KR102266236B1 - 내부 편향 배기 - Google Patents

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KR102266236B1
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가쓰 엘리아슨
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포세온 테크날러지 인코퍼레이티드
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Abstract

조명 모듈로부터 멀리 소산된 열 및/또는 가열된 공기를 효율적으로 지향시키기 위한 조명 모듈 및 관련 구성요소들에 대한 방법들 및 시스템들이 제공된다. 디플렉터들은 종종, 고체 상태 광 방출기들로부터 멀리 열을 퍼넬링하고 큐어링 표면으로부터 멀리 기류를 채널링하기 위해 이용되지만, 제한된 기류의 리스크는 방출기 출력에 부정적으로 영향을 미칠 뿐만 아니라 방출된 광이 지향되는 공작물의 큐어링 프로세스를 방해할 수 있다. 열을 효율적으로 제거할 뿐만 아니라 조명 모듈의 형상 또는 큐어링 프로세스를 방해하지 않기 위해, 가열된 공기를 방출 광 방향으로부터 떨어진 편향 방향으로 안내하기 위한 조명 모듈의 하우징 내부로 연장되는 루버 배기구들이 제공된다.

Description

내부 편향 배기{INTERNAL DEFLECTION VENTING}
본 발명은 내부 편향 배기에 관한 것이다.
발광 다이오드들(LED들) 및 레이저 다이오드들과 같은 고체 상태 광 방출기들은, 자외선(UV) 큐어링 프로세스들과 같은 큐어링 프로세스들 동안 더 많은 종래의 아크 램프들을 이용하는 것에 비해 몇몇 이점들을 갖는다. 고체 상태 광 방출기들은 일반적으로, 종래의 아크 램프들보다, 더 적은 전력을 이용하고, 더 적은 열을 발생시키고, 더 높은 품질의 큐어를 생성하고, 더 높은 신뢰도를 갖는다. 고체 상태 광 방출기들은 이러한 아크 램프의 대응부들보다 더 적은 열을 방출하지만, 고체 상태 광 방출기들로부터 방출되는 온도들은 여전히 매우 높을 수 있고, 이용 동안 고체 상태 광 방출기들의 과열을 초래할 수 있고, 시간이 지남에 따라 고체 상태 광 방출기들의 구성요소들에 손상을 입힐 수 있다. 과열 및 고체 상태 광 방출기들의 구성요소들에 대한 손상은 복구를 위한 가동중지 및 수익 손실을 초래할 수 있다.
몇몇 고체 상태 광 방출기들은, 고체 상태 광 방출기가 광을 방출하는 경우 발생되는 열의 일부를 제거하기 위해 냉각 시스템들을 통합한다. 종종, 이러한 냉각 시스템들은, 고체 상태 광 방출기들에 의해 발생된 열을, 개구부들 또는 하우징의 다른 열 배출구들을 통해 하우징으로부터 제거하는 것을 돕는 하나 이상의 열 싱크들을 포함하고, 개구부들 또는 다른 열 배출구들은 하우징으로부터 공기가 빠져 나가게 한다. 하우징의 이러한 개구부들 또는 열 배출구들은 일반적으로, 큐어링 프로세스가 발생하는 매체 근처에 위치되고, 공기가 매체 상으로 빠져 나가게 할 수 있는데, 이것은 큐어링 프로세스를 방해할 수 있고, 제조 비용을 증가시키며 품질 및 효율을 감소시킬 수 있다.
외부 공기 디플렉터들은, 고체 상태 광 방출기들로부터 멀리 열을 효과적으로 퍼넬링(funnel)하고 큐어링 표면으로부터 멀리 기류를 채널링하기 위해 이용되어 왔다. 디플렉터는, 하우징에 고정되고, 열 배출구의 일부 부분 아래에서 연장되도록 위치될 수 있고, 디플렉터는 기류 및 불필요한 열을 하우징으로부터 멀리 안내한다. 그러나, 외부 디플렉터로 인한 제한된 기류는, 디플렉터가 열 탈출을 차단할 수 있어서 고체 상태 광 방출기 출력에 부정적으로 영향을 미칠 수 있고, 열 싱크의 온도를 상승시킬 수 있고, LED 효율을 낮출 수 있다. 게다가, 조명 모듈에 대한 하우징의 외부에 배치되는 디플렉터는, 하우징을 크게 하고 그리고/또는 특정 큐어링 시스템에 도움이 되지 않는 불편한 형상을 생성할 수 있다. 이러한 확대된 포맷은, 조명 모듈을 기존의 시스템들에 통합, 피팅 또는 배열하는 것에 대한 문제들을 초래할 수 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하는 것이다.
전술된 문제들을 적어도 부분적으로 처리할 수 있는 하나의 접근법은, 열 싱크에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 커플링되는 발광 요소들의 어레이, 및 복수의 열 배출구들을 갖는 하우징을 포함하는 조명 모듈을 포함한다. 열 배출구들은 루버(louvered) 배기구에 의해 덮힐 수 있다. 예를 들어, 루버 배기구는, 발광 요소들의 어레이가 광을 방출하는 방향의 반대 방향으로 하우징으로부터 멀리 기류 및 불필요한 열을 안내할 수 있다.
이러한 방식으로, 조명 모듈로부터 빠져 나가는 열에 의한, 매체에서의 큐어링 프로세스의 방해는 실질적으로 감소되어, 큐어링 프로세스의 신뢰도를 증가시키고, 제조 비용을 감소시키고, 품질 및 효율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 루버 배기구들은, 하우징을 포함하는 재료로부터 관통될 수 있고, 하우징의 외측 평면을 넘어서 밖으로 연장되지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 추가적인 구성요소들의 제조 및 비용은 절감될 수 있고, 조명 모듈의 형상 및 크기는 실질적으로 불변으로 유지될 수 있다.
상기 개요는, 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공됨을 이해할 것이다. 개요는, 청구된 요지의 핵심적이거나 필수적인 특징들을 식별시키기 위한 것으로 의도되지 않고, 청구된 요지의 범위는, 상세한 설명에 후속하는 청구항들에 의해 고유하게 정의된다. 게다가, 청구된 요지는, 앞서 언급되거나 본 개시의 임의의 부분에서 언급되는 어떠한 단점들을 해결하는 구현들로 제한되는 것은 아니다.
도 1은, 루버 배기구들을 갖는 예시적인 조명 모듈의 전면 사시도를 도시한다.
도 2는, 도 1에 도시된 루버 배기구들을 갖는 예시적인 조명 모듈의 후면 사시도를 도시한다.
도 3은, 도 1에 도시된 예시적인 조명 모듈의 측면도를 도시한다.
도 4는, 예시적인 루버 배기구들 및 루버 배기구가 고정되는 조명 모듈 부분의 부분 분해도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는, 루버 배기구들을 포함하는 조명 모듈 하우징의 최상부 표면의 하부측 도면들을 도시한다.
도 6은, 열 싱크에 인접한 열 배출구들 및 루버 배기구들을 갖는 예시적인 조명 모듈의 부분 단면 평면도를 도시한다.
도 7은, 도 1에 도시된 조명 모듈을 이용하여 큐어링가능한 공작물 표면을 조사하는 예시적인 방법에 대한 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 8은, 조명 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
본 설명은, 발광 요소들의 어레이로부터 발생된 열을 소산시키기 위한 열 싱크, 및 방출 광 방향으로부터 떨어진 편향 방향으로 조명 모듈로부터 멀리 기류 및 소산된 열을 안내하기 위한 루버 배기구들을 포함하는 조명 모듈에 관한 것이다. 도 1 및 도 2는, 조명 모듈로부터 멀리 기류 및 불필요한 열을 안내하기 위한 루버 배기구들을 포함하는 예시적인 조명 모듈의 전면 및 후면 사시도들이다. 도 3은, 조명 모듈로부터 멀리, 가열된 공기의 편향 방향을 도시하는 조명 모듈의 측면도를 도시한다. 도 4는, 본 개시의 루버 배기구들을 갖는 조명 모듈을 포함하는 구성요소들의 부분 분해도를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는, 루버 배기구들을 포함하는 조명 모듈 하우징의 최상부 표면을 도시한다. 루버 배기구들은, 도 6에 도시된 바와 같이 열 싱크에 인접하게 위치될 수 있다. 도 4 내지 도 6은, 축척대로 도시되지만, 다른 적절한 스케일들이 이용될 수 있음이 인식된다. 조명 모듈을 이용하여, 큐어링가능한 공작물 표면을 조사하는 방법이 도 7에 도시된다. 마지막으로, 도 8은 조명 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 1 및 도 2는, 하우징(102), 발광 요소들(104)의 어레이 및 복수의 열 배출구들(106)을 포함하는 조명 모듈(100)을 도시한다. 하우징(102)은 이 예에서는 직사각형 박스-형상 구조이지만, 도 1 내지 도 2에 도시된 예시적인 하우징은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 하우징(102)은 다른 조명 모듈 구성들에서는 임의의 다른 적절한 크기 및 형상일 수 있다. 하우징(102)은, 발광 요소들(104)의 어레이를 하우징하기 위한 보호 구조이고, 임의의 적절한 보호 재료들을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2의 하우징(102)은 전면 표면(108), 후면 표면(110), 2개의 대향하는 측면 표면들(112, 114), 최상부 표면(116) 및 바닥부 표면(미도시)을 갖는다. 전면 표면(108)은, 발광 요소들(104)의 어레이가 광을 방출하는 윈도우(118)를 포함한다. 윈도우(118)는, 다른 구성들에서는 하우징(102)의 다른 적절한 표면 상에 위치될 수 있다. 윈도우(118)는, 유리, 플라스틱, 또는 발광 요소들로부터의 광을 투과 또는 포커싱하기에 적합한 다른 재료를 포함할 수 있다. 윈도우는, 도 1에 도시된 것과는 다른 구조적 구성들을 취할 수 있다. 다른 구조적 구성은 도 4 및 도 6의 예시적인 실시예에 도시된다.
