CN107532791B

CN107532791B - 透镜和光电子照明设备

Info

Publication number: CN107532791B
Application number: CN201680027407.0A
Authority: CN
Inventors: U.施特雷佩尔
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2019-11-08
Anticipated expiration: 2036-05-10
Also published as: US20180112848A1; WO2016180814A1; DE102015107443A1; CN107532791A; DE102015107443B4; US10480748B2

Abstract

本发明涉及透镜（301），其包括下述：‑主要部分（307），其中，‑主要部分具有光入射表面（309），光能够通过其照射在主要部分上，‑主要部分具有光出口表面（311），已经照射在主要部分上的光能够通过其离开，‑光出口表面包括微透镜结构（313），其包括多个微透镜，‑光入射表面具有用于准直光的至少两个准直器部分（403、405、407、409），‑光入射表面具有光入口区域，其与准直器部分不同地形成，‑主要部分具有至少两个背向反射区域（321、323、325、327），其中每一个均与两个准直器部分中的一个成对，用于沿着对应的准直器部分的方向，往回反射借助于对应的准直器部分准直的光，以及‑主要部分具有反射区域以用于沿着微透镜结构的方向反射已经通过光入射区域照射在主要部分上的光，使得经反射的光能够通过微透镜结构离开主要部分。本发明还涉及光电子照明设备和移动终端。

Description

透镜和光电子照明设备

本发明涉及透镜、光电子照明设备及移动终端。

本专利申请要求德国专利申请10 2015 107 443.5的优先权，该文献的公开内容通过引用并入本文中。

例如移动电话的移动终端有时包含闪光LED（LED：发光二极管）。在多个发射不同颜色的光的闪光LED的情况下，所发射的光的颜色的颜色混合是可能的。照惯例，每一个LED都具有其自己的透镜，其分别沿特定空间方向投射所发射的光。

公布的专利申请WO214/016227 A1公开了一种用于照明设备的透镜。

公布的专利申请DE 10 2011 075 753 A1公开了一种口腔治疗灯。

可以认为本发明的目的是提供一种有效的理念，其允许借助于光电子半导体部件的光发射面发射的光的有效光学投射。

该目的通过独立权利要求的相应主题实现。相应的从属权利要求涉及本发明的有利的构造。

根据一个方面，提供一种透镜，其包括：

- 基体，

- 其中，所述基体具有光入射面，光能够通过其进入所述基体，

- 其中，所述基体具有光离开面，已经进入基体的光能够通过其出现，

- 其中，所述光离开面包括微透镜结构，其具有多个微透镜，

- 其中，所述光入射面具有用于准直光的至少两个准直器部分，

- 其中，所述光入射面具有光射入区域，其与所述准直器部分不同地形成，

- 其中，所述基体具有至少两个背向反射区域，其分别被分配到所述两个准直器部分中的一个，用于沿着对应的准直器部分的方向，往回反射借助于对应的准直器部分准直的光，

- 其中，所述基体是用于沿着所述微透镜结构的方向反射已经通过所述光入射区域进入的光的反射区域，以便经反射的光能够从所述基体通过所述微透镜结构出现。

根据另一方面，提供一种光电子照明设备，其包括：

- 根据本发明的透镜，以及

- 多个光电子半导体部件，其分别具有面朝所述光入射面的光发射面，其中，

- 所述多个半导体部件被分别分配到所述准直器部分中的一个，以便借助于所述半导体部件的相应的光发射面发射的光能够通过经分配的准直器部分被部分地准直，经准直的光能够往回沿着所述准直器部分的方向借助于对应的背向反射区域反射，且能够借助于所述准直器部分沿着所述光发射面的方向被准直，且以便借助于所述半导体部件的相应的光发射面发射的光能够部分地通过所述光入射区域进入所述基体，能够借助于背向反射区域沿着所述微透镜结构的方向被反射，且能够从所述基体通过所述微透镜结构出现。

根据另一方面，提供包括根据本发明的光电子照明设备的移动终端。

本发明因此包括，特别地且尤其，提供具有两个功能的透镜的构思。一方面，借助于光发射面发射的光中的一些再次沿着光发射面的方向往回反射。这通过根据本发明提供准直器部分和所分配的背向反射区域实现。另一方面，借助于光发射面发射的光通过微透镜结构被光学地投射，以便能够有利地调整预定的发射特性。

这尤其因此导致能够实现所射的光的有效光学投射的技术优势。

根据一个实施例，规定背向反射区域分别包括一个或多个棱镜环，其相对于分配到对应的背向反射区域的准直器部分的光学轴线同心，所述棱镜环包括用于经准直的光的全反射的多个棱镜。

这尤其导致能够实现有效的背向反射的技术优势。在本发明的上下文中的棱镜环包括尤其多个棱镜，其环状地布置，即沿着环或在环上。环状地尤其意思是圆形地。相对于光学轴线同心尤其意思是，棱镜环的中心或中点位于所分配的准直器部分的光学轴线上。背向反射区域的同心棱镜环因此都具有带有不同直径的共用的中点。

