183634. lajstromszámú szabadalom • Tökéletesített radiolumineszcens fényforrás
1 183 634 2 A találmány tárgya olyan tökéletesített radiolumineszcens fényforrás, melynél az átlátszó burkolatban levő lumineszcens anyag a burkolatba zárt radioaktív gáz sugárzásának hatására látható fényt bocsát ki. A radioaktív anyagokat már régóta használják lumineszcens fény előállításához. A radioaktív anyagok talán első gyakorlati hasznosítása éppen az ún. „világító festékek” előállításánál valósult meg. Napjainkban a kevésbé veszélyes, hosszabb élettartamú és nagyobb fényhozatallal rendelkező gáz halmazállapotú radioaktív izotóp sugárzásával gerjesztett lumineszcens fényforrások képviselik a legkorszerűbb színvonalat. Az ilyen típusú fényforrások felhasználásának széles körét jól jellemzi az 1177 347 sz. és az 1 197 261 sz. angol szabadalom. A gáz halmazállapotú radioaktív izotóp sugárzása által gerjesztett lumineszcens fényforrások fényerősségének javítására több megoldás született az utóbbi években. Mivel a felhasználás szempontjából csaknem minden esetben elegendő, ha a fényemisszió csak egy adott térszögben történik, különböző megoldásokat fejlesztettek ki a radiolumineszcens fényforrások fényének egy adott térszögbe történő irányítására és ezáltal a fényerő növelésére. Az 1 426 330 sz. angol szabadalom szerinti megoldás lényege, hogy a radiolumineszcens fényforrást egy parabola tükör optikai centrumába helyezi és a fényforrás által kibocsátott optikai sugárzást adott irányba vetíti. A megoldás hibája, hogy csak pontszerű fényforrás esetében valósulna meg tökéletesen az az elvárás, hogy összegyűjtse és adott irányba sugározza a fényforrás fényét. Azonban minél jobban megközelíti a fényforrás a pontszerűség kritériumát, annál kisebb az általa kibocsátott fény, illetve minél nagyobb a fényforrás és így a kibocsátott fény, ez annál kevésbé irányítható egy adott irányba. Az 1 164 623 sz. angol szabadalom a radiolumineszcens fényforrás fényerejét úgy növeli, hogy a fényforrás külső felületének egy részét fényreflektáló anyaggal borítja; a borítatlanul maradó rész fényáteresztő ablakként szolgál. Ez a megoldás az előzőnél lényegesen könnyebben elkészíthető, viszont hibája, hogy a fényforrás által kibocsátott fény nagy részének többször át kell haladnia a fénypor rétegen és a burkolaton, ami fényelnyelődéssel jár. Mind a két fent említett szabadalomban olyan radiolumineszcens fényforrást alkalmaznak, amelynél a burkolat belső felülete — a töltőcsonkot kivéve — teljesen borítva van fénypor réteggel; ennek vastagsága szigorúan meghatározott értékű lehet csak, ntivel a fénykibocsátás a rétegvastagság függvényében maximummal rendelkező görbével írható le. Ugyanis az optimálisnál vastagabb rétegnél a gerjesztett fény abszorpciója miatt, az ennél vékonyabb rétegnél a gerjesztő részecskék tökéletlen elnyelődése miatt csökken a fényforrás által kibocsátott fotonok számára. Az optimális rétegvastagság előállítása és ellenőrzése meglehetősen nehéz feladat, ezen kívül ennél az elrendezésnél még optimális rétegvastagság esetén is a fénykihozatal az elméleti értéknél lényegesen kisebb. Továbbá a fénykibocsátás a tér minden irányába közel egyenletes, ami a gyakorlati felhasználás szempontjából csaknem minden esetben felesleges, mivel a lumineszkáló fényforrásoknál elegendő az egy irányba történő fénykibocsátás. így a szükséges irányba kilépő fotonokat leszámítva a többi vagy nem hasznosul, vagy reflektálásuk szükséges, ami elég rossz hatásfokkal valósítható