(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. F21V 3/00 ( ) F21K 99/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2014/17 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie oświetlające (30) Pierwszeństwo: EP (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2007/28 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2014/09 (73) Uprawniony z patentu: Koninklijke Philips N.V., Eindhoven, NL (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 MATHIAS H. J. VAN RIJSWICK, Eindhoven, NL WIJNAND E. J. VAN KOOTEN, Eindhoven, NL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Mariusz Kondrat KONDRAT KANCELARIA PRAWNO-PATENTOWA Al. Niepodległości 223/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 0001 Wynalazek dotyczy urządzenia świetlnego zawierającego bańkę, podstawę i półprzewodnikowe źródło światła Urządzenie świetlne, jak wspomniano w paragrafie wstępnym, jest znane z dokumentu US Ten patent pochodzący z USA ujawnia system oświetlenia, który zawiera elementy optoelektroniczne takie jak, na przykład, diody emitujące światło, które emitują światło o długości fali z pierwszego zakresu, korzystnie światło niebieskie. Ponadto, system oświetleniowy wyposażony jest w elementy do konwersji, które absorbują światło emitowane przez elementy opto elektroniczne i ponownie emitują światło w drugim zakresie długości fal. Elementy do konwersji mogą być umieszczone na korpusie, który jest cewką w kształcie spirali. Mając kształt bańki jak powszechnie znana żarówka, system oświetlenia bardzo przypomina żarówkę z żarnikiem węglowym Chociaż możliwe jest uzyskanie wysokiej sprawności systemu oświetlenia o wyglądzie porównywalnym z żarnikiem węglowym, opisanym w dokumencie US , to ten system oświetlenia ma wadę, w takiej postaci, że światło emitowane przez element opto elektroniczny musi być przekształcone w światło mające falę o odpowiedniej długości, co jest złożone i niekorzystne dla jego skuteczności. Innym mankamentem jest wielowarstwowa powłoka optyczna na wewnętrznej stronie bańki, która jest wymagana do odbijania światła emitowanego przez diody LED w kierunku elementów do konwersji. To sprawia, że system oświetlenia jest złożony i drogi WO 03/ A1 opisuje lampę z gniazdem przy czym element żarówki jest umieszczony w gnieździe, które otacza przestrzeń zawartą, i w którym lampa jest wyposażona w co najmniej element LED. W wyniku naświetlania światła LED w element żarówki, transmisja światła LED wewnątrz elementu żarówki powstaje na skutek całkowitego odbicia na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni elementu żarówki Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie urządzenia oświetlającego, które nie posiada wyżej wymienionych wad, a w którym światło emitowane przez półprzewodnikowe źródło światła jest stosowane bezpośrednio w celach oświetleniowych. Kolejną zaletą niniejszego wynalazku jest duża różnorodność kolorów, które mogą być generowane przez urządzenie oświetlające.

3 0006 Według niniejszego wynalazku, cel ten jest realizowany za pomocą urządzenia oświetlającego, które charakteryzuje się tym, że zawiera ponadto światłowód wyposażony w wyprzęgającą światło powierzchnię i dwa końce, a półprzewodnikowe źródło światła jest optycznie sprzężone z co najmniej jednym wspomnianym końcem światłowodu Wynalazek opiera się na rozpoznaniu, że możliwe jest przeniesienie światła emitowanego przez półprzewodnikowe źródło światła do światłowodu poprzez sprzężenie optyczne wspomnianego półprzewodnikowego źródła światła do światłowodu. Światłowód tworzy oddzielny element wewnątrz urządzenia oświetlającego i nie jest zintegrowany z bańką. Ponadto, światłowód jest zaopatrzony w powierzchnię, która umożliwia wyprzęganie światła ze wspomnianego światłowodu. Można to osiągnąć poprzez wybór powierzchni światłowodu o odpowiedniej twardości W ten sposób, urządzenie oświetlające według niniejszego wynalazku będzie emitować światło z półprzewodnikowego źródła światła z tym samym rozkładem widma jak to generowane przez wspomniane półprzewodnikowe źródło światła W preferowanym przykładzie wykonania, półprzewodnikowe źródło światła zawiera co najmniej jedną diodę LED. Zastosowanie diód LED Light Emitting Diode (Diody emitujące światło) jest szeroko rozpowszechnione w obecnie stosowanych oświetleniach. Duża dostępność i interesująca cena sprawiają, że diody LED są preferowanym źródłem światła dla tego typu urządzeń oświetlających. Używając jednej diody LED, barwa elementu oświetleniowego jest określana przez wybór diody LED. Na przykład, za pomocą diody LED w kolorze bursztynu, może zostać wygenerowane przytulne i ładne światło, które znajdzie zastosowanie w pokojach dziennych W kolejnym przykładzie wykonania, półprzewodnikowe źródło światła zawiera trzy diody LED, które, w trakcie pracy, emitują światło o różnych kolorach. Wykorzystanie trzech diód LED zapewnia możliwość wyboru żądanego koloru z dużej gamy kolorów przedstawionych na wykresie chromatyczności CIE 1931: czyli wszystkie kolory w obszarze trójkąta, z kolorami trzech diod LED na

