KR20160009141A

KR20160009141A - Ｌｅｄ 정밀진입경로지시등

Info

Publication number: KR20160009141A
Application number: KR1020140088944A
Authority: KR
Inventors: 임민수; 이재표; 박종식; 강기호; 박영식; 방재욱; 강지훈; 하문용
Original assignee: 유양산전 주식회사; 한국공항공사
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-01-26

Abstract

본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부에 내삽되어 발광하는 광원부와, 상기 광원부의 전면에 위치하여 광원부에서 발하는 빛을 필터링하는 필터부와, 상기 필터부의 전면에 위치하며 필터링된 빛을 투사시키는 렌즈세트와, 상기 광원부의 배면에 위치하며 상기 광원부를 구동시킬 수 있도록 형성된 구동부를 포함하며,
상기 광원부에 포함되는 LED 광원을 모두 백색광원으로 형성되되 할로겐 광원에 비해 적색 비율이 많지 않기 때문에 적색을 구현하기 위해 2열의 LED 배열 중 상부의 LED 수를 증가시킴으로서 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 하는 LED 정밀진입경로지시등을 제공한다.

Description

ＬＥＤ 정밀진입경로지시등{LED based precision approach path indicator}

본 발명은 LED 정밀진입경로지시등에 관한 것으로서, 이를 더욱 상세히 설명하면, 광원을 LED로 대체하여 사용하여 에너지를 절감할 수 있도록 하며, 다수개의 LED가 상부와 하부로 나뉘어 배열되어 한 세트로 구성되되 LED의 상하 수량을 달리 형성하여 백색광과 적색의 광비율을 전기적이 아닌 LED의 수를 이용하여 조절할 수 있도록 하는 LED 정밀진입경로지시등에 관한 것이다.

진입각지시등(PAPI: Precision approach path indicator)은 활주로에 접근하는 항공기의 조종사에게 진입각에 대한 높낮이 정도를 시각적인 부호로 알려주는 항공등화로서 이 진입각지시등은 항공등화에서도 접근 및 착륙단계의 안전을 위한 가장 중요한 시각 보조장치이다.

도 1은 정밀진입경로지시등에서 발사하는 라이트 빔을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 정밀진입경로지시등에 따른 고도 확인방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 할로겐램프를 이용한 정밀진입경로지시등을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 정밀진입경로지시등은 상측에는 하얀색 광을 하측에는 붉은색 광을 조사하며 하얀색광과 붉은색 광 사이에는 전이층으로 구분된 라이트 빔(light beam)을 발사하며, 활주로의 좌측 또는 우측에 주로 4개의 정밀진입경로지시등이 설치되어 적정의 고도와 진입각을 알려준다. 흰색광은 고도가 높다는 뜻이고 붉은광은 고도나 낮다는 뜻이다 이에 따라 4개의 정밀진입경로지시등이 모두 흰색광으로 표시되면 비행기의 고도가 너무 높다는 뜻이며, 4개 모두가 붉은광일 경우에는 비행기의 고도가 너무 낮다는 뜻으로 흰색등 2개와 붉은색등 2개가 보일경우가 적정 고도와 진입각을 이루고 있다는 것을 표시한다.

상기와 같이 조종사에게 착륙시 시각적 도움을 주는 정밀진입경로지시등은 일반적으로 "할로겐 램프"를 사용하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체부(1)는 4개의 경계면을 가지며, 상기 경계면에는 전면에서부터 제1렌즈(2), 제2렌즈(3), 필터(4) 및 리플렉터(6)가 구비된 할로겐램프(5)가 순서대로 설치되어 있음을 알 수 있다.

그러나 현재에는 세계적인 추세인 환경친화적이고 에너지 절감이라는 슬로건으로 “LED”를 사용한 진입각지시등이 요구되고 있는 상황이며, 이러한 환경 친화적이고 에너지 절감이라는 장점 외에도 기존 할로겐램프는 수명이 너무 짧아 수 만개의 항공등화를 운용하는 공항에서는 유지보수에 매우 어려운 상황이므로 LED를 적용한 장수명 항공등화를 요구하고 있다.

