TWI487864B - 輻射發光裝置及其用途 - Google Patents

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TWI487864B TW101115699A TW101115699A TWI487864B TW I487864 B TWI487864 B TW I487864B TW 101115699 A TW101115699 A TW 101115699A TW 101115699 A TW101115699 A TW 101115699A TW I487864 B TWI487864 B TW I487864B
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Tobias Schmid
Peter Brick
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Description

輻射發光裝置及其用途
本發明係一種輻射發光裝置，其具有一個分離光學鏡組及一個二次光學鏡組，此外本發明還包括這種輻射發光裝置的應用。
許多傳統式輻射發光裝置都是以靜態方式實現事先設定之發光功能的照明系統。為了實現不同的照明功能，這種裝置通常需使用額外的光圈，這種光圈能夠以機械方式移動，其中位於光圈之前的光源的輻射特性是固定不變的。這種的缺點是，照明系統的輻射效能會因為在光圈上被遮蔽的光變差。另外一個缺點是，由於需要使用不同的光圈，因此需要有相應的機械配備，例如伺服馬達，這不但會增加照明系統的重量，也會使照明系統的成本升高。其他的缺點還包括會提高照明系統在製造上的出錯率及機械複雜性。
另外一種已知的照明系統具有多個可個別通電的不連續發光中心。使用時可以根據希望的發光功能操縱特定組別的發光中心，並搭配一個投影光學鏡組產生不同的光分佈。但是為多個發光中心個別通電的缺點是電學複雜性很高，而且會導致發光中心彼此的間距過大。
本發明的目的是提出一種能夠避免上述缺點的輻射發光裝置，也就是一種結構緊密、輻射效能很高、而且能夠實現不同發光功能的輻射發光裝置。此外，本發明 還包括這種輻射發光裝置的應用。
採用具有申請專利範圍第1項之特徵的輻射發光裝置及具有申請專利範圍第15項之特徵的應用，即可達到上述目的。附屬申請專利項目之內容為本發明之各種有利的改良方式及應用。
根據本發明的一種實施方式，輻射發光裝置具有一個分離光學鏡組，在輻射方向上，這個分離光學鏡組位於第一輻射發光區及第二輻射發光區之後。分離光學鏡組能夠將從第一輻射發光區發出的輻射及從第二發輻射發光區發出的輻射分開。此外，輻射發光裝置還具有一個設置在分離光學鏡組之後的二次光學鏡組。從第一輻射發光區發出的輻射被分配到二次光學鏡組的第一區。從第二輻射發光區發出的輻射被分配到二次光學鏡組的一個與第一區分開的第二區。
如前所述，輻射發光裝置具有複數個光學鏡組，這些光學鏡組的方向及設置方式使其能夠將從不同區發出的輻射分開。尤其是從各單一輻射發光區發出的輻射入射到二次光學鏡組在空間中彼此分開的區域。例如二次光學鏡組是由分段式光學鏡組構成。
“入射到二次光學鏡組在空間中彼此分開的區域”的意思是，從第一輻射發光區發出的輻射大部分會入射到二次光學鏡組的另外一個區，而且這個區不同於從第二輻射發光區發出的輻射入射到二次光學鏡組的區。此處所謂“大部分”的意思是，從第一輻射發光區發出的輻射有80%以上入射到二次光學鏡組的這個分開的區。入射 到輻射發光區的輻射可能會有少量輻射發生彼此交叉的現象。
所謂“分開”是指從不同區發出的輻射在通過複數個光學鏡組後，大部分都被彼此隔開，也就是基本上不會彼此混合。因此從第一輻射發光區發出的輻射是從輻射發光裝置的第一區輸出耦合，從第二輻射發光區發出的輻射是從與第一區相鄰的第二區輸出耦合。因此當然可以將從不同區發出的輻射的混合情況降到很低。
