CZ2016844A3 - Žárovkové svítidlo buzené výkonným zdrojem záření, určené zejména pro motorová vozidla - Google Patents

Abstract

Žárovkové svítidlo buzené výkonným zdrojem záření určené zejména pro motorová vozidla sestávající ze vzdáleného excitačního zdroje (1) záření, který je pomocí přívodního světlovodného kabelu (3) přes alespoň jeden spojovací prvek (2) propojen s osvětlovacím prvkem, přičemž osvětlovací prvek je tvořen objímkou (4) se světlovodnou strukturou (8) a žárovkovým pouzdrem (5) s výplní (6) zahrnující luminiscenční látku a transparentní polymer.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká žárovkového svítidla buzeného výkonným zdrojem záření s odděleným excitačním ,5 zdrojem záření a samotným osvětlovacím prvkem svítidla, jakožto nového a alternativního zdroje osvětlení, zejména v dopravních prostředcích.

Dosavadní stav techniky

Největším fenoménem dnešní doby v oblasti osvětlování jsou bezesporu LED žárovky, které obsahují IQ tzv. LED čipy emitující záření odpovídající modré barvě ve viditelném spektru. Na každém LED čipu je nanesena tenká vrstva polymeru s luminoforem, kde luminofor v principu doplňuje spektrum o červenou a zelenou barvu (RGB model). Další varianty provedení zahrnují planární struktury ze skla nebo polymeru s luminoforem nebo je luminofor v podobě monokrystalu obroben do optického členu. LED žárovky pro běžné osvětlení jsou složeny z mnoha modrých LED čipů, které jsou opatřeny 15 pasivním chlazením a řešení se tak stává složitější z pohledu výroby. LED čipy jsou umístěny přímo v žárovkovém pouzdru a výrazně ovlivňují životnost celého osvětlovacího prvku.

Převážnou část osvětlovací techniky stále tvoří zářivky a klasické žárovky. Zářivka se skládá z dlouhé skleněné nebo polymerové trubice, která bývá nejčastěji naplněna rtuťovými parami a argonem. Za pomoci rtuťové výbojky a směsí plynů vzniká uvnitř trubice doutnavý výboj, který dopadá na stěny 2(3 trubice pokryté tenkou vrstvou luminoforu a vzniká tak bílé světlo. Žárovkové pouzdro wolframových žárovek je naplněno plynem nebo směsí plynů (dusík, argon, krypton, halogen, xenon apod.) nebo vakuem, což sice umožňuje vyšší provozní teploty vlákna, ale vnáší možnost exploze a zničení celého osvětlovacího prvku.

Mezi transparentní polymery vhodné k použití v osvětlovacích zařízeních patří například polysiloxany. 25 Lineární polysiloxany jsou v širokém rozpětí molekulových hmotností kapalné, např.

polydimethylsiloxan o střední molární hmotnosti 150 kg.mol¹ je viskózní kapalina. Při dvojnásobném stupni polymerace však již vznikají silikonové kaučuky, tedy rozvětvené až zesíťované makromolekuly silikonových pryskyřic.

Granátové luminofory jsou materiálem s granátovou strukturou a mají vhodnou hostitelskou mříž pro 3Ó dopující prvky a jsou tak materiálem vhodným pro LED aplikace. Obvykle mají silné krystalové pole, které obklopuje aktivátory iontů, jejichž emisní a excitační pás je výrazně posunut do červené oblasti, a to díky jejich velké krystalové oblasti štěpení jejich 5d energetických hladin. To dělá tyto luminofory velmi vhodnými pro kombinaci s modrou LED diodou. Několik luminoforů s granátovou strukturou bylo vyvinuto pro bílé LED diody a mezi nejznámější z nich patří cerem dopovaný yttrito-hlinitý granát Y₃AI₅0i₂:Ce³⁺ (YAG:Ce).

$ V českém užitném vzoru CZ 3(^081 Uí je popsáno svítidlo se zdrojem budicího záření a luminiscenční vrstvou obsahující směs polymeru a alespoň jednoho typu luminoforu, přičemž luminiscenční vrstva je uspořádána na světlovodném jádru z polymeru, přičemž toto světlovodné jádro z polymeru je pro přenos optického budicího záření propojeno se zdrojem budicího záření pasivním propojovacím vláknem. Nevýhodou tohoto řešení je obtížná montáž a demontáž jednotlivých dílů zařízení, např.

v případě poruchy nebo požadavku na změnu světelných vlastností.