유럽 특허청 공개특허공보 출원번호 제10191768.0호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED 광원의 경우 할로겐 광원에 비해 적색 비율이 많지 않기 때문에 적색을 구현하기 위해 2열의 LED 배열 중 상부의 LED 수를 증가시킴으로서 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 하는 LED 정밀진입경로지시등을 제공한다.

또한, 본 발명의 리플렉터는 광도와 전이층을 구현하는 배광패턴에 따라 형성되는 것으로서 이단으로 배열되는 LED의 위치와 대응되도록 형성되며 상부의 위치하는 LED 배열에서 발생한 빛은 적색필터를 통과시킴으로서 적색광의 광도를 증가시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 상용전원이 아닌 정전류를 입력하여 사용하며, 정전류 조정기에서 공급받은 전원을 직렬로 연결하여 회로의 모든 전구의 광도가 동일하고 회로의 케이블을 부하에 관계없이 동일한 굵기로 사용할 수 있으며, 회로의 한 점이 지락이 발생하여도 전구의 점등에 영향이 없도록 하는 LED 정밀진입경로지시등을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부에 내삽되어 발광하는 광원부와, 상기 광원부의 전면에 위치하여 광원부에서 발하는 빛을 필터링하는 필터부와, 상기 필터부의 전면에 위치하며 필터링된 빛을 투사시키는 렌즈세트와, 상기 광원부의 배면에 위치하며 상기 광원부를 구동시킬 수 있도록 형성된 구동부를 포함하며, 상기 광원부는 다수개의 LED를 하나의 모듈로 사용하며 모두 백색광원의 LED로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 광원부는 다수개의 백색 LED로 구성되는 LED모듈과, 상기 LED모듈의 전면에 위치하여 특정한 영역에 광선을 집중시켜 보낼 수 있도록 형성된 리플렉터을 포함하며, 상기 LED모듈은 백색 LED 광원을 이중배열하여 사용하되 상부에 배열되는 LED는 필터부의 적색필터를 통과하여 적색광을 제공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 LED모듈은 다수개가 이중배열되되 상부에 배열된 LED의 수를 하부에 배열된 LED의 수보다 많게 형성하여 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 리플렉터는 LED모듈의 전면에 부착되는 것으로서 한개의 LED에 하나의 깔데기 형상의 리플렉터가 대응될 수 있도록 형성되되 다수개의 LED의 광을 집중시키기 위해 LED의 수에 대응되는 다수개의 리플렉터를 하나의 형태로 형성하고 이웃하는 리플렉터와 리플렉터의 사이의 높이를 낮게 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 필터부는 상기 광원부의 전면에 위치하는 것으로서 상측은 적색으로 형성되고 하측은 투명으로 형성되어 이중배열된 LED모듈에서 상부에 위치한 LED의 광이 적색필터를 통과하여 나온 적색광으로 이용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 구동부는 외부로부터 2.8~6.6A의 정전류입력을 받아서 정밀진입경로지시등을 구동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 LED 정밀진입경로지시등에 의하면, 발광부에 삽입되는 LED는 백색 LED 광원만을 사용하며 적색의 광색은 발광부 앞에 위치한 적색필터를 통과하여 나온 적색광을 이용할 수 있도록 하며, LED 광원의 경우는 할로겐광원에 비해 적색 비율이 많지 않기 때문에 적색을 구현하기 위해 2열의 LED 배열 중 상부의 LED 수를 증가시킴으로서 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 하는 효과를 지닌다.

또한, 본 발명은 종래의 할로겐 PAPI의 하우징과 하우징 내에 내삽되는 렌즈 및 필터를 그대로 사용가능하도록 설계되어 양산성을 높일 수 있도록 하는 효과를 지닌다.

