KR20090106210A - 엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치 - Google Patents

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KR20090106210A KR1020080031774A KR20080031774A KR20090106210A KR 20090106210 A KR20090106210 A KR 20090106210A KR 1020080031774 A KR1020080031774 A KR 1020080031774A KR 20080031774 A KR20080031774 A KR 20080031774A KR 20090106210 A KR20090106210 A KR 20090106210A
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Abstract

엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 램프는, 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈; 상기 엘이디 모듈이 복수개 배열되어 설치되는 회로 기판; 상기 회로 기판이 삽입되고, 적어도 한쪽 끝단이 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제1 튜브; 및 상기 회로 기판에 설치되어, 상기 회로 기판으로부터의 발열을 방지하는 방열판을 포함한다.
엘이디(LED), 조명, 램프, 색온도, 펄스폭변조(PWM)

Description

엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치{LED LAMP AND LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 엘이디(LED)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일상 생활에 사용되는 램프에는 형광 램프, 백열 램프 등이 있다. 이러한 램프는 교류 전원에 의해 동작되며, 소비 전력이 크고 밝기가 높으나 장시간 동작되는 경우 램프의 수명 및 조도가 저하되는 단점이 있다.
일례로, 건물의 계단 및 출입문의 주위에 비상구 등을 표시하기 위하여 설치되는 유도등은 어두운 곳에서도 전면 판넬에 표시된 문자 또는 기호를 사람들에게 쉽게 알리기 위한 것이다. 문자 또는 기호는 내부에 장착된 램프에 의해 어두운 곳에서도 밝고 명확하게 표시된다. 이러한 목적을 위해 유도등은 장시간 점등된다.
그런데, 종래의 유도등 내에는 형광 또는 백열 램프가 장착되기 때문에 일정한 시간이 경과되면 램프의 수명 및 휘도의 저하로 인하여 유도등 내의 램프를 교체해야만 한다.
이처럼, 짧은 수명으로 인하여 한번 램프를 교환한 후 일년도 채 사용하지 못한 채 램프를 교환하여 주어야 하는 번거로움과 그로 인한 램프 교체에 따른 막대한 비용이 소요된다.
이에, 동작 전압이 낮고 응답 속도가 빠르며, 소형의 크기를 가지고 동작 수명이 긴 이점이 있는 엘이디(LED)를 이용한 조명 장치가 제안된 바 있다.
하지만, 종래의 엘이디 조명 장치는 단순히 엘이디로부터 발생하는 빛을 외부로 조사하는 기능만을 할 뿐, 엘이디의 광도나 색온도 등을 변화시키는 데에 한계가 있었다.
따라서, 엘이디의 광도나 색온도 등을 변화시켜 다채로운 조명 연출을 할 수 있는 엘이디 조명 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 엘이디 모듈의 구동을 서로 다르게 제어하여 엘이디의 광도나 색온도 등을 변화시킴으로써, 다채로운 조명을 연출할 수 있는 엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 튜브의 구조를 개선함으로써, 조명 장치를 복수 개 배열할 경우에 조명 장치 간에 발생하는 다크존(음영지대)을 최소화시켜줄 수 있는 엘이디 램프 및 엘이디 조명 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 램프는, 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈; 상기 엘이디 모듈이 복수개 배열되어 설치되는 회로 기판; 상기 회로 기판이 삽입되고, 적어도 한쪽 끝단이 램프 소켓에 의해 고정되는 제1 튜브; 및 상기 회로 기판에 설치되어, 상기 회로 기판으로부터의 발열을 방지하는 방열판을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 엘이디 램프는, 상기 제1 튜브와 상기 램프 소켓 사이에 설치되되, 일측은 상기 제1 튜브로부터 연장되며, 타측은 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제2 튜브를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 튜브는, 상기 램프 소켓과의 전기적 접속을 위해, 상기 타측에 형성되는 접속부를 포함할 수 있다.
상기 엘이디 모듈은, 시원한 색 계통으로서, 5,000K ~ 8,000K 범위의 상관색 온도를 가지는 제1 백색 광원 엘이디; 또는 따뜻한 색 계통으로서, 2,000K ~ 4,000K 범위의 상관색 온도를 가지는 제2 백색 광원 엘이디를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는, 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈, 상기 엘이디 모듈이 복수개 배열되어 설치되는 회로 기판, 상기 회로 기판이 삽입되고, 적어도 한쪽 끝단이 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제1 튜브, 상기 제1 튜브와 상기 램프 소켓 사이에 설치되되, 일측은 상기 제1 튜브로부터 연장되며, 타측은 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제2 튜브, 및 상기 회로 기판에 설치되어, 상기 회로 기판으로부터의 발열을 방지하는 방열판을 포함하는 엘이디 램프; 및 복수개의 엘이디 모듈을 포함하는, 엘이디 램프로 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키는 정류부, 및 상기 정류된 직류 전원을 변화시켜, 상기 엘이디 모듈 각각의 광도 또는 색온도를 조절하는 제어부를 포함하는 엘이디 등기구를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 엘이디 램프 내 회로 기판에 분산 배치되어 조합되는, 상기 엘이디 모듈 각각의 혼색에 의한 색온도를 2,000K ~ 8,000K의 범위로 조절할 수 있다.
