CN107408614B - 光源 - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
提出了一种光源,其包括:多个LED光源,所述多个LED光源中的每一个具有:适于产生光的半导体二极管结构;以及在所述半导体二极管结构之上的适于输出来自所述半导体二极管结构的光的光输出部,所述光输出部的面积小于半导体二极管结构的面积;以及光学透射结构,其与所述多个LED光源的光输出部重叠以便接收来自所述多个LED光源的光输出部的光,并具有适于输出所接收的光的光出射部。光学透射结构的光出射部的面积小于所述多个LED光源的覆盖区面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种光源,且更具体地涉及一种包括多个半导体光源的光源。
背景技术
已知诸如发光二极管(LED)、高功率LED、有机LED(OLED)和激光二极管之类的半导体光源是具有小/低光学扩展量(etendue)的(即,发射面积与发射光的立体角的乘积)、高效节能且小的光源。这意味着这些半导体光源将光从相对小的区域发射到有限的角度范围内。
因此,这样的半导体光源对于需要明亮光源的应用可能是有益的。典型的示例应用包括投影系统、汽车照明、照相机闪光灯和聚光灯。对于这些示例,通常合意的是改进的小型化。然而,仅减小半导体光源的尺寸减小了产生的光通量。
已知借助于具有光可以从其逸出的小光圈(aperture)(即,光输出部)的混合箱从半导体光源获得增加的亮度。图1A和图1B图示了采用这种概念的已知的基于LED的光源10,其中由(在管芯衬底14上的)LED 12产生的光在(由具有高反射率的材料16形成的)混合箱中被循环/反射,直到它经由小光圈18逸出为止。光圈18“小”仅仅意味着比LED 12小,使得光圈面积AA(即,宽度WA X LA)小于LED 12的LED面积ALED(即,宽度WLED X LLED)。
还已知由发光陶瓷材料或其他磷光材料形成光圈18。
发明内容
本发明由权利要求限定。
根据本发明的一方面,提供了一种光源,包括:以2维阵列布置的多个LED光源,多个LED光源中的每一个具有:适于产生光的半导体二极管结构;以及在所述半导体二极管结构之上的适于输出来自所述半导体二极管结构的光的光输出部,光输出部的面积小于半导体二极管结构的面积;以及光学透射结构,其与多个LED光源的光输出部重叠以便接收来自多个LED光源的光输出部的光,并具有适于输出所接收的光的光出射部,其中光学透射结构的光出射部的面积小于多个LED光源的覆盖区面积。
提出了以下概念:从有混合箱、而混合箱带有小的光输出部的半导体光源获得增加亮度的光,然后经由光学结构的二次光发射/出射表面再次发射光。光学结构可以用于限制来自半导体光源的光输出,并经由与半导体光源所占据的区域相比更集中(例如较小)的区域发射光。
因此,实施例可以避免紧密地堆积/相间隔的LED光源的需要,从而减小与紧密堆积的LED光源的热管理相关的问题。此外,使LED光源能够间隔开(同时保持光源的小的光发射表面)可以有助于减轻与传导寻址轨道中的电流密度相关的可寻址能力限制。
因此,提出了用于采用如下的高亮度LED光源的概念,即:所述高亮度LED光源具有光输出部,这些光输出部具有比光源的光产生部分小的面积。通过布置光学结构来收集和限制来自LED光源的光,然后经由二次光发射表面再次发射光,可以实现像素化光源,在像素化光源中光发射表面包括输出来自相应LED光源的光的紧密堆积的像素,相应LED光源被间隔开(例如不那么紧密地堆积)使得它们占据大于光发射表面的面积的覆盖区面积。因此可以使用LED光源来实现具有高亮度属性和发光像素之间的小间隔的像素化光源,这些LED光源被解除了不得不以其间接近零的间隔紧密地堆积的约束。LED光源可以替代地包括具有高流明输出的功率LED,其被间隔开以致可单独寻址并且使热管理问题最小化。
光学结构可用于提供光源的光出射/发射表面的覆盖区尺寸的节省/减小。此外,其可用于使能LED光源的覆盖区尺寸的增加,从而使能使用更强大的LED以及LED之间更大的间隔。
