专利名称：尤其与发光二极管组合使用的被动辐射光模的制作方法
技术领域：
本发明涉及尤其与发光二极管组合使用的被动辐射光模。
在实用新型DE29818609U1中介绍了一种用于任意形成发光二极管照明单元的薄板布置结构，其中设有许多平平连接在一起的并装有发光二极管的薄板，它们成多边形形状并且通过横板相互连接。从这种矩阵式薄板布置结构中，可以拆下任意多的或者说某些载有发光二极管的薄板，从而得到了具有几何外形尺寸各不相同的薄板部分。
在WO99/41785中提出了一种可预制成形的LED发光面板。它们包括许多LED芯片，在LED芯片上分别涂有一层透光保护层。发光面板可以被细分。
发光二极管通常有一个基本呈点状的光源，它例如具有一个开口角为120°的辐射光锥。
按照本发明，该任务通过一种尤其是与发光二极管组合使用的被动辐射光模来完成，它具有多个被动辐射光学独立元件，它们是透光的或反光的，并且它们通过成理论断裂点形式的连接机构相互连接成被动辐射光模。
所谓辐射光学独立元件是指形成光线和/或使光线转向的光学元件，例如聚光镜、分光镜、棱镜或反射镜。
被动辐射光模(以下也称为光学多重部件)最好是一体制成的。
被动辐射光模最好被设计成完全被动的光学元件。
本发明基于以下原理，即提供一种具有模块结构的光学多重部件，它具有许多相互牢固连接的光学独立元件，其中光学多重部件可以分割成包含许多光学独立元件的光学组件。由此一来，可以非常灵活地形成可用光学多重部件制成的光学组件，因为可以很简单地适应于几何形状规定。
在独立元件之间设置理论断裂点。理论断裂点可以沿一条沿着独立元件周边的闭合线设置。这样，用户可以不用工具如沿一个边缘将光学多重部件分解成包括一个或多个光学独立元件的光学组件。
尽管光学多重部件可以用大批量制造方法来生产，但也可以用于单件或小批量，否则的话，这就会要求专门开发如制造专用的注塑模。
光学多重部件与一个配备有发光二极管(LEDs)的印制电路板的多重布置结构有关是特别有利的，这种印制电路板同样被细分成具有其数量可任意选择的发光二极管的、具有几乎任何形状的且相互牢固连接的子印制电路板。
此外，独立元件且尤其是理论断裂点的几何形状的形成可以适应于具有发光二极管(LEDs)的且构成多重结构的独立印制电路板的成形。
按本发明原理提供的模块构造使得使用起来比较灵活，这是因为可任意分开的且有不同特性如色彩、材料、光集束或光散射等等的光学组件可以与同样可任意分开的LED多重部件进行任意组合。多个具有不同特性如具有不同的光发射角的光学组件可以有利地与例如一LED多重部件组合，例如通过插接。
光学多重部件可以简单地如用注塑法来制造。在要照明面或背景照明面大的应用场合中，可以使多个光学多重部件相互连接。
在本发明的一有利实施形式中，光学多重部件具有布置在一个两维矩阵结构里的光学独立元件。一个这样的光学多重部件可以特别简单地制成并可以灵活地使用。
在本发明的另一有利实施形式中，独立元件具有正方形底面。每个独立元件都是矩阵结构的一个单元，这种矩阵结构按行列划分。
在本发明的另一有利实施形式中，为形成理论断裂点，规定了一材料厚度较小的区域。若这些理论断裂点由材料厚度较小的区域形成，则光学多重部件就可以有平滑不间断的且容易清洗的表面。另外，具有材料厚度较小区域的压注成型件可以简单且费用较低地制成。
在本发明的另一种实施形式中，光学多重部件具有光滑表面。这样一来，即便光学组件有许多光学独立元件以及每个光学独立元件分别配备有一个发光二极管，都可以看不到光学独立件之间的过渡部地获得一致亮度。此外，该一致亮度或均匀亮度分布与所需应用场合和进而光学组件的几何形状和大小无关。
在本发明的另一有利实施形式中，在独立元件之间设有连板以形成理论断裂点。由连板形成的理论断裂点可以特别方便地制成并且用户可以容易地用手或通过机械分开。
在本发明的另一有利实施形式中，这些独立光学部件分别具有用于在光线入射时在一观察者可看到的表面上产生一致亮度。这样，就可以实现例如均匀照亮的公司信条、发光字符等等。
在本发明的另一有利实施形式中，光学多重部件完全由PMMA(有机玻璃)材料制成。
PMMA已被广泛使用，它在制造时操作起来简单并有优良的光学性能并可以简单方便地进行着色，这尤其是对灯光广告和安全照明如救护通道照明很有意义。另一可选方案是可以完全由聚碳酸酯材料来制造多重部件。
在本发明的另一有利实施形式中，光学独立部件彼此有相同的几何形状。因而，模块化程度较高，并且如注塑方法的模具制造起来简单，并且可以获得很均匀的光线分布。
光学独立元件和光学多重部件可以根据使用场合的不同而有反射的、散射的或聚束的光学特性。
在此提到的原则避免了对特殊LED光学装置及其制造用于单独的使用情况，例如公司信条、灯光广告等方面进行开发的要求。
本发明的其余细节见从属权利要求。
图1a以俯视图表示具有正方形独立元件的一种光学多重部件；图1b以侧视图表示的由图1a所示的一种光学多重部件；图2表示根据图1a的光学多重部件，其中分离开了一个包含有多个光学独立元件的光学组件；图3a是装有发光二极管(LEDs)的印制电路板的一种多重装置的俯视图；图3b是图3a所示多重装置的一个侧视图；图4a以俯视图表示图3a所示的多重装置，它具有图2所示光学元件；图4b是根据图4a的具有光学组件的多重装置的侧视图。
每个光学独立元件2具有一光学件，它被分别配属于一发光二极管或激光二极管。一个光学独立元件2的光学件将从点状发光二极管呈锥形射出的入射光转换成亮度均匀的平行光路。为此，可以设置一个菲涅尔光学件。
