KR102089897B1 - 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 수평방향의 배광이 일정하기 유지되도록 하는 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 복수의 LED 칩이 수직방향으로 설치되어 복수의 배광을 형성하기 위한 빛을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 LED 칩에 대응하여 설치되고, 상기 LED 칩에서 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부; 및 상기 집광 렌즈부에서 입사되는 빛의 경로에 따라 수직각이 서로 다른 배광각을 형성하며 출력하는 프로젝션 렌즈부를 포함한다. 따라서 본 발명은 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 수평방향의 배광을 일정하기 유지할 수 있고, 하나의 렌즈를 통해 다양한 수직각의 배광분포를 제공할 수 있어 등명기의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기{BEACON MODULE WITH MULTI EMISSION ANGLE AND BEACON USING THE SAME}
본 발명은 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 수평방향의 배광이 일정하기 유지되도록 하는 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기에 관한 것이다.
일반적으로 해상에는 야간에 선박을 운항하는 항해자에게 항로에 관한 위치정보를 전달하기 위하여 항로 표지가 설치되어 사용되고 있다.
상기 항로 표지는 선박의 안전한 항해를 위하여 항행 보조시설로 이용하는 선박에 정확한 위치정보를 제공하기 위한 인위적인 지표시설로서 등대 또는 등부표에 설치된 등명기 등의 장치가 사용되고 있으며 항로를 안내할 수 있는 광선을 발산하고 항해자가 이를 인지하여 항로에 관한 정보를 취득할 수 있게 하고 있다.
상기 등부표에 설치되는 항로 표지용 등명기는 LED 램프를 사용하여 광선을 발광시켜 위치정보를 제공하고, 이러한 식별 방법은 섬광(불빛), 섬광주기(등질) 및 신호소(등대 또는 등부표 등)의 위치를 파악하게 함으로써 선박의 선위를 측정하고 항로를 유지하며 목적지까지 안전하게 항해할 수 있게 한 시설이다.
도 1은 일반적인 등부표(10)의 구성과 상기 등부표(10)가 바다(20)의 파도에 의해 기울어지면서 발광되는 빛의 발산방향을 나타낸 도면으로서, 상기 등부표(10)는 바다(20)에서 상기 등부표(10)가 부유할 수 있도록 하는 제 1 몸체(11)와 광선을 발광하는 등명기가 제 1 몸체(11)로부터 일정 높이 이상 설치될 수 있도록 하는 제 2 몸체(12)와 상기 등명기가 설치되는 제 3 몸체(13)로 이루어진다.
이러한, 등부표(10)는 바다(20)에서 해상의 기상조건에 따라 유동하게 되며, 상기 등부표(10)의 기울어짐이 발생한 경우 광선 표지 시설인 등명기에서 발광하는 섬광의 각도(LED 등명기의 불빛은 통상 수직 발산각 ±4°이내에 빔각을 형성함)가 기울어진 상태에서 발광이 이루어짐으로써, 상기 발광된 섬광이 항해자의 시야에서 벗어나 섬광을 감지하지 못하게 되어 항로 이탈이 발생할 수 있으며 사고의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 10-1055519호(발명의 명칭: 조명어셈블리 및 이를 구비한 등명기)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 수평방향의 배광이 일정하기 유지되도록 하는 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 배광각 광원 모듈은 기판부, 상기 기판부상에 수직방향으로 설치되고, 제1 배광을 형성하는 제1 LED 칩과, 상기 제1 LED 칩의 상측에 설치되어 제2 배광을 형성하는 제2 LED 칩 및 제2 LED 보조 칩과, 상기 제1 LED 칩의 하측에 설치되어 제3 배광을 형성하는 제3 LED 칩 및 제3 LED 보조 칩과, 상기 제2 LED 칩의 상부에 설치되어 제4 배광을 형성하는 제4 LED 칩과, 제3 LED 칩의 하부에 설치되어 제5 배광을 형성하는 제5 LED 칩으로 이루어진 LED 칩을 구비한 광원부; 상기 제1 LED 칩에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제1 집광 렌즈와, 제2 LED 칩 및 제2 LED 보조 칩에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제2 집광 렌즈와, 제3 LED 칩 및 제3 LED 보조 칩에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제3 집광 렌즈와, 제4 LED 칩에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제4 집광 렌즈와, 제5 LED 칩에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제5 집광 렌즈로 이루어져 LED 칩으로부터 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부; 