KR102571870B1 - 무전극 전구를 안정화하는 공진기, 이를 이용하는 신호 발생기 및 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시서는 방전이 이루어지는 캐비티 공진기의 안테나의 구조에 따라 전기장을 제어하여 전구의 발광 효율 및 열적 안정성을 개선한 고효율 무전극 광원 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시서의 조명 장치용 공진기는, 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물이 봉입된 무전극 전구, 상기 무전극 전구를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 공진기 케이스, 상기 무전극 전구와 일체로 형성되거나 상기 무전극 전구에 부착되어 상기 무전극 전구를 상기 케이스의 내부에 고정하도록 상기 케이스에 부착되는 지지대, 및 상기 케이스의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나를 포함하고, 상기 도체 안테나는 상기 일면에 고정되는 안테나 입력부, 상기 안테나 입력부로부터 상기 지지대에 평행하게 연장되는 평행 연장부, 및 상기 평행 연장부로부터 상기 지지대를 향하여 연장되는 안테나 말단부를 포함하는 역 L형 피더이고, 상기 평행 연장부의 양 단부 사이의 일 지점에 상기 평행 연장부의 길이 방향에 수직인 평면에 평행한 도체 고리가 더 형성되며, 상기 도체 고리는 상기 일 지점에 대향하는 타 지점에서 개방되거나 폐쇄된 고리이다.

Description

무전극 전구를 안정화하는 공진기, 이를 이용하는 신호 발생기 및 조명 장치{ELECTRODELESS BULB-STABILIZING RESONATOR, AND SIGNAL GENERATOR AND LIGHTING DEVICE USING THE SAME}

본 개시서는 무전극 전구 안정화 공진기를 이용한 조명 장치, 구체적으로, 고연색성 무전극 광원 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 방전이 이루어지는 캐비티(cavity) 공진기의 안테나(피더; feeder)의 구조에 따라 전기장을 제어하여 전구(벌브; bulb)의 발광 효율 및 열적 안정성을 개선한 고효율 무전극 광원 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과 같은 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파 에너지가 도파관을 통하여 공진기에 전달되면, 공진기의 내부에 구비된 무전극 전구에 봉입된 물질이 여기되는데, 이 과정에서 무전극 전구에 충전된 물질이 기체로, 그 기체가 플라스마 상태로 변환되어 빛이 발생되는 장치가 무전극 조명 장치이다.

무전극 조명 장치는 전구의 내부에 전극이나 필라멘트가 없는 무전극 전구를 이용하여 그 수명이 매우 길거나 반영구적이면서도, 무전극 전구의 내부에 충전된 물질이 플라스마화되면서 발광되는 빛이 자연광과 같은 연색성을 지닌다.

특히, 무전극 조명 장치는 높은 광량과 광속 유지율을 통하여 에너지 및 유지 비용을 절감하며, 무전극 광원을 이용함으로써 효율이 높고, 수은을 이용하여 않아 환경 및 인체에 해롭지 않은 최첨단 조명 시스템이라고 할 수 있다.

이와 같은 장점 때문에, 무전극 조명 장치는, 축구장, 골프장, 야구장 등 다양한 실내외 스포츠 조명, 및 상품 고유의 색감을 표현할 수 있는 전시용 조명으로 이용하기에 적합하다. 또한 무전극 조명 장치는 식물 재배 등의 영역으로 그 시장이 확대될 수 있을 만큼 적합한 광원 특성을 가지고 있으며, 이를 이용한 제품의 수명 시간이 LED(발광 다이오드)를 이용한 것에 비해 길어 유지 보수에 있어서도 비용을 절감할 수 있다.

그런데, 종래의 무전극 조명 장치에는. 마이크로파 발생 장치로서 마그네트론을 이용하는 경우, 마이크로파의 주파수 변경이 어렵기 때문에, 공진기의 전구에 봉입된 물질의 상변화에 따른 공진 주파수의 변화를 충분히 반영하지 못하는 한계가 있다.

특히, 전구 내의 화합물, 즉 발광 물질이 상온에서는 고체 상태였거나 마이크로파 에너지가 인가됨에 따라 액체, 기체, 플라스마의 상변화를 겪게 되는데, 그 각각의 상에 따라 공진 주파수가 달라지는 것이 종래의 무전극 조명 장치에서는 고려되지 않아 조명의 방전 속도와 효율을 저감하는 문제가 있었다.

또한, 종래에 화합물 반도체를 이용한 마이크로파 발생 장치를 이용하는 경우에도 전구의 일 부분에 열이 집중되어, 전체적인 전구의 안정성이 떨어지는 문제점도 있었다.

특히, 공진기 내부에 위치한 전구에 전기장이 집중되면서 전구 내 화합물이 기화, 플라스마화되고 빛이 발생하는 과정에서 전구의 일 부분에 발열이 집중되는 현상을 해결할 필요가 있는데, 종래에는 전구에 모터를 연결하여 회전시켜 줌으로써 방전 물질이 균일하게 퍼지게 하였는데, 여전히 모터의 수명이 조명 장치의 수명에 영향을 줄 뿐만 아니라 구조가 복잡해지는 문제점이 남아 있다.

