(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2012-0060211
(43) 공개일자 2012년06월11일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 25/075 (2006.01) F21K 99/00 (2010.01)
(21) 출원번호 10-2012-7005617
(22) 출원일자(국제) 2010년06월16일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2012년03월02일
(86) 국제출원번호 PCT/US2010/038781
(87) 국제공개번호 WO 2011/016907
국제공개일자 2011년02월10일
(30) 우선권주장
12/535,319 2009년08월04일 미국(US)
(71) 출원인
크리, 인코포레이티드
미국 노스 캘로라이나 27703 더럼 실리콘 드라이
브 4600
(72) 발명자
반 데 벤 안토니 폴
중국 홍콩 에스에이알 엔티 사이 쿵 헤베 해븐
히람스 하이웨이 380 마리나 코브 스테이지 Ii
디45
(74) 대리인
안국찬, 양영준
전체 청구항 수 : 총 18 항
(54) 발명의 명칭 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹을 구비하는 조명 장치 및 조명 구성
(57) 요 약
본 발명의 조명 장치는 제1, 제2, 및 제3 고상 발광기 그룹을 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹은 430 내지
490nm의 주 파장을 갖고 제2 그룹은 525 내지 575nm(일부 장치에서는 540 내지 575nm)의 주 파장을 갖고, 제3
그룹은 610 내지 640nm의 주 파장을 갖는다. 일부 장치에서, 제1 및 제2 그룹의 방사기로부터의 광의 파장과
제2 및 제3 그룹의 방사기로부터의 광의 파장은 70nm의 차이가 난다. 일부 장치는 제1, 제2 및 제3 그룹의 방
사기가 발광될 때 적어도 70의 CRI Ra를 가진 광을 방사한다. 또한, 조명 배열체는 상술한 바와 같이 제1, 제
2 및 제3 그룹을 포함하고, 이에 더하여 제1, 제2 및 제3 그룹의 범위를 벗어나고 조명될 대상의 색상의 주 파
장과는 10nm 이하의 차이가 나는 주 파장의 광을 방사하는 제4 방사기를 포함한다.
대 표 도 - 도1
공개특허 10-2012-0060211
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특허청구의 범위
청구항 1
조명 장치이며,
제1 고상 발광기 그룹과,
제2 고상 발광기 그룹과,
제3 고상 발광기 그룹을 포함하고,
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 540nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 갖는 광을 방사하는
조명 장치.
청구항 2
조명 장치이며,
제1 고상 발광기 그룹과,
제2 고상 발광기 그룹과,
제3 고상 발광기 그룹을 포함하고,
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 525nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기와는 적어도 70nm
의 차이가 나는 주 파장을 갖고,
제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기와는 적어도 70nm
의 차이가 나는 주 파장을 갖는
조명 장치.
청구항 3
조명 장치이며,
제1 고상 발광기 그룹과,
제2 고상 발광기 그룹과,
제3 고상 발광기 그룹을 포함하고,
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
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약 525nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
상기 조명 장치는 적어도 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기 그룹이 발광될 때
적어도 약 70의 CRI Ra를 갖는 광을 방사하는
조명 장치.
청구항 4
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기
그룹에 의해 방사된 광의 조합은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있는
조명 장치.
청구항 5
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조명 장치를 빠져나가는 광은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점
의 10 맥아담 타원 내에 있는
조명 장치.
청구항 6
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기
그룹은 조명 장치 내의 모든 발광기를 포함하는
조명 장치.
청구항 7
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹에 대한 파장 범위의 각각의 밖에 있는 주 파장을 갖는 광을 방사하는 적어
도 제4 고상 발광기와,
상기 조명 장치에 의해 방사되는 광을 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 유지하기
위해, 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹, 제3 고상 발광기 그룹 및 제4 고상 발광기 그룹 중에서
선택된 적어도 하나의 고상 발광기에 의해 방사되는 광의 강도를 조절하도록 구성된 제어기를 더 포함하는
조명 장치.
청구항 8
둘러싸인 공간과 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명되는 인클
로져이며,
상기 조명 장치는 상기 둘러싸인 공간의 적어도 일부를 조명하는
조명되는 인클로져.
청구항 9
표면과 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명되는 표면이며,
상기 조명 장치가 조명되면, 상기 조명 장치는 상기 표면의 적어도 일부를 조명하는
조명되는 표면.
청구항 10
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치가 그 안에 또는 그 위에 장착된 수영장,
방, 창고, 표시기, 도로, 차량, 도로 표시, 게시판, 배, 장난감, 거울, 용기, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타
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디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 휴대 전화, 나무, 창문, 마당, 가로등, 표시기등 또는
인클로져를 조명하는 장치 또는 장치들의 어레이, 또는 에지 조명이나 배경 조명을 위해 사용되는 장치로 구
성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 대상을 포함하는 조명되는 영역.
청구항 11
조명 배열체이며,
제1 고상 발광기 그룹과,
제2 고상 발광기 그룹과,
제3 고상 발광기 그룹과,
적어도 제4 고상 발광기와,
적어도 하나의 조명되는 대상을 포함하고,
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 525nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제4 고상 발광기는 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹에 대한 파장 범위의 각각의 밖에 있으며 조명될 대상의
적어도 하나의 색상의 주 파장과는 10nm 이하의 차이가 나는 주 파장을 갖는 광을 방사하는
조명 배열체.
청구항 12
제11항에 있어서, 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기 그룹에 의해 방사된 광의
조합은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있는
조명 배열체.
청구항 13
제11항 또는 제12항에 있어서, 조명 장치를 빠져나가는 광은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담
타원 내에 있는
조명 배열체.
청구항 14
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
조명장치는 조명 장치에 의해 방사되는 광을 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 유지
하기 위해, 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹, 제3 고상 발광기 그룹 및 제4 고상 발광기 중에서
선택된 적어도 하나의 고상 발광기에 의해 방사되는 광의 강도를 조절하도록 구성된 제어기를 더 포함하는
조명 배열체.
청구항 15
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명될 대상은 인쇄물, 표지판, 식료품, 밀
봉 가능한 제품, 미술품, 식물, 동물 및 사람으로 구성된 그룹으로부터 선택되는
조명 배열체.
청구항 16
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둘러싸인 공간과 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명되는 인
클로져이며,
상기 조명 장치는 상기 둘러싸인 공간의 적어도 일부를 조명하는
조명되는 인클로져.
청구항 17
표면과 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명되는 표면이며,
상기 조명 장치가 조명되면, 상기 조명 장치는 상기 표면의 적어도 일부를 조명하는
조명되는 표면.
청구항 18
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 장치가 그 안에 또는 그 위에 장착된 수영장,
방, 창고, 표시기, 도로, 차량, 도로 표시, 게시판, 배, 장난감, 거울, 용기, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타
디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 휴대 전화, 나무, 창문, 마당, 가로등, 표시기등 또는
인클로져를 조명하는 장치 또는 장치들의 어레이, 또는 에지 조명이나 배경 조명을 위해 사용되는 장치로 구
성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 대상을 포함하는 조명되는 영역.
명 세 서
기 술 분 야
관련 출원의 상호 참조[0001]
본 출원은 본 명세서에 전체가 참조로서 통합되어 있고, 2009년 8월 4일자로 출원된 미국특허출원 제[0002]
12/535,319호의 이익을 주장한다.
본 발명은 조명 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명의 요지는 적어도 3개의 그룹의 고상 발광기[0003]
를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 요지는 조명될 적어도 하나의 대상과 고상 발광기를
포함하는 조명 배열체에 관한 것이다.
배 경 기 술
더욱 에너지 효율적인 시스템을 개발하기 위한 노력이 진행 중에 있다. 매년 미국에서 발전되는 전기의 많은[0004]
부분(일부는 평가에 의하면 25퍼센트 정도)이 조명에 할당된다. 따라서, 더욱 에너지 효율적인 조명을 제공
하는 것이 계속 요구되고 있다.
고상 발광기(예를 들어, 발광 다이오드)는 그 에너지 효율성으로 인해 많은 주목을 받고 있다. 백열등이 매[0005]
우 에너지 비효율적인 광원이라는 것은 잘 알려져 있으며, 백열등이 소비하는 전기의 약 90%가 광이 아니라
열로서 방사된다. 형광등은 백열등보다 효율적이지만(약 10배 만큼), 발광 다이오드와 같은 고상 발광기보다
는 여전히 덜 효율적이다.
또한, 고상 발광기, 예를 들어 발광 다이오드의 정상 수명과 비교해 볼 때, 백열등은 비교적 짧은 수명, 즉[0006]
일반적으로 약 750-1000 시간의 수명을 갖는다. 비교해 보면, 발광 다이오드는 예를 들어 50,000 내지
70,000 시간 사이의 통상적인 수명을 갖는다. 형광등은 백열 조명보다 더 긴 수명(예를 들어, 10,000-20,000
시간)을 갖지만, 덜 바람직한 색상 재현도(color reproduction)를 제공한다. 발광기를 대체할 필요성에 대한
효과는, 접근이 어려운 경우(예를 들어, 아치형 천장, 교량, 고층 빌딩, 통행 터널), 및/또는 교체 비용이 매
우 높은 경우에 특히 현저하다.
색상 재현도는 일반적으로 연색 지수(Color Rendering Index)(CRI Ra)를 사용하여 측정된다. CRI Ra는 8개의[0007]
기준 색상을 조명할 때에 조명 시스템의 색상 연출이 어떻게 기준 복사체(reference radiator)의 것과 비교되
는 가에 대한 상대적인 측정의 수정된 평균으로서, 즉, 이것은 특정 램프에 의해 점화될 때에 대상물의 표면
색상에 있어서의 상대적인 변화이다. 조명 시스템에 의해 조명되는 한 세트의 테스트 색상의 색 좌표가 기준
복사체에 의해 조사되는 동일한 테스트 색 좌표와 동일하다면, CRI Ra는 100에 상당한다. 햇빛은 높은 CRI
(대략 100의 Ra)를 가지며, 백열등은 또한 상대적으로 가깝고(95보다 큰 Ra), 형광 조명은 덜 정확하다(일반
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적으로 70-80의 Ra). 소정 유형의 특수 조명은 매우 낮은 CRI를 갖는다(예를 들어, 수은 증기 또는 나트륨
램프는 약 40 이하만큼 낮은 Ra를 갖는다). 나트륨 조명이 예를 들어, 고속도로를 조명하기 위해
사용되지만, 운전자 반응 시간은 낮은 CRI Ra 값에 의해 상당히 감소된다(임의의 밝기에 있어서, 낮은 CRI Ra
에 의해 가독성이 감소된다).