4 wierzchołkach. Zmieniając stosunek natężeń pomiędzy tymi trzema diodami LED w różnych kolorach, wszystkie kolory we wspomnianym trójkącie mogą być dostosowane W dalszych przykładach wykonania, światłowód może być zawinięty spiralnie. Zastosowanie światłowodów pozwala na dużą różnorodność bardzo dekoracyjnych lamp. Jedno lub oba końce światłowodu muszą być optycznie sprzężone z diodami LED. Gdy stosuje się trzy diody LED, to można stosować tylko jeden światłowód, który jest połączony z tymi trzema diodami LED. Światłowód tym samym odbiera i wysyła mieszany kolor generowany przez trzy diody LED. Alternatywnie, możliwe jest użycie oddzielnych światłowodów, połączonych z każdą poszczególną diodą LED. W konsekwencji, lampa ma trzy światłowody z których każdy emituje inny kolor światła. Możliwe jest również sprzęganie jednego albo obu końców światłowodu do diody albo diód LED. Ta ostatnia sytuacja, z dwoma końcami sprzężonymi, pozwala na bardziej równomierne rozprowadzenie światła w światłowodzie Kolejny przykład wykonania charakteryzuje się tym, że bańka posiada wewnętrzną powierzchnię, która jest zaopatrzona w powłokę z materiału luminescencyjnego Poprzez powlekanie powierzchni wewnętrznej materiałem luminescencyjnym, możliwe będzie stworzenie jeszcze większej różnorodności kolorowych lamp, nawet jeśli stosowana jest tylko jedna dioda LED Urządzenie oświetlające korzystnie posiada podstawę na gwint lub bagnetowe połączenie podstawy Większość stosowanych dzisiaj konwencjonalnych żarówek posiada podstawę na gwint taki jak znany: E 14, E26 lub E27 lub bagnetowe połączenie podstawy. Poprzez dostarczenie urządzenia oświetlającego według niniejszego wynalazku z tym samym rodzajem podstawy, która będzie zgodna z istniejącymi żarówkami, co oznacza, że bardzo łatwo będzie zastąpić istniejące lampy nowym urządzeniem oświetlającym.

5 0016 Ponadto, podstawa urządzenia oświetlającego może zawierać elektroniczne elementy zasilające zaopatrzone w zasilacz do zasilania półprzewodnikowego źródła światła. Te elektroniczne elementy zasilające będą przenosić napięcie wejściowe zasilanego urządzenia oświetlającego do wyjściowej wartości odpowiedniej do zasilania półprzewodnikowego źródła światła. Dodatkowo, elektroniczne elementy zasilające są ponadto zaopatrzone w jednostkę sterującą, która jest przystosowana do sterowania światłem i / lub kolorem wspomnianego urządzenia oświetlającego. Ta funkcja umożliwia sterowanie natężeniem światła funkcja ściemniania i / lub kontrolę koloru urządzenia oświetlającego. Na przykład, kontrola ta może być przeprowadzona za pomocą elementów interfejsu użytkownika do zdalnego sterowania Te i inne aspekty wynalazku staną się widoczne i zostaną objaśnione w drodze nieograniczających przykładów w odniesieniu do załączonych rysunków i przykładów wykonania opisanych poniżej Na rysunkach: Fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny urządzenie oświetlające według niniejszego wynalazku; Fig. 2 przedstawia przykład wykonania według wynalazku, z trzema diodami LED oraz jednym wspólnym światłowodem; Fig. 3 przedstawia przykład wykonania według wynalazku, z trzema diodami LED, każda z osobnym światłowodem Fig. 1 przedstawia przykład wykonania urządzenia oświetlającego 1, według niniejszego wynalazku. To urządzenie oświetlające ma bańkę 2, na przykład, szklaną, podobną do znanej żarówki. Należy zauważyć, że półprzewodnikowe urządzenie oświetlające nie wymaga odpowietrzonej bańki 2. Bańka 2 może również zawierać powietrze lub inny gaz. Ta bańka 2 jest połączona z podstawą 3, poprzez podstawę na gwint 8 lub podstawę bagnetową na swej zewnętrznej stronie, w celu uczynienia jej kompatybilną z aktualnie stosowanymi żarówkami Wnętrze urządzenia oświetlającego 1 zawiera półprzewodnikowe źródło światła 4, takie jak na przykład, jedną lub więcej diód LED, oraz elektroniczne elementy zasilające 7 do przekształcania