主要是利用分離光學鏡組將從不同輻射發光區發出的輻射分開，因此在輻射入射到二次光學鏡組時，大部分的輻射就已經彼此分開了。二次光學鏡組同樣具有兩個彼此分開的區，其中二次光學鏡組的第一區被分配到第一輻射發光區，二次光學鏡組的第二區被分配到第二輻射發光區。在二次光學鏡組的兩個區之間可能出現無足輕重的交叉現象。
根據一種改良方式，輻射發光裝置還具有一個設置在分離光學鏡組及輻射發光區之間的一次光學鏡組。最好是將分離光學鏡組設置在一次光學鏡組及二次光學鏡組之間。所謂光學鏡組的前後排列都是指在從輻射發光區發出之輻射的光程方向上的前後順序。從輻射發光區發出的輻射在入射到分離光學鏡組之前會先入射到一次光學鏡組，然後再被引導到二次光學鏡組，以便最後從輻射發光裝置輸出耦合。
例如，利用這種輻射發光裝置可以實現一種車頭燈系統，其可以透過接通或切斷特定的輻射發射區而具有 多種發光功能。由於是以分開的方式控制個別的輻射發光區，因此無需以機械方式移動輻射發光裝置的任何一個構件。由於不需使用光圈，因此輻射效能不會受到光圈的限制，而是僅有發生在輻射發光裝置的不同光學鏡組上的光學效能損失。由於無需配備光圈、機械裝置及伺服馬達，因此能夠大幅縮小這種能夠實現多種發光功能輻射發光裝置的尺寸，也就是具有非常緊密的結構。這樣就可以將這種輻射發光裝置應用於到目前為止因為空間過小而無法或很難使用的場合。這種輻射發光裝置在設計上也可以提供許多可能的形式，例如以便符合法定規範的要求。
在本發明中所謂的光學鏡組是指一種能夠以預定的方式影響輻射的光學元件。例如，這種光學元件或光學鏡組能夠將光線折射及/或反射。
根據一種改良方式，第一輻射發光區及第二輻射發光區係設置在共同的載體上，例如設置在共同的電路板上。例如輻射發光區是設置在共同載體上的LED，而且這些LED能夠被個別通電，因此可以個別發出輻射。例如每一個輻射發光區都具有一個半導體本體，且此半導體本體具有一個可產生輻射的作用層。
例如，輻射發光區的半導體本體是由半導體晶片構成，而且最好是由薄膜半導體晶片構成。薄膜半導體晶片是一種在製造過程中將生長基板去除的半導體晶片。
透過將輻射發光區設置在共同載體上的方式，可以非常精確的完成各個區在共同載體上的定位。這樣就可 以確定各個輻射發光區的相對位置，而不需另外進行校準工作，例如不必像使用多個不連續發光中心一樣需校準各個發光中心的位置。因此具有這種輻射發光區的輻射發光裝置的尺寸得以進一步的縮小。這樣就可以將輻射發光裝置應用於到目前為止因為空間過小而無法或很難使用的場合。
由於是將輻射發光區設置在一個共同載體上，因此僅需使用一片安裝半導體本體的電路板。由於不像不連續的發光中需要配備多片分開的電路板，因此本發明的裝置可以有效降低成本。
使用一個共同載體的另外一個優點是只需一個散熱片即可將輻射發光區的損耗功率排出。也就是說不必像多個各自獨立的不連續發光中心一樣，需使用多個獨立的散熱片。因此在設置接下來的光學鏡組時，可以將輻射發光區安排在一個熱學上有利的位置。
輻射發光裝置的輻射發光區可以發出單色光，或是至少有些區可以發出不同顏色的光。例如輻射發光裝置具有一個輻射發光區陣列，其發出的光線在相同色度座標範圍。另外一種情況是，輻射發光裝置可以具有一個輻射發光區陣列，其至少能夠發出兩種不同顏色的光線。
根據一種改良方式，分離光學鏡組及/或二次光學鏡組是反射器。例如分離光學鏡組是一個平面反射鏡，其至少將離開一次光學鏡組的一部分輻射偏轉到二次光學鏡組。二次光學鏡組同樣具有一個反射面，以便將被分離的光學鏡組偏轉的輻射朝向輻射發光裝置的輻射輸出 耦合面的方向偏轉。
根據一種改良方式，一次光學鏡組是一個匯聚光學鏡組、聚光器、及/或折射光學鏡組。例如一次光學鏡組是一個折射光學鏡組。因此一次光學鏡組可以將從輻射發光區發出的輻射偏轉到分離光學鏡組及/或二次光學鏡組的方向。
