Оптический элемент светодиода

Полезная модель направлена на обеспечение максимальной концентрации излучения светодиода в направлении оптической оси, что приводит к увеличению силы света в этом направлении. Указанный технический результат достигается тем, оптический элемент светодиода содержит плоскую прозрачную оптическую поверхность с зеркализованным участком в ее центральной части в пределах предельного угла падения, а также тыльную оптическую систему, выполненную в виде зеркализованного параболоида, фокус которого пространственно совмещен с мнимым изображением излучающего кристалла в зеркалированной центральной и остальной части лицевой плоской прозрачной поверхности. 1 илл.

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована в конструкциях узкоизлучающих оптических систем светодиодов.

Известна конструкция оптического элемента светодиода, имеющего асферические рабочие поверхности с зеркализованными участками, полость с иммерсионной средой, теплосъемник и излучающий кристалл (О.А.Лебедев,, В.Е.Сабинин, С.В.Солк «Полимерная оптика для светоизлучающих диодов», ж. Светотехника, 2001, №5, с.18).

Недостатками известной конструкции является сложность формы рабочих поверхностей, что приводит к недостаточной концентрации светового потока, усложнению оптических элементов.

Технический результат заключается в обеспечении максимальной концентрации излучения светодиода в направлении оптической оси, что приводит к увеличению силы света в этом направлении.

Технический результат достигается тем, что оптический элемент светодиода содержит оптические поверхности, из которых лицевая выполнена плоской прозрачной с зеркализованным центральным участком в пределах предельного угла падения, а другая - тыльная выполнена в виде зеркализованного параболоида, фокус которого совпадает с мнимым изображением излучающего кристалла в зеркализованной центральной части лицевой плоской прозрачной поверхности.

На фиг.1 изображен оптический элемент светодиода, содержащий плоскую прозрачную оптическую поверхность 1 с зеркализованным участком 2 в ее центральной части в пределах предельного угла падения для материала элемента, а также тыльную оптическую систему, выполненную в виде зеркализованного параболоида 3, фокус которого F пространственно совмещен с мнимым изображением излучающего кристалла 4 в

зеркализованной центральной и остальной части плоской прозрачной поверхности 1, которая имеет диаметр (см. А.С.Шубин. Курс общей физики. М.: Высшая школа, 1976, с.311) равный:

D=2larctg_пр, причем

где: D - диаметр зеркализованной центральной части плоской прозрачной поверхности;

l - расстояние от плоской прозрачной поверхности до излучающего кристалла и от нее же до фокуса параболоида;

_пр - предельный угол падения;

n₀ - показатель преломления прозрачного материала оптического элемента.

Оптический элемент работает следующим образом. Лучи, исходящие от излучающего кристалла 4, отражаясь от плоской прозрачной поверхности 1 за счет либо зеркализованного участка 2, либо полного внутреннего отражения от остальной плоской прозрачной поверхности 1, расходятся, исходя из мнимого изображения излучающего кристалла 4 перед этой поверхностью. Затем лучи падают на тыльную параболоидную поверхность 3 и, отражаясь от нее, проходит параллельно оптической оси без преломления на плоской прозрачной поверхности 1.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет обеспечить максимальную концентрацию излучения в направлении оптической оси, что приводит к увеличению осевой силы света. Простота формы оптического излучателя обеспечивают его технологичность, компактность при широком угле охвата близким 180°.

Оптический элемент светодиода, содержащий оптические поверхности с зеркализованными участками и излучающий кристалл, отличающийся тем, что лицевая оптическая поверхность выполнена плоской прозрачной, центральный участок которой зеркализован в пределах предельного угла падения, а тыльная оптическая поверхность выполнена в виде зеркализованного параболоида, фокус которого совпадает с мнимым изображением излучающего кристалла в зеркализованной центральной и остальной части лицевой плоской прозрачной поверхности.