6 wejściowego prądu zasilającego 230 V AC lub 110 V AC w sygnał nadający się do zasilania półprzewodnikowego źródła światła Urządzenie oświetlające 1 zawiera ponadto światłowód 5, który jest sprzężony z półprzewodnikowym źródłem światła 4. Podczas działania, półprzewodnikowe źródło światła 4 emituje światło i przesyła to światło do światłowodu 5. Światłowód 5 posiada wyprzęgającą światło powierzchnię, dzięki której światło jest emitowane z światłowodu 5. Ta wyprzęgająca światło powierzchnia może być zaprojektowana w taki sposób, aby światłowód 5 emitował światło jednorodne na całej powierzchni. Alternatywnie, spiralnie zawinięty światłowód, może mieć na celu emitowanie większej ilości światła z części spiralnej 52 oraz mniejszej z części 51, tworzących połączenie pomiędzy częścią spiralną 52 oraz półprzewodnikowym źródłem światła 4. Można to osiągnąć, na przykład, poprzez dobór twardości powierzchni wzdłuż światłowodu 5. W ten sposób, emisja wzdłuż światłowodu bardzo przypomina emisję światła przy pomocy żarnika węglowego Na fig. 1, oba końce 10 światłowodu 5 są połączone z półprzewodnikowym źródłem światła 4. Światło emitowane przez wspomniane półprzewodnikowe źródło światła 4 teraz wchodzi do światłowodu 5 po obu stronach, co prowadzi do bardziej jednorodnego rozprowadzenia światła wzdłuż światłowodu 5. Alternatywnie, tylko jeden z końców 10 światłowodu 5 może być sprzężony optycznie z półprzewodnikowym źródłem światła 4, w tym przypadku drugi koniec 10 nie znajduje się w kontakcie optycznym z półprzewodnikowym źródłem światła Kolejną opcją jest to, aby optyczne sprzężenie obu końców 10 światłowodu 5 do różnych diód LED z półprzewodnikowego źródła światła 4, i umożliwić tym samym powstanie większej mocy światła w urządzeniu oświetlającym W przykładzie wykonania według Fig. 1 osłona 9, która zapobiega przed bezpośrednim wglądem w kierunku źródła światła, otacza półprzewodnikowe źródło światła Jeśli bańka 2 jest wykonana z przezroczystego szkła, to urządzenie oświetlające 1 będzie miało wysoką wartość dekoracyjną. Za pomocą bursztynowych diód LED i spiralnie zawiniętego

