KR101007712B1 - 통로 유도등의 제어장치 - Google Patents

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KR101007712B1
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방명근
김수종
장목순
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금성방재공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 계단이나 복도에 구비되어 화재시 대피통로를 안내하며 엘이디로 이루어진 통로 유도등의 제어장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부의 교류전원을 인가 받는 외부전원수급부, 상기 외부전원수급부에 입력된 교류전원을 제1전압의 직류전원으로 변환시키는 전원 변환부, 상기 전원 변환부로부터 제1전압의 전기를 공급받으며, 공급받은 전기로부터 배터리를 충전시키거나 배터리에 충전된 제2전압의 직류전원을 방전시키는 충방전부, 상기 전원 변환부로부터 제1전압의 직류 또는 상기 충방전부로부터 공급받은 제2전압의 직류의 전기를 공급받아 제3전압의 직류로 변압하는 변압부, 상기 변압부로부터 공급받은 제3전압의 직류전원으로 구동되는 엘이디 소자로 이루어진 램프 어셈블리를 포함하여 이루어지는 엘이디로 이루어진 통로 유도등의 제어장치가 제공된다.

Description

통로 유도등의 제어장치{Controlling Device for Guide Light}
본 발명은 유도등에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 계단이나 복도 등의 통로에 구비되어 화재시 대피통로를 안내하며 엘이디로 이루어진 통로 유도등의 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 복도나 계단 등의 통로에는 화재시 거주인들의 대피통로를 알려주기 위해 상시 전원 및 비상전원에 연결되어 통로 벽면의 하측부에 평시나 비상시에 상관없이 항시 점등되도록 이루어져, 비상시 연기에 의해서 대피로를 찾기 어려울 때 대피로를 안내하도록 이루어진다.
상기와 같은 종래의 유도등(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(2)와 램프(6) 및 커버(4)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 본체(2)는 통로의 벽면에 부착되며, 외부의 상시 전원과 연결되며 비상시 작동되는 비상용 전원과 연결되거나 또는 비상시 외부 전원이 끊길 것을 대비해 배터리 등의 비상용 전원이 내장하도록 이루어진다.
그리고, 상기 본체(2)의 내부에는 전구나 형광등 등의 램프(6)가 구비되며, 커버(4)는 흰색의 아크릴 등의 반투명한 재질로 이루어지고 전면에 화살표나 문자 등이 인쇄된다.
한편, 근래에는 소비전력의 효율을 향상시키기 위해 램프(6)를 종래의 형광등이나 백열등에서 엘이디 소자로 대체하고 있는 추세이다.
즉, 종래의 유도등은 평시에 외부의 상시 전원으로서 램프를 점등하며, 내장된 배터리를 충전해두고 있다가 비상시 외부 전원이 끊기면 내장된 배터리의 전기를 사용하여 램프를 점등토록 이루어진다.
그런데, 상기와 같은 종래의 유도등은 다음과 같은 문제가 있다.
일반적으로 유도등이 배터리에 의해 작동될 때에는 화재 등 비상시이므로 밝은 빛을 내야 하는데, 내장된 배터리에서 발생되는 전기의 전압은 외부에서 공급되는 상시 전원의 전압보다 낮으므로, 상기 램프가 배터리에 의해 점등될 때에는 밝기가 떨어지게 되는 문제점이 있으며, 이는 화재시 발생하는 연기 등에 의해 빛의 조명이 제한되는 점을 고려할 때 치명적인 문제일 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유사시 배터리에 의해 작동되더라도 상시 전원에 의해 작동될 때와 동일한 밝기로 빛남으로써 보다 확실하게 대피통로를 안내할 수 있는 통로 유도등의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부의 교류전원을 인가 받는 외부전원수급부, 상기 외부전원수급부에 입력된 교류전원을 제1전압의 직류전원으로 변환시키는 전원 변환부, 상기 전원 변환부로부터 제1전압의 전기를 공급받으며, 공급받은 전기로부터 배터리를 충전시키거나 배터리에 충전된 제2전압의 직류전원을 방전시키는 충방전부, 상기 전원 변환부로부터 제1전압의 직류 또는 상기 충방전부로부터 공급받은 제2전압의 직류의 전기를 공급받아 제3전압의 직류로 변압하는 변압부, 상기 변압부로부터 공급받은 제3전압의 직류전원으로 구동되는 엘이디 소자로 이루어진 램프 어셈블리를 포함하여 이루어지는 엘이디로 이루어진 통로 유도등의 제어장치가 제공된다.