换言之,实施例可以提供一种包括多个高亮度LED光源的高亮度光源,多个高亮度LED光源将光输出到限制光的光学元件中,然后将光经由具有比LED光源的覆盖区面积更小的面积的光出射/发射表面输出。光学元件可以适于使来自LED光源的光重定向,使得光输出方向/取向和/或位置被改变或设计成使得能进行平铺(tile),使得多个光出射/发射表面的边缘可以严密地对准。
对“覆盖区”或“覆盖区区域”的引用应被理解为所占据区域的形状和尺寸。例如,多个LED光源的覆盖区应理解为由多个LED光源占据的总表面/平面空间或区域。因此,如果LED光源彼此间隔开,则LED光源的覆盖区将包括包围LED光源及其间空间的整个区域。
除减小覆盖区之外,光学透射结构的额外的优点在于其允许对原始光分布重新成形(re-shaping)。例如,4x4 LED阵列可以被变形成2x8阵列(或任何其他任意形状)的光发射表面。
本公开的LED光源可以是任何类型的LED,例如倒装芯片型(薄膜倒装芯片)、图案化蓝宝石衬底、顶部连接的/顶部发射、顶部底部连接的。此外,光源可以被用作为裸管芯或被包装。
LED光源的光输出部(或光发射区域)是指朝向其或通过其输出(或发射)来自LED的光的区域。因此,LED光源的一个空腔或多个空腔可以朝向光输出部延伸。光输出部可以例如是生长衬底(例如蓝宝石)的区域。此外,光输出方向被归纳为是光沿其从光输出部输出的单个方向(例如附图中的垂直)。然而,应当理解,并不是所有从光输出部输出的光都可以精确地沿该输出方向输出。因此,光输出方向应该被理解为是指光沿其从光输出部输出(例如延伸离开光输出部的表面)的大体方向。
在一个实施例中,光学透射结构可以适于通过全内反射来限制(confine)所接收的光,并因此将所接收的光朝向光出射部反射。例如,光学透射结构可以包括一个或多个光学准直器。
在另一实施例中,光学透射结构可以包括定位在多个LED光源的光输出部顶部的多个光纤。通过采用定位在LED光源的光输出部上的光纤阵列,例如来自LED光源的光可以沿光纤传输,并更靠近所需的光出射平面和/或位置地从光纤输出。
光输出部可以布置成使得在光输出部的相邻边缘之间基本上有零间隙。然而,在实践中,可能难以将相邻边缘完美对准以具有零横向间隙。因此,在实施例中,光输出部可以以可忽略的量或很小的量横向地分隔。例如,在两个LED光源的光输出部的相邻边缘之间可以存在横向间隙,并且该横向间隙可以小于光输出部横向宽度的10%。在实施例中,可以优选地将这种间隙减小到最小值(例如小于光输出部横向宽度的5%,并且甚至更优选地小于光输出部横向宽度的1%)。
在一个实施例中,LED光源还可以包括光反射结构,其至少部分地围住半导体二极管结构的侧表面,并且适于将来自半导体二极管结构的光朝向光输出部反射。此外,具有光反射结构的LED光源的光输出部可以包括形成在光反射结构中的光圈。此外,具有形成在光反射结构中的光圈的LED光源的半导体二极管结构可以包括光学增强材料。
在一个实施例中,第一和第二LED光源中的至少一个的光输出部可以包括光学增强材料。光学增强材料可以是诸如发光陶瓷材料或磷光材料的“颜色转换填充物”。这可能进一步有助于维持横向发射区域的光学扩展量。
在一个实施例中,光源还可以包括至少部分地覆盖光学透射结构的光出射部的光学增强材料的层。
光学透射结构还可以包括至少部分地重叠多个LED光源的光输出部的菲涅耳结构。
此外,如果实施例包括多个空腔,则空腔的一些或全部可以包括(例如,被填充以)不同的材料。作为示例,某些空腔可以用第一类型(例如将蓝色转换成白色)的磷光体填充,并且其他空腔可以用另一种类型(例如将蓝色转换成红色)的磷光体填充。
实施例可以在汽车照明领域和其他需要高亮度照明的领域/应用中采用。
因此,根据本发明的一个方面,可以提供一种包括根据一个实施例的光源的汽车灯。
根据本发明的另一方面,可以提供一种包括根据一个实施例的光源的投影灯。
根据本发明的又一方面,提供了一种制造光源的方法,光源包括以2维阵列布置的多个LED光源,多个LED光源中的每一个具有:适于产生光的半导体二极管结构;以及在所述半导体二极管结构之上的适于输出来自所述半导体二极管结构的光的光输出部,光输出部的面积小于半导体二极管结构的面积,该方法包括以下步骤:提供与多个LED光源的光输出部重叠以便接收来自多个LED光源的光输出部的光的光学透射结构,光学透射结构具有适于输出所接收的光的光出射部,其中光学透射结构的光出射部的面积小于多个LED光源的覆盖区面积。