V české patentové přihlášce CZ 20140302 A3 je popsán světelný zdroj využívající luminofor a výkonný pevnolátkový laserový zdroj excitačního koherentního záření pro generování bílého světla v automobilovém průmyslu. Použitý luminofor je v podobě monokrystalu opracovaný do optického členu a je vyroben z monokrystalického materiálu na bázi granátů s obecným vzorcem (A_x,Lui-_x)_aAlbOi2:Ce.aif_a., nebo z monokrystalického materiálu na bázi perovskitické struktury obecného vzorce Bi.qAlCbOq.

Mezinárodní patentová přihláška WO 2013Í127653 Al popisuje světelné zdroje založené na LED i čipech, přičemž na LED čipu se nachází tenká světlo emitující vrstva více luminoforů uspořádaných vedle sebe, přičemž jeden z luminoforů může být například na bázi yttrito-hlinitého granátu 2Ó dopovaného cerem (YAG:Ce).

Český patent CZ 304579 B6 popisuje LED čipy s monokrystalickým luminoforem umístěným nad Λ čipem z monokrystalického ingotu na bázi matric LuYAG a/nebo YAP a/nebo GGAG dopovaných atomy vybranými ze skupiny Ce³⁺, Ti³⁺, Cr³⁺, Eu²⁺, Sm²⁺, B³⁺, C, Gd³⁺ nebo Ga³⁺.

V ruské patentové přihlášce RU 20131133971 A je popsáno osvětlovací zařízení s transparentním

S.

konverzním zařízením složeným ze dvou různých druhů polymerů. První polymer tvoří matrici pro druhý polymer s luminiscenční látkou.

Americká patentová přihláška US 2012218735 A popisuje osvětlovací zařízení s LED diodou, vrstvou luminoforu a kontrolní jednotkou na řízenou přeměnu záření o krátkých vlnových délkách z diody na delší vlnové délky, resp. bílé světlo. Zařízení je určeno na zviditelnění fluoreskujících oblastí na pozadí /o bílého světla v medicíně, např. pro detekci fluorescentních tumorových markérů.

- 3 —

				a*	»a	a
• ·	•	•	a	a	a a	·» ·		9
>		•	a	•	•	a	a a
9	•	a	a ·	a	4 ·	a ·		9
9	•	•	a		a	a a		a
>9 »·		• ·		aa		a ·» ‘i	a*

V americkém patentu US 9^00^55 B1 a čínské patentové přihlášce CN 104205376 A jsou zmíněna zařízení, ve kterých je laserový zdroj světla umístěný uvnitř žárovkového pouzdra. Žárovkové pouzdro zařízení popsaného v dokumentu CN 104205376 A zahrnuje polymerní kompozici a luminofor, např. na bázi yttrito-hlinitých granátů (YAG) dopovaných kovy vzácných zemin.

ξ Americká patentová přihláška US 2013β71985 Al popisuje osvětlovací zařízení pro generaci bílého světla z modré LED diody obsahující transparentní polymerní matrici s difuzními částicemi a luminoforem. Příklady polymeru zahrnují polymethylmethakrylát, polystyren a polykarbonát, příklady luminoforu zahrnují i yttrito-hlinité granáty dopované cerem a/nebo gadoliniem, například Ya-x-yCexGdyAlsOu, kde 0<x+y<3, 0<x<3,0<y<3.

M Ruská patentová přihláška RU 2013^.43382 A popisuje polymerní luminescenční kompozity pro generování bílého světla. Vynález obsahuje modrou LED diodu, průhledný polykarbonát, yttritohlinitý granát dopovaný cerem (YAG:Ce) jako luminofor, a dále práškový polyethylenový vosk a teplotní stabilizátory.

