KR102073939B1 - Ｂｉｓ 연동 버스정보안내 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치는, 상호 대향되는 전극 사이에 마련된 대전 입자들에 대해 인가되는 전압을 변화시켜 표시대상 정보를 표시하는 전자 종이 모듈; 상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 또는 제 3 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부; 및 상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 2 변 및 제 4 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈 및 상기 보조 광원부를 지지하는 지지부;를 포함하고, 상기 보조 광원부는, 상기 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록 빔을 조사하는 제 1 또는 제 2 보조광원을 포함하고, 상기 보조 광원부은, 상기 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하는 광원이다.
Description
본 발명은 ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 또는 제 3 변에 설치되어, 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부이, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록 빔을 조사하는 제 1 또는 제 2 보조광원을 포함하고, 나아가 보조 광원부는, 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하여, 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록 한, ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치에 관한 것이다.
최근 광역시와 같은 대도시는 물론 지역 대도시를 중심으로 관할 지역의 버스 운행정보를 제공하는 버스정보안내시스템(BIS/BMS, Bus Information/ Management System)이 구축되고 있다.
이러한 버스정보 안내시스템은 운행되는 버스의 위치를 교통정보센터에서 실시간 수집하여 정류장 도착 예상 시간, 노선별 현 운행 버스 위치, 뒤차와의 거리, 환승 정보 등과 같은 교통정보로 생성하고, 생성된 교통정보를 각 정류장 안내기를 통해 제공하거나 인터넷망 등을 통해 개인 단말기 사용자에게 제공하는 시스템이다.
이러한 버스정보 안내시스템은 국내 등록특허 제10-0847350호 등 다양하게 제안되어 있다.
한편, 버스정보 안내 시스템에서 정류장에 설치되는 정류장 안내기는 교통정보를 표시하기 위한 표시장치로서 대부분 LED 표시장치 또는 LCD 표시장치가 적용되고 있으며, 소비 전력량이 많아 상용 전원을 공급받아 가동될 수 있게 구축되어 있다.
따라서, 정류장 안내기를 신규로 구축하기 위해서는 상용 전원을 쉽게 공급받을 수 있는 위치로 제한되거나 많은 비용을 들여 상용 전원을 인입받을 수 있게 구축해야하는 제약이 있었다.
관련해서, 대한민국 특허 제10-1768210호(2017.08.08 등록, 발명의 명칭 : 양방향 버스정보안내 단말기)에서는, "각 버스 정류장에 마련된 양방향 버스정보안내 단말기로서, 버스 정류장을 경유하는 노선버스 정보가 표시되는 노선버스 정보 필드와, 민원 등록을 할 수 있는 민원 등록 필드가 포함된 터치스크린 화면; 교통관제센터 서버로부터 버스 정류장을 경유하는 노선버스의 정보를 수신하여, 상기 노선버스 정보 필드에 표시하는 노선버스 정보 관리부; 및 상기 민원 등록 필드를 통해서 입력되는 민원을 정부기관 서버에 등록하는 민원 등록 관리부;를 포함하는 기술구성"이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2016-0141114호(2016.12.08. 공개, 발명의 명칭 : 버스 정보 안내 시스템 및 안내 방법)에서는, "버스와 관련된 정보들을 버스를 이용하는 사용자가 구비하고 있는 사용자 단말기에 제공하기 위한 버스 정보 안내 시스템 및 안내 방법에 관한 것으로, 동시에 도착하거나 짧은 시간차를 두고 접근하는 버스에 탑승하는 탑승자를 분산시킬 수 있는 버스 정보 안내 시스템 및 안내 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 버스 정보 안내 시스템은 버스 내부에 구비되어, 버스의 위치 정보 및 버스에 탑승하고 있는 인원 정보를 제공하는 버스 단말기, 복수의 버스에 각각 설치되는 버스 단말기로부터, 위치 정보 또는 인원 정보를 각각 전달받아, 복수의 버스가 각 정류장에 도착하는 도착 예정 시간 정보와 및 버스의 혼잡도를 포함하는 버스예측정보를 산출하는 버스정보서버, 버스정보서버에 버스예측정보를 요청하고, 버스정보서버로부터 상기 버스예측정보를 수신하여 출력하는 사용자 단말기를 포함하는 기술구성"이 개시되어 있다.