도 1은 정밀진입경로지시등에서 발사하는 라이트 빔을 개략적으로 도시한 측면도이고,
도 2는 정밀진입경로지시등에 따른 고도 확인방법을 개략적으로 도시한 도면이
도 3은 할로겐램프를 이용한 정밀진입경로지시등을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 있어서 상부가 개방된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 삽입되는 광원부의 LED 모듈을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6A 내지 도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 삽입되는 광원부의 리플렉터를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 의해 전이층 형성상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 LED 정밀진입경로지시등을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 있어서 상부가 개방된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 삽입되는 광원부의 LED 모듈을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6A 내지 도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 삽입되는 광원부의 리플렉터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정밀진입경로지시등에 의해 전이층 형성상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

본 발명은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)에 내삽되어 발광하는 광원부(20)와, 상기 광원부(20)의 전면에 위치하여 광원부(20)에서 발하는 빛을 필터링하는 필터부(30)와, 상기 필터부(30)의 전면에 위치하며 필터링된 빛을 투사시키는 렌즈세트(40)와, 상기 광원부(20)의 배면에 위치하며 상기 광원부(20)를 구동시킬 수 있도록 형성된 구동부(50)를 포함한다.

상기 몸체부(10)는 상면 및 전면이 개구된 상태의 사각형으로 형성되며, 내측에는 4개의 경계면(11)이 형성되어 후술되는 광원부(20), 필터부(30) 및 렌즈세트(40)를 차례대로 설치할 수 있도록 한다. 상기 몸체부(10)의 형상 및 구조는 종래의 할로겐램프를 이용한 정밀진입경로지시등의 몸체부(1)를 사용하여도 무방하며 본 발명의 핵심기술이 아니므로 자세한 설명은 하지 않기로 한다.

상기 광원부(20)는 다수개의 백색 LED로 구성되는 LED모듈(21)과, 상기 LED모듈(21)의 전면에 위치하여 특정한 영역에 광선을 집중시켜 보낼 수 있도록 형성된 리플렉터(23)을 포함한다.

상기 LED모듈(21)은 백색 LED 광원을 이중배열하여 사용하되 상부에 배열되는 LED는 후술되는 필터부(30)의 적색필터를 통과하여 적색광을 제공할 수 있도록 하는 것으로서, 상부에는 6개의 LED가 배열되며 하부에는 5개가 배열되어 총 11개의 LED가 하나의 모듈이 될 수 있도록 하였다. 이는 일반적인 규격에서 적색은 15,000[cd] 이상이며 백색은 적색의 6.5배를 넘지 않아야 하므로 이를 구현하기 위해 2열의 LED 배열 중 상부의 LED 수를 증가시킴으로서 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 한 것이다. 다만, 본 발명에서는 11개의 백색 LED 광원을 하나의 모듈로 사용하였으나, 이에 한정하지 않고 LED 광원의 종류에 따라 하부 LED 광원의 수가 많을 수도 있거나, 상부의 LED 광원의 수가 많을 수도 있으며 동일할 수도 있다. 즉, LED 배열과 수량, 광원에 따라 조절이 가능하다.

상기 리플렉터(23)는 LED모듈(21)의 전면에 부착되는 것으로서 다수개의 LED의 빛을 한곳에 집중시켜 확산시킬 수 있도록 하며, 광도와 전이층을 구현하는 배광패턴을 형성하는 역할을 한다. 또한, 상기 리플렉터(23)는 도 6에 도시된 바와 같이, 한개의 LED에 하나의 깔데기 형상의 리플렉터가 대응될 수 있도록 형성되되 다수개의 LED의 광을 집중시키기 위해 11개의 개별 리플렉터를 하나의 형태로 형성하고 이웃하는 리플렉터와 리플렉터의 사이의 높이를 낮게 형성시킬 수 있도록 한다. 다만, 앞서 기재된 바와 같이 상기 LED모듈(21)이 이중 배열된 상태로 형성되므로 리플렉터(23)의 형상 또한 이중배열된 것과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 필터부(30)는 상기 광원부(20)의 전면에 위치하는 것으로서 도 7에 도시된 바와 같이, 상측은 적색으로 형성되고 하측은 투명으로 형성되어 이중배열된 LED모듈(21)에서 상부에 위치한 LED의 광이 적색필터를 통과시킬 수 있도록 한다. 이는 상기 LED모듈(21)에 구성된 LED가 모두 백색광원으로 형성되므로 적색의 광색을 적색필터를 통과하여 나온 적색광으로 이용할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, LED 광원의 경우는 할로겐 광원에 비해 적색 비율이 많지 않기 때문에 적색을 구현하기 위해 2열의 LED 배열 중 상부의 LED 수를 증가시킴으로서 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 한다.