본 발명의 요지에 관련된 양태가 1931 CIE[국제 조명 위원회(Commission International de I'Eclairage)] 색[0008]
도도 또는 1976 CIE 색도도 상에 제공될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 이 색도도에 익숙하고,
이 색도도는 쉽게 입수가능하다(예를 들어, 인터넷에서 "CIE 색도도(CIE Chromaticity Diagram)"를 서치한
다).
CIE 색도도는 2개의 CIE 파라미터 x 및 y(1931 색도도의 경우), 또는 u' 및 v'(1976 색도도의 경우)와 관련하[0009]
여 사람의 색상 인지도를 자세히 표시하고 있다. CIE 색도도의 기술적 설명을 위해서는, 예를 들어,
"Encyclopedia of Physical Science and Technology", vol. 7, 230-231(Robert A Meyers ed., 1987)을 참조하
라. 스펙트럼 색상은 윤곽 공간(outlined space)의 에지 주위에 분배되고, 이것은 사람의 눈에 의해 인식되
는 모든 색조를 포함한다. 경계선은 스펙트럼 색상에 대한 최대 포화(maximum saturation)를 나타낸다.
1976 CIE 색도도는, 색도도 상의 유사한 거리가 색상에 있어서의 유사한 인지된 차이를 나타내도록 1976 색도
도를 수정한 것을 제외하고는, 1931 색도도와 유사하다.
1931 색도도에 있어서, 색도도 상의 지점으로부터의 편차가 x, y 좌표에 의해, 또는 대안으로서 색상에 있어[0010]
서의 인지된 차이의 범위에 대한 표시를 제공하도록 맥아담 타원에 의해 표현될 수 있다. 예를 들어, 1931
색도도 상의 특정 세트의 좌표에 의해 정의되는 지정된 색조로부터 10 맥아담 타원(ten MacAdam ellipses)으
로 정의되는 지점들의 궤적(locus)은 통상적인 범위(common extent)(그리고 마찬가지로, 다른 다량의 맥아담
타원에 의한 특정 색조로부터 이격된 것으로 정의된 지점들의 궤적에 대해)에 대한 지정된 색조와 상이한 것
으로 각각 인식되는 색조로 이루어져 있다.
1976 색도도 상의 유사한 거리가 색상에 있어서의 유사한 인지 차이를 나타내기 때문에, 1976 색도도 상의 지[0011]
점으로부터의 편차는 예를 들어, 지점으로부터의 거리 와 같이, 좌표 u' 및 v'에 의해 표현될
수 있고, 지정된 색조로부터의 각각의 통상적인 거리인 지점 궤적에 의해 정의되는 색조는 통상적인 범위에
대한 지정된 색조와 상이한 것으로 각각 인지되게 되는 색조로 이루어져 있다.
CIE 색도도 상에 통상적으로 표현되는 일련의 지점은 흑체 궤적으로 불린다. 흑체 궤적을 따라 놓여 있는 색[0012]
도 좌표(즉, 색상 지점)는 프랭크 방정식 에 따르고, 여기서 E는 방사 강도이고, λ는
방사 파장이며, T는 흑체의 색상 온도이고, A 및 B는 상수이다. 1976 CIE 색도도는 흑체 궤적에 따른 온도
목록을 포함하고 있다. 이 온도 목록은 이러한 온도까지 증가하게 하는 흑체 복사체의 색상 경로를 보여주고
있다. 가열된 대상물이 빛나게 됨에 따라, 대상물은 먼저 적색 빛을 내고, 이어서 황색 빛을 내며, 이어서
백색 빛을 내고, 마지막으로 청색 빛을 낸다. 이것은 흑체 복사체의 피크 방사와 관련된 파장이 빈의 변위
법칙(Wien Displacement Law)에 따라 온도가 증가함에 따라 점진적으로 짧아지기 때문에 발생된다. 따라서,
흑체 궤적 상에 또는 가까이 있는 광을 생성시키는 조사체는 그 색상 온도로 묘사될 수 있다.
가장 통상적인 유형의 일반적인 조명은 백색광(또는 백색광에 유사한 광), 즉 예를 들어, 1931 CIE 색도도 상[0013]
의 흑체 궤적의 약 10 맥아담 타원 내의 흑체 궤적에 가까운 광이다.
백색으로 인지되는 광은 반드시 2개 이상의 색상(또는 파장)의 광의 혼합이기 때문에, 백색광을 생성시킬 수[0014]
있는 어떠한 단일 발광 다이오드 접합부(single light emitting diode junction)도 개발되지 않았다. 임의의
특정 발광 다이오드의 방사 스펙트럼은 일반적으로 (발광 다이오드의 조성 및 구조에 의해 검출되는) 단일 파
장 주위에 집중되는데, 이는 일부 용례에서는 바람직하지만, 다른 용례에서는 바람직하지 않다(예를 들어, 일
반적인 조명을 제공하기 위해서, 이러한 방사 스펙트럼은 매우 낮은 CRI Ra를 제공한다). 상이한 색상의 광
을 혼합시키는 장치를 제공함으로써, 예를 들어, 상이한 각각의 색상의 광을 방사하는 발광 다이오드를 사용
하고, 및/또는 발광성 재료를 사용하여 발광 다이오드로부터 방사된 광의 일부 또는 전부를 변환하여 "백색"
고상 발광 램프가 제조되었다. 예를 들어, 잘 알려져 있는 바와 같이, 몇몇 램프("RGB 램프"라고 불리움)는
적색, 녹색, 및 청색 발광 다이오드를 사용하고, 다른 램프는 (1) 청색 광을 발생시키는 하나 이상의 발광 다
이오드와, (2) 발광 다이오드에 의해 방사되는 광에 의한 여기에 응답하여 황색 광을 방사하는 발광 재료(예
를 들어, 하나 이상의 인광체 재료)를 사용하며, 이에 의해 청색광 및 황색광은 혼합 시에 백색 광으로 인식
되는 광을 생성시킨다. 더욱 효율적인 백색 조명에 대한 필요성이 있지만, 일반적으로 모든 색조에 있어서
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보다 효율적인 조명에 대한 필요성이 있다.
나렌드란(Narendran)이 "LED 광원의 연색 특성"을 개시하고, 뉴욕주, 트로이, 렌셀러 폴리테크닉 인스티튜트[0015]
에 소재하는 조명 연구 센터(2002)의 나렌드란 등은 약 465nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 발광 다이오드와,
약 525nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 발광 다이오드와, 약 640nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 발광 다이오
드를 포함하는 RGB 램프를 개시하고 있다. 나렌드란은 또한 약 465nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 발광 다
이오드와, 약 525nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 발광 다이오드와, 약 615nm의 파장을 갖는 광을 방사하는
발광 다이오드를 포함하는 RGB 램프를 개시하고 있다.
비록, 발광 다이오드의 개발은 많은 방식으로 조명 산업에 급격한 변화를 가져왔지만, 발광 다이오드의 특성[0016]
중 일부에는 현존하는 도전 과제가 있으며, 이 중 일부는 아직 완전히 충족되지 못하고 있다.
따라서, 이러한 이유 등으로 인해, 발광 재료(들)를 포함하거나 그렇지 않을 수 있는 고상 발광기가 백열 조[0017]
명과, 형광 조명 및 다른 광 발생 장치를 대신하여 광범위한 용도로 사용될 수 있는 방법을 개발하기 위한 노
력이 진행 중이다. 또한, 발광 다이오드(또는 다른 고상 발광기)가 이미 사용되고 있는 경우에는, 예를
들어, 에너지 효율, 연색 지수(CRI Ra), 명암, 효율(lm/W) 및/또는 사용 지속 시간에 있어서 개선된 고상 발
광기를 제공하기 위한 노력이 진행 중이다.
발명의 요지에 대한 요약[0018]
RGB 시스템은 일반적으로 낮은 CRI Ra를 갖는다. 자연적인 물체를 위한 RGB는, 색상이 적색, 녹색, 및/또는[0019]
청색인(즉, 그 색상 범위에서 반사하는) 대상물(또는 대상물의 일부)에 대해 불량한 색상 식별성을 제공하는
경향이 있는데, 그 이유는 광의 주요 색상의 증가된 색상 포화(color saturation)가 색상의 작은 변화를 쓸모
없게 만드는 경향이 있어서, 그로 인하여 유사하지만 약간 상이한 색상의 대상물이 동일하게 보이게 된다.
본 발명자는 뉴트럴 화이트(neutral white) 및 웜 화이트(warm white) 조명을 가진 CRI Ra와 관련하여, 녹색[0020]
LED의 주파장이 얻어질 수 있는 최대 CRI Ra에 대한 제한 요소일 수 있다는 것을 인식하였다. 현재, 만약 녹
색 LED가 약 525nm의 파장을 갖는 광을 방사한다면, 달성할 수 있는 최대 CRI Ra는 약 65이다. 만약, 대신에
약 550nm의 파장을 갖는 광을 방사하는 녹색 LED가 사용되면, 약 85의 CRI Ra가 달성될 수 있고, 만약 약
555nm 내지 약 565nm 범위의 파장을 갖는 광을 방사하는 녹색 LED가 사용된다면, 약 90의 CRI Ra가 달성될 수
있다.
