KR20220166211A - 발광장치 및 이를 채용한 경화장치 - Google Patents

발광장치 및 이를 채용한 경화장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220166211A
KR20220166211A KR1020220112218A KR20220112218A KR20220166211A KR 20220166211 A KR20220166211 A KR 20220166211A KR 1020220112218 A KR1020220112218 A KR 1020220112218A KR 20220112218 A KR20220112218 A KR 20220112218A KR 20220166211 A KR20220166211 A KR 20220166211A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light emitting
photodetector
main body
window
Prior art date
Application number
KR1020220112218A
Other languages
English (en)
Inventor
정재현
Original Assignee
정재현
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정재현 filed Critical 정재현
Publication of KR20220166211A publication Critical patent/KR20220166211A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/12—Controlling the intensity of the light using optical feedback
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/14—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0457—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the operating status of the lighting device, e.g. to detect failure of a light source or to provide feedback to the device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

발광부의 광출력을 실시간으로 제어할 수 있도록 된 발광장치 및 이를 채용한 경화장치가 개시되어 있다.
이 개시된 발광장치는 윈도우를 가지는 본체와; 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 윈도우를 통하여 본체의 외부로 조사하는 광원과; 본체 내에서 광원에 이웃되게 설치되며, 발광부에서 조사되고 본체에서 반사된 광을 수신하여, 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기를 포함할 수 있다.

Description

발광장치 및 이를 채용한 경화장치{LIGHT EMITTING DEVICE ADJUSTABLE INTENSITIVITY AND CURING APPARATUS EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 소정 파장의 광을 조사하는 발광장치 및 이를 채용한 경화장치에 관한 것으로서, 상세하게는 발광부의 광출력을 모니터링 할 수 있도록 된 발광장치 및 이를 채용한 경화장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광장치는 소정 파장의 광을 조사하는 광원을 구비하며, 조사되는 광의 파장이나 광원의 종류에 따라 구분할 수 있다.
이 발광장치는 광원에 따라 램프형 발광장치와, 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)형 발광장치로 구분될 수 있다.
램프형 발광장치는 광원으로서 수은 램프, 메탈 램프 등의 사용환경에 따라 고유 파장을 분출하는 램프를 채용한다. 이 램프형 발광장치는 가격이 상대적으로 저렴하고, 단파장부터 장파장까지 넓은 대역의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다. 반면, 이 램프형 발광장치는 콤팩트한 구성이 어렵고, 램프의 수명이 짧으며, 열선을 배출하므로 주변 구조물에 열손상을 가할 수 있다는 단점이 있다.
LED형 발광장치는 램프형 발광장치에 비하여 고가이고, 내열성에 취약하다는 단점이 있다. 반면, 이 LED형 발광장치는 LED 광원을 사용하므로 콤팩트한 구성이 가능하고, LED의 수명이 램프에 비하여 비약적으로 길고, 단일 파장의 광을 배출하므로 열선이 거의 배출되지 않으며, LED는 고출력의 광 특히 자외선 광을 배출할 수 있다는 이점이 있다. 따라서 이 LED형 발광장치는 시장에서 그 영향력을 넓혀 가고 있다.
이 LED형 발광장치에 있어서, LED 광원의 안정적인 광출력을 유지할 것이 요구된다. 한편 LED 광원은 발열 등으로 인한 온도 변화나 장시간 사용에 따른 광원의 노화 등에 의해 광출력과 중심파장이 달라질 수 있다. 그러므로 이 LED형 발광장치는 LED의 실시간 피드백 제어를 통해 광출력과 중심파장을 일정하게 유지할 수 있는 기술이 요구된다.
이 LED형 발광장치는 용도에 따라 조명용과 살균용으로 구분될 수 있다. 조명용으로 사용될 때 조명의 기능을 상실할 경우 안전상의 문제가 발생할 수 있다.
