Газоразрядный осветительный элемент для цветодинамических устройств Советский патент 1993 года по МПК H01J61/40 

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, а также может быть применено в информационно-рекламных целях.

Цель изобретения - повышение эффективности эстетического воздействия.

Физические явления, позволяющие реализовать заявляемое устройство,состоят в следующем. При модуляции разрядного тока на частоте ионизационных волн (страт) имеет место эффект из визуализации, при этом распределение интегральной интенсивности свечения плазмы обладает узкими и резкими максимумами (фиг. 1). Если при этом люминофор нанесен на поверхность трубки в виде последовательности геометрических областей различной формы, например, колец, ромбов и т.д., то светиться будет только люминофор в тех участках, на которые приходится, максимум интёграль- ч ной интенсивности свечения. Желательно также подобрать порог возбуждения люминофора и разрядные условия (например, ток) так, чтобы интенсивность свечения в области вне максимума не переходила через него. Однако, это условие не является обязательным, если используются близкие цвета (например, красный, оранжевый, желтый) или же цвета, допускающие оптическое смешение с получением приемлемого тона (желтый, синий). При изменении глубины модуляции или частоты меняется длина периода визуальной структуры (в изуа л изо ванной волны), соответственно максимумы свечения будут приходиться на участки трубки с нанесенным на них люминофором с другим цветом свечения. Наиболее простым методом управления визуализованной структурой является способ, когда изменениям подвергается частота и (или) глубина модуляции управляющего синусоидального сигнала, при котором имеет место плавное изменение длины периода визуализованной структуры.

Устройство содержит газоразрядную трубку, на внутреннюю поверхность которой наносят ;люминофорное покрытие выбранной конфигурации. В том случае, когда требуется добиться плавного изменения цвета свечения трубки эти области пред(Л

С

00

о го

00

00

о

СА

ставляют собой последовательность колец различной ширины. Для плавного изменения цвета свечения также используют люминофоры с близкими цветами свечения (желтый, оранжевый, красный).

Метод управления длиной визуализо- ванной волны, описанный выше, наиболее прост с точки зрения конструкции трубки и управляющей электронной схемы, однако, в этом случае последовательность полос люминофора имеет неравномерную (неравномерно изменяющуюся) ширину.

Подбор ширины полос для случая двуцветной трубки иллюстрирует фиг. 2, на которой прямыми АВ обозначено изменение максимума свечения при изменении длины волны. Предполагается, что первый максимум остается неподвижным. Соответственно последующие максимумы смещаются по закону Ах пАА , п 1, ..., N. Жирными точками на фиг. 2 обозначено положение максимумов интегральной интенсивности свечения ионизационной волны при трех фиксированных частотах модуляции vi.vs.vg; изменение длины волны происходит в окрестности собственной частоты страт по приблизительно линейному закону: АЯ k AJ ,

Полосы люминофора двух различных цветов, например желтого и синего, показаны на фиг. 2 различной штриховкой. Как видно из фиг. 2, при длине волны At цвет свечения будет желтый, при увеличении же ее до Аа цвет свечения будет плавно меняться на зеленый, полученный в результате оптического смешения желтого и синего, а затем переходить, по мере приближения к Аз , в синий по всей длине газоразрядной трубки. Промежуточные слои светятся существенно слабее, но и в них проявляется эффект смешения - т.е. появляется зеленый цвет, что придает трубке дополнительную красочность и эффективность.

В соответствии с фиг. 2 для двуцветной газорязрядной трубки полосы на ее поверхность наносят поочередно, исходя при этом из формул

желтый цвет:-, -н

е., ю

синий цвет:

пА

N

„, 1°

где I ААо / 2 половина исходной длины .волны, А -- ЛАтэх приходящийся на последнюю страту максимальный интервал изменения ПОЛОЖРНИЯ мч гимумя полны.

равный также расстоянию между исходным положением последнего максимума и концом рабочего участка трубки. Трубка вне рабочего участка зачерняется. Для улучшения качества оптического смешения граница между полосами должна быть зубчатой. Начальный участок трубки, включая катодную область и первую страту, слабо меняет пространственное распределение интенсивности свечения при модуляции, поэтому его использование также нецелесообразно. Т.о. начало рабочего участка приходится на начало второй страты при длине волны АО.

Аналогичным образом полосы люминофора наносятся в случае трех цветов и т.д. Пример трехцветной трубки иллюстрирует фиг. 3. Как видно из фиг. 3 при длине волны Ai цвет свечения является красным по всей

длине разрядной трубки, при длине волны Аа- оранжевым, а при Аз- желтым. При этом, благодаря оптическому смешению цветос- вечения переходы совершаются плавно и незаметно для восприятия. Промежуточные

слои окрашены в желтый и красный цвета, что приводит к появлению в них оранжевого цвета свечения существенно меньшей интенсивности. В соответствии с фиг. 3 на поверхность газоразрядной трубки с тремя

цветами свечения полосы люминофора наносят поочередно, исходя при этом из формул

А пА красный: , -yg- + I, n 2, ..., N

пА оранжевый: , п 1, ..., N

40пД

и: --Ґ-,п 2.4. 6,8 ...

. , пА желтый: I - -у Использованы те же обозначения, что и в случае двуцветной трубки.

Пример конкретного выполнения.- Использовали прямую цилиндрическую трубку радиусом 4 см и длиной 60 см. Отметим, что при каждом конкретном наборе разрядных условий - давлении газа, радиусе трубки,

разрядном токе - частота страт является фиксированной. Это позволяет рассчитать ширину всех полос заранее. В настоящем примере использовали аргон, что не требует введения в разряд присадок ртути, и люминофоры марок Л-29, К-35, ЛР-1, обладающие при возбуждении их аргоном голубым, зеленым и синим цветами свечения соответственно. Приведенное давление установили равным 1 б Торр см что позволило варьировать длину волны страт в пределах от 3 до 6 см. Люминофорное покрытие наносили кольцами с чередующимися цве тами свечения в соответствии с фиг. 2. Т.о. ширину колец выбрали: 2, 3, 3, 16, 21, 4. 16. 22, 6, 12.23,7.7, 27, 8, 8мм.

Технико-экономическая эффективность предложенного изобретения заключается в повышении эксплуатационных и эстетических достоинств цветомузыкальных и ре- кламно-информационных устройств. Кроме того, может быть достигнута экономия материалов за счет совмещения свечения различных цветов в одной трубке. Экономия в данном случае определяется объемом использования изобретения.

0

5

Формула изобретения Газоразрядный осветительный элемент для цеетодинамических устройств, содержащий наполненную газом герметичную трубку с люминофорным покрытием на внутренней поверхности, отличзющий- с я тем, что, с целью повышения эффективности эстетического воздействия, люмино- форное покрытие выполнено из элементов с различными цветами, геометрические размеры и форма которых выбраны так, чтобы максимум визуализованной ионизационной волны возбуждающего их излучения приходился на середину участка с определенным цветом свечения.

Использование: в рекламно-информа- ционных целях. Сущность изобретения: на поверхность баллона осветительного элемента нанесены люминрфорные покрытия с различными цветами свечения. Форма и геометрические размеры элементов покрытия подбираются из условия совпадения их положения с положением максимумов визу- ализованной волны при различных параметрах модулирующего сигнала. 3 ил.

Я(№

Фаг./

Фи, г. 2