또한, 본 발명의 발명자는 RGB 램프가 색상 정확도 및 색상 민감도(color subtlety)를 희생하여 조명되는 대[0021]
상물 상의 적색, 녹색, 및 청색 영역을 포화시키는 경향이 있는 한편, 많은 대상물(특히, 시안, 마젠타 및 황
색으로 인쇄되는 재료)은 RGB 램프가 포화된 색상에 매우 가깝지 않은 색상을 반사한다는 것을 인식하였다.
이러한 색상을 반사하는 물체는 우수한 명암으로 RGB 램프에 의해 조명될 수 있어서, 매우 선명하고 매력적인
방식으로 모든 색상이 조명되게 된다.
발명의 내용
과제의 해결 수단
본 발명의 일 측면에 따르면, [0022]
제1 고상 발광기 그룹과,[0023]
제2 고상 발광기 그룹과,[0024]
제3 고상 발광기 그룹을 포함하는 조명 장치가 제공된다.[0025]
본 발명에 따른 몇몇 실시예에 있어서, [0026]
제1 고상 발광기 그룹과,[0027]
제2 고상 발광기 그룹과,[0028]
제3 고상 발광기 그룹을 포함하는 조명 장치가 제공되며,[0029]
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0030]
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0031]
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약 540nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0032]
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사한다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서는[0033]
제1 고상 발광기 그룹과,[0034]
제2 고상 발광기 그룹과,[0035]
제3 고상 발광기 그룹을 포함하는 조명 장치가 제공되며,[0036]
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0037]
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0038]
약 525nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0039]
약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기와는 적어도 70nm[0040]
의 차이가 나는 주 파장을 갖고,
제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기와는 적어도 70nm[0041]
의 차이가 나는 주 파장을 갖는다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서는[0042]
고상 발광기의 제1 그룹과,[0043]
고상 발광기의 제2 그룹과,[0044]
고상 발광기의 제3 그룹과,[0045]
적어도 제4 고상 발광기와,[0046]
조명될 적어도 하나의 대상을 포함하는 조명 배열체가 제공되며,[0047]
상기 고상 발광기의 제1 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 광을 방사하는 고상 발광기의 제1 그룹[0048]
의 각각의 고상 발광기는 약 430nm 내지 약 490nm의 범위 내에 주파장을 갖고,
상기 고상 발광기의 제2 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 광을 방사하는 고상 발광기의 제2 그룹[0049]
의 각각의 고상 발광기는 약 525nm 내지 약 575nm의 범위 내에 주파장을 갖고,
상기 고상 발광기의 제3 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 광을 방사하는 고상 발광기의 제3 그룹[0050]
의 각각의 고상 발광기는 약 610nm 내지 약 640nm의 범위 내에 주파장을 갖고,
제4 고상 발광기는, 고상 발광기의 제1, 제2, 및 제3 그룹에 대한 파장 범위의 각각의 밖에 있으며 조명될 대[0051]
상의 적어도 하나의 색상의 주파장과 10nm 이하로 차이가 나는 주 파장을 갖는 광을 방사한다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서는[0052]
제1 고상 발광기 그룹과,[0053]
제2 고상 발광기 그룹과,[0054]
제3 고상 발광기 그룹을 포함하는 조명 장치가 제공되며,[0055]
제1 고상 발광기 그룹은 적어도 제1 고상 발광기를 포함하고, 제1 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0056]
약 430nm 내지 약 490nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹은 적어도 제2 고상 발광기를 포함하고, 제2 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0057]
약 525nm 내지 약 575nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
제3 고상 발광기 그룹은 적어도 제3 고상 발광기를 포함하고, 제3 고상 발광기 그룹의 각각의 고상 발광기는[0058]
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약 610nm 내지 약 640nm 범위의 주 파장을 가진 광을 방사하고,
상기 조명 장치는 적어도 제1 고상 발광기 그룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기 그룹이 발광될 때[0059]
적어도 약 70의 CRI Ra를 갖는 광을 방사한다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0060]
포함하는데, 고상 발광기의 제1 그룹, 고상 발광기의 제2 그룹, 및 고상 발광기의 제3 그룹에 의해 방사된 광
의 조합은 흑체 궤적상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0061]
포함하는데, 조명 장치를 빠져나가는 광은 흑체 궤적상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0062]
포함하는데, 고상 발광기의 제1 그룹, 고상 발광기의 제2 그룹, 및 고상 발광기의 제3 그룹은 조명 장치 내의
발광기 모두를 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0063]
포함하는데, 조명 장치는
고상 발광기의 제1 그룹, 제2 그룹, 및 제3 그룹에 대한 각각의 파장의 범위 밖의 주파장을 갖는 광을 방사하[0064]
는 적어도 하나의 제4 고상 발광기와,
흑체 궤적상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내의 조명 장치에 의해 방사된 광을 유지하기 위해, 고[0065]
상 발광기의 제1 그룹, 고상 발광기의 제2 그룹, 및 고상 발광기의 제3 그룹, 및 고상 발광기의 제4 그룹으로
부터 선택된 적어도 하나의 고상 발광기에 의해 방사된 광의 강도를 조절하도록 구성된 제어기를 더
포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0066]
포함하는데, 조명 장치는
흑체 궤적상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내의 조명 장치에 의해 방사된 광을 유지하기 위해, 고[0067]
상 발광기의 제1 그룹, 고상 발광기의 제2 그룹, 고상 발광기의 제3 그룹, 및 (제공된다면) 제4 고상 발광기
로부터 선택된 적어도 하나의 고상 발광기에 의해 방사된 광의 강도(intensity)를 조절하도록 구성된 제어기
를 더 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예는, 전술된 특징부 중 임의의 것을 포함하거나 또는 포함하지 않는 일부 실시예를[0068]
포함하는데, (제공된다면) 조명될 적어도 하나의 대상은 프린팅된 물체 및/또는 표지(signage)이다.
본 발명은 첨부된 도면 및 본 발명의 하기의 상세한 설명을 참조하여 보다 완전히 이해될 수 있다. [0069]
도면의 간단한 설명
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 조명 장치(10)의 실시예를 도시한다.[0070]
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조명 장치(30)의 실시예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 장치(50)의 실시예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 장치(60)의 실시예를 도시한다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다. 그러나, 본[0071]
발명은 이하에 개시된 실시예로 제한 해석될 수 없다. 오히려, 이러한 실시예는 본 발명을 완벽하고 완전하
게 개시될 수 있도록 하며, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범위를 더욱 자세하게 전달한다. 전
체에 걸쳐 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 조합
되어 기재된 항목들의 하나 또는 그 이상 중에서 어느 하나 그리고 모두를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 전문 용어는 오직 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것이[0072]
아니다. 본 명세서에서, 단수형은 명백하게 다른 것을 지시하지 않는 경우에 복수형을 포함한다. 또한, "포
함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 기술된 특징, 완전체, 단계, 작동,
요소, 및/또는 구성품의 존재를 특정하는 것이지만, 그중의 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 완전체, 단계,
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작동, 요소, 구성품, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 이를 추가하는 것을 배제하는 것은 아니라는 것을 더
이해할 것이다.
본 명세서에서, 층, 구역 또는 기판 등의 요소가 다른 요소의 "상에" 있거나 "상으로" 확장되는 것으로 언급[0073]
된 경우에는, 다른 요소의 바로 위에 있거나 바로 위로 연장되거나 또는 요소들을 개재하고 있도록 제공될 수
도 있다. 반대로, 본 명세서에서, 요소가 다른 요소의 "바로 위에" 있거나 "바로 위로" 연장되는 것으로 언
급된 경우에는, 개재하고 있는 요소들이 존재하지 않는 것이다. 또한, 본 명세서에서, 요소가 다른 요소와
"연결되어" 있거나 "결합되어" 있는 것으로 언급되는 경우에는, 다른 요소에 직접 연결되어 있거나 다른 요
소에 직접 결합되거나 또는 다른 요소들을 개재하고 있을 수도 있다. 반대로, 본 명세서에서, 요소가 다른
요소에 "직접 연결되어" 있거나 "직접 결합되어" 있는 것으로 언급된 경우에는, 개재하고 있는 요소들이 존재
하지 않는 것이다. 또한, 제1 요소가 제2 요소 "상에" 있는 언급은 제2 요소가 제1 요소 "상에" 있다는 언급
과 동의어이다.
본 명세서에서 다양한 요소, 구성품, 구역, 층, 섹션 및/또는 매개 변수를 설명하기 위하여 "제1", "제2" 등[0074]
의 용어들이 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 구성품, 구역, 층, 섹션 및/또는 매개 변수는 이러한 용어에 의
하여 한정되지 아니한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 구성품, 구역, 층 또는 섹션을 다른 구역, 층 또는 섹
션으로부터 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 구성품, 구역, 층 또는 섹션
은 본 발명의 기재로부터 벗어나지 않은 채 제2 요소, 구성품, 구역, 층 또는 섹션으로 호칭될 수도 있다.
