엘이디 항공 장애 표시장치(Aircraft Obstacle Light)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2011년12월14일
(11) 등록번호 10-1092553
(24) 등록일자 2011년12월05일
(51) Int. Cl.

F21V 17/00 (2006.01) F21V 5/04 (2006.01)
G09F 9/33 (2006.01) G09F 13/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2010-0018633
(22) 출원일자 2010년03월02일
심사청구일자 2010년03월02일
(65) 공개번호 10-2011-0099548
(43) 공개일자 2011년09월08일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020070037904 A
KR100920757 B1
(73) 특허권자
주식회사 신성일렉스
경기 안산시 단원구 원시동 785-6
(72) 발명자
나성계
서울시 강서구 내발산동 661-2, 타워힐 아파트
101동 604호
(74) 대리인
박영우
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 송현채
(54) 엘이디 항공 장애 표시장치
(57) 요 약
항공 장애 조명장치를 개시한다. 항공 장애 조명장치는 소정 각도로 경사진 측면들을 가진 다각뿔대 금속
몸체와, 다각뿔대 금속 몸체의 각 측면들에 열적으로 밀결합되게 각각 조립된 복수의 회로기판들과, 각 회로기판
들에 각각 고정되어 회로기판에 대해 수직인 방향으로 출사광축을 가진 적어도 하나 이상의 고휘도 발광다이오드
들과, 적어도 하나 이상의 발광다이오드들 상에 각각 광학적으로 결합되어 고휘도 발광다이오드로부터 출사된 광
을 수평방향으로는 출사광축을 중심으로 180도로 출사시키고 수직방향으로는 출사광축을 중심으로 일정 각도 범
위 내로 집광시키는 렌즈를 포함한다. 따라서 수평방향으로는 360도 균일하게 출사시키고 수직방향으로는 특정
범위 이내로 집중시켜서 광을 출사시킴으로서 동일한 밝기를 유지하면서도 발광다이오들의 수를 대폭적으로 줄일
수 있다.
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1092553
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특허청구의 범위
청구항 1
중앙에 통공(104a)이 형성되고 소정 각도로 경사진 측면들을 가진 오각뿔대 방열 몸체(104)와 상기 오각뿔대 방
열 몸체(104)의 각 측면들에 열적으로 밀결합되게 각각 조립된 복수의 엘이디 램프 모듈들(112);을 구비하고,
상기 복수의 엘이디 램프 모듈들(112) 각각은
상기 오각뿔대 방열몸체(104)의 각 측면에 열적으로 밀결합되게 결합된 장방형의 회로기판(114); 상기 회로기판
(114)에 각각 상하로 배치 고정되어 상기 회로기판(114)에 대해 수직인 방향으로 출사광축을 가진 2개의 고휘도
발광다이오드들(116); 및 상기 발광다이오드들(116)에 각각 광학적으로 결합되어 상기 고휘도 발광다이오드
(116)로부터 출사된 광을 수평방향으로는 상기 출사광축을 중심으로 180도로 출사시키고 수직방향으로는 상기
출사광축을 중심으로 일정 각도 범위 내로 집광시키는 렌즈를 구비하며,
상기 렌즈는 전체적으로 장구를 수직으로 절단한 반장구형이고 ,
상기 반장구형의 전면의 외측면 수직 프로파일은 중앙 평탄부(118a); 상기 중앙 평탄부(118a)와 상 및 하 에지
부(118b, 118c) 사이에 각각 형성된 상측 및 하측 곡부(118d, 118e); 상기 상 에지부(118b)와 상기 상측 곡부
(118d) 사이의 상측 역경사면(118f); 상기 중앙 평탄부(118a)와 상기 하측 곡부(118e) 사이의 하측 역경사면
(118h); 상기 상측 곡부(118d)와 상기 중앙 평탄부(118a) 사이의 상측 순경사면(118g); 및 상기 하측 곡부
(118e)와 상기 하 에지부(118c) 사이의 하측 순경사면(118i)을 포함하고,
상기 반장구형의 전면의 외측면 수평 프로파일은 반원형을 이루며,
상기 반장구형의 상면은 상기 상 에지부(118b)에서 중심으로 갈수록 하측방향으로 깊어지는 깔대기 형상의 요홈
(118p)이 형성되고, 하면은 상기 하 에지부(118c)에서 중심으로 갈수록 상측방향으로 깊어지는 깔대기 형상의
요홈(118q)이 각각 형성되되, 요홈(118p, 118q)의 각 경사면은 상기 상측 역경사면 및 하측 순경사면(118f,
118i)의 경사도 보다 완만하여 상기 고휘도 발광다이오드(116)로부터 출사된 광을 대부분 전반사시킬 수 있는
경사곡면으로 형성되고,
상기 반장구형의 절단면인 평면에는 수직방향으로 연장된 홈부(118j)가 형성되고 홈부(118j)의 중앙에 요홈
(118k)이 형성되며, 상기 홈부(118j)는 상기 회로기판(114)의 두께를 수납하는 깊이를 가지며, 상기 요홈(118
