用于提供电磁射束的射束装置制造方法

用于提供电磁射束的射束装置制造方法
【专利摘要】以不同的实施方式提供一种用于提供电磁射束的射束装置(10)，其具有用于产生和输出电磁射束的至少一个射束源(12)并具有光学体(40)。光学体(40)具有外壁(16)和内壁(44)。内壁(44)朝向射束源(12)并且具有反射器(14)。光学体(40)设计为并且相对于射束源(12)布置成，使得反射器(14)使电磁射束的至少一个分量反射回射束源(12)，并且使得电磁射束的至少一个分量穿过内壁(44)入射到光学体(40)中，并且使得外壁(16)内反射电磁射束的、入射到光学体(40)中的至少一个分量。经内反射的电磁射束的至少一部分从光学体(40)中射出。
【专利说明】用于提供电磁射束的射束装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于提供电磁射束的射束装置，具有用于产生电磁射束的至少一 个射束源和光学体。光学体具有外壁和内壁。内壁朝向射束源。光学体如下地构造并如下 地相对于射束源地布置，使得电磁射束的至少一个分量穿过内壁入射到光学体中，并且使 得外壁内反射了入射到光学体中的电磁射束的至少一个分量。

【背景技术】
[0002] 现代的射束源是公知的，其例如具有一个、两个或者多个LED或者OLED和/或光 引擎，其中尤其产生的电磁射束的颜色分布和/或亮度分布是不均匀的。例如，一些LED 具有主动的和非激活的区域。在LED借助其主动的和非主动的区域借助光学件光映射到 例如屏幕上时，主动的和非主动的区域能够如下地映射，使得例如是光的电磁射束的投影 具有亮的和略暗的区域。例如，具有主动的和非主动的区域的光源的光斑能够不同亮度的 区域。这种到远距离范围中的映射能够例如出现在机动车的探照灯中、机场的着陆跑道和 起飞跑道的照明中、台灯中、灯塔、射束器中、如用于卤素射束器的LED取代型中、和/或信 号灯中。例如，极其特别有效的且狭窄成束的探照灯式应用、例如光扩展量受限的系统和 /或准直光学件，使得射束源的局部不均匀的发射映射到远距离范围中。这种射束源例如 是组装的LED模块，RGB-LED，中功率LED布置（MID-Power-LED-Anordnungen)、容积填充 LED(Volumenverguss-LED)和 / 或倒装LED(Flipchip-LED)。
[0003] 可替换的或者除了不均匀的亮度分布之外，射束源的不均匀的颜色分布还能够映 射到远距离范围中，例如在RGB-LED模块时。在这种RGB-LED模块时，在模块上布置并排的 多个主动区域，其分别发射不同颜色的光。如果现在所发射的这束光借助准直的光学件来 映射，则空间上的不同区域有不同颜色的光来照亮。例如，具有颜色不同的主动区域的光源 的光斑能够具有不同颜色的区域。
[0004] 此外，在射束源中，通常最大应达到的射束强度有着决定性的特征。例如，最大应 达到的射束强度特别在探照灯式应用中具有最重要的特征。射束源的、例如探照灯式应用 的最大能达到的射束强度，在给定的光学件规格中通过所使用的射束源的光密度来确定。 在结构化的、例如具有主动的和非主动的区域的射束源中，平均光密度是决定性的。
[0005] 为了产生均匀的射束，例如为了使颜色分布和/或亮度分布均匀化，公知的是，使 用柯勒照明（K6hlerbeleuchtung)，和/或所产生的射束进行一个或多个散射过程。柯勒 照明例如能够在效率方面是有缺点的，并且需要对于基本的结构空间是必要的附加光学元 件。在散射所发射的射束时，同样需要附加的光学元件，例如微镜或者透镜结构。在此，光 分布能够变得更宽并且能够减小最大射束强度。此外，利用散射的光学件能够使得照明的 效率是很小的。
[0006] 为了提高LED中的平均光密度，例如已知，各个LED和/或其主动的区域彼此更紧 凑的封装。但是，LED或LED的主动区域的更紧凑的封装基本上导致了在运行射束源时的 更大的热量产生，并在用于制造射束源的制造工序中导致了增加了的成本耗费。


【发明内容】

