KR101633787B1 - 무전극 조명기기 - Google Patents

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KR101633787B1
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Abstract

실시예에 따른 무전극 조명기기는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관, 상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하고, 빛을 일방향으로 가이드하는 공진 리플렉터 및 상기 공진 리플렉터의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구를 포함하고, 상기 공진 리플렉터는 도전성 물질을 포함하고, 상기 무전극전구에서 생성된 빛을 반사하는 반사부, 상기 반사부의 전방을 커버하고, 도전성 물질로 이루어지고, 다수의 광투과공을 가지는 투광커버 및 상기 광투과공들 중 적어도 일부를 차폐하는 전자파 차단부를 포함하며, 상기 전자파 차단부는 광은 투과시키고, 전자파의 투과를 억제하는 것을 특징으로 한다.

Description

무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM}
실시예는 무전극 조명기기에 관한 것이다.
일반적으로 무전극 조명기기는 마그네트론과 같은 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부에서 발생되는 마이크로파 에너지가 도파관을 통해 공진 리플렉터에 전달되고, 상기 공진기의 내부에 구비된 무전극전구의 충전물질을 여기시키며, 이 과정에서 상기 무전극전구의 충전가스가 플라즈마 상태로 변환되어 빛이 발생되는 장치이다.
상기 무전극 조명기기는 전구의 내부에 전극이나 필라멘트가 없는 무전극전구로 수명이 매우 길거나 반영구적이며, 아울러 상기 무전극전구의 내부에 충전된 충전물질이 플라즈마화 되면서 발광하게 되어 자연광과 같은 빛을 발광시키게 된다.
공진기는 무전극전구에서 생성되는 빛은 투과시키고, 전자파의 방출을 억제한다.
그러나, 이러한 공진기는 도전성 물질로 메쉬형태로 형성되는 것이 일반적인데, 외부 유출되는 전자파를 충분히 차폐하기 위해서는 메쉬의 두께가 증가되거나, 메쉬의 개구공간이 줄어들어야 한다.
하지나, 메쉬의 두께가 증가되고, 메쉬의 개구공간이 줄어들게 되면, 무전극 전구에서 생성된 빛은 외부로 투과되지 못하게 되어서, 조명기기의 광 효율이 현저히 저하되는 문제점을 가진다.
또한, 일반적인 무전극 조명기기는 무전극 전구에서 발생되는 빛을 일 방향으로 가이드 하기 위해 공진기를 감싸는 리플렉터를 사용한다.
실시예는 외부로 유출되는 전자파를 차단하고, 우수한 광 효율을 가지며, 제조비용이 절감되는 무전극 조명기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예에 따른 무전극 조명기기는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관, 상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하고, 빛을 일방향으로 가이드하는 공진 리플렉터 및 상기 공진 리플렉터의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구를 포함하고, 상기 공진 리플렉터는 도전성 물질을 포함하고, 상기 무전극전구에서 생성된 빛을 반사하는 반사부, 상기 반사부의 전방을 커버하고, 도전성 물질로 이루어지고, 다수의 광투과공을 가지는 투광커버 및 상기 광투과공들 중 적어도 일부를 차폐하는 전자파 차단부를 포함하며, 상기 전자파 차단부는 광은 투과시키고, 전자파의 투과를 억제하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 실시예는 공진 리플렉터를 통해 외부로 유출되는 전자파는 현저히 줄이면서, 외부로 유출되는 빛의 양은 유지시키는 이점을 가진다.
또한, 실시예는, 전자파 차단부의 배치를 통해, 전자파 차폐율과 광 효율 조절이 용이한 이점을 가진다.
또한, 실시예는 공진기와 리플렉터의 기능을 가지는 공진 리플렉터를 사용하여서, 제조가 용이하고, 제조 비용일 절감되는 이점이 존재한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 사시도,
도 2 는 도 1의 무전극 조명기기의 측면도,
도 3은 도 1의 무전극 조명기기의 측단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 리플렉터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투광커버의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공진 리플렉터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공진 리플렉터의 일부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공진 리플렉터의 일부 단면도이다.