조명 모듈(100)의 윈도우(118)는, 발광 요소들(104)의 어레이가, 큐어링가능한 공작물 표면과 같은 몇몇 타입의 광-큐어링가능 재료를 갖는 매체를 향하는 방출 광 방향(111)으로 광을 방출하도록 위치된다. 예를 들어, 조명 모듈(100)은 수직으로 위치되고, 페이퍼 또는 플라스틱과 같은 기판이 조명 모듈(100) 아래에 위치되어, 광이 방출되는 윈도우(118)를 갖는 조명 모듈(100)의 전면 표면(108)이 기판을 향한다. 광-큐어링가능한 재료의 큐어링가능한 공작물 표면은 기판 상에 위치되어, 광이 윈도우(118)를 통해 방출되는 경우, 방출된 광이 광-큐어링가능한 재료를 큐어링한다. 조명 모듈(100)은 몇몇 구성들에서는 매체에 대해 이동가능하고, 매체에 대해 광-큐어링 재료를 큐어링하기 위한 임의의 적절한 방향으로 조절가능할 수 있다. 발광 요소들(104)의 어레이는 발광 다이오드들(LED들)을 포함할 수 있다. 이러한 LED들은 일정 범위의 파장들로 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, LED들은, 10 내지 400 나노미터의 파장 범위의 자외선광 및 가시광을 방출할 수 있다. 다른 타입들의 디바이스들이 발광 다이오드들로 이용될 수 있고, 큐어링가능한 공작물 표면에 따라 상이한 파장 범위들의 광을 방출할 수 있다.
큐어링 프로세스 동안, 발광 요소들(104)의 어레이는, 요소들이 광을 방출하는 경우 상당량의 열을 발생시킬 수 있고, 열은 조명 모듈(100)을 손상시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 그리고 추후 더 상세히 설명되는 바와 같이, 조명 모듈(100)의 하나 이상의 열 싱크들(120)을 포함하는 것과 같은 다양한 열 관리 시스템들이, 이러한 프로세스 동안 발생되는 열을 제어하는 것을 돕기 위해 개발되어 왔다. 조명 모듈(100)에 포함된 하나 이상의 열 싱크들(120)은 종종 하우징(102) 내에서 발생되는 열을 소산시키기 위해 위치되어, 열은, 조명 모듈(100)의 하우징(102)의 하나 이상의 열 배출구들(106) 또는 다른 타입들의 개구부들을 통해 빠져 나갈 수 있다. 예를 들어, 열 싱크들(120)은 발광 요소들(104)의 어레이에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 커플링될 수 있다. 이러한 방식으로, 발광 요소들의 어레이에 의해 발생되는 열은 열 싱크들(120)을 통한 전도에 의해 그리고 열 싱크들(120)의 외부 표면들을 둘러싸는 공기로의 대류 및 방사에 의해 소산될 수 있다. 일례로, 열 싱크들(120)의 외측 표면은 피닝될(finned) 수 있고, 하나 이상의 상승된 핀(fin)들(123)(도 4에 도시됨)은 열 싱크들(120)의 외측 표면으로부터 연장된다. 핀들(123)은 열 싱크들의 외측 열 전달 표면적을 증가시키고, 평탄하고 피닝되지 않은 표면을 갖는 열 싱크의 경우에 비해 열 싱크들(120)로부터 열 소산을 증가시키는 것을 도울 수 있다.
게다가, 하나 이상의 열 배출구들(106)은 열 싱크들(120)에 인접하게 위치될 수 있고, 열 배출구들(106)은 하우징(102)의 최상부 표면(116)에 개구부들을 포함한다. 몇몇 예들에서, 열 싱크(들)(120)에 의해 소산되는 열을 포함하는 가열된 공기는 팬 또는 다른 배출 디바이스에 의해 열 배출구들(106)을 통해 빠져 나간다. 다른 구성들에서, 가열된 공기는, 팬 또는 임의의 다른 타입의 배출 디바이스의 이용없이 수동 방식으로 열 배출구들(106)을 통해 빠져 나간다. 조명 모듈(100)의 하우징(102)으로부터 열의 배출에 대한 참조는, 팬과 같은 배출 디바이스에 의한 열의 능동 배출, 및 열이 하우징(102)을 빠져 나가게 하는 임의의 타입의 보조 디바이스를 포함하지 않을 수 있는 열의 수동 배출 둘 모두를 포함한다. 열 배출구들(106)의 예들 및 예시적인 열 싱크(120)는 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된다.
열 싱크(들)(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(102) 내에서 발생되고 그 다음 하우징(102)의 최상부 표면(116) 상에 위치된 열 배출구들(106) 또는 다른 적절한 개구부들을 통해 하우징(102)을 빠져 나가는 따뜻하거나 뜨거운 공기를 소산시킨다. 몇몇 예들에서, 열 싱크(들)(120)는, 열 배출구들(106)로부터 이격되거나, 그에 인접하게 위치되거나 또는 그렇지 않으면 별개의 요소로 고려된다. 따뜻하거나 뜨거운 가열된 공기는 열 배출구들(106)을 통해 빠져 나간다. 열 배출구들(106) 및 편향 표면들(124)의 결합은 일련의 루버 배기구들(122)을 형성할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 루버 배기구들(122)이 없다면, 가열된 공기는, 하우징(102)의 전면 표면(108) 및 윈도우(118)를 향하는 것을 포함하는 하우징(102)으로부터의 다양한 방향들에서 빠져 나갈 수 있어서, 큐어링이 발생하는 매체를 향할 수 있다. 공기가, 큐어링이 발생하는 매체 방향으로 빠져 나가는 것이 허용되는 경우, 이는 큐어링 프로세스를 방해할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 루버 배기구들(122)은, 큐어링이 발생하는 매체로부터 떨어진 방향으로 하우징(102)으로부터 멀리 가열된 공기를 안내한다. 이러한 예들에서, 루버 배기구들(122)은, 광이 방출 광 방향(111)에서 방출되는 윈도우(118)로부터 떨어진 편향 방향으로, 하우징(102)으로부터 멀리 기류 및 불필요한 열을 안내한다. 따라서, 매체는 윈도우(118)에 인접하거나 그렇지 않으면 가까이에 위치되기 때문에, 열은 매체로부터 떨어져 빠져 나간다. 이러한 방식으로, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 표면(108)의 윈도우(118) 가까이에 열 배출구들이 존재하더라도, 가열된 공기에 의한 큐어링 공작물 표면에 대한 방해들은, 루버 배기구들(122)을 통해 가열된 공기를 지향시킴으로써 실질적으로 감소될 수 있다.
도 2를 참조하면, 조명 모듈(100)은, 그 후면 표면(110) 상에 공기 흡입구(103)를 더 포함할 수 있고, 공기 흡입구(103)는, 조명 모듈에 공기를 대류 순환시키기 위한 하우징의 하나 이상의 개구부들을 포함한다. 게다가, 조명 모듈(100)은 또한, 흡입구 커버 플레이트(105)를 포함할 수 있다. 흡입구 커버 플레이트(105)는, 흡입 공기를 하우징(102)으로 안내하기 위한 하나 이상의 공기 흡입구(103)를 정의할 수 있다. 흡입구 커버 플레이트는 하우징(102)의 후면 표면(110)을 포함할 수 있다. 예들로, 흡입 공기는, 팬(미도시)을 통해 능동적으로 또는 자연적 대류를 통해 수동적으로 하우징(102)으로 대류 순환될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 팬 방향은 반전될 수 있고, 공기는 후면 표면(110)을 통해 빠져 나가 조명 모듈 하우징 외부로 대류 순환될 수 있다. 하우징(102)의 후면 표면(110)은 전기적 또는 다른 입력부들을 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 후면 표면(110)은, 내부 팬들(미도시)로의 공기 액세스를 허용하는 개방된 격자를 포함할 수 있다. 게다가, 본 개시의 범위 내를 유지하면서 공기 흡입구(103)의 상이한 패턴들 및 위치가 가능하다.