[0007] 以不同的实施方式提供一种射束装置，其以简单的和/或有效的方式使得能够产 生均匀的电磁射束，其中，电磁射束例如在所产生的电磁射束的射束密度和/或颜色分布 方面是均匀的。替代地或者附加地，射束装置能够有助于，产生具有高射束强度的电磁射 束。
[0008] 以不同的实施方式提供一种射束装置，其具有用于产生和输出电磁射束的至少一 个射束源并且具有光学体。光学体具有外壁和内壁。内壁朝向射束源并且具有反射器。光 学体如下地构造并且如下地相对于射束源地布置，使得反射器使电磁射束的至少一个分量 反射回射束源，并且使得电磁射束的至少一个分量穿过内壁入射到光学体中，并且使得外 壁内反射电磁射束中的/入射到光学体中的至少一个分量。经内反射的电磁射束的至少一 部分从光学体中射出。
[0009] 射束源例如能够设计为漫散射的和/或是漫反射的，例如高反射的。在此，反射是 散射的特殊情况，其中，电磁射束的入射角等于电磁射束的出射角。射束源能够设计为反射 或至少部分反射的。例如，射束源能够是朗伯射束器（lambert ' scher Strahler)。例如，射 束源能够在其表面处具有白色的材料和/或具有高反射性的材料，例如硅树脂中的Ti02。 所产生的电磁射束例如能够是在可见范围内的光、UV光和/或红外光，其中，射束源此时还 能够称为光源、射束装置还能够称为照明布置，和/或由射束装置提供的电磁射束还能够 成为照明光和/或可用光。例如，内反射的、从光学体中射出的电磁射束能够称为所提供的 电磁射束。反射器例如构造为凹面镜。这以特别简单的方式实现了，使得从射束源在朝向 反射器的方向上发射和/或输出的电磁射束反射回给射束源。使第一反射器构造为凹面镜 例如意味着，第一反射器向内地拱起。射束装置向外输出在外壁处内反射的电磁射束，例如 作为可用的电磁射束。
[0010] 射束源产生电磁射束，特别是电磁射束的两个分量。反射器导致了从射束源产生 的电磁射束的两个分量反射回射束源。从反射器反射的电磁射束由射束源，例如通过菲涅 尔反射，例如在其朝向反射器的表面处反射。电磁射束的通过射束源的输出包括例如电磁 射束在射束源处的这种反射。替代地或附加的，例如在射束源中，在射束源的朝向反射器的 表面处和/或在射束源的背离反射器的底侧处，例如在射束源的外壁的内部或者在布置在 射束源上的载体的外部，散射由反射器反射给射束源的电磁射束。电磁射束的通过射束源 的输出包括例如电磁射束在射束源处和/或其中的这种散射。替代地或附加地，由反射器 反射给射束源的电磁射束，在射束源中通过激发导致了产生附加的电磁射束，这例如能够 称为再循环（Recycling)。电磁射束的通过射束源的输出包括例如电磁射束的这种再循环。
[0011] 电磁射束的输出导致了所输出的和所产生的电磁射束的混合。这引起了光密度分 布的均匀化，并且在可能的情况下导致了借助射束装置所提过的电磁射束的颜色分布的均 匀化。如果由射束源在第一反射镜的方向上返回了混合的电磁射束，则能够重复光混合的 过程，由此电磁射束更进一步地均匀化。
[0012] 外壁由于内反射、例如由于内全反射而反射了电磁射束的射到外壁上的分量。光 学体例如能够有助于，简单地和/或紧凑地构造射束装置。射束源如下地朝向光学体地布 置，即电磁射束的分量能够射到反射器上，并且电磁射束的另一分量能够通过空隙的内壁 耦合到光学体中。光学体例如能够一体地或者多件式地构造。
[0013] 射束装置以简单有效的方式实现了提供具有均匀光密度分布、射束强度分布、照 射度和/或颜色分布的电磁射束。
[0014] 在不同的实施方式中，电磁射束的射到反射器上的分量具有第一射束分量，其由 射束源产生并且在第一反射器的方向上发射。此外，电磁射束的射到反射器上的分量具有 第二射束分量，其由射束源在反射器的方向上基于在反射器处的反射后入射到射束源上的 电磁射束来输出。
[0015] 在不同的实施方式中，电磁射束的通过内壁入射到光学体中的分量具有第三射束 分量，其由射束源产生并且在外壁的方向上发射。此外，电磁射束的通过内壁入射到光学体 中的分量第四射束分量，其由射束源在外壁的方向上基于在反射器处的反射后入射到射束 源上的电磁射束来输出。
[0016] 在不同的实施方式中，射束源输出的电磁射束具有由射束源反射的、散射的和/ 或基于激发而通过反射回射束源上的电磁射束来产生的电磁射束。
