(57)【要約】  航空機前方位置ライティングデバイス（１）は、モジュール構成であり、ソリッドステート光源、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）（２１０、２３０）を収納した搭載用モジュール（２０）を含む。搭載用モジュールは、反射器（２２０）も含む。光源および反射器から生じる光パターンは、最小光度に関する連邦航空規則（ＦＡＲ）を満足する。デバイスは、光パターンに角度カットオフを施し、デバイスが、航空灯間での重複に関するＦＡＲを満足するように構成された、カットオフ・シールド・モジュール（１０）を含む。デバイスは、航空機中の電源に光源を接続する、電気回路を収納したベース・アセンブリ・モジュール（３０）を含むこともできる。エレクトロニクスの更新は、ベース・アセンブリ・モジュールを交換することによって、実施することができる。
2007513488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の翼に設置されるように構成された前方位置ライティングデバイス（１）であって、
前記航空機の翼が特定の搭載プラットフォームに対応し、
前記デバイスが、
１つまたは複数のソリッドステート光源がその上に搭載される搭載用モジュール（２０）を含む複数のモジュール構成要素を備え、
前記デバイスが多数のタイプの搭載プラットフォームに動作可能に適合するように、前記モジュール構成要素が構成される、前方位置ライティングデバイス（１）。
【請求項２】
前記ソリッドステート光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）（２１０、２３０）であり、
前記ＬＥＤが、連邦航空規則（ＦＡＲ）に準拠した赤色光および緑色光のうちの少なくとも１つを放出するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
角度カットオフ・パラメータに従って前記ＬＥＤによって放出された光を制限するように構成されたカットオフ・シールド・モジュール（１０）をさらに含み、
前記角度カットオフ・パラメータにより、前記放出された光が、連邦航空規則（ＦＡＲ）によって指定された最大角強度に準拠することが可能になる、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記搭載用モジュールが、ヒートシンクとして働く、冷却フィン（２４０）を組み込んだ鋳造物を含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項５】
前記モジュール構成要素が、
前記航空機内の電源に前記ソリッドステート光源を電気的に接続する電気回路を含むベース・アセンブリ・モジュール（３０）をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ベース・アセンブリ・モジュールが、次の２つの互換性のあるタイプ、すなわちその電気回路が受動的である第１のタイプ、およびその電気回路が能動的である第２のタイプのうちの１つと互換性がある、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記ベースアセンブリが、ヒートシンクとして働く、冷却フィン（３１０）を組み込んだ鋳造物を含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項８】
前記搭載用モジュールが、
２つの側方発光ＬＥＤ（２１０）と、
前記側方発光ＬＥＤによって放出された光の少なくとも一部分を反射するように動作可能にある、１つまたは複数の反射器（２２０）であって、
前記側方発光ＬＥＤおよび反射器が、前記側方発光ＬＥＤの放出する光と前記反射器の反射する光が、光の第１の分布に従って結合するように構成される、１つまたは複数の反射器（２２０）と、
光の第２の分布に従って光を放出するように動作可能なランバート型ＬＥＤ（２３０）とを含み、
前記ランバート型ＬＥＤが、光の前記第１および第２の分布が結合して光パターンを形成するように構成され、
前記光パターンが、最小角強度に関する連邦航空規則（ＦＡＲ）に準拠している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記搭載用モジュールに動作可能に接続されたカットオフ・シールド・モジュールをさらに含み、
前記カットオフ・シールド・モジュールが、角度カットオフ・パラメータに従って前記光パターンを制限するように構成され、
