CN1330006C - Led模块 - Google Patents

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CN1330006C CNB018054862A CN01805486A CN1330006C CN 1330006 C CN1330006 C CN 1330006C CN B018054862 A CNB018054862 A CN B018054862A CN 01805486 A CN01805486 A CN 01805486A CN 1330006 C CN1330006 C CN 1330006C
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Abstract

提供一个LED模块，它包括一个LED(发光二极管)(1)和一个转动对称的碗形准直仪透镜(2)。所述准直仪透镜有一个内折射壁(9)、一个外反射壁(7)、一个具有一个入口孔(3)的第一表面(8)，其上有一个其内放置LED的凹陷(4)，还给该准直仪提供一个第二表面(10)，从该表面发出由LED产生的光，该表面的法线基本平行于透镜的对称轴延伸，所述LED模块还包括一个或者多个下述结构：(1)在入口孔(3)处的内折射壁(9)的凹陷(4)的一个圆锥壁部分，它包括一个弯曲部分(9’)，和一个外反射壁(7)，外反射壁根据所述内折射壁(9)的结构配置成，使实现在入口孔处光源(1)的基本准直；和/或(2)透镜(2)的第一表面(8)从LED源(1)凹离；和/或(3)所述折射壁(9)的两个表面(8)、(11)，在它们之间分割透镜(2)的折射功能。所述LED模块在减小的尺寸、光束的发散、光束的均匀性以及在某种程度的效率上提供比已知平顶郁金香准直仪在性能上的改进。此外，它允许在优化各种性能特征方面有更多种的选择，从而允许更灵活的结构设计。

Description

LED模块
                         技术领域
本发明涉及包括一个发光二极管和一个可转动对称碗形准直仪透镜的发光二极管模块，给该准直仪透镜提供一个安放发光二极管的凹陷，还给该准直仪透镜提供一个平面，从该平面发出由发光二极管产生的光，该平面的法线基本平行于透镜的对称轴延伸。本发明还涉及提供有一些所述发光二极管模块的照明器具。
                         背景技术
在开始段落提到的一类发光二极管模块其本身已知。例如，在日本专利申请JP61-147,585的英语摘要中说明了这种发光二极管模块。这一发光二极管模块包括一个发光二极管，它固定在一个基座上，并安放在一个碗形准直仪透镜的凹陷中。这一透镜在形状上是转动对称的和具有一个相关的对称轴。发光二极管的位置和透镜的形状以下述方式协调，使得由发光二极管产生的光的大部分通过折射和反射转变为一个平行光束，该光束通过一个平面离开透镜。透镜和基座固定在金属外壳中。
这一已知的发光二极管具有一个重要的缺点。出射光在基本平行于透镜的对称轴的方向上离开透镜。在一定的条件下对平行光束希望以相对于对称轴看去一定角度离开透镜。
WO-A00/24,062的目的是提供一个上述类型的发光二极管，其中光以相对于透镜的对称轴的一个特定的角度出现。所述WO-A00/24,062的公开结合在此作为参考。建议的发光二极管模块另外是紧凑的，和所述发光二极管模块具有简单的结构，其制造便宜。该发光二极管模块包括一个发光二极管和一个转动对称的碗形准直仪透镜，给该准直仪透镜提供一个安放发光二极管的凹陷，还给该准直仪透镜提供一个平面，从该平面发出由发光二极管产生的光，该平面的法线基本平行于透镜的对称轴延伸，根据本发明的该发光二极管模块的特征在于，给所述表面提供类锯齿结构以偏转出射光。