상기 제어부는, 펄스폭변조(PWM) 제어를 이용하여, 상기 정류된 직류 전원 을 변화시킬 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 엘이디 모듈의 구동을 서로 다르게 제어하여 엘이디의 광도나 색온도 등을 변화시킴으로써, 다채로운 조명을 연출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 튜브의 구조를 개선함으로써, 조명 장치를 복수 개 배열할 경우에 조명 장치 간에 발생하는 다크존(음영지대)을 최소화시켜 줄 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 엘이디 램프의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 등기구는 엘이디 램프(100) 및 엘이디 등기구(200)를 포함한다.
엘이디 램프(100)는 엘이디 모듈(110), 회로 기판(120), 제1 튜브(130), 제2 튜브(140), 및 방열판(150)을 포함한다.
엘이디 모듈(110)은 회로 기판(120) 상에 복수개로 배열되어 설치되며, 엘이디를 구비한다. 구체적으로, 엘이디 모듈(110)은 소정의 상관색 온도의 범위를 가지는 복수개의 제1 백색 광원 엘이디와, 상기 제1 백색 광원 엘이디와 다른 상관색 온도의 범위를 가지는 복수개의 제2 백색 광원 엘이디를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 복수개의 제1 백색 광원 엘이디는 시원한 색 계통으로서, 5,000K ~ 8,000K 범위의 상관색 온도를 가지고, 상기 복수개의 제2 백색 광원 엘이디는 따뜻한 색 계통으로서, 2,000K ~ 4,000K 범위의 상관색 온도를 가질 수 있다.
하지만, 엘이디 모듈(110)은 이에 한정되지 않고, 적색 광원 엘이디, 녹색 광원 엘이디, 청색 광원 엘이디 등과 같은 다양한 엘이디로 이루어질 수도 있다.
회로 기판(120)은 제1 튜브(130)에 삽입되어 설치되며, 그 상부에는 복수개의 엘이디 모듈(110)이 분산 배열될 수 있다. 회로 기판(120)은 PCB(Print Circuit Board) 패널에 조명과 관련된 여러 회로 소자를 집약적으로 구현한 것일 수 있다.
제1 튜브(130)에는 회로 기판(120)이 삽입되어 설치될 수 있다. 또한, 제1 튜브(130)는 적어도 한쪽 끝단이 엘이디 등기구(200)에 구비된 램프 소켓(210)에 의해 고정될 수 있다.
예컨대, 제1 튜브(130)가 일측이 개방된 구조를 가지는 벌브(bulb)형인 경우, 제1 튜브(130)는 상기 개방된 일측이 엘이디 등기구(200)에 구비된 램프 소켓(210)에 의해 고정될 수 있다. 다른 예로서, 제1 튜브(130)가 형광등과 같이 양측이 개방된 구조를 가지는 원통형 파이프 형태인 경우, 제1 튜브(130)는 상기 개방된 양측이 엘이디 등기구(200)에 구비된 램프 소켓(210)에 의해 고정될 수 있다. 제1 튜브(130)는 이 밖에도 다양한 형태의 구조를 가질 수 있으며, 이러한 다양한 형태에 따라 다양한 방식으로 엘이디 등기구(200)에 구비된 램프 소켓(210)에 의해 고정될 수 있다.
제1 튜브(130)는 그 내부에 삽입되는 엘이디 모듈(110)로부터 발생하는 빛을 확산, 분사하는 디퓨저(Diffuser)의 역할을 한다. 제1 튜브(130)는 이와 같은 디퓨저의 역할을 충분히 할 수 있도록, 투명 또는 반투명의 재질로서 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 튜브(130)는 투명 또는 반투명의 합성 수지 등과 같은 플라스틱 계열로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 튜브(130)의 내부에는 형광 물질이 도포되어 엘이디 모듈(110)로부터 발생되는 빛의 색상을 다양하게 변화시킬 수 있다.
제2 튜브(140)는 제1 튜브(130)와 엘이디 등기구(200)의 램프 소켓(210) 사이에 설치될 수 있다. 즉, 제2 튜브(140)는 그 일측이 제1 튜브(130)로부터 연장되어 형성되며, 그 타측이 엘이디 등기구(200)의 램프 소켓(210)에 의해 고정되어 설치될 수 있다. 이때, 제2 튜브(140)는 제1 튜브(130)와 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.
