SE512276C2 - Ljusavgivande anordning - Google Patents

Description

25 512 276 2 990209 P:\204022S.DOC SP/LH Uppfinningen Huvudändamålet med uppfinningen är att avlägsna de ovan angivna nackdelarna och att uppnå en ljusavgivande anordning, som är effektivare att åstadkomma en ljusstràle med begränsad spridning och som möjliggör att den ljusavgi- vande ytan hos LED alltid täcker maskens hela mönster.

Enligt uppfinningen àstadkommes detta genom att en ljusogenomtränglig mask med ett häl för ljus är anordad pá eller i direkt anslutning till en ljusavgivande yta hos ett ljusavgivande element i anordningen.

Vid ett rödpunktssikte används en reflekterande och fokuserande lins. Med det ovan angivna arrangemanget är den ljusavgivande ytan direkt synlig frán varje punkt av linsen.

Med samma ljusintensitet som åstadkommes av en kon- ventionell anordning kan diodströmmen minskas med en faktor av 5 - 10, vilket resulterar i en motsvarande ökning av batteriets livslängd.

Ritningsförteckning Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en schematisk längdsektion genom ett sikte med en ljusavgivande anordning, fig 2 är en sidovy av en tidigare känd ljusavgivande anordning, fig 3 är en vy uppifrån av en ljusavgivande anordning enligt uppfinningen, fig 4 är en sektion längs linjen IV-IV i fig 3 samt fig 5 är en sektion genom en ljusavgivande anordning enligt uppfinningen och tjänar till att illustrera ett speciellt drag hos uppfin- ningen.

Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform Det i fig l visade siktet har blott till ändamål att exemplifiera en användning av en ljusavgivande anordning enligt uppfinningen.

V W U 20 25 35 - 512 276 990209 P:\204022S.DOC SP/LH Detta sikte har ett optiskt element, såsom en lins, som är fäst vid den främre änden hos en som ett rör 2 for- mad ljuskanal. Detta rör har cirkulär tvärsektion. Det optiska elementets diameter kan exempelvis vara 35 mm. Vid ljuskanalens andra ände är fäst ett transparent fönster 3, som vetter mot ögat 4 hos den skytt som använder ett icke visat vapen pà vilket siktet är monterat.

Det optiska elementet 1 består av en lins med en mot det transparenta fönstret 3 riktad, konkav sida och en kon- vex, motsatt sida. Den konkava sidan är sfäriskt eller paraboliskt formad. Det optiska elementets 1 brännpunkt faller inom ljuskanalen under dess centrumlinje. I bränn- punkten finns en ljusavgivande anordning, företrädesvis en lysdiod (LED) 5, kombinerad med en mask för att producera en riktpunkt i form av en punkt, ett kors, en ring eller liknande.

Elementets 1 inneryta är täckt med ett delvis reflek- terande skikt la, som är reflekterande för ljus i ett visst, definierat váglängdsintervall, exempelvis runt väg- längden 630 nm, d v s blott rött ljus, medan ljus av alla andra våglängder passerar genom elementet huvudsakligen utan reflektion, vilken våglängd är vald i beroende av väg- längden hos det fràn LED 5 avgivna ljuset.

Den konvexa sidan hos elementet 1 är täckt med ett antireflexskikt lb, en s k AR-beläggning, för att undvika reflektioner från denna sida av det optiska elementet och särskilt från LED 5. Om det optiska elementet 1 består av mer än en lins, skulle beläggningen företrädesvis vara på den inre linsens konvexa sida.

Med denna konstruktion kommer skyttens öga 4 att se en röd riktpunkt överlagrad på bilden av omgivningarna eller mälet, då han tittar genom siktet. Förutsatt att siktet är riktigt monterat pà vapnet, behöver skytten bara placera den röda riktpunkten på målet för att kunna träffa det vid avfyring av vapnet. 10 512 276 Å 4 990209 P : \204022S .DOC SP/LH En konventionell LED är illustrerad ganska schema- tiskt i fig 2. Ett ljusavgivande element 6 är anordnat pà en bas 7. Ett plasthölje 8 är monterat på basen 7 över ele- mentet 6 och kan ha den visade formen för att på ett riktigt sätt rikta ljuset från elementet 6. En mask 9 med en öppning 9' är placerad över änden av höljet 8 för att definiera formen hos riktpunkten och maskera bort icke önskvärt ljus. Normalt är öppningen 9' cirkulär (för erhàl- lande av en riktpunkt i form av en punkt) och kan exempel- vis ha en diameter av 0,06 mm. Vid denna konventionella LED kan avståndet mellan elementets 6 ljusavgivande yta och masken 9 vara i storleksordningen 2 mm. Om man tar hänsyn till att ljusspridningen är proportionell mot kvadraten på detta avstånd, är det uppenbart att effektiviteten inte är tillfredsställande.

En ljusavgivande anordning enligt uppfinningen har följande konstruktion, varvid hänvisning görs till fig 3 och 4. På en elektriskt icke ledande basplatta 10 är anord- nade en elektrod 11 och en andra elektrod 12 av exempelvis guld eller aluminium eller någon annan lämplig metall. De kan vara formade på det i fig 3 visade sättet för att vara lämpligt nära varandra.

Ett ljusavgivande diodelement 13 med plana ytor är anordnat vid änden av anoden 11. Det för elementet 13 ut- nyttjade materialet är i och för sig konventionellt. Det kan exempelvis vara GaAlAs för att uppnå ljusavgivning i spektrets röda område (620 - 690 nm), GaP för det gröna om- rådet (540 - 570 nm) eller SiC för den blå delen (440 - 480 nm). Det föredrages att elementet 13 har en ljusintensitet av åtminstone 10 mcd vid en ström av 20mA.

