發(fā)光設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及具有光導(dǎo)和多個(gè)光源的發(fā)光設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)及包括運(yùn)種發(fā)光設(shè) 備的燈、燈具、或者照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 高強(qiáng)度光源W及特別地白色高強(qiáng)度光源，是包括聚光燈、舞臺(tái)照明、汽車照明、W 及數(shù)字光投影在內(nèi)的各種應(yīng)用所關(guān)注的。針對(duì)運(yùn)種用途，W及為了獲得具有高強(qiáng)度的點(diǎn)的 期望的光形狀、光分布、W及顏色分布，可能利用所謂的光集中器，其中短波長(zhǎng)光在高度透 明發(fā)光材料中被轉(zhuǎn)換到更長(zhǎng)波長(zhǎng)。運(yùn)種透明發(fā)光材料被LED照射W在該發(fā)光材料內(nèi)產(chǎn)生更 長(zhǎng)的波長(zhǎng)。將在發(fā)光材料中被導(dǎo)波的轉(zhuǎn)換光從表面被提取從而產(chǎn)生高亮度的點(diǎn)。
[0003] 文檔W0 2012/056382 A1在一個(gè)實(shí)施例中描述了包括波導(dǎo)、光源、W及多個(gè)光禪出 結(jié)構(gòu)的發(fā)光設(shè)備。波導(dǎo)可W被提供有被設(shè)置在波導(dǎo)上或者波導(dǎo)中的發(fā)光材料，并且可W因 此被配置為將來自光源的光轉(zhuǎn)換為發(fā)光材料發(fā)射。
[0004] 然而，在諸如汽車照明之類的各種照明應(yīng)用中，需要復(fù)雜的光形狀、光分布、W及 顏色分布。例如，當(dāng)照射道路時(shí)，有必要具有如下光束，該光束必須具有特定的形狀并且還 具有特定的強(qiáng)度分布。此外，存在諸如頭燈之類的應(yīng)用，其中為了舒適和安全，需要更復(fù)雜 的有角度光顏色分布。例如，對(duì)于汽車燈，可能期望的是，為了好的可視性，在徑直向前的方 向上光是白色的，在左側(cè)(或者右側(cè))方向上，更多淡黃色的光可能是優(yōu)選的，W避免對(duì)迎面 而來的駕駛員的致盲，并且在右側(cè)(或者左側(cè))方向上，更多淡藍(lán)色的光可能是優(yōu)選的，W便 增強(qiáng)路標(biāo)的可視性。運(yùn)很難W簡(jiǎn)單方式通過使用已知的發(fā)光設(shè)備(特別地當(dāng)采用Lm)時(shí))獲 得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服運(yùn)一問題，并且提供如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備，可 簡(jiǎn)單并且有成本效益的的方式獲得具有期望的光形狀、光分布、W及顏色分布的光束，即使 對(duì)于在需要相對(duì)復(fù)雜的光分布的應(yīng)用中使用的發(fā)光設(shè)備而言。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，運(yùn)一目的和其它目的借助于如下發(fā)光設(shè)備實(shí)現(xiàn)，該發(fā)光 設(shè)備包括:多個(gè)第一固態(tài)光源，適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的第一光；W及第一光 導(dǎo)，包括相對(duì)于彼此W不為零的角度延伸的第一光輸入表面、第一端部表面、W及平行于第 一光輸入表面延伸的至少一個(gè)第一其它表面，多個(gè)第一固態(tài)光源被設(shè)置在第一光輸入表面 處，第一光導(dǎo)適于在第一光輸入表面處接收具有第一光譜分布的第一光，并且將具有第一 光譜分布的第一光的至少一部分引導(dǎo)到第一端部表面，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括:至少一個(gè)第 一光學(xué)元件，其適于對(duì)通過至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分從第一光導(dǎo)禪合出的光進(jìn) 行成形W便提供第一成形光；W及至少一個(gè)第二光學(xué)元件，被設(shè)置在第一端部表面處或者 第一端部表面上。
[0007] 通過提供適于接收由多個(gè)固態(tài)光源發(fā)射的光的光導(dǎo)，提供了如下光導(dǎo)，使用該光 導(dǎo)，特別大量的光將留在光導(dǎo)中并且可w從表面之一被提取，運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致特別高的強(qiáng)度增 益。
[000引通過提供具有光導(dǎo)的發(fā)光設(shè)備(該光導(dǎo)具有彼此W不為零的角度延伸的、且在實(shí) 施例中垂直于彼此延伸的光輸入表面和端部表面），可W選擇光輸入表面的面積和光出射 表面的面積W獲得如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備，更多的光被禪合到光導(dǎo)中，并且使用該 發(fā)光設(shè)備，最佳的大量的光借助于全內(nèi)反射(TIR)被引導(dǎo)向相應(yīng)的端部表面。
