CN110709768A - 半导体光源 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，半导体光源(1)包括至少一个第一发射单元(21)、第二发射单元(22)以及光学装置(3)。光学装置(3)具有用于聚束第一发射单元(21)的辐射的内部区域(31)和用于扩张或散射第二发射单元(22)的辐射的外部区域(32)。内部区域(31)的第一光放射区域(41)在俯视图中观察完全地覆盖第一发射单元(21)并且至少部分地覆盖第二发射单元(22)。外部区域(32)的第二光放射区域(42)在俯视图中观察部分地或完全地位于第二发射单元(22)旁边。内部区域(31)和外部区域(32)具有彼此不同地成形的光入射区域(51，52)。

Description

半导体光源

技术领域

提出一种半导体光源。

背景技术

出版物WO 2011/039052 A1涉及一种用于相机的照明装置以及一种用于运行这种照明装置的方法。

发明内容

要实现的目的在于，提出一种半导体光源，其可以用作为在环境光条件变化时的闪光灯。

所述目的尤其通过具有独立权利要求的特征的半导体光源来实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

根据至少一个实施方式，半导体光源包括一个或多个第一发射单元。至少一个第一发射单元例如由一个或由多个LED芯片或也由像素化的LED芯片形成。优选地，至少一个第一发射单元设置用于产生可见光，尤其用于产生白光。第一发射单元优选脉冲式地运行，即仅在相对短的时间范围内发射，然而也可以用于连续波照明。

根据至少一个实施方式，半导体光源包括一个或多个第二发射单元。至少一个第二发射单元设置用于产生可见光，尤其白光。第二发射单元优选能够电地独立于第一发射单元运行。

优选地，两个发射单元在制造公差的范围内发射相同色度坐标的光。在此，彼此不同的第一发射单元可以分别发射彼此不同颜色的光，尤其不同的白色调，相应地不同的第二发射单元彼此间可以产生不同色度坐标的光。如果存在多个第一和多个第二发射单元，那么彼此相关联的第一和第二发射单元优选分别产生相同色度坐标的光。第一发射单元和发射相同颜色的第二发射单元可以形成一对。

替选地且不太优选地可行的是，由第二发射单元在运行中发射具有与第一发射单元不同的色度坐标的光。例如，两个发射单元于是发射白光，然而具有不同的色温。

根据至少一个实施方式，半导体光源包括一个或多个光学装置。优选刚好一个光学装置设置用于将由第一和第二发射单元放射的和产生的光射束成形。尤其，光学装置是半导体光源的唯一的用于射束成形的部件。光学装置可以一件式地和/或单片地构造。替选地，光学装置由多个、优选内部彼此连接的部件组成。

根据至少一个实施方式，光学装置具有内部区域。内部区域设为用于聚束辐射。这尤其表示，与在穿过光学装置之前的辐射相比，通过内部区域可以减小辐射的发散角。尤其，内部区域设置用于照亮与半导体光源间隔至少1m或2m和/或最高8m或4m的地区。通过内部区域可以将在运行中由第一发射单元产生的辐射成形。

根据至少一个实施方式，光学装置具有至少一个外部区域。一个或多个外部区域优选设置用于辐射的扩张或散射。也就是说，辐射的发散角可以通过光学装置增大。替选地，发散角保持相同或近似相同，然而通过外部区域进行辐射的方向改变。尤其，通过外部区域将在运行中由第二发射单元产生的辐射成形。

根据至少一个实施方式，光学装置的内部区域具有第一光放射区域。第一光放射区域可以是内部区域的整个用于光放射的面。第一光放射区域可以由连通的、无间隙的地区形成。

根据至少一个实施方式，第一光放射区域在半导体光源的俯视图中观察完全地覆盖第一发射单元。替选地或附加地，第二发射单元部分地或完全地由第一光放射区域覆盖。

根据至少一个实施方式，外部区域具有第二光放射区域，尤其刚好一个连通的第二光放射区域。第二光放射区域优选形成外部区域的所有用于光放射的面。

根据至少一个实施方式，第二光放射区域在俯视图中观察部分地或完全地位于至少一个第二发射单元旁边。由此，第二光放射区域也优选完全地位于第一发射单元旁边。在俯视图中观察，第一光放射区域和第二光放射区域优选不重叠。