및 상기 복수의 집광 렌즈부에서 입사된 빛을 수평 배광각은 ±10°~ ±60° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 상기 제1 집광 렌즈를 통해 입사된 빛은 수직 배광각이 0°~ ±5° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 상기 제2 집광 렌즈를 통해 입사된 빛은 -10°이상 ~ -5°미만 범위, 제3 집광 렌즈를 통해 입사된 빛은 5°초과 ~ 10°이하 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 제4 집광 렌즈를 통해 입사된 빛은 -20°이상 ~ -10°미만 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 제5 집광 렌즈를 통해 입사된 빛은 10°초과 ~ 20°이하 범위의 배광 패턴을 형성하며 출력되도록 하는 프로젝션 렌즈부를 포함하고, 광원 모듈의 기울기 정보에 따라 상기 광원부를 선택적으로 온/오프 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제2 LED 칩, 제2 LED 보조 칩, 제3 LED 칩 및 제3 LED 보조 칩은 제1 LED 칩의 대각선 방향 상측 및 하측에 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제2 LED 칩 및 상기 제2 LED 보조 칩과, 제3 LED 칩 및 제3 LED 보조 칩은 제1 LED 칩, 제4 LED 칩 및 제5 LED 칩의 출력 광량과 대비하여 1/2 광량으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기는 n각형상의 베이스부 둘레를 따라 설치되며, 복수의 LED 칩이 수직방향으로 설치되어 복수의 배광을 형성하기 위한 빛을 출력하는 광원부와, 상기 광원부의 LED 칩에 대응하여 설치되고, 상기 LED 칩에서 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부와, 상기 집광 렌즈부에서 입사되는 빛의 경로에 따라 수직각이 서로 다른 배광각을 형성하며 출력하는 프로젝션 렌즈부를 구비한 광원 모듈; 상기 광원 모듈의 수직방향 기울기 정보를 검출하는 기울기 센서; 및 상기 기울기 센서에서 검출된 기울기 정보를 분석하여 검출된 기울기 정보에 따라 상기 광원 모듈이 임의의 배광을 형성하도록 상기 광원부의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 등명기는 n각형상으로 이루어지고, 상기 광원 모듈의 하부에 등명기의 중심축(C)을 기준으로 일정 각도 회전하여 상기 광원 모듈과 일정 각도 엇각으로 설치한 보조 광원 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 등명기는 광원 모듈과 보조 광원 모듈 사이에 설치되어 등명기로부터 근거리에 일정 배광이 형성되도록 빛을 출력하는 보조 광원 모듈 1을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부는 상기 기울기 센서로부터 검출된 기울기 정보를 이용하여 수평방향으로 배치된 광원 모듈의 각 광원부 별로 기울기 정보를 산출하고, 상기 산출된 위치별 광원부의 기울기 정보에 따라 수평방향으로의 배광을 유지하기 위한 배광 특성을 갖도록 상기 광원부를 선택적으로 온/오프 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부는 n각형의 광원 위치에서 산출된 각 광원부의 기울기 정보가 0°~ ±5° 범위면, 수평방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 -15°이상 ~ -5°미만 범위면, 10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 -25°이상 ~ -15°미만 범위면, 20°의 수직방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 5°초과 ~ 15°이하 범위면, -10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 15°초과 ~ 25°이하 범위면, -20°의 수직방향 배광이 형성되도록 상기 광원부의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 수평방향의 배광을 일정하기 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 렌즈를 통해 다양한 수직각의 배광분포를 제공할 수 있어 등명기의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 일반적인 등부표가 파도의 움직임에 따라 흔들리는 상태를 나타낸 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시되
도 4 는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 광원부 배치상태를 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 배광분포를 나타낸 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기를 나타낸 사시도.