KR 10-1148726 B KR 10-1736364 B

본 개시서는 안테나(피더; feeder)를 이용하여, 공진기 내부에 마이크로파를 직접 방출하는 무전극 조명 장치를 제공하되, 전술한 문제점을 해결할 수 있는 무전극 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 고체, 액체, 기체 및 플라스마의 상변화를 겪는 봉입 물질의 공진 주파수가 그 상변화에 따라 변화하는 것을 반영함으로써 조명의 효율을 높이는 공진 주파수의 제어 방법을 도입하는 한편, 전구의 한 쪽에 열이 집중되는 현상을 해결할 수 있는 안테나의 구조를 도입한 무전극 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 개시서의 일 양상에 따르면 조명 장치용 공진기가 제공되는바, 그 조명 장치용 공진기는, 불활성 가스와 함께 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물이 봉입된 무전극 전구; 상기 무전극 전구를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 공진기 케이스; 상기 무전극 전구와 일체로 형성되거나 상기 무전극 전구에 부착되어 상기 무전극 전구를 상기 케이스의 내부에 고정하도록 상기 케이스에 부착되는 지지대; 및 상기 케이스의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나를 포함하고, 상기 도체 안테나는 상기 일면에 고정되는 안테나 입력부, 상기 안테나 입력부로부터 상기 지지대에 평행하게 연장되는 평행 연장부, 및 상기 평행 연장부로부터 상기 지지대를 향하여 연장되는 안테나 말단부를 포함하는 역 L형 피더이고, 상기 평행 연장부의 양 단부 사이의 일 지점에 상기 평행 연장부의 길이 방향에 수직인 평면에 평행한 도체 고리가 더 형성되며, 상기 도체 고리는 상기 일 지점에 대향하는 타 지점에서 개방되거나 폐쇄된 고리이다.

바람직하게는, 상기 개방되거나 폐쇄된 고리의 단면은 원형 또는 세장방형이다.

본 개시서의 다른 양상에 따르면, 조명 장치가 제공되는바, 그 조명 장치는, 전술한 조명 장치용 공진기; 마이크로파 신호를 발생시키고 상기 마이크로파 신호를 상기 공진기의 도체 안테나에 인가하는 신호 발생기; 및 상기 신호 발생기에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.

본 개시서의 또 다른 양상에 따르면, 신호 발생기가 제공되는바, 그 신호 발생기는, Ar, Kr, Xe 또는 그 혼합물과 같은 불활성 가스와 함께 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물이 봉입된 무전극 전구, 상기 무전극 전구를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 케이스, 상기 무전극 전구와 일체로 형성되거나 상기 무전극 전구에 부착되어 상기 무전극 전구를 상기 케이스의 내부에 고정하도록 상기 케이스에 부착되는 지지대, 및 상기 케이스의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나를 포함하는 조명 장치용 공진기의 도체 안테나에 인가할 마이크로파 신호를 발생시킨다.

상기 신호 발생기는, 상기 무전극 전구가 진공 상태이면, 소정의 주파수 범위 중에서 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 최소 크기로 검출되는 주파수인 제1 공진 주파수 및 제1 전력(power) 크기를 가지는 마이크로파 신호를 발생시켜 상기 도체 안테나에 인가하는 제1 단계; 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 상기 최소 크기보다 소정의 차이만큼 상승하거나 그보다 더 크게 상승하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제2 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제2 단계; 상기 반사 전력이 제1 기준 전력에 도달하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제3 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제3 단계; 및 상기 반사 전력이 제2 기준 전력에 도달하면, 소정의 시간 후 상기 마이크로파 신호의 전력 크기가 상기 제1 전력 크기보다 상승된 제2 전력 크기에 도달하도록 상기 전력 크기가 상승되는 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제4 단계를 수행한다.

바람직하게, 상기 신호 발생기는, 상기 무전극 전구가 초기 진공 상태가 아니면, 상기 제1 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 수행하되 상기 제1 단계의 수행 후 상기 제2 단계를 건너뛰고 상기 제3 단계를 수행한다.

본 개시서의 더 다른 양상에 따르면, 조명 장치가 제공되는바, 그 조명 장치는, 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물이 봉입된 무전극 전구, 상기 무전극 전구를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 공진기 케이스, 상기 무전극 전구와 일체로 형성되거나 상기 무전극 전구에 부착되어 상기 무전극 전구를 상기 케이스의 내부에 고정하도록 상기 케이스에 부착되는 지지대, 및 상기 케이스의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나를 포함하는 조명 장치용 공진기; 마이크로파 신호를 발생시키고 상기 마이크로파 신호를 상기 공진기의 도체 안테나에 인가하는 신호 발생기; 및 상기 신호 발생기에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 신호 발생기는, 상기 무전극 전구가 진공 상태이면, 소정의 주파수 범위 중에서 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 최소 크기로 검출되는 주파수인 제1 공진 주파수 및 제1 전력(power) 크기를 가지는 마이크로파 신호를 발생시켜 상기 도체 안테나에 인가하는 제1 단계; 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 상기 최소 크기보다 소정의 차이만큼 상승하거나 그보다 더 크게 상승하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제2 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제2 단계; 상기 반사 전력이 제1 기준 전력에 도달하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제3 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제3 단계; 및 상기 반사 전력이 제2 기준 전력에 도달하면, 소정의 시간 후 상기 마이크로파 신호의 전력 크기가 상기 제1 전력 크기보다 상승된 제2 전력 크기에 도달하도록 상기 전력 크기가 상승되는 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제4 단계를 수행한다.

바람직하게, 상기 신호 발생기는, 상기 무전극 전구가 초기 진공 상태가 아니면, 상기 제1 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 수행하되 상기 제1 단계의 수행 후 상기 제2 단계를 건너뛰고 상기 제3 단계를 수행한다.

본 개시서의 공진기 및 조명 장치에 의하면, 역 L형 안테나에 고리 등의 요소가 부가되어 공진기 내 전구의 열 분포가 균일하도록 개선되는 효과가 있다. 이로 인하여 더 작은 전구를 이용할 때에도 높은 출력의 방전이 가능해지는 효과도 있다.