살균용으로 사용시에는 LED형 발광장치는 자외선 파장의 광을 조사한다. 이 살균용 LED형 발광장치는 자외선이 인체에 해롭기 때문에 장치 밖으로 자외선이 출광되지 않게 제작된다. 따라서 발광장치의 기능을 상실했을 때 육안으로 확인이 불가능하여, 이를 감지하여 실시간 피드백을 통해 LED의 이상 여부를 확인할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 광원의 광출력을 모니터링하고, 이를 기초로 광원의 광출력과 중심파장을 일정하게 유지하고, 광원의 이상유무를 확인할 수 있는 발광장치 및 이를 채용한 경화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발광장치는, 윈도우를 가지는 본체와; 상기 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 상기 윈도우를 통하여 상기 본체의 외부로 조사하는 광원을 구비한 발광부와; 상기 본체 내에서 상기 광원에 이웃되게 설치되며, 상기 발광부에서 조사되고 상기 본체에서 반사된 광을 수신하여, 상기 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기와; 상기 광검출기에서 검출된 신호를 기초로 상기 발광부의 강도를 조정하는 강도조정부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 광검출기는 상기 광원의 중심에서 간격 C2 만큼 이격 된 위치에 배치되며, 상기 간격 C2는 조건식 1을 만족하여, 상기 본체의 외부로부터 입사되는 외부 광(Le)이 상기 광검출기에 입사되지 않도록 할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00001
여기서, C2는 상기 광검출기의 수광면에서 연장된 평면(P) 상에서 발광부 중심과 광검출기 사이의 간격이고, D는 윈도우의 직경이고, A는 상기 평면(P)과 상기 본체의 외측면 사이의 간격이고, B는 상기 평면(P)과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이다.
*또한, 상기 발광부와 상기 광검출기 사이의 간격이 임의의 간격(W)이 되도록 고정 배치되고, 상기 광검출기의 수광면에서 연장된 평면(P)과 상기 본체의 외측면 사이의 간격 A는 조건식 2를 만족되도록 할 수 있다.
[조건식 2]
Figure pat00002
여기서, D는 윈도우의 직경이고, B는 상기 평면(P)과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이다.
또한 본 발명은 상기 윈도우에 설치되며, 상기 광원에서 조사된 광을 소정 배율로 투과시키는 광학부재를 더 포함하며, 상기 광학부재의 입사면에서 상기 광원에서 조사된 광의 일부가 반사되도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 발광장치는, 윈도우를 가지는 본체와; 상기 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 상기 윈도우를 통하여 상기 본체의 외부로 조사하는 광원과; 상기 본체 내에서 상기 광원에 이웃되게 설치되며, 상기 발광부에서 조사되고 상기 본체에서 반사된 광을 수신하여, 상기 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기와; 상기 광검출기에서 검출된 신호를 기초로 상기 발광부의 강도를 조정하는 강도조정부와; 상기 윈도우에 설치되며, 상기 광원에서 조사된 광을 소정 배율로 투과시키는 것으로, 굴절률 n2를 가지는 투명한 광학부재와; 상기 윈도우 상에 동축 상으로 직경 D'만큼 개방 형성된 개구를 가지며, 두께 T를 가지는 불투명 소재로 되어, 외부 광이 상기 윈도우를 통하여 상기 본체 내부로 진입되는 것을 차단하는 차광부를 포함할 수 있다.
상기 차광부의 두께 T는 조건식 3을 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure pat00003
여기서, A는 상기 광검출기의 입사평면과 상기 본체의 외측면 사이의 간격이고, B는 상기 광검출기의 입사평면과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이고, D는 상기 윈도우의 직경이다.
상기 광학부재의 굴절률 n2는 1 이상 1.7 이하일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 발광장치는 상기 광검출기로 입사되는 광의 진행 경로 상에 설치되어, 소정 파장의 광이 상기 광검출기로 향하도록 광을 필터링하는 필터부재를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 발광장치는 상기 윈도우 주위의 내측면에 형성되어, 입사광을 상기 광검출기로 반사시키는 반사면을 더 포함하고, 상기 반사면에는 반사광의 반사각을 변경할 수 있도록 인입되게 그루브가 형성될 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 경화장치는, 상기한 발광장치와; 상기 본체의 외부에 설치되는 것으로, 경화 조건에 맞추어 상기 발광부와 상기 센서부 각각을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발광장치는 소정 파장의 광을 조사하는 광원의 광출력을 센서부를 통하여 실시간으로 모니터링하고 강도조정부를 통하여 제어할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 발광장치는 온도, 광원의 장시간 사용에 따른 노화 등 환경 변화 시에도 광원의 광출력이 일정범위 내로 유지되도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 발광장치는 광원, 광검출기 및 윈도우의 배치를 최적화함으로써, 외부 광이 광검출기로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 경화장치는 상기한 발광장치를 채용함으로써, 조사 광원의 광출력을 정밀하게 제어함과 아울러 이상 여부를 확인할 수 있다. 따라서 장치의 광출력 조건에 부합하는 세기의 조명광을 조사할 수 있고, 조명광의 이상으로 인한 장치의 안전 및 기능 이상을 실시간으로 확인할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치를 보인 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 구성 중 투명부재가 없는 상태에서 외부 광이 본체의 윈도우를 통하여 광검출기에 입사되는 예를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치의 일 변형 예를 보인 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치의 다른 변형 예를 보인 개략적인 도면이고, 도 5는 도 4의 V 부분 확대도이다.
