KR20210104858A - 조명 및 발산 장치 - Google Patents

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KR20210104858A
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로버트 배런
코리 윈슬로우
제임스 피터슨
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바이탈 바이오, 잉크.
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Abstract

조명 장치 발산을 포함하는 시스템, 방법, 및 장치가 제공된다. 미생물을 비활성화시키기 위한 예시적인 발광 장치는 이를 통해 공기가 흐를 수 있도록 구성된 통기구(vent)를 포함할 수 있다. 상기 발광 장치는 기판상에 배치되며 광을 적어도 생산하도록 구성된 광 에미터(light emitter)를 포함할 수 있다. 상기 광은 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함할 수 있으며, 상기 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%는 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 있다. 상기 발광 장치는 상기 통기구를 통해 상기 기판을 향해 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan)을 포함할 수 있다.

Description

조명 및 발산 장치
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2019년 12월 18일에 "조명 및 발산 장치"라는 명칭으로 출원된 미국 특허출원번호 16/719,314호와, 2018년 12월 19일에 "조명 및 발산 장치"라는 명칭으로 출원된 미국 임시 특허출원번호 62/782,232호의 이익을 청구한다. 상기 관련 출원들은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
본 발명의 측면들은 일반적으로 조명 및 발산 장치(lighting and dissipation device)를 소독하기 위한 공정, 시스템, 및 장치에 관한 것이다.
세균 소독 및/또는 미생물 비활성화는 인간 건강을 위해 유익할 수 있다. 이러한 소독 및 비활성화는 사람 및 환경 위생 둘 다를 향상시킬 수 있다. 많은 세균 소독 및/또는 미생물 비활성화 방법들은 인간 건강 요인들을 향상시키기 위해 채용될 수 있다. 예를 들어, (인간의 신체 내부로 유입되는 많은 모드들을 통한) 병, 감염, 및/또는 환경에서의 세균 또는 미생물 오염은 세균 소독 및/또는 미생물 비활성화에 의해 방지되거나 또는 방해될 수 있다.
더욱이, 세균 소독 및/또는 미생물 비활성화는 욕실, 주방 및 지하실에 영향을 미칠 수 있는 세균을 초래하고 바람직하지 않은 시각적 효과 및 악취를 초래하는 곰팡이, 흰가루병 및 냄새를 감소시킬 수 있다. 인간에 의해 점유된 공간들 내에서 성장할 수 있는 몇몇 유형의 곰팡이는 인간 건강에 부정적 효과를 가질 수 있다.
다음은 본 발명의 몇몇 측면들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 단순화된 요약을 제시한다. 요약은 본 발명의 광범위한 개관이 아니다. 요약은 본 발명의 요점 또는 중요한 요소들을 확인하기 위한 것이 아니며 본 발명의 범위를 기술하기 위한 것도 아니다. 다음의 요약은 아래의 설명에 대한 서언으로서 단지 본 발명의 몇몇 개념들을 단순화된 형태로 제시한다.
몇몇 예들에서, 발광 시스템은 배기, 예컨대, 외부 배기 또는 내부 순환 배기 시스템과 결합하여 조명 및/또는 소독을 제공할 수 있다. 몇몇 예들에서, 발광 시스템은 하나 이상의 광 에미터(light emitter), 예컨대 발광 다이오드(LEDs)를 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 미생물을 비활성화시키기 위한 발광 장치는 공기가 그것을 통해 흐를 수 있도록 구성된 통기구(vent)를 포함할 수 있다. 상기 발광 장치는 기판 상에 배치되며 적어도 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 생성하도록 구성된 광 에미터를 포함할 수 있으며, 상기 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%는 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 있다. 상기 발광 장치는 상기 통기구를 통해 기판 쪽으로 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan)을 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 발광 시스템은, 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%를 포함하고 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속을 포함하는 광을 방출하도록 구성된 광원을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 발광 시스템을 통과하는 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 광원과 연관된 온도를 측정하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 광원, 팬 및 센서와 통신하는 제어기를 포함할 수 있다. 상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 방법은, 광 에미터를 통해, 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%를 포함하고 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속을 포함하는 광을 출력시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 센서를 통해, 광 에미터와 연관된 온도를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예에 따른 광 에미터와 배기 시스템을 포함하는 예시적인 발광 시스템을 보여준다.
도 2a-2b는 본 발명의 예들에 따른 광 에미터와 배기 시스템을 포함하는 예시적인 발광 시스템들을 보여준다.
도 3은 본 발명의 예에 따른 광 에미터와 팬 시스템을 포함하는 예시적인 발광 시스템을 보여준다.
도 4는 본 발명의 예에 따른 광 에미터와 배기 시스템을 포함하는 예시적인 발광 시스템의 블록 다이어그램을 보여준다.
도 5는 본 발명의 예에 따른 광 에미터와 팬 시스템을 포함하는 발광 시스템을 위한 예시적인 제어 시스템을 위한 흐름도를 보여준다.
도 6은 본 발명의 예들에 따른 특징들을 구현할 수 있는 예시적인 하드웨어 플랫폼을 보여준다.
다음의 다양한 실시예들의 설명에서, 이 설명의 부분을 형성하는 첨부된 도면들이 참조되며, 여기에는 실행될 수 있는 본 발명의 다양한 실시예들이 실례로서 도시된다. 다른 실시예들이 이용될 수 있는 것은 이해될 수 있을 것이다.
화장실과 같은 주거 및 상업적 공간들은 많은 방식으로 소독될 수 있다. 하나의 기술은 소독용 화학 세제 또는 비누로 세척하는 것일 수 있다. 화학 세제는 오직 간헐적 소독을 제공할 수 있으며, 세척들 사이에 유해한 미생물들이 축적되는 것을 허용할 수 있다. 몇몇의 소독 시스템들은 소독을 위한 표면상에 자외선(UV)을 투사할 수 있다. 자외선 노출은 인간과 동물에게 유해할 수 있으며, 그래서 자외선은 사용자 노출의 가능성이 있을 수 있을 때에는 꺼져야 한다. 이에 따라, 이러한 시스템들은 인간에게 유해한 직접 노출을 방지하기 위해 복잡한 제어를 수반할 수 있다. 자외선은 또한 재료(예컨대, 플라스틱) 및/또는 표면의 열화와 황화(yellowing)를 초래할 수 있다.
380 - 420 나노미터(nm)(예컨대, 405nm)의 보라색 범위 내의 가시광선의 파장들은 세균, 효모균, 곰팡이, 및 진균류와 같은 미생물들에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 대장균(E. coli), 살모넬라, 매티실린내성 황색포도상구균(MRSA), 및 클로스트리듐 디피실리균은 380 - 420nm 광에 민감할 수 있다. 이러한 파장들은 미생물들 내에서 발견된 포르피린(porphyrin) 분자들과 광반응(photoreaction)을 개시할 수 있다. 포르피린 분자들은 광활성화될 수 있으며 다른 세포 성분들과 반응하여 반응성 산소종(ROS)을 생성할 수 있다. ROS는 회복할 수 없는 세포 손상을 초래하여 결국 그 세포를 파괴하고, 죽이거나 그렇지 않으면 비활성화시킨다. 인간, 식물, 및/또는 동물은 동일한 포르피린 분자들을 갖고 있지 않기 때문에, 이 기술은 인간 노출에 대해 완전히 안전할 수 있다.
몇몇 예들에서, 비활성화는, 미생물의 중음에 관련하여, 일정한 지속 기간 동안 소독용 광에 노출될 때, 미생물 군집 또는 개개의 세포들의 제어 및/또는 감소를 포함할 수 있다. 광은, 광의 피크 파장에 의해, 또는 몇몇 예들에서, 대략 380nm 내지 420nm의 범위의, 다중 피크 파장들에 의해, 세균성 병원균의 비활성화를 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 대략 405nm 광이 피크 파장으로 활용될 수 있다. 380nm 내지 420nm 내의 임의의 파장이 활용될 수 있으며, 피크 파장은 특정 파장 ± 대략 5nm를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 여기에서 개시된 다른 값들과 범위들은 개시된 값들의 대략 ±10% 내에서 사용될 수 있다.
와트(Watt)로 측정된 복사선속(예컨대, 복사속 또는 복사 에너지)은 광원으로부터의 전체 파워이다. 복사조도(irradiance)는 광원으로부터 먼 거리에서 단위 면적당 파워이다. 몇몇 예들에서, 광원으로부터 타겟 표면에 대한 목표 복사조도는 10mW/㎠일 수 있다. 10mW/㎠의 목표 복사조도는, 예를 들어, 타겟 표면으로부터 1cm에 위치한 10mW의 복사선속을 가진 광원에 의해 제공될 수 있다. 다른 예에서, 광원은 타겟 표면으로부터 5cm에 위치할 수 있다. 10mW/㎠의 목표 복사조도를 가지기 위해, 광원은 대략 250mW의 복사선속을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 계산들은, 수학식 1에서 불 수 있는 바와 같이, 대략적으로 역제곱의 법칙에 기초하며, 여기서 여기 광원은 점광원인 것으로 가정할 수 있고, E는 복사조도, I는 복사선속, r은 여기 광원으로부터 타겟 표면까지의 거리이다.