실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 사시도, 도 2 는 도 1의 무전극 조명기기의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 무전극 조명기기(10)는 내부에 일정한 공간을 가지는 케이싱(100)에 의해 외관을 이루는 본체가 형성된다.
그리고, 케이싱(100)에는 다수의 전장 부품이 내장될 수 있다.
케이싱(100)은 대략적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
케이싱(100)의 외면에는 본체를 외부 공간에 고정시키기 위한 지지부(550)가 제공된다.
지지부(550)의 양단은 케이싱(100)의 외면에 회동 가능하게 고정된다.
도 3는 도 1의 무전극 조명기기의 측단면도이다.
실시예의 무전극 조명기기(10)는 일측에 외부의 공기가 유입되는 유입구(127)와 타측에 유입구(127)를 통해 유입된 공기가 유출되는 유출구(122)를 가지는 케이싱(100), 고전압을 발생하는 고전압발생기(200), 고전압발생기(200)에서 발생되는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론(300), 마그네트론(300)에 결합되어 마그네트론(300)에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관(400), 도파관(400)의 출구(430) 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하고, 빛을 일 방향으로 가이드하는 공진 리플렉터(500), 공진 리플렉터(500)의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구(600)를 포함한다.
또한, 실시예의 무전극 조명기기(10)는 무전극전구(600)에 회전력을 공급하는 모터(M)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 케이싱(100)은 일측에 유입구(127)와 타측에 유출구(122)가 형성된 육면체 형상을 가지고, 내부에 다수의 부품이 위치되는 공간이 형성된다.
구체적으로, 케이싱(100)은 상부(도 3 기준)에 외부의 공기가 유입되는 유입구(127)가 형성되고, 하부에 외부에서 유입된 공기가 유출되는 유출구(122)가 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 유출구(122)와 유입구(127)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다. 따라서, 무전극 조명기기(10)의 정상 작동 중에는 유입구(127)에서 유출구(122) 방향으로 공기 유동이 형성되어서, 케이싱(100)의 내부부품을 냉각하게 된다.
케이싱(100)은 적어도 2개의 케이싱 부재의 결합에 의해 형성될 수도 있다.
구체적으로, 케이싱(100)은 상부 케이싱 부재(110)와 하부 케이싱 부재(120)가 결합되어 내부에 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상부 케이싱 부재(110)의 상면에는 외부의 공기가 유입되는 유입구(127) 형성된다.
구체적으로, 상부 케이싱 부재(110)의 테두리 부재(113)에 의해 유입구(127)가 형성된다.
테두리 부재(113)에는 케이싱(100)의 내부 방향으로 함몰되어 이물질이 걸리는 이물질 방지턱(115)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 유출구(122)는 하부 케이싱 부재(120)의 하방에 배치될 수 있다.
유출구(122)는 케이싱(100)의 내부로 유입된 공기가 케이싱(100)의 내부의 부품의 열을 전달받고 유출될 수 있도록, 유입구(127)와 이격되어 위치될 수 있다.
더욱 구체적으로, 유출구(122)는 하부 케이싱 부재(120)의 좌측 하단에 형성될 수 있다.
유입구(127)의 상부에는 유입구(127)로 유입되는 공기를 우회시키는 유입구 커버(830)가 위치될 수 있다.
유입구 커버(830)는 유입구(127)의 상부영역(도 3 기준)을 차폐하여 유입구(127)로 외부의 공기가 직접적으로 흡입되지 못하게 한다.
구체적으로, 외부의 공기는 케이싱(100)의 외부에서 유입구(127) 방향으로 유동되고, 중간에 유입구 커버(830)와 유입구(127)의 테두리 사이에서 외부 방향으로 다시 유동되고, 다시 공기유동 유닛(151)의 흡입력에 의해 케이싱(100)의 내부로 흡입되는 것이다.
