DE102011017098A1

DE102011017098A1 - Lichtemittierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011017098A1
Application number: DE102011017098A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mönch; Dr. Illek Stefan
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-10-18
Also published as: WO2012139882A1

Abstract

Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung (1000) angegeben, mit – zumindest einem optoelektronischen Bauteil (1), zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung; – zumindest einem Mittel (2) zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik (80) der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung; – zumindest einer Ansteuervorrichtung (3) zum Betreiben des Mittels (2), wobei – ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel (2) trifft, – das Mittel (2) in zumindest zwei Betriebsmodi (B1, B2) betreibbar ist, – die Ansteuervorrichtung (3) zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi (B1, B2) dient, und wobei – unterschiedliche Betriebsmodi (B1, B2) unterschiedlichen Abstrahlcharakteristika zugeordnet sind.

Description

Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine lichtemittierende Vorrichtung anzugeben, welche einfach und kompakt im Aufbau ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung. Zum Beispiel handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauteil um eine Leuchtdiode. Zum Beispiel ist die Leuchtdiode dann mit einem Halbleiterkörper gebildet. Beispielsweise umfasst der Halbleiterkörper zumindest eine aktive Zone, welche unter externer elektrischer Kontaktierung elektromagnetische Strahlung emittiert. Beispielsweise emittiert das optoelektronische Bauteil elektromagnetische Strahlung im Bereich von ultraviolettem bis infrarotem Licht, insbesondere sichtbares Licht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. ”Abstrahlcharakteristik” beschreibt in diesem Zusammenhang eine Winkelabhängigkeit der Lichtstärke der dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung bezogen auf eine Hauptabstrahlrichtung der des optoelektronischen Bauteils. ”Einstellen” kann in diesem Zusammenhang ein vorgebbares Umformen und/oder Beeinflussen von von dem optoelektronischen Bauteil emittierter und auf das Mittel auftreffender und/oder durch dieses hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung bedeuten. Dabei ist es möglich, dass das Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik aus einer einzigen Komponente gebildet ist. Es ist zudem auch möglich, dass das Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik aus mehreren Komponenten besteht, die jede für sich genommen in der Lage sind, die Abstrahlcharakteristik einzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die lichtemittierende Vorrichtung zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des Mittels. ”Betreiben” heißt in diesem Zusammenhang, dass das Mittel mit elektrischem Strom, Einprägen von elektrostatischer Ladung in das Mittel oder in einzelne Bauteile des Mittels und/oder Anlegen von elektrischer Spannung an das Mittel vorgebbar durch die Ansteuervorrichtung belegt werden kann, sodass das Mittel die Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung einstellen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Mittel in einer Hauptabstrahlrichtung dem optoelektronischen Bauteil nachgeordnet. ”Nachgeordnet” heißt in diesem Zusammenhang, dass in zeitlicher Abfolge in der Hauptabstrahlrichtung nach Emission von elektromagnetischer Strahlung durch das optoelektronische Bauteil die emittierte elektromagnetische Strahlung auf das Mittel trifft und/oder durch dieses hindurch tritt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform trifft ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel. ”Großteil” heißt in diesem Zusammenhang, dass zumindest 80%, bevorzugt mehr als 90% der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel trifft. Dies stellt sicher, dass ein möglichst großer Anteil der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung durch das Mittel eingestellt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung ist das Mittel in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar. Das heißt, dass das Mittel von außen vorgebbar, durch die Ansteuervorrichtung, in jedem Betriebsmodus beispielsweise im Hinblick auf die Betriebsparameter Bestromungshöhe, Betriebsstrom, Betriebsspannung, Betriebsdauer, Betriebstemperatur und/oder Einprägehöhe von elektrischen Ladungen in das Mittel eingestellt werden kann. Die einzelnen Betriebsmodi unterscheiden sich voneinander in zumindest einem der genannten Betriebsparameter.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung dient die Ansteuervorrichtung zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi, wobei unterschiedliche Betriebsmodi unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken zugeordnet sind. ”Unterschiedlich” heißt in diesem Zusammenhang, dass die Abstrahlcharakteristika und/oder die Betriebsmodi nicht identisch sind. Beispielsweise ist jedem Betriebsmodus eindeutig, beispielsweise eineindeutig, eine Abstrahlcharakteristik zugeordnet. Während einer vorgebbaren Betriebsperiode, das heißt einer vorgebbaren Zeitspanne eines Betriebsmodus, können die Betriebsparameter, mit dem das Mittel betrieben wird, unverändert sein. Dabei können die einzelnen Betriebsmodi zu einem vorgebbaren Zeitpunkt beispielsweise durch analoges Umschalten oder in Abhängigkeit eines vorgebbaren Zeitintervalls, zum Beispiel kontinuierlich oder schrittweise, ineinander übergehen. Denkbar ist, dass das Mittel in zwei, drei, vier oder mehr Betriebsmodi betreibbar ist. Mit anderen Worten kann die Ansteuervorrichtung zwischen den einzelnen Betriebsmodi wählen und in Abhängigkeit des Betriebsmodus das Mittel betreiben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung. Weiter umfasst die lichtemittierende Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. Zudem umfasst die lichtemittierende Vorrichtung zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des Mittels, wobei ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel trifft. Das Mittel ist in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar, wobei die Ansteuervorrichtung zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi dient und wobei die jeweils durch das Mittel erzeugte Abstrahlcharakteristik in jedem der Betriebsmodi unterschiedlich ist.
Die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung beruht dabei unter anderem auf der Erkenntnis, dass eine Einstellung und/oder Modulierung einer von einem optoelektronischen Bauteil, zum Beispiel einer Leuchtdiode, erzeugten elektromagnetischen Strahlung nur mit hohem Aufwand möglich ist. Beispielsweise kann eine Abstrahlcharakteristik durch eine mitunter aufwändige Nachschaltung eines optischen Systems hinter eine Leuchtdiode und/oder LED-Flächenlichtquelle eingestellt werden. Allerdings kann die durch das optische System erzeugte Abstrahlcharakteristik durch eine Auslegung und Beschaffenheit, beispielsweise in Bezug auf die Geometrie und optischen Eigenschaften, des optischen Systems festgelegt werden. Das heißt, bei derartigen nachgeschalteten Optiken kann die Abstrahlcharakteristik nicht oder nur in einem sehr begrenzten Maße individuell den erforderlichen Bedürfnissen eingestellt werden. Alternativ kann die Abstrahlcharakteristik mittels mehrerer nachgeschalteter unterschiedlicher Optiken realisiert werden. Beispielsweise könnten dann bestimmte Leuchtdioden jeweils einem optischen System zugeordnet sein. Dies erfordert jedoch eine Vielzahl von unterschiedlichen Leuchtdioden und/oder unterschiedlichen optischen Systemen. Insbesondere kann dies zu einer lichtemittierenden Vorrichtung führen, welche komplex im Aufbau und aufwändig in der Herstellung ist.
