多光谱固态发光器件及多光谱照射光源制造技术

本实用新型专利技术提供一种多光谱固态发光器件及多光谱照射光源，该多光谱固态发光器件包括封装基板，封装基板的承载面上设置有反射杯，反射杯的容纳空间内设置有至少两个能够发出不同波长光线的固态发光元件；封装基板两侧设置有至少两对电极，电极与固态发光元件的正负极相连；反射杯的出光口处还封闭设置有微透镜阵列，微透镜阵列与封装基板平行，且微透镜阵列上具有多个呈正交阵列排布的折射型半球形微透镜的一侧背向固态发光元件。本实用新型专利技术不仅具有取光效率高、封装体积小、各不同波长光线的空间角近似相同、光线准直平行、光斑均匀等优点，而且各不同波长光线在目标靶面的均匀光斑位置也近似相同，有效提高光动力治疗的临床效果。

Multispectral Solid State Light Emitting Devices and Multispectral Illumination Sources

The utility model provides a multispectral solid-state light-emitting device and a multispectral illumination light source. The multispectral solid-state light-emitting device comprises a package substrate, a reflecting cup is arranged on the bearing surface of the package substrate, at least two solid-state light-emitting elements capable of emitting different wavelength light are arranged in the space of the reflection cup, and at least two pairs of electrodes are arranged on both sides of the package substrate, and electrodes and solid-state light-emitting are arranged on the bearing surface of the package substrate. The positive and negative poles of the optical elements are connected, and the outlet of the reflector cup is also enclosed with a microlens array parallel to the encapsulated substrate. The microlens array has a number of refractive hemispherical microlenses arranged in orthogonal arrays on one side of the solid-state light emitting elements. The utility model not only has the advantages of high light extraction efficiency, small package volume, similar spatial angle of light of different wavelengths, parallel collimation of light rays and uniform spot, but also has the same uniform spot position of light of different wavelengths on the target surface, which effectively improves the clinical effect of photodynamic therapy.