제2 튜브(140)는 제1 튜브(130)와는 달리 투명 또는 반투명 재질로 형성될 수 있으며, 또 달리 불투명 재질로서 형성될 수도 있다. 제2 튜브(140)가 불투명 재질로서 형성될 수 있는 이유는, 제2 튜브(140)가 제1 튜브(130)와는 달리 빛을 확산하여 분사하는 디퓨저로서의 기능을 수행하는 것이 아니라, 제1 튜브(130)와 엘이디 등기구(200)의 램프 소켓(210) 간의 연결을 돕는 연결부로서의 기능을 수행하기 때문이다. 즉, 제2 튜브(140)는 빛의 확산, 분산과는 관계 없는 연결부로서의 개념으로 이해될 수 있다.
제2 튜브(140)는 그 타측에 형성되는 접속부(142)를 포함할 수 있다. 접속부(142)는 제2 튜브(140)와 엘이디 등기구(200)의 램프 소켓(210)을 전기적으로 접속하여 연결하기 위한 것이다. 이러한 접속부(142)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내측 방향으로 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 이때, 접속부(142)는 2개의 핀으로 구성되는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
방열판(150)은 회로 기판(120)에 설치되어, 회로 기판(120)으로부터의 발열을 방지할 수 있다. 구체적으로, 방열판(150)은 회로 기판(120)의 하부에 설치됨으로써, 회로 기판(120)으로부터 발생되어 궁극적으로 엘이디 모듈(110)의 오류를 유발할 수 있는 상당한 열량을 흡수할 수 있으며, 이를 통해 회로 기판(120)으로부터의 발열을 방지할 수 있다.
이러한 방열판(150)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 등과 같이 방열 효과가 뛰어난 재질로서 이루어질 수 있다.
엘이디 등기구(200)는 엘이디 램프(100)와 전기적으로 연결되며, 전원 공급, 엘이디 램프(100)의 제어 등의 역할을 한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 도 1 및 도 2의 엘이디 등기구(200)의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 1 및 도 2의 엘이디 등기구(200)의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1, 도 2, 및 도 4를 참조하면, 엘이디 등기구(200)는 정류부(410), 레귤레이터(420), 제어부(430), 엘이디 드라이버(440)를 포함할 수 있다.
정류부(410)는 외부 전원라인을 통해 도 1의 엘이디 램프(100)로 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류시킨다. 정류부(410)에서 정류된 직류 전원은 엘이디 드라이버(440)의 동작 전원으로 공급되며, 또한 레귤레이터(420)로도 공급된다. 참고로, 정류부(410)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)와 같은 전원공급장치에 내장될 수 있다.
레귤레이터(420)는 정류부(410)로부터 직류 전원을 공급 받고, 상기 공급된 직류 전원을 일정한 값의 직류 전원 전압으로 출력한다. 그리고, 레귤레이터(420)는 상기 출력된 직류 전원 전압을 제어부(430)에 공급한다. 본 실시예에서는, 레귤레이터(420)로서 5V 레귤레이터를 사용할 수 있다. 이러한 경우, 레귤레이터(420)는 정류부(410)로부터 공급된 직류 전원을 5V의 직류 전원 전압으로 일정하게 출력하여 제어부(430)에 공급할 수 있다.
제어부(430)는 레귤레이터(420)로부터 일정한 값의 직류 전원 전압을 공급 받고, 상기 공급된 직류 전원 전압을 변화시켜 엘이디 모듈(110) 각각의 광도 또는 색온도를 조절할 수 있다.
이때, 제어부(430)는 도 3의 엘이디 램프(100) 내 회로 기판(120)에 분산 배치되어 조합되는, 엘이디 모듈(110) 각각의 혼색에 의한 색온도를 2,000K ~ 8,000K의 범위로 조절할 수 있다. 이를 위해, 제어부(430)는 펄스폭변조(PWM) 제어 등의 변조 방식을 이용하여, 레귤레이터(420)로부터 공급된 직류 전원 전압을 변화시켜 엘이디 드라이버(440)에 공급할 수 있다.
엘이디 드라이버(440)는 정류부(410)에 의해 정류된 직류 전원을 공급 받아 구동한다. 이때, 엘이디 드라이버(440)는 제어부(430)로부터 변화된 직류 전원 전압을 공급 받고, 상기 공급된 직류 전원 전압을 통해 정류부(410)로부터 공급된 직류 전원을 제어하여 엘이디 모듈(110)의 광도 또는 색온도를 조절할 수 있다.
이하에서는 표 1을 참고하여 두 개의 서로 다른 색온도를 가지는 엘이디 모듈(110) 각각의 색온도를 조절함에 따라, 혼합된 빛의 색온도가 변화되는 일례를 살펴보기로 한다.
