KR101389223B1 - 중공체를 균질하게 조사하기 위한 led 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 쌍을 이뤄 서로 인접하여 배치되어 있는 다수 개의 평면형 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)을 포함하되 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818) 각각은 다수 개의 발광 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)를 포함하는, 굴곡형, 요철형 또는 다면체의 표면을 균일하게 조사하기 위한 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"')에 관한 것이다. 본 발명은 또한 조명기와 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"')는 인접한 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818) 중 적어도 하나의 쌍이 인접한 칩-온-보드-LED-모듈의 표면 법선에 대해 0˚가 넘는 각으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

중공체를 균질하게 조사하기 위한 LED 램프{LED LAMP FOR HOMOGENEOUSLY ILLUMINATING HOLLOW BODIES}
본 발명은 적어도 쌍을 이뤄 서로 인접하여 배치되어 있는 다수 개의 평면형 칩-온-보드-LED-모듈(chip-on-board LED module)을 포함하되 상기 칩-온-보드-LED-모듈 각각은 다수 개의 발광 LED를 포함하는, 굴곡형, 요철형 또는 다면체의 표면을 균일하게 조사하기 위한 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 조명기와 용도에 관한 것이다.
굴곡형, 다면체 또는 요철형 표면을 균일하게 조사할 필요가 있는 응용분야 중 하나는 래커, 접착제, 수지와 요철체의 내면 또는 외면을 코팅하는 그 밖의 광반응성 재료를 건조, 경화 또는 노광하기 위한 경화 및 노광 과정이다.
이에 대한 일례는 파이프 내부에 광경화성 코팅 또는 물질을 호스 형태로 제공하는 것으로 알려져 있는 덕트 개수 작업(duct relining)이다. 외면에 플라스틱 보호 필름을 갖고 수지가 흡착되어 있는 유리 섬유 직물인 소위 "파이프 라이너"를 경화시키기 위해서 램프를 덕트 개수하고자 하는 호스 또는 파이프에 강제로 통과시켜 코팅재를 집중 조사함으로써 한 부분씩 점차적으로 건조 및 경화시킨다. 적합한 램프 시스템은 90˚ 이하로 절곡하기 위해 굴곡형 형상을 갖는 것이 이상적이다. 코팅된 파이프와 호스의 직경은 전형적으로 수 센티미터 내지 수 미터 범위이다.
상기 과정에서는 코팅재를 균일하게 건조 및 경화시키기 위해서 코팅된 모든 면을 균일하게 노광시킬 필요가 있다. 조사에 대한 전형적인 균질성 공차(homogeneity tolerance)는 소정의 평균값 기준으로 ±15% 미만의 범위이다. 상기 용도에서는 조사할 내벽에 수 μW/cm2 내지 100 W/cm2의 세기로 조사한다.
높은 광출력에 도달하기 위해서 적합한 공지의 램프 시스템은 그 직경이 파이프의 내경보다 단지 수 밀리미터만큼 작게 구성되어 있다. 그러나 상기 램프는 조사할 표면으로부터 수 미터까지 떨어져 위치할 수도 있다.
반경방향으로 대칭인 볼록 형태의 다른 중공체의 내부를 조사하는데 요구되는 유사한 조건들이 알려져 있다. 이는 예를 들면 건축 조명, UV 경화 및 특정 단면 구조를 가진 길게 연장된 형태의 형체 또는 중공 공간을 노광하기 위한 조명 설비 분에에도 적용된다. 적합한 기하구조의 예로는 예를 들면 관형, 원뿔형, 구체형, 다면체 등이 있다.
광경화형 덕트 개수를 위한 적용예의 경우에는 집중적인 광출력을 제공하는 가스 방전 램프를 지금까지 대부분 사용하여 왔다. 전통적으로 사용되어 온 가스 방전계 램프가 조사할 대상체에 너무 가까이에 있거나 장기간 강한 열이나 적외선을 조사하면 경화할 대상체와 코팅의 온도가 증가한다. 이로 인해 UV 경화 과정에서는 가교할 폴리머가 해리될 수도 있다. 덕트 개수 과정에서는 경화할 라이너 재료에 열 손상이 나타날 수 있다.
특히 상기 공지된 램프는 대직경의 파이프에는 적합하지만 구조물 크기가 커서 예를 들면 건물의 배관 용도에서 공칭 직경 160 mm 이하에 해당하는 전형적인 파이프 직경을 가진 소직경의 파이프에 대해서는 그다지 적합하지 않다. 각도가 45˚ 또는 90˚인 곡선부를 통해 끌어 당길 수 있을 정도의 크기를 갖는 가스 방전 램프 시스템은 없다.
구조물 크기가 작은 경우에는 램프가 도달할 수 있는 최소 크기에 의해 전통적인 UV 램프 기술은 제한된다. 이와 관련하여 또 다른 제한 사항으로는 기계적으로 튼튼한 홀더 및 통상적으로 2개의 대향 전극 사이에서 또는 극초단파에 의한 무전극 여기작용에 의해 가스 방전이 일어나는 물질이 충전된 유리 보호 커버로 이루어진 램프용 보호 장치에 대한 요건이 있다. 예를 들면 램프를 둘러싸고 있는 금속봉 형태의 적절히 기계적으로 튼튼한 홀더 또는 보호 장치에 의해 방출된 복사선에 음영이 생기는 것을 예상해야 한다. 방출에 있어서 이러한 불균질성은 균일한 조사가 필요한 경우, 예를 들면 UV 경화에서는 불리하다.
특히, 높은 조사 세기를 얻기 위한 전통적인 몇 개의 유리 전구 램프를 예를 들면 파이프의 원주방향으로 순차적으로 배치하여 사용하면 이들 램프가 기하학적으로 크게 연장되어 있어 균질한 조사를 얻기 어렵다. 이것은 발광 중심의 간격에 해당하는 기하학적 간격에서만 방출된 복사장이 양호한 상태로 빠져나오므로 램프의 발광 중심 사이에서 발광 부족에 따른 복사선 세기의 감소로 인해 원주방향으로 강한 불균질성이 나타난다는 사실로부터 기인한다. 이 경우에 조사 균질화를 위해 고가의 광학재료를 필요에 따라 사용되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 소형 중공체 또는 수 밀리미터 내지 수 미터 범위의 전형적인 내경 또는 외경을 가진 형체를 위해 사용할 수 있고 내벽 또는 외벽에 대해 수십 μW/cm2 내지 100 W/cm2 범위의 조사 세기로 조사할 수 있는, 굴곡형, 요철형 또는 다면체의 표면을 균일하게 조사하기 위한 조명 장치를 제공하는데 있다. 상기 조명 장치는 특히 덕트 개수 작업을 위해 사용할 수 있다.