前記角度カットオフ・パラメータにより、前記光パターンが、前方航空位置灯の最大角強度に関する連邦航空規則（ＦＡＲ）に準拠することが可能になる、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記カットオフ・シールド・モジュールが、光の前記第２の分布と前記航空機の他の前方航空位置灯の間での重複を制限するように構成された、オーバーラップシールド構成要素（１１０）を含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記カットオフ・シールド・モジュールが、光の前記第１の分布と前記航空機の前記他の前方航空位置灯の間での重複を制限するように構成された、補助オーバーラップシールド構成要素（１２０）を含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記カットオフ・シールド・モジュールが、前記光パターンと前記航空機の後方航空灯の間での重複を制限するように構成された、周囲シールド構成要素（１３０）を含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記搭載用モジュールおよび前記カットオフ・モジュールの寸法が、複数の異なる搭載プラットフォームのそれぞれに適合し、それによって、前記デバイスを改造することなく、または前記搭載プラットフォームを変更せずに、前記異なる搭載プラットフォームへの前記デバイスの搭載が可能になる、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記反射器の形状が、前記側方発光ＬＥＤの発光特性に基づき、光の前記第１の分布を生成するように決定される、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記反射器のそれぞれが、前記側方発光ＬＥＤの１つに対応し、
前記反射器のそれぞれが、前記対応する側方発光ＬＥＤの前記発光特性に基づき、光の前記第１の分布を生成するようにその曲率が決定される、湾曲した反射表面を含む、請求項１４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その内容全体が、参照によって本明細書に組み込まれる、２００３年１２月８日出願の米国仮特許出願第６０／５２７，２９９号による優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、航空機上の位置ライティングシステムを対象とし、より詳しくは、ソリッドステート光源を使用する前方航空位置灯を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
他の航空機との衝突を防止するために、同じ一般空域上にある他の航空機へその相対的位置を示す様々なライトが、航空機の外側上に搭載される。そのようなライティングシステムは、左翼上に搭載される赤色灯および右翼上に搭載される緑色灯から構成される、前方位置ライティングシステムを含む。観測された航空機上の前方航空位置灯の色および動きに基づき、航空機の相対的な位置および進行方向が、同じ周辺で飛行する他の航空機側で識別できる。
【０００４】
連邦航空規則（ＦＡＲ）に、最小および最大の光度が、赤色および緑色の前方航空位置灯のそれぞれについて、放出角度の関数として指定されている。同じ一般空域上にある他の航空機が、航空機の個々の航空灯を正確に識別することができるように、これらの航空灯間の過剰な重複を防止するために、「角度カットオフ」として知られた最大光度に関する限界が、必要である。これは、他の航空機が、点灯している航空機の相対的位置を決定するのに、役立つ。従来、前方位置ライティングシステムは、光源として白熱灯を使用してきた。これらのシステムは、いくつかの欠点を抱えている。それらの動作原理から、白熱灯は、他の光源（たとえば、蛍光、ソリッドステートおよび高光度放電光）に比べて、寿命が限られる。航空機が飛行する厳しい環境によって、白熱灯の寿命が、さらに減少する。航空安全規則によって、航空機が夜間飛行中のとき、航空機の航空灯が機能することが要求されているので、頻繁な白熱灯位置表示灯の故障は、航空機の出発を遅らせるだけでなく、交換のため、維持コストが高くなる恐れもある。
【０００５】
さらに、白熱灯ベースのライティングシステムは、指定された発色のために、色ガラスフィルタが必要である。ＦＡＲの指定色を維持しながら、飛行中に遭遇する高温度勾配に耐えることが可能である色ガラスを提供することができる供給業者は、世界中にほとんどいない。さらに、このタイプのガラスは、極めて重く、それによって飛行効率が低下する。
【０００６】
いくつかの既存の位置ライティングシステムは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。しかし、そのようなシステムは、既存の白熱灯の直接の交換品として（形または嵌合上どちらかで）適切でない。したがって、これらのライトを航空機上に搭載するために、あるレベルの「改造（ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ）」が必要である。
【０００７】
さらに、既知のＬＥＤベースの航空灯は、１点解決策としてだけで、様々なプラットフォームに適した共通解決策としてではなく設計される。さらに、これらのライティングシステムは、ＦＡＲ要求事項を満足するために、ＬＥＤのクラスタが必要である。既知のＬＥＤベースの航空灯に関連した他の問題は、ＬＥＤに関連した光度分布の変動である。そのような変動のため、航空灯が、ＦＡＲの要求する最小または最大の光度分布を達成できないように、妨げられることがあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の例示の実施形態は、ソリッドステート光源を使用し、異なる搭載プラットフォームに適合する、航空機の前方航空位置灯を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例示の実施形態によれば、前方航空位置灯デバイスは、複数のモジュール構成要素を含む。このモジュール設計によって、前方航空位置灯の製造および組立てが容易になり、エレクトロニクスの容易な更新が可能になり得る。
