CN1047691C - 可自由变色的全集光固体光源 - Google Patents

Abstract

用工程塑料注塑一个桶状管座，桶的上部形成一个符合抛物面方程的抛物面反射体，反射体镀有全反射的反射膜镀层，在抛物面反射体的焦点位置，设置有一开口朝下的半球状凹面，该凹面内放置有三个红绿兰基色的发光二极管芯片，并用金丝分别与其对应的三个阳极连接，然后用全透明环氧树脂灌注整个抛物面腔体内，调整每个发光二极管电流的大小，可自由改变光源的颜色，用若干个单体固体光源，可组合成光阵，构成一个光阵信号灯或全色显示屏。

Description

可自由变色的全集光固体光源

一种可自由变色的全集光固体光源，属半导体发光器件。

已有的发光二极管集光方法，一般是采用一次聚光反射，即把若干发光二极管芯片置于一个能聚光反射的凹面体内，通过凹面体聚光反射和安装二极管芯片的印刷板平面的直射，以增加光亮度，如中国专利85104012A；美国专利5068771也只是把一个发光二极管置于一个锥状反射腔内集光，以增加光亮度，但上述专利的集光角都很小，传送距离近、光效低，特别是其发光颜色只有红、黄、绿、兰几种，使用范围受到限制。

本发明的任务是用三个红、绿、兰三基色发光二极管芯片置于一个开口面朝下的半球状凹面内，半球状凹面设置于一个远大于该半球状凹面的抛物面反射体的焦点位置，实施二次光反射，以达成自由变色全集光固体光源目的。

本发明的方案是这样实现的，用工程塑料注塑一个桶状管座，桶的上部形成一个符合抛物面方程的抛物面反射体，反射体镀有全反射的反射膜镀层，在桶状管座的两侧，有在注塑过程中置入的四根金属支架，每根金属支架都有一水平臂伸向管座中心，并分别有一段下垂体形成四个脚伸于抛物面反射体的焦点处，其中一个脚构成发光二极管的阴极，其余三个脚构成发光二极管的阳极，在该阴极位置设置有一个开口面朝下的半球状凹面，并与抛物面反射体相对应，前者的凹面半径远小于抛物面反射体的半径，在半球状凹面内用导电银胶粘结三个红绿兰基色的发光二极管芯片，并用金丝分别与三个阳极连接，然后用全透明环氧树脂灌注整个抛物面腔体内，调整每个发光二极管电流的大小，可自由改变光源的颜色，为了控制光源的散射角，在抛物面反射体的端口，安装一个透镜；利用本发明的单体光源组合成各种光源阵列，可以构成信号灯或全色大屏幕显示器。本发明的优点是集光角可达到4π，光效高，可远距离传送，调整发光二极管芯片电流大小，可以自由改变光源的颜色，可用在交通信号、铁路信号、航标信号、航空信号及矿井照明灯等，体积小，功耗低，抗震性能好，应用范围广。

本发明有如下附图：

附图1是本发明侧视剖视图。

附图2是附图1的俯视图。

附图3是附图1中的半球面6的A向放大视图。

下面结合附图叙述本发明的实施例。

附图1是本发明侧视剖视图，图中的3是用工程塑料注塑成一个桶状管座，桶的上部形成一个内凹的抛物面反射体2，反射体2镀有全反射金属膜镀层，在管座3的两侧位置，注塑有在注塑过程中置入的四根金属支架1，每根金属支架都有一水平臂伸向管座中心，并分别有一段下垂体形成四个脚伸于抛物面反射体2的焦点F位置，其中一根支架下面的脚构成发光二极管的阴极4，在阴极4的底部挖有一个开口面朝下的半球状凹面6，在该凹面6内用导电银胶粘结三个基色为红、绿、兰的发光二极管芯片5，其余三个支架下面的脚构成发光二极管的三个阳极10、7、8，并用金丝9分别与三个芯片5连接，半球状凹面6的半径远小于抛物面反射体2的半径(通常在50-100倍之间)，发光二极管三个阳极的位置在半球状凹面6的外侧但尽量靠近三个芯片5，在抛物面反射体2的腔内，用全透明环氧树脂12灌满整个腔体，为了控制光源的散射角，在抛物面端口，安装一透镜11；附图2是附图1的俯视图，在桶的两侧位置，与管座3注塑在一起的金属支架1，近中心位置有阴极4，半球状凹面6，阳极7、8、10；附图3是附图1中的半球状凹面6的A向放大视图，图中可见发光二极管阴极4的底部有半球面6，凹面内有三个发光二极管芯片5，在半球面6的外侧但靠近芯片5处有发光二极管的三个阳极7、8、10，并用金丝9分别与三个芯片5连接，由于发光二极管的光强度和工作电流近于线性，控制发光二极管的工作电流，可改变发光二极管芯片的亮度，从而可以自由改变光源的颜色，由附图1可见，三个红、绿、兰芯片发出的光，经半球面6朝下一次反射后，又经抛物面反射体2的向上第二次反射，相当于两次集光，使集光角近于4π，抛物面反射体2既是一个全反射屏，又是一个混色屏，既可自由变色，又能达到全集光和超高光效目的；本发明用作铁路、航海、航空、及交通信号灯时，可用若干枚单体固体光源组合成不同组合形式的光阵信号灯，例如用三十七个单体固体光源排列成七排，中间一排七个，上下逐行减一个，构成一种光阵信号灯，或用更多的固体光源组成更远距离传送的光阵信号灯，本发明用作全色显示器时，根据显示器屏幕大小，用若干单体固体光源排列成一个阵列，构成一种固体光源阵列显示屏，控制每一个单体固体光源中红、绿、兰三个芯片的工作电流大小，达成超大屏幕、超高光效彩色显示目的。

Claims (2)

1，  一种可以自由变色的全集光固体光源，其特征在于：在抛物面反射体(2)的焦点(F)处，设置一个内凹的开口面朝下的半球面(6)，半球面(6)在发光二极管阴极(4)上，半球面(6)的半径远小于抛物面反射体(2)的半径，在半球面(6)内放置三个红、绿、兰三基色发光二极管的芯片(5)，在半球面(6)外侧靠近三个发光二极管芯片(5)处，分别设置三个阳极(7，8，10)，用金丝(9)与三个芯片(5)连接，在半球面(6)内的发光二极管芯片发出的光，经半球面(6)一次反射和抛物面反射体(2)的二次反射，至抛物面反射体(2)的端口，在该端口安装有有一个透镜(11)。

2，  按权利要求1所述的可以自由变色的全集光固体光源，其特征在于：抛物面反射体(2)是用工程塑料注塑在一个桶状管座(3)上，反射体(2)上镀有全反射金属膜，在管座(3)的两侧有在注塑过程中置入的四根金属支架(1)，每根金属支架(1)有一水平臂伸向抛物面的中心，并有一段下垂体形成四个脚伸于抛物面反射体(2)的焦点(F)位置，其中一根支架下面的脚构成发光二极管的阴极(4)，在阴极(4)的下端，设置有一个内凹的开口面朝下的半球面(6)，另外三根支架下面的脚构成发光二极管的阳极(10，7和8)。

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