제1 백색 광원 엘이디(8,000K) 제2 백색 광원 엘이디(2,000K) 혼합된 빛의 색온도
100% 0%(off) 8,000K
100% 50% 7,500K
100% 60% 7,000K
100% 70% 6,500K
100% 80% 6,000K
100% 90% 5,500K
100% 100% 5,000K
90% 100% 4,500K
80% 100% 4,000K
70% 100% 3,500K
60% 100% 3,000K
50% 100% 2,500K
0%(off) 100% 2,000K
표 1에 도시된 바와 같이, 제1 백색 광원 엘이디는 8,000K의 색온도를 가지고, 제2 백색 광원 엘이디는 2,000K의 색온도를 가진다고 가정한다. 이러한 경우, 제어부(430)는 펄스폭변조(PWM)를 통해 엘이디 드라이버(440)의 구동을 제어하여, 제1 백색 광원 엘이디와 제2 백색 광원 엘이디의 색온도를 조절할 수 있다.
예컨대, 표 1에서와 같이 제1 백색 광원 엘이디를 100% 구동하고 제2 백색 광원 엘이디를 0%, 즉 전원 오프하면, 제1 및 제2 백색 광원 엘이디에 의해 혼색된 빛의 색온도는 8,000K이 된다. 이와 반대로, 제1 백색 광원 엘이디를 0%, 즉 전원 오프하고 제2 백색 광원 엘이디를 100% 구동하면, 제1 및 제2 백색 광원 엘이디에 의해 혼색된 빛의 색온도는 2,000K이 된다. 한편, 제1 백색 광원 엘이디와 제2 백색 광원 엘이디를 모두 100% 구동하면, 제1 및 제2 백색 광원에 의해 혼색된 빛의 색온도는 5,000K이 된다.
즉, 제1 및 제2 백색 광원 엘이디의 색온도를 조절하면, 표 1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 백색 광원 엘이디에 의해 혼색된 빛의 색온도를 2,000K ~ 8,000K의 범위로 변화시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 2의 엘이디 램프의 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 엘이디 등기구의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 엘이디 램프 110: 엘이디 모듈
120: 회로 기판 130: 제1 튜브
140: 제2 튜브 142: 접속부
150: 방열판 200: 엘이디 등기구
210: 램프 소켓 410: 정류부
420: 레귤레이터 430: 제어부
440: 엘이디 드라이버

Claims (7)

  1. 램프 소켓을 구비하는 엘이디 등기구에 결합되는 엘이디 램프에 있어서,
    엘이디를 구비하는 엘이디 모듈;
    상기 엘이디 모듈이 복수개 배열되어 설치되는 회로 기판;
    상기 회로 기판이 삽입되고, 적어도 한쪽 끝단이 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제1 튜브; 및
    상기 회로 기판에 설치되어, 상기 회로 기판으로부터의 발열을 방지하는 방열판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 튜브와 상기 램프 소켓 사이에 설치되되, 일측은 상기 제1 튜브로부터 연장되며, 타측은 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제2 튜브
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 튜브는,
    상기 램프 소켓과의 전기적 접속을 위해, 상기 타측에 형성되는 접속부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 엘이디 모듈은,
    시원한 색 계통으로서, 5,000K ~ 8,000K 범위의 상관색 온도를 가지는 제1 백색 광원 엘이디; 또는
    따뜻한 색 계통으로서, 2,000K ~ 4,000K 범위의 상관색 온도를 가지는 제2 백색 광원 엘이디
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  5. 엘이디 램프 및 이와 결합되는 엘이디 등기구를 구비하는 엘이디 조명 장치에 있어서,
    엘이디를 구비하는 엘이디 모듈, 상기 엘이디 모듈이 복수개 배열되어 설치되는 회로 기판, 상기 회로 기판이 삽입되고, 적어도 한쪽 끝단이 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제1 튜브, 상기 제1 튜브와 상기 램프 소켓 사이에 설치되되, 일측은 상기 제1 튜브로부터 연장되며, 타측은 상기 램프 소켓에 의해 고정되는 제2 튜브, 및 상기 회로 기판에 설치되어, 상기 회로 기판으로부터의 발열을 방지하는 방열판을 포함하는 엘이디 램프; 및
    복수개의 엘이디 모듈을 포함하는, 엘이디 램프로 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키는 정류부, 및 상기 정류된 직류 전원을 변화시켜, 상기 엘이디 모듈 각각의 광도 또는 색온도를 조절하는 제어부를 포함하는 엘이디 등기구
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엘이디 램프 내 회로 기판에 분산 배치되어 조합되는, 상기 엘이디 모듈 각각의 혼색에 의한 색온도를 2,000K ~ 8,000K의 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    펄스폭변조(PWM) 제어를 이용하여, 상기 정류된 직류 전원을 변화시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.
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KR200453771Y1 (ko) * 2009-10-13 2011-05-27 (주) 코콤 Ｆｐｌ형 엘이디 램프
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