그리고, 상기 제3전압은 상기 램프 어셈블리의 엘이디 소자의 정격출력보다 일정수준 낮은 출력으로 작동되는 전압일 수 있다.
또한, 상기 외부전원의 이상여부 및 상기 배터리의 충전 정도를 감지하는 센싱유닛이 더 구비될 수 있다.
상기 충방전부는, 외부전원이 공급될 때는 공급받은 전기로서 상기 배터리를 충전시키며, 외부전원이 공급되지 않을 때는 상기 배터리에 충전된 전기를 방전시키도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 통로 유도등의 제어장치에 따르면, 유사시 배터리에 의해 작동되더라도 상시 전원에 의해 작동될 때와 동일한 밝기로 빛남으로써 보다 확실하게 대피통로를 안내할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 유도등을 도시한 분해 사시도;
도 2는 본 발명의 유도등을 도시한 사시도;
도 3은 도 2의 분해 사시도;
도 4는 도 3의 반사판과 엘이디 기판을 도시한 단면도;
도 5는 도 3의 엘이디 기판을 도시한 단면도;
도 6은 도 5의 단면도;
도 7은 도 2의 단면도;
도 8은 도 3의 제어회로기판의 구성을 간략하게 도시한 블록도;
도 9는 전압의 변동을 도시한 그래프 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 엘이디가 구비된 유도등은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110)와 엘이디 기판(120), 커버(130) 및 반사판(140)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 본체(110)는 내부에 각종 부품들이 구비되는 공간을 형성하는 구성요소이며, 벽면에 고정되기 위한 고정홀(114) 및 내부 공기의 환기를 위한 슬릿(112) 등이 형성될 수 있다.
상기 엘이디 기판(120)은 상기 본체(110) 내부에 수용되며, 빛을 발광하는 엘이디 소자(122)가 소정간격으로 복수개 배열되어 이루어진다
상기 커버는 상기 엘이디 기판(120)의 전측에 위치되어 상기 엘이디 소자(122)로부터 방사되는 빛에 의해 밝혀지며, 아크릴 등 반투명하며 빛을 확산시키는 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 커버(130)에는 안내를 위한 문자 및 도형이 인쇄될 수도 있다.
상기 반사판(140)은 상기 커버(130)와 엘이디 기판(120) 사이에 구비되며, 일측에 상기 본체에 탄성 체결되는 후크(144)가 형성되어 상기 본체(110)에 결합된다.
즉, 상기 엘이디 기판(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110) 내부에 수용되며, 상기 반사판(140)은 상기 본체(110)에 후크(144)와 힌지에 의해 탄성 체결되며 상기 커버(130)는 상기 반사판(140)에 고정된다.
한편, 상기 반사판(140)에는 후측에 위치되는 상기 엘이디 기판(120)의 각 엘이디 소자(122)에 대응하는 위치에 홀 형태의 방사공(142)이 복수개 형성된다.
상기 방사공(142)은 상기 엘이디 소자(122)로부터 방사되는 빛이 상기 커버(130)로 비춰지도록 홀 형태로 개구되어 이루어진다.
그리고, 상기 반사판(140)의 방사공(142)이 형성되지 않은 부분은 밝은색으로 도색 되거나 또는 경면 처리되어 커버(130)의 후면에 반사된 빛을 다시 재반사 시키도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 방사공(142)의 내주면은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커버(130)측으로 갈수록 넓어지도록 테이퍼지게 형성되어 상기 방사공(142)을 통해 방사되는 빛을 안내할 수 있다.
즉, 상기 방사공(142)의 테이퍼진 내주면을 통해 방사되므로, 상기 각 엘이디 소자(122)에 의해 방사되는 빛이 소정의 방사각을 갖도록 하는 것이다.
이 때, 상기 각 방사각은 서로 중첩되지 않거나 또는 중첩되는 부분이 중첩되지 않는 부분과 균일한 밝기를 나타내도록 이루어질 수 있다.
이는, 빛의 밝기는 거리의 제곱에 반비례하여 하는데, 각 엘이디 소자(122)에 의해 밝혀지는 범위의 테두리부분으로 갈수록 엘이디 소자(122)와의 거리가 멀어져 밝기가 떨어지는데 이러한 부분은 인근의 엘이디 소자(122)에 의해 밝혀지는 범위와 중첩되도록 이루어져 부족한 광량을 보충하도록 이루어지는 것이다.
