KR20060128506A - Plasma lighting system - Google Patents

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Abstract

An electrodeless lighting system is provided to suppress a wavelength fluctuation of the light reflected by a dielectric mirror by making a height of a reflective surface of the dielectric mirror different. An electrodeless lighting system includes a magnetron generating electromagnetic waves, an electrodeless lighting bulb(5) filled with a phosphor which is exited by the electromagnetic waves to emit visible rays, a resonator(6) accommodating the electrodeless lighting bulb and shielding the electromagnetic waves and transmitting light, a reflective shade(7) reflecting the light generated from the electrodeless lighting bulb, and a dielectric mirror(10) mounted in the resonator for transmitting the electromagnetic waves and reflecting the light. The dielectric mirror has a reflective coating layer(11) so that a height of a reflective surface is different.

Description

무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM}Electrodeless Lighting Equipment {PLASMA LIGHTING SYSTEM}

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional electrodeless lighting device;

도 2는 종래 무전극 조명기기의 유전체거울에서 반사되는 빛의 특성을 설명하기 위해 보인 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing the characteristics of the light reflected from the dielectric mirror of the conventional electrodeless lighting device,

도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 유전체거울을 보인 파단면도,Figure 3 is a sectional view showing a dielectric mirror in the electrodeless lighting device of the present invention,

도 4는 본 발명 무전극 조명기기의 유전체거울에서 반사되는 빛의 특성을 설명하기 위해 보인 개략도,4 is a schematic view showing the characteristics of the light reflected from the dielectric mirror of the electrodeless lighting device of the present invention,

도 5는 본 발명 무전극 조명기기에서 유전체거울의 변형예를 적용한 경우 반사되는 빛의 특성을 설명하기 위해 보인 개략도.Figure 5 is a schematic diagram showing the characteristics of the reflected light when applying a modification of the dielectric mirror in the electrodeless lighting device of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

5 : 무전극 전구 5a : 발광부5: electrodeless light bulb 5a: light emitting portion

7 : 반사갓 10 : 유전체거울7: reflection shade 10: dielectric mirror

11 : 반사코팅층11: reflective coating layer

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 유전체거 울의 반사코팅층 두께를 단차지게 형성하여 균일한 색온도를 낼 수 있도록 하는 무전극 조명기기의 유전체거울 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrodeless lighting device using electromagnetic waves, and more particularly, to a dielectric mirror structure of an electrodeless lighting device to form a uniform thickness of the reflective coating layer of the dielectric mirror to achieve a uniform color temperature.

일반적으로 무전극 조명기기(PLS : Plasma Lighting System)는 전자레인지에 주로 사용되고 있는 고주파 발진기(마그네트론)을 이용하여 그 고주파 발진기에서 발생하는 전자파가 무전극 전구내 버퍼가스(buffer gas)를 플라즈마 상태로 만들면서 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량의 빛을 제공할 수 있는 기기이다.In general, a PLS (Plasma Lighting System) uses a high frequency oscillator (magnetron), which is mainly used in a microwave oven, and the electromagnetic waves generated from the high frequency oscillator convert the buffer gas in the electrodeless bulb into a plasma state. It is a device that can provide excellent amount of light without electrode by making metal compound emit light continuously while making.

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional electrodeless lighting device.

이에 도시한 바와 같이 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 마이크로파를 전달하는 도파관(4)과, 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(5)와, 도파관(4)과 무전극 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 무전극 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(7)과, 무전극 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 정반사만 하는 유전체거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기(3)를 냉각하는 냉각팬(9)으로 구성하고 있다.As shown in the drawing, a conventional electrodeless lighting device includes a magnetron 2 mounted inside the casing 1 to generate microwaves, and a high voltage generator for boosting and supplying commercial AC power to the magnetron 2 at a high pressure. 3), a waveguide 4 which communicates with the outlet of the magnetron 2 and transmits the microwaves generated by the magnetron 2, and an electrodeless light bulb which emits light while the encapsulating material is plasma-made by electromagnetic wave energy ( 5) and the resonator 6 and the resonator 6, which are covered in front of the waveguide 4 and the electrodeless bulb 5 to block the microwaves and pass the light emitted from the electrodeless bulb 5, A reflector 7 for intensively reflecting light generated from the electrodeless bulb to the straight line, and a dielectric mirror 8 mounted inside the resonator 6 at the rear of the electrodeless bulb 5 to allow electromagnetic waves to pass through and to reflect light only. And one side of the casing 1 The magnetron 2 and the high pressure generator 3 are configured by a cooling fan 9 for cooling.