在另一实施例中，规定在一个或多个棱镜环的棱镜的相应的棱镜面和所分配的准直器部分的对应的光学轴线之间的角度在40°和50°之间。

这尤其导致能够实现有效的全反射的技术优势。

在另一实施例中，规定棱镜的相应的棱镜面具有弯曲，尤其是球面的、非球面的、凸起或凹入的弯曲。

这尤其导致能够实现经准直的光的有效的背向反射的技术优势。

根据另一实施例，规定微透镜被形成为非球面的、旋转对称的微透镜，其分别具有相等的非球度系数或至少部分不同的非球度系数。

这尤其导致微透镜能够以有效方式光学地投射借助于反射区域反射的光的技术优势。以这种方式，例如，能够有利地调整特定发射特性。因此，例如，可能有利地实现如下效果，即，在发射不同波长的光的多个光电子部件的情况下，能够以如下方式执行颜色混合，即使得，不管哪一个光电子半导体部件接通或关闭，在多个角度范围中的发射总是具有相同的（混合）颜色。

在另一实施例中，规定反射区域包括多个切面（facet），其沿着微透镜结构的方向准直入射光。

这尤其导致能够沿着微透镜结构的方向实现入射光的有效反射的技术优势。

根据另一实施例，规定切面分别具有弯曲。

这尤其导致能够获得有效准直的技术优势。尤其，能够由此获得沿另外的空间方向的准直，即，额外于平面或平坦切面的准直空间方向。

在另一实施例中，规定基体没有反射覆层。这尤其导致没有反射损失（覆层总是表现出反射损失）发生的技术优势。与这相比，全反射总是具有100%的反射率（还参考包括多个棱镜的实施例）。

根据另一实施例，规定基体被构造为整体式基体。

这尤其导致能够实现基体的简单且有效制造的技术优势。

根据另一实施例，规定基体被形成为注塑部件。

这尤其导致能够有效且简单地生产基体的技术优势。这尤其借助于注塑过程。

根据另一实施例，规定基体被形成为整体式注塑部件。

在另一实施例中，规定基体包括安装凸缘，其围绕微透镜结构延伸，用于将基体安装在壳体上。

这尤其导致基体在壳体上的有效且简单安装变得可能的技术优势。壳体可以例如容纳半导体部件。

在另一实施例中，规定准直器部分被分别形成为准直器透镜。

这尤其导致能够实现有效准直的技术优势。

准直器透镜尤其是会聚透镜或凸透镜。准直器透镜可以例如是两面凸的、平凸的或凹-凸透镜。

根据另一实施例，规定准直器部分在凹陷中形成，所述凹陷借助于基体的光入射区域定界。

这尤其导致能够实现光到基体中的有效输入的技术优势，此处尤其通过光入射区域。

在另一实施例中，规定在半导体部件之间形成的相应的分离面具有反射覆层，其用于沿着光入射面的方向反射光。

这尤其导致能够改善来自基体的光输出的技术优势。该尤其因为，已经通过背向反射区域沿着半导体部件的方向往回反射的光能够因为在分离面上的反射覆层再次远离半导体部件被反射。尤其，该经反射的光能够因此通过光入射区域进入或被引入到基体中，且然后借助于反射区域反射至微透镜结构。这因此意味着，能够有效地重复使用借助于背向反射区域反射回的光。

在另一实施例中，规定提供具有凹部的壳体，半导体部件被布置在壳体中，其中，光发射面面朝所述凹部，所述凹部借助于基体覆盖。

这尤其导致半导体部件能够被保护不受鲁棒的环境条件影响的技术优势。尤其，壳体导致用于半导体部件的机械保护。尤其，这种壳体能够简单地且有效地安装到移动终端中。

在另一实施例中，规定壳体被形成为灯箱。在本发明的上下文中，灯箱尤其具有带有高反射率、优选地带有朗伯发射特性的壁。壁例如以如下方式被形成或构造，即使得，来自盒的光的输出最大。在本发明的上下文中的壳体尤其预期意思是一种机械装置，其用于容纳和保持半导体芯片（一般是光电子半导体部件）和透镜。壳体不需要必然具有主要的光学功能，但是其可以这样。

在另一实施例中，规定壳体包括围封壳体内部的多个壳体侧壁，壳体侧壁的面朝壳体内部的相应的面具有反射覆层。

这尤其导致能够有效地改善来自壳体的光输出的技术优势。

根据另一实施例，规定壳体具有围绕凹部延伸的安装面，基体的安装凸缘布置在所述安装面上。

这尤其导致能够实现基体在壳体上的有效安装的技术优势。

在另一实施例中，规定半导体部件矩形地、六角形地或圆形地布置。

在存在多于4个芯片时，重要的是关于透镜具有最好的可能的对称匹配（尽可能点对称）且同时具有高封装密度。这导致半导体部件的六边形和圆形布置。这意味着，因为六边形和圆形布置，能够有利地实现关于透镜的有效对称匹配，尤其是点对称的对称匹配。