Figure pct00001
표면상의 광(예컨대, 380 - 420nm 파장)의 최소 복사조도는 미생물 비활성화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 평방 센티미터 당 0.02 밀리와트(mW/㎠)의 최소 복사조도는 시간에 걸쳐 표면상의 미생물 비활성화를 초래할 수 있다. 0.02 mW/㎠의 최소 복사조도는, 예를 들어, 타겟 표면으로부터 1cm에 위치한 0.02 mW의 복사선속을 가진 광원으로부터 제공될 수 있다. 몇몇 예들에서, 0.05 mW/㎠의 복사조도는 표면상의 미생물들을 비활성화시킬 수 있지만, 더 높은 값들, 예를 들어, 0.1 mW/㎠, 0.5 mW/㎠, 또는 1 mW/㎠은 더 빠른 미생물 비활성화를 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예들에서, 훨씬 더 높은 복사조도도 사용될 수 있다. 표면에 대한 광의 복사조도는 광원의 복사선속을 변경하거나 또는 광원으로부터 타겟 표면까지의 거리를 변경함으로써 변할 수 있다.
(Joules/㎠로 측정된) 조사선량(dosage)은 기간에 걸쳐 미생물 비활성화를 위한 적절한 복사조도를 결정하기 위한 또 다른 계량일 수 있다. 아래의 표 1은 다양한 노출 시간들에 기초한 mW/㎠의 복사조도와 J/㎠ 사이의 예시적인 상관관계를 보여준다. 이 값들은 예들이며 많은 다른 값들이 가능하다.
복사조도(mW/cm2) 노출시간 (hours) 조사선량 (Joules/cm2)
0.02 1 0.072
0.02 24 1.728
0.02 250 18
0.02 500 36
0.02 1000 72
0.05 1 0.18
0.05 24 4.32
0.05 250 45
0.05 500 90
0.05 1000 180
0.1 1 0.36
0.1 24 8.64
0.1 250 90
0.1 500 180
0.1 1000 360
0.5 1 1.8
0.5 24 43.2
0.5 250 450
0.5 500 900
0.5 1000 1800
1 1 3.6
1 24 86.4
1 250 900
1 500 1800
1 1000 3600
표 2는 좁은 스펙트럼의 405nm 광을 사용하여 다양한 세균종들의 비활성화를 위해 권장되는 다양한 조사선량들을 보여준다. 비활성화는 Log10 감소에 의해 측정된다. 여기에서 보여지는 예시적인 조사선량 및 다른 계산값들은 실험실 세팅으로부터의 예들일 수 있으며, 예시적인 조사선량 또는 다른 상황들에서의 계산값들을 나타내지 않을 수 있다. 예를 들어, 실세계 애플리케이션들은 예시적인 실험실 데이터와 상이할 수 있는 여기서 수행된 조사선량 또는 다른 계산값들을 요구할 수 있다. 405nm 광의 다른 조사선량들은 아래 목록에 기재되지 않은 다른 세균에 대해 사용될 수 있다.
미생물 Recommended Dose (J/cm2) for 1-Log Reduction in Bacteria
황색포도상구균 20
MRSA 20
녹농균 45
대장균 80
엔테로코커스 페칼리스균 90
수학식 2는 표 1과 표 2로부터 하나 이상의 데이터 포인트를 사용하여 복사조도(irradiance), 조사선량(dosage), 또는 시간을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
Figure pct00002
복사조도는 조사선량과 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 30 Joules/㎠의 조사선량이 요구되고 소독되기 원하는 대상이 하룻밤 8시간 동안 광에 노출되는 경우에, 복사조도는 대략 1 mW/㎠일 수 있다. 예시적인 1 mW/㎠의 복사조도는, 예를 들어, 타겟 표면으로부터 1cm 떨어져 위치한 1 mW 광원에 의해 제공될 수 있다. 만약, 50 Joules/㎠의 조사선량이 요구되고 소독되기 원하는 대상이 48시간 동안 광에 노출되는 경우에는, 오직 대략 0.3 mW/㎠의 더 작은 복사조도가 충분할 수 있다.
시간은 복사조도와 조사선량에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 장치는 소독 에너지의 복사조도(예컨대, 0.05 mW/㎠)를 방출하도록 구성될 수 있으며, 타겟 세균은 타겟 세균을 죽이기 위해 20 Joule/㎠ 조사선량을 요구할 수 있다. 소독용 광은 0.05 mW/㎠에서 20 Joule/㎠ 조사선량을 달성하기 위해 대략 4.6일의 최소 노출 시간을 가질 수 있다. 조사선량 값들은 세균의 목표 감소에 의해 결정될 수 있다. 세균 총수가 원하는 양으로 감소된 때, 낮아진 세균 총수를 유지하기 위해 소독용 광은 계속적으로 적용될 수 있다. 소독용 광은 세균 및/또는 미생물 성장을 방지 또는 감소시키기 위해 계속적으로 적용될 수 있다.
380 - 420nm의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 파워 분포의 퍼센트(예컨대, 20%)를 가진 광의 다양한 색상들이 활용될 수 있다. 예를 들어, 380 - 750nm의 가시광선 스펙트럼을 가로지르는 광을 포함하는 백색 광은 380 - 420nm의 파장 범위 내부의 광 에너지 중 적어도 20%를 가지며 소독 목적을 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예들에서, 380 - 420nm의 파장 범위 내부의 30% 내지 80%의 스펙트럼 파워 분포를 가진 광의 다양한 색상들이 활용될 수 있다.
조명 또는 소독을 위한 (예컨대, LED 베이스의) 발광 시스템은 열을 발생시키며, 이 열은 효율의 손실을 방지하고, 수명을 증가시키며, 설비 화재 안전 사항들을 향상시키기 위해 구성요소들로부터 멀리 발산되어야 한다. 히트 싱크, 히트 파이프, 또는 강제 공기가 열 발산을 위해 사용될 수 있다.
주거, 기관, 또는 상업적 디자인에서, 배기 팬은 룸 환경으로부터 공기를 배출시키기 위해 천장 내에 통합될 수 있다. 상기 배기 메카니즘은 냄새, 증기, 습기, 또는 추가적인 바람직하지 않은 공기 중 입자들 또는 가스들을 제거할 수 있다. 주방의 레인지 후드는 배기 팬들을 포함할 수 있다. 이러한 배기 시스템은 때때로 조명 및/또는 소독 시스템과는 독립적일 수 있다.
몇몇 예들(예컨대, 레인지 후드 또는 욕실 팬과 같은 통기/조명 조합들)에서, 발광 시스템은 습한 공기에 노출될 수 있다. 이러한 몇몇 예들에서, 시스템의 조명 부분은 공지 조화 부분으로부터 분리 및/또는 밀봉될 수 있다. 밀봉 시스템에서, 과도한 열이 발생될 수 있으며 성능이 저하될 수 있다. 몇몇 예들에서, 조명 부분은, 연기, 폭발, 화재, 또는 LED 재료 비호환성(예컨대, 휘발성 유기 화합물)으로부터의 잠재적인 위험에 기인하여, 공기 조화 부분으로부터 분리될 수 있다.
여기서 개시된 발광 시스템의 구성은 별도의 배기 시스템 및 소독 조명 시스템과 비교할 때 에너지를 절약할 수 있다. 제안된 발광 시스템은, 예를 들어, 발광 시스템의 배기(예컨대, 열, 오염물질, 등의 배출)와 냉각 둘 다를 위한 팬을 활용함으로써, 유리하게는 에너지 절약을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, (예컨대, LED 기반의) 발광 시스템(light emitting system)(100)이 제공될 수 있다. 상기 발광 시스템(100)은 조명 및/또는 소독을 제공할 수 있다. 상기 발광 시스템(100)은 배기관(102)과 배기 팬(104)을 포함할 수 있으며, 이는 배기관의 기존의 강제 공기 흐름을 조명 및/또는 소독 시스템을 위한 강제 공기 냉각으로서 사용함으로부터 상승 이익을 산출할 수 있다. 상기 배기관(102) 및/또는 배기 팬(104)은 외부 또는 내부 순환 시스템을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템(100)은 하나 이상의 광 에미터(light emitters)(106)를 더 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 광 에미터(들)는 기판(107) 상에 장착될 수 있다. 상기 기판(107)은, 예를 들어, 섬유 유리, 에폭시 수지, 구리, 주석-납, 금, 및/또는 알루미늄 PCB와 같은 인쇄회로기판(PCB)을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 광 에미터(들)(106)는, 380 - 420nm(예컨대, 405nm)의 파장 범위 내에 적어도 부분을 가지며 세균 및/또는 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사조도 및/또는 조사선량을 제공하기에 충분한 복사선속을 가지는 광(113)을 방출하도록 구성될 수 있다. 상기 광 에미터(들)(106)은 위에서 개시된 표 1과 2 및 수학식 1에 따라 구성될 수 있다. 상기 광 에미터(들)(106)은, 여기서 개시된 바와 같이 세균 및/또는 미생물을 비활성화시키기 위해 복사선속, 복사조도, 시간, 및/또는 조사선량을 변화시키기 위해, 제어 시스템(118)을 통해 조절될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 배기관(102) 및/또는 배기 팬(104)은, 강제 공기-냉각 조명 및/또는 소독 시스템의 증가된 구성요소 또는 요구되는 에너지 발산 없이, 강제 공기의 열 발산을 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 배기관(102) 및/또는 배기 팬(104)을 위해 소비되는 임의의 에너지가 다수의 목적들(예컨대, 공기 제거 및/또는 발광 시스템의 냉각)을 위해 사용될 수 있기 때문에, 에너지 소비는 감소될 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 배기관(102) 및/또는 배기 팬(104)은 상기 발광 시스템(100) 내의 광 에미터(들)(106)(예컨대, LEDs), 또는 기판(107)의 온도를 정상 작동 온도 아래로 낮추도록(예컨대, 냉각시키도록) 구성될 수 있다. 예를 들어, 정상 작동 온도는 유사한 파워 조건들을 사용하여 비-통기 시스템에서 작동될 때 광 에미터(들)(106)이 도달하게 되는 온도에 대응될 수 있다.
