KR101999141B1 - 항공등화의 멀티 렌즈모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 엘이디(LED) 활주로등의 구조 변경 없이 선회등의 기능을 겸하도록 기존 엘이디모듈에 결합되어 전후방은 물론 양측면으로 엘이디 빛을 조사할 수 있도록 구성한 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전면부착부와 후면부착부에 각각 결합되어 각각 전방과 후방으로 빛을 조사시키는 다수 개의 엘이디의 전방에 각각 위치되고, 각각의 엘이디로부터 발산되는 빛을 설정된 조도로 확산시키는 렌즈모듈;을 포함하며, 상기 렌즈모듈은, 어느 하나의 엘이디로부터 발산되는 빛을 양 측면으로 확산시키는 측면확산렌즈; 및 나머지 다른 엘이디로부터 발산되는 빛을 전방으로 확산시키는 전방확산렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것이다.

Description

항공등화의 멀티 렌즈모듈{MULTI LENS MODULE FOR AIRFIELD LIGHTS}

본 발명은 노출 활주로등에 적용되는 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것으로서, 특히, 기존 엘이디(LED) 활주로등의 구조 변경 없이 선회등의 기능을 겸하도록 기존 엘이디모듈에 결합되어 전후방은 물론 양측면으로 엘이디 빛을 조사할 수 있도록 구성한 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것이다.

야간에 목적지 공항 상공에 접근한 항공기가 활주로로 진입하기 위하여 선회해야 하는 경우가 있다. 이러한 선회를 위한 항공기에 활주로의 위치 및 진입지역을 알려주기 위한 방법으로, 첫 번째 방법은 활주로등(REDL: Runway Edge Lights) 자체로 선회의 기능을 가지게 하여 활주로등을 보면서 선회하는 활주로를 확인할 수 있도록 하는 것이다.

두 번째 방법은 활주로등만으로는 활주로의 위치 및 진입지역을 충분히 식별하지 못할 정도로 기상이 좋지 않거나 활주로 설비가 완벽하지 않는 공항에서 착륙기를 안내하기 위해 백색 섬광등 또는 황색 고정등으로 구성된 선회등(CGL: Circling Guidance Lights)을 설치하는 방법이다.

활주로등은 이륙 또는 착륙하고자 하는 항공기에 활주로를 알려주기 위하여 그 양측에 설치하는 등화를 말하는데 일반적으로 선회등이 있는 경우에는 직선으로 착륙하거나 이륙하는 항공기에만 정보가 제공되도 되기 때문에 선회등의 기능을 부가하지 않아도 된다.

한편, 활주로등의 위치 및 배치방법은 다음과 같다. 활주로등은 활주로 전 구간에 걸쳐 양 가장자리에 평형을 이루도록 배치하되, 그 평형선이 활주로중심선등으로부터 같은 거리에 위치해야 한다. 또한, 활주로 가장자리에서 바깥쪽으로 3m 이내에 설치해야 하며, 광도는 평균광도 10,000[cd] 이다. 활주로등은 양방향으로 이착륙하는 조종사에게 안내할 수 있도록 필요한 방위각에서 보이도록 하는데 공항에 선회등이 없을 경우에는 활주로등이 선회 안내를 할 수 있어야 한다. 이때, 모든 방위각에서 수평면 위로 15도까지의 각도에서 보이도록 해야 하며, 광도는 50[cd] 이상으로 하되 주변 등화가 없는 비행장에서는 25[cd]도 가능하다.

도 1은 활주로등의 배광곡선을 나타낸 그래프이다. 즉, 선회등 기능이 없는 활주로등은 도 1과 같이 배광곡선이 필요하다. 그러나, 선회등의 기능을 겸하도록 할 경우에는 모든 방위각에서 50[cd]이 보여야 하기 때문에 기존 방식의 활주로등으로는 이 기능을 해결할 수 없다.

도 2는 기존 노출 할로겐 활주로등의 사진을 보이고 있다. 할로겐 활주로등의 경우는 광원이 전방향이므로 도 1과 같은 10,000[cd]의 배광곡선으로 설계를 하면 선회등 기능의 50[cd]는 구조상 특별한 설계없이 만족을 하였다. 그러나, LED 항공등화의 경우는 LED의 고유특성인 직진성 때문에, 도 1의 배광을 만족하여도 양방향의 중간에서는 광이 전혀 조사되지 않으므로 50[cd]를 만족하지 못하는 문제점을 갖고 있었다.

