具有能够预给定的发射特性的发光装置和光学体的制造方法
【专利摘要】说明一种发光装置（1），包括·?光学体（3），该光学体具有·?主延伸方向（Z），·?辐射入射面（3a）以及·?辐射出射面（3b），以及·?至少两个发光二极管（2），所述发光二极管分别包括·?至少一个发光二极管芯片（21）以及·?辐射透射面（2a），所述辐射透射面沿着主延伸平面（XZ）延伸，·?所述至少两个发光二极管（2）沿着所述光学体（3）的主延伸方向（Z）被布置，·?所述光学体（3）的辐射入射面（3a）面向所述至少两个发光二极管（2）的辐射透射面（2a），·?所述光学体（3）被构造为实心体，·?所述光学体（3）的辐射入射面（3a）平坦地走向或者是凸出地弯曲的，以及·?所述光学体（3）的辐射出射面（3b）在所述光学体（3）中包括至少一个凹处（4）。
【专利说明】具有能够预给定的发射特性的发光装置和光学体的制造方法
[0001]出版物EP1621918 BUffO 2011/086104 AUUS 2011/0305024 AUUS 2011/0038144 Al和US 2012/0155072 Al分别描述发光装置。
[0002]—个要解决的任务在于说明能够简单地制造的以及紧凑的发光装置。另一要解决的任务在于说明用于制造如下光学体(OptikkSrper)的方法，所述光学体被包含在能够简单地制造的以及紧凑的发光装置中。
[0003]说明一种发光装置。所述发光装置尤其可以被设置用于平面照明。所述发光装置例如可以是屏幕背景照明。此外，所述发光装置可以被设置用于一般照明。所述发光装置于是例如被设置为室内照明、顶灯、用于大房间办公室的照明、用于室外广告的灯箱的背景照明、走道照明、用于飞机舱的照明或者路灯。
[0004]根据所述发光装置的至少一种实施方式，所述发光装置包括唯一的具有辐射入射面和辐射出射面的光学体。辐射入射面和辐射出射面由光学体的外表面的区域构成，其中这些区域也可以部分地重叠。
[0005]光学体例如可以是尤其圆柱形的或半圆柱形的棒。光学体例如可以由如下材料构成，所述材料以辐射能穿透的方式被构造并且具有比空气更高的折射率。光学体例如可以包含玻璃或光学塑料或者由其构成。光学塑料例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯(用通俗语:有机玻璃)、聚苯乙烯、环烯烃共聚物或聚碳酸酯。光学体的材料的折射率例如可以位于至少1.4至最大2.7的范围中。光学体尤其被构造为实心体并且在制造容差的范围内没有空腔和气泡。光学体例如可以完全由相同的材料构成。
[0006]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体具有主延伸方向。换言之，光学体在一个空间维度中的空间伸展比光学体在其它两个空间维度中的空间伸展显著更大。光学体沿着主延伸方向例如具有长度并且在垂直于光学体的主延伸方向走向的第一平面中具有最大径向延伸，其中最大径向延伸比长度明显更小。主延伸方向例如可以是圆柱体、半圆柱体或直角平行六面体的纵轴。
[0007]根据所述发光装置的至少一种实施方式，所述发光装置包括至少两个发光二极管，所述发光二极管分别包括至少一个发光二极管芯片和辐射透射面。在这种情况下，发光二极管的辐射透射面面向光学体的辐射入射面，由此由发光二极管所发射的光直接被耦合输入到光学体中。发光二极管芯片例如发射有色光，例如电磁谱的蓝光范围中的光。此外，发光二极管可以包括用于波长转换的发光物质。与此相应地，可以利用发光装置来产生能够预给定的色温的白光。
[0008]至少两个发光二极管的辐射透射面沿着主延伸平面延伸。光学体的主延伸方向例如可以平行于发光二极管芯片的主延伸平面走向。
