KR20180009218A - 비행형 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 빛을 조사하고자 하는 지역의 상공에서 빛을 조사함으로써 그림자에 의한 미조사 영역을 최소화할 수 있고, 프로펠러로부터 유발된 기류를 이용하여 조명부의 방열판의 방열을 하므로, 방열판의 크기를 작게 형성하여도 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 발열에 의한 조명 모듈의 성능 하락을 방지할 수 있음과 동시에 방열판의 무게가 감소하여 드론부의 비행에 필요한 전력을 절감할 수 있는 비행형 조명 장치에 관한 것으로서, 메인 모듈과, 상기 메인 모듈로부터 방사상으로 연장 형성되는 복수의 지지대와, 상기 지지대의 타단에 각각 구비되는 프로펠러 모듈을 포함하는 드론부; 상기 드론부의 상기 메인 모듈 하방에 장착되는 조명부;를 포함하되, 상기 조명부는, 내측 또는 외측 중 어느 하나 이상의 부위에 열전도체가 형성된 다각기둥 형상의 방열봉; 복수의 조명 소자가 열을 지어 배열되어 형성되며, 상기 방열봉의 외주연에 길이 방향으로 부착되는 복수의 조명 모듈; 타단이 개구된 용기 형상으로 형성되어, 중앙부에 상기 방열봉이 삽입 고정되되, 복수의 판형 반사판이 상호 측면을 연속하여 접하도록 형성된 반사갓;을 포함한다.
Description
본 발명은, 비행형 조명 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빛을 조사하고자 하는 지역의 상공에서 빛을 조사함으로써 그림자에 의한 미조사 영역을 최소화할 수 있고, 프로펠러로부터 유발된 기류를 이용하여 조명부의 방열판의 방열을 하므로, 방열판의 크기를 작게 형성하여도 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 발열에 의한 조명 모듈의 성능 하락을 방지할 수 있음과 동시에 방열판의 무게가 감소하여 드론부의 비행에 필요한 전력을 절감할 수 있는 비행형 조명 장치에 관한 것이다.
드론은 여러 개의 프로펠러를 이용하여 비행체를 구성한 것으로서, 레져, 항공 촬영 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 드론을 쉽고 편하게 조종하기 위하여 호버링 기능, 원점 회귀 기능 등 다양한 기술이 속속 개발되고 있다.
특히 최근에는 드론을 이용한 택배 배달 서비스, 드론을 이용한 무인 감시 등 다양한 분야에 드론을 활용하기 위해 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 중, 드론에 조명 장치를 달아 수색 작업시 활용하거나 또는 야간 촬영시 부족한 광량을 확보하려는 시도가 계속되어 왔다. 그러나, 상공으로부터 빛을 조사하여 충분한 광량을 확보하기 위해서는 높은 와트(W)의 조명 장치가 필요하고, 이러한 고출력의 조명 장치는 필연적으로 많은 열을 발생하는 문제가 있었다. 이렇듯 조명 장치에 열이 발생되면 조명 효율이 하락하고 조명 장치의 수명도 단축되는 문제가 있다. 따라서, 고출력 조명 장치에는 방열을 위한 방열판 등의 구성이 필수로 구비되어야 한다.
그러나, 작은 프로펠러 몇 개로 부양되는 드론에 조명 장치와 함께 방열판을 모두 장착하게 되면 그 무게에 의해 프로펠러를 고속으로 회전시켜야 하고, 이에 따라 드론이 배터리가 빨리 방전되는 문제가 있었다.
따라서, 조명 모듈의 방열 효율을 하락시키지 않으면서도 무게가 가벼워 드론의 비행 전력을 절감할 수 있는 비행형 조명 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.
본 발명은, 빛을 조사하고자 하는 지역의 상공에서 빛을 조사함으로써 그림자에 의한 미조사 영역을 최소화할 수 있는 비행형 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 비행형 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 프로펠러의 하방 토출 기류를 이용하여 방열판의 방열을 하므로, 방열판의 크기를 작게 형성하여도 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 방열판의 무게가 감소하여 드론부의 비행에 필요한 전력을 절감할 수 있는 비행형 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 조사 영역 내 빛이 편중되지 않고 고르게 조사되는 비행형 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 조사 영역 외부로 유실되는 빛의 양을 최소화하여 광도를 향상시킬 수 있는 비행형 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 메인 모듈과, 상기 메인 모듈로부터 방사상으로 연장 형성되는 복수의 지지대와, 상기 지지대의 타단에 각각 구비되는 프로펠러 모듈을 포함하는 드론부; 상기 드론부의 상기 메인 모듈 하방에 장착되는 조명부;를 포함하되, 상기 조명부는, 내측 또는 외측 중 어느 하나 이상의 부위에 열전도체가 형성된 기둥 형상의 방열봉; 복수의 조명 소자가 배열되어 형성되며, 상기 방열봉의 외측면에 부착되는 조명 모듈;을 포함한다.
본 발명은, 상기 조명 모듈에서 발생된 열을 흡수하여 외부에 전달하도록 상기 방열봉의 단부에 접하는 히트싱크를 포함한다.
본 발명은, 일단이 상기 히트 싱크의 어느 한 면으로부터 삽입되고, 타단이 외부로 연장되는 복수의 히트 파이프를 포함한다.
본 발명은, 상기 히트 파이프가 관통 삽입되되, 관통부가 상기 히트파이프의 외주연에 접촉되는 복수의 방열판을 포함한다.
본 발명의 상기 히트 파이프 중 어느 하나의 타단은 상기 프로펠러 모듈 중 어느 하나의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치된다.