所述应用中的本发明基于认识到这种类锯齿结构对偏转离开透镜的平行光束提供一种好的解决方案。因为齿的最大尺寸非常下(小于1mm)，因此，可以在相对薄的层(厚度小于1mm)内提供这种类锯齿结构。由于这一点，发光二极管模块的最大尺寸也保持有限。与另一种可选择的解决方案比较，所述待审申请提供紧凑的、便宜的发光二极管模块，其很容易制造。所述另一种可选择的方案是在透镜的浮现面的前面安排一个单独的棱镜，或使透镜成斜角。这种准直仪称为平顶郁金香准直仪。在其优选的实施例中，优选在入口孔处有一个带有空气填充的锯齿的固体塑料件。锯齿的壁是一个圆锥的截面(圆锥角通常大约为2°)。该锯齿以透镜形状终止。(在适当组件中的)发光二极管将它的光射入入口孔锯齿，该光遵循一个或两个总路径。在一个路径上它撞击固体准直仪的内(圆锥)壁，在这里它折射到外壁，随后反射到(通常通过TIR)出口孔。在另一条路径上，它撞击折射的透镜结构，然后朝向其出口孔折射。这在图1A和1B中示意地示出。设计准直仪从位于焦点处的理想点光源产生完美的准直的光。当它与一个具有合适的表面区域的实际延伸的光源(诸如一个发光二极管芯片)一起使用时，准直是不完全的(由于功能理由，对于任何设计它永远不能是完全的)。代之以把它导入一个圆锥角为θ的发散的圆锥光束中。改善(亦即减小)这一角度θ是本发明的一个主要目的。
本发明讲述对上面提到的WO-A00/24,062中公开和要求权利的平顶郁金香的性能在减小的尺寸、光束的发散性、光束的均匀性和到某种程度的效率的改进。此外，它允许以其它方面为代价有更多选择来优化各种性能特征。这反过来允许设计过程更多的灵活性，导致在使用发光二极管和准直光学器具的各种应用中的改进。
根据本发明，根据一个或多个构造规则定义准直光学器具的各个光学表面，以便减小由有限(亦即非无限小)发光二极管源尺寸产生的角度误差。
本发明的优点在下面的说明书中按照5个主要的特征说明：(1)光束的发散角，(2)出口孔直径de，(3)总高度h，(4)射出光束的空间均匀性，和(5)效率η。因为θ和de最终由基本理论-etendue守恒-相关，因此开始的说明适合为de的一个固定值，即30mm。这一点是任意的和仅为方便起见，而绝不限制可能的设计选择的一般性。在下面的讨论中，将关于一个30mm的平顶郁金香准直仪说明其性能，该准直仪具有一个在标准发光二极管组件内的1mm平方的发光二极管芯片，所述组件具有一个2.75mm半径的半球拱形透镜。它在下面称为“参考准直仪20”并在图1A中表示。另外，我们取包容光束的90％的圆锥半角作为“光束发散角”，我们在下面称该角为θ90％。
                         发明内容
本发明的一个目的是对平顶郁金香准直仪的一个或者多个希望的特征得到改进而不牺牲其它方面的性能。这里根据几个不同的应用讨论这种改进的方面，所述应用包括高性能白光照明，投影显示，和用于发信号和照明的光发生器。
本发明提供一个发光二极管模块，其包括一个发光二极管1和一个转动对称的碗形准直仪透镜2)该准直仪透镜2包括一个外反射壁7、一个第二表面10，从该表面发出由发光二极管产生的光，该准直仪透镜2设置有一个凹陷4，该凹陷4具有一个放置发光二极管的入口孔3，该凹陷4包括一个内折射壁9和一个凹陷透镜的第一表面8，
该凹陷透镜包括第一表面8和第二表面10，用于在一个透镜极角θlens内准直由发光二极管1发射的光，在入口孔3处的内折射壁9的凹陷4的一个圆锥壁部分，它包括一个弯曲部分9’，该弯曲部分9’和外反射壁7根据所述内折射壁9的结构被配置成，在透镜极角θlens外准直由发光二极管1发射的光；
其特征在于，
发光二极管模块的准直仪透镜2的凹陷透镜径向地延伸出凹陷4的最小径向直径，以改善离开光束的空间均匀性。