상술한 특허문헌들에서는, LCD나 LED를 표시장치로 사용하기 때문에, 본 출원인이 문제의식으로 갖고 있었던, 야간 시인성을 전혀 고려할 필요가 없었다. 즉, 본 출원인이 적용하고자 하는 전자종이모듈(EPD)을 사용하는 경우의 야간 정보의 시인성에 대한 문제의식이나, 이를 해결하기 위한 보조 광원 등에 대한 기술 구성이 전혀 개시되어 있지 않았다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은, 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 또는 제 3 변에 설치되어, 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부이, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록 빔을 조사하는 제 1 또는 제 2 보조광원을 포함하고, 나아가 보조 광원부는, 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하여, 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록 한, ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 저전력 구동이 가능한 전자 종이를 적용하여 전력공급에 대한 설치 제약 조건을 완화시키며 야간에도 교통정보 표시가 가능한 ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치를 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치는, 상호 대향되는 전극 사이에 마련된 대전 입자들에 대해 인가되는 전압을 변화시켜 표시대상 정보를 표시하는 전자 종이 모듈; 상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 또는 제 3 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부; 및 상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 2 변 및 제 4 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈 및 상기 보조 광원부를 지지하는 지지부;를 포함하고, 상기 보조 광원부는, 상기 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록 빔을 조사하는 제 1 또는 제 2 보조광원을 포함하고, 상기 보조 광원부은, 상기 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하는 광원이다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 보조광원은, 상기 제 1 및 제 2 보조광원을 장착하는 장착 저면; 상기 장착 저면의 바깥쪽 일측으로부터 연장되어 형성되며, 상기 전자 종이 모듈을 보호하는 렌즈가 삽입될 수 있는 전면(前面) 렌즈 삽입장착부; 및 상기 장착 저면의 안쪽 일측으로부터 연장되어 형성되어서, 상기 전자 종이 모듈이 삽입될 수 있는 전자 종이 모듈 삽입장착부;를 포함한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔 조사를 위하여, 상기 장착 저면, 상기 전면 렌즈 삽입장착부, 및 상기 전자 종이 모듈 삽입장착부는, 그 단면이 상기 장착 저면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태로 이루어지며, 상기 전면 렌즈 삽입장착부 및 상기 전자 종이 모듈 삽입장착부에 있어서, 상기 장착 저면을 바라보는 면에는, 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔을 반사하는 반사면이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 통신모듈을 통해 수신된 표시대상 정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 미리 설정된 조건에 해당하는 것으로 판단되면, 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 제어모듈;을 포함한다.
또한, 상기 전자 종이 모듈이 설치된 환경의 조도를 검출하는 조도센서; 및 통신모듈을 통해 수신된 정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 상기 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 것으로 판단되면, 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 제어모듈;을 포함한다.
또한, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여, 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 설치 위치의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, 상기 θ는, 
및 
가운데 각도가 적은 것이 바람직하다.
또한, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 설치 위치의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, 상기 θ는, 
및 
를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조 광원부는, 상기 제 1 보조광원 또는 제 2 보조광원 앞에 각각 설치된 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 보조광원은, 상기 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록, 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부와 함께 연동하여, 빔을 조사하고, 상기 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부 각각은, 상기 제 1 보조광원 또는 상기 제 2 보조광원과 연동하여, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수직 방향으로는 집광을 하여 빛을 모아서 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하되, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수평 방향으로는 상기 θ 이상으로 확산하는 비구면 광학 렌즈인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여, 상기 제 1 및 제 2 렌즈부를 거쳐서 조사되는 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔의 시작 높이의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, 상기 θ는, 
및 
가운데 각도가 적은 것이 바람직하다.