본 발명의 상기 히트 파이프 중 어느 둘 이상의 타단은 상기 프로펠러 모듈 중 상기 메인 모듈을 기준으로 상호 대향되거나 또는 상호 등각으로 배열된 상기 프로펠러 모듈의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치된다.
본 발명의 상기 방열판은 상기 프로펠러 모듈의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치된다.
본 발명은, 상기 방열봉의 내측에 삽입되어 상기 히트싱크에 접하는 복수의 방열 막대가 구비된다.
본 발명의 상기 조명부는, 타단이 개구된 용기 형상으로 형성되어, 중앙부에 상기 방열봉이 삽입 고정되되, 복수의 판형 반사판이 상호 측면을 연속하여 접하도록 형성된 반사갓을 포함한다.
본 발명의 상기 반사판은, 제 1 반사판과, 상기 제 1 반사판의 타단으로부터 절곡되어 연장되는 제 2 반사판으로 구성되되, 상기 제 1 반사판이 상기 방열봉의 길이 방향에 대하여 이루는 각도보다, 상기 제 2 반사판이 상기 방열봉의 길이 방향에 대하여 이루는 각도가 더 작게 형성되며, 상기 제 1 반사판은, 상기 방열봉의 길이 방향 선상에 투영된 길이가 상기 조명 모듈보다 더 길게 형성된다.
본 발명은, 빛을 조사하고자 하는 지역의 상공에서 빛을 조사함으로써 그림자에 의한 미조사 영역을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 조명 모듈에서 발생된 열을 방열봉 내의 방열 막대를 통해 신속하게 외부의 히트싱크로 전도할 수 있으므로 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 히트 싱크 및 히트 싱크에 접하여 연장되는 히트 파이프가 구비됨으로써 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 히트 파이프의 외측면에 접하는 복수의 방열판이 구비됨으로써 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 프로펠러로부터 유발된 기류를 이용하여 방열판의 열을 신속히 방열할 수 있어 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 프로펠러로부터 유발된 기류를 이용하여 방열을 하므로, 방열판의 크기를 작게 형성하여도 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 방열판의 무게가 감소하여 드론부의 비행에 필요한 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 조명 모듈에서 방출된 빛이 제 1 반사판과, 제 1 반사판으로부터 연장되되, 제 1 반사판보다 더 작은 각도로 형성된 제 2 반사판에 의해 반사되므로, 반사갓 전방으로 조사되는 빛의 궤적이 상호 비슷한 궤적을 갖으며, 이에 따라 조사 영역 내 빛이 편중되지 않고 고르게 조사되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반사판을 구성하고 있는 제 1 반사판이 방열봉의 길이 방향 선상에 투영된 길이가 조명 모듈보다 더 길게 형성됨으로써, 조명 소자로부터 작은 각도로 확산되는 빛은 제 1 반사판에 의해 반사되도록 하여 조사 영역 내에 두고, 조명 소자로부터 큰 각도로 확산되는 빛은 제 2 반사판에 의해 반사되도록 하여, 조사 영역 외로 유실되는 빛을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 저면 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 분리 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 측면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 프로펠러 모듈의 요부 사시도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 조명부의 분리 사시도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 조명부의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 저면 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 분리 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 측면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 프로펠러 모듈의 요부 사시도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 조명부의 분리 사시도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 비행형 조명 장치의 조명부의 단면도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 드론부(100)와, 드론부(100)의 하방에 장착되는 조명부(200)를 포함하여 구성된다.
드론부(100)는, 메인 모듈(110)과, 메인 모듈(110)로부터 방사상으로 연장 형성되는 복수의 지지대(120)와, 지지대(120)의 타단에 회동 가능하도록 각각 구비되는 프로펠러 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
메인 모듈(110)은, 드론부(100)의 중심부에 구비되며, 프로펠러 모듈(130)의 모터(131)를 제어하는 제어부와, 외부로부터 제어 신호를 전송받거나 또는 외부로 현재 고도, 비행 속도, 위치 정보, 영상 이미지 등의 데이터를 전송하는 무선 송수신부, 프로펠러 모듈(130), 제어부 및 무선 송수신부에 구동 전원을 공급하는 배터리 및 제어부, 무선 송수신부, 배터리 등이 내장되는 메인 하우징을 포함하여 구성된다.
이러한 메인 모듈(110)은 메인 하우징의 외측면에 복수의 지지대(120)가 방사상으로 배열되어 결합되며, 하단에는 조명부(200)가 결합된다. 한편, 메인 모듈(110)의 하단에는 조명부(200)의 결합을 위하여 별도의 고정대(111)가 더 결합될 수 있고, 고정대(111)와 조명부(200)의 사이에 별도의 모터(미도시)가 더 구비되어 조명부(200)의 결합 각도를 조정할 수도 있다.
제어부는 외부로부터 제어 신호를 전송받거나 또는 자체적으로 제어 신호를 생성하여 프로펠러 모듈(130), 조명부(200) 등을 제어한다. 이를 위하여 제어부는 무선 송수신부, 프로펠러 모듈(130), 조명부(200)와 전기적으로 연결되어 있으며, 경우에 따라 카메라, GPS, 각종 센서들과 연결될 수 있다. 이러한 제어부는 스마트폰 또는 별도의 컨트롤러로부터 제어 신호를 전송받아 위치의 이동, 조명의 온오프 등의 제어가 가능하며, 자체적으로 자이로 센서 등 다축 센서를 통해 호버링 제어를 할 수도 있다. 조명의 제어를 제외한 드론부(100)의 비행 제어 기술은 공지의 드론 관련 기술이 다수 존재하고 있으므로 비행의 제어에 관한 상세한 설명은 생략한다.