[0009]根据所述发光装置的至少一种实施方式，至少两个发光二极管沿着光学体的主延伸方向被布置。优选地，发光二极管在制造容差的范围内相对于光学体居中地被布置。
[0010]此外，发光二极管可以被安装在刚性的或柔性的载体、如具有连接点的印刷电路板、或具有导线组的其它载体上。载体可以包括如下材料，所述材料反射由发光二极管所发射的光。然而，也可能的是，发光二极管不是被布置在载体上，而是例如被安装在光学体的辐射入射面处。光学体于是构成发光二极管芯片的载体。
[0011]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体的辐射入射面平坦地走向并且是凸出地弯曲的。凸出地弯曲在这里以及在下面意味着:弯曲向外、即以背离光学体的中心的方式走向。因此，凹入地弯曲的辐射入射面于是将是向内弯曲的。辐射入射面例如可以在第一平面的光学体的横截面中构成半圆或者在制造容差的范围内不具有弯曲。
[0012]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体的辐射出射面在光学体中具有至少一个凹处。凹处例如可以是凹口或凹槽。凹处因此向内定向。凹处例如可以通过材料侵蚀或通过压印来制造。
[0013]至少一个凹处被设置用于将在光学体中传播的光以所期望的方式从光学体耦合输出。有时可以通过凹处来实现均匀的照亮。换言之，凹处导致由发光二极管所发射的光的光分布曲线被均匀化。凹处尤其可以被构造，使得传播的光在界面处全反射和/或背反射的概率以所期望的方式要么被减小要么被增大，所述全反射和/或背反射通过光学体的限制凹处的侧面或者外表面被耦合输出。换言之，凹处被成形，使得在光学体中传播的光要么优选地通过限制凹处的侧面或者外表面被耦合输出要么优选地没有光射过侧面或者外表面。与此相应地，可以利用凹处来提高被耦合输入到光学体中的并且在那里通过光波导传播的光的耦合输出效率和/或产生由发光装置所发射的光的所期望的发射特性、即所期望的强度分布。
[0014]此外可能的是，光学体的辐射出射面弯曲地走向。例如辐射出射面的至少80%、优选地至少90%是凸出地弯曲的。尤其可能的是，光学体的辐射出射面除了凹处之外完全是凸出地弯曲的。
[0015]根据所述发光装置的至少一种实施方式，所述发光装置包括唯一的光学体，所述光学体具有主延伸方向、辐射入射面和辐射出射面，以及包括至少两个发光二极管，所述发光二极管分别包括至少一个发光二极管芯片以及辐射透射面，所述辐射透射面沿着主延伸平面延伸，其中至少两个发光二极管沿着光学体的主延伸方向被布置，光学体的辐射入射面面向发光二极管的辐射透射面，光学体被构造为实心体，光学体的辐射入射面平坦地走向或者是凸出地弯曲的以及光学体的辐射出射面在光学体中包括至少一个凹处。
[0016]在这里所描述的发光装置的情况下尤其遵循如下构思，通过被施加在光学体的辐射出射面处的凹处来获得所期望的发射特性、尤其是清楚的前向发射特性、和高的光效率。被包含在发光装置中的光学体此外是能够简单地以及低成本地制造的，由此可以实现关于发光装置的使用可能性的高的灵活性。
[0017]根据所述发光装置的至少一种实施方式，所述至少一个凹处沿着主延伸方向在几乎完整的长度上、即至少在整个长度的90%上、或者在光学体的整个长度上延伸。凹处例如可以在光学体的俯视图中沿着光学体的主延伸方向走向，其中凹处可以关于如下线轴对称地走向，所述线与主延伸方向平行地走向。至少一个凹处可以是光学体中的唯一的凹处。尤其可能的是，发光装置包括仅仅一个唯一的凹处，所述凹处在几乎完整的长度上延伸。穿过所述唯一的凹处的一个点以及发光二极管的辐射透射面上的一个点的假想线尤其可以构成光学体的对称轴。