例如一次光學鏡組是一個反射器(最好是橢圓反射器)、聚焦器、及/或透鏡(最好是匯聚透鏡)。
根據一種改良方式，輻射發光區與一次光學鏡組之間的距離在1mm至20mm之間、或最好是在1mm至5mm之間。例如將一次光學鏡組設置在距離輻射發光區1.6mm的距離。
一種有利的方式是，一次光學鏡組含有玻璃，而且能夠將從不同輻射發光區發出的大部分輻射分開。例如，一次光學鏡組是一個能夠在一次光學鏡組及二次光學鏡組之間的一個中間平面產生輻射發光區的一個中間像的光學鏡組。最好是將分離光學鏡組設置在第二輻射發光區的中間像上。這樣就可以使分離光學鏡組位於一次光學鏡組及二次光學鏡組之間的中間平面。中間像不必是單一輻射發光區的一個精確的成像。說得更精確一點，中間像具有兩個在空間上分開的區，其中從第一輻射發光區發出的輻射大部分被傳輸到中間像的第一區，從第二輻射發光區發出的輻射大部分被傳輸到中間像的第二區。中間像的這兩個區可能會有極小程度的交叉。
由於分離光學鏡組僅設置在第二輻射發光區的中間 像上，因此從第二輻射發光區發出的輻射僅會在分離光學鏡組上產生一次反射。從第二輻射發光區發出的輻射會在分離光學鏡組上經歷一次反射，在此同時從第一輻射發光區發出的輻射則會從分離光學鏡組旁邊經過，因為第一輻射發光區的中間像與分離光學鏡組相鄰。
根據一種改良方式，第一輻射發光區與第二輻射發光區之間的距離在30μm至3mm之間、或最好是殺100μm至300μm之間。例如一種有利的方式是，輻射發光區彼此相距200μm。尤其是使用共同載體可以實現彼此相距如此之近的輻射發光區。透過設置在後面的光學鏡組，可以防止不同的輻射發光區發出的輻射彼此重疊，也就是防止發生所謂的交叉現象(Cross-Talking)。
根據一種改良方式，從第一輻射發光區發出的輻射會被一次光學鏡組、分離光學鏡組及/或二次光學鏡組反射兩次，從第二輻射發光區發出的輻射會被一次光學鏡組、分離光學鏡組及/或二次光學鏡組反射四次。例如，從第一輻射發光區發出的輻射被一次光學鏡組上被偏轉到二次光學鏡組的方向，然後被二次光學鏡組反射到輻射發光裝置之輸出耦合面的方向。從第二輻射發光區發出的輻射被一次光學鏡組上被偏轉到分離光學鏡組的方向，然後被分離光學鏡組向一次光學鏡組的方向反射回去，然後被一次光學鏡組偏轉到二次光學鏡組，最後再被二次光學鏡組反射到輻射發光裝置之輸出耦合面的方向。
透過光學鏡組的這種設置方式，以及各個反射過程 及順序，使輻射發光裝置能夠將從各個輻射發光區發出的輻射分開送達輻射發光裝置的輸出耦合面。
根據一種改良方式，從第一輻射發光區發出的輻射及從第二輻射發光區發出的輻射分別實現不同的發光功能。可以透過接通或切斷特定的輻射發光區實現這些發光功能。例如，發光功能是汽車的近光燈及遠光燈的組合、日間行駛燈及方向燈的組合、剎車燈及倒車燈的組合、自行車的車燈及方向燈的組合、或是家用電器內的照明燈及/或指示燈的組合。此外，這種輻射發光裝置也被應用在室內及室外照明，以實現多種發光功能，其中可實現之發光功能的數量與輻射發光區的數量有關。這種輻射發光裝置也可以被應用在光學編碼器。
透過接通或切斷特定的輻射發光區可以實現不同的發光功能。例如，第一輻射發光區可以作為汽車的近光燈，從第二輻射發光區發出的輻射可以作為汽車的遠光。如果需要的是近光，則只需對第一輻射發光區通電，這樣第二輻射發光區就不會發出光線。反之，如果需要的是遠光，則只需對第二輻射發光區通電，這樣第一輻射發光區就會被切斷，因此不會發出光線。
因此為了實現不同的發光功能，對輻射發光區進行分開供電是有利的作法。
根據一種改良方式，輻射發光裝置符合ECE規範及SAE規範。ECE規範是國際協議的一種對汽車及汽車零件的一致性技術規範(ECE：歐洲經濟委員會(Economic Commission for Europe))。SAE規範是汽車工程師協會制 定的規範(SAE：汽車工程師協會(Society of Automotive Engineers))，汽車工程師協會是一個技術與科學的公益組織。
