게 시인성을 확보하게 되었다.
또한, 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 점발광과는 달리 면발광을 사용하여 도로교통 표지판을 구현하여 설치 장소에 구애받지 않고 이용 가능하며, 면발광이므로 눈부신 현상이 없으며 야간의 LED 도로쿄통 표지판 또는 광고판의 10%조명효율을 향상시켜 야간에 주행중인 차량의 운전자에게 높은 시인성을 제공하게 되었다.
도 1은 투명 아크릴판 하단에 2x2 배열 단위로 4개의 LED가 직렬로 설치되고 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 구성도이다;
도 2는 본 발명에 따른 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 측면도이다;
도 3은 본 발명의 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 LED 회로배열 사용 방식을 나타낸 도면이다;
도 4는 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 내부 회로 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초고휘도 반사지를 실크인쇄방식으로 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판이다;
본 발명의 목적, 특징한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부한 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서의 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
도 1은 투명 아크릴판 하단에 2x2 배열 단위로 4개의 LED가 직렬로 설치되고 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 구성도이다.
LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 투명 아크릴판 하단에 2x2 배열 단위로 4개의 LED들이 직렬로 설치되고, DC 12V의 전압이 4개 단위의 LED들로 제공된다.
도 2는 본 발명에 따른 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 측면도이다.
투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하며, 빛을 비추면 재귀 반사하는 250 cd(칸델라) 이상의 초고휘도 반사지(2); 빛을 비추면 재귀 반사하는 70 cd(칸델라) 이상의 고휘도 반사지(3); 광을 확산하기 위한 광 확산 PC(폴리 카보네이드)(4); LED로부터 조사된 빛을 오목렌즈를 통해 반사 및 굴절시켜 면발광으로 광을 확산시키는 투명 아크릴판(5); 화면의 처짐을 방지하는 화면 보강대(6); 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 120도 내지 180도 LED 화각을 변환하는 오목 렌즈(7); LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 부착되어 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상시키는 스티커(PET 필름)(20); 순방향 전압이 인가되면 광원을 발산하는 LED(8); 상기 F자형태의 함체(13)의 각각의 좌우측의 상부 및 하부에 방수 및 방진을 위한 방수 패드(1,9), PVC로 PCB를 고정하는 고정 애자(10), 알루미늄으로 된 지주 고정판으로 사용하는 함체 후면(11), LED들과 연결되며 전원부와 연결되는 LED구동회로가 내장된 PCB(12); 좌우측에 알루미늄 압출바로 사용되는 F자 형태의 함체(13); LED 광원의 빛을 차단하거나 산란시키는 도광필름(14)을 포함한다.
상기 투명 아크릴판(5)은 각각의 LED(7) 대응되는 곳에 상기 오목렌즈(7)를 상하면에 형성되고, 기존 투명 아크릴판(5)에 접착성 있는 도트방식의 도광필름(14)을 부착하거나 도광 패턴이 압출 성형된 투명 아크릴판에 접착성 있는 반사 필름을 사용한다.
상기 초고휘도 반사지(2)는 도교교통 표지판으로 인쇄될 바탕시트로써 재귀 반사 성능이 높으며 투광율이 30% 이상을 사용하였으며, 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 또는 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명 아크릴판(5)은 각각의 LED(7) 대응되는 곳에 상기 오목렌즈(7)를 상하면에 형성되고, 기존 투명 아크릴판(5)에 접착성 있는 도트방식의 도광필름(14)을 부착하거나 도광 패턴이 압출 성형된 투명 아크릴판에 접착성 있는 반사 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 오목 렌즈(7)는 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 120도 내지 180도 LED 화각을 변환하는 것을 특징으로 한다.
상기 각각의 오목 렌즈 상면에 부착된 스티커(20)는 PET 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.
투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 도로교통 표지판 또는 광고판은 상기 F자형태의 함체(13)의 각각의 좌우측의 상부 및 하부에 방수 및 방진을 위한 방수 패드(1,9)를 더 포함한다.
투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 도로교통 표지판 또는 광고판은 상기 F자형태의 함체(13)의 각각의 좌우측의 상부 및 하부에 방수 및 방진을 위한 방수 패드(1,9)를 사용한다.