[0018]尤其在发光装置的该实施方式中，如下材料处于至少两个发光二极管的辐射透射面和光学体的辐射入射面之间，所述材料具有比光学体的材料以及至少两个发光二极管的材料更低的折射率。所述材料尤其可以是气体、诸如空气。在后者的情况下，充气的缝隙因此处于发光二极管的辐射透射面和光学体的辐射入射面之间。通过该布置引起的在从发光二极管的辐射透射面过渡到光学体中时的两个界面处的光折射尤其导致:入射到光学体中的光的辐射轮廓在平行于光学体的主延伸方向以及垂直于第一平面的平面中被展宽在第二平面中被变窄。因此，当辐射入射到光学体中时尤其可以改变发光二极管芯片的基本上朗伯的辐射轮廓。
[0019]根据所述发光装置的至少一种实施方式，所述发光装置包括至少两个凹处，其中所述至少两个凹处沿着光学体的主延伸方向被布置并且所述至少两个凹处在制造容差的范围内与第一平面平行地延伸。在光学体的从上方观察的俯视图中，凹处在该实施例中分别与如下横线平行地走向，所述横线横向于或垂直于光学体的纵轴走向。至少两个凹处例如可以在光学体的整个辐射出射面上延伸，然而也可能的是，至少两个凹处仅在光学体的辐射透射面的一部分上延伸。
[0020]尤其在所述发光装置的该实施方式中，如下材料处于至少两个发光二极管的辐射透射面和光学体的辐射入射面之间，所述材料具有与光学体的材料相比更高或相同的折射率并且具有与至少两个发光二极管的材料相比更低的折射率。所述材料例如可以是连接硅层和/或其它粘接层。所述材料尤其可以与辐射透射面以及辐射入射面直接接触。尤其可能的是，所述材料由与光学体相同的材料构成。在该实施方式中，例如可以力求至少两个发光二极管的辐射透射面和光学体的辐射入射面之间的折射率适配。尤其可能的是，光仅在从发光二极管的辐射透射面过渡到光学体中时经历唯一的折射率突变。
[0021]根据所述发光装置的至少一种实施方式，至少一个凹处由如下外表面来限制，所述外表面构成光学体的外表面的一部分并且所述外表面在所述至少一个凹处的横截面中在制造容差的范围内具有弓形的形状。凹处或者凹处的外表面的形状与此相应地可以被补充为一个圆。横截面例如可以平行于第一平面、即垂直于光学体的主延伸轴来实现。
[0022]根据所述发光装置的至少一种实施方式，至少两个凹处分别由两个侧面来限制，所述侧面构成光学体的外表面的一部分。两个侧面相对于彼此被布置，使得所述侧面在制造容差的范围内在至少一个凹处的横截面中限制尤其等腰的三角形的顶点。两个侧面的限制线因此与连接两条限制线的线共同构成一个三角形。横截面例如平行于第二平面来实现，所述第二平面通过相对于主延伸平面的平行线和垂直于发光二极管的主延伸平面走向的轴来撑开。与第二平面平行的横截面于是例如对应于沿着光学体的主延伸平面的截面。
[0023]根据所述发光装置的至少一种实施方式，两个侧面在三角形的顶点处包围至少80°以及最多110°的角度。两个侧面的限制线因此与连接所述限制线的线包围至少35°以及最多50°的角度。由发光装置所发射的光的发射特性在这种情况下强烈地依赖于两个侧面之间的角度的大小。所述角度例如与光学体的材料的折射率相适配。因此，在更大的折射率的情况下例如需要更大的角度，以便获得与在更小的折射率的情况下相同或相似的发射特性。
[0024]优选地，所述至少两个凹处中的第一凹处具有与发光装置的第二凹处相同的形状或者相同的横截面。在多个凹处的情况下，这些凹处例如可以周期性地沿着发光装置的辐射出射面的主延伸方向被布置。换言之，所述凹处有规律地相互间隔地沿着光学体的主延伸方向被布置。
[0025]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体是所述发光装置的唯一的光学元件。这尤其意味着，在发光装置中不存在另外的光学元件、诸如透镜、具有散射颗粒的浇注体等等。所发射的光的所期望的发射特性因此仅仅通过一个光学体来实现。
