CN100356597C - 多光路合成半导体发光器 - Google Patents

Abstract

本多光路合成半导体发光器包括多个发光二极管LED，主体为中轴对称凹曲面壳体，如半球面或抛物面，凹曲面为反光面，LED贴装在凹曲面上，相互串联或并联，其引线由壳体底部引出。曲面中轴线上固装反光球，反光球直径为通过其球心、垂直于中轴线的平面与凹曲面相交所得圆的直径的1/4～1/2，各LED均处于与反光球顶部相切的或通过反光球球心的、垂直于凹曲面中轴线平面的后方。壳体端口为透镜封闭。各LED的光射在反光球上，反光球将光反射出端口或到凹曲面上，凹曲面再将光向凹曲面端口反射。多个普通LED组合而成的本半导体发光器，功率可达10-500瓦。若用不同色的发光二极管搭配组合在同一发光器内，不同色的光聚集反射后，多光路合成为近于全色谱的光。

Description

多光路合成半导体发光器

(一)技术领域

本发明涉及一种半导体电光源，具体为一种多光路合成半导体发光器。

(二)技术背景

半导体发光二极管工作寿命长，发光稳定，耗能少，颜色多，被作为信号灯光广泛使用。但发光二极管功率较小，我国目前最大的发光二极管也只有3～5瓦。因单个发光二极管功率有限，其发光亮度难以满足要求。为提高亮度，一般显示屏是将多个发光二极管贴装于平面上，组成数字或图案。可这种平面式的组合多个发光二极管的装置也只能用于显示屏，不适合用作照明光源。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种多光路合成半导体发光器，将多个发光二极管组合，各光点的光聚集反射多光路合成，构成大功率的发光器。

本多光路合成半导体发光器包括多个半导体发光二极管，发光二极管为固定在绝缘基座上的发光芯片，芯片的引线从基座上绝缘引出，发光器的主体为具有中轴对称凹曲面的壳体，凹曲面可为半球面或抛物面，凹曲面为反光面，壳体凹曲面底部中心外为本发光器底座，多个发光二极管贴装在凹曲面上，发光二极管相互并联或串联，其引线由壳体底部引出。壳体凹曲面的中轴线上固装反光球，反光球球面为反光面，反光球直径为通过反光球球心、垂直于凹曲面中轴线的平面与凹曲面相交所得圆的直径的1/4～1/2。

凹曲面上的各个发光二极管所发的光照射在反光球上，反光球将光反射出凹曲面端口或者反射到凹曲面上，凹曲面再将反射到其上的光向凹曲面端口反射，形成多光路合成光源。只要反射的效率足够高，各发光二极管多光路合成的输出光功率将等于本发光器的输出光功率。多个普通的发光二极管组合而成的本多光路合成半导体发光器，功率可达10～500瓦。若用不同光谱色的发光二极管搭配组合在同一发光器内，不同色的光经聚集反射后，可多光路合成为近于全色谱的光。

(四)附图说明

图1本多光路合成半导体发光器实施例1的正视示意图；

图2为图1的A-A向剖面图；

图3为实施例1壳体半球面上发光二极管排列示意图

图4为本多光路合成半导体发光器实施例2的正视示意图；

图5为图4的B-B向剖面图；

图6为实施例2壳体抛物面上发光二极管排列示意图。

(五)具体实施方式

本多光路合成半导体发光器实施例1如图1、2、3所示，包括多个半导体发光二极管，发光二极管的引线从基座上绝缘引出，发光器的主体为具有凹曲面的壳体7，壳体7凹曲面为半球面，且为反光镜面，壳体7凹曲面底部中心外为本发光器底座5，多个发光二极管1按常规方法基座贴装在壳体7的凹半球面上，在圆周上均匀分布。发光二极管1相互串联或并联，壳体7底部有引线孔3，发光二极管1的正极负极引线经引线孔3引出。壳体7内底部中心固定径向支杆6，即支杆6处于壳体7的凹半球面的中轴线上。支杆6顶端固装反光球2，反光球2的球心位于壳体7半球面的中轴线上。反光球2直径为通过反光球2球心、垂直于半球面中轴线、在凹半球面内的圆的直径的1/4～1/2。本例中反光球2直径为通过反光球2球心、垂直于半球面中轴线的平面与凹半球面相交所得圆的直径的1/3。

壳体7端口的平面即与壳体7的凹半球面的中轴线垂直的球心圆面。反光球2前顶部与壳体7端口的平面相切，或者突出于该平面与之的距离为反光球2半径的1/6～1/4。本例中反光球2前顶部与壳体7端口的平面相切。底座5上固定接线板4，发光二极管1的引线与之连接。壳体7端口上连接透光镜8，透光镜8封闭半球面壳体7。透光镜8为均匀厚度的半球面透镜，或为聚光凸透镜。