輻射發光裝置可以透過對各個輻射發光區的控制，以符合ECE規範及SAE規範。例如，這樣就可以免除為不同的國家或地區製造不同的車頭燈系統的麻煩，以降低製造成本。輻射發光裝置可以根據不同的規範要求作相應的切換。例如，從第一輻射發光區發出的輻射符合ECE規範，從第二輻射發光區發出的輻射符合SAE規範。
以下將配合第1圖至第7圖描述的實施例，對本發明之其他優點及有利的改良方式做進一步的說明。
在圖式中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示。圖式中的元件及彼此的比例關係基本上並非按比例尺繪製，而且有時會為了便於說明或理解而將某些元件(例如層、結構、構件或區)繪製得特別厚或特別大。
第7A圖顯示先前技術之輻射發光裝置的一個實施例的示意圖，這種輻射發光裝置具有一個輻射發光區1，例如一個LED。LED1設置在一次光學鏡組1(例如反射器)上。LED運轉會發出輻射，此輻射在反射器2上被反射。為了提供一個適配的裝置，在反射器2的光輸出口設有一個能夠機械式移動光圈6，以實現不同的照明功能。LED1發出的輻射在到達光圈6之前保持不變。可以將一個二次光學鏡組4設置在光圈6之後，光圈6能夠 使裝置達到預定及希望的輻射特性。
第7A圖的裝置的一個缺點是裝置的輻射效能會因為在光圈6上被遮蔽的光變差。另外一個缺點是，由於使用光圈6的關係，因此需要配置相應的機械設備及/或伺服馬達，這不但會增加整個裝置的重量，也會使增加製造成本。其他的缺點還包括會提高裝置在製造上的出錯率及機械複雜性。
先前技術的另外一種已知的裝置具有多個可個別通電的不連續發光中心，如第7B圖所示。使用時可以根據希望的發光功能操縱特定組別的發光中心1，並搭配一個一次光學鏡組2產生不同的光分佈。但是為多個發光中心個別通電的缺點是電學複雜性很高，而且會導致發光中心彼此的間距過大。
第7C圖顯示先前技術的一種裝置，其中在輻射發光區1(例如LED)之後有設置一個一次光學鏡組2，其中一次光學鏡組2是一個非成像的光學鏡組。例如一次光學鏡組是一個被磨成平面的反射器。這種裝置不能將LED精確成像在中間平面上。
例如，為了讓一個結構緊密的裝置能夠產生兩個輻射發光區的中間像，而且這個裝置還要具備成本低廉及具有多種發光功能的優點，根據本發明，在輻射發光區之後有設置一個分離光學鏡組及一個二次光學鏡組。以下將配合第1圖至第6圖，詳細說明本發明的輻射發光裝置及其組件。
第1圖顯示一個輻射發光裝置10的示意圖，輻射發 光裝置10具有兩個輻射發光區1a、1b、一個一次光學鏡組2、一個分離光學鏡組3、以及一個二次光學鏡組4。輻射發光區1a、1b最好是設置在一個共同載體上，例如一片共同的電路板(圖中未示出)。例如，每一個輻射發光區都具有一個半導體本體，而且能夠個別通電控制這些半導體本體。半導體本體具有一個可產生輻射的作用層，例如由III/V族半導體材料構成的層。輻射發光區1a、1b可以發出相同顏色的光，也可以發出不同顏色的光。
由於將輻射發光區1a、1b設置在一個共同載體上，因此能夠實現彼此靠得非常近的輻射發光區，因而產結構非常緊密的裝置。將輻射發光區設置在一片共同的電路板上，可以進一步實現成本低廉的裝置。可以利用一個散熱片(圖中未示出)將輻射發光區1a、1b的損耗功率排出，該散熱片係設置在一個相對於輻射發光區1a、1b的一個熱學上有利的位置。
輻射發光區1a、1b之間的距離在30μm至3mm之間、或最好是彼此相距200μm。
在輻射方向上，有一個一次光學鏡組2設置在輻射發光區1a、1b之後。一次光學鏡組2最好是一個能夠在中間平面5上產生輻射發光區1a、1b的一個中間像的光學鏡組。為此從輻射發光區1a、1b發出的輻射11、12會通過一次光學鏡組2到達中間平面5。