Um nun eine lichtemittierende Vorrichtung anzugeben, welche einfach und kompakt im Aufbau ist, macht die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung unter anderem von der Idee Gebrauch, zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung sowie zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen. Mittels einer Ansteuervorrichtung, also mit minimalem Aufwand, kann die Abstrahlcharakteristik der Leuchtvorrichtung beispielsweise mittels der Bestromung des Mittels zum Einstellen der Abstrahlcharakteristik durch die Ansteuervorrichtung individuell den erforderlichen Bedürfnissen des Benutzers angepasst und eingestellt werden. In Abhängigkeit verschiedener Betriebsmodi steuert die Ansteuervorrichtung das Mittel an, wodurch sich in Abhängigkeit der genannten Betriebsmodi jeweils die vorgebbare und gewünschte Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung ergibt. Mit anderen Worten kann auf ein aufwändiges Auswechseln und/oder Einbauen einer Mehrzahl von unterschiedlichen optischen Systemen zur Formung der Abstrahlcharakteristik verzichtet werden. Dies kann zu einer lichtemittierenden Vorrichtung führen, welche eine geringe Bauhöhe, das heißt eine geringe Ausdehnung beispielsweise in der Hauptabstrahlrichtung, des optoelektronischen Bauteils aufweist. Mit anderen Worten ist eine derartige lichtemittierende Vorrichtung besonders platzsparend und kompakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Mittel zumindest zwei Strahlungsumlenkelemente auf, die auf einer Montagefläche eines Trägers angeordnet sind. Die Strahlungsumlenkelemente können mechanisch fest mit dem Träger verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Strahlungsumlenkelemente jeweils mit einem Umlenkträger gebildet, auf dessen Außenflächen zumindest stellenweise zumindest eine strahlungsreflektierende oder strahlungsstreuende Schicht aufgebracht ist. Dabei können die Außenflächen den gesamten Flächeninhalt der Umlenkträger umfassen. Die Strahlungsumlenkelemente reflektieren oder streuen in zumindest einem der Betriebsmodi von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Zum Beispiel reflektieren oder streuen die Strahlungsumlenkelemente die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung weg von dem optoelektronischen Bauteil.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger strahlungsdurchlässig, wobei das dem optoelektronische Bauteil auf einer der Montagefläche des Trägers abgewandten Verbindungsfläche angeordnet ist. ”Strahlungsdurchlässig” heißt in diesem Zusammenhang, dass der Träger für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest zu 80%, bevorzugt zu mehr als 90% durchlässig ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung durch den Träger hindurch in Richtung der Umlenkelemente geführt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind im Betriebsmodus die Strahlungsumlenkelemente im Wesentlichen parallel zu einer Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils angeordnet. ”Im Wesentlichen” heißt in diesem Zusammenhang, dass die Strahlungsumlenkelemente, bis auf mit einer Betriebstoleranz verbundenen Winkelabweichungen, parallel zur Hauptabstrahlrichtung angeordnet und ausgerichtet sind. Die Winkelabweichungen betragen dann höchstens 5°, bevorzugt höchstens 3° von der Hauptabstrahlrichtung. Mit anderen Worten ist in diesem Betriebsmodus das Mittel durch die Ansteuervorrichtung in Durchlassrichtung geschaltet, in der keine oder im Wesentlichen keine von dem optoelektronischen Bauteil emittierte Strahlung durch die Strahlungsumlenkelemente reflektiert oder gestreut wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind in zumindest dem weiteren Betriebsmodus die Strahlungsumlenkelemente in einem zu der Hauptabstrahlrichtung vorgebbaren Winkel α angeordnet, wobei der Winkel α wenigstens 5° und höchstens 90° beträgt, wobei die Ansteuervorrichtung zur Einstellung des Winkels α vorgesehen ist. Zum Beispiel steuert die Ansteuervorrichtung die Strahlungsumlenkelemente einzeln, das heißt unabhängig voneinander, oder kollektiv, das heißt gemeinsam, an. Steuert die Ansteuervorrichtung die Strahlungsumlenkelement einzeln an, ist denkbar, dass jedem Strahlungsumlenkelement ein vorgebbarer Winkel und/oder Winkelbereich eindeutig, beispielsweise eineindeutig, zugeordnet ist. Beispielsweise ist dann jedes der Strahlungsumlenkelemente in einem unterschiedlichen Winkel α angeordnet. Mit anderen Worten kann in diesem Fall jedes der Strahlungsumlenkelemente seinen eigenen Winkel α einnehmen. Im weiteren Betriebsmodus streuen oder reflektieren die Strahlungsumlenkelemente des Mittels vorgebbar die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise streuen oder reflektieren die Strahlungsumlenkelemente dann die elektromagnetische Strahlung beispielweise in Richtung weg vom Träger. Denkbar ist, dass je größer der Winkel α ist, das heißt je stärker die Strahlungsumlenkelemente von der Durchlassrichtung abweichen, desto größer ist der Anteil der gestreuten oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung zur primär von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. Mit anderen Worten kann der Streu- oder Reflektionseffekt des Mittels mit größer werdendem Winkel α steigen. Mittels einer derartigen durch die Ansteuervorrichtung einstellbaren Winkelabhängigkeit des Streu- oder Reflexionseffekts in den einzelnen Betriebsmodi ist ein einfaches an die jeweiligen Beleuchtungs-Bedürfnisse des Benutzers angepasstes Betreiben der lichtemittierenden Vorrichtung möglich. Das heißt, dass die lichtemittierende Vorrichtung beispielsweise ohne aufwendiges Auswechseln oder separates Ansteuern zusätzlicher Optiken zur individuellen Erzeugung des Streu- oder Reflexionseffekts auskommt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt der Winkel α im weiteren Betriebsmodus genau 90°, wobei die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung von dem Mittel diffus gestreut wird. Das heißt, dass in einem derartigen Winkel das Mittel in Sperrrichtung mittels der Ansteuervorrichtung geschaltet ist. In der Sperrrichtung des Mittels kann