k)은 상기 고휘도 발광다이오드(116)의 높이가 수납되는 깊이를 가지며, 상기 요홈(118k)의 전면 수직 프로파일
은 중앙 이등분선을 중심으로 상하로 대칭적인 상하볼록면(118m,118n)이 형성되고, 상기 요홈(118k)의 상하면은
상하 방향으로 갈수록 깊어지는 깔대기 형상의 볼록 곡면(118r, 118s)으로 형성된 것을 특징으로 하고,
상기 요홈(118p)의 바닥면과 볼록곡면(118r)은 볼록렌즈를 형성하여 상기 고휘도 발광다이오드(116)의 45도 이
상의 상측 출사광들을 굴절시켜서 전방으로 집중되게 하고, 상기 요홈(118q)의 바닥면과 볼록곡면(118s)은 볼록
렌즈를 형성하여 상기 고휘도 발광다이오드(116)의 -45도 이상의 하측 출사광들을 굴절시켜서 전방으로 집중되
게 하고, 45도부터 -45도 범위 이내의 출사광들은 상하볼록면(118m, 118n)과 경사면(118g), 평탄부(118a), 경사
면(118h)에 의해 형성되는 볼록렌즈 구조에 의해 전방으로 집중되어 출사시켜 수직 방향에서 출사광은 렌즈의
높이로 제한되는 범위 이내로 모든 광이 집중되어 출사되도록 된 것을 특징으로 하는 엘이디 항공 장애 조명장
치.
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청구항 3
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청구항 4
삭제
등록특허 10-1092553
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명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 엘이디 항공 장애 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디를 광원으로 사용하는 항공 장[0001]
애 표시장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 항공법에는 빌딩과 같은 건축물이나 송전탑과 같은 구조물이 항공기와 충돌하는 것을 방지하기 위해[0002]
높이를 지시하는 항공장애등을 의무적으로 설치하도록 규정하고 있다. 특히, 국제민간항공기구(ICAO)의 규정에
따르면, 항공장애등의 의무적인 설치뿐만 아니라 저광도 항공장애등은 수평면으로부터 6도 내지 10도의 범위 내
에서 특정 칸델라(candela:CD) 값 이상으로 발광할 수 있어야 한다.
항공장애등에 대한 국제민간항공기구의 규정에 따르면, 저광도 항공장애등은 수평선으로부터 6도 내지 10도의[0003]
범위 내에서 타입에 따라 최소 10 칸델라 이상 또는 최소 32 칸델라 이상의 값을 요구하고 있다.
최근에는 고광도 발광다이오드가 상용화 되면서 항공장애등에도 발광다이오드들을 광원으로 사용하는 제품들이[0004]
소개되고 있다.
공개특허 제2007-37904호, 제2005-104980호, 등록특허 제932852호 제903803호, 제370815호 등에서 엘이디 항공[0005]
장애등을 개시한다.
그러나 종래의 엘이디 항공 장애등은 충분한 밝기를 유지하기 위하여 수평 360도로 수십 개의 발광다이오드들,[0006]
예컨대 30 ~ 60개 정도를 설치한다. 그러므로 수십 개의 발광다이오드들을 360도로 다층으로 형성하기 때문에
조립 공정이 복잡하여 원가 상승의 원인이 되었고 시산이 지남에 따라 수십개의 발광다이오드들이 서로 다른 광
학적 특성 변화로 인하여 수평 360도에서 균일한 밝기를 유지하지 못한 문제가 있었다. 또한 발광다이오드들의
숫자가 많기 때문에 고장빈도가 높아져 유지 보수비용이 증가하는 문제가 있었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광원으로 사용되는 발광다이오드들의 수를 대폭적으로 줄이면서[0007]
도 수평 360도에 걸쳐서 균일하게 밝기를 유지할 수 있는 엘이디 항공 장애 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부품수 및 조립 공수를 줄임으로써 생산원가를 낮출 수 있고 유지 보수 비용을 줄일 수[0008]
있는 엘이디 항공 장애 표시장치를 제공하는 데 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 소정 각도로 경사진 측면들을 가진 다각뿔대 금속 몸체와, 다각뿔[0009]
대 금속 몸체의 각 측면들에 열적으로 밀결합되게 각각 조립된 복수의 회로기판들과, 각 회로기판들에 각각 고
정되어 회로기판에 대해 수직인 방향으로 출사광축을 가진 적어도 하나 이상의 고휘도 발광다이오드들과, 적어
도 하나 이상의 발광다이오드들 상에 각각 광학적으로 결합되어 고휘도 발광다이오드로부터 출사된 광을 수평방
향으로는 출사광축을 중심으로 180도로 확산시키고 수직방향으로는 출사광축을 중심으로 일정 각도 범위 내로
집광시키는 렌즈를 포함한다.