【００１０】
前方航空位置灯デバイスのモジュール構成要素は、１つまたは複数のソリッドステート光源がその上に搭載される、搭載用モジュールを含むことができる。搭載用モジュールは、ヒートシンクをさらに含むことができる。ヒートシンクは、ソリッドステート光源から発生する熱を放熱するように構成することができる。ヒートシンクは、冷却フィンとして搭載用モジュールの鋳造物中に組み込むことができる。
【００１１】
前方ライトデバイスは、例示の実施形態によるベース・アセンブリ・モジュールをさらに含むことができる。ベース・アセンブリ・モジュールは、ソリッドステート光源を航空機内の電源に電気的に接続するために、電気回路を含むことができる。ベース・アセンブリ・モジュールは、ヒートシンクを含むこともできる。ヒートシンクは、ベース・アセンブリ・モジュールの鋳造物中に組み込まれた冷却フィンを含むことができる。
【００１２】
例示の実施形態によれば、ベース・アセンブリ・モジュールは、異なる電気回路を収納した他のベース・アセンブリ・モジュールと交換可能にすることができる。したがって、エレクトロニクスの更新は、ベース・アセンブリ・モジュールを単に交換するだけで、前方航空位置灯デバイスに実施することができる。たとえば、受動回路を収納したベース・アセンブリ・モジュールは、能動構成要素を用いた電流制御装置を含むモジュールに置き換えることができる。
【００１３】
例示の実施形態では、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、搭載用モジュール上に光源として、実装される。そのようなＬＥＤは、航空機上の前方航空位置灯の特定の位置（左翼または右翼）によって連邦航空規則（ＦＡＲ）の要求する特定の色（アビエイションレッドまたはアビエイショングリーン）で発光するように構成することができる。
【００１４】
例示の実施形態によれば、側方発光ＬＥＤは、搭載用モジュールのＬＥＤ中に含めることができる。そのような実施形態では、デバイスは、その構成（たとえば、形状および配置）が、側方発光ダイオードの発光特性に対応する、１つまたは複数の反射器をさらに含むことができる。さらに、デバイスは、少なくとも１つの他のタイプのＬＥＤ、たとえばランバート型ＬＥＤを含むことができる。例示の実施形態では、ＬＥＤが発光した光は、反射器から反射された光と溶け合い、前方航空位置灯が放出する光パターンを形成する。例示の実施形態によれば、光パターンは、前方航空位置灯についてＦＡＲが課した最小の角強度要求事項を満足する。
【００１５】
さらに、搭載用モジュール上のＬＥＤの構成によって、デバイスの改造または変更なしに、複数の既存の搭載用プラットフォーム（たとえば、白熱灯航空灯を使用するプラットフォーム）上への前方航空位置灯デバイスの搭載を可能とすることができる。したがって、例示の実施形態では、前方航空位置灯デバイスは、既存の白熱灯／ハロゲンランプの前方航空位置灯の直接の交換品として使用することができる。
【００１６】
他の例示の実施形態では、前方航空位置灯は、カットオフ・シールド・モジュールを含むことができる。カットオフ・シールド・モジュールは、航空灯間の重複に関するＦＡＲを満足するために、光パターンを効果的に制限するように設計された、１つまたは複数のカットオフ・シールドを組み込むことができる。
【００１７】
そのような例示の実施形態によれば、ＬＥＤおよびカットオフ・シールドによって、色ガラスを使用せずに、ＦＡＲに準拠する前方航空位置灯デバイスが可能になる。
【００１８】
本明細書で以降に与えられる詳細な記述から、本発明の適用性の範囲の一層の進展が明らかになる。しかし、本明細書の詳細な記述と具体的な実施形態は、本発明の例示の実施形態を開示するが、例示の目的のみで与えられていることを理解すべきである。
【００１９】
本発明のより完全な理解は、添付図面とともに行われる以下の記述から明らかになる。
【００２０】
本発明の例示の実施形態が、以下の記述で開示される。
【００２１】
本発明は、同じ一般空域上で飛行する他の航空機への航空機の相対的な位置に関する情報を提供するために、航空機上に搭載される（特に航空機の翼上に搭載される）前方航空位置灯デバイスに向けられる。例示の実施形態によれば、航空灯デバイスは、ソリッドステート光源を使用し、それは、従来の前方位置ライティングシステム中で使用される白熱灯光源より運用寿命が長く、発生する熱が少ない。さらに、前方航空位置灯デバイスは、例示の実施形態によれば、移動可能で、様々なタイプのプラットフォーム上への搭載を可能にすることができる。
連邦航空規則（ＦＡＲ）
この時点で、連邦航空規則（ＦＡＲ）が前方航空位置灯に課している要求事項のいくつかを述べることは、有益なはずである。以下の記述は、例示する目的で単に与えられており、前方航空位置灯に課せられる標準または要求事項の完全な表を企図していないことに留意すべきである。
