KR200485060Y1 - 램프 환기 시스템 - Google Patents

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KR200485060Y1
KR200485060Y1 KR2020147000030U KR20147000030U KR200485060Y1 KR 200485060 Y1 KR200485060 Y1 KR 200485060Y1 KR 2020147000030 U KR2020147000030 U KR 2020147000030U KR 20147000030 U KR20147000030 U KR 20147000030U KR 200485060 Y1 KR200485060 Y1 KR 200485060Y1
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데이비드 쥐. 페인
사라 제닝스
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포세온 테크날러지 인코퍼레이티드
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Abstract

조명 모듈은 발광 소자들의 어레이를 수납하는 하우징을 포함하고 각각 각 채널의 단부에 개구를 가지는 다수의 채널들을 가진다. 채널들의 개구들 모두는 일부 예들에서 동일한 평면을 따라 위치된다. 평면은 발광 소자들로부터의 광을 방출하는 하우징의 면에 대향한다. 흡입 휀은 공기가 상기 채널의 개구를 통하여 하우징으로 진입하게 하도록 채널들 중 적어도 하나에 위치된다. 배출 휀은 공기로 하여금 다른 채널의 개구를 통하여 하우징의 외부로 강제로 나가게 하도록 채널들 중 의 다른 하나에 위치된다. 흡입 채널 및 배출 채널을 통한 공기 흐름은 사용 동안 조명 모듈을 냉각시키는 것을 돕는다.

Description

램프 환기 시스템{LAMP VENTILATION SYSTEM}
본 고안은 램프 환기 시스템(lamp ventilation system)에 관한 것이다.
발광 다이오드(light-emitting diode; LED)들 및 레이저 다이오드들과 같은 고체 발광기들은 자외선(UV) 경화 프로세스(curing process)들과 같은 경화 프로세스들 동안 더 종래의 아크 램프들을 사용하는 것 비해 여러 장점들을 가지고 있다. 고체 발광기들은 일반적으로 종래의 아크 램프들보다 더 적은 전력을 사용하고, 더 적은 열을 발생시키고, 더 우수한 품질의 경화를 발생시키고 더 높은 신뢰성을 가진다. 어느 정도의 변형들은 고체 발광기들의 유효성(effectiveness) 및 효율을 훨씬 더 증가시킨다.
고체 발광기들이 아크 램프 발광기들에 비해 열을 더 적게 방출할지라도, 고체 발광기들로부터 방출되는 온도들은 여전히 매우 높고 사용 동안 고체 발광기들의 과열을 일으키고 시간이 가면서 고체 발광기들의 부품들에 대한 손상을 야기할 수 있다. 고체 발광기들이 과열되고 부품들이 손상됨으로써 수리를 위한 현저한 기간의 가동 정지 시간이 생기고 수익의 손실이 발생한다.
일부 고체 발광기들은 고체 발광기가 광을 방출할 때 발생되는 열의 일부를 제거하기 위해 냉각 시스템들을 통합하려고 시도한다. 종래에는, 이 냉각 시스템들은 광이 고체 발광기로부터 통과 방출되는 윈도(window) 부근에 위치되는 공기 흡입 및/또는 공기 배출 개구들을 구비하는 환기 시스템들을 포함한다. 이 구성은 경화되는 물품(들) 부근에 환기 개구를 위치시켜서 경화 품질에 영향을 줄 수 있는 공기 이동을 발생시킨다. 잉크가 매체 상에서 경화되고 있을 때, 예를 들어, 이 공기 이동은 잉크 경화 프로세스를 방해하고 매체 상에 잉크를 위치시키는 정확도를 감소시킨다. 게다가, 경화되지 않은 잉크는 공기 유체 스트림에 의해 부유되고 고체 발광기 내로 운반될 수 있고 이로 인해 고체 발광기에 손상을 일으킬 수 있다.
이 냉각 시스템들은 고체 발광기들 주위에 큰 주변 공간을 필요로 하는 경향이 있고, 이것은 예를 들어, 더 큰 목표 면을 조사할 때, 다수의 고체 발광기들이 서로 옆에 적층되거나 서로 쌓이지 못하게 한다. 고체 발광기들에 대한 환기 문제들 및 공간 제한들로 인해, 광 경화 프로세스는 때때로 비효율적이고 비용이 많이 든다. 더욱이, 종래의 고체 발광기들은 현재의 냉각 시스템들의 환기 문제들 및 공간 제한들을 처리하지 못하고 결과적으로 고가이고 비효율적인 경화 프로세스들을 발생시킨다.
상술한 문제들을 처리하는 하나의 방법은 조명 모듈(lighting module)을 포함하고, 이 조명 모듈은 자신으로부터의 열을 냉각시키고 소산시키기 위해 흡입 공기를 후방의 평평한 면으로부터 광이 방출되는 전방의 평평한 면으로 대류 순환시킨다. 특히, 조명 모듈용 하우징(housing)은 공기를 전방의 평평한 면 및 후방의 평평한 면에서 각각 조명 모듈로 지향시키고 공기를 이 조명 모듈로부터 배출시키기 위해 공기 배출 채널들과 유체학적으로 격리되는 공기 흡입 채널들을 포함한다. 이 방식에서, 다수의 조명 모듈들은 효율적인 열 소산(heat dissipation)을 유지하면서, 그리고 조사되는 면으로부터의 공기 흐름을 격리하면서도 고도로 집중된 균일한 조사 광을 달성하도록 2차원 어레이(array)로 적층될 수 있다.
상기 요약은 간소화된 형태로 상세한 설명에서 더 기술되는 개념들 중에서 선별한 것을 도입하도록 제공되는 것이 이해될 것이다. 이는 청구되는 실용신안 대상의 핵심 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않고, 청구되는 실용신안 대상의 범위는 상세한 설명 뒤에 오는 청구항들에 의해 고유하게 규정된다. 더욱이, 청구되는 실용신안 대상은 상술한 또는 본 명세서의 임의의 부분에 있는 임의의 단점들을 해결하는 구현들로 제한되지 않는다.
도 1은 본 고안의 양태들에 따라, 조명 모듈의 전방 사시도를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 조명 모듈의 후방 사시도를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 조명 모듈의 대안의 예시 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 조명 모듈의 하우징의 내부에 대한 사시도를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 조명 모듈의 하우징의 내부에 대한 평면도를 도시하는 도면.
도 6은 본 고안의 양태들에 따른 조명 모듈의 대안의 예시 구성에 대한 사시도를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 고안의 양태들에 따른 조명 모듈의 대안의 예시 구성에 대한 사시도를 도시하는 도면이다.
도 8은 적층된 구성에서의 다수의 조명 모듈들에 대한 사시도를 도시하는 도면이다.
도 9는 조명 모듈을 냉각하는 예시 방법의 흐름도를 도시하는 도면이다.
도1 및 도 2는 각각 전방 및 후방 사시도로부터의 조명 모듈의 예를 도시한다. 도 3은 조명 모듈의 대안의 예시 구성의 부분 후방 사시도를 도시한다. 도 4는 후방 사시도로부터의 조명 모듈의 내부를 도시한다. 조명모듈의 내부의 평면도는 도 5에 도시된다. 도 6 및 도 7은 후방 사시도로부터의 조명 모듈의 내부의 대안의 예시 구성들을 도시한다. 도 8은 후방 사시도로부터의 적층된 2차원 어레이 구성의 다수의 조명 모듈들을 도시한다. 도 9는 조명 모듈을 냉각하는 예시 방법의 흐름도를 도시한다. 도 1 내지 도 8은 다른 상대적인 치수들이 사용될 수 있을지라도, 원하는 경우 축적에 따라 도시된다.