[0026]根据所述发光装置的至少一种实施方式，至少一个凹处沿着至少两个相互垂直的轴的空间伸展为光学体沿着相同的轴的空间伸展的最大10%、优选地最大6%。沿着两个相互垂直的轴的空间伸展此外可以为光学体沿着相同的轴的空间伸展的至少2%、优选地至少4%。尤其可以以所述两个轴来意指如下两个轴，所述两个轴垂直于凹处的延伸方向。例如，至少一个凹处的最大延伸对应于光学元件的最大径向延伸的最大10%、优选地最大6%。
[0027]例如，凹处具有至少20μπι以及最多500μπι的范围中的典型大小。典型大小在这种情况下可以是至少一个凹处沿着至少两个相互垂直的轴的空间伸展。与此相比，光学体沿着垂直于主延伸平面的轴的大小位于2mm至8mm的范围中，并且沿着主延伸轴的大小超过1 Omnin
[0028]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体具有直圆柱体或半圆柱体的形状。光学体的福射入射面于是要么对应于圆柱体的被弯曲的外壳面(MantelflSche)的一半要么对应于半圆柱体的未被弯曲的外壳面。光学体的主延伸方向于是因此与圆柱体的纵轴平行地走向。在将光学体构造为半圆柱体的情况下，半圆柱体的直侧在制造容差的范围内与发光二极管的主延伸平面平行地走向。圆柱体的直径或者半圆柱体的半径例如位于2_至8mm的范围中。
[0029]根据所述发光装置的至少一种实施方式，由发光装置所发射的光的远场中的作为相对于表面法线的偏振角的函数的强度分布具有两个局部最大值，所述表面法线在发光二极管的主延伸平面中走向并且垂直于光学体的主延伸方向，所述局部最大值通过唯一的局部最小值相互被隔开。作为偏振角的函数的强度分布的测量例如沿着圆周进行，所述圆周与光学体的主延伸方向垂直地以及与发光二极管的主延伸平面平行地走向。
[0030]根据所述发光装置的至少一种实施方式，作为偏振角的函数的强度分布在测量精度的范围内是轴对称的。这意味着，两个局部最大值在测量精度的范围内具有相同的强度。对称轴可以穿过强度分布的最小值走向。
[0031]根据所述发光装置的至少一种实施方式，作为偏振角的函数的强度分布的最小值为最大值的强度的最多60%。这意味着，最小值将两个最大值清楚地相互隔开。最小值在测量精度的范围内尤其不同于零。这意味着，最小值可以清楚地与测量仪器的背景噪声相区分。作为偏振角的函数所测量的这种强度分布于是在一个维度中对应于所谓的蝙蝠翼强度分布O
[0032]根据所述发光装置的至少一种实施方式，由发光装置所发射的光的远场中的作为相对于表面法线的方位角的函数的强度分布具有平稳段，所述表面法线与光学体的主延伸方向平行地走向，在所述平稳段之内强度围绕在测量精度的范围内不同于零的平均值向上或向下浮动最多5%。作为方位角的函数的强度分布例如可以沿着圆周被测量，所述圆周与光学体的主延伸方向平行地走向。因此，强度分布例如可以沿着(半)圆柱体纵轴被测量。
[0033]根据所述发光装置的至少一种实施方式，作为方位角的函数所测量的强度分布的半值宽度对应于平稳段的宽度的至少70%、优选地至少80%。换言之，强度分布朝着平稳段的两侧陡峭地下降。半值宽度这里以及下面被定义为全半值宽度，即半值宽度通过如下两个角度之间的差来给定，在所述角度处强度分布分别下降到平均最大强度的一半。平稳段的宽度例如通过如下两个角度的差来给定，在所述两个角度处强度的高度小于其平均值的
5% ο
[0034]根据所述发光装置的至少一种实施方式，作为方位角的函数的强度分布的半值宽度是作为偏振角的函数的强度分布的半值宽度的至少1.7倍、优选地至少2.4倍。换言之，由发光装置所发出的光分布不是径向对称的，而是沿着光学体的主延伸方向比垂直于光学体的主延伸方向更宽。强度分布因此反映光学体的形状。横向于主延伸方向所发射的光尤其可以被准直，并且沿着主延伸方向所发射的光被展开。