[0017] 在不同的实施方式中，射束源具有主动区域，射束源在该区域处产生和/或输出 电磁射束，和被动区域，射束源在该区域处输出，例如反射和/或散射电磁射束。主动和/ 或被动区域能够例如设计为漫散射和/或漫反射，例如高反射的。在此，反射是散射的特殊 情况，其中，电磁射束的入射角等于电磁射束的出射角。主动和/或被动区域能够设计为反 射或至少部分反射的。例如，主动区域能够是朗伯射束器。例如，主动和/或被动区能够在 其表面处具有白色的材料和/或具有尚反射性的材料，例如娃树脂中的Ti02。
[0018] 主动和被动区域基本上导致了由射束源产生的电磁射束的不均匀的照明密度分 布，照明密度分布在没有反射器时将导致由射束装置提供的电磁射束的不均匀的亮度分 布。如果构造了两个或者多个分别发射不同颜色的电磁射束的主动区域，则在没有具有反 射器的光学体时，不同的主动区域将导致有射束装置提供的电磁射束的不均匀的颜色分 布。但是，具有反射器的光学体和由其获得的混合射束，其由主动区域产生的电磁射束与由 主动和被动区域输出的电磁射束所混合，导致了由射束装置输出的电磁射束的均匀的光密 度分布和/或均匀的颜色分布。因此，不仅主动区域，而且被动区域也能够有助于输出电磁 射束并有助于提供电磁射束的分量，其由射束源在朝向外壁的方向上输出且随后形成了由 射束装置所提供的电磁射束的一个分量。
[0019] 在不同的实施方式中，光学体具有空隙，其沿着延伸方向上延伸到光学体中。空隙 在其延伸方向上由空隙的基面并且垂直于其延伸方向地由光学体的内壁来限定。反射器构 造在基面处。空隙不是完全延伸穿过光学体，而是终止在基面处。光学体的内壁使光学体 的外侧表面的一部分与基面相连。例如，射束源至少部分地布置在光学体的空隙中。例如 射束源至少部分地布置在光学体的空隙中。例如，至少射束源的第一侧布置在光学体的空 隙的内部。
[0020] 在不同的实施方式中，主动和/或被动区域具有外边缘。反射器如下地构造，使得 其使得第一射束分量和第二射束分量反射到外边缘上。因此，由射束源的外边缘在反射器 的方向上发射的和/或输出的电磁射束，反射回给射束源的外边缘。换句话说，由反射器检 测到的电磁射束全部反射回射束源。来自射束源的外边缘的电磁射束的射束，还能够称为 边缘射束。边缘射束能够转向回射束源的外边缘。这能够有助于射束装置的特别高的效率。
[0021] 在不同的实施例中，外边缘具有第一边缘部段和至少一个第二边缘部段。反射器 如下地构造，使得其使来自第一边缘部段的第一和/或第二射束分量反射到所述第二边缘 部段上。这能够有助于射束装置的特别高的效率。此外，反射器能够如下地构造，使得其朝 向第一边缘部段反射来自第二边缘部段的电磁射束。
[0022] 在不同的实施方式中，反射器具有反射器空隙，其延伸穿过反射器，并且第一和/ 或第二射束分量的一部分通过该空隙能够贯穿反射器。反射器空隙例如能够通过第一反射 器的较小区域来延伸。在此，反射器空隙例如能够如下地构造，使得一方面尽可能多的电磁 射束能够贯穿过反射器空隙，但是另一方面在远距离范围中不会映射有射束源的平面上不 均匀的结构。例如，反射器空隙能够如下地构造，使得其能够作为点状的或者近似点状的射 束源来观察。反射器空隙能够有助于由射束源所提供的电磁射束的特别高的射束强度，例 如当反射器空隙与射束源的区域相对置时，发射具有高射束强度的电磁射束。借助射束装 置提供的电磁射束的最大射束强度随着增加的射束强度和反射器空隙的增加的横截面而 增加。
[0023] 在不同的实施方式中，光学体具有透镜。透镜在贯穿反射器空隙的电磁射束的光 路中布置在反射器的下游。透镜例如能够用于，使穿过反射器空隙的电磁射束准直。透镜 例如能够如下地设计，使得反射器空隙映射到远距离范围中。
[0024] 在不同的实施例中，射束源在第一侧上具有用于发射电磁射束的至少一个第二主 动区域。附加地，射束源还能够具有一个、两个或者多个其他的主动区域。例如，射束源能 够具有LED布置，其在其主动区域中具有LED。替代于此地，射束源能够具有一个或多个分 别具有多个主动区域的LED。例如在主动区域中，能够产生具有相同波长的电磁射束或者具 有不同波长的电磁射束。例如，在第一主动区域中能够产生红光，在第二主动区域中能够产 生绿光，并且在第三主动区域中能够产生蓝光。射束源例如能够称为RGB-LED模块。