도 6은 도 2의 윈도우에 굴절률 n2를 가지는 광학부재가 설치 된 경우의 외부 광의 광선 경로를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광장치를 보인 개략적인 도면이다.
도 8은 굴절률 n2를 1.0에서 1.8까지 0.1씩 증가시키면서 T값과 입사광량 (normalization) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는 굴절률 n2가 1.7에서 T/D 값과, 입사광량 (normalization) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 채용한 경화장치를 보인 개략적인 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 강도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치를 상세하게 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치를 보인 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치는 본체(201)와, 이 본체(201) 내에 배치되는 발광부(210), 광검출기(221) 및 강도조정부(240)를 포함할 수 있다.
상기 본체(201)는 하우징을 의미하는 것으로, 용도에 따라 다양한 형상으로 변형하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(201)는 직경 10mm 내외의 원통형상으로 구성될 수 있다. 또한 본체(201)는 내부에 다수의 발광부(210)를 포함할 수 있도록 구경이 확장된 형상을 가지는 것도 가능하다. 이 본체(201)는 상기 발광부(210)에서 조사된 광이 출사되는 윈도우(201a)를 포함한다. 이 윈도우(201a)에는 후술하는 광학부재(215)가 설치될 수 있다.
상기 발광부(210)는 상기 본체(201) 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성 및 조사한다. 이를 위하여 상기 발광부(210)는 광을 생성 및 조사하는 광원(211)과, 광학부재(215)를 포함할 수 있다.
상기 광원(211)은 반도체 LED로 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 광원(211)은 기판 상에 LED 칩이 장착 된 유형인 칩온보드(Chip on Board; COB) 또는 표면실장형 LED(Surface Mount Device; SMD) 등으로 구성될 수 있다. 이 광원(11)에서 조사되는 광의 파장은 용도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한 상기 광원(211)은 자외선 파장의 광을 조사할 수 있다. 자외선(Ultraviolet, 이하 'UV'라 함)은 파장 범위 10 ~ 400 nm(에너지 범위 3 eV ~ 124 eV)인 광으로서, 파장이 가시광보다 더 짧고 엑스선보다는 더 긴 전자기파의 총칭이다. 이 UV는 광자 에너지가 커서 물질에 흡수되면 분자 결합을 깨는 화학적 성질이 있으므로, 특유의 살균 반응 및 광화학 반응을 가지고 있다. 이로 인해, UV를 조사하는 UV 발광장치는 산업, 의료, 미용 등 많은 기술분야에서 활용되고 있다. 예를 들어, UV 발광장치는 UV의 광화학적 반응을 이용하여 액체 상태의 페인트, 잉크, 접착제 등을 딱딱하게 굳히는 장비인 UV 경화장치에 적용될 수 있다.
상기 광학부재(215)는 상기 윈도우(201a)에 설치되며, 광을 본체(201)의 외부로 투과시키는 투명창 기능을 수행한다. 즉, 광학부재(215)는 상기 광원(211)에서 조사된 광 중 대부분의 광(Lm)을 소정 배율로 투과시킨다. 이 광학부재(215)는 본 발명에 따른 발광장치의 용도에 따라 양(+)의 굴절력을 가지는 렌즈, 음(-)의 굴절력을 가지는 렌즈 등으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 광학부재로서, 평판형 투명부재를 예로 들어 나타내었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 조사되는 광을 집속시키는 볼록렌즈 구조로 변경하는 등 다양한 변형예가 가능하다.