En mask 14 med ett hål 14', cirkulärt för uppnående av en cirkulär ljusstràle, är anordnad direkt på diodelementet 13. Denna mask 14 kan vara framställd av exempelvis guld eller annan metall och ha en som exempelvis kan vara tjocklek av storleksordningen 1 - 5 um. Den kan vara 10 15 20 25 512 276 5 990209 P :\204022S.DOC SP/LH förångad eller sputterad direkt på elementet 13. Alterna- tivt kan den limmas eller målas därpå. Liksom vid den under hänvisning till fig 2 beskrivna, tidigare kända anord- ningen, kan hålet 14' ha en diameter av 0,06 mm.

Förbindningstràdar 15 av guld, aluminium eller något annat lämpligt material är anordnade att förbinda katoden 12 med maskens 14 översida. Dessa trådar kan ha en diameter av storleksordningen 5 um. Själva förbindningen kommer att beskrivas nedan under hänvisning till fig 5.

Den beskrivna ljusavgivande anordningen 10 - 15 kan vara anordnad i en öppning i en överplatta 16 förbunden med eller integrerad med basplattan 10. Materialet i plattorna 10, 16 kan vara glasfiberförstärkt epoxy eller keramiskt.

Som ett sent steg i framställningen av anordningen fylls öppningen i överplattan 16 med en opak massa 17 av svart bläck för att skydda anordningen mot läckning av icke önsk- värt ljus och mekanisk påkänning men för att lämna hålet 14' i masken 14 opåverkat, så att en ljusstràle kan avges därigenom vid drift av anordningen.

Den ljusavgivande anordningen visas i större skala i fig 5, som tjänar till att illustrera en konventionell förbindningsmetod till vänster och en ny och förbättrad metod till höger.

Vid det konventionella fallet är förbindningstråden 15 ansluten väsentligen vinkelrätt mot både elektroden 12 och masken 14, så att den bågformade tråden kan påverka den hålet 14' lämnande ljusstrålen, vänster i fig 5.

För att undvika detta problem och uppnå en konstruk- såsom illustreras till tion, där förbindningstråden är mindre känslig för mekanisk påverkan och helt kan skyddas av massan 17, ningstráden 15 förbindas huvudsakligen parallellt med mas- kan förbind- kens 14 yta med hjälp av s k ”wedge bonding”, såsom illust- reras till höger i fig 5. 10 512 276 fi, 6 990209 P:\204022S.DOC SP/LW Ett viktigt ändamål med att placera masken med dess hål så nära som någonsin är möjligt det ljusavgivande ele- mentet är att utnyttja ljuset, innan dess sfäriska sprid- ning har blivit för stor. Vid den konventionella anord- ningen enligt fig 2 sades avståndet från den ljusavgivande ytan till masken vara i storleksordningen 2 mm, medan det i den uppfinningsmässiga anordningen enligt fig 3 och 4 kan vara mindre än 0,05 mm. För en given ström kommer ljusin- tensiteten att förbättras avsevärt. Annorlunda uttryckt kommer det att vara möjligt att reducera strömmen för att uppnå en viss ljusintensitet. Reduktionsfaktorn kan i prak- tiken vara i storleksordningen 5 - 10, vilket resulterar i en förlängning av batteriets livslängd i samma storleksord- ning. Detta är av särskild vikt vid militära applikationer.

Claims (10)

U 20 25 30 512 276 7 990209 P:\20(O22S.DOC SP/LVI PATENTKRAV

1. Ljusavgivande anordning, företrädesvis en ljusav- givande diodanordning, som åstadkommer en ljusstràle med begränsad spridning, k ä n n e t e c k n a d därav, att en ljusogenomtränglig mask (14) med ett häl (l4') för ljus är anordnad pá eller i direkt anslutning till en ljusavgivande yta hos ett ljusavgivande element (13) i anordningen.

2. Anordning enligt krav 1, där ljusstràlen projice- ras mot en lins, k ä n n e t e c k n a d därav, att den ljusavgivande ytan hos det ljusavgivande elementet (13) täcker maskens hela mönster sett ur alla av linsen definie- rade vinklar.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av användningen av ett ljusavgivande diod- element (13) med en plan ljusavgivande yta, pà vilken mas- ken (14)

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att diodelementet (13) är av GaAlAs för ljusavgiv- ning i spektrets röda område (620 - 690 nm), GaP för den gröna delen (540 - 570 nm) eller SiC för den blå delen (440 - 480 nm).

5. S. Anordning enligt krav 3, är anordnad. k ä n n e t e c k n a d därav, att masken (14) är föràngad eller sputterad pá diodelementet (13).

6. Anordning enligt därav, att masken (14) är tet (13).

7. Anordning enligt därav, att en elektrod (ll), det ljusavgivande diodelemen- tec (13) (14) är anordnade på varandra som en enhet och att förbind- (15) till maskens fria yta. krav 3, k ä n n e t e c k n a d limmad eller målad pà diodelemen- krav 3, k ä n n e t e c k n a d av ett elektriskt ledande material och masken ningstràdar sträcker sig från elektroderna (12) 512 276 Pl 8 990209 P:\204022S,DOC SP/LW

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är inbäddad i en skyddande opak massa (17) med maskhålet (l4') lämnat opàverkat för ljusavgivning.

9. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att förbindningsträdarna (15) är förbundna huvudsak- ligen parallellt med maskens (14) fria yta.

10. Anordning enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av sin användning i ett sikte för ett vapen eller liknande utrustning.