도 3은, 도 1의 예시적인 조명 모듈의 측면도를 도시한다. 화살표(127)로 도시된 바와 같이, 공기는 후면 표면(110)의 공기 흡입구들(103)을 통해 조명 모듈(100)에 진입할 수 있다. 그 다음, 조명 모듈 내에서, 공기는 열 싱크들(120)에 걸쳐 흘러, 발광 요소들의 어레이로부터 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 열 싱크(120)는 하우징(102) 내부에 위치되지만, 열 싱크(120)가 하우징 내부에 위치된 것을 도시하기 위해 도 3에서는 파선 윤곽으로 도시된다. 그 다음, 가열된 공기는 열 배출구들(106)을 통해 조명 모듈을 빠져 나간다. 하우징(102)의 최상부 표면(116)은 실질적으로 평탄할 수 있는데, 이는, 루버 배기구들(122)의 편향 표면(124)이 하우징(102)의 내부 공간으로 관통되어, 하우징의 외측 형상을 실질적으로 불변으로 유지하기 때문이다. 하우징(102)의 이러한 일반적으로 직사각형 외측 형상은, 조명 모듈(100)을 기존의 시스템들에 부착 또는 정렬시키는 용이성을 허용할 수 있다.
루버 배기구들(122)은, 가열된 공기를, 조명 모듈(100)의 하우징(102)으로부터 멀리, 윈도우(118)로부터 대략 180° 떨어진 방향으로, 본질적으로는, 도 3의 화살표(129)로 도시된 바와 같이 방출된 광(111)의 방향에 정반대 방향으로 안내할 수 있다. 이러한 구성은, 공기의 최소한의 양이 큐어링 프로세스를 방해하게 하는데, 그 이유는, 기류 경로가, 조명 모듈(100)의 전면 표면(108) 상의 윈도우(118)를 통한 방출 광 방향(111)의 반대 방향, 및 그에 따라 큐어링 프로세스가 발생하는 매체로부터 떨어진 방향으로 공기를 지향시키기 때문이다. 그러나, 대안적인 예들에서, 루버 배기구들(122)은, 윈도우(118)를 통한 방출 광 방향(111)에 대해 적어도 90°의 각을 이루는 방향으로 공기 및 불필요한 열을 안내할 수 있고, 다른 예들에서, 루버 배기구들은, 윈도우(118)를 통한 방출 광 방향(111)에 대해 적어도 120°의 각을 이루는 방향으로 공기 및 불필요한 열을 안내할 수 있다. 본 개시의 범주 내를 유지하면서 다른 각도들이 가능할 수 있다.
다른 실시예에서, 루버 배기구들(122)을 통한 기류는, 공기를 흡입하는 것과 반대로 후면 표면(110)으로 공기를 밀어내는 반대 방향으로 구동하는 팬들에 의해 후면 표면(110)을 통해 배기되는 흡입 공기일 수 있다. 이러한 실시예에서, 루버 배기구들(122)을 통한 기류의 방향은, 도 3의 129에 표시된 방향과 반대일 것이다. 게다가, 반대 기류의 경우, 공기 흡입구들(103)을 통한 기류의 방향은 또한 127에 표시된 방향과 반대일 것이다.
루버 배기구들(122)은, 조명 모듈(100)의 하우징(102)으로부터 멀리 기류 및 불필요한 열을 안내하는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 루버 배기구들(122)은, 조명 모듈(100)의 내측에서 외측으로 연장되는 형태의 편향 표면을 포함할 수 있다. 즉, 편향 표면은, 최상부 표면(116)으로부터 바닥부 표면 방향으로 연장할 수 있고, 전면표면(108)의 방향에서 또한 각을 이룰 수 있다. 루버 배기구들 각각은 편향 표면(124)을 포함할 수 있고, 편향 표면은, 윈도우(118)를 향해 대각 방향으로 그리고 열 싱크(120)를 향해 아래로, 하우징(102)의 최상부 표면(116)의 평면으로부터 내부로 연장된다. 앞서 제시된 바와 같이, 루버 배기구들(122)은, 하나 이상의 편향 표면들(124)의 고체 재료, 및 화살표(129)로 표시된 바와 같이 조명 모듈(100) 밖으로 공기가 흐를 수 있는 재료의 결핍을 정의하는 열 배출구들(106) 둘 모두를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 도 3에 도시된다.
도 1 내지 도 3에서, 조명 모듈(100)은, 4개의 열 배출구들(106), 및 이들 각각의 열 배출구들(106)로부터의 열을 지향시키는 4개의 대응하는 루버 배기구들(122)을 포함한다. 이 예에서, 루버 배기구들(122)은 각각의 열 배출구(106) 아래에서 연장되도록 위치된다. 그러나, 대안적인 구성들에서, 루버 배기구들의 수는 변할 수 있다. 루버 배기구들은 하우징(102)의 최상부 표면(116)의 더 큰 범위를 따라 연장될 수 있다. 루버 배기구들은 상이한 형상 또는 치수들을 더 포함할 수 있거나, 하우징의 측면들(112 및 114)로부터 다수의 세그먼트들에서 연장될 수 있어서, 짧은 관통되지 않은 세그먼트가 루버 배기구들의 길이를 따라 전면 표면(108)으로부터 후면 표면(110)으로 연장될 수 있다. 이러한 실시예는, 루버 배기구들을 통한 기류와 실질적으로 간섭함이 없이 조명 모듈(100)의 하우징(102)에 대한 추가적인 구조적 지지를 제공할 수 있다.
게다가, 열 배출구들(106)은 임의의 절절한 배열로 조명 모듈(100)의 하우징(102)의 임의의 표면 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 열 배출구들(106) 및 대응하는 루버 배기구들(122)은 하우징(102)의 전면 표면(108), 후면 표면(110), 2개의 대향하는 측면 표면들(112, 114), 최상부 표면(116) 및 바닥부 표면(미도시) 상에 배치될 수 있다. 일례로, 대응하는 루버 배기구들(122)과 쌍을 이루는 열 배출구들(106)은, 발광 요소들(104)의 어레이에 매우 가까이 배치될 수 있는데, 그 이유는, 루버 배기구들(122)이 매체 또는 큐어링가능한 공작물 표면 및 방출 광 방향으로부터 멀리 공기 및 불필요한 열을 안내하는 것을 돕기 때문이다. 따라서, 이러한 구성은, 소산되는 열에 의해 유발되는 큐어링가능한 공작물 표면에 대한 방해를 감소시킬 수 있다. 게다가, 열 배출구들(106)을 발광 요소들(104)의 어레이에 매우 근접하게 배치함으로써, 발광 요소들의 어레이로부터 발생된 열은 더 편리하게 소산될 수 있는데, 이는, 열 배출구들(106)이 발광 요소들의 어레이로부터 더 멀리 위치되는 경우에 비해, 열이 더 짧은 거리에 걸친 소산을 통해 제거될 수 있기 때문이다.
루버 배기구들(122)을 따른 열 배출구들(106)은, 발광 요소들(104)의 어레이가 이용 동안 열을 발생시키는 경우, 열 싱크들(120)로부터 열을 가장 효과적으로 소산시키고 하우징(102)으로부터 열 및 공기를 빠져 나가게 하도록 배열될 수 있다. 몇몇 예들에서, 하우징 내에서 발생된 열을 소산시키기 위해 하우징(102) 내에 하나의 열 싱크(120)가 위치되고, 그 다음, 소산된 열은 발광 요소들(104)의 이용 동안 열 배출구들(106)을 통해 열 싱크(120)를 경유하여 빠져 나갈 수 있다.
도 4는, 최상부 표면(116) 내의 루버 배기구들(122), 및 최상부 표면(116)이 고정되는 조명 모듈(100) 부분에 대한 부분 분해도를 도시한다. 최상부 표면(116)은, 일례로 단일 피스의 시트 금속으로부터 생성될 수 있다. 최상부 표면(116)은, 에지들이 코너들(140)을 형성하기 위해 휘어지도록 형성될 수 있다. 이러한 코너들은 하우징(102)의 측면들(114 및 112)(미도시)에 대한 부착점들로 기능할 수 있다. 게다가, 코너들은 측면들 자체의 일부로 기능할 수 있다. 추가적으로, 루버 배기구들(122)은 최상부 표면(116)을 형성하는 미처리 재료로부터 관통될 수 있다.