光学透射结构可以适于通过全内反射来限制所接收的光,并因此将所接收的光朝向光出射部反射。
提供光学透射结构的步骤包括将多个光纤定位在多个LED光源的光输出部顶部上。
附图说明
现在将参考附图详细描述本发明的示例,其中:
图1A是已知LED光源的横截面图;
图1B是图1A的已知LED光源的平面图;
图2A是根据实施例的光源的两个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列;
图2B描绘了从上方观看时(即在平面图中)图2A的LED光源的布置;
图2C描绘了图2A的光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括多个光纤,并且其中光纤的光出射部被紧密地堆积;
图3A是根据另一实施例的光源的四个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列;
图3B描绘了从上方观看时(即在平面图中)图3A的LED光源的布置;
图3C描绘了图3A的光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括多个光学准直器,并且其中光学准直器的光出射部被紧密地堆积在一起;
图4A是根据另一实施例的光源的四个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列;
图4B描绘了从上方观看时(即在平面图中)图4A的LED光源的布置;
图4C描绘了图4A的光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括梯形光导;
图5描绘了根据实施例的光源的光学透射结构的布置;以及
图6描绘了根据另一实施例的光源的光学透射结构的布置。
具体实施方式
本发明提供包括多个LED光源的光源及用于制造其的方法。实施例可以与需要来自相对小和/或高效的光源的有高亮度或增加亮度的光的应用特别相关。
实施例采用以下概念:从具有混合箱、而该混合箱带有小的光输出部的半导体光源获得增加亮度的光,然后经由光学结构的二次光发射/出射表面再次发射光。通过使光学结构适于经由与由半导体光源占据的区域相比更集中(例如更小)的区域发射光,实施例可以避免紧密地堆积/间隔半导体光源的需要。此外,使半导体光源能够间隔开(同时保持光源的小的光发射表面)可以有助于减轻与传导寻址轨道中的电流密度相关的可寻址能力限制。
因此,提出了针对高亮度LED光源的应用,所述高亮度LED光源具有光输出部,其有比光源的光产生部分小的面积。通过安排光学透射结构(也称为“光学结构”)来收集和限制来自高亮度LED光源的光,然后经由二次光发射表面再次发射光,可以实现像素化光源,在像素化光源中光发射表面包括输出来自相应LED光源的光的紧密堆积的像素。通过将LED光源间隔开(例如不那么紧密地堆积)使得它们占据大于二次光发射表面的区域的覆盖区区域,可以用LED光源实现具有高亮度属性和发光像素之间的小间隔的像素化光源,这些LED光源被解除了不得不以其间接近零的间隔紧密地堆积的约束。
当在本文中使用时,术语垂直是指基本上与衬底的表面正交。当在本文中使用时,术语横向是指基本上与衬底的表面平行。此外,描述定位或位置的术语(例如,之上、之下、顶部、底部等)要结合图中图示的结构的取向解释。
图纯粹是示意性的,并因此应当理解,特征的尺度没有按比例绘制。因此,任何层的图示的厚度不应被视为限制。例如,被绘制为比第二层厚的第一层在实践中可以比第二层薄。
图2描绘了根据本发明的实施例的光源。更具体地,图2A是光源的两个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列。图2B描绘了从上方观看时(即在平面图中)LED光源的布置。图2C描绘了光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括多个光纤,并且其中光纤的光出射部被紧密地堆积。