도 8 은 도 7에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기의 광원 모듈 구성을 나타낸 사시도.
도 9 는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기를 나타낸 블록도.
도 10 은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기의 동작과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배광각 광원 모듈 및 이를 이용한 등명기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 광원부 배치상태를 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈의 배광분포를 나타낸 예시도이다.
도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈(100)은 광원부(110)와, 집광 렌즈부(120)와, 프로젝션 렌즈부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 광원부(110)는 복수의 LED 칩이 수직방향으로 설치되어 복수의 배광을 형성하기 위한 빛을 출력하는 구성으로서, 기판부(110)와, 상기 기판부(111)상에 상기 기판부(111)의 길이방향을 따라 설치된 다수의 LED 칩(112)을 포함하여 구성된다.
상기 LED 칩(112)은 제1 배광을 형성하는 제1 LED 칩(112a)과, 상기 제1 LED 칩(112a)의 상측에 설치되어 제2 배광을 형성하는 제2 LED 칩(112b)과, 상기 제1 LED 칩(112a)의 하측에 설치되어 제3 배광을 형성하는 제3 LED 칩(112c)을 포함하여 구성된다.
상기 제2 LED 칩(112b)은 제1 LED 칩(112a)의 대각선 방향 상측에 설치되고, 상기 제3 LED 칩(112c)은 제1 LED 칩(112a)의 대각선 방향 하측에 설치된다.
또한, 상기 LED 칩(112)은 제2 LED 칩(112b)과 함께 제2 배광을 형성하는 제2 LED 보조 칩(112b')과, 제3 LED 칩(112c)과 함께 제3 배광을 형성하는 제3 LED 보조 칩(112c')을 더 포함하여 구성된다.
상기 제2 LED 보조 칩(112b')은 제1 LED 칩(112a)의 대각선 방향 상측, 예를 들면, 제2 LED 칩(112b)과 대향하는 위치에 설치되고, 제3 LED 보조 칩(112c')은 제1 LED 칩(112a)의 대각선 방향 하측, 예를 들면, 제3 LED 칩(112c)과 대향하는 위치에 설치된다.
또한, 상기 LED 칩(112)은 제2 LED 칩(112b)의 상부에 설치되어 제4 배광을 형성하는 제4 LED 칩(112d)과, 제3 LED 칩(112c)의 하부에 설치되어 제5 배광을 형성하는 제5 LED 칩(112e)을 더 포함하여 구성된다.
또한, 제1 배광을 형성하기 위한 제1 LED 칩(112a)과, 제4 배광을 형성하기 위한 제4 LED 칩(112d)과, 제5 배광을 형성하기 위한 제5 LED 칩(112e)은 각각 1개의 LED 칩을 설치하여 일정 광량을 출력하도록 구성되지만, 제2 배광을 형성하기 위한 제2 LED 칩(112b) 및 제2 LED 보조 칩(112b')과, 제3 배광을 형성하기 위한 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')은 각각 2개의 LED 칩이 설치되므로, 균일한 배광을 형성하기 위해 상기 제2 LED 칩(112b) 및 상기 제2 LED 보조 칩(112b)과, 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')은 상기 제1 LED 칩(112a), 제4 LED 칩(112d) 및 제5 LED 칩(112e)의 출력 광량과 대비하여 1/2 광량으로 출력되도록 한다.
상기 집광 렌즈부(120)는 광원부(110)의 LED 칩에 개별 대응하여 설치되고, 상기 LED 칩에서 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 구성으로서, 바람직하게는 TIR 렌즈로 이루어진다.
즉 상기 집광 렌즈부(120)는 광원부(110)에서 램버시안 방사되는 빛을 일정 각도를 갖도록 줄여주는 기능을 수행한다.