이제 도 1 및 도 2로 전환해서, 이 도면들은 하우징(102) 및 하우징(102) 내에 위치되는 발광 소자들의 어레이를 가지는 조명 모듈(100)의 전방 및 후방 사시도들을 각각 도시한다. 축들(190)은 X, Y 및 Z 방향들을 도시한다. 하우징(102)이 임의의 적절한 형상을 취할 수 있을지라도, 도 1 및 도 2에 도시되는 하우징(102)은 음의 Y-방향으로 향하는 전방 커버 플레이트(104), 양의 Y-방향으로 향하는 대향의 후방 커버 플레이트(106), 양의 Z-방향으로 향하는 상면(top surface)(108), 음의 Z-방향으로 향하는 저면(bottom surface)(110) 및 양 및 음의 X-방향으로 향하는 2개의 대향하는 측면들(112, 114)을 각각 포함하여, 조명 모듈(100)을 둘러싸는 직사각형의 박스이다. 그러므로 하우징(102)은 다양한 체결부재(fastener)들(103 및 105)에 의해 조명 모듈(100)에 체결되는 전방 및 후방 커버 플레이트들(104, 106) 외에도, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이 상부 커버(top cover)(102a) 및 하부 커버(bottom cover)(102b)를 포함할 수 있다. 상부 커버(102a)는 조명 모듈(100)의 대향하는 측면들(112, 114)의 상면(108) 및 상부 부분들(양의 Z-방향에 관한)을 포함할 수 있다. 하부 커버(102b)는 조명 모듈(100)의 대향하는 측면들(112, 114)의 하부 부분들 및 저면(110)을 포함할 수 있다. 조여질 때, 체결부재(103, 105)는 체결부재들(103 및 105)의 헤드들이 조명 모듈(100)의 면들로부터 돌출하지 않도록 조명 모듈(100)의 각각의 면들과 같은 높이로 있거나 상기 면들 내로 내려앉아 있을 수 있다. 이 방식에서, 체결부재들은 예를 들어 도 8에 도시되는 바와 같이 다수의 조명 모듈들(100)을 함께 적층하는 것을 방해하지 않을 수 있다.
발광 소자들의 어레이(도시되지 않음)는 하우징(102)의 전방 커버 플레이트(104) 내로 통합된 윈도(116)를 통해 빛을 방출한다. 윈도(116)는 발광 소자들의 어레이로부터 방출되는 빛이 방해되지 않고 윈도(116)를 통과하도록 광에 투명할 수 있다. 윈도(116)는 하우징(102)의 전방 커버 플레이트(104)의 폭에 걸쳐 있을 수 있거나(예를 들어, 대향하는 면(114)으로부터 대향하는 측면(112)까지) 또는 전방 커버 플레이트(104)의 폭에 부분적으로 걸쳐 있을 수 있다. 전방 커버 플레이트(104) 내의 윈도(116)의 높이 및 폭 및 위치는 발광 소자의 어레이로부터의 광의 전송이 방해되지 않는 그러한 높이 및 폭 및 위치이다. 전방 커버 플레이트(104)는 체결부재들(105)을 통해 조명 모듈(100)에 체결될 수 있다. 조여질 때, 체결부재들(105)은 조명 모듈(100)의 가까운 부근에서 조사되는 면을 방해하지 않도록 전방 커버 플레이트(104)와 같은 높이로 있거나 상기 플레이트 내로 내려앉을 수 있다.
대향하는, 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)는 조명 모듈(100) 내에서 규정되는 3개의 인접 채널들(136, 138, 140)(도 4)에 대응하는 3개의 개구들(118, 120, 122)이 위치되는 X-Z 평면을 규정한다. 2개의 외부 개구들(118, 120)은 하우징 내의 공기 흡입 채널들(136 및 138)에 대응하고 반면에 중간 개구(122)는 공기 배출 채널에 대응한다. 외부 개구들(118 및 120)은 대략 L 형상의 단면을 가질 수 있고, 반면에 중간 개구(122)는 대략 직사각형 또는 정사각형의 단면을 가질 수 있다. 외부 개구들(118 및 120)의 L 형상의 단면은 전력 커넥터들(107)의 수용을 용이하게 할 수 있다. 전기 커넥터들(107)은 DC 전력이 광원뿐만 아니라 온/오프, 강도 제어 및 결함 신호(fault signal)들 및 램프 준비 신호들에 대한 피드백을 포함하는 기능 제어에 적용되는 것을 가능하게 한다. 커넥터들(107)의 위치는 광원으로의 입력으로서, 또는 데이지-체인(daisy-chain) 효과를 발생시키는 이웃하는 광원으로 전력 및 데이터를 제공하는 출력으로서 사용될 수 있다. 추가 전기 커넥터(109)는 배출 채널(140)의 입구에, 단지 후방 커버 플레이트(106)의 중간 개구(122)로부터 내측에 위치된다. 커넥터(109)는 출력을 특정한 목표로 균형을 유지하기 위하여 램프의 광원 제작자가 I2C 인터페이스를 통해 내부 EEPROM에 액세스하여 램프의 조도 출력(irradiance output)을 조정하는 것을 가능하게 한다. 조명 모듈(100)의 다른 예시 구성에서, 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)에는 단지 2개의 개구들만이 있을 수 있고, 각각의 개구는 공기 흡입 채널 및 공기 배출 채널에 각각 대응한다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 2개의 외부 개구들(118, 120) 및 중간 개구(122)는 이 세 개구들이 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)의 높이(예를 들어, 저면(110)으로부터 상면(108)까지) 및 폭(대향하는 측면(114)으로부터 대향하는 측면(112)까지)에 걸치도록 크기 조정된다. 이 방식에서, 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)의 거의 전 에어리어(area)는 공기를 조명 모듈(100) 내로 흡입하고 공기를 조명 모듈(100)로부터 배출하는 데 사용될 수 있다. 게다가, 후방 커버 플레이트(106)는 공기 흐름을 외부 개구들(118 및 120) 및 중간 개구(122) 내로 그리고 상기 개구들 외부로 각각 지향시키는 것을 돕기 위해 하우징(102)으로부터 양의 Y-축 방향으로 미세하게 외부로 돌출할 수 있다. 후방 커버 플레이트(106)는 체결부재들(103, 105)(도시되지 않음)에 의해 하우징(102)에 체결될 수 있거나 다른 적절한 방식을 사용하여 체결될 수 있다. 이것은 자기(magnetic) 체결부재, 물리적 클립을 포함할 수 있거나(그러나 이로 제한되지 않는다) 이는 상부 또는 하부 하우징(102A 또는 102B) 내로 통합될 수 있다.
도 3은 공기를 조명 모듈(100) 내로 흡입하고 또는 공기를 조명 모듈(100)로부터 배출하는 개구들에 대한 대안의 예시 구성을 도시하고, 여기서 2개의 공기 흡입 개구들(124, 126)은 후방 커버 플레이트(106) 상에 위치되고 제 3 채널 개구(128)는 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)에 가장 가까운 상면(108)의 단부 근처에서 하우징(102)의 상면(108)에 위치된다. 이 예에서, 후방 커버 플레이트(106) 상의 2개의 채널 개구들(124, 126)은 하우징 내의 2개의 공기 흡입 채널들에 대응하는 반면에 상면(108) 상의 제 3 채널 개구는 공기 배출 채널에 대응한다. 더욱이, 개구(128)는 조명 모듈(100)로부터 멀어지도록 공기 배출을 유도하는 것을 돕고 공기 배출이 공기 흡입과 혼합되는 것을 방지하는 것을 돕기 위해 하우징 커버(102a)로부터 양의 Z-방향으로 외부로 돌출하는 립(lip)(129)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시되는 양 예들에서, 공기 배출 채널은 2개의 공기 흡입 채널들 사이에 위치되고 모든 세 채널들은 인접하고 서로 평행하다.