【００２２】
各前方航空位置灯は、水平面（航空機の縦軸を含み、航空機の対称軸に直交する面）上でそれぞれの範囲の角度内で、連続光を示さなければならない。
【００２３】
たとえば、左翼上の前方航空位置灯（赤色）は、縦軸に沿って前方を見たとき見られるような、航空機の縦軸から左側へ０から１１０°までの範囲で、連続光を示さなければならない。この角度範囲は、赤色前方航空位置灯に対応し、２面角Ｌとして知られる。
【００２４】
それとは反対に、右翼上の前方航空位置灯（緑色）は、縦軸に沿って前方を見たとき見られるような、航空機の縦軸から右側へ０から１１０°までの範囲で、連続光を示さなければならない。この範囲は、緑色前方航空位置灯に対応し、２面角Ｒとして知られる。
【００２５】
（２面角Ａは、後方航空灯に対応する角度範囲であり、縦軸に沿って見たとき見られるような、縦軸から右側へ７０°、縦軸から左側への７０°の範囲である。）
前に述べたように、ＦＡＲは、航空機の前方航空位置灯（赤色および緑色）毎に、放出角度の関数として、具体的な最小および最大の光度を示している。水平面上では、ＦＡＲは、赤色前方航空位置灯について２面角Ｌ内で、最小光度を指定し、緑色前方航空位置灯について２面角Ｒ内で、最小光度を指定している。表１に、ＦＡＲのパート２３、セクション２３．１３９１に指定された、水平面についてのこれらの最小光度の具体的な例を示す。
【００２６】
【表１】
2007513488.tif 000003
【００２７】
ＦＡＲは、水平面（Ｉ）の最小光度および水平面からの上下の角度の関数として、前方航空位置灯の任意の垂直面上の最小光度も指定している。表２に、この規則（本出願の出願日現在でのパート２３、セクション２３．１３９３による）中のこれらの最小光度を（Ｉの項で）示す。
【００２８】
【表２】
2007513488.tif 000004
【００２９】
前方航空位置灯間の過度な重複を防止するために、ＦＡＲは、放出角度の関数として、水平面上の最大光度も指定している。特に、ＦＡＲは、赤色前方航空位置灯が、隣接した２面角Ｒのある領域中で取ることができる、最大光度を定義する。さらに、水平面の隣接した２面角Ｌのある領域中の緑色前方航空位置灯の最大光度が、指定される。さらに、ＦＡＲは、（後方航空灯との過度な重複を防止するために）隣接した２面角Ａのある領域中の赤色および緑色の前方航空位置灯両方について、最大光度を指定する。表３に、ＦＡＲのパート２３、セクション２３．１３９５に指定された、これらの最大光度の具体的な例を示す。
最大光度（カンデラ）
【００３０】
【表３】
2007513488.tif 000005
【００３１】
ＦＡＲに定義されているように、領域Ａは、光源を貫通し、１０°より大きい角度で、しかし２０°より小さい角度で共通の境界面を横切る、隣接した２面角上のすべての方向を含む。領域Ｂは、光源を貫通し、２０°より大きい角度で共通の境界面を横切る、隣接した２面角上のすべての方向を含む。
【００３２】
したがって、表３に示された仕様は、前方航空位置灯毎に、角度カットオフを定義する。これらの角度カットオフを超えて各前方航空位置灯が放出する光の光度は、表３に指定された最大光度に、またはそれより小さく限定されなければならない。
【００３３】
したがって、ＦＡＲは、赤色前方航空位置灯用の角度カットオフを、２面角Ｌを超えて隣接した２面角ＲおよびＡ中へ入った１０°で指定し、そこでは光度は、１０カンデラまたはそれより小さく限定される。他の角度カットオフは、２面角Ｌを超えて隣接した２面角ＲおよびＡ中へ入った２０°で、赤色前方航空位置灯について指定され、そこでは光度は、１カンデラまたはそれより小さく限定される。
【００３４】
表１から３のパラメータは、ＦＡＲのパート２３の要求事項の一例に過ぎず、それらは、ノーマル、ユーティリティ、アクロバットおよびコミュータのカテゴリの航空機に関することに留意すべきである。しかし、他のタイプの航空機について、ＦＡＲの最大および最小の光度要求事項に関する他のパートがあることに、留意すべきである。たとえば、パート２５は、輸送機のカテゴリの航空機についてＦＡＲ要求事項を定め、パート２７は、ノーマルなカテゴリの回転翼機について要求事項を定め、パート２９は、輸送機のカテゴリの回転翼機について要求事項を定める。
【００３５】
これらのパートでＦＡＲは、それぞれに対応する光の特定の波長（すなわち、色）を含め、他の要求事項も含むことに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１に、本発明の例示の実施形態による前方航空位置灯デバイス１の分解組立図を示す。例示の実施形態によれば、前方航空位置灯デバイス１は、モジュール構成である。デバイス１のモジュール構成の性質から、組立てが容易になり、１つまたは複数のモジュールを交換することでいくつかの更新を実施することが可能になる。図１の分解組立図に、カットオフ・シールド・モジュール１０、ＬＥＤヒートシンクおよび搭載用モジュール２０や電気ヒートシンク・モジュール３０を含め、航空灯デバイス１の様々なモジュールを示す。
【００３７】