또한, 상기 집광 렌즈부(120)는 제1 LED 칩(112a)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제1 집광 렌즈(120a)와, 제2 LED 칩(112b) 및 제2 LED 보조 칩(112b')에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제2 집광 렌즈(120b)와, 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제3 집광 렌즈(120c)와, 제4 LED 칩(112d)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제4 집광 렌즈(120d)와, 제5 LED 칩(112e)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제5 집광 렌즈(120e)를 포함하여 구성된다.
상기 프로젝션 렌즈부(130)는 집광 렌즈부(120)에서 입사되는 빛의 경로에 따라 수직각이 서로 다른 배광각을 형성하며 출력하는 구성으로서, 상기 프로젝션 렌즈부(130)는 수직 배광각은 0°~ ±20°범위이고, 수평 배광각은 ±10°~ ±60° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 한다.
즉 상기 프로젝션 렌즈부(130)는 제1 집광 렌즈(120a)를 통해 입사된 빛은 수직 배광각이 0°~ ±5° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 제2 집광 렌즈(120b)를 통해 입사된 빛은 -5°~ -10° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 제3 집광 렌즈(120c)를 통해 입사된 빛은 5°~ 10° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 제4 집광 렌즈(120d)를 통해 입사된 빛은 -10°~ -20° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 제5 집광 렌즈(120e)를 통해 입사된 빛은 10°~ 20° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 한다.
따라서, LED 칩(112)을 모두 점등할 경우, 도 6과 같이 적층된 배광패턴을 갖는 광분포의 광원 모듈(100)을 제공할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기의 광원 모듈 구성을 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기를 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3과, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다
우선, 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 등명기(1000)는 등명기 하우징(1100)에 n각형상의 베이스부(101) 둘레를 따라 배치되며, 복수의 LED 칩이 수직방향으로 설치되어 복수의 배광을 형성하기 위한 빛을 출력하는 광원부(110)와, 상기 광원부(110)의 LED 칩에 대응하여 설치되고, 상기 LED 칩에서 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부(120)와, 상기 집광 렌즈부(120)에서 입사되는 빛의 경로에 따라 수직각이 서로 다른 배광각을 형성하며 출력되도록 하는 프로젝션 렌즈부(130)를 구비한 광원 모듈(100)과, 상기 광원 모듈(100)과 동일하게 구성된 보조 광원 모듈 (100')과, 상기 광원 모듈(100)과 보조 광원 모듈(100') 사이에 설치된 보조 광원 모듈 1(100")과, 기울기 센서(200)와, 제어부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 광원 모듈(100)은 360°방향으로 빛을 조사할 수 있도록 n각형상의 베이스부(101) 둘레를 따라 설치된다. 본 실시예에서는 6각형상을 갖는 베이스부(101)를 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 광원 모듈(100')은 광원 모듈(100)의 구성과 동일한 n각형상으로 이루어지고, 상기 광원 모듈(100)의 하부에 등명기(1000)의 중심축(C)을 기준으로 일정 각도 회전하여 상기 광원 모듈(100)과 일정 각도 어긋난 엇각으로 설치된다.
즉 상기 보조 광원 모듈(100')은 보조 광원 모듈(100')의 프로젝션 렌즈부(130')가 광원 모듈(100)의 프로젝션 렌즈부(130)와 이웃한 프로젝션 렌즈부(130a) 사이에 배치되도록 설치하여, n각형으로 형성된 광원 모듈(100)이 프로젝션 렌즈부(130)와 이웃한 프로젝션 렌즈부(130a)를 통해 형성하는 배광이 중첩되지 못해 충분한 광량을 제공하지 못하는 문제를 해소할 수 있도록 다단으로 구성하여 수평 균제도가 향상될 수 있도록 한다.
또한, 상기 보조 광원 모듈 1(100")은 광원 모듈(100)과 보조 광원 모듈(100') 사이에 설치되어 등명기(1000)로부터 근거리에 일정 배광이 형성되도록 빛을 제공하는 구성으로서, 광원부와 임의 배광을 형성하는 광학계(렌즈)를 포함하여 구성되고, 광원 모듈(100) 및 보조 광원 모듈(100')과 다르게 기울어짐과 상관없이 항상 점등된 상태를 유지한다.
