[發明專利]光源和提供光束的方法

有效

• 申請號: 200680031853.5
• 申請日: 2006-08-24
• 公開（公告）號: CN101253435A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: M·P·C·M·克里恩;M·C·J·M·維森伯格;P·A·杜恩
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;H01L33/00;F21S8/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;譚祐祥

本發明涉及一種光源，包括：

-發光元件，其經設置成通過該元件的一個正面(face)發射在該元件內產生的光的主要部分，并且

-至少一個用于耦合輸出光的結構，其具有與該元件所述正面接觸的基座(base)并設置成通過基座對面的孔發射光，其中在該元件和圍繞所述基座的外界之間的界面被設置成使得至少一部分在元件中產生的光限定在鄰接該基座的元件至少一層。

本發明也涉及提供光束的方法，包括：

-激活發光元件，其經設置成通過該元件的一個正面發射在該元件內產生的光的主要部分，使得至少一部分在元件中產生的光在所述元件的所述平面的至少一部分處被反射。

本發明也涉及光學裝置，該光學裝置包括光源和用于接受來自光源的光的光學系統。

利用硅樹脂密封劑覆蓋發光二極管(LED)的管芯是已知。在硅樹脂密封劑頂上，布置塑料覆蓋層。除了保護管芯和密封劑之外，它還用于光束成形元件的目的。根據應用，光束可以被成形以使LED主要向前方發射，即，遠離所述發光元件的正面。

已知結構的問題在于，當其集成到具有用于聚集來自光源的光的光學系統的發光裝置中時，有用光的量是有限的。這個問題是因為聚集光的系統有限的集光率(etendue)，當光源集成到相對緊湊的發光裝置中時，該問題變得突出。

本發明的目的是提供一種光源，一種提供光束的方法，以及用于通過收集來自光源的光的光學系統提供相對較大光通量(light?throughput)的光學裝置。

這個目的通過根據本發明的光源達到，其特征在于基座在比正面面積小的面積上與正面接觸。

所述光源形成了具有相對大亮(強)度的光源，該亮(強)度定義為發射到立體角(Ω)內的發光表面單位表面積(A)的發光強度。因為耦合輸出光的結構的基座在比正面面積顯著小的面積上與發光元件的所述正面接觸，故減小發光面積，利于增大亮度。由于元件和圍繞基座的環境之間的界面設置成使得至少部分在元件中產生的光限定在鄰接該基座的至少一層，沒有被直接耦合輸出的光會在界面處被反射然后被耦合輸出。因此，光強度不隨著表面區域的減小而成比例地降低，因為耦合輸出光的結構僅僅在后者表面區域的小部分上與所述元件接觸。

可以認為，WO?2005/001331公開了一種包括外罩的發光體。光在發光表面發射，該發光表面密封所述外罩的上部。在外罩的下部，嵌入多個光源。光源由帶有電觸點的LED元件以及提供在LED元件上的相應透鏡體組成，光從其中橫向發射。面對(相對)外罩的發光表面的透鏡體表面每個都涂敷有反射層，其反射回那些不可避免地在LED元件的軸向上輻射的光成分。發光體的空間輻射特性基本由發光表面的形狀和梯度(gradient)決定，通常表現出朗伯型(lambert-type)特性。WO2005/001331沒有公開包括用于耦合輸出光的結構的光源，該結構具有與發光元件的所述表面接觸的基座(base)并且該結構被設置成從與基座相對的表面發射光。透鏡體的反射層阻止了光束的形成。已知的發光體用于盡可能將或多或少的點狀光源的光均勻地分布在發光表面上。

在優選實施例中，鄰接基座的至少一個元件層具有大于1的折射率。

因此，對于發射光的平面元件，在與發光元件的周圍的界面處的總內反射將傾向于使得光被限定在所述元件中。在該實施例中，圍繞基座的反射涂層不是使得至少部分在元件中產生的光被限定在靠近基座的該元件的至少一層所必需的，從而使制造變得更簡單。

根據本發明的光源實施例包括多個用于耦合輸出光的結構，每個結構具有基座，其在顯著比所述正面面積小的面積上所述正面接觸。

該實施例的優點在于能夠提供相對大的光量。多個光結構中的每一個都以相對大的光強提供光。每個結構具有足夠低的集光率(光發射的立體角與發光面積的乘積)，以致相對較大部分的發射光被與光源相連的光元件捕獲。

一個實施例的光源，包括至少一個用于準直至少穿過用于耦合輸出光的結構的光的布置。

作用是進一步減小光發射的立體角，同時基本上保持集光率，這保證大部分發射光被大量不同的可與光源相連的光學元件中的任意一個捕獲。

在一種變體中，至少一個用于耦合輸出光的結構包括集成在其上的準直系統。

對于小尺寸光源，這使組裝特別是對準更簡單。

在一種變體中，在與用于耦合輸出光的結構的基座相對的各孔上提供至少一個微透鏡(lenslet)。

這允許使用相對簡單的方法制造用于耦合輸出光的結構。

在實施例中，與基座相對的孔比基座具有更大的面積。