[0035]根据所述发光装置的至少一种实施方式，作为偏振角的函数的强度分布基本上是平移不变的。换言之，作为偏振角的函数的强度分布沿着发光装置的主延伸平面不改变。作为偏振角的函数的强度分布的测量以及偏振角的测量例如可以利用所谓的乌布利希球来执行。乌布利希球于是可以针对作为偏振角的函数的强度分布的测量被施加在沿着光学体的主延伸方向的任意点处，其中始终获得相同的结果。
[0036]根据所述发光装置的至少一种实施方式，光学体包括用于由发光二极管所发射的电磁辐射的波长转换的发光物质颗粒。发光二极管例如发射蓝光，所述蓝光由发光物质颗粒转换成绿光、白光、红光和/或红黄光。发光物质颗粒例如可以均匀地被分布在光学体中。然而也可能的是，发光物质颗粒仅被施加在光学体的外表面处。此外可能的是，发光物质颗粒被包含在如下层中，所述层被施加在光学体的外表面上。此外，光学体也可以包含其它的、非转换性的散射颗粒。散射颗粒例如可以包含金属氧化物、诸如二氧化钛(Ti02)。
[0037]此外说明用于制造光学体的方法，所述光学体被包含在这里所描述的发光装置中。也就是说，全部的针对发光装置或者针对光学体所公开的特征也针对所述方法被公开并且反之亦然。
[0038]根据所述方法的至少一种实施方式，光学体的还软的材料连续地通过成形的开口从恪液中被拉伸。换言之，光学体的制造借助于挤压、型模拉伸或拉拔(Strangzug)来进行。这种方法尤其实现在没有过程的大的改变的情况下具有可变的长度的光学体的制造。
[0039]根据所述方法的至少一种实施方式，至少一个凹处被引入到还未完全硬化的光学体中。凹处例如可以利用表面结构化的乳辊或者成形轮(Formrad)来引入。在此情况下，不从光学体进行材料侵蚀，而是为了构成凹处材料在光学体中被移位。
[0040]然而也可能的是，凹处从光学体中被取出，即光学体的一部分从该光学体中被移除。
[0041]下面借助实施例以及附属的图来进一步解释这里所描述的发光装置。
[0042]图1和图2示出这里所描述的发光装置的实施例。
[0043]图3至图5示出由这里所描述的发光装置的实施例所发射的电磁辐射的近场和远场中的强度分布。
[0044]相同的、同类的或起相同作用的元件在图中配备有相同的附图标记。图以及在图中所示出的元件相互之间的大小比例不应被视为按比例的。更确切地说，各个元件可以为了更好的可示性和/或为了更好的理解以过度大的方式被示出。
[0045]图1示出这里所描述的发光装置I的第一实施例。图1A借助平行于第一平面XY的示意性截面图示出发光装置I，所述第一平面通过两个垂直于光学体的主延伸方向Z的轴X、Y来撑开。图1B借助侧视图示出发光装置I。
[0046]如在图1A中所示出的那样，发光装置I包括具有辐射入射面3a和辐射出射面3b的光学体3、以及至少一个发光二极管2，所述发光二极管包括至少一个发光二极管芯片21和辐射透射面2a，所述辐射透射面基本上平行于发光二极管2的主延伸平面XZ延伸。发光二极管芯片例如被构造为所谓的平面辐射器，即发光二极管芯片基本上具有朗伯辐射轮廓。沿着发光二极管2的福射透射面2a的主延伸平面XZ的尺寸位于至少0.5mm2至最多Imm2的范围中。发光二极管2的辐射透射面2a例如可以被构造为正方形的或长方形的。光学体3的尺寸的选择依赖于辐射透射面2a的尺寸的选择。
[0047]光学体3沿着第一平面XY的横截面在所示出的实施例中构成圆。光学体3因此被构造为圆柱形的。然而也可能的是，光学体3被构造为半圆柱形的。发光二极管2例如可以与光学体3直接接触，然而也可能的是，不同于在图1A中所示出的那样，连接材料被布置在发光二极管2和光学体3之间。
