KR101101958B1 - 소형 형광등 - Google Patents

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KR101101958B1
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스커트라이트 에스.에이. 인터어드바이스 안스탈트
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 소형 형광등은, 공지되어 있는 기저부(1), 상기 기저부(1)에 부착되고 외면은 열 및 광 반사 코팅을 가진 중앙 중공 컬럼(2), 상기 중공 컬럼(2)을 폐쇄시키는 캡(3), 및 상기 캡(3) 및/또는 상기 중공 컬럼(2)에 고정된 하나 이상의 광 방사 부재(4)를 구비한다. 상기 소형 형광등은, 상기 기저부(1)와 상기 중공 컬럼(2)이 만나는 경계 에지까지 또는 상기 경계 에지를 넘어 연장되는 상기 광 방사 부재(4)를 지지하는 안내 링(11)을 더 포함한다. 상기 중공 컬럼(2), 상기 기저부(1), 상기 캡(3) 및 상기 안내 링(11)은, 적어도 상기 소형 형광등의 종방향 축에 대해 평행한 방향으로, 상기 기저부(1)로 향해 연장되며 또한 그 역으로 연장되는 상기 광 방사 부재(4)에 의해 둘러싸이고, 상기 광 방사 부재(4)는 곡선부(4a)를 구비한다. 상기 소형 형광등은 종래의 전구 소켓으로 개장된다.
소형 형광등, 기저부, 중앙 중공 컬럼, 캡, 광 방사 부재, 경계 에지, 안내 링, 곡선부.

Description

소형 형광등{COMPACT FLUORESCENT LAMP}
본 발명은, 공지되어 있는 어떤 종류의 소켓에도 장착될 수 있는 기저부를 가진 소형 형광등에 관한 것으로서, 소형 형광등은 적절한 소켓에 장착되고 전원에 연결되었을 때 빛을 방사할 수 있다.
일체식 시동 전자 장치와 초크 코일(컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트 등)을 포함하는 하우징으로부터 연장되는 광 방사 부재가 램프의 종방향 축에 대해 평행하게 연장되고, 다음에는 U-턴하여, 다시 램프의 종방향 축에 대해 평행하게 연장되며, 전자 장치를 포함하고 튜브를 고정시키는 하우징으로 복귀하는, 소형 형광등이 공지되어 있다.
유사한 U자형 광 방사 부재가 미국특허 4,694,215호 및 6,459,204호에 개시되어 있는데, U-턴의 곡선은 매우 작으며, 1개 이상의 교차 연결 유리 튜브가 사용되며, 이러한 방식으로 평행 발광 튜브 섹션은 서로 거의 접촉된다.
상기 두 문헌에서, 필요한 광 출력은 복귀하는 튜브 쌍의 길이와 수를 적절히 선택함으로써 확실하게 보장된다. 광 방사 부재가 복수개의 평행한 튜브 쌍으로 이루어지면, 상기 쌍(즉, 진공 공간)의 종료점과 시작점은 1개의 교차 연결 유리 튜브에 의해 연결된다. 이러한 방식으로, 여러 개의 브랜치 또는 레그를 가진 광 방사 부재는, 연속되고 차단되지 않는 경로를 형성하고, 단일 광 방사 부재로서 작용한다. 광 방사 튜브의 쌍은, 전자 장치를 포함하는 하우징에 영구적으로 고정되는 지지 수단으로서 작용하는 튜브 부재를 가진다.
미국특허 4,503,360호는 소형 형광등 유닛을 개시하고 있는데, 광 방사 부재는, 여러 개의 자유롭게 안내되는 직선 튜브 부재와 U-턴으로 이루어지고, 직선부는 램프의 종방향 축에 대해 평행하며, 광 방사 부재의 2개의 단부만 지지 부재와 전자 장치에 연결된다. 이 경우에 광 방사 부재를 고정하기 위한 기계적 힘은 더 작지만, 방출된 광의 강도는 더 강하고 더 균일한데, 왜냐하면 광 방사 부재의 더 적은 부분이 둘러싸이고 차폐되기 때문이다.
