KR20090027695A - 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법 및 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 조명 장치는 청색 광 또는 자외선 광을 방출하는 적어도 하나의 광원(1, 4), 및 적어도 하나의 섹션(2c, 6d)이 투명 또는 반투명 색 변환 섹션인 적어도 두 섹션(2a, 2b, 2c, 6a, 6b, 6c, 6d)을 구비하여 상기 청색 또는 자외선 광을 가시광으로 변환하는 색 변환부(2, 5)를 포함하며, 상기 색 변환부(2, 5)는 상기 적어도 두 섹션(2a, 2b, 2c, 6a, 6b, 6c, 6d)을 상기 청색 또는 자외선 광으로 교대로 조사하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 색 변환 섹션은 발광 물질을 포함하며, 상기 발광 물질은 중합체 매트릭스 내의 발광 유기 염료 또는 결정성 무기 발광 물질이다.
조명 장치, 발광 물질, 광원, 색 변환부

Description

유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법 및 조명 장치{COLORED AND WHITE LIGHT GENERATING LIGHTING DEVICE}
본 발명은 유색 광(colored light) 및 백색(white) 광을 발생시키는 조명 장치, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법 및 조명 장치의 이용에 관한 것이다.
당 기술 분야에 알려진 색 조정가능한(color tunable) 광원들은 대부분이 LED 모듈에 기반한다. 이들 LED는 일반적으로 각 색마다 서로 다른 LED에 의한, 3 원색인 적색, 녹색 및 청색, 그리고 일부 경우에는 호박색(amber) 또는 심지어는 더 많은 원색의 방출에 의존한다. 이는 LED 칩의 수가 적어도 사용된 원색의 수만큼 많다는 것을 의미한다. 통상적으로, 서로 다른 색을 방출하는 LED 칩은 구동 전류, 온도 및 여타 다른 동작 파라미터에 대해 서로 다른 거동을 나타낸다. 이런 단점은 소위 인광체 변환된 LED(pc LED)라 불리는 색 변환된 청색 또는 자외선 LED 칩을 이용하여 극복될 수 있다. 인광체 변환된 LED는 발광 물질을 조사하는 청색 또는 자외선 LED 광원을 포함하며, 이 광원의 일부에서 LED의 청색 또는 자외선 광을 긴 파장을 갖는 가시광으로, 예컨대, 녹색, 황색 또는 적색 광으로 변환한다. pc LED 구성 장치는, 색 혼합(color mixing)을 통한 원하는 색 임프레션(color impression)을 얻기 위해서는 여전히 상이한 색을 방출하는 여러 개의 pc LED가 필 요로 되는 단점을 갖는다. 게다가, 공간적으로 분리되어 있는 광원들은 오히려 정밀한 정렬을 갖는 복합 광학 장치(complex optics)를 필요로 한다. pc LED의 다른 제한은 가능성 있는 발광 물질의 포화도(saturation)로서, 이는 LED에 의해 높은 광속(light flux)이 방출될 경우 휘도 제한을 가져온다.
이들 문제는 JP 2004341105 A에 개시된 조명 및 디스플레이 장치에 의해 부분적으로 해결된다. 디스플레이 장치는 색상환(color wheel)을 조사하는 자외선 발광 LED를 포함한다. 색상환의 조사받은 측은 자외선을 투과시키는 가시광 반사막이 피복되어 있다. 색상환은 또한 LED에 의해 방출된 자외선을 적색, 녹색 및 청색 광으로 변환하여 산란시키는 3개의 색 변환 부채꼴 섹션들을 포함한다. 색상환을 통과하여 광원 쪽으로 역 산란되는 변환된 광은 가시광 반사막에 의해 반사되어 변환된 광의 대부분이 디스플레이용으로 사용될 수 있다.
색상환을 이용하면, 색상환의 상이한 색 변환 부채꼴 섹션들을 광원의 빔 내로 주기적으로 이동시킴에 의해 짧은 후속 시간 슬롯에서 원색을 발생시키는 데 하나의 광원으로 충분하다는 이점이 있다. 상이한 원색들의 고속 시퀀스는 인간의 시각 관성으로 인해 색 혼합으로 인지된다. 색상환과 함께 하나의 LED를 사용하면, 또한 색 임프레션이 구동 전류, 온도 및 여타의 다른 파라미터에 대해 동일하지 않은 여러 LED들의 거동에 종속되지 않는다는 이점도 있다.