Japonská patentová přihláška JP 2008277313 A popisuje luminiscenční svítidlo žárovkového typu pro ^5 světlomety v dopravních prostředcích, které sestává ze vzdáleného excitačního zdroje v podobě světelného kondenzátoru, připojeného k luminescenčnímu zařízení na přední části vozidla prostřednictvím optického kabelu. Luminescenční zařízení je umístěno v pouzdru světlometu společně se žárovkou. Tato žárovka již není blíže v dokumentu popsána, vynález blíže neurčuje výplň žárovky, použití polymerů či luminoforů, ani světlovodné struktury.

^0 Publikace „Multilayer design of hybrid phosphor film for application in LED, Gůner et al. se zabývá generováním bílého světla za použití polydimethylsiloxanového kompozitu s luminofory, které jsou nanášeny do vrstev pomocí rozprašování. Jedná se o luminofor na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem (YAG:Ce) a dále červený luminofor na bázi nitridu. V publikacích „Fabrication of /

GaN-based white light-emitting diodes on yttrium aluminum garnet-polydimethylsiloxane flexible 25 substrates, Chen L.C. et al. a „Light converter coatings from cross-linked PDMS/particles composite materials, Esteves, A.C.C. et al. je popsán polydimethylsiloxanový substrát se stejným luminoforem na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem (YAG:Ce).

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je navrhnout nový alternativní zdroj osvětlení, použitelný zejména v oblasti < \ automobilového průmyslu, který bude kromě dalších níže uvedených výhod vykazovat vysokou • · • · teplotní stabilitu osvětlovací části systému, která výrazně ovlivňuje celkovou životnost a kvalitu generovaného bílého světla. Toho je dosaženo zejména oddělením excitačního zdroje od osvětlovací části, což usnadňuje chlazení systému, protože generované teplo světelného zdroje nijak nezasahuje do osvětlovací části. Předmětem předkládaného vynálezu je tedy žárovkové svítidlo buzené výkonným zdrojem záření určené zejména pro motorová vozidla, sestávající ze vzdáleného excitačního zdroje záření, který je pomocí přívodního světlovodného kabelu přes alespoň jeden spojovací prvek propojen s osvětlovacím prvkem tvořeným objímkou se světlovodnou strukturou a žárovkovým pouzdrem s výplní zahrnující luminiscenční látku a transparentní polymer.

Excitační zdroj záření s výhodou využívá výkonné LED nebo lasery, které emitují záření, výhodně JÓ v rozsahu vlnových délek 430 až 490 nm, přičemž různé luminofory mohou mít lepší odezvu na různé vlnové délky. Zdroj záření je volitelně chlazen aktivním nebo pasivním chladicím systémem mimo osvětlovací prvek. S výhodou jeden spojovací prvek propojuje zdroj záření s přívodním světlovodným kabelem a další spojovací prvek propojuje přívodní světlovodný kabel s osvětlovacím prvkem. V takovém případě lze jednoduše vyměnit nezávisle na sobě jak zdroj záření, např. z důvodu poruchy, Í5 tak osvětlovací prvek, např. z důvodu změny barvy vyzařovaného světla. Spojovací prvek propojující přívodní světlovodný kabel s osvětlovacím prvkem může být součástí objímky nebo může být samostatný. Objímka obsahuje světlovodnou strukturu, která po připojení osvětlovacího prvku k přívodnímu světlovodnému kabelu vede světlo do prostoru žárovkového pouzdra. Světlovodná struktura může být pasivní, kdy je vytvořena z polymeru bez příměsi a světlo ze zdroje záření pouze 20 vede, nebo zářiči, kdy je vytvořena z polymeru, nejčastěji PDMS, s příměsí luminoforu, přičemž tato světlovodná zářící struktura vyzařuje sama bílé světlo. Základ osvětlovacího prvku tvoří žárovkové pouzdro, které slouží jako ochranný prvek pro výplň zahrnující transparentní polymer s vhodnými optickými vlastnostmi (např. polydimethylsiloxanem) v kombinaci s luminiscenční látkou (luminoforem). Žárovkové pouzdro, plnící rovněž funkci ochrany výplně před okolím (nečistotami, 25 prachem, povětrnostními podmínkami, a podobně), je tvořeno sklem nebo transparentním polymerním materiálem, např. plexisklem, standardním krystalovým čirým polystyrenem, polykarbonátem apod., a může mít hruškovitý, kulatý, elipsoidní, kuželovitý nebo jakýkoliv nepravidelný tvar, a volitelně proměnlivou tloušťku a délku. Objem žárovkového pouzdra, použité množství a druh luminoforu definují teplotu chromatičnosti (barevnou teplotu) emitovaného světla. 30 S výhodou je vyzařováno světlo bílé, ale jeho barvu lze měnit na základě použitého zdroje záření a výplně žárovkového pouzdra.