상기 광 에미터(들)(106)에 의해 발생되는 열을 단순히 발산시키는 것보다는, 상기 배기관(102) 및/또는 배기 팬(104)은 광 에미터(들)(106)의 온도를 정상 작동 온도 아래로 낮추도록 구성될 수 있다. LED들은, 예를 들어, 저온에서 보다 효율적으로 작동할 수 있으며, 이는 LED들이 고온에서 소비하는 것보다 낮은 수준의 에너지 소비로 유사한 양의 광을 출력하도록 허용할 수 있다. 또한, 낮아진 LED 온도는 LED들의 더 나은 전체 수명을 초래할 수 있으며, 이는 LED들이 교체될 필요가 있기 전에 더 긴 작동 시간을 초래할 수 있다. 추가적으로, 이러한 LED 어레이의 냉각은 과열 없이도 LED들로부터 증가된 광 출력을 허용할 수 있으며, 증가된 수준의 광 및/또는 룸 내의 소독을 허용한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발광 시스템(100)은 수직으로 배치된 배기관(102)과 배기 팬(104)을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템(100)은 천장(ceiling)(108), 벽, 레인지 후드, 또는 다른 유사한 구조물 내부에 설치될 수 있다. 상기 배기관(102)과 배기 팬(104)은, 화살표(116) 방향에 의해 도시된 바와 같이, 하나 이상의 통기구들 또는 배플들(baffles)(110)을 통해 공기를 아래로부터(예컨대, 천장(108) 아래로부터) 또는 발광 시스템(100)의 외부로부터 끌어당기도록 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 통기구들 또는 배플들(110)은 광 에미터(들)(106)로부터 방출된 광(113)이 통과할 수 있는 렌즈(112)에 인접하게 배치될 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 하나 이상의 내부 플랩들(flaps), 통기구들, 또는 배플들(110)은 수동으로 또는 모터(120)를 사용하여 개방 및/또는 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 상기 모터(120)는 제어 시스템(118)에 의해 제어될 수 있으며, 이는 사용자 입력 또는 센서들 및/또는 사용자 입력들에 기초하여 개방 및/또는 폐쇄할 때를 결정하도록 프로그래밍 된 것에 기초하여 하나 이상의 통기구들 또는 배플들을 개방 및/또는 폐쇄시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(118)은 상기 통기구들 또는 배플들(110)을 작동시켜 발광 시스템(100)을 통한 공기 흐름을 제어하도록 할 수 있다. 내부 플랩들은 발광 시스템(100) 내부의 공기의 흐름을 변경시키기 위해 자동으로 또는 수동으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 플랩들은 공기의 흐름을 광 에미터(들)(106)로 더 또는 더 가깝게 이동시키도록 조절될 수 있다.
상기 광 에미터(들)(106)은 여기에 배치된 히트 싱크(114) 또는 다른 열 발산 요소들을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 기판(107)은 상기 히트 싱크(114)를 포함할 수 있다. 상기 히트 싱크(114)는 광 에미터(들)(106)로부터 열을 발산시키도록 구성될 수 있다. 상기 배기관(102) 및 배기 팬(104)은, 광 에미터(들)(106)에 의해 발생되어 히트 싱크(114)로 발산된 열을 더 발산시키기 위해, 통기구들 또는 배플들(110)로부터의 공기를 히트 싱크(114)를 가로질러 끌어당기고 및/또는 밀도록 구성될 수 있다. 몇몇 예들에서, 공기는 기판(107)을 가로질러 끌어 당겨지고 밀려질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공기는 배기관(102)을 통해 발광 시스템(100)을 빠져나갈 수 있다. 상기 배기관(102)은, 예를 들어, 발광 시스템(100)이 장착된 구조물의 외부로 배기될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 배기관(102)은 재순환될 수 있으며 공기는 발광 시스템(100)이 장착된 구조물 내부로 복귀할 수 있다.
도 2a-2b에 도시된 바와 같이, 발광 시스템(200)은 수평으로 배치된 배기관(202)과 배기 팬(204)을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템(200)은 천장(ceiling)(208), 벽, 레인지 후드, 또는 다른 유사한 구조물 내부에 설치될 수 있다. 상기 배기관(202)과 배기 팬(204)은, 공기 흐름(216) 방향에 의해 도시된 바와 같이, 하나 이상의 통기구들 또는 배플들(210)을 통해 공기를 아래로부터(예컨대, 천장(208) 아래로부터) 또는 발광 시스템(200)의 외부로부터 끌어당기도록 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 통기구들 또는 배플들(210)은 광 에미터(들)(206)로부터 방출된 광(213)이 통과할 수 있는 렌즈(212)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 광 에미터(들)(206)은 기판(207) 상에 배치될 수 있다. 제어 시스템(218)은 발광 시스템(200)의 작동을 제어하는데 사용될 수 있다. 상기 발광 시스템(200)은 통기구들 또는 배플들(210)을 조절하기 위해 모터(220)를 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템(218)은 발광 시스템(200)의 광 특성 및/또는 공기 흐름 특성을 제어할 수 있다(예컨대, 제어 시스템(218)은, 예를 들어, 배기 팬(204), 광 에미터(들)(206), 배플들(210), 등을 제어할 수 있다).
도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 광 에미터(들)(206)은 광 에미터(들)(206)로부터 열을 발산시키기 위해 여기에 배치된 히트 싱크(214) 또는 다른 열 발산 요소들을 포함할 수 있다. 상기 광 에미터(들)(206)은 기판(207) 상에 배치될 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 기판(107)은 상기 히트 싱크(114)를 포함할 수 있으며 광 에미터(들)(106)로부터 열을 발산시킬 수 있다. 상기 배기관(202) 및 배기 팬(204)은, 광 에미터(들)(106)에 의해 발생된 열을 더 발산시키기 위해, 공기를 통기구들 또는 배플들(110)을 통해 광 에미터(들)(106), 기판(207), 및/또는 히트 싱크(214)를 가로지르도록 끌어당기고 및/또는 밀도록 구성될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 광 에미터(들)(206)은 히트 싱크를 포함하지 않을 수 있으며, 상기 배기관(202) 및 배기 팬(204)은 상기 광 에미터(들)(206)에 의해 발생된 열을 발산시키기 위해 공기를 통기구들 또는 배플들(210)로부터 광 에미터(들)(206) 및/또는 기판(207) 위로 끌어당기고 및/또는 밀도록 구성될 수 있다. 도 2a의 도시된 예에서, 상기 발광 시스템(200)의 공기 흐름(216)은 히트 싱크(214)의 사용에 의해 또는 사용 없이 광 에미터(들)(106)로부터 열을 발산/제거함으로써 도 2b에 도시된 히트 싱크(214)(또는 유사한 요소들)에 대한 필요성을 효과적으로 대체하거나 감소시킬 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 기판(2070은 별도의 히트 싱크(214)에 대한 필요성을 효과적으로 대체하거나 감소시킬 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 공기 흐름(216)은 광 에미터(들)(206) 반대쪽의 기판(207)의 측면을 가로질러 흐르면서 기판(207)에 의해 흡수된 광 에미터(들)(206)로부터의 열을 발산시킴으로써 광 에미터(들)(206)을 냉각시킬 수 있다. 몇몇 예들에서, 광 에미터(들)(206)로부터 기판(207) 및/또는 히트 싱크(214)로 발산된 열은 발광 시스템(200)의 나머지 부분으로 더 발산될 수 있다. 도 2a-2b에 도시된 공기 흐름(216)은 배기관(202)을 통해 발광 시스템(200)을 빠져나갈 수 있다. 상기 배기관(202)은, 예를 들어, 발광 시스템(200)이 장착된 구조물의 외부로 배기될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 배기관(202)은 재순환될 수 있으며 공기는 발광 시스템(200)이 장착된 구조물(예컨대, 천장, 벽, 레인지 후드, 등) 내부로 복귀할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발광 시스템(300)은 수평으로 배치된 팬(304)을 배기관 없이 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템(300)은 천장(308), 벽, 레인지 후드, 또는 다른 유사한 구조물 내부에 설치될 수 있다. 상기 팬(304)은 제1 배플(310)을 통해 공기를 아래로부터(예컨대, 천장(308) 아래로부터) 또는 발광 시스템(300)의 외부(미도시)로부터 끌어당기고, 공기를 광 에미터(들)(306) 및 연관된 기판(307) 위로 추진시키며, 공기를 제2 배플(311) 외부로 추진시키도록(예컨대, 공기를 천장(308) 아래로 재순환시키도록) 구성될 수 있다. 상기 제1 배플(310)과 제2 배플(311)은 광 에미터(들)(206)로부터 방출된 광(313)이 통과할 수 있는 렌즈(312)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제1 배플(310) 및/또는 제2 배플(311)은 모터(320)에 의해 개방 및/또는 폐쇄될 수 있다. 제어 시스템(318)은 발광 시스템의 다양한 측면들(예컨대, 모터(320, 팬(304), 광 에미터(들)(306), 등)을 제어할 수 있다. 몇몇 예들에서, 공기 흐름(316)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(307)의 배면 위로 흐를 수 있으며, 광 에미터(들)(306)과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 다른 예들에서, 공기 흐름은 광 에미터(들)(306) 위로 직접 지나갈 수 있다. 도 3의 도시된 예에서, 공기는 공기 흐름(316)의 방향에 의해 도시된 바와 같이 환경으로 재순환될 수 있다. 이러한 공기는 필터링될 수 있고, 광 에미터(들)(306)에 의해 발생된 열에 기초하여 가열될 수 있으며, 적외선(IR) 가열 요소에 의해 가열될 수 있고, 향기를 풍기도록 할 수 있다.
