本发明专利技术公开了一种光源，其包括发光装置（1），其从发射表面（18）发出电磁辐射，以及光学元件（2），其具有光输入表面（21）、光输出表面（22）和连接该光输入表面与光输出表面的侧表面（23）。该光输入表面（21）位于发光装置（1）的光路中，电磁辐射通过该光输入表面（21）进入该光学元件（2），并且该光输入表面（21）具有凹曲度，其面积小于光输出表面（22）的面积。
【技术实现步骤摘要】
光源本申请是申请号为200880018297. 7、申请日为2008年5月28日、专利技术名称为“光源”的申请的分案申请。描述了一种光源。本专利申请要求欧洲专利申请07010836. 0的优先权，该欧洲专利申请的公开内容因此通过参考被引入。本文中所述设备的实施例的至少一个目的是提供一种光源，其包括发光装置和光学元件。可以由根据本专利权利要求1的光源实现这个目的。在其它专利权利要求中列举了其它实施例。根据至少一个实施例，一种光源包括-发光装置，其从发射表面发出电磁辐射以及-光学元件，其具有光输入表面、光输出表面和连接该光输入表面与光输出表面的侧表面， 其中，-该光输入表面位于发光装置的光路中，电磁辐射通过该光输入表面进入该光学元件，并且-该光输入表面具有凹曲度和面积，该面积小于光输出表面的面积。此处以及下文中，“电磁辐射”和“光”是同义词，均表示具有一波长或者从紫外到红外范围波长的组合的电磁辐射。光输入表面可以面向发光装置的发射表面。光学元件的光输入表面的凹曲度意味着该光输入表面相对于光学元件的体积是向内弯曲和/或中空的，因此从发光装置观察其形成为中空或凹形。由于该光输入表面的凹曲度，所以由发光装置发出的光能够非常高效地耦合到光学元件中，这是因为从发射表面来看，凹曲的光输入表面可以比与该凹曲的光输入表面具有相同表面面积的平的输入表面覆盖更大的立体角。如果发光装置提供具有角分布的光发射，即发光装置可以向覆盖发射立体角的不同方向发光，那么这可能是特别有利的。例如，发光装置的发射表面可以是平的，并且可以由具有与发射表面的延伸方向正交的表面法线的平面来表征。由发光装置发出的光的特征可以在于相对于发射表面的表面法线的角强度分布(angular intensity distribution)。例如，发光装置可以提供朗伯特 (Lambertian)发射特性，即由发光装置发出的光可以提供相对于发射表面的表面法线的余弦状强度分布。这可能意味着所发出的光的有效部分沿着与发射表面非正交的方向发射， 产生了发射立体角。所发出的光中的沿着与发射表面非正交的方向发射并且由此偏离发射表面的表面法线的部分光可以被有效地耦合到光学元件中，这是因为光学元件的凹曲的光输入表面可以覆盖等于或接近于发光装置的发射立体角的立体角。因此，该光输入表面能够捕获全部或几乎全部光，例如大于从发光装置发出的光的80%或者大于85%，或者甚至是大于90%。由于光输出表面具有比光输入表面大的表面面积，所以光学元件还可以提供穿过该光学元件的光的集中，从而使得从光输出表面发出光所成的立体角小于发光装置的发射立体角，从发光装置的发射表面以该发射立体角发出光。这可能意味着该光学元件可以提供穿过该光学元件的光的准直。可能发生集中和/或准直是因为集光率守恒，这是基本的光学定律，遵循此定律就可以仅以扩大光束的横截面为代价实现光束的集中和/或准直。 例如，该光学元件可以将由发光元件发出的具有朗伯特强度分布的光集中和/或准直成锥形光束，该锥形光束具有20°到60°之间或者30°到50°之间，或者例如大约38°的张角。光输入表面可以被形成为椭圆体、球体、椭圆抛物面或者其任意组合的一部分。光输入表面可以由平滑表面形成，或者可以包括接近前面提到的形状之一的多个平的表面部分，该多个平的表面部分相对于彼此倾斜。此外，光输入表面可以具有采用多边形、圆形或者椭圆形或其任意组合的周界 (perimeter).此处以及下文中，“周界”可以表示平面或者曲表面的边界线。多边形可以是例如三角形、四边形，特别是矩形，或者具有η个边和角的任何其它规则的或者不规则的多边形，η等于或大于3。