예를 들면, 유입구 커버(830)는 유입구(127)를 형성하는 테두리 부재(113)와 스페이서(미도시)에 의해 소정의 공간을 갖도록 이격될 수 있다.
또한, 실시예는 유입구 커버(830)를 커버하는 방충 커버(810)를 더 포함할 수 있다.
방충 커버(810)는 유입구 커버(830)를 감싸게 배치된다.
구체적으로, 방충 커버(810)는 유입구 커버(830)의 보다 큰 단면적을 가지고, 적어도 유입구 커버(830)의 상부 영역을 감싸게 배치될 수 있다.
방충 커버(810)는 본체를 형성하는 커버 본체(811)와, 커버 본체(811)의 일부 영역에 형성되는 방진 및 방충을 위한 통기구(813)를 포함할 수 있다.
통기구(813)는 외부의 공기는 유입되면서, 외부의 곤충, 먼지 등이 유입되는 것을 방지하기 위해, 소정의 크기를 가지는 홀 형태일 수 있다.
케이싱(100)의 내부에는 외부의 공기가 유입구(127) 방향에서 유출구(122) 방향으로 유동되도록 하는 공기유동 유닛(151)을 더 포함할 수 있다.
공기유동 유닛(151)는 공기의 압력차를 발생시켜 공기를 일 방향으로 유동하는 장치이다. 예를 들면, 공기유동 유닛(150)은 축류팬일 수 있다.
공기유동 유닛(150)은 케이싱(100)의 내부에 위치되고, 외부의 공기가 유입구(127) 방향에서 유출구(122) 방향으로 유동되도록 한다.
고전압발생기(200)는 고전압을 생성하여 마그네트론(300)에 공급한다.
예를 들면, 고전압발생기(200)는 구동회로와 전원을 승압시키는 승압부를 포함할 수 있다.
마그네트론(300)은 케이싱(100)의 내부에 위치되어 고전압발생기(200)에서 발생되는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시킬 수 있다.
고전압발생기(200)에 구동 신호를 입력하면, 그 고전압발생기(200)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 마그네트론(300)에 공급하고, 마그네트론(300)은 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성한다.
이 마이크로파는 마그네트론(300)의 안테나(310)를 통해 그 마그네트론(300)의 외부로 방출되고, 이 방출된 마이크로파는 마그네트론(300)의 마이크로파 정합부재(미도시)에 의하여 임피던스 매칭을 이루면서 도파관(400)으로 안내된다.
도파관(400)은 마그네트론(300)에 결합되어 마그네트론(300)에서 발진된 마이크로파를 공진 리플렉터(500) 내부로 안내한다.
도파관(400)은 내부에 마이크로파가 안내되는 도파공간(S)을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 도파관(400)은 유입구(127)와 유출구(122) 사이에 배치되어서, 유입구(127)에서 유입된 외부 공기에 의해 냉각될 수 있다.
도파관(400)의 일측 방향 하부에는 출구(430)가 형성될 수 있다. 하부 케이싱 부재(120)에는 도파관(400)의 출구와 대응되는 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
도파관(400)의 출구(430)는 도파관(400) 내의 도파공간(S)과 공진 리플렉터(500) 내의 공진공간(530)을 연통시킨다.
구체적으로, 도파관(400)의 출구(430)는 도파관(400)의 하면이 관통되어 형성된다.
바람직하게는, 도파관(400)의 출구(430)는 무전극전구(600)와 인접하여 위치될 수 있다.
즉, 도파관(400)의 출구(430)는 전계를 가장 높일 수 있는 위치인 무전극전구(600)에 인접하여 위치되는 것이 바람직하다
도파관(400) 출구(430)의 형상은 제한이 없지만, 바람직하게는 공진 리플렉터(500)의 수평 단면적의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
무전극전구(600)는 공진 리플렉터(500)의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비된다.