반사갓(7)은 무전극 전구(5)의 발광부(5a)에서 발생하는 빛이 전반사되어 직 진할 수 있도록 소정의 곡률로 곡면지게 형성하고 있다.The reflector 7 is formed to have a curved surface with a predetermined curvature so that the light generated from the light emitting portion 5a of the electrodeless light bulb 5 can be totally reflected and go straight.

유전체거울(8)은 고온에 매우 강하도록 석영으로 형성하고, 그 전면에 반사코팅층(8a)을 도포하여 전면(무전극 전구의 발광부쪽)이 반사면을 이루도록 형성하되 반사코팅층의 두께가 동일하도록 형성하고 있다.The dielectric mirror 8 is formed of quartz so as to be very resistant to high temperature, and the reflective coating layer 8a is coated on the front surface thereof so that the front surface (the light emitting part of the electrodeless bulb) forms the reflective surface, but the thickness of the reflective coating layer is the same. Forming.

도면중 미설명 부호인 M1은 전구모터, M2는 팬모터이다.In the figure, reference numeral M1 denotes a bulb motor, and M2 denotes a fan motor.

상기와 같은 종래 무전극 조명기기는 다음과 같이 동작한다.The conventional electrodeless lighting device as described above operates as follows.

즉, 제어부의 지령에 따라 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성하고, 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 무전극 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시킨다. 이 과정에서 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(7)에 반사되어 직접 직진하거나 또는 무전극 전구(5)의 발광부(5a) 후면에 위치하는 유전체거울(8)에 반사되었다가 다시 반사갓(7)에 2차 반사되어 직진하면서 공간을 밝히는 것이었다. That is, the magnetron 2 generates an electromagnetic wave having a very high frequency while oscillating by a high pressure according to the command of the controller, and the electromagnetic wave 5 radiates into the resonator 6 through the waveguide 4. The inert gas enclosed therein is excited. In this process, the light emitting material continuously emits plasma and emits light having a unique emission spectrum. The light is reflected by the reflector 7 and proceeds directly or directly behind the light emitting part 5a of the electrodeless light bulb 5. It was reflected by the dielectric mirror 8, which was located, and then reflected by the reflection shade 7 again.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 조명기기는, 도 2에서와 같이 무전극 전구(5)에서 후방쪽으로 발진되는 빛이 유전체거울(8)에 반사되었다가 다시 반사갓(7)을 거쳐 전방쪽으로 직진하게 되나, 유전체거울(8)의 반사코팅층(8a)의 두께가 동일하여 이 반사코팅층(8a)에서 반사되는 빛의 스펙트럼이 다양한 색온도를 가지면서 원하는 색상의 빛을 생성하는데 한계가 있었다.However, in the conventional electrodeless illuminator as described above, as shown in FIG. 2, the light oscillating backward from the electrodeless bulb 5 is reflected by the dielectric mirror 8 and then goes straight forward through the reflection shade 7. However, since the thickness of the reflective coating layer 8a of the dielectric mirror 8 is the same, the spectrum of the light reflected by the reflective coating layer 8a has a variety of color temperatures and has a limit in generating light of a desired color.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명기기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 무전극 전구에서 발생하여 유전체거울의 반사코팅층에 반사되는 빛의 색온도를 균일하게 할 수 있는 무전극 조명기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems of the conventional electrodeless lighting device, and provides an electrodeless lighting device that can uniform the color temperature of light generated in the electrodeless light bulb and reflected on the reflective coating layer of the dielectric mirror. It is an object of the present invention.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전자파를 발생하는 마그네트론과, 전자파에 의해 여기(exiting)되면서 가시광을 방출하도록 발광물질을 봉입하는 무전극 전구와, 무전극 전구를 수용하도록 설치하여 전자파는 차단하면서 공진시키는 반면 무전극 전구에서 발광되는 빛은 통과시키는 공진기와, 공진기를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓과, 무전극 전구 후방측의 공진기 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울을 포함하는 무전극 조명기기에 있어서, 유전체거울은 그 반사면의 높낮이가 상이하도록 반사코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, a magnetron for generating electromagnetic waves, an electrodeless bulb that encapsulates a light emitting material to emit visible light while being excited by electromagnetic waves, and installed to accommodate the electrodeless bulb to block electromagnetic waves. A resonator that passes the light emitted from the electrodeless bulb while resonating, a reflector that receives the resonator and intensively reflects the light generated from the electrodeless bulb, and is mounted inside the resonator behind the electrodeless bulb to pass electromagnetic waves. In the electrodeless illuminator including a dielectric mirror reflecting light, the dielectric mirror provides an electrodeless illuminator characterized by forming a reflective coating layer so that the height of the reflecting surface is different.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the electrodeless illuminator according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 유전체거울을 보인 파단면도이고, 도 4는 본 발명 무전극 조명기기의 유전체거울에서 반사되는 빛의 특성을 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 5는 본 발명 무전극 조명기기에서 유전체거울의 변형예를 적용한 경우 반사되는 빛의 특성을 설명하기 위해 보인 개략도이다.Figure 3 is a sectional view showing a dielectric mirror in the electrodeless illuminator of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing the characteristics of the light reflected from the dielectric mirror of the electrodeless illuminator of the present invention, Figure 5 is the present invention It is a schematic diagram showing the characteristic of the reflected light when the modified example of the dielectric mirror in the electrode illuminator is applied.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고 압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 발광물질과 버퍼가스 그리고 방전촉매물질 등을 봉입하여 전자파 에너지에 의해 봉입한 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(5)와, 도파관(4)과 무전극 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(5)에서 발광된 빛은 통과시키는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛이 직진하도록 소정의 곡률로 형성하는 반사갓(7)과, 무전극 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 정반사와 난반사를 함께 하는 유전체거울(10)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기(3)를 냉각하는 냉각팬(9)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the electrodeless illuminator according to the present invention includes a magnetron 2 mounted inside a casing 1 to generate electromagnetic waves, and a commercial AC power boosted and supplied to the magnetron 2 at high pressure. The high-pressure generator 3 and the waveguide 4 communicating with the outlet of the magnetron 2 to deliver the electromagnetic waves generated by the magnetron 2, and encapsulating a luminescent material, a buffer gas, and a discharge catalyst material, etc. The light emitting material encapsulated by the plasma is covered in front of the electrodeless light bulb 5 and the waveguide 4 and the electrodeless light bulb 5, which generate light as the plasma is formed, thereby resonating the electromagnetic wave at a predetermined resonance frequency to block the electromagnetic wave. On the other hand, the resonator 6 through which the light emitted from the electrodeless light bulb 5 passes, the reflector 7 receiving the resonator 6 and forming a predetermined curvature so that the light generated from the electrodeless bulb goes straight; Backside of induction light bulb (5) Is mounted inside the resonator 6 of the dielectric mirror 10 having both light and specular reflection while passing electromagnetic waves, and provided on one side of the casing 1 to cool the magnetron 2 and the high-pressure generator 3. And a cooling fan 9.