또한 본체(201)는 윈도우(201a) 주위의 내측면에 반사면(205)이 형성될 수 있다. 반사면(205)는 입사광을 전반사시킬 수 있도록 전반사 코팅 되거나, 본체(201)를 글래스 소재로 구성하고 임계각 보다 큰 각도로 광이 입사되도록 배치시킴으로써 전반사 시킬 수 있다. 또한 반사면(205)는 입사광을 확산 반사시킬 수 있도록 형성되는 것도 가능하다. 이에 따라 상기 발광부(210)에서 조사된 광 중 일부 광(Lr)은 반사면(205)에 입사되며, 반사면(205)에서 전반사 내지 확산 반사되어 광검출기(221)로 향하게 된다.
상기 광검출기(221)는 상기 본체(201) 내에 설치되는 것으로, 상기 광원(211)에 이웃되게 배치된다. 이 광검출기(221)는 상기 광원(211)에서 조사되고 상기 본체(201)의 반사면(205)에서 반사된 광을 수광함으로써, 상기 광원(211)의 광출력을 모니터링한다. 이 광검출기(221)은 광전변환소자로서, 수광된 광량에 대응하는 전기신호를 강도조정부(240)로 전달한다.
강도조정부(240)는 상기 광검출기(221)에서 검출된 신호를 기초로 상기 광원(211)의 강도를 조정한다. 이 강도조정부(240)는 상기 광검출기(221)에서 검출된 신호를 기초로 상기 광원(211)의 강도를 조정하고, 발광장치의 이상 여부를 확인한다. 즉, 강도조정부(240)는 상기 광원(211)의 광출력이 기준값 미만인 경우는 광원(211)에 인가되는 전력(전압 또는 전류)를 증가시키고, 기준값을 초과하는 경우는 광원(211)에 인가되는 전력을 감소시키도록 광원(211)을 제어한다. 또한 강도조정부(240)는 상기 광원(211)의 광출력이 없는 경우 이상여부를 확인할 수 있도록 신호를 외부로 송신한다.
또한 본 발명에 따른 발광장치는 본체(201)의 반사면(205)과 광검출기(221) 사이에 배치되는 필터부재(225)를 더 포함할 수 있다. 이 필터부재(225)는 소정 파장의 광을 투과시키는 것으로서, 광원(211)에서 반사된 광 이외의 광을 필터링한다. 이와 같이 필터부재(225)를 포함하여 광원(211)에서 조사된 광 이외의 주변 광이 광검출기(221)로 입사되는 것을 필터링함으로써, 본 발명은 광원(211)의 광출력에 대한 모니터링 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 구성함으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치는 소정 파장의 광을 조사하는 광원(211)의 광출력을 실시간으로 모니터링함과 아울러 강도조정부(240)를 통하여 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 온도, 광원의 장시간 사용에 따른 노화 등 환경 변화 시에도 광원(211)의 광출력이 일정범위 내로 유지되도록 할 수 있다. 또한 광원(211)의 이상 발생시 외부로 신호를 송신함으로써, 이를 확인할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 구성하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(201) 외부로부터 입사된 광(Le)이 윈도우(201a)를 통하여, 본체(201) 내부로 입사될 수 있다. 이때 광검출기(221)가 본체(201) 내부로 입사된 외부 광(Le) 경로 상에 배치되는 경우(도 2와 같이, 발광부(210)의 중심에서 광검출기(221)가 간격 C 만큼 이격 배치 된 경우), 노이즈 광을 수광하게 된다. 이에 따라 광원의 고장여부 판단 내지는 광원의 광출력 제어를 어렵게 할 수 있다.
본 실시예에 따른 발광장치는 상기한 바와 같은 문제점을 감안한 것으로, 외부 광(Le)이 광검출기(221)에 입사되지 않도록 구성 요소의 배치를 최적화 한 점에 특징이 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광장치의 일 변형 예를 보인 도면이다.