이때, 무전극전구(600)의 내부 공간에 충진되는 발광물질에 의해 사용자가 원하는 파장의 가시광선으로 발광할 수 있게 된다. 즉, 사용자가 긴 파장의 가시광선의 발광을 원하는 경우의 발광물질과 짧은 파장의 가시광선 발광을 원하는 경우의 발광물질을 달리하여 무전극전구(600)로부터 발광되는 가시광선을 변화시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
무전극전구(600)와 공진 리플렉터(500)는 케이싱(100)의 외부 중 하부 영역에 배치될 수 있다.
케이싱(100)의 내부에는 무전극전구(600)를 회전시키는 모터(M)가 위치될 수 있다.
모터(M)는 무전극전구(600)에 회전력을 공급한다.
모터(M)는 무전극전구(600)를 회전시켜서 무전극전구(600)를 냉각시킨다.
모터(M)는 회전축(620)에 의해 무전극전구(600)와 연결된다.
공진 리플렉터(500)는 도파관(400)의 출구(430) 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성한다.
도파관(400)에서 유동된 마이크로파는 공진 리플렉터(500)의 내부 공간으로 유동하게 되어 공진모드를 형성하게 된다.
공진 리플렉터(500)는 적어도 도파관(400)의 출구(430)를 감싸게 도파관(400)의 외면에 결합된다.
또한, 공진 리플렉터(500)의 내부에는 공진공간(530)이 형성될 수 있다. 공진공간(530)에는 무전극전구(600)가 위치될 수 있다.
이하, 공진 리플렉터(500)를 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 리플렉터의 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투광커버의 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 공진 리플렉터(500)는 그 내부에 무전극전구(600)를 수용할 수 있는 공진공간(530)을 가지고, 도파관(400)의 출구(430)에서 공급되는 마이크로파를 차폐하는 형상을 가질 수 있다.
또한, 공진 리플렉터(500)는 무전극전구(600)에서 생성된 광을 일 방향으로 가이드할 수 있다.
예를 들면, 공진 리플렉터(500)는 반사부(520)와, 투광커버(510)와, 전자파 차단부((530)를 포함할 수 있다.
반사부(520)는 무전극전구(600)에서 생성된 빛을 일방향으로 반사시키고, 도파관(400)의 출구(430)에서 공급되는 마이크로파를 차폐한다.
반사부(520)는 반사율의 높은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사부(520)는 전체는 도전성 물질로 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 반사부(520)의 몸체는 수지재질로 형성되고, 내면이 도전성 물질로 코팅될 수 있다.
구체적으로, 반사부(520)의 내면은 Ag, Ag합금, Al 및 Al합금 중 어느 하나로 코팅될 수 있다.
반사부(520)는 내부에 무전극전구(600)가 위치되는 공간을 형성하고, 전방(도 4에서 하방)이 개구되는 형상을 가질 수 있다. 반사부(520)의 전방단에는 전방개구(521)가 형성된다.
예를 들면, 반사부(520)는 전방으로 진행될수록 직경이 증가되는 원기둥 형상일 수 있다. 그리고, 반사부(520)의 후방단은 도파관(400)의 출구(430)에서 마이크로파가 공급되도록 후방개구(523)가 형성될 수 있다.
여기서, 후방개구(523)는 도파관(400)의 출구(430)의 크기에 대응될 수도 있고, 조립의 편의성을 위해, 무전극전구(600)와 도파관(400)의 출구(430)를 감싸는 크기를 가질 수도 있다. 도 4에서는, 후방개구(523)는 무전극전구(600)와 도파관(400)의 출구(430)를 감싸는 크기를 가진다.
이때, 반사부(520)의 후방개구(523)는 도파관(400)의 일면 또는 케이싱(100)의 일면에 의해 차폐될 수 있다. 반사부(520)의 후방개구(523)를 차폐하는 도파관(400)의 일면 또는 케이싱(100)의 일면에는 도전성 물질이 코팅될 수 있다.