例示の実施形態によれば、ＬＥＤヒートシンクおよび搭載用モジュール２０（以降、「搭載用モジュール」とも呼ぶ）は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。
【００３８】
特に、図１に、搭載用モジュール２０が、第１のＬＥＤモジュールおよび第２のＬＥＤモジュールを含む、例示の実施形態を示す。第１のＬＥＤモジュールは、２つの側方発光ＬＥＤ２１０を含み、一方第２のＬＥＤモジュールは、単一のランバート型ＬＥＤ２３０を含む。図１の例示の実施形態では、第１のＬＥＤモジュールは、側方発光ＬＥＤ２１０に並んで搭載された、１つまたは複数のカスタム設計の反射要素２２０（以降、「反射器」と言う）も収納する。
【００３９】
例示の実施形態によれば、第１のＬＥＤモジュール２４上のＬＥＤ２１０は、ＬＵＸＥＯＮ（商標登録）の側方発光ＬＥＤを含むことができ、それは、現在市販されている。さらに、第２のＬＥＤモジュール２２上のＬＥＤ２３０は、現在市場で入手できる、ＬＵＸＥＯＮのランバート型ＬＥＤを含むことができる。しかし、当業者が予想するように、他のタイプのＬＥＤを第１のＬＥＤモジュール２４および第２のＬＥＤモジュール２２上に実装することができる。
【００４０】
図１（および図３Ｂ）に示すように、側方発光ＬＥＤ２１０は、ランバート型ＬＥＤ２３０と同じ面上に、必ずしも搭載されない。実際、側方発光ＬＥＤ２１０は、ランバート型ＬＥＤ２３０と異なる角度およびレベルで搭載することができる。
【００４１】
側方発光ＬＥＤ２１０は、第１のＬＥＤモジュールの表面上に搭載され、それは、ＬＥＤのそれぞれに特定の配向を施す。各ＬＥＤ２１０の配向は、航空機の縦軸に対するその角度だけでなく、前方位置デバイス１内のその相対的な位置も言う。各側方発光ＬＥＤ２１０の配向および発光特性は、ＬＥＤ２１０がデバイス１から放出する光のパターン（または分布）を決定する。
【００４２】
同様に、第２のＬＥＤモジュールの搭載表面によって、ランバート型ＬＥＤ２３０の特定の配向が定められる。前方位置デバイス１からランバート型ＬＥＤ２３０が放出する光の分布は、同様に、ＬＥＤ２３０の配向および発光特性に依存する。
【００４３】
図２Ａ、３Ａおよび３Ｂに、前方航空位置灯デバイス１の別の図が示してある。これらの図面に、例示の実施形態による、前方位置デバイス中の様々なＬＥＤ２１０および２３０の配向をさらに示す。
【００４４】
しかし、例示の実施形態によれば、前方航空位置灯デバイス１から生じる光のパターンは、ＬＥＤ２１０および２３０の配向および発光特性だけでなく、搭載用モジュール２０中の各反射器２２０の反射の性質に依存することもできる。
【００４５】
特に、各反射器２２０は、側方発光ＬＥＤ２１０の少なくとも１つから放出される光を反射するように構成される。この反射光の性質は、各側方発光ＬＥＤ２１０の光分布および反射器２２０の構成に、ともに依存する。この記述のために、各反射器２２０の構成には、（必ずしもこれらに限定されないが）形状、寸法、材料のタイプや対応する側方発光ＬＥＤ２１０に対する反射器２２０の相対的位置が含まれる。
【００４６】
既知の技術を使用して、当業者は、反射光が所望のパターンを有するように、側方発光ＬＥＤ２１０の分布に基づき、反射器２２０を構成することができる。たとえば、そのような技術は、試行錯誤、コンピュータ模擬などを使用することができる。反射器２２０を設計するためのそのような技術は、当業者に容易に利用でき、反射光の所望のパターンを得るために、過度の実験は必要でない。
【００４７】
図３Ａに、そのような実施形態による搭載用モジュール２０の断面図を示す。特に、図３Ａに反射器２２０の例示の構成を示し、側方発光ＬＥＤ２１０毎に単一反射器２２０が存在する。図３Ａに示すように、各反射器２２０の反射表面は、湾曲させることができる。各反射器２２０の形状は、反射器２２０が、上記に述べた所望のパターンに従って光を反射するように、決めることができる。
【００４８】
代替の例示の実施形態では、単一反射器２２０を使用して、反射光の所望のパターン生成することができる。たとえば、単一反射器２２０は、「二重円丘」形状で設計することができ、各円丘の形状は、側方発光ＬＥＤ２１０のうちの対応する１つの光を反射するように構成される。
【００４９】
例示の実施形態によれば、反射光が、特定のパターンを形成するように、側方発光ＬＥＤ２１０の配向に基づき、カスタム反射器２２０の構成が設計される。このパターンは、側方発光ＬＥＤ２１０からの放出と結合して、光の第１の分布、すなわち第１のＬＥＤモジュールから生じる分布を形成することができる。
【００５０】
ランバート型ＬＥＤ２３０が放出する光は、ＬＥＤ２３０の配向および発光特性に基づき、第２の分布を形成する。光の第２の分布は、第２のＬＥＤモジュールが発生する光に対応する。ＬＥＤ２３０の発光特性に基づき、ランバート型ＬＥＤ２３０に適した配向を決めるための技術は、当業者に既知であり、過度の実験は不要である。
【００５１】