对于高性能白光照明，特别涉及红、绿、兰的颜色混合(“RGB”发光二极管)，所有上述特征都是重要的。特别是，对于决定论的彩色混合方案，诸如光束分裂混合器，其在2000年10月31日发布的美国专利No.6,139,166中要求权利，转让给和本申请同一受让人，或者二色混合，绝对必需的是光束的均匀性。它是这样的情形，因为在这些方案中，各种RGB光束重叠，并且如果这些光束不均匀(亦即如果它们包含成像信息)，则将产生不可接受的颜色错误。特别是，参考准直仪的透镜形成一个实际发光二极管芯片的图像，它除一般是方形外还具有绑扎线附件、接触电极、和可能其它不希望的空间不均匀性，从而直接导致在这种应用中的差的性能。给透镜增加扩散表面特性可以中断成像，但是在参考准直仪中，这也增加θ90％，这是不希望的。
本发明的另一个目的是修改平顶郁金香准直仪，使得(平滑)透镜部分的光束发散角小于反射器部分，同时保持反射器发散性低。这将允许使用透镜的扩散表面来破坏成像，同时保持总发散性低。
对于诸如投影视频的应用，可以到达固定etendue靶子的光的绝对数量是一个非常重要的参数，但是光必需均匀。这种系统通常需要某种空间均化光学器具(亦即集成器)，但是仍然希望初始光束具有好的均匀性。在许多(但是绝不是说所有的)应用中，保持光路径尽量紧凑需要大的花费。
因此，本发明的另一个目的是提供一种设备，用于在这些以及其它重要的参数中间排定优先顺序和进行优化，使得投影视频应用可以实现比这种参考准直仪的一个或者多个性能方面的优点。
诸如用于信号灯或用于照明的光发生器的应用，其需求和对投影视频的那些相同，除了光束均匀性不像那样重要，因为接收光的纤维或光管会基本均化光束。这样可以以均匀(成像)问题为代价强调优化的准直和总的光通过量。方便这一特定的优化是本发明的另一个目的。
通过这样一个发光二极管模块实现了本发明的这些以及其它目的，所述发光二极管模块包括一个发光二极管和一个转动对称的碗形准直仪透镜，所述准直仪透镜包括一个内折射壁，和一个外反射壁，一个带凹陷的具有入口孔的第一表面，所述发光二极管安放在该凹陷内，所述准直仪透镜还有第二表面(其可以是平的或弯曲的)，从该表面发出发光二极管产生的光，可选择的是，其中，该表面的法线基本平行于透镜的对称轴延伸，根据本发明的发光二极管模块的特征在于，它具有一个或者多个下述特征：
(1)修改位于入口孔处的内折射壁的凹陷的圆锥壁部分以包括一个弯曲部分，根据所述内折射壁的修改重新配置外反射壁，以便在入口孔处实现光源的基本准直；和/或
(2)透镜的第一表面从发光二极管源凹离；和/或
(3)所述折射壁(透镜)的折射功能在所述透镜的两个弯曲表面之间分割。
在本发明的一个实施例中，修改入口孔处的内折射壁的凹陷部分的圆锥壁部分以包括一个弯曲部分通过下述结构实现，其中，内折射壁的一部分距光轴的第一角度大于在参考准直仪中的折射壁的可比部分的光轴的第二角度。例如，从发光二极管芯片的中心到位于光轴(z轴)45°角的内折射壁的距离d2对于图2的优选实施例大于在参考准直仪中的可比距离d1。这由于发光二极管芯片的延长(亦即非无限小)的尺寸减小了光束的发散。
在本发明的另一个优选的实施例中，修改入口孔处的内折射壁的凹陷部分的圆锥壁部分以包括一个弯曲部分通过下述结构实现，其中，在对光轴90°角处的内折射壁的切线的斜角是距离d3，它比在参考准直仪中的折射壁的可比部分中的距离d4更远离竖直线。这增加了初始折射的陡度(亦即对于与光轴成90°的射线)，并因此增加外反射壁的曲线的陡度。这依次允许更紧凑的(因此更etendue效率的)设计。
在本发明的一个特别优选的实施例中，内折射壁的表面使用恒定放大率规定指定，从而使折射壁和反射壁成为，在输入光束中的同样间隔的极角方向映射到输出光束中同样间隔距轴的径向距离。表面被逐点定义，内壁表面随极角减小朝光轴向内缩小，可以从光轴弯曲和张开。
在本发明的另一个实施例中，修改入口孔处的内折射壁的凹陷部分的圆锥壁部分以包括一个弯曲部分通过下述结构实现，配置所述结构使内折射壁表面的平均入射角具有接近垂直入射的值。