도 3을 참조하면, 본체(201) 외부로부터 입사된 광(Le)은 윈도우(201a)를 통하여, 본체(201) 내부로 입사될 수 있다. 여기서 광검출기(221)의 수광면에서 연장된 평면(P) 상의 외부 광(Le)의 입사되는 위치를 살펴볼 때, 외부 광(Le)은 발광부(210)의 중심에서 간격 C1 위치까지 입사될 수 있다. 즉, 외부 광(Le)은 윈도우(201a) 전역을 걸쳐 입사되는 것으로, 윈도우(201a) 범위로 한정되어 본체(201) 내부로 입사된다. 이에 따라 외부 광(Le)은 발광부(210)의 중심에서 간격 C1 위치를 벗어난 위치에는 도달할 수 없다. 여기서 간격 C1은 윈도우(201a) 직경(D), 상기 평면(P)과 본체(201)의 외측면 사이의 간격(A), 상기 평면(P)과 본체(201)의 내측면 사이의 간격(B)에 따라 결정된다.
이 점을 감안하여, 광검출기(221)는 외부 광(Le)이 도달하는 위치를 벗어난 위치에 배치 될 수 있다. 즉, 광검출기(221)는 발광부(210)의 중심에서 간격 C2 (C2 > C1) 만큼 이격 된 위치에 배치 될 수 있다. 즉, 간격 C2는 하기의 조건식 1을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00004
여기서, C2는 평면(P) 상에서 발광부(210) 중심과 광검출기(221) 사이의 간격을 의미한다.
상기한 바와 같은 조건을 만족함으로써, 외부 광(Le)이 광검출기(221)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에 있어서, 본체(201) 내에 광검출기(22)를 배치함에 있어서, 발광부(210)와 광검출기(221) 사이의 간격이 임의의 간격(W)이 되도록 고정 배치될 수 있다. 이 경우 외부 광(Le)이 광검출기(221)로 입사되는 것을 방지하기 위한 방편으로, 상기 평면(P)과 본체(201)의 외측면 사이의 간격(A)을 하기의 조건식 2를 만족하도록 설정할 수 있다.
[조건식 2]
Figure pat00005
도 4는 제1실시예에 따른 발광장치의 다른 변형 예를 보인 도면이고, 도 5은 도 4의 V 부분 확대도이다.
우선, 도 2 및 도 3과 같이, 본체(201)의 반사면(205)을 평판 상으로 형성하는 경우는 광원(211)에서 조사되고 반사면(205)에서 반사된 광의 손실을 적게 하여 광검출기(221)로 반사시킬 수 있다. 한편, 광의 진행 경로가 특정되므로, 광검출기(221)의 배치에 있어서 C2 위치로 한정하여 설치할 수 밖에 없다. 또한 반사면에 대해 확산반사를 적용한 경우는 광검출기의 위치를 임의로 조절할 수는 있으나, 광검출기에 도달되는 광의 손실이 발생하여 광의 세기가 낮아 질 수 있다.
본 변형예에 따른 발광장치는 상기한 점을 감안하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사면(205')를 변형함으로써 광검출기(221')의 배치 자유도를 향상시킨 점에 특징이 있다. 즉, 반사면(205')을 미러 반사로 하되, 반사되는 부분에 그루브(groove)를 형성함으로써 반사광의 반사각을 변경할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 반사면(205')을 단면 형상이 'V' 형상인 그루브로 형성함으로써 광원(211)에서 조사된 광이 도 8에 도시된 광검출기(221) 위치가 아닌 C3 위치에 위치된 광검출기(221')로 향하도록 할 수 있다. 여기서, C3 위치는 광원(211)의 중심에서 광검출기(221') 사이의 간격을 의미하는 것으로, C2 위치에 비하여 짧은 위치에 위치된다.