[0009] 通過提供適于對(duì)通過至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分從第一光導(dǎo)禪合出的 光進(jìn)行成形W便提供第一成形光的至少一個(gè)第一光學(xué)元件，收集并且利用從第一其它表面 禪合出的光W便獲得具有期望的光形狀、光分布、W及顏色分布的光束成為可能。
[0010] 通過提供被設(shè)置在第一端部表面處或者第一端部表面上的至少一個(gè)第二光學(xué)元 件，提供了如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備，被引導(dǎo)向并且到達(dá)第一端部表面的光可W與通 過至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分從第一光導(dǎo)禪合出的光分開，由第二光學(xué)元件進(jìn)行 光學(xué)處理。
[0011] 在實(shí)施例中，多個(gè)固態(tài)源被設(shè)置在第一光輸入表面和與第一光輸入表面相對(duì)的第 一其它表面兩者上，并且第一光導(dǎo)適于在第一光輸入表面處和與第一光輸入表面相對(duì)的第 一其它表面處接收具有第一光譜分布的第一光。
[0012] 在實(shí)施例中，第一光導(dǎo)適于將具有第一光譜分布的第一光的至少一部分從第一端 部表面禪合出來，并且至少一個(gè)第二光學(xué)元件適于對(duì)通過第一端部表面從第一光導(dǎo)禪合出 的具有第一光譜分布的第一光進(jìn)行成形W便提供第二成形光。因此，提供了如下發(fā)光設(shè)備， 其中從光出射表面禪合出的光也被成形(與從至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分禪合出 的光的成形分開并且附加地）。兩個(gè)光束（即第一成形光和第二成形光）組合形成發(fā)光設(shè)備 的共同輸出光束。因此，可簡(jiǎn)單并且有成本效益的方式獲得發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè) 備，光輸出具有甚至相對(duì)復(fù)雜性質(zhì)的期望的光形狀、光分布、W及顏色分布。
[0013] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第二光學(xué)元件還適于對(duì)由第一光學(xué)元件成形的第一成形光 的至少一部分進(jìn)行成形。因此，提供了如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備，第一成形光可W被 進(jìn)一步成形。通過運(yùn)一方式，W簡(jiǎn)單并且有成本效益的方式獲得了在實(shí)現(xiàn)具有期望的形狀 和光分布的光輸出中可用的另一參數(shù)，因此增加了光輸出的可獲得的復(fù)雜度。
[0014] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第一光學(xué)元件適于將第一成形光的至少一部分轉(zhuǎn)換為具有 第Ξ光譜分布的光，并且其中第二光學(xué)元件適于將第二成形光的至少一部分轉(zhuǎn)換為具有不 同于第Ξ光譜分布的第四光譜分布的光。因此，提供了如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備，從 第一光導(dǎo)禪合出的光可W被提供有甚至更加復(fù)雜的顏色分布。
[0015] 在實(shí)施例中，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括至少一個(gè)第Ξ光學(xué)元件，其被設(shè)置為并且適于 對(duì)由第一光學(xué)元件成形的第一成形光的至少一部分和由第二光學(xué)元件成形的第二成形光 的至少一部分中的一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)行成形。因此，提供了如下發(fā)光設(shè)備，使用該發(fā)光設(shè)備， 第一成形光和/或第二成形光的一部分或者全部被進(jìn)一步成形。因此，W非常簡(jiǎn)單的方式獲 得了在實(shí)現(xiàn)具有期望的形狀和光分布的光束中可用的另一參數(shù)，因此增加了光輸出的可獲 得的復(fù)雜度。
[0016] 至少一個(gè)第一光學(xué)元件可W從包括反射器、拋物面反射器、具有全內(nèi)反射的光學(xué) 元件、復(fù)合集中器、復(fù)合拋物面集中器、透鏡、透鏡陣列、衍射元件、W及折射元件的組中選 擇。同樣地，至少一個(gè)第二和第Ξ光學(xué)元件可W從同一光學(xué)元件組選擇。
[0017] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第二光學(xué)元件是反射器，并且其中第一光導(dǎo)適于將具有第 一光譜分布的第一光的至少一部分從至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分禪合出來。反射 器因此導(dǎo)致沒有光從第一光導(dǎo)的第一端部表面被禪合出來，但是第一光導(dǎo)中被引導(dǎo)向并且 到達(dá)第一端部表面的光被反射回到第一光導(dǎo)中，并且第一光導(dǎo)中的光的至少一部分在至少 一個(gè)其它表面的一部分處被禪合出來。運(yùn)一禪合出來且發(fā)射的光接著由第一光學(xué)裝置進(jìn)行 成形W提供第一成形光。通過僅在至少一個(gè)其它表面的一部分處將光禪合出來，通過使用 第一和第二光學(xué)元件獲得了高亮度的第一成形光。