根据至少一个实施方式，内部区域和外部区域具有彼此不同成形的光入射区域。在此，第一光入射区域与内部区域相关联而第二光入射区域与外部区域相关联。在俯视图中观察，这两个光入射区域优选不重叠。不同地成形尤其意味着，两个光入射区域不由连通的、光学方面起相同作用的面形成。尤其，两个光入射区域具有彼此不同的取向和/或曲率。

在至少一个实施方式中，半导体光源包括至少一个第一发射单元，至少一个第二发射单元以及光学装置。光学装置具有用于聚束第一发射单元的辐射的内部区域和用于扩张或散射第二发射单元的辐射的外部区域。内部区域的第一光放射区域在俯视图中观察完全地覆盖第一发射单元，并且至少部分地覆盖第二发射单元。外部区域的第二光放射区域在俯视图中观察部分地或完全地位于第二发射单元旁边。内部区域和外部区域具有彼此不同地成形的光入射区域。

在移动式图像拍摄设备、如移动电话中，通常包含多个用于拍摄图像的相机传感器。相机传感器尤其在其焦距方面从而在其目标窗口尺寸和目标窗口距移动电话的间距方面不同。在此，在目标窗口中存在要成像的对象。为了即使在黑暗的环境光条件下也可以进行照片拍摄，有意义的是，同样使用于图像拍摄设备的闪光灯匹配于不同的间距和目标窗口尺寸。此外，例如具有摄远镜头的传感器具有较小的灵敏性，因此闪光灯的匹配那么是特别有利的。传感器或相机传感器例如由二维的CCD场形成，例如以便可以拍摄图像或影片。

借助在此所描述的半导体光源尤其可构造专门用于具有两个或更多个安装的相机传感器的相机系统的闪光灯。在此，可以覆盖不同的焦点区域。根据使用哪个相机传感器，可以自动地或手动地限定对借助于闪光灯，尤其在此所描述的半导体光源的特定的照亮的选择。

通过尤其作为具有用于内部区域和外部区域的不同形状的自由形状透镜形成的光学装置，例如在光源尺寸、即发射单元的发光面的尺寸同时匹配的情况下，可以达到更强的聚焦。所述更强的聚焦例如能够实现，在间距更大的情况下，与在更大的光源的情况下相比，实现具有更高的光密度的更小的面。此外，可实现用于两个发射单元的光束路径的分离，所述发射单元与内部区域以及外部区域相关联。由此，可以实现目标区域的中央和角部的分开的照亮。此外，可实现照亮的限定的均匀度，尤其在这两个发射单元同时运行时如此。

因此，至今为止具有固定的芯片尺寸的闪光灯LED，也称作为Flash-LED，主要与菲涅尔透镜组合地要么直接装入到LED构件中要么用作为次级透镜。可变的放射角可以通过使用和重叠两个不同的用于放射的闪光模块来实现。在该上下文中，模块尤其意味着分别具有两个不同的光学系统的两个独立的光源。此外，在相机系统中可以使用光学装置，所述光学装置具有至少一个用于改变总焦距的可移动的透镜。此外，具有如下透镜的光学系统是可能的，所述透镜具有可变的形状，例如通过液体填充的薄膜可变的形状。这种光学装置的实例可以是基于液晶的透镜、液相薄膜透镜或电润湿透镜。

在此所描述的半导体光源尤其提供如下可能性：改变光源尺寸并且结合适当的光学装置的使用，使目标窗口的照亮在间距、尺寸和/或光密度方面匹配于所使用的相机传感器的选择。在此，不需要机械地可移动的部件。同样可以弃用液体填充的透镜和/或进行静电操控的元件，由此可以实现提高的使用寿命和提高的振动稳定性。与液体填充的透镜和/或机械地可移动的部件相比，半导体光源能够以减小的空间需求并且以紧凑的、小的结构方式实现。

根据至少一个实施方式，外部区域完全地或部分地围绕内部区域环绕。也就是说，外部区域围绕内部区域设置。在此，外部区域优选一对一地与第二发射单元相关联和/或内部区域一对一地与第一发射单元相关联。经由外部区域和内部区域，彼此不同地处理发射单元的光。此外可以使用两个区域的组合。

根据至少一个实施方式，外部区域和/或内部区域在俯视图中观察象限对称地构造。也就是说，四个象限尤其可以通过在对称轴线处的镜反射成像到彼此中。在此在俯视图中观察，优选存在刚好两个或刚好四个对称轴线。尤其，光学装置在俯视图中观察更像是方形或矩形，而非圆形。