무선 송수신부는 외부로부터 제어 신호를 전송받아 제어부에 전달하며, 제어부 또는 드론부(100)에 장착된 각종 구성들로부터 전달된 데이터를 외부에 전송하는 역할을 한다. 이를 위하여 무선 송수신부는 안테나를 더 포함할 수 있으며, 안테나는 통상 메인 하우징 외측으로 돌출되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
배터리는 제어부, 무선 송수신부, 프로펠러 모듈(130), 조명부(200) 등에 전원을 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 하우징 내부에 구비되어 제어부, 무선 송수신부, 프로펠러 모듈(130), 조명부(200) 등 주요 구성들과 전기적으로 연결된다.
즉, 메인 모듈(110)은 드론부(100) 및 조명부(200)의 주요 구성들을 결합하는 중심축 역할을 함과 동시에, 드론부(100) 및 조명부(200)의 주요 구성들을 제어하는 중앙 처리 장치의 역할을 하게 되는 것이다.
지지대(120)는, 메인 모듈(110)과 프로펠러 모듈(130)을 구조적으로 연결하는 역할을 하며, 이를 위하여 막대형 또는 이와 유사하게 일단과 타단 사이가 긴 형상으로 형성되어 일단이 메인 모듈(110)의 메인 하우징 외측면에, 타단이 프로펠러 모듈(130)에 고정된다.
이러한 지지대(120)는 방사상으로 서로 짝을 이루도록 배열되거나 또는 인접한 지지대(120)와의 사이가 등각을 이루도록 배열된다. 예를 들어, 지지대(120)가 4개인 경우에는 두 지지대(120)가 메인 하우징을 중심으로 서로 마주보도록 180도의 각도를 이루며, 다른 두 지지대(120) 역시 메인 하우징을 중심으로 180도의 각도를 이루도록 짝을 이룬다. 이때, 서로 대향된 방향의 지지대(120)가 아닌 인접한 지지대(120)와의 각도는 등각이 효율상 좋으나 크게 중요치 않다. 그리고, 지지대(120)가 3개인 경우엔 각 지지대(120)간의 각도가 120도를 이루도록 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 프로펠러 모듈(130)의 프로펠러(132)가 회전하여 양력을 발생시킬 때 각 프로펠러(132)가 부담하는 무게가 서로 동일하거나 그에 근접할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 지지대(120)는 히트 파이프(250)를 고정하는 역할을 한다. 하술할 히트 파이프(250)는 메인 모듈(110)의 하부로부터 지지대(120)의 타단에 구비된 프로펠러 모듈(130)의 상부, 하부 또는 일측으로 연장되는데, 이때 히트 파이프(250)가 프로펠러 모듈(130)의 근처까지 안정적으로 연장될 수 있도록 지지대(120)의 하단, 상단 또는 측면 등에 고정될 수 있다. 그리고, 히트 파이프(250)를 지지대(120)에 고정하기 위하여 별도의 브라켓(121)이 구비될 수 있다. 브라켓(121)은 판형으로 형성되어 히트 파이프(250)가 관통 삽입될 수 있고, 또는 절곡된 막대형으로 형성되어 히트 파이프(250)를 절곡부에 걸어 고정할 수 있다. 한편, 지지대(120)의 하단, 상단 또는 측면 중 어느 한 곳 이상의 부위에는 방열판(260)이 구비되어 히트 파이프(250)의 외측면과 접촉될 수 있으며, 이때, 방열판(260)은 지지대(120)의 길이 방향에 대하여 평행 또는 수직하게 배열될 수 있고, 지지대(120)의 외측면과 평행 또는 수직하게 배열될 수 있다.
프로펠러 모듈(130)은, 양력을 발생시켜 메인 모듈(110) 및 메인 모듈(110)과 연결되는 지지대(120)를 부양시키는 역할을 하며, 이를 위하여 모터(131)와 모터(131)에 회동 가능하게 결합되는 프로펠러(132)를 포함하여 구성된다.
모터(131)는 지지대(120)의 타단에 결합되며, 모터(131)의 몸체가 지지대(120)에 직접 결합되거나 또는 지지대(120)의 타단으로부터 연장되는 보조대에 결합될 수 있다. 이때, 보조대라 함은 컴퓨터 시스템 팬의 형상과 같이 환형의 테와 테의 내측으로 연장되는 막대형의 지지 부재와 같은 형상을 뜻하며, 모터(131)를 안정적으로 고정할 수 있는 구조이면 어느 것이든 가능하다.
모터(131)의 회전축에는 프로펠러(132)가 장착되며, 모터(131)가 회전함에 따라 하방으로 공기를 밀어내어 양력을 발생시킨다. 이때 발생되는 양력이 드론부(100) 및 조명부(200)의 무게보다 크면 본 발명의 비행형 조명 장치는 상승하게 되고, 양력이 드론부(100) 및 조명부(200)의 무게보다 작으면 하강하게 된다.
이러한 프로펠러 모듈(130)은 지지대(120)마다 구비되며, 통상 지지대(120)와 프로펠러 모듈(130)의 수는 3개 내지 8개로 구성되나 이에 한정하는 것은 아니다.