상기 기울기 센서(200)는 베이스부(101)에 설치되어 X-Y 평면상에서 등명기(1000)의 X-방향 회전각(a)과, Y-방향 회전각(b)을 갖는 기울기 정보를 검출하는 구성으로서, 바람직하게 자이로 센서로 이루어진다.
그러나 상기 기울기 센서(200)는 자이로 센서에 한정되는 것은 아니고, 기울기 정보를 검출할 수 있는 임의의 기울기 검출 수단으로 변경 실시하여도 무방하다.
상기 제어부(300)는 기울기 센서(200)로부터 검출된 기울기 정보를 이용하여 수평방향으로 배치된 광원 모듈의 각 광원부(110) 별로 기울기 정보를 산출하고, 상기 산출된 위치별 광원부(110)의 기울기 정보에 따라 수평방향으로의 배광을 유지하기 위한 배광 특성을 갖도록 상기 광원부(110)를 선택적으로 온/오프 제어하는 구성으로서, 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보를 분석하고, 상기 분석된 기울기 정보를 미리 설정된 광원 모듈(100)의 점등 제어정보와 비교하여 상기 검출된 기울기 정보에 따라 상기 광원 모듈(100), 보조 광원 모듈(100') 및 보조 광원 모듈 1(100")이 임의의 배광을 형성하도록 상기 광원부(110)의 온/오프를 제어한다.
상기 제어부(300)의 제어과정을 도 10을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
*상기 제어부(300)가 기울기 센서(200)로부터 등명기(1000)의 X-방향 회전각(a)과, Y-방향 회전각(b)을 갖는 기울기 정보를 검출(S100)한다.
상기 제어부(300)는 상기 검출된 기울기 정보로부터 어느 방향으로 가장 많이 기울어졌는지 여부를 판단하기 위해, 최대 기울기 위치(θ) 정보와, 최대 기울기 값(γ)을 산출(S110)한다.
즉 등명기(1000)가 파도에 의해 흔들리는 경우 어느 방향으로 가장 많이 기울어졌는지 최대로 기울어진 위치(또는 방향)와, 상기 최대 기울어진 위치에서의 기울기 값을 산출한다.
상기 최대 기울기 위치 θ = arctan (a/b)로부터 산출하고, 최대 기울기 값γ = arctan(tan(b) * cos(θ) + sin (θ) * tan(a))로부터 산출한다. 여기서, θ는 최대 기울기 위치이고, γ는 최대 기울기 값이며, a는 X-방향 회전각이고, b는 Y-방향 회전각이다.
상기 제어부(300)는 기울어짐의 발생으로 원주 방향의 위치별 기울기 값을 계산(S120)하고, 상기 원주 방향의 광원별 수평 제어 보상 각도를 산출(S130)한다.
즉 상기 제어부(300)는 기울기 센서(200)를 통해 n각형의 광원 위치에서 산출된 기울기 정보가 예를 들면, 0°~ ±5° 범위면, 수평방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 -5°~ -15° 범위면, 10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 -15°~ -25° 범위면, 20°의 수직방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 5°~ 15° 범위면, -10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 15°~ 25° 범위면, -20°의 수직방향 배광이 형성되도록 수평 제어 보상 각도를 산출한다.
상기 S130 단계의 보상 각도가 산출되면, 상기 산출된 보상 각도에 따라 원주 방향의 광원별로 점등 광원이 선택 및 점등(S140)되도록 제어한다.
즉 상기 제어부(300)는 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보가 0°~ ±5° 범위면, 수평방향 배광이 형성되는 광원부(110)의 제1 LED 칩(112a)은 온 시키고, 나머지 LED 칩은 오프되도록 제어하여 발광된 섬광이 수평방향을 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(300)는 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보가 기울기 정보가 -5°~ -15° 범위면, 광원 모듈(100)이 기울어진 각도만큼 보상된 배광각을 형성할 수 있도록 10°의 수직방향 배광이 형성되는 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')을 온 시키고, 나머지 LED 칩은 오프되도록 제어한다.