상기 LED(8)는 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 LED 회로배열 사용 방식을 사용하였으며, 기존 1 chip(20mA)*3개를 사용하는 대신에 1 chip(60mA)*4로 부품을 사용하며, 이로 인한 LED의 동작전류 60mA를 20mA만 흐르도록 저항에서의 전압 강하를 최소화하도록 설계하였다.<표 1 참조>
명칭 규격 용도 비고
방수 패드(1) 발포실리콘 방수 및 방진
초고휘도 반사지(2) KS3507 재귀반사용(바탕) 700cd/lx/m2
고휘도 반사지(3) KS A 3507 재귀반사용(문자,숫자) HIP 250cd/lx/m2
광 확산 PC(4) 광 투과율(60%) 광 확산 폴리 카보네이드
투명 아크릴판(5) 5t 렌즈 가공판
화면 보강대(6) 5*27mm 화면의 처짐 방지
렌즈(7) 오목렌즈 LED 화각변환 120도 내지 180도
LED(8) 120도 lighting
방수 패드(9) 발포 실리콘 방수 및 방진
고정애자(10) PVC PCB 고정
함체후면(11) 알루미늄 지주 고정 부착판
PCB(12) LED Board
함체(13) 알루미늄 압출바 회로부품 실장용
도광필름(14) 인쇄 방식 도광시트
LED 광원의 종류
Board LED: 직하 방식(Top View Type)으로 인쇄회로기판(PCB)(12)에 LED 및 구동회로를 구성한 후 도광필름(14)과 오목 렌즈(7) 일체형으로 구성되어 함체 내부에 배열되어 사용되며, Chip LED(50*50 Size)를 사용한 PCB Array, 색 온도가 5000K~8000K 사이를 사용하고, 크기와 용도에 따라 선택하여 사용된다.
Bar LED: 측면(Edge View Type) 도광판 측면에 설치하여 사용된다.
Module LED: 직하 방식(Top View Type)으로 LED Module을 함체 내부에 일정 간극으로 배열하여 사용한다.
인쇄회로기판(PCB)(12)은 단면적을 높여 발열면에 전도된 열을 알루미늄 함체를 통하여 변환시켜 주므로 LED Chip에 온도상승을 억제한다.
도광필름(14)은 인쇄시트(Dot print Type)로 사용한다.
본 발명의 기술은 인쇄시트(Dot print Type) 방식과 일반적인 성형가공(V Cutting Type) 방식의 두 종류가 있으며, 도광판의 두께는 5t를 사용하고 있다.
4t 이하를 사용할 경우, 모아레(Moire) 현상이 발생되어 검은 줄무늬로 인화 화면의 품질에 영향을 줄 수 있으므로 4t 이하를 사용하지 않는다.
7t 이상을 사용할 경우, 넓은 면적에서 무게로 인한 취급의 불편함과 빛의 변환효율이 많이 떨어지므로 7t 이상을 사용하지 않는다.
렌즈(7)는 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 120도 내지 180도 LED 화각을 변환하며, 투명 아크릴판(5)에 오목렌즈를 성형하여 가공한다.
초고휘도 반사지(2)는 인쇄할 바탕시트로써 재귀 반사 성능이 매우 높으며 투광율이 30% 이상을 사용하였으며, 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하였다.
함체(13)는 KS D6701의 알루미늄 합금판 압출 형재를 사용하여 부식 및 변경을 최소화 하였다.
투명 아크릴판의 오목렌즈 상면에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 LED 면발광 방식으로써 화면으로 이미지 연출이 가능하며, 초 고휘도 반사지(2) 위에 인쇄하는 방식으로 도로교통표지판이나 광고판의 색을 자유롭게 표현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 LED 회로배열 사용 방식을 나타낸다.
기존 1 chip(20mA)*3개를 1 chip(60mA)*4로 부품 사양을 바꾸었으며, 이로 인한 LED의 동작전류 60mA를 20mA만 흐르도록 낮은 저항을 사용하여 저항에서의 전압 강하를 최소화하도록 설계하였다.
