CZ307420B6 - An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles - Google Patents
An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307420B6 CZ307420B6 CZ2016-844A CZ2016844A CZ307420B6 CZ 307420 B6 CZ307420 B6 CZ 307420B6 CZ 2016844 A CZ2016844 A CZ 2016844A CZ 307420 B6 CZ307420 B6 CZ 307420B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- incandescent lamp
- light guide
- luminophore
- radiation source
- lamp according
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 21
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 14
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910019990 cerium-doped yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 3
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005090 crystal field Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká žárovkového svítidla buzeného výkonným zdrojem záření s odděleným excitačním zdrojem záření a samotným osvětlovacím prvkem svítidla, jakožto nového a alternativního zdroje osvětlení, zejména v dopravních prostředcích.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an incandescent lamp excited by a powerful radiation source with a separate excitation radiation source and a luminaire element itself as a new and alternative light source, particularly in vehicles.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Největším fenoménem dnešní doby v oblasti osvětlování jsou bezesporu LED žárovky, které obsahují 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 planámí 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 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.The biggest phenomenon in the field of lighting today is undoubtedly LED bulbs, which contain so-called LED chips emitting radiation corresponding to blue in the visible spectrum. On each LED chip there is a thin layer of polymer with a luminophore, where the luminophore basically complements the spectrum with red and green color (RGB model). Other variations of the embodiment include flaming the glass or polymer structure with the luminophore or the single crystal luminophore is machined into an optical member. LED lamps for general lighting are composed of many blue LED chips, which are equipped with passive cooling and the solution becomes more complicated in terms of production. The LED chips are located directly in the bulb housing and significantly affect the life of the entire lighting element.
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 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.Fluorescent lamps and incandescent bulbs are still the bulk of the lighting technology. The lamp consists of a long glass or polymer tube, which is most often filled with mercury vapor and argon. With the help of a mercury vapor lamp and a gas mixture, a glow discharge occurs inside the tube, which falls on the walls of the tube covered with a thin layer of luminophore, producing white light. The incandescent lamp housing is filled with a gas or gas mixture (nitrogen, argon, krypton, halogen, xenon, etc.) or vacuum, which allows higher operating temperatures of the filament, but allows the explosion and destruction of the entire lighting element.
Mezi transparentní polymery vhodné k použití v osvětlovacích zařízeních patří například polysiloxany. Lineární polysiloxany jsou v širokém rozpětí molekulových hmotností kapalné, např. polydimethylsiloxan o střední molámí hmotnosti 150 kg.mof1 je viskózní kapalina. Při dvojnásobném stupni polymerace však již vznikají silikonové kaučuky, tedy rozvětvené až zesíťované makromolekuly silikonových pryskyřic.Transparent polymers suitable for use in lighting devices include, for example, polysiloxanes. Linear polysiloxanes are liquid in a wide range of molecular weights, eg polydimethylsiloxane with a mean molar mass of 150 kg.mof 1 is a viscous liquid. However, at a double degree of polymerization, silicone rubbers, i.e. branched to crosslinked macromolecules of silicone resins, are already formed.
Granátové luminofory jsou materiálem s granátovou strukturou a mají vhodnou hostitelskou mříž pro 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 Y3Al5Oi2'.Ce3+ (YAG.Ce).Garnet luminophores are a garnet structure and have a suitable host grating for doping elements and are thus suitable for LED applications. They usually have a strong crystal field that surrounds ion activators whose emission and excitation bands are significantly shifted to the red region, due to their large crystal region of cleavage of their 5d energy levels. This makes these luminophores very suitable for combination with a blue LED. Several garnet-structure luminophores have been developed for white LEDs, and the most well-known of these are cerium-doped yttrium-aluminum garnet Y3Al 5 Oi2'.Ce 3+ (YAG.Ce).