미국특허 4,503,360호 및 6,604,155호에 몇 가지 심미적 관점의 실시예가 개시되어 있는데, 광 투과 보호 덮개가 사용되지만, 광 방사 부재의 덮인 부분은 일반적으로 전술한 방식 중 하나로 형성되고 고정된다. 배 모양(pear-shaped), 원통형 또는 반원형 외피의 관통 구멍의 직경은 광 방사 부재의 최대 외경을 형성하고, 그 역도 성립한다. 따라서, 배의 목보다 크지 않은 직경을 가진 광 방사 부재만이 비교적 큰 배 모양의 외피 내에 위치될 수 있다. 특허출원 번호 6,604,155호는, 2개의 부분으로 이루어진 둥근 외피를 사용하는데, 이러한 방식에서, 덮인 내부 구조는 목부의 직경보다 클 수 있지만, 외피의 2개의 부분은 서로에 대해 신뢰성 있게 고정되어야 한다.
상기 해결방안의 공통적 단점은, 소형 형광등의 광 방사 부재가 여러 가지 방식으로 사용자에게 장애물이 된다는 것이다. 소형 형광등의 종방향 축에 대해 평행하게 연장되는 기다란 광 방사 부재는 종래의 램프 차양(shade) 또는 구형체(globe)의 에지를 넘어 연장(overhang)되어, 소형 형광등을 사용하는 것이 미관상 만족스럽지 않고, 사용자는 램프의 오버행(overhang) 부분에 의해 가려질 수 있고, 빛의 분포가 균일하지 않고, 램프는 특정한 폐쇄된 램프 차양 또는 구형체 내에 장착될 수 없다. 이들 문제를 극복하기 위해, 튜브의 형상 및 길이는 대부분의 경우에 변경된다.
특정한 각각의 변형예에서, 형광등의 광 방사 부재의 형상이, 미국특허 5,751,104호, 5,243,256호 및 2002/0180352호에 바람직한 것으로 기술되었다. 여기에서, 광 방사 부재의 고정점 너머로 앞뒤로 지지되는 튜브 부재는 부분적으로 서로 감기고, 가상의 실린더 또는 구형체의 외면을 따라 이중 코일 나선 형상을 형성한다. 이용 가능한 공간을 사용하는 것이, 광 방사 부재의 직경 및 권선의 리드각(lead angle)을 연속적으로 변경시킴으로써 향상된다. 이러한 방식으로, 형광등은 그 형상에 대해서는 종래의 백열등과 유사하지만, 크기 및 공간 요구사항에 대해서는 유사하지 않다.
미국특허 3,899,712호, 3,953,761호, 및 5,128,590호에 따르면, 코일 튜브에 의해 형성되는 중간 공간은, 특정 경우에 위치될 수 있는 전자 장치(컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트 등)를 위치시키기 위해 사용된다. 이러한 해결방안의 단점은, 광 방사 부재가 기저부에 고정되는 디스크형 하부 플레이트로부터 시작되어, 이러한 방식에서, 튜브 섹션의 수가 증가될 때, 하부 플레이트의 직경이 기저부 바로 뒤에서 넓은 목부를 형성한다는 것이다. 미국특허 6,064,155호에 제안된 해결 방안에서의 문제점은, 여기에 사용된 부품들의 사이즈가, 현재 사용되는 광 방사 부재 및 전자 장치의 사이즈와 매우 다르다는 것이다. 이 문헌에서 기술된 소형 형광등의 산업상의 대량 생산은 현재의 이용 가능한 기술 및 기계를 고려할 때 가능하지 않다.