또한, 본 개시서의 신호 발생기 및 조명 장치에 의하면, 물질의 상변화에 따라 공진 주파수를 단계적으로 달리 인가함으로써 방전을 보다 안정적으로, 빠르게 실현할 수 있는 효과가 있다.

본 개시서의 공진기 및 조명 장치의 일 실시 예에 의하면, 마이크로파를 반사시키는 반사면 및 빛을 반사시키는 반사면을 통합하여 구성함으로써, 그 구조가 간단하고, 빛을 반사시키는 반사면에 의한 빛의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 이해를 위하여 본 개시서에 나타난 공진기, 이를 이용하는 신호 발생기 및 조명 장치의 구조를 보이기 위하여 실시 예들이 첨부된 도면을 참조로 하여 설명될 것인바, 이는 비한정적인 예시일 뿐이며, 본 개시서가 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 "통상의 기술자"라 함)에게 있어서는 또 다른 발명에 이르는 추가적인 노력 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 개시서에 따른 조명 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시서에 따른 조명 장치에 이용되는 공진기를 예시적으로 나타낸 도면들인바, 도 2a는 육각 망이 제거된 상태의 상기 공진기의 상방으로부터의 사시도이며, 도 2b는 육각 망이 제거된 상태의 상기 공진기의 하방으로부터의 사시도이고, 도 2c는 육각 망이 장착된 상태의 상기 공진기의 상방으로부터의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c은 본 개시서의 비한정적 실시 예에 따른 공진기의 안테나의 형상을 다른 형상과 대조하기 위하여 나타낸 사진들 및 열 분포 영상들이다.
도 4는 본 개시서의 또 다른 실시 예에 따른 공진기의 안테나의 형상을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 개시서에 따른 조명 장치에 이용되는 신호 발생기가 마이크로파의 출력 및 주파수를 제어하는 순서를 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시서의 일 실시 예에 따른 신호 발생기에 의하여 순차적으로 제어되는 마이크로파의 주파수들을 설명하기 위하여 측정된 예시적 그래프들이다.

달리 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 개시서에 따른 공진기, 신호 발생기 및 이들을 이용한 조명 장치의 구성 원리에 관하여 후술하는 상세한 설명은, 본 개시서에서 나타나는 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 개시서에 따른 공진기, 신호 발생기 및 이들을 이용한 조명 장치의 구조는 도면에 나타난 바와 같은 길이 비율을 가지지 않으며, 도면 각 부분의 치수(dimension)는 본 발명의 범위를 한정하지도 않고 설명의 목적으로 보이기 위하여 나타낸 것에 불과하다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면에 나타난 요소들 몇몇의 치수는 다양한 실시 예들의 이해를 돕기 위한 것이다. 덧붙이자면, 설명 및 도면은 기재된 순서대로만 되어 있음을 의미하지 않는다. 통상의 기술자는 특정 순서로 설명 또는 도시된 작용들 및/또는 단계들이 그러한 순서에 대한 특별한 한정이 필요하지 않을 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 실시 예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다.

그리고 제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 '상에' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소 '바로 위에' 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하고 그 역도 마찬가지이다.

본 개시서에 있어서, "~ 상에 배치"되었다는 표현 혹인 "~ 위에 배치"되었다는 표현, 및 "~ 사이에 배치"되었다는 표현은, 달리 명시하지 않았다면, 서로 직접 접촉하도록 배치되었거나 그 사이에 개재하는 다른 구성요소들을 통하여 간접적으로 그렇게 배치되었음을 의미한다. 더욱이 "~ 상에", "~ 위에"는 구성요소들 간의 서로 상대적인 위치를 나타낸 것에 불과한데, 이는 관찰자의 보는 시점에 따라 다르게 보일 수 있기 때문이다. 또한, "~ 상에(위에) 형성"되었다는 것은 넓은 의미를 가지는바, 어느 구성요소가 다른 구성요소 위에 형성되었다는 것은 항상 그 다른 구성요소에 대한 그 어느 구성요소의 직접적인 물리적 접촉을 의미하지는 않는다.

본 개시서에서 언급되는 "마이크로파"는 라디오파와 적외선 사이의 파장과 주파수를 가지고 있는 전자기파를 지칭하는바, 보통 파장이 1 mm와 30 cm 사이인 전자기 방사를 포함한다.

본 개시서에서 언급되는 "화합물", "봉입 물질", "방전 화합물" 또는 "발광 물질"은 마이크로파에 의한 가열의 대상이 되는 물질을 지칭하는바, 특히, 플라스마화된 때에 빛을 방출하는 물질을 지칭한다. 그러한 화합물의 예시에는 브롬화 인듐(indium bromide)이나 황화합물을 비롯한 금속염이 있을 수 있고, 그 염은 인듐 할로겐화물과 조합한 희토류족의 할로겐화물일 수 있다.

본 개시서에서 언급되는 "단자" 또는 "포트"는 전기적 신호의 전달을 위하여 제공되는 전도성 구조체를 지칭하는 것인바, 금속으로 된 단자, 즉 금속 단자를 포함하나 이에 한정되지 않는다.

더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시 예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 이상적인 실시 예들의 특정 도면들을 참조하여 설명되나, 도시된 바와 같은 특정 형상에 한정되는 것으로 간주되어서는 아니 되고, 다양한 변형물들이 포함될 수 있다. 도면들에 도시된 형상들은 개념적으로 나타낸 것이고, 구조, 영역의 정확한 형상을 한정하여 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것도 아니다. 예를 들어, 도면들에 굴곡지거나 둥글게 도시된 영역은 흔히 테이퍼지거나 장방형, 정방형 등으로 될 수도 있다.