한편, 엘이디 소자(122)는 열에 민감하여 과열될 경우 그 수명이 단축될 우려가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 기판(120)의 표면에 보다 빠르고 효과적인 열전달을 위해 열전도성이 우수한 물질을 도포하여 열전달 피막(124)을 형성할 수도 있다. 본 실시예에서 상기와 같은 열전달 피막(124)은 열전도성이 우수하고 가격이 저렴한 구리의 재질로 이루어진 예를 제시하나 본 발명은 반드시 이에 한정된 것은 아니며 다른 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
즉, 상기 엘이디 소자(122)에서 발생된 열이 상기 열전달 피막(124)을 통해 확산되며 공기와 접촉되는 면적이 넓어지게 되어 방열이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 엘이디 기판(120)에 방열을 위한 통기공(126)이 복수개 형성될 수 있다. 즉, 상기 통기공(126)으로 공기가 유동되면서 방열이 이루어지는 것이다.
또한, 방열성능의 극대화를 위하여, 상기 통기공(126)은 상기 열전도 피막(124)이 형성된 부분에 형성될 수 있으며, 상기 통기공(126) 내부에도 열전달 피막(124)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 방사공(142)과 엘이디 소자(122)는 밀착되어 있지 않으며 소정간격 이격되게 구비되어, 그 사이로 공기가 유동할 수 있도록 이루어질 수 있다.
일반적으로, 상기 커버(130)와 반사판(140) 사이의 공간의 공기가 상기 본체(110)와 엘이디 기판(120) 사이의 공기보다 상기 엘이디 소자(122)에 의해 가열되어 고온일 수 있는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 커버(130)와 반사판 사이의 가열된 공기가 상기 방사공(142)과 엘이디 소자(122)의 간격 사이 및 상기 엘이디 기판(120)의 통기공(126)을 통해 상기 엘이디 기판(120)과 본체(110) 사이로 유동되며, 또한 기판(120)과 본체(110) 사이의 공기는 상기 본체(110)의 슬릿(112)을 통해 외부로 배출될 수 있어 방열이 이루어질 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)의 내부에 배터리(250) 와 상기 엘이디 기판(120) 및 배터리(250)를 제어하는 제어회로기판(200)이 구비된다.
상기 제어회로기판(200)은 도 8에 도시된 바와 같이, 외부전원수급부(210)와 전원 변환부(230) 및 충방전부(240)와 변압부(260) 및 램프 어셈블리(270)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 외부전원수급부(210)는 외부의 상시전원으로부터 교류전원을 입력받는 부분이다. 일반적으로 국내에서는 220볼트(V) 전압의 60Hz 전기가 사용되므로 이러한 상용 전원이 입력될 수 있다. 하지만, 설치장소에 따라 이와는 다른 전압 및 위상의 전기가 입력될 수도 있다.
상기 전원 변환부(230)는 상기 외부전원수급부(210)로부터 입력된 교류전원을 제1전압의 직류전원으로 변환시키는 부분이다.
여기서, 상기 제1전압은 후술하는 배터리(250)를 충전시키는데 적합한 전압인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원 변환부(230)는 부하의 리액턴스(reactance)에 의해 발생되는 전압 및 전류의 위상차를 줄여주고 비선형동작을 하는 트랜지스터나 직접회로(IC)등의 능동소자의 동작에 의해 발생하는 고조파성분을 감소시켜 전체적인 역률(力率, power factor)를 향상시키도록 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 충방전부(240)는 상기 전원 변환부(230)로부터 변환된 제1전압의 전기를 공급받아 상기 배터리(250)를 충전하거나 상기 배터리(250)에 충전된 전기를 제2전압의 직류로 방전시키도록 이루어진다.
또한, 상기 충방전부(240)는 평상시의 외부전원이 공급될 때에는 상기 전원 변환부(230)로부터 공급된 제1전압의 전기로서 상기 배터리(250)를 충전시키며, 화재 등의 비상시 상기 외부전원이 공급되지 않을 때는 상기 배터리(250)로부터 제2전압의 전기가 발생되도록 상기 배터리(250)를 방전시키도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 변압부(260)는 상기 전원 변환부(230)에서 변환된 제1전압의 직류 또는 상기 배터리(250)에서 방전되어 충방전부(240)로부터 공급되는 제2전압의 직류를 공급받도록 이루어지며, 공급받은 전기를 제3전압의 직류로 변환하는 부분이다.