그러나, JP 2004341105 A에 개시된 디스플레이 장치는 색상환이 한편으로는 색 변환용 섹션 및 다른 한편으로는 가시광 반사막의 특징을 이루는 복잡한 설계를 갖는다는 단점이 있다. 또한, LED로부터 나오는 자외선 광이 색 변환용 섹션들에 서 산란되고 가시광 반사막에 의해 일부 반사되므로 LED에 의해 방출된 광속 전부를 디스플레이용으로 사용할 수 있는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 목적은 고 스펙트럼 순도 및 안정성을 갖는 임의로 원하는 색의 유색 광 또는 고 휘도를 갖는 백색 광을 발생시키는 조명 장치를 제공하는 데 있다. 이 조명 장치는 또한 단순하여 비용절감 설계를 갖는 색 변환부를 포함해야 한다. 본 발명의 다른 목적은 고 발광 효율을 나타내는 조명 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치에 의해 해결되며, 이 조명 장치는 청색 또는 자외선 광을 방출하는 적어도 하나의 광원, 및 적어도 하나의 섹션이 투명 또는 반투명 섹션인 적어도 두 섹션을 구비하며 상기 청색 또는 자외선 광을 가시광으로 변환하는 색 변환부를 포함하며, 상기 색 변환부는 상기 적어도 두 섹션을 상기 청색 또는 자외선 광으로 교대로 조사하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 섹션은 발광 물질을 포함하며, 상기 발광 물질은 중합체 매트릭스 내의 발광 유기 염료(dye) 또는 결정성 무기 발광 물질이다.
본 발명에 따른 조명 장치의 색 변환부는 투명 발광 물질을 포함하며, 이 투명 발광 물질은 광원에 의해 방출된 청색 또는 자외선 광의 고 효율성 색 변환을 허용하고, 조명 장치의 발광 효율을 감소시키는 빔 편향 또는 산란을 방지한다. 투명 발광 물질을 이용하면, 또한 스폿라이트(spotlight) 및 프로젝션 응용분야에서 중요한 최소한의 에텐듀(etendue)를 보장한다. 발광 물질을 포함하는 색 변환 섹션은 반투명(광원에 의해 방출된 광, 소위 원색 광을 부분적으로는 투과시킴)일 수 있거나, 또는 원색 광을 상이한 파장의 가시광으로 완전히 변환시킬 수 있다.
통상의 발광 물질에 비해, 중합체 매트릭스 내의 유기 염료뿐 아니라, 결정성 무기 발광 물질은 높은 양자 효율의 특징을 나타낸다. 조사된 염료 분자 또는 무기 결정 내에서 여기된 상태의 비방사 완화(radiationless relaxation)의 가능성은 매우 낮기 때문에, 광원에 의해 방출된 방사된 광은 거의 전부 가시광으로 변환된다. 또한, 색 변환부는 그 표면을 특수 코팅할 필요가 없으므로 단순하여 비용 절감 설계의 특징이 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 광원은 발광 다이오드(LED)이다. LED의 주된 이점은 긴 서비스 수명과 높은 에너지 효율을 갖는다는 것이다. 청색 또는 자외선 광을 방출하는 LED는 시중에서 쉽사리 구입할 수 있다. 단지 하나의 LED만을 사용하므로, 조명 장치에 의해 발생된 광의 색 임프레션은 온도 및 구동 전류와는 무관하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 발광 유기 염료는 페릴렌 테트라카본산(Perylene tetracarbonic acid)을 포함한 염료이다. 이들 혁신적인 유기 염료는 각종의 색 변환 특징을 갖고 생성될 수 있다. 이에 대응하여, 광원에 의해 방출된 청색 또는 자외선 광은 높은 스펙트럼 순도 및 휘도를 갖는 다수의 색으로 변환될 수 있다.
예를 들어, 색 변환부의 적어도 하나의 색 변환 섹션은 상기 청색 또는 자외선 광을 녹색 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 무기 발광 물질은 SrSi2O2N2:Eu 및/또는 LuAg:Ce(세륨 도핑된 루테늄-알루미늄-가닛)을 함유한다. 색 변환부의 색 변환 섹션은 또한 광원에 의해 방출된 청색 또는 자외선 광을 적색 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 무기 발광 물질은 CaS:Eu 및/또는 CaAlSiN3:Eu를 함유한다.