또한, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여, 상기 제 1 및 제 2 렌즈부를 거쳐서 조사되는 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔의 시작 높이의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, 상기 θ는, 
및 
를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 표시대상 정보는 교통 정보를 포함한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교통정보 안내 표시장치는, 상호 대향되는 전극 사이에 마련된 대전 입자들에 대해 인가되는 전압을 변화시켜 표시대상 교통정보를 표시하는 전자 종이 모듈과; 상기 전자 종이 모듈이 설치된 환경의 조도를 검출하는 조도센서와; 상기 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부와; 통신모듈을 통해 수신된 교통정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 상기 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 것으로 판단되면 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 제어모듈;을 구비한다.
바람직하게는 입사된 태양광에 의해 전력을 생성하는 태양전지모듈과; 상기 태양전지 모듈에서 생성된 전력을 충전하여 상기 전자종이모듈과 상기 보조광원부 및 상기 제어모듈의 구동용 전력으로 공급하는 충전부와; 상기 태양전지모듈에서 상기 충전부로 이어지는 전력공급경로에 설치되어 낙뢰로부터 상기 충전부를 보호하는 서지 보호기;를 더 구비한다.
또한, 상기 전자종이 모듈은 버스 정류소에 설치되어 있고, 상기 전자종이 모듈에 인가되는 충격을 검출하는 충격검출센서와; 상기 전자종이 모듈이 설치된 주변 환경을 촬상할 수 있도록 된 카메라;를 더 구비하고, 상기 제어모듈은 상기 충격검출센서에서 검출된 충격신호가 설정된 감시조건에 해당하면 상기 카메라에 의해 촬상된 정보를 상기 통신모듈을 통해 설정된 관리서버로 전송되게 처리하도록 구축될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 보조 광원부는 상기 전자종이모듈의 가장자리를 따라 상기 전자종이모듈을 에워싸게 결합되는 지지틀에 장착되어 상기 전자종이 모듈의 표면에 광을 조사할 수 있도록 구축된다.
더욱 바람직하게는 상기 보조 광원부는 상기 전자종이모듈의 정보가 표시되게 외부로 노출되는 표시면과 상기 지지틀 사이에 장착되되 상기 표시면으로부터 상기 지지틀로 향하는 방향을 따라 상기 표시면에 대해 멀어지는 방향으로 진행될 수록 상기 전자종이모듈의 가장자리로부터 중앙을 향하는 방향으로 경사지되 요철이 연장방향을 따라 복수 형성된 요철경사면을 갖는 광확산체와; 상기 광확산체의 요철경사면을 향하는 방향으로 광을 출사하는 광출사 유닛;을 구비한다.
본 발명에 따른 ＢＩＳ 연동 버스정보안내 표시장치에 의하면,
첫째, 보조 광원을 설치하여, 전자 종이 모듈을 사용하는 BIS 연동 버스정보안내 표시장치라도, 시인성이 부족하거나 시인성 개선이 필요한 조건에 보조 광원을 가동하여, 시인성을 확보하는 것이 가능하다.
둘째, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 보조광원의 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 비스듬히 전자 종이 모듈의 표면 방향으로 하향으로 설치하여, 전자 종이 모듈의 표시대상 교통정보의 시인성을 더욱 향상시키는 것이 가능하다.
셋째, 복수의 제 1 렌즈부 및/또는 제 2 렌즈부 각각은, 보조 광원부, 즉 제 1 및/또는 제 2 보조 광원의 빔을, 전자 종이 모듈의 표면과 수직 방향으로는 집광을 하여 빛을 모으며, 전자 종이 모듈의 표면과 수평 방향으로는 θ 이상으로 확산시키는 비구면 광학 렌즈로 이루어져, 전자 종이 모듈의 표시대상 교통정보의 시인성을 더욱 향상시키는 것이 가능하다.