도 4는 발광 시스템(100, 200, 300, 400)의 블록도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 팬(402)을 위한 에너지가 발광 시스템(100, 200, 300, 400) 내부로 입력될 수 있다. 추가적으로, 광 에미터(들)(404)을 위한 에너지도 발광 시스템(100, 200, 300, 400) 내부로 입력될 수 있다.
상기 발광 시스템(400)은, 예를 들어, 열, 공기, 및 바람직하지 않은 공기 중 입자들(406)을 배출할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 발광 시스템(400)은 열, 공기, 및 바람직하지 않은 공기 중 입자들(406)을 발광 시스템(400)이 위치한 영역 외부로 배출할 수 있다(예컨대, 열, 공기, 및 바람직하지 않은 입자들은 발광 시스템(400)이 장착된 룸의 외부로 배기될 수 있다). 몇몇 예들에서, 열, 공기, 및 바람직하지 않은 공기 중 입자들(406)은 발광 시스템(400)이 위치한 영역 내부로 배출될 수 있다(예컨대, 열, 공기, 및 바람직하지 않은 입자들은 발광 시스템(400)이 장착된 룸으로 되돌아 올 수 있다). 몇몇 예들에서, 바람직하지 않은 공기 중 입자들은 공기 및/또는 열로부터 분리될(예컨대, 필터링될) 수 있다. 바람직하지 않은 공기 중 입자들은 발광 시스템(400)이 위치한 영역 외부로 배출될 수 있으며, 공기 및/또는 열은 발광 시스템(400)이 위치한 영역 내부로 배출될 수 있다. 복사 및 광도 에너지(예컨대, 소독 광)(408)는 소독을 제공하기 위해 발광 시스템에 의해 출력될 수 있다.
상기 발광 시스템(100, 200, 300)은 (예컨대, 제어 시스템(118, 218, 318)에 의해) 시스템 성능과 구성요소 수명을 증가시키기 위해 튜닝될 수 있다. 증가된 시스템 성능은, 예를 들어, 증가된 광 출력, 감소된 에너지 소비, 감소된 열 출력, 등에 대응될 수 있다. 증가된 구성요소 수명은, 예를 들어, 발광 시스템의 구성요소(예컨대, 배기 팬(104, 204, 304) 수명, 광 에미터(들)(106, 206, 306), 등)의 평균 수명의 증가에 대응될 수 있다.
상기 발광 시스템(100, 200, 300)은 전체 열 발산 시스템 비용을 감소시키도록 튜닝될 수 있다. 감소된 전체 열 발산 시스템 비용은 배기 팬(104, 204, 304) 및/또는 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 에너지 소비의 감소에 대응될 수 있다.
발광 시스템(100, 200, 300)은 가시 강선 소독을 포함하는 백색 광의 스펙트럼을 제공할 수 있으며, 증가된 기능성과, 예컨대, 자외선 C(UVC) 살균 방사선의 잠재적인 유해성을 방지하는 증가된 안전성을 제공할 수 있다. 많은 UVC 광원들은 열 흡수되지도 않으며 LED 시스템의 증가된 기능성으로부터 이익을 얻지도 못한다. LDE를 활용하는 가시광선 소독은 (램프와는 반대로) 과도한 열을 발생시킬 수 있으며 강제 공기 배기로부터 이익을 얻을 수 있다.
발광 시스템(100, 200, 300)은 가열 요소(예컨대, IR 램프 또는 LED)를 더 포함할 수 있다. 상기 가열 요소는 배기 팬(104, 204, 304)에 의해 생성된 공기 흐름의 온도를 증가시킬 수 있다. 공기 흐름은, 발광 시스템(100, 200, 300) 주위 환경의 온도를 증가시키기 위해, 대기로 배기되기 전에 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 광의 소독 부분은 특정 스펙트럼 밀도에서 백색 광 스펙트럼(들)의 일체형 성분으로서 작동할 수 있으며, 오직 광의 소독 부분만 활성화된 모드에서 작동할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 배기 팬(104, 204, 304)은 광 에미터(들)(106, 206, 306)에 의해 발생된 열을 발산시키지 않고 공기를 처리(예컨대, 필터링, 제거, 가열, 재순환, 등)하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 LED는 차가운 상태로 작동될 수 있어서 광범위한 히트 싱킹(heat sinking)을 요구하지 않을 수 있으며, 공기 흐름을 통한 냉각에 대한 필요성이 거의 없을 수 있다. 이러한 예들에서, 상기 배기 팬(104, 204, 304)은 소독용 광 에미터(들)(106, 206, 306)과 함께 활용될 수 있으며, 배기 팬(104, 204, 304)은 소독용 광 에미터(들)(106, 206, 306)로부터 열을 발산시키지 않도록 구성될 수 있다. 이러한 배기 팬과 소독 유닛은, 예를 들어, 오목한 욕실 설치물, 레인지 후드 내부에, 천장에 표면 장착, 등과 같이, 많은 상이한 방식 및 애플리케이션들 내에 장착될 수 있다.
광 에미터(들)(106, 206, 306)은 LED, 유기 LED(OLED), 반도체 다이, 레이저, 유연성 LED, 전계발광소자, 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 두 개 이상의 광 에미터들은 하나 이상의 광-변환 재료들(예컨대, 인광물질, 형광 발광제, 양자점, 인광 재료, 형광소, 형광염료, 전도성 폴리머, 양자점, 등)과 함께 배치될 수 있다. 상기 하나 이상의 광-변환 재료들은 광 에미터(들)(106)로부터 방출된 광의 적어도 일부가 광-변환 재료(들)로 지향될 수 있도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 광-변환 재료들은 광-변환 재료(들)로 지향된 광의 적어도 부분을 상이한 품질(예컨대, 상이한 피크 파장)을 가진 광으로 변환시키도록 구성될 수 있다. 광은 광-변환 재료(들)에 의해 광을 흡수함으로써 변환될 수 있으며, 이는 광-변환 재료(들)에 에너지를 공급하거나 광-변환 재료(들)을 활성화시켜 상이한 품질(예컨대, 상이한 피크 파장)의 광을 방출하도록 할 수 있다. 몇몇 예들에서, 광 에미터(들)(106)과 광-변환 재료(들)은 대략 20%보다 더 큰 대략 380nm 내지 대략 420nm의 파장 범위에서 측정된 스펙트럼 에너지의 비율을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 광 에미터(들)(106)과 광-변환 재료(들)에 의해 방출된 결합 광(combined light)은 백색일 수 있으며 다음의 특성들 중 하나 이상을 가질 수 있다: (a) 대략 20%보다 더 큰 대략 380nm 내지 대략 420nm 파장 범위에서 측정된 스펙트럼 에너지의 비율, (b) 1000K 내지 8000K의 상관 색온도(CCT) 값, (c) 55 내지 100의 연색 평가 지수(CRI) 값, (d) 60 내지 100의 색 충실도(Rf) 값, 및/또는 (e) 60 내지 140의 색 영역(Rg) 값.