Světlovodná struktura má s výhodou tvar mnohoúhelníku, kruhu, elipsy nebo má jakýkoliv nepravidelný tvar a slouží pro přenos optického výkonu ze zdroje záření do osvětlovacího prvku.

V prvním výhodném provedení osvětlovacího prvku obsahuje výplň v celém objemu žárovkového pouzdra nebo pouze v jeho čelní části homogenní směs transparentního polymerního materiálu a luminoforu, přičemž světlovodná pasivní struktura nepřesahuje do výplně. Poměr transparentního polymerního materiálu a luminoforu v homogenní směsi bude závislý mj. na rozměrech žárovkového pouzdra, případně na barevné teplotě bílého světla, kterou chceme získat. Poměr-hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi luminoforu a PDMS bude nejčastěji v rozmezí 0,0196 až 0,0012. Běžné průměry žárovkových pouzder se pohybují v rozsahu cca 10 mm až 100 mm (ale můžou být samozřejmě i menší i větší), přičemž hmotnostní zlomek 0,0196 by odpovídal průměru žárovkového pouzdra 10 mm a hmotnostní zlomek 0,0012 by odpovídal průměru žárovkového pouzdra 100 mm. Pokud je výplň žárovkového pouzdra pouze v jeho čelní části, obsahuje pouzdro i druhou, zadní část, do které přesahuje světlovodná pasivní struktura. Tato zadní část je dále vyplněna vzduchem, přičemž žárovkové pouzdro je na straně objímky opatřeno ochranným neprůhledným krytem, který v podstatě překrývá zadní část povrchu žárovkového pouzdra.

Míru výplně žárovkového pouzdra můžeme volit v závislosti na požadovaném světelném efektu. Je-li žárovkové pouzdro vyplněno v celém objemu luminiscenční směsí (luminofor + PDMS), tak světlo osvětlovacího prvku září do všech směrů, vyjma směru patice, do které zapadá objímka. V případě vyplnění jen části, např. přední poloviny, objemu žárovkového pouzdra je potřeba méně luminoforu, tudíž výrobní náklady jsou o něco nižší, a světlo z osvětlovacího prvku září spíše v dopředném směru, než „do boku.

3(5 Ve druhém výhodném provedení osvětlovacího prvku obsahuje výplň v celém objemu žárovkového pouzdra čistý transparentní polymerní materiál, např. PDMS, a to bez luminoforu, přičemž do výplně žárovkového pouzdra také přesahuje z objímky světlovodná zářiči struktura. Tato světlovodná zářící struktura, tvořící jakési vnitřní zářiči vlákno, je v tomto případě tvořena homogenní nebo i nehomogenní směsí polymeru, např. PDMS, a luminoforu. Toto provedení je vhodné zejména pro menší průměry žárovkových pouzder, cca do 30 mm. V tomto případě souvisí rozsah hmotnostních zlomků luminoforu ve směsi s průměrem a délkou vnitřní světlovodné zářící struktury a také s tím, jaké barevné teploty chceme dosáhnout. V případě homogenní směsi polymeru a luminoforu bude zpravidla hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi v rozsahu 0_;0385 až 0,0066. Pro dosažení žádaných světelných efektů může být hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi i nehomogenní a může se měnit s délkovou souřadnicí této světlovodné zářící struktury v rozsahu 0.0385 až 0.001.