根据至少一个实施方式，第二发射单元在俯视图中观察完全地或部分地围绕第一发射单元环绕。换言之，第二发射单元在俯视图中观察可以围绕和/或包围第一发射单元。优选地，第二发射单元的总面积大于第一发射单元的总面积，例如是其至少1.5倍或2倍和/或是其最高4倍或3倍。

根据至少一个实施方式，光放射区域成形为凸透镜。在此，不强制需要的是，第一光放射区域球面形地成形。形成第一光放射区域的凸透镜可以是自由形状透镜。

根据至少一个实施方式，第一光放射区域和第二光放射区域在横截面中观察由弯折部彼此分开。这尤其在穿过光学装置的光学轴线的横截面中适用。替选地或附加地，这两个光入射区域由弯折部彼此分开。术语弯折部不排除，由制造决定地在弯折部的区域中存在倒圆，所述倒圆具有小的曲率半径。这种倒圆例如可以由光学装置的制造法决定，例如在光学装置经由注塑或压铸制造的情况下。

根据至少一个实施方式，第一光入射区域局部地或完全平坦地成形。也就是说，第一光入射区域于是不具有弯曲或不具有明显的弯曲。在此情况下，第一光入射区域优选垂直于或近似垂直于光学轴线取向。在角度说明时，近似例如意味着最高15°或10°或5°的公差。

根据至少一个实施方式，外部区域的第二光入射区域，尤其在穿过光学轴线的横截面中观察，棱锥形地成形。这例如表示，光入射区域由一个或由多个平坦的面组成，所述平坦的面可以倾斜于光学轴线定向。第二光入射区域例如可以类似于圆锥曲面成形。

根据至少一个实施方式，第二光入射区域部分地或完全地在横截面中观察由朝向第一发射单元倾斜的面形成。由此，第二发射单元的辐射可以折射地，即通过光折射，远离第一发射单元转向。这就是说，第二发射单元的光远离第一发射单元引导。

根据至少一个实施方式，第二光放射区域，在横截面中观察，例如在穿过光学轴线的横截面中观察，成形为三角形。例如也就是说，沿远离第二发射单元和/或光学装置的安装侧的方向，第二光放射区域渐尖。

根据至少一个实施方式，第二光放射区域的靠近第一发射单元从而靠近光学轴线的内侧设置用于全反射第二发射单元的辐射。替选地或附加地，与内侧相对置的、从而更远离光学轴线和/或发射单元的外侧设置用于第二发射单元的辐射的光折射。光折射优选朝向光学轴线进行。

根据至少一个实施方式，形成第二光放射区域的三角形具有倒圆的尖部。倒圆的尖部可以由制造法、即尤其注塑或压铸造成。在俯视图中观察，倒圆的尖部占第二光放射区域的面积份额优选总计最高10％或20％。

根据至少一个实施方式，这两个光放射区域沿远离发射单元的方向和/或沿远离安装侧的方向彼此齐平。也就是说，沿着光学轴线观察和/或关于光学装置的安装侧，这两个光放射区域是同样高的。

根据至少一个实施方式，光学装置，在横截面、尤其穿过光学轴线的横截面中观察，具有梯形的光输入区域。在此，光输入区域的底面优选朝向第一发射单元。底面可以形成光入射区域。尤其，底面与第一发射单元全等地或近似全等地构成。

根据至少一个实施方式，光输入区域的侧面设有反射镜。反射镜设置用于反射第一以及第二发射单元的辐射。在此，第一发射单元的辐射的反射优选在光输入区域之内进行，并且第二发射单元的辐射的反射在光输入区域之外进行。侧面和反射镜在横截面中观察优选直线地构成。反射镜优选在两侧上镜面反射并且可以由金属覆层形成。

根据至少一个实施方式，第二光放射区域由多个散光透镜形成。散光透镜在俯视图中优选密封地封装并且面积填充地或近似面积填充地设置。尤其地，散光透镜以六边形的或正方形的或矩形的图案设置。散光透镜优选是相对小的凸透镜。散光透镜可以彼此相同地成形。如果第一光放射区域形成为凸透镜，那么散光透镜的平均直径优选为形成第一光放射区域的所述凸透镜的平均直径的最高20％或10％。