der Streueffekt der Strahlungsumlenkelemente am höchsten sein. ”Diffus streuen” heißt in diesem Zusammenhang, dass die Strahlungsumlenkelemente die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte und auf sie auftreffende elektromagnetische Strahlung richtungsunabhängig, das heißt in alle Richtungen, streuen. Beispielsweise sind die Umlenkträger der Strahlungsumlenkelemente dazu selbst zumindest stellenweise strahlungsdurchlässig ausgebildet, so dass von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durch die Umlenkträger hindurch gelangen und auf die strahlungsreflektierende oder diffus streuende Schicht treffen kann und nicht wieder durch die Umlenkträger beispielsweise zurück in Richtung des optoelektronischen Bauteils reflektiert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die lichtemittierende Vorrichtung einen Lichtleiter, der eine Strahlungsauskoppelfläche sowie eine der Strahlungsauskoppelfläche gegenüberliegende Auflagefläche aufweist, wobei von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung über Seitenflächen des Lichtleiters in diesen eingekoppelt wird. Beispielsweise verlaufen die Seitenflächen quer zu der Strahlungsauskoppelfläche und/oder zur Auflagefläche. Die Seitenflächen verbinden die Strahlungsauskoppelfläche und die Auflagefläche miteinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Mittel auf der Auflagefläche des Lichtleiters angeordnet. Zum Beispiel ist das Mittel zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der Auflagefläche. Ebenso ist denkbar, dass zwischen dem Mittel und der Auflagefläche des Lichtleiters eine oder mehrere strahlungsdurchlässige Schichten angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest in dem Betriebsmodus das Mittel für in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig, und reflektiert oder streut zumindest in dem weiteren Betriebsmodus in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche. Dabei kann das Mittel wie in zumindest einer der obig dargestellten Ausführungsformen ausgestaltet sein und betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Mittel mit zumindest einer Kammer gebildet, in der in zumindest dem weiteren Betriebsmodus des Mittels zumindest ein diffus streuendes Material angeordnet ist, wobei die Kammer zumindest stellenweise von einem Lichtleiter der lichtemittierenden Vorrichtung umschlossen ist. Zum Beispiel ist die Kammer teilweise oder vollständig mit einem oder mehreren diffus streuenden Materialien bis zu einer vorgebbaren Füllhöhe gefüllt. Beispielsweise ist die Kammer des Mittels in den Lichtleiter integriert. Das heißt, dass die Kammer allseitig von dem Lichtleiter umschlossen ist. In diesem Fall kann ein möglichst großer Anteil des von dem diffus streuenden Material in den Lichtleiter zurückgestreutem Licht in den Lichtleiter wieder einkoppeln und sich innerhalb des Lichtleiters ausbreiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Mittel zumindest im Betriebsmodus für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte und in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig. In diesem Fall kann die Kammer mit einem geringeren Füllgrad als im weiteren Betriebsmodus mit dem diffus streuenden Material gefüllt sein. Ebenso ist denkbar, dass sich in der Kammer im Betriebsmodus kein diffus streuendes Material mehr befindet. Die Kammer ist dann von dem diffus streuenden Material entleert. In diesem Fall kann die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung in die Kammer eintreten, durch diese ungestört hindurch treten und wieder im Lichtleiter einkoppeln. Das heißt, dass bei einer entleerten Kammer die elektromagnetische Strahlung nicht diffus gestreut wird. Das Mittel ist daher im Betriebsmodus in Durchlassrichtung geschaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zumindest im weiteren Betriebsmodus die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise von dem diffus streuenden Material zurück in den Lichtleiter gestreut. Das heißt, dass das Mittel im weiteren Betriebsmodus in Sperrrichtung geschaltet sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest im Betriebsmodus das diffus streuende Material in einem der Kammer zugeordneten Reservoir angeordnet. Beispielsweise ist das Reservoir außerhalb des Lichtleiters oder außerhalb eines lichtleitenden Bereichs des Lichtleiters angeordnet. Zum Beispiel ist im Betriebsmodus das Reservoir vollständig mit dem diffus streuenden Material gefüllt. Beispielsweise befindet sich dann kein diffus streuendes Material mehr in der Kammer. Das Mittel ist dann in Durchlassrichtung geschaltet. Elektromagnetische Strahlung wird in diesem Fall nicht von dem Mittel gestreut und/oder reflektiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird durch Anlegen einer externen Spannung durch die Ansteuervorrichtung das diffus streuende Material von dem Reservoir in die Kammer geführt und wird dort durch Beibehalten der Spannung gehalten. Mit anderen Worten werden im weiteren Betriebsmodus durch Anlegen eines elektrischen Feldes an das Mittel und/oder an das diffus streuende Material in dem Mittel elektrostatische Potentiale erzeugt und/oder in das Mittel elektrische Ladungen eingeprägt. Das diffus streuende Material kann beispielsweise durch diese elektrostatischen Potentiale von dem Reservoir in die Kammer beispielsweise gezogen werden. Im weiteren Betriebsmodus ist daher das Reservoir zumindest teilweise entleert und das Mittel in Sperrrichtung geschaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gelangt nach dem Abschalten der externen Spannung durch die Ansteuervorrichtung das diffus streuende Material ohne das Aufwenden externer mechanischer und/oder elektrostatischer Kräfte in das Reservoir zurück. Das heißt, dass das diffus streuende Material zum Beispiel nicht mittels Flüssigkeitspumpen und/oder externer elektrischer Spannungsgeräte in das Reservoir zurückgeführt wird. Beispielsweise gelangt das diffus streuende Material nach dem Abschalten der externen Spannung mittels sich innerhalb des Mittels ausbildender oder vorhandener Kapillarkräfte in das Reservoir zurück.