윈도우(118)는, 일 측면(112)으로부터 조명 모듈(100)의 하우징(102)을 완전히 가로질러 반대 측면(114)까지 연장될 수 있다. 윈도우(118)의 이러한 실시예에서, 끊김없는 세장형 광원을 형성하기 위해 다수의 조명 모듈 유닛들을 나란히 배치하는 것이 가능할 수 있다. 연장된 긴 큐어링가능한 공작물 표면의 예에서, 이러한 실시예가 유리할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 루버 배기구들(122)이 하우징(102)의 측면들(112 및 114) 상의 특징부들이고, 윈도우(118)는 최상부 표면(116)으로부터 바닥부 표면까지 완전히 연장될 수 있어서, 연장된 발광 표면을 형성하도록 최상부에서 바닥부까지의 방식으로 다수의 조명 모듈 유닛들이 적층될 수 있는 반대 배향이 가능할 수 있다.
게다가, 측면(112)으로부터 측면(114)까지 조명 모듈(100)의 폭을 연장시키는 장착 피스(126)가 도시된다. 장착 피스(126)는, 하우징(102)의 전면 표면(108)과 최상부 표면(116) 사이에 부착점을 제공할 수 있다. 장착 피스(126)는, 열 싱크(120)로부터 대류 순환된 공기가 전면 표면(108)과 최상부 표면(116) 사이의 틈을 통해 공작물 표면 상으로 대류 순환되지 않을 수 있도록 기밀 밀봉을 제공할 수 있다. 최상부 표면(116)(통합 코너들(140)을 포함함)과 전면 표면(108) 사이의 고정된 구조적 부착을 제공하기 위해, 다양한 인덴트들 및 릿지들(155)을 갖는 장착 피스(126)가 도 4에 도시된 바와 같이 형상화될 수 있다.
장착 피스(126)는, 균등한 배기구가 다른 배기구들과 대칭으로 생성되는 한편, 이와 동시에, 최상부 표면(116)과 전면 표면(108), 어레이 및 나머지 하우징 부분들 사이의 구조적 부착 및 연결을 가능하게 하도록, 루버 배기구들과 평행하게 각을 이루는 각진 후면을 가질 수 있다. 장착 피스(126)는, 장착 피스가 열 싱크(120)의 최상부 표면과 실질적으로 평행하도록 열 싱크(120)의 최상부 상에 위치될 수 있다. 게다가, 조명 모듈(100)이, 포함된 장착 피스(126)로 조립되는 경우, 장착 피스는 열 싱크(120)의 전면 표면(108), 최상부 표면(116), 측면 표면(112), 측면 표면(114) 및/또는 최상부 표면과 직접 접촉할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 장착 피스(126)는 또한, 하우징(102) 내에 장착 피스를 고정시키기 위한 몇몇 홀들(156)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 장착 피스(126)는 하우징(102)의 구조적 부착 둘 모두를 제공하고, 또한 배기구들(122)의 나머지에 추가적인 루버 배기구를 제공하기 위해 각을 이룰 수 있다. 루버 배기구들(122)의 각과 유사한 각으로, 장착 피스(126)는, 발광 요소들(104)에 의해 발생된 하우징(102)으로부터의 가열된 공기를 편향 방향으로 하우징(102) 외부로 제거하는데 기여할 수 있다.
이제 도 5a를 참조하면, 하우징(102)의 최상부 표면(116)을 형성하는 예시적인 구성요소의 하부측이 도시된다. 코너들(140)은, 최상부 표면(116)에 직각(실질적으로 90°)으로 위치되는 것으로 도시될 수 있다. 루버 배기구들(122)의 편향 표면들(124)은, 최상부 표면(116)이 하우징(102)의 나머지에 부착되는 경우 하우징(102)의 내부 공간이 될 부분까지 연장된다. 루버 배기구들의 선단 에지(128)는 편향 표면들(124)과 동일한 방향으로 연장되지만, 선단 에지는 또한 장착 피스(126)(도 4에 도시됨)와 기밀한 틈을 형성할 수 있다.
도 5b는 도 5a의 일부에 대한 더 확대된 도면을 도시한다. 편향 표면(124)의 폭(125)은 열 배출구들(106)의 폭(131)보다 작거나 그와 동일한데, 이는, 편향 표면들이, 하우징(102)의 최상부 표면(116)을 형성하는 미처리 재료로부터 루버 배기구들의 편향 표면들을 관통, 압착 또는 그렇지 않으면 형성함으로써 형성될 수 있기 때문이다. 즉, 최상부 표면(116)은, 몇몇 기하학적 특징부들을 형성하도록 휘어지는 시트 금속의 연속적 피스로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 코너들(140)은, 원래의 평탄한 위치로부터, 최상부 표면(116)의 중앙 부분에 대해 실질적으로 90°인 위치들까지 휘어질 수 있다. 유사하게, 편향 표면들(124)은, 원래의 연속적인 최상부 표면(116)으로부터 부분적으로 절단되고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 각으로 휘어질 수 있다. 이러한 방식으로, 편향 표면들(124)은 고체 재료를 포함하는 한편, 편향 표면들(124)을 휨으로써 남겨진 빈 공간은 열 배출구들(106)로 라벨링된다.
선단 에지(128)는 또한 시트 금속의 연속적 피스의 원래 부분일 수 있고, 절단부들 및 휜 부분들은, 조명 모듈(100)이 조립되는 경우 (편향 표면들(124) 뿐만 아니라) 선단 에지(128)가 하우징(102)의 내부로 돌출되도록 수행된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 각각의 편향 표면(124)은 형상 및 크기에서 실질적으로 동일할 수 있는 한편, 다른 구성들이 가능함이 인식된다. 예를 들어, 편향 표면들(124)의 폭(125)은, 각각의 편향 표면이 선단 에지(128)로부터 멀어짐에 따라 점차 증가할 수 있다. 게다가, 조립의 용이함을 위해, 최상부 표면(116)을 형성하는 시트 금속으로 볼트 홀들(130)이 절단될 수 있다. 예들로 제공되는 접착, 네일링(nailing), 용접, 및 리벳팅과 같은, 하우징(102)의 구성요소들을 부착하는 다른 방법들이 가능하다.
이제 도 6을 참조하면, 조명 모듈(100)의 부분 단면도가 도시된다. 단면은, 측면(114)으로부터 관측될 때 측면들(112 및 114)에 평행하게 취해진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 루버 배기구들(122)은 열 배출구들(106)의 적어도 일부에 걸쳐 연장될 수 있고, 열 배출구들(106)은 열 싱크(120)에 인접하게 위치된다. 열 싱크(120)는 복수의 핀들(123)을 포함할 수 있고, 발광 요소들(미도시)의 어레이에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 커플링될 수 있다. 발광 요소들을 열 싱크(120)에 홀딩하기 위해 리플렉터 클램프(136)가 이용될 수 있다. 열 배출구들(106)의 폭(139)은, 열 배출구들을 분리시키는 최상부 표면(116)의 일부들의 폭(138)과 동일할 수 있다.
열 싱크(120)의 핀들(123)은, 핀들의 릿지들 및 그루브들이 하우징의 표면(108)으로부터 후면 표면(미도시)까지 연장되도록 배열될 수 있다. 즉, 열 싱크(120)의 핀들(123)은 하우징의 측면들(112 및 114)과 평행할 수 있다. 발광 요소들의 어레이는 방출 광 방향(111)에서 광을 방출할 수 있고, 루버 배기구들(122)은, 방출 광 방향(111)으로부터 적어도 90°인 편향 방향(129)으로 소산된 열 및/또는 가열된 공기를 안내할 수 있다.
장착 피스(126)가 또한 도 6에 도시되며, 여기서 장착 피스는 하우징(102)에 대한 구조적 지지를 제공하는 조립된 구성으로 도시된다. 장착 피스(126)의 오목부들 및 릿지들(155)은, 하우징(102)의 내부와 하우징의 외부 사이에 기밀 밀봉 뿐만 아니라 견고한 조립체를 형성하기 위해, 최상부 표면(116)의 탭들 및 다른 특징부들과 면-공유 접촉을 유지할 수 있는 것으로 도시될 수 있다. 게다가, 조명 모듈(100)의 조립체를 고정시키기 위해, 장착 피스(126)의 홀들(156) 뿐만 아니라 최상부 표면(116)의 홀들을 통해 패스너들(157)이 삽입될 수 있다. 일례에서, 패스너들(157)은 오직 장착 피스(126)로 스레딩될 수 있는 한편, 다른 예에서, 패스너들(157)은, 최상부 표면(116) 및 장착 피스를 열 싱크(120)에 고정시키기 위해 열 싱크(120)로 스레딩될 수 있다. 장착 피스(126)의 단부 표면들은 열 싱크(120)의 단부 표면들과 동일평면일 수 있다.