크기, 형상 및 광 출력이 종래의 백열등(이하, "종래의 전구"라고 함)과 동등한 소형 형광등은 아직 개발되지 않았다. 현재 몇 가지 종래의 전구와 유사한 통상적 소형 형광등 디자인이 있지만, 그것들은 낮은 조명(<55왓트) 및 전력(<11왓트)의 범위에서만 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은, 임의의 방향으로 고정될 수 있는 임의의 유형의 공지된 기저부를 가질 수 있고, 요구사항에 따라 크기, 형상 및 광 출력에서 종래의 전구에 밀접하게 동등한 소형 형광등을 제공하는 것이며, 또한, 종래의 전구 소켓을 구비하여 개선된 소형 형광등을 제공하는 것이다.
기저부, 전자 및 전기 부재(컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트 등), 및 광 방사 부재가, 소형 형광등의 종방향 축을 따라 서로의 뒤에 순차적으로 공간 내에 배치될 때, 소형 형광등의 최대 전체 길이(MOL)가 연장된다. 따라서, 소형 형광등의 부품들이, 적절히 위치되고 디자인된 공간 내에 배치되면, 소형 형광등의 최대 전체 길이(MOL)는 필요사항에 따라 더 짧아질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 공지된 기저부를 가진 소형 형광등을 제공하는데, 소형 형광등은, 외면이 열 및 광 반사 재료로 도포되고 일 단면이 기저부에 부착되는 중앙 중공 컬럼, 중공 컬럼의 타단을 폐쇄시키기 위한 캡, 캡에 의해 폐쇄되는 중공 컬럼에 고정되고, 중공 컬럼으로부터 시작되며, 전자 및 전기 부재(컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트)에 연결되고, 캡의 구멍을 관통하는 하나 이상의 광 방사 부재, 및 기저부와 중공 컬럼이 만나는 경계 에지까지 및/또는 경계 에지를 넘어 연장되는 광 방사 부재를 지지하는 안내 링을 포함하며, 중공 컬럼, 기저부 및 안내 링은 광 방사 부재에 의해 둘러싸이고, 광 방사 부재는 적어도 소형 형광등의 종방향 축에 대해 평행한 방향으로 캡으로부터 기저부를 향해 연장되고 그 역으로 연장되며, 광 방사 부재는 곡선부를 가진다. 이러한 곡선부는, 종래의 전구와 유사한 형상 또는 램프 기저부 둘레에 외부 스커트 하부를 가진 형상을 제공하기 위해 필요하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 몇 가지 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 형광등의 제1 실시예의 정면도이다.
도 2는 도 1의 소형 형광등의 측면도이다.
도 3a는 도 1의 소형 형광등의 평면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 소형 형광등의 제1 실시예의 광 방사 부재의 평면도이다.
도 4는 도 1의 소형 형광등의 저면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소형 형광등의 제2 실시예의 정면도이다.
도 6은 도 5의 소형 형광등의 측면도이다.
도 7은 도 5의 소형 형광등의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 5의 소형 형광등의 평면도이다.
도 9는 도 5의 소형 형광등의 저면도이다.
도 10은 도 5의 소형 형광등의 사시도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제2 실시예와 유사한 소형 형광등의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 사시도이다.