[0025] 在不同的实施方式中，被动区域至少部分地构造在第一主动区域和第二主动区域 之间。这有助于，在主动区域之间的被动区域也能够有助于输出电磁射束，例如基于散射和 /或反射过程。这能够有助于特别有效地提供均匀的电磁射束，例如具有特别高的射束强度 和/或特别大的射束强度的电磁射束。
[0026] 在不同的实施方式中，反射器布置在基面处。例如，反射器通过固定在基面处的独 立固体来形成。
[0027] 在不同的实施方式中，反射器通过基面来形成。例如，基面能够设计为自身反射 的，和/或涂覆有反射层的。
[0028] 在不同的实施方式中，光学体是TIR光学件（TIR=TotalInternalReflection 全内反射）。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 本发明的实施例以附图示出并且在下面详细阐述。
[0030] 其示出：
[0031] 图1是射束装置的实施例，
[0032] 图2是射束装置的实施例，
[0033] 图3是射束装置的实施例的细节图，
[0034] 图4是射束源的实施例的俯视图，
[0035] 图5是射束源的实施例的俯视图，
[0036] 图6是射束源的实施例的俯视图，
[0037] 图7是射束源的实施例的俯视图。

【具体实施方式】
[0038] 在下面的详细说明中，参考附图，其构成了本说明书的一部分并且其中为了详细 阐述而示出了其中能够实施本发明的具体实施例。在该方面，方向术语如"上"、"下"、"前"、 "后"、"前方"、"后方"等等，参考所说明的附图的定向来使用。因为实施例的元件能够以大 量的不同定向来定位，方向术语起到详细阐述的作用并且不受任何限制。当然，能够使用其 他的实施例并能够采取结构上的或逻辑上的变化，而不偏离本发明的保护范围。当然，只要 没有特别规定，其中说明的不同实施例的特征能够彼此组合。因此，下面的具体说明不以受 限的意义来撰写，并且本发明的保护范围通过随附的权利要求来定义。
[0039] 在本说明书的范畴中，概念"相连"、"连接"以及"联接"既用于说明直接的相连也 用于说明间接的相连、直接的或间接的连接以及直接的或间接的耦合。在附图中，只要适 宜，相同的或类似的元件配有相同的参考标号。
[0040] 在不同的实施例中，发射电磁射束的构件能够是发射电磁射束的半导体构件，和/ 或构造为发射光的二极管（lightemittingdiode发光二极管，LED)、有机发光的二极管 (organiclightemittingdiode有机发光二极管，0LED)、或者构造为有机发光晶体管。在 不同的实施例中，发射电磁射束的构件能够是集成电路的一部分和/或光引擎的一部分。 此外，能够设置多个发射电磁射束的构件，例如安置在共有的壳体中。电磁射束例如能够是 可见范围内的光、UV光和/或红外光。
[0041] 图1示出了射束装置10。射束装置10例如适用于，例如在探照灯中有效地提供电 磁射束32,例如适用于在机动车中提供近光或远光，或者适用于提供机场的起飞和/或着 陆跑道中的、光扩展量受限的系统中的、台灯中的、灯塔中的、射束器中、如用于卤素射束器 的LED取代型中、和/或信号灯中的照明。
[0042]射束装置10具有射束源12、反射器14和光学体（40)。射束源12能够例如构造 为发射电磁射束的构件，或者具有发射一个、两个或多个电磁射束的构件。射束源12具 有第一侧13。在第一侧13处，至少一个主动区域18构造用于产生电磁射束。选择性的， 在第一侧13处能够构造附加的至少一个被动区域20。主动区域18例如能够构造为发射 电磁射束的构件。例如，射束源12能够具有组装的LED模块、RGB-LED、中功率LED阵列 (MID-PowerLED-Array)、倒装 LED(Flipchip-LED)、或者 RGGB-LED。