在另一实施例中，规定半导体部件被构造成以便发射分别不同的波长的光。

这尤其导致光电子照明设备能够发射不同波长的光的技术优势。尤其，能够由此执行颜色混合。这因此意味着，例如，能够混合不同波长的光。以这种方式，能够有利地发射许多颜色。

例如，光电子半导体部件可以发射红光。红光尤其具有多于600 nm的波长。

尤其，光电子半导体部件可以发射绿光。绿光尤其具有在520 nm和565 nm之间的波长。

尤其，光电子半导体部件可以发射黄光。黄光尤其具有在565 nm和575 nm之间的波长。

尤其，光电子半导体部件可以发射蓝光。蓝光尤其具有在460 nm和480 nm之间的波长。

这尤其因此意味着，半导体部件可以例如分别发射红光、绿光、黄光或蓝光。

在一个实施例中，规定，在多个光电子半导体部件的情况下，这些可以发射不同明暗的白色的光，也就是说，其对应地被构造成以致于发射不同明暗的白色的光。所发射的光因此具有不同的色温。色温可以例如是大约2000 K（即，暖白光）。色温可以例如是大约5500K（即，冷白光）。

在一个实施例中，提供光电子部件（或多个光电子部件），其被构造成以便发射白光。这可以例如通过主要发射蓝光（基色光）的半导体部件实现，蓝光借助于转换层（例如，磷光体转换层）转换成白光（二次光）。半导体部件例如包括这种转换层。因此，根据一个实施例，提供包括这种转换层的光电子部件（或者多个光电子部件），其被构造成以便发射蓝光，所述蓝光借助于转换层被转换成白光，以便半导体部件发射白光。蓝光到白光的转换因此尤其基于磷光体转换。转换层可以例如被布置在光电子半导体部件的发射区域中，且在距后者一定距离处。

在另一实施例中，规定准直器部分的相应的光学轴线和延伸通过光发射面的中点的相应的法向矢量关于彼此具有侧向偏移，其等于对应的光发射面的边长的最多30%。

这尤其导致光发射面相对于准直器部分的有效对准或调整能够变得可能的技术优势。这是因为，由于关于侧向偏移的预定最大限制，还有利地可能确保能够执行有效的准直。然而，该容许或允许的容差足以简化调整步骤。尤其，能够以这种方式简化制造。

在另一实施例中，规定照明设备被构造为闪光灯。

这尤其导致光电子照明设备可用作移动终端中的闪光灯的技术优势。

在另一实施例中，规定半导体部件的相应的边长最多1 mm，和/或其中，在两个光电子半导体部件之间的相应距离在50 µm和100 µm之间。

这尤其导致能够实现有效小型化的技术优势。尤其，在这种情况下，对应地更小的壳体是足够的，与更大的壳体相比，其能够节约材料。尤其，这使得能够有效地使用在移动终端中现有的安装空间。

在另一实施例中，规定移动终端是智能手机或移动电话。

在另一实施例中，精确地提供两个光电子半导体部件。

根据另外的实施例，精确地提供四个光电子半导体部件。

在一个实施例中，规定光电子半导体部件的数目对应于准直器部分的数目。

在另一实施例中，规定每一个准直器部分被精确地分配一个光电子半导体部件。

根据一个实施例，光电子半导体部件分别被形成为发光二极管。发光二极管可以例如称为发光二极管。在英语中，这种二极管被称为发光二极管（LED）。发光二极管例如是有机或无机发光二极管。

根据一个实施例，半导体部件被形成为半导体芯片。

根据一个实施例，发光二极管被形成为发光二极管芯片。

根据一个实施例，发光二极管是激光二极管，尤其是激光二极管芯片。

当根据该说明书描述半导体部件时，其总是预期意思是光电子半导体部件。这意味着，形容词“光电子”不总是位于术语“半导体部件”之前。

结合示例性实施例的如下描述，本发明的上述性能、特征和优势以及其借以实现的方式将变得更清楚和容易理解，将结合附图更详细地解释示例性实施例，在附图中：

图1和图2分别示出已知的透镜，

图3在透镜的前侧的倾斜平面视图中，示出根据一个实施例的透镜，

图4以不同视图示出图3的透镜，

图5以侧向截面视图示出根据图3的透镜的片断，

图6示出在图5中示出的片断中的光束路径，

图7示出根据图3的透镜的侧向截面视图，

图8以平面视图示出根据图3的透镜的片断，

图9以侧向截面视图示出根据图3的透镜的片断，

图10示出壳体，

图11以侧向截面视图示出根据图3的透镜的片断，

图12以前侧的平面视图示出根据图3的透镜，以及

图13示出移动终端。

在下文中，相同参考标记可用于相同的特征。此外，为了清楚起见，并非用于各个元件的所有参考标记都在附图中指示。

图1示出三个已知的透镜101、103、105，其可以在已知的闪光灯中用作个体单个光学元件。在本文中此类已知的闪光灯包括多个LED，其分别接收个体单个光学元件。这因此意味着，已知的透镜101投射一个LED的光。已知的透镜103投射另外的LED的光。已知的透镜105投射另外的LED的光。