본 발명에 따른 소형 형광등의 바람직한 제1 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내었다. 원통형 중공 컬럼(2)의 일단부 에지는 기저부(1)에 부착된다. 중공 컬럼(2)의 타단부 에지에서는, 하나 이상의 광 방사 부재(4)를 연결하고 고정하기 위한 공간이 캡(3)에 의해 폐쇄된다. 이제, 광 방사 부재(4)는 저압 방출 램프의 방출 튜브와 동일하다. 이러한 실시예에서, 캡(3)의 하부 덮개부(3a)는 중공 컬럼(2)에 부착되고, 캡(3) 자체는 이러한 하부 덮개부(3a)에 부착될 수 있다. 캡(3)(상부 덮개)은 그 중앙에 윈도우(6)를 포함한다. 램프의 공급 및 제어용 작동 회로(예를 들면, 컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트, 디머(dimmer) 컨트롤 등)인 전자 장치(6a)는, 기저부(1), 중공 컬럼(2) 및 캡(3)으로 둘러싸이는 공간에 위치될 수 있다. 제어 신호파를 전달하기 위해, 윈도우(6) 내에 장착되는 적절한 삽입부(10)가 사용된다. 일반적으로, 광 방사 부재(4)는 중공 컬럼(2)으로부터 시 작하여, 중공 컬럼(2)을 따라 기저부(1)를 향해 연장되고, 다음에는 캡(3)에 형성되는 연결점으로 되돌아 연장된다. 기저부(1)와 중공 컬럼(2)이 만나는 경계 에지까지 또는 경계 에지를 넘어 연장되는 광 방사 부재(4)는 안내 링(11)에 의해 지지된다. 광 방사 부재(4)는 캡(3)으로부터 연장되고, 기저부(1)를 향해 중공 컬럼(2)의 외부로 연장되고, 소형 형광등의 종방향 축(20)에 대해 평행하게 되돌려 연장되며, 전체 길이를 고려하여 곡선부(4a)가 형성된다. 본 발명에서, 용어 곡선부는, 2개의 별개의 튜브 섹션의 단부들이 작은 교차 연결 튜브 부재를 사용하여 결 합되는 섹션에도 사용되는데, 왜냐하면, 곡선부는 이온화된 매체를 위한 경로를 제공하며, 곡선과 동등한 광 방사를 확실하게 하기 때문이다.
도 3a는 연결부가 캡(3)에 의해 덮이는 본 발명의 제1 실시예에 따른 램프의 평면도이고, 도 3b는, 캡(3), 중공 컬럼(2) 및 기저부(1)를 제거한 상태에서 광 방사 부재(4)의 연결 단부를 도시하는, 동일한 램프의 평면도이다.
도 4는 기저부(1)로부터 볼 때 본 발명에 따른 램프의 저면도이다.
효과적인 광 출력을 강화하기 위해 캡(3)과 안내 링(11)은 가시광 투과 재료로 이루어질 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
도 1 내지 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 캡(3)은, 램프의 고정 및 분리를 더욱 안전하게 하는 드라이빙 수단(8)을 구비한다. 종래의 전구를 나사체결하거나 풀 때, 사용자는 유리 외피를 잡아야 한다. 유리 외피가 사고로 파괴되고 전기 충격이 발생하면, 사용자의 생명 또는 건강을 해칠 수 있다. 현존 소형 형광등은, 형광 튜브를 잡음으로써 유사한 방식으로 고정 또는 해제될 수 있다. 이것 은, 사용자가 유리 튜브 자체를 파괴하거나 고정된 상태를 해칠 수 있기 때문에, 위험할 수 있다. 본 발명에 따른 소형 형광등의 부품들의 배열에서, 수동 토크를 중공 컬럼(2)을 통해 기저부(1)에 인가함으로써 램프의 고정 및 해제를 더욱 안전하게 하는 드라이빙 수단(8)을 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 9에서, 본 발명에 따른 소형 형광등의 다른 실시예를 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 방사 부재(4)의 한 쌍의 튜브는 캡(3) 위로 구부러진다. 이러한 방식으로, 램프의 종방향 축을 따라 방출된 광의 강도는 증가된다.
도 7은 기저부(1), 바람직하게는 중공 컬럼(2) 및 캡(3)에 의해 폐쇄되는 공간에 배치되는 전자 및 전기 부재의 윤곽을 개략적으로 도시한다. 또한, 중공 컬럼(2)의 외피에 형성되는 냉각 애퍼처(9)가 도 7에 도시되어 있다. 또한, 도 7에서, 전자 제어 유닛(5) 및/또는 신호 검출기(6a)를 작동시키기 위한 윈도우(6)를 볼 수 있다. 윈도우(6)는, 가능하게는 뒤에 배치되는 전자 제어 유닛(5) 및/또는 신호 검출기(6a)로 신호를 전달하는 삽입부(10)를 포함한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 소형 형광등은 전기 네트워크와는 무관하게 직접 및/또는 간접적으로 원격 제어될 수 있거나(예를 들면, 컨트롤 기어, 스타터 및/또는 밸러스트, 디머, 직접 온/오프 스위치 등), 오디오 및/또는 비디오 신호의 수신도 가능하다(CCD 센서, 마이크로폰 등). 신호는 또한 광학 또는 무선 주파수 신호일 수 있다.