(0001) 등록특허 제10-1269079호(LED 노출형 활주로 등)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, LED 활주로등에 부착되어 활주로등과 선회등의 기능을 겸하도록 전방과 후방은 물론, 양측방으로도 기준광도 이상의 LED 빛을 조사시킬 수 있도록 구성한 항공등화의 멀티 렌즈모듈을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 엘이디 모듈에 결합되는 렌즈모듈의 구조만을 변경함으로써, 기존에 설치된 활주로등의 구조적 변경없이 사용이 가능한 항공등화의 멀티 렌즈모듈을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 항공등화의 멀티 렌즈모듈은, 다수 개의 엘이디모듈로부터 발산되는 빛을 설정된 광도로 확산시키는 렌즈모듈을 포함하며, 상기 렌즈모듈은, 어느 하나의 상기 엘이디로부터 발산되는 빛을 양 측면으로 확산시키는 측면확산렌즈 및 나머지 다른 상기 엘이디로부터 발산되는 빛을 전방으로 확산시키는 전방확산렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측면확산렌즈를 통해 조사되는 빛은 50[cd] 이상이고, 상기 전방확산렌즈를 통해 조사되는 빛은 10,000[cd] 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측면확산렌즈는, 상하 수직 정단면이 'V'자 형상이고, 전면 중심부에 상하 길이 방향으로 'V'자 형상의 측면반사홈이 형성되며, 상기 측면반사홈의 내각은 30~150도 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 엘이디(LED) 활주로등의 엘이디모듈에 결합되는 렌즈모듈을 측면확산렌즈와 전방확산렌즈로 구성함으로써, 활주로등의 기본 배광(10,000[cd])을 만족시키면서 양 측면으로도 선회등의 기본 배광(50[cd])을 만족시킬 수 있다.

또한, 기존 활주로등을 구성하는 엘이디모듈의 전방에 결합되는 렌즈모듈만을 교체하면 되므로, 선회등을 별도로 설치하지 않아도 되므로 별도의 시공비가 필요치 않으며, 설치가 매우 간단함은 물론, 유지보수관리도 매우 용이하다.

또한, 측면확산렌즈에 측면반사홈을 통해 양 측면으로도 엘이디 빛을 조사시킬 수 있으며, 측면반사홈의 각도를 30~150도 범위 내에서 조정하면서 엘이디모듈을 사용하는 모든 활주로등에 적용시킬 수 있다.

도 1은 활주로등의 배광곡선을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 노출 할로겐 활주로등을 나타낸 도면 대용 사진,
도 3은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면확산렌즈의 형상을 나타내기 위해 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면도,
도 7은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면확산렌즈의 광선 진행방향을 개념적으로 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

본 명세서에 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면확산렌즈의 형상을 나타내기 위해 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 항공등화의 멀티 렌즈모듈의 일 실시예에 의한 측면확산렌즈의 광선 진행방향을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명인 항공등화의 멀티 렌즈모듈을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엘이디(LED)는 직진성의 특성을 가지므로 엘이디 광원의 측면방향에서는 광이 조사될 수 없는 구조이다. 따라서, 종래 엘이디 활주로등이 구비된 큰 공항에서는 선회등을 별도로 설치하여 사용하고 있으나, 작은 공항의 경우 엘이디 활주로등만 사용하고 있는 실정이며, 선회등을 사용하기 위해서는 이를 별도로 설치해야만 한다.

본 발명은 활주로등 및 선회등의 역할을 겸하도록 다수 개의 LED 모듈에 부착되는 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것이다. 즉, 선회등을 별도로 설치할 필요없이 기존에 설치된 엘이디 활주로등에 본 발명인 항공등화의 멀티 렌즈모듈을 결합하여 활주로등의 기능은 물론 선회등의 기능을 겸할 수 있도록 구성한 것이다.