각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 마이크로파 공학 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 재료, 공정 등에 관한 것이며 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 지나치게 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시서에 따른 조명 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 개시서에 따른 조명 장치에 이용되는 공진기를 예시적으로 나타낸 도면들인바, 도 2a는 육각 망이 제거된 상태의 상기 공진기의 상방으로부터의 사시도이며, 도 2b는 육각 망이 제거된 상태의 상기 공진기의 하방으로부터의 사시도이고, 도 2c는 육각 망이 장착된 상태의 상기 공진기의 상방으로부터의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 개시서에 따른 조명 장치는 조명 장치용 공진기(100), 마이크로파 신호를 발생시키고 상기 마이크로파 신호를 공진기(100)의 도체 안테나(140)에 인가하는 신호 발생기(200), 및 신호 발생기에 전원을 공급하는 전원 공급부(300)를 포함한다.

전원 공급부(300)는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 전력을 신호 발생기(200)에 공급한다.

일 예시로서, 신호 발생기(200)는, 소정의 주파수 범위, 예컨대, 2.4 ~ 2.495 GHz에서 마이크로파를 생성하는 반도체 전력 증폭기(SSPA; solid state power amplifier)를 포함할 수 있다.

다른 예시로서, 신호 발생기(200)는, 소정의 주파수를 가지는 마이크로파를 생성하는 마그네트론 및 잘 알려진 주파수 변환 수단을 포함할 수 있다.

더 구체적으로, 전원 공급부(300)에 의하여 신호 발생기(200)에 전원이 공급되면, 신호 발생기(200)는 구동 전압에 의하여 발진하면서 소정의 주파수를 가지는 마이크로파를 생성한다.

신호 발생기(200)와 커넥터(250; 미도시)를 통하여 연결되는 공진기(100)는, 도 2a를 참조하면, 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물(112)이 봉입된 무전극 전구(110)를 포함한다.

무전극 전구(110)는 내부에서 생성된 빛은 외부로 투과시키고, 무전극 전구(110) 내부의 물질(112)은 외부로 유출하지 않는 구조, 즉, 내부에 닫힌 공간을 가지는바, 예를 들어, 석영, 파이렉스, 세라믹, 사파이어 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 일 예시로서, 무전극 전구(110)는 구형 또는 단축 및 장축을 가지는 편구형일 수 있다.

무전극 전구(110)는 그 내부에 충전되는 화합물(112) 외에 버퍼 기체(buffer gas)를 더 포함할 수 있다.

상기 버퍼 기체는 무전극 전구(110) 내에 충전되는 반응성이 약하거나 거의 없는 물질, 특히, 화합물(112)과 반응하지 않는 물질로 구성되며, 전구(110)의 초기 기동을 돕고, 발광 물질(112)이 안정되게 존재하도록 돕는다. 이때 이용될 수 있는 버퍼 기체로서, 불활성 기체인 제논, 아르곤, 네온, 크립톤 등이 이용될 수 있다.

무전극 전구(110) 내의 화합물(112)은 소정의 주파수를 가지는 마이크로파에 의하여 여기되면 발광한다. 발광 물질(112)의 종류에 따라 마이크로파에 의하여 여기되어 방출되는 빛의 파장이 달라질 수 있다. 발광 물질(112)은 단일 물질이 아닌 혼합물로 이용될 수 있으며, 혼합된 물질들의 조합에 따라 다양한 빛의 파장이 만들어질 수 있다.

또한, 공진기(100)는, 무전극 전구(110)를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 공진기 케이스(120)를 더 포함한다. 공진기 케이스(120)는 상기 마이크로파가 공진기(100) 외부로 방출되지 않도록 차폐하고 전구(110)에 전기장을 집중시키는 차폐 구조로 형성된다.

여기에서 '광학적으로 개방'되었다는 것은 다소의 엄폐나 불투명도가 있더라도 빛이 투과할 수 있음을 지칭한다. 예를 들어, 공진기 케이스(120)의 어느 부분이 유리로 되어 있어 빛을 통과시킬 수 있다면 그 유리로 된 부분은 광학적으로 개방된 것이다. 또한, 어느 부분에 망(mesh), 예컨대 금속 망이 설치되어 있어 빛의 일부가 그 망에 닿아 가려진다고 해도 이를 제외한 나머지 빛은 망 사이를 통과할 수 있으므로 그 망은 광학적으로 개방된 것이다.

공진기 케이스(120)의 일 측면의 커넥터 체결부(150)에는 커넥터(250)가 결합된다. 커넥터(250)는, SMA 커넥터, N 커넥터 또는 마이크로파용 커넥터일 수 있다. 예를 들어, 커넥터(250)로서, 1.85mm 커넥터, 2.4mm 커넥터, 2.92mm 커넥터, N 계열 커넥터, TNC 커넥터, BNC 커넥터, F계열과 G 계열 커넥터, DIN 커넥터, OSMP 커넥터, SMB 커넥터, MCX 커넥터, SSMT 커넥터, OSMT 커넥터, MMXC 커넥터 등도 활용될 수 있다.

공진기 케이스(120)는 원기둥 및 다각기둥의 형상으로 형성될 수 있으며, 그 원기둥 및 다각기둥의 형상에서 적어도 하나의 옆면은 빛을 반사시키는 재료로 구성된 반사면(122)일 수 있다.