몇몇 예들에서, 상기 발광 시스템(100, 200, 300)은 결합 광 출력 및/또는 공기 흐름을 변경 가능한 제어 시스템(118, 218, 318)을 더 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300) 내부에 있거나 외부에 있을 수 있으며, 또는 발광 시스템(100, 200, 300)과 통신할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 임의의 제어 시스템, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이는 결합 광 출력 및/또는 공기 흐름 제어의 변조를 가능하게 한다. 예를 들어, 제어 시스템(118, 218, 318)은 대략 380 - 420nm 광의 스펙트럼 콘텐트(spectral content)를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 대략 380 - 420nm 범위의 밖에서 방출된 광의 방출을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 전력 공급장치를 포함할 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광의 원하는 조사선량이 달성된 때를 결정하기 위해, 광을 낮추기 위해, 광을 끄기 위해, 또는 대응하여 상이한 조명 모드로 전환하기 위해 사용될 수 있다. 조사선량(J/㎠)을 결정하기 위해, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광의 복사조도(mW/㎠)와 광이 켜져 있는 시간의 길이를 결정할 수 있다. 광의 복사조도는 광의 복사선속과 광 에미터(들)(106, 206, 306)과 표면 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 수학식 1과, 수학식 2에 따른 조사선량에 따라 복사조도를 결정하도록 구성될 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 광 에미터들(106, 206, 306)의 복사선속과 광으로부터 룸 내의 표면 또는 벽까지의 추정되거나 또는 가정된 거리에 기초하여 메모리 내에 미리 프로그래밍된 광의 복사조도를 가질 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 복사조도를 광의 전력 소비와 상관시킬 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 복사조도 또는 반사광(이는 복사조도와 복사선속에 상관될 수 있다)을 측정하기 위해 광 다이오드 또는 분광계와 같은 센서와 통신할 수 있다. 광 다이오드는 오직 소독용 파장의 측정할 수 있도록 필터(예컨대, 405nm 대역 통과 필터)와 함께 사용될 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은
타이머, 카운터, 실시간 시계, 무선 네트워크를 통한 시간에 대한 폴링(polling), 또는 마이크로컨트롤러 시스템을 사용하여 광이 얼마나 오래 켜져 있었는지의 추적을 유지할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 타이머, 카운터, 실시간 시계, 무선 네트워크를 통한 시간에 대한 폴링(polling), 또는 마이크로컨트롤러 시스템에 기초하여, 발광 시스템(11, 200, 300)의 광 모드를 변경할 수 있다(예컨대, 백색광 소독 모드와 오로지 소독 모드 사이의 변경).
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 시스템이 원하는 온도에서 또는 아래에서 작동하도록 보장하기 위해 온도와 같은 내부 특성, 외부 특성, 및 특성들의 변경을 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 센서 정보에 기초하여 시스템을 위한 공기 흐름 특성들 또는 조면 특성들을 조절할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300) 내부의 내부 온도가 미리 결정된 임계 작동 온도를 초과했는지를 검출할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 적절한 냉각 프로토콜을 보장하기 위해 발광 시스템(100, 200, 300)의 작동을 조절할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 에미터(들)(106, 206, 306)에 의해 발생된 열의 양을 감소시키기 위해 발광 시스템(100, 200, 300)의 광 출력을 감소시킬 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)에 의해 발생된 열의 양을 감소시키기 위해 광 에미터(들)(106, 206, 306) 중 일부 또는 모두를 끌 수 있다. 몇몇 예들에서, 센서들에 의해 측정된 온도(예컨대, 측정 온도)는 광 에미터(들)(106, 206,306) 중 하나의 온도일 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 측정 온도는 기판(107, 207, 307)으로부터 측정된 온도, 예를 들어, 기판(107, 207, 307) 상의 가장 뜨거운 위치에서 측정된 온도일 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 측정 온도는 발광 시스템(100, 200, 300) 내의 어떤 다른 곳에서 결정될 수 있다. 측정 온도는 제어 시스템(118, 218, 318)에 의해 직접 사용되거나, 또는 발광 시스템(100, 200, 300) 내의 어떤 다른 곳에서 온도를 추정하기 위해 추론될 수 있다. 예를 들어, 기판(107, 207, 307)의 측정 온도는 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 온도(예컨대, LED 온도, LED 접합 온도, 등)를 추정하기 위해 추론될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300) 내의 공기의 흐름을 변경시키고 및/또는 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 강도를 조절할 수 있다. 상기 센서는 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 온도를 측정할 수 있고, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 측정 온도가 광 에미터(들)(106, 206, 306)을 위한 임계 작동 온도를 초과하는지를 결정할 수 있으며, 이에 따라 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 (예컨대, 공기 흐름 조절, 팬 속도 조절, 통기구 또는 배플들의 개방/폐쇄, 광 강도 조절, 등에 의해) 온도를 조절할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 통기구들, 배플들, 또는 내부 플랩들을 제어함으로써 발광 시스템(100, 200, 300) 내부의 공기의 흐름을 제어할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 수집된 센서 데이터에 기초하여 조절하기 위해 통기구들, 배플들, 또는 내부 플랩들과 통합될 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 예를 들어, 발광 시스템(100, 200, 300)을 위한 조명 및 공기 흐름 특성들을 조절할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도를 제어하기 위해, 광 에미터(들)(106, 206, 306)로부터 광 출력의 감소, 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 끔, 및/또는 발광 시스템(100, 200, 300) 내부의 공기의 흐름의 변경을 결합하여 수행할 수 있다. 도 5는 발광 시스템(100, 200, 300)과 함께 사용될 수 있을 때, 제어 시스템(118, 218, 318)의 예시적인 프로세스(500)를 보여주는 흐름도이다. 단계(501)에서 시작하여, 흐름도의 논의의 목적으로, 광 에미터(들)(106, 206, 306)은 켜져서 최대 출력 설정으로 전환되는 것으로 가정되고, 배플들(110, 210, 310)은 폐쇄된 것으로 가정되며, 팬(104, 204, 304)은 꺼져 있는 것으로 가정한다.
조명 및 공기 흐름 특성들은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도에 기초하여 제어 시스템(118, 218, 318)에 의해 조절될 수 있다. 몇몇 예들에서, 다른 센서들은 조명 및 공기 흐름 특성들을 조절하기 위해 제어 시스템(118, 218, 318)에 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 단계(502)에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도(T)를 측정할 수 있다. 단계(504)에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 측정 온도(T)가 낮은 임계 온도와 높은 임계 온도인지, 보다 높은지, 또는 보다 낮은지를 결정할 수 있다.
측정 온도(T)가 낮은 임계 온도보다 높고 높은 임계 온도보다 낮은 경우에(단계 504: 낮은 임계값 < T < 높은 임계값), 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도(T) 측정을 계속할 수 있다(단계 502). 낮은 임계 온도보다 높고 높은 임계 온도보다 낮은 측정 온도(T)는 공기 흐름 또는 조명 특성들에 대한 조절이 수행되지 않아도 된다는 것을 나타낼 수 있다.
측정 온도(T)가 높은 임계 온도 이상인 경우에(단계 504: T≥ 높은 임계값), 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 배플들이 이미 개방되어 있지 않은 경우에 배플들을 개방할 수 있다(단계 506). 높은 임계 온도는, 예를 들어, 기판(107, 207, 307)으로부터 측정된 때, 55℃(131℉)일 수 있다. 높은 임계 온도는 애플리케이션에 따라 변할 수 있다. 다른 애플리케이션들에서, 높은 임계 온도는, 예를 들어, 85℃(131℉), 105℃(221℉), 또는 125℃(257℉)일 수 있다. 몇몇 예들에서, 배플들은 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 몇몇 예들에서, 배플들은 전체 배플 개방의 퍼센트로 개방될 수 있다. 몇몇 예들에서, 단계(506)에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 배플들을 부분적으로 개방할 수 있다. 몇몇 예들에서, 단계(506)에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 이전에 부분적으로 개방되었던 배플들을 완전히 개방할 수 있다. 단계(506) 전에 배플들이 이미 완전히 개방된 경우에는, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 단계(510)로 향할 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 배플들을 개방한 후에, 측정 온도(T)가 높은 임계 온도 이상인지를 판단할 수 있다(단계 510). 측정 온도(T)가 여전히 높은 임계 온도 이상인 경우에(단계 510: YES), 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 팬 속도를 증가시킬 수 있다(단계 512). 측정 온도(T)가 높은 임계 온도 이상이 아닌 경우에(단계 510: NO), 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 팬은 단계(512) 전에 꺼질 수 있으며, 상기 팬은 단계(512)에서 켜질 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 팬은 켜지거나 꺼질 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 팬은 제어 시스템(118, 218, 3180에 의해 조절될 수 있는 다수의 속도들을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 단계(510)에서, 측정 온도(T)에 기초하여(예컨대, 비례하여) 팬 속도를 조절할 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 팬 속도를 증가시킨 후에(단계 512), 측정 온도(T)가 여전히 높은 임계 온도 이상인지를 판단한다(단계 514). 측정 온도(T)가 높은 임계 온도 이상인 경우에(단계 514: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 에미터들의 광 출력을 감소시킬 수 있다(단계 516). 측정 온도(T)가 높은 임계 온도 이상이 아닌 경우에는(단계 514: NO), 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502). 몇몇 예들에서, 단계(516)에서 광 에미터들의 광 출력을 감소시키는 것은 광 에미터들의 복사선속을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 광 에미터들은, 단계(516) 이전에, 가능한 최저 광 출력으로 설정될 수 있다. 광 에미터들이 가능한 최저 광 출력으로 설정된 경우에, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 출력을 감소시키지 않고 단계(518)로 나아갈 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 광 에미터들의 광 출력을 감소시킨 후에(단계 516), 측정 온도(T)가 여전히 높은 임계 온도 이상인지를 판단할 수 있다(단계 518). 측정 온도(T)가 여전히 높은 임계 온도 이상인 경우에는(단계 518: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 에미터들 중 하나 이상을 끌 수 있다(단계 520). 몇몇 예들에서, 제어 시스템(118, 218, 318)은 꺼질 수 있는 광 에미터들의 수를 제한할 수 있다(예컨대, 제어 시스템(118, 218, 318)은 적어도 하나의 광 에미터가 남아 있어야 하는지를 결정할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 측정 온도(T)에 기초하여, 단계(520)에서 얼마나 많은 광 에미터들이 꺼질 것인지를 판단할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502).
