×
13.01.2017
217.015.902a

СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С УДАЛЕННЫМ ЛЮМИНОФОРОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для упрощения конструкций, повышения выхода излучения и улучшения спектра излучения источника света на основе светодиодов. Технический результат заключается в повышении эффективности источника света и обеспечении равномерной освещенности колбы светодиодного источника света за счет помещения слоя люминофора во внутреннюю поверхность колбы и выбора особой поверхности формы. Технический результат достигается тем, что светодиодный источник света с удаленным люминофором содержит колбу из оптически прозрачного материала с коэффициентом преломления больше единицы и меньше квадрата коэффициента преломления люминофора, во внутреннюю поверхность которой внедрен люминофор. Внутри колбы установлены светодиоды. Поверхность колбы из органического материала имеет форму, рассчитанную по индикатрисе излучения светодиодов и обеспечивающую одинаковую освещенность светодиодами во всех точках поверхности колбы. Люминофор внедрен во внутреннюю поверхность колбы на глубину, равную оптимальной толщине слоя люминофора, обеспечивающего эффективное преобразование излучения. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для упрощения конструкций, повышения выхода излучения и улучшения спектра излучения источника света на основе светодиодов.

Известны люминофорные слои и колбы для светодиодных источников излучения, изготовленных по технологии удаленного люминофора. Для улучшения цветности и эффективности, равномерности излучения по всем направлениям светодиодного источника света используется люминофор, который размещается на прозрачной для видимого излучения колбе, а светодиод располагается на месте нити накала лампы накаливания. Причем для исключения поглощения света люминофора поверхностью светодиода расстояние между светодиодом и поверхностью люминофора должно быть больше размера светодиода (Шуберт Ф.Е. Светодиоды, пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича - М.: Физматлит, 2008), (Goetz W. White lighting (illumination) with LEDs // Proceedings of the 5th International Conference on Nitride Semiconductors, 25-30 May 2003).

Недостатками известного решения являются: форма поверхности колбы не обеспечивает равномерность свечения люминофора на поверхности колбы из-за неравномерной индикатрисы излучения светодиода; слой люминофора располагается не внутри материала колбы; сниженная эффективность люминофора из-за процессов переотражения между зернами кристалла падающего излучения светодиода и преобразованного люминофором излучения.

Известен источник света, содержащий светорассеивающую колбу из оптически прозрачного материала с нанесенным на поверхность или на часть поверхности слоем люминофора или смеси люминофоров, или введенным в объем или в часть объема частицами люминофора или смеси люминофоров, с установленными внутри ультрафиолетовыми или синими светодиодами, светодиодной матрицей или светодиодными матрицами (RU 110865, МПК H01K 5/00, опубл. 27.11.2011).

Недостатком известного устройства является форма колбы, не обеспечивающая равномерность свечения люминофора на ней, и слой люминофора располагается не внутри материала колбы.

Известен светодиодный источник белого света с удаленным люминофором, содержащий колбу из оптически прозрачного материала, во внутреннюю поверхность которой внедрен люминофор. Внутри колбы установлены светодиоды, излучающие в области возбуждения слоя люминофора (RU 2475887, МПК H01L 27/15, опубл. 20.02.2013).

Недостатками известного решения являются неоптимальное распределение люминофора по толщине колбы, что резко снижает эффективность излучения света (А.П. Иванов, К.Г. Предко. Оптика люминесцентного экрана. Минск, 1984. с. 85), сложность изготовления всего источника света для обеспечения равномерного свечения поверхности колбы.

Известен преобразователь спектра оптического излучения. Это техническое решение является наиболее близким аналогом. В нем люминофорный слой называется преобразователем спектра оптического излучения. Он преобразует спектр падающего на него излучения, в излучение другого спектра. Для повышения эффективности преобразования излучения в данном изобретении предлагается помещать люминофор в прозрачную для падающего и преобразованного излучения основу с коэффициентом преломления больше единицы и меньше n2, где n - коэффициент преломления люминофора. Это приводит к увеличению выхода излучения люминесцентного слоя за счет снижения процессов рассеяния как падающего излучения, так и преобразованного излучения (RU 2075105, МПК G02F 2/02, опубл. 10.03.1997).