엘이디 활주로등의 경우 전면부착부(미도시)와 후면부착부(미도시)가 구비되며, 전면부착부와 후면부착부는 수평 전방향 수직 15도까지 각도조절이 가능하고, 각각에 엘이디모듈이 설치되어 전방과 후방으로 광을 조사시킨다.

전면부착부와 후면부착부의 각각의 엘이디모듈 전방에는 렌즈모듈(100)이 결합되며, 엘이디모듈에 일반적인 렌즈모듈이 결합되는 것은 공지된 사항이므로 이에 대해 도시하거나 설명하는 것은 생략하도록 한다.

본 발명인 렌즈모듈(100)은 엘이디모듈로부터 발산되는 광을 설정된 광도로 확산시키는 것으로, 측면확산렌즈(110)와 전방확산렌즈(120)로 구성된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 중심에는 두 개의 체결홀(130)이 형성되며, 상기 두 개의 체결홀(130)을 통해 엘이디모듈에 체결고정된다.

엘이디모듈에는 5개의 엘이디(10)가 장착되며, 체결홀(130)을 통해 렌즈모듈(100)의 장착시 각각의 엘이디(10)의 수직 상부에는 측면확산렌즈(110) 및 일체로 형성된 복수의 전방확산렌즈(120)가 위치된다.

도 7은 측면확산렌즈(110)에 위치된 엘이디(10)를 개념적으로 나타낸 것으로써, 전방확산렌즈(120)에 위치되는 엘이디도 도 7을 통해 충분히 유추할 수 있으며, 전방확산렌즈(120)는 이미 공지된 사항이므로 추가로 도시하거나 설명하는 것은 생략하도록 한다.

엘이디(10)의 개수는 엘이디모듈에 일반적으로 6개로 구성되나, 측면확산렌즈(110)의 좌우길이를 고려하여 도 4에 도시된 바와 같이, 상부에 2개, 하부에 3개(총 5개)로 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 상부에 3개, 하부에 2개로 구성하는 것도 가능하다 할 것이다.

4개의 전방확산렌즈(120)를 통해서는 엘이디(10)로부터 발산되는 빛을 전방으로 확산시키며, 설정된 광도인 10,000[cd] 이상의 배광을 갖도록 렌즈가 설계된다.

하나의 측면확산렌즈(110)를 통해서는 엘이디(10)로부터 발산되는 빛을 주로 측면으로 확산시키며, 설정된 광도인 50[cd] 이상의 배광을 갖도록 렌즈가 설계된다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 측면확산렌즈(110)는 상하 수직 정단면이 'V'자 형상이고, 전면 중심부에 상하 길이 방향으로 'V'자 형상의 측면반사홈(111)이 형성되며, 측면반사홈 내측면의 내각 "A"는 엘이디 활주로등의 모든 변수를 감안하여 제작가능한 30~150도 범위 내에서 형성되고, 렌즈상면과 측면반사홈(111) 상호 간의 내각 "B"는 내각 "A"에 따라 변경된다.

본 발명에서는 도 4를 기준으로, 측면확산렌즈(110)의 렌즈상면의 좌우길이를 9.15㎜, 렌즈상면의 상하길이를 12.61㎜, 렌즈모듈(100)의 좌우길이는 55㎜, 렌즈모듈(100)의 상하길이는 37㎜로 설정하고, 내각 "A"는 86도로 구성하였으며, 내각 "B"는 133도로 구성하고 측면확산렌즈(110)를 통한 광선 진행방향을 테스트하였다.

측정포인트는 측면 0~90도 기준으로 50[cd] 이상이 나와야 하며, 수평은 전방향이고, 수직은 0~15도로 설정하였다.

활주로등은 활주로 방향 안쪽으로 3.5도 틀어져 있는데 이를 토인이라 하며, 실제 토인(Toin)이 3.5도 기울어져 있으므로 3.5도 범위까지 50[cd] 이상이 나오도록 설계해야 하고, 오차범위 ±1도이므로 ±4.5도까지 토인이 있는 상태에서도 이와 같은 기준을 만족해야 한다.