[0048]如可从图1B的示意性侧视图中得知的那样，发光二极管沿着发光装置I的主延伸方向Z被布置。两个相邻的发光二极管之间的沿着主延伸方向Z的间距例如为10 _。所选择的间距依赖于由发光装置I所发射的光的所期望的强度分布和均匀性分布并且因此可以变化。
[0049]在光学体3的辐射出射面3b处布置有多个凹处4，所述凹处在制造容差的范围内平行于第一平面XY延伸。凹处4由两个侧面4C来限制。侧面4C构成光学体3的外表面3a、3b的一部分。两个侧面4c共同构成等腰三角形的顶点42。两个侧面4c包围至少80°以及最多110°的角度。
[0050]在这里所描述的发光装置I的在图1中所示出的实施例中，所构成的三角形的顶点42到福射出射面3b的间距例如可以位于至少50μηι以及最多500μηι的范围中。到福射出射面的间距例如可以为200μπι。相邻的凹处的间距例如最大可以为ΙΟΟμπι。在这种情况下说明光学体3的辐射出射面3b上的处于凹处4之间的区域的宽度。所述间距和尺寸可以与刚刚所提到的值例如向上或向下偏离20%。所构成的三角形的间距和尺寸依赖于光学体的尺寸。
[0051]根据图2的示意性截面图进一步描述这里所描述的发光装置I的另一实施例。图2A示出平行于第一平面XY的截面图并且图2B示出侧视图。光学体3沿着第一平面XY的横截面在所示出的实施例中构成半圆。光学体2因此具有半圆柱体的形状。此外，凹处4沿着光学体3的主延伸方向Z延伸。在光学体3中仅存在唯一的凹处4。
[0052]发光二极管2被布置在载体5上，然而也可能的是，发光二极管2的外表面与光学体3至少部分地直接接触并且因此不需要载体5。载体5例如可以在面向发光二极管2的遮盖面上包括反射层，所述反射层反射例如超过90%的由发光二极管2所发射的光。空隙6处于发光二极管2和光学体3之间。空隙6具有比光学体3的材料以及发光二极管2的材料更低的折射率。
[0053]至少一个凹处由外表面4d来限制，所述外表面构成光学体3的外表面3a、3b的一部分。凹处4的外表面4d在制造容差的范围内在平行于第一平面XY的横截面中构成弓形的形状。弓形的最深的点到光学体3的辐射出射面3b的最高的点的间距例如可以为200μπι并且凹处的宽度例如可以为0.5mm。凹处的尺寸可以与这些刚刚所提到的值向上或向下偏离直至20%。
[0054]图3、4和5示出由这里所描述的发光装置I的实施例所发射的光的所模拟的归一化的作为方位角Θ或者偏振角Φ的函数的强度分布61a、61b、61c、62a、62b、62c。图3A、4A和5A在这种情况下分别示出光的在光学体3的辐射出射面3b之上Imm间距内的近场中的强度分布6 Ia、62a。图3B、4B和5B分别示出光的在光学体3的辐射出射面3b之上I Omm间距内的中间场中的强度分布61b、62b。图3c、4c和5c分别不出光的远场中的强度分布6 lb、62b。强度分布61a、61b、61c、62a、62b、62c鉴于其相应的最大值被归一化。
[0055]图3A、3B和3C示出由这里所描述的发光装置I的结合图1所描述的实施例所发射的光的强度分布61a、61b、61c、62a、62b、62c，其中所述实施例的光学体3的辐射出射面3b处的凹处4是能够忽略地小的。换言之，凹处4不能与光学体3的材料的典型的表面粗糙度相区分。尤其近场6 Ia、62a中的强度分布具有在远场61 c、62c中的强度分布中被减小的强度的强烈的波动。尤其远场61c中的作为偏振角Φ的函数的强度分布被构造为相对狭窄的。远场62c中的作为具有在制造容差的范围内不包括凹处4的光学体3的发光装置I的偏振角Φ的函数的强度分布然而沿着光学体3的主延伸平面Z不是平移不变的(在图中未示出)。