以下將配合第2A至2C、3A及3B圖說明一次光學鏡組2的構造。
輻射發光區1a、1b及一次光學鏡組2之間的距離在1mm至20mm之間，例如1.6mm。這個範圍的距離能夠實結構緊密的裝置。
分離光學鏡組3位於一次光學鏡組2之後，分離光學鏡組3能夠將從第一輻射發光區1b發出的輻射11及從第二輻射發光區1b發出的輻射12分開。分離光學鏡組3是設置在第二輻射發光區的中間像上。因此分離光學鏡組3是設置在中間平面5上。這樣從第二輻射發光區1b發出的輻射12就會在分離光學鏡組3上被反射，而從第一輻射發光區1b發出的輻射11則是從分離光學鏡組3旁邊通過。
設置在分離光學鏡組3之後的二次光學鏡組4具有兩個區4a、4b。從第一輻射發光區1a發出的輻射11大部分入射到二次光學鏡組4的第一區4a。從第一輻射發光區1a發出的輻射11最好是有80%以上入射到二次光學鏡組4的第一區4a。從第二輻射發光區1b發出的輻射12大部分入射到與二次光學鏡組4的第一區4a分開的第二區4b。這樣就可以進一步強化分離光學鏡組3將從不同輻射發光區發出的輻射分開的作用。
分離光學鏡組3位於一次光學鏡組2及二次光學鏡組4之間。
例如，分離光學鏡組3是一個平面反射鏡，二次光學鏡組4是一個反射器。
從第一輻射發光區1a發出的輻射11的光程是先通過一次光學鏡組2，並在中間平面5上形成第一輻射發 光區1a的中間像，然後在二次光學鏡組4的第一區4a被反射到裝置10的輻射輸出耦合面。從第二輻射發光區1b發出的輻射12的光程是先通過一次光學鏡組2，並在中間平面5上形成第二輻射發光區1b的中間像，然後在分離光學鏡組3被反射到二次光學鏡組4的第二區4b的方向，最後再從二次光學鏡組4的第二區4b被導引到裝置10的方向。因此相較於從第一輻射發光區1a發出的輻射11，從第二輻射發光區1b發出的輻射12多經歷一次反射。從輻射發光區1a、1b發出的輻射11、12被光學鏡組分開。尤其是輻射發光區1a、1b從裝置10輸出耦合的輻射11、12在空間中被彼此分離。
從第一輻射發光區1a發出的輻射11及從第二輻射發光區1b發出的輻射12分別實現不同的發光功能。透過接通或切斷輻射發光區1a、1b，只需一個裝置即可實現不同的發光功能，而且可以使裝置的結構變得更加緊密。
例如，輻射發光區1a、1b可以實現的發光功能是汽車的近光燈及遠光燈的組合、日間行駛燈及方向燈的組合、剎車燈及倒車燈的組合、自行車的車燈及方向燈的組合、或是家用電器內的照明燈及指示燈的組合。此外，這種輻射發光裝置也被應用在室內及室外照明，以實現多種發光功能，其中可實現之發光功能的數量與輻射發光區的數量有關。這種輻射發光裝置也可以被應用在光學編碼器，或是可按照必須適用的規範切換的車頭燈系統。例如ECE規範或SAE規範。
以下將配合第2A至2C說明各種不同的二次光學鏡組2的構造。
第2A圖的二次光學鏡組是一個橢圓反射器，其能夠利用適當的輻射11、12在中間平面5產生輻射發光區1a、1b的中間像。在第2A圖的實施例中，一次光學鏡組2是一個透鏡系統，同樣的，這個透鏡系統也能夠在中間平面5產生輻射發光區1a、1b的中間像。
第2C圖中的一次光學鏡組2是一個透鏡系統，這個透鏡系統的構造方式使其能夠被設置在近可能靠近輻射發光區1a、1b的位置。這個透鏡系統必須具有很好的透射性及很好的耐熱性。
第3A及3B圖進一步顯示一次光學鏡組的作用方式。輻射發光區1a、1b位於第3A圖的一次光學鏡組2之前約4mm的位置。例如，輻射發光區1a、1b設置在一個共同載體上，其總尺寸約為1mm x 5mm。輻射發光區1a、1b彼此相距約200μm。