图2示出成正方形布置的四个已知的透镜201、203、205、207。以与图1类似的方式，已知的透镜201、203、205、207分别单独投射单个LED的光。

由于每一个LED接收个体单个光学元件（此处是已知的透镜101、103、105、201、203、205、207）的已知理念，LED通常需要彼此间具有相对大的间距。如例如在移动终端中的闪光灯应用所要求的，因此小型化是困难的，或者甚至不可能。

图3以透镜301的前侧303的倾斜平面视图示出根据一个实施例的透镜301。

透镜301具有与前侧303相对放置的后侧305。

透镜301的前侧303通常指的是在安装状态中，即，当透镜301是光电子照明设备的部分时，透镜301的面朝观察者的那侧。在该安装状态中，后侧305大体面向远离观察者。

透镜301具有基体307。基体307包括光入射面309，通过其，光能够进入或被引入到基体307中。基体307具有光离开面311，通过其，已经进入基体307的光能够出现。

在该情况下，光入射面309是透镜301的后侧305的部分。光离开面311是透镜301的前侧303的部分。

光离开面311包括微透镜结构313。微透镜结构313具有多个微透镜315。

这些微透镜315能够光学上投射光。依赖于微透镜315的透镜性能，能够因此有利地调整或实现光的预定发射特性。

基体307此外具有安装凸缘317，其被形成为围绕微透镜结构313延伸。安装凸缘317具有有圆整边缘的正方形形状。安装凸缘317用于将透镜301安装在光电子照明设备的壳体上，如下文更详细解释的。

基体307具有关于光离开面311的凹陷319。这因此意味着，光离开面311具有凹陷319。该凹陷319可以例如称为腔。

凹陷319在光离开面311上居中形成。

四个背向反射区域321、323、325、327布置在腔319的底部区域（其在此处未详细地示出）中，所述四个背向反射区域321、323、325、327分别包括多个棱镜环329。

下文中将更详细地解释棱镜环329和背向反射区域321、323、325、327。

基体307还具有多个切面331，其能够沿着微透镜315的方向准直光，如下文更详细解释的。

腔319相对于光离开面311的轮廓具有玫瑰花式形状。该玫瑰花式形状包括四个弓形段333、335、337和339。在该情况下，弓形段333、335、337、339的数目对应背向反射区域321、323、325、327的数目。这因此意味着，例如，当提供两个背向反射区域时，形成两个弓形段。例如，在四个背向反射区域的情况下，形成四个弓形段。

基体307例如被形成为注塑部件。

图4以后侧305的倾斜平面视图示出图3的透镜。

在该视图中，能够看见安装凸缘317的安装凸缘面401。在安装状态中，该安装凸缘面401座置在壳体的对应构造的安装面上。

切面331沿着光入射面309的方向锥形会聚地延伸。

光入射面309包括四个准直器部分403、405、407、409。四个准直器部分403、405、407、409分别被形成为准直器透镜。准直器部分403、405、407、409分别具有光学轴线（未示出），其延伸通过四个背向反射区域321、323、325、327的在图3中示出的同心棱镜环329的中点。四个准直器部分403、405、407、409能够因此分别沿着所分配的背向反射区域321、323、325、327的方向准直光。背向反射区域321、323、325、327再次沿着对应的准直器部分403、405、407、409的方向往回反射该经准直的光。

光入射面309还包括光入射区域411，其与四个准直器部分403、405、407、409不同地形成。光入射区域411形成凹陷413的周向边界壁，四个准直器部分403、405、407、409被布置或形成在凹陷413中。该凹陷413的轮廓对应于弓形段333、335、337、339的轮廓。凹陷413因此具有玫瑰花式形状的轮廓。

通过光入射区域411进入基体307的光照射在切面331上，且从其沿着微透镜315的方向反射，如下文更详细解释的。

图5以侧向截面视图示出根据图3的透镜301的片断。

还示出的是光电子半导体部件501。光电子半导体部件501具有光发射面503，其面朝光入射面309。在该情况下，光发射面503面朝准直器部分403。光电子半导体部件501相对于准直器部分403的相对布置是理想的，使得准直器部分503的光学轴线505延伸通过法向矢量507，该法向矢量507延伸通过光发射面503的中点509。这因此意味着，在法向矢量507和光学轴线505之间不存在侧向偏移。这因此意味着，理想地，光学轴线505延伸通过中点509。

然而由于制造误差，仍然可以发生从该理想布置的偏离。因此，根据一个实施例，规定对应的偏移是光电子半导体部件501的边长的最多30%。该边长通过带有参考标记511的双箭头指示。