상기 목적은 적어도 쌍을 이뤄 서로 인접하여 배치되어 있는 다수 개의 평면형 칩-온-보드-LED-모듈을 포함하되 상기 칩-온-보드-LED-모듈 각각은 다수 개의 발광 LED를 갖고 인접한 칩-온-보드-LED-모듈 중 적어도 하나의 쌍이 상기 모듈의 표면 법선에 대해 0˚가 넘는 각으로 배치되는, 굴곡형, 요철형 또는 다면체의 표면을 균일하게 조사하기 위한 조명 장치에 의해 해결된다.
본 발명은 줄여서 "COB"라고도 하는 칩-온-보드 실장 기술을 이용하여 가공되는 발광 다이오드인 LED를 이용하는 것을 토대로 한다. 본 발명의 범위에서 칩-온-보드-LED-모듈은 평면형 기판과 상기 기판에 COB-기술을 이용하여 적층한 비수납형 LED 칩, 경우에 따라 적절한 스트립 컨덕터를 포함하는 장치로 이해된다. 이와 관련하여 하나 이상의 비수납형 LED 칩은 수백 ㎛ 내지 수 밀리미터의 전형적인 에지 길이를 가진 적절한 기판 위에 실장되는데, 이는 상기 목적을 포괄적으로 만족시키기 위한 좋은 가능성을 제공한다.
COB-기술은 광범위한 건축 재료와 연결 재료를 사용할 수 있는 유연성이 있는 실장 기술이다. 기판 기술 분야에서는 강력한 LED 램프를 구성하기 위해 예를 들면 금속심 도체판, 금속, 세라믹과 실리콘 기판과 같은 열전도성이 높은 재료를 사용할 수 있을 뿐 아니라 일부 특수한 용도를 위해 필요한 비용 고효율의 FR4 도체판 또는 기판, 예를 들면 유리 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 따라서 COB-기술은 비용과 성능을 최적화하기 위한 폭넓은 재량을 제공한다.
개별 하우징 내에 하나 또는 전형적으로 4개 이하의 LED 칩을 통상적으로 납땜에 의해 도체판에 적층하는 "표면 실장" 기술로서 낮은 기술 비용으로 이용할 수 있는 SMT 기술에 비해, 제조적 관점에서 비용이 더 많이 소요되는 칩-온-보드 기술은 상술한 과제에 대해 이점을 제공하기도 한다.
비수납형 LED 칩의 소형화와 기판 위 상기 칩의 가능한 배치구조에 있어 더 큰 유연성으로 인해 조사할 굴곡형, 다면체, 요철형 표면의 기하구조에 맞도록 잘 구성할 수 있고 특히 조사할 표면의 높은 조사 균질성을 고려하여 조명 장치를 최적화할 수 있다. 가능한 기판 위에 LED 칩을 배치하는 것은 선택된 목적에 맞게 구성할 수 있다. 이러한 목적으로, 원하는 발광 세기와 균질성 공차를 얻기 위해서 LED의 공지된 발광 특성과 출력을 고려해야 한다.
상기 기판의 목적으로 하는 기하학적 구성과 기판 각각의 기하학적 배치구조 뿐 아니라 각 기판 위에 LED를 배치하는 구조에 의해 광학재료를 이용할 필요가 없거나 광학재료를 단순화할 수 있다. 또한 LED는 진동에 대해 기계적으로 튼튼하고, 긴 수명을 구현할 수 있으며, LED의 적절한 선택을 통한 발광 파장 변조성이 우수할 뿐 아니라 표면 발광체(emitter)에 대해 전형적으로 쉽게 이용 및 조정되는 람베르트(Lambert) 복사 특성이 알려져 있다.
LED의 소형화와 LED를 칩-온-보드 기술을 이용하여 직접 또는 조밀하게 서로 순차적으로 위치시킬 수 있는 가능성에 의해 조사 중심 사이의 갭이 너무 작아서 LED 위 짧은 거리, 예를 들면 단지 100 ㎛의 거리에서도 인접한 광원뿔(light cone)의 중첩이 양호하여 매우 균일한 광출력이 구현된다. LED에 의한 발광은 매우 낮은 발열과 연관이 있을 수도 있다. 동시에, LED를 밀집 배치할 수 있어 수십 W/cm2까지의 높은 조사 세기가 구현될 수 있다. 파괴 가능하면서 진동에 취약한 가스 방전 램프와 백열등에 비해 또 다른 장점은 LED가 기계적으로 튼튼하다는 점이다.
LED의 전기 작동 유형은 용도에 맞게 최적화될 수 있고 LED의 광학 출력, 파장 안정성, 열적 측면, 구조와 수명과 관련하여 최적화될 수도 있다. 이를 위해 LED는 예를 들면 연속적으로, 펄스-폭 변조로 또는 일정한 충전 기술로 작동될 수 있고, 이때 이용 가능한 파라미터, 예를 들면 작동 전류, 펄스 지속시간, 펄스 패턴, 펄스 진폭은 용도에 맞게 적절히 조정 및 최적화될 수 있다.
직경이 수 밀리미터 내지 수 미터 범위인 초소형의 강력한 조명 장치를 제조할 수 있어 소형 및 대형의 대상체에 대해 강하게 조사할 수 있다. 이는 특정 용도로서 건물의 배관 분야에서 80 mm 내지 300 mm의 내경 또는 공칭 직경을 갖는 파이프 개수용으로 강력하면서 절곡이 가능한 램프를 구현할 수 있음을 의미한다. 또한 상기 분야에서 상기 시스템의 고출력이 가능하고 기하학적 크기가 확대될 수 있기 때문에 더 큰 직경의 파이프에 대해서도 상기 기술을 이용할 수 있다.
LED의 발광 파장은 220 nm 내지 4500 nm의 스펙트럼 범위에서 선택될 수 있다. 따라서 발광 파장이 정밀하게 한정된 조명 장치를 실현할 수 있다. 분석용 또는 산업용 분야에서 파장은 공정에 맞게 선택적으로 최적화되고 적절히 조정될 수 있다. 또한 서로 다른 파장의 LED을 이용하여 소위 "다파장 램프"로서 특정 발광 스펙트럼을 구현하거나 유사하게 할 수 있다.