图1a所示的装置的优点在于，光学多重部件可简单方便地通过大批量生产方法如通过注塑法来制造。由于具有许多成阵列形式布置的光学独立元件2的光学多重部件具有矩阵结构，其中这些独立元件彼此具有相同的几何外形，因而，可以简单灵活地适应于所需的光学装置及光学组件大小，该光学组件可具有以任意数量连接起来的光学独立元件。由于在理论断裂点3处的有机玻璃(PMMA)材料的厚度较薄，所以，由于均匀亮度可以扫过多个光学独立元件和相应设计的发光二极管，所以这允许实现安全照相装置、效果照明和灯光广告。
与图1a所示实施方案不同，根据使用场合的不同，光学独立元件的光学装置也可以实现反射、散射或聚束。如果在一个光学多重部件中的单个光学元件数量或光学多重部件的外形尺寸不足以应付某个应用场合，则可以例如通过粘结将多个光学多重部件(效果)连接起来，以达到一个任意大的面积。
图1b表示了图1a所示光学多重部件1的横截面。明显可以看到，在单个光学元件2之间的理论断裂点3有较小的材料厚度。光学多重部件或光学独立元件2的前面4具有一个光滑表面，从而例如在使用时在外表面留下很少脏物并且可以简单方便地清洗。每个光学独立元件2的背面与具有一用于发光器件如发光二极管或激光二极管插接孔。
图2表示光学多重部件，其中一个有八个光学独立元件2的光学组件11沿在这些独立元件2之间的理论断裂点3被分离出来的。当然，无论是留下来的光学多重部件1*，还是光学组件11都可以沿其余理论断裂点3分开并同时形成其它的光学独立元件。
图3a表示装有发光二极管(LEDs)的印制电路板的多重结构20，其中多重结构20有多个LED芯片24，它们有大面积接触点地布置在印制电路板20上。LED芯片24各有真正的LED光源23以及一个反射器22。在这里，发光二极管也是模块式构造，因而同样也可以产生任意多的并牢固相连的发光二极管。
图3b表示图3a所示的有LED芯片24的装有发光二极管(LEDs)的印制电路板20的多重结构。芯片24的成型应保证可以与光学独立元件2的、具有一插接孔的背面5一起形成插接。
图4a表示图2所示的光学组件11，它插在装有LEDs的印制电路板20的多重结构上。同时可以看到，光学组件11的光学独立元件2的中心点的布置应该与LED光源23协调一致。因此，分别给一个LED芯片24配备一个光学独立元件2。
图4b表示图4a所示的光学组件11与装有LEDs的印制电路板20的多重结构的连接部的横截面。光学独立元件2的背面5分别插在装有LEDs的印制电路板20的多重结构的LED芯片24上。可以看到，光学独立元件2和整个光学组件11都有一个平整光滑的表面。
除光学独立元件2的上述正方形外，这些元件也可以具有其它形状，例如蜂窝状、三角形状、矩形等。
权利要求
1.尤其与发光二极管(23)组合使用的被动辐射光模(1)，它具有多个被动的辐射光学独立元件(2)，-这些元件都是透光或反光的；-这些元件通过成理论断裂点形式连接机构而相互连接成被动辐射光模(1)。
2.按权利要求1所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，被动辐射光模(1)具有布置在一矩阵结构里的光学独立元件(2)。
3.按权利要求2所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，独立元件(2)具有正方形底面并且分别实现了一由矩阵结构的行和列所规定的矩阵结构单元。
4.按权利要求1-3之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，设有一些有较小材料厚度的区域以便形成理论断裂点(3)。
5.按权利要求1-4之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，在独立元件(2)之间设置连板，以便形成理论断裂点(3)。
6.按权利要求1-5之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，被动辐射光模(1)具有一个光滑表面(4)。
7.按权利要求6所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，独立元件(2)的独立光学组件具有用于在光线入射时在表面(4)上产生一个均匀亮度的手段。
8.按权利要求1-7之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，被动辐射光模(1)由有机玻璃材料(PMMA)制成。
9.按权利要求1-8之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，光学独立元件(2)彼此具有相同的几何形状。
10.按权利要求1-9之一所述的被动辐射光模(1)，其特征在于，光学独立元件(2)在其背面(9)有一个用于固定发光二极管(23)的插接孔。
全文摘要
本文介绍了尤其与发光二极管(23)组合使用的被动辐射光模(1)，它有多个光学独立元件(2)，这些元件是透光的或反光的，它们最好通过理论断裂点(3)相互连接而成辐射光模(1)，而且它们可以相互分开并形成包含一个或多个光学独立元件(2)的光学组件(11)。被动辐射光模(1)适于大批量生产，而且由于其模块化的原理而可以灵活地适应于所需照明装置，例如灯光广告或安全照明形状和尺寸大小。
文档编号H01L25/075GK1443348SQ01813080
公开日2003年9月17日 申请日期2001年6月13日 优先权日2000年7月18日
发明者B·巴赫尔, S·布吕梅尔, G·基尔希博格, H·施托彦 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司