在本发明的另一个实施例中，透镜的第一表面在一个结构中从发光二极管源凹离，在所述结构中，透镜表面的开始点沿一条线从焦点移位，使得从发光二极管发出的边缘射线对透镜表面有一个直接的景观线。
在本发明的另一个实施例中，透镜在第一表面和第二表面之间分割，其中，第一表面是凹陷的粘接面的部分，其位于顶点在发光二极管中心、关于光轴的圆锥角透镜为θ的一个圆锥内。第二表面可以是平顶面，或者弯曲顶面。
所述透镜还可以在其上或其内包括一个扩散元件(使用现有技术中公知的提供扩散元件的技术)以改善均匀性。
对于本发明的平顶变体，发光二极管模块可以包括一个在单独的箔片上提供的类锯齿结构，它固定在准直仪透镜的第二表面上。另外，当提供锯齿结构时可以压入透镜表面，或者这种表面可以通过上面参考的所述待审申请中公开的复制技术得到。在这一技术中，在已知透镜的平表面上提供一种可热固化的或UV固化材料的溶液。随后把一个模板压入该液体，之后通过暴露在热或UV辐射下固化液体。随后取下模板。所述模板的作用面提供打算的类锯齿结构的阴模。这一方法还允许在本发明的某些实施例中的透镜以简单的步骤制造。已经发现，特别是(甲基)异丁烯酸盐化合物非常适合制造打算的准直仪透镜。
本发明还涉及包括类盒子外壳的照明器具，所述外壳包容一些发光二极管模块，每一模块包括具有根据本发明的结构的一个发光二极管和一个准直仪透镜。
原则上，可以使用模铸玻璃的准直仪透镜。然而在实际中，提供通过注塑成形的热塑合成树脂的准直仪透镜更方便。使用(甲基)异丁烯酸盐化合物或类似材料制造打算的准直仪透镜得到非常好的结果。
                         附图说明
图1A是一个已知发光二极管模块的实施例的示意断面视图；
图1B是一个平顶郁金香准直仪的示意断面视图，具有类锯齿结构，用以偏转出射光；
图2是根据本发明的发光二极管模块的第一实施例的示意断面视图；
图3是根据本发明的发光二极管模块的第二实施例的示意断面视图；
图4是根据本发明的发光二极管模块的第三实施例的示意断面视图；
图5是根据本发明的发光二极管模块的第四实施例的示意断面视图；
图6是根据本发明的发光二极管模块的第五实施例的示意断面视图。
注意，在附图中相似的参考号码指相似的部件。这些附图不按比例。
具体实施方式
参考图1A和1B，它们分别说明现有技术和在上面提到的在WO-A00/42,062中说明的准直元件，一个发光二极管光源或模块1与准直元件2的一个实施例关联。发光二极管1放在碗形准直元件2的凹陷4中。准直元件2有一个光轴，并包括元件体4用于在操作期间发射光。在图1A的例子中，给发光二极管1的体身5提供一个透光外罩6，例如形式为一个透镜。在图1B的例子中，发光二极管用一个点表示。准直元件2有一个光轴，它与发光二极管1的光轴重合。这样选择准直元件2的形状，使得从发光二极管1发出的光由光学系统在平行于准直元件2的光轴的方向上发射。准直元件2的弯曲外壁7的形状近似一定程度的抛物线回转体的外表面形状。发光二极管1放在这一近似抛物线的焦点上。这样设计，使得从发光二极管发射的(和通过发光二极管组件的半球形拱形透镜透射的)光线以小于或等于θ透镜(相对于光轴)的角度撞击第一透镜表面8并由之折射，然后通过顶平面10透射，从而形成输出光束的一部分。另外，这样设计，使得从发光二极管发射的(和通过发光二极管组件的半球形拱形透镜透射的)光线以小于或等于θ透镜(相对于光轴)的角度撞击透镜表面9并由之折射，然后通过表面7反射和通过平的顶面10透射，从而形成输出光束的一部分。表面9、10分别主要是圆柱面和平面。图1A和1B还用箭头示意表示由发光二极管1产生的光的主要部分的光路径。它由准直元件2转变为平行光束，或者通过在透镜表面8的偏转或者通过在透镜表面9的偏转和在透镜表面7的总反射。准直元件2的表面8这样弯曲，使得从发光二极管1发出的并撞击表面8的光在通过表面8后形成平行光束，该光束平行于准直元件2的光轴延伸(折射)。另外，这样弯曲表面7，使得从发光二极管1发出的并撞击表面7的光在表面10(和图1B的类锯结构11)的方向上完全反射形成平行于准直元件2的光轴延伸的平行光束。