基于LED的光源类似于图1A和图1B中所示的光源,因为它们各自包括混合箱16内的(在管芯衬底14上的)LED 12,混合箱16具有光圈18(或光输出部18),其有与LED 12相比较小的面积。如上面背景技术章节中已经详细描述的,这种基于LED的光源展示出增加的亮度,并因此可以被称为“高亮度LED光源”。
如图2A中所示,每个LED光源使光纤20的一端定位成覆盖其光输出部18。以这种方式,来自每个LED的光从其相应的光输出部18输出并输入相关联的光纤中。输入的光沿着光纤20传输并从光纤20的另一端22(即光出射部22)输出。
因此,应当理解,每个光纤20收集从相应LED光源输出的光并通过全内反射来限制光,使得光在光纤22的另一端处朝向光出射部22反射。
如图2A中所图示的,光纤20是柔性的或可以被成形,以使光出射部22能够沿与光输出部18不同的方向定向。因此,来自LED光源的光可以沿着光纤20传输并且在不同的位置和/或方向处(其例如可以更接近期望的光出射平面和/或位置)从光纤20输出。
如图2B中所描绘的,基于LED的光源10被布置成2维阵列,使得它们以预定的分隔距离SLED彼此间隔开。结果,由基于LED的光源10占据的总表面空间或区域ALEDS,即基于LED的光源10的覆盖区区域ALEDS,包括包围LED光源10及其间空间的整个面积。换言之,基于LED的光源10的覆盖区面积ALEDS等于基于LED的光源(及其间空间)所占据的总宽度WLEDS乘以基于LED的光源(及其间空间)所占据的总长度LLEDS,这可以由等式ALEDS = WLEDS X LLEDS表示。
相反,如图2C中所描绘的,光纤20的光出射部22被紧密地堆积在一起,使得在相邻的光出射部22之间几乎没有间隙。结果,光出射部22占据的总空间或面积AOUT,即光出射部22的覆盖区面积AOUT,小于基于LED的光源10的覆盖区面积ALEDS。换言之,光出射部22的总面积AOUT等于光出射部22(及其间的任何空间)所占据的总宽度WOUT乘以光出射部22(及其间的任何空间)所占据的总长度LOUT,这可以由等式AOUT = WOUT X LOUT和AOUT < ALEDS表示。
因此,应当理解,在与由LED光源10占据的空间/区域相比时,多个光纤20提供了光源的光出射/发射表面尺寸的减小。此外,LED光源10所需的空间大于光出射/发射表面(即,光出射部22)所需的空间的能力可以使得能使用更强大的LED光源和/或LED光源之间更大的间隔 。
因此,图2中所描绘的实施例提供了一种包括多个高亮度LED光源10的高亮度光源,多个高亮度LED光源将光输出到(由多个光纤20形成的)限制光的光学透射结构中,然后将光经由具有比LED光源10的覆盖区面积更小的面积的光出射/发射表面输出。此外,光学元件的光纤20可以适于重定向来自LED光源10的光,使得光输出方向/取向和/或位置被改变或设计成使得能与其他光源进行平铺。
现在转向图3,那里描绘了根据本发明的实施例的光源。更具体地,图3A是光源的四个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列。图3B描绘了从上方观看时(即在平面图中)LED光源的布置。图3C描绘了光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括多个光学准直器,并且其中光学准直器的光出射部被紧密地堆积在一起。
基于LED的光源类似于图1A和图1B中所示的光源,因为它们各自包括混合箱16内的(在管芯衬底14上的)LED 12,混合箱16具有光圈18(或光输出部18),其有与LED 12相比较小的面积。然而,在本实施例中,每个基于LED的光源的光输出部18包括光学增强材料。更具体地,光学增强材料18包括诸如发光陶瓷材料或磷光材料的“颜色转换填充物”。这可能进一步有助于维持横向发射区域的光学扩展量。
如图3A中所示,每个LED光源使相应光学准直器30的一端定位成覆盖其光输出部18。以这种方式,来自每个LED的光从其相应的光输出部18输出并输入相关联的光学准直器30中。输入的光沿着光学准直器30传输并从光学准直器30的另一端32(即光出射部32)输出。