도 2a 내지 도 2c에 예시된 실시 예에서 공진기 케이스(120)는 마이크로파를 반사시키는 반사면(122) 및 빛을 반사시키는 반사면(122)을 통합하여 구성함으로써, 그 구조가 간단하고, 빛을 반사시키는 반사면(122)에 의한 빛의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

예시된 바와 같이 빛이 나오는 방향의 면은 금속성 망(124) 구조로, 그 반대면은 반사면(122)으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 빛이 나오는 방향의 면은 금속성의 육각 망(hexagonal mesh; 124)으로 구성될 수 있는바, 이 육각 망(124)은 소정의 주파수를 가진 마이크로파가 공진기 케이스(120) 외부로 방출되지 않도록 이를 차폐하고, 전구(110)에서 생성된 빛은 투과시킬 수 있다.

반사면(122)은, 빛을 반사하는 금속으로 제작되거나, 화학적 증착 또는 도금 등의 방식으로 형성될 수 있다.

반사면(122)은, 본 개시서의 장치 이외의 타 장치로 열이 유입되는 것을 억제하기 위하여 SUS 재질과 같이 열전도도가 100 W/m·K와 같거나 그보다 작은 재료로 구성될 수 있다.

반사면(122)은, 별도로 구비된 하나 이상의 히트 싱크(heat sink)와 결합되도록 구성되거나 반사면(122)과 하나 이상의 히트 싱크가 일체형으로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 하나 이상의 히트 싱크는 히트 파이프(heat-pipe)로 연결되어 자연 대류를 통한 방열을 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 히트 싱크는 히트 파이프로 연결되고, 별도의 팬을 추가로 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

또한, 공진기 케이스(120)는 도 2a 내지 도 2c에 예시된 실시 예에 한정되지 않으며, 예를 들어, 공진기 케이스(120)의 전체가 유리, 석영 등의 투명한 물질로 구성되고, 이를 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)과 같이 투명 전극을 구성할 수 있는 물질로 코팅할 수도 있을 것이다.

계속해서, 공진기(100)는, 무전극 전구(110)와 일체로 형성되거나 무전극 전구(110)에 부착되어 그 무전극 전구(110)를 공진기 케이스(120)의 내부에 고정하도록 케이스(120)에 부착되는 지지대(130)를 더 포함한다. 도 2a 내지 도 2c에 예시된 바와 같이 무전극 전구(110)는 케이스(120)의 중심에 위치할 수도 있으나 이에 한정되지 않는다. 지지대(130)는 전구(110)를 공진기(100) 내부에 고정시키고 전구(110)에서 발생하는 열을 방출하는 역할을 할 수 있다. 지지대(130)는 석영, 유리 등으로 구성될 수 있으며, 전구(110)와 일체로 형성되는 때에는 전구와 동일한 재료로 구성될 수도 있다.

도 2a 내지 도 2c에 예시되지 않은 다른 실시 예에서, 지지대(130)의 일측은 전구(110)와 연결되고, 타측은 공진기 케이스(120)와 연결될 수도 있다. 지지대(130)는 원기둥, 다각기둥 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다.

예를 들어, 무전극 전구(110)가 단축 및 장축을 가지는 편구형일 때, 지지대(130)는 전구(110)의 단축의 중심으로부터 연장되어 그 단축에 수직한 방향으로 설치될 수 있다. 이처럼 구성하는 이유는, 전구(110)가 편구형일 경우, 전구(110)의 중앙 부분에서 화합물(112)의 여기로 인해 열이 발생하면 기화된 화합물(112)이 비교적 온도가 낮은 전구(110)의 단축 바깥 부분에 응결될 수 있기 때문이다. 이때, 벌브의 단축으로 연장되는 바깥 부분에 지지대가 구성되는 경우, 지지대를 거쳐 열이 전달되어 전구(110)의 열 분포에 불균형이 생길 수도 있으며, 이를 발지하기 위하여 전구(110)가 편구형일 경우, 지지대는 벌브의 단축의 중심에, 단축에 수직인 방향으로 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

공진기(100)에는 하나 또는 복수개의 지지대(130)가 포함될 수 있는바, 후자의 경우 복수개의 지지대(130)를 일정한 간격으로 배치하여 전구(110)를 단단히 고정하고, 방열의 성능을 높일 수 있다.

또한, 공진기(100)는 케이스(120)의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나(140)를 더 포함한다. 안테나(140)는 신호 발생기(200)에서 생성되는 소정의 주파수를 가지는 마이크로파를 공진기 케이스(120) 내부로 방출하는 기능을 하는바, 안테나(140)는 커넥터(250) 및 커넥터 체결부(150)를 통하여 공진기의 내부로 유입된 도체일 수 있다.

안테나(140)는 다이폴 안테나(dipole antenna), 모노폴 안테나(monopole antenna) 및 패치 안테나(patch antenna) 중 어느 하나일 수 있다. 그러나 급전부(feeder)로 이용되는 안테나(140)의 형상에 따라, 전구(110) 내에서 방전되는 아크의 형상 및 전구 온도의 분포가 변화한다.

도 3a 내지 도 3c은 본 개시서의 비한정적 실시 예에 따른 공진기의 안테나의 형상을 다른 형상과 대조하기 위하여 나타낸 사진들 및 열 분포 영상들이다. 도 3a 내지 도 3c의 좌측은 열 분포 영상들이며, 우측은 이에 대응하는 안테나의 형상을 촬영한 사진들이다. 열 분포 영상들은 흰색일수록 고온에 해당하고, 파란색일수록 저온에 해당한다. 각 열 분포 영상들에 나타난 십자(+) 표시는 최고 온도를 보이는 지점에 해당한다.