7 światłowodu, to urządzenie oświetlające 1 będzie bardzo przypominało znane powszechnie żarówki z żarnikiem węglowym, które są często używane do tworzenia miłej atmosfery. Żarówka z żarnikiem węglowym ma tę wadę, że jest kosztowna i delikatna, oraz ma bardzo małą skuteczność świetlną. Urządzenie oświetlające 1 według wynalazku eliminuje te niedogodności: może być wykorzystane do stworzenia przyjemnej atmosfery, jednocześnie zapewniając wytwarzanie dużej ilości światła, wraz z bardzo długą żywotnością. Poprzez porównanie, bursztynowe diody LED mają typową skuteczność świetlną m / W i żywotność ponad godzin, natomiast porównując żarówki z żarnikiem węglowym posiadają skuteczność świetlną na poziomie 2 3 1m / W i żywotność mniejszą niż 1000 godzin. To sprawia, że tego rodzaju urządzenia oświetlające szczególnie nadają się do profesjonalnych zastosowań dekoracyjnych, w których bardzo ważnym jest, aby generować niskie koszty obsługi wraz z niskim zużyciem energii Inną cechą, która może być włączona do urządzenia oświetlającego 1 jest powłoka 6 z materiału luminescencyjnego na wewnętrznej stronie bańki 2. Ta powłoka 6 może zmienić kolor światła emitowanego przez półprzewodnikowe źródło światła 4. Ponadto wygląd urządzenia oświetlającego 1 kiedy bańka 2 jest w kształcie tradycyjnej żarówki, będzie bardzo podobny do powszechnie znanej lampy żarowej. Te urządzenia oświetlające są bardzo odpowiednie do zastąpienia lamp żarowych Fig. 2 i 3 przedstawiają przykłady wykonania półprzewodnikowego źródła światła zawierającego trzy diody LED 41, 42, 43. Korzystnym jest gdy te trzy diody LED 41, 42, 43 posiadają trzy różne kolory, na przykład, czerwony, zielony i niebieski. Wtedy możliwe jest dostosowanie urządzenia oświetlającego 1 do wszystkich kolorów zgodnie z trójkątem barw CIE 1931 wykresu chromatyczności, z trzema kolorami diód LED znajdujących się na wierzchołkach. W szczególności umożliwia to wybór wielu różnych białych ustawień Na fig. 2, światło emitowane przez trzy diody LED 41, 42, 43 jest mieszane przed wejściem do elementów optycznych 5, takich jak, na przykład, światłowód. Trzy kolory mogą być mieszane przez element rozpraszający światło 11, który jest umieszczony na górze i jest w połączony optycznie z diodami LED 41, 42, 43. Końce 10 światłowodu są połączone optycznie z tym elementem rozpraszającym światło 11, aby odebrać jednorodne, zmieszane światło.

8 0029 Na Fig. 3, światłowód jest stosowany dla każdej diody LED 41, 42, 43 z półprzewodnikowego źródła światła 4. Światłowód może być połączony z każdą diodą LED 41, 42, 43, w podobny sposób jak w przypadku tylko jednej diody LED. To urządzenie oświetlające 1 ma jeszcze wyższą wartość dekoracyjną, ponieważ będzie miało trzy światłowody, przy czym każdy emituje światło o innym kolorze Jest to korzystne, gdy urządzenie oświetlające 1 według niniejszego wynalazku może być stosowane jako zamiennik do powszechnie stosowanych lamp żarowych. Dlatego też korzystnym jest, gdy podstawa 3 urządzenia oświetleniowego 1 jest podstawą na gwint albo podstawą bagnetową. Zwłaszcza, podstawy z gwintem typu E14, E26 i E27 są często stosowane do lamp Dla urządzenia oświetlającego 1, aby było w pełni zgodne ze standardem lampy żarowej, konieczne jest, aby wspomniane urządzenie oświetlające 1 zawierało elektroniczne elementy zasilające 7 wyposażone w zasilacz do przekształcania napięcia zasilania sieciowego zwykle 230 V AC lub 110 V AC do sygnału wyjściowego nadającego się do zasilania półprzewodnikowego źródła światła 4, zwykle około 2 V DC. Dodatkowo, te elektroniczne elementy zasilające 7 mogą zawierać układy elektroniczne do kontroli koloru i intensywności świecenia lub ustawienia strumienia światła urządzenia oświetlającego 1. Barwa i intensywność mogą być sterowane przez pilot zdalnego sterowania, przyciskami na podstawie 3 lub przez innego rodzaju interfejs użytkownika. W tym celu elementy zasilające 7 mogą zawierać zasilacz oraz jednostkę sterowania do ustawienia intensywności oraz koloru. Te elektroniczne elementy zasilające mogą być zawarte w podstawie Niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do urządzeń oświetlających o kształcie konwencjonalnych żarówek z przezroczystą bańką lub z bańką pokrytą materiałem luminescencyjnym na wewnętrznej stronie oraz zawierających standardowe podstawy. Wynalazek ma również zastosowanie w cylindrycznych lampach tubowych, na przykład, łączniki na obu końcach tuby, ale również może być brany pod uwagę w niekompatybilnych urządzeniach oświetlających Podsumowując, wynalazek dotyczy urządzenia oświetlającego 1, obejmującego bańkę 2, podstawę 3, półprzewodnikowe źródło światło 4 i światłowód 5, posiadające wyprzęgającą światło powierzchnię i

