ИСТОЧНИК СВЕТА

Полезная модель относится к полупроводниковым излучателям, а точнее к устройству источников света для круговых навигационных огней.
Известно применение лампы накаливания в составе светосигнальных приборов навигационного оборудования внутренних водных путей [1]. К недостаткам данного источника света относится наличие стеклянной колбы, сравнительно небольшой срок службы (500-1000 часов), особенно, при работе в прерывистом режиме, когда сопротивление нити накала в момент переключения изменяется в 5-10 раз. Применяемые цветные монохроматические светофильтры в светосигнальных устройствах в 4-5 раз сокращает дальность видимости по сравнению с белым огнем той же интенсивности.
Использование светодиодов разного цвета свечения [2] устраняет основные недостатки ламп накаливания. Светоотдача светодиодов существенно превосходит светоотдачу ламп накаливания с цветными фильтрами.
Известен также источник света, выполненный в виде монолитной гибридной интегральной схемы в корпусе из стандартного лампового цоколя и оптически прозрачного световода, внутри которого размещены кристаллы светоизлучающих диодов на теплопроводящем кристаллодержателе и встроенный отражатель, формирующий необходимую диаграмму направленности излучения [3].
Упомянутый источник света, в варианте конструкции пригодном для установки в светосигнальных устройствах плавучих или береговых навигационных огней (фиг.1 прототипа [3]), характеризуется относительно высокой сложностью и себестоимостью при массовом его производстве. Световой пучок кругового огня указанных источников света сформирован в плоскости горизонта перпендикулярно геометрической оси источника света. Изготовление и монтаж встроенного отражателя в форме параболоида вращения, размещение кристаллов на боковой грани кристаллодержателя для обеспечения
заданной индикатрисы излучения являются наиболее трудоемкими технологическими операциями.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое решение, состоит в упрощении устройства источника света и снижении себестоимости при его изготовлении.
Положительный результат достигается тем, что в источнике света, выполненном в виде монолитной гибридной интегральной схемы в корпусе из стандартного лампового цоколя и оптически прозрачного световода, внутри которого кристаллы излучающих диодов размещены на торце кристаллодержателя, направленность излучения в плоскости горизонта обеспечивается цилиндрической формой световода с коническим углублением на его торцевой поверхности. Число светоизлучающих кристаллов в интегральной схеме составляет не менее трех.
На фигуре изображена одна из возможных конструкций заявляемого устройства.
Источник света состоит из типового лампового цоколя 1, оптически прозрачного монолитного световода 2, светоизлучающих кристаллов 3, прикрепленных п-областью р-п перехода к торцевой поверхности теплопроводящего кристаллодержателя 4, электрически соединенного с корпусом цоколя 1. Р-область кристаллов проволочными выводами соединена с центральным электродом цоколя (на фигуре не показано). Таким образом, все светоизлучающие кристаллы электрически соединены параллельно. Лучи света 5 падают на внутреннюю поверхность конического углубления 7 световода 2 под углом больше критического, в результате чего происходит разворот светового пучка в плоскость горизонта (лучи 6). Коэффициент отражения лучей света, падающих под углом больше критического, близок к единице, в то время как отражение от полированного металлического отражателя прототипа не превышает 80%.
В предлагаемом устройстве количество кристаллов светоизлучающих диодов должно быть не менее трех. Экспериментально установлено, что при
отказе одного или даже двух кристаллов (короткое замыкание или обрыв) источник света продолжает оставаться работоспособным, а его остаточная сила света достаточна для обозначения положения фарватера.
2
Пример практического исполнения. Была изготовлена партия источников света предлагаемой конструкции с использованием цоколей P 19 S/13 в количестве 50 шт. Кристаллы (3 шт.) площадью 0,3*0,3 мм гетероэпитаксиальных структур GaAlInP были припаяны п-областью р-п перехода к торцевой поверхности теплопроводящего кристаллодержателя, который был соединен с корпусом цоколя источника света. Р-области кристаллов тонкими проводниками соединялись с центральным электродом цоколя. Далее весь блок герметизировался оптическим клеем ОК-72ф, таким образом, что при этом формировался цилиндрический световод с коническим углублением на его торце.
На натурных испытаниях экспериментальные образцы источников света в составе речных бакенов показали эксплуатационную пригодность их для обозначения фарватера реки и более высокую надежность по сравнению с однокристальными источниками света.
Источники информации:
1. И.Е.Шмерлинг. Навигационное оборудование внутренних водных путей. «Транспорт», М. 1988, с.30-32.
2. Б.Ф.Тринчук. Светосигнальная аппаратура на светодиодах. / Светотехника. 1997. №5 с.6-11
3. Антонов В.В., Бакин Н.Н. и др. Источник света. Пат РФ №2220478