넷째, 전자 종이 모듈이 설치된 환경의 조도를 검출하는 조도센서 및 이와 연동하는 제어모듈을 구비하여, 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 것으로 판단되면 보조 광원부가 가동되게 제어할 수 있어서, 절전의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치를 적용한 모습의 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치에서, 제 1 및 제 2 보조 광원의 전자 종이 모듈에 대한 빛의 조명 각도 θ가 0도가 아니며 0도에 가깝게 비스듬히 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 전자 종이 모듈, 제 1 및 제 2 보조 광원, 제 1 및 제 2 렌즈부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 구성을 채택한 경우의 광학 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치에서, 제 1 및 제 2 보조 광원의 전자 종이 모듈에 대한 빛의 조명 각도 θ가 0도가 아니며 0도에 가깝게 비스듬히 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 전자 종이 모듈, 제 1 및 제 2 보조 광원, 제 1 및 제 2 렌즈부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 구성을 채택한 경우의 광학 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
(교통정보 안내 표시장치의 구성)
도 1은 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치를 적용한 모습의 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치(100)는 전자종이모듈, 조도센서, 보조 광원부, 지지부, 통신모듈, 제어모듈, 태양전지모듈, 서지 옵서버, 충전부, 충격감지센서, 및 카메라를 구비한다.
여기서, 전자 종이 모듈은 지지틀 내에 장착되어 표시대상 정보를 표시한다. 아래에서는, 표시대상 정보가 교통정보인 경우를 예로 하여 설명하기로 한다. 하지만, 표시대상 정보는 교통정보 이외에 야외에서 표시될 수 있는 지역정보, 공연정보 등 다양하게 변형, 변경, 및 수정될 수 있음은 물론이다. 전자 종이 모듈은 상호 대향되는 전극 사이에 마련된 대전 입자들에 대해 인가되는 전압을 변화시켜 표시대상 교통정보를 표시한다.
이러한 전자종이 모듈(110)은 통상 전자페이퍼로 불리며, 상세 구조는 국내 공개 특허 제10-2013-0087003호, 공개특허 제10-2010-0084149호 등 다양하게 게시되어 있어 상세한 설명은 생략한다.
또한, 보조 광원부는, 상술한 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 및/또는 제 3 변에 설치되어, 전자 종이 모듈에 광(빔)을 조사하는 구성이며, 지지부는, 상술한 전자 종이 모듈의 대향하는 제 2 변과 제 4 변에 설치되어, 전자 종이 모듈와 보조 광원부를 지지하는 구성이다. 통상 제 1 변과 제 3 변의 길이가 같고, 제 2 변과 제 4 변의 길이가 같은 직사각형의 형상을 가지게 될 수 있지만, 경우에 따라서는 그 길이가 다른 형상을 취할 수도 있다.
또한, 조도 센서는 전자 종이 모듈이 설치된 환경의 조도를 검출하고, 검출된 조도를 제어모듈에 제공한다.
또한, 통신모듈은 수신된 정보를 제어모듈에 제공하고, 제어모듈에 의해 제어되어 송출대상 정보를 통신망을 통해 관리서버로 전송한다. 통신모듈(140)은 설치 제약성을 완화시키기 위해 무선통신을 수행하는 무선통신모듈이 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 제어모듈은 상술한 통신모듈을 통해 수신된 교통정보가 전자 종이 모듈에 표시되게 전자 종이 모듈을 제어한다. 일례로서, 전자종이 모듈이 지주에 지지되어 버스 정류소에 설치되어 버스정보 안내시스템의 정류장 안내기로서 구축된 경우 제어모듈은 운행되는 버스의 정류장 도착 예상 시간, 노선별 현 운행 버스 위치, 뒤차와의 거리, 환승 정보 등과 같은 교통정보를 통신모듈을 통해 수신하고, 수신된 교통정보를 전자종이 모듈에 표시하도록 제어한다.
나아가, 제어모듈은 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 것으로 판단되면 보조 광원부가 가동되게 제어한다. 이 경우 전자종이 모듈에서 표시되는 교통정보는 보조 광원부에서 조사되는 광에 의해 좀 더 시각적으로 인지할 수 있는 시인성 향상이 생긴다.
또한, 제어모듈은 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 경우에도 설정되거나 제어부 판단에 따른 차단시간인 경우 보조 광원부에서 광이 출사되지 않게 제어하도록 구축될 수도 있다. 여기서, 차단시간은 버스가 운행되지 않는 시간대역(새벽 시간 등)이거나 버스가 운행되지 않는 상황인 경우(버스업체 파업이나 기상 상태로 인한 버스 운행 불가시 등)나 또는 버스 정류장에 사람이 없는 것으로 제어부가 판단 또는 인식하는 경우로 설정될 수 있다.