9 dwa końce 10, półprzewodnikowe źródło światła 4 jest optycznie sprzężone z co najmniej jednym końcem wspomnianego światłowodu 5. Zastosowanie spiralnie zawiniętego światłowodu 5 i przezroczystej bańki 2 w kształcie konwencjonalnej żarówki dotyczy urządzenia oświetlającego 1, które wygląda bardzo podobnie do konwencjonalnej lampy żarowej, takie jak, na przykład żarówki z żarnikiem węglowym. Długa żywotność i wysoka skuteczność diody LED jako półprzewodnikowego źródła światła 4 stanowić będzie urządzenie oświetlające 1 bardzo atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnych lamp żarowych. Urządzenie oświetlające 1 według niniejszego wynalazku ma inną zaletę, mianowicie taką, że duża gama kolorów może być wybrana i dostosowana przez użycie, na przykład czerwonej, zielonej i niebieskiej diody LED we wspomnianym urządzeniu oświetlającym 1. Elektronika dla sterowania i kontroli ustawień intensywności i kolorów może być zastosowana w urządzeniu oświetlającym 1.

10 Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie oświetlające (1) zawierające bańkę (2), podstawę (3) i półprzewodnikowe źródło światła (4), znamienne tym, że urządzenie oświetlające (1) ponadto zawiera światłowód (5) zaopatrzony w wyprzęgającą światło powierzchnię oraz w dwa końce (10), półprzewodnikowe źródło światła (4), jest optycznie sprzężone z przynajmniej jednym z końców (10) światłowodu (5). 2. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że półprzewodnikowe źródło światła (4) zawiera co najmniej jedną diodę LED. 3. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 2, znamienne tym, że półprzewodnikowe źródło światła (4) zawiera trzy diody LED, które podczas działania, emitują światło o różnych barwach. 4. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, zawiera światłowód (5) dla każdej z trzech diód LED. 5. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 1, 2, 3 albo 4, znamienne tym, że światłowód (5) jest spiralnie zawinięty. 6. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 1, 2, 3, 4 albo 5, znamienne tym że oba końce (10) są połączone z półprzewodnikowym źródłem światła (4). 7. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że półprzewodnikowe źródło światła (4) zawiera dwie diody LED dla każdego światłowodu (5), sprzężone z końcami (10) wspomnianego światłowodu (5). 8. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 5, znamienne tym, że spiralnie zawinięty światłowód (5) zawiera spiralną część (52) i części (51) tworzące połączenie pomiędzy częścią spiralną (52) i półprzewodnikowym źródłem światła (4), przy czym spiralnie zawinięty światłowód jest zaprojektowany tak, że stosunkowo więcej światła emituje z części spiralnej (52), i mniej z części (51) tworzących połączenie pomiędzy częścią spiralną (52), a półprzewodnikowym źródłem światła (4).

11 9. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, znamienne tym, że bańka (2) ma wewnętrzną powierzchnię, która to powierzchnia zaopatrzona jest w powłokę (6) z materiału luminescencyjnego. 10. Urządzenie oświetlające (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że podstawa (3) ma podstawę na gwint (8), albo bagnet. 11. Urządzenie oświetlające (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że urządzenie oświetleniowe (1) zawiera elektroniczne elementy zasilające (7) zaopatrzone w źródło zasilania dla zasilania półprzewodnikowego źródła światła (4). 12. Urządzenie oświetlające (1) według zastrzeżenia 11, znamienne tym, że elektroniczne elementy zasilające (7) są dodatkowo zaopatrzone w jednostkę sterującą, która jest przystosowana do sterowania mocą światła i / lub kolorem wspomnianego urządzenia oświetlającego (1).

12

13

14