V českém užitném vzoru CZ 30081 Ul 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 CZ 30081 U1 describes a luminaire with an excitation source and a luminescent layer comprising a mixture of a polymer and at least one type of luminophore, wherein the luminescent layer is arranged on a light-conducting polymer core, which light-conducting polymer core is interconnected for transmitting optical excitation radiation. with a source of excitation radiation by a passive interconnecting fiber. The disadvantage of this solution is the difficult assembly and disassembly of individual parts of the device, eg in case of a failure or a requirement to change the light properties. IN
V české patentové přihlášce CZ 20140302 A3 je popsán světelný zdroj využívající luminofor a výkonný pevnolátkový laserový zdroj excitačního koherentního záření pro generování bíléhoThe Czech patent application CZ 20140302 A3 describes a light source using a luminophore and a powerful solid-state laser source of excitation coherent radiation for generating white
- 1 CZ 307420 B6 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 (Ax,Lu|.x)aAlbOi2:Cea|fa, nebo z monokrystalického materiálu na bázi perovskitické struktury obecného vzorce B|.q A103:Dq.Lights in the automotive industry. Used luminophore is in the form of a monocrystal processed into an optical element and made of a monocrystalline material based garnets of the general formula (A x Lu |. *) And AlbOi2: Ce | f a, or a monocrystalline material based perovskitické of structure B |. q A10 3 : D q .
Mezinárodní patentová přihláška WO 2013/127653 Al popisuje světelné zdroje založené na LED 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 yttritohlinitého granátu dopovaného cerem (YAG:Ce).International patent application WO 2013/127653 A1 discloses light sources based on LED chips, the LED chip having a thin light-emitting layer of multiple luminophores arranged side-by-side, one of the luminophores being for example based on cerium-doped yttrium-aluminum garnet (YAG: Ce) .
Český patent CZ 304579 B6 popisuje LED čipy s monokrystalickým luminoforem umístěným nad 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+.Czech patent CZ 304579 B6 discloses LED chips with a single crystal luminophore placed above a single crystal chip based on LuYAG and / or YAP and / or GGAG matrices doped with atoms selected from the group of Ce 3+ , Ti 3+ , Cr 3+ , Eu 2+ , Sm 2+ , B 3+ , C, Gd 3+, or Ga 3+ .
V ruské patentové přihlášce RU 2013133971 A je popsáno osvětlovací zařízení s transparentním konverzním zařízením složeným ze dvou různých druhů polymerů. První polymer tvoří matrici pro druhý polymer s luminiscenční látkou.In Russian patent application RU 2013133971 A, an illumination device with a transparent conversion device composed of two different types of polymers is disclosed. The first polymer forms a matrix for the second polymer with a luminescent substance.
Americká patentová přihláška US 2012/218735 A popisuje osvětlovací zařízení s LED diodou, vrstvou luminoforů 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 bílého světla v medicíně, např. pro detekci fluorescentních tumorových markérů.US patent application US 2012/218735 A discloses a lighting device with an LED, a phosphor layer and a control unit for the controlled conversion of short wavelength radiation from the diode to longer wavelengths, respectively. white light. The device is designed to visualize fluorescent areas against the background of white light in medicine, eg for the detection of fluorescent tumor markers.
V americkém patentu US 9200755 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 polymemí kompozici a luminofor, např. na bázi yttrito-hlinitých granátů (YAG) dopovaných kovy vzácných zemin.US patent 9200755 B1 and Chinese patent application CN 104205376 A mention devices in which a laser light source is located inside the bulb housing. The incandescent lamp housing of the apparatus described in CN 104205376 A comprises a polymer composition and a luminophore, eg based on rare earth yttrium-aluminum garnets (YAGs).
Americká patentová přihláška US 2013/271985 Al popisuje osvětlovací zařízení pro generaci bílého světla z modré LED diody obsahující transparentní polymemí matrici s difuzními částicemi a luminoforem. Příklady polymeru zahrnují polymethylmethakrylát, polystyren a polykarbonát, příklady luminoforů zahrnují i yttrito-hlinité granáty dopované cerem a/nebo gadoliniem, například Y3.x.yCexGdyAI5O|2, kde 0<x+y<3, 0<x<3, 0<y<3.US patent application US 2013/271985 A1 discloses a lighting device for generating white light from a blue LED comprising a transparent polymer matrix with diffusing particles and a luminophore. Examples of the polymer include polymethyl methacrylate, polystyrene and polycarbonate, examples of luminophores include yttrium-aluminum garnets doped with cerium and / or gadolinium, for example Y 3 . x . y Ce x Gd y AI 5 O | 2 , where 0 <x + y <3, 0 <x <3, 0 <y <3.