또한, 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보가 기울기 정보가 -15°~ -25° 범위면, 광원 모듈(100)이 기울어진 각도만큼 보상된 배광각을 형성할 수 있도록 20°의 수직방향 배광이 형성되는 제5 LED 칩(112e)은 온 시키고, 나머지 LED 칩은 오프되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(300)는 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보가 기울기 정보가 5°~ 15° 범위면, 광원 모듈(100)이 기울어진 각도만큼 보상된 배광각을 형성할 수 있도록 -10°의 수직방향 배광이 형성되는 제2 LED 칩(112b) 및 제2 LED 보조 칩(112b')을 온 시키고, 나머지 LED 칩은 오프되도록 제어한다.
또한, 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보가 기울기 정보가 15°~ 25° 범위면, 광원 모듈(100)이 기울어진 각도만큼 보상된 배광각을 형성할 수 있도록 -20°의 수직방향 배광이 형성되는 제4 LED 칩(112d)은 온 시키고, 나머지 LED 칩은 오프되도록 제어한다.
상기 S140단계를 수행한 다음 제어부(300)는 S100단계부터 S140단계를 반복수행하여 수직방향으로 배치된 광원이 파도에 의해 기울어지는 각도에 따라 온/오프 점등되어 등명기로부터 발광된 섬광이 항해자의 시야에서 벗어나지 않도록 일정하게 유지할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 광원 모듈 100' : 보조 광원 모듈
100" : 보조 광원 모듈 1 101 : 베이스부
110 : 광원부 111 : 기판부
112 : LED 칩 112a : 제1 LED 칩
112b : 제2 LED 칩 112b' : 제2 LED 보조 칩
112c : 제3 LED 칩 112c' : 제3 LED 보조 칩
112d : 제4 LED 칩 112e : 제5 LED 칩
120 : 집광 렌즈부 120a : 제1 집광 렌즈
120b : 제2 집광 렌즈 120c : 제3 집광 렌즈
120d : 제4 집광 렌즈 120e : 제5 집광 렌즈
130, 130a, 130' : 프로젝션 렌즈부 200 : 기울기 센서
300 : 제어부 1000 : 등명기
1100 : 등명기 하우징

Claims (8)

  1. 다중 배광각 광원 모듈로서,
    기판부(111), 상기 기판부(111)상에 수직방향으로 설치되고, 제1 배광을 형성하는 제1 LED 칩(112a)과, 상기 제1 LED 칩(112a)의 상측에 설치되어 제2 배광을 형성하는 제2 LED 칩(112b) 및 제2 LED 보조 칩(112b')과, 상기 제1 LED 칩(112a)의 하측에 설치되어 제3 배광을 형성하는 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')과, 상기 제2 LED 칩(112b)의 상부에 설치되어 제4 배광을 형성하는 제4 LED 칩(112d)과, 제3 LED 칩(112c)의 하부에 설치되어 제5 배광을 형성하는 제5 LED 칩(112e)으로 이루어진 LED 칩(112)을 구비한 광원부(110);
    상기 제1 LED 칩(112a)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제1 집광 렌즈(120a)와, 제2 LED 칩(112b) 및 제2 LED 보조 칩(112b')에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제2 집광 렌즈(120b)와, 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제3 집광 렌즈(120c)와, 제4 LED 칩(112d)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제4 집광 렌즈(120d)와, 제5 LED 칩(112e)에서 출력되는 빛을 집광하여 출력하는 제5 집광 렌즈(120e)로 이루어져 LED 칩으로부터 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부(120); 및