본 발명에서 다각뿔대 금속 몸체는 5각뿔대이고, 적어도 하나 이상의 고휘도 발광다이오드들의 갯수는 각 측면[0010]
에서 상하로 2개식 배치되어 전체적으로 10개인 것이 바람직하다.
본 발명의 렌즈는 수직 중심선을 따라 반으로 절단한 반 장구형이다. [0011]
발명의 효과
본 발명의 일 실시예에 따른 항공 장애 표시장치는 수평방향으로는 360도 균일하게 출사시키고 수직방향으로는[0012]
특정 범위 이내로 집중시켜서 광을 출사시킴으로서 동일한 밝기를 유지하면서도 발광다이오들의 수를 대폭적으
로 줄일 수 있다.
등록특허 10-1092553
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도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 의한 엘이디 항공 장애 표시장치의 외관 사시도.[0013]
도 2는 도 1의 다각뿔대 방열 몸체 및 엘이디 램프를 설명하기 위한 사시도.
도 3은 도 2의 렌즈의 사시도
도 4는 도 3의 렌즈의 수직방향 광 집중을 설명하기 위한 렌즈 측단면도
도 5는 도 3의 렌즈의 수평방향 광 집중을 설명하기 위한 렌즈 측면도.
도 6은 도 2의 램프의 수직방향 광 출사를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 2의 램프의 수평방향 광 출사를 설명하기 위한 도면.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수[0014]
있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포
함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 엘이디 항공 장애 표시장치의 외관 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1의 다각뿔대 방열 몸[0015]
체 및 엘이디 램프를 설명하기 위한 사시도이다.
도면을 참조하면 항공 장애 표시장치(100)는 원통형 지지대(102)의 상면 중앙에 다각뿔대의 방열몸체(104)가 설[0016]
치되고 방열몸통(104)의 외측면에 엘이디 램프(106)가 부착되고 방열몸체(104)와 엘이디 램프(106)를 투명 캡
(108)으로 덮어서 보호하는 구조를 가진다.
원통형 지지대(102)는 플랜지를 구비하고 플랜지에는 구조물에 항공 장애 표시장치(100)를 고정하기 위한 볼트[0017]
공들이 다수개 구비된다. 원통형 지지대(102) 내부에는 엘이디 램프(106)에 전류를 공급하기 위한 전력공급유닛
(110)이 내장된다. 전력공급유닛(110)은 배터리, 파워서플라이 등을 포함할 수 있다.
다각뿔대의 방열몸체(104), 중앙에 통공(104a)이 형성되고 외측면에는 다각뿔대의 측면 수에 대응하는 수의 복[0018]
수의 엘이디 램프 모듈들(112), 이 나사결합으로 부착되어 엘이디 램프(106)를 구성한다. 다각뿔대의 방열몸체
(104)의 외측면은 수직축에 대하여 6도~10도 범위 내의 경사각도를 가진다. 외측면의 경사각도는 국제민간항공
기구(ICAO)의 규정에 따른 수평면으로부터 6도 내지 10도의 범위 내에서 특정 칸델라(candela:cd) 값 이상으로
광을 출사시키기 위한 것이다. 본 발명에서 다각뿔대의 방열몸체(104)는 5각 뿔대가 가장 바람직하지만 3각, 4
각, 6각, 7각, 8각 등으로 구성할 수 있다. 5각 미만은 발광다이오드의 수를 더욱 줄일 수 있지만 수평방향의
광빔 균일도가 저하된다. 6각 이상은 수평방향의 광빔 균일도는 향상되지만 발광다이오드의 수가 증가된다.

엘이디 램프(106)는 복수의 엘이디 램프 모듈들(112)을 포함한다. 5각 뿔대 방열 몸체인 경우에는 5개의 엘이디[0019]
램프모듈이 사용된다. 각 엘이디 램프 모듈(112)은 장방형의 회로기판(114), 회로기판(114)의 길이방향으로 배
열된 두개의 고휘도 발광다이오드들(116), 각 발광다이오드(116)들 상에 광 결합되는 렌즈(118)를 포함한다. 고
휘도 발광다이오드(116)들은 회로기판(114) 상에 전기적으로 결합되고 회로기판(114)은 방열몸체(104)에 열전도
가 양호하게 밀결합된다. 따라서 발광다이오드(116)의 접합부에서 발생된 열은 리드선, 회로기판(114)의 동판,
방열몸체(104)로 이우러진 열통로를 통해 열을 방출시킨다. 그러므로 본 실시예에서는 총 10개의 발광다이오드
가 사용된다.