已经发现，在不显著减少或者损害通过准直器部分403的准直的情况下，可以允许或容许这种最大偏移。通过容许这种容差，在光电子照明设备的制造期间，能够因此有利地增加产量。

在图5中，仅示出一个光电子半导体部件501，其被分配到准直器部分403。这因此意味着，准直器部分403准直借助于光发射面503发射的光。

然而，还规定另外三个准直器部分405、407、409分别准直光电子半导体部件的光。这因此意味着，还提供另外三个光电子半导体部件（未示出），其以与半导体部件501类似的方式对应地分配至准直器部分405、407、409中的一个，且相对于这些准直器部分的对应的光学轴线布置。

因此，由此形成包括透镜301和四个光电子半导体部件的光电子照明设备。

如将在下文中解释的，借助于准直器部分403、405、407、409准直的光然后借助于棱镜环329沿着准直器部分403、405、407、409的方向往回反射。棱镜环329的棱镜513能够在截面视图中看见。这些还将在下文中更详细地被描述。

参考标记515指示在图6中以放大比例表示的片断。

图6以放大视图示出在图5中示出的片断515中的第一光束路径。

已经进入准直器部分403的光通过带有参考标记601的箭头象征地表示。入射光601被准直。经准直的光通过带有参考标记603的箭头表示。准直器部分403因此沿着棱镜513的方向准直入射光601。

棱镜513分别具有基底面609和两个棱镜面605、607。棱镜513具有等腰三角形作为基底面。出于简单的目的，该基底面的两个相等的边此处通过参考标记605和607同样地指示。

通过两个棱镜面605、607形成的顶点指向准直器部分403的方向。

经准直的光603在棱镜面607处沿着邻近布置的棱镜513的棱镜面605的方向反射。该经反射的光通过带有参考标记611的箭头象征地指示。经反射的光611然后通过相邻的棱镜513的棱镜面605沿着准直器部分403的方向往回反射。该经反射的光通过带有参考标记613的箭头象征地表示。经反射的光613然后在该经反射的光613离开准直器部分403时通过准直器部分403准直并且再次从基体307，即，从光入射面309出现。该出现的或经准直的光通过带有参考标记615的箭头象征地指示。

图7示出根据图3的透镜的侧向截面视图。

以对应于图5的方式，示出光电子半导体部件501，光学轴线505延伸通过法向矢量507。而且，示出具有光发射面703的另外的光电子半导体部件701。这以与部件501类似的方式对应地被分配至准直器部分405，如已经结合图5描述的。

而且，在图7中至少部分地示出根据图6的光束路径。

图7因此清楚地示出透镜301的功能。尽管通过光电子半导体部件501、701沿着准直器部分403、405、407、409的方向发射的光被准直，但是其然后再次沿着半导体部件501、701的方向借助于棱镜513往回反射。这因此意味着，尽管该光进入基体307，但是其离开基体307不是通过光离开面311，而是相反再次通过光入射面309，或者更精确地通过对应的准直器部分。因此在棱镜环中发生通过全反射的背向反射。

图8示出透镜301的片断的后侧305的平面视图。

图8示出通过半导体部件501的光发射面503沿着光入射区域411的方向发射的光的第二光束路径。这因此意味着，该光不通过准直器部分403准直。进入光入射区域411的光借助于带有参考标记801的两个箭头象征地指示。

入射光801照射在切面331上，并通过切面331沿着微透镜结构313（在图8中未示出）的方向被反射和准直。切面331具有弯曲，以便沿两个空间方向准直入射光801。经准直的光借助于带有参考标记803的两个箭头象征地指示。这因此意味着，切面331既沿着微透镜结构313的方向反射入射光801又准直其。

图9以侧向截面视图示出根据图3的透镜的片断，以便进一步表示结合图8解释的第二光束路径。

入射光801在其通过光入射区域411进入基体307时发生折射。该经折射的光借助于带有参考标记901的两个箭头象征地表示。在该经折射的光901照射在切面331上时，其通过切面331沿着微透镜结构313的方向被反射和准直。微透镜结构313投射该经准直的光803。该投射的光通过带有参考标记903的两个箭头象征地指示。

这因此意味着，借助于光发射面503发射且不通过准直器部分403进入基体307，而是相反通过光入射区域411进入基体的光由于沿着切面311的方向在光入射区域411处的折射而偏离且从那里沿着微透镜结构313的方向被反射，并且通过微透镜结构313被光学地投射，且然后通过微透镜结构313离开透镜301的基体307。

图10以俯视倾斜平面视图示出壳体1001。

壳体1001例如被形成为灯箱。壳体1001具有立方体形状，且因此包括四个侧壁1003、1005、1007和1009，其围封内部1011。壳体进一步具有凹部1013，其在壳体1001的上侧上形成。