LED는 수십 나노미터의 전형적인 대역폭을 가진 협대역의 광을 방출한다. 따라서 공정성 또는 안전성 측면에서 민감한 스펙트럼 범위, 예를 들면 400 nm가 넘는 파장을 이용하는 응용 분야, 예를 들면 430 nm에서 파이프 라이너 용도에서 광 경화를 위해 세포-염증을 유발하는 UV-A, UV-B와 UV-C광의 방출을 방지하거나, 또는 열에 취약한 플라스틱제 물체에 손상을 줄 수 있는 LED를 이용한 UV 경화에 있어서 적외선 복사를 방지할 수 있다. 이는 광대역 스펙트럼 발광하는 중압 및 고압 가스 방전 램프에 비해 장점이다. 협대역 스펙트럼 발광은 또한 파장 감도의 공정 윈도우에 대해 파장을 최적화할 수 있다. 따라서 원치 않는 스펙트럼 범위 또는 원하는 공정에 아무런 기여를 하지 못하는 스펙트럼 범위의 에너지 중 일부를 방출하는 광대역 광원에 비해 에너지 효율이 높다.
사용된 LED는 대부분 적외선 복사를 방출하지 않기 때문에 상기 장치의 온도 범위는 60℃ 미만에 있게 되어 인체에 대한 화상 위험이 없다.
LED의 추가 이점은 경우에 따라 램프에 맞게 구성된 하우징 기술을 구현하여 까다로운 환경, 예를 들면 고압, 저압 환경, 습윤 환경, 수중, 먼지가 많은 환경, 진동하는 기계 또는 고속 상태에서도 LED가 작동할 수 있다는 점이다. LED는 전통적인 램프보다 빠르게 스위치 개폐될 수 있다. LED의 전체 출력은 단지 마이크로초 범위 정도이다. 따라서 스위치 개폐 과정과 관련한 용도에서 기계적 셔터를 이용할 필요가 없다. 특히 UV 스펙트럼과 가시광 스펙트럼의 LED는 수은이 없고 환경 친화적이다. 따라서 LED는 중요한 환경, 예를 들면 식품 산업과 음용수 급수 시설에서 이용할 수 있다. 수명이 10,000 시간이 넘는 LED는 대부분의 전통적인 램프의 수명을 초과하여 유지비용을 절감할 수 있다.
LED는 통상적으로 평평한 표면 또는 기판 위에서 조립되기 때문에 본 발명에 따르면 칩-온-보드-LED-모듈은 적어도 부분적으로 서로에 대해 소정의 각으로 배치되거나 인접한 칩-온-보드-LED-모듈 중 적어도 일부는 이들 모듈의 표면 법선에 대해 0˚가 넘는 각으로 배치된다. 이 경우에 설정되는 기하구조는 최대한 조사할 표면의 기하구조와 일치하여야 한다. 제조적 관점에서 칩-온-보드-LED-모듈의 수와 치수에 있어서 절충이 있어야 한다. 본 발명의 범위에서 조사되는 표면은 굴곡형과 평면형 표면의 조합 형태이거나 예를 들면 비-연속적인 평면, 예를 들면 다면체 표면일 수도 있다.
더 크고 평평한 분리된 표면의 경우에는 상기 칩-온-보드-LED-모듈 중 2개 이상을 서로에 대해 일정한 각을 이루지 않고 배치될 수 있어 유리하다.
SMT 기술에 비해 COB-기술은 기판의 단위 표면 당 많은 수의 LED가 조립되어 필요한 출력 밀도를 제공할 수 있다는 장점을 제공한다. 또한 수 밀리미터의 하우징 크기에 의해 SMT 기술에 있어 균질한 광분배를 위해 유지되는 간격은 더 큰데, 이는 평면형 LED로부터 방출된 광의 약 75%가 120˚의 개방각을 갖는 원뿔에서 방출되기 때문이다. 인접한 LED의 광원뿔이 충분히 중첩되고 LED가 구비된 기판 표면이 충분하게 연장되기만 하면 조사할 표면에 균일하게 조사가 이루어질 수 있다. SMT 기술에서 사용되는 전형적인 에지 길이 5-10 mm의 수납형 LED의 경우에 인접한 LED의 최소 간격도 마찬가지로 약 5-10 mm이다(칩간 간격). LED의 복사장을 충분히 중첩시키고 이에 따라 광학재료를 사용하지 않고도 충분히 높고 균질하게 광을 분배하기 위해서는 LED로부터 조사할 표면까지 수 센티미터의 충분히 큰 간격이 필요하다. 그러나 COB-기술에 의하면 수십 마이크로미터의 최소 칩 간격이 가능하게 되어 인접한 LED의 광원뿔은 비슷한 간격으로 중첩이 잘 이루어져 대상체에 암점(dark spot)이 생기지 않는다.
본 발명에 따른 조명 장치의 유리한 일 실시형태는 칩-온-보드-LED-모듈이 적어도 단면에 있어 그의 종방향 연장선을 따라 불규칙한 다각형 또는 정다각형 단면을 갖는 길게 연장된 형태의 조명 장치를 제조하거나 정다각형 또는 불규칙한 다각형 형상, 특히 플라톤 또는 아르키메데스 입체로 배치된다는데 있다. COB-기술에 있어서 위에서 언급한 LED의 기하구조에 의하면 기술적으로 복잡하고 비용집약적인 복잡한 광학재료를 사용하지 않으면서 반경 방향으로 대칭인 볼록형 중공 공간 또는 중공체의 균질한 조사와 조명이 가능하게 된다. LED는 평면형 기판을 이용하더라도 특히 용이한 방법으로 제조할 수 있고 매우 균질한 광도 분배가 가능하다. 이 경우에 다각형 단면을 가진 길게 연장된 형태의 형상은 호스 또는 파이프의 내부 또는 외부에 경화할 코팅이 형성되어 있는 용도에서 특히 적합하다. 길게 연장된 형태가 아닌 다각형 형상은 길게 연장된 형태가 아닌 중공 공간 또는 중공체에 대해 특히 적합하다.
이 구조적 원리는 또한 반경방향 대칭도가 낮은 형체와 완전히 반경방향으로 대칭이지 않은 형체, 예를 들면 반 형태(half)의 대상체에 대해 이용할 수 있다. 상기 구조적 원리는 조사 또는 조명할 대상체가 볼록하지 않고 오목하거나 또는 주로 볼록하거나 오목하고 예를 들면 반-파이프, 별 형상, 정방형 파이프 내 장방형의 밀링된 홈 등의 단면 기하구조와 같이 규칙적인 형체로부터 돌출하거나 들어간 구조를 갖는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
상기 광원은 조사할 중공 공간 또는 중공체의 기하구조에 맞게 구성되고 필요하다면 중공체의 내부를 거의 완전히 가득 채울 수 있거나 조사할 대상체에 의해 거의 완전히 가득 채워질 수 있다. 이 기하학적 구성은 칩 크기와 기하구조, 칩의 위치 대비 배치구조 및 칩의 상호 배향의 선택 모두를 포함한다. 예를 들면 인접한 열의 옵셋 칩 배치는 음영이 없는 연속 공정, 격자형 또는 6각형의 실장 구조 등을 위해 제공된다. 다른 구성 파라미터로는 기판의 크기, 기하구조와 배치구조 뿐 아니라 기판이 위치하는 대상체의 기하구조가 있다.