したがって、光の第１および第２の分布は、溶け合って、前方航空位置灯デバイス１か生じる光パターンを形成する。例示の実施形態によれば、第１および第２のＬＥＤモジュール（側方発光ＬＥＤ２１０、反射器２２０およびランバート型ＬＥＤ２３０を含む）は、形成された光パターンが、最小光度に関するＦＡＲの要求事項を満足するように構成される。上記に述べたように、ランバート型ＬＥＤ２３０とともに側方発光ＬＥＤ２１０および反射器２２０をどのように構成するかは、当業者に容易に明らかになり、したがって前方航空位置灯デバイスの光パターンが、ＦＡＲの最小光度要求事項を満足する。
【００５２】
例示の実施形態によれば、側方発光ＬＥＤ２１０およびランバート型ＬＥＤ２３０は、前方位置ライティングデバイス１の特定の位置に関するＦＡＲ要求事項に対応する色で光を放出するように構成される。この実施形態では、前方位置ライティングデバイス１が、航空機の右翼上に搭載される場合、ＬＥＤ２１０および２３０のそれぞれは、ＦＡＲを満足する緑色（「アビエイショングリーン」）を放出するように構成することができる。他方では、位置ライティングデバイス１が、航空機の左翼上に搭載される場合、ＬＥＤ２１０および２３０は、ＦＡＲを満足する赤色（「アビエイションレッド」）を放出するように構成することができる。アビエイションレッドおよびアビエイショングリーンの光を放出するように構成された、側方発光ＬＥＤおよびランバート型ＬＥＤは、市場で容易に入手することができる。
【００５３】
したがって、上記の例示の実施形態では、前方航空位置灯デバイス１は、ＦＡＲ中の仕様を満足する特定の色で光を生成するために、色ガラスの使用が必要でない。
【００５４】
アビエイションレッドおよびアビエイショングリーンの側方発光ＬＥＤ２１０は、様々な発光特性を示し、したがってそれら個々の分布がいくらか異なるようになることがあることに留意すべきである。したがって、最適な光パターンを得るための反射器２２０の構成は、前方航空位置灯１が、アビエイションレッド光またはアビエイショングリーン光のどちらを放出するように構成されるのかに基づき、わずかに変わることがある。
【００５５】
しかし、例示の実施形態によれば、カスタム反射器２２０は、アビエイションレッドまたはアビエイショングリーンの側方発光ＬＥＤ２１０のどちらにも適合するように設計することができる。言い換えると、反射器２２０の設計は、赤色および緑色の側方発光ＬＥＤ２１０の最適設計間の妥協となることがある。しかし、代替の例示の実施形態によれば、反射器２２０は、前方航空位置灯デバイス１が、赤色光または緑色光のどちらのために構成されるのかに基づき、異なって設計し、それによって光パターンを最適化することができる。
【００５６】
図１から２Ｂおよび３Ｂに示すように、ＬＥＤヒートシンクおよび搭載用モジュール２０のベースは、ＬＥＤモジュール２２および２４が発生する熱を放熱することが可能な、１つまたは複数のセットの冷却フィン２４０を含むことができる。さらに、このベースは、放熱の性質を示す熱伝導性材料から構成することができる。
【００５７】
例示の実施形態によれば、搭載用モジュール２０は、カットオフ・シールド・モジュール１０に動作可能に接続することができ、それは、１つまたは複数のカットオフ・シールドを含む。
【００５８】
図１に示した例示の実施形態では、これらのカットオフ・シールドは、前方航空位置灯デバイス１の光パターンに角度カットオフを施し、それによって放出光が、航空機の他の前方航空位置灯および後方航空灯と過剰に重複しないように防止する。特に、カットオフ・シールド・モジュール１０は、光パターンが、領域ＡおよびＢ中で、他の前方航空位置灯の光パターンと重複するＦＡＲ指定の最大光度を超えないように防止する、オーバーラップシールド１１０および１２０を含むことができる。カットオフ・シールド・モジュール１０は、光パターンが、領域ＡおよびＢ中で、後方航空灯（２面角Ａに対応する）と重複する最大光度を超えないように防止する、周囲シールド１３０を含むこともできる。
【００５９】
例示の実施形態によれば、カットオフ・シールド・モジュール１０は、光学的に不透明なポリマから製作され、動作中、搭載用モジュール２０に動作可能に接続される、単一鋳造物を含むことができる。あるいは、鋳造物は、当技術内で既知の他の適切なタイプの材料から構築することができる。例示の実施形態では、カットオフ・シールド１１０、１２０および１３０は、鋳造物中に組み込むことができる。
【００６０】
図１に示したように、カットオフ・シールド・モジュール１０は、光の第２の分布（すなわち、ランバート型ＬＥＤ２３０から放出される分布）に角度カットオフを施す、大きいオーバーラップシールド１１０を含むことができる。カットオフ・シールド・モジュール１０は、光の第１の分布（すなわち、側方発光ＬＥＤ２１０および反射器２２０から生じる光）に角度カットオフを施す、補助オーバーラップシールド１２０をさらに含むことができる。
【００６１】
当業者が、既知の技術を使用し不要な実験なしで、他の前方航空位置灯のパターンに対応する領域ＡおよびＢから光パターンを効果的にカットする、大きいオーバーラップシールド１１０および補助オーバーラップシールド１２０を設計することが、容易に可能になる。そのような技術には、試行錯誤、コンピュータ模擬や当業者に容易に明らかになる他の方法が含まれることがある。
【００６２】