根据至少一个实施方式，散光透镜在俯视图中观察部分地或完全地环绕地包围第一光放射区域。也就是说，第一光放射区域可以完全地由较小的散光透镜围住。

根据至少一个实施方式，半导体光源包括反射器壳体。在反射器壳体中存在发射单元。同样地，光输入区域优选设置在发射器壳体中。

根据至少一个实施方式，反射器壳体的内壁设置用于反射第二发射单元的辐射。第一发射单元的辐射优选不到达内壁或不以显著的份额到达内壁。内壁可以弯曲地伸展，使得反射器壳体朝向光学装置的方向并且沿着光学轴线优选越来越慢地扩宽。

根据至少一个实施方式，第二光入射区域完全地和/或平坦地在内壁和反射镜之间延伸。也就是说例如，反射器壳体完全地由第二光入射区域连同第一光入射区域覆盖。在平坦的第二光入射区域的情况下，所述第二光入射区域优选垂直于光学装置的光学轴线取向。

根据至少一个实施方式，在横截面、尤其穿过光学轴线的横截面中观察，由发射单元的宽度和反射器壳体的反射器基面的宽度构成的商为至少1或1.1或1.2，其中发射单元安置在反射器基面上。替选地或附加地，所述商为最高1.7或1.5或1.3。

根据至少一个实施方式，由发射单元的宽度和反射器壳体的高度构成的商，在尤其穿过光学轴线的横截面中观察，为至少2.5或2.9或3.1。替选地或附加地，所述商为最高4或3.5或3.3。

根据至少一个实施方式，由发射单元的宽度和第一光放射区域的高度构成的商，在横截面中观察，尤其在穿过光学轴线的横截面中观察，为至少1.7或1.9或2.0。替选地或附加地，所述商为最高2.5或2.3或2.2。

根据至少一个实施方式，由发射单元的宽度和第一光放射区域的曲率半径或平均曲率半径构成的商为至少1.5或2或2.2。替选地或附加地，所述商为最高4或3或2.7。

根据至少一个实施方式，光学装置设置为多重光学装置，尤其设置为用于多个、尤其刚好两个第一和刚好两个第二发射单元的双重光学装置。在此，第二光放射区域在俯视图中观察并且总体上优选八字形地构成，使得优选两个第一光放射区域通过两个第二光放射区域彼此分离并且由第二光放射区域包围。

如果存在多于两个第一光放射区域，那么第二光放射区域可以网格形地包围第一光放射区域，其中在所产生的网格的每个网目中优选地安置有第一光放射区域中的一个。在这种设置方式中，尤其优选与每个第一发射单元一一对应地关联有刚好一个第二发射单元。与每个这种发射单元对关联有光学装置的光学轴线，其中成对排列的发射单元优选发射相同颜色的光。尤其也就是说，每对具有光学装置的自身的内部区域和自身的外部区域。光学装置和发射单元的在上文中说明的实施方式优选涉及每对发射单元。

根据至少一个实施方式，存在第一和第二发射单元，所述第一和第二发射单元设计用于产生具有至少2700K和/或最高4500K的相关色温的白光。通过所述发射单元产生暖白光。此外优选存在两个用于产生具有至少5000K和/或最高8000K，即用于冷白光的相关色温的白光的发射单元。发射冷白色的以及发射暖白色的发射单元优选各自构成为对，使得相同色温的发射单元彼此成对地关联。

根据至少一个实施方式，半导体光源作为闪光灯位于便携式的图像拍摄设备中。相应地，提出具有这种半导体光源的图像拍摄设备。

附图说明

下面参照附图根据实施例详细阐述在此所描述的半导体光源和在此所描述的便携式图像拍摄设备。相同的附图标记在此在各个附图中说明相同的元件。只要可识别，视图理解为是符合比例的。

附图示出：

图1至3和6至8示出在此所描述的半导体光源的实施例的示意图；

图4、5、9和10示出在此所描述的半导体光源的光学特性的示意图；以及

图11示出具有在此所描述的半导体光源的图像拍摄设备的一个实施例的示意剖面图。

具体实施方式

在图1中示出半导体光源1的一个实施例，参见图1A中的立体图，图1B中的沿着纵轴线的剖面图，图1C中的俯视图，图1D中的沿着横轴线的剖面图和图1E中的发射单元21、22的立体图。图1B、1C以及1D是符合比例的。示例地说明的尺寸以毫米为单位说明。

半导体光源1包括多个发射单元21、22。在此存在位于内部的第一发射单元21和位于外部的、围绕的第二发射单元22，参见图1E。发射单元21、22成对地设置。在一对之内发射相同颜色的光。存在用于产生暖白光的对和用于产生冷白光的对。在实施例中，分别存在两对发射单元21、22。与其不同地，也可以在半导体光源1中使用仅唯一一对或多于两对。