Ruská patentová přihláška RU 2013143382 A popisuje polymemí luminiscenční kompozity pro generování bílého světla. Vynález obsahuje modrou LED diodu, průhledný polykarbonát, yttritohiinitý granát dopovaný cerem (YAG:Ce) jako luminofor, a dále práškový polyethylenový vosk a teplotní stabilizátory.Russian patent application RU 2013143382 A discloses polymeric luminescent composites for generating white light. The invention includes a blue LED, transparent polycarbonate, cerium-doped yttritium aluminum garnet (YAG: Ce) as a phosphor, and powdered polyethylene wax and temperature stabilizers.
Japonská patentová přihláška JP 2008277313 A popisuje luminiscenční svítidlo žárovkového typu pro světlomety v dopravních prostředcích, které sestává ze vzdáleného excitačního zdroje v podobě světelného kondenzátoru, připojeného k luminiscenčnímu zařízení na přední části vozidla prostřednictvím optického kabelu. Luminiscenční 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.Japanese patent application JP 2008277313 A discloses a luminescent light bulb of the type for headlamps in vehicles, which consists of a remote excitation source in the form of a light capacitor connected to the luminescent device at the front of the vehicle by means of an optical cable. The luminescent device is located in the headlight housing together with the bulb. This lamp is no longer described in the document, the invention does not specify the bulb fill, the use of polymers or luminophores, nor the light guide structure.
Publikace „Multilayer design of hybrid phosphor film for application in LED, Giiner 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 gametpolydimethylsiloxane flexible 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"Multilayer design of hybrid phosphor film for LED applications, Giiner et al." Deals with the generation of white light using a polydimethylsiloxane composite with luminophores, which are applied to the layers by spraying. It is a cerium-doped yttrium-aluminum garnet luminophore (YAG: Ce), and a red nitride-based luminophore. In "Fabrication of GaN-based white light-emitting diodes on yttrium aluminum gametpolydimethylsiloxane flexible substrates, Chen L.C. et al. "and" Light Converter Coatings from Cross-linked PDMS / Particles Composite Materials, Esteves, A.C.C. et al. "is described
-2CZ 307420 B6 polydimethylsiloxanový substrát se stejným luminoforem na bázi yttrito-hlinitého granátu dopovaného cerem (YAG:Ce).Ceramic-doped polydimethylsiloxane substrate with the same luminophore based on cerium-doped yttrium-aluminum garnet (YAG: Ce).
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
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.It is an object of the present invention to provide a new alternative light source, particularly useful in the automotive industry, which, in addition to the advantages listed below, will exhibit high temperature stability of the lighting portion of the system which significantly affects the overall life and quality of white light generated. This is achieved in particular by separating the excitation source from the illumination portion, which facilitates cooling of the system since the generated heat of the light source does not interfere with the illumination portion. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention relates to an incandescent lamp excited by a high-power radiation source, in particular for motor vehicles, comprising a distant excitation radiation source connected via a light guide cable via at least one connecting element to a lighting element formed by a light-guide structure. a luminescent substance and a transparent polymer.