Alternativ kann das diffus streuende Material auch mittels der Aufwendung externer mechanischer und/oder elektrostatischer Kräfte wieder in das Reservoir zurück gelangen. Dazu kann beispielsweise eine Umkehrspannung an das Mittel angelegt werden, mittels derer das diffus streuende Material aus der Kammer zurück in das Reservoir geführt wird. Mit anderen Worten kann die Rückführung des diffus streuenden Materials in das Reservoir in der gleichen Weise erfolgen wie das Hinführen des diffus streuenden Materials von dem Reservoir in die Kammer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die diffus streuende Schicht und/oder das diffus streuende Material mit Streupartikeln gebildet, die in ein Matrixmaterial eingebracht sind, wobei die Streupartikel einen d₅₀-Wert, in Q₀ gemessen, von höchstens 30 μm aufweisen. Dabei handelt es sich bei dem Begriff ”d₅₀” um einen Mediandurchmesser der Streupartikel und bei dem Begriff ”Q₀” um eine Anzahlverteilungssumme der Streupartikel. Beide Begriffe sind durch die Norm ISO 9276-2 "Representation of results of particle-size analysis – part 2: calculation of average particle sizes/diameters and moments from particle-size distributions" definiert. Beispielsweise kann mit derartigen Streupartikeln eine besonders große Streuwirkung durch das Mittel erzielt werden. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um Wasser, ein dünnflüssiges Öl, ein Silikon oder um einen anderen Kunststoff handeln, welche je nach den erforderlichen Bedürfnissen ausgewählt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind im Betriebsmodus bei einer vorgebbaren Temperatur der strahlungsstreuenden Schicht und/oder des diffus streuenden Materials ein Brechungsindex n_S der Streupartikel und ein Brechungsindex n_M des Materixmaterials, bei einer vorgebbaren von dem optoelektronischen Bauteil emittierten Wellenlänge und/oder emittierten Wellenlängebereich der elektromagnetischen Strahlung, gleich oder im Wesentlichen gleich. ”Im Wesentlichen” heißt in diesem Zusammenhang, dass die beiden Brechungsindizes n_S und n_M bei gleicher Wellenlänge oder im gleichem Wellenlängenbereich um weniger als 10%, bevorzugt um weniger als 5% voneinander abweichen. Zum Beispiel ermöglichen derartige Streupartikel und die temperatur- und wellenlängenabhängige Brechungsindexsteuerung der Streupartikel und des Matrixmaterials eine spektrale Steuerung der Abstrahlcharakteristik. Sind die Brechungsindizes gleich, kann die lichtemittierende Vorrichtung im Betriebsmodus betrieben sein. Beispielweise wird dann die elektromagnetische Strahlung durch das in der Kammer angeordnete diffus streuende Material nicht gestreut.
Die lichtemittierende Vorrichtung kann dann in Durchlassrichtung geschaltet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Mittel einen Zentralbereich und einen Außenbereich auf, der den Zentralbereich in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils zumindest stellenweise umschließt. Beispielsweise umschließt der Außenbereich den Zentralbereich in der Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils vollständig. Mit anderen Worten berandet in diesem Fall der Außenbereich den Zentralbereich vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappt der Zentralbereich in der Hauptabstrahlrichtung zumindest stellenweise mit dem optoelektronischen Bauteil. Beispielsweise ist in einer Richtung ausgehend von dem Mittel in Richtung des optoelektronischen Bauteils das optoelektronische Bauteil durch den Zentralbereich teilweise oder vollständig verdeckt und/oder überdeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest im Betriebsmodus der Zentralbereich strahlungsdurchlässig und der Außenbereich strahlungsabsorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. In diesem Fall kann der Außenbereich als eine optische Blende für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung wirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest im weiteren Betriebsmodus der Zentralbereich strahlungsabsorbierend und der Außenbereich strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Mit anderen Worten erfüllt nun im weiteren Betriebsmodus der Zentralbereich die Blendenfunktion für die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise kann nur jeweils aus den strahlungsdurchlässigen Bereichen des Mittels aus dem Mittel elektromagnetische Strahlung wieder austreten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in einer Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils dem Mittel zumindest eine Abbildungsanordnung nachgeordnet. Dabei kann die Abbildungsanordnung zu dem Mittel beabstandet angeordnet sein oder in direktem Kontakt mit dem Mittel stehen. Die Abbildungsanordnung ermöglicht eine zusätzliche individuelle und an den jeweiligen Benutzer angepasste Einstellung der Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Abbildungsanordnung mit zumindest einem ersten Bereich und zumindest einem zweiten Bereich gebildet. Beide Bereiche, bei auf die Abbildungsanordnung auftreffender elektromagnetischer Strahlung, weisen unterschiedliche optische Eigenschaften auf. ”Unterschiedlich” heißt in diesem Zusammenhang, dass die optischen Eigenschaften des ersten und des zweiten Bereichs nicht identisch sind. Mittels der gezielten Ansteuerung des Mittels durch die Ansteuervorrichtung und einer damit einhergehenden gezielten Ansteuerung der einzelnen Bereiche der Abbildungsanordnung kann die jeweilige Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung individuell eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die optischen Eigenschaften fokussierend oder streuend. Ebenso ist denkbar, dass zumindest einer der Bereiche der Abbildungsanordnung zumindest stellenweise zusätzlich oder alternativ strahlungsabsorbierend ausgebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform fokussiert der erste Bereich auftreffende elektromagnetische Strahlung und der zweite Bereich streut auftreffende elektromagnetische Strahlung, wobei der erste Bereich von dem zweiten Bereich in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils zumindest stellenweise umschlossen ist und in der Hauptabstrahlrichtung zumindest teilweise mit dem optoelektronischen Bauteil überlappt. Beispielsweise ist der erste Bereich von dem zweiten Bereich in der Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung der Leuchtdiode vollständig umschlossen. In diesem Fall berandet der zweite Bereich den ersten Bereich vollständig.
Beispielsweise kann die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung als eine Raumleuchte, Effektbeleuchtung und/oder als eine lithografische Vorrichtung Verwendung finden.
Im Folgenden wird die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die 1A bis 7B zeigen in schematischen Seitenansichten einzelne Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung.