csak meg. A találmány tárgya olyan tökéletesített radiolumineszcens fényfonás, amelynél a burkolat belső felületének csupán egy meghatározott része van lumineszcens réteggel bevonva. A lumineszcens réteggel be nem vont felület fénykibocsátó ablakként szolgál. Azáltal, hogy a burkolat teljes belső felülete nincs bevonva lumineszcens réteggel, csökken a világító felület nagysága, viszont tekintettel arra, hogy a lumineszcens réteg egyazon oldalán történik a gerjesztő részecskék becsapódása, valamint a fényforrásból kilépő fény emittálása, lényegesen jobb hatásfokú a gerjesztő energia hasznosulása, mint a hagyományos megoldásnál, ahol a gerjesztő részecskék becsapódása és a fényforrásból kilépő fény emittálása a lumineszcens réteg ellentétes oldalán történik. A találmány szerinti megoldásnál a lumineszcens réteg a legjobban gerjesztett és ezért legfényesebb része van a szemlélő irányát figyelembe véve a legközelebb, majd az egyre kevésbé világító rétegek egyre távolabb helyezkednek el. A hagyományos megoldásnál viszont egy nem.világitó, illetve kevéssé világító réteg van legelöl és ezen keresztül látszanak az egyre fényesebb, de egyre hátrább levő és emiatt a valódinál kevésbé világosnak látszó rétegek. Azon kivül, hogy a gerjesztő energia lényegesen jobban hasznosul a lumineszcens rétegben a találmány szerinti megoldásnál, nincs szükség külön reflektáló felület kialakítására, hogy a gerjesztett fényt összegyűjtse és adott irányba sugározza, mivel a megfelelően kialakított lumineszcens réteg önmaga megvalósítja ezt. A lumineszcens rétegben gerjesztett fénynek csak az átlátszó, lumineszcens réteggel be nem vont burkolaton kell áthaladnia, ami a fényintenzitást csak igen kis mértékben csökkenti. A találmány szerinti megoldásnál a lumineszcens réteg vastagságának növekedésével a kibocsátott fény intenzitása folyamatosan növekszik és aszimptotikusan tart egy maximális értékhez. Mivel a lumineszcens réteg vastagsága nem limitált, a gerjesztő részecskék teljes mértékben elnyelethetők a lumineszcens rétegben, továbbá mivel a lumineszcens rétegvastagságának változása adott érték felett alig, vagy egyáltalán nem változtatja meg a felületi fényesség nagyságát, a világító felület előállítása és ellenőrzése leegyszerűsödik. Gyakorlatilag a lumineszcens réteg vastagságát olyan nagyra célszerű választani, hogy fénykibocsátás lényegében csak a hasznos oldalon legyen. A találmány szerinti tökéletesített radiolumineszcens fényforrás lehetséges kiviteli alakjai közül ötöt mutat be az 1. és 2. ábra. Az l.a ábra egy henger alakú, az l.b ábra egy lapított henger alakú, az l.c ábra egy legömbölyített téglalap alapú hasáb formájú kiviteli alak keresztmetszeteit, illetve hosszmetszeteit ábrázolja. A 2. a ábra egy lapított gömb alakú, a 2.b ábra egy hatszög alapú hasáb formájú kiviteli alak keresztmetszeteit ábrázolja. A tökéletesített radiolumineszcens fényforrás átlátszó, gáztömör 1 burkolata belső felületének egy része 2 lumineszcens réteggel van bevonva. A fényforrás 3 üregében a 2 lumineszcens réteggel érintkező radioaktív gáz van. A fényforrás 2 lumineszcens réteggel be nem vont része 4 fénykibocsátó ablakként szolgál. Azonos, illetve különböző színű fényt emittáló lumineszcens réteggel bevont fényforrások felhasználhatók világító jelek, alakzatok, betűk, számok, szimbólumok létrehozására. A 2.b ábrán bemutatott kiviteli alak különösen alkalmas különböző alakú és méretű, egybefüggően világító felüle-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