一次光學鏡組2是一個透鏡，例如一個直徑約27mm及厚度約17mm的玻璃透鏡。這種尺寸的一次光學鏡組2能夠更好的將從不同輻射區發出的不同輻射分開。一次光學鏡組2在中間平面5產生輻射發光區1a、1b的一個中間像。從輻射發光區發出的輻射大部分在中間平面被分開成像。在中間像的區域可能會出現很輕微的模糊及交叉，但並不會對輻射發光裝置的應用有任何不良影響。
每個輻射發光區各有一個發光功能。例如，其中一個輻射強度較高的輻射發光區可應用於遠光燈，另一個 輻射強度較低的輻射發光區可應用於近光燈。
第3B圖顯示一次光學鏡組的一個實施例的剖面圖。例如，輻射發光區1a、1b與中間平面5之間的距離D1 為54mm，其中輻射發光區1a、1b與一次光學鏡組2的距離約為1.6mm。在這種情況下，一次光學鏡組最好具有30mm直徑及18mm的厚度，以確保能夠在中間平面5產生輻射發光區1a、1b的中間像。利用這種一次光學鏡組2可以避免大部分或減少從輻射發光區1a、1b發出之輻射的光學交叉，這樣就可以透過對輻射發光區適當的通電，達到希望的發光功能。
第4A圖顯示本發明的一個輻射發光裝置，並繪出其光程。一次光學鏡組2位於輻射發光區1a、1b之後，一次光學鏡組2能夠在分離光學鏡組3所在的中間平面產生輻射發光區1a、1b的中間像。分離光學鏡組3在輻射發光區的中間像中的設置方式使其能夠將從第二輻射發光區1b發出的輻射反射到二次光學鏡組4。二次光學鏡組4具有兩個在空間中彼此分開的區4a、4b，而且二次光學鏡組4的每一個區都被分配到一個輻射發光區1a、1b。在輻射發光區1a、1b之後被分開的輻射會朝輻射發光裝置的輸出耦合面的方向被反射到二次光學鏡組4的不同的相鄰的區4a、4b。
除以上說明的部分外，第4A圖的實施例基本上與第1圖的實施例相同。
為了使圖面易於觀看，第4B圖顯示的是未繪出光程的第4A圖之實施例。在輻射發光區1a、1b之後依序設 有以下的光學元件：一次光學鏡組2、分離光學鏡組3、二次光學鏡組4。分離光學鏡組3是一個平面或平坦的反射鏡，二次光學鏡組是一個彎曲的反射器。
各個元件之間的距離要能夠達到盡可能確的將從輻射發光區發出的輻射分開的目的。
第5A至5D圖顯示本發明之輻射發光裝置10的另外一個實施例。
與第4A的實施例不同的是，第5A圖之實施例的一次光學鏡組2是一個聚光器。一次光學鏡組2具有兩個反射面2a、2b，從輻射發光區1a、1b發出的輻射會被反射到位於後面的光學鏡組的方向。輻射發光區被設置在聚光器內的方式使從輻射發光區發出的輻射會在第一反射面2a被反射到其他光學鏡組的方向。
以下將配合第5C及5D圖對光程及反射做進一步的說明。
二次光學鏡組4具有與第4A圖之實施例不同的分級的相鄰區4b、4b。在這個實施例中，二次光學鏡組4的區4a、4b是以一個梯級彼此分開，其中二次光學鏡組4是一個單件式的構件。這個梯級可以進一步降低在二次光學鏡組的第一區4a被反射的輻射及在二次光學鏡組的第二區4b被反射的輻射的串擾。
除以上說明的部分外，第5A圖的實施例基本上與第4A圖的實施例相同。
第5B圖的是第5A圖之裝置的實施例，為了使圖面易於觀看，第5B圖並未將光程繪出。同樣的，一次光學 鏡組2、分離光學鏡組3及二次光學鏡組4等光學元件的配置方式要能夠達到盡可能精確的將從輻射發光區發出的輻射分開的目的。
光學元件及輻射發光裝置的尺寸約為135mm x 80mm x 85mm。輻射發光裝置的深度D1 約為135mm，長度D3 約為85mm，高度D2 約為80mm。
在第5C及5D圖顯示的實施例中，各輻射發光區1a、1b的光程被詳細繪出。第5C圖說明第一輻射發光區1a發出之輻射的光程。從第一輻射發光區1a發出的輻射在一次光學鏡組2的第一反射面R1 被偏轉。從第一輻射發光區1a發出的輻射在二次光學鏡組4的第一區4a被偏轉到輻射發光裝置的輸出耦合面的方向(R2 )。因此從第一輻射發光區1a發出的輻射會被光學元件反射兩次。從第一輻射發光區1a發出的輻射是從分離光學鏡組3的旁邊通過，因此不會在分離光學鏡組3被反射。