유전체거울(10)은 고온에 매우 강하도록 석영으로 형성하고, 그 전면에 반사코팅층(11)을 형성하여 전면(무전극 전구의 발광부쪽)이 반사면을 이루도록 한다. The dielectric mirror 10 is formed of quartz so as to be very resistant to high temperature, and the reflective coating layer 11 is formed on the front surface thereof so that the front surface (the light emitting portion of the electrodeless bulb) forms the reflective surface.

여기서, 반사코팅층(11)은 도 3 및 도 4에서와 같이 그 외경을 하단에서 상단으로 갈수록 점차 작아지게 형성하여 가장자리부가 단차지게 형성하거나 도 5에서와 같이 그 내경을 하단에서 상단으로 갈수록 점차 크게 형성하여 중심부가 단차지게 형성할 수 있다.Here, the reflective coating layer 11 is formed as the outer diameter gradually decreases from the bottom to the top as shown in Figs. 3 and 4 to form a stepped edge or as the inner diameter gradually increases from the bottom to the top as shown in FIG. The center portion can be formed stepped.

또, 반사코팅층(11)은 동일한 코팅재질로 복수 층을 형성할 수도 있고, 각 층마다의 코팅재질을 상이하게 하거나 번갈아 다른 재질로 형성할 수도 있다.In addition, the reflective coating layer 11 may be formed of a plurality of layers of the same coating material, it may be formed of a different material or different coating materials for each layer.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.The electrodeless illuminator of the present invention as described above has the following effects.

즉, 제어부의 지령에 따라 전원공급부(미도시)에서 전원이 마그네트론(2)에 공급되어 마그네트론(2)에서는 고주파 에너지를 갖는 전자파를 발생하고, 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6)의 내부로 유도되어 공진하면서 무전극 전구(5)의 발광부(5a)에 봉입한 불활성가스를 방전하며, 이 방전에 의해 발생하는 열이 발광물질을 기화하여 플라즈마를 형성하면서 높은 광도의 빛을 방출하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(10)에 의해 전방으로 반사되어 공간을 조명하게 된다.That is, power is supplied from the power supply unit (not shown) to the magnetron 2 according to the command of the control unit, and the magnetron 2 generates electromagnetic waves having high frequency energy, and the electromagnetic waves are resonator 6 through the waveguide 4. The inert gas enclosed in the light emitting portion 5a of the electrodeless bulb 5 is induced and resonates, and heat generated by the discharge vaporizes the light emitting material to form a plasma, thereby generating high intensity light. This light is reflected forward by the reflector 7 and the dielectric mirror 10 to illuminate the space.