상기 조명 장치의 형상이 유리하게도 유연성이 있다면 조명 장치는 조사할 표면의 서로 다르거나 다양한 형상에 맞게 구성될 수 있다.
중공 공간의 내벽 또는 중공체의 외벽을 조사하기 위해서 칩-온-보드-LED-모듈의 LED가 바깥쪽을 향하거나 조명 장치의 중공 공간으로 향하도록 배치하는 것이 유리하다.
유리한 일 실시형태에 있어서, 적어도 2개의 칩-온-보드-LED-모듈은 특히 냉각제 순환관에 연결될 수 있거나 연결되는 공동 방열체에 연결된다. 칩-온-보드-LED-모듈이 방열체에 연결되어 있기 때문에 LED 칩으로부터 방열 손실이 유도된다. 이는 열전도성 페이스트를 이용하거나 또는 결합, 납땜 또는 소결에 의해 일어난다. 방열체는 램프 본체로서 사용될 수 있고 서로 다른 냉각 메커니즘을 활용할 수 있다. 일반적인 메커니즘은 대류 냉각, 공냉, 수냉 및 증발 냉각이다. 이용할 메커니즘은 용도에 따라 최적화될 수 있는 바, 비용 측면, 냉각효율, 냉각능력, 냉각 매체 공급의 유용성과 상기 용도를 수행하기 위해 필요한 공간이 결정 인자이다.
LED의 효율은 수십 퍼센트이고 작동 중에 특정 제한 온도를 초과해서는 안 되기 때문에 칩-온-보드 기술을 이용해 달성되는 실장 밀도가 높을수록 방열체의 높은 냉각력을 필요로 한다. 방열체의 냉각력은 부피가 클수록 증가하기 때문에 이들 방열체에 대해 최대한 단면이 큰 것이 바람직하다. 이로 인해 조사할 상기 중공체의 내면으로부터 간격도 작게 유지하여야 한다. 이와 관련하여 COB-기술을 이용하여 조립한 밀집된 LED는 예를 들면 SMT 기술을 이용하여 조립한 LED보다 더 균질한 조사가 가능하다.
따라서 평면형 기판 위에서 조립한 LED에 의해 요철형 표면, 예를 들면 반경 방향으로 대칭인 볼록 형태의 대상체를 균질하게 조사하는 것은 더 어렵게 되는데, 이는 인접한 기판 위의 LED의 복사 원뿔은 실제로 중첩하지만 서로에 대해 경사형인 기판 면 위에서 일어나야 하기 때문이다. 예를 들면 8각형의 경우에는 표면 법선 사이의 경사각은 45˚이므로 2개의 인접한 기판 사이의 경계에서 인접한 LED의 광원뿔의 중첩은 하나의 기판의 인접한 LED의 방출 원뿔의 중첩보다는 작다.
경계 영역에서 중첩 감소와 관련된 세기의 감소를 작게 유지하기 위해서 칩-온-보드-LED-모듈 위에 LED의 배치는 위치에 따라 변하고, 특히 칩-온-보드-LED-모듈의 에지 영역 쪽으로 증감하는 것이 유리하다. 이 밀도 변화에 의해 2개의 칩-온-보드-LED-모듈 사이의 에지 영역에서 복사 분배를 균질하게 하는 광학재료가 필요하지 않게 된다.
이와 관련하여 LED가 칩-온-보드 위에서 칩-온-보드-LED-모듈의 에지 영역까지, 즉 기판의 경계까지 직접 배치하는 경우도 유리하다. 이 방법으로 경계의 양면에서 LED 칩 사이의 갭이 최소화되고 발광 원뿔의 중첩이 최대화된다.
COB-기술은 LED 각각을 또는 하나의 칩-온-보드-LED-모듈의 LED 군을 서로 분리하도록 할 수 있다. 이 방법으로 출력을 서로 다른 LED 칩에 서로 다르게 공급함으로써 복사 분배를 균질화할 수 있는데, 예를 들면 칩-온-보드-LED-모듈의 에지영역에서 LED 칩이 모듈의 중심에 있는 것들보다 더 높은 전압 또는 전류에 의해 구동된다. 직렬 및/또는 병렬 회로에서 LED 군은 제곱수, 예를 들면 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 등에 해당하는 다수 개의 LED로 이루어지는 것이 유리하다.
조명 장치의 LED는 개별적으로 또는 군을 이뤄서 스위치 개폐됨으로써 저전압으로 광원이 작동될 수 있다. 그 결과 특히 습윤 환경에서 다룰 때 매우 안전하다.
서로 분리하여 전력이 공급될 수 있는 칩-온-보드-LED-모듈의 LED 군을 여러 열로, 반-표면으로, 또는 칩-온-보드-LED-모듈의 4분면으로 배치하는 것이 특히 바람직하다.
복사 분배의 균질화를 위한 상술한 방법들은 칩-온-보드 기술을 이용하여 용이하게 실현할 수 있다.
칩-온-보드-LED-모듈의 LED를 보호하기 위해서 적어도 단면에 있어 광학적으로 투명하거나 분산시키는 재료에 의해 덮이거나 광학적으로 투명하거나 분산시키는 재료로 둘러싸는 것이 유리하다. 상기 LED는 기계적 하중, 물, 먼지로부터 보호하고 전기 절연 또는 단열을 위해 실리콘, 에폭시 또는 폴리우레탄 재료로 둘러쌀 수 있다. 또한 LED는 투명 또는 불투명하거나 분산성이 있는 유리, 예를 들면 보로실리케이트, 플로트 유리(float glass) 또는 석영 유리에 의해 보호될 수 있다. 본 발명의 범위에서 분산성 재료는 우윳빛 투명한 재료인 것으로 이해된다. 상기 2개의 보호 기술은 LED 각각 또한 LED 군 모두에 적용될 수 있다.
바람직하게는 중첩 재료에 대한 측면 경계부 또는 포팅(potting) 재료에 대한 밀봉부는 광학적으로 투명하고/또는 인접한 LED 사이의 간격을 초과하지 않는 LED의 표면 위에서 소정의 높이를 갖는다. 그 결과, 특히 경계 표면에서 포접에 의한 음영이 최소로 유지될 수 있다. 포팅을 위한 습윤화 또는 충전 기술을 적용하기 위해서 투명 또는 불투명하거나 분산성이 있는 재료를 댐 또는 프레임으로서 사용하여 2개의 기판의 에지 LED의 복사장의 중첩을 향상시킨다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈은 적어도 하나의 이미징 및/또는 비-이미징 1차 광학 부재 및/또는 2차 광학 부재, 특히 반사기, 렌즈와 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 광학 부재를 포함한다.