또한, 제어모듈은, 통신모듈을 통해 수신된 표시대상 정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 조도센서가 없는 경우라도, 미리 설정된 조건에 해당하는 것으로 판단되면, 예를 들어, 설치 위치의 위도, 현재 날짜 등을 기초로 일몰시각을 알 수 있으며, 이와 같은 그 날짜의 일몰시간이 되면, 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 것이 가능하다.
또한, 태양전지 모듈은 지주에 설치되어 입사된 태양광에 의해 전력을 생성한다. 충전부는 태양전지 모듈에서 생성된 전력을 충전하여 전자종이모듈과 보조광원부 및 제어모듈을 포함하는 가동요소의 구동용 전력으로 공급한다.
또한, 서지 옵서버는 태양전지모듈에서 충전부로 이어지는 전력공급경로에 병렬상으로 설치되어 낙뢰로부터 충전부를 보호한다. 서지 옵서버는 과전압 발생시 전류도통경로를 제공하는 서지 보호기로서 적용된 것으로 서지 프로텍터 등 공지된 다양한 요소가 서저 보호기로 적용될 수 있다.
또한, 충격검출센서는 전자종이 모듈에 인가되는 충격을 검출하여 제어모듈에 제공한다. 카메라는 전자종이 모듈이 설치된 주변 환경을 촬영할 수 있도록 되어 있다. 카메라가 주변 환경을 촬영하여, 카메라부는 감시지역에 대한 촬영을 실시하는데 있어서, 카메라 촬영 방향을 조정하는 것이 가능하여, 상태변화가 생겼을 때 상태변화가 발생한 위치로 방향을 전환해 촬영하는 것이 가능하다.
이때, 차량 충돌이나 특정인에 의한 파손과 같이 물리적 충돌에 의한 상태변화의 경우, 충격검출센서와 함께 증거사진을 별도 저장하여 번호판 인식, 파손이나 손상을 가한 특정인의 안면 인식을 통해, 원인이 되는 차량 또는 사람에게 벌금을 부과할 수 있다. 또한, 상술했던 차단시간과 관련해서, 카메라를 통해서 제어부는 버스 정류장에 사람이 있는 지 없는 지를 판단할 수 있다.
또한, 제어모듈은 충격검출센서에서 검출된 충격신호가 설정된 감시조건에 해당하면, 또한 카메라 영상 처리를 통해 상태 변화가 발생한 경우에는, 카메라에 의해 촬영된 정보를 통신모듈을 통해 설정된 관리서버로 전송되게 처리할 수 있다. 여기서, 충격검출센서 및 카메라는 전자종이모듈이 설치된 환경에 대한 모니터링 정보를 확보하기 위해 적용된 것으로 예시된 예와 다르게 습도센서, 풍속센서 등 모니터링하고자 하는 센서를 제어모듈에 적용하고, 검출된 센싱정보를 관리서버에 제공하도록 구축할 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명된 교통정보 안내 표시장치는 소형 태양전지모듈에서 생성된 전력으로도 저전력으로 구동되는 전자종이모듈을 통해 교통 안내 정보를 표시할 수 있어 상용 전원 공급라인의 인입 시공이 요구되지 않아 전력공급에 대한 설치 제약 조건을 완화시킬 수 있으며 야간에도 정보 표시가 가능할 정도로 시인성이 향상되는 장점을 제공한다.
(시인성 향상을 위한 보조 광원부의 일 실시예)
도 2는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치에서, 제 1 및 제 2 보조 광원의 전자 종이 모듈에 대한 빛의 조명(도 2의 LED 조명 바)의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 전자 종이 모듈의 표면 방향으로 비스듬히 하향 설치된 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 전자 종이 모듈, 제 1 및 제 2 보조 광원, 복수 개의 제 1 및 제 2 렌즈(lens)부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 구성을 채택한 경우의 광학 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 보조 광원부는, 전자 종이 모듈의 표시대상 교통정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0(zero)도는 아니며 0도에 가깝게 비스듬하게 하향 설치된다.