每个发射单元21、22例如由唯一的LED芯片形成。在此，发射单元21、22可以划分为子区域。可能的是，不仅发射单元21、22彼此间，而且还有子区域可以电地单独操控。替选地，发射单元21、22由共同的LED芯片实现，所述LED芯片是像素化的。也就是说，所述LED芯片的特定的像素形成第一发射单元21而其他像素形成围绕的第二发射单元22。发射单元21、22分别可以由仅一个像素或由多个像素实现。相应的内容也适用于所有其他实施例。

发射单元21、22可以安置在载体8上。载体8例如是印刷电路板，简称PCB。

此外，半导体光源1包括光学装置3。为每对发射单元21、22设有光学装置3的具有自身的光学轴线11的区域。由此，发射单元21、22的对可以一一对应地与光学装置3的单元相关联。光学装置3部分地或完全地例如经由注塑制造。用于光学装置3的材料例如是聚甲基丙烯酸甲酯，简称PMMA，聚碳酸酯，简称PC，硅树脂，环氧化物或硅树脂-环氧化物杂化材料。

光学装置3在每个单元具有内部区域31以及环绕的外部区域32。关于每对发射单元21、22，内部区域31光学地分别与第一发射单元21关联并且外部区域32与第二发射单元22关联。内部区域31具有第一光放射区域41和第一光入射区域51。相应地，外部区域32具有第二光放射区域42和第二光入射区域52。在朝向发射单元21、22的侧上存在光学装置3的安装侧30。与图1B和1D中的视图不同地，光学装置3能够以安装侧30安置在载体8上。通过内部区域31和外部区域32可实现位于内部的第一发射单元21的和位于外部的第二发射单元22的光的射束路径的分离。

由此，对于可选地像素化的、位于内部的第一发射单元21，光在目标区域的中央的有效的准直或聚束是可能的，其中目标区域例如距半导体光源1m的距离。由此，在目标区域的中部产生亮的区域或光斑是可能的。构成为准直透镜的第一光放射区域41的直径或平均直径优选大于第一发射单元21的发光面的宽度。由此，可近似实现保持光学扩展量。

外部区域32的第二光放射区域42棱锥形地形成，以便将射束簇向外偏转，由此第一光放射区域41的准直透镜具有足够空间。第二光放射区域42的所得到的棱镜圈的面成形为，使得优选对于所有或近似所有光路也将光转向到目标区域的角部中而不转向到目标区域的中央中。

如果每对两个发射单元21、22接通，那么进行其辐射在目标区域中的叠加，使得实现高的均匀度。

在图1B至1D中说明的尺寸和由此得出的彼此间的相对关系优选以最高为因数1.25或1.5或2的公差适用。

光学装置3连同发射单元21、22的总高度H4例如比光学装置3单独的总高度H1大仅大约10％。在此，光学装置3的高度H1优选为沿着纵向方向在相邻的光学轴线11之间的间距的最高50％，参见图1B。

在俯视图中观察，发射单元21、22方形地或作为方环成形。相应地，光学装置3在每单元具有象限对称性。由此，光学装置3在俯视图中观察，参见图1C，更确切地说方形地、而不是圆形地成形。

在图2和3的示意的剖面图中，更详细地示出半导体光源1的光学装置3的不同的光路和几何特征变量。在图2A中可见第一光路S1，所述第一光路涉及内部区域31。光路S1从第一发射单元21伸展至第一光入射区域51并且在那里经受光折射。第二光折射在第一光放射区域41处，重新朝向光学轴线11的方向进行。

两个光路S2、S3是用于外部区域32的两种不同类型的光路。在第二光路S2中，在平坦的、在横截面中观察直线伸展且倾斜于光学轴线11设置的第二光入射区域52处进行远离光学轴线11的光折射。在第二光放射区域42的内侧43处进行沿远离光学轴线11的方向的全反射，并且在第二光放射区域42的外侧44处进行相对轻微的光折射。

与之相对，第三光路S3经受在第二光入射区域52处以及在外侧44处的光折射。由此，总的来说，经由外部区域32进行所属的第二发射单元22的光的射束扩张。在与安装侧30相对置的尖部处，外部区域32具有轻微的倒圆部。所述倒圆部不明显地贡献于射束成形。