Ve třetím provedení osvětlovacího prvku je výplň žárovkového pouzdra tvořena vrstvou homogenní směsi transparentního polymerního materiálu a luminoforu nanesenou na vnitřní stěnu žárovkového pouzdra po celém jeho povrchu nebo pouze v jeho čelní části, přičemž tato vrstva je obklopena • · • · • · · ♦ · · • · «· ·· · ···· · zevnitř vzduchem, a přičemž světlovodná pasivní struktura přesahuje z objímky do výplně. Pro funkci osvětlovacího prvku stačí, když je vrstva homogenní směsi transparentního polymemího materiálu a luminoforu tenká. V takovém případě je potřeba méně luminoforu, tudíž dochází ke snížení výrobních nákladů. Pokud je výplň pouze v čelní části žárovkového pouzdra, obsahuje žárovkové pouzdro i zadní část dále tvořenou vzduchem, přičemž žárovkové pouzdro je na straně objímky opatřeno ochranným krytem.

Ve všech provedeních osvětlovacího prvku je ve výplni žárovkového pouzdra s výhodou použitý transparentní polymerní materiál na bázi polydimethylsiloxanu a luminofor na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem. Hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi luminoforu a PDMS může být v tomto případě menší než 0,1666, v praxi bývá nejčastěji v rozsahu 0,1666 až 0,0012. V jiných provedeních lze však použít i jiné polymerní materiály, např. PMMA, čirý polystyren, polykarbonát apod., a/nebo jiné luminofory. Mezi vhodné luminofory patří např. silikátové luminofory, např. binární silikátové luminofory jako je M3S't©5 a M2St©4 (M = Ca, Sr, Ba), nebo nitridové a oxynitridové luminofory, např. nitridosilikáty (M-Si-N, M=kovy alkalických zemin nebo lanthanidové kovy), nitridoaluminosilikáty (M-Si-AI-N), oxynitridosilikáty (M-Si-O-N) a oxynitridoaluminosilikáty (M-Si-AION) apod. Tento vynález se neomezuje na použití pouze jednoho typu polymemího materiálu či luminoforu.

Mezi základní výhody řešení podle tohoto vynálezu patří možnost oddělení zdroje záření od samotného osvětlovacího prvku pomocí spojovacích prvků, čímž je zajištěno malé teplotní zatížení v místě vyzařování, a tím předpokládaná vyšší životnost koncového osvětlovacího prvku v řádech let až desítek let. V případě potřeby je však zároveň zaručena (díky spojovacím prvkům) snadná montáž i demontáž světelného zdroje, přívodního světlovodného kabelu i koncového osvětlovacího prvku. Pro zajištění účinného chlazení světelného zdroje (laser, výkonná LED) lze tento napojit např. na chladicí systém dopravního prostředku (s využitím již stávajícího, zabudovaného chladicího systému) nebo 25 opatřit vlastním chlazením. Samotný koncový osvětlovací prvek přitom vyzařuje jen minimum tepelné energie v řádu několika stupňů celsia, a proto nedochází k žádnému tepelnému namáhání bezprostředního okolí koncového osvětlovacího prvku (automobilový reflektor, objímka lampy apod.). Intenzita světla vyzařovaná z koncového osvětlovacího prvku se dá ovládat nastavitelným elektrickým příkonem laseru nebo výkonné LED v rozmezí převodní charakteristiky daného laseru, 3O resp. výkonné LED. Výhodou je rovněž možnost mechanického upevnění žárovkového svítidla dle vynálezu do standardních žárovkových patic (např. v automobilových reflektorech, lampičkách apod.) za účelem žádaných osvětlovacích efektů. Koncový osvětlovací prvek je tak možné snadno vyměnit na principu výměny klasické žárovky.

Na polydimethylsiloxanu (PDMS), který je s výhodou využit u příkladných provedení, i na některých dalších typech „měkkých polymerů velice snadno ulpívá prach a nečistoty, které mohou snadno způsobit změnu světelných vlastností, proto je vhodné, aby takovéto polymery byly ohraničeny obalem (např. skleněným, či obalem z tvrzeného plastu-polymeru), který zabrání ulpívání nečistot a prachu.