[0018] 在實(shí)施例中，光禪出裝置被提供在第一光導(dǎo)的至少一個(gè)第一其它表面的至少一部 分上。在另一實(shí)施例中，光禪出裝置被提供在第一光導(dǎo)的一部分或者區(qū)域中。通過運(yùn)一方 式，W高效率方式在第一光導(dǎo)上或者第一光導(dǎo)中的預(yù)定位置處實(shí)現(xiàn)了從至少一個(gè)第一其它 表面的至少一部分將光禪出。例如，粗糖化表面、散射層、折射層、或者憐光體層可W被提供 在至少一個(gè)第一其它表面的至少一部分上、或者散射粒子或者孔、或者憐光體材料可W被 提供在第一光導(dǎo)的鄰近光禪合出的至少第一其它表面的至少一部分或者區(qū)域的部分中。
[0019] 在實(shí)施例中，第一光輸入表面和第一光出射表面垂直于彼此延伸。在實(shí)施例中，第 一光導(dǎo)是透明的。在其它實(shí)施例中，透明光導(dǎo)可W包括透明基板，在該透明基板上外延生長(zhǎng) 了例如Lm)的多個(gè)固態(tài)光源?；逶趯?shí)施例中是單晶基板，諸如例如藍(lán)寶石基板。光源的透 明的生長(zhǎng)基板在運(yùn)些實(shí)施例中是光集中光導(dǎo)。
[0020] 在實(shí)施例中，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括被設(shè)置在至少一個(gè)第一光學(xué)元件處、至少一個(gè) 第一光學(xué)元件中、或者至少一個(gè)第一光學(xué)元件上的發(fā)光元件。因此，提供了如下發(fā)光設(shè)備， 使用該發(fā)光設(shè)備，通過至少一個(gè)第一其它表面從第一光導(dǎo)禪合出的光的至少一部分經(jīng)受第 二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，并且使用該發(fā)光設(shè)備，發(fā)光設(shè)備的光輸出可W被提供有甚至非常復(fù)雜的顏色 分布。
[0021] 在實(shí)施例中，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括:多個(gè)第二固態(tài)光源，適于在操作中發(fā)射具有第 五光譜分布的第Ξ光；W及第二光導(dǎo)，包括相對(duì)于彼此W不為零的角度延伸的第二光輸入 表面、第二端部表面、W及至少一個(gè)第二其它表面，多個(gè)第二固態(tài)光源被設(shè)置在第二光輸入 表面處，第二光導(dǎo)適于在第二光輸入表面處接收具有第五光譜分布的第Ξ光，將具有第五 光譜分布的第Ξ光的至少一部分引導(dǎo)到第二端部表面，W及將具有第五光譜分布的第Ξ光 的至少一部分從第二端部表面禪合出來，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括:至少一個(gè)第四光學(xué)元件，適 于對(duì)通過至少一個(gè)第二其它表面從第二光導(dǎo)禪合出的光進(jìn)行成形W便提供第Ξ成形光；W 及至少一個(gè)第五光學(xué)元件，被設(shè)置在至少一個(gè)第二端部表面處或者至少一個(gè)第二端部表面 上。
[0022] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第五光學(xué)元件適于對(duì)通過至少一個(gè)第二端部表面從第二光 導(dǎo)禪合出的具有第五光譜分布的第=光進(jìn)行成形W便提供第四成形光。
[0023] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第一光學(xué)元件是反射器元件的第一部分，并且至少一個(gè)第 四光學(xué)元件是反射器元件的第二部分，反射器元件的第一部分和第二部分借助于分離元件 被分離。
[0024] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)第四光學(xué)元件適于提供具有第屯光譜分布的第Ξ成形光的 至少一部分，其中至少一個(gè)第五光學(xué)元件適于提供具有不同于第屯光譜分布的第八光譜分 布的第四成形光的至少一部分。
[0025] 在實(shí)施例中，發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括至少一個(gè)第六光學(xué)元件，其被設(shè)置為并且適于 對(duì)由第四光學(xué)元件成形的第Ξ成形光的至少一部分和由第五光學(xué)元件成形的第四成形光 的至少一部分中的一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)行成形。
[0026] 至少一個(gè)第四、第五、W及第六光學(xué)元件可W從包括反射器、拋物面反射器、具有 全內(nèi)反射的光學(xué)元件、復(fù)合集中器、復(fù)合拋物面集中器、透鏡、透鏡陣列、衍射元件、W及折 射元件的組中選擇。
[0027] 在實(shí)施例中，第二光輸入表面和第二光出射表面垂直于彼此延伸。
[0028] 除了與上述那些優(yōu)勢(shì)相似的