[0043] 反射器14能够具有反射材料，由反射材料构成或者涂覆有反射材料。例如，反射 器14的表面能够具有反射表面15,反射表面与射束源12的第一侧13相对置地布置、设计 为反射的和/或涂覆有反射层。替代于此地，反射器14还能够具有例如由玻璃制成的透明 基体，并且其背离射束源12的一侧能够构造为反射的。此时，透明基体例如能够用于保护 反射层。反射器14例如能够设计为凹面镜。反射器14的反射表面15例如能够具有金属 或者反射塑料，例如反射的聚合物。例如，反射表面15能够具有铝和/或银。反射器14能 够完全由反射材料构成，或者反射表面15能够作为反射层施加到反射器14上。例如，反射 器14能够涂覆有反射层。
[0044] 主动和/或被动区域18, 20例如能够设计为散射的，这例如意味着，其例如具有白 色的表面和/或朗伯反射特性，和/或是高度散射的和/或是高度反射的。例如能够使射 到主动或被动区域18, 20上的电磁射束的20%至99. 9%，例如70%至99. 5%，例如95% 至99%，发生散射或者反射。例如，主动和/或被动区域20能够具有Ti02,其例如能够嵌 入硅树脂中。此外，主动区域19能够构造为朗伯射束器。
[0045] 光学体40具有外壁41，其例如围绕着光学体40的整体圆周来延伸。光学体40例 如具有空隙42,其例如构造在光学体40的中央。空隙42在延伸方向上延伸到光学体40中， 一直到空隙42的基面46为止。垂直与延伸方向的，空隙42由光学体40的内壁44来限定。 从空隙42出发，垂直于空隙42的延伸方向的，首先布置光学体40的内壁44并且其后是外 壁41。因此在图1中，内壁44形成了空隙42的侧面边界并且基面46形成了空隙42的上 界限。光学体40例如能够设计为相对于对称轴43旋转对称的。替代与此的，光学体40例 如能够呈长形地延伸到绘图平面中，和/或光学体40能够例如是挤压状的（extrudiert)。
[0046] 射束源12例如能够部分地或者完全地布置在空隙42中。例如，至少射束源12的 第一侧13能够布置在空隙42中。反射器14例如布置在基面46处，构造在该处和/或通 过该基面来形成。外壁41能够用于其他的反射器16。
[0047] 从射束源12出发，光学体在基面的下游具有外侧表面区域48。外侧表面区域48 例如能够构造为透镜状的。替代于此地，外侧表面区域还能够设计为平坦的，这在图1中通 过虚线来示出。
[0048] 光学体40例如能够设计为一体的或者多件式的。例如，光学体40能够以注塑法 来制造。反射器14例如能够在光学体40完成之后施加到基面46上，例如在其上粘合住， 或者反射器14能够在制造光学体期间已经构造在基面46上。例如，反射器14能够作为填 充物插入到用于浇注光学体40的浇注模具中。光学体40例如能够具有玻璃或者透明的基 材，例如PMMA或者PC，或者由这些构成。
[0049] 射束源12产生了电磁射束并且输出电磁射束。例如，主动区域18产生电磁射束 的第一射束分量22,并在朝向反射器14的方向上发射该第一射束分量。反射器14如下地 构造和布置，使得第一射束分量22的至少一部分作为反射的电磁射束26在朝向射束源12 的方向上反射回。所反射的电磁射束26的至少一部分，例如所有所反射的电磁射束26,射 到射束源12上，例如射到主动区域18上和/或被动区域20上。
[0050] 入射到射束源12上的反射的电磁射束26,至少部分地由射束源12,例如由被动区 域20和/或主动区域18输出。电磁射束的输出例如包括电磁射束的反射或散射，例如在 射束源12的第一侧13处的、在射束源12中的、例如在主动和/或被动区域18, 20中的、和 /或在射束源12和/或主动和/或被动区域18, 20的背离第一侧13的第二侧处或者其中 的。此外，电磁射束的与主动区域18相关的输出还能够包括，通过所反射的电磁射束26的 激发产生的附加电磁射束。附加电磁射束的产生还能够称为再循环。
[0051] 第二射束分量30由射束源12,例如由主动和/或被动区域18, 20在朝向反射器 14的方向上输出。第二射束分量30的至少一部分由反射器14作为所反射的电磁射束26 反射回给射束源12。