Velkou výhodou předkládaného řešení je možnost změny nastavení CCT „barevné teploty bílého světla. Řešení uvedené v českém užitném vzoru CZ 3(^081 U1 a další známá řešení jsou neflexibilní nejen z hlediska montáže a demontáže, ale také z hlediska „změny nastavení dle aktuální potřebnosti, tedy u starších řešení je od výroby dána určitá barevná teplota bílého světla, kterou víceméně nemůžeme regulovat, kdežto v řešení dle tohoto vynálezu můžeme barevnou teplotu bílého světla dle potřeby měnit výměnou koncového osvětlovacího elementu (s jinou luminiscenční vrstvou, tedy s jiným hmotnostním zlomkem luminoforu v polymeru).

V zářivkách probíhá nanášení luminoforu v řídkém roztoku nitrocelulózy, která se pak vypaluje. Takovou vysokou vypalovací teplotu by ovšem polymer typu PDMS nesnesl. V případě nanášení 15 luminoforu na polymerní vlákno v předkládaném řešení tedy není možné použít stejnou metodu.

Navíc by bylo obtížné zajistit aspoň relativní homogenitu rozložení luminoforu. Naopak při dobrém zvládnutí techniky míšení polymeru a luminoforu je možné získat převážně homogenní směs a s její pomocí vytvořit homogenní luminiscenční vrstvu. Použitím směsi polymeru a luminoforu se tedy také vyhneme energeticky a ekologicky náročnému procesu vypalování směsi nitrocelulózy a luminoforu.

2p Další výhodou je rovněž jednoduchá výroba svítidla oproti jiným druhům svítidel na bázi luminiscence. V případě sériové výroby je předpoklad jednoduchého plnění žárovkového pouzdra homogenní směsí transparentního polymerního materiálu a luminoforu (provedení 1), jednoduché vložení světlovodné zářící struktury do žárovkového pouzdra s výplní (provedení 2) nebo nanášení tenké vrstvy této směsi na vnitřní stěnu žárovkového pouzdra (provedení 3). Není zde potřeba řešit Ž5 žádnou elektronickou část a přesnou polovodičovou techniku, která je nutná u LED žárovek. Svítidlo není nutné provozovat v dalším ochranném krytu, jako např. halogenové žárovky, kde hrozí exploze z důvodu přítomnosti plynu s příměsí halogenů v žárovkovém pouzdře. Proto se předpokládá u předmětu tohoto vynálezu podstatně jednodušší a levnější sériová výroba oproti halogenovým žárovkám, LED žárovkám a xenonovým výbojkám.

3'0 Další výhodou je snadnější dosažení značného optického výkonu (v jednotkách až desítkách wattů) bez přídavného vnitřního chlazení osvětlovacího prvku, které je nutné u výkonných LED žárovek. Výkonné LED žárovky obvykle obsahují kvůli chlazení LED čipů buď masivnější pasivní chladiče, což • · zvýší hmotnost a rozměry LED žárovky, nebo vnitřní ventilátory, což znamená další mechanické části a tedy možnost poruchy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresů, přičemž:

• Obr. 1 znázorňuje obecné uspořádání navrženého žárovkového svítidla/ • Obr. 2 znázorňuje příklady tvarových provedení žárovkového pouzdra^· • Obr. 3 znázorňuje první provedení osvětlovacího prvku, kde výplň žárovkového pouzdra v celém jeho objemu nebo pouze v jeho čelní části obsahuje homogenní směs transparentního polymemího materiálu a luminoforu, přičemž světlovodná pasivní struktura nepřesahuje do výplně žárovkového pouzdra.'

Z

Obr. 4 znázorňuje druhé provedení osvětlovacího prvku, kde výplň žárovkového pouzdra v celém jeho objemu obsahuje transparentní polymerní materiál bez luminoforu, přičemž do této výplně žárovkového pouzdra přesahuje (ve střední části) světlovodná a zároveň zářiči struktura/

Z • Obr. 5 znázorňuje třetí provedení osvětlovacího prvku, kde je výplň žárovkového pouzdra tvořena vrstvou, zpravidla tenkou, homogenní směsi transparentního polymemího materiálu a luminoforu nanesenou na vnitřní stěnu žárovkového pouzdra po celém jeho povrchu nebo pouze v jeho čelní části a vzduchem obklopeným touto vrstvou, a přičemž světlovodná pasivní struktura přesahuje z objímky do výplně/a /

Obr. 6 znázorňuje příklady tvarů světlovodné struktury.