프로펠러 모듈(130)의 상부, 하부 또는 측면 방향에는 프로펠러(132)와 이격되게 히트 파이프(250)의 단부 또는 히트 파이프(250)에 관통 결합된 방열판(260)이 구비되어서, 프로펠러(132)로부터 하방 또는 측방으로 토출되는 기류 또는 프로펠러(132) 상방으로부터 흡입되는 기류에 의해 방열이 이루어질 수 있다. 이 경우 프로펠러 모듈(130)의 상부, 하부 또는 측면 방향이라 함은, 모터(131)의 회전축 연직 상하방 또는 수직 측면에 한정하지 아니하고, 프로펠러(132)로부터 유발된 기류가 닿는 곳이면 어느 곳이든 가능하다.
조명부(200)는, 메인 하우징의 하부에 장착되어 하부 방향으로 빛을 조사하는 역할을 하며, 이를 위하여 내측 또는 외측 중 어느 하나 이상의 부위에 열전도체가 형성된 다각기둥 형상의 방열봉(210)과, 복수의 조명 소자(221)가 열을 지어 배열되어 형성되며 방열봉(210)의 외주연에 길이 방향으로 부착되는 복수의 조명 모듈(220)과, 타단이 개구된 용기 형상으로 형성되어 중앙부에 방열봉(210)이 삽입 고정되되 복수의 판형 반사판이 상호 측면을 연속하여 접하도록 형성된 반사갓(230)을 포함하여 구성된다.
방열봉(210)은, 다각기둥 형상으로서 길이 방향에 수직하게 자른 단면이 정다각형, 바람직하게는 정16각형의 형상을 띠며, 열전도율이 높은 재질로 이루어진다. 방열봉(210)은 통상 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 금, 은, 텅스텐, 구리 등의 금속도 무방하며, 금속이 아닌 열전도율이 높은 다양한 재질 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다.
이러한 방열봉(210)의 외주연에는 복수의 조명 모듈(220)이 방열봉(210)의 길이 방향으로 설치된다. 따라서, 조명 모듈(220)로부터 발생된 열을 방열봉(210)이 흡수하여 방열 막대(211)를 통해 히트 파이프(250) 또는 히트싱크(240)에 전달함으로써 발열로 인한 조명 모듈(220)의 광효율 저하 및 수명 저하를 방지할 수 있게 된다.
방열봉(210)의 내측으로는 다수의 방열공이 관통 형성된다. 본 발명에서는 방열공이 3개 형성된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 2개, 4개 또는 그 이상의 방열공이 형성될 수 있다. 이러한 방열공에는 방열 막대(211)가 설치된다. 방열 막대(211)는 열전도율이 매우 우수한 소재 또는 내부가 중공된 파이프의 중공부에 열전도 물질이 충진된 형태로 이루어지며, 방열봉(210)에서 흡수한 열을 신속하게 히트 파이프(250) 또는 히트싱크(240)에 전도시키는 역할을 한다.
한편, 방열 막대(211)는 방열봉(210)의 일단부에서 꺾여 방열봉(210)의 일단부와 동일한 면을 이루도록, 방열봉(210)의 일단부 외측으로 노출되는 것이 바람직하며, 이를 통해 히트 파이프(250) 또는 히트싱크(240)에 더욱 효과적인 열 전달을 할 수 있게 된다.
이러한 방열봉(210)과 방열 막대(211)는 억지 끼움으로 결합되는 것이 바람직하며, 방열봉(210)과 방열 막대(211)의 사이에 써멀 구리스 등을 도포하여 열전도가 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
아울러 방열봉(210)의 중앙에는 덮개공(212)이 형성되며, 덮개공(212)에는 덮개(213)가 설치되어서 미려한 외관을 형성함과 동시에 반사갓(230)에서 반사된 빛이 난반사되지 않고 특정 방향으로 반사될 수 있도록 한다. 이러한 덮개(213)의 하부에는 결합 돌기(214)가 형성되어서, 결합 돌기(214)가 덮개공(212)에 억지 끼움되어 결합된다.
조명 모듈(220)은, 복수의 조명 소자(221)가 열을 지어 배열되어 구성되며, COB(Chip On Board) 타입으로서, 직선 띠 형상의 기판상에 복수의 LED가 배열되어 형성된다. 이러한 조명 모듈(220)은 복수개가 방열봉(210)의 외주연에 방열봉(210)의 길이 방향으로 부착된다. 이때, 방열봉(210)의 외주연에는 세라믹판이 더 구비되어서 조명 모듈(220)을 방열봉(210)으로부터 절연하고, 조명 모듈(220)의 열을 방열봉(210)에 효과적으로 전달할 수 있도록 할 수 있다. 세라픽판이 구비되는 경우 방열봉(210)의 외주연에는 세라믹판이 조명 모듈(220)의 갯수만큼 부착되고, 이러한 세라믹판에 조명 모듈(220)을 부착하여 설치할 수 있다.
이러한 조명 모듈(220)은 다각기둥인 방열봉(210)의 각 면마다 부착될 수 있도록 구비되며, 방열봉(210)이 16각형으로 형성되는 경우 조명 모듈(220)의 수도 16개가 구비되게 된다. 또한, 조명 모듈(220) 각각의 내부에는 조명 소자(221), 즉 LED가 배열되되, 1열, 2열 3열 등 원하는 광도에 맞게 LED의 열과, 갯수를 조절할 수 있다.
반사갓(230)은, 타단이 개구된 용기 형상으로 형성되며, 중앙부에 방열봉(210)이 삽입 고정된다. 이러한 반사갓(230)은 조명 모듈(220)로부터 방출된 빛을 반사하여 개구부를 통해 조사하는 역할을 하며, 이를 위하여 조명 모듈(220)의 수 만큼 구비된 복수의 판형 반사판이 상호 측면을 연속하여 접하도록 형성된다. 또한, 이러한 반사갓(230)의 외측으로는 반사갓(230)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있도록 반사갓(230)의 외측면을 감싸는 형태로 반사갓 하우징(233)이 더 구비될 수 있다.