도 4에서의 개구들(118, 120, 122)은 모두 동일한 X-Z 평면 상에서 하우징(102)에서 규정되는 채널들(136, 138, 140)의 각각의 단부들(130, 132, 134)에 위치된다. Y-축에 평행한 세 채널들(136, 138, 140)은 도 4에 도시된 조명 모듈(100)에서 예시되지만, 대안의 예들에서는 임의의 적절한 수효의 채널들이 포함될 수 있다. 예를 들어, X-방향으로 더 큰 치수를 가지는 조명 모듈은 공기 흡입을 조명 모듈(100) 내로 그리고 공기 배출을 조명 모듈(100)로부터 지향시키기 위해 3보다 더 많은 채널들을 이용할 수 있다. 반면에, X-방향으로 더 작은 치수들을 가지는 조명 모듈은 단 2개의 채널들을 이용할 수 있고, 하나의 채널은 조명 모듈(100) 내로 공기 흡입을 지향시키고 하나의 채널은 조명 모듈(100)로부터 공기 배출을 지향시킨다.
도 4의 조명 모듈(100)은 3개의 평행하고 인접한 채널들(136, 138, 140)을 도시하고, 각각은 각각의 채널 각각의 하나의 단부(130, 132, 134)에서 각각의 개구들(118, 120, 122)을 가진다. 채널들(136, 138, 140)은 도 4에 도시된 예에서 파티션(partition)들(142)에 의해 분리되지만, 채널들(136, 138, 140)은 대안의 구성들에서 임의의 적절한 구조에 의해 분리될 수 있다. 파티션들(142)은 자신들의 상부 에지들에 립들(141)을 포함할 수 있다. 립들(141)은 하우징(102)의 상부 커버(102a)를 조명 모듈(100)에 장착하기 위하여 체결부재들(103)을 수용하는 장착 홀(hole)들(143)을 포함할 수 있다. 립들(141)은 또한 조명 모듈(100)에 장착될 때 상부 커버(102a)에 구조 지지를 제공할 수 있다. 립들(141)은 파티션들(142)의 Y-방향으로 전체 길이를 따라 연장될 수 있고, 이 립들(141)이 채널들(136, 138 및 140) 내의 공기 흐름을 막거나 방해하지 않도록 X 및 Z 방향들로 치수화될 수 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 후방 커버 플레이트(106)는 또한 후방 커버 플레이트(106)의 양 측들에 사이드 탭(side tap)들(111)을 포함할 수 있다. 사이드 탭들(111)은 하우징(102)의 상부 커버(102a)를 조명 모듈(100)에 장착하기 위하여 체결부재들(103)을 수용하는 장착 홀들(113)을 포함할 수 있다. 하우징(102)의 상부 커버(102a)(및 하부 커버(102b))를 조명 모듈(100)에 장착하기 위하여 체결부재들(103)을 수용하는 추가 장착 홀들(117)은 히트 싱크(heat sink)(150)의 기저부(base)에 위치된다. 따라서, 하우징(102)의 상부 커버(102a)는 도 1 내지 도 2에 도시되는 바와 같이, 장착 홀들(143, 113 및 117)을 통한 체결부재들(103)을 통해 조명 모듈(100)에 단단히 고정될 수 있다.
조명 모듈 내에서, 휀(fan) 장착 플레이트(162)는 체결부재들(103)을 수용하기 위해 휀 장착 플레이트(162) 내의 장착 홀들(131) 및 사이드 탭들(133)을 통해 하위 커버 플레이트(102b)에 장착된다. 휀 장착 플레이트(162)는 조명 모듈(100)의 하우징(102)에 걸쳐 X-방향으로 장착되어, 후방 커버 플레이트(106) 및 여기에 있는 개구들(118, 120 및 122)로부터 채널들(136, 138 및 140)의 대향하는 단부로의 X-Z의 평탄한 면을 규정한다. 휀 장착 플레이트(162)는 내부에 대략 채널들(136, 138 및 140)의 중심에 정렬되는 원형의 개구들(160)을 포함할 수 있다. 원형의 개구들(160)은 장착 스크류들(145)을 통해 휀 장착 플레이트(162)에 장착되는 흡입 휀들(144) 및 배출 휀(146)에 의해 휀 장착 플레이트(162)를 통하여 대류 순환되는 공기가 비교적 방해되지 않고 흐를 수 있도록 충분히 큰 직경들을 가지게 크기가 결정될 수 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 휀 장착 플레이트(162)는 장착 플레이트의 양 단부들에서 수직으로 형성되는 사이드 탭들(133)을 더 포함한다. 사이드 탭들(133)은 휀 장착 플레이트(162)를 하위 커버 플레이트(102b)에 고정하기 위한 체결부재들(103)을 수용하기 위하여 장착 홀들(131)을 포함한다. 따라서, 휀 장착 플레이트(162)의 위치는 공기 흡입 채널들(136, 138) 및 배출 채널들(140)의 길이(및 체적)를 규정할 수 있다. 다른 예시 구현들에서, 흡입 휀들(144) 및 배출 휀들(146)을 구비하는 휀 장착 플레이트(162)는 채널들(136, 138 및 140)의 길이들 내의 중간지점 위치들에 장착될 수 있다.
파티션들(142)은 저면(110)의 내부로부터 하우징(102)의 상면(108)의 내부로 연장될 수 있고, 이것은 흡입 및 배출 공기가 통하여 흐르는 폐쇄된 채널들을 생성할 수 있다. 공기 흡입 채널들(136, 138)에 진입하는 공기는 일반적으로 공기 배출 채널(140)로부터 강제로 나가거나 일반적으로 방출되는 공기보다 더 차갑고, 효율적인 냉각을 위해 채널들(136, 138 및 140)을 통하여 들어오고 나가는 공기의 혼합은 바람직하지 않다. 따라서, 파티션들(142)은 채널들(136, 138 및 140)을 분리하고 공기가 하우징(102) 내의 채널들(136, 138 및 140) 사이에서 혼합되는 것을 방지하는 데 도움을 준다. 각각의 채널들(136, 138, 140)의 체적들은 도 4에 도시되는 바와 같이 조명 모듈(100) 내에서 대략 동일하지만, 채널의 체적은 대안의 구성들에서 상이할 수 있다. 파티션들(142)은 또한 인쇄 회로 기판 조립체(도시되지 않음) 상의 전자 부품들의 높이를 수용하도록 Z-방향으로 형성되거나 윤곽 형성될 수 있다.
도 4에 도시되는 예에서의 개구들(118, 120, 122) 모두는 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106)에 의해 규정되는 X-Z 평면을 따라 위치된다. 두 외부 채널들은 공기 흡입 채널들(136, 138)일 수 있고 이들 각각의 채널들(136, 138)의 각각의 내부에 위치되고 휀 장착 플레이트(162) 상에 장착되는 흡입 휀(144)을 가질 수 있다. 전력이 공급되면, 각각의 흡입 휀(144)은 하우징(102)의 후방 커버 플레이트(106) 상의 자신들 각각의 개구들(118, 120)을 통해 흡입 공기를 채널들(136, 138) 내로 대류 순환시킨다. 공기 흡입 휀들(144)은 흡입 채널들(136, 138)을 통하는 흡입 개구들(118, 120)을 통하여, 발광 소자들의 어레이가 히트 싱크(150)와 함께 수납되는 하우징의 발광 소자 부분(148) 내로 공기를 강제로 진입시킨다.
