JP2007036166A

JP2007036166A - Long persistence light

Info

Publication number: JP2007036166A
Application number: JP2005240387A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nakamura; 繁夫中村; Michio Inamura; 三千男稲村; Toshio Shoji; 利男東海林
Original assignee: ADVANCED MATERIAL JAPAN CORP
Current assignee: ADVANCED MATERIAL JAPAN CORP
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption considerably by lighting a light without supplying power from an external power source and lighting for a long time even when a power source is turned off. <P>SOLUTION: A Peltier element unit 1 for converting heat gradient into the power, a charger 2 for storing the power energy, a light emitting part 4 for exciting photoluminescent phosphor with an LED, and a power supply mechanism for discharging the power stored in the charger 2 toward the light emitting part 4 when required are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱勾配をペルチェ素子により電力に換え、そのエネルギーでライトを点灯させ、さらに、その光で長残光蛍光体を励起し、電力供給が停止しても、点灯し続けるライトに関する。The present invention relates to a light that changes its thermal gradient to electric power using a Peltier element, lights the light with the energy, excites a long afterglow phosphor with the light, and continues to light even when power supply is stopped.

Technical background

ライトの電力供給は一次電池あるいは二次電池、または外部電源を用いていた。
ＬＥＤはＵＶあるいは青色発光であって、そのＵＶＬＥＤ光で３波長蛍光体を励起するか、あるいは青色ＬＥＤで黄色蛍光体を励起して白色光を発していた。The light was supplied with a primary battery, a secondary battery, or an external power source.
The LED emits UV or blue light, and the three-wavelength phosphor is excited by the UV LED light, or the yellow phosphor is excited by the blue LED to emit white light.

しかし、電池搭載については使用時間制限、過酷環境下での化学材料使用による劣化がある。また、外部電源については持ち運びが不便である。
また、常時点灯しているため、消費電力が大きく、電池の場合、消耗した後、充電あるいは交換を頻繁に行う必要がある。However, for battery mounting, there are limitations due to use time limitations and the use of chemical materials in harsh environments. Moreover, it is inconvenient to carry the external power supply.
Moreover, since it is always lit, power consumption is large, and in the case of a battery, it is necessary to frequently charge or replace after it is consumed.

本発明は、例えば、太陽光による発熱と、冷却材による放熱などのような熱勾配をペルチェ素子により電力に換え、そのエネルギーをコンデンサー等に充電し、必要なときに放電する電力供給機構と、蓄光蛍光体を励起するライトと組み合わせたことを特徴とする長残光ライト。The present invention is, for example, a power supply mechanism that changes heat gradients such as heat generation by sunlight and heat dissipation by a coolant with a Peltier element, charges the energy to a capacitor or the like, and discharges it when necessary, Long afterglow light, combined with light that excites phosphorescent phosphors.

以下、本発明の長残光ライトを具体化した実施形態１、２図面を参照しつつ説明する。Hereinafter, a long afterglow light according to the present invention will be described with reference to the first and second embodiments.

（実施形態１）図１に示すように、実施形態１の長残光ＬＥＤには脱着可能なペルチェ素子のユニット１とペルチェ素子が発生する電力を蓄える充電器２と電力供給をコントロールする回路３からなる。発光部４はＵＶＬＥＤと３波長の長残光蛍光体からなる。
ペルチェ素子のユニット内では、図１に示すように、集熱板５と放熱板６の間に発電用ペルチェ素子７が取り付けられている。(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, in the long afterglow LED of Embodiment 1, a detachable Peltier element unit 1, a charger 2 for storing electric power generated by the Peltier element, and a circuit 3 for controlling power supply Consists of. The light emitting unit 4 is composed of a UVLED and a long-wavelength phosphor with three wavelengths.
In the Peltier element unit, as shown in FIG. 1, a power generation Peltier element 7 is attached between the heat collecting plate 5 and the heat radiating plate 6.

電力を蓄える充電器２には、２次電池を使い。ペルチェ素子で発電した電力を充電する。
電力供給をコントロールする回路３は、図２に示すとおり、ＩＣリレーを使用し、５秒間隔で１秒間繰り返し点灯する回路となっている。A secondary battery is used for the charger 2 for storing electric power. The power generated by the Peltier device is charged.
As shown in FIG. 2, the circuit 3 for controlling the power supply uses an IC relay and is repeatedly lit for 1 second at intervals of 5 seconds.

発光部４は３７５ｎｍで発光するＵＶＬＥＤ８と、緑に蓄光するＥｕ：Ｓｒ４Ａｌ７Ｏ４とオレンジ色に蓄光するＥｕ：ＹＯ２Ｓｒと青色に蓄光するＥｕ、Ｎｄ：ＣａＡｌ２Ｏ４を混合した粉末９と集光レンズ１０からなる。The light emitting unit 4 includes a UVLED 8 that emits light at 375 nm, Eu: Sr4Al7O4 that stores green, Eu: YO2Sr that stores orange, Eu, Nd: CaAl2O4 that mixes blue, and a condenser lens 10.