第5D圖顯示第二輻射發光區1b的光程。從第二輻射發光區1B發出的輻射在一次光學鏡組2的第一反射面R1 被偏轉到分離光學鏡組3的方向(R2 )。這個輻射在分離光學鏡組3被偏轉到一次光學鏡組2的第二反射面R3 的方向，然後在一次光學鏡組3的第二反射面R3 被偏轉到二次光學鏡組4的方向。這個輻射在二次光學鏡組4的第二區4b被偏轉到裝置10的輸出耦合面(R4 )。在從裝置輸出耦合之前，從第二輻射發光區1b發出的輻射會在裝置內經歷四次反射。這種輻射過程是在光學元件2、3、4上發生，目的是將不同輻射發光區的光程完全分開。
第6A至6C圖顯示本發明之輻射發光裝置10的另外一個實施例。與第4A圖的實施例不同的是，第6A至6C圖的實施例不使用一次光學鏡組。此外，分離光學鏡組3是一個類似CPC的聚焦器。尤其是在每一個輻射發光區之後都正好設有一個聚焦器。從聚焦器發出的輻射會再度在二次光學鏡組4被偏轉到裝置之輻射輸出耦合面。
為了使圖面易於觀看，第6B圖顯示的是未繪出光程的第6A圖的裝置。裝置的尺寸為67mm x 95mm x 85mm。二次光學鏡組4及輻射發光區之間的距離D1 約為87mm，二次光學鏡組的高度D2 約為95mm，二次光學鏡組的長度D3 約為85mm。
除以上說明的部分外，第6A圖的實施例基本上與第4圖的實施例相同。
第6C圖顯示的是第6A及6B圖之實施例的分離光學鏡組3的細部圖。分離光學鏡組3具有兩個聚焦器3a、3b，其中在每一個聚焦器的前面都有一個輻射發光區。這些聚焦器的設置方式使其入射面彼此相接，但出射面則是彼此相隔一段距離。因此這些聚焦器在入射面的範圍彼此相遇並從該處以叉狀向外分開。例如出射面可以具有一個光學變形結構。
本發明的範圍並非僅限於以上所舉的實施例。每一種新的特徵及兩種或兩種以上之特徵的所有組合方式(尤其是申請專利範圍中提及的特徵的所有組合方式)均屬於本發明的範圍，即使這些特徵或特徵的組合方式未 在本說明書之說明部分或實施例中被明確指出。
本專利申請要求享有德國專利申請10 2011 100 609.9之優先權。
10‧‧‧輻射發光裝置
1‧‧‧LED
1a‧‧‧第一輻射發光區
1b‧‧‧第二輻射發光區
2‧‧‧一次光學鏡組
2a‧‧‧第一反射面
2b‧‧‧第二反射面
3‧‧‧分離光學鏡組
4‧‧‧二次光學鏡組
4a‧‧‧第一區
4b‧‧‧第二區
5‧‧‧中間平面
6‧‧‧光圈
11‧‧‧從第一輻射發區發出的輻射
12‧‧‧從第二輻射發區發出的輻射
D1 -D3 ‧‧‧尺寸
R1 -R4 ‧‧‧反射
第1、4A、4B、5A至5D、6A及6B圖分別顯示本發明之輻射發光裝置的一個實施例的示意圖。
第2A至2C、3A、3B及6C圖分別顯示本發明之輻射發光裝置的一次光學鏡組的一個實施例的示意圖。
第7A至7C圖分別顯示先前技術之輻射發光裝置的一個實施例的示意圖。
10‧‧‧輻射發光裝置
11‧‧‧從第一輻射發區發出的輻射
12‧‧‧從第二輻射發區發出的輻射
1a‧‧‧第一輻射發光區
1b‧‧‧第二輻射發光區
2‧‧‧一次光學鏡組
3‧‧‧分離光學鏡組
4‧‧‧二次光學鏡組
4a‧‧‧第一區
4b‧‧‧第二區
5‧‧‧中間平面

Claims (13)

  1. 一種輻射發光裝置(10)，具有：一分離光學鏡組(3)，該分離光學鏡組(3)沿輻射方向位於第一輻射發光區(1a)及第二輻射發光區(1b)之後，並且該分離光學鏡組(3)能夠將從該第一輻射發光區(1a)發出的輻射(11)及從該第二發輻射發光區(1b)發出的輻射(12)彼此分開；一設置在該分離光學鏡組(3)之後的二次光學鏡組(4)；從該第一輻射發光區(1a)發出的該輻射(11)被分配到該二次光學鏡組(4)的第一區(4a)；從該第二輻射發光區(1b)發出的該輻射(12)被分配到該二次光學鏡組(4)的一與該第一區(4a)分開的第二區(4b)；另外具有一次光學鏡組(2)，其位於該分離光學鏡組(3)及輻射發光區(1a、1b)之間；從該輻射發光區(1a、1b)發出的輻射(11、12)在入射到分離光學鏡組之前會先入射到光學鏡組(1)；該一次光學鏡組(2)是一能夠在一次光學鏡組(2)及二次光學鏡組(4)之間的一中間平面(5)產生該輻射發光區(1a、1b)的一中間像的光學鏡組；該分離光學鏡組(3)及該二次光學鏡組(4)是反射器；該分離光學鏡組(3)被設置在該第二輻射發光區(1b)的中間像上； 