상기 조명 장치는 조명 장치의 작동 상황을 감지하는 적어도 하나의 센서, 특히 광센서, 온도센서, 압력센서, 운동센서, 전압센서, 전류센서와 자기장 센서로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라 센서는 상기 LED 기판 위에 위치하거나 조명 장치 내 서로 다른 지점에 위치하여 조명 장치의 작동 상황을 다시 보고할 수 있다. 피드백 메커니즘에 의해 예를 들면 작동전압, 일부 LED 또는 LED 군의 제어, 냉각제 순환, 램프 형상, 램프 또는 조사 대상체의 이동, 대상체의 온도와 같은 공정-관련 파라미터는 적극적으로 제어되어 공정과 그 결과를 최적화할 수 있다. 마찬가지로 공차 또는 저하 과정이 보상될 수 있다.
본 발명의 토대를 이루는 목적은 또한 제어 장치, 연결 라인과 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명기, 및 적어도 단면이 볼록한 중공체를 조명하기 위한, 특히 광반응성 래커, 접착제와 수지, 특히 관 라이너의 건조, 경화 및/또는 노광을 위한 조명 장치의 용도에 의해 달성된다.
예를 들면 덕트와 파이프 개수 분야에서 본 발명에 따른 조명 장치와 용도는 복사 분배의 높은 균일성을 갖는 높은 복사 세기와 동시에 소형 파이프의 90˚ 굴곡부에서도 잘 굴곡되는 이점이 있다. 몇몇 칩-온-보드-LED-모듈은 서로 유연하게 결합되고 파이프를 통해 인출될 수 있어 광반응성 코팅을 경화하기 위해 필요한 복사량을 출력하는 동시에 충분한 인출 속도가 가능하게 된다.
본 발명에 따른 조명 장치와 관련하여 언급한 특징과 장점들은 본 발명에 따른 조명 배치구조와 본 발명에 따른 용도에 대해서 유사하게 적용되며, 그 반대도 마찬가지이다.
이하, 첨부 도면을 참조한 실시형태를 토대로 본 발명의 일반적인 개념을 한정하는 것 없이 본 발명을 설명하지만, 본문에 더 상세하게 기재되어 있지 않은 발명의 모든 상세한 내용들은 도면을 참조하면 명확하게 된다. 도면에서:
도 1은 칩-온-보드-LED-모듈의 개략도이고,
도 2는 서로 경사 배치되어 있는 2개의 칩-온-보드-LED-모듈의 개략도이고,
도 3은 캡슐화된 칩-온-보드-LED-모듈의 개략도이고,
도 4는 또 다른 캡슐화된 칩-온-보드-LED-모듈의 개략도이고,
도 5는 대상체와 본 발명에 따른 조명 장치의 서로 다른 가능성이 있는 형태의 기하구조의 개략도이고,
도 6은 대상체와 본 발명에 따른 조명 장치의 다양한 다른 가능성이 있는 형태의 기하구조의 개략도이고,
도 7은 대상체와 본 발명에 따른 조명 장치의 다양한 다른 가능성이 있는 형태의 기하구조의 개략도이고,
도 8은 본 발명에 따른 조명 장치의 개략 단면도이고,
도 9는 칩-온-보드-LED-모듈에서 LED의 서로 다른 제어 가능성을 보여주는 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 조명 장치의 개략 단면도이고,
도 11은 본 발명에 따른 조명 장치의 개략도이고,
도 12는 본 발명에 따른 조명 장치의 복사 분배의 균질성을 보여주는 도면이다.
첨부 도면에서 동일하거나 유사한 구성요소 또는 대응하는 구성부재에는 동일한 참조 부호를 제공하여 해당하는 반복 설명을 생략한다.
도 1은 칩-온-보드-LED-모듈(1)의 개략적인 단면도로서, 2개의 기판(2, 2') 위에 스트립 컨덕터(3, 3')와 LED 칩(4, 4')가 규칙적인 간격으로 병렬 배치되어 있는 것이 도시되어 있다. 기판(2, 2')은 예를 들면 강직, 반-유연성 또는 유연한 기판 기술로 제작할 수 있는 금속심 도체판, 세라믹 기판 또는 FR4 기판일 수 있다. 간단 명료하게 하기 위해서 도 1의 모든 반복되는 구성요소에 참조 부호를 제공하고 있지는 않지만 이들 부호는 모든 유사한 구성요소에 해당한다.
LED 칩(4, 4')의 광원뿔(5, 5')은 선으로 표시되어 있다. 상기 LED는 개방각 120˚ 이내에서 전체 발광 출력의 약 75%가 방출되는 람베르트 발광체이다. 인접한 LED 칩(4, 4')의 경계에서 광원뿔(5, 5')의 양호한 중첩은 소위 "피치"라고도 하는 칩 간격의 10승의 간격으로 주어지므로 배열된 LED 칩(4, 4')의 열을 따라 유의적인 세기 변조를 측정할 수 없다. 이는 상기 배열된 열의 위에서 세기의 최소값과 최대값은 인접한 LED 칩(4, 4')의 발광 원뿔(5, 5')의 양호한 중첩 및 다른 주변환경의 LED 칩에 의해서 평균화하여 얻어지기 때문이다.
LED 칩(4, 4')이 구비된 표면이 측정 거리에 비해 연장되어 있고 간격이 LED 칩의 피치보다 충분히 큰 경우에는 균질하면서 분산 조사하는 표면의 특성과 유사한 특성을 갖는 균질한 세기 분포가 측정된다.
도 2는 단면이 서로 경사 배치된 기판(12, 12')를 갖는 2개의 칩-온-보드- LED-모듈(11, 11')을 도시하고 있다. 각 모듈은 다수 개의 스트립 컨덕터(13, 13') 및 발광 원뿔(15, 15')을 가진 LED 칩(14, 14')을 포함하고 있다. 이들은 접합부(16)에서 서로 맞대고 있다. 칩-온-보드-LED-모듈(11, 11')은 서로에 대해 기울어져 배치되어 있지만 접합부(16)의 영역에도 약하게 조사된 영역(17)이 매우 국소적으로나마 한정되어 있어 발광 원뿔(15, 15')의 양호한 중첩이 접합부(16)에서도 구현될 수 있는 것으로 밝혀졌다. COB-기술을 이용하고 LED 칩(14, 14') 사이의 피치를 작게 하고 기판(12, 12')의 에지 영역까지 부품을 배치하면 2개의 기판(12, 12')이 서로 맞대고 있는 에지 영역(16)까지 매우 균일한 광분배가 이루어질 수도 있다. 마찬가지로, 칩-온-보드-LED-모듈(11, 11')의 기하구조는 균질 조사된 표면 또는 균질 조사할 표면의 기하구조에 맞게 적절히 구성할 수 있다.
