KR102573832B1 - 색상 간 경계를 정밀하게 구분한 진입각 지시등 - Google Patents

Abstract

색상 간 경계를 정밀하게 구분한 진입각 지시등을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 색상의 광을 출력하는 제1 광원부와 상기 제1 광원부와 기 설정된 거리만큼 떨어져 제2 색상의 광을 출력하는 제2 광원부와 상기 제1 광원부에서 출력된 광을 반사시키는 제1 반사부와 상기 제1 반사부의 반사면을 바라보는 방향으로 반사면을 구비하여, 제2 광원부에서 출력된 광 일부를 블록(Block)시키는 동시에, 상기 제1 반사부에서 반사된 광 일부만을 반사시키는 제2 반사부와 상기 제2 반사부를 지난 제2 색상의 광과 상기 제2 반사부에서 반사된 제1 색상의 광의 폭을 조정하는 렌즈 및 상기 렌즈를 거친 광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등을 제공한다.

Description

색상 간 경계를 정밀하게 구분한 진입각 지시등{Precision Approach Path Indicator with Precise Demarcation between Colors}

본 발명은 방출되는 광의 색상(파장) 간 경계를 정밀하게 구분한 진입각 지시등에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

진입각 지시등(PAPI: Precision Approach Path Indicator)은 활주로에 접근하는 항공기의 조종사에게 진입각의 높낮이 정도를 시각적인 부호로 알려주는 항공등화이다. 진입각 지시등은 항공등화에서도 접근 및 착륙단계의 안전을 위한 중요한 시각 보조장치 중 하나이다.

도 1은 일반적인 진입각 지시등에서 발사하는 라이트 빔을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 진입각 지시등에 따른 고도 확인방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 진입각 지시등은 상측에는 제1 색상의 광(예를 들어, 백색광)을, 하측에는 제2 색상의 광(예를 들어, 적색광)을 조사하며, 양 색상의 광 사이에는 전이층으로 구분된 라이트 빔(Light Beam)을 발사한다. 활주로의 좌측 또는 우측에 주로 4개의 진입각 지시등이 설치되어, 항공기 내 조종사에게 적정의 고도와 진입각을 알려준다.

제1 색상의 광은 고도가 높다는 뜻이고, 제2 색상의 광은 고도나 낮다는 것을 의미한다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 진입각 지시등이 조종사에게 모두 제1 색상의 광으로 인지되면, 비행기의 고도가 너무 높다는 것을 의미한다. 4개의 진입각 지시등이 조종사에게 모두 제2 색상의 광으로 인지되면, 비행기의 고도가 너무 낮다는 것을 의미한다. 또한, 4개의 진입각 지시등이 조종사에게 제1 색상의 광 2개와 제2 색상의 광 2개로 인지될 경우, 비행기가 적정 고도와 진입각을 이루고 있다는 것을 의미한다.