또 다른 실시예에서는, 발광 물질 내에서 변환된 광의 광로를 결과적으로 짧게 만드는 발광 물질 내에서의 산란 효과를 발광 물질을 떠나기 전에 감소시킴으로써 방사된 무기 발광 물질에서 여기된 상태의 비방사 완화의 양을 더 감소시키도록 무기 발광 물질은 단일 결정 물질로서 그 이론적인 밀도의 97% 보다 많은 밀도를 나타낸다. 높은 밀도는 예를 들어 재료의 압착 시에 높은 압력에 의해 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광원은 청색 광을 방출하고, 색 변환부는 적어도 하나의 투명 섹션을 포함한다. 청색 발광원, 예컨대, 청색 LED의 경우, 광은 색 혼합에 직접 이용될 수 있어, 완전한 색 변환을 필요로 하지 않을 수 있다. 투명 섹션은 폴리카보네이트 등의 투명 중합체 또는 유리로 만들어질 수 있다.
본 발명의 다른 이점에 따르면, 색 변환부는 상기 청색 또는 자외선 광을 적색, 녹색, 및 청색 광으로 주기적으로 변환하도록 구성된 3 개의 섹션을 포함한다. 원색인 적색, 녹색 및 청색을 발생함으로써, 본 발명에 따른 조명 장치는 광범위한 색 스펙트럼 발생, 특히 조명 또는 디스플레이 응용에 이용될 수 있다. UV 광원의 경우, 색 변환부는 UV 광을 황색 광 및 청색 광 각각으로 변환하도록 구성되는 두 개의 색 변환 섹션 및 하나의 투명 섹션을 포함할 수 있다. 청색 광원인 경우, 색 변환부는 청색 광을 적색 광 및 녹색 광 각각으로 변환하도록 구성되는 두 개의 색 변환 섹션 및 하나의 투명 섹션을 포함할 수 있다. 청색 광원인 경우, 색 변환부는 또한 단지 두 섹션만을 포함할 수 있는 데, 하나는 투명 또는 반투명 섹션이고, 다른 하나는 청색 광을 황색 광으로 변환하도록 구성된 색 변환 섹션이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 색 변환부는 회전 주파수로 회전될 회전 발진기, 특히 적어도 두 개의 부채꼴 섹션-이들 중 적어도 하나는 색 변환 섹션임-을 포함하는 색상환으로서 설계된다. 회전 발진기, 특히 색상환의 이점은 그 표면 상에서 공기의 경계층으로 인해 조명 장치에 대해 냉각 팬으로서 기능할 수 있다는 것이다. 또한, 냉각 팬 소자는 회전 발진기의 축에 부착될 수 있다.
바람직하게는, 색상환은 회전 당 두 번 이상의 컬러 사이클(color cycle)을 수행한다. 여기서, 컬러 사이클이란, 색상환에 의해 제공되는 상이한 모든 색을 포함하는 광을 방출하는 데 필요한 1 회전의 일부(fraction)를 가리킨다. 일례로, 청색 광을 방출하는 두 개의 섹션 및 황색 광을 방출하는 두 개의 섹션이 존재하고 이들 섹션이 청색/황색/청색/황색 순서로 구성되면, 색상환은 단지 두 개의 섹션(하나는 청색, 다른 하나는 황색)이 존재하는 색상환에 비해 회전 당 두 번의 컬러 사이클을 수행한다. 후자의 경우, 색상환은 회전 당 단지 한 번의 컬러 사이클만을 수행할 것이다. 회전 당 두 번 이상의 컬러 사이클을 실현함으로써, 무지개 현상(color break-up effects)을 감소시킬 수 있거나, 또는 색상환의 필요한 회전 주파수를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 색상환의 부채꼴 섹션들 간의 접촉면들은 반사 코팅재를 갖고 있다. 이는 광 안내(light quiding) 현상으로 인해 유발될 수 있는, 한 섹션에서 다른 섹션으로의 광 누설을 방지할 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 광원의 수는 색상환의 부채꼴 섹션의 수에 대응하며, 여기서 광원은 색상환의 모든 부채꼴 섹션을 동시에 조사하도록 구성된다. 이는 최종 광 빔에서 색 변동 진폭을 감소시킴으로써 총 광속을 증가시키며 무지개 현상을 감소시킨다.