반사부(520)의 전방단은 외측으로 절곡되어 반사부(520)의 전방단의 테두리를 따라 일정 정도의 면적을 가지는 플랜지(590)가 형성될 수 있다. 플랜지(590)는 투광커버(510)가 결합된다.
반사부(520)는 하부 케이싱 부재(120)에 고정부재(740)의해 고정될 수 있다.
투광커버(510)는 공진공간(530)에서 발생되는 마이크로파는 가두는 반면 빛은 방출할 수 있게 한다.
투광커버(510)는 반사부(520)와 함께 공진공간(530)을 형성하고, 공진공간(530)에서의 공진모드가 TE모드를 형성할 수 있도록 한다. 이 때, 무전극전구(600)에서 생성된 빛은 반사부(520)에서 반사되고, 투광커버(510)는 투과하게 된다.
투광커버(510)는 반사부(520)의 전방을 커버한다. 예를 들면, 투광커버(510)는 반사부(520)의 전방개구(521)를 커버할 수 있다. 구체적으로, 투광커버(510)의 테두리는 반사부(520)의 플랜지(590)에 결합될 수 있다.
투광커버(510)는 마이크로파 또는 전자파를 차단하기 위해 도전성 물질, 예를 들면, 금속재질로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 투광커버(510)는 다수의 광투과공(511)이 형성된다.
광투과공(511)은 공진공간(530)의 빛이 외부로 투과되는 영역이다.
예를 들면, 광투과공(511)은 투광커버(510)가 관통되어 형성되는 개구일 수 있다.
다른 예를 들면, 광투과공(511)은 투광커버(510)가 메시(mesh)(그물) 형상으로 형성될 때, 그 빈 공간으로 정의될 수 있다.
광투과공(511)은 규칙적 또는 불규칙적으로 배치될 수 있다.
광투과공(511)의 형상은 원형 또는 다각형일 수 있다. 투광커버(510)에 의해 전자파와 빛은 차단되고, 투광커버(510)에 형성된 광투과공(511)을 통해 전자파와 빛이 투과된다.
바람직하게는, 광투과공(511)의 형상은 투광커버(510)의 면적은 최소화하고, 광투과공(511)의 면적은 최대화하는 육각 형상을 가질 수 있다.
광투과공(511)의 폭(d2)이 너무 크게 되면, 광투과공(511)을 통해 투과되는 빛의 양은 증가하지만, 광투과공(511)을 통해 투과되는 전자파의 양도 증가된다. 그리고, 광투과공(511)의 폭(d2)이 너무 작게 되면, 광투과공(511)을 통해 투과되는 전자파의 양은 줄어들지만 광투과공(511)을 통해 투과되는 빛의 양도 감소된다.
여기서, 광투과공(511)은 폭은 광투과공(511)이 원형인 경우 그 직경을 의미하고, 다각형인 경우 평균 폭을 의미할 것이다.
또한, 투광커버(510)의 두께(d1)가 두꺼우면, 광투과공(511)을 통해 투과되는 전자파의 양은 줄어들지만 광투과공(511)을 통해 투과되는 빛의 양도 감소된다. 그리고, 투광커버(510)의 두께(d1)가 얇으면, 광투과공(511)을 통해 투과되는 빛의 양은 증가하지만, 광투과공(511)을 통해 투과되는 전자파의 양도 증가된다.
결국, 무전극 조명기기(10)는 투광커버(510)의 두께(d1)와 광투과공(511)의 폭(d2)을 조정하여서, 전자파(EMI)기준을 맞추게 된다. 그러나, 무전극 조명기기(10)가 전자파 기준을 준수하게 되는 경우, 광투과공(511)을 투과하여 외부로 출광(出光)되는 빛의 양은 적어지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 실시예의 공진 리플렉터(500)는 상술한 문제점을 해결하기 위해 전자파 차단부((530)를 사용한다. 또한, 실시예는 별도의 반사부재를 사용하지 않고, 공진 리플렉터(500)가 공진기와 리플렉터의 기능을 병행한다.