종래의 진입각 지시등은 광원의 일부 표면에 특정 파장대역의 광만을 통과시키는 필터를 코팅하여 제조하곤 했다. 이에 따라, 광원에서는 제1 색상의 광이 방출되며, 필터가 코팅된 영역에서는 필터에 의해 제2 색상(파장)의 광만이 방출된다. 다만, 표면에 필터가 코팅될 경우, 필터가 코팅된 영역과 그렇지 않은 영역의 경계가 매끄럽지 못한 문제가 발생한다. 출력광에서 색상 간 경계가 매끄럽지 못하기 때문에, 조종사에게 혼란을 야기할 우려가 존재한다. 또한, 진입각 지시등의 광 출력지점으로부터 조종사가 인지하는 지점까지의 거리가 상당히 멀기 때문에, 필터에 의해 나머지 파장대역의 광이 필터링될 경우, 제2 색상의 광 출력이나 효율이 현저히 저하되는 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예는, 광 출력 또는 효율의 저하는 최소화하면서도 색상 간 경계를 정밀하게 구분하여 출력할 수 있는 진입각 지시등을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 제1 색상의 광을 출력하는 제1 광원부와 상기 제1 광원부와 기 설정된 거리만큼 떨어져 제2 색상의 광을 출력하는 제2 광원부와 상기 제1 광원부에서 출력된 광을 반사시키는 제1 반사부와 상기 제1 반사부의 반사면을 바라보는 방향으로 반사면을 구비하여, 제2 광원부에서 출력된 광 일부를 블록(Block)시키는 동시에, 상기 제1 반사부에서 반사된 광 일부만을 반사시키는 제2 반사부와 상기 제2 반사부를 지난 제2 색상의 광과 상기 제2 반사부에서 반사된 제1 색상의 광의 폭을 조정하는 렌즈 및 상기 렌즈를 거친 광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부에서 반사된 광을 상기 제2 광원부에서 출력된 광과 동일한 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 광원부에서 출력된 광의 일부는 상기 제2 반사부 상으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 반사부 상으로 진행하는 광은 상부영역을 형성하며, 상기 제2 반사부에서 반사된 광은 하부영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 광 경로 상에서 상기 제2 반사부와 상기 콜리메이터의 중간에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 상기 제2 반사부 상으로 진행하거나 상기 제2 반사부에서 반사된 광을 포커싱하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 상기 콜리메이터와의 거리에 따라, 상기 콜리메이터로 입사될 광의 폭을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부는 기 설정된 범위 내의 발산각을 갖도록 광을 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부 각각은 각 파장대역의 광을 출력하는 광원 및 상기 광원에서 출력된 광의 발산각을 조정하는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 입사되는 모든 광을 전반사시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 TIR(Total Internal Reflection) 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광 출력 또는 효율의 저하는 최소화하면서도 색상 간 경계를 정밀하게 구분할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 진입각 지시등에서 발사하는 라이트 빔을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 진입각 지시등에 따른 고도 확인방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진입각 지시등의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 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.

제1, 제2, A, B 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 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 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진입각 지시등의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진입각 지시등(300)은 제1 광원부(310), 제2 광원부(315), 제1 반사부(320), 제2 반사부(325), 렌즈(330) 및 콜리메이터(340)를 포함한다.

제1 광원부(310)는 제1 색상의 광을 출력한다. 제1 광원부(310)는 조종사에게 고도가 높음 또는 낮음을 인지시키기 위한 제1 색상의 광을 출력한다. 발명의 배경이 되는 기술에서 예시한 바와 같이, 제1 광원부(310)는 백색광을 출력할 수 있다.

제1 광원부(310)는 제1 반사부(320)를 향해 광을 출력한다. 이때 제1 광원부(310)는 도 4를 참조하여 후술할 구조를 가짐에 따라, 기 설정된 범위의 발산각으로 광을 출력한다. 여기서, 기 설정된 범위는 5 내지 20°일 수 있다. 출력되는 광의 발산각이 5°보다 좁으면, 각 색상의 광이 일정한 영역을 유지하며 출력되기 곤란해진다. 한편, 출력되는 광의 발산각이 20°보다 넓을 경우, 광이 지나치게 분산되어 출력되기에 출력광의 세기가 약해지는 문제가 발생한다. 따라서, 제1 광원부(310)는 기 설정된 범위 내의 발산각을 갖는 제1 색상의 광을 출력한다.

제2 광원부(315)는 제1 광원부(310)와 기 설정된 거리만큼 떨어진 위치에서, 제1 광원부(310)와 동일한 방향으로 제2 색상의 광을 출력한다.

제2 광원부(315)는 제1 광원부(310)와 동일한 방향으로 광을 출력하되, 제1 광원부(310)와 기 설정된 거리만큼 떨어진 위치에 위치한다. 제2 광원부(315)가 전술한 위치에 배치됨에 따라, 진입각 지시등(300)은 어려움없이 각 광원부(310, 315)를 방열시키기 위한 방열구성(미도시)을 포함할 수 있다. 동일한 방향으로 양 광원부(310, 315)가 배치됨에 따라, 방열구성(미도시)은 간단한 구조로 구현되더라도 용이하게 양 광원부(310, 315)를 방열시킬 수 있다.