In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die 1A zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100. Die lichtemittierende Vorrichtung 100 weist zumindest ein optoelektronisches Bauteil 1 zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung auf, wobei es sich vorliegend bei dem optoelektronischen Bauteil 1 um eine Leuchtdiode handelt. Insbesondere kann die lichtemittierende Vorrichtung zwei, drei, vier oder mehrere optoelektronische Bauteile 1 aufweisen. Zudem umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 100 zumindest ein Mittel 2 zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik 80 der von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung. Dabei umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 100 eine Ansteuervorrichtung 3 zum Betreiben des Mittels 2, wobei ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel 2 trifft und das Mittel 2, im Ausführungsbeispiel der 1A, in zwei Betriebsmodi B1 und B2 betreibbar ist. Das Mittel 2 ist dem optoelektronischen Bauteil 1 in einer Hauptabstrahlrichtung H1 nachgeordnet.
Die Ansteuervorrichtung 3 dient zur Auswahl zwischen den beiden Betriebsmodi B1 und B2, wobei jedem der Betriebsmodi B1 und B2 unterschiedliche Abstrahlcharakteristika 80 zugeordnet sind.
Aus der 1A ist erkennbar, dass das Mittel 2 zumindest zwei Strahlungsumlenkelemente 21 aufweist, die auf einer Montagefläche 222 eines strahlungsdurchlässigen Trägers 22 angeordnet sind, wobei das optoelektronische Bauteil 1 auf einer der Montagefläche 222 des Trägers 22 abgewandten Verbindungsfläche 221 angeordnet ist. Dabei wird von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung durch den Träger 22 hindurch in Richtung der Strahlungsumlenkelemente 21 geführt. Die Strahlungsumlenkelemente 21 sind jeweils mit einem Umlenkträger 211 gebildet, auf dessen Außenflächen 211A zumindest stellenweise zumindest eine strahlungsstreuende Schicht 211B aufgebracht ist. Die Strahlungsumlenkelemente 21 sind im in der 1A dargestellten Betriebsmodus B1 im Wesentlichen parallel zu der Hauptabstrahlrichtung H1 des optoelektronischen Bauteils 1 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Mittel 2 im ersten Betriebsmodus B1 strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung. Das Mittel 2 ist im ersten Betriebsmodus B1 daher in Durchlassrichtung geschaltet. Daher ist die Abstrahlcharakteristik 80 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 im Wesentlichen durch die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauteils 1 bestimmt.
In der 1B ist die in der 1A beschriebene lichtemittierende Vorrichtung 100 im weiteren Betriebsmodus B2 gezeigt. In dem weiteren Betriebsmodus B2 sind die Strahlungsumlenkelemente 21 in einem Winkel α von genau 90° zur Hauptabstrahlrichtung H1 angeordnet. Eine Veränderung in dem Winkel α, der in der 1A 0° beträgt, hin zu dem Winkel von 90° der 1B wird durch Ansteuern der Strahlungsumlenkelemente 21 durch die Ansteuervorrichtung 3 realisiert. Dazu können die Strahlungsumlenkelemente 21 mittels der Ansteuervorrichtung 3 beispielsweise kollektiv oder einzeln angesteuert und dabei beispielsweise elektrostatisch aktuiert werden. Mittels der beispielsweise in das Mittel 2 eingebrachten elektrostatischen Ladungen können je nach Polung innerhalb des Mittels 2 die Strahlungsumlenkelemente 21 geöffnet sein, das heißt parallel zur Hauptabstrahlungsrichtung H1 stehen, oder geschlossen sein, das heißt in einem Winkel von 90° zur Hauptabstrahlrichtung H1 ausgerichtet sein. Beispielsweise weisen die Strahlungsumlenkelemente einen Flächeninhalt von (100 μm)² auf.
In den 2A bis 2C ist in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100 beschrieben.
In der 2A ist dargestellt, wie von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung über Seitenflächen 51 eines Lichtleiters 5 in diesen eingekoppelt wird. Der Lichtleiter 5 weist eine Strahlungsauskoppelfläche 52 sowie eine der Strahlungsauskoppelfläche 52 gegenüberliegende Auflagefläche 53 auf. Dabei ist das Mittel 2 auf der Auflagefläche 53 des Lichtleiters 5 angeordnet und befindet sich mit diesem in direktem Kontakt. Das Mittel 2 ist in der 2A im Betriebsmodus B1, das heißt in Durchlassrichtung, geschaltet. Das heißt, dass das Mittel 2 für in den Lichtleiter 5 eingekoppelte elektromagnetische Strahlung und ebenso für auf den Lichtleiter 5 und auf das Mittel 2 auftreffendes Umgebungslicht 91 strahlungsdurchlässig ist. Das heißt, dass im ersten Betriebsmodus B1 das Umgebungslicht 91 durch das Mittel 2 hindurch treten kann, ohne von dem Mittel 2 in Richtung hin zur Strahlungsauskoppelfläche 52 des Lichtleiters 5 zurückreflektiert oder zurückgestreut zu werden.
Die 2B zeigt die in der 2A beschriebene lichtemittierende Vorrichtung 100 wiederum im Betriebsmodus B1 des Mittels 1. Im Unterschied zur 2A ist nun ein möglicher Strahlengang innerhalb des Lichtleiters 5 der von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung gezeigt. Die von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung tritt nach dem Auftreffen auf das Mittel 2 durch dieses zumindest teilweise hindurch. Ein anderer Teil der elektromagnetischen Strahlung wird beispielsweise durch Totalreflexion an der Auflagefläche 53 des Lichtleiters 5 zurück in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche 52 reflektiert oder gestreut und über die Strahlungsauskoppelfläche 52 aus dem Lichtleiter 5 ausgekoppelt.
Die 2C zeigt die in den 2A und 2B beschriebene lichtemittierende Vorrichtung 100 im weiteren Betriebsmodus B2. Im weiteren Betriebsmodus B2 ist das Mittel 2 in Sperrrichtung geschaltet. Das heißt, dass in dem weiteren Betriebsmodus B2 die in den Lichtleiter 5 eingekoppelte und auf das Mittel 2 auftreffende elektromagnetische Strahlung durch das Mittel 2 in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche 52 reflektiert oder gestreut wird.