本发明修改的设计具有和图1所示平顶郁金香准直仪基本同样的结构。然而，有两个关键的增进，它们导致基本不同的形状和性能：(1)对内折射壁的增进；和(2)对透镜的增进。在任何一种特定的设计中都可以使用这些增进之一或两者，并且可以根据各种不同的规定、依赖于希望的结果实现每一种增进。
一般说，通过包括下述一种或多种的结构实现这些增进：
(1)修改在入口孔3处的内折射壁9的凹陷4的圆锥壁部分使包括一个弯曲部分9’，和根据对所述内折射壁9的修改重新配置外反射壁7使实现在入口孔处的光源1的基本准直；和/或
(2)透镜2的第一表面8从发光二极管源1凹离；和/或
(3)透镜的折射功能在透镜的折射壁的两个表面之间分开(亦即凹陷4的邻接面的部分，其位于关于光轴的圆锥角θ透镜的圆锥内，其顶点在发光二极管中心)。这一透镜可以具有单一弯曲表面8和一个平顶10，或它可以有两个弯曲表面(每一个具有较大的曲率半径)，一个仍然由8表示，另一个由顶面10的弯曲部分11表示(参见图5和6)。
我们已经发现在入口孔处的锯齿的圆锥(亦即横断面上的直线)壁可以用更一般的弯曲壁设计代替。当这样做时，必须重新计算外反射壁的曲率并重新配置以便实现准直。应该理解，对内壁的任何改变自动伴随外壁的改变，使得在焦点处的理想点光源由这两个表面完美准直。因此说明内壁的形状就足够了。这一增进允许与某些一般的原理一致的改善：(1)这一增进允许内折射壁平均比在参考准直仪中更远离发光二极管源1，由此减小由于有穷光源尺寸引起的角误差，从而减小光束的发散；(2)通过允许对壁的切线的斜角比在参考准直仪中在接近入口孔3的平面的区域内更远离竖直线，外壁7最初更陡地斜向上。因为外壁表面7以一步一步的方式定义，使用先前定义的点产生下一点，因此这一最初的斜度产生一种更紧凑的设计；和(3)存在一种自由度来保持在内壁表面上的平均入射角接近垂直入射，它因此减小菲涅尔反射，从而产生更高的效率。
虽然内壁9的表面可以由一些规定指定，和本发明打算覆盖最一般的情形，但是详细研究和演示两个不同的规定以产生改进。第一实施例使用恒定放大率规定，它在某些方面相似于True的美国专利4,672,740和Shimizu的美国专利5,966,250。在本实施例中，折射壁9和反射壁7这样，使得在输入光束中的相同间隔的极角方向映射到输出光束中相同间隔的距轴的径向距离。在某一最大极角(对本设计通常为90°)开始向上(朝向光轴)到某一最小极角，通常用θlens指示(见图1)，逐点定义该表面。发现具有小θlens值的设计减少通过(成像)透镜部分的总通量和产生改善的光束均匀性。内壁表面9，其最初随着极角减小朝光轴向内缩小，可以从光轴弯曲和张开，它是这一设计规定的一般特征。这使准直仪2的制造复杂，它在这些场合必须分两部分模注，但是它相对于透镜位置和规定提供几种光学优点。该实施例示于图2，其中，修改在入口孔3处的内折射壁9的凹陷4的圆锥壁部分使包括一个弯曲部分9’通过这样一个结构实现，在所述结构中配置内折射壁9的所述部分9’比在一个参考准直仪20(图1A)中的内折射壁9的可比部分9’更远离发光二极管源。例如，内反射壁是距发光二极管源d2的距离，它大于在参考准直仪20中的发光二极管源d1的距离，这减小了光束发散。应该注意，在这一实施例中，总高度小于参考准直仪20的总高度，出口孔10仍然是一个平面，这对某些应用是一个优点。