하우징(102)은 일반적으로 두 부분들, 발광 소자들의 어레이 및 히트 싱크(150)를 수납하는 발광 소자 부분(148) 및 공기 흡입 및 공기 배출 채널들(136, 138 및 140)을 포함하는 채널 부분으로 분리된다. 발광 소자들의 어레이는 전방 커버 플레이트(104) 및 히트 싱크(150) 사이에 위치된다. 히트 싱크(150)는 발광 소자들의 어레이에 의해 발생되는 열이 히트 싱크(150)로의 전도에 의해 소산되고 방사에 의해 히크 싱크(150)로부터 히트 싱크(150)를 둘러싸는 공기로 더 소산될 수 있도록 조명 모듈의 발광 소자들과 열적으로 접촉될 수 있다. 히트 싱크(150)는 도 4에 도시되는 바와 같이, 복수의 핀(fin)들(151)을 포함하는 구조를 포함할 수 있다. 히트 싱크(150)의 핀형 구조는 공기가 주변 공기에 더 효율적으로 전도되고 방사될 수 있도록 히트 싱크(150)의 열 전달 에어리어를 증가시키는 것에 도움을 줄 수 있다. 핀들(151)은 도 4에 도시되는 바와 같이 수평으로 지향되어, 히트 싱크(150)의 전방 커버 플레이트(104) 측으로부터 양의 Y-방향으로 후방으로 연장되는 X-Y 평면 구조들을 형성한다. 이 방위에서, 핀들은 X-방향으로 공기 흡입 채널들(136, 138)로부터 히트 싱크(150)에 걸쳐 공기를 분배하는 것을 도울 수 있고, 이것은 발광 소자들 및 히트 싱크(150)로부터 더 효율적인 열 소산으로 이어질 수 있다. 다른 예로서, 핀들(151)은 수직으로 지향되어, 히트 싱크(150)의 전방 커버 플레이트(104) 측으로부터 후방으로 양의 Y-방향으로 연장되는 Y-Z 평면 구조들을 형성할 수 있다. 추가 예로서, 핀들(151)은 히트 싱크(150)의 전방 커버 플레이트(104) 측으로부터 후방으로 Y-방향으로 연장되는 막대형 구조들의 X-Z 눈금식(gridded) 매트릭스일 수 있다. 히트 싱크(150)는 자체의 상부 면에 노치(notch)(155)를 더 포함하여 전기 케이블들의 루팅을 가능하게 하여 인쇄 회로 기판 조립체(도시되지 않음)로부터 발광 소자들로 전력을 공급할 수 있다. 히트 싱크(150)는 알루미늄, 구리 또는 다른 금속 또는 금속 합금과 같은 열 전도성 재료로 구성될 수 있다. 조명 모듈 하우징(102), 후방 커버 플레이트(106) 및 전방 커버 플레이트(104)는 알루미늄, 금속 또는 다른 금속 또는 금속 합금 또는 플라스틱으로 구성될 수 있다. 후방 커버 플레이트(106)는 큰 파편들이 조명 모듈에 들어가지 않도록 통합 공기 필터 또는 그리드 패턴(grid pattern)을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 흡입 휀들(144) 및 배출 휀들(146)은 자신들 각각의 채널들(136, 138 및 140) 각각 내에 위치되고 휀 장착 플레이트(162)에 장착된다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 두 공기 흡입 휀들(144)은 휀 장착 플레이트(162)의 동일한 측 상에 장착됨으로써 후방 커버 플레이트(106) 및 흡입 개구들(118, 120)에 의해 규정되는 X-Z 평면에 관한 동일한 Y-위치에서 X-방향으로 서로 정렬될 수 있다. 공기 배출 휀(146)은 휀 장착 플레이트(162)의 공기 흡입 휀들(144)로부터 대향하는 측에 장착될 수 있다. 이 구성에서, 두 공기 흡입 휀들(144)은 공기 배출 휀(146)으로부터 오프셋(offset)된다. 대안으로, 두 공기 흡입 휀들(144) 및 배출 휀(146)은 모두 도 7에 도시되는 바와 같이 서로와 정렬되고 휀 장착 플레이트(162)의 동일한 측에 장착될 수 있다. 한층 더욱더, 휀들은 임의의 적절한 방식으로 서로로부터 정렬 또는 오프셋될 수 있고 임의의 수효의 휀들이 조명 모듈 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈 내에는 흡입 또는 배출 채널당 그리고 3개 이상의 채널들당 하나의 휀이 있을 수 있다. 추가적인 예로서, 조명 모듈 내에는 흡입 또는 배출 채널당 하나보다 많은 휀이 있을 수 있다. 따라서, 조명 모듈(100)은 모듈 방식(modular fashion)으로 구성될 수 있고, 여기서 하나 이상의 흡입 및/또는 배출 채널들이 함께 조립되고, 각각의 채널은 하나 이상의 흡입 및/또는 배출 휀들을 각각 포함한다.
이 방식에서, 공기 흡입 휀들(144)의 장착 위치들은 공기 흡입 휀들(144) 및 히트 싱크(150) 사이의 갭들(163)을 규정하고, 공기 배출 휀(146)의 장착 위치는 공기 배출 휀(146) 및 히트 싱크(150) 사이의 갭(164)을 규정한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 갭들(163)은 흡입 공기 채널들(136, 138)로부터의 공기가 우선 흡입 공기 채널들(136, 138)에 직접적으로 대향하는 히트 싱크(150)의 부분들로 주로 지향되도록 갭(164)보다 더 작을 수 있다. 후속해서, 히트 싱크(150) 내의 핀들(151) 사이의 핀-간 채널들(153)은 흡입 공기를 히트 싱크에 걸쳐 X-방향으로 지향 및 분배시킬 수 있다. 더욱이, 공기 배출 휀(146)이 히트 싱크(150)를 둘러싸는 공기를 빨아들이고 이를 배출 공기 채널(140)로 지향시킬 수 있기 때문에, 공기 배출 휀(146)은 X-방향으로 있는 조명 모듈(100)의 에지들에 있는 히트 싱크(150)의 영역들로부터 히트 싱크(150)의 중심으로 공기를 분배하고 후속해서 배출 공기 채널(140)을 통해 외부로 분배하는 것에 도움을 줄 수 있다.
따라서, 발광 소자들로부터 발생되는 열은 우선 열의 히트 싱크(150)로의 전도에 의해 주로 소산된다. 히트 싱크(150)는 열을 자체의 핀형 열 전달 면 에어리어에 걸쳐 주변 공기로 방사한다. 후속해서, 히트 싱크(150)를 둘러싸는 공기, 특히 다른 방식으로 열 전달을 위한 경계 층을 형성할 수 있는 히트 싱크(150)의 핀형 열 전달 면 에어리어 부근의 공기는 각각 배출 휀(146) 및 흡입 휀들(144)의 결합에 의해 히트 싱크(150)로부터 멀어지게 대류 순환되고 흡입 휀들(144)을 통해 제공되는 신선한 더 차가운 흡입 공기로 대체될 수 있다.
갭들(163)의 크기가 Y-방향으로 증가함에 따라(예를 들어, 휀 장착 플레이트(162)가 후방 커버 플레이트(106)에 더 가까운 위치로 옮겨지는 경우), 흡입 휀들(144)로부터 지향되는 흡입 공기는 히트 싱크(150)에 걸쳐 X-방향으로 더 용이하게 분산되는 것이 가능해질 수 있다. 결과적으로, 히트 싱크(150)의 에지들(X-방향으로 가장 양이고 가장 음인 위치들에서의)은 X-방향에서 히트 싱크(150)의 중심 부분보다 덜 냉각될 수 있다. 더욱이, 갭들(163)의 크기가 증가할수록, 흡입 휀들(144)로부터 지향되는 흡입 공기의 더 큰 부분은 히트 싱크(150)에 실질적으로 도달하기 전에 배출 휀(146) 내로 빨려 들어가서, 이로 인해 히트 싱크(150)로부터의 열 소산의 효율이 감소할 수 있다. 갭(164)의 크기가 감소함에 따라, 배출 휀(146)을 통해 배출 채널(140)로 지향되는 공기의 더 큰 부분은 X-방향에서 히트 싱크(150)의 중간 부분에 있는 영역 내에서, 배출 휀(146) 및 채널(140)에 직접적으로 대향하는 히트 싱크(150)의 핀-간 채널들(153) 내의 공기를 포함할 수 있다. 갭(164)의 크기가 증가됨에 따라, 배출 휀(146)은 X-방향에서 히트 싱크(150)의 더 넓은 부분의 핀-간 채널들(153)로부터 공기를 빼내는 것이 가능할 수 있다. 그러한 바와 같이, 도 4에 도시되는 바와 같이 흡입 휀들(144) 및 배출 휀(146)의 위치들을 어긋 배치(staggering)하여 갭들(163)이 작고 갭(164)이 갭들(163)에 비해 더 큰 것은 갭들(163)이 더 크고 갭(164)이 더 작은 때에 비해 더 효율적인 열 소산을 제공할 수 있다.