제2 광원부(315)는 제2 색상의 광을 출력한다. 최종적으로 출력될 광이 영역에 따라 서로 다른 색상으로 구분된 특성을 갖도록, 제2 광원부(315)는 제1 광원부(310)와 다른 색상의 광, 전술한 예에서 적색광을 출력할 수 있다.

제1 반사부(320)는 제1 광원부(310)가 출력하는 광 경로 상에 배치되어, 제1 광원부(310)에서 출력된 광을 제2 반사부(325) 방향으로 반사시킨다. 제1 반사부(320)는 제1 광원부(310)에서 출력되는 광 대부분을 반사시킬 수 있는 면적의 반사면을 구비하여, 제1 광원부(310)에서 출력된 제1 색상의 광 대부분을 제2 반사부(325)로 반사시킨다.

제2 반사부(325)는 제1 반사부(320)에서 반사된 제1 색상의 광을 제2 광원부(315)에서 출력된 제2 색상의 광과 경계를 가지며 구분된 채 진행하도록 반사시킨다.

제2 반사부(325)는 제2 광원부(315)가 출력하는 광 경로 상과 제1 반사부(320)에서 반사된 광이 진행하는 광 경로가 만나는 지점에 배치된다. 제2 반사부(325)는 제1 반사부(320)에서 반사된 광(-y축 방향)을 제2 광원부(315)에서 출력된 광의 진행 방향(+x축 방향)으로 반사시키는 방향에만 반사면을 구비한다. 즉, 제1 반사부(320)와 제2 반사부(325)의 각 반사면은 서로 마주보는 형태로 배치된다. 이에 따라, 제2 반사부(325)는 제1 반사부(320)에서 반사된 광은 반사시킬 수 있으나, 제2 광원부(315)에서 출력된 광은 블록(Block)시킨다.

이때, 제2 반사부(325)는 제2 광원부(315)에서 출력되는 광 중 일부만을 블록시키는 동시에, 제1 반사부(320)에서 반사된 광 일부만을 반사시키도록 배치된다. 이에 따라, 제2 광원부(315)에서 출력된 광 중 일부는 제2 반사부(325)에서 블록되나, 일부는 제2 반사부(325) 상으로 진행하게 된다. 한편, 제1 반사부(320)에서 반사된 광 중 일부는 제2 반사부(325)의 반사면으로 도달되지 못하나, 나머지 일부는 제2 반사부(325)의 반사면에서 제2 광원부(315)에서 출력된 광과 동일한 경로로 반사된다. 제2 광원부(315)에서 출력된 광은 제2 반사부(325) 상으로 진행하며 상부영역에 위치하게 되고, 제1 반사부(320)에서 반사된 (제1 광원에서 출력된) 광은 제2 반사부(325)에서 반사되며 하부영역에 위치하게 된다. 제2 반사부(325)에 의해 각 색상의 광은 별도의 필터 없이도 영역이 정밀하게 구분될 수 있다. 필터로 색상을 구분하지 않기 때문에 별도의 광 손실도 발생하지 않아, 최종적으로 출력될 광의 세기 또는 효율도 보존할 수 있다.

렌즈(330)는 콜리메이터(340)로 입사될 광의 폭을 조정한다. 렌즈(330)는 광 경로 상으로, 제2 반사부(325)와 콜리메이터(340)의 중간에 배치된다. 렌즈(330)는 해당 위치에 배치되어, 제2 반사부(325)를 거친 광을 포커싱한다. 렌즈(330)는 광을 광 경로 상에서 콜리메이터(340)의 전방에서 포커싱하고, 포커싱된 광은 다시 분산되며 콜리메이터(340)로 진행하게 된다. 렌즈(330)와 콜리메이터(340)간 거리가 가변하면, 콜리메이터(340)로 입사하는 광의 폭이 달라진다. 렌즈(330)는 이처럼 콜리메이터(340)로 입사될 광의 폭을 조정하여, 진입각 지시등(300)에서 최종적으로 출력될 광의 폭을 조정한다.