在另一种决定内折射壁的结构的技术中，选择一种功能形式来定义壁，和所需要的外壁反射器形状从上述点光源准则决定。这一步骤具有实际的优点和缺点。优点是完全控制壁形状，其依次给出对效率更好的控制(通过对表面法线方向控制使菲涅尔损失最小)。它还对透镜放置给出更精确的控制。因此容易在这一技术内设计小透镜设计。缺点是事先不知道相应的出口孔，而必须通过上述步骤计算外反射器壁7发现。另外，准直程度很难预测，必需以一种试验和错误方式决定。这不是一个严重问题，但是可能稍微慢一些，直到获得经验。图3表示通过使用一个基本形式为z＝a/x+b的定义等式实现的本发明的一个实施例。在该例中，靠近入口孔3处的凹陷4的内折射壁9具有一个弯曲部分9’，其中对所述部分的切线的斜角以显著大于为参考准直仪20的可比角度的角度倾向垂直线(参见图2，d2)。对该点表面的切线是曲线自身的线，因为在该区域内曲率非常小，对直线的切线是该直线自身。所涉及的角度可以通过画一个通过该点向上并且指示在该垂直线和曲线之间的角的小垂线指示。在参考准直仪中，该角度是2°。在刚说明的本发明的实施例中，它是45°。
透镜对着极角θlens，其由上述内壁的端点决定。根据参考准直仪20，透镜从这一开始点逐点定义，使得点光源射线a、b平行于光轴引导(使得它们从平面出口孔10出去，不进一步折射)。可以使用这一规定，并且在图2和3中表示，但是本发明说明几种另外可能的增进，这些增进允许改善的性能。如上所述，有两类增进，它们可以单独或者结合使用以实现希望的性能：(1)透镜的第一表面8可以从发光二极管源凹离，和(2)透镜的折射功能可以分在两个表面上。后一选项阻止希望的“平顶″(至少对于透镜部件)，但是它改善准直性能。
为了实现凹陷透镜设计，透镜表面的开始点从光源移开，并也径向向外(从光轴离开)。初始点沿从选择的焦点的线移位，使得从延伸的光源的一个最远的边缘具有到该透镜表面的直接的景观线，使得该透镜不与任何反射的射线干扰。然后根据标准规定定义该透镜完美准直从焦点来的光。图4表示这一情形。该凹陷透镜特征实际上由具有大入口孔的反射器设计的实施例推进，因为这允许更大程度凹陷，而不遮蔽反射的射线。
为最有效地实现双表面透镜(对于在第一表面上没有凹陷的场合)，使用相似于上述凹陷第一表面的透镜的考虑选择为第二表面的开始点，亦即第二表面的开始点应该尽可能向上向外移动。这导致第一表面最缓和的曲率，它依次导致改善的准直(由于对一个给定的位移较小的角误差)。图5表示使用这一原理的本发明的一个实施例的例子。应该注意，和为凹陷的透镜自身的场合一样，这一实施例包括一个相对大的入口孔3，使得可以选择第二透镜表面10具有相当大的直径而不遮蔽反射的射线。
图5所示实施例具有许多优点，包括它可以作为单件模注。(图4的实施例不能作为单件容易地模注，因为有由凹陷透镜形成的中空的腔)。然而，因为透镜部分对着相当大的圆锥角(θlens＝38°)，因此该设计倾向于非常强地成像发光二极管芯片，产生不均匀光束轮廓。
图6是上面讨论和表示的本发明的几个实施例的一个组合的例子。作为如何组合上面介绍的各种设计元素以实现一个特定目的的例子，图6表示具有一个凹陷的第一表面8的双表面透镜设计。这一设计具有几个有用的特征。首先，透镜对着比图5的设计较小的角(θlens＝25.6°)。甚至更重要的是，因为第一表面的最深的凹陷和总共两个表面的设计，透镜部分准直发光二极管芯片比反射器部分相当紧(在总通量的90％下3.3°对5.0°)。通常，这一不平衡将是设计的缺点，但是对于优化准直和光束轮廓两者，这一实施例是有用的。为获得希望的结果，使透镜表面稍微扩散(例如，通过喷丸处理使表面粗糙)，使得通过透镜的(展宽的)光束具有可与通过反射器部分的光束相比的发散性。净效应是扩散元件破坏了透镜成像，同时不影响反射的光束，总光束具有均匀轮廓并尽可能窄。
可以以其它特定形式实现本发明而不离开本发明的精神和范围或基本特征，当前公开的例子仅是其优选的实施例。

Claims (13)