더욱이, 본 명세서에서 "아래", "바닥", "밑", "위", "상부", 및 "위쪽" 등의 상대적인 용어는 도면에 도시된[0075]
바와 같이 하나의 요소와 다른 요소의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 상대적인 용어는 도
면에 도시된 장치의 배향에 추가하여 상이한 배향들을 더 포함하기 위한 것이다. 예를 들어, 도면에 도시된
장치가 회전하는 경우, 다른 요소의 "아래"측에 있는 것으로 묘사된 요소는 다른 요소의 "위"측으로 향하게
된다. 그러므로, "아래"라는 예시적인 용어는 도면의 특정 배향에 따른 "아래"와 "위" 둘 다를 포함할 수 있
다. 유사하게, 도면 중 하나에 도시된 장치가 회전하는 경우, 다른 요소의 "아래" 또는 "아래쪽"으로 묘사되
는 요소는 다른 요소의 "위쪽"을 향하게 된다. 그러므로, "아래" 또는 "아래쪽"이라는 예시적인 용어는 아래
쪽과 위쪽의 배향 둘 다를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은, "조명 장치(lighting device)"라는 표현은 장치가 광을 방사할 수 있다는[0076]
것을 제외하면, 제한되지 않는다. 즉, 조명 장치는 면적 또는 체적, 예를 들어, 구조물, 수영장 또는 스파,
방, 창고, 표시기, 도로, 주차 구역, 차량, 표지판, 예를 들어 도로 표지판, 광고판, 선박, 장난감, 거울,
배, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타디움, 컴퓨터, 리모트 오디오 장치, 리모트 비디오 장치, 핸드폰, 나무,
창문, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 마당, 램프포스트를 조명하는 장치, 인클로져(enclosure)를 조명하는 장
치 또는 장치의 어레이, 에지 또는 배경 조명(back-lighting)(예를 들어, 백 라이트 포스터, 표지판, LCD 디
스플레이), 전구 대체품(예를 들어, AC 백열등, 저 전압 등, 형광등 등), 실외 조명을 위해 사용된 조명, 안
전 조명을 위해 사용된 조명, 외부 주거 조명(벽 장착물, 포스트/칼럼 장착물), 천장 고정부/벽 촛대, 하부
캐비닛 조명, 램프(플로어 및/또는 테이블 및/또는 데스크)를 위한 조명, 조망 조명, 트랙 조명, 태스크
조명, 특별 조명, 천장 팬 조명, 기록/아트 디스플레이 조명, 고 진동/충격 조명-작업 조명 등, 거울/장식품
조명, 또는 임의의 다른 발광 장치를 위해 사용되는 장치일 수 있다.
본 발명의 요지는 (그 체적이 균일하게 또는 비균일하게 조명될 수 있는 체적) 조명된 인클로져에 관한 것이[0077]
고, 둘러싸인 공간과 본 발명의 요지에 따른 적어도 하나의 조명 장치 또는 조명 배치를 포함하며, 조명 장치
는 (균일하게 또는 비균일하게) 둘러싸인 공간의 적어도 일부분을 조명한다.
또한, 본 발명의 요지는 조명되는 표면에 관한 것이고, 표면과 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 조명 장치[0078]
를 포함하며, 만약 조명 장치가 조명된다면, 조명 장치는 표면의 적어도 일부분을 조명할 것이다.
또한, 본 발명의 요지는 조명된 영역 또는 표면에 관한 것이며, 예를 들어 구조물, 수영장 또는 스파, 방, 창[0079]
고, 표시기, 도로, 주차 구역, 차량, 표지판, 예를 들어 도로 표지판, 광고판, 선박, 장난감, 거울, 배, 전자
장치, 보트, 항공기, 스타디움, 컴퓨터, 리모트 오디오 장치, 리모트 비디오 장치, 핸드폰, 나무, 창문, LCD
디스플레이, 동굴, 터널, 마당, 램프포스트 등으로 구성되는 그룹 중에서 선택된, 적어도 하나의 항목 또는
그 표면의 적어도 일부를 포함하고, 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 조명 장치 또는 조명 배치가 내부에
또는 그 위에 장착된다.
고상 발광기에 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같은, "조명(illumination)"[또는 "조명된[0080]
(illuminated)"]이라는 표현은 고상 발광기로 하여금 적어도 일부 광을 방사하게 하도록 고상 발광기에 적어
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도 일부 전류가 공급되는 것을 의미한다. "조명된"이라는 표현은, 고상 발광기가 광을 연속적으로 방사하거
나, 또는 고상 발광기가 연속적으로 또는 간헐적으로 광을 방사하고 있는 것으로 인간의 눈이 고상 발광기를
인식하게 되는 속도로 광을 간헐적으로 방사하는 상황, 또는 고상 발광기가 연속적으로 또는 간헐적으로 광을
방사하고 있는 것으로(그리고 상이한 색상들이 방사되는 일부의 경우에는 이러한 색상들의 혼합으로) 인간의
눈이 고상 발광기를 인식하는 방식으로 동일 색상 또는 상이한 색상의 복수의 고상 발광기가 광을 ["제" 시간
("on" times)에 중첩이 있거나 중첩이 없이] 간헐적으로 그리고/또는 교번적으로 방사하는 상황을 포함한다.
발광 재료에 관하여 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 표현 "여기된(excited)"은 적어도 일부 전자기 방사선[0081]
(예를 들어, 가시광, UV광 또는 적외광)이 발광 재료와 접촉하여 발광 재료가 적어도 일부 광을 방사하게 하
는 것을 의미한다. "여기된"이라는 표현은, 발광 재료가 광을 연속적으로 방사하거나, 또는 발광 재료가 연
속적으로 또는 간헐적으로 광을 방사하고 있는 것으로 인간의 눈이 발광 재료를 인식하게 되는 속도로 광을
간헐적으로 방사하는 상황, 또는 발광 재료가 연속적으로 또는 간헐적으로 광을 방사하고 있는 것으로(그리고
상이한 색상들이 방사되는 일부의 경우에는 이러한 색상들의 혼합으로) 인간의 눈이 발광 재료를 인식하는 방
식으로 동일 색상 또는 다른 색상의 복수의 발광 재료가 광을 ["제" 시간("on" times)에 중첩이 있거나 중첩
이 없이] 간헐적으로 그리고/또는 교번적으로 방사하는 상황을 포함한다.
달리 명시되지 않으면, 본 명세서에 사용된 (기술적 및 과학적 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 발명이 속하[0082]
는 기술 분야의 통상의 기술자가 공통으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는
사전에 정의된 것들과 같은 용어들은 관련 기술 및 본 개시내용의 문맥에서 그 의미와 일관된 의미를 갖는 것
으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상화되거나 과도하게 공식적인 개념으
로 해석되지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다른 특징부에 "인접하여" 배치되는 구조 또는 특징
부에 대한 참조는 인접한 특징과 중첩되거나 겹쳐지는 부분들을 가질 수 있다는 것은 본 기술 분야의 통상의
기술자라면 알 수 있다.
위에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 요지에 따른 몇몇 실시예에서, 적어도 제1, 제2 및 제3 고상 발광기[0083]
그룹이 제공되며, 제1 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 430 nm 내지 약 490 nm의 범위 내에서
주 파장을 갖는 광을 방사하고, 제2 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 525 nm 내지 약 575 nm의
범위 내에서 주 파장을 갖는 광을 방사하고, 제3 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 610 nm 내지
약 640 nm의 범위 내에서 주 파장을 갖는 광을 방사한다.
본 발명의 요지에 따른 몇몇 실시예에서, 적어도 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹이 제공되고, 제1 고상 발[0084]
광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 430 nm 내지 약 490 nm의 범위 내에서 주 파장을 갖는 광을 방사하고,
제2 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 540 nm 내지 약 575 nm의 범위 내에서 주 파장을 갖는 광
을 방사하고, 제3 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기 각각은 약 610 nm 내지 약 640 nm의 범위 내에서 주 파
장을 갖는 광을 방사한다. 몇몇 실시예에서, 제1 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기의 일부 또는 모두는 약
440 nm 내지 약 490 nm의 범위, 약 430 nm 내지 약 480 nm의 범위, 약 440 nm 내지 약 480 nm의 범위, 약 440
nm 내지 약 470 nm의 범위, 약 450 nm 내지 약 480 nm의 범위, 약 450 nm 내지 약 470 nm의 범위, 약 450 nm
내지 약 460 nm의 범위, 약 460 nm 내지 약 470 nm의 범위 또는 약 455 nm 내지 약 465 nm의 범위 내에서 주
파장을 갖는 광을 방사하고, 그리고/또는 제2 고상 발광기 그룹 내의 고상 발광기의 일부 또는 모두는 약 525
nm 내지 약 575 nm의 범위, 약 525 nm 내지 약 565 nm의 범위, 약 535 nm 내지 약 575 nm의 범위, 약 535 nm
내지 약 565 nm의 범위, 약 535 nm 내지 약 555 nm의 범위, 약 545 nm 내지 약 565 nm의 범위 또는 약 545 nm
내지 약 555 nm의 범위 내에서 주 파장을 갖는 광을 방사하고, 그리고/또는 제3 고상 발광기 그룹 내의 고상
발광기의 일부 또는 모두는 약 610 nm 내지 약 640 nm의 범위, 약 610 nm 내지 약 630 nm의 범위, 약 620 nm
내지 약 640 nm의 범위 또는 약 620 nm 내지 약 630 nm의 범위 내에서 주 파장을 갖는 광을 방사한다.
다양한 고상 발광기가 공지되어 있고, 임의의 이러한 발광기는 본 바는 본 발명의 요지에 따라 채용될 수 있[0085]
다. 고상 발광기의 대표적인 예들은 발광 재료를 갖거나 갖지 않은 [폴리머 발광 다이오드(PLEDs)를 포함하
는 무기물 또는 유기물] 발광 다이오드들을 포함한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 조명시 임의의
폭넓고 다양한 파장들, 파장들의 범위들, 주 방사 파장들 및 피크 방사 파장의 광을 방사하는 다양한 고상 발
광기에 쉽게 접근하고 친숙하고, 그리고 임의의 이러한 고상 발광기, 또는 이러한 고상 발광기의 임의의 조합
은 본 발명의 요지에 따라 보조 발광기로서 또는 적어도 하나의 광 소스로서 채용될 수 있다.
발광 다이오드는 전류를 광으로 전환하는 공지된 반도체 장치이다. 다양한 발광 다이오드가 광범위한 목적으[0086]
로 상당히 다양한 분야에 사용되고 있다.
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더 구체적으로, 발광 다이오드는 p-n 접합 구조물을 가로질러 전위차가 인가될 때 광(자외선, 가시광선 또는[0087]
적외선)을 방사하는 반도체 장치이다. 발광 다이오드 및 여러 관련 구조물을 만드는 수많은 공지의 방법이
존재하며, 본 발명은 그러한 장치 중 어느 것도 채용할 수 있다. 예를 들어, 지(Sze)의 "반도체 장치의 물리
학(Physics of Semiconductor Devices)"[1981년 제2판(2d Ed. 1981)]의 제12장 내지 제14장과 지(Sze)의 "현
대 반도체 장치 물리학(Modern Semiconductor Device Physics)"(1998년)의 제7장은 발광 다이오드를 포함한
다양한 광자 장치를 설명한다.