상기 변압부(260)에서 변압된 제3전압의 전기는 상기 램프 어셈블리(270)로 공급되어 램프 어셈블리(270)를 구동하여 유도등이 점등될 수 있다.
이 때, 또한, 상기 램프 어셈블리(270)는 엘이디 소자(122)를 구동하는 회로인 엘이디 드라이버(272)와, 엘이디 소자(122)가 배열된 상기 엘이디 기판(120)으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 램프 어셈블리(270)는 엘이디 소자(122)의 발열 및 내구성을 고려하여 엘이디 소자(122)가 정격출력의 약 85% 정도로 동작하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 엘이디 드라이버(272)가 상기 엘이디 기판(120)을 구동시키는 전력을 제어하여 상기 엘이디 기판(120)의 엘이디 소자(122)가 정격출력의 85%에서 동작하도록 하는 것이다.
따라서, 상기 변압부(260)가 외부 교류전원에 의해 구동될 때와 배터리(250)의 전원에 의해 구동될 때에도 모두 제3전압으로 동일하게 변압된 전기를 공급하므로, 상기 램프 어셈블리(270)가 외부 교류전원에 의해 구동될 때와 배터리(250)에 의해 구동될 때의 밝기 차이가 없다.
한편, 상기 배터리(250)는 시중에서 쉽게 구할 수 있는 제품으로 구성할 수 있는데, 이렇게 시중에서 쉽게 구할 수 있는 충방전용 배터리는 니켈 수소 배터리(250)로서 6.8V, 12V, 24V 제품 등이 있다. 본 실시예에서는 상기 배터리로서 신뢰성이 우수한 니켈 수소 배터리의 24V 제품을 사용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 이러한 24V의 배터리(250)를 충전하기 위해서는 일반적으로 24V보다 높은 29.5V가 적당하다. 또한, 상기 충방전부(240)가 구동되면서 전력이 손실되므로, 이를 감안하여, 상기 충방전부(240)에 공급되는 제1전압은 31V인 것이 바람직하다.
즉, 상기 전원 변환부(230)에서 변환된 제1전압의 직류는 31V로 이루어지는 것이다.
또한, 상기 제2전압은 상기 배터리(250)로부터 방전되는 전압이므로, 전술한 바와 같이 24V이다.
한편, 상기 램프 어셈블리(270)를 동작시키는 전기는 상기 변압부(260)에서 변압된 전력인데, 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 상기 엘이디 소자(122)는 정격출력의 약 85%에서 동작하도록 이루어지는 것이 바람직하며 이 때의 전압은 39.5V이다. 물론, 이는 소자의 종류에 따라 다를 수 있다. 또한, 상기 엘이디 드라이버(272)에서도 전력을 소모하므로 상기 램프 어셈블리(270)로 공급되는 제3전압은 40V인 것이 바람직하다.
즉, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 전원 변환부(230)로부터 공급된 제1전압(31V)의 전력 및 충방전부(240)로부터 공급된 제2전압(24V)의 전력은 상기 변압부(260)에서 40V로 승압되어 상기 램프 어셈블리(270)로 공급되는 것이다.
한편, 외부의 교류전원이 상기 전원 변환부(230)에 공급되기 전에 EMI필터부(220)를 거치도록 구비될 수 있다. 상기 EMI 필터부(220)는 회로 내부에서 발생하는 전자기파가 외부로 방출되지 못하도록 하는 구성요소로서 전자기파교란(EMI) 제거용 라인 필터와 와이 캐패시터(Y Capacitor)로 이루어질 수 있으며, 당업자라면 자명하게 알 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예의 통로 유도등의 제어장치는 센싱유닛(280)이 더 구비될 수 있다.
상기 센싱유닛(280)은 상기 전원 변환부(230)로 공급되는 전원의 이상여부 및 상기 배터리(250)의 충전 정도를 감지하는 구성요소이다.
좀 더 자세하게 설명하자면, 상기 센싱유닛(280)은 상기 배터리(250)의 전압을 감지함으로써 상기 배터리(250)의 충전 정도를 감지하여 완충되지 않았을 때에는 상기 전원 변환부(230)로부터 공급되는 제1전압의 전기를 이용하여 상기 배터리(250)를 충전하도록 하며 또한 상기 배터리(250)가 과충전되지 않도록 일정이상 충전시 자동을 충전을 중지시키도록 이루어진다.