因此,应当理解,每个光学准直器30收集从相应LED光源输出的光并通过全内反射来限制光,使得光在光学准直器30的另一端处朝向光出射部32反射。
如图3A中所图示的,光学准直器30是弯曲的(例如,沿它们的整个长度是非线性的),以使光学准直器30的光出射部32能够从光输出部18横向偏移。因此,来自LED光源的光可以沿着光学准直器30传输并且在不同的横向位置和/或方向处(其可以更接近期望的光出射平面和/或位置)从光出射部32输出。
如图3B中所描绘的,LED 12被布置成2维阵列,使得它们以预定的分隔距离SLED彼此间隔开。结果,LED 12占据的总表面空间或区域ALEDS,即LED 12的覆盖区区域ALEDS,包括包围LED及其间空间的整个区域。换言之,LED 12的覆盖区面积ALEDS等于LED(及其间的空间)所占据的总宽度WLEDS乘以LED(及其间的空间)所占据的总长度LLEDS,这可以由等式ALEDS =WLEDS X LLEDS表示。
相反,如图3C中所描绘的,光学准直器30的光出射部32被紧密地堆积在一起,使得在相邻的光出射部32之间仅存在很小的分隔距离SOUT。结果,由光出射部32占据的总空间或面积AOUT,即光出射部32的覆盖区面积AOUT,小于LED 10的覆盖区面积ALEDS。换言之,光出射部32的总面积AOUT等于光出射部32(及其间空间)所占据的总宽度WOUT乘以光出射部32(及其间空间)所占据的总长度LOUT,这可以由等式AOUT = WOUT X LOUT和AOUT < ALEDS表示。
因此,应当理解,与由LED占据的空间/区域相比时,多个光学准直器30的布置提供光源的光出射/发射表面的尺寸的减小。LED所需的空间大于光出射/发射表面(即,光出射部32)所需的空间的能力可以使得能使用更强大的LED和/或LED之间更大的间隔 。
因此,图3中所描绘的实施例提供了一种包括多个高亮度LED光源10的高亮度光源,多个高亮度LED光源将光输出到限制光的光学透射结构(由多个光学准直器30形成)中,然后将光经由具有比LED光源10的覆盖区面积更小的面积的光出射/发射表面输出。此外,光学透射结构的光学准直器30重定向来自LED光源10的光,使得光输出位置被改变或设计成使得能与其他光源进行平铺。
现在转向图4,那里描绘了根据本发明另一实施例的光源。更具体地,图4A是光源的四个基于LED的光源的侧视图,其中基于LED的光源以间隔开的布置来排列。图4B描绘了从上方观看时(即在平面图中)LED光源的布置。图4C描绘了光学透射结构的光出射部,其中光学透射结构包括梯形光导。
光源与图3的光源类似。然而,存在两个显著的修改,它们是:(i)菲涅耳结构40适于覆盖/重叠每个LED光源10的光输出部18;以及(ii)光学透射结构包括单个梯形光导50。
更详细地,光导50的平行面中的第一面55被布置成朝下并覆盖LED光源10的光输出部18。以这种方式,来自每个LED的光从其相应的光输出部18输出并经由光导50的第一、朝下的面55输入到光导中。输入的光通过光导50传输,并通过光导50的相反的、朝上的面60输出。因此,光导50的朝上的面60可以被称为光导50的光出射表面60。
因此,应当理解,光导50收集从它覆盖的LED光源输出的光并通过全内反射来限制光,使得光在光导50的相对的面朝向光出射表面60反射。
如图4B中所描绘的,LED 12被布置成2维阵列,使得它们以预定的分隔距离SLED彼此间隔开。因此,LED 12占据的总表面区域ALEDS,即LED 12的覆盖区区域ALEDS,包括包围LED及其间空间的整个区域。换言之,LED 12的覆盖区面积ALEDS等于LED(及其间空间)所占据的总宽度WLEDS乘以LED(及其间空间)所占据的总长度LLEDS,这可以由等式ALEDS = WLEDS X LLEDS表示。
相反,如图4C中所描绘的,光导50的光出射表面60具有的总面积小于LED的覆盖区面积ALEDS。换言之,光出射表面60的总面积AOUT等于光出射表面60的总宽度WOUT乘以光出射表面60的总长度LOUT,这可以由等式AOUT = WOUT X LOUT和AOUT < ALEDS表示。