以上のように構成された長残光ＬＥＤでは、図１に示すように、太陽光を集熱する集熱板５と熱伝導の良い材料で接合された放熱板６との温度差によって、発電用ペルチェ素子７に起電力を生じさせることができる。In the long afterglow LED configured as described above, as shown in FIG. 1, power is generated by a temperature difference between the heat collecting plate 5 that collects sunlight and the heat radiating plate 6 joined with a material having good heat conduction. An electromotive force can be generated in the Peltier element 7 for use.

こうして、発電用ペルチェ素子７で生じた起電力は、蓄電池２に蓄えられることとなる。そして、蓄電池２に蓄えられた起電力は、ＵＶＬＥＤ８を起動することに利用される。ＵＶＬＥＤ８から紫色のＵＶ光を発光し、そのＵＶ光を蓄光粉末９に照射することにより白色光が得られる。蓄光粉末は、緑と赤と青にそれぞれ蓄光する３種類の蓄光体から成り、それぞれが蓄光し、その光の混色によって白色光が得られる。この蓄光は、励起光源であるＬＥＤをＯＦＦにしても、６時間以上蛍光している。Thus, the electromotive force generated in the power generation Peltier element 7 is stored in the storage battery 2. Then, the electromotive force stored in the storage battery 2 is used to start the UVLED 8. White light is obtained by emitting purple UV light from the UVLED 8 and irradiating the phosphorescent powder 9 with the UV light. The phosphorescent powder is composed of three kinds of phosphorescent substances that respectively store green, red, and blue, each of which accumulates light, and white light is obtained by the color mixture of the light. This stored light is fluorescent for 6 hours or more even when the LED as the excitation light source is turned off.

このため、本発明によるＬＥＤライトには外部電源から電力を供給する必要がない。しかも、長残光蛍光体を用いることによって常時ＬＥＤを点灯させる必要がないため、電力供給及び省エネルギの相乗効果を発揮することができる。For this reason, it is not necessary to supply electric power from the external power supply to the LED light according to the present invention. And since it is not necessary to always light up LED by using a long afterglow fluorescent substance, the synergistic effect of electric power supply and energy saving can be exhibited.

したがって、実施形態１のＬＥＤライトでは、太陽光と放熱板の温度差が生じる部位を利用して、起電力を得ることにより、省電力を実現することができ、使用される照明費用を低廉させることができる。Therefore, in the LED light of Embodiment 1, it is possible to realize power saving by obtaining an electromotive force using a portion where a temperature difference between sunlight and a heat sink occurs, and reduce the cost of lighting used. be able to.

（実施形態２）図１に示すように、実施形態２の長残光ＬＥＤには脱着可能なペルチェ素子のユニット１とペルチェ素子が発生する電力を蓄える蓄電器２と電力供給をコントロールする回路３からなる。発光部は青色ＬＥＤ１１と黄色の長残光蛍光体からなる。
ペルチェ素子のユニット内では、図１に示すように、集熱板５と放熱板６の間に発電用ペルチェ素子７が取り付けられている。(Embodiment 2) As shown in FIG. 1, the long afterglow LED of Embodiment 2 includes a detachable Peltier element unit 1, a capacitor 2 for storing power generated by the Peltier element, and a circuit 3 for controlling power supply. Become. The light emitting part is composed of a blue LED 11 and a yellow long afterglow phosphor.
In the Peltier element unit, as shown in FIG. 1, a power generation Peltier element 7 is attached between the heat collecting plate 5 and the heat radiating plate 6.

電力を蓄える充電器２には、２次電池を使い。ペルチェ素子で発電した電力を充電する。
電力供給をコントロールする回路３は、図２に示すとおり、ＩＣリレーを使用し、数秒〜数分間隔で点灯、蓄光体を照射し、数分〜数時間消灯する回路となっている。蓄光体は消灯時間帯であっても数時間は蛍光を発する。
発光部４は４７０ｎｍで発光する青色ＬＥＤ１１と、オレンジ色に蓄光するＥｕ：ＹＯ２Ｓｒ粉末１２と集光レンズ１０からなる。A secondary battery is used for the charger 2 for storing electric power. The power generated by the Peltier device is charged.
As shown in FIG. 2, the circuit 3 for controlling the power supply is an IC relay that is turned on at intervals of several seconds to several minutes, irradiated with a phosphorescent material, and turned off for several minutes to several hours. Even if it is a light extinction time zone, the phosphor accumulates fluorescence for several hours.
The light emitting unit 4 includes a blue LED 11 that emits light at 470 nm, an Eu: YO 2 Sr powder 12 that accumulates orange light, and a condenser lens 10.