또한, 외부의 교류전원이 차단되어 상기 전원 변환부(230)로부터 전기가 공급되지 않을 때에는 자동적으로 상기 배터리(250)를 방전시켜 램프 어셈블리(270)가 배터리(250)를 통해 작동되도록 한다.
또한, 상기 센싱유닛(280)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(250)의 상태를 표시하는 발광 다이오드(282) 및 테스트 버튼(284)이 구비될 수 있다.
상기 센싱유닛(280)에 구비된 발광 다이오드(282)는 상기 배터리(250)가 연결되어 있지 않아 배터리(250)의 전압이 감지되지 않거나 또는 상기 배터리(250)가 과충전되어 최대전압이상이 감지되거나 또는 배터리(250)가 과방전되어 최소전압이하가 감지되는 경우에 점등되어 점검자에게 이상여부를 알리도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 테스트 버튼(284)은 점검자의 누룸동작에 의해 상기 전원 변환부(230)의 작동을 일시적으로 중지시키도록 이루어져, 비상시 배터리(250)로의 전환이 정상적으로 이루어지는지 테스트하도록 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
110: 본체 112: 슬릿
114: 고정홀 120: 엘이디 기판
122: 엘이디 소자 124: 열전달 피막
126: 통기공 130: 커버
140: 반사판 142: 방사공
144: 후크 200: 제어회로기판
210: 외부전원수급부 220: EMI필터부
230: 전원 변환부 240: 충방전부
250: 배터리 260: 변압부
270: 램프 어셈블리 272: 엘이디 드라이버
280: 센싱유닛 282: 발광 다이오드
284: 테스트 버튼

Claims (4)

  1. 내부에 공간이 형성되는 본체;
    상기 본체 내부에 수용되며 다수개의 표면실장방식의 엘이디가 배열된 엘이디 기판;
    상기 본체의 전면에 결합되며 빛이 투과되는 재질로 이루어지는 커버;
    상기 엘이디 기판과 커버의 사이에 위치되며, 후측에 위치되는 상기 엘이디 기판의 각 엘이디와 대응되는 위치에 엘이디로부터 방사되는 빛을 투과시키는 방사공이 상기 엘이디와 소정간격 이격되게 형성되며, 전면은 상기 커버의 후면에서 반사되는 빛을 다시 재반사 시키도록 이루어지는 반사판;
    상기 기판의 표면에 상기 엘이디로부터 발생되는 열을 전달하기 위하여 형성된 열전달 피막;
    상기 기판의 열전달 피막이 형성된 부위에 통기를 위해 복수개 형성된 통기공;
    외부로부터의 전원공급이 중단되었을 때 상기 엘이디 기판에 전력을 공급하는 배터리;
    상기 엘이디 기판 및 배터리를 제어하는 제어회로기판;
    을 포함하여 이루어지는 엘이가 구비된 통로 유도등에 있어서,
    상기 제어회로기판은,
    외부의 교류전원을 인가 받는 외부전원수급부;
    상기 외부전원수급부에 입력된 교류전원을 제1전압의 직류전원으로 변환시키는 전원 변환부;
    상기 전원 변환부로부터 제1전압의 전기를 공급받으며, 공급받은 전기로부터 배터리를 충전시키거나 배터리에 충전된 제2전압의 직류전원을 방전시키는 충방전부;
    상기 전원 변환부로부터 제1전압의 직류 또는 상기 충방전부로부터 공급받은 제2전압의 직류의 전기를 공급받아 제3전압의 직류로 변압하는 변압부;
    상기 변압부로부터 공급받은 제3전압의 직류전원으로 구동되며 엘이디 소자로 이루어진 램프 어셈블리;
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1전압은 배터리의 원할한 충전을 위하여 상기 배터리의 출력전압인 제2전압보다 크며,
    상기 제3전압은 상기 램프 어셈블리의 엘이디 소자의 정격출력보다 일정수준 낮은 출력으로 작동되는 전압인 것을 특징으로 하는 엘이디가 구비된 통로 유도등의 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부전원의 이상여부 및 상기 배터리의 충전 정도를 감지하는 센싱유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 통로 유도등의 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충방전부는,
    외부전원이 공급될 때는 공급받은 전기로서 상기 배터리를 충전시키며, 외부전원이 공급되지 않을 때는 상기 배터리에 충전된 전기를 방전시키는 것을 특징으로 하는 통로 유도등의 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008243641A (ja) 2007-03-28 2008-10-09 Mitsubishi Electric Corp 点灯装置、表示装置、誘導灯装置および照明器具

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