시뮬레이션 결과, 광선 A는 렌즈상면에 한 번 굴절 후 20~60도 부근으로 조사되었으며, 광선 B는 측면반사홈(111)의 중앙부에서 전반사 후 굴절하여 60~70도 부근으로 조사되었고, 광선 C는 측면반사홈(111)의 중앙부와 렌즈상면에서 두 번의 전반사 후 굴절하여 90도 이상으로 조사되었으며, 광선 D는 측면반사홈(111)의 중앙부에서 전반사 후 굴절하여 60~70도 부근으로 조사되었고, 광선 E는 광선이 렌즈를 통과하지 않고 그대로 조사되어 80~90도 부근으로 조사됨을 확인하였다.

상기와 같이 구성함으로써, 렌즈모듈(100)의 설계만으로 기구부의 변경없이 4개의 전방확산렌즈(120)에서는 엘이디(10)의 직진성을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같은 배광을 구현할 수 있었으며, 1개의 측면확산렌즈(110)에서는 양 측면에 빛을 조사하도록 설계하여 양측 모든 방향에서 50[cd] 이상의 광을 방사하도록 구현할 수 있었다.

한편, 본 발명은 활주로등의 엘이디의 직진성을 측면확산렌즈(110)를 통해 양 측면으로도 50[cd] 이상의 광도를 만족하여 선회등의 기능을 겸하도록 구현하는 것으로써, 엘이디의 개수는 달라질 수 있으며, 엘이디의 개수에 따라 전방확산렌즈(120) 및 측면확산렌즈(110)를 조절하여 전방은 10,000[cd] 이상, 측면은 50[cd] 이상의 광도가 나오도록 구성할 수 있다.

10 : 엘이디
20 : 할로겐 활주로등
100 : 렌즈모듈
110 : 측면확산렌즈 111 : 측면반사홈
120 : 전방확산렌즈 130 : 체결홀

Claims (3)

1. 엘이디 활주로등(REDL; Runway Edge Lights)의 구조 변경 없이 선회등의 역할을 겸하도록 다수 개의 LED 에 부착되어 전후방은 물론 양측면으로 모든 방위각에서 수평면 위로 15도까지의 각도에서 엘이디 빛을 조사할 수 있도록 구성한 항공등화의 멀티 렌즈모듈에 관한 것으로,
   수평 전방향 수직 15도까지 각도조절이 가능한 전면부착부와 후면부착부에 각각 결합되어 각각 전방과 후방으로 빛을 조사시키는 다수 개의 엘이디의 전방에 각각 위치되고, 각각의 상기 엘이디로부터 발산되는 빛을 설정된 광도로 확산시키는 렌즈모듈;을 포함하며,
   상기 렌즈모듈은,
   어느 하나의 상기 엘이디로부터 발산되는 빛을 양 측면으로 확산시키는 측면확산렌즈; 및
   나머지 다른 상기 엘이디로부터 발산되는 빛을 전방으로 확산시키는 복수의 전방확산렌즈를 포함하며,
   상기 측면확산렌즈는 상하 수직 정단면이 'V'자 형상이고, 전면 중심부에 상하 길이 방향으로 'V'자 형상의 측면반사홈이 형성되며, 상기 측면반사홈의 내각은 30~150도 범위 내에서 형성되며,
   상기 복수의 전방확산렌즈는 일체로 형성되며,
   상기 렌즈모듈의 중심에 두 개의 체결홀이 형성되며, 상기 두 개의 체결홀을 통해 엘이디의 수직 상부에 상기 측면확산렌즈와 상기 일체로 형성된 복수의 전방확산렌즈가 장착되며,
   상기 렌즈모듈의 설계만으로 기구부의 변경없이 상기 복수의 전방확산렌즈에서는 엘이디의 직진성을 이용하여 배광을 구현하며, 상기 측면확산렌즈에서는 양 측면에 빛을 조사하도록 설계하여 양측 모든 방향으로 광을 방사하는 것을 특징으로 하는 항공등화의 멀티 렌즈모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 측면확산렌즈를 통해 조사되는 빛은 50[cd] 이상이고,
   상기 전방확산렌즈를 통해 조사되는 빛은 10,000[cd] 이상인 것을 특징으로 하는 항공등화의 멀티 렌즈모듈.
3. 삭제

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