Mit anderen Worten variieren je nach Betreiben der lichtemittierenden Vorrichtung 100 im Betriebsmodus B1 oder B2 die Abbildungs- und/oder Reflexionseigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung. Je nach Wahl des Betriebsmodus kann daher ein bestimmter Anteil der vom optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung vorgebbar in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche 52 reflektiert oder gestreut werden. Insofern kann die Abstrahlcharakteristik 80 einfach und kostengünstig eingestellt werden.
Die 3A bis 3B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Die 3A zeigt in einer schematischen Seitenansicht, wie die Mehrzahl der optoelektronischen Bauteile 1 auf einen gemeinsamen Halteträger 4 in lateraler Richtung L nebeneinander angeordnet sind. Zum Beispiel umfasst der Halteträger 4 elektrische Kontaktstellen und elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung der optoelektronischen Bauteile 1. Ferner ist der 3A entnehmbar, dass das Mittel 2 mit mehreren in lateraler Richtung L nebeneinander angeordneten Kammern 25 gebildet ist. Die Kammern 25 sind vorliegend vollständig von dem Lichtleiter 5' der lichtemittierenden Vorrichtung 100 umschlossen und in diesem integriert. Dabei ist jeder Kammer 25 ein optoelektronisches Bauteil 1 zugeordnet und in Richtung entgegen der Hauptabstrahlrichtung H1 unterhalb der ihr zugeordneten Kammer 25 angeordnet. Das heißt, die Kammern 25 und die ihr zugeordneten optoelektronischen Bauteile 1 überlappen jeweils in der Hauptabstrahlrichtung H1. Dabei befindet sich die lichtemittierende Vorrichtung 100 in der 3A in dem weiteren Betriebsmodus B2, wobei die Kammern 25 vorliegend vollständig mit einem diffus streuenden Material 23 gefüllt sind. Von den optoelektronischen Bauteilen 1 emittierte elektromagnetische Strahlung wird daher über den Lichtleiter 5' jeweils in die Kammern 25 geführt und durch das in den Kammern 25 angeordnete diffus streuende Material 23 diffus zurück, das heißt auch seitlich, in den Lichtleiter 5' gestreut. Das diffuse Zurückstreuen in den Lichtleiter 5' kann zu einer möglichst homogenen Ausleuchtung des Lichtleiters 5' führen.
In der 3B ist die in der 3A gezeigte lichtemittierende Vorrichtung 100 im Betriebsmodus B1 betrieben, das heißt in Durchlassrichtung gezeigt. Zum Beispiel ist das diffus streuende Material 23 mit Streupartikeln gebildet, die in ein Matrixmaterial eingebracht sind. Sowohl die Streupartikel als auch das Matrixmaterial weisen einen bestimmten, vorgebbaren Brechungsindex auf. Insbesondere kann sowohl der Brechungsindex der Partikel als auch der Brechungsindex der Matrix temperatur- und/oder wellenlängenabhängig sein. Insbesondere kann das Matrixmaterial flüssig oder fest sein. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Matrixmaterial um Wasser, ein dünnflüssiges Öl, ein Silikon oder um einen anderen Kunststoff. In der 3B ist nun gezeigt, wie bei einer vorgebbaren Temperatur T, welche mittels der Ansteuervorrichtung 3 eingestellt werden kann, ein Brechungsindex n_S der Streupartikel und ein Brechungsindex n_M des Matrixmaterials bei einer vorgebbaren von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten Wellenlänge und/oder Wellenlängebereich der elektromagnetischen Strahlung gleich sind. Diese Wellenlänge oder dieser Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung wird von dem diffus streuenden Material 23 nicht gestreut. Elektromagnetische Strahlung dieser Wellenlänge kann daher durch die Kammern 25 des Mittels 2 und durch das diffus streuende Material 23 selbst beispielsweise ungestreut hindurch treten. Mit anderen Worten können in Abhängigkeit der Temperatur T des diffus streuenden Materials 23 die streuenden Eigenschaften des Materials 23 gezielt und vorgebbar eingestellt werden. Insbesondere kann sich das in Zusammenhang mit den 3A und 3B gezeigte Mittel 2 zur spektralen Steuerung der Abstrahlcharakteristik 80 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 eignen. Beispielsweise kann eine derartige Temperatursteuerung mittels eines Peltier-Elements oder mittels zusätzlicher Infrarot-Leuchtdioden implementiert werden. Die Ansteuervorrichtung 3 kann in diesem Fall das Peltier-Element und/oder die Infrarot-LEDs umfassen.
Die 4A und 4B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Dabei ist die lichtemittierende Vorrichtung 100 in der 4A im Betriebsmodus B1, das heißt in Durchlassrichtung, betrieben. Im Betriebsmodus B1 ist das diffus streuende Material 23 in jeweils einem einer Kammer 25 zugeordneten Reservoir 24 angeordnet. Auch hierbei kann das diffus streuende Material 23 mit Streupartikel gebildet sein, die in einem Materixmaterial eingebracht sind. Insbesondere kann das Matrixmaterial flüssig, zum Beispiel Wasser oder ein Öl, sein. Insbesondere können die Streupartikel einen d₅₀-Wert, in Q₀ gemessen, von höchstens 30 μm, zum Beispiel 20 μm, aufweisen.
In der 4A ist weiter dargestellt, dass die Kammern 25 in der Hauptabstrahlrichtung H1 zwischen elektrischen Kontakten 28 und 26 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte 28 und 26 mit einem strahlungsdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem transparenten und leitfähigen Oxid, gebildet. Die elektrischen Kontakte 28 und 26 können mittels der Ansteuervorrichtung 3 gezielt angesteuert und beispielsweise mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden. In dem Betriebsmodus B1 ist durch die Ansteuervorrichtung 3 keine elektrische Spannung an den elektrischen Kontakten 28 und 26 angelegt. Mit anderen Worten befindet sich in den Kammern 25 kein oder im Wesentlichen kein diffus streuendes Material 23. Von dem optoelektronischen Bauteil 1 in der Hauptabstrahlrichtung H1 emittierte elektromagnetische Strahlung kann daher ungehindert durch die Kammern 25 und die elektrischen Kontakte 28 und 26 hindurch aus der lichtemittierenden Vorrichtung austreten.