[0052] 第三射束分量24由射束源12,例如由主动区域18,来产生并且在朝向光学体40 的空隙42的内壁44的方向上发射，而不是在朝向反射器14的方向上。第四射束分量28由 射束源12,例如由主动和/或被动区域18, 20来输出，而且是在朝向光学体40的空隙42的 内壁44的方向上并且不是在朝向反射器14的方向上输出。第三和/或第四射束分量24， 28穿过光学体40透射到光学体的外壁41为止。例如，第四射束分量28能够在朝向外壁 41的方向上散射或反射。
[0053] 外壁如下地构造，使得射到其上的射束分量24, 28在外壁41处内反射。例如，夕卜 壁41能够如下地构造，使得第三和第四射束分量24, 28在外壁41处全内反射。外壁41反 射了第三射束分量24和/或第四射束分量28,以作为在离开射束源12的方向上的可用的、 由射束装置10提供的电磁射束32。
[0054] 第一射束分量22在附图中利用实箭头示出。第二射束分量30在附图中利用点箭 头来示出。第三射束分量24在附图中利用虚线箭头示出。第四射束分量28在附图中利用 线双点箭头来示出。所反射的射束分量26在附图中利用点线箭头来实处。由射束装置10 提供的电磁射束32在图中利用双线点箭头来实处。代表了不同的射束分量的箭头，代替了 相应的射束分量的电磁射束的所有光路。例如，射束分量分别具有射束，其中，各一个射束 通过箭头中的一个来代表。但是，在射束中的一个内，电磁射束的光路能够具有与相应的箭 头的方向不同的方向。在此，所有的电磁射束，其光路具有根据相应的射束分量来说明的属 性，与电磁射束的射束和相应的箭头相对应。
[0055] 由主动区域18所产生的第一和第三射束分量22, 24例如能够具有波长在课间范 围内的电磁射束。例如，由射束源12发射的射束分量22, 24能够具有红光、绿光、蓝光和/ 或白光。替代于此的，所发射的电磁射束能够具有UV光或者红外光和/或激光。
[0056] 图2示出了射束装置10的实施例，其大部分与图1中示出的射束装置10的实施 例相同。但是，区别在于，图2中示出的射束装置10的实施例具有反射器空隙50,其贯穿 第一反射器14地延伸。此外，与图1的区别在于，射束源12在第一侧13处不具有被动区 域20。但是替代于此地，在图2中示出的实施例中，射束源12还能够具有主动和被动区域 18, 20。此外，在图1中示出的实施例中，射束源12还能够不具有被动区域18。
[0057] 反射器空隙50导致了，第一和/或第二射束分量22, 30的一部分能够贯穿了反射 器14入射到光学体40中。反射器空隙50此时作为用于所透射的电磁射束52的光源，该 电磁射束在图2中通过具有长线和短线的箭头示出，并且作为由射束装置10所提供的电磁 射束32是可用的。如果外侧的表面区域48设计为冷静装的，则外侧表面区域48能够有助 于，准直透射的电磁射束52。替代地或者附加地，外侧表面区域48能够如下地构造，即其使 得反射器空隙50映射到远距离范围中。
[0058] 反射器空隙50和/或透镜状的外侧表面区域48能够简单地有助于，利用射束装 置10能够获得特别高的最大能达到的射束强度。反射器空隙50例如在径向方向上仅仅在 反射器14的很少部分上延伸，从而射束源12和/或射束源12的第一侧13的结构和/或 可能的局部不均匀性不映射到远距离范围中。
[0059] 图3示出了射束装置10的实施例的详细图，其中，基本上示出了射束源12和反射 器14。射束源12具有主动和被动区域18, 20。但是替代于此的，射束源12也能够不具有 被动区域20。反射器14在本实施例中构造为凹面镜。射束源12在图3中的其左上方具有 第一边缘部段54,并且在其右上方具有第二边缘部段56。第一和/或第二边缘部段54, 56 能够构造在被动区域20的边缘处和/或在主动区域18的边缘处。反射器14的反射表面 15在本实施例中如下地构造，使得第一和/或第二射束分量30的光路在于反射面15处的 反射后射到第二边缘部段56上，该光路在第一边缘部段54处具有其起点并且其还能够称 为边缘射束。换句话说，在不同的实施例中，于第一边缘部段54处在朝向反射器14的方向 上发射和/或输出的电磁射束，反射到第二边缘部段56上。此外，反射器14能够如下地构 造和布置，使得在第二部段54处在朝向反射器14的方向上发射和/或输出的电磁射束，反 射到第一边缘部段56上，这为了在图3中更清楚易懂而没有示出。