도 3은 칩-온-보드-LED-모듈(21)의 개략 단면도로서, 기판(22) 위 스트립 컨덕터(23) 위에 LED 칩(24)이 파형으로 표시한 유리 커버(25)에 의해 보호되어 있다. 상기 커버는 LED 칩(24)을 기계적인 손상과 부식, 습기, 오염과 기타 간섭 인자 또는 기능 위험 인자들로부터 보호한다. 중간의 공간(27)은 공기, 보호 유리, 액체, 예를 들면 물 또는 오일, 또는 겔, 예를 들면 실리콘 겔을 함유할 수 있고, 필요에 따라 주위환경으로부터 긴밀하게 밀봉될 수도 있다. 이러한 밀봉은 유리 커버(25)가 위치되는 에지 영역(26, 26')에 의해 측면 한정된다. 유리 커버(25)와 에지(26, 26') 모두는 투명하거나 적어도 우윳빛의 투명한 재료로 제조된다.
도 4는 기판(32), 스트립 컨덕터(33)와 LED 칩(34)이 구비된 칩-온-보드-LED-모듈(31)의 개략 단면도로서, 도 4에서 LED 칩(4)은 투명한 포팅 재료(35)에 의한 포팅에 의해 보호되어 있다. 측면 밀봉부(36, 36')는 경화 전에 액체 또는 겔 형태의 포팅 재료(35)를 둘러싸는 댐의 형상으로 제공되어 있다. 파형 무늬로 표시되어 있는 투명한 포팅 재료(35)는 예를 들면 실리콘, 아크릴레이트 또는 우레탄 재료를 포함한다. 프레임 또는 밀봉부(36, 36')는 투명, 불투명, 우윳빛의 투명 또는 완전 불투명할 수 있다.
도 3과 도 4 모두에서 측면 경계부의 높이는 에지 영역에서 유의미한 음영이 생기지 않도록 선택된다. 측벽(26, 26') 또는 밀봉부(36, 36')는 LED 칩(24, 34)의 표면 위에 약간 돌출되어 있다.
도 5a) 내지 5c)에는 대상체와 본 발명에 따른 조명 장치의 다양한 가능성 있는 대칭 기하구조가 개략적인 단면도로 도시되어 있다. 본 발명에 따른 도 5a)의 조명 장치(40)는 정8각형 형태로 배치되어 있는 8개의 칩-온-보드-LED-모듈(41)을 포함하고 단면이 원형인 중공체(42) 내부에 배치되어 있다. 이러한 방법으로 중공체(42)의 내면은 균질 조사된다.
도 5b)는 칩-온-보드-LED-모듈(41')을 구비하고 이와 마찬가지로 8각형인 본 발명의 조명 장치(40')로서, 상기 조명 장치는 마찬가지로 8각형의 기하구조를 갖는 중공체(42') 내부에 배치되어 있는 것을 도시하고 있다. 상기 8각형의 에지 영역은 서로에 대해 변위되어 때로는 중공체(42')의 표면 중심에 비해 조명 장치(40')의 꼭지점이 조금 더 약하게 조사되도록 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 중공체(42')의 멀리 떨어진 다른 꼭지점들도 양호하게 조사된다.
도 5c)는 칩-온-보드-LED-모듈(41)을 구비한 다면체 조명 장치(40")에 의해 길게 연장되어 있지 않거나 원통형이면서 반경방향으로 대칭성이 큰 입체형의 대상체(42")를 균질하게 조사하는 예를 개략적으로 도시하고 있다. 대상체(42")는 중공의 구체이다. 조명 장치(40")는 12개의 평평한 오각형 표면을 가진 바깥쪽으로 방출하는 12면체이다.
도 6a) 내지 6c)에는 도 5a) 내지 5c)와는 상보적인 상황으로, 대상체(47, 47', 47"), 조명 장치(45, 45', 45")와 칩-온-보드-LED-모듈(46, 46', 46")을 사용하는 것이 도시되어 있다. 도 6a) 내지 6c)에서는 대상체(47, 47', 47")가 외부로부터 조사되고 조명 장치(45, 45', 45")는 중공체로서 구성되며, 상기 중공체의 칩-온-보드-LED-모듈(46, 46', 46")이 중공 공간으로 방출하고 중공 공간에 배치되어 있는 대상체(47, 47', 47")를 조사하게 된다.
도 7a) 내지 도 7c)는 조사하거나 조사할 대상체(52, 52', 52")의 비대칭 기하구조의 3가지 예를 개략 단면도로 도시하고 있다. 상기 도면은 대상체가 반경방향 대칭성이 낮거나 비-볼록형 기하구조를 갖는 경우에 대상체를 균질하게 조사 또는 조명하기 위한 칩-온-보드-LED-모듈을 구비한 조명 장치의 기하학적 구성에 대해 적용되는 본 발명의 개념을 설명하고 있다.
예를 들면 도 7a)는 하나의 평평한 면(53)을 가진 반원 형태의 파이프(52) 안에 칩-온-보드-LED-모듈(51)을 구비한 본 발명에 따른 조명 장치(50)가 배치되고 상기 칩-온-보드-LED-모듈 중 하나는 반-파이프(52)의 평평한 면(53)과 대향하는 평평한 조사 표면(54)으로서 배치되어 있는 것을 도시하고 있다.
도 7b)는 조명 장치(50')의 기하구조 또는 칩-온-보드-LED-모듈(51')의 배치구조를 조사할 대상체(52')의 형상에 맞게 적절히 구성함으로써 조사할 표면 전체에 대한 균질한 조사가 가능하다는 것을 명백하게 설명하고 있다. 이때 조명 장치(50')의 홈(55)에 대향하는 파이프의 위치에는 홈(56)이 형성되어 있다.
도 7c)에서 대상체(52")의 단면은 타원형이다. 조명 장치(50")의 칩-온-보드-LED-모듈(51")은 타원형의 장축 방향으로 폭이 커지는 6각형의 배치구조를 갖도록 선택된다.