색상환은 여러 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 색상환의 부채꼴 섹션들은 아교로 점착함에 의해 결합될 수 있다. 중합체 매트릭스 중의 발광 유기 염료를 이용하는 경우, 색상환은 또한 단일 컴팩트 형상으로 함께 각자의 염료를 함유하는 중합체를 몰딩함에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 색 변환부는 발진 주파수로 발진되는 선형 발진기(linear oscillator)로서 설계된다. 선형 발진기는 피에조 액츄에이터 또는 솔레노이드를 포함할 수 있다.
조명 장치의 광원은 연속적으로 발광하는 광원일 수 있다. 이것은 또한 펄스(pulsed) 광원일 수 있다. 후자의 경우, 조명 장치는 바람직하게는 색 변환부, 예를 들어, 색상환의 교류 주파수로 광원의 펄스 패턴을 동기화하여 원하는 색 농도(shade)를 생성하도록 구성된 전자 제어부를 포함한다.
본 특허원의 또 다른 양상은 청색 또는 자외선 광을 방출하는 적어도 하나의 광원, 및 상기 청색 또는 자외선 광을 가시광으로 변환하는 색 변환부를 포함하여 유색 광을 발생시키는 방법으로서, 상기 색 변환부는 적어도 두 개의 섹션을 포함하며, 이들 섹션 중 적어도 하나의 섹션이 색 변환 섹션이고, 상기 적어도 하나의 색 변환 섹션은 발광 물질을 함유하며, 상기 발광 물질은 중합체 매트릭스 내의 발광 유기 염료 또는 결정성 무기 발광 물질이며, 상기 적어도 두 섹션들은 상기 청색 또는 자외선 광으로 교대로 조사된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따르면, 광원은 펄스 광원이고, 상기 펄스 광원의 펄스 패턴은 상기 색 변환부의 교류 주파수로 동기화되어 원하는 색 농도를 생성하고, 상기 색 변환부의 교류 주파수는 상기 펄스 광원의 펄스 패턴에 적응되거나 또는 상기 펄스 광원의 펄스 패턴은 상기 색 변환부의 교류 주파수에 적응된다.
본 특허원의 다른 양상은 청구항 1의 조명 장치를 일반적인 조명에, 또는 의료, 예술 및 사진 응용분야에서 색 조정가능한 광원으로서 이용하는 것이다. UV 광을 포함한 광을 제공하는 조명 장치는 형광 효과를 원하는 조명 목적에 이용될 수 있다. 본 특허원의 또 다른 양상은 청구항 1의 조명 장치를 프로젝션 장치에 이용하는 것이다.
본 특허원의 또 다른 양상은 UV 광원을 갖는 청구항 1의 조명 장치를 피부 결함 및 피부 질환, 특히 건선의 의료 치료용 수단으로서 이용하는 것이다.
본 특허원의 이들 및 기타 양상은 첨부된 도면을 참조하여 기술한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 광원, 및 회전식 발진기를 갖는 색 변환부를 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치의 측면도 및 상부도.
도 2는 도 1의 회전식 발진기의 다른 실시예의 상부도.
도 3a 및 도 3b는 3 개의 광원을 특징으로 하는 도 1의 조명 장치의 다른 실시예의 상부도 및 투시도.
도 4는 광원, 및 선형 발진기를 갖는 색 변환부를 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치의 측면도.
도 5는 선형 발진기의 다른 실시예를 특징으로 하는 도 4의 조명 장치의 측면도.
도 1a는 광원 및 색 변환부를 포함한 본 발명에 따른 조명 장치의 측면도이다. 현재 광원은 청색 LED(1)로서 설계되어 있다. 그러나, 본 발명은 LED에만 제한되는 것은 아니다. 광원은 또한 청색 발광 레이저, 예를 들어, 청색 반도체 레이저 또는 ArF* 레이저, 또는 가스 방전 램프로서 설계될 수 있다. 색 변환부는 현재 회전 주파수로 색상환(2)을 회전시키는 모터(도시 안 됨)에 의해 구동되는 색상환(2)으로서 설계된다. 다른 실시예에서, 회전 주파수는 조명 장치의 사용 중에 가변될 수 있다. 여전히, 색 변환부는 임의 다른 적합한 회전으로서 설계될 수 있다.