[0060] 这能够导致，所有由射束源12在朝向第一反射器14的方向上发射和/或输出的 光量再次反射回到射束源12的第一侧13上。这能够有助于特别有效地提供均匀的电磁射 束32〇
[0061] 图4示出了射束源12的实施例的俯视图。在本实施例中，射束源12仅仅具有主 动区域18,且不具有被动区域20。射束源12,特别是主动区域18,具有外边缘58,其具有第 一边缘部段54和第二边缘部段56。主动区域18能够设计为反射的和/或散射的，如参考 图1详细阐述的。主动区域18能够例如是发射电磁射束的构件，或者具有这种构件。
[0062] 图5示出了射束源12的实施例的俯视图。在本实施例中，射束源12具有主动区 域18和被动区域20。主动区域18由被动区域20所围绕。射束源12,特别是主动和被动 区域18, 20,具有外边缘58,其具有第一边缘部段54和第二边缘部段56。附加于围绕主动 区域18所示出的被动区域20,在主动区域18的内部还能够构造一个、两个或多个被动区域 20。此外，主动区域18自身能够设计为反射的和/或散射的，如参考图1详细阐述的。主 动区域18例如能够是发射电磁射束的构件，或者具有这种构件。
[0063] 图6示出了射束源12的实施例，其大部分与参考图5所阐述的射束装置12的实施 例相同，其中区别在于，在图6中示出实施例中，射束源12具有主动区域18中的两个。这 两个主动区域18能够产生波长相同的或不同的电磁射束。例如，这两个主动区域18能够 产生颜色相同的或不同的光，其中，借助光学体40和/或反射器14能够实现光的颜色的混 合，并且因此，能够产生具有其他颜色的光。此外，被动区域20能够有助于颜色的混合。
[0064] 图7示出了射束源12的实施例，其大部分与参考图5所阐述的射束源12的实施例 相同，其中区别在于，在图7中示出的实施例中，射束源12具有主动区域18中的四个。这 四个主动区域18能够是四个发射电磁射束的构件，或者是发射电磁射束的构件的四个主 动区域18。例如，四个主动区域18能够具有两个发射绿光的芯片、一个发射红光的芯片、和 一个发射蓝光的芯片。此时，在各个芯片之间的中间区域能够填充有高反射的和/或白色 的散射材料。然后，借助光学体40和/或反射器14能够实现光的颜色的混合，并且产生其 他颜色的光。此外，被动区域20能够有助于颜色的混合。
[0065] 本发明不局限于所给出的实施例。例如，光学体40能够具有与图中所示的形状不 同的形状。此外，射束源12能够具有三个或者多于四个的主动区域18。例如，射束源12能 够具有LED阵列，例如中功率LED封装（Mid-Power-LED-Package)。例如，光学体40能够设 计为多件式的。例如，代替透镜状的表面区域48能够在光学体40处布置相应的透镜。
【权利要求】
1. 一种用于提供电磁射束的射束装置（10)，具有 -至少一个用于产生并输出电磁射束的射束源（12)，并且具有 -光学体（40)，所述光学体具有外壁（16)和内壁（44)，其中所述内壁（44)朝向所 述射束源（12)并且具有反射器（14)，其中，所述光学体（40)设计成并且相对于所述射束 源（12)布置成，使得所述反射器（14)使所述电磁射束的至少一个分量反射回所述射束源 (12)，并且使得所述电磁射束的至少一个分量穿过所述内壁（44)入射到所述光学体（40) 中，并且使得所述外壁内反射所述电磁射束的、入射到所述光学体（40)中的至少一个分 量，并且使得经内反射的所述电磁射束的至少一部分从所述光学体（40)中射出。