도 8은 본 발명에 따른 조명 장치(60)의 상세 단면도를 도시하고 있다. 3개의 칩-온-보드-LED-모듈(61, 61', 61") 각각은 기판(62), 스트립 컨덕터(63)와 LED 칩(64)을 구비하고 있으며 반-육각형의 단면 형상을 갖는 방열체(65) 위에 배치되어 있다. 상기 도면은 기판(63) 위에서 인접한 LED 칩(65)의 간격이 COB-기술에 의해 변할 수도 있다는 것을 보여주고 있다. 이러한 추가 자유도에 의해 도 5, 6 및 7에 도시되어 있는 조명 장치의 기하구조 최적화 외에도 균질성을 더욱 최적화할 수 있다. 따라서 도 8에 따르면 칩 밀도를 국소적으로 증가시켜 인접 에지 영역(66, 66')에서 기하구조에 의존하는 세기 분포의 최소값을 낮추거나 완전히 없앨 수 있다. 이 경우, 도 2에서 볼 수 있는 발광 원뿔의 접합부에서의 중첩 감소는 칩-온-보드-LED-모듈(61, 61', 61")의 중심에서 LED 칩(64)의 큰 피치에 비해 LED 칩(64)이 고밀도 배치됨에 따라 보상된다.
도 9a) 내지 도 9d)는 균질한 광출력을 얻기 위한 칩-온-보드-LED-모듈(71-71"') 위 LED(72)의 배선(73-73"')을 개략적으로 도시하고 있다. COB-기술에 의하면 상기 기판 위에 조립되어 있는 LED(72)의 배선을 유연하게 선택할 수 있다. 상기 기판 위에 스트립 컨덕터 가이드를 배치하여 LED(72)의 배선(73-73"')을 한정하고 조명 장치에 대한 요건과 관련하여 각 기판 기술의 디자인 사양 범위에서 선택할 수 있다.
원칙적으로 LED(72)는 개별적으로 배선되므로 개별적으로 제어된다. 그러나 LED 칩(72)이 많은 경우에는 스트립 컨덕터와 전력 공급 라인이 많아 개별 제어가 바람직하지 않다. 그 대신에 LED를 직렬과 병렬 회로의 조합 어레이로 배선한다. 이 경우에 어레이가 작을수록 출력을 국소적으로 조율할 수 있는 유연성이 더 높아 대상체 조사 또는 조명에서 얻고자 하는 균질성 향상과 관련하여 최적화할 수 있다.
도 9a)는 칩-온-보드-LED-모듈(71)의 모든 LED(72)가 채널 "Ch 1"에서 동일한 전압에 의해 직렬과 병렬로 구동되는 경우이다. 칩-온-보드-LED-모듈(71)의 표면 전체에 걸쳐 균질한 광도가 얻어진다.
도 9b)는 칩-온-보드-LED-모듈(71')의 LED(72)가 4개의 4분면(74-74"')으로 분류되어 있는 경우를 도시하고 있다. 이에 따라 각 4분면(74-74"')에서 광도는 4개의 채널 "Ch 1" 내지 "Ch 4"에서 서로 다르게 설정될 수 있다.
도 9c)는 4개의 채널 "Ch 1" 내지 "Ch 4"에 의해 칩-온-보드-LED-모듈(71) 위에 배치된 LED(72)의 열이 각각 개별적으로 제어되는 상황을 도시하고 있다. 따라서 서로에 대해 기울어져 배치되어 있는 2개의 인접한 기판의 에지 영역에서 LED 줄 또는 열을 더 높은 전류로 작동시켜 에지 영역에서 세기가 감소되지 않도록 한다.
도 9d)에서 칩-온-보드-LED-모듈(71"') 위 표면은 각각 별도로 작동하는 2개의 반-표면(75, 75')로 구획되어 있다.
도 10은 원형의 하우징(84)을 구비한 본 발명에 따른 원통형 조명 장치(80)의 개략 단면도이다. 조명 장치(80)는 예를 들면 도면의 지면을 관통하여 물이 순환하는 중공 공간(83)을 갖는 8각형의 방열체(82)를 포함하고 있다. 방열체(82)의 측면에 칩-온-보드-LED-모듈(811-818)이 있다. 인접한 칩-온-보드-LED-모듈(811-818)의 인접한 LED 칩 사이의 거리를 모듈의 기하학적 배치구조와 COB-기술에 의해 달성할 수 있어 LED의 발광 원뿔의 중첩을 양호하게 하고 이에 따라 조사 표면으로부터 짧은 거리에서도 원주방향으로 양호하면서 균질한 발광이 가능하게 된다. 광원은 원통형 보호 유리(84)에 의해 둘러싸인다.
조명 장치(80)의 기하구조 및 칩-온-보드-LED-모듈(811-818) 위 LED의 배치구조는 가까운 광원에 의해 균질하게 조사될 수 있는 내벽을 가진 원통형 중공체에 맞게 적절히 구성된다. 이러한 광원은 예를 들면 덕트 개수 작업에 필요하다.
도 11에는 본 발명에 따른 조명기(90)의 모듈의 배치구성이 예시되어 있다. 조명기(90)는 적절히 구성된 기하구조를 가진 본 발명에 따른 4개의 원통형 조명 장치(93-93"')를 포함하고 있다. 상기 조명 장치는 예를 들면 도 10의 조명 장치(80)와 같이 구성될 수 있다. 조명 장치(93-93"')는 조명 장치(93-93"') 위에 검은 상자모양으로 도시되어 있고 전력 공급 라인(92)을 조명 장치(93-93"')에 연결해 주는 연결부(94-94"')를 포함한다.
조명 장치(93-93"')는 방열체일 수 있는 대상체 위에 있는 하나 이상의 LED를 갖는 적어도 하나의 기판을 포함하고 있다. 냉각 공정은 특히 가스에 의한 대류 냉각, 액냉 또는 전도(라인) 냉각일 수 있다. 상기 방열체는 예를 들면 금속의 밀링, 펀칭, 절단, 접철, 에칭, 공정 접합(eutectic bonding) 등으로 제조될 수 있다. 상기 조명 장치는 하우징 내 설치될 수 있다.
더 나아가, 예를 들면 온도, 조사세기, 전류세기, 전압 등을 위한 센서가 조명기(90)에 일체화될 수 있는데, 이들 센서는 작동 상황을 제어부와 전력 공급 장치(91)에 알리고 작동 조건을 적절하게 조정할 수 있다. 연결부(94-94"')는 조명 장치(93-93"')의 수와 유지보수를 목적으로 연결부 교체와 관련하여 모듈을 연장시킬 수 있다. 조명 장치(93-93"')는 강직하거나 유연한 연결부(94-94"')에 의해 결합되어 강직하게 순차 정렬되거나 또는 보호관, 금속 스프링 등에 의해 유연하게 결합되어 광원을 파이프 내 굽은 통로에서 인출할 수 있게 된다. 유연하거나 강직한 전력 공급 라인(92)은 조명 장치(94-94"')를 제어 장치 및 전력 공급부와 냉각제 공급부를 포함할 수 있는 전력 공급 장치(91)에 연결한다. 이렇게 함으로써 관련 작업 파라미터를 선택적으로 제어할 수 있게 된다.