在图2B中示出第四光路S4，所述第四光路越过光学装置3的两个相邻的单元延伸。在此，光学装置3的两个单元在接合区域45中彼此毗连。在图2B中，接合区域45用符号表示为实线，然而接合区域45不一定对应于相变或材料边界，使得在光学装置之内的接合区域45可以是仅虚构的划分，也参照图1A。

在第四光路S4中，在第二光入射区域52处进行光折射并且在所属的内侧43a处进行全反射。由此，将辐射转向到光学装置3的相邻的单元中并且在另外的单元的内侧43b处折射并且耦合输出。通过所述设置方式可以减小在两个相邻的光学轴线11之间的间距，使得光学装置3的单元沿纵向方向的有效宽度小于沿横向方向的宽度，参见图1B和1D。在背离安装侧30的区域中在接合区域45之上，存在两个外侧44。关于第一光放射区域41的高度，外侧44沿着光学轴线11的大约三分之一延伸，所述第一光放射区域凸透镜形地构成。

在图3A中可见，在穿过光学轴线11的剖面中，在内侧43和外侧44之间的角A1优选为至少45°和/或最高60°，优选为大约52°。根据图3B，在穿过光学轴线11的剖面中，在安装侧30和第二光入射区域52之间的角A2优选为至少20°和/或40°，尤其为30°。对于角A1、A2的说明可以在形成外部区域32的棱镜圈的伸展中改变，也就是说在不同的剖面中角A1、A2可以具有不同值。

在图3C中可见，第一光出射区域41在穿过光学轴线11的横截面中观察球面地成形，例如具有至少0.4mm和/或最高0.8mm，尤其大约0.6mm的曲率半径。发射单元21、22的宽度B和第一光出射区域41的曲率半径R的比值优选为至少2和/或最高3，尤其为大约2.4。对于图3C中的视图替选地，第一光出射区域41的凸透镜也可以非球面地构成，例如构成为xy多项式或自由形状。

在图4和5以及9和10中分别说明半导体光源1与距光学轴线11的间距D相关的放射特性。附图部分A分别涉及如下情况，接通两个发射单元21、22。在附图部分B中分别仅接通所属的第一发射单元21。绘制任意单位的照明强度E_V以及以K为单位的相关色温T。视图涉及垂直于光学轴线的平面，距半导体光源1距离为1m。

从图4A和4B中获知，可实现越过大的地区的均匀的照明强度。此外，参见图5A和5B，可越过大的地区实现均匀的色温T。

在图6中示出半导体光源1的另一实施例，类似于图1中的视图。在此，优选利用发射单元21、22，如在图1E中所说明的那样。仅光学装置3与图1的实施例不同。图6B至6D中的视图又是符合比例的。

半导体光源1包括反射器壳体62，所述反射器壳体优选直接位于载体8上。反射器壳体62优选具有镜反射的或替选地也漫反射的内壁63。内壁63的反射性要么来自反射器壳体62本身的材料，要么来自未示出的反射覆层，例如金属覆层。

在反射器壳体62之内存在光输入区域33，所述光输入区域的侧壁设有反射镜61。光输入区域33的底面优选全等地位于第一发射单元21上而不位于第二发射单元22上。光输入区域33在横截面中观察如对称的梯形那样成形并且沿远离发射单元21、22的方向扩张。

光输入区域33与内部区域31以及外部区域32是一件式的并且由相同的材料构成。例如，光输入区域33、内部区域31以及外部区域32粘贴在反射器壳体62上。

外部区域32的第二光入射区域52平坦地构成并且环绕内部区域31的凸透镜形的第一光放射区域41伸展。第二光放射区域42由多个相对小的散光透镜45形成，所述散光透镜凸透镜形地构成。

通过所述设置方式能实现发射单元21、22的射束路径的分离。在此，光学装置3由两个部件组成，即具有反射镜61、光入射区域51、52和光放射区域41、42的可透光的体部以及具有内壁63的镜反射的或漫反射的反射器壳体62。可透光的体部在内部与反射器壳体62连接。

发射单元21、22安置在反射器壳体62的反射器基面64上从而安置到载体8上。载体8和反射器壳体62可以一件式地构成，例如构成为QFN壳体。

在图7的剖面图中，示例性地示出多个光路。在图7A中的光路S5中，第一发射单元21的光经由底面51射入到可透光的体部中并且在没有另外的折射或反射的情况下在第一光放射区域41处朝向光学轴线11的方向转向。在光路S6中，在第一光放射区域41处进行朝向光学轴线11的光折射之前，在光输入区域33中附加地在反射镜61处进行反射。