【技术实现步骤摘要】
多光谱固态发光器件及多光谱照射光源
本技术涉及光学器件
，具体涉及一种多光谱固态发光器件及多光谱照射光源。
技术介绍
光动力治疗用光源是光动力治疗的核心与关键，光源的波长、光照功率密度、光照均匀度、不同波长光在有效照射区域内的光照功率密度分布曲面等技术指标直接影响光动力治疗的效果。现有技术中，通常采用多光谱固态发光器件作为光动力治疗用光源。然而，现有技术中的多光谱固态发光器件在封装时通常采用平面封装结构，或者再在平面封装结构的出光表面上增加一个半球形透镜，封装材料一般使用环氧树脂或硅胶等透明材料。前者由于存在光线临界角的“逸出锥”而使出射光能损失严重，而后者虽然提高了出光效率，但是由于不同波长光束经透镜后存在折射率以及空间角分布的差异，使得光束照射目标靶面时，会出现各个不同波长光束在目标靶面上形成的均匀照射光斑的位置不同。因此，将现有技术的多光谱固态发光器件阵列排布后作为光源应用在光动力治疗中，会导致出现光能利用率低、光照不均匀、不同波长的照射光斑在治疗区域表面位置不一致、治疗区域表面不同波长光照功率密度分布曲面形状差异较大等一系列问题，从而使光动力治疗临床效果不佳，制约了多光谱固态发光器件作为光动力治疗用光源的应用与发展。
技术实现思路
本技术实施例提供一种多光谱固态发光器件及多光谱照射光源，以解决现有技术中的多光谱固态发光器件阵列排布后作为光源应用在光动力治疗中出现的一系列影响光动力治疗效果的问题。第一方面，本技术实施例提供一种多光谱固态发光器件，包括封装基板，所述封装基板的承载面上设置有反射杯，所述反射杯的容纳空间内设置有至少两个不同波长的固态发光元件；所述封装基板两侧设置有至少两对电极，所述电极与所述固态发光元件的正负极相连；所述反射杯的出光口处还封闭设置有微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述封装基板平行，且所述微透镜阵列上具有多个呈正交阵列排布的折射型半球形微透镜的一侧背向所述固态发光元件。作为本技术第一方面的优选方式，所述固态发光元件包括在620～630nm波长范围内具有峰值波长的红光LED芯片、在520～530nm波长范围内具有峰值波长的绿光LED芯片以及在460～470nm波长范围内具有峰值波长的蓝光LED芯片。作为本技术第一方面的优选方式，所述红光LED芯片、所述绿光LED芯片和所述蓝光LED芯片呈等边三角形排布，所述红光LED芯片、所述绿光LED芯片和所述蓝光LED芯片相互之间的距离为0.1～0.2mm。作为本技术第一方面的优选方式，所述封装基板的两侧设置有三对所述电极，三对所述电极分别与所述红光LED芯片、所述绿光LED芯片和所述蓝光LED芯片的正负极相连。作为本技术第一方面的优选方式，所述微透镜的半径为0.05～0.25mm，所述微透镜的焦距为0.8mm，相邻所述微透镜的圆形底面之间的距离为0mm。。作为本技术第一方面的优选方式，所述微透镜的半径为0.15mm。作为本技术第一方面的优选方式，所述反射杯的出光口为矩形或圆形，所述微透镜阵列的形状与所述反射杯的出光口的形状相匹配。作为本技术第一方面的优选方式，所述反射杯的高度与所述微透镜的焦距相同。作为本技术第一方面的优选方式，所述封装基板的承载面上设置有绝缘表面层，所述绝缘表面层由导热陶瓷材料制成。第二方面，本技术实施例提供一种多光谱照射光源，包括线路板以及至少一个如上述第一方面中任一项所述的多光谱固态发光器件，各所述多光谱固态发光器件呈正交阵列排布在所述线路板上。本技术实施例提供的多光谱固态发光器件，将发出不同波长光线的固态发光元件直接裸露于空气中，降低了光学扩展量，然后通过在反射杯的出光口处封闭设置的微透镜阵列收集各个固态发光元件在大角度发光范围内的光线，从而获得具有较小发散角的准直平行细光束，较大程度上减少了光能损失，提高了取光效率。同时，经过微透镜阵列后形成的准直平行细光束将各个不同波长的光线的空间角分布差异约束成很小，使得不同波长的光线在目标靶面形成的均匀照射光斑的位置相同，光照功率密度分布均匀，从而使得由多光谱固态发光器件组成的多光谱照射光源应用在光动力治疗中时，其临床治疗效果较佳。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1(a)为现有技术中的一种多光谱固态发光器件的结构示意图；图1(b)为现有技术中的一种多光谱固态发光器件组成多光谱照射光源后应用在光动力治疗中的照射效果图；图2(a)为现有技术中的另一种多光谱固态发光器件的结构示意图；图2(b)为现有技术中的另一种多光谱固态发光器件组成多光谱照射光源后应用在光动力治疗中的照射效果图；图3为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件的三维结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件中微透镜阵列上多个微透镜的排布示意图；图6为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件中不同波长的固态发光元件的排布示意图；图7为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件中微透镜阵列上微透镜的半径与归一化取光效率关系的仿真曲线；图8为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件中微透镜阵列上相邻微透镜之间的距离与归一化取光效率关系的仿真曲线；图9为本技术实施例提供的一种多光谱固态发光器件中三种不同波长光线在目标靶面形成的均匀光斑区域；图10为本技术实施例提供的一种多光谱照射光源的结构示意图；图11为本技术实施例提供的一种多光谱照射光源应用在光动力治疗中的照射效果图；图12为本技术实施例提供的一种多光谱照射光源应用在光动力治疗中后三种不同波长光线在目标靶面上形成的光斑的光照功率密度分布曲面。其中，1、封装基板，2、反射杯，3、固态发光元件，4、电极，5、平面封装结构，6、线路板，7、透光防护板，8、目标靶面，9、半球形透镜结构，10、微透镜阵列，101、微透镜，11、第一光学透镜阵列，12、第二光学微透镜阵列。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。现有技术中，作为光动力治疗用光源的多光谱固态发光器件在封装时通常采用平面封装结构，或者在该平面封装结构的出光表面上再增加一个半球形透镜结构，封装材料一般使用环氧树脂或硅胶等透明材料。下面将结合相应的附图先对现有技术中的这两种多光谱固态发光器件的结构以及存在的缺陷进行详细说明。参照图1(a)所示，图1(a)中示出了现有技术中采用了平面封装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱固态发光器件，其特征在于，包括封装基板，所述封装基板的承载面上设置有反射杯，所述反射杯的容纳空间内设置有至少两个不同波长的固态发光元件；所述封装基板两侧设置有至少两对电极，所述电极与所述固态发光元件的正负极相连；所述反射杯的出光口处还封闭设置有微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述封装基板平行，且所述微透镜阵列上具有多个呈正交阵列排布的折射型半球形微透镜的一侧背向所述固态发光元件。

【技术特征摘要】
1.一种多光谱固态发光器件，其特征在于，包括封装基板，所述封装基板的承载面上设置有反射杯，所述反射杯的容纳空间内设置有至少两个不同波长的固态发光元件；所述封装基板两侧设置有至少两对电极，所述电极与所述固态发光元件的正负极相连；所述反射杯的出光口处还封闭设置有微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述封装基板平行，且所述微透镜阵列上具有多个呈正交阵列排布的折射型半球形微透镜的一侧背向所述固态发光元件。2.根据权利要求1所述的多光谱固态发光器件，其特征在于，所述固态发光元件包括在620～630nm波长范围内具有峰值波长的红光LED芯片、在520～530nm波长范围内具有峰值波长的绿光LED芯片以及在460～470nm波长范围内具有峰值波长的蓝光LED芯片。3.根据权利要求2所述的多光谱固态发光器件，其特征在于，所述红光LED芯片、所述绿光LED芯片和所述蓝光LED芯片呈等边三角形排布，所述红光LED芯片、所述绿光LED芯片和所述蓝光LED芯片相互之间的距离为0.1～0.2mm。4.根据权利要求2所述的多光谱固态发光器件，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪晨，黄仁祥，王小辉，
申请(专利权)人：广州美锐健康产业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44