Excitační zdroj záření s výhodou využívá výkonné LED nebo laser, které emitují záření, výhodně 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, 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 vede, nebo zářiči, kdy je vytvořena z polymeru, nejčastěji PDMS, s příměsí luminoforu, přičemž tato světlovodná zářiči 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, prachem, povětrnostními podmínkami, a podobně), je tvořeno sklem nebo transparentním polymemím 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. S výhodou je vyzařováno světlo bílé, ale jeho barvu lze měnit na základě použitého zdroje záření a výplně žárovkového pouzdra.Preferably, the excitation radiation source employs a powerful LED or laser that emits radiation, preferably in the wavelength range 430 to 490 nm, with different luminophores having better response to different wavelengths. The radiation source is optionally cooled by an active or passive cooling system outside the lighting element. Preferably, one connecting element connects the radiation source to the light guide cable and the other connecting element connects the light guide cable to the lighting element. In such a case, both the radiation source, e.g. due to a failure, and the lighting element, e.g. due to a change in the color of the light emitted, can be easily replaced independently of one another. The connecting element connecting the fiber optic cable to the lighting element may be part of the sleeve or may be separate. The sleeve comprises a light guide structure which, when the light element is connected to the light guide cable, conducts light into the bulb housing. The light guide structure can be passive, when it is made of a polymer without admixture and the light from the radiation source only conducts, or emitters, when it is made of a polymer, most often PDMS, with a phosphor admixture. The basis of the lighting element is a filament lamp housing which serves as a protective element for the filler comprising a transparent polymer with suitable optical properties (eg polydimethylsiloxane) in combination with a luminescent substance (luminophore). The filament lamp housing, also fulfilling the function of protecting the filler from the environment (dirt, dust, weather conditions, etc.), consists of glass or a transparent polymeric material such as plexiglass, standard crystal clear polystyrene, polycarbonate and the like, and may have pear, round, ellipsoidal, conical or any irregular shape, and optionally varying thickness and length. The volume of the bulb, the amount used, and the type of luminophore define the color temperature of the light emitted. Preferably white light is emitted, but its color can be varied based on the radiation source used and the bulb housing fill.
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.The light guide structure preferably has the shape of a polygon, a circle, an ellipse or any irregular shape and serves to transmit the optical power from the radiation source to the illuminating element.
V prvním výhodném provedení osvětlovacího prvku obsahuje výplň v celém objemu žárovkového pouzdra nebo pouze v jeho čelní části homogenní směs transparentního polymemího materiálu a luminoforu, přičemž světlovodná pasivní struktura nepřesahuje do výplně. Poměr transparentního polymemího 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 0,0012In a first preferred embodiment of the illumination element, the filler comprises a homogeneous mixture of transparent polymeric material and a luminophore in the entire volume of the lamp housing or only in the front part thereof, wherein the light guide passive structure does not extend into the filler. The ratio of the transparent polymeric material to the luminophore in the homogeneous mixture will depend, inter alia, on the dimensions of the bulb, or the color temperature of the white light we want to obtain. The ratio-weight fraction of luminophore in the mixture of luminophore and PDMS will most often be in the range of 0.0196 to 0.0012. Common diameters of incandescent bulbs range from about 10 mm to 100 mm (but can of course be smaller or larger), with a mass fraction of 0.0196 corresponding to a diameter of incandescent bulb of 10 mm and a mass fraction of 0.0012
-3 CZ 307420 B6 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.Would correspond to a bulb diameter of 100 mm. If the filling of the bulb housing is only in the front portion thereof, the housing also includes a second, rear portion into which the light guide passive structure extends. The rear portion is further filled with air, the bulb housing being provided with a protective opaque cover on the sleeve side which substantially covers the rear portion of the bulb housing surface.
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“.The filling level of the lamp housing can be selected depending on the desired lighting effect. When the lamp housing is filled in its entirety with a luminescent mixture (luminophor + PDMS), the light of the lighting element shines in all directions except for the direction of the cap into which the socket fits. If only a portion, eg the front half, of the bulb housing is filled, less luminophore is needed, so production costs are slightly lower, and the light from the lighting element glows in the forward direction rather than "sideways".
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 zářiči 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 zářiči struktury v rozsahu 0,0385 až 0,001.In a second preferred embodiment of the lighting element, the filler comprises a clear transparent polymeric material, eg PDMS, without luminophore over the entire volume of the bulb, wherein the light-emitting structure also extends from the socket into the bulb. In this case, the light-guiding light structure constituting a kind of internal radiant filament consists of a homogeneous or even inhomogeneous mixture of a polymer, such as PDMS, and a luminophore. This design is particularly suitable for smaller lamp bulb diameters, up to approx. 30 mm. In this case, the range of mass fractions of the luminophore in the mixture is related to the diameter and length of the inner light guide structure, and also to what color temperatures we want to achieve. In the case of a homogeneous polymer-luminophore mixture, the mass fraction of the luminophore in the mixture will generally be in the range of 0.0385 to 0.0066. To achieve the desired light effects, the mass fraction of the luminophore in the composition may also be non-homogeneous and may vary with the linear coordinate of this light guide structure in the range of 0.0385 to 0.001.