반사판은, 제 1 반사판(231)과, 제 1 반사판(231)의 타단으로부터 절곡되어 연장되는 제 2 반사판(232)으로 구성되며, 제 1 반사판(231)의 일단은 방열봉(210)의 외주연에 직접 결합되거나 또는 방열봉(210)이 삽입되는 방열봉(210) 삽입부에 연결된다. 이러한 반사판은 복수의 반사판이 상호 측면을 접하도록 형성될 때 그 형상이 용기 형상을 이룰 수 있도록 일단에서 타단으로 갈수록 그 폭이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 반사판은, 제 1 반사판(231)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도보다, 제 2 반사판(232)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도가 더 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 조명 모듈(220)에서 방출되는 빛을 반사갓(230)의 개구부로 내보낼 때 방열봉(210)의 길이 방향에 가급적 작은 각을 이루도록 빛을 조사하기 위한 구성으로서, 제 1 반사판(231)에서 더 큰 각도로 빛이 꺾여 반사되도록 구성된다.
한편, 조명 모듈(220)에서 방출되는 빛은 일정 각도 확산되며 방출되는데, 조명 모듈(220)에서 길이 방향으로 확산되는 빛을 개구부의 전방으로 반사시키기 위하여 제 1 반사판(231)의 길이가 조명 모듈(220)의 길이보다 길게 형성된다. 바람직하게는 제 1 반사판(231)을 방열봉(210)의 길이 방향 선상에 투영했을때의 길이가 조명 모듈(220)보다 길게 형성된다.
이러한 반사판의 구성에 의하여, 조명 모듈(220)로부터 방출된 빛은 우선 제 1 반사판(231)에 반사되고, 이때, 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 너무 큰 각으로 반사된 빛은 다시 제 1 반사판(231)으로부터 절곡되어 형성된 제 2 반사판(232)에 의하여 방열봉(210)의 길이 방향에 보다 적은 각을 형성한 채 반사갓(230)의 개구부 방향으로 조사될 수 있게 된다. 그리고, 조명 모듈(220)에서 방출되는 빛 중 제 1 반사판(231)을 벗어나는 각도로 확산된 빛은 제 2 반사판(232)에 직접 반사되는데, 이때 조명 모듈(220)에서 확산되는 각도가 이미 충분히 크기 때문에 제 2 반사판(232)에 의해 반사되는 각도가 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 충분히 작은 각을 취할 수 있게 된다.
따라서, 조명 모듈(220)에서 방출된 모든 빛이 반사판에 의해 반사된 후 조사되기 때문에 눈부심이 방지되며, 반사갓(230)의 전방으로 조사되는 빛의 궤적이 서로 크게 다르지 않게 되므로, 조사 영역 외측으로 유실되는 빛을 최소화하여 보다 높은 광량을 확보할 수 있게 된다. 또한, 조명 모듈(220)의 개수에 반사판의 개수가 1:1로 대응되므로 각 조명 모듈(220)에서 방출된 빛이 각 반사판에 반사되는 비율 및 각도가 서로 동일하여 빛이 특정 지점에 편중되지 않고 고른 광도를 얻을 수 있게 된다.
한편, 제 1 반사판(231)과 제 2 반사판(232)이 각각 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도 및 제 1 반사판(231)과 제 2 반사판(232)의 길이는 원하는 조사 영역의 범위에 따라 선택적으로 적용이 가능하다. 예를 들어, 좁은 조사 영역에 광량을 집중시키고 싶은 경우에는 제 1 반사판(231)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도를 매우 크게, 반면, 제 2 반사판(232)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도는 매우 작게 함으로써, 제 1 반사판(231)에 반사된 빛이 같은 반사판을 이루는 제 2 반사판(232)의 범위 내에 있을 경우 이를 제 2 반사판(232)이 내측으로 재반사하여 광량을 중앙부에 집중시키며, 이를 통해 좁고 멀게 비출 수 있는 조명 장치가 될 수 있다. 다른 예로는, 넓은 조사 영역에 광량을 집중시키고 싶은 경우에는 제 1 반사판(231)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도를 매우 작게, 제 2 반사판(232)이 방열봉(210)의 길이 방향에 대하여 이루는 각도를 매우 크게 함으로써, 제 1 반사판(231)에 반사된 빛이 다른 반사판을 이루는 제 2 반사판(232)에 재반사되되, 그 반사각이 반사갓(230) 외부를 향하도록 하며, 이를 통해 넓고 가깝게 비출 수 있는 조명 장치가 될 수 있다. 그리고 이러한 다양한 반사판의 각도를 갖는 반사갓(230)을 여러 개 겹쳐 소지한 후 필요에 따라 교체하여 사용할 수 있으며, 반사판의 각도는 조명 모듈(220)의 LED의 확산각도, 제 1 반사판(231) 및 제 2 반사판(232)의 길이 등에 의해 계산된 결과에 따라 결정할 수 있다.
히트싱크(240)는 히트 파이프(250)를 고정하고 방열봉(210)의 열을 히트 파이프(250)에 전달하는 역할을 하며, 이를 위하여 금속제로 타측 단부가 평평하게 형성되어 평평한 면이 방열봉(210)의 일측 단부에 접하도록 구성된다.