콜리메이터(340)는 입사되는 광을 평행광으로 변환한다.

진입각 지시등(300)은 이와 같은 구조를 가짐에 따라, 색상에 따라 영역을 정밀하게 구분하면서도 출력 효율의 저하 없는 온전한 출력광을 출력할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부의 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(310, 315)는 광원(410) 및 렌즈(420)를 포함한다.

광원(410)은 설정된 각 색상(파장)의 광을 출력한다.

렌즈(420)는 광원(410)에서 출력되는 광을 기 설정된 범위 내의 발산각을 갖도록 광 경로를 조정한다. 렌즈(420)는 도 4에 도시된 구조를 가짐에 따라, 광원에서 출력되는 광의 발산각을 일정 범위 내로 조정할 수 있다.

렌즈(420)는 TIR(Total Internal Reflection)렌즈로 구현될 수 있으며, 입사되는 모든 광을 전반사시킨다. 이때, 광원(410)은 렌즈(420)의 중앙부(424)에 배치되어 광을 렌즈(420)로 조사하기 때문에, 중앙부(424)로 입사되는 광은 전반사되지 않고 굴절되며 진행한다. 반면, 광원(410)에서 출력되어 사이드부(428)로 진행하는 광은 사이드부(428)에서 전반사되며 진행한다. 이에 따라, 광원(410)에서 출력되는 광의 발산각은 렌즈(420)를 거치며 기 설정된 범위 내로 조정될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

300: 진입각 지시등
310, 315: 광원부
320, 325: 반사부
330, 420: 렌즈
340: 콜리메이터
410: 광원

Claims (11)

1. 제1 색상의 광을 출력하는 제1 광원부;
   상기 제1 광원부와 기 설정된 거리만큼 떨어져 제2 색상의 광을 출력하는 제2 광원부;
   상기 제1 광원부에서 출력된 광을 반사시키는 제1 반사부;
   상기 제1 반사부의 반사면을 바라보는 방향으로 반사면을 구비하여, 제2 광원부에서 출력된 광 일부를 블록(Block)시키는 동시에, 상기 제1 반사부에서 반사된 광 일부만을 반사시키는 제2 반사부;
   상기 제2 반사부를 지난 제2 색상의 광과 상기 제2 반사부에서 반사된 제1 색상의 광의 폭을 조정하는 렌즈; 및
   상기 렌즈를 거친 광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 반사부는,
   상기 제1 반사부에서 반사된 광을 상기 제2 광원부에서 출력된 광과 동일한 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 광원부에서 출력된 광의 일부는 상기 제2 반사부 상으로 진행하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 반사부 상으로 진행하는 광은 상부영역을 형성하며, 상기 제2 반사부에서 반사된 광은 하부영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
5. 제1항에 있어서,
   상기 렌즈는,
   광 경로 상에서 상기 제2 반사부와 상기 콜리메이터의 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
6. 제5항에 있어서,
   상기 렌즈는,
   상기 제2 반사부 상으로 진행하거나 상기 제2 반사부에서 반사된 광을 포커싱하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
7. 제6항에 있어서,
   상기 렌즈는,
   상기 콜리메이터와의 거리에 따라, 상기 콜리메이터로 입사될 광의 폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부는,
   기 설정된 범위 내의 발산각을 갖도록 광을 출력하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부 각각은,
   각 파장대역의 광을 출력하는 광원; 및
   상기 광원에서 출력된 광의 발산각을 조정하는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
10. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    입사되는 모든 광을 전반사시키는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.
11. 제10항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    TIR(Total Internal Reflection) 렌즈로 구현되는 것을 특징으로 하는 진입각 지시등.

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