본 실시예에 있어서, 'V'형 그루브를 예로 들어 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 광 반사경로를 변경할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 바와 같이 본체(201)에 형성된 윈도우(201a)에 굴절률 n2를 가지는 광학부재(215)가 설치된 경우의 외부 광(Le)의 광선 경로를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 외부 광(Le)은 광학부재(215)가 없는 경우는 점선 화살표로 나타낸 바와 같은 경로로 입사되므로, 본체(201)의 윈도우(201a) 측벽에 부딪치므로, 광검출기(221)로 진행되지 않는다. 이에 따라 광검출기(221)에 외부 노이즈 광이 입사되지 않는다. 한편, 본체(201) 내부를 보호하기 위하여, 투명한 광학부재(215)를 설치한 경우, 입사각 α의 각도로 입사된 외부 광(Le)은 광학부재(215)의 입사면에서 굴절되면서 출사각 β로 굴절 된 후 본체(201) 내에 설치된 광검출기(221)로 입사될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광장치를 보인 개략적인 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 발광장치는 본체(201)와, 이 본체(201) 내에 배치되는 발광부(210), 광검출기(221) 및 차광부(250)를 포함할 수 있다. 본체(201)에는 발광부(210)의 광원(211)에서 조사된 광이 출사되는 윈도우(201a)가 형성되어 있으며, 윈도우(201a) 내에는 광학부재(215)가 설치된다. 차광부(250)는 상기한 바와 같은 광학부재(215)를 적용한 경우에 있어서, 외부 광이 광검출기(221)로 진행하는 것을 차단한다. 이 차광부(250)는 상기 윈도우(201a) 상에 동축 상으로 직경 D'만큼 개방된 개구가 형성되어 있다. 이 차광부(250)는 두께 T를 가지는 불투명 소재로 구성되는 것으로, 기학학적 형상 및 배치에 의하여, 도 7에 도시된 바와 동일 경로로 입사되는 외부 광(Le)이 윈도우(201a)로 진입되는 것을 차단한다. 이와 같이, 차광부(250)를 설치함으로써, 외부 광(Le)이 광검출기(221)로 진입되는 것을 차단할 수 있다.
상기 차광부(250)의 기학학적 형상 및 배치에 의하여 차광하기 위하여, 차광부(250)의 두께 T는 하기의 조건식 3을 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure pat00006
여기서, A는 광검출기(221)의 입사평면과 본체(201)의 외측면 사이의 간격이고, B는 광검출기(221)의 입사평면과 본체(201)의 내측면 사이의 간격이고, D는 윈도우(201a)의 직경이며, n2는 광학부재(215)의 굴절률이다.
또한 광학부재(215)는 1 이상 1.7 이하의 굴절률(n2)를 가지는 투명소재로 구성될 수 있다. 굴절률 n2는 다음의 시뮬레이션 결과를 반영하여 결정된 것이다.
도 8은 굴절률 n2를 1.0에서 1.8까지 0.1씩 증가시키면서 T값과 입사광량 (normalization) 사이의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 9는 굴절률 n2가 1.7에서 T/D 값과, 입사광량 (normalization) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 동일한 T 값 조건에서 굴절률 n2 값이 증가할 수록 입사광량이 증가함을 알 수 있다. 한편, 발광장치의 구조 상 두께 T 값은 본체의 윈도우 직경(D) 보다는 작아야 한다. 도 9를 참조하면, T/D가 1 미만의 조건을 만족하는 최대 굴절률 n2은 1.7이다. 이 점을 고려하여, 상기 광학부재의 굴절률(n2)은 1 이상 1.7 이하로 설정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 채용한 경화장치를 보인 개략적인 블록도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 경화장치는 상기한 발광장치와, 제어부(50)를 포함한다. 발광장치는 본체(201)와, 이 본체(201) 내에 설치되는 발광부(210), 광검출기(221) 및 강도조정부(240)를 포함한다. 이 발광장치는 도 1 내지 도 8를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 발광장치와 실질상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제어부(250)는 본체(201)의 외부에 설치되는 것으로, 경화 조건에 맞추어 상기 발광부(210)와 상기 광검출기(221) 각각을 제어한다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
201: 본체 201a: 윈도우
205: 반사면 210: 발광부
211: 광원 215: 광학부재
221: 광검출기 225: 필터부재
240: 강도조정부

Claims (12)

  1. 윈도우를 가지는 본체와;
    상기 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 상기 윈도우를 통하여 상기 본체의 외부로 조사하는 광원을 구비한 발광부와;
    상기 본체 내에서 상기 광원에 이웃되게 설치되며, 상기 발광부에서 조사되고 상기 본체에서 반사된 광을 수신하여, 상기 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기를 포함하며,
    상기 광검출기는,
    상기 광원의 중심에서 간격 C2 만큼 이격 된 위치에 배치되며, 상기 간격 C2는 조건식 1을 만족하여, 상기 본체의 외부로부터 입사되는 외부 광(Le)이 상기 광검출기에 입사되지 않도록 된 것을 특징으로 하는 발광장치.