2. 根据权利要求1所述的射束装置（10)，其中，所述电磁射束的入射到所述反射器 (14)上的所述分量，具有第一射束分量（22)和第二射束分量（30)，所述第一射束分量由所 述射束源（12)产生并且在第一反射器（14)的方向上发射，所述第二射束分量由所述射束 源（12)在所述反射器（14)的方向上、基于在所述反射器（14)处的反射后入射到所述射束 源（12)上的电磁射束来输出。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述电磁射束的、穿过所 述内壁（44)入射到所述光学体（40)中的所述分量，具有第三射束分量（24)和第四射束分 量（28)，所述第三射束分量由所述射束源（12)产生并且在所述外壁（16)的方向上发射，所 述第四射束分量由所述射束源（12)在所述外壁（16)的方向上、基于在所述反射器（14)处 的所述反射后入射到所述射束源（12)上的电磁射束来输出。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述射束源（12)输出的所 述电磁射束具有由所述射束源（12)反射的、散射的和/或基于激发而通过反射回所述射束 源（12)上的电磁射束产生的电磁射束。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述射束源（12)具有主动 区域（18)和被动区域（20)，在所述主动区域处，所述射束源（12)产生和/或输出电磁射 束，在所述被动区域处，所述射束源（12)反射和/或散射所述电磁射束。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述光学体（40)具有空隙 (42)，所述空隙沿着延伸方向延伸到所述光学体（40)中，并且所述空隙在所述空隙的延伸 方向上由所述空隙（42)的基面（46)限定，并且垂直于所述空隙的延伸方向地由所述光学 体（40)的所述内壁（44)来限定，其中，所述反射器（14)构造在所述基面（46)处。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述主动区域和/或所述 被动区域（18, 20)具有外边缘（58)，并且其中，所述反射器（14)设计为，使得所述反射器使 得所述第一射束分量（22)和所述第二射束分量（30)至少部分地反射到所述外边缘（58) 上。
8. 根据权利要求7所述的射束装置（10)，其中，所述外边缘（58)具有第一边缘部段 (54)和至少一个第二边缘部段（56)，并且其中，所述反射器（14)设计为，使得所述反射器 使来自所述第一边缘部段（54)的所述第一射束分量和/或所述第二射束分量（22,30)反 射到所述第二边缘部段（56)上。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述反射器（14)具有反射 器空隙（50)，所述反射器空隙延伸穿过所述反射器（14)，并且所述第一和/或所述第二射 束分量的一部分穿过所述反射器空隙。
10. 根据权利要求9所述的射束装置（10)，其中，所述光学体（40)具有透镜，所述透镜 在穿过所述反射器空隙（50)的所述电磁射束（52)的光路中布置在所述反射器（14)的下 游。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述射束源（12)具有至 少一个用于发射所述电磁射束的第二主动区域（18)。
12. 根据权利要求11中的所述的射束装置（10)，其中，所述被动区域（20)至少部分地 构造在所述第一主动区域（18)和所述第二主动区域（18)之间。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述反射器（14)布置在 所述光学体（40)处。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述反射器（14)通过所 述光学体（40)来形成。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的射束装置（10)，其中，所述光学体（40)是TIR 光学件。
【文档编号】G02B19/00GK104487883SQ201380039490
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】斯特凡·马尔克穆斯, 尤利乌斯·穆沙韦克, 托比亚斯·施密特 申请人:欧司朗有限公司