図１、２Ａ、２Ｂおよび３Ｂに示した大きいオーバーラップシールド１１０および補助オーバーラップシールド１２０の構成は、単に例示していることに留意すべきである。たとえば、これらの図に、大きいオーバーラップシールド１１０がカップ形状を取るように、補助オーバーラップシールド１２０が横木形状を取るように表されている。しかし、代替形状および構成は、当業者に予想されるように使用することができる。特に、光パターンが他の前方航空位置灯と過剰に重複しないように防止し、光パターンがＦＡＲを満足するような、どのような構成も使用することができる。
【００６３】
さらに、代替実施形態では、補助オーバーラップシールド１２０は、カットオフ・シールド・モジュール１０中に組み込む代わりに、反射器２２０に動作可能に接続することができる。たとえば、補助オーバーラップシールド１２０は、反射器２２０の上部に接続することができる。
【００６４】
図１に戻ると、カットオフ・シールド・モジュール１０は、周囲シールド１３０を含むことができ、それは、モジュール１０の周囲の少なくとも一部分に沿って走る。周囲シールド１３０は、光パターン全体に角度カットオフを施すように構成することができ、それは、航空機上の後方航空灯と重複する光量を制限する。特に、周囲シールド１３０は、２面角Ａと実質的に重複しないように光の第１および第２の分布をカットするように、設計することができる。周囲シールド１３０によって、２面角Ａ中で領域ＡおよびＢに関して、光パターンが、ＦＡＲの最大光度要求事項内に入るようにすることが、可能になる。
【００６５】
大きいオーバーラップシールド１１０および補助オーバーラップシールド１２０と同様に、周囲シールド１３０は、当技術で既知の技術を使用して、設計することができる。
【００６６】
搭載用モジュール２０およびカットオフ・シールド・モジュール１０の構成は、上記に述べ図１から３Ｂに示した、具体的な例示の実施形態によれば有利である。というのは、前方航空位置灯に対するＦＡＲを満足する光パターンを生成するために、ＬＥＤが３個だけ必要になるからである。これによって、搭載用モジュール２０およびカットオフ・シールド・モジュール１０の寸法が、白熱灯またはハロゲンランプを使用する既存の前方航空位置灯用の複数の異なる搭載プラットフォームに、適合することが可能になる。
【００６７】
たとえば、例示の実施形態による前方航空位置灯デバイス１は、１つまたは複数の次の航空機、すなわちＣｅｓｓｎａ  Ｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｘ（商標登録）、Ｇｕｌｆｓｔｒｅａｍ  ＧＩＶ（商標登録）、Ｇｕｌｆｓｔｒｅａｍ  ＧＶ（商標登録）およびＬｅａｒＪｅｔ（商標登録）３１Ａ／６０に対応するエンベロープおよび搭載用配置内に適合するように設計することができる。したがって、例示の実施形態では、前方位置デバイス１は、デバイス１を改造することなく、またはプラットフォームを変更せずに、上記の搭載プラットフォーム中で、既存の白熱灯／ハロゲンランプの前方航空位置灯を直接置き換えるために、使用することができる。
【００６８】
他の例示の実施形態では、前方航空位置灯デバイス１は、複数の異なるプラットフォーム中で、白熱灯／ハロゲンランプの前方航空位置灯を置き換えるためには、ささいな変更または改造だけが必要であるように構成することができる。
【００６９】
図１を参照すると、搭載用モジュール２０は、例示の実施形態によれば、動作中、電気ヒートシンク・モジュール３０に固定することができる。電気ヒートシンク・モジュール３０は、以降「ベース・アセンブリ・モジュール」とも呼ばれる。
【００７０】
図１に示すように、ベース・アセンブリ・モジュール３０のヘッドは、カットオフ・シールド・モジュール１０および搭載用モジュール２０が固定される表面を含む。例示の実施形態では、カットオフ・シールド・モジュール１０および搭載用モジュール２０にベース・アセンブリ・モジュール３０を固定するためのメカニズムは、図２Ａおよび２Ｂに示すように、ボルトおよびナットのペア４０を含むことができ、それは、ベース・アセンブリ・モジュール３０、搭載用モジュール２０およびカットオフ・シールド・モジュール１０のヘッド表面のそれぞれ中の、１対の対応する穴を貫通して嵌め込まれる。
【００７１】
例示の実施形態では、航空機の翼は、ボルトおよびナットのセット４０に対応する、１対の穴を有した搭載アセンブリ（図示せず）を含むことができる。したがって、ボルトおよびナット４０を使用して、モジュール１０、２０および３０を互いに固定するだけでなく、航空機の翼上の搭載アセンブリに前方位置デバイス１を固定することもできる。
【００７２】
もちろん、当業者に容易に予想されるように、他のタイプの固定メカニズム（ねじ等）を使用して、様々なモジュール１０、２０および３０を互いにしっかり固定し、航空機の翼に前方航空位置灯デバイス１を搭載することができる。
【００７３】
図１のベース・アセンブリ・モジュール３０は、細長い本体をさらに含む。ベース・アセンブリ・モジュールの本体は、ヒートシンク３１０を含むことができる。ヒートシンク３０は、ベース・アセンブリ・モジュール３０の本体内にある電気回路（図示せず）のために、強力に放熱することができる。図１、２Ａおよび３Ｂに示したように、本体は、鋳造物を含むことができ、ヒートシンク３１０は、この鋳造物中に組み込まれた冷却フィンを含むことができる。（例示の実施形態によれば、ベース・アセンブリ・モジュール３０のヘッドおよび本体は、同じ鋳造物中に組み込むことができる。）