스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 투명 아크릴판 하단에 2x2 배열 단위로 4개의 LED가 직렬로 설치하여, 기존 1 chip(20mA)*3개를 1 chip(60mA)*4로 부품 사양을 바꿈으로 인하여 LED의 동작전류 60mA를 20mA만 흐르도록 낮은 저항을 사용하여 저항에서의 전압 강하를 최소화하도록 설계하였다. 이때, 전류와 전압은 20mA와 12V로 동일하며, 3개의 LED를 작동할 수 있는 전력으로 4개의 LED를 작동시키므로 33%의 조도상승 효과가 있어 약 33%의 에너지 절감하게 된다.
도 3을 참조하면, 기존 LED 회로배열 사용 방식에서 1 chip (20mA) LED 3개와 1개의 저항(R11)을 직렬로 연결한 후 12V DC 전압을 인가할 경우, LED 특성상 fv값이 평균 3.3V DC(3.1~3.5vdc)인 것을 감안하여 3.3x3개 = 9.9vdc, 입력 전압 12vdc-9.9vdc=2.1vdc가 되어 2.1vdc를 드롭하기 위해 저항을 사용하게 된다.
그러므로, LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 2.1vdc*20mA=0.042W가 되며 0.042W 만큼 저항에서의 열손실이 발생하게 되고 이를 해결하기 위해 방열 대책으로 LED의 구동 전류와 전압은 20mA와 12V를 사용하며, 3개의 LED를 작동할 수 있는 전력으로 4개의 LED를 작동시키므로 33%의 조도상승 효과와 약 33%의 에너지 절감하는 효과를 제공한다.
도 4는 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 내부 회로 구성도이다.
LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 내부 회로는 전원부(100)로부터 교류 전원(AC110V/220V)을 인가받아 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)(110)와 DV/DC컨버터(120) 또는 AC/DC 컨버터(101)를 사용하여 소정의 전압(DC 12V)을 공급하는 전원 공급부; 소정의 전압(DC 12V)을 인가받아 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 4개의 LED와 저항으로 전원을 공급하는 LED 구동회로(130); 및 전압이 공급되면 각각의 LED 광원들이 투명 아크릴판의 오목렌즈를 통해 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하고, LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 향상시키는 스티커(PET 필름)에 의해 면발광으로 LED의 빛의 반사되어 빛을 비추면 재귀 반사하여 표지판의 형상을 비추는 LED 직하 방식 내부조명 도로교통 표지판(140)을 포함한다.
전원부(100)는 사용되는 배터리를 사용하거나, AC 110V 또는 AC 220V 전압을 공급하며, 전원 공급부는 AC 110V 또는 AC 220V 전압을 공급하는 전원부(10 각종 교류 전원을 공급받아 안정된 직류 전원(DC)을 출력하는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)(110)와 SMPS(110)로부터 공급된 DC 전압을 DC 12V로 변환하는 DC/DC 컨버터(120)를 사용하거나, AC 정격 전압(AC 110V 또는 AC 220V)을 DC 12V로 변환하는 AC/DC 컨버터(101)를 사용하거나, 또는 솔라셀 어레이(Solar Cell Array)를 통해 빛 에너지가 전기 에너지로 변환하여 저장된 축전지를 통해 DC/DC 컨버터를 사용하여 DC 12V 전원을 공급받을 수 있다.
참고로, 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)는 DC 전원 공급장치이며, 각종 교류 전원을 공급받아 안정된 직류 전원(DC)을 출력한다.
또한, 전원부는 솔라셀 어레이(Solar Cell Array)를 통해 빛 에너지가 전기 에너지로 변환하여 저장된 축전지를 통해 DC/DC 컨버터를 사용하여 DC 12V 전원을 공급 받을 수 있다.
도 5는 제1 실시예의 초고휘도 반사지를 실크인쇄방식으로 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판이다.
LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판의 초고휘도 반사지(2)는 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이지 않는 경우, 초고휘도 반사지를 실크인쇄방식으로 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하며, 전압이 공급되면 LED들의 광원들이 투명 아크릴판의 오목렌즈를 통해 면발광으로 LED의 빛의 반사되어 빛을 비추면 재귀 반사하여 표지판의 문자 숫자 등을 비춘다.
LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판은 초고휘도 반사지(2)에 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상이 표현되며, 도로교통 표시를 위해 횡단보도 또는 솔라셀 어레이(Solar Cell Array)와 DC/DC 컨버터와 축전지와 연결된 전원부를 사용하는 도로교통 표지판이 가로등 위에 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
1: 방수 패드 2: 초고휘도 반사지
3: 고휘도 반사지 4: 광 확산 PC
5: 투명 아크릴판 6: 화면 보강대
7: 오목 렌즈 8: LED
9: 방수 패드 10: 고정 애자
11: 함체 후면 12: PCB
13: 함체 14: 도트 방식의 도광필름
20: 스티커

Claims (6)

  1. 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 실크인쇄방식으로 인쇄하며, 빛을 비추면 재귀 반사하는 초고휘도 반사지(2);
    빛을 비추면 재귀 반사하는 고휘도 반사지(3);
    광을 확산하기 위한 광 확산 PC(폴리 카보네이드)(4);
    조사된 빛을 면발광으로 확산시키는 투명 아크릴판(5);
    화면의 처짐을 방지하는 화면 보강대(6);
    상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하는 오목렌즈(7);
    LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 부착되어 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 높임으로써 10%의 조명 효율을 향상시키는 스티커(20);
    순방향 전압이 인가되면 광원을 발산하는 LED(8);
    PVC로 인쇄회로기판(PCB)을 고정하는 고정 애자(10);
    알루미늄으로 된 지주 고정판으로 사용하는 함체 후면(11);
    LED들과 연결되며 전원부와 연결되는 LED구동회로가 내장된 PCB(12);
    좌우측에 알루미늄 압출바로 사용되는 F자형태의 함체(13); 및
    LED 광원의 빛을 차단하거나 산란시키는 도광필름(14)을 포함하는 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초고휘도 반사지(2)는
    도로교통 표지판으로 인쇄될 바탕시트로써 재귀 반사 성능이 높으며 투광율이 30% 이상을 사용하였으며, 도로교통 표지판 또는 광고판의 문자, 숫자 등의 형상을 오려붙이거나 또는 문자 부분을 제외한 배경을 특수 잉크를 사용하여 실크인쇄방식으로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 아크릴판(5)은 각각의 LED(7) 대응되는 곳에 상기 오목렌즈(7)를 상하면에 형성되고, 기존 투명 아크릴판(5)에 접착성 있는 도트방식의 도광필름(14)을 부착하거나 도광 패턴이 압출 성형된 투명 아크릴판에 접착성 있는 반사 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오목 렌즈(7)는 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 LED 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 120도 내지 180도 LED 화각을 변환하는 것을 특징으로 하는 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 오목 렌즈 상면에 부착된 스티커(20)는 PET 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
  6. 전원부(100)로부터 교류 전원을 인가받아 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)(110)와 DV/DC컨버터(120) 또는 AC/DC 컨버터(101)를 사용하여 소정의 전압(DC 12V)을 공급하는 전원 공급부;
    소정의 전압(DC 12V)을 인가받아 2x2 배열 단위의 직렬로 연결된 4개의 LED와 저항으로 전원을 공급하는 LED 구동회로(130); 및
    전압이 공급되면 각각의 LED 광원들이 투명 아크릴판의 오목렌즈를 통해 상기 투명 아크릴판(5)에 비치는 광원을 굴절시켜 면발광을 시키기 위해 LED 화각을 변환하고, LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판에 상이 맺히는 것을 방지하도록 각각의 LED와 오목렌즈의 상면에 LED 광원의 빛을 반사시켜 인근 조도를 향상시키는 스티커(PET 필름)에 의해 면발광으로 LED의 빛의 반사되어 빛을 비추면 재귀 반사하여 표지판의 형상을 비추는 LED 직하 방식 내부조명 도로교통 표지판(140); 을 포함하는, 투명 아크릴판의 오목렌즈 상에 스티커를 부착하여 면광원의 조도를 개선한 LED 직하방식 내부조명 도로교통 표지판.
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