    [조건식 1]
    Figure pat00007

    여기서, C2는 상기 광검출기의 수광면에서 연장된 평면(P) 상에서 발광부 중심과 광검출기 사이의 간격이고, D는 윈도우의 직경이고, A는 상기 평면(P)과 상기 본체의 외측면 사이의 간격이고, B는 상기 평면(P)과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우에 설치되며, 상기 광원에서 조사된 광을 소정 배율로 투과시키는 광학부재를 더 포함하며,
    상기 광원에서 조사된 광의 일부가 상기 광학부재의 입사면에서 반사되어, 상기 광검출기로 향하도록 된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 윈도우를 가지는 본체와;
    상기 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 상기 윈도우를 통하여 상기 본체의 외부로 조사하는 광원을 구비한 발광부와;
    상기 본체 내에서 상기 광원에 이웃되게 설치되며, 상기 발광부에서 조사되고 상기 본체에서 반사된 광을 수신하여, 상기 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기를를 포함하며,
    상기 발광부와 상기 광검출기 사이의 간격이 임의의 간격(W)이 되도록 고정 배치되고,
    상기 광검출기의 수광면에서 연장된 평면(P)과 상기 본체의 외측면 사이의 간격 A는 조건식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    [조건식 2]
    Figure pat00008

    여기서, D는 윈도우의 직경이고, B는 상기 평면(P)과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 윈도우에 설치되며, 상기 광원에서 조사된 광을 소정 배율로 투과시키는 광학부재를 더 포함하며,
    상기 광원에서 조사된 광의 일부가 상기 광학부재의 입사면에서 반사되어, 상기 광검출기로 향하도록 된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 윈도우를 가지는 본체와;
    상기 본체 내에 설치되며, 소정 파장의 광을 생성하고, 이 생성된 광을 상기 윈도우를 통하여 상기 본체의 외부로 조사하는 광원을 구비한 발광부와;
    상기 본체 내에서 상기 광원에 이웃되게 설치되며, 상기 발광부에서 조사되고 상기 본체에서 반사된 광을 수신하여, 상기 발광부의 강도를 모니터링하는 광검출기와;
    상기 윈도우에 설치되며, 상기 광원에서 조사된 광을 소정 배율로 투과시키는 것으로, 굴절률 n2를 가지는 투명한 광학부재와;
    상기 윈도우 상에 동축 상으로 직경 D'만큼 개방 형성된 개구를 가지며, 두께 T를 가지는 불투명 소재로 되어, 외부 광이 상기 윈도우를 통하여 상기 본체 내부로 진입되는 것을 차단하는 차광부를 포함하는 발광장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광부의 두께 T는 조건식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    [조건식 3]
    Figure pat00009

    여기서, A는 상기 광검출기의 입사평면과 상기 본체의 외측면 사이의 간격이고, B는 상기 광검출기의 입사평면과 상기 본체의 내측면 사이의 간격이고, D는 상기 윈도우의 직경이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광학부재의 굴절률 n2는 1 이상 1.7 이하인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광검출기로 입사되는 광의 진행 경로 상에 설치되어, 소정 파장의 광이 상기 광검출기로 향하도록 광을 필터링하는 필터부재를 더 포함하는 발광장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광검출기는,
    상기 광원에 이웃되게 배치되며,
    상기 본체의 내측면 중 상기 윈도우 주위에 형성되어, 입사광을 상기 광검출기로 반사시키는 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사면에는 반사광의 반사각을 변경할 수 있도록 인입되게 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 발광장치와;
    상기 본체의 외부에 설치되는 것으로, 경화 조건에 맞추어 상기 광원과 상기 광검출기 각각을 제어하는 제어부를 포함하는 경화장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광장치는,
    상기 광검출기로 입사되는 광의 진행 경로 상에 설치되어, 소정 파장의 광이 상기 광검출기로 향하도록 광을 필터링하는 필터부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경화장치.