이러한 히트싱크(240)는 어느 한 면으로부터 히트 파이프(250)가 삽입되는데, 삽입된 히트 파이프(250)의 외주연 일측이 히트싱크(240)의 타단 외측으로 노출되도록 구성된다. 이는 방열봉(210) 또는 방열 막대(211)로부터 직접 열을 전달받을 수 있도록 하기 위한 구성으로서, 방열봉(210) 또는 방열 막대(211)와 히트 파이프(250)가 직접 접촉되지 않는 부분을 보완하기 위하여 히트 싱크의 타단이 방열봉(210)에 접촉하게 된다. 이러한 히트싱크(240)의 타단과 방열봉(210)의 일단 사이에는 서멀구리스 등이 도포되어 이격되는 부위에서의 열 전달을 보조할 수 있다.
히트 파이프(250)는, 히트싱크(240)의 어느 한 면으로부터 삽입되어 외부로 연장되도록 형성된다. 이러한 히트 파이프(250)는 구리 등의 파이프 내측에 열전달 매개체가 충진된 형태로서, 신속한 열 전달이 가능하며, 열 전달 매개체 없이 구리, 은, 알루미늄 등의 금속 막대로 형성될 수도 있다.
히트 파이프(250)는 히트싱크(240)에 삽입된 부분의 일측 외주연이 히트싱크(240)의 타측 단부 외측으로 노출되는 것이 바람직하며, 노출된 부위에 방열봉(210) 또는 방열 막대(211)가 직접 접촉될 수 있다. 이를 위하여 히트 파이프(250)는 노출된 부위가 평평한 형태로 형성되며, 히트 파이프(250)의 노출된 부위와 히트 싱크의 타단부는 평면을 이룰 수 있도록 구성된다.
한편, 히트 파이프(250)는 복수의 방열판(260)을 관통하도록 구성된다. 이때, 히트 파이프(250)의 외주연이 방열판(260)에 접촉되어서, 히트 파이프(250)를 통해 전도된 열이 방열판(260)으로 전달되어 방열판(260)을 통해 공기중으로 방출될 수 있도록 한다.
그리고, 히트 파이프(250)는 복수개가 구비되어 히트 파이프(250) 중 어느 하나의 타단이 프로펠러 모듈(130) 중 어느 하나의 상부, 하부 또는 측면부에 프로펠러(132)와 이격되어 위치되도록 구성된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 히트 파이프(250)는 무게 중심이 어느 한쪽의 프로펠러 모듈(130)에 치우치지 않도록 상호 등각으로 배열된 프로펠러 모듈(130)의 근처에 위치된다. 즉, 지지대(120)의 설명에서 언급하였듯이, 상호 마주보는 형상으로 180도의 각도를 이루는 지지대(120)에 결합된 프로펠로 모듈의 지근거리, 또는 상호 등각을 이루는 지지대(120)에 결합된 프로펠러 모듈(130)의 지근거리에 위치된다. 즉, 모든 프로펠러 모듈(130)의 근처에 히트 파이프(250)가 위치될 필요는 없으나, 히트 파이프(250)에 의해 무게 중심이 의도치 않게 벗어나지 않도록 상호 대칭적인 방향으로 히트 파이프(250)가 연장되거나 또는 히트 파이프(250) 상호간 이루는 각도가 등각이 되도록 히트 파이프(250)가 연장되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 히트 파이프(250)가 4방향으로 연장될 경우에는 각기 두 방향의 히트 파이프(250)가 서로 짝을 이루어 180도의 각도를 형성하도록 구성하고, 3방향으로 히트 파이프(250)가 연장될 경우에는 세 방향의 히트 파이프(250)가 서로 120도의 각도를 형성하도록 구성하는 것이다. 즉, 히트 파이프(250)를 홀수 개 구성할 경우에는 각 히트 파이프(250)가 1/n(n은 히트 파이프(250) 전체의 수) 등각을 이루도록 구성하며, 히트 파이프(250)를 짝수 개 구성할 경우에는 서로 짝을 이루는 히트 파이프(250) 상호간에 180도로 등각이 형성되도록 구성하는 것이다. 그러나, 이에 한정하지 아니하고, 무게 중심을 의도한 지점에 형성할 수 있는 구조이면 어느 것이든 가능함은 물론이다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이 히트 파이프(250)를 하나의 방향마다 두개로 형성한 경우에는 방열판(260)을 관통하는 히트 파이프(250)가 모두 방열판(260)에 접촉되도록 할수도 있으나, 복수의 방열판(260)에 순서대로 관통되는 히트파이프의 특성상 모든 방열판(260)에 모든 히트 파이프(250)가 접촉되는 경우 히트 파이프(250)가 삽입되는 방향쪽의 방열판(260)에 열 집중 현상이 일어나 효과적인 방열이 이루어지지 못하게 된다. 따라서, 히트 파이프(250) 중 어느 하나가 방열판(260)에 선택적으로 접촉되며, 그 다음 방열판(260)에는 그 전 방열판(260)에 접촉되지 않은 다른 히트 파이프(250)가 접촉되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도면상에는 히트 파이프(250) 및 방열판(260)이 프로펠러 모듈(130)의 하부에 위치된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 아니하고, 히트 파이프(250) 및 방열판(260)은 프로펠러 모듈(130)의 상부, 하부 또는 측면부에 프로펠러(132)와 이격되어 위치된다. 즉, 프로펠러(132)의 상부 흡입 기류, 하부 토출 기류, 측면부 난기류 등 프로펠러(132)로부터 유발된 기류에 의해 히트 파이프(250) 또는 방열판(260)이 냉각될 수 있는 위치이면 어느 곳이든 가능하다.