도 3c에서와 같이 안테나(140c)를 모노폴 안테나의 형태로 구성하는 경우, 방전의 형상 및 온도의 분포가 전구(110)의 양측으로 쏠리는 현상이 나타나며, 도 3b에서와 같이 안테나(140b)를 역 L형으로 구성하는 경우 방전되는 아크의 형상은 구에 가깝지만 온도가 전구(110)의 일측으로 치우치는 현상이 나타났다. 이와 같은 온도의 불균형은 전구에 응력(stress)을 주어 그 수명에 악영향을 주므로 해결되어야 할 필요가 있다.

따라서, 바람직하게는, 도 3a 및 도 2a에 예시된 바와 같이, 도체 안테나(140)는 케이스(120)의 상기 일면에 고정되는 안테나 입력부(142), 안테나 입력부(142)로부터 지지대(130)에 평행하게 연장되는 평행 연장부(144), 및 평행 연장부(144)로부터 지지대(130)를 향하여 연장되는 안테나 말단부(146)를 포함할 수 있다. 도체 안테나(140)의 평행 연장부(144)의 양 단부 사이의 일 지점에 평행 연장부(144)의 길이 방향에 수직인 평면에 평행한 도체 고리(148)가 더 형성된다.

도 4는 본 개시서의 또 다른 실시 예에 따른 공진기의 안테나의 형상을 나타낸 사진이다.

그 개방되거나 폐쇄된 고리(148)의 단면은 도 3a에 예시된 것과 같이 원형일 수 있으나, 도 4에 예시된 것(148')과 같이 세장방형(elongated)일 수 있다. 즉, 고리의 단면은 직경을 가질 수도 있고 띠 형상을 가질 수도 있다. 이에 한정되지 않고, 고리(148)의 단면은 직사각형을 포함하는 기타 다각형일 수 있다.

또한, 이 도체 고리(148)는 상기 일 지점(145)에 대향하는 타 지점(149)에서 개방되거나 폐쇄될 수 있다.

달리 말하자면, 도 3a에 예시된 바와 같이 도체 안테나(140)는 역 L형 안테나(142, 144, 146) 및 그 아랫부분(145)에 고리 형상의 도체(148)를 결합한 것일 수 있다. 이와 같은 구조는 전구(110)의 온도 분포를 균일하게 유지하는 데 유리한바, 공진기 케이스(120) 내부에 동일한 전력이 투입되고 동일한 크기의 전구(110)를 이용하면서도 전구(110)의 최고 온도를 100 켈빈 이상 낮출 수 있다.

도체 고리(1480)는 완전한 고리형이 아닌 타원 고리형, 전술한 바와 같이 일 지점이 개방된 끊어진 고리 형태일 수 있다.

도 5는 본 개시서에 따른 조명 장치에 이용되는 신호 발생기가 마이크로파의 출력 및 주파수를 제어하는 순서를 예시적으로 나타낸 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 개시서의 일 실시 예에 따른 신호 발생기에 의하여 순차적으로 제어되는 마이크로파의 주파수들을 설명하기 위하여 측정된 예시적 그래프들이다.

구체적으로, 도 6a 내지 도 6c는 각각 전구(110)의 내부가 진공 상태인 경우, 기체가 방전되었을 경우, 화합물(112)이 기화한 상태인 경우의 주파수 별 반사 전력을 나타낸 것으로서, 각 그래프의 가로축(x축)은 2.4 ~ 2.5 GHz의 주파수 범위(1 눈금 당 10 MHz), 세로축(y축)은 dBm 값(1 눈금 당 10 dB)에 해당한다.

도 2a 및 도 5를 참조하면, 직경 90 mm, 길이 90 mm의 예시된 공진기에서 화합물(112)이 봉입되어 있는 전구(110)에 전기장이 형성되면, 방전이 시작되기 전의 진공 상태에서는 약 2.492 GHz의 공진 주파수를 가지고, 기체의 방전이 일어나면 약 2.430 GHz로 공진 주파수가 변하게 되며, 고체 화합물(112)이 액화를 거쳐 기체 상태로 변화하면 그 공진 주파수는 약 2.458 GHz로 더 변화한다.

본 개시서의 일 실시예에 따른 신호 발생기(200)는 이와 같은 공진 주파수의 변동에 맞춰서, 무전극 전구(110)가 진공 상태이면, 소정의 주파수 범위, 예를 들어, 2.485 내지 2.5 GHz 중에서 도체 안테나(140)로부터의 반사 전력이 최소 크기로 검출되는 주파수인 제1 공진 주파수 및 제1 전력 크기, 예컨대, 100 W의 전력 크기를 가지는 마이크로파 신호를 발생시켜 도체 안테나(140)에 인가하는 제1 단계(S100)를 수행한다. 화합물(112)이 완전히 방전되었을 조건에 공진기(100)가 최적화되어 있기 때문에, 진공 상태는 전구(110)의 화합물(112)이 겨우 방전될 수 있을 정도에 해당하는바, 이 진공 상태에서의 주파수 별 반사 전력을 도시한 것은 도 6a와 같다.

다음으로, 신호 발생기(200)는 도체 안테나(140)로부터의 반사 전력이 상기 최소 크기보다 소정의 차이, 예컨대 5 W만큼 상승하거나 그보다 더 크게 상승하면, 그 반사 전력을 줄이기 위하여 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제2 공진 주파수, 예를 들어, 2.43 GHz로 변경하고 그 마이크로파 신호를 도체 안테나(140)에 인가하는 제2 단계(S200)를 수행한다. 상기 제1 공진 주파수에서 단계(S200)에서 반사 전력이 소정의 차이 이상으로 상승했다는 것은 기체의 방전이 일어났음을 의미한다. 도 6b에는 기체가 방전되었을 경우에 주파수 별 반사 전력을 측정한 그래프가 나타나는바, 이 예시에서 반사 전력이 최소화되는 지점인 제2 공진 주파수는 2.43 GHz와 같다.