[0056]图4A、4B和4C示出由这里所描述的发光装置I的结合图1所描述的实施例所发射的光的强度分布61a、61b、61c、62a、62b、62c，其中光学体3的辐射出射面3b处的三角形的凹处4现在不再是能够忽略地小的。近场61a、62a中的以及中间场61b、62b中的强度分布的波动由于凹处4与图3A和3B的分布相比明显地被减小。近场61 a、6 2a中的以及中间场61 b、62b中的强度分布因此比图3A和3B的强度分布更均匀。具有可证实的凹处4的光学体3因此有时可以导致传播通过所述光学体的光的更快的均匀化。远场61c、62c中的强度分布具有与图3C的强度分布相似的走向，然而在可证实的凹处4的在图4C中所示出的情况下，在光学体3中传播的光中的更多光从光学体3被耦合输出。附加地，远场62c中的作为偏振角Φ的函数的强度分布沿着光学体3的主延伸平面Z是平移不变的(在图中未示出)。
[0057]此外，远场61c中的作为方位角Θ的函数的强度分布具有平稳段，在所述平稳段之内所测量的强度围绕在测量精度的范围内与零不同的平均值浮动最多5%。平稳段的宽度为大约70° ±5°。与此相比，强度分布61c的半值宽度为大约100° ±5°。强度分布61c的平稳段的宽度因此为半值宽度的最多70%。
[0058]图5A、5B和5C示出由这里所描述的发光装置I的结合图2所描述的实施例所发射的光的强度分布61a、61b、61c、62a、62b、62c。在近场中再一次能够识别强度波动，其中尤其近场62a和中间场62b中的作为偏振角Φ的函数的强度分布的波动继续也在远场62c中还能够明显地被识别。
[0059]作为偏振角Φ的函数的强度分布62a、62b、62c尤其分别具有两个最大值，所述最大值通过最小值被隔开。强度分布62a、62b、62c在测量容差和制造容差的范围内分别被构造为关于穿过最小值走向的轴轴对称。最小值具有相应的最大值的强度的最多60%，其中最小值与零不同。这种强度分布尤其适于照亮走道或道路。
[0060]远场61c中的作为方位角Θ的函数的在图5C中所示出的强度分布同样具有平稳段。所述平稳段的宽度为大约140° ±5°。与此相比，强度分布61c的半值宽度为大约150° ±5°。强度分布61c的平稳段的宽度因此为半值宽度的最大80%。
[0061]作为方位角Θ的函数的在图3、4和5中所示出的强度分布61a、62b、61c始终比作为偏振角Φ的函数的强度分布62a、62b、62c更宽。这是由光学体3具有主延伸方向Z而引起的。换言之，发光装置I的强度分布61a、61b、61 C、62a、62b、62c反映光学体3的形状。
[0062]这里所描述的发光装置I由于仅仅一个所需要的能够简单地制造的光学体3而是能够非常灵活地应用的以及成本低的。通过被施加在辐射出射面3b处的凹处4可以实现提高的光效率以及调整发光装置I的发射特性。凹处4的间距以及尺寸或者几何形状在这种情况下与光学体3的尺寸相适配，以便获得所期望的发射特性。
[0063]在这种情况下，光效率说明由发光装置所发射的光强度与被耦合输入到光学体中的光强度的百分比。例如，具有凹处的光学体的光效率为96.7%而没有凹处的光学体的光效率为81.5%。具有凹处的光学体的光效率尤其可以为98%。
[0064]本申请要求德国申请DE10 2014 100 582.1的优先权，该德国申请的公开内容特此通过回引被接纳。
[0065]本发明不由于借助实施例的描述而受限于这些实施例。更确切地说，本发明包括每个新特征以及每个特征组合，这尤其包含专利权利要求中的特征的每个组合，即使该特征或该组合本身在专利权利要求或实施例中未明确地加以说明。
【主权项】