이제 도 5로 전환해서, 이 도 5는 도 2에서의 섹션 5-5를 따라 취해지는 조명 모듈(100)의 단면의 평면도를 도시한다. 화살표들(170 및 172)의 경로를 따라, 흡입 채널들(136, 138)로부터의 공기는 흡입 휀들(144)에 의해 흡입 휀들(144)을 통해 그리고 히트 싱크(150)에 걸쳐 대류 순환되어서, 내부에 있는 핀-간 채널들(153)에서의 핀들(151)에 걸쳐 흐르고 이로 인해 히트 싱크(150)의 열 전달 면들로부터 방사되는 뜨거운 공기를 냉각시킨다. 후속해서, 공기는 화살표들(174)의 경로에 의해 표시되는 바와 같이, 조명 모듈(100)의 발광 소자 부분(148)으로부터 배출 채널(140)을 통해 배출된다. 배출 휀(146)은 배출 채널(140) 내에 위치되고 따라서 공기를 배출 채널(140)을 통해 발광 소자 부분(148)의 외부로 그리고 배출 채널의 개구(122)를 통해 조명 모듈(100)의 외부로 지향시킨다.
이제 도 6으로 전환해서, 이 도 6은 흡입 채널들(136, 138)의 개구들(118, 120) 및 배출 채널(140)의 개구(122) 사이에 위치되는 두 배플(baffle)들(152)을 구비하는 도 4의 조명 모듈(100)을 도시한다. 도 6에서는 조명 모듈(100)에 두 배플들이 포함되지만, 임의의 수효의 배플들이 포함될 수 있다. 이 예에서, 배플들(152)은 공기 배출 채널의 개구(122)를 통해 공기 배출 채널(140) 외부로 배출되거나 방출되는 가열된 배출 공기가 개구들(118, 120)을 통해 그리고 공기 흡입 채널들(136, 138) 내로 진입하는 더 차가운 흡입 공기와 혼합하는 것을 방지하기 위해 공기 흡입 개구들(118, 120)을 공기 배출 개구(122)로부터 분리한다. 배출 채널(140)로부터 나온 공기가 흡입 채널들(136, 138)에 진입하는 흡입 공기와 혼합되는 경우, 히트 싱크(150)로부터의 흡입 공기에 의해 소산되는 열의 양은 배출 채널을 나가는 공기가 흡입 채널들(136, 138)에 진입하는 흡입 공기와 혼합되지 않는 경우에 비해 감소될 수 있는데, 왜냐하면 흡입 채널들(136, 138)에 진입하는 공기의 온도는 나가는 배출 공기에 의해 더워지므로, 더 높을 수 있기 때문이다.
배플들(152)은 임의의 적절한 형상 및 크기일 수 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 배플들(152)은 서로에 대하여 각을 지고 있는 두 면들(154, 156)을 가질 수 있다. 면들(156)에 대한 면들(154)의 각형성은 흡입 채널들(136, 138)에 진입하는 공기 및 배출 채널(140)로부터 배출되는 공기 사이의 혼합을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 면들(156)은 X-방향에서의 조명 모듈(100)의 중심으로부터 외향하여 각이 형성될 수 있다.
이제 도 7로 전환해서, 이 도 7은 조명 모듈(100)의 하나의 예를 도시하고, 여기서 흡입 휀들(144) 및 배출 휀(146)은 휀 장착 플레이트(162)의 동일한 측 상에 장착되고 X-방향으로 정렬된다. 따라서, 도 7의 조명 모듈(100)에서, 갭들(163 및 164)은 크기에 있어서 균일할 수 있다.
이제 도 8로 전환해서, 이 도 8은 적층되는 구성의 다수의 조명 모듈들의 후방 사시도를 도시한다. 네 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)은 수직 및 수평으로 긴밀히 함께 적층되는 것으로 도시된다. 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)의 각각의 개구들(118, 120, 122)은 모두 자신의 각각의 조명 모듈들의 후방 커버 플레이트들(106)에 위치된다. 이 개구들(118, 120, 122)을 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)의 다른 면보다는 오히려, 전방 커버 플레이트들(104)의 발광 면에 대향하는 후방 커버 플레이트들(106)에 위치시킴으로써, 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)은 이웃하는 조명 모듈들의 흡입 또는 배출 공기 또는 이웃하는 모듈들로부터 방출되는 광을 간섭하지 않고 수평(X-방향) 및 수직 방향(Z-방향) 이 둘 모두로 적층될 수 있다. 임의의 적절한 수의 조명 모듈들은 조명 모듈들의 2차원 어레이를 형성하는 수직 및/또는 수평 방향으로 적층될 수 있고, 적층 배열은 광으로 조사될 면의 에어리어에 대응할 수 있다. 조명 모듈들(100)이 X-방향 및 Y-방향 모두에서 긴밀하게 서로 적층될 수 있기 때문에, 조명 모듈(100)의 구성은 적층된 조명 모듈들의 성능 및 내구성을 유지하면서 작거나 큰 에어리어에 대한 광의 균일하고 집중된 조사를 가능하게 할 수 있는데 왜냐하면 발광 소자들에 의해 발생되는 열은 심지어 매우 밀집하고 긴밀하게 적층되는 다수의 조명 모듈의 배열에서일지라도 효율적으로 소산될 수 있기 때문이다.
하나의 예로서, 도 8에 도시되는 바와 같이, 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)로부터 방출되는 광은 잉크와 같은 광 조사 경화 재료를 매체(166) 상에서 경화시키는 데 사용될 수 있다. 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)이 위치될 수 있는 상대적 근접성(relative proximity)으로 인해, 조명 모듈들(810, 820, 830 및 840)의 각각으로부터 방출되는 광은 더 작고 더 집중된 에어리어를 경화시킬 수 있고, 이것은 경화 프로세스들 동안 효율을 증가시키고/시키거나 시간을 감소시킨다. 더욱이, 조명 모듈들이 임의의 적절한 구성으로 적층될 수 있기 때문에, 매체 상에서 일어나는 경화 프로세스는 형상, 길이, 폭 등에 의해 맞춤화(customize)될 수 있고, 이는 더 정확하고 효율적인 프로세스를 발생시킨다.
이 방식에서, 조명 모듈은 하우징 및 제 1 채널 및 제 1 채널과 평행한 제 2 채널을 포함하고, 제 1 및 제 2 채널들은 하우징에 의해 포함되고, 제 1 채널은 제 1 채널의 제 1 단부에 제 1 개구를 포함하고, 제 1 개구는 제 1 평면 상에 위치되고, 제 2 채널은 제 2 채널의 제 1 단부에 제 2 개구를 포함하고, 제 2 개구는 제 1 평면 상에 위치된다. 조명 모듈은 발광 소자들의 어레이, 제 1 채널에 위치되고 발광 소자들의 어레이를 향하여 공기를 제 1 개구를 통해 제 1 채널 내로 대류 순환시키도록 배열되는 흡입 휀 및 제 2 채널 내에 배치되고 발광 소자들의 어레이로부터 멀어지게 공기를 제 2 개구를 통해 제 2 채널 외부로 대류 순환시키도록 배열되는 배출 휀을 더 포함할 수 있다.