단계(504)를 다시 참조하면, 측정 온도(T)는 낮은 임계 온도 이하일 수 있다. 측정 온도(T)가 낮은 임계 온도 이하일 경우에(단계 504: T ≤ 낮은 임계값), 제어 시스템(118, 218, 318)은 시간 지연(time delay)이 만족되었는지를 판단할 수 있다(단계 521). 상기 제어 시스템은, 시간 지연에 기초하여 또는 응답하여, 측정 온도(T)가 낮은 온도 임계값보다 낮을 때 공기 흐름 및 광 특성들의 조절을 지연시키도록 결정할 수 있다. 시간 지연은, 예를 들어, 결정된 시간 지연을 위해 공기 흐름과 조명 특성들을 조절하지 않고 광 에미터들이 켜진 후에 뜨거워지는 것을 허용한다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 시간 지연에 기초하여, 얼마나 오랫동안 측정 온도(T)가 낮은 임계 온도 이하였는지를 판단할 수 있다(단계 521). 측정 온도(T)가 임계 시간 기간 동안 낮은 임계 온도 이하가 아니었던 경우에(단계 521: NO), 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(118, 218, 318)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502). 측정 온도(T)가 임계 시간 기간 동안 낮은 임계 온도 이하였던 경우에(단계 521: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 추가적인 광 에미터들을 켤 수 있다(단계 522).
임의의 광 에미터들이 이미 켜져 있지 않은 경우에 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 추가적인 광 에미터들을 켤 수 있다(단계 522). 모든 광 에미터들이 단계(522)에서 이미 켜진 경우에, 제어 시스템(118, 218, 318)은 임의의 광 에미터들을 켜지 않고 다음 단계(단계 524)로 나아갈 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 추가적인 광 에미터들을 켠 후에(단계 522), 측정 온도(T)가 여전히 낮은 임계 온도 이하인 경우에(단계 524: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 광 에미터(들)이 이미 최대 출력이 아닌 경우에 광 에미터(들)의 광 출력을 증가시킬 수 있다(단계 526). 측정 온도(T)가 낮은 임계 온도(단계 524: NO)보다 높은 경우에, 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502).
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 광 에미터들의 광 출력을 증가시킨 후에(단계 526), 측정 온도(T)가 여전히 낮은 임계 온도 이하인지를 판단할 수 있다(단계 528). 측정 온도(T)가 여전히 낮은 임계 온도 이하인 경우에는(단계 528: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 펜 속도가 최대 팬 속도보다 낮은 경우에 팬 속도를 감소시킬 수 있다(단계 530). 몇몇 예들에서, 단계(530)에서, 제어 시스템(118, 218, 318)은 팬들을 끌 수 있으며, 팬 속도를 0으로 감소시킬 수 있다. 몇몇 예들에서, 팬은 많은 상이한 속도들을 가질 수 있으며, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 측정 온도(T)에 기초하여 팬 속도를 얼마나 감소시켜야 하는지를 결정할 수 있다. 상기 팬이 단계(530)에서 이미 꺼진 경우에는, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 팬 속도를 조절함이 없이 단계(532)를 계속할 수 있다. 측정 온도(T)가 낮은 임계 온도보다 높은 경우에(단계 528: N0), 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502).
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 팬 속도를 감소시킨 후에(단계 530), 측정 온도(T)가 여전히 낮은 임계 온도 이하인지를 판단할 수 있다(단계 532). 측정 온도(T)가 여전히 낮은 임계 온도 이하인 경우에(단계 532: YES), 제어 시스템(118, 218, 318)은 배플들이 개방된 경우에 배플들을 페쇄할 수 있다(단계 532). 몇몇 예들에서, 배플들은 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 몇몇 예들에서, 배플들은 전체 배플 개방의 퍼센트로 폐쇄될 수 있다. 몇몇 예들에서, 단계(534)에서, 제어 시스템(118, 218, 318)은 배플들을 완전히 폐쇄할 수 있다. 몇몇 예들에서, 단계(534)에서, 제어 시스템(118, 218, 318)은 배플들을 부분적으로 폐쇄할 수 있다. 몇몇 예들에서, 단계(534)에서, 제어 시스템(118, 218, 318)은 이전에 부분적으로 폐쇄된 배플들을 완전히 폐쇄할 수 있다. 단계(534) 이전에 배플들이 이미 완전히 폐쇄된 경우에는, 제어 시스템(118, 218, 318)은 단계(502)로 나아갈 수 있다.
측정 온도(T)가 낮은 임계 온도보다 높은 경우에(단계 532: NO), 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502). 제어 시스템(118, 218, 318)은, 배플들을 폐쇄한 후에(단계 534), 발광 시스템(100, 200, 300)의 온도 측정을 계속할 수 있다(단계 502).
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 도 5에 도시된 임의의 단계들을 임의의 순서와 임의의 조합으로 수행할 수 있다(예컨대, 팬 속도를 증가시키기 전에(단계 512) 광 출력을 감소시킬 수 있다(단계 516)). 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 도 5에 도시된 임의의 단계들을 실질적으로 동시에 수행할 수 있다(예컨대, 동시에 배플들을 개방하고(단계 506) 팬 속도를 증가시킨다(단계 512)). 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 측정 온도(T)에 기초하여 각각의 단계에서의 변화 량을 결정할 수 있다(예컨대, 측정 온도에 기초하여, 제어 시스템(118, 218, 318)은, 단계(512)에서, 측정 온도(T)에 기초하여 팬 속도의 증가를 결정할 수 있다).
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 광의 두 개의 상이한 모드들 사이에서 전환하도록 구성될 수 있다. 제1 모드는 일반적인 조명을 위해 사용되는 백색 광 모드일 수 있다. 상기 제1 모드는 또한 일반적인 조명 및/또는 소독을 위해 사용되는 백색 광 소독 모드일 수 있다. 제2 모드는 주로 소독을 위해 사용되는 소독 전용 모드일 수 있다. 상기 소독 전용 모드는 주로 소독을 위해 사용되는 소독용 파장을 방출할 수 있다. 상기 소독 모드는 주로 380 -420nm 파장 내의 광을 방출할 수 있다. 상기 소독 전용 모드는 스펙트럼 에너지의 적어도 20%가 380 - 420nm 사이인 광을 방출할 수 있다. 상기 소독 전용 모드는 405nm에서 피크를 가지는 광을 방출할 수 있다. 다른 파장들은 야간등으로서 사용되는 것과 같이 기본적인 조명을 위해 사용되도록 추가될 수 있다.