    상기 복수의 집광 렌즈부(120)에서 입사된 빛을 수평 배광각은 ±10°~ ±60° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 상기 제1 집광 렌즈(120a)를 통해 입사된 빛은 수직 배광각이 0°~ ±5° 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 상기 제2 집광 렌즈(120b)를 통해 입사된 빛은 -10°이상 ~ -5°미만 범위, 제3 집광 렌즈(120c)를 통해 입사된 빛은 5°초과 ~ 10°이하 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하고, 제4 집광 렌즈(120d)를 통해 입사된 빛은 -20°이상 ~ -10°미만 범위의 배광각을 형성하며 출력되도록 하며, 제5 집광 렌즈(120e)를 통해 입사된 빛은 10°초과 ~ 20°이하 범위의 배광 패턴을 형성하며 출력되도록 하는 프로젝션 렌즈부(130)를 포함하고,
    광원 모듈의 기울기 정보에 따라 상기 광원부(110)를 선택적으로 온/오프 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 LED 칩(112b), 제2 LED 보조 칩(112b'), 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')은 제1 LED 칩(112a)의 대각선 방향 상측 및 하측에 설치한 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 LED 칩(112b) 및 상기 제2 LED 보조 칩(112b)과, 제3 LED 칩(112c) 및 제3 LED 보조 칩(112c')은 제1 LED 칩(112a), 제4 LED 칩(112d) 및 제5 LED 칩(112e)의 출력 광량과 대비하여 1/2 광량으로 출력되는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈.
  4. n각형상의 베이스부(101) 둘레를 따라 설치되며, 복수의 LED 칩이 수직방향으로 설치되어 복수의 배광을 형성하기 위한 빛을 출력하는 광원부(110)와, 상기 광원부(110)의 LED 칩에 대응하여 설치되고, 상기 LED 칩에서 입사되는 빛이 일정 각도를 갖도록 변환하여 출력하는 복수의 집광 렌즈부(120)와, 상기 집광 렌즈부(120)에서 입사되는 빛의 경로에 따라 수직각이 서로 다른 배광각을 형성하며 출력하는 프로젝션 렌즈부(130)를 구비한 광원 모듈(100);
    상기 광원 모듈(100)의 수직방향 기울기 정보를 검출하는 기울기 센서(200); 및
    상기 기울기 센서(200)에서 검출된 기울기 정보를 분석하여 검출된 기울기 정보에 따라 상기 광원 모듈(100)이 임의의 배광을 형성하도록 상기 광원부(110)의 온/오프를 제어하는 제어부(300)를 포함하는 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 등명기는 n각형상으로 이루어지고, 상기 광원 모듈(100)의 하부에 등명기(1000)의 중심축(C)을 기준으로 일정 각도 회전하여 상기 광원 모듈(100)과 일정 각도 엇각으로 설치한 보조 광원 모듈(100')을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 등명기는 광원 모듈(100)과 보조 광원 모듈(100') 사이에 설치되어 등명기(1000)로부터 근거리에 일정 배광이 형성되도록 빛을 출력하는 보조 광원 모듈 1(100")을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 기울기 센서(200)로부터 검출된 기울기 정보를 이용하여 수평방향으로 배치된 광원 모듈의 각 광원부(110) 별로 기울기 정보를 산출하고, 상기 산출된 위치별 광원부(110)의 기울기 정보에 따라 수평방향으로의 배광을 유지하기 위한 배광 특성을 갖도록 상기 광원부(110)를 선택적으로 온/오프 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 n각형의 광원 위치에서 산출된 각 광원부(110)의 기울기 정보가 0°~ ±5° 범위면, 수평방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 -15°이상 ~ -5°미만 범위면, 10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 -25°이상 ~ -15°미만 범위면, 20°의 수직방향 배광이 형성되도록 하고, 상기 산출된 기울기 정보가 5°초과 ~ 15°이하 범위면, -10°의 수직방향 배광이 형성되도록 하며, 상기 산출된 기울기 정보가 15°초과 ~ 25°이하 범위면, -20°의 수직방향 배광이 형성되도록 상기 광원부(110)의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 배광각 광원 모듈을 이용한 등명기.
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