"발광 다이오드"라는 표현은 기본적인 반도체 다이오드 구조물(즉, 칩)을 지칭하도록 본 명세서에서[0088]
사용된다. (예를 들어) 전자제품 상점에서 판매되는 통상적으로 인지되고 상업적으로 구입 가능한 발광 다이
오드("LED")는 일반적으로 다수의 부품으로 이루어진 "패키징된(packaged)" 장치를 나타낸다. 이들 패키징된
장치는 일반적으로 미국 특허 제4,918,487호, 제5,631,190호 및 제5,912,477호에 (제한되지는 않지만) 설명된
것들과 같은 반도체 기반 발광 다이오드와, 발광 다이오드를 둘러싸는 다양한 와이어 커넥터들 및 패키지를
포함한다.
공지된 바와 같이, 발광 다이오드는 반도체 활성(발광) 층의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence[0089]
band) 사이의 밴드 갭을 가로질러 전자를 여기시킴으로써 광을 발생시킨다. 전자 전이는 밴드 갭에 따라 변
하는 파장의 광을 발생시킨다. 따라서, 발광 다이오드에 의해 발산되는 광의 색상(파장)은 발광 다이오드의
활성층의 반도체 재료에 따라 달라진다.
본 기술 분야의 통상의 기술자라면 다양한 발광 다이오드들과 위에서 기술된 각각의 파장 범위들의 원하는 부[0090]
분들 내에서 광을 방사하는 다른 고상 발광기에 친숙하고 쉽게 접근하며 쉽게 만들 수 있고, 임의의 이러한
고상 발광기들은 본 발명의 요지에 따른 실시예들에서 채용될 수 있다.
본 발명의 요지의 몇몇 실시예들은 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹을 위한 파장의 각각의 범위들 외부의[0091]
주 파장을 갖는 광을 방사하는 적어도 제4 고상 발광기를 더 포함한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면
다양한 발광 다이오드들과 양호한 파장 범위들 내에서 광을 방사하는 다른 고상 발광기에 친숙하고 접근하도
록 준비되어 있고 쉽게 만들 수 있고, 임의의 이러한 고상 발광기들은 본 발명의 요지에 따른 실시예들에서
채용될 수 있다.
본 발명의 요지에 따른 조명 장치들 및 조명 배치들에서 채용된 고상 발광기는 임의의 적합하거나 양호한 반[0092]
폭치(full width half max: FWHM) 값을 갖는 고상 발광기들 중에서 선택될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의
기술자라면 고상 발광기들의 FWHM 값들에 친숙하다(예를 들어, 전형적인 InGaN 및 AlInGaP 발광 다이오드들의
대표적인 비제한적 값들은 빨간색 발광 고상 발광기에 대해 약 17nm, 녹색 발광 고상 발광기에 대해 약 32nm
및 청색 발광 고상 발광기에 대해 20nm이다).
적합한 발광 다이오드들을 포함하고 선택적으로 하나 이상이 발광 재료 및/또는 하나 이상의 캡슐제를 포함하[0093]
는 고상 발광기들의 대표적인 예들은,
그 전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함된, 2006년 12월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0094]
11/614,180호(지금은 미국 특허 공보 제2007/0236911호),
그 전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함된, 2007년 1월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0095]
11/624,811호(지금은 미국 특허 공보 제2007/0170447호),
그 전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함된, 2007년 5월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0096]
11/751,982호(지금은 미국 특허 공보 제2007/0274080호),
그 전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함된, 2007년 5월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0097]
11/753,103호(지금은 미국 특허 공보 제2007/0280624호),
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 5월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0098]
11/751,990호(현재 미국 특허 공개 제2007/0274063호);
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 4월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0099]
11/736,761호(현재 미국 특허 공개 제2007/0278934호);
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 11월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0100]
11/936,163호(현재 미국 특허 공개 제2008/0106895호);
공개특허 10-2012-0060211
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전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 8월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0101]
11/843,243호(현재 미국 특허 공개 제2008/0084685호);
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 10월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0102]
11/870,679호(현재 미국 특허 공개 제2008/0089053호);
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0103]
12/117,148호(현재 미국 특허 공개 제2008/0304261호);
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2008년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0104]
12/017,676호(현재 미국 특허 공개 제2009-0108269호; 대리인 문서 번호 P0982; 931-079)에 개시되어 있다.
본 발명의 대상에 따른 조명 장치는 요구되는 임의의 수의 고상 발광기를 포함할 수 있다. 예컨대 본 발명의[0105]
대상에 따른 조명 장치는 50개 이상의 발광 다이오드 또는 100개 이상의 발광 다이오드 또는 다른 개수의 발
광 다이오드를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들은 더 적은 수의 LED(예: 소형 칩 LED 또는 고전력 LED)를
포함할 수 있으며, 충분한 방열(heatsinking) 특성을 지님으로써 고전류에서 작동될 수 있다.
본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 고상 발광기 그룹에 속하는 각각의 고상 발광기의 주 파장은 제[0106]
2 고상 발광기 그룹에 속하는 각각의 고상 발광기의 주 파장과 적어도 70nm만큼 차이가 나며, 제2 고상 발광
기 그룹에 속하는 각각의 고상 발광기의 주 파장은 제3 고상 발광기 그룹에 속하는 각각의 고상 발광기의 주
파장과 적어도 70nm만큼 차이가 난다. 전술한 것처럼 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 조광이 되면 매우
다양한 파장, 파장대, 주 방사 파장 및 피크 방사 파장 등의 광을 방사하는 다양한 고상 발광기에 익숙하며,
이를 쉽게 구할 수 있다. 따라서 본 기술 분야의 통상의 기술자는 서로 적어도 70nm만큼 차이가 나는 원하는
파장의 광을 방사하는 고상 발광기를 선택할 수 있다.
본 발명의 대상에 따른 조명 장치들의 몇몇 실시예에는 적어도 제4 고상 발광기가 포함되며, 상기 제4 고상[0107]
발광기는, 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹에 대한 파장 범위의 각각의 밖에 있으며 조명될 대상의 적어도
하나의 색상의 주 파장과 10nm 이하의 차이를 갖는 주 파장을 갖는 광을 방사한다. 조명될 대상의 일 색상
(즉, 상기 대상이 반사하는 색상)의 주 파장은, 1931 CIE 색도도 상의 지점 E(즉 0.333, 0.333)에서 시작하여
조명될 대상의 색상의 색 지점을 통과하는 선분을 그리는 방법으로 알 수 있으며, 상기 선분과 색도도의 경계
선의 교차 지점이 조명될 대상의 색상의 주 파장을 나타낸다. 조명될 대상은 어떤 것이든 가능하며, 대표적
인 예들에는 인쇄물, 예컨대 미국 특허출원 제11/613,733호(출원일: 2006년 12월 20일, 현재 미국 특허공개
제2007/0137074호; 대리인 문서 번호 931-005 NP, 본 문헌의 내용 전부는 기재된 그대로 본 명세서에 참조로
서 포함됨)에 기술된 것과 같은 신호 시스템, 식료품, 판매 상품, 예술 작품, 식물, 동물 및 사람이
포함된다.
본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예는, 흑체 궤적(blackbody locus) 상의 하나 이상의 점의 10 맥아담 타원[0108]
(MacAdam ellipse) 내에서 조명 장치에 의해 방사된 광을 유지시키기 위해, 제1 고상 발광기 그룹과, 제2 고
상 발광기 그룹과, 제3 고상 발광기 그룹과, 제4 고상 발광기 중에서 선택된 하나 이상의 고상 발광기에 의해
방사된 광의 강도를 조정하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자라면, CIE 색도도 상의 지점들의 원하는 임의의 궤적 내에서 조명 장치에 의해[0109]
방사된 광을 유지시키기 위해 더 많은 고상 발광기 중 하나에 의해 방사된 광의 강도를 조정하는 데 사용될
수 있는 다양하고 적합한 제어기에 익숙하고, 이를 이용하고 있으며, 쉽게 예상할 수 있으며, 임의의 이러한
제어기는 본 발명에 따라 채용될 수 있다.
적합한 제어기의 대표적인 예들이 이하에서 기술된다;[0110]
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2007년 5월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0111]
11/755,149호(현재 미국 특허 공개 제2007/0278974호),
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0112]
12/117,280호(현재 미국 특허 공개 제2008/0309255호), 및
전체가 설명된 것으로서 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2008년 10월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제[0113]
12/257,804호(현재 미국 특허 공개 제2009/0160363호; 대리인 문서 번호 P0985; 931-082).
본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예에서, 조명 장치는 하나 이상의 고상 발광기(또는 고상 발광기의[0114]
스트링들)에 의해 방사된 광의 강도를 검출하는 센서와, 상기 강도에 응답하여 상기 하나 이상의 고상 발광기
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(또는 고상 발광기의 스트링들)에 공급되는 전류를 조정하는 회로망을 포함한다. 본 기술 분야의 통상의 기
술자라면, 하나 이상의 고상 발광기에 의해 방사된 광의 강도를 검출할 수 있는 다양한 센서에 익숙하며, 이
러한 모든 센서는 상기 실시예들을 구성하거나 수행하는 데 사용될 수 있다. 유사하게는, 본 기술 분야의 통
상의 기술자라면 임의의 신호 또는 명령[예컨대 센서(들)에 의해 검출된 강도]에 응답하여 하나 이상의 고상
발광기(또는 고상 발광기의 스트링들)에 공급되는 전류를 조정할 수 있거나, 고상 발광기의 각각의 복수의 스
트링에 독립적으로 공급되는 전류를 조정할 수 있는 다양한 유형의 회로망에 익숙하며, 이러한 유형의 모든
회로망은 본 발명의 대상에 따른 장치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예에
서, 하나 이상의 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기 스트링들)에 공급되는 전류는 하나 이상의 고상
발광기에 의해 방사되는 광(또는 조합광)의 강도에 대한 특정 값 또는 검사 중에 검출된 하나 이상의 고상 발
광기 스트링들에 속하는 고상 발광기에 의해 방사되는 광의 강도로서 (즉, 초기 조합 강도)에 대한 특정 값으
로 설정될 수 있으며, 하나 이상의 다른 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기 스트링들)에 공급되는 전
류는 [예컨대 하나 이상의 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기 스트링들)의 강도가 시간에 걸쳐서 감
소하는 경우와 같이] 시간에 걸쳐서 방사된 검출광의 강도 변화에 응답하여 상기 설정값으로부터 (선형 또는
비선형으로) 변동될 수 있으며, 하나 이상의 다른 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기의 다른 스트링
들)에 공급되는 전류는 시간에 걸쳐서 조명 장치의 조합 색 출력의 편차를 줄이거나 최소화하기 위해 변동될
수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 예컨대 하나 이상의 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광
기 스트링들)에 의해 방사된 조합광의 강도 변화에 응답하여 하나 이상의 다른 고상 발광기(또는 하나 이상의
고상 발광기의 다른 스트링들)를 위한 기준 전압을 조정하는 센서 피드백을 제공함으로써 전술한 관계를 제공
하는 다양한 방법에 익숙하다.