도 12는 전원과 본 발명에 따른 조명 장치의 균질성과 관련하여 발광 특성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 상기 조명 장치는 원주방향으로 규칙적인 간격으로 배치되어 있는 칩-온-보드-LED-모듈을 구비하고 단면이 8각형인 길게 연장된 형태의 조명 장치이다. 14 cm 직경의 파이프를 이용하여 측정하였는데, 램프로부터 파이프의 내벽까지의 거리는 약 1.75 cm이었다. >1 W/cm2의 조사 세기를 얻었다. 조명 장치(93-93"')에 있는 LED 칩의 총수는 300개가 넘는다.
도 12의 좌표계는 극성 좌표계이다. 0˚ 내지 360˚의 각은 상기 조명 장치를 중심으로 측정한 원주방향을 나타내는 것이고, 반경 좌표는 광도를 임의 단위로 나타낸 것이다. 전체 원주에 대해 평균화한 광도(101)는 파선으로 표시되어 있고, 실제 측정한 광도값(100)은 실선으로 연결되어 있다. 직경 14 cm의 파이프에 대한 측정을 통해 상기 조명 장치의 원주방향 균질성은 ±5% 넘게 개선될 수 있음을 알 수 있다.
상술한 모든 특징, 도면으로부터만 알 수 있는 특징 뿐 아니라 다른 특징과 조합하여 개시되어 있는 개별 특징들을 단독으로 또는 조합하는 것은 본 발명에 있어 필수적인 것으로서 간주된다. 본 발명에 따른 실시형태는 개별 특징 또는 여러 특징을 조합하여 실현될 수 있다.
참조 부호 리스트
1 칩-온-보드-LED-모듈
2, 2' 기판
3, 3' 스트립 컨덕터
4, 4' LED
5, 5' 광원뿔
6 접합부
11, 11' 칩-온-보드-LED-모듈
12, 12' 기판
13, 13' 스트립 컨덕터
14, 14' LED
15, 15' 광원뿔
16 접합부
17 상대적으로 약하게 조사되는 영역
21 칩-온-보드-LED-모듈
22 기판
23 스트립 컨덕터
24 LED
25 투명 커버
26, 26' 에지 영역
27 내부
31 칩-온-보드-LED-모듈
32 기판
33 스트립 컨덕터
34 LED
35 투명한 포팅 재료
36, 36' 밀봉부
40, 40', 40" 조명 장치
41, 41', 41" 칩-온-보드-LED-모듈
42, 42', 42" 중공체
45, 45', 45" 조명 장치
46, 46', 46" 칩-온-보드-LED-모듈
47, 47', 47" 조사 대상체
51, 51', 51" 칩-온-보드-LED-모듈
52, 52', 52" 조사된 대상체
53 대상체의 평평한 면
54 발광면의 평평한 면
55 발광면의 홈
56 대상체 내 홈
60 조명 장치
61-61" 칩-온-보드-LED-모듈
62 기판
63 스트립 컨덕터
64 LED
65 방열체
66, 66' 인접 에지 영역
71-71"' 칩-온-보드-LED-모듈
72 LED
73-73"' 전기회로도
74-74"' 4분면
75, 75' 반-표면
80 조명 장치
811-818 칩-온-보드-LED-모듈
82 방열체
83 중공 공간
84 보호 유리
85 공간
90 멀티-파트 조명기
91 제어 및 공급 장치
92 연결 라인
93-93"' 조명 장치
94-94"' 연결장치
100 측정 광도
101 평균 광도

Claims (15)

  1. 적어도 쌍을 이뤄 서로 인접하여 배치되어 있는 다수 개의 평면형 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)을 포함하되 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818) 각각은 다수 개의 발광 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)를 포함하는, 굴곡형, 요철형 또는 다면체의 표면을 균일하게 조사하기 위한 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"')에 있어서, 인접한 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818) 중 적어도 하나의 쌍이 인접한 칩-온-보드-LED-모듈의 표면 법선에 대해 0˚가 넘는 각으로 배치되며,
    칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)이 적어도 일부 단면에 있어 그의 종방향 연장부를 따라 불규칙한 다각형 또는 정다각형 단면을 갖는 길게 연장된 형태의 조명 장치(40-40', 45-45', 50-50", 60, 80, 93-93"')를 제조하거나 정다각형 또는 불규칙한 다각형 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 조명 장치(40-40', 45-45', 50-50", 60, 80, 93-93"')의 형태가 신축성을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40', 45-45', 50-50", 60, 80, 93-93"').
  4. 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)가 바깥쪽을 향하거나 조명 장치(40-40', 45-45', 50-50", 60, 80, 93-93"')의 중공 공간으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40', 45-45', 50-50", 60, 80, 93-93"').
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 적어도 2개의 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)이 냉각제 순환관에 연결될 수 있거나 연결되는 공동 방열체(65, 82)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)를 구비한 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 배치가 위치에 따라 변화하되, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 에지 영역 쪽으로 증감하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818) 위에서 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)가 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 에지 영역까지 직접 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72) 각각 또는 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72) 군이 서로 별도로 전원을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  9. 제8항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 서로 별도로 전원을 공급받을 수 있는 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)의 군이 여러 열로, 반-표면(75, 75') 또는 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 4분면(74-74"')으로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)의 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)가 적어도 일부 단면에 있어 광학적으로 투명하거나 분산시키는 재료(25)로 덮이거나 광학적으로 투명하거나 분산시키는 재료(35)로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  11. 제10항에 있어서, 중첩 재료에 대한 측면 경계부(26, 26') 또는 포팅 재료에 대한 밀봉부(36, 36')가 광학적으로 투명하고/또는 인접한 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72) 사이의 간격을 초과하지 않는 LED(4, 4', 14, 14', 24, 34, 64, 72)의 표면 위에서 소정의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)이 적어도 하나의 이미징 및/또는 비-이미징 1차 광학 부재 및/또는 2차 광학 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 칩-온-보드-LED-모듈(1, 11, 11', 21, 31, 41-41", 46-46", 51-51", 61-61", 71-71"', 811-818)이 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"')의 작동 상황을 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
  14. 제어 장치(91), 연결 라인(92)과 제1항 또는 제3항에 따른 적어도 하나의 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"')를 포함하는 조명기(90).
  15. 적어도 일부 단면에 있어 볼록한 중공체를 조사하도록 사용되는 제1항 또는 제3항에 따른 조명 장치(40-40", 45-45", 50-50", 60, 80, 93-93"').
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