Недостатком известного решения является неравномерная освещенность светодиодом слоя люминофора и, как следствие, неравномерная интенсивность свечения люминофора на поверхности колбы.

Технический результат заключается в повышении эффективности источника света и обеспечении равномерной освещенности колбы светодиодного источника света за счет помещения слоя люминофора во внутреннюю поверхность колбы и выбора особой поверхности формы.

Технический результат достигается тем, что светодиодный источник света с удаленным люминофором содержит колбу из оптически прозрачного материала с коэффициентом преломления больше единицы и меньше квадрата коэффициента преломления люминофора. Во внутреннюю поверхность колбы внедрен люминофор. Внутри колбы установлены светодиоды, излучающие в области возбуждения слоя люминофора. Поверхность колбы имеет форму, рассчитанную по индикатрисе излучения светодиодов и обеспечивающую одинаковую освещенность светодиодами во всех точках поверхности колбы. Люминофор внедрен во внутреннюю поверхность колбы на глубину, равную оптимальной толщине слоя люминофора, обеспечивающего эффективное преобразование излучения.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен светодиодный источник света; на фиг. 2 - полярная система координат для расчета геометрии колбы; на фиг. 3 - индикатриса излучения светодиода, измеренная на расстоянии 5 см от светодиода; на фиг. 4 - форма сечения поверхности колбы одинаковой освещенности, рассчитанная с помощью соотношения (1); на фиг. 5 - поверхностная яркость свечения колбы в относительных единицах.

Светодиодный источник света содержит подложку 1 со светодиодами 2, накрытыми колбой 3, из оптически прозрачного материала (например, органического) с коэффициентом преломления больше единицы и меньше квадрата коэффициента преломления люминофора. Во внутреннюю поверхность колбы 3, обращенную к светодиодам 2, внедрен люминофор 4 на глубину, равную оптимальной толщине слоя люминофора, обеспечивающего эффективное преобразование излучения. Форма поверхности колбы 3 рассчитана по индикатрисе излучения светодиодов и обеспечивает ее одинаковую освещенность светодиодами 2 во всех точках поверхности колбы 3. Светодиоды 2 излучают в области возбуждения слоя люминофора 4.

Устройство работает следующим образом. Излучение светодиодов 2 преобразуется в видимое излучение люминофором 4, который внедрен во внутреннюю поверхность колбы 3. Эффективное преобразование излучения светодиодов в видимое обеспечивается:

1. оптимальной толщиной слоя люминофора, внедренного в внутреннюю поверхность колбы;

2. в результате резкого уменьшения рассеяния возбуждающего света и света люминесценции за счет более высокого коэффициента преломления материала колбы, чем воздуха.

Равномерное освещение светодиодом колбы во всех точках ее поверхности обеспечивается формой колбы, сечение которой приведено на фиг. 4.

Ниже приведен вывод соотношения, позволяющего рассчитывать геометрию поверхности колбы, обеспечивающую ее одинаковую освещенность светодиодами во всех точках поверхности. Используем полярную систему координат (фиг. 2). Поверхность колбы образуется путем вращения кривой, получаемой в полярной системе координат относительно оси, проходящей через начало координат и точку, куда падает максимальная интенсивность от светодиода. Согласно определению освещенность площадки dS поверхности колбы светодиодом равна:

где I(α) - сила света в канделах; ρ - расстояние до источника света; α - угол падения луча света относительно нормали к поверхности. Для максимальной освещенности примем α=0:

В полярных координатах угол µ между касательной к кривой ρ=ρ(φ) и полярным радиус-вектором определяется формулой (G. Korn, Т. Korn. Mathematikal handbook. 1968):

Требование одинаковой освещенности означает выполнение равенства: Е=Emax. Учтем, что α=(π/2)-µ, тогда

Из соотношения (3), используя тригонометрические формулы, получим:

Используя соотношения (5) из (4), получаем:

Введем обозначения: ,

Сделав алгебраические преобразования из соотношения (6), получим:

A(ϕ, r) - нормированная индикатриса излучения источника света. Выражение (7) применимо для случая многих источников света. Например, источник света состоит из нескольких светодиодов. В этом случае A(ϕ, r) - нормированная индикатриса излучения нескольких светодиодов.