Ve třetím provedení osvětlovacího prvku je výplň žárovkového pouzdra tvořena vrstvou homogenní směsi transparentního polymemího 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 polymerního 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.In a third embodiment of the lighting element, the lamp housing filler comprises a layer of a homogeneous blend of transparent polymeric material and a luminophore applied to the inner wall of the lamp housing over its entire surface or only at the front thereof, the layer being surrounded from the inside by air. filler sleeves. For the illumination element to function, it is sufficient if the layer of the homogeneous mixture of transparent polymeric material and luminophore is thin. In this case, less luminophore is needed, thus reducing production costs. If the filler is only in the front of the bulb, the bulb includes a rear part further formed of air, the bulb having a protective cover on the side of the sleeve.
Ve všech provedeních osvětlovacího prvku je ve výplni žárovkového pouzdra s výhodou použitý transparentní polymerní materiál na bázi polydimethylsiloxanu a luminofor na bázi yttritohlinitého 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 M3SiO5 a M2SiO4 (M = Ca, Sr, Ba), nebo nitridové a oxynitridové luminofory, např. nitridosilikáty (M-Si-N, M=kovy alkalických zemin nebo lanthanidové kovy), nitridoaluminosilikáty (M-Si-Al-N), oxynitridosilikáty (M-Si-O-N) a oxynitridoaluminosilikáty (M-Si-Al-O-N) apod. Tento vynález se neomezuje na použití pouze jednoho typu polymemího materiálu či luminoforu.Preferably, in all embodiments of the lighting element, a transparent polymeric material based on polydimethylsiloxane and a yttrium aluminum garnet doped cerium-doped luminophore are used in the bulb housing. The mass fraction of the luminophore in the mixture of the luminophore and the PDMS may in this case be less than 0.1666, in practice it is usually in the range of 0.1666 to 0.0012. However, in other embodiments, other polymeric materials may be used, such as PMMA, clear polystyrene, polycarbonate, and the like, and / or other phosphors. Suitable luminophores include, for example, silicate luminophores, such as binary silicate luminophores such as M 3 SiO 5 and M 2 SiO 4 (M = Ca, Sr, Ba), or nitride and oxynitride luminophores, such as nitridosilicates (M-Si-N , M = alkaline earth metals or lanthanide metals), nitridoaluminosilicates (M-Si-Al-N), oxynitridosilicates (M-Si-ON) and oxynitridoaluminosilicates (M-Si-Al-ON) and the like. one type of polymeric material or luminophore.
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,The basic advantages of the solution according to the invention include the possibility of separating the radiation source from the lighting element itself by means of fasteners, thereby ensuring a low temperature load at the point of radiation and thus an expected lifetime of the terminal lighting element in years to decades. However, easy assembly and disassembly of the light source, the light guide cable and the end lighting element are also guaranteed (if necessary) thanks to the fasteners. To ensure efficient cooling of the light source (laser, powerful LED) it can be connected eg to the cooling system of the vehicle (using the existing,
-4CZ 307420 B6 zabudovaného chladicího systému) nebo 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, 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.-4GB 307420 B6) or provide self-cooling. The end lighting element itself emits only a minimum of thermal energy in the order of several degrees Celsius, and therefore there is no thermal stress on the immediate surroundings of the end lighting element (car reflector, lamp socket, etc.). The intensity of the light emitted from the end-lighting element can be controlled by the adjustable electrical power of the laser or the high-power LED within the range of the transfer characteristic of the laser, respectively. powerful LED. Another advantage is the possibility of mechanically fixing the incandescent lamp according to the invention to standard incandescent lamps (eg in automotive headlights, lamps etc.) for the desired lighting effects. The end lighting element can thus be easily replaced by replacing the incandescent bulb.