색상환(2)은 현재 두 개의 색 변환 부채꼴 섹션(2a, 2b) 및 하나의 투명 섹션(2c)를 포함한다. 색 변환 부채꼴 섹션(2a, 2b) 각각은 발광 유기 염료를 함유 하는 중합체 매트릭스를 포함한다. 바람직하게는, 발광 유기 염료는 페릴렌 테트라카본산을 기재로 하는 염료이다. 부채꼴 섹션(2a)의 유기 염료는 LED(1)에 의해 방출된 청색 광을 적색 광으로 변환하는 한편, 부채꼴 섹션(2b)의 유기 염료는 청색 광을 녹색 광으로 변환한다. 대안으로서, 색 변환 부채꼴 섹션(2a, 2b) 각각은 투명 또는 반투명 세라믹 바디 내로 소결되는, 결정성 무기 발광 물질을 포함할 수 있다. 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 색 변환 부채꼴 섹션(2a)의 경우, 무기 발광 물질은 SrSi2O2N2:Eu 및/또는 LuAg:Ce일 수 있다. 청색 광을 적색 광으로 변환하는 색 변환 부채꼴 섹션(2b)은 결정성 무기 발광 물질로서 CaS:Eu 및/또는 CaAlSiN3:Eu를 함유할 수 있다. 부채꼴 섹션(2c)은 유리 또는 투명 중합체, 예를 들어 폴리카보네이트 등의 투명 물질로 만들어진다. 바람직하게는, 색상환(2)의 색 변환 부채꼴 섹션(2a, 2b, 2c)들 간의 접촉면들은 반사 코팅재를 구비한다. 각 부채꼴 섹션들 간에 반사 코팅재를 사용함으로써, 크로스오버 효과가 확실하게 방지된다.
두 개의 색 변환 부채꼴 섹션(2a, 2b)이 LED의 청색 광을 적색 광 또는 녹색 광으로 각각 변환시키고, 투명 섹션(2c)은 청색 광에 대해 완전히 투명하므로, 색상환(2)은 풀 컬러 사이클(a full color cycle)을 커버하므로, 복수의 디스플레이 또는 조명 분야에 이용될 수 있다.
도 1a의 조명 장치는 LED(1)의 구동 전류 및 색상환(2)의 회전 주파수를 제어하는 전자 제어부(도시 안 됨)를 더 포함한다. 예를 들어, LED(1)는 펄스 구동 전류에 의해 구동되어 펄스 광 빔을 방출한다. 펄스 길이 및 펄스 주파수는 색상환 바로 뒤의 최종 광 빔이 인간 시각의 감도에 종속되는 관성 및 파장을 고려하여, 백색 광을 산출하는 방식으로 회전 주파수에 적응될 수 있다. 예를 들어, 색상환(2)의 투명 부채꼴 섹션(2c)을 통과하는 펄스들의 펄스 길이를 증가시킴에 의해, 색 임프레션은 쉽사리 청색 쪽으로 시프트될 수 있다. 색 임프레션은 또한 개별 부채꼴 섹션들의 각도 크기를 변경시킴으로써 제어될 수 있음은 당연할 것이다.
본 발명에 따른 조명 장치의 다른 실시예(도시 안 됨)에서, 광원은 자외선 광 발광 LED 또는 UV 레이저, 예컨대, KrF* 레이저로서 설계될 수 있다. 이 경우 색상환(2)의 투명 섹션(2c)은, 예를 들어, 레이저의 펄스 UV 광을 청색 광으로 변환하는 색 변환 섹션으로 대체되어야 함은 당연할 것이다.
도 2는 도 1b의 색상환의 다른 실시예의 상부도이다.
도 1b의 색상환(2)에 대비되어, 색상환(3)은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 두 개의 색 변환 부채꼴 섹션(3a, 3d), 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 두 개의 색 변환 부채꼴 섹션(3b, 3e), 및 두 개의 투명 섹션(3c, 3f)을 포함한다. 따라서, 색상환(3)은 회전 당 두 번의 컬러 사이클을 커버한다. 이는 무지개 현상을 상당히 줄이거나, 또는 대안으로서 색상환의 필요한 회전 주파수를 줄일 수 있는 이점을 갖는다. 도 1b의 색상환(2)의 경우에서와 같이, 색상환(3)의 부채꼴 섹션들(3a 내지 3f) 간의 접촉면들은 반사 코팅재로 피복되는 것이 바람직하다.