여기서, θ가 0도가 아니며 0도에 가깝게 비스듬히 전자 종이 모듈의 표면에 대해서 하향 설치한다는 것의 의미는, 제 1 및 제 2 렌즈부가 없는 경우에는 제 1 및 제 2 보조광원 자체적으로, 즉 기구적으로 전자 종이 모듈의 표면 방향으로 하향되게 하거나, 또는 복수 개의 제 1 및 제 2 렌즈부를 이용하여, 제 1 및 제 2 렌즈부와 연동하여, 제 1 및 제 2 보조 광원의 빔이 결과적으로 전자 종이 모듈의 표면에 대해서 하향되게 하는 것도 포함한다.
이렇게 함으로써, 빛의 조사 방향을 전자 종이 모듈의 표면과 수평에 가깝게 멀리 조사하여 전자 종이 모듈의 표시대상에 대해서 전체적으로 시인성을 고르게 향상시키는 것이 가능하다. θ가 0도가 되면 안되지만, 0도에 가까운 값이 될수록 더욱 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 보조광원은, 장착 저면, 전면(前面) 렌즈 삽입장착부, 및 전자 종이 모듈 삽입장착부를 포함한다. 장착 저면은, 제 1 및 제 2 보조광원을 장착하는 면을 나타내며, 또한 전면(前面) 렌즈 삽입장착부는, 장착 저면의 바깥쪽 일측으로부터 연장되어 형성되며, 전자 종이 모듈을 보호하는 렌즈(도 2의 PC lens)가 삽입될 수 있는 구성이다. 또한, 전자 종이 모듈 삽입장착부는, 장착 저면의 안쪽 일측으로부터 연장되어 형성되어서, 전자 종이 모듈이 삽입될 수 있는 구성이다.
여기서, 장착 저면, 전면 렌즈 삽입장착부, 및 전자 종이 모듈 삽입장착부는, 상술한 제 1 및 제 2 보조광원의 빔 조사를 원활하게 하기 위하여, 그 단면이 장착 저면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태로 이루어지며, 전면 렌즈 삽입장착부 및 전자 종이 모듈 삽입장착부에 있어서, 장착 저면을 바라보는 면에는, 제 1 및 제 2 보조광원의 빔을 반사하는 반사면이 형성되는 것이 바람직하다.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 보조 광원부는, 전자 종이 모듈의 표시대상 교통정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 비스듬히 설치된 제 1 및 제 2 보조광원과, 이와 같은 제 1 및 제 2 보조광원 앞에 각각 설치된 복수의 제1 및 제 2 렌즈부를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 제 1 및 제 2 렌즈부 각각은, 전자 종이 모듈의 표면과 수직 방향으로는 집광을 하여 빛을 모으며, 전자 종이 모듈의 표면과 수평 방향으로는 상술한 θ 각도 이상으로 확산하는 비구면 광학 렌즈(도 3의 우측에 도시)인 것이 바람직하다.
이 때, 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여 제 1 또는 제 2 보조광원의 설치 위치의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 또는 h2라고 하고, 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, θ는, 
및 
가운데 각도가 적은 것이다. 통상은 h1=h2이므로 2개 각도가 동일할 것이다. 더욱 바람직하게는, θ는, 
및 
를 모두 만족한다.
여기서, 보조 광원의 광학 설계는 설계기준이 소모전력 1~5W, 광도 80~300cd가 되도록 할 수 있으며, 보조 광원인 LED Bar의 광원은 예를 들어 서울반도체 5630 패키지로 상하 30개로 구성하여 Typ. 100% 구동시에 소모전력가 5W 미만으로, 광도가 300cd이상으로 설계 가능하다. 전자 종이 모듈에서 상하로 79mm 이격 거리에서 조명하도록 구성하여 목표치를 얻도록 렌즈를 설계하였다. 야간 시인성은 100cd이하여도 충분하므로 보조 조명을 20% 정도로 구동하면 소모 전력은 1~1.5W 정도가 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치의 구성을 채택한 경우의 광학 시뮬레이션 결과, 교통정보 안내 표시장치의 표시대상 전체적으로 골고루 시인성 향상이 가능할 것으로 기대된다.