방열판(260)은, 구리, 알루미늄 등의 열 전도율이 큰 금속제의 판으로 형성되며, 복수개가 이격된 채 서로 면을 마주하도록 그룹으로 구성된다. 이러한 방열판(260)에는 히트 파이프(250)가 관통되며, 히트 파이프(250) 중 어느 하나 이상의 외주연이 접촉된다.
이러한 방열판(260)은 본 발명에서는 상호 평행하게 배열되어 있는 것을 도시하였으나, 각 방열판(260)들의 일측변이 가상의 중심축을 향하듯이 상호 예각을 이루도록 이격되어 아치형 또는 환형으로 형성할 수도 있다.
방열판(260)은 프로펠러 모듈(130)의 하부 방향에 위치되는 것이 바람직하며, 이는 프로펠러 모듈(130)의 프로펠러(132)가 회전하며 생성하는 하부 방향으로의 토출 기류를 방열판(260)에 접촉시킴으로써 방열판(260)의 방열 효율을 극대화하기 위함이다. 이러한 토출 기류를 이용한 방열은 방열판(260)의 효율을 상승시킬 수 있고, 따라서 방열판(260)의 크기를 비교적 작게 형성하여도 충분한 방열이 가능한 장점을 갖게 된다. 이러한 방열판(260)의 크기 변화는 드론부(100)의 비행시 보다 적은 전력으로도 비행이 가능하게 하며, 비행 시간의 증대를 도모할 수 있게 된다. 그러나, 방열판(260)은 상술한 바와 같이 프로펠러 모듈(130)의 상부 또는 측면부 방향에 위치되어도 관계 없으며, 프로펠러(132)로부터 유발된 기류에 의해 냉각될 수 있는 위치이면 어느 곳이든 가능함은 물론이다.
또한, 방열판(260)은 지지대(120)의 어느 한 외측면에 부착될 수도 있다. 이 경우 방열판(260)은 지지대(120)로부터 히트 파이프(250)를 고정하는 고정대(111)의 역할을 병행할 수 있다.
안정기는, 조명 모듈(220)이 동작하는데 필요한 전기 에너지를 공급하는 역할을 한다. 이를 위하여 안정기는 조명 모듈(220)의 일측에 구비될 수 있다. 이때 안정기가 구비되는 방향은 조명 모듈(220)의 광 조사에 영향을 주지 않도록 히트싱크(240)의 일단 방향에 구비될 수 있으며, 또는 히트싱크(240)로부터 발생된 열에 의해 영향을 받거나 안정기로부터 발생된 열에 의해 역으로 조명 모듈(220)의 효율이 저하되지 않도록 드론부(100) 메인 하우징의 하단에 장착될 수 있다. 한편, 드론부(100)의 내부에 안정기를 구비하는 것 역시 가능하며, 조명 모듈(220)에 전기 에너지를 공급할 수 있는 구조이면 어느 곳에 위치해도 관계없다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 조명부(200)가 드론부(100)에 장착되어 비행이 가능하므로, 경계, 감시 등의 임무 수행시 안전하게 원하는 위치에 조명을 조사할 수 있는 장점이 있으며, 조명의 조사와 동시에 카메라를 통해 영상을 획득하여 전송할 수 있는 효과가 있다.
이러한 효과에 의한 본 발명의 비행형 조명 장치의 사용 예는 크게 두가지로 구분될 수 있는데, 첫째는 사용자에 의한 수동 조작, 둘째는 제어실에 의한 자동 조작이다.
수동 조작의 경우 사용자가 직접 스마트폰 또는 별도의 컨트롤러를 이용하여 드론부(100)를 비행시킨다. 조명은 비행전 미리 턴온 할 수 있고, 비행중 적정 위치에서 제어 신호를 전송하여 턴온 할 수 있다. 이러한 수동 조작은 야간에 특정 위치에 빛을 조사하여 육안으로 확인하거나 또는 빛이 조사되는 범위를 촬영하여 확인할 때 활용할 수 있다. 이러한 활용은 공연장에서의 비행 촬영, 수색 임무시의 탐색 작업 등에 유용하다.