전자파 차단부((530)는 광은 투과시키고, 전자파의 투과를 억제(감쇄)한다.
전자파 차단부((530) 광투과공(511)들 중 적어도 일부를 차폐한다. 구체적으로, 전자파 차단부((530)는 광투과공(511)들 중 일부 또는 전부의 내부에 봉입될 수 있다.
전자파 차단부((530)는 무전극 조명기기(10)의 전자파 차폐율을 고려하여, 광투과공(511)들 중 일부 또는 전부에 위치될 수 있다.
전자파 차단부((530)의 두께는 제한이 없고, 광 효율을 고려하여 설정될 수 있다. 바람직하게는, 전자파 차단부((530)의 두께는 투광커버(510)의 두께와 대응될 수 있다.
예를 들면, 전자파 차단부((530)는 유전체(Dielectric substance)로 이루어질 수 있다. 유전체는 정전기장을 가할 때 전기편극은 생기지만 직류전류는 생기지 않게 하는 물질이다. 유전체는 전기장 속에 놓인 유전체 내부에서 무극성분자나 유극성분자 모두 전기쌍극자 모멘트를 형성하여 주위의 전기장을 일정량 상쇄시킨다.
전자파 차단부((530)에 유전체가 사용되면 공진공간(585)에서 발생되는 전자파를 감쇄시킬 수 있다.
구체적으로, 전자파 차단부((530)는 광을 투과성이 우수한 유전체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유전체는 SiO2(산화규소), TiO2(산화티타늄), Y2O3, ZrO2, MgO, Al2O3 및 Ta2O5중 어느 하나를 포함할 수 있다.
무전극전구(600)에서 생성된 빛은 투광커버(510)에서 반사되지만, 유전체로 형성된 전자파 차단부((530)는 투과하게 된다. 따라서, 무전극 조명기기(10)의 전자파는 줄이면서, 광효율도 유지시킬 수 있게 된다.
특히, 동일한 전자파 기준을 준수하게 되는 경우, 실시예의 투광커버(510)의 두께(d1)와 광투과공(511)의 폭(d2)은 종래에 비해 줄어들게 된다.
무전극전구(600)에서 생성된 빛은 전자파 차단부((530)를 투과할 때 전자파 차단부((530)에서 굴절되게 된다. 특히, 전자파 차단부((530)에서 공진 리플렉터(500)의 외부로 진행하는 빛의 일부는 전반사된다.
전반사는 빛이 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행할 때 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전부 반사(100% 반사)되는 현상이다.
따라서, 전자파 차단부((530)는 공진 리플렉터(500)의 외부의 굴절율(구체적으로, 공기의 굴절율 1)과 유사한 굴절율을 가질 수 있다. 바람직하게는, 전자파 차단부((530)는 굴절율 1.4의 산화규소(SiO2)로 이루어질 수 있다.
또한, 전자파 차단부((530)의 외면(공진 리플렉터(500)의 외부와 인접한 전자파 차단부((530) 일면)에는 요철이 형성될 수 있다.
요철은 평탄하지 않은 면으로써, 랜덤한 크기로 불규칙하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 요철은 단면이 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대 등 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게 뿔 형상을 포함한다.
전자파 차단부((530)의 외면에 요철이 형성됨에 따라, 무전극전구(600)에서 생성된 빛은 전자파 차단부((530)의 외면에서 전반사되어 재흡수되거나 산란되는 것이 방지될 수 있으므로, 광 추출 효율의 향상에 기여할 수 있다.
요철은 건식 식각, 또는 습식 식각의 방법으로 형성될 수 있다.