상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 발광 시스템(100, 200, 300)에 대한 사용자 수동 제어를 허용하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 수동 제어는 도 5에 도시된 바와 같은 자동 제어를 대체하거나, 추가되거나, 또는 대신할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은 제어 시스템(118, 218, 318)에 사용자 입력을 허용하기 위한 사용자 입력장치(예컨대, 스위치, 다이얼, 터치스크린, 등)을 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 사용자가 제어 시스템(118, 218, 318)의 센서 임계값들, 예컨대 낮은 인계 온도 또는 높은 임계 온도를 수동으로 입력하도록 허용할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 광 에미터(들)(106, 206, 306)을 켜거나 끌 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 압력에 기초하여, 광 에미터(들)(106, 206, 306)의 출력을 조절할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 발광 시스템(100, 200, 300)의 광 모드를 변경할 수 있다(예컨대, 백색광 소독 모드와 소독 전용 모드 사이의 변경). 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 타이머(예컨대, 발광 시스템이 광 모드로 있는 시간의 양을 수동으로 설정한다) 또는 타임 스케쥴(예컨대, 하루 중 시각(time of day)을 기초로 타임 스케쥴을 수동으로 설정한다)을 설정할 수 있다. 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 시간에 기초하여, 발광 시스템(100, 200, 300)의 광 모드를 변경할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 배기 팬(104, 204, 304)을 켜거나 끌 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 배기 팬(104, 204, 304)의 속도를 조절할 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 제어 시스템(118, 218, 318)은, 사용자 입력에 기초하여, 통기구들 또는 배플들(110, 210, 310)을 개방, 폐쇄, 또는 조절할 수 있다.
여기에 개시된 제어 시스템(118, 218, 318)은 컴퓨팅 장치를 통해 구현될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있으며, 이는 여기에서 설명된 임의의 특징들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램의 지시들을 실행할 수 있다. 상기 지시들은 상기 프로세서의 작동을 구성하기 위해 임의의 타입의 유형 컴퓨터-판독 가능한 매체 또는 메모리 내에 저장될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 유형 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체라는 용어는 저장 장치들 또는 저장 디스크들을 포함하고 통신 매체와 전파 신호들을 배제하는 것으로 명백히 정의된다. 예를 들어, 지시들은 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 억세스 메모리(RAM), 제거 가능한 매체, 예컨대 범용 직렬 버스(USB), 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다용도 디스크(DVD), 플로피 디스크 드라이브, 또는 임의의 다른 원하는 전자 저장 매체 내에 저장될 수 있다. 또한, 지시들은 부착된 (또는 내부의) 하드 드라이브 내에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치는 디스플레이, 터치 스크린, 키보드, 마우스, 마이크로폰, 소프트웨어, 사용자 인터페이스, 등과 같은 하나 이상의 입력/출력 장치들을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치는 비디오 프로세서, 키보드 컨트롤러, 등과 같은 하나 이상의 장치 제어기들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨팅 장치는 예시적인 네트워크와 같은 네트워크와 통신하기 위해 하나 이상의 네트워크 인터페이스들, 예컨대 입력/출력 회로들(예컨대, 네트워크 카드)을 포함할 수 있다. 상기 네트워크 인터페이스는 유선 인터페이스, 무선 인터페이스, 또는 이들의 조합일 수 있다. 위에서 설명된 요소들 중 하나 이상은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 제거되거나, 재배치되거나, 또는 보충될 수 있다.
상기 광 에미터(들)(106, 206, 306)과 광-변환 재료(들)에 의해 방출된 광은 옵틱스, 리플렉터, 또는 다른 조립 요소들에 의해 수정될 수 있다. 몇몇 예들에서, 광 에미터(들)(106, 206, 306)과 광-변환 재료(들)에 의해 방출된 광은, 가시 광선 품질을 향상시키기 위해, 예컨대, 발광 장치에 의해 방출된 결합 광이 백색 또는 백색의 색조로서 감지되도록, 옵틱스, 리플렉터, 또는 다른 조립체 성분들에 의해 수정될 수 있다. 조명 기구 또는 조명 전구의 디퓨저, 리플렉터, 옵틱스, 보호 쉴드, 및 다른 투과 가능한 요소들은 제품 기능의 전체 효율에 상당한 기여를 할 수 있다. 이 재료들은 100%의 투과 또는 반사 효율을 가지지 않을 수 있지만, 재료(들)의 선택은 효과적이고 효율적인 제품을 위해 높은 효율성을 얻기 위한 조명 디자인에서 가치가 있다. 많은 플라스틱들, 유리들, 코팅들, 및 다른 재료들이 일반적인 조명원, 예컨대 백열전구, 형광전구, 및 RGB/인광 변환 청색 펌프 LED를 위한 리플렉터들 또는 투과 요소들(예컨대, 디퓨저)을 위해 받아들여질 수 있다. 이러한 조명원들은 제품 기능에서 근-자외선 파장에 거의 의존하지 않을 수 있다.
이러한 리플렉터들 또는 투과 요소들 중 많은 것들은 근-자외선 범위, 예컨대, 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 광의 파장들에 대해 반사율 또는 투과 효율이 급격히 감소한다. 따라서, 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 광원들은 조명 전구 또는 조명 기구 디자인에서 일부 방사성 또는 투과성 재료들에 의해 심각한 손실을 보여줄 수 있는 조명의 요소일 수 있다. 리플렉터와 투과성 재료들은 광원으로부터의 광의 출력에 기초하여 적절하게 선택될 수 있다.
광이 대략 380 내지 대략 420nm 광의 상당한 비율을 포함하는 예들에서, 상기 발광 시스템(100, 200, 300)은 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 광의 단일의 반사 후에 대략 70%보다 작은 에너지 손실을 가지는 반사 표면들 또는 리플렉터 옵틱스를 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 고체 투과성 재료는 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 광의 투과 후에 대략 30%보다 작은 에너지 손실을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 광의 부분은 대략 380 내지 대략 420nm 범위 내의 적어도 대략 0.05mW/㎠의 광으로 조명기구 외부의 대상을 조명하기에 충분할 수 있다.
광 에미터(들)(106, 206, 306)이 LED 또는 LED들의 조합, LED 또는 LED들과 다른 광원들(예컨대, 인광체, 레이저)의 조합, 또는 레이저 다이오드를 포함하는 예들에서, 반사 재료는 광 에미터(들)(106, 206, 306)로부터의 광의 경로 내에 (직접 또는 간접적으로) 배치될 수 있다. 반사 재료는 광의 혼합을 위해 사용될 수 있고, 반사 재료는 광의 분포를 제어하기 위해 사용될 수 있으며, 또는 투과성 재료는 렌즈, 디퓨저, 커버 또는 보호 실드로서의 광학 요소로서 사용될 수 있고, 광의 분포를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예들에서, 임의의 리플렉터 또는 디퓨저는 대부분 대략 380 - 42nm 광이 방출되도록 허용하는 재료를 포함하여야 하며, 380nm 내지 420nm 범위 내의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 이 재료는 380nm 내지 420nm 범위 내의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있는 플라스틱, 유리, 수지, 열가소성 수지, 또는 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 광 에미터들, 반사성 옵틱들, 또는 투과성 재료들은 이산화티타늄(TiO2) 또는 아나타제 이산화티타늄의 코팅을 가질 수 있다. TiO2는 자외선 또는 근-자외선, 예컨대 380 - 420nm 광에 의해 여기될 때 광촉매제로서 사용될 수 있다. 이 공정은 유기 화합물이 산화를 통해 파괴되는 비율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 이 공정은 휘발성 유기 화합물들(VOCs), 다양한 유형의 세균들, 및 바이러스들을 제거하는데 효과적일 수 있다. 광촉매 작용은 상승된 효율성을 위해 LED 조명 및 소독 시스템과 함께 또는 LED 조명 및 소독 시스템 대신에 사용될 수 있다.
여기서 더 설명되는 바와 같이, 도 1-3의 제어 시스템(118, 218, 318)은 도 6의 예시적인 컴퓨팅 장치(600)에 의해 구현될 수 있다. 여기서 설명되는 예시적인 장치들과 시스템들은 하드웨어 플랫폼, 예컨대, 도 6에 도시된 예시적인 컴퓨팅 장치(600)를 통해 구현될 수 있다. 몇몇 예들에서, 상기 컴퓨팅 장치(600)는 도 5의 흐름도를 실행할 수 있다. 여기서 설명된 예시적인 장치와 시스템들은 별도의 요소들이거나, 별도의 요소들을 포함하거나, 또는 단일의 장치에 통합될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(600)와 관련하여 설명된 일부 요소들은 그 대신에 소프트웨어 내에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(600)는 하나 이상의 프로세서들(601)을 포함할 수 있으며, 이는 여기에서 설명된 임의의 특징들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램의 지시들을 실행할 수 있다. 상기 지시들은 상기 프로세서(601)의 작동을 구성하기 위해 임의의 타입의 유형 컴퓨터-판독 가능한 매체 또는 메모리 내에 저장될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 유형 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체라는 용어는 저장 장치들 또는 저장 디스크들을 포함하고 통신 매체와 전파 신호들을 배제하는 것으로 명백히 정의된다. 예를 들어, 지시들은 읽기 전용 메모리(ROM)(602), 랜덤 억세스 메모리(RAM)(603), 제거 가능한 매체(604), 예컨대 범용 직렬 버스(USB) 드라이브, 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다용도 디스크(DVD), 플로피 디스크 드라이브, 또는 임의의 다른 원하는 전자 저장 매체 내에 저장될 수 있다. 또한, 지시들은 부착된 (또는 내부의) 하드 드라이브(605) 내에 저정될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(600)는 디스플레이, 터치 스크린, 키보드, 마우스, 마이크로폰, 소프트웨어, 사용자 인터페이스, 등과 같은 하나 이상의 입력/출력 장치들(606)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(600)는 비디오 프로세서, 키보드 컨트롤러, 등과 같은 하나 이상의 장치 제어기들(607)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨팅 장치(600)는 예시적인 네트워크와 같은 네트워크와 통신하기 위해 하나 이상의 네트워크 인터페이스들(608), 예컨대 입력/출력 회로들(예컨대, 네트워크 카드)을 포함할 수 있다. 상기 네트워크 인터페이스(608)는 유선 인터페이스, 무선 인터페이스, 또는 이들의 조합일 수 있다. 위에서 설명된 요소들 중 하나 이상은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 제거되거나, 재배치되거나, 또는 보충될 수 있다.