Die 4B zeigt die lichtemittierende Vorrichtung 100 in dem Betriebsmodus B2. Gezeigt ist, wie unter Anlegen von externer Spannung 27 mittels der Ansteuervorrichtung 3 an den elektrischen Kontakten 26 und 28 das diffus streuende Material 23 in die Kammern 25 gezogen wird. Dabei sind die Kammern 25 bis zu einem vorgebbaren Füllgrad mit dem diffus streuenden Material 23 gefüllt. Von dem optoelektronischen Bauteil 1 in Richtung der Hauptabstrahlrichtung H1 emittierte elektromagnetische Strahlung wird in dem Betriebsmodus B2 nun beispielsweise diffus gestreut. Die Abstrahlcharakteristik 80 wird daher im Betriebsmodus B2 durch die Anordnung des diffus streuenden Materials 23 in den Kammern 25 vorgebbar und gezielt eingestellt.
Nach Abschalten der externen Spannung 27 durch die Ansteuervorrichtung 3 gelangt das diffus streuende Material 23 ohne das Aufwenden externer mechanischer und elektrostatischer Kräfte in die Reservoire 24 zurück. Insbesondere kann dies durch Kapillarkräfte innerhalb des Mittels 2 geschehen, die das diffus streuende Material 23 aus den Kammern 25 herausziehen.
Die 5A bis 5C zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
In der 5A ist eine Abbildungsanordnung 7 dargestellt, welche in der Hauptabstrahlungsrichtung H1 des optoelektronischen Bauteils 1 dem Mittel 2 nachgeordnet ist. Dabei befindet sich die Abbildungsanordnung 7 mit dem Mittel 2 in direktem Kontakt. Die Abbildungsanordnung 7 ist mit einem ersten Bereich 71 und einem zweiten Bereich 72 gebildet, wobei beide Bereiche 71 und 72 bei auf die Abbildungsanordnung 7 auftreffender elektromagnetischer Strahlung unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Vorliegend handelt es sich bei dem Bereich 71 um einen Bereich mit fokussierenden Eigenschaften und bei dem Bereich 72 um einen Bereich mit streuenden Eigenschaften. Vorliegend ist der erste Bereich 71 von dem zweiten Bereich 72 in der Hauptabstrahlungsrichtung H1 in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung H1 des optoelektronischen Bauteils 1 vollständig umschlossen und überlappt in der Hauptabstrahlungsrichtung H1 mit dem optoelektronischen Bauteil 1 stellenweise. In einer derartigen Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung 100 können die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Abbildungsanordnung 7 mit den durch die Ansteuervorrichtung 3 vorgebbaren und einstellbaren optischen Eigenschaften des Mittels 2 kombiniert und beispielsweise verstärkt werden. Insofern ist eine besonders flexible Einsetzbarkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 mittels der Abbildungsanordnung 7 gewährleistet.
In der schematischen Seitenansicht der 5B ist gezeigt, wie von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung durch das Mittel 2 gezielt nur auf den zweiten Bereich 72 gelenkt wird. Beispielsweise können in einer derartigen Ansteuerung des Mittels 2 durch die Ansteuervorrichtung 3 gezielt die Streueigenschaften der Abbildungsanordnung 7 ausgenutzt werden.
Der umgekehrte Fall ist in der 5C gezeigt. In der 5C wird mittels der Ansteuervorrichtung 3 durch das Mittel 2 gezielt die von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung nur auf den ersten Bereich 71, der vorliegend fokussierende Eigenschaften aufweist, gelenkt.
Die 6A und 6B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 5A bis 5C ist die Abbildungsanordnung 7 der 6A und 6B mit dem Mittel 2 nicht in direktem Kontakt angeordnet, sondern von dieser beabstandet. Dabei ist das Mittel 2, zum Beispiel, wie in Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben ausgeführt. Das heißt, das Mittel 2 weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 6A und 6B ebenso die Strahlungsumlenkelemente 21 auf, welche mittels der Ansteuervorrichtung 3 gezielt zur Einstellung der Abstrahlcharakteristik 80 angesteuert werden. Im Unterschied zu den 1A und 1B ist der Winkel α jedoch kleiner als 90°. Mit anderen Worten wird bei einem derartigen Winkel auf die Strahlungsumlenkelemente 21 auftreffende elektromagnetische Strahlung in Richtung weg von dem Mittel 2, beispielsweise vorwärts gerichtet, gestreut.
Die 7A und 7B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Im Unterschied zu den in Zusammenhang mit den 6A und 6B gezeigten Mittel 2 weist das Mittel 2 der 7A und 7B einen Zentralbereich 212 und einen Außenbereich 210 auf, der den Zentralbereich 212 in der Richtung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung H1 des optoelektronischen Bauteils 1 vollständig umschließt. Der Zentralbereich 212 überlappt stellenweise in der Hauptabstrahlrichtung H1 mit der Leuchtdiode 1. Im Betriebsmodus B1 ist der Zentralbereich 212 strahlungsdurchlässig, wobei der Außenbereich 210 im Betriebsmodus B1 strahlungsabsorbierend für von der Leuchtdiode 1 emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Mittel 2 gemäß den Ausführungsbeispielen der 7A und 7B um eine Ringblende.