こうして、発電用ペルチェ素子７で生じた起電力は、蓄電池２に蓄えられることとなる。そして、蓄電池２に蓄えられた起電力は、青色ＬＥＤ１１を起動することに利用される。青色ＬＥＤ１１で、黄色の長残光蛍光体１２を励起し、白色光を発すライトが得られる。蓄光型長残光蛍光体は一定時間可視光を与えることによって長時間光を発光し続けることが出来る。しかし、図４に示すとおり、時間の経過に伴い、急激に輝度が低下し、１０数時間後には全く光を発光しなくなる。Thus, the electromotive force generated in the power generation Peltier element 7 is stored in the storage battery 2. And the electromotive force stored in the storage battery 2 is used for starting the blue LED 11. The blue LED 11 excites the yellow long afterglow phosphor 12 to obtain a light that emits white light. The phosphorescent long afterglow phosphor can continue to emit light for a long time by applying visible light for a certain period of time. However, as shown in FIG. 4, with the passage of time, the brightness rapidly decreases and no light is emitted after 10 hours.

本発明は、図５に示すとおり、比較的輝度が高い段階で明るいか思考を比較的短時間、間欠的に与え続けることによって、半永久的に高い輝度を持つ、発光が得られる。
このため、本発明によるＬＥＤライトには外部電源から電力を供給する必要がなく、長残光蛍光体を用いることによって常時ＬＥＤを点灯させる必要がないため、電力供給及び省エネルギの相乗効果を発揮することができる。As shown in FIG. 5, according to the present invention, light emission with a semipermanently high brightness can be obtained by intermittently giving a bright idea at a relatively high brightness level for a relatively short time.
For this reason, the LED light according to the present invention does not need to be supplied with electric power from an external power source, and it is not necessary to always turn on the LED by using a long afterglow phosphor. can do.

したがって、実施形態１および２のＬＥＤライトでは、集熱板と放熱板の温度差が生じる部位を利用して、起電力を得ることにより、省電力を実現することができ、使用される照明費用を低廉させることができる。Therefore, in the LED lights of Embodiments 1 and 2, it is possible to realize power saving by obtaining an electromotive force using a portion where a temperature difference between the heat collecting plate and the heat radiating plate is generated, and the lighting cost used. Can be made inexpensive.

The invention's effect

以上説明したように本発明の温度勾配を利用したペルチェ発電により、外部電源から電力を供給することなく照明を点灯させることを可能とした。また、長残光蛍光体をＬＥＤで励起することにより、電源を切っても長時間照明できる。さらに、電源を一定周期で短時間隔で点滅させることで消費電力を大幅に削減させることが出来る。As described above, Peltier power generation using the temperature gradient of the present invention enables lighting to be turned on without supplying power from an external power source. Further, by exciting the long afterglow phosphor with the LED, it can be illuminated for a long time even when the power is turned off. Furthermore, the power consumption can be greatly reduced by blinking the power supply at regular intervals and at short intervals.

長残光ＬＥＤの説明図である。It is explanatory drawing of long afterglow LED. コントロールする回路の説明図である。It is explanatory drawing of the circuit to control. 発光部の構造図である。It is a structural diagram of a light emitting part. 長残光蛍光体の残光時間を示す図であるIt is a figure which shows the afterglow time of a long afterglow fluorescent substance. 本発明を用いたライトの発行強度変化をしめす図であるIt is a figure which shows the issue intensity change of the light using this invention.

Explanation of symbols

１．ペルチェ素子のユニット
２．充電器
３．コントロール回路
４．発光部
５．集熱板
６．放熱板
７．ペルチェ素子
８．ＵＶＬＥＤ
９．蓄光粉末
１０．集光レンズ
１１．青色ＬＥＤ
１２．黄色蓄光粉末1. 1. Peltier element unit Charger 3. Control circuit 4. Light emitting unit 5. Heat collecting plate 6. Heat sink 7. Peltier element 8. UVLED
9. Phosphorescent powder10. Condensing lens 11. Blue LED
12 Yellow phosphorescent powder

Claims

A long afterglow light that combines a power supply mechanism that changes the thermal gradient to electric power using a Peltier device, charges the energy in a capacitor, etc., and discharges it when necessary, and a light that excites the phosphorescent phosphor.

A long afterglow light in which the phosphorescent phosphor is mixed with red, blue and green long afterglow phosphors so as to fluoresce white.

A long afterglow LED light in which the phosphorescent phosphor fluoresces yellow or orange when excited by a blue LED, and emits white light when the LED is turned on and fluoresces yellow or orange when the LED is turned off.

5. A long afterglow light which is provided with a flashing circuit in the light of claim 3 and 4 and emits light when turned on, and maintains brightness by long afterglow fluorescence when turned off.