該第一輻射發光區(1a)及第二輻射發光區(1b)係設置在共同的電路板上；及該輻射發光區(1a、1b)設置在半導體本體上，該半導體本體具有一可產生輻射(11、12)的作用層。
  2. 如申請專利範圍第1項的輻射發光裝置，其中該分離光學鏡組(3)是平坦的反射鏡，該二次光學鏡組(4)是彎曲的反射鏡。
  3. 如申請專利範圍第2項的輻射發光裝置，其中該分離光學鏡組(3)在該輻射發光區(1a、1b)的中間像中的設置方式使其能夠從該第二輻射發光區(1b)發出的輻射反射到該二次光學鏡組(4)；該二次光學鏡組(4)具有兩個在空間中彼此分開的區(4a、4b)，且每一區(4a、4b)都被分配到一輻射發光區(1a、1b)；及由該二次光學鏡組(4)在該輻射發光區(1a、1b)之後被分開的輻射會朝輻射發光裝置的輸出耦合面的方向被反射到二次光學鏡組(4)的相鄰不同的區(4a、4b)。
  4. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中一次光學鏡組(2)是一匯聚光學鏡組。
  5. 如申請專利範圍第4項的輻射發光裝置，其中一次光學鏡組(2)是一透鏡。
  6. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中輻射發光區(1a、1b)與一次光學鏡組(2)之間的距離在1mm至20mm之間。
  7. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中第一輻射發光區(1a)與第二輻射發光區(1b)之間的距離在30μm至3mm之間。
  8. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中從第一輻射發光區(1a)發出的輻射(11)會被一次光學鏡組(2)、分離光學鏡組(3)及/或二次光學鏡組(4)反射兩次，從第二輻射發光區(1b)發出的輻射(12)會被一次光學鏡組(2)、分離光學鏡組(3)及二次光學鏡組(4)反射四次。
  9. 如申請專利範圍第8項的輻射發光裝置，其中從第二輻射發光區(1b)發出的輻射(12)在分離光學鏡組(3)上經歷一次反射(R2 )，從第一輻射發光區(1a)發出的輻射(11)從分離光學鏡組(3)的旁邊通過。
  10. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中從第一輻射發光區(1a)發出的輻射(11)及從第二輻射發光區(1b)發出的輻射(12)分別實現不同的發光功能。
  11. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中可以對輻射發光區(1a、1b)分開供電。
  12. 如申請專利範圍第1項至3項中任一項的輻射發光裝置，其中符合ECE(歐洲經濟委員會)規範及SAE(汽車工程師協會)規範。
  13. 一種如申請專利範圍第1項的輻射發光裝置(10)的用途，使用該輻射發光裝置(10)作為汽車車頭燈、自行車車燈、室內或室外照明系統、家用電器內的照明燈、或光學編碼器。
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