Пример расчета: На фиг. 3 приведена индикатриса излучения светодиода, измеренная на расстоянии 5 см от синего светодиода (λ=390 нм). На фиг. 4 приведена рассчитанная с помощью соотношения (7) форма сечения поверхности колбы. Поверхность, полученная вращением кривой (фиг. 4) обеспечивает одинаковую освещенность светодиодом, с индикатрисой излучения, изображенной на фиг. 3 во всех точках поверхности колбы. Как видно из фиг. 2, форма колбы не является шаровидной. На фиг. 5 приведена экспериментальная индикатриса излучения синего светодиода с колбой с люминофором ZnS-Cu. Из фиг. 5 видно, что практически во всех точках колбы яркость свечения колбы одинакова.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить эффективность источника света и обеспечить равномерную яркость колбы светодиодного источника света за счет помещения слоя люминофора во внутреннюю поверхность колбы и выбора особой поверхности формы.

Светодиодный источник света с удаленным люминофором, содержащий колбу из оптически прозрачного материала с коэффициентом преломления больше единицы и меньше квадрата коэффициента преломления люминофора, во внутреннюю поверхность которой внедрен люминофор, внутри колбы установлены светодиоды, излучающие в области возбуждения слоя люминофора, отличающийся тем, что поверхность колбы имеет форму, рассчитанную по индикатрисе излучения светодиодов и обеспечивающую одинаковую освещенность светодиодами во всех точках поверхности колбы, при этом люминофор внедрен во внутреннюю поверхность колбы на глубину, равную оптимальной толщине слоя люминофора, обеспечивающего эффективное преобразование излучения.
СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С УДАЛЕННЫМ ЛЮМИНОФОРОМ
СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С УДАЛЕННЫМ ЛЮМИНОФОРОМ
СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С УДАЛЕННЫМ ЛЮМИНОФОРОМ
СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С УДАЛЕННЫМ ЛЮМИНОФОРОМ

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 91.
27.01.2013
№216.012.20b1

Струйный датчик расхода

Использование: изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в различных отраслях для измерения объема газа. Сущность: струйный датчик расхода содержит входной канал, выходной канал, один или несколько последовательно расположенных струйных элементов, содержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473870
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.05.2013
№216.012.45ff

Электролюминесцентный источник света

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электролюминесцентных источников света различных модификаций, например в устройствах отображения информации, осветительных устройствах. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483496
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.09.2013
№216.012.68b4

Способ контроля степени сшивки полиэтилена

Изобретение относится к технологии производства изделий, в которых в той или иной степени используется сшитый полиэтилен, который может быть использован при производстве электрических кабелей, труб для газоводоснабжения и др. Способ заключается в том, что исследуемый и эталонный образцы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492451
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2015
№216.013.8d24

Устройство для зажигания газоразрядных ламп

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для зажигания газоразрядных ламп. Устройство, питаемое от сети переменного тока непосредственно или через ограничитель тока, содержит заряжаемый через токоограничительный элемент рабочий конденсатор, присоединенный через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567739
Дата охранного документа: 10.11.2015
12.01.2017
№217.015.5ae6

Способ оценки энтеральной недостаточности при остром перитоните в эксперименте

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для оценки энтеральной недостаточности при остром перитоните. Способ заключается в определении содержание молекул средней массы и индекса токсичности плазмы по общей и эффективной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589690
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6a78

Форма для изготовления асфальтобетонных образцов

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления образцов из дорожно-строительных материалов. Форма содержит корпус, расположенный на подставках, и верхние и нижние вкладыши. Корпус выполнен в виде полого параллелепипеда. На внутренних поверхностях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593065
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cbd

Белковый пенообразователь

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к структурообразующим модификаторам бетона - пенообразователям, и может быть использовано для производства ячеистых бетонов, в том числе пенобетонов. Белковый пенообразователь включает, мас.%: нейтрализованный 20%-ным раствором серной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597009
Дата охранного документа: 10.09.2016
26.08.2017
№217.015.dffc

Способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема золь-гель методом

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья. Предложен способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема золь-гель методом. Способ включает предварительное просушивание и измельчение диатомита. В измельченный диатомит добавляют 10-30%-ный раствор гидроксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625114
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.e14f

Составной блок сборного структурного покрытия

Изобретение относится к строительству, в частности к составному блоку структурного покрытия зданий. Технический результат изобретения - упрощение монтажа. Составной блок покрытия, выполненный в виде двухпоясной решетчатой оболочки, содержит основные трубчатые стержни, образующие треугольные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625582
Дата охранного документа: 17.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed7c

Применение производного лидокаина, обладающего местноанестезирующей активностью, для терминальной анестезии

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для применения производного лидокаина - N-ацетил-L-глутамината 2-диэтиламино-2,6-диметилфенилацетамида общей формулы (1) обладающего местноанестезирующей активностью, для терминальной анестезии. Изобретение позволяет уменьшить острую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628811
Дата охранного документа: 22.08.2017
Показаны записи 1-10 из 19.
27.01.2013
№216.012.20b1

Струйный датчик расхода

Использование: изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в различных отраслях для измерения объема газа. Сущность: струйный датчик расхода содержит входной канал, выходной канал, один или несколько последовательно расположенных струйных элементов, содержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473870
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.05.2013
№216.012.45ff

Электролюминесцентный источник света

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электролюминесцентных источников света различных модификаций, например в устройствах отображения информации, осветительных устройствах. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483496
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.09.2013
№216.012.68b4

Способ контроля степени сшивки полиэтилена

Изобретение относится к технологии производства изделий, в которых в той или иной степени используется сшитый полиэтилен, который может быть использован при производстве электрических кабелей, труб для газоводоснабжения и др. Способ заключается в том, что исследуемый и эталонный образцы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492451
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2015
№216.013.8d24

Устройство для зажигания газоразрядных ламп

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для зажигания газоразрядных ламп. Устройство, питаемое от сети переменного тока непосредственно или через ограничитель тока, содержит заряжаемый через токоограничительный элемент рабочий конденсатор, присоединенный через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567739
Дата охранного документа: 10.11.2015
12.01.2017
№217.015.5ae6

Способ оценки энтеральной недостаточности при остром перитоните в эксперименте

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для оценки энтеральной недостаточности при остром перитоните. Способ заключается в определении содержание молекул средней массы и индекса токсичности плазмы по общей и эффективной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589690
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6a78

Форма для изготовления асфальтобетонных образцов

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления образцов из дорожно-строительных материалов. Форма содержит корпус, расположенный на подставках, и верхние и нижние вкладыши. Корпус выполнен в виде полого параллелепипеда. На внутренних поверхностях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593065
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cbd

Белковый пенообразователь

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к структурообразующим модификаторам бетона - пенообразователям, и может быть использовано для производства ячеистых бетонов, в том числе пенобетонов. Белковый пенообразователь включает, мас.%: нейтрализованный 20%-ным раствором серной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597009
Дата охранного документа: 10.09.2016
26.08.2017
№217.015.dffc

Способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема золь-гель методом

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья. Предложен способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема золь-гель методом. Способ включает предварительное просушивание и измельчение диатомита. В измельченный диатомит добавляют 10-30%-ный раствор гидроксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625114
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.e14f

Составной блок сборного структурного покрытия

Изобретение относится к строительству, в частности к составному блоку структурного покрытия зданий. Технический результат изобретения - упрощение монтажа. Составной блок покрытия, выполненный в виде двухпоясной решетчатой оболочки, содержит основные трубчатые стержни, образующие треугольные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625582
Дата охранного документа: 17.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed7c

Применение производного лидокаина, обладающего местноанестезирующей активностью, для терминальной анестезии

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для применения производного лидокаина - N-ацетил-L-глутамината 2-диэтиламино-2,6-диметилфенилацетамида общей формулы (1) обладающего местноанестезирующей активностью, для терминальной анестезии. Изобретение позволяет уменьшить острую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628811
Дата охранного документа: 22.08.2017
+ добавить свой РИД