与该凹部1013相对，设置另外的凹部1015。布置在该另外的凹部1015中的是四个光电子半导体部件1017、1019、1021、1023，其以矩形布置被布置。

光电子半导体部件1017具有光发射面1025。半导体部件1019具有光发射面1027。半导体部件1021具有光发射面1029。半导体部件1023具有光发射面1031。

这些光发射面1025、1027、1029、1031面朝凹部1013布置。

四个半导体部件1017、1019、1021、1023被布置在承载部1035的共用的承载部表面1033上。这意味着，壳体1001利用另外的凹部1015被装配或布置在承载部表面1033上，以便在安装状态中，四个半导体部件1017、1019、1021、1023布置在另外的凹部1015中。

四个侧壁1003、1005、1007、1009分别具有面朝内部1011的面1037。这些面1013具有例如反射覆层。这些面1037因此形成用于半导体部件1017、1019、1021、1023所发射的光的反射镜。这些面1037因此以如下方式形成或布置，即使得，其沿着凹部1013的方向反射所发射的光。其例如相对于光发射面成角度，该角度大于90°度。

壳体1001还包括安装面1013，其围绕凹部1013延伸。透镜301的安装凸缘413的安装凸缘面401置放在该安装面1039上。光发射面1025、1027、1029、1031因此面朝透镜301的光入射面309。

在个体半导体部件1017、1019、1021、1023之间的相应的分离面具有例如反射覆层。这意味着，可以具有反射覆层的面在两个半导体部件之间形成。

根据一个实施例，四个半导体部件1017、1019、1021、1023分别发射带有不同颜色的光。尤其，这些半导体部件中的至少两个分别发射带有不同颜色的光。

图11以侧向截面视图示出根据图3的透镜301的片断。

以放大比例表示的是棱镜513。在棱镜面607和分配的准直器部分的光学轴线505之间的角度通过参考标记1101指示。角度1101优选地在40°和50°之间。

在未示出的一个实施例中，可规定棱镜面607和/或棱镜面605具有弯曲。该弯曲是例如球面或非球面弯曲。该弯曲例如是凸起或凹入的弯曲。

图12以前侧303的平面视图示出根据图3的透镜301。

微透镜315例如布置在环中。这因此意味着，例如，形成透镜环1201、1203、1205、1207。例如，可以规定，微透镜315的非球度系数从透镜环1201、1203、1205、1207至透镜环1201、1203、1205、1207不同。尤其，微透镜315的非球度系数可以具有超环面或x-y多项式变化。

此处，超环面尤其意味着下述：

微透镜315的相应的透镜表面被形成为圆环面（即，沿x和y方向带有不同焦距的透镜）的片断。

此处，x-y多项式尤其意味着下述：微透镜315的相应的透镜形状根据如下分析描述形成：

其中，N是在级数（series）中的多项式系数的数目，且A_i是第i个展开的多项式项的系数。多项式是x和y的幂级数。第一项是x，然后y，然后x*x、x*y、y*y等。存在两个一次项、三个二次项、四个三次项等。

透镜315例如沿着准直器部分403、405、407、409的相应的光学轴线，即，尤其沿着关联的弓形段333、335、337、339布置。在未示出的一个实施例中，可以提供微透镜315的随机布置。此处，随机布置尤其意味着，微透镜315的透镜中点在平面中的随意布置。尤其，可以提供微透镜315的针对品牌的布置。针对品牌的尤其意味着，通过微透镜315形成特定的标识或图案。这因此意味着，微透镜315以如下方式布置，即使得，其形成特定商标标识或特定图案。

图13示出移动终端1301。

移动终端1301包括，例如，如上所述的光电子照明设备1303。移动终端1301例如是智能手机或移动电话。

光电子照明设备1303可以例如被形成为闪光灯。例如，规定光电子照明设备包括根据图10的布置。这因此尤其意味着，在移动终端1301中设置包括共用的承载部1035以及四个半导体部件1017、1019、1021、1023的壳体1001。然后，尤其规定透镜301，如上文中结合附图更详细地描述的，被布置在壳体1001上。

在这种闪光灯中，有效的颜色混合有利地变得可能。尤其，能够解决颜色混合的问题。这意味着，不管半导体部件1017、1019、1021、1023中的哪一个接通或关闭，在所有角度范围内的发射具有相同的颜色。在该情况下，常规光学元件，如结合图1和图2描述的，将仅沿特定空间方向投射LED芯片的光，即，一个颜色。而且，用于每一个半导体部件的个体单个光学元件的使用将导致大的空间要求，迄今为止，个体半导体部件之间需要具有显著的间距，以便存在用于个体单个光学元件的充分的空间。

另外，因为根据本发明提供如上面所描述的透镜，所以相对于已知的现有技术，半导体部件能够被布置成彼此之间具有小得多的间距。因此，例如，可以在个体半导体部件之间选择几何上和/或结构上最小的距离。例如，半导体部件的边长可以是1 mm。在两个半导体部件之间的间距可以例如在50 µm和100 µm之间。