因此,应当理解,与由LED占据的空间/区域相比时,光导50提供光源的光出射/发射表面尺寸的减小。
图4中描绘的实施例因此提供一种包括多个高亮度LED光源10的高亮度光源,多个高亮度LED光源将光输出到限制光的光学元件中,然后将光经由具有比LED光源的覆盖区面积更小的面积的光出射/发射表面输出。
此外,应当意识到,优选地将图4的实施例布置为在LED的顶部包括微光学器件,其将光重新引向光导50的光出射表面60,理想地有尽可能小的光学损耗。如果光不被重新引导,则一些光可能在梯形光导50的边缘处逸出(这里针对某些入射角不发生全内反射)。这种微光学器件可以是不对称的棱镜箔片(类似用于传统闪光灯的),其可以将光引导到离开法线的另一角度。
现在参考图5和图6,那里分别描绘了光学透射结构的第一和第二潜在的布置。
在图5中,光学透射结构包括四个波导100,每个波导在一端覆盖相应的LED光源110的光输出部。四个LED光源以2x2阵列布置。波导100被成形(例如弯曲),使得它们的其他端(即它们的光出射端)被间隔开并且以1x4阵列(即以单排或单行)布置。
LED光源110占据的总表面面积ALEDS,即LED光源110的覆盖区面积ALEDS,等于由LED光源110占据的总宽度WLEDS乘以由LED光源110占据的总长度LLEDS,这可以由等式ALEDS =WLEDS X LLEDS表示。
作为波导100的布置的结果,由光出射端占据的总空间或面积AOUT,即光出射端的覆盖区面积AOUT,小于LED的光源110的覆盖区面积ALEDS。换言之,光出射端的总面积AOUT等于光出射端(及其间空间)所占据的总宽度WOUT乘以光出射端(及其间空间)所占据的总长度LOUT,这可以由等式AOUT = WOUT X LOUT和AOUT < ALEDS表示。
类似地,在图6中,光学透射结构再次包括四个波导100,每个波导在一端覆盖相应的LED光源110的光输出部。四个LED光源以2x2阵列布置,并且波导100被成形(例如弯曲)使得它们的其他端(即它们的光出射端)以4x1阵列(即以单排或单行)紧密地堆积在一起。以这种方式,在波导100的相邻光出射端之间几乎没有间隙。
LED光源110占据的总的表面面积ALEDS,即LED光源110的覆盖区面积ALEDS等于由LED光源110占据的总宽度WLEDS乘以由LED光源110占据的总长度LLEDS,这可以由等式ALEDS =WLEDS X LLEDS表示。
然而,如图6中描绘的,由光出射端占据的总空间或面积AOUT,即光出射端的覆盖区面积AOUT,等于或小于LED的光源110的覆盖区面积ALEDS。换言之,光出射端的总面积AOUT等于光出射端(及其间空间)所占据的总宽度WOUT乘以光出射端(及其间空间)所占据的总长度LOUT,这可以由等式AOUT = WOUT X LOUT和AOUT < ALEDS表示。
图5和图6的布置使得能对原始光源布置重新成形。另外,应注意,如图6中图示的四个LED实际上可以是一个较大的LED。并且因此,图6的布置使得能对单个光源重新成形。
应当理解,可以采用其他的重新成形布置。例如,4x4 LED阵列可以变形成2x8阵列的光发射表面(或任何其他任意形状)。
本领域技术人员将理解,所公开的实施例的其他变型是可以理解和实现的。
例如,本公开的LED光源可以是任何类型的LED,例如倒装芯片型(薄膜倒装芯片)、图案化蓝宝石衬底、顶部连接的/顶部发射、顶部底部连接的。此外,光源可以用作为裸管芯或被包装。
LED光源的光输出部(或光发射区域)是指光朝向或通过其从LED输出(或发射)的区域。因此,LED光源的一个空腔或多个空腔可以朝向光输出部延伸。光输出部可以例如是生长衬底(例如蓝宝石)的区域。此外,光输出方向被归纳为光沿其从光输出部输出的单个方向(例如附图中的垂直)。然而,应当理解,并不是所有从光输出部输出的光都可以精确地沿输出方向输出。因此,光输出方向应该被理解为是指光沿其从光输出部输出(例如延伸离开光输出部的表面)的大体方向。
光源还可以包括至少部分地覆盖光学透射结构的(多个)光输出/出射部的光学增强材料的层。
此外,如果实施例包括多个空腔,则空腔的一些或全部可以包括(例如,填充)不同的材料。作为示例,某些空腔可以用第一类型(例如将蓝色转换成白色)的磷光体填充,并且其他空腔可以用另一种类型(例如将蓝色转换成红色)的磷光体填充。