장착 피스(126)는 도 6에 도시된 바와 같은 단면 기하구조를 갖고, 여기서 수평 에지(137)는 최상부 표면(116)에 대해 실질적으로 평탄하다. 또한, 선단 에지(141)는 각을 이루어 수평 에지(137)로부터 최상부 표면(116)까지 연장된다. 선단 에지(141)는, 0°내지 90°의 범위의 각을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 선단 에지(141)는 도 6에 도시된 바와 같이 편향 표면들(124)과 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 선단 에지(141)는, 편향 표면들(124)과 동일한 각을 공유할 수 있다. 이러한 방식으로, 선단 에지(141)는, 열 싱크(120)로부터의 가열된 공기를 하우징(102)의 내부로부터 편향 방향(129)으로 추가로 안내한다. 일 기능으로, 장착 피스(126)는, 하우징(102)에 대한 구조적 지지를 제공하는 것을 도울 수 있고, 다른 구성요소들 중에서도, 최상부 표면(116), 전면 표면(108) 및 열 싱크(120) 사이의 연결을 제공할 수 있다. 추가적으로, 제 2 기능으로, 장착 피스(126)는, 다른 편향 표면들(124)과 유사한 방식으로 각진 선단 에지(141)에 의해 루버 배기구들(122)의 다른 편향 표면으로 동작할 수 있다. 이러한 관점에서, 선단 에지(141)는 전면 표면(108)에 가장 가까운 제 1 편향 표면이고, 선단 에지(141)는 루버 배기구들(122) 및 핀들(123)의 시작부보다 앞에 위치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 루버 배기구들(122)은 최상부 표면(116)에 포함되며, 여기서 각각의 루버 배기구는 4개의 열 배출구들(106) 및 4개의 편향 표면들(124)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 루버 배기구들(122)은, 열 싱크(120)의 단부를 넘어 전면 표면(108)으로부터 멀리 연장되지 않는다. 특히, 전면 표면(108)으로부터의 제 4 편향 표면(124)은 핀들(123)의 단부들에 근접할 수 있다. 즉, 루버 배기구들(122) 중 최후방 루버 배기구는, 열 싱크(120)의 후방 단부와 실질적으로 정렬된 자신의 편향 표면(124)을 가질 수 있다. 이러한 정렬은, 열 싱크(120)에 의해 배기되는 가열된 공기가 열 배출구들(106)을 탈출하도록 허용할 수 있다. 몇몇 구성들에서, 루버 배기구들(122)은, 후면 표면의 방향에서 열 싱크(120)의 후방 단부보다 더 멀리 연장되지 않을 수 있다. 편향 표면(124)과 열 싱크(120) 사이의 정렬의 이러한 구성으로, 하우징(102)으로 흐르는 공기는, 루버 배기구들(122)을 통해 하우징을 빠져 나가기 전에 열 싱크(120)로 지향될 수 있다. 추가적인 루버 배기구들(122)이 핀들(123)을 넘어 연장되면, 하우징(102)으로 흐르는 공기는 열 싱크(120)로부터의 열을 전달하기 전에 빠져 나갈 수 있고. 이는 열 교환 성능을 악화시킬 수 있다.
도 6에 도시된 본 구성에서, 흡입 공기의 실질적으로 전부는, 공기가 열 싱크(120)와 상호작용 전에 루버 배기구들(122)을 통해 탈출하게 함이 없이 핀들(123)을 통해 지향될 수 있고, 따라서 열 교환 효율을 증가시킨다. 추가적으로, 편향 표면들(124)은 핀들(123)과 매우 근접할 수 있어서, 편향 표면들과 핀들 사이에 작은 갭이 존재한다. 따라서, 흡입 공기는, 열 싱크(120)를 통해 재순환됨이 없이 핀들(123)을 통해 흐르고 열 배출구들(106)을 통해 바로 흘러 나갈 수 있다. 이러한 방식으로, 흡입 공기와 열 싱크(120) 사이의 열 교환은 조명 모듈(100)의 전반적 성능을 증가시키도록 최적화될 수 있다. 대안적으로, 핀들(123)과 편향 표면들(124) 사이에 큰 공간들이 존재하면, 공기는 핀들(123)의 최상부들을 따라 흐를 수 있고 전면 표면(108)으로부터 떨어져 재순환할 수 있다. 이러한 기류는 조명 모듈(100)의 열 교환 성능 및 효율을 감소시킬 수 있다.
또한 도 6에는, 큐어링가능한 공작물 표면(610)의 예가 도시된다. 조명 모듈(100)은, 윈도우(118)가 큐어링가능한 공작물 표면(610)을 향하도록 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 발광 요소들의 어레이로부터 방출 광 방향(111)으로 방출된 광은 큐어링가능한 공작물 표면(610)을 조사할 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 앞선 도면들의 조명 모듈(100)을 이용하여 큐어링가능한 공작물 표면을 조사하는 예시적인 방법(700)이 도시된다. 이해의 용이함을 위해, 도 1 내지 도 6의 라벨링된 구성요소들을 참조할 것이다. 방법(700)은, 조명 모듈이 큐어링가능한 공작물 표면에 대향하게 위치되는 710에서 시작한다. 예를 들어, 조명 모듈(100)은, 윈도우(118)가 큐어링가능한 공작물 표면을 향하도록 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 740에서 큐어링가능한 공작물 표면을 조사하기 위해 발광 요소들의 어레이로부터 방출 광 방향(111)으로 광이 방출될 수 있다. 다음으로, 750에서, 도 3의 방향(127)으로 도시된 바와 같이 공기 흡입구들(103)을 통해 공기가 능동적으로 또는 수동적으로 대류 순환될 수 있다. 그 다음, 대류 순환된 공기는 760에서 하우징(102)으로 그리고 하나 이상의 열 싱크들(120)에 걸쳐 전달된다. 발광 요소들(104)의 어레이로부터 발생된 열은 열 싱크들(120)로의 전도를 통해 소산되고, 그 다음, 열 싱크들(120)의 외측 표면에 걸쳐 대류 순환되는 공기로의 전도 및 방사에 의해 추가로 소산된다. 열 싱크들(120)이 피닝되면, 열 전달 영역 및 열 전달 소산율은, 열 싱크들(120)이 피닝되지 않은 경우에 비해 증가될 수 있다.
다음으로, 방법(700)은, 열 및/또는 가열된 공기가 열 배출구들(106)로부터 대류 순환되는 770으로 계속된다. 하우징(102)이, 적어도 부분적으로 열 배출구들(106)에 걸쳐 연장될 수 있는 루버 배기구들(122)을 포함하는 경우들에서, 가열된 공기는 780에서 (도 3에 도시된 바와 같이) 방출 광 방향(111)으로부터 떨어져 편향 방향(129)으로 편향될 수 있다. 일례로, 편향 방향(129)은 방출 광 방향으로부터 적어도 90°떨어져 있을 수 있다. 780의 완료 시에, 방법(700)은 종료된다.
이제 도 8을 참조하면, 조명 모듈(100)에 대한 조명 시스템(800)의 예시적인 구성에 대한 블록도가 도시된다. 일례에서, 조명 시스템(800)은, 발광 서브시스템(812), 제어기(814), 전원(816) 및 냉각 서브시스템(818)을 포함하는 조명 모듈(100)을 포함할 수 있다. 발광 서브시스템(812)은 복수의 반도체 디바이스들(819)을 포함할 수 있다. 복수의 반도체 디바이스들(819)은, 예를 들어, LED 디바이스들의 선형 또는 2차원 어레이와 같은 발광 요소들의 어레이(820)일 수 있다. 복수의 반도체 디바이스들(819)은 도 8의 화살표들로 표현되는 방사 출력(824)을 제공할 수 있다. 방사 출력(824)은, 방출 광 방향(111)에서, 조명 시스템(800)으로부터 고정된 평면에 위치된 공작물(826)로 지향될 수 있다.
방사 출력(824)은, 커플링 옵틱스(830)를 통해 공작물(826)로 지향될 수 있다. 커플링 옵틱스(830)는 이용되는 경우, 다양하게 구현될 수 있다. 예로, 커플링 옵틱스(830)는, 공작물(826)의 표면들로 방사 출력(824)을 지향시키기 위해, 반도체 디바이스들(819)과 윈도우(864) 사이에 개입되는 하나 이상의 층들, 재료들 또는 다른 구조들을 포함할 수 있다. 예로, 커플링 옵틱스(830)는, 방사 출력(824)의 수집, 응집 또는 시준을 향상시키거나, 그렇지 않으면 방사 출력의 품질 또는 유효량을 향상시키기 위한 마이크로-렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 다른 예로, 커플링 옵틱스(830)는 마이크로-리플렉터 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 마이크로-리플렉터 어레이의 이용 시에, 방사 출력(824)을 제공하는 각각의 반도체 디바이스(819)는 각각의 마이크로-리플렉터에 일대일 기반으로 배치될 수 있다. 다른 예로, 방사 출력(824)을 제공하는 반도체 디바이스들(819)의 선형 어레이(820)는 매크로-리플렉터들에 다대일 기반으로 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 커플링 옵틱스(830)는, 각각의 반도체 디바이스(819)가 각각의 마이크로-리플렉터에서 일대일 기반으로 배치되는 마이크로-리플렉터 어레이들, 및 반도체 디바이스들로부터의 방사 출력(824)의 양 및/또는 품질이 매크로-리플렉터들에 의해 추가로 향상되는 매크로-리플렉터들 둘 모두를 포함할 수 있다.