在图7B中可见，在光路S7中在光输入区域33处在反射镜61上进行反射，随后在内壁63处进行反射和在第二光入射区域52处进行光折射。在光路S8中进行直接从第二发射单元22到第二光入射区域52中的耦合输入。在两个光路S7、S8中，经由散光透镜55进行漫射的射束扩张和光分布。

在图8A中的剖面图中可见，发射单元21、22的宽度B和反射器基面64的宽度W的比值位于1.0和1.5之间，尤其为大约1.25。发射单元21、22的宽度B和反射器壳体62的高度H2的比值优选位于2.9和3.5之间，尤其为3.2。此外，发射单元21、22的宽度B和第一光放射区域41在第二光放射区域42之上的高度H3的比值位于1.9和2.3之间，优选为2.1。

反射器壳体基面64的一半的宽度W例如为1.17mm，反射器高度H2为0.45mm并且第一光放射区域41的高度H3为0.68mm。散光透镜55的曲率半径例如为至少0.2mm和/或最高0.6mm，尤其为0.4mm。提到的值和由此推导出的比值，只要没有另作说明，优选以最高为因数1.5或1.25的公差适用。

在图8B中说明，透镜形的第一光放射区域41由准曲线围绕光学轴线11的旋转形成。这种光放射区域41可以用于所有实施例。准曲线例如具有坐标为0；0.885以及0.55；0.626和0.775；0的点；通过这些点尤其设立三次样条拟合。可选地，第一光放射区域41也可以畸变地构成为具有沿x方向以及y方向的不同的曲率。

在图9和10中，可见类似于图4和5的视图，然而涉及图6的实施例。

在图11中示意地示出便携式图像拍摄设备7的一个实施例。图像拍摄设备7包括半导体光源1，尤其如结合图1或6所示出的半导体光源。此外，存在两个相机传感器71、72。相机传感器71、72设立用于要拍摄的对象距图像拍摄设备7的不同间距。与使用哪个相机传感器71、72相关地，相应地操控发射单元21、22，以便匹配地照亮期望的目标区域。此外，图像拍摄设备7具有显示器73。

在此所描述的发明不受根据实施例进行的描述限制。更确切地说，本发明包括任意新特征以及特征的任意组合，这尤其包含权利要求中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身并未详尽地在权利要求或实施例中说明时也如此。

本专利申请要求德国专利申请10 2017 112 112.9的优先权，其公开内容通过参引结合于此。

附图标记列表

1 半导体光源

11 光学轴线

21 第一发射单元

22 第二发射单元

3 光学装置

30 安装侧

31 内部区域

32 外部区域

33 光输入区域

41 第一光放射区域

42 第二光放射区域

43 内侧

44 外侧

45 接合区域

51 第一光入射区域

52 第二光入射区域

55 散光透镜

61 反射镜

62 反射器壳体

63 内壁

64 反射器基面

7 便携式图像拍摄设备

71 第一相机传感器

72 第二相机传感器

73 显示器

8 载体

A.. 角

B 发射单元的总宽度

D 以mm为单位的距光学轴线的间距，间距为1m

E_V 任意单元(a.u.)的照明强度

H1 光学装置的高度

H2 反射器壳体的高度

H3 第一光放射区域的高度

H4 光学装置连同发射单元的高度

R 第一光放射区域的曲率半径

S.. 光路

T 以K为单位的相关色温

W 发射器基面的宽度

Claims (15)