한편, 자동 조작의 경우 사용자가 직접 조작을 하지 않아도 제어실에서 비행 제어 신호를 생성하여 드론부(100)를 비행시킬 수 있다. 이는 특히 경계, 감시 임무시 유용하며, 이를 위하여 경계 또는 감시 범위에 복수의 센서가 구비될 수 있다. 센서는 적외선에 의한 인체 감지 또는 CCTV 카메라 촬영에 의한 이미지 변화 등을 통칭하며, 공지의 감지 기술이 활용될 수 있다. 제어실은 경계 또는 감시 구역 내에 인체가 감지되거나 또는 물체의 이동이 감지된 경우 드론부(100)에 비행 제어 신호를 전송한다. 드론부(100)는 제어 신호에 따라 비행하여 해당 지점에 빛을 조사하거나 또는 빛의 조사와 함께 카메라를 구동하여 영상 신호를 제어실로 전송한다. 이때, 드론부(100)에는 인체 감지 센서가 더 구비되어 이동하는 사람을 지속적으로 추적하며 빛을 조사할 수 있다. 비행을 마친 본 발명의 비행형 조명 장치는 별도로 마련된 충전 장치에 착륙할 수 있는데, 충전 장치와 전기적으로 연결되기 위하여 별도의 접촉 단자가 조명부(200)의 하부 방향으로 더 연장되거나 또는 조명부(200)의 반사갓 하우징(233) 하단면에 구비될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 빛을 조사하고자 하는 지역의 상공에서 빛을 조사함으로써 그림자에 의한 미조사 영역을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 조명 모듈(220)에서 발생된 열을 방열봉(210) 내의 방열 막대(211)를 통해 신속하게 외부의 히트싱크(240)로 전도할 수 있으므로 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 히트 싱크 및 히트 싱크에 접하여 연장되는 히트 파이프(250)가 구비됨으로써 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 히트 파이프(250)의 외측면에 접하는 복수의 방열판(260)이 구비됨으로써 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 프로펠러(132)로부터 유발된 기류를 이용하여 방열판(260)의 열을 신속히 방열할 수 있어 발열에 의한 조명 효율 하락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 방열판(260)이 프로펠러(132)로부터 유발된 기류를 이용하여 방열을 하므로, 방열판(260)의 크기를 작게 형성하여도 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 방열판(260)의 무게가 감소하여 드론부(100)의 비행에 필요한 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 조명 모듈(220)에서 방출된 빛이 제 1 반사판(231)과, 제 1 반사판(231)으로부터 연장되되, 제 1 반사판(231)보다 더 작은 각도로 형성된 제 2 반사판(232)에 의해 반사되므로, 반사갓(230) 전방으로 조사되는 빛의 궤적이 상호 비슷한 궤적을 갖으며, 이에 따라 조사 영역 내 빛이 편중되지 않고 고르게 조사되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반사판을 구성하고 있는 제 1 반사판(231)이 방열봉(210)의 길이 방향 선상에 투영된 길이가 조명 모듈(220)보다 더 길게 형성됨으로써, 조명 소자(221)로부터 작은 각도로 확산되는 빛은 제 1 반사판(231)에 의해 반사되도록 하여 조사 영역 내에 두고, 조명 소자(221)로부터 큰 각도로 확산되는 빛은 제 2 반사판(232)에 의해 반사되도록 하여, 조사 영역 외로 유실되는 빛을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
100 : 드론부
110 : 메인 모듈
120 : 지지대 130 : 프로펠러 모듈
200 : 조명부 210 : 방열봉
220 : 조명 모듈 230 : 반사갓
240 : 히트싱크 250 : 히트 파이프
260 : 반사판
120 : 지지대 130 : 프로펠러 모듈
200 : 조명부 210 : 방열봉
220 : 조명 모듈 230 : 반사갓
240 : 히트싱크 250 : 히트 파이프
260 : 반사판
Claims (10)
- 메인 모듈과, 상기 메인 모듈로부터 방사상으로 연장 형성되는 복수의 지지대와, 상기 지지대의 타단에 각각 구비되는 프로펠러 모듈을 포함하며, 상기 프로펠러 모듈에 프로펠러가 회전 가능하게 구비되는 드론부;
상기 드론부의 상기 메인 모듈 하방에 장착되는 조명부;
를 포함하되,
상기 조명부는,
내측 또는 외측 중 어느 하나 이상의 부위에 열전도체가 형성된 기둥 형상의 방열봉;
복수의 조명 소자가 배열되어 형성되며, 상기 방열봉의 외측면에 부착되는 조명 모듈;
을 포함하는 비행형 조명 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 조명 모듈에서 발생된 열을 흡수하여 외부에 전달하도록 상기 방열봉의 단부에 접하는 히트싱크를 포함하는 비행형 조명 장치.
- 제 2 항에 있어서,
일단이 상기 히트 싱크의 어느 한 면으로부터 삽입되고, 타단이 외부로 연장되는 복수의 히트 파이프를 포함하는 비행형 조명 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 히트 파이프가 관통 삽입되되, 관통부가 상기 히트파이프의 외주연에 접촉되는 복수의 방열판을 포함하는 비행형 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 히트 파이프 중 어느 하나의 타단은 상기 프로펠러 모듈 중 어느 하나의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치되는 비행형 조명 장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 히트 파이프 중 어느 둘 이상의 타단은 상기 프로펠러 모듈 중 상기 메인 모듈을 기준으로 상호 대향되거나 또는 상호 등각으로 배열된 상기 프로펠러 모듈의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치되는 비행형 조명 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 방열판은 상기 프로펠러 모듈의 상부, 하부 또는 측면부에 상기 프로펠러와 이격되어 위치되는 비행형 조명 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 방열봉의 내측에 삽입되어 상기 히트싱크에 접하는 복수의 방열 막대가 구비되는 비행형 조명 장치.
- 제 1 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명부는,
타단이 개구된 용기 형상으로 형성되어, 중앙부에 상기 방열봉이 삽입 고정되되, 복수의 판형 반사판이 상호 측면을 연속하여 접하도록 형성된 반사갓을 포함하는 비행형 조명 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 반사판은, 제 1 반사판과, 상기 제 1 반사판의 타단으로부터 절곡되어 연장되는 제 2 반사판으로 구성되되, 상기 제 1 반사판이 상기 방열봉의 길이 방향에 대하여 이루는 각도보다, 상기 제 2 반사판이 상기 방열봉의 길이 방향에 대하여 이루는 각도가 더 작게 형성되며,
상기 제 1 반사판은, 상기 방열봉의 길이 방향 선상에 투영된 길이가 상기 조명 모듈보다 더 길게 형성되는 비행형 조명 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020160090865A KR20180009218A (ko) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 비행형 조명 장치 |
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| KR1020160090865A KR20180009218A (ko) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 비행형 조명 장치 |
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|---|---|
| KR20180009218A true KR20180009218A (ko) | 2018-01-26 |
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ID=61025684
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