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.Polydimethylsiloxane (PDMS), which is advantageously used in the exemplary embodiments, as well as some other types of "soft" polymers, adhere very easily to dust and impurities that can easily cause a change in light properties, so it is appropriate that such polymers be limited by packaging ( such as glass or hardened plastic-polymer packaging) to prevent dirt and dust from adhering.
Velkou výhodou předkládaného řešení je možnost změny nastavení CCT „barevné teploty bílého světla“. Řešení uvedené v českém užitném vzoru CZ 30081 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).The big advantage of the present solution is the possibility to change the CCT settings of the "white light color temperature". The solution presented in the Czech utility model CZ 30081 U1 and other known solutions are inflexible not only from the point of view of assembly and disassembly, but also from the point of view of "change of settings as needed", ie older solutions have a certain color temperature of white light. we cannot regulate, whereas in the solution according to the present invention, the color temperature of the white light can be changed as desired by changing the end illumination element (with a different luminescent layer, i.e. with a different fraction of the luminophore in the polymer).
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 luminoforu na polymemí 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 sjejí pomocí vytvořit homogenní luminiscenční vrstvu. Použitím směsi polymeru a luminoforu se tedy také vyhneme energeticky a ekologicky náročnému procesu vypalování směsi nitrocelulózy a luminoforu.In fluorescent lamps, the luminophore is applied in a thin nitrocellulose solution, which is then fired. However, a PDMS polymer would not tolerate such a high firing temperature. Thus, in the case of applying a phosphor onto a polymer fiber in the present solution, it is not possible to use the same method. Moreover, it would be difficult to ensure at least the relative homogeneity of the luminophore distribution. Conversely, if the polymer-luminophore mixing technique is well mastered, it is possible to obtain a predominantly homogeneous mixture and to form a homogeneous luminescent layer. Thus, the use of a polymer-luminophore mixture also avoids the energy and environmentally demanding process of firing the nitrocellulose-luminophore mixture.
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 polymemího materiálu a luminoforu (provedení 1), jednoduché vložení světlovodné zářiči 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 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.Another advantage is also the simple production of the luminaire over other luminescence-based luminaires. In the case of mass production, the assumption of simple filling of the bulb housing is a homogeneous mixture of transparent polymeric material and luminophore (embodiment 1), simple insertion of the light guide structure into the bulb housing with filler (embodiment 2) or application of a thin layer of this mixture on the inner wall of the bulb housing. ). There is no need to solve any electronic part and precise semiconductor technology, which is necessary for LED bulbs. It is not necessary to operate the luminaire in another protective cover, such as halogen lamps, where there is a risk of explosion due to the presence of halogen-containing gas in the lamp housing. Therefore, it is envisaged with the present invention substantially simpler and cheaper series production compared to halogen lamps, LED lamps and xenon lamps.
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.Another advantage is easier to achieve considerable optical power (in units up to tens of watts) without the additional internal cooling of the lighting element, which is necessary for powerful LED bulbs. Powerful LED bulbs usually contain either more massive passive heatsinks to cool the LED chips, increasing the weight and dimensions of the LED bulb, or internal fans, which means additional mechanical parts and thus the possibility of failure.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresů, přičemž:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which:
-5 CZ 307420 B6 • Obr. 1 znázorňuje obecné uspořádání navrženého žárovkového svítidla;• FIG. 1 shows the general arrangement of a proposed incandescent lamp;
• Obr. 2 znázorňuje příklady tvarových provedení žárovkového pouzdra;• Giant. 2 illustrates exemplary embodiments of a filament lamp housing;
• 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;• Giant. 3 illustrates a first embodiment of a lighting element wherein the bulb housing filler, in its entirety or only in the front portion thereof, comprises a homogeneous mixture of transparent polymeric material and a phosphor, wherein the light guide passive structure does not extend into the bulb housing filler;
• Obr. 4 znázorňuje druhé provedení osvětlovacího prvku, kde výplň žárovkového pouzdra v celém jeho objemu obsahuje transparentní polymemí materiál bez luminoforu, přičemž do této výplně žárovkového pouzdra přesahuje (ve střední části) světlovodná a zároveň zářící struktura;• Giant. 4 illustrates a second embodiment of a lighting element, wherein the bulb housing filler, in its entirety, comprises a transparent polymeric material without luminophore, wherein the light guide structure and at the same time a glowing structure protrude into the bulb housing filler (in the central portion);
• 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.• Giant. 5 illustrates a third embodiment of a lighting element, wherein the lamp housing filler comprises a layer, typically a thin, homogeneous mixture of transparent polymeric material and luminophore applied to the inner wall of the lamp housing over its entire surface or only in the face thereof and the air surrounded by the layer; the passive structure extends from the sleeve to the filler; and FIG. 6 shows examples of shapes of the light guide structure.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 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 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-h Hnitého 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.The incandescent lamp according to the invention according to the first embodiment consists, see FIG. 1, from a distant excitation source 1 of radiation, in this case a Class III laser, with a working wavelength of 450 nm and an output power of up to 20000 mW, which is connected to a fiber optic cable 3 by means of one connecting element 2 The element 6 is connected to a lighting element formed by a sleeve 4 with a light-conductive passive structure 8 and a bulb-shaped housing 5 of 25 mm pear shape comprising a filler 6. The filler 6, see FIG. 3, comprises a homogeneous mixture of transparent polydimethylsiloxane and a cerium-doped yttritone-hen granulated luminophore with a mass fraction of luminophore in a mixture of PDMS + luminophore of 0.0051, or other mass fraction in the range 0.0066 to 0.0040, wherein the light guide passive structure 8 does not extend into the filler 6 of the bulb 5. In case the filler 6 is only in the front part 9 of the bulb 5, the bulb 5 also includes a rear part 10 into which it extends This rear part 10 is further filled with air, the bulb housing 5 being provided with a protective cover 11 in the region of the rear part 10, i.e. on the side of the sleeve 4.
Příklad 2Example 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 se světlovodnou zářiči strukturou 8 a žárovkovým pouzdrem 5 elipsoidního tvaru o délce 30 mm zahrnujícím výplň 6. Do výplně 6 žárovkového pouzdra 5The incandescent lamp according to the invention according to the second embodiment is more suitable for the smaller dimensions of the incandescent lamps 5 and, like the previous embodiment, consists of a Class III laser excitation source 1 with a working wavelength of 450 nm and an output power of up to 5000 mW. the connecting element 2 is connected to a light guide cable 3, which is connected by means of another connecting element 2 to a lighting element formed by a sleeve 4 with a light guide structure 8 and an incandescent bulb 5 of elliptical shape 30 mm including a filling 6.
-6CZ 307420 B6 přesahuje z objímky 4 světlovodná zářící struktura 8, viz Obr. 4, přičemž výplň 6 obsahuje ve zbývajícím objemu 7 žárovkového pouzdra 5 čistý transparentní polydimethylsiloxan.The light guide structure 8 extends from the sleeve 4 as shown in FIG. 4, wherein the filler 6 contains a clear transparent polydimethylsiloxane in the remaining volume 7 of the bulb 5.
