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CN101194371B - 光发生装置 - Google Patents

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CN101194371B CN2006800201447A CN200680020144A CN101194371B CN 101194371 B CN101194371 B CN 101194371B CN 2006800201447 A CN2006800201447 A CN 2006800201447A CN 200680020144 A CN200680020144 A CN 200680020144A CN 101194371 B CN101194371 B CN 101194371B
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21—LIGHTING
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Abstract

本发明涉及一种光发生装置，其具有发光的半导体元件以及在辐射方向上以一定距离设置在所述半导体元件之前的透明的光取向元件(2)，所述半导体元件具有馈电线，由所述半导体元件发出的光可通过所述光取向元件聚束成光流。所述光取向元件(2)的耦合输出面(4)具有由多个突起和凹陷形成的微型结构(6)，所述光流的光路可通过该微型结构偏转＜5°的角度。

Description

光发生装置
技术领域
本发明涉及一种光发生装置，该光发生装置具有发光的半导体元件以及在辐射方向上以一定距离设置在半导体元件之前的透明的光取向元件，所述半导体元件具有馈电线，由半导体元件发出的光可通过所述光取向元件聚束成光流。 
背景技术
发光的半导体元件、尤其是大功率LED大部分具有朗伯特-辐射特性(Lambert-Abstrahlcharakteristik)或者非常大的辐射特性的孔径角。为了获得定向的辐射，在大功率LED中特别将折射的和反射的二次光学器件用作光取向装置。这些光学器件导致光流成束并且导致在前进方向上的非常高的亮度。 
通过半导体元件的结构、尤其是还通过半导体元件的馈电线和电接触形成光流的明显的不均匀性。 
在阵列中使用多个LED芯片时，各个芯片的定位又反映出光流的亮度分布。 
此外，这涉及不同颜色的LED芯片，所以各个颜色分量的混合大都是不充分的。因此，可以观察到在光流的宽度内明显的颜色变化。 
光流的这些影响非常具有干扰性并且限制这种光发生装置的使用。 
由US2002/080615A1公开了一种开头所述类型的光发生装置。光取向元件的表面的部分被涂覆，以允许扩散地散射光流的一部分。 
由US-A-5349509公开了一种开头所述类型的光发生装置。为了能够散射光，构造有具有透镜的透明的盖，该透镜的前表面和/或该透镜的内面被腐蚀。 
由US-A-5266817公开了一种发光二极管，其中在基础部分的凹陷部中设置有多个芯片。该凹陷部的底部和周围的壁涂有一层用于散射的介质，以便对芯片的光的混合产生作用。 
由US 2005/093008A1和US 2001/035713A1公开了一种发光的元件，该元件具有扩散涂层。 
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的光发生装置，该装置避免提到的缺点，并且该装置的光流在大的范围内是均匀的并且在亮度上不具有主要损失。 
根据本发明该目的这样实现，所述光取向元件的耦合输出面具有由多个突起和凹陷形成的微型结构，所述光流的定向的光线的各个光路可通过该微型结构偏转＜5°的角度。 
该目的的另一个解决方案这样来实现，所述光取向元件的、从耦合输入面到光取向元件的耦合输出面延伸的壁具有由多个突起 和凹陷形成的微型结构，通过该微型结构所述光流的定向的光线的各个光路在所述光取向元件的壁上的反射可偏转＜5°的角度。 
从半导体元件沿所有方向辐射的光自身通过形成二次光学器件的光取向元件定向并且作为定向的光流辐射。 
光流的定向的光线的各个光路通过微型结构这样轻微改变，即尽管光重新在辐射后可能成为光锥的光流内分布。但是，情况是这样的，基本上没有光返回散射或者从光流或光锥中散射出来。 
光取向元件可优选为聚光透镜。 
通过使微型结构具有＜100μm的粗糙深度，实现光流的高均匀性。 
如果光取向元件是塑料注塑件，在该塑料注塑件的耦合输出面和/或在该塑料注塑件的壁上形成有微型结构，则微型结构可以通过注塑工具的相应构形在制造光取向元件时经济地同时产生。 
但是这样也是可以的，即，微型结构构造在透明的薄膜上，该薄膜借助于折射率适配的粘结剂固定在耦合输出面上。 
用于产生微型结构的其它、同样简单的措施是，微型结构借助于涂在所述光取向元件的耦合输出面和/或壁上的漆形成，在硬化的情况下所述漆的自由表面呈现微型结构。 
从本义上讲，光流的不散射的良好均匀化这样实现，微型结构通过多个分布地设置在取向元件的耦合输出面和/或壁上的微型透镜或微型透镜类型的突起形成。 
所述突起和凹陷优选随机分布地设置。 
附图说明
本发明的实施例在图中示出并且在下面被详细说明。图中的唯一附图表示光发生装置的示意性横截面视图。 
具体实施方式
所示出的光发生装置具有大功率LED(发光二极管)1作为发光的半导体元件，光取向元件2在光的辐射方向上以一定的距离设置在大功率LED之前。 
形成二次光学器件的光取向元件2由作为注塑件的透明的塑料制成。 
由大功率LED发出的未定向的光在光取向元件2的耦合输入面3处导入光取向元件，此外该未定向的光通过反射在光取向元件2的、从耦合输入面3到光取向元件2的耦合输出面4延伸的壁5处取向成在耦合输出面4处均匀地并且定向地射出的光流。 
耦合输出面4具有由多个不规则的突起和凹陷构成的微型结构6，通过该微型结构取向后的光流的光路在从光取向元件2射出时被偏转＜5°的角度。 
由此，被定向的光流被最大程度的保持。只进行微小的光路改变，这导致对光流的均匀化。 
代替在耦合输出面4上设置微型结构6，还可以在壁5上设置该微型结构。 
这会导致，尽管为了光路的取向而对光路进行反射。但附加地是，这些光路还是通过微型结构偏转＜5°的角度，由此定向的光流将获得均匀化。 

Claims (6)

1.一种光发生装置，具有发光的半导体元件以及在辐射方向上以一定距离设置在所述半导体元件之前的透明的光取向元件，所述半导体元件具有电引线，由所述半导体元件发出的光可通过所述光取向元件聚束成定向的光流，其特征在于，所述光取向元件(2)的耦合输出面具有由多个突起和凹陷形成的微型结构(6)，所述光流的定向的光线的各个光路可通过该微型结构偏转＜5°的角度。
2.一种光发生装置，具有发光的半导体元件以及在辐射方向上以一定距离设置在所述半导体元件之前的透明的光取向元件，所述半导体元件具有电引线，由所述半导体元件发出的光可通过所述光取向元件聚束成定向的光流，其特征在于，所述光取向元件(2)的、从耦合输入面(3)到光取向元件(2)的耦合输出面(4)延伸的壁(5)具有由多个突起和凹陷形成的微型结构，通过该微型结构所述光流的定向的光线的各个光路在所述光取向元件(2)的壁(5)上的反射可偏转＜5°的角度。
3.根据权利要求1或2所述的光发生装置，其特征在于，所述光取向元件是聚光透镜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光发生装置，其特征在于，所述微型结构(6)具有＜100μm的粗糙深度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光发生装置，其特征在于，所述光取向元件(2)是塑料注塑件，在该塑料注塑件的耦合输出面(4)和/或在该塑料注塑件的壁上一体形成有微型结构。
6.根据权利要求4所述的光发生装置，其特征在于，所述光取向元件(2)是塑料注塑件，在该塑料注塑件的耦合输出面(4)和/或在该塑料注塑件的壁上一体形成有微型结构。
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