周界的形状可以由欧几里得几何体(即周界的边可以位于平面中)， 或者由非欧几里得、椭圆的几何体(即周界的边可以位于椭圆体、球体、椭圆抛物面的表面上或者任何其它弯曲(curved)或弯折(bent)的表面上或其任意组合上)来表征。光输出表面可以具有类似于或者不同于光输入表面形状的形状。这可能意味着光输出表面可以具有类似于或者不同于光输入表面周界的周界。特别是，光输出表面的周界可以是多边形、圆形或者椭圆形或其任意组合。例如，该输出表面可以具有有着规则八边形形状的多边形周界，即具有有着8个角的八边形形状。此外，光输出表面的周界可以由欧几里得几何体来表征(即该周界的边可以位于平面中)，或者由非欧几里得、椭圆形几何体(即该周界的边可以位于椭圆体、球体、椭圆抛物面或者任何其它弯曲或弯折表面或其任意组合上)来表征。此外，光输出表面可以是平面。可选的是，光输出表面可以具有曲率，优选的是凸曲率。这可能意味着光输出表面可以相对于光学元件的体积向外凸出。弯曲的光输出表面可以提供从光学元件形成的光的准直、聚焦或者散焦。例如，该光输出表面可以被形成为凸透镜表面。侧表面可以是平面表面。因此，该侧表面可以不被弯曲或弯折并相对于彼此倾斜。 例如，光学元件可以具有有着三角形形状的侧表面和/或有着四边形形状(特别是梯形)的侧表面。该光学元件可以具有类似拟柱体(prismatoid-like)形状和/或可以是圆锥体或者棱锥体的一部分，例如分别为圆锥或棱锥平截头体，其中该光输入表面和光输出表面分别构成了该平截头体的上表面和下表面。此外或者可选的是，一个或多个侧表面可以沿着从光输入表面到光输出表面的方向弯曲和/或弯折。该一个或多个侧表面可以被例如椭圆地、圆地、抛物面地、双曲线地或者其任意组合地弯曲。由发光装置发射的电磁辐射的第一部分可以被耦合到光学元件中，即该第一部分可以经由光输入表面进入光学元件并且传递，从而使得该第一部分直接照射光输出表面。 这意味着光的该第一部分从光输入表面到光输出表面横穿该光学元件，而不撞击侧表面。 优选的是，光的该第一部分可以照射整个光输出表面。进入光学元件的电磁辐射的第二部分可以撞击侧表面，并且可以通过全内反射被侧表面反射。然后，被侧表面朝着光输出表面反射的光的该第二部分可以照射整个光输出表面。因此，电磁辐射的该第一部分和电磁辐射的第二部分(其加在一起可以是耦合到光学元件中的全部电磁辐射)二者可以照射整个光输出表面。这可能意味着，优选地，在光输出表面的每个点处以及在出射光束的每个方向上，从光学元件发出光的混合物，其直接地(即未在侧表面处被反射)以及间接地(即在至少一个侧表面处被反射)穿过光学元件。因此，该光学元件可以是非成像的，即光输入表面处的光分布未投射到光输出表面上，并且在光输出表面处提供了均勻的亮度和色分布。该光学元件可以包括玻璃和/或塑料或者可以由玻璃和/或塑料制成，所述玻璃如同是石英或者光学玻璃，所述塑料如同是环氧树脂、硅树脂、环氧一硅混合材料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或者任何其它塑料或者其任意混合物。为了给如上所述的电磁辐射的第二部分提供全内反射，光学元件可以包括下述材料或者可以由下述材料制成，所述材料提供了大于空气折射率的折射率，例如等于或者大于1. 5。例如，该光学元件可以包括聚碳酸酯，或者可以由聚碳酸酯制成，该聚碳酸酯对于具有约640nm波长的光提供约1. 58的折射率，并且对于具有约480nm波长的光提供约1. 6的折射率。发光装置可以包括至少一个发光二极管(LED)。LED可以包括在衬底上外延地生长的半本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A斯科迪诺，J穆沙韦克，J马费尔德，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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