Příkladná provedení vynálezu

Příklad 1:

Žárovkové svítidlo dle vynálezu podle prvního provedení sestává, viz Obr. 1, ze vzdáleného excitačního zdroje 1 záření, kterým je v tomto případě laser třídy III, s pracovní vlnovou délkou 450 nm a s výstupním výkonem do 20000 mW, který je pomocí jednoho spojovacího prvku 2 propojen s přívodním světlovodným kabelem 3, který je pomocí dalšího spojovacího prvku 2 30 propojen s osvětlovacím prvkem tvořeným objímkou 4 se světlovodnou pasivní strukturou 8_a žárovkovým pouzdrem 5 hruškovitého tvaru o délce 25 mm zahrnujícím výplň 6. Výplň 6, viz Obr. 3, obsahuje v celém objemu 7_žárovkového pouzdra 5 nebo pouze v jeho čelní části 9 homogenní směs • · • · • · • ♦ « · • · • · transparentního polydimethylsiloxanu a luminoforu na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem s hmotnostním zlomkem luminoforu ve směsi PDMS+luminofor 0,0051, nebo jiným hmotnostním zlomkem v rozsahu 0,0066 až 0,0040, přičemž světlovodná pasivní struktura 8 nepřesahuje do výplně 6 žárovkového pouzdra 5. V případě, že je výplň 6 pouze v čelní části 9 žárovkového pouzdra 5, zahrnuje žárovkové pouzdro 5 i zadní část 10, do které přesahuje světlovodná pasivní struktura 8. Tato zadní část 10 je dále vyplněna vzduchem, přičemž žárovkové pouzdro 5 je v oblasti zadní části 10, tedy na straně objímky 4, opatřeno ochranným krytem 11.

Příklad 2:

Žárovkové svítidlo dle vynálezu podle druhého provedení je vhodnější pro menší rozměry žárovkových pouzder 5 a stejně jako předchozí provedení sestává ze vzdáleného excitačního zdroje 1 záření v podobě laseru třídy III, s pracovní vlnovou délkou 450 nm a s výstupním výkonem do 5000 mW, který je pomocí jednoho spojovacího prvku 2 propojen s přívodním světlovodným kabelem 3, který je pomocí dalšího spojovacího prvku 2 propojen s osvětlovacím prvkem tvořeným objímkou 4 Í5 se světlovodnou zářiči strukturou 8 a žárovkovým pouzdrem 5 elipsoidního tvaru o délce 30 mm zahrnujícím výplň 6. Do výplně 6 žárovkového pouzdra 5 přesahuje z objímky 4 světlovodná zářiči struktura 8, viz Obr. 4, přičemž výplň 6 obsahuje ve zbývajícím objemu 7 žárovkového pouzdra 5 čistý transparentní polydimethylsiloxan.

Příklad 3:

Žárovkové svítidlo dle vynálezu podle třetího provedení sestává ze vzdáleného excitačního zdroje 1 záření v podobě laseru třídy III s pracovní vlnovou délkou 450 nm a s výstupním výkonem do 10000 mW, který je pomocí spojovacího prvku 2 propojen s přívodním světlovodným kabelem 3, který je pomocí dalšího spojovacího prvku 2 propojen s osvětlovacím prvkem tvořeným objímkou 4 se 25 světlovodnou pasivní strukturou 8_a žárovkovým pouzdrem 5 hruškovitého tvaru o délce 25 mm zahrnujícím výplň 6. Výplň 6 žárovkového pouzdra 5 je, viz Obr. 5, tvořena primárně tenkou vrstvou 12 homogenní směsi transparentního polydimethylsiloxanu a luminoforu na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem nanesenou na vnitřní stěnu žárovkového pouzdra 5 po celém jeho povrchu nebo pouze v jeho čelní části 9, přičemž tato vrstva 12 je obklopena zevnitř vzduchem, a 30 přičemž světlovodná pasivní struktura 8 přesahuje do výplně 6 žárovkového pouzdra 5. Hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi pro tenkou vrstvu (cca 1/2 mm) bývá zpravidla v rozsahu 0,1666 až