도 1 내지 도 3a 및 도 3b, 및 도 5 내지 도 14에서 알 수 있듯이, 캡(3)은, 드라이빙 수단(8)으로서 작용하는 핸들 또는 암을 구비할 수 있다.
도 10은 도 5 내지 도 9에 따른 램프의 사시도이다. 도 10에서 알 수 있듯 이, 중공 컬럼(2)의 단면 윤곽은 원통형만이 아니라 정사각형 또는 직사각형일 수 있다.
본 발명에 따른 소형 형광등의 가능한 실시예가 도 11 및 도 12에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 광 방사 부재(4)의 길이는 890mm 이상이고, 소형 형광등의 최대 전체 길이(MOL)는 120mm보다 길지 않으며, 이러한 방식으로 램프 표면에 비례하는 특정 광 출력이 우수하게 된다.
도 13에서, 본 발명에 따른 소형 형광등의 다른 바람직한 실시예가 도시되었는데, 나선형 광 방사 부재(4)의 길이는 약 935mm이고, 소형 형광등의 최대 전체 길이(MOL)는 120mm 미만이다.
중공 컬럼(2)의 열 및 광 반사면(7)은 도면에서 기호로만 도시되었다. 이러한 반사면은 이중 기능을 가지는데, 즉, 한편으로는, 램프가 사용될 때, 중공 컬럼(2) 내에서 작동하는 전자 및 전기 부재(5 및/또는 6a)를 광 방사 부재(4)에 의해 발생되는 열로부터 보호하고, 다른 한편으로는, 광 방사 부재(4)에 의해 방사된 광을 서로를 향해 및/또는 중공 컬럼(2)을 향해, 조명될 영역으로 반사시킨다.
본 발명에 따른 소형 형광등의 이점은, 램프의 최대 전체 길이(MOL)가 광출력을 감소시킴이 없이 현저히 감소되어, 종래의 전구의 사용을 위해 디자인된 램프 차양 또는 구형체를 차단하면서 램프 차양 또는 구형체를 넘어 연장되지 않는다는 것이다. 본 발명에 따른 소형 형광등의 사이즈(최대 전체 길이(MOL) 및 최대 외경)가 종래의 전구의 사이즈에 대응하기 때문에, 백열등 유형의 램프를 위해 디자인된 여러 가지 종류의 현존하는 광 유닛(독서 램프, 벽 프래킷, 샹들리 에(electrolier), 장식 램프 등)을 수정하지 않고도 그러한 광 유닛에 사용될 수 있다.
또한, 소형 형광등의 광 방사 부재의 길이는 소형 형광등의 광 출력을 결정한다.
현재에는, 100W 백열등에 해당하는 광 출력을 가진 대략 20W의 소형 형광등의 광 방사 부재의 길이는 600mm 이상이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 광 방사 부재는 필요에 따라 짧거나(도 5) 길게(도 11 내지 도 14) 만들어질 수 있다. 도 12는 본 발명에 따른 소형 형광등의 바람직한 실시예를 도시한다. 여기에서, 램프는, 단순한 굽힘부 및 평행한 직선부를 가진 광 방사 부재(4)를 구비한다. 이러한 램프의 생산은 비용면에서 효과적이다. 또한, 도 1 내지 도 13에 따른 램프는 각각, 도 14에 도시된 방식으로 형성되는 광 방사 부재(4)를 구비할 수 있다. 도 14에서 알 수 있듯이, 광 방사 부재(4)는 스커트(skirt)처럼 기저부(1)와 중공 컬럼(2)이 만나는 경계 에지를 넘어 연장된다. 이러한 방식으로, 광은 또한 광 방사 부재(4)의 오버행 부분으로부터 방출될 수 있다. 종래의 전구는 상기 사항을 달성할 수 없다. 오버행 광 방사 부재(4)는, 표준 광 유닛의 부품(예를 들면, 소켓, 램프 차양, 고정 부재 등)과 상충되지 않도록, 규정에 따라 형성될 수 있다.