커플링 옵틱스(830)의 층들, 재료들 또는 다른 구조 각각은 선택된 굴절율을 가질 수 있다. 각각의 굴절율을 적절히 선택함으로써, 방사 출력(824)의 경로에 있는 층들, 재료들 및 다른 구조들 사이의 계면들에서의 반사는 선택적으로 제어될 수 있다. 예로, 반도체 디바이스들(819)과 공작물(826) 사이에 배치된, 예를 들어, 윈도우(864)와 같은 선택된 계면에서 이러한 굴절율들의 차이들을 제어함으로써, 그 계면에서의 반사는 감소 또는 증가되어, 공작물(826)로의 궁극적 전달을 위한 그 계면에서의 방사 출력(824)의 투과를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 커플링 옵틱스는 이색성 리플렉터를 포함할 수 있고, 이색성 리플렉터에서, 입사 광의 특정 파장들은 흡수되는 한편, 다른 파장들은 반사되고 공작물(826)의 표면에 포커싱된다.
커플링 옵틱스(830)는 다양한 목적들로 이용될 수 있다. 예시적인 목적들은, 무엇보다도, 반도체 디바이스들(819)을 보호하는 것, 냉각 서브시스템(818)과 연관된 냉각 유체를 유지하는 것, 방사 출력(824)을 수집, 응집 및/또는 시준하는 것, 또는 다른 목적들을, 단독으로 또는 조합하여 포함한다. 추가적인 예로, 조명 시스템(800)은, 특히 공작물(826)에 전달될 때 방사 출력(824)의 유효 품질, 균일성 또는 양을 향상시키기 위해 커플링 옵틱스(830)를 이용할 수 있다.
복수의 반도체 디바이스들(819) 중 몇몇 또는 전부는 제어기(814)에 데이터를 제공하기 위해 커플링 기기들(822)을 통해 제어기(814)에 커플링될 수 있다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 제어기(814)는 또한, 예를 들어, 커플링 기기들(822)을 통해 이러한 데이터-제공 반도체 디바이스들(819)을 제어하도록 구현될 수 있다. 제어기(814)는 또한, 전원(816) 및 냉각 서브시스템(818)에 접속될 수 있고, 이들을 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기(814)는, 공작물(826)에 조사되는 광의 이용가능한 폭을 증가시키기 위해, 선형 어레이(820)의 중앙 부분에 분포된 발광 요소들에는 더 큰 구동 전류를 공급하고, 선형 어레이(820)의 단부 부분들에 분포된 발광 요소들에는 더 작은 구동 전류를 공급할 수 있다. 아울러, 제어기(814)는 전원(816) 및 냉각 서브시스템(818)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 일례에서, 공작물(826) 표면의 하나 이상의 위치들에서의 조사는, 센서들에 의해 검출되고, 피드백 제어 방식으로 제어기(814)에 송신될 수 있다. 추가적인 예로, 제어기(814)는 다른 조명 시스템(도 8에는 미도시)의 제어기와 통신하여, 조명 시스템들 둘 모두의 제어를 조정할 수 있다. 예를 들어, 다수의 조명 시스템들의 제어기들(814)은, 제어기들 중 하나의 세트포인트가 다른 제어기의 출력에 의해 설정되는 마스터-슬레이브 캐스캐이딩 제어 알고리즘으로 동작할 수 있다. 다른 조명 시스템과 함께 조명 시스템(800)의 동작을 위한 다른 제어 전략들이 또한 이용될 수 있다. 다른 예로, 나란히 배열된 다수의 조명 시스템들에 대한 제어기들(814)은, 다수의 조명 시스템들에 걸쳐 조사되는 광의 균일성을 증가시키기 위해 동일한 방식으로 조명 시스템들을 제어할 수 있다.
전원(816), 냉각 서브시스템(818) 및 발광 서브시스템(812)에 추가하여, 제어기(814)는 또한, 내부 요소(832) 및 외부 요소(834)에 접속되고 이들을 제어하도록 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 요소(832)는 조명 시스템(800) 내부에 있을 수 있는 한편, 요소(834)는 도시된 바와 같이 조명 시스템(800)의 외부에 있을 수 있지만 공작물(826)과 연관될 수 있거나(예를 들어, 핸들링, 냉각 또는 다른 외부 장비), 또는 그렇지 않으면, 조명 시스템(800)이 지원하는 광반응(예를 들어, 큐어링)과 관련될 수 있다.
전원(816), 냉각 서브시스템(818), 발광 서브시스템(812) 및/또는 요소들(832 및 834) 중 하나 이상으로부터 제어기(814)에 의해 수신되는 데이터는 다양한 타입들일 수 있다. 예로, 데이터는, 커플링된 반도체 디바이스들(819)과 연관된 하나 이상의 특성들을 표현할 수 있다. 다른 예로, 데이터는, 데이터를 제공하는 각각의 발광 서브시스템(812), 전원(816), 냉각 서브시스템(818), 내부 요소(832) 및 외부 요소(834)와 연관되는 하나 이상의 특성들을 표현할 수 있다. 또 다른 예로, 데이터는, 공작물(826)과 연관된 하나 이상의 특성들을 표현(예를 들어, 공작물로 지향되는 방사 출력 에너지 또는 스펙트럼 성분(들)을 표현)할 수 있다. 아울러, 데이터는 이러한 특성들의 몇몇 조합을 표현할 수 있다.
제어기(814)는, 임의의 이러한 데이터의 수신 시에, 그 데이터에 응답하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 임의의 이러한 구성요소로부터의 이러한 데이터에 응답하여, 제어기(814)는, 전원(816), 냉각 서브시스템(818), 발광 서브시스템(812)(하나 이상의 이러한 커플링된 반도체 디바이스들을 포함함) 및/또는 요소들(32 및 34) 중 하나 이상을 제어하도록 구현될 수 있다. 예로, 광 에너지가 공작물(826)과 연관된 하나 이상의 포인트들에서 불충분함을 나타내는 발광 서브시스템(812)으로부터의 데이터에 응답하여, 제어기(814)는, (a) 반도체 디바이스들(819) 중 하나 이상에 전원의 전력 공급을 증가시키거나, (b) 냉각 서브시스템(818)을 통한 발광 서브시스템의 냉각을 증가시키거나 (예를 들어, 특정 발광 디바이스들은 냉각되면 더 큰 방사 출력을 제공함), (c) 이러한 디바이스들에 전력이 공급되는 시간을 증가시키거나, (d) 상기한 것들의 조합을 구현할 수 있다.
발광 서브시스템(812)의 개별적인 반도체 디바이스들(819)(예를 들어, LED 디바이스들)은 제어기(814)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어기(814)는, 제 1 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 하나 이상의 개별적인 LED 디바이스들의 제 1 그룹을 제어하는 한편, 상이한 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 하나 이상의 개별적인 LED 디바이스들의 제 2 그룹을 제어할 수 있다. 하나 이상의 개별적인 LED 디바이스들의 제 1 그룹은 반도체 디바이스들의 동일한 선형 어레이(820) 내에 있을 수 있거나, 다수의 조명 시스템들(800)로부터의 반도체 디바이스들(820)의 하나보다 많은 선형 어레이로부터의 것일 수 있다. 반도체 디바이스들(819)의 선형 어레이(820)는 또한, 다른 조명 시스템들의 반도체 디바이스들의 다른 선형 어레이들과는 독립적으로 제어기(814)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 1 선형 어레이의 반도체 디바이스들은 제 1 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 제어될 수 있는 한편, 다른 조명 시스템의 제 2 선형 어레이의 반도체 디바이스들은 제 2 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 제어될 수 있다.
추가적인 예로, (예를 들어, 특정 공작물, 광반응 및/또는 동작 조건들의 세트에 대한) 조건들의 제 1 세트 하에서, 제어기(814)는, 제 1 제어 전력을 구현하도록 조명 시스템(800)을 동작시킬 수 있는 한편, (예를 들어, 특정 공작물, 광반응 및/또는 동작 조건들의 세트에 대한) 조건들의 제 2 세트 하에서, 제어기(814)는 제 2 제어 전략을 구현하도록 조명 시스템(800)을 동작시킬 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 제어 전략은, 제 1 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 하나 이상의 개별적인 반도체 디바이스들(예를 들어, LED 디바이스들)의 제 1 그룹을 동작시키는 것을 포함할 수 있는 한편, 제 2 제어 전략은, 제 2 강도, 파장 등의 광을 방출하도록 하나 이상의 개별적인 LED 디바이스들의 제 2 그룹을 동작시키는 것을 포함할 수 있다. LED 디바이스들의 제 1 그룹은 제 2 그룹과 동일한 그룹의 LED 디바이스들일 수 있고, LED 디바이스들의 하나 이상의 어레이들에 걸쳐 있을 수 있거나, 제 2 그룹과는 상이한 그룹의 LED 디바이스들일 수 있지만, LED 디바이스들의 상이한 그룹은 제 2 그룹으로부터의 하나 이상의 LED 디바이스들의 서브세트를 포함할 수 있다.