本多光路合成半导体发光器实施例2如图4、5、6所示，与实施例1相类似，使用相同的零件标号。其发光器壳体7的凹曲面为抛物面，且为反光镜面，壳体7抛物面底部中心固定轴向支杆6，即支杆6处于壳体7的抛物面的轴线上。支杆6顶端固装反光球2，反光球2直径为通过反光球2球心、垂直于壳体7抛物面中轴线的平面与抛物面相交所得圆的直径的1/4～1/2。反光球2的球心位于壳体7抛物面的中轴线上，距抛物面顶点的距离为抛物面焦距的1～1.5倍。本例中反光球2的球心距抛物面顶点的距离为抛物面焦距的1.5倍。壳体7端口的平面与抛物面中轴线垂直。反光球2前顶部与壳体7端口的平面相切或者与之的距离小于反光球2半径。本例中反光球2前顶部与壳体7端口的距离为反光球2半径的3/4。各发光二极管1均处于通过反光球2球心、垂直于壳体7抛物面中轴线的平面的后方。壳体7端口上连接透光镜8，透光镜8封闭壳体7。透光镜8为均匀厚度的弧面透镜，或为散光凹透镜。

本多光路合成半导体发光器的壳体7的凹曲面可直接使用探照灯的反光罩，或其它灯具的球面、抛物面反光罩。

本多光路合成半导体发光器根据壳体7凹曲面的大小，其上贴装的发光二极管1可沿凹曲面分层按圆周排列，如图3、6所示。

本多光路合成半导体发光器所使用的发光二极管1可为一般平面封装技术中使用的发光二极管，即固定在绝缘基座上的发光芯片表面填充硅橡胶，硅橡胶中混有YAG荧光粉，芯片的引线从基座上绝缘引出。发光芯片的能量激发荧光粉发光。此光射到反光球2上再反射。此种结构的缺点为不利于散热，限制了发光二极管的功率。当发光器件温度过高或长期使用后，硅橡胶碳化或变质发光二极管即损坏。

本多光路合成半导体发光器采用的半导体发光二极管1为固定在绝缘基座上的发光芯片，芯片的引线从基座上绝缘引出，发光芯片表面不再填充硅橡胶，反光球2的表面涂敷有YAG荧光粉。发光二极管1的光射到反光球2上，激发其上的荧光粉发光，反光球发射的光部分直接射出端口，部分射到壳体7凹曲面上经其反射出端口。本多光路合成半导体发光器的发光二极管1因无硅橡胶封填，利于散热和提高发光功率，不易损坏。

Claims (10)

1一种多光路合成半导体发光器，包括多个半导体发光二极管，其特征为：

发光器的主体为具有中轴对称凹曲面的壳体(7)，凹曲面为反光面，壳体(7)凹曲面底部中心外为本发光器底座(5)，多个发光二极管(1)贴装在壳体(7)凹曲面上，在圆周上均匀分布，相互串联或并联，壳体(7)底部有引线孔(3)，发光二极管(1)的正极负极引线由引线孔(3)引出；壳体(7)曲面的中轴线上固装反光球(2)，反光球球面为反光面，反光球(2)直径为通过反光球球心、垂直于凹曲面中轴线的平面与壳体(7)凹曲面相交所得圆的直径的1/4～1/2。

2根据权利要求1所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

底座(5)上固定接线板(4)，发光二极管(1)的引线与之连接。

3根据权利要求1或2所述的半导体发光器，其特征为：

壳体(7)凹曲面为半球面，壳体(7)内底部中心固定径向支杆(6)，支杆(6)顶端固装反光球(2)，反光球(2)直径为通过反光球(2)球心、垂直于半球面中轴线的平面与凹球面相交所得圆的直径的1/4～1/2，反光球(2)的球心位于半球面的中轴线上；半球面壳体(7)端口的平面与半球面的中轴线垂直；反光球(2)前顶部与半球面壳体(7)端口的平面相切，或者突出该平面与之的距离为反光球(2)半径的1/6～1/4。

4根据权利要求3所述的半导体发光器，其特征为：

半球面壳体(7)端口上连接透光镜(8)，透光镜(8)封闭壳体(7)。

5根据权利要求4所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

所述透光镜(8)为均匀厚度的半球面透镜，或为聚光凸透镜。

6根据权利要求1或2所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

发光器壳体(7)的凹曲面为抛物面，抛物面壳体(7)底部中心固定轴向支杆(6)，支杆(6)顶端固装反光球(2)，反光球(2)直径为通过反光球(2)球心、垂直于壳体(7)抛物面中轴线的平面与抛物面相交所得圆的直径的1/4～1/2，反光球(2)的球心位于壳体(7)抛物面的中轴线上，距抛物面顶点的距离为抛物面焦距的1～1.5倍，抛物面壳体(7)端口的平面与抛物面轴线垂直，反光球(2)前顶部与抛物面壳体(7)端口的平面相切或者与之的距离小于反光球(2)半径；各发光二极管(1)均处于通过反光球(2)球心、垂直于壳体(7)抛物面中轴线的平面的后方。

7根据权利要求6所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

抛物面壳体(7)端口上连接透光镜(8)，透光镜(8)封闭壳体(7)。

8根据权利要求7所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

透光镜(8)为均匀厚度的弧面透镜，或为散光凹透镜。

9根据权利要求1或2所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

所述的半导体发光二极管(1)为固定在绝缘基座上的发光芯片，芯片的引线从基座上绝缘引出，反光球(2)表面涂敷有YAG荧光粉。

10根据权利要求1或2所述的多光路合成半导体发光器，其特征为：

所述壳体(7)凹曲面上贴装的发光二极管(1)分层按圆周排列。

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