根据一个实施例，提供至少两个半导体部件，其分别发射不同颜色的光。

根据一个实施例，半导体部件被安装在壳体中，尤其在具有高度反射性壁（面朝内部的侧壁的面的反射覆层）的灯箱中。

根据一个实施例，根据本发明的透镜定位在（多个）光发射面之上，所述透镜尤其具有如下特征：

1. 准直透镜部分被设置成直接在半导体部件的光发射面之上。尤其，光发射面的主轴（法向矢量）和准直透镜部分（准直器部分）的光学轴线可以关于彼此略微侧向偏移（最多半导体部件的边长的30%）。

2. 全反射棱镜环被设置在透镜部分之上在应用在透镜前侧上的腔或凹陷中，该环的作用在于，离开准直器部分的光再次沿着半导体部件的光发射面的方向被往回引导。尤其，透镜没有反射性覆层（反射覆层），即使在子区域中也没有。这因此尤其意味着，透镜，尤其是基体，没有反射覆层。

3. 不照射在准直器部分上的光沿着透镜的反射区域的方向偏离。该不照射在准直器部分上的光通过光入射区域进入基体。沿着透镜的反射区域的方向的偏离由于光在基体的周围和光入射区域之间的界面处的折射引起。透镜的反射区域尤其具有准直切面。因此发生该光的准直和沿着透镜的前侧的方向的偏离。尤其，具有多个微透镜的微透镜结构被布置在包括光离开面的前侧上。一般还可称为透镜阵列的微透镜结构尤其以如下方式定尺寸，即使得，到达阵列的子透镜上的每一个光束在整个发射区域上均匀分布。

上述理念的优势尤其是紧凑构造，因为半导体部件能够关于彼此尽可能近的置放。

尤其，半导体部件不再从外侧可见，这能够诱导均匀光学影像（impression）。

尤其，微透镜结构的微透镜的针对品牌的布置变得可能。

尤其，可以经济地借助于注塑过程生产透镜。

尽管已经通过优选的示例性实施例详细地示出和描述了本发明，但是本发明不以这种方式受到所公开的示例的约束，且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以从其得到其他变型。

参考标记列表

101 透镜

103 透镜

105 透镜

201 透镜

203 透镜

205 透镜

207 透镜

301 透镜

303 前侧

305 后侧

307 基体

309 光入射面

311 光离开面

313 微透镜结构

315 微透镜

317 安装凸缘

319 凹陷

321 背向反射区域

323 背向反射区域

325 背向反射区域

327 背向反射区域

329 棱镜环

331 切面

333 弓形段

335 弓形段

337 弓形段

339 弓形段

401 安装凸缘面

403 准直器部分

405 准直器部分

407 准直器部分

409 准直器部分

411 光入射区域

413 凹陷

501 光电子半导体部件

503 光发射面

505 光学轴线

507 法向矢量

509 中点

511 边长

513 棱镜

515 片断

601 入射光

603 经准直的光

605 棱镜面

607 棱镜面

609 基底面

611 经反射的光

613 经反射的光

615 经准直的光

701 光电子半导体部件

703 光发射面

801 入射光

803 经准直的光

901 经折射的光

903 经投射的光

1001 壳体

1003 侧壁

1005 侧壁

1007 侧壁

1009 侧壁

1011 内部

1013 凹部

1015 另外的凹部

1017 光电子半导体部件

1019 光电子半导体部件

1021 光电子半导体部件

1023 光电子半导体部件

1025 光发射面

1027 光发射面

1029 光发射面

1031 光发射面

1033 承载部表面

1035 承载部

1037 面

1039 安装面

1101 角度

1201 透镜环

1203 透镜环

1205 透镜环

1207 透镜环

1301 移动终端

1303 光电子照明设备。

Claims

1.一种透镜（301），其包括：

- 基体（307），

- 其中，所述基体（307）具有光入射面（309），光能够通过其进入所述基体（307），

- 其中，所述基体（307）具有光离开面（311），已经进入所述基体（307）的光能够通过其出现，

- 其中，所述光离开面（311）包括微透镜结构（313），其具有多个微透镜（315），

- 其中，所述光入射面（309）具有用于准直光的至少两个准直器部分（403、405、407、409），

- 其中，所述光入射面（309）具有光射入区域，其与所述准直器部分（403、405、407、409）不同地形成，

- 其中，所述基体（307）是用于沿着所述微透镜结构（313）的方向反射已经通过所述光入射区域进入的光的反射区域，以便经反射的光能够从所述基体（307）通过所述微透镜结构（313）出现，

其特征在于，

所述基体（307）具有至少两个背向反射区域（321、323、325、327），其分别被分配到所述两个准直器部分（403、405、407、409）中的一个，用于沿着对应的准直器部分（403、405、407、409）的方向，往回反射借助于所述对应的准直器部分（403、405、407、409）准直的光（603）。