0,0400. Ovšem pro „tlustší vrstvy, třeba až do tloušťky cca 5 cm v závislosti na rozměrech • · žárovkového pouzdra 5, může být klidně až 0,0012. V případě, že je výplň 6 pouze v čelní části ? žárovkového pouzdra 5, zahrnuje žárovkové pouzdro 5 i zadní část 10 dále vyplněnou vzduchem, přičemž žárovkové pouzdro 5 je v oblasti zadní části 10, tedy na straně objímky 4, opatřeno ochranným krytem 11. V obou variantách tohoto provedení je tedy v celém objemu 7 žárovkového pouzdra s výjimkou tenké vrstvy 12 polymeru s luminoforem a světlovodné pasivní struktury z čistého polymeru (PDMS) pouze vzduch.

Průmyslová využitelnost

Průmyslová využitelnost žárovkového svítidla podle tohoto vynálezu je především v automobilovém průmyslu a dále všude tam, kde je potřeba běžného i intenzivního osvětlení, např. lampičky, dataprojektory, filmový, reklamní a zábavní průmysl.

Seznam vztahových značek:

1. Zdroj záření

2. Spojovací prvek

3. Přívodní světlovodný kabel

4. Objímka

5. Žárovkové pouzdro

6. Výplň

7. Objem žárovkového pouzdra

Ϊ0 8. Světlovodná struktura

9. Čelní část

10. Zadní část

11. Ochranný neprůhledný kryt

12. Vrstva polymeru s luminoforem

Claims (10)

1. Žárovkové svítidlo buzené výkonným zdrojem zářenýurčené zejména pro motorová vozidla, sestávající ze vzdáleného excitačního zdroje (1) záření, který je pomocí přívodního £

   A světlovodného kabelu (3) přes alespoň jeden spojovací prvek (2) propojen s osvětlovacím prvkem, vyznačující se tím, že osvětlovací prvek je tvořen objímkou (4) se světlovodnou strukturou (8) a žárovkovým pouzdrem (5) s výplní (6) zahrnující luminiscenční látku a transparentní polymer.
2. 2. Žárovkové svítidlo podle nároku l vyznačující se tím, že osvětlovací prvek je mechanicky upevnitelný do standardních žárovkových patic.
3. 3. Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jeden /

   spojovací prvek (2) propojuje zdroj záření (1) s přívodním světlovodným kabelem (3) a další spojovací prvek (2) propojuje přívodní světlovodný kabel (3) s osvětlovacím prvkem.
4. 4. Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků^ vyznačující se tím, že žárovkové pouzdro (5) je tvořeno sklem nebo transparentním polymerním materiálem.
5. 5. Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že ve výplni (6) je umístěn transparentní polymemí materiál na bázi polydimethylsiloxanu a
6. 6.
7. 7.

   luminofor na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem.

   Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků^ vyznačující se tím, že světlovodná struktura (8) přesahuje do výplně (6).

   Žárovkové svítidlo podle nároku 5, vyznačující se tím, že žárovkové pouzdro (5) s výplní (6) pouze ve své čelní části (9) obsahuje zadní část (10), do které přesahuje světlovodná struktura (8), a tato zadní část (10) je dále tvořena-vzduchem, přičemž žárovkové pouzdro (5)
8. 8.

   je na straně objímky (4) opatřeno ochranným krytem (11).

   Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků^ vyznačující se tím, že výplň (6) žárovkového pouzdra (5) je tvořena vrstvou (12) homogenní směsi transparentního polymerního materiálu a luminoforu nanesenou na vnitřní stěnu žárovkového pouzdra (5) v celém jeho objemu nebo pouze v jeho čelní části (9), přičemž tato vrstva (12) je obklopena
9. 9.

   zevnitř vzduchem, a přičemž světlovodná struktura (8) přesahuje do výplně (6).

   Žárovkové svítidlo podle kteréhokoliv z předcházejících nároků,vyznačující se tím, že zdroj (1) záření využívá výkonné LED nebo lasery, které emitují záření převážně v rozsahu vlnových délek 430 až 490 nm, přičemž zdroj (1) záření je opatřen chladicím systémem.
10. 10. Použití žárovkového svítidla podle kteréhokoliv z předcházejících nároků pro výrobu světlometů v dopravních prostředcích.