조명 모듈의 제 1 채널 및 제 2 채널은 서로 인접하게 위치될 수 있다. 더욱이, 제 1 평면은 하우징의 제 2 평면에 대향할 수 있고, 발광 소자들의 어레이는 제 2 평면을 통해 하우징으로부터 광을 방출할 수 있다. 한층 더욱더, 흡입 휀 및 배출 휀은 제 3 평면에 정렬될 수 있고, 여기서 제 3 평면은 제 1 평면 및 제 2 평면 사이에 위치될 수 있다. 흡입 휀은 또한 제 3 평면 주위에 있는 배출 휀으로부터 오프셋될 수 있다.
상술한 조명 모듈에서 하우징은 제 3 채널 및 제 1 평면에서의 제 3 채널의 제 1 단부에 위치되는 제 3 개구를 더 규정하고, 제 3 채널은 제 1 채널 및 제 2 채널 이 둘 모두와 평행하고, 조명 모듈은 제 3 채널 내에 위치되는 제 2 흡입 휀을 더 포함하고, 제 2 흡입 휀은 발광 소자들의 어레이를 향하여 공기를 제 3 개구를 통해 제 3 채널 내로 대류 순환시키도록 배열된다. 제 2 채널은 또한 제 1 채널 및 제 3 채널에 인접하게 그리고 제 1 채널 및 제 3 채널 사이에 위치될 수 있고, 제 1 및 제 2 채널들 및 제 2 및 제 3 채널들은 파티션에 의해 분리될 수 있다. 더욱이, 제 1 채널은 제 2 채널의 제 2 체적과 대략 동일한 제 1 체적을 가질 수 있다.
제 1 배플은 제 1 평면 상에서 제 1 개구 및 제 2 개구 사이에 위치될 수 있고 제 2 배플은 제 1 평면 상에서 제 2 개구 및 제 3 개구 사이에 위치될 수 있다. 더욱이, 조명 모듈은 히트 싱크를 더 포함할 수 있고, 여기서 히트 싱크는 발광 소자들과 직접 접촉할 수 있고 히트 싱크는 제 3 평면 및 제 2 평면 사이에 위치될 수 있다. 히트 싱크는 복수의 핀들 및 복수의 핀-간 채널들을 포함할 수 있고, 복수의 핀들의 각각은 제 2 평면에 수직으로 정렬된다. 한층 더욱더, 조명 모듈의 흡입 휀 및 제 2 흡입 휀은 제 3 평면에서 정렬될 수 있고, 배출 휀은 제 3 평면 주위에 있는 흡입 휀 및 제 2 흡입 휀으로부터 오프셋될 수 있다.
대안으로, 조명 모듈은 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지는 하우징, 히트 싱크 및 하우징의 제 1 부분 내에 위치되는 조명 소자들의 어레이를 포함할 수 있고, 제 1 채널, 제 2 채널 및 제 3 채널은 하우징의 제 2 부분 내에서 규정되고, 제 1 채널, 제 2 채널 및 제 3 채널의 각각은 서로에 대하여 병렬로 위치되고 제 2 채널은 제 1 채널 및 제 3 채널 사이에 위치된다. 제 1 개구는 제 1 채널의 제 1 단부에서 규정될 수 있고, 제 2 개구는 제 2 채널의 제 1 단부에서 규정될 수 있고, 제 3 개구는 제 3 채널의 제 1 단부에서 규정될 수 있고, 여기서 제 1 개구, 제 2 개구 및 제 3 개구는 공통 평면 상에 위치될 수 있다.
제 1 채널에서의 제 1 흡입 휀은 제 1 개구로부터 떨어져 이격되고 공기를 제 1 개구 및 제 1 채널 내로 그리고 제 1 부분 내로 대류 순환시키도록 배열될 수 있다. 제 2 채널에서의 배출 휀은 제 2 개구로부터 떨어져 이격되고 제 1 부분으로부터의 공기를 제 2 채널을 통해 대류 순환시키고 제 2 채널로부터의 공기를 제 2 개구를 통해 배출하도록 배열될 수 있고 제 3 채널에서의 제 2 흡입 휀은 제 3 개구로부터 떨어져 이격되고 공기가 제 3 개구 및 제 3 채널을 통해 제 1 부분 내로 흐르게 하도록 배열될 수 있다.
게다가, 제 1 흡입 휀 및 제 2 흡입 휀은 서로와 정렬될 수 있고 배출 휀은 제 1 흡입 휀 및 제 2 흡입 휀으로부터 오프셋될 수 있다. 한층 더욱더, 제 1 개구, 제 2 개구 및 제 3 개구에 공통인 평면은 발광 소자의 어레이로부터의 광이 방출되는 하우징 상의 평면에 대향할 수 있다.
이제 도 9로 전환해서, 이 도 9는 도 1 내지 도 2의 조명 모듈(100)과 같은 조명 모듈을 냉각시키는 예시 방법(900)을 도시한다. 대안으로 도 9의 방법은 도 8에 도시되는 바와 같은 적층된 조명 모듈들의 어레이에 적용될 수 있다. 방법(900)은 910에서 시작하고, 여기서 조명 모듈은 조사될 면 또는 대상을 향하고 상기 면 또는 대상의 근처에 있는 전방 커버 플레이트와 함께 위치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 광은 발광 소자들의 어레이에 의해 조명 모듈의 전방 커버 플레이트의 면을 통하여(예를 들어, 윈도(116)를 통하여) 방출될 수 있다. 발광 소자들의 어레이 및 조명 모듈의 하나 이상의 흡입 및 배출 휀들에 전력을 공급하기 위해 전력은 조명 모듈에 공급된다.
방법(900)은 920에서 계속되고, 여기서 공기는 조명 모듈의 후방 커버 플레이트에 위치되는 흡입 채널들의 하나 이상의 개구들 내로 대류 순환될 수 있다. 상술한 바와 같이, 조명 모듈의 후방 커버 플레이트는 조명 모듈의 전방 커버 플레이트에 대향하여 위치되어, 전방 커버 플레이트에 의해 규정되는 평면에 대향하는 평면을 규정할 수 있다. 이 방식에서 흡입 채널들의 개구들은 조명 모듈의 공통 평면 상에 위치된다. 공기는 조명 모듈의 흡입 채널들 내에 위치되는 하나 이상의 흡입 휀들에 의해 흡입 채널 개구들 내로 대류 순환될 수 있다.
다음 930에서, 방법(900)은 공기를 조명 모듈의 발광 소자 부분에서의 히트 싱크에 걸쳐 지향시킬 수 있다. 하나 이상의 흡입 채널들에 있는 흡입 휀은 흡입 채널 개구들을 통해 대류 순환되는 공기를 조명 모듈의 발광 소자 부분으로 지향시킬 수 있다. 특히, 공기는 조명 모듈의 발광 소자 부분에서의 히트 싱크에 걸쳐 지향될 수 있다. 상술한 바와 같이 히트 싱크는 발광 소자들에 의해 발생되는 열이 히트 싱크로의 전도에 의해 그리고 히트 싱크 면 에어리어로부터 히트 싱크를 둘러싸는 공기로의 방사에 의해 소산될 수 있도록 발광 소자들의 어레이와 직접적으로 열적 접촉될 수 있다. 공기를 히트 싱크에 걸쳐 지향시킴으로써, 히트 싱크 면 에어리어로부터 방사되는 열이 소산될 수 있다. 이 방식에서, 이 차가운 흡입 공기는 히트 싱크로부터 열을 흡수할 때 가열되고 히트 싱크에 걸쳐 지향되는 공기의 온도가 후방 커버 플레이트에 있는 하나 이상의 흡입 채널 개구들을 통해 조명 모듈에 진입하는 공기의 온도보다 더 높을 수 있도록 히트 싱크로부터의 열을 소산할 수 있다.