냉각 서브시스템(818)은, 발광 서브시스템(812)의 열 동작을 관리하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 냉각 서브시스템(818)은 발광 서브시스템(812), 및 더 구체적으로는, 반도체 디바이스들(819)의 냉각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 냉각 서브시스템(818)은 공기 또는 다른 유체(예를 들어, 물) 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 냉각 서브시스템(818)은 또한, 반도체 디바이스들(819), 또는 이들의 선형 어레이(820) 또는 커플링 옵틱스(830)에 부착되는 냉각 핀들과 같은 냉각 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 서브시스템은 커플링 옵틱스(830)에 대해 냉각 공기를 송풍하는 것을 포함할 수 있고, 커플링 옵틱스(830)는 열 전달을 향상시키기 위해 외부 핀들을 구비한다. 냉각 서브시스템(818)은 하나 이상의 루버 배기구들(122) 및/또는 하나 이상의 공기 흡입구들(103)을 더 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 루버 배기구들(122)은, 방출 광 방향(111)으로부터 떨어진, 예를 들어, 방출 광 방향(111)으로부터 적어도 90°떨어진 편향 방향(129)으로 하우징(102)으로부터 멀리 소산된 열 및/또는 가열된 공기를 안내하는 것을 도울 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 공기 흡입구들(103)은 흡입 공기를 하우징(102)으로 안내하는 것을 도울 수 있고, 흡입 공기는 후속적으로, 방출 광 방향(111)으로부터 떨어지고 큐어링가능한 공작물 표면 또는 공작물(826)로부터 떨어진 편향 방향(129)으로 안내된다.
조명 시스템(800)은 다양한 애플리케이션들에 이용될 수 있다. 예들은, 제한 없이, 잉크 프린팅으로부터 DVD들의 제조 및 리소그래피까지의 범위의 큐어링 애플리케이션들을 포함한다. 조명 시스템(800)이 이용될 수 있는 애플리케이션들은 연관된 동작 파라미터들을 가질 수 있다. 즉, 애플리케이션은 다음과 같은 연관될 동작 파라미터들, 즉, 하나 이상의 시간 기간들에 걸쳐 인가되는, 하나 이상의 파장들에서, 방사 전력의 하나 이상의 레벨들의 제공을 가질 수 있다. 애플리케이션과 연관된 광반응을 적절히 달성하기 위해, 광 전력은, 하나의 또는 복수의 이러한 파라미터들 중 하나 이상의 미리 결정된 레벨들로 또는 그 위에서 (그리고/또는 특정 시간, 시간들 또는 시간들의 범위 동안) 공작물(826)에 또는 공작물(826) 근처에 전달될 수 있다.
의도된 애플리케이션의 파라미터들에 따르기 위해, 방사 출력(824)을 제공하는 반도체 디바이스들(819)은 애플리케이션의 파라미터들, 예를 들어, 온도, 스펙트럼 분포 및 방사 전력과 연관된 다양한 특성들에 따라 동작될 수 있다. 동시에, 반도체 디바이스들(819)은 특정 동작 규격들을 가질 수 있고, 특정 동작 규격들은 반도체 디바이스들의 제조와 연관될 수 있고, 특히, 디바이스들의 파괴를 방지하고 그리고/또는 악화를 미연에 방지하기 위해 준수될 수 있다. 조명 시스템(800)의 다른 구성요소들은 또한 연관된 동작 규격들을 가질 수 있다. 이러한 규격들은, 다른 파라미터 규격들 중에서도, 동작 온도들 및 인가되는 전기 전력에 대한 범위들(예를 들어, 최대값 및 최소값)을 포함할 수 있다.
따라서, 조명 시스템(800)은 애플리케이션의 파라미터들의 모니터링을 지원할 수 있다. 또한, 조명 시스템(800)은 반도체 디바이스들(819)의 (이들 각각의 특성들 및 규격들을 포함하는) 모니터링을 제공할 수 있다. 아울러, 조명 시스템(800)은 또한, 조명 시스템(800)의 선택된 다른 구성요소들의 (그 특성들 및 규격들을 포함하는) 모니터링을 제공할 수 있다.
이러한 모니터링을 제공하는 것은, 시스템의 적절한 동작의 검증을 가능하게 하여, 조명 시스템(800)의 동작은 신뢰가능하게 평가될 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템(800)은, 애플리케이션의 파라미터들(예를 들어, 온도, 스펙트럼 분포, 방사 전력 등), 이러한 파라미터들과 연관된 임의의 구성요소의 특성들, 및/또는 임의의 구성요소의 각각의 동작 규격들 중 하나 이상에 대해 적절히 동작할 수 있다. 모니터링의 제공은, 시스템의 구성요소들 중 하나 이상으로부터 제어기(814)에 의해 수신되는 데이터에 따라 응답 및 수행될 수 있다.
모니터링은 또한 시스템의 동작의 제어를 지원할 수 있다. 예를 들어, 제어 전략이 제어기(814)를 통해 구현될 수 있고, 제어기(814)는 하나 이상의 시스템 구성요소들로부터 데이터를 수신하고 데이터에 응답한다. 이러한 제어 전략은, 앞서 설명된 바와 같이, 직접적으로 (예를 들어, 구성요소 동작에 관한 데이터에 기초하여 그 구성요소로 지향되는 제어 신호들을 통해 구성요소를 제어함으로써), 또는 간접적으로 (예를 들어, 다른 구성요소들의 동작을 조절하기 위해 지향되는 제어 신호들을 통해 구성요소의 동작을 제어함으로써) 구현될 수 있다. 예로, 반도체 디바이스의 방사 출력은, 간접적으로, 발광 서브시스템(812)에 인가되는 전력을 조절하는 전원(816)으로 지향되는 제어 신호들을 통해 그리고/또는 발광 서브시스템(812)에 인가되는 냉각을 조절하는 냉각 서브시스템(818)으로 지향되는 제어 신호들을 통해 조절될 수 있다.
제어 전략들은, 시스템의 적절한 동작 및/또는 애플리케이션의 성능을 인에이블하고 그리고/향상시키기 위해 이용될 수 있다. 더 특정한 예에서, 제어는, 예를 들어, 반도체 디바이스들(819)을 이들의 규격을 넘어 가열하는 것을 방지하는 한편, 예를 들어, 애플리케이션의 광반응을 수행하기 위해 공작물(826)에 충분한 방사 에너지를 지향시키기 위해, 선형 어레이들의 방사 출력과 선형 어레이의 동작 온도 사이의 균형을 인에이블 및/또는 향상시키기 위해 이용될 수 있다.
몇몇 애플리케이션들에서, 높은 방사 전력이 공작물(826)에 전달될 수 있다. 따라서, 발광 서브시스템(812)은 발광 반도체 디바이스들(819)의 선형 어레이(820)를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 발광 서브시스템(812)은 고밀도 발광 다이오드(LED) 어레이를 이용하여 구현될 수 있다. LED 어레이들이 이용될 수 있고 본 명세서에서 상세히 설명되지만, 반도체 디바이스들(819) 및 이들의 선형 어레이들(820)은, 본 발명의 원리들로부터 벗어남이 없이 다른 발광 기술들을 이용하여 구현될 수 있음이 이해되고, 다른 발광 기술들의 예들은, 제한 없이, 유기 LED들, 레이저 다이오드들, 다른 반도체 레이저들을 포함한다.
앞서 개시된 조명 모듈들 및 다른 특징들 및 기능들, 또는 이들의 대안들의 변화들은 바람직하게는 많은 다른 상이한 시스템들, 방법들 또는 애플리케이션들로 결합될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈로부터 멀리 공기 또는 열을 안내하는 방법들은, 앞서 개시된 루버 배기구들 중 임의의 하나 이상을 이용할 수 있다. 또한, 하기 청구항들에 의해 또한 포함되도록 의도되는 다양한 현재 미예견되거나 미예측되는 대안들, 변형들, 변화들 또는 이들의 개선들이 당업자들에 의해 후속적으로 행해질 수 있다. 따라서, 이러한 점에서, 루버 배기구들을 갖는 조명 모듈들에 대한 방법 및 장치에 대한 특정 실시예들이 설명되었지만, 이러한 특정 참조들은, 하기 청구항에 기술되는 바를 제외하고는 본 발명의 범주에 대한 제한들로 고려되는 것으로 의도되지 않는다.