여기서, 무전극 전구(5)의 발광부(5a)에서 발생하여 유전체거울(10)에 반사되는 빛은 그 유전체거울(10)의 가장자리로 갈수록 입사각이 법선을 중심으로 할 때 점차 커지면서 투과되는 양이 많아지면서 결국 반사되는 양이 줄게 되고 이로 인해 색온도가 변하여 원하는 색상을 띌 수 없게 될 수 있으나, 유전체거울(10)의 반사면 높낮이를 도 4 및 도 5에서와 같이 단차지게 형성하는 경우에는 유전체거울(10)을 통해 반사되는 빛의 파장 변화를 적게 할 수 있고 이를 통해 반사되는 빛의 색온도를 상대적으로 동일하게 발생시켜 원하는 색상의 빛이 생성되도록 할 수 있다. Here, the amount of light that is emitted from the light emitting portion 5a of the electrodeless light bulb 5 and reflected by the dielectric mirror 10 increases as the incident angle gradually increases toward the edge of the dielectric mirror 10. In this case, the amount of reflected light decreases and thus the color temperature is changed so that the desired color cannot be obtained. However, when the reflective surface height of the dielectric mirror 10 is formed to be stepped as shown in FIGS. The wavelength change of the light reflected through the mirror 10 may be reduced and the color temperature of the reflected light may be generated to be relatively the same so that light of a desired color may be generated.

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 유전체거울의 반사면 높낮이를 상이하게 형성함으로써, 그 유전체거울에 반사되는 빛의 파장 변화를 적게 하고 이를 통해 반사되는 빛의 색온도를 균일하게 하여 무전극 전구의 종류에 따라 원하는 빛을 생성할 수 있다.In the electrodeless illuminator according to the present invention, the reflection surface height of the dielectric mirror is differently formed, thereby reducing the wavelength change of the light reflected on the dielectric mirror and making the color temperature of the light reflected therethrough uniform. Depending on the type, you can create the desired light.

Claims (6)

전자파를 발생하는 마그네트론과, 전자파에 의해 여기(exiting)되면서 가시광을 방출하도록 발광물질을 봉입하는 무전극 전구와, 무전극 전구를 수용하도록 설치하여 전자파는 차단하면서 공진시키는 반면 무전극 전구에서 발광되는 빛은 통과시키는 공진기와, 공진기를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓과, 무전극 전구 후방측의 공진기 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울을 포함하는 무전극 조명기기에 있어서,Magnetrons that generate electromagnetic waves, electrodeless bulbs that enclose a luminescent material to emit visible light as they are excited by electromagnetic waves, and are installed to accommodate the electrodeless bulbs to resonate while blocking electromagnetic waves while emitting light from the electrodeless bulbs. It includes a resonator through which the light passes, a reflection shade for receiving the resonator and intensively reflecting the light generated from the electrodeless bulb, and a dielectric mirror mounted inside the resonator at the rear of the electrodeless bulb to reflect light while passing electromagnetic waves. In the electrodeless lighting device, 유전체거울은 그 반사면의 높낮이가 상이하도록 반사코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.The dielectric mirror is an electrodeless illuminator characterized by forming a reflective coating layer so that the height of the reflective surface is different. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 반사코팅층은 단파장의 빛이 입사되는 유전체거울의 중심부와 장파장의 빛이 입사되는 유전체거울의 가장자리부 두께를 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.The reflective coating layer is electrodeless illuminator characterized in that the thickness of the edge portion of the dielectric mirror in which the light of the long wavelength is incident and the center of the dielectric mirror is incident light. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 반사코팅층은 하단에서 상단으로 갈수록 외경을 작게 하여 유전체거울의 가장자리부에 단차지게 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.Electroless lighting device characterized in that the reflective coating layer is formed stepped to the edge portion of the dielectric mirror by reducing the outer diameter from the bottom to the top. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 단차코팅층은 하단에서 상단으로 갈수록 내경을 크게 하여 유전체거울의 중심부에 단차지게 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.Stepped coating layer is electrodeless lighting device, characterized in that to form a step in the center of the dielectric mirror by increasing the inner diameter from the bottom to the top. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 반사코팅층은 동일한 코팅재질로 각 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.Reflective coating layer is an electrodeless lighting device, characterized in that to form each layer with the same coating material. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 반사코팅층은 서로 다른 복수 개의 코팅재질로 각 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.Reflective coating layer is an electrodeless lighting device, characterized in that each layer is formed of a plurality of different coating materials.
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