940에서 계속해서, 공기는 하나 이상의 배출 채널들 내에 위치되는 하나 이상의 배출 휀들에 의해 하나 이상의 배출 채널들을 통해 대류 순환될 수 있다. 하나 이상의 배출 채널들은 하나 이상의 흡입 채널들에 인접하게 위치될 수 있다. 예를 들어, 2개의 흡입 채널들 및 하나의 배출 채널들이 있는 조명 모듈의 경우, 배출 채널은 두 흡입 채널들에 인접하고 이 둘 채널들 사이에 위치될 수 있다.
950에서 계속해서, 하나 이상의 배출 채널들을 통해 대류 순환된 공기는 조명 모듈의 후방 커버 플레이트 면에 위치되는 하나 이상의 배출 채널들에서의 개구를 통해 배출될 수 있다. 이 방식에서, 흡입 및 배출 공기는 후방 커버 플레이트의 공통 평탄 면에 있는 조명 모듈로 진입하거나 이 조명 모듈로부터 배출된다. 따라서, 방법(900)은 효율적인 열 소산을 유지하면서 그리고 2차원 어레이로 적층되는 하나 또는 다수의 조명 모듈들을 사용하여 조사된 면으로부터의 공기 흐름을 격리하면서, 면(예를 들어, 매체(166)의 면)에 고도로 집중된 균일한 광을 조사할 수 있다.
이 방식에서, 조명 모듈을 냉각하는 방법은 공기를 제 1 채널의 제 1 단부에서 규정되는 제 1 개구를 통해 그리고 발광 소자들의 어레이 및 히트 싱크를 수납하는 하우징의 발광 소자 부분 내로의 제 1 채널을 통해 조명 모듈의 하우징 내로 대류 순환시키는 것을 포함할 수 있고, 히트 싱크는 조명 소자들의 어레이가 광을 방출할 때 발생되는 열을 제거하도록 배열된다. 더욱이, 상기 방법은 공기를 제 2 채널의 제 1 단부에서 규정되는 제 2 개구를 통해 그리고 하우징의 발광 소자 부분 내로의 제 2 채널을 통해 하우징 내로 대류 순환시키는 것을 포함하고, 제 2 개구는 제 1 개구와 함께 공통 평면 상에 위치된다. 한층 더욱더, 상기 방법은 공기를 히트 싱크에 걸쳐 그리고 제 1 채널 및 제 2 채널과 평행하고 이 제 1 채널 및 제 2 채널 사이에 위치되는 제 3 채널을 통해 대류 순환시키는 것을 포함하고, 여기서 제 3 채널 내의 공기는 제 3 채널의 제 1 단부에서 규정되고 제 1 개구 및 제 2 개구와 함께 공통 평면 상에 있는 3 개구를 통해 방출된다.
조명 모듈을 냉각하는 방법에서, 제 1 개구 및 제 2 개구를 통해 하우징에 진입하는 공기는 제 3 개구를 통하여 방출되는 공기보다 더 낮은 온도를 가질 수 있다. 더욱이, 발광 소자들의 어레이는 제 1 개구, 제 2 개구 및 제 3 개구가 위치되는 공통 평면에 대향하는 평면 상의 하우징으로부터 광을 방출할 수 있다.
개시되는 조명 모듈의 많은 소자들은 더 종래의 조명 모듈에 비해 용이하게 냉각하는 것이 가능하다. 공기는 채널의 단부에서 규정되는 개구를 통해 조명 모듈의 하우징에 진입하게 되고 채널을 통해 하우징의 발광 소자 부분(148) 내로 흐르게 된다. 더욱이, 하우징의 발광 소자 부분(148)은 파티션(예를 들어, 휀 장착 플레이트(162)), 병 등과 같은 분리기에 의해 하우징 내의 채널들로부터 분리되는 챔버(chamber)일 수 있으나, 어떤 대안의 구성들은 물리적인 장벽을 포함하지 않을 수 있다. 하우징의 발광 소자 부분은 발광 소자들의 어레이에 의해 발생되는 열을 제거하도록 배열되는 열 전도 히트 싱크와 긴밀히 접촉하는 발광 소자들의 어레이를 포함한다. 공기는 제 2 채널의 단부에서 규정되는 제 2 개구를 통해 하우징 내로 대류 순환된다. 제 2 개구는 공통 평면 상에 다른 개구와 함께 위치된다. 제 2 채널에 진입하는 공기는 제 2 채널을 통해 하우징의 발광 소자 부분 내로 흐른다.
제 1 및 제 2 개구를 통해 조명 모듈에 진입하는 공기는 제 1 및 제 2 채널들을 통하여 발광 소자 부분 내로 흐르고 히트 싱크에 걸치고 공기 흡입 채널들과 평행하고 이 공기 흡입 채널들 사이에 위치되는 제 3채널을 통하도록 강제된다. 강제로 제 3 채널 내로 들어간 공기는 제 3 채널의 단부에서 규정되고 개구들과 동일한 평면에 위치되는 제 3 개구를 통하여 공기 흡입 채널들로 방출된다. 공기 흡입 채널, 제 1 및 제 2 채널들에 진입하는 공기는 이 예에서 일반적으로 제 3 채널의 제 3 개구를 통해 방출되는 공기보다 더 낮은 온도를 가진다. 세 채널들에 대한 세 개구들이 위치되는 공통 평면은 한 평면과 마주하고 있고 발광 소자들의 어레이가 이 평면을 통해 광을 방출한다.
개시되는 조명 모듈들의 많은 이점들이 논의되었다. 그러나, 본원에서 논의되지 않은 추가 이점들은 본 명세서의 판독 시에 당업자에게 분명해질 것이다. 또한, 개시되는 조명 모듈들이 일부 요소들은 적절한 대체 요소들로 대체될 수 있다. 이 점에 있어서 조명 모듈들 및 조명 모듈을 냉각시키는 방법 및 장치에 대한 특정한 실시예들이 기술되었을지라도, 이는 그와 같은 특정한 참조들이 이후의 청구항들에서 설명되는 바를 제외하고 본 고안의 범위를 제한하는 것으로 간주되도록 의도되지 않는다.
본원에서 개시되는 구성들은 사실상 예시적이며, 이 특정한 실시예들은 수많은 변형들이 가능하기 때문에 제한하는 의미로 고려되지 않아야만 하는 것이 인정될 것이다. 예를 들어, 상기 실시예들은 경화 가능면들 및 광섬유들, 케이블들 및 리본들용 재료들과 같은 잉크들 이외의 매체들에 적용될 수 있다. 더욱이, 상술한 UV 경화 디바이스들 및 시스템들은 기존의 제작 장비와 통합될 수 있고 특정한 광원을 위해 설계되지 않는다. 상술한 바와 같이, 마이크로웨이브 동력 램프, LED들, LED 어레이들 및 수은 아크형 램프들과 같은 임의의 적절한 광 엔진이 사용될 수 있다. 본 고안의 실용신안 대상은 다양한 구성들의 모든 신규하고 분명하지 않은 결합들 및 하위 결합들, 및 본원에서 개시되는 다른 특징들, 기능들 및/또는 속성들을 포함한다.
본원에서 기술되는 예시 프로세스 플로우들은 다양한 UV 경화 디바이스들 및 UV 경화 시스템 구성들과 함께 사용될 수 있음이 유념된다. 본원에서 기술되는 프로세스 플로우들은 연속, 배치(batch), 반-배치, 및 반-연속 프로세싱 등과 같은 임의의 수효의 프로세싱 전략들 중 하나 이상을 표현할 수 있다. 이와 같이, 예시되는 다양한 행위들, 동작들 또는 기능들은 예시된 시퀀스로, 동시에 또는 일부 경우들에 생략된 상태로 수행될 수 있다. 마찬가지로, 프로세싱의 순서는 본원에서 기술되는 예시 실시예들의 특징들 및 장점들을 달성하기 위해 반드시 요구되지는 않는다. 예시되는 행위들 또는 기능들 중 하나 이상은 사용되는 특정한 전략에 따라 반복해서 수행될 수 있다. 본원에서 개시되는 구성들 및 루틴들은 사실상 예시적이며, 이 특정한 실시예들은 수많은 변형들이 가능하기 때문에 제한하는 의미로 고려되지 않을 수 있음이 인정될 것이다. 본 고안의 실용신안 대상은 다양한 시스템들 및 구성들의 모든 신규하고 분명하지 않은 결합들 하위 결합들 및 본원에서 개시되는 다른 특징들, 기능들 및/또는 속성들을 포함한다.