본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예에서는, 각각의 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기 스트링들)에[0115]
전류가 공급되는 동안 조명 장치의 색 출력이 측정되며, 상기 하나 이상의 고상 발광기(또는 고상 발광기 스
트링들)에 공급되는 전류가 조정된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 색 출력을 측정하는 다양한 장치
와 기술에 익숙하며, 그러한 모든 장치와 기술은 본 발명의 대상에 따른 장치 및 방법에 채용될 수 있다. 유
사하게는, 하나 이상의 고상 발광기 또는 고상 발광기 스트링들에 공급되는 전류를 조정하는 매우 다양한 장
치와 기술에 익숙하며, 그러한 모든 장치와 기술은 본 발명의 대상에 따른 장치 및 방법에 채용될 수 있다.
따라서, 전류는 사용되는 특정 장치(및 그의 부품들)의 특성에 기반하여 조정될 수 있다.
발광 다이오드와 같은 여러 고상 발광기로부터의 발광은 발광기의 온도 및/또는 발광기의 수명에 따라 변동할[0116]
수 있다. 예컨대 적색광을 방사하는 발광 다이오드는, 예컨대 장시간 작동됨으로 인해 온도가 높아질수록 강
도가 현저히 감소하는 경향이 있다. 본 발명의 대상에 따른 몇몇 실시예에서는, 조명 장치가 조명될 경우 일
반적으로 고상 발광기가 가열되는 온도까지(또는 이러한 온도에 가깝게) 가열될 수 있도록 하기 위해, 그리고
온도 변화에 기인하는 일부 고상 발광기의 강도 변화(예컨대 적어도 일부의 온도 범위 내에서 온도가 상승할
수록 많은 고상 발광기의 강도가 감소함)를 확인하기 위해, 제1 색 출력을 측정하기 전에 장치 내 하나 이상
의 고상 발광기(또는 하나 이상의 고상 발광기 스트링들)에 전류가 공급된다. (제1 색 출력을 측정하기
전에) 고상 발광기에 전류가 공급되어야 하는 특정 기간은 조명 장치의 특정 구성에 따라 좌우된다. 예를 들
어, 열 질량(thermal mass)이 클수록 고상 발광기가 그의 열평형 작동 온도에 근접하는 데 더 오랜 시간이 걸
린다. 몇몇 실시예에서는 검사 이전에 조명 장치를 작동하기 위한 특정 시간이 약 1분 내지 60분 또는 그 이
상의 조명 장치 고유 지속 시간이 될 수 있는 반면, 특정 실시예에서는 약 30분의 조명 장치 고유 지속 시간
이 사용될 수 있다.
몇몇 예의 경우, 고상 발광기들이 열평형에 도달한 이후에 [예컨대 작동 중에는 주변 환경 또는 작동 조건의[0117]
변화가 없는 한 각각의 고상 발광기의 온도는 실질적으로(예컨대 2℃ 초과) 변하지 않음] 하나의 고상 발광기
또는 고상 발광기들의 조합 또는 전체 조명 장치로부터 방사되는 색 출력이 분석될 수 있다. 이러한 경우,
색 분석은 "고상 발광기가 열평형 상태에 있음"이라 기술된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 발광기의
열평형 도달 여부의 측정이 매우 다양한 방식으로 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 발광기
들을 횡단하는 전압이 측정될 수 있다. 상기 전압이 안정화되면 열평형에 도달할 수 있다. 유사하게는, 발
광기의 파장 출력이 안정화된 경우에 발광기가 열평형에 도달하게 된다. 또한, 인광체 변환 LED의 경우, 인
광체 성분 및 LED 소자의 피크 파장이 안정화된 경우에 LED가 열평형에 도달하게 된다.
몇몇 예의 경우, 고상 발광기(또는 전체 조명 장치)가, 예컨대 실질적으로 상기 발광기(또는 발광기들 또는[0118]
전체 조명 장치)가 조명된 직후에, 주변 온도에 있는 동안 색 출력이 분석될 수 있다. 여기서 사용된 "주변
온도에 있는"이라는 표현은 발광기(들)가 주변 온도와 2℃ 이내의 차이를 보임을 의미한다. 본 기술 분야의
통상의 기술자라면, 장치에 에너지가 공급된 후 처음 수 밀리초 또는 수 마이크로초 이내에 장치의 광출력이
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측정됨으로써 상기 "주변 온도" 측정이 구현됨을 이해할 것이다.
본 발명의 대상에 따른 몇몇 조명 장치에서는, 하나 이상의 회로망 부품, 예컨대 조명 장치 내 하나 이상의[0119]
고상 발광기를 통과하는 전류를 공급하고 제어하기 위한 전자 구동 장치가 더 포함된다. 본 기술 분야의 통
상의 기술자라면, 고상 발광기를 통과하는 전류를 공급하고 제어하기 위한 매우 다양한 방법에 익숙하며, 그
러한 모든 방법은 본 발명의 대상에 따른 장치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로망은 하나 이상의 접
촉부, 하나 이상의 리드프레임(leadframe), 하나 이상의 전류 조절기, 하나 이상의 전력 제어부, 하나 이상의
전압 제어부, 하나 이상의 부스터, 하나 이상의 커패시터, 및/또는 하나 이상의 브리지 정류기를 포함할 수
있으며, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 그러한 부품들에 익숙하고, 요구되는 어떠한 전류 흐름 특성에 적
합하게 적절한 회로망을 쉽게 설계할 수 있다.
조명 장치 및 조명 장치를 위한 전력 공급부로 전기를 공급하기 위한 장치의 대표적 예들은 [0120]
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 1월 24일자로 출원된 미국 특허출원[0121]
11/626,483호(현재 미국 특허공개공보 2007/0171145호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 5월 30일자로 출원된 미국 특허출원[0122]
11/755,162호(현재 미국 특허공개공보 2007/0279440호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 9월 13일자로 출원된 미국 특허출원[0123]
11/854,744호(현재 미국 특허공개공보 2008/0088248호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허출원[0124]
12/117,280호(현재 미국 특허공개공보 2008/0309255호), 및
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 12월 4일자로 출원된 미국 특허출원[0125]
12/328,144호(현재 미국 특허공개공보 2009/0184666호)(대리인 도켓 번호 P0987; 931-085)에 설명되며, 이들
모두는 본 발명의 요지의 조명 장치 및 조명 배열체에 적합하다.
본 발명의 요지에 따른 조명 장치는 임의의 소정의 전기 커넥터를 더 포함할 수 있으며, 폭넓게 다양한 전기[0126]
커넥터들은 예컨대 에디슨 커넥터(예컨대, 에디슨 소켓), GU-24 커넥터 등과 같이 본 기술 분야의 통상의 기
술자들에게 익숙하거나, 또는 전기적 분기 회로에 직접 배선된 것일 수 있다. 본 발명의 요지에 따른 일부
실시예에서, 조명 장치는 안정기 내장형(self-ballasted) 장치이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 조명 장치
는 [예컨대, 벽 소켓에 플러깅 되는 것에 의해서, 에디슨 소켓에 나사결합 되는 것에 의해서, 분기 회로로 고
정 배선(hard-wired)되는 것에 의해서 등] AC 전류에 직접 연결될 수 있다. 안정기 내장형 장치의 대표적 예
는 그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 11월 29일자로 출원된 미국 특허출원
11/947,392호(현재 미국 특허공개공보 2008/0130298호)에 설명된다.
본 발명의 요지에 따른 조명 장치는 임의의 유형일 수 있으며, 다양한 유형이 본 기술 분야의 통상의 기술자[0127]
에게 잘 알려져 있다. 본 발명의 요지에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 PAR 라이트, 스트립 라이트
(strip light), 다운라이트(downlight) 또는 휴대용 라이트이다 (또는 조명 배열체는 이들을 포함한다).