구체적으로 종래의 전자종이모듈을 사용하지 않고, LCD를 채택하는 경우에는 도광판을 이용한 에지(edge) 방식과 직하 방식이 있는데, 에지 방식은 빛의 균일성(uniformity)는 좋으나 빛의 손실이 너무 크고, 직하 방식은 빛의 손실은 비교적 적으나 균일성을 해결할 수 없는 문제점이 있었다.
이에 반해서, 본 발명에 따른 교통정보 안내 표시장치는 광학 시뮬레이션을 통해 수직으로 좁게 집광하고 수평으로는 넓게 확산하는 비구면 광학 렌즈를 통해서 빛의 손실과 균일성을 모두 충족하도록 구현하는 것이 가능하다.
한편, 보조 광원부는, 제 1 보조광원 또는 제 2 보조광원 앞에 각각 설치된 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부를 더 포함하고, 제 1 및 제 2 보조광원은, 전자 종이 모듈의 표시대상 교통정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가 0도는 아니며 0도에 가깝게 되도록, 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부와 함께 연동하여, 빔을 조사하고, 상기 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부 각각은, 상기 제 1 보조광원 또는 상기 제 2 보조광원과 연동하여, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수직 방향으로는 집광을 하여 빛을 모아서 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하되, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수평 방향으로는 상기 θ 이상으로 확산하는 비구면 광학 렌즈일 수 있다.
보조 광원부에서, 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 아주 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하여야 전자 종이 모듈의 표면 수평면을 따라서 멀리 광을 전달하는 것이 가능하며, 바람직하게는 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하는 것이 좋다.
이 경우, 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여, 제 1 및 제 2 렌즈부를 거쳐서 조사되는 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔의 시작 높이의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 할 경우, θ는, 
및 
가운데 각도가 적은 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, θ는, 
및 
를 모두 만족하는 것이다.
(시인성 향상을 위한 보조 광원부의 또다른 예)
보조 광원부는 전자종이모듈의 가장자리를 따라 전자종이모듈을 에워싸게 결합되는 지지틀에 장착되어 전자종이 모듈의 표면에 광을 조사할 수 있도록 구축될 수 있다. 이 경우, 보조 광원부는 보조 광원, 반사미러 및 광확산체를 구비할 수 있다.
보조 광원을 제어모듈의 제어에 따라 광을 출사하며, 보조 광원은 지지틀 내의 장착공간에 장착되어 있다. 보조 광원은 지지틀 내의 상호 이격되는 위치에 복수개가 마련될 수 있음은 물론이다. 반사미러는 보조 광원에서 출사되는 광의 광로를 변환시켜 광확산체로 입사시키도록 지지틀의 모서리에 배치되어 있다.
여기서, 보조 광원과 반사미러는 후술되는 광확산체의 요철경사면을 향하는 방향으로 광을 출사하는 광출사 유닛에 해당한다. 보조 광원에서 출사되는 광의 경로를 변환시키지 않고 광확산체로 입사시킬 수 있게 보조 광원이 설치되는 경우 반사미러는 생략될 수 있다.
또한, 광확산체는 전자종이모듈과 지지틀 사이에 장착되어 반사미러로부터 입사된 광을 확산시켜 전자종이모듈의 정보가 표시되게 외부로 노출되는 표시면에 넓게 조사할 수 있도록 되어 있다.
여기서 광확산체는 전자종이모듈의 표시면으로부터 지지틀로 향하는 방향을 따라 표시면에 대해 멀어지는 상방으로 진행될수록 전자종이모듈의 가장자리로부터 중앙을 향하는 방향으로 경사지되 요철이 연장방향을 따라 다수 형성된(복수 형성된) 요철경사면을 갖게 형성되어 있다. 이러한 광확산체는 보조 광원에서 출사되는 광을 면조사가 되게 광을 확산시켜 전자종이모듈의 표시정보에 대한 전체적인 시인성을 골고루 높일 수 있다.