몇몇 예들에서, 미생물들을 비활성화시키기 위한 발광 장치(light emitting device)는 공기가 통과하여 흐를 수 있도록 구성된 통기구를 포함할 수 있다. 상기 발광 장치는 기판상에 배치되며, 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 적어도 생산하도록 구성된 광 에미터(light emitter)를 포함할 수 있으며, 상기 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%는 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 있다. 상기 발광 장치는 상기 통기구를 통해 상기 기판을 향해 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan)을 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 공기 흐름은 상기 광 에미터를 냉각시킬 수 있다.
몇몇 예들에서, 히트 싱크(heat sink)는 상기 광 에미터로부터 열을 흡수하도록 구성될 수 있다. 상기 공기 흐름은 상기 히트 싱크로부터 열을 발산시키도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 공기 흐름을 생성하기 위해, 상기 팬은 상기 광 에미터 위로 공기를 끌어당기도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광은 405nm의 피크 파장을 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광 에미터는 제1 광 에미터일 수 있고, 상기 광은 제1 광이다. 상기 발광 장치는 380 - 750nm 범위 내의 파장을 가지는 제2 광을 생산하도록 구성된 제2 광 에미터를 더 포함할 수 있다. 제어기는 상기 제1 광 에미터 및 제2 광 에미터와 통신할 수 있으며 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이에서 전환하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 광 모드는 상기 제1 광의 방출을 포함할 수 있고, 상기 제2 광 모드는 상기 제2 광의 방출을 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 발광 시스템은 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%와 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 방출하도록 구성된 광원(light source)을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 발광 시스템을 통해 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan)을 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 광원과 연관된 온도를 측정하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 상기 발광 시스템은 상기 광원, 팬, 및 센서와 통신하는 제어기를 포함할 수 있다. 상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광원은 제1 광원일 수 있고, 상기 광은 제1 광일 수 있다. 상기 발광 시스템은 380 - 750nm 범위 내의 파장을 가지는 제2 광을 방출하도록 구성된 제2 광원을 더 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이에서 전환함으로써 광 특성을 조절하도록 더 구성될 수 있다. 상기 제1 광 모드는 상기 제1 광의 방출을 포함할 수 있고, 상기 제2 광 모드는 상기 제2 광의 방출을 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어기는 상기 발광 시스템이 상기 제1 광 모드 또는 제2 광 모드로 있었던 시간의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어기는 상기 발광 시스템이 상기 제1 광 모드 또는 제2 광 모드로 있었던 시간의 양에 기초하거나 또는 하루 중 시각(time of day)에 기초하여 상기 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이에서 전환할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 광원의 광 출력을 조절함으로써 광 특성을 조절하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 제어기는 상기 팬의 속도를 조절함으로써 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성될 수 있으며, 공기 흐름은 상기 광원을 냉각시킨다.
몇몇 예들에서, 상기 발광 시스템은 통기구(vent)를 더 포함할 수 있다. 상기 팬은 공기 흐름이 상기 통기구를 통해 흐르게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 제어기는 상기 통기구를 조절함으로써 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광은 405nm에서 피크를 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 방법은, 광 에미터를 통해, 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%와 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 센서를 통해, 상기 광 에미터와 연관된 온도를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 광 에미터의 출력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 광 에미터를 끄는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 팬의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 방법은, 상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 통기구(vent)를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 공기 흐름은 상기 통기구를 통해 흐르도록 구성될 수 있다.
몇몇 예들에서, 상기 통기구를 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 통기구를 개방시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 발명은 예에 의한 것이다. 다른 구현이 요구될 때 수정들이 만들어질 수 있다. 예를 들어, 단계들 및/또는 구성요소들은 하위 분할, 결합, 재배치, 제거, 및/또는 증가될 수 있으며; 단일의 장치 또는 다수의 장치들에서 수행될 수 있고; 병렬로, 직렬로 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다. 추가적인 특징들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 미생물들을 비활성화시키기 위한 발광 장치(light emitting device)로서, 상기 발광 장치는:
    통기구(vent)로서, 상기 통기구를 통해 공기가 흐를 수 있도록 구성된 통기구;
    기판상에 배치되며, 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 적어도 생산하도록 구성된 광 에미터(light emitter)로서, 상기 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%는 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 있는, 광 에미터; 및
    상기 통기구를 통해 상기 기판을 향해 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan);을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흐름은 상기 광 에미터를 냉각시키는, 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 에미터로부터 열을 흡수하도록 구성된 히트 싱크(heat sink)를 더 포함하며, 상기 공기 흐름은 상기 히트 싱크로부터 열을 발산시키도록 구성되는, 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흐름을 생성하기 위해, 상기 팬은 상기 광 에미터 위로 공기를 끌어당기도록 구성되는, 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광은 405nm의 피크 파장을 포함하는, 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 에미터는 제1 광 에미터이고, 상기 광은 제1 광이며, 상기 발광 장치는:
    380 - 750nm 범위 내의 파장을 가지는 제2 광을 생산하도록 구성된 제2 광 에미터; 및
    상기 제1 광 에미터 및 제2 광 에미터와 통신하며 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이에서 전환하도록 구성된 제어기;를 더 포함하며,
    상기 제1 광 모드는 상기 제1 광의 방출을 포함하고, 상기 제2 광 모드는 상기 제2 광의 방출을 포함하는, 발광 장치.
  7. 미생물을 비활성화시키기 위한 발광 시스템으로서, 상기 발광 시스템은:
    380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%와 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 방출하도록 구성된 광원(light source);
    상기 발광 시스템을 통해 공기 흐름을 생성하도록 구성된 팬(fan);
    상기 광원과 연관된 온도를 측정하도록 구성된 센서; 및
    상기 광원, 팬, 및 센서와 통신하며, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성된 제어기;를 포함하는 발광 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광원은 제1 광원이고, 상기 광은 제1 광이며;
    상기 발광 시스템은 380 - 750nm 범위 내의 파장을 가지는 제2 광을 방출하도록 구성된 제2 광원을 더 포함하는, 발광 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이에서 전환함으로써 광 특성을 조절하도록 더 구성되며;
    상기 제1 광 모드는 상기 제1 광의 방출을 포함하고, 상기 제2 광 모드는 상기 제2 광의 방출을 포함하는, 발광 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 발광 시스템이 상기 제1 광 모드 또는 제2 광 모드로 있었던 시간의 양을 결정하도록 구성되며, 상기 제1 광 모드와 제2 광 모드 사이의 전환은 상기 발광 시스템이 상기 제1 광 모드 또는 제2 광 모드로 있었던 시간의 양에 기초하거나 또는 하루 중 시각(time of day)에 기초하는, 발광 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 광원과 연관된 온도에 기초하여, 광원의 광 출력을 조절함으로써 광 특성을 조절하도록 더 구성되는, 발광 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 팬의 속도를 조절함으로써 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성되며, 공기 흐름은 상기 광원을 냉각시키는, 발광 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    통기구(vent)를 더 포함하며;
    상기 팬은 공기 흐름이 상기 통기구를 통해 흐르게 할 수 있도록 구성되며;
    상기 제어기는 상기 통기구를 조절함으로써 공기 흐름 특성을 조절하도록 구성되는, 발광 시스템.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 광은 405nm에서 피크를 포함하는, 발광 시스템.
  15. 광 에미터를 통해, 380 - 420 나노미터(nm)의 파장 범위 내에 광의 스펙트럼 에너지의 적어도 20%와 미생물의 비활성화를 개시하기에 충분한 복사선속(radiant flux)을 포함하는 광을 출력하는 단계;
    센서를 통해, 상기 광 에미터와 연관된 온도를 감지하는 단계;
    상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계; 및
    상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 조절하는 단계;를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 광 에미터의 출력을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 광 에미터의 출력을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 광 에미터를 끄는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 팬의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 광 에미터와 연관된 온도에 기초하여, 통기구(vent)를 조절하는 단계를 더 포함하며;
    상기 공기 흐름은 상기 통기구를 통해 흐르도록 구성되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 통기구를 조절하는 단계는, 상기 광 에미터와 연관된 온도가 임계 온도를 초과한다는 판단에 기초하여, 상기 통기구를 개방시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
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