본 발명의 요지에 따른 일부 실시예는 하나 이상의 고상 발광기(solid state light emitter) 및/또는 하나 이[0128]
상의 반사 요소, 및/또는 하나 이상의 하우징을 둘러싸는 하나 이상의 봉입 구조물(enclosing structure)을
채용한다. 추가로, 본 발명의 요지는 본 발명의 요지에 따른 하나 이상의 조명 장치를 포함하는 고정구
(fixture)를 제공한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 봉입 구조물에 익숙하고, 이를 쉽게 착안할 수 있으며, 이에 쉽게 접[0129]
근할 수 있고, 임의의 이러한 봉입 구조물들은 본 발명의 요지에 따른 실시예들에 채용될 수 있다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 반사 요소에 익숙하고, 이를 쉽게 착안할 수 있으며, 이에 쉽게 접근[0130]
할 수 있고, 임의의 이러한 반사 요소들은 본 발명의 요지에 따른 실시예들에 채용될 수 있다. 본 기술 분야
의 통상의 기술자는 이러한 반사 요소에 사용되는 다양한 종류의 반사성 재료에 익숙하고, 이를 쉽게 얻을 수
있다. 이러한 목적을 위한 적절한 반사성 재료의 대표적 예는 MCPET 라는 상표로 후루카와(Furukawa, 일본
회사)에 의해 시판되는 재료가 있다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 하우징이 구성될 수 있는 다양한 종류의 재료 및 이러한 하우징을 위한 다양[0131]
한 종류의 형상에 익숙하고, 이를 착안할 수 있으며, 이러한 재료로 제조되고 이러한 형상을 갖는 하우징들이
공개특허 10-2012-0060211
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본 발명의 요지에 따라 채용될 수 있다. 하우징을 포함하는 일부 실시예에서, 하우징의 내부 표면의 적어도
일부는 고 반사성이다. 전술한 바와 같이, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 종류의 반사성 재료에 익
숙하고 이를 쉽게 얻을 수 있으며, 임의의 이러한 재료는 이러한 하우징을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 고정구를 제조하는데 사용될 수 있는 다양한 구성요소에 익숙하고, 이를 쉽[0132]
게 착안할 수 있으며, 이에 쉽게 접근할 수 있고, 임의의 이러한 고정구 구성요소들은 본 발명의 요지에 따른
고정구의 실시예들에 채용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 요지를 실시하는데 사용될 수 있는 고정구, 다른 장착 구조물 및 완성된 조명 조립체들[0133]
은
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2006년 12월 20일자로 출원된 미국 특허출원[0134]
11/613,692호(현재 미국 특허공개공보 2007/0139923호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 5월 3일자로 출원된 미국 특허출원[0135]
11/743,754호(현재 미국 특허공개공보 2007/0263393호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 5월 30일자로 출원된 미국 특허출원[0136]
11/755,153호(현재 미국 특허공개공보 2007/0279903호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 9월 17일자로 출원된 미국 특허출원[0137]
11/856,421호(현재 미국 특허공개공보 2008/0084700호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 9월 21일자로 출원된 미국 특허출원[0138]
11/859,048호(현재 미국 특허공개공보 2008/0084701호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 11월 13일자로 출원된 미국 특허출원[0139]
11/939,047호(현재 미국 특허공개공보 2008/0112183호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 11월 13일자로 출원된 미국 특허출원[0140]
11/939,052호(현재 미국 특허공개공보 2008/0112168호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 11월 13일자로 출원된 미국 특허출원[0141]
11/939,059호(현재 미국 특허공개공보 2008/0112170호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 10월 23일자로 출원된 미국 특허출원[0142]
11/877,038호(현재 미국 특허공개공보 2008/0106907호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2006년 11월 30일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "부[0143]
수적인 부착물을 구비한 LED 다운라이트(LED DOWNLIGHT WITH ACCESSORY ATTACHMENT)"인 미국 특허출원
60/861,901호(발명자: 개리 데이비드 트롯, 폴 케네스 픽카드, 및 에드 아담스; 대리인 도켓 번호 931_044
PRO),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2007년 11월 30일자로 출원된 미국 특허출원[0144]
11/948,041호(현재 미국 특허공개공보 2008/0137347호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 5월 5일자로 출원된 미국 특허출원[0145]
12/114,994호(현재 미국 특허공개공보 2008/0304269호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 5월 7일자로 출원된 미국 특허출원[0146]
12/116,341호(현재 미국 특허공개공보 2008/0278952호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 5월 7일자로 출원된 미국 특허출원[0147]
12/116,346호(현재 미국 특허공개공보 2008/0278950호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 5월 7일자로 출원된 미국 특허출원[0148]
12/116,348호(현재 미국 특허공개공보 2008/0278957호),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 10월 24일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "하[0149]
나 이상의 고상 광 발광 장치를 포함하는 조명 장치(LIGHTING DEVICE WHICH INCLUDES ONE OR MORE SOLID
STATE LIGHT EMITTING DEVICE)"인 미국 특허출원 61/108,130호(발명자: 안토니 파울 판 데 펜, 및 제랄드 에
공개특허 10-2012-0060211
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이치. 네글리; 대리인 도켓 번호 931_092 PRO),
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 10월 24일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "조[0150]
명 장치(LIGHTING DEVICE)"인 미국 특허출원 61/108,133호(발명자: 제랄드 에이치. 네글리, 및 안토니 파울
판 데 펜; 대리인 도켓 번호 931_095 PRO), 및
그 전체 내용이 제공된 것과 같이 본원에 참조로 포함된 2008년 10월 24일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "조[0151]
명 장치, 열 전달 구조 및 열 전달 요소(LIGHTING DEVICE, HEAT TRANSFER STRUCTURE AND HEAT TRANSFER
ELEMENT)"인 미국 특허출원 61/108,149호(발명자: 안토니 파울 판 데 펜, 및 제랄드 에이치. 네글리; 대리인
도켓 번호 931_096 PRO)에 설명된다.
본 발명의 요지에 따른 조명 장치 또는 조명 배열체는, 필요한 경우, 하나 이상의 발광 재료(luminescent[0152]
materials)를 더 포함한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 소정의 피크(peak) 방사 파장 및/또는 주
(dominant) 방사 파장, 또는 소정의 색조(hue)를 갖는 광을 발광하는 다양한 발광 재료에 익숙하고, 이에 쉽
게 접근할 수 있으며, 임의의 이러한 발광 재료들, 또는 이러한 발광 재료들의 임의의 조합이 필요에 따라 채
용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 인광체(phosphor)가 쉽게 입수가능하며, 이러한 인광체는 각각 여기 방사
선(exciting radiation)의 소스에 의해 여기될 때 응답성 방사선(예컨대, 가시광선)을 방사하는 발광 재료이
다. 많은 예에서, 응답성 방사선(responsive radiation)은 여기 방사선의 파장과 상이한 파장을 갖는다. 발
광 재료의 다른 예는 자외광으로 조사될 때 가시 스펙트럼에서 빛나는(glow) 형광체(scintillator), 주간 대
기광 테이프(day glow tape) 및 잉크를 포함한다.
발광 재료들은 다운-컨버팅(down-converting), 즉 광자를 (파장이 더 긴) 하위 에너지 레벨로 전환하는 재료[0153]
또는 업-컨버팅(up-converting), 즉 광자를 (파장이 더 짧은) 상위 에너지 레벨로 전환하는 재료로 유형화될
수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 발광 재료는 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 임의의 다양한 방식으[0154]
로 패키징된 고상 발광기 내에 포함될 수 있으며, 하나의 대표적인 방식은 예컨대 봉합 재료(encapsulant
material)가 응고하기 전에 혼합(blending) 또는 코팅 공정에 의해, 전술한 바와 같은 클리어한 또는 투명한
봉합 재료(예컨대, 에폭시계, 실리콘계, 유리계 또는 금속 산화물계 재료)에 발광 재료를 가하는 것이다.
본 발명의 요지에 따른 일부 실시예는 하나 이상의 렌즈 또는 디퓨저(diffuser)를 포함한다. 본 기술 분야의[0155]
통상의 기술자는 다양한 종류의 렌즈 및 디퓨저에 익숙하며, 렌즈 또는 디퓨저가 제조되는 다양한 재료를 쉽
게 착안할 수 있고, 렌즈 및 디퓨저가 될 수 있는 다양한 유형의 형상에 익숙하고 및/또는 이를 착안할 수 있
다. 임의의 이러한 재료 및/또는 형상들은 렌즈 및/또는 디퓨저를 포함하는 실시예에서 렌즈 및/또는 디퓨저
에 채용될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 본 발명의 요지에 따른 조명 장
치 내의 렌즈 또는 디퓨저는 포커싱(focusing), 산란(diffusing) 등과 같은 입사광에 대한 임의의 소정의 효
과를 갖도록 (또는 효과가 없도록) 선택될 수 있다.
하나 이상의 렌즈 및/또는 하나 이상의 디퓨저를 포함하는 본 발명의 요지에 따른 실시예에서, 렌즈(들) 및/[0156]
또는 디퓨저(들)은 임의의 소정의 위치 및 배향으로 배치될 수 있다.
본 발명의 요지에 따른 일부 실시예에서, 적어도 하나의 광원 및/또는 고상 발광기의 제1 그룹에 공급된 에너[0157]
지의 일부 또는 모두는, 하나 이상의 배터리에 의해 그리고/또는 하나 이상의 광전지 에너지 수집 장치
(photovoltaic energy collection device)(즉, 태양으로부터의 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 하나 이상
의 광전기 셀을 포함하는 장치)에 의해 공급된다.
본 발명의 요지에 따른 실시예는 본 명세서에서 본 발명의 요지의 이상적인 실시예의 개략도인 단면도(및/또[0158]
는 평면도)를 참조하여 설명된다. 이러한 점에서, 예를 들어 제조 기술 및/또는 공차로 인해 도면의 형상이
변화할 수 있다는 것이 예상된다. 따라서, 본 발명의 요지의 실시예는 본 명세서에서 도시된 영역의 특정 형
상에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 예를 들어 제조에서 발생되는 형상의 편차를 포함하고자 한다.
예를 들어, 직사각형으로 도시되거나 설명된 성형된 영역은 전형적으로 둥글려지거나 만곡된 특징부를 가질
것이다. 따라서, 도면에 도시된 영역은 본질적으로 개략적인 것이고, 그들의 형상은 장치의 영역의 정확한
형상을 도시하고자 함이 아니며, 본 발명의 요지의 범주를 제한하고자 함이 아니다.
도 1은 본 발명의 요지에 따른 조명 장치(10)의 일 실시예를 도시한다. 조명 장치(10)는 고상 발광기의 제1[0159]
그룹, 고상 발광기의 제2 그룹, 및 고상 발광기의 제3 그룹을 포함한다.