도 3a는 본 발명에 따른 조명 장치의 다른 실시예의 상부도이다.
도 3a의 조명 장치는 각각이 청색 광을 발광하는 3 개의 상이한 LED(1a, 1b, 1c)를 포함한다. 도 3a의 조명 장치는 3 개의 부채꼴 섹션(2a, 2b, 2c)를 포함하는 색상환(2)을 더 포함한다. 부채꼴 섹션(2a, 2b)은 청색 광을 적색 광 또는 녹색 광 각각으로 변환하도록 설계되는 한편, 부채꼴 섹션(2c)은 청색 광에 대해 완전히 투명하다. 청색 LED(1a, 1b, 1c)는 120도 각도 거리로 서로 이격되어, 색상환(2)의 3개의 부채꼴 섹션(2a, 2b, 2c)을 동시에 조사한다. 이는 최종 광 빔에서 색 변동 진폭을 감소시킴으로써 무지개 현상을 줄이면서 총 광속을 증가시킬 수 있다.
도 4는 선형 발진기에 의해 구동되는 색 변환부를 특징으로 하는 본 발명에 따른 조명 장치의 측면도이다.
상세히 기술하자면, 도 4의 조명 장치는 광원으로서 청색 LED(4), 및 3 개의 색 변환 부채꼴 섹션(6a, 6b, 6c) 및 투명 섹션(6d)을 일부로서 포함한 색 변환부(5)를 포함한다. 도 1 내지 도 3의 색상환에 대비되어, 색 변환부(5)의 3개의 섹션(6a 내지 6d)은 선형 구성에서 서로 인접하도록 배열된다. 또한, 색 변환부(5)는 색 변환부(5)를 발진 주파수로 구동시키기 위해 기계적인 공진기(6)에 결합된다. 발진 당 두 번 이상의 컬러 사이클을 실현함으로써, 색 변환부의 여러 섹션들로부터 방출되는 광의 더 동질성 색 임프레션이 얻어질 것이다. 또는, 발진 주파수는 증가된 수의 색 변환 부채꼴 섹션(6a 내지 6d)에 의해 감소되어 더 높은 주파수에서 적은 수의 색 변환 섹션에서 얻어진 것과 동일한 색 임프레션이 얻어질 수 있다. 현재, 기계적인 공진기(6)는 교류 공급원에 접속된 전자기 액츄에이터(솔레노이드)(7)에 의해 시뮬레이션된다.
솔레노이드(7)에 의해 시뮬레이션될 때, 기계적인 공진기 및 이 공진기(6)에 결합된 색 변환부(5)는 선형 발진 이동을 수행하여, LED(4)에 의해 방출되는 청색 광은 색 변환 부채꼴 섹션(6a, 6b, 6c) 및 투명 섹션(6d)을 연속적으로 조사한다. 색상환과 같이, 색 변환부(5)는 여러 색들의 고속 시퀀스를 발생시키며, 이는 인간 시각의 관성으로 인해 색 혼합으로 인지된다.
도 5는 선형 발진기에 의해 구동되는 상이한 색 변환부를 특징으로 하는 다른 조명 장치의 측면도이다.