다음의 청구항들은 특히 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주되는 특정한 결합들 및 하위 결합들을 가리킨다. 이 청구항들은 “하나의” 요소 또는 “제 1” 또는 이의 등가를 칭할 수 있다. 그와 같은 청구항들은 하나 이상의 그와 같은 요소들을 통합하는 것을 포함하므로, 둘 이상의 그와 같은 요소들을 요구하지도 않고 배제하지도 않는 것으로 이해될 수 있다. 개시되는 특징들, 기능들, 요소들 및/또는 속성들의 다른 결합들 및 하위 결합들은 본 청구항들의 수정을 통해 또는 본 또는 관련 출원에서의 새로운 청구항들의 제시를 통해 청구될 수 있다. 그와 같은 청구항들은, 범위에 있어서 원래의 청구항들에 대하여 더 넓거나, 더 협소거나, 동일하거나 또는 상이할지라도, 본 고안의 실용신안 대상 내에 포함되는 것으로 또한 간주된다.

Claims (20)

  1. 하우징(housing);
    제 1 채널 및 상기 제 1 채널에 평행한 제 2 채널로서, 상기 제 1 채널 및 제 2 채널은 상기 하우징에 의해 포함되고, 상기 제 1 채널은 상기 제 1 채널의 제 1 단부에 제 1 개구를 포함하고, 상기 제 1 개구는 제 1 평면 상에 위치되고, 상기 제 2 채널은 상기 제 2 채널의 제 1 단부에 제 2 개구를 포함하고, 상기 제 2 개구는 상기 제 1 평면 상에 위치되는, 상기 제 1 채널 및 제 2 채널;
    발광 소자(light-emitting element)들의 어레이(array);
    상기 제 1 채널에 위치되는 흡입 휀(fan)으로서, 제 1 개구를 통해 상기 상기 제 1 채널 내로 들어가는 공기를 상기 발광 소자들의 어레이로 대류 순환시키도록 배열되는, 상기 흡입 휀;
    상기 제 2 채널 내에 위치되는 배출 휀으로서, 상기 제 2 개구를 통해 상기 제 2 채널의 외부로 나가는 공기를 상기 발광 소자들의 어레이로부터 멀어지게 대류 순환시키도록 배열되는 배출 휀; 을 포함하고,
    상기 제 1 채널은 파티션(partition)에 의해 상기 제 2 채널로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널은 서로 인접하게 위치되는 조명 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 평면은 상기 하우징의 제 2 평면에 대향하고, 상기 발광 소자들의 어레이는 상기 하우징으로부터 상기 제 2 평면을 통해 광을 방출하는 조명 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡입 휀 및 상기 배출 휀은 제 3 평면 상에 정렬되고, 상기 제 3 평면은 상기 제 1 평면 및 상기 제 2 평면 사이에 위치되는 조명 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 흡입 휀은 상기 제 3 평면 주위의 상기 배출 휀으로부터 오프셋(offset)되는 조명 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하우징은 제 3 채널 및 상기 제 1 평면에서의 상기 제 3 채널의 제 1 단부에 위치되는 제 3 개구를 더 규정하고 제 3 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 이 둘 모두와 평행하고, 상기 조명 모듈은 상기 제 3 채널 내에 위치되는 제 2 흡입 휀을 더 포함하고, 상기 제 2 흡입 휀은 상기 제 3 개구를 통해 상기 제 3 채널 내로 들어가는 공기를 상기 발광 소자들의 어레이로 대류 순환시키도록 배열되는 조명 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 3 채널에 인접하게 그리고 상기 제 1 채널 및 상기 제 3 채널 사이에 위치되는 조명 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 평면 상에 상기 제 1 개구 및 상기 제 2 개구 사이에 위치되는 제 1 배플(baffle) 및 상기 제 1 평면 상에 상기 제 2 개구 및 상기 제 3 개구 사이에 위치되는 제 2 배플을 더 포함하는 조명 모듈.
  9. 제 7 항에 있어서,
    히트 싱크(heat sink)를 더 포함하고, 상기 히트 싱크는 상기 발광 소자들과 직접적으로 접촉되고, 상기 히트 싱크는 상기 제 3 평면 및 상기 제 2 평면 사이에 위치되는 조명 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 복수의 핀(fin)들 및 복수의 핀-간 채널들을 포함하고, 상기 복수의 핀들의 각각은 상기 제 2 평면에 수직으로 정렬되는 조명 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 흡입 휀 및 상기 제 2 흡입 휀은 상기 제 3 평면에 정렬되고, 상기 배출 휀은 상기 제 3 평면 주위의 상기 흡입 휀 및 상기 제 2 흡입 휀으로부터 오프셋되는 조명 모듈.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널은 제 1 체적을 가지고 상기 제 2 채널은 상기 제 1 체적과 동일한 제 2 체적을 가지는 조명 모듈.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평면 상에 상기 제 1 개구 및 상기 제 2 개구 사이에 위치되는 배플(baffle)을 더 포함하는 조명 모듈.
  15. 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지는 하우징;
    히트 싱크 및 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내에 위치되는 발광 소자들의 어레이;
    상기 하우징의 상기 제 2 부분 내에서 규정되는 제 1 채널, 제 2 채널 및 제 3 채널로서, 상기 제 1 채널, 상기 제 2 채널 및 상기 제 3 채널의 각각은 서로 평행하게 위치되고 상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 3 채널 사이에 위치되는, 상기 제 1 채널, 제 2 채널 및 제 3 채널;
    상기 제 1 채널의 제 1 단부에서 규정되는 제 1 개구, 상기 제 2 채널의 제 1 단부에서 규정되는 제 2 개구 및 상기 제 3 채널의 제 1 단부에서 규정되는 제 3 개구로서, 상기 제 1 개구, 상기 제 2 개구 및 상기 제 3 개구는 공통 평면 상에 있는, 상기 제 1 개구, 상기 제 2 개구 및 상기 제 3 개구;
    상기 제 1 채널에서의 제 1 흡입 휀으로서, 상기 제 1 개구와 떨어져 이격되고 공기를 상기 제 1 개구 및 상기 제 1 채널 내로 그리고 상기 제 1 부분 내로 대류 순환시키도록 배열되는, 상기 제 1 흡입 휀;
    상기 제 2 채널에서의 배출 휀으로서, 상기 제 2 개구와 떨어져 이격되고 상기 제 1 부분으로부터의 공기를 상기 제 2 채널을 통해 대류 순환시키고 상기 제 2 채널로부터의 공기를 상기 제 2 개구를 통해 배출하도록 구성되는, 상기 배출 휀; 및
    상기 제 3 채널에서의 제 2 흡입 휀으로서, 상기 제 3 개구와 떨어져 이격되고 공기로 하여금 상기 제 3 개구 및 상기 제 3 채널을 통해 상기 제 1 부분으로 흐르게 하도록 배열되는, 상기 제 2 흡입 휀을 포함하는 조명 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 흡입 휀 및 상기 제 2 흡입 휀은 서로 정렬되고 상기 배출 휀은 상기 제 1 흡입 휀 및 상기 제 2 흡입 휀으로부터 오프셋되는 조명 모듈.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 개구, 상기 제 2 개구 및 상기 제 3 개구에 공통인 평면은 상기 발광 소자들의 어레이로부터의 광이 방출되는 하우징 상의 평면에 대향하는 조명 모듈.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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