제1 고상 발광기 그룹은 복수의 제1 고상 발광기(11)를 포함할 수 있다. 각 제1 고상 발광기(11)는 약 430[0160]
공개특허 10-2012-0060211
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㎚ 내지 약 490 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제2 고상 발광기 그룹은 복수의 제2 고상 발광기(12)를 포함할 수 있다. 각 제2 고상 발광기(12)는 약 540[0161]
㎚ 내지 약 575 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제3 고상 발광기 그룹은 복수의 제3 고상 발광기(13)를 포함할 수 있다. 각 제3 고상 발광기(13)는 약 610[0162]
㎚ 내지 약 640 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
각 그룹의 발광기 중 단 하나만 도 1에 도시된다. 도 2는 조명 장치(10) 내로 위로 바라본(도 1에 표시된 방[0163]
향으로), 도 1의 평면 2-2를 따라 취한 도면이며, 복수의 제1 고상 발광기(11), 복수의 제2 고상 발광기(12)
및 복수의 제3 고상 발광기(13)를 보여준다.
일부 실시예에서, 조명 장치(10)는 제1 고상 발광기 그룹(11), 제2 고상 발광기 그룹(12) 및 제3 고상 발광기[0164]
그룹(13) 외에는 다른 어떤 발광기도 포함하지 않을 수 있으며, 즉, 제1 고상 발광기 그룹(11), 제2 고상 발
광기 그룹(12) 및 제3 고상 발광기 그룹(13)는 조명 장치(10) 내의 모든 발광기를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 고상 발광기 그룹(11), 제2 고상 발광기 그룹(12) 및 제3 고상 발광기 그룹(13)에 의해[0165]
방사된 광의 조합은 흑체 궤적(blackbody locus) 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원(MacAdam
ellipse) 내에 있을 수 있으며, 조명 장치(10)를 빠져나오는 광은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10
맥아담 타원 내에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 장치(10)는 조명 장치 하우징(14), 렌즈(15) 및 라이트 엔진 하우징(light engine[0166]
housing: 16)을 더 포함할 수 있다. 조명 장치 하우징(14)은 반사성인 내부 표면을 가질 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 요지에 따른 조명 장치(30)를 도시한다. 조명 장치(30)는, 조명 장치(30)가 복수[0167]
의 제4 고상 발광기(31)(도 3에는 하나만 보임)와 제어기(32)를 더 포함할 수 있다는 것을 제외하고는 도 1에
표시된 조명 장치(10)와 유사하다. 제4 고상 발광기(31)는 제1, 제2 및 제3 고상 발광기 그룹(11, 12 및 1
3)를 위한 각각의 파장의 범위 밖에 있는 주 파장을 갖는 광을 방사한다.
도 4는, 조명 장치(30)에 의해 방사된 광을 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 유지[0168]
하기 위해, 제1 고상 발광기(11), 제2 고상 발광기(12), 제3 고상 발광기(13) 및 제4 고상 발광기(31)에 의해
방사되는 광의 각각의 강도를 조정하도록 구성된 제어기(32)를 포함하는 회로의 개략도이다. 일부 실시예에
서, 조명 장치(30)는 광 센서(33) 및/또는 온도 센서(34)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 요지에 따른 조명 장치(50)의 일 실시예를 도시한다. 조명 장치(50)는 제1 고상 발광기 그[0169]
룹, 제2 고상 발광기 그룹 및 제3 고상 발광기 그룹을 포함한다.
제1 고상 발광기 그룹은 복수의 제1 고상 발광기(51)를 포함할 수 있다. 각 제1 고상 발광기(51)는 약 430[0170]
㎚ 내지 약 490 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제2 고상 발광기 그룹은 복수의 제2 고상 발광기(52)를 포함할 수 있다. 각 제2 고상 발광기(52)는 약 525[0171]
㎚ 내지 약 575 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제3 고상 발광기 그룹은 복수의 제3 고상 발광기(53)를 포함할 수 있다. 각 제3 고상 발광기(53)는 약 610[0172]
㎚ 내지 약 640 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
각각의 제1 고상 발광기(51)는 각각의 제2 고상 발광기(52)의 주 파장으로부터 적어도 70 ㎚만큼 다른 주 파[0173]
장을 가질 수 있고, 각각의 제2 고상 발광기(52)는 각각의 제3 고상 발광기(53)의 주 파장으로부터 적어도 70
㎚만큼 다른 주 파장을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 장치(50)는 제1 고상 발광기 그룹(51), 제2 고상 발광기 그룹(52) 및 제3 고상 발광기[0174]
그룹(53) 외에는 다른 어떤 발광기도 포함하지 않을 수 있으며, 즉, 제1 고상 발광기 그룹(51), 제2 고상 발
광기 그룹(52) 및 제3 고상 발광기 그룹(53)는 조명 장치(50) 내의 모든 발광기를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 고상 발광기 그룹(51), 제2 고상 발광기 그룹(52) 및 제3 고상 발광기 그룹(53)에 의해[0175]
방사된 광의 조합은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있을 수 있으며, 조명 장치
(10)를 빠져나오는 광은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 장치(50)는 조명 장치 하우징(54), 렌즈(55) 및 라이트 엔진 하우징(56)을 더 포함할[0176]
수 있다. 조명 장치 하우징(54)은 반사성인 내부 표면을 가질 수 있다.
공개특허 10-2012-0060211
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도 6은 본 발명의 요지에 따른 조명 장치(60)의 일 실시예를 도시한다. 조명 장치(60)는 제1 고상 발광기 그[0177]
룹, 제2 고상 발광기 그룹, 제3 고상 발광기 그룹, 제4 고상 발광기 그룹, 및 조명될 대상(65)을 포함한다.
제1 고상 발광기 그룹은 복수의 제1 고상 발광기(61)를 포함할 수 있다. 각 제1 고상 발광기(61)는 약 430[0178]
㎚ 내지 약 490 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제2 고상 발광기 그룹은 복수의 제2 고상 발광기(62)를 포함할 수 있다. 각 제2 고상 발광기(62)는 약 525[0179]
㎚ 내지 약 575 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제3 고상 발광기 그룹은 복수의 제3 고상 발광기(63)를 포함할 수 있다. 각 제3 고상 발광기(63)는 약 610[0180]
㎚ 내지 약 640 ㎚의 범위 내의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
제4 고상 발광기 그룹은 복수의 제4 고상 발광기(64)를 포함할 수 있다. 각 제4 고상 발광기(64)는, 제1, 제[0181]
2 및 제3 고상 발광기 그룹을 위한 각각의 파장의 범위 밖에 있고 조명될 대상의 적어도 하나의 색상의 주 파
장으로부터 많아야 10 ㎚ 다른 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 고상 발광기 그룹(61), 제2 고상 발광기 그룹(62), 제3 고상 발광기 그룹(63) 및 제4[0182]
고상 발광기 그룹에 의해 방사된 광의 조합은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에 있
을 수 있으며, 조명 장치(60)를 빠져나오는 광은 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10 맥아담 타원 내에
있을 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 장치(60)는 조명 장치에 의해 방사된 광을 흑체 궤적 상의 적어도 하나의 지점의 10[0183]
맥아담 타원 내에 유지하기 위해, 제1 고상 발광기 그룹(61), 제2 고상 발광기 그룹(62), 제3 고상 발광기 그
룹(63) 및 제4 고상 발광기 그룹(64) 중에서 선택된 적어도 하나의 고상 발광기에 의해 방사된 광의 강도를
조정하도록 구성된 제어기를 더 포함할 수 있다.
도 6에서, 조명될 대상(65)은, 대표적인 예시로서, 상추의 머리부(예를 들어, 식품점의 농산물 코너의 가판대[0184]
에 위치됨)일 수 있으며, 제4 고상 발광기 그룹은 약 547 ㎚의 주 파장을 갖는 광을 방사할 수 있다. 대표적
인 예시에서, 상추의 머리부는 1931 CIE 색도도의 0.33, 0.42 색상 지점을 가질 수 있다. 0.33, 0.42 색상
지점은 약 547 ㎚의 주 파장에 대응하고, 즉, 원점(0.333, 0.333)에서 시작하여 0.33, 0.42 지점을 통과하는
라인 세그먼트는 대략 547 ㎚에서의 포화 광(saturated light)에 대응하는 지점에서 1931 색도도의 경계와 교
차할 것이고, 즉, 한 부분의 547 ㎚의 포화 녹색 광과 0.333, 0.333의 색상 좌표를 갖는 네 부분의 백색 광의
혼합은 대략 상추의 머리부(65)의 색상을 발생시킬 것이다. 다르게는, 대상(65)은 예를 들어 인쇄물, 도로표
지, 기타 식료품 등과 같은 임의의 다른 색상 또는 색상들을 갖는 임의의 다른 대상일 수 있다.
또한, 본 발명의 요지의 임의의 실시예는 특정한 요소들의 조합을 참조하여 도시되었지만, 다양한 다른 조합[0185]
이 또한 본 발명의 요지로부터 벗어남 없이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지는 본 명세서에서 설명
되고 도면에 도시된 특정 실시예에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 될 뿐 아니라, 도시된 많은 실시예의 요
소들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 이점을 제공하되 본 발명의 요지의 취지와 범주를 벗어남 없이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의[0186]
해 많은 변형과 수정이 만들어질 수 있다. 따라서, 도시된 실시예는 예시의 목적을 위해서만 설명되었으며,
이하의 청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 요지를 한정하는 것으로 여겨져서는 안 된다는 것을
이해해야 한다. 따라서, 이하의 청구범위는 글자 그대로 설명된 요소들의 조합뿐 아니라, 실질적으로 동일한
결과를 얻기 위해 실질적으로 동일한 방법으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 모든 등가의 요소를 포함
하는 것으로 읽혀져야 한다. 청구범위는 따라서 상기에서 구체적으로 도시되고 설명된 것과, 개념적으로 등
가인 것과, 또한, 본 발명의 요지의 본질적 착상을 포함하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명된 조명 장치 또는 조명 배열의 임의의 2개 이상의 구조적 부분들이 통합될 수 있다. 본[0187]
명세서에서 설명된 조명 장치 또는 조명 배열의 임의의 구조적 부분은 필요하다면 함께 유지될 수 있는 2개
이상의 부분으로 제공될 수 있다.
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도면
도면1
도면2
도면3
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도면5
도면6
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