In der 7B ist das Mittel 2 in dem weiteren Betriebsmodus B2 gezeigt. Während des Betriebsmodus B2 ist der Zentralbereich 212 strahlungsabsorbierend und der Außenbereich 211 strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung. Das heißt, dass je nach Betriebsmodus und einer vorgebbaren Ansteuerung der lichtemittierenden Vorrichtung 100 durch die Ansteuervorrichtung 3 die Blend- beziehungsweise Abblendeigenschaften des Mittels 2 gezielt eingestellt werden können.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr erfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 9276-2 ”Representation of results of particle-size analysis – part 2: calculation of average particle sizes/diameters and moments from particle-size distributions” [0030]

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung (100), mit – zumindest einem optoelektronischen Bauteil (1), zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung; – zumindest einem Mittel (2) zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik (80) der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung; – zumindest einer Ansteuervorrichtung (3) zum Betreiben des Mittels (2), wobei – ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel (2) trifft, – das Mittel (2) in zumindest zwei Betriebsmodi (B1, B2) betreibbar ist, – die Ansteuervorrichtung (3) zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi (B1, B2) dient, und wobei – unterschiedliche Betriebsmodi (B1, B2) unterschiedlichen Abstrahlcharakteristika zugeordnet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) zumindest zwei Strahlungsumlenkelemente (21) aufweist, die auf einer Montagefläche (222) eines Trägers (22) angeordnet sind, und die Strahlungsumlenkelemente (21) jeweils mit einem Umlenkträger (211) gebildet sind, auf dessen Außenflächen (211A) zumindest stellenweise zumindest eine strahlungsreflektierende oder strahlungsstreuende Schicht (211B) aufgebracht ist, wobei – die Strahlungsumlenkelemente (21) in zumindest einem der Betriebsmodi (B1, B2) von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung reflektieren oder streuen.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Träger (22) strahlungsdurchlässig ist, wobei – das optoelektronische Bauteil (1) auf einer der Montagefläche (222) des Trägers (22) abgewandten Verbindungsfläche (221) angeordnet ist, – von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung durch den Träger (22) hindurch in Richtung der Strahlungsumlenkelemente (21) geführt wird, – in zumindest dem Betriebsmodus (B1) die Strahlungsumlenkelemente (21) im Wesentlichen parallel zu einer Hauptabstrahlrichtung (H1) des optoelektronischen Bauteils (1), und – in zumindest dem weiteren Betriebsmodus (B2) die Strahlungsumlenkelemente (21) in einem zu der Hauptabstrahlrichtung (H1) vorgebbaren Winkel (α) angeordnet sind, wobei der Winkel (α) wenigstens 5° und höchstens 90° beträgt, wobei die Ansteuervorrichtung (3) zur Einstellung des Winkels (α) vorgesehen ist.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der im weiteren Betriebsmodus (B2) der Winkel (α) genau 90° beträgt, wobei die von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung von dem Mittel (2) diffus gestreut wird.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, umfassend einen Lichtleiter (5), der eine Strahlungsauskoppelfläche (52) sowie eine der Strahlungsauskoppelfläche (52) gegenüberliegende Auflagefläche (53) aufweist, wobei – von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung über Seitenflächen (51) des Lichtleiters (5) in diesen eingekoppelt wird, – das Mittel (2) auf der Auflagefläche (53) des Lichtleiters (5) angeordnet ist, und wobei – zumindest in dem Betriebsmodus (B1) das Mittel (2) für in den Lichtleiter (5) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig ist, und zumindest in dem weiteren Betriebsmodus (B2) das Mittel (2) in den Lichtleiter (5) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche (52) reflektiert oder streut.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) mit zumindest einer Kammer (25) gebildet ist, in der in zumindest dem weiteren Betriebsmodus (B2) des Mittels (2) zumindest ein diffus streuendes Material (23) angeordnet ist, wobei – die Kammer (25) zumindest stellenweise von einem Lichtleiter (5') der lichtemittierenden Vorrichtung (100) umschlossen ist, und wobei – zumindest im Betriebsmodus (B1) das Mittel (2) für von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte und in den Lichtleiter (5') eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig ist, und – zumindest im weiteren Betriebsmodus (B2) die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise von dem diffus streuenden Material (23) zurück in den Lichtleiter gestreut wird.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der zumindest im Betriebsmodus (B1) das diffus streuende Material (23) in einem der Kammer (25) zugeordneten Reservoir (24) angeordnet ist, wobei – durch Anlegen einer externen Spannung (27) durch die Ansteuervorrichtung (3) das diffus streuende Material (23) von dem Reservoir (24) in die Kammer (25) geführt wird und dort durch Beibehalten der Spannung (27) gehalten wird, und – nach dem Abschalten der externen Spannung (27) durch die Ansteuervorrichtung (3) das diffus streuende Material (23) ohne das Aufwenden externer mechanischer und/oder elektrostatischer Kräfte in das Reservoir (24) zurückgelangt.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die strahlungsstreuende Schicht (211B) und/oder das diffus streuende Material (23) mit Streupartikeln gebildet sind, die in ein Matrixmaterial eingebracht sind, wobei die Streupartikel einen d₅₀-Wert, in Q₀ gemessen, von höchstens 30 μm aufweisen.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem im Betriebsmodus (B1) bei einer vorgebbaren Temperatur (T) der diffus streuenden Schicht (211B) und/oder des diffus streuenden Materials (23) ein Brechungsindex (n_S) der Streupartikel und ein Brechungsindex (n_M) des Materixmaterials, bei einer vorgebbaren von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten Wellenlänge und/oder Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, gleich sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) einen Zentralbereich (212) und einen Außenbereich (210) aufweist, der den Zentralbereich (212) in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung (H1) des optoelektronischen Bauteils (1) zumindest stellenweise umschließt, wobei – der Zentralbereich (212) in der Hauptabstrahlrichtung (H1) zumindest stellenweise mit dem optoelektronischen Bauteil (1) überlappt, – zumindest im Betriebsmodus (B1) der Zentralbereich (212) strahlungsdurchlässig und der Außenbereich (210) strahlungsabsorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung ist, und – zumindest im weiteren Betriebsmodus (B2) der Zentralbereich (212) strahlungsabsorbierend und der Außenbereich (211) strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung ist.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in einer Hauptabstrahlrichtung (H1) des optoelektronischen Bauteils (1) dem Mittel (2) zumindest eine Abbildungsanordnung (7) nachgeordnet ist, wobei – die Abbildungsanordnung (7) mit zumindest einem ersten Bereich (71) und zumindest einem zweiten Bereich (72) gebildet ist und beide Bereiche (71, 72), bei auf die Abbildungsanordnung (7) auftreffender elektromagnetischer Strahlung, unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die optischen Eigenschaften fokussierend oder streuend sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der der erste Bereich (71) auftreffende elektromagnetische Strahlung fokussiert und der zweite Teilbereich auftreffende elektromagnetische Strahlung streut, wobei der erste Bereich (71) von dem zweiten Bereich (72) in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung (H1) des optoelektronischen Bauteils (1) zumindest stellenweise umschlossen ist und in der Hauptabstrahlrichtung (H1) zumindest teilweise mit dem optoelektronischen Bauteil (1) überlappt.
Verwendung einer lichtemittierenden Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, als eine Raumleuchte, Effektbeleuchtung und/oder als eine lithographische Vorrichtung.