계속해서, 신호 발생기(200)는 상기 반사 전력이 제1 기준 전력, 예컨대, 10 W에 도달하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제3 공진 주파수, 예컨대, 2.458 GHz로 변경하고 그 마이크로파 신호를 도체 안테나(140)에 인가하는 제3 단계(S300)를 수행한다. 단계(S300)에서 반사 전력이 제1 기준 전력에 도달했다는 것은 화합물(112)이 기화된 상태임을 의미한다. 도 6c에는 화합물(112)이 기화되어 방전되면서 이동한 공진 주파수가 나타나는바, 이 예시에서 반사 전력이 최소화되는 지점인 제3 공진 주파수는 2.458 GHz와 같다.

제1 공진 주파수, 제2 공진 주파수 및 제3 공진 주파수 모두는 공진기(100)의 구성 및 화합물(112)의 종류에 따라 달라질 수 있다.

마지막으로, 신호 발생기(200)는 상기 반사 전력이 제2 기준 전력, 예컨대, 1 W에 도달하면, 소정의 시간 후, 예컨대, 5 초 후에 상기 마이크로파 신호의 전력 크기가 제1 전력 크기보다 상승된 제2 전력 크기, 예컨대 200 W에 도달하도록 그 마이크로파 신호의 전력 크기를 증가시켜 도체 안테나(140)에 인가하는 제4 단계(S400)를 수행한다. 단계(S400)에서 반사 전력이 제2 기준 전력에 도달했다는 것은 화합물(112)이 안정된 플라스마 상태, 즉, 최종 방전 상태에 도달했음을 의미한다. 제1 전력 크기로부터 제2 전력 크기로의 전이는 시간에 대한 계단 함수와 같이 불연속적으로 이루어질 수 있으나, 시간에 대한 연속적인 단조 증가 함수와 같이 연속적으로 이루어질 수도 있다.

이처럼 제1 전력 크기 및 제2 전력 크기에 차이를 두는 것은, 최종 방전 상태에 도달하기 이전에 전구(110)의 온도가 최대값을 가지는 구간이 있는 것을 고려하여, 최종 출력인 제2 전력 크기보다 낮은 출력, 예컨대 최종 출력의 50%에 해당하는 출력인 제1 전력 크기에서 최종 방전 상태에 도달한 후, 전구(110)가 안정화된 상태에서 최종 출력(제2 전력 크기)의 100%를 인가하기 위함이다.

이처럼 본 개시서의 신호 발생기(200)는 전구(110) 안에서 일어나는 화합물(112)의 상변화에 맞춰, 발생되는 마이크로파의 주파수를 변경함으로써, 보다 빠르게 조명으로 이용 가능한 발광 현상에 도달할 수 있는 장점이 있다.

방전 화합물(112)의 특성으로 인하여, 소등된 후에도 일정 시간이 지나 화합물(112)이 응고하기 전의 시점에 재방전이 손쉽게 가능한데, 이를 이용하면 응결 후 응고가 되는 구간에서는 초기 방전에 플라스마화가 이루어지는 주파수의 변화 순서 중 일부 과정을 생략할 수 있다. 공진기(100)의 구조, 외부의 온도 등에 따라 화합물(112)이 식어 응결 및 응고되는 시간이 상이할 수 있는데, 예를 들어, 그 시간이 약 60초인 경우에, 그 시간 동안 무전극 전구(110) 내부는 진공 상태가 아니게 된다.

따라서, 무전극 전구(110)가 진공 상태가 아니면, 신호 발생기(200)는 제1 단계(S100), 제3 단계(S300) 및 제4 단계(S400)를 순차적으로 수행함으로써, 즉, 제2 단계를 건너 뜀으로써, 전술한 예시에 있어서는 기체의 방전이 일어나는 2.430 GHz로의 변화 없이 2.458 GHz에서 최종 방전 상태로 전이할 수 있다.

지금까지 설명된 본 개시서에 따른 조명 장치 및 그 구성요소들에 의하면, 공진기 내 전구의 열 분포가 균일하도록 개선되어 더 작은 전구를 이용할 때에도 높은 출력의 방전이 가능해지는 장점, 화합물의 상변화에 따라 공진 주파수를 단계적으로 달리 인가함으로써 방전을 보다 안정적으로, 빠르게 실현할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 몇몇 선별된 실시 예들에 한하여 본 발명이 설명되었으나 통상의 기술자는 본 개시서가 기초로 한 개념을 용이하게 이해할 수 있으며, 본 발명의 몇몇 목적들을 수행하기 위한 변형된 구조물들의 설계 기초로서 그 개념을 용이하게 활용할 수 있을 것이다.