다양한 대안적인 범주들의 적용 범위가 바람직할 수 있다. 예로, 조명 모듈은, 모듈의 수직축에 수직인 표면을 갖는 하우징 ―표면은 복수의 측방향 루버 배기구들을 포함함―; 편탄한 기판 상에 배열되고 평탄한 윈도우 뒤에 위치되는 발광 요소들의 어레이 ―평탄한 윈도우는 선택적으로 하나 이상의 렌즈들 또는 다른 광-변형 특징부들을 포함하고, 윈도우는, 윈도우가 적어도 하우징의 가장 넓은 부분만큼의 폭으로 측방향에서 연장되도록 상기 하우징 전체에 걸쳐 연장됨―; 및 발광 요소들의 어레이에 열적으로 커플링되는 열 싱크를 포함하고, 열 싱크는, 사이에 수직 공간들을 갖는 복수의 종방향 연장 핀들을 포함하고, 복수의 루버 배기구들은 선택적으로 종방향 연장 핀들 위에서 전부 수직으로 위치된다.
조명 모듈은 핀들 바로 뒤에서 윈도우를 향하게 위치되는 팬을 더 포함할 수 있고, 팬은 배기구들 중 마지막 배기구 뒤에서 종방향으로 위치된다. 조명 모듈은, 팬의 뒤에 위치되는 전력 기기들을 더 포함할 수 있다. 조명 모듈은, 하우징의 내부로의 연장부를 포함하는 배기구들을 더 가질 수 있다. 조명 모듈은, LED들의 단일 선형 어레이인 발광 요소들의 어레이를 더 가질 수 있다. 조명 모듈은, 열 싱크의 핀들의 최상부 표면과 루버 배기구들 사이에 어떠한 구성요소들도 더 갖지 않을 수 있다. 조명 모듈은, 어떠한 개재된 구성요소들 없이 열 싱크에 직접 장착되는 기판을 더 가질 수 있고, 기판은 전력 기기들에 의해 전력 공급된다. 조명 모듈은, 잉크-큐어링 시스템, 예를 들어, 프린터 또는 살균 시스템 또는 섬유-큐어링 시스템에 위치되는 모듈을 더 가질 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈은, 모듈이 지나갈 때 케이블을 큐어링하기 위한 UV 광을 발생시키기 위한 광 섬유 케이블에 근접하게 위치될 수 있다. 다른 예로, 조명 모듈은, 혈액 콘테이너들 등과 같은, 살균될 구성요소들에 근접하게 위치될 수 있다.

Claims (20)

  1. 조명 모듈로서,
    발광 요소들(104)의 어레이;
    상기 발광 요소들(104)의 어레이에 열적으로 커플링되는 열 싱크(120);
    상기 발광 요소들(104)의 어레이를 포함하는 하우징(102);
    상기 하우징(102)의 제 1 측면으로부터의 복수의 열 배출구들(106) ―상기 복수의 열 배출구들(106)은 상기 열 싱크(120)에 인접하게 개방됨―상기 제 1 측면은, 상기 하우징(102)의 전면측과 상이한 상기 하우징(102)의 측면을 포함; 및
    상기 하우징(102)을 관통하고 상기 복수의 열 배출구들(106) 아래에서 연장되는 복수의 루버(louvered) 배기구들을 포함하고,
    상기 복수의 루버 배기구들(122)은, 상기 복수의 열 배출구들(106)로부터 멀리, 광이 방출되는 방출 광 방향의 반대 방향인 편향 방향으로 열을 안내하도록 형상화되고, 상기 복수의 루버 배기구들(122) 각각은 상기 열 싱크(120) 위에 위치하는, 조명 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 요소들(104)의 어레이는 상기 하우징(102)의 전면 윈도우에 인접하게 상기 전면 윈도우를 향하도록 위치되고, 상기 발광 요소들(104)의 어레이는 방출 광 방향으로 상기 전면 윈도우를 통해 광을 방출시키는, 조명 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 루버 배기구들(122)은 편향 표면(124)을 포함하고, 상기 편향 표면(124)은 상기 하우징(102)의 최상부 표면(116)의 평면으로부터 내부로 관통되는, 조명 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측면은, 상기 하우징(102)의 전면측과 상이한 상기 하우징(102)의 측면을 포함하고, 상기 하우징(102)의 상기 전면측은 상기 전면 윈도우를 포함하는, 조명 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측면은 상기 하우징(102)의 최상부 표면(116)을 포함하는, 조명 모듈.
  7. 조명 모듈로서,
    발광 요소들(104)의 어레이;
    상기 발광 요소들(104)의 어레이에 열적으로 커플링되는 열 싱크(120);
    상기 발광 요소들(104)의 어레이를 포함하는 하우징(102) ―상기 발광 요소들(104)의 어레이는 방출 광 방향에서 상기 하우징(102)의 전면 윈도우를 통해 광을 방출함―;
    상기 하우징(102)으로부터의 복수의 열 배출구들(106) ―상기 복수의 열 배출구들(106)은 상기 열 싱크(120)에 인접하게 개방됨―; 및
    상기 복수의 열 배출구들(106)에 대응하는 복수의 루버 배기구들(122)을 포함하고,
    상기 복수의 루버 배기구들(122)은 상기 하우징(102)으로부터 내부로 관통되고, 상기 복수의 열 배출구들(106)로부터 상기 하우징(102)으로 내부로 연장되고, 상기 복수의 루버 배기구들(122)은, 상기 복수의 열 배출구들(106)로부터 멀리 반대방향인 편향 방향으로 열을 안내하도록 형상화 및 각을 이루고, 상기 복수의 루버 배기구들(122) 각각은 상기 열 싱크(120) 위에 위치하는, 조명 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 루버 배기구들(122) 각각은 편향 표면(124)을 포함하고, 상기 편향 표면(124)은 상기 하우징(102)의 최상부 표면(116)의 평면으로부터 상기 하우징(102)으로, 상기 윈도우 및 상기 열 싱크(120)를 향하는 대각 방향에서 내부로 연장되는, 조명 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징(102)의 상기 최상부 표면(116)은 실질적으로 평탄한, 조명 모듈.
  10. 조명 모듈로서,
    상기 모듈의 수직축에 수직인 표면을 갖는 하우징(102) ―상기 표면은 복수의 측방향 루버 배기구들(122)을 포함함―;
    평탄한 기판 상에 배열되고 평탄한 윈도우 뒤에 위치되는 발광 요소들(104)의 어레이 ―상기 평탄한 윈도우는 하나 이상의 렌즈 또는 다른 광-변형 특징부들을 포함하고, 상기 윈도우는, 상기 윈도우가 적어도 상기 하우징(102)의 가장 넓은 부분만큼의 폭으로 측방향에서 연장되도록 상기 하우징(102) 전체에 걸쳐 연장됨―; 및
    상기 발광 요소들(104)의 어레이에 열적으로 커플링되는 열 싱크(120)를 포함하고,
    상기 열 싱크(120)는, 사이에 수직 공간들을 갖는 복수의 종방향 연장 핀(fin)들을 포함하고, 상기 복수의 루버 배기구들(122) 전부는 상기 종방향 연장 핀들(123) 위에서 수직으로 상기 열 싱크(120) 위에 위치되는, 조명 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 핀들(123) 바로 뒤에서 상기 윈도우를 향하게 위치되는 팬(fan)을 더 포함하고, 상기 팬은 상기 루버 배기구들(122) 중 마지막 루버 배기구 뒤에서 종방향으로 위치되는, 조명 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 팬의 뒤에 위치되는 전력 기기들을 더 포함하는, 조명 모듈.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 루버 배기구들(122)은 상기 하우징(102)의 내부로의 연장부를 포함하는, 조명 모듈.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 요소들(104)의 어레이는 발광 다이오드들(LED들)의 단일 선형 어레이를 포함하는, 조명 모듈.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 열 싱크(120)의 핀들(123)의 최상부 표면(116)과 상기 루버 배기구들(122) 사이에는 어떠한 구성요소들도 존재하지 않는, 조명 모듈.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은, 어떠한 개재된 구성요소들 없이 상기 열 싱크(120)에 직접 장착되고, 상기 기판은 전력 기기들에 의해 전력 공급받는, 조명 모듈.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 모듈은, 잉크-큐어링 시스템, 살균 시스템 또는 섬유-큐어링 시스템에 위치되는, 조명 모듈.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 하우징(102)의 전면 표면과 최상부 표면(116) 사이에 부착점을 제공하는 장착 피스(piece)를 더 포함하는, 조명 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 장착 피스는, 상기 하우징(102)의 상기 최상부 표면(116)과 전면 표면 사이에 구조적 부착을 제공하기 위한 다양한 인덴트(indent)들, 릿지(ridge)들 및 홀(hole)들을 포함하는, 조명 모듈.
  20. 제 10 항에 있어서,
    제어기, 전원 및 냉각 서브시스템을 더 포함하는, 조명 모듈.
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