상기 렌즈세트(40)은 상기 필터부(30)이 전면에 위치하며 필터부(30)를 통과하느 빛을 1차 굴절시키는 제1차렌즈(41)와, 상기 제1차렌즈(41)를 통과한 빛을 재굴절시키는 제2차렌즈(43)를 포함한다. 필터부(30)와 제1차렌즈(41) 및 제2차렌즈(43)은 도 7에 도시된 바와 같이 필터부(30)와 1차렌즈(41)의 거리보다 제1차렌즈(41)와 제2차렌즈(43) 사이의 거리를 더 길게 형성하는데 이는 활주로로 진입하는 항공기의 파일럿에게 필터면의 이미지가 전달되려면 상거리는 무한대가 되어야 하므로, 필터면과 첫 번째 1차 렌즈 사이의 거리를 물체거리로 하면 두 개의 2차 렌즈 사이의 거리를 조절해서 상거리를 무한으로 할 수 있다. 다만 광학렌즈를 비롯한 각 부품의 제작편차가 있기 때문에 설계에서 확보한 부품간의 위치와 거리 등의 정보를 기초로 하여 조립과정에서 정밀히 전이층을 조정할 수 있도록 한다.

상기 구동부(50)는 외부로부터 2.8~6.6A의 정전류입력을 받아서 구동시킬 수 있도록 한다. 이는 정밀진입경로지시등이 장거리에 걸쳐서 설치해야 하므로 여기에 공급하는 전기회로가 일반적으로 제공하는 병렬방식으로 제공되면 말단에 가서는 전압강하로 인해 곤란하여 정전류형의 직렬방식으로 제공될 수 있도록 한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 몸체부 20 : 광원부
30 : 필터부 40 : 렌즈세트
50 : 구동부

Claims

몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)에 내삽되어 발광하는 광원부(20)와, 상기 광원부(20)의 전면에 위치하여 광원부(20)에서 발하는 빛을 필터링하는 필터부(30)와, 상기 필터부(30)의 전면에 위치하며 필터링된 빛을 투사시키는 렌즈세트(40)와, 상기 광원부(20)의 배면에 위치하며 상기 광원부(20)를 구동시킬 수 있도록 형성된 구동부(50)를 포함하며,
상기 광원부(20)는 다수개의 LED를 하나의 모듈로 사용하며 모두 백색광원의 LED로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.
제1항에 있어서,
상기 광원부(20)는 다수개의 백색 LED로 구성되는 LED모듈(21)과, 상기 LED모듈(21)의 전면에 위치하여 특정한 영역에 광선을 집중시켜 보낼 수 있도록 형성된 리플렉터(23)을 포함하며,
상기 LED모듈(21)은 백색 LED 광원을 이중배열하여 사용하되 상부에 배열되는 LED는 필터부(30)의 적색필터를 통과하여 적색광을 제공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.
제2항에 있어서,
상기 LED모듈(21)은 다수개가 이중배열되되 상부에 배열된 LED의 수를 하부에 배열된 LED의 수보다 많게 형성하여 15,000[cd]의 적색과 6.5배 이하의 백색을 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.
제2항에 있어서,
상기 리플렉터(23)는 LED모듈(21)의 전면에 부착되는 것으로서 한개의 LED에 하나의 깔데기 형상의 리플렉터가 대응될 수 있도록 형성되되 다수개의 LED의 광을 집중시키기 위해 LED의 수에 대응되는 다수개의 리플렉터를 하나의 형태로 형성하고 이웃하는 리플렉터와 리플렉터의 사이의 높이를 낮게 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.
제1항에 있어서,
상기 필터부(30)는 상기 광원부(20)의 전면에 위치하는 것으로서 상측은 적색으로 형성되고 하측은 투명으로 형성되어 이중배열된 LED모듈(21)에서 상부에 위치한 LED의 광이 적색필터를 통과하여 나온 적색광으로 이용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.
제1항에 있어서,
상기 구동부(50)는 외부로부터 2.8~6.6A의 정전류입력을 받아서 정밀진입경로지시등을 구동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 정밀진입경로지시등.