전술한 예시들은 단지 본 개시서의 다양한 양상들의 여러 가능한 실시 예들을 예시한 것인바, 이 명세서 및 첨부된 도면들을 읽고 이해한 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 다른 사람들에 의해 균등한 변형물들 및/또는 수정물들이 생길 것이다. 덧붙여, 본 개시서의 특정한 특징이 몇몇 실시 예들 중 단 하나에 대해서만 설명되거나 그리고/또는 예시되었을 수 있어도, 그러한 특징은 어느 주어진 용례 또는 특정 용례에 있어 바람직하고 유리할 수 있는 다른 실시 예들의 하나 이상의 다른 특징들과 조합될 수 있다. 또한, "포함하는", "포함하다", "구비하는", "가진다", "를 갖춘"이라는 단어, 또는 그것들을 변형한 단어들이 상세한 설명 및/또는 청구범위에 이용되는 한, 그러한 용어들은 "포함하는(comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적(inclusive)인 것으로 의도된 것이므로 폐쇄적인 것으로 이해되어서는 아니 된다. 본 개시서에서 언급된 "봉입되다"라는 단어도 "포함되다"라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된 것이므로 폐쇄적인 것으로 이해되어서는 아니 된다.

100: 공진기
110: 무전극 전구
112: 화합물
120: 공진기 케이스
122: 반사면
124: 금속 망
130: 지지대
140, 140b, 140c: 도체 안테나
142: 안테나 입력부
144: 평행 연장부
146: 안테나 말단부
148: 도체 고리
150: 커넥터 체결부
200: 신호 발생기
250: 커넥터
300: 전원 공급부

Claims (7)

1. 온도에 따라 플라스마로 상변화 가능한 액체 또는 고체 화합물이 봉입된 무전극 전구, 상기 무전극 전구를 둘러싸되 적어도 일부가 광학적으로 개방된 케이스, 상기 무전극 전구와 일체로 형성되거나 상기 무전극 전구에 부착되어 상기 무전극 전구를 상기 케이스의 내부에 고정하도록 상기 케이스에 부착되는 지지대, 및 상기 케이스의 일면에서 내부로 연장 형성된 도체 안테나를 포함하는 조명 장치용 공진기의 상기 도체 안테나에 인가할 마이크로파 신호를 발생시키는 신호 발생기로서,
   상기 신호 발생기는,
   상기 무전극 전구가 진공 상태이면,
   소정의 주파수 범위 중에서 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 최소 크기로 검출되는 주파수인 제1 공진 주파수 및 제1 전력(power) 크기를 가지는 마이크로파 신호를 발생시켜 상기 도체 안테나에 인가하는 제1 단계;
   상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 상기 최소 크기보다 소정의 차이만큼 상승하거나 그보다 더 크게 상승하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제2 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제2 단계;
   상기 반사 전력이 제1 기준 전력에 도달하면, 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제3 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제3 단계; 및
   상기 반사 전력이 제2 기준 전력에 도달하면, 소정의 시간 후 상기 마이크로파 신호의 전력 크기가 상기 제1 전력 크기보다 상승된 제2 전력 크기에 도달하도록 상기 전력 크기가 상승되는 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하는 제4 단계
   를 수행하고,
   상기 무전극 전구가 진공 상태가 아니면,
   상기 제1 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 수행하되 상기 제1 단계의 수행 후 상기 제2 단계를 건너뛰고 상기 제3 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 신호 발생기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도체 안테나는 상기 일면에 고정되는 안테나 입력부, 상기 안테나 입력부로부터 상기 지지대에 평행하게 연장되는 평행 연장부, 및 상기 평행 연장부로부터 상기 지지대를 향하여 연장되는 안테나 말단부를 포함하는 역 L형 피더이고,
   상기 평행 연장부의 양 단부 사이의 일 지점에 상기 평행 연장부의 길이 방향에 수직인 평면에 평행한 도체 고리가 더 형성되며, 상기 도체 고리는 상기 일 지점에 대향하는 타 지점에서 개방되거나 폐쇄된 고리인,
   신호 발생기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 개방되거나 폐쇄된 고리의 단면은 원형 또는 세장방형(elongated)인 것을 특징으로 하는, 신호 발생기.
4. 제1항에 기재된 조명 장치용 공진기;
   제1항에 기재된 신호 발생기; 및
   상기 신호 발생기에 전원을 공급하는 전원 공급부
   를 포함하는 조명 장치.
5. 삭제
6. 도체 안테나를 통하여 무전극 전구에 인가되는 마이크로파 신호를 발생시키는 신호 발생기를 제어하는 방법으로서,
   상기 무전극 전구가 진공 상태이면, 상기 신호 발생기로 하여금 소정의 주파수 범위 중에서 상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 최소 크기로 검출되는 주파수인 제1 공진 주파수 및 제1 전력(power) 크기를 가지는 마이크로파 신호를 발생시켜 상기 도체 안테나에 인가하게 하는 제1 단계;
   상기 도체 안테나로부터의 반사 전력이 상기 최소 크기보다 소정의 차이만큼 상승하거나 그보다 더 크게 상승하면, 상기 신호 발생기로 하여금 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제2 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하게 하는 제2 단계;
   상기 반사 전력이 제1 기준 전력에 도달하면, 상기 신호 발생기로 하여금 상기 마이크로파 신호의 주파수를 제3 공진 주파수로 변경하여 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하게 하는 제3 단계; 및
   상기 반사 전력이 제2 기준 전력에 도달하면, 상기 신호 발생기로 하여금 소정의 시간 후 상기 마이크로파 신호의 전력 크기가 상기 제1 전력 크기보다 상승된 제2 전력 크기에 도달하도록 상기 전력 크기가 상승되는 상기 마이크로파 신호를 상기 도체 안테나에 인가하게 하는 제4 단계
   를 포함하고,
   상기 무전극 전구가 진공 상태가 아니면,
   상기 제1 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 수행하되 상기 제1 단계의 수행 후 상기 제2 단계를 건너뛰고 상기 제3 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 마이크로파 신호 발생기 제어 방법.
7. 삭제