KR1020220112218A 2021-06-09 2022-09-05 발광장치 및 이를 채용한 경화장치 KR20220166211A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/343,700 2021-06-09
US17/343,700 US20220400541A1 (en) 2021-06-09 2021-06-09 Light emitting device capable of adjusting sensitivity and curing apparatus employing the same
KR1020210125474A KR102442167B1 (ko) 2021-06-09 2021-09-23 감도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210125474A Division KR102442167B1 (ko) 2021-06-09 2021-09-23 감도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220166211A true KR20220166211A (ko) 2022-12-16

Family

ID=83278519

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210125474A KR102442167B1 (ko) 2021-06-09 2021-09-23 감도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치
KR1020220112218A KR20220166211A (ko) 2021-06-09 2022-09-05 발광장치 및 이를 채용한 경화장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210125474A KR102442167B1 (ko) 2021-06-09 2021-09-23 감도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220400541A1 (ko)
JP (1) JP7433367B2 (ko)
KR (2) KR102442167B1 (ko)
CN (1) CN117460921A (ko)
WO (1) WO2022260350A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102696788B1 (ko) * 2022-10-18 2024-08-20 주식회사 타임링크 조명유닛, 이를 적용한 광조사장치, 수광유닛 및 이를 적용한 수광장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5000939B2 (ja) * 2006-07-19 2012-08-15 アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド 発光ダイオードモジュール
JP5035272B2 (ja) * 2009-03-03 2012-09-26 ウシオ電機株式会社 光照射装置
US9024276B2 (en) * 2010-06-23 2015-05-05 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lens storage case surface disinfection
JP5973149B2 (ja) * 2010-10-14 2016-08-23 ローム株式会社 光検出装置
KR20150035115A (ko) * 2013-09-27 2015-04-06 서울바이오시스 주식회사 자외선 조사 응용장치 및 이를 이용한 자외선 조사 방법
KR20150050112A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광다이오드를 갖는 살균장치 및 그 동작 방법
CN110832646B (zh) * 2017-07-04 2023-02-28 旭化成株式会社 紫外线发光装置
US11608279B2 (en) * 2018-02-28 2023-03-21 Sensor Electronic Technology, Inc. Ultraviolet irradiation of fluids
KR102266918B1 (ko) * 2019-01-18 2021-06-18 정재현 자외선 발광장치 및 이를 채용한 자외선 경화기

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022260350A1 (ko) 2022-12-15
CN117460921A (zh) 2024-01-26
US20220400541A1 (en) 2022-12-15
JP7433367B2 (ja) 2024-02-19
KR102442167B1 (ko) 2022-09-07
JP2022188768A (ja) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261259B2 (en) Laser-beam utilization device and vehicle headlight
KR101732985B1 (ko) 차량용 발광기구
JP4723015B2 (ja) 光源装置およびそれを備えた擬似太陽光照射装置
JP5497481B2 (ja) 擬似太陽光照射装置
KR20220166211A (ko) 발광장치 및 이를 채용한 경화장치
KR100961325B1 (ko) 자외광 조사 장치
CN107110458B (zh) 照明装置
JP7283210B2 (ja) 画像読取装置
JP2011181298A5 (ko)
KR102266918B1 (ko) 자외선 발광장치 및 이를 채용한 자외선 경화기
JP2008224478A (ja) 光量モニタとそれを用いた光源装置
KR20230049711A (ko) 자외광 조사 장치, 자외광 조사 장치의 사용 방법, 및 자외광의 조사 방법
US12101860B2 (en) Light emitting device capable of adjusting intensity and curing apparatus employing the same
WO2014136300A1 (ja) 照明装置および車両用照明装置
CN215641913U (zh) 一种光阑以及激光器
CN215641912U (zh) 一种光阑以及激光器
KR20240109682A (ko) 발광장치
CN211502622U (zh) 一种安全的激光灯具
KR20210002442A (ko) 자외선 발광장치 및 이를 채용한 자외선 경화기
EP2589857A1 (en) Light source apparatus and pseudo-sunlight irradiating apparatus provided with same
KR20050090998A (ko) 자외선의 세기를 측정하기 위한 장치 및 공정
KR102696788B1 (ko) 조명유닛, 이를 적용한 광조사장치, 수광유닛 및 이를 적용한 수광장치
CN110225225B (en) Depth information camera module with laser monitoring function, electronic equipment and laser monitoring method
CN220251180U (zh) 光探测装置
KR101800634B1 (ko) 청색 레이저다이오드와 형광체를 이용한 산업용 조명장치