図１に示すように、ベース・アセンブリ・モジュール３０は、たとえば１対のねじを使用して本体に固定することができる、カバー３３０も含む。カバー３３０は、本体が鋳造される材料と同じ材料から製作することができる。
【００７４】
例示の実施形態では、ベース・アセンブリ・モジュール３０は、搭載用モジュール２０の様々なソリッドステート光源（たとえば、ＬＥＤ２１０および２３０）を航空機の電源に電気的に接続する、電気回路（図示せず）を含む。特に、電源からのリードは、ベース・アセンブリ・モジュール３０のターミナル３２０に接続することができる。次いで、ターミナル３２０は、ベース・アセンブリ・モジュール３０の電気回路に動作可能に接続することができる。
【００７５】
例示の実施形態によれば、ベース・アセンブリ・モジュール３０の電気回路は、受動タイプの回路を含むことができる。受動回路は、航空機中のＤＣ電源には十分であり得、それは、範囲が１８から３２ボルトであり使用できる。これは、前方航空位置灯デバイス１が、長期間、オン状態にないとき、殊に確かである。
【００７６】
しかし、すべての航空機が、１８から３２ＶＤＣの範囲の電源で動作しない。たとえば、ある航空機は、ＡＣ電源を使用する。さらに、商用ジェット機では、前方航空位置灯は、１日２４時間動作することがある。そのような状況下では、ＬＥＤ２１０および２３０に供給される電流が、安定した許容レベル内の状態にあることを保証するために、能動構成要素を有した回路を使用することは、有利であるはずである。能動構成要素のタイプの回路は、受動回路より効率的でもあり、それゆえ過剰な熱量を発生する。したがって、能動構成要素のエレクトロニクスを使用して、放熱すべき熱量を減少することができる。
【００７７】
したがって、他の例示の実施形態では、ベース・アセンブリ・モジュール３０中の電気回路は、搭載用モジュール２０中のソリッドステート光源に、電源の電圧の変動にもかかわらず一定電流を配給するための電流制御装置として構成することができる。そのような電流制御装置を実現するための、受動および能動構成要素をともに含む、電気回路の様々な構成が、当業者に容易に明らかになる。
【００７８】
例示の実施形態によれば、前方航空位置灯デバイス１のベース・アセンブリ・モジュール３０は、他のベース・アセンブリ・モジュール３０と互換性があるようにすることができ、それは、異なる構成の電気回路を収納する。
【００７９】
たとえば、前方航空位置灯デバイス１は、最初、受動電気回路を有したベース・アセンブリ・モジュールを含むことができる。しかし、その後、能動電流制御装置を使用することが望ましくなった場合、必要な回路を収納した他のベース・アセンブリ・モジュール３０にベース・アセンブリ・モジュール３０を置き換えることによって、電気回路を更新することができる。
【００８０】
したがって、前方航空位置灯デバイス１のモジュール構成の性質によって、エレクトロニクスの更新が実施されたとき、カットオフ・シールド・モジュール１０および搭載用モジュール２０を保ち続けることが可能になる。言い換えると、デバイス１中のベース・アセンブリ・モジュール３０を単に交換することによって、更新を達成することができる。
【００８１】
例示の実施形態によれば、前方航空位置灯デバイス１のモジュール構成の性質によって、製造および組立てのプロセスが容易になり得ることが、当業者に容易に明らかになる。
【００８２】
さらに、様々なモジュール１０、２０および３０を製造するために鋳造を使用することによって、製造プロセスを簡単化することができる。例示の実施形態によれば、鋳造物を使用して、冷却フィン２４０、および搭載用モジュール２０中の第１および第２のＬＥＤモジュールの表面を実現することができる。同様に、カットオフ・シールド・モジュール１０は、例示の実施形態では、様々なカットオフ・シールドを組み込んだ鋳造物を含むことができる。同様の鋳造物を使用して、ベース・アセンブリ・モジュール３０のヘッド表面および本体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の例示の実施形態による前方航空位置灯デバイスの分解組立図である。
【図２Ａ】本発明の例示の実施形態による、組み立てられた前方航空位置灯デバイスの他の図である。
【図２Ｂ】本発明の例示の実施形態による、組み立てられた前方航空位置灯デバイスの他の図である。
【図３Ａ】例示の実施形態による、発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源を収納した搭載用モジュールの断面図である。
【図３Ｂ】例示の実施形態による、発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源を収納した搭載用モジュールの透視図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
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