도 4의 조명 장치에 대비되어, 기계적인 공진기(6')는 색 변환부(5)를 발진 주파수로 구동시키기 위해, 교류 전압원에 접속된 피에조 액츄에이터(8)에 의해 시뮬레이션된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 적용되는 본 발명의 기본적인 새로운 특징들을 기술 및 도시하였지만, 당업자라면, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는한, 기술된 장치들 및 방법들에 대한 여러 변형 및 대체 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 동일한 결과를 달성하기 위해 사실상 동일한 방식으로 동일한 기능을 수행하는 소자 및/또는 방법 단계들의 모든 결합은 본 발명의 사상 내에 있다는 것은 명백하다. 또한, 본 발명의 임의 기술된 형태 또는 실시예와 함께 도시 및/또는 기술된 구조 및/또는 소자 및/또는 방법 단계는 설계 선택의 일반적인 사항으로서 임의 다른 기술 또는 기재되거나 제안된 형태 또는 실시예에 포함될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 사상에 의해서만 제한된다. 또한, 임의 참조부호는 청구범위의 사상을 제한하려는 것 으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (14)

  1. 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치로서,
    청색 광 또는 자외선 광을 방출하는 적어도 하나의 광원(1, 4), 및
    적어도 하나의 섹션(2c, 6d)이 투명 또는 반투명 색 변환 섹션인 적어도 두 섹션(2a, 2b, 2c, 6a, 6b, 6c, 6d)을 구비하여 상기 청색 또는 자외선 광을 가시광으로 변환하는 색 변환부(2, 5)
    를 포함하며,
    상기 색 변환부(2, 5)는 상기 적어도 두 섹션(2a, 2b, 2c, 6a, 6b, 6c, 6d)을 상기 청색 또는 자외선 광으로 교대로 조사하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 색 변환 섹션은 발광 물질을 포함하며, 상기 발광 물질은 중합체 매트릭스 내의 발광 유기 염료(dye) 또는 결정성 무기 발광 물질인,
    유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원(1, 4)은 발광 다이오드인, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 유기 염료는 페릴렌 테트라카본산(Perylene tetracarbonic acid) 을 포함한 염료인, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 발광 물질은 단일 결정 물질로서 그 이론적인 밀도의 97% 보다 많은 밀도를 나타내는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 색 변환 섹션(2b, 3, 3e)은 상기 청색 또는 자외선 광을 녹색 광으로 변환하도록 구성되고 결정성 무기 발광 물질로서 SrSi2O2N2:Eu 및/또는 LuAg:Ce을 함유하거나, 상기 색 변환부(2a, 3a, 3d)는 상기 청색 또는 자외선 광을 적색 광으로 변환하도록 구성되고 결정성 무기 발광 물질로서 CaS:Eu 및/또는 CaAlSiN3:Eu를 함유하는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 색 변환부는 회전 주파수로 회전되는 회전 발진기(2) 또는 발진 주파수로 발진되는 선형 발진기(5, 6, 6')로서 설계되는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 발진기는 적어도 하나의 섹션이 투명 또는 반투명 색 변환 섹션인 적어도 두 개의 부채꼴 섹션을 포함하는 회전 주파수로 회전되는 색상환(2, 3)인, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 색상환(2, 3)은 회전 당 두 번 이상의 컬러 사이클을 수행하도록 적어도 4 개의 섹션을 포함하는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 부채꼴 섹션들 간의 접촉면들은 반사 코팅재를 구비하는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 선형 발진기(5, 6')는 피에조 액츄에이터(8) 또는 솔레노이드(7)를 포함하는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 조명 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(1, 4)은 펄스 광원(pulsed light source)이며, 상기 조명 장치는 상기 펄스 광원의 펄스 패턴을 상기 색 변환부의 교류 주파수와 동기화시켜 원하는 색 농도(shade)를 생성하도록 구성되는 전자 제어부를 더 포함하는, 유색 광 및 백 색 광을 발생시키는 조명 장치.
  12. 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법으로서,
    청색 광 또는 자외선 광을 방출하는 적어도 하나의 광원(1, 4), 및
    적어도 하나의 섹션(2c, 6d)이 투명 또는 반투명 색 변환 섹션인 적어도 두 섹션(2a, 2b, 2c, 6a, 6b, 6c, 6d)을 구비하여 상기 청색 또는 자외선 광을 가시광으로 변환하는 색 변환부(2, 5)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 색 변환 섹션은 발광 물질을 포함하며, 상기 발광 물질은 중합체 매트릭스 내의 발광 유기 염료(dye) 또는 결정성 무기 발광 물질이고, 상기 적어도 두 섹션은 상기 청색 또는 자외선 광으로 교대로 조사되는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광원(1, 4)은 펄스 광원이며, 상기 펄스 광원의 펄스 패턴은 상기 색 변환부의 교류 주파수와 동기화되어 원하는 색 농도(shade)를 생성하는, 유색 광 및 백색 광을 발생시키는 방법.
  14. UV 광원(1, 4)을 갖는 청구항 1의 조명 장치를 피부 결함 및 피부 질환, 특히 건선의 의료 치료용 수단으로서 이용.
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