Příklad 3Example 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 lOOOOmW, 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 světlovodnou pasivní strukturou fya 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 přičemž světlovodná pasivní struktura 8 přesahuje do výplně 6 žárovkového pouzdra 5. Hmotnostní zlomek luminoforu ve směsi pro tenkou vrstvu (cca 1 až 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 9 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 U. 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.The incandescent luminaire according to the invention according to the third embodiment consists of a Class III laser excitation source 1 with a working wavelength of 450 nm and an output power of up to 10000mW, which is connected to the light guide cable 3 by means of a connecting element 2. 2 is connected to the lighting element formed by the sleeve 4 with the light-conductive passive structure f and of the bulb housing 5 of a 25 mm pear shape including a filler 6. The filler 6 of the bulb 5 is shown in FIG. 5, consisting primarily of a thin layer 12 of a homogeneous mixture of transparent polydimethylsiloxane and a cerium-doped yttrium-aluminum garnet luminophore deposited on the inner wall of the bulb 5 over its entire surface or only in the front portion 9, the layer 12 being surrounded by air; wherein the light-transmissive passive structure 8 extends into the filler 6 of the bulb 5. The mass fraction of the luminophore in the thin-film mixture (about 1 to 2 mm) is generally in the range of 0.1666 to 0.0400. However, for “thicker” layers, perhaps up to about 5 cm thick, depending on the dimensions of the bulb 5, it can still be up to 0.0012. If the filler 6 is only in the front part 9 of the bulb housing 5, the bulb housing 5 and the rear portion 10 are further filled with air, the bulb housing 5 being provided with a protective cover U in the region of the rear portion 10, i.e. the sleeve side. Thus, in both variations of this embodiment, there is only air throughout the bulb volume 7 except for the thin layer 12 of the polymer with the luminophore and the light conductive passive pure polymer (PDMS) structure.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
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.The industrial applicability of the incandescent lamp according to the invention is primarily in the automotive industry and wherever both normal and intense lighting is required, eg lamps, data projectors, film, advertising and entertainment industries.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-844A CZ307420B6 (en) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-844A CZ307420B6 (en) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2016844A3 CZ2016844A3 (en) | 2018-08-08 |
| CZ307420B6 true CZ307420B6 (en) | 2018-08-08 |
Family
ID=63036989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-844A CZ307420B6 (en) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307420B6 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602948A (en) * | 1996-04-09 | 1997-02-11 | Currie; Joseph E. | Fiber optic illumination device |
| CZ282267B6 (en) * | 1991-02-07 | 1997-06-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical fiber coupling |
| JP2008277313A (en) * | 2008-08-18 | 2008-11-13 | Denso Corp | Lighting device for vehicle |
| CN203748869U (en) * | 2014-02-26 | 2014-08-06 | 黑龙江大学 | Office table with illuminating and heating functions |
| CZ30081U1 (en) * | 2016-09-21 | 2016-11-29 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Lighting fixture with a source of excitation radiation and luminescent layer |
-
2016
- 2016-12-31 CZ CZ2016-844A patent/CZ307420B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ282267B6 (en) * | 1991-02-07 | 1997-06-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical fiber coupling |
| US5602948A (en) * | 1996-04-09 | 1997-02-11 | Currie; Joseph E. | Fiber optic illumination device |
| JP2008277313A (en) * | 2008-08-18 | 2008-11-13 | Denso Corp | Lighting device for vehicle |
| CN203748869U (en) * | 2014-02-26 | 2014-08-06 | 黑龙江大学 | Office table with illuminating and heating functions |
| CZ30081U1 (en) * | 2016-09-21 | 2016-11-29 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Lighting fixture with a source of excitation radiation and luminescent layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2016844A3 (en) | 2018-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101798216B1 (en) | Illumination device with remote luminescent material | |
| RU2508616C2 (en) | Illumination device with led and one or more transmitting windows | |
| JP6164843B2 (en) | Illumination device having an envelope surrounding a light source | |
| TWI674453B (en) | Method of implementing light emitting devices | |
| CN102203942B (en) | Lighting device using solid state light emitting devices having a transparent heat sink | |
| JP5432922B2 (en) | Illumination device comprising an LED and a transmissive support having a luminescent material | |
| WO2016023314A1 (en) | Light emitting diode device, light source assembly and light source module | |
| JP2012054242A (en) | Lighting device | |
| EP3625604B1 (en) | Color mixing in laser-based light source | |
| TW201319460A (en) | Wavelength conversion component with improved thermal conductive characteristics for remote wavelength conversion | |
| JP2014532975A (en) | Illumination unit including a waveguide | |
| JP2014530449A (en) | Light emitting device | |
| JP6788147B1 (en) | Luminescence concentrator with CPC, light guide, and additional phosphor | |
| JP2011119292A (en) | Light-emitting device (cob module) | |
| TW201435261A (en) | Protective coating for LED lamp | |
| CZ307420B6 (en) | An incandescent lamp excited by a powerful radiation source, intended especially for motor vehicles | |
| CZ30508U1 (en) | A luminescent light of a bulb type | |
| WO2022117455A1 (en) | Laser smd package with phosphor and light incoupler | |
| US20170336557A1 (en) | Materials and lightguides for color filtering in lighting units | |
| KR20040100255A (en) | light bulb using LED |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20231231 |