전자파 차단부((530)는 광투과공(511)들 중 적어도 일부에 위치될 수 있다. 즉, 전자파 차단부((530)는 다수의 광투과공(511)들 중 일부 또는 전부를 차단한다. 예를 들면, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 전자파 차단부((530)가 광투과공(511)들 중 일부에 위치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공진 리플렉터의 단면도이다.
도 6를 참조하면, 실시예의 공진 리플렉터(500A)는 도 4의 실시예와 비교하면, 전자파 차단부((530)의 배치와, 반사부(520A)의 형상과, 전면유리(540)를 더 포함하는 차이점을 가진다.
전자파 차단부((530)는 투광커버(510)의 전면(全面)을 커버한다.
예를 들면, 전자파 차단부((530)는 광투과공(511)의 전체를 커버하게 배치될 수 있다.
다른 예를 들면, 투광커버(510)는 전자파 차단부((530)에 매몰될 수 있다.
또한, 전자파 차단부((530)의 두께는 투광커버(510)의 두께와 다를 수도 있고 같을 수도 있다.
반사부(520)는 후방단이 닫힌 형상을 가질 수 있다. 다만, 반사부(520)의 후방단에는 도파관(400)의 출구(430)와, 모터(M)는 회전축(620)에 대응되는 홀(525,527)이 형성될 수 있다.
반사부(520)의 후방단의 대부분이 닫힌 형상을 가지므로, 별도로 케이싱(100)의 외면 또는 도파관(400)의 일면에 코팅이 필요치 않게 된다.
전면유리(540)는 반사부(520)의 전방을 커버하여, 반사부(520)의 내부를 보호하고, 무전극전구(600)에서 생성된 빛은 투과한다.
예를 들면, 전면유리(540)는 반사부(520)의 전방개구(521)를 커버할 수 있다. 구체적으로, 전면유리(540)의 테두리는 반사부(520)의 플랜지(590)에 결합될 수 있다.
구체적으로, 전면유리(540)는 투광커버(510)와 대응되는 형상과 크기를 가질 수 있다.
더욱 구체적으로, 전면유리(540)는 투광커버(510)의 전면 또는 후면에 본딩될 수 있다.
전면유리(540)는 일정한 강도를 가져서, 본딩된 투광커버(510)를 보호할 수 있다.
이때, 전자파 차단부(530)의 유전체는 유리와 유사한 굴절율을 가지는 SiO2(산화규소)가 사용되어서, 전자파 차단부(530)와 전면유리(540)의 계면에서 발생하는 전반사를 줄이는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공진 리플렉터의 일부 단면도이다.
도 7을 참고하면, 실시예에 따른 공진 리플렉터(500B)는 도 6의 실시예와 비교하면, 전면유리(540)의 배치에 차이점을 가진다.
실시예의 전면유리(540)는 투광커버(510)의 전방과 후방에 위치될 수 있다. 즉 투광커버(510)는 전면유리(540)에 의해 매몰될 수 있다.
투광커버(510)의 후방에 전면유리(540)가 위치되게 되면, 투광커버(510)를 플랜지(590)에 결합하기가 용이하고, 투광커버(510)의 전방에 전면유리(540)가 위치되게 되면, 외부의 충격에서 투광커버(510)를 보호할 수 있게 된다.
도 8을 참고하면, 실시예에 따른 공진 리플렉터(500C)는 도 5의 실시예와 비교하면, 전자파 차단부((530)와, 투광커버(510)의 형상에 차이점을 가진다.
투광커버(510)의 종단면에서 지그재그(zigzag) 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 투광커버(510)는 광축과 수직인 선에 대해 지그재그(zigzag)로 반복되는 경사를 가진다.
투광커버(510)가 이러한 경사를 가지면, 무전극전구(600)에서 투광커버(510)로 입사되는 광이 전반사될 확률이 줄어들게 된다.
