СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к энергосберегающим светильникам и может применяться в качестве источника света в специальных объектах, с повышенным уровнем радиации
Известен светодиодный светильник, описанный в патенте US №2007091539 (А1), МКИ F21V 7/04, опубликованный 26.04.2007, предназначенный для освещения внутренних помещений. В этом светодиодном светильнике оптическое устройство выполнено в виде прозрачной панели с торцевой светодиодной подсветкой. В основе работы таких светильников лежит явление рассеивания на оптически неоднородных элементах, получаемых с помощью гравировки механическим резцом или лазером.
Недостатком этих устройств является невозможность изменения цветопередачи светодиодов или преобразования ультрафиолетовой и видимой синей части спектра излучения наиболее дешевых светодиодов в видимый свет удовлетворительного цветовосприятия для человеческого глаза.
Наиболее близким по технической сути является светодиодный светильник, описанный в патенте на полезную модель RU №95793, МКИ F21V 7/04, опубликованный 10.07.2010. Светильник плоский энергосберегающий содержит оптическое устройство в виде прозрачной прямоугольной панели из оптической пластмассы, к торцу которой примыкают светодиодные излучатели. Фронтальная сторона панели представляет собой светоизлучающую поверхность, а на противоположной стороне ее выполнены отдельные оптически неоднородные отражающе-рассеивающие элементы, совокупность которых рассеивает в сторону фронтальной поверхности излучаемый с торца панели световой поток. Эти элементы выполнены в виде матрицы полимерных включений, содержащих в составе полимера фотолюминофорные наполнители, которые изменяют цветопередачу светодиодов за счет эффекта фотолюминесценции. Световой поток, излучаемый с торца панели, распространяется внутри ее за счет эффекта полного внутреннего отражения в сторону светоизлучающей поверхности.
Недостаток известного энергосберегающего светодиодного светильника заключается в том, что, из-за низкой радиационной стойкости оптической пластмассы, этот светильник не может быть использован в помещениях с повышенной радиацией, например, на космических объектах.
В основу полезной модели положено требование увеличения радиационной стойкости светодиодного светильника при сохранении интенсивности светового потока за счет использования мощных светодиодов.
Поставленная задача решается тем, что светодиодный светильник, состоит из светодиодных излучателей, расположенных по внешнему периметру оптического устройства, выполненного из прозрачной сапфировой пластины. Фронтальная сторона пластины является светоизлучающей поверхностью, а на противоположной стороне ее выполнены отражающе-рассеивающие элементы, в виде зеркала, представляющего собой контрастную решетку с высоким индексом преломления и шагом меньше длины волны излучаемого света. На фронтальной поверхности пластины помещена пластина из стекла со слоем фотолюминофорного полимера.
Изготовление панели из сапфировой пластины позволяет выполнять светодиодные излучатели непосредственно из материала панели (сапфир) в едином технологическом цикле, что упрощает сборку изделия.
На фиг.1 представлена конструкция плоского светодиодного светильника, в котором светодиодные излучатели смонтированы в торце панели, на фиг.2 - конструкция светильника со светодиодными излучателями, выполненными их материала сапфировой панели, в обоих вариантах светодиодные излучатели расположены по внешнему периметру оптического устройства.
Светодиодный светильник выполнен на панели 1 из сапфира. Одна из плоскостей этой пластины является светоизлучающей поверхностью - фронтальная поверхность 2. На противоположной плоскости пластины нанесено зеркало 3, благодаря которому свет, испускаемый светодиодами 4, смонтированными по периметру сапфировой пластины (фиг 1), либо изготовленными непосредственно на фронтальной поверхности 2 сапфировой пластины (фиг.2), рассеивается к фронтальной поверхности светильника. Зеркало 3 представляет собой слой арсенида алюминия-галлия, толщиной 0,2-0,25 мкм, сформированный в виде решетки, с шагом меньшим длины волны падающего света (100-200 нм). В зеркале работают в два слоя. Один из которых - воздух, а второй - арсенид алюминия-галлия. Свет, попадая на зеркало, на границе раздела полупроводник-воздух, отражается. Отражающая способность зеркала больше чем 99,9%, оно работает в широком диапазоне частот и в том числе в сине-фиолетовые диапазоне. Отраженный от поверхности 5 свет падает на фронтальную поверхность 2 сапфировой пластины, на которой помещена пластина 6 из стекла со слоем фотолюминофорного материала 7, изменяющего цветопередачу светодиодов, за счет эффекта фотолюминесценции.
Благодаря фотолюминофорному материалу возникает возможность использования в конструкции энергосберегающего светильника более мощных синих светодиодов.
Технический результат:
1. Замена в светодиодном светильнике панели из оптической пластмассы на панель из сапфира увеличивает радиационную стойкость устройства и позволяет его использовать в условиях повышенной радиации, например, на объектах в космосе.
2. Световая эффективность светильника составляет более 200 Люкс/Вт благодаря применению светодиодов синего диапазона и слоя фотолюминофорного полимера
3. Использование зеркала, представляющего собой контрастную решетку с высоким индексом преломления и шагом меньше длины волны, отражающе-рассеивающая способность которого более чем 99,9%, повышает интенсивность светового потока сине-фиолетовых светодиодов.
4. Расположение слоя фотолюминофорного полимера в значительном удалении от светодиодов, выделяющих тепло при работе, позволяет существенно повысить срок службы светильника.
5. Изготовление светодиодов непосредственно на сапфировой панели оптического устройства в конструкции светодиодного светильника применению сапфировой пластины, повысило надежность конструкции светильника и упростило его сборку.