1.一个发光二极管模块，其包括一个发光二极管(1)和一个转动对称的碗形准直仪透镜(2)，该准直仪透镜(2)包括一个外反射壁(7)、一个第二表面(10)，从该表面发出由发光二极管产生的光，该准直仪透镜(2)设置有一个凹陷(4)，该凹陷(4)具有一个放置发光二极管的入口孔(3)，该凹陷(4)包括一个内折射壁(9)和一个凹陷透镜的第一表面(8)，
该凹陷透镜包括第一表面(8)和第二表面(10)，用于在一个透镜极角内准直由发光二极管(1)发射的光，在入口孔(3)处的内折射壁(9)的凹陷(4)的一个圆锥壁部分，它包括一个弯曲部分(9’)，该弯曲部分(9’)和外反射壁(7)根据所述内折射壁(9)的结构被配置成，在透镜极角外准直由发光二极管(1)发射的光；
其特征在于，
发光二极管模块的准直仪透镜(2)的凹陷透镜径向地延伸出凹陷(4)的最小径向直径，以改善离开光束的空间均匀性。
2.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，凹陷透镜的径向延伸是通过使得不与来自外反射壁(7)的任何反射的射线干扰来限定。
3.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，第二表面(10)是平坦的，凹陷透镜的径向延伸是第一表面提供的，内折射壁(9)最初朝光轴向内缩小大于透镜极角的极角，该内折射壁(9)从光轴弯曲和张开小于透镜极角的极角。
4.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，凹陷透镜的第一表面(8)凹陷离开发光二极管源。
5.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，凹陷透镜的折射功能被第一表面(8)和第二表面(10)的弯曲部分(11)分开。
6.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述凹陷透镜包括一个扩散元件。
7.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，外反射壁(7)被弯曲成与弯曲部分(9’)一起实现准直光。
8.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，在入口孔(3)处的内折射壁(9)的凹陷(4)的所述圆锥壁部分包括一个弯曲部分(9’)，内折射壁(9)的所述弯曲部分(9’)位于离开光轴的一个第一角，其大于离开在参考准直仪(20)内的一个内折射壁(9)的一个可比部分的光轴的一个第二角。
9.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述内折射壁的所述弯曲部分(9’)比在参考准直仪(20)中的内折射壁(9)的可比部分远离发光二极管源。
10.如权利要求9所述的发光二极管模块，其特征在于，靠近入口孔(3)的凹陷(4)的内折射壁(9)具有一个弯曲部分(9’)，它以一个大于在参考准直仪(20)内的切线的可比斜角大的角度倾向竖直线。
11.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述第一表面(8)是凹陷(4)的邻接面的部分，其位于顶点在发光二极管中心、关于光轴的透镜极角的圆锥内。
12.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，使用恒定放大率规定配置内折射壁(9)的表面，使得内折射壁(9)和外反射壁(7)成为，在输入光束内的相等间隔的极角方向映射到输出光束中相等间隔的离开轴的径向距离。
13.一包括一个盒状外壳的照明器具，所述外壳容纳一个或者多个如前述任一权利要求所述的发光二极管模块。
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