도 3은 도 2의 렌즈의 사시도이고, 도 4는 도 3의 렌즈의 수직방향 광 집중을 설명하기 위한 렌즈 측면도이고,[0020]
도 5는 도 3의 렌즈의 수평방향 광 집중을 설명하기 위한 렌즈 측면도를 나타낸다.
도면을 참조하면 렌즈(118)는 전체적으로 반원통형으로 곡면의 수직 프로파일은 장구를 수직 이등분한 반장구형[0021]
으로 중앙 평탄부(118a)와 상하 에지부(118b, 118c) 사이에 각각 곡부(118d, 118e)가 형성된다. 상 에지부
(118b)와 상측곡부(118d) 사이의 경사면(118f)과 평탄부(118a)와 하측곡부(118e) 사이의 경사면(118h)은 역경사
면을 이루고 상측곡부(118d)와 평탄부(118a) 사이의 경사면(118g)과 하측곡부(118e)와 하 에지부(118c) 사이의
경사면(118i)은 순경사면을 이룬다. 곡면의 수평 프로파일은 반원형이다.
등록특허 10-1092553
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반원통형의 평면에는 수직방향으로 연장된 홈부(118j)가 형성되고 홈부(118j)의 중앙 바닥에 요홈(118k)이 형성[0022]
된다. 홈부(118j)에는 회로기판(114)이 수납되는 깊이를 가지며 요홈(118k)은 발광다이오드(116)가 수납되는 깊
이를 가진다. 요홈(118k)의 바닥의 수직 프로파일은 중앙 이등분선을 중심으로 상하로 대칭적인 상하볼록면
(118m,118n)이 형성된다.
반원통형의 상면은 에지에서 중심으로 갈수록 깊어지는 깔대기 형상의 요홈(118p)이 형성되고 하면은 에지에서[0023]
중심으로 갈수록 깊어지는 깔대기 형상의 요홈(118q)이 형성된다. 요홈(118p, 118q)의 바닥면은 경사면(118f,
118i)의 경사도 보다 완만하여 발광다이오드(116)로부터 출사된 광을 대부분 전반사시킬 수 있는 경사곡면으로
형성된다.
요홈(118k)의 상하면은 상하 방향으로 갈수록 깊어지는 깔대기 형상의 볼록 곡면(118r, 118s)으로 형성된다. 그[0024]
러므로 요홈(118p)의 바닥면과 볼록곡면(118r)은 볼록렌즈를 형성하여 발광다이오드(116)의 45도 이상의 상측
출사광들을 굴절시켜서 전방으로 집중되게 하고, 요홈(118q)의 바닥면과 볼록곡면(118s)은 볼록렌즈를 형성하여
발광다이오드(116)의 -45도 이상의 하측 출사광들을 굴절시켜서 전방으로 집중되게 한다. 45도부터 -45도 범위
이내의 출사광들은 상하볼록면(118m, 118n)과 경사면(118g), 평탄부(118a), 경사면(118h)에 의해 형성되는 볼록
렌즈 구조에 의해 전방으로 집중되어 출사된다. 따라서 수직 방향에서 출사광은 렌즈의 높이로 제한되는 범위
이내로 모든 광이 집중되어 출사된다.
수평방향에 대해서는 도 5에 도시한 바와 같이 반원상으로 발광다이오드에서 출사된 광들이 굴절없이 그대로[0025]
180도 방향으로 출사된다.
도 6은 도 2의 램프의 수직방향 광 출사를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 2의 램프의 수평방향 광 출사를[0026]
설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면 엘시디 램프(106)는 수직방향으로 2개의 발광다이오드가 배열되어 수평방향에 대해서 약 6도[0027]
내지 10도 범위 이내로 상방향으로 경사지게 출사되어 전방으로 출사되는 광빔의 직진성이 향상된다. 반면에 수
평방향에 대해서는 360도에 걸쳐서 대략적으로 균일한 분포로 광빔이 출사되므로 동일한 밝기를 유지하면서도
발광다이오드의 수를 획기적으로 줄일 수 있다.
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도면
도면1
도면2
등록특허 10-1092553
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도면3
도면4
등록특허 10-1092553
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도면5
도면6
등록특허 10-1092553
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도면7
등록특허 10-1092553
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