이에 대한 내용은 본 출원인이 기 특허출원한 대한민국 특허출원 제10-2018-152275호(본 출원의 출원시 미공개)의 명세서 및 도면을 참조한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
Claims (11)
- 상호 대향되는 전극 사이에 마련된 대전 입자들에 대해 인가되는 전압을 변화시켜 표시대상 정보를 표시하는 전자 종이 모듈;
상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 1 변 또는 제 3 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈에 광을 조사하는 보조 광원부; 및
상기 전자 종이 모듈의 대향하는 제 2 변 및 제 4 변에 설치되어, 상기 전자 종이 모듈 및 상기 보조 광원부를 지지하는 지지부;를 포함하고,
상기 보조 광원부는, 상기 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가및
를 모두 만족하도록 빔을 조사하는 제 1 또는 제 2 보조광원을 포함하고,
여기서, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 설치 위치의 가장 낮은 곳의 높이를 h1 및 h2라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 하며,
상기 보조 광원부은, 상기 전자 종이 모듈의 표면에 대해 수직 방향으로 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하는 광원인 것을 특징으로 하는,
정보 안내 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 보조광원은, 상기 제 1 및 제 2 보조광원을 장착하는 장착 저면; 상기 장착 저면의 바깥쪽 일측으로부터 연장되어 형성되며, 상기 전자 종이 모듈을 보호하는 렌즈가 삽입될 수 있는 전면(前面) 렌즈 삽입장착부; 및 상기 장착 저면의 안쪽 일측으로부터 연장되어 형성되어서, 상기 전자 종이 모듈이 삽입될 수 있는 전자 종이 모듈 삽입장착부;를 포함하는,
정보 안내 표시장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔 조사를 위하여, 상기 장착 저면, 상기 전면 렌즈 삽입장착부, 및 상기 전자 종이 모듈 삽입장착부는, 그 단면이 상기 장착 저면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태로 이루어지며,
상기 전면 렌즈 삽입장착부 및 상기 전자 종이 모듈 삽입장착부에 있어서, 상기 장착 저면을 바라보는 면에는, 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔을 반사하는 반사면이 형성된 것을 특징으로 하는,
정보 안내 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
통신모듈을 통해 수신된 표시대상 정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 미리 설정된 조건에 해당하는 것으로 판단되면, 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 제어모듈;을 포함하는,
정보 안내 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전자 종이 모듈이 설치된 환경의 조도를 검출하는 조도센서; 및
통신모듈을 통해 수신된 표시대상 정보가 상기 전자 종이 모듈에 표시되게 상기 전자 종이 모듈을 제어하고, 상기 조도센서에서 검출된 조도가 암시야 조건에 해당하는 기준조도 이하인 것으로 판단되면, 상기 보조 광원부가 가동되게 제어하는 제어모듈;을 포함하는,
정보 안내 표시장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 보조 광원부는, 상기 제 1 보조광원 또는 제 2 보조광원 앞에 각각 설치된 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부를 더 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 보조광원은, 상기 전자 종이 모듈의 표시대상 정보의 시인성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전자 종이 모듈의 표면의 수평면과 이루는 빔의 광축 간의 각도 θ가및
를 만족하도록, 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부와 함께 연동하여, 빔을 조사하고,
여기서, 상기 전자 종이 모듈의 표면을 기준으로 하여, 상기 제 1 및 제 2 렌즈부를 거쳐서 조사되는 상기 제 1 및 제 2 보조광원의 빔의 시작 높이의 가장 낮은 곳의 높이를 h1' 및 h2'라고 하고, 상기 전자 종이 모듈의 제 2 변 또는 제 4 변의 길이 가운데 긴 변의 길이를 a라고 하며,
상기 복수의 제 1 렌즈부 또는 제 2 렌즈부 각각은, 상기 제 1 보조광원 또는 상기 제 2 보조광원과 연동하여, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수직 방향으로는 집광을 하여 빛을 모아서 10도 미만의 좁은 빔각을 가지는 빔을 조사하되, 상기 전자 종이 모듈의 표면과 수평 방향으로는 상기 θ 이상으로 확산하는 비구면 광학 렌즈인 것을 특징으로 하는,
정보 안내 표시장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 표시대상 정보는 교통 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
정보 안내 표시장치.
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