1.一种半导体光源(1)，具有：

-至少一个第一发射单元(21)，

-至少一个第二发射单元(22)，和

-光学装置(3)，

其中

-所述光学装置(3)具有用于聚束所述第一发射单元(21)的辐射的内部区域(31)，

-所述光学装置(3)具有用于扩张所述第二发射单元(21)的辐射的外部区域(32)，

-在俯视图中观察，所述内部区域(31)的第一光放射区域(41)完全地覆盖所述第一发射单元(21)，并且至少部分地覆盖所述第二发射单元(22)，

-在俯视图中观察，所述外部区域(32)的第二光放射区域(42)部分地或完全地位于所述第二发射单元(22)旁边，并且

-所述内部区域(31)和所述外部区域(32)具有彼此不同地成形的光入射区域(51，52)。

2.根据上一项权利要求所述的半导体光源(1)，

其中所述外部区域(32)在四周完全地环绕所述内部区域(31)，并且所述外部区域(32)和所述内部区域(31)分别象限对称地构成，

其中在俯视图中观察，所述第二发射单元(22)在四周环绕所述第一发射单元(21)，并且两个发射单元(21，22)设置用于放射相同色度坐标的光，并且

其中所述第一光放射区域(41)成形为凸透镜。

3.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

其中在横截面中观察，所述第一光放射区域(41)和所述第二光放射区域(42)通过弯折部彼此分开，

其中所述光入射区域(51，52)同样通过弯折部彼此分开。

4.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

其中所述第一光入射区域(51)平坦地成形，并且垂直于所述光学装置(3)的光学轴线(11)取向。

5.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

其中在横截面中观察，所述外部区域(32)的所述第二光入射区域(52)棱锥形地成形，使得所述第二光入射区域(52)通过朝向所述第一发射单元(21)倾斜的面形成，使得所述第二发射单元(22)的辐射折射地远离所述第一发射单元(21)转向。

6.根据上一项权利要求所述的半导体光源(1)，

其中在横截面中观察，所述第二光放射区域(42)成形为三角形并且沿远离所述第二发射单元(22)的方向渐尖，

其中所述第二光放射区域(42)的更靠近所述第一发射单元(21)的内侧(43)设置用于全反射所述第二发射单元(22)的辐射，而所述第二光放射区域(42)的与所述内侧(43)相对置的外侧(44)设置用于折射所述第二发射单元(22)的辐射。

7.根据上一项权利要求所述的半导体光源(1)，

其中所述三角形具有倒圆的尖部(45)，其中所述光放射区域(41，42)沿远离所述发射单元(21，22)的方向彼此齐平。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体光源(1)，

其中所述光学装置(3)具有在横截面中观察梯形的光输入区域(33)，其中所述光输入区域(33)的底面形成所述光入射区域(51)，

其中所述光输入区域(33)的侧面设有反射镜(61)，所述反射镜设置用于反射所述第一发射单元以及所述第二发射单元(21，22)的辐射。

9.根据上一项权利要求所述的半导体光源(1)，

其中所述第二光放射区域(52)通过散光透镜(55)的密封的设置来形成，

其中俯视图中观察，所述散光透镜(55)在四周环绕凸透镜形的所述第一光放射区域(51)。

10.根据权利要求8或9所述的半导体光源(1)，

还包括反射器壳体(62)，所述第一和第二发射单元(21，22)和所述光输入区域(33)位于所述反射器壳体中，

其中所述反射器壳体(62)的内壁(63)设置用于反射所述第二发射单元(22)的辐射。

11.根据上一项权利要求所述的半导体光源(1)，

其中所述第二光入射区域(52)完全地并且平坦地在所述内壁(63)和所述反射镜(61)之间延伸，并且垂直于所述光学装置(3)的光学轴线(11)取向。

12.根据权利要求10或11所述的半导体光源(1)，

其中在穿过所述光学装置(3)的光学轴线(11)的横截面中

-所述发射单元(21，22)的宽度(B)和反射器基面(64)的宽度(W)的商位于1和1.5之间，其中包含边界值，

-所述发射单元(21，22)的宽度(W)和所述反射器壳体(62)的高度(H2)的商位于2.9和3.5之间，其中包含边界值，

-所述发射单元(21，22)的宽度(W)和所述第一光放射单元(41)的高度(H3)的商位于1.9和2.3之间，其中包含边界值，并且

-所述发射单元(21，22)的宽度(W)和所述第一光放射单元(41)的曲率半径(R)之间的商位于2和3之间，其中包含边界值。

13.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

其中所述光学装置(3)设置为用于两个第一和两个第二发射单元(21，22)的双重光学装置，使得所述第二光放射区域(52)在俯视图中观察并且总体上八字形地构成，并且将两个第一光放射区域(51)彼此分离和包围。

14.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

其中存在用于产生具有在2700K和4500K之间的、包含边界值的相关色温的白光的发射单元(21，22)以及用于产生具有在5000K和8000K之间的、包含边界值的相关色温的白光的发射单元(21，22)，

其中相同色温的发射单元(21，22)彼此关联，并且

其中所述发射单元(21，22)能够彼此独立地电运行并且基于至少一个发光二极管芯片。

15.根据上述权利要求中任一项所述的半导体光源(1)，

所述半导体光源构成为便携式图像拍摄设备(7)中的闪光灯。

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