사이즈 및 이용 가능한 생산 기술에 관해서는, 본 발명에 따른 소형 형광등의 광 방사 부재(4)는 형광등 산업의 요구사항을 충족시킨다.
본 발명은 상기 실시예들에 제한되지 않고, 광 방사 부재(4)의 형상, 방향, 및 연결 및 고정점은 본 발명의 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (7)

  1. 소형 형광등에 있어서,
    기저부(1),
    광 방사 부재(4),
    전자 및 전기 부재(5),
    중공 컬럼(2),
    상기 중공 컬럼(2)을 폐쇄시키는 캡(3),
    상기 중공 컬럼 및 상기 캡(3) 중 하나 이상의 관통 구멍(3b), 및
    상기 기저부(1)와 상기 중공 컬럼(2)이 만나는 경계 에지까지 또는 상기 경계 에지를 넘어 연장되는 상기 광 방사 부재(4)를 지지하는 안내 링(11)
    을 포함하며,
    상기 중공 컬럼(2)의 외면은 열 및 광 반사 재료(7)로 도포되고,
    상기 중공 컬럼(2)은 상기 기저부(1)에 부착되며,
    상기 광 방사 부재(4) 중 하나 이상은, 상기 캡(3) 및 상기 캡(3)으로 폐쇄된 상기 중공 컬럼(2) 중 하나 이상에 고정되고,
    상기 광 방사 부재(4)는 상기 중공 컬럼(2)으로부터 시작되고, 상기 전자 및 전기 부재(5) 및 신호 검출기(6a) 중 하나 이상에 부착되며,
    상기 중공 컬럼(2), 상기 기저부(1), 상기 캡(3) 및 상기 안내 링(11)은 상기 광 방사 부재(4)에 의해 둘러싸이고,
    상기 광 방사 부재(4)는, 적어도 상기 소형 형광등의 종방향 축(20)에 대해 평행한 방향으로, 상기 캡(3)으로부터 상기 기저부(1)로 향해 연장되며 또한 그 역으로 연장되고,
    상기 광 방사 부재(4)는 곡선부(4a)를 구비하는,
    소형 형광등.
  2. 제1항에 있어서,
    전자 제어 유닛 및 하나 이상의 상기 신호 검출기(6a)는, 상기 중공 컬럼(2) 및 상기 중공 컬럼(2)을 폐쇄시킨 상기 캡(3) 중 하나 이상의 안에 배치되고,
    상기 중공 컬럼(2) 및 상기 캡(3) 중 하나 이상은, 상기 신호 검출기(6a)에 의해 검출될 수 있는 신호파를 전달할 수 있는 삽입부(10)를 포함하는 윈도우(6)를 구비하는,
    소형 형광등.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광 방사 부재(4)를 손으로 잡지 않고도, 상기 소형 형광등을 램프 소켓에 설치하거나 상기 램프 소켓으로부터 제거할 수 있게 하는 드라이빙 수단(8)을 더 포함하는, 소형 형광등.
  4. 제3항에 있어서,
    작동 회로를 형성하는 상기 전자 및 전기 부재(5) 및 상기 신호 검출기(6a)중 하나 이상은, 상기 기저부(1), 상기 중공 컬럼(2), 및 상기 캡(3)으로 둘러싸이는 공간에 배치되어 있는, 소형 형광등.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 삽입부(10)는 광 또는 무선 주파수 신호파를 전달할 수 있는, 소형 형광등.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기저부(1), 상기 중공 컬럼(2), 및 상기 캡(3) 중 하나 이상에 냉각 애퍼처(9)가 형성되어 있는, 소형 형광등.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캡(3) 및 상기 안내 링(11) 중 하나 이상은 가시광선 투광 재료로 이루어진, 소형 형광등.
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