2.根据权利要求1所述的透镜（301），其中，所述背向反射区域（321、323、325、327）分别包括一个或多个棱镜环，其相对于被分配到对应的背向反射区域（321、323、325、327）的所述准直器部分（403、405、407、409）的光学轴线同心，所述棱镜环包括用于经准直的光（603）的全反射的多个棱镜。

3.根据权利要求2所述的透镜（301），其中，在所述一个或多个棱镜环的所述棱镜的相应的棱镜面（607）和经分配的准直器部分（403、405、407、409）的对应的光学轴线之间的角度在40°和50°之间。

4.根据权利要求2或3所述的透镜（301），其中，所述棱镜的相应的棱镜面（607）具有弯曲，尤其是球面的、非球面的、凸起或凹入的弯曲。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的透镜（301），其中，所述微透镜（315）被形成为非球面的、旋转对称的微透镜（315），其分别具有相等的非球度系数或至少部分不同的非球度系数。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的透镜（301），其中，所述微透镜结构（313）被形成为使得借助于所述经反射的光形成且照射在所述微透镜结构（313）的微透镜（315）上的每一个光束在从所述基体（307）出现之后在预定发射区域上具有均匀分布。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的透镜（301），其中，所述反射区域包括多个切面（331），其沿着所述微透镜结构（313）的方向准直入射光。

8.根据权利要求7所述的透镜（301），其中，所述切面（331）分别具有弯曲。

9.根据权利要求1-3和8中的任一项所述的透镜（301），其中，所述基体（307）没有反射覆层。

10.根据权利要求1-3和8中的任一项所述的透镜（301），其中，所述基体（307）被形成为注塑部件。

11.根据权利要求1-3和8中的任一项所述的透镜（301），其中，所述基体（307）包括安装凸缘（317），其围绕所述微透镜结构（313）延伸，用于将所述基体（307）安装在壳体上。

12.根据权利要求1-3和8中的任一项所述的透镜（301），其中，所述准直器部分（403、405、407、409）被分别形成为准直器透镜。

13.根据权利要求1-3和8中的任一项所述的透镜（301），其中，所述准直器部分（403、405、407、409）被形成在所述基体（307）的凹陷（413）中，所述凹陷（413）借助于所述光入射区域定界。

14.一种光电子照明设备（1303），其包括：

- 根据前述权利要求中的任一项所述的透镜（301），以及

- 多个光电子半导体部件（501、1017、1019、1021、1023），其分别具有面朝所述光入射面（309）的光发射面（503、1025、1027、1029、1031），其中，

- 所述多个半导体部件（501、1017、1019、1021、1023）被分别分配到所述准直器部分（403、405、407、409）中的一个，以便借助于所述半导体部件（501、1017、1019、1021、1023）的相应的光发射面（503、1025、1027、1029、1031）发射的光能够通过经分配的准直器部分（403、405、407、409）被部分地准直，经准直的光（603）能够沿着所述准直器部分（403、405、407、409）的方向借助于对应的背向反射区域（321、323、325、327）往回反射，且能够借助于所述准直器部分（403、405、407、409）沿着所述光发射面（503、1025、1027、1029、1031）的方向被准直，并且以便借助于所述半导体部件（501、1017、1019、1021、1023）的所述相应的光发射面（503、1025、1027、1029、1031）发射的光能够部分地通过所述光入射区域进入所述基体（307），能够借助于所述背向反射区域（321、323、325、327）沿着所述微透镜结构（313）的方向反射，且能够从所述基体（307）通过所述微透镜结构（313）出现。

15.根据权利要求14所述的光电子照明设备（1303），其中，在所述半导体部件（501、1017、1019、1021、1023）之间形成的相应的分离面具有反射覆层以用于沿着所述光入射面（309）的方向反射光。

16.根据权利要求14或15所述的光电子照明设备（1303），其中，提供具有凹部（1013）的壳体（1001），所述半导体部件（501、1017、1019、1021、1023）被布置在所述壳体中，其中，所述光发射面（503、1025、1027、1029、1031）面朝所述凹部（1013），所述凹部（1013）借助于所述基体（307）被覆盖。

17.根据权利要求16所述的光电子照明设备（1303），其中，所述壳体（1001）包括围封壳体内部（1011）的多个壳体侧壁（1003、1005、1007、1009），所述壳体侧壁（1003、1005、1007、1009）的面朝所述壳体内部（1011）的相应的面具有反射覆层。

18.根据权利要求16所述的光电子照明设备（1303），其包括根据权利要求11所述的透镜（301），其中，所述壳体（1001）具有围绕所述凹部（1013）延伸的安装面，所述基体（307）的安装凸缘（317）布置在所述安装面上。

19.根据权利要求14-15和17-18中的任一项所述的光电子照明设备（1303），其中，所述照明设备被构造为闪光灯。

20.一种移动终端（1301），其包括根据权利要求14至19中的任一项所述的光电子照明设备（1303）。