[发明专利]光学节能型发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及该发光二极管的管身。

背景技术

随着社会和经济的发展，发光二极管的应用领域越来越宽广，每年生产的数量都成倍增长。家用电器、电气设备、电器仪表上的各种指示灯是发光二极管在这些领域中较早的应用；接着它又被应用于各类公共设施、灯光设置、汽车制造、仪表制造等。现在，现代生活中发光二极管几乎无处不在、无时不有。马路、地铁、高架路上的各种信号灯、指示灯、信息指示牌，变幻的广告牌，股市中的显示牌，琳琅满目的各种灯饰，都在为经济发展和社会生活发挥着巨大的作用，每年耗用的发光二极管在中国以数百亿计，在全世界更是惊人的数字。这么多发光二极管所耗用的电能也成了能源消费的一个越来越突出的方面。

迄今为止，对发光二极管的研究主要集中在管芯上，管芯在材料、发光效率、制作工艺、使用寿命等方面都不断取得进步和提高。但是，人们却不太重视管身，特别是很少研究光学在管身上的应用及其效果。发光二极管制作厂的制作方式是，根据市场或具体用户对最终产品性能方面的需要，采购管芯，引出合适的管脚，然后将管芯封装到认为合适的管身内。被采用的发光二极管其管身大多是子弹头形的，少数是扁子弹头形、长方体的，等等。所形成的出射光束有的是发散的，有的有一定的会聚性，即在受光面上形成某种光斑。但一般都不考虑或很少考虑充分利用光能，从而节约能源的问题。申请人调查过江浙一带一些较大的发光二极管生产厂，他们都大量生产各种尺寸、各种亮度的标准管，即子弹头管。如果遇有特殊出射光束要求，也都在用户有较大订货量的前提下，试制到满足要求就可以了。至于如何应用光学原理，充分利用光能，节约电能的问题，一般都不很重视。有的管子甚至是阶梯形的(如图1所示)，真正被利用的仅仅是很小一部分光能，而主要部分的光能都被浪费了。

图1是现有技术中一种阶梯形管身的示意图，产品所利用的仅仅是其顶端小柱面处所发出的光，管芯发光的绝大部分都被无端地浪费了。而且，现有技术中许多管芯都不设管芯池，任由管芯发光四处发散。积少成多，这种浪费其实是十分惊人的。

由于发光二极管的使用数量极其巨大，并且越来越大，上述非节能型发光二极管所形成的电能的浪费是十分惊人的，并且在不少情况下，电能的浪费还带来光污染。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种光学节能发光二极管，旨在解决上述的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：管芯，管身；所述管身的主体是一个椭球冠；椭球冠的顶端部分可以是向外的凸椭球面或者是向内的凹椭球面；管芯固定安置在管身内的管芯池中；所述的管芯池的光轴与椭球冠同轴；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提高光能利用率，充分实现出射光的各种技术要求。

附图说明

图1是现有技术中一种阶梯形管身的示意图；

图2是本发明聚焦型的结构图；

图3是本发明的部分光列光路图；

图4是应用本发明在光显血压计中作为扫描光针的光学节能型发光二极管结构图；

图5A是使用传统发光二极管作为扫描光针的示意图；

图5B是应用本发明作为扫描光针的示意图；

图6A是应用传统发光二极管和光学节能发光二极管的箭头灯的示意图；

图6B是应用本发明的箭头灯的示意图；

图7是适合于马路上的红绿灯使用本发明的结构示意图；

图8是本发明的发散型的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

由图2可见：本发明包括：管芯10，管身1；所述管身1的主体是一个椭球冠；椭球冠的顶端部分可以是向外的凸椭球面或者是向内的凹椭球面；管芯10固定安置在管身1内的管芯池11中；所述的管芯池11的光轴与椭球冠同轴；

所述管芯池11为碗形或盒形，内壁为反射膜。

管身对所用色光透明，沿光轴方向没有突变面；当需要聚焦时，顶端部分的折射面是凸椭球面，构成所需要的光学凸透镜，使近轴近似平行光在前方聚焦面处形成会聚；近底部的椭球面则尽可能构成对远轴光和非轴向光的全反射，对着这部分表面，不会明显看到发光的管芯；管芯安装在管身底部的管芯池中，保证反射光在管身内尽量呈轴向平行或会聚，以充分利用管芯所发出的光能；当需要出射光发散时，管身的冠顶取凹椭球面，构成所需要的光学凹透镜，使近轴近似平行光形成发散；