종단면 상에서, 전자파 차단부((530)의 일부는 광축(Ax) 또는 광축과 수직인 선과 제1경사를 가지고, 전자파 차단부((530)의 다른 일부는 광축 또는 광축과 수직인 선과 제2경사를 가지며, 제1경사와 제2경사는 서로 반대로 기울어질 수 있다.
여기서, 전자파 차단부((530)의 경사는 전자파 차단부((530)의 외면 또는/및 내면의 경사를 의미할 것이다.
즉, 종단면 상에서, 전자파 차단부((530)는 지그재그(zigzag) 형상으로 형성될 수 있다.
전자파 차단부((530)가 이러한 경사를 가지면, 전자파 차단부((530)에서 공진 리플렉터(500)의 외부로 진행하는 빛이 전반사될 확률이 줄어들게 된다.
상기와 같은 무전극 조명기기(10)는 다음과 같이 동작된다.
고전압발생기(200)에 구동 신호를 입력하면, 그 고전압발생기(200)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 마그네트론(300)에 공급하고, 마그네트론(300)은 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성한다.
이 마이크로파는 마그네트론(300)의 안테나를 통해 그 마그네트론(300)의 외부로 방출되고, 이 방출된 마이크로파는 마그네트론(300)의 마이크로파 정합부재(미도시)에 의하여 임피던스 매칭을 이루면서 도파관(400)으로 안내된다.
도파관(400)으로 안내된 마이크로파는 그 도파관(400)의 도파공간(S)을 통해 공진 리플렉터(500) 내부로 안내되어 방사되고, 이 방사된 마이크로파에 의하여 공진 리플렉터(500) 내부에는 공진모드가 형성된다.
공진 리플렉터(500) 내부에 형성된 공진모드에 의하여 무전극전구(600) 내에 충전된 발광물질은 여기(exciting)되어 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발광하고, 이 빛은 공진 리플렉터(500)의 반사부(520)에 의해 하방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이다.
이때, 무전극전구(600)에서 생성된 빛은 전자파 차단부((530)를 투과하고, 마이크로파는 차단되게 된다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 무전극 조명기기
100: 케이싱
200: 고전압 발생기
300: 마그네트론
500: 공진 리플렉터

Claims (10)

  1. 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론;
    상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관;
    상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하고, 빛을 일방향으로 가이드하는 공진 리플렉터; 및
    상기 공진 리플렉터의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구를 포함하고,
    상기 공진 리플렉터는,
    도전성 물질을 포함하고, 상기 무전극전구에서 생성된 빛을 반사하는 반사부;
    상기 반사부의 전방을 커버하고, 도전성 물질로 이루어지고, 다수의 광투과공을 가지는 투광커버;
    상기 광투과공들 중 적어도 일부를 차폐하는 전자파 차단부; 및
    상기 반사부의 전방을 커버하는 전면유리를 포함하며,
    상기 전자파 차단부는 광은 투과시키고, 전자파의 투과를 억제하고,
    상기 투광커버는 상기 전자파 차단부에 매몰되며,
    상기 투광커버 및 상기 전자파 차단부는 상기 전면유리에 매몰되는 무전극 조명기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차단부는 유전체를 포함하는 무전극 조명기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체는,
    SiO2, TiO2, Y2O3, ZrO2, MgO, Al2O3 및 Ta2O5 중 어느 하나를 포함하는 무전극 조명기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전자파 차단부는, 상기 투광커버의 전면(全面)을 커버하는 무전극 조명기기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전자파 차단부의 외면에는 요철이 형성되는 무전극 조명기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사부는,
    내부에 상기 무전극전구가 위치되는 공간을 형성하고, 전방이 개구되며, 전방으로 진행될수록 직경이 증가되는 원기둥 형상인 무전극 조명기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반사부의 내면은 Ag, Ag합금, Al 및 Al합금 중 어느 하나로 코팅되는 무전극 조명기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투광커버는 메시(Mesh) 형상으로 형성되는 무전극 조명기기.



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