实施例可以在汽车照明领域和其他需要高亮度照明的领域/应用中采用。
在权利要求中,单词“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。仅仅是在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。
Claims (12)
1.一种光源,包括:
在平面区域上以2维阵列布置的多个LED光源,所述多个LED光源中的每一个具有:适于产生光的半导体二极管结构;以及在所述半导体二极管结构之上的适于输出来自所述半导体二极管结构的光的光输出部;
所述多个LED光源中的每一个还包括至少部分地围住所述半导体二极管结构的侧表面并且适于将来自所述半导体二极管结构的光朝向所述光输出部反射的光反射结构;且所述光反射结构具有形成在所述半导体二极管结构的光输出部上的光圈;以及
光学透射结构,其与所述多个LED光源的光输出部重叠以便接收来自所述多个LED光源的光输出部的光,并具有适于输出所接收的光的光出射部,其中所述光学透射结构的光出射部的面积小于所述多个LED光源的覆盖区面积,所述光学透射结构包括一个或多个光学准直器,
其中所述光圈的面积小于所述半导体二极管结构的面积,以及
其中所述准直器覆盖所述半导体二极管结构的光输出部的一部分,该部分上形成有所述光圈。
2.根据权利要求1所述的光源,其中所述光学透射结构适于通过全内反射来限制所接收的光,并因此将所接收的光朝向所述光出射部反射。
3.根据权利要求1所述的光源,其中所述光学透射结构包括位于所述多个LED光源的光输出部顶部的多个光纤。
4.根据权利要求1所述的光源,其中形成在所述光反射结构中的所述光圈包括光学增强材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源,其中所述多个LED光源中的至少一个的光输出部包括光学增强材料。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光源,还包括至少部分地覆盖所述光学透射结构的光出射部的光学增强材料的层。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光源,其中所述光学透射结构还包括至少部分地重叠所述多个LED光源的光输出部的菲涅耳结构。
8.一种汽车灯,包括根据前述权利要求中任一项所述的光源。
9.一种投影灯,包括根据权利要求1至7中任一项所述的光源。
10.一种制造光源的方法,所述光源包括在平面区域上以2维阵列布置的多个LED光源,所述多个LED光源中的每一个具有:适于产生光的半导体二极管结构;以及在所述半导体二极管结构之上的适于输出来自所述半导体二极管结构的光的光输出部;所述方法包括以下步骤:
向所述多个LED光源中的每一个提供至少部分地围住所述半导体二极管结构的侧表面、并且适于将来自所述半导体二极管结构的光朝向所述光输出部反射的光反射结构;
在所述多个LED光源中的每一个的光反射结构中提供光圈,所述光圈形成在所述半导体二极管结构的光输出部上,
提供光学透射结构,其与所述多个LED光源的光输出部重叠以便接收来自所述多个LED光源的光输出部的光,所述光学透射结构具有适于输出所接收的光的光出射部,
其中,所述光学透射结构的光出射部的面积小于所述多个LED光源的覆盖区面积,
其中所述光输出部的面积小于所述半导体二极管结构的面积,
其中所述光学透射结构包括一个或多个光学准直器,以及
其中所述准直器覆盖所述半导体二极管结构的光输出部的一部分,该部分上形成有所述光圈。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述光学透射结构适于通过全内反射来限制所接收的光,并因此将所接收的光朝向所述光出射部反射。
12.根据权利要求11所述的方法,其中提供光学透射结构的步骤包括将多个光纤定位在所述多个LED光源的光输出部的顶部。
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