1.发光装置(I)，所述发光装置包括: -光学体(3)，所述光学体具有: -主延伸方向(Z)， -辐射入射面(3a)，和 -辐射出射面(3b)，以及 -至少两个发光二极管(2)，所述发光二极管分别包括: -至少一个发光二极管芯片(21)，和 -辐射透射面(2a)，所述辐射透射面沿着主延伸平面(XZ)延伸， 其中 -所述至少两个发光二极管(2)沿着所述光学体(3)的主延伸方向(Z)被布置， -所述光学体(3)的辐射入射面(3a)面向所述至少两个发光二极管(2)的辐射透射面(2a)， -所述光学体(3)被构造为实心体， -所述光学体(3)的辐射入射面(3a)平坦地走向或者是凸出地弯曲的，以及 -所述光学体(3)的辐射出射面(3b)在所述光学体(3)中包括至少一个凹处(4)。2.根据前一权利要求所述的发光装置(I)，其中 -所述至少一个凹处(4)沿着所述主延伸方向(Z)在所述光学体(3)的完整的长度上延伸， -所述至少一个凹处(4)由外表面(4d)限制，所述外表面构成所述光学体(3)的外表面的一部分， -所述外表面(4d)在所述至少一个凹处(4)的横截面中在制造容差的范围内具有弓形的形状，以及 -所述至少一个凹处(4)沿着至少两个相互垂直的轴的空间伸展为所述光学体(3)沿着相同的轴的空间伸展的最大10%。3.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中所述光学体(3)包括至少两个凹处(4)，其中所述至少两个凹处(4)沿着所述光学体(3)的主延伸方向(Z)被布置并且所述至少两个凹处(4)在制造容差的范围内与第一平面(XY)平行地延伸，所述第一平面通过两个垂直于所述光学体的主延伸方向(Z)的轴(X、Y)来撑开，以及 -所述光学体(3)具有直圆柱体或半圆柱体的形状，其中所述辐射入射面(3a)在所述半圆柱体的情况下是所述半圆柱体的未被弯曲的外壳面。4.根据权利要求1所述的发光装置(I)， 其中所述至少一个凹处(4)沿着所述主延伸方向(Z)在所述光学体(3)的完整的长度上延伸。5.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中存在唯一的凹处(4)。6.根据权利要求1所述的发光装置(I)， 所述发光装置包括至少两个凹处(4)，其中 -所述至少两个凹处(4)沿着所述光学体(3)的主延伸方向(Z)被布置，以及 -所述至少两个凹处(4)在制造容差的范围内与第一平面(XY)平行地延伸，所述第一平面通过两个垂直于所述光学体的主延伸方向(Z)的轴(X、Y)来撑开。7.根据前一权利要求所述的发光装置(I)， 其中 -所述至少两个凹处(4)中的至少一个由两个侧面(4c)来限制，所述侧面构成所述光学体(3)的外表面的一部分， -所述两个侧面(4c)相对于彼此被布置，使得所述两个侧面在制造容差的范围内在所述至少一个凹处(4)的横截面中限制尤其等腰的三角形的顶点(42)，以及 -所述两个侧面(4c)在所述三角形的顶点(42)处包围至少80°以及最多100°的角度。8.根据权利要求2所述的发光装置(I)， 其中 -所述至少一个凹处(4)由外表面(4d)来限制，所述外表面构成所述光学体(3)的外表面的一部分，以及 -所述外表面(4d)在所述至少一个凹处(4)的横截面中在制造容差的范围内具有弓形的形状。9.根据权利要求2所述的发光装置(I)， 其中如下材料处于所述至少两个发光二极管(2)的辐射透射面(2a)和所述光学体(3)的辐射入射面(3a)之间，所述材料具有比所述光学体的材料以及所述至少两个发光二极管(2)的材料更低的折射率。10.根据权利要求3所述的发光装置(I)， 其中如下材料处于所述至少两个发光二极管(2)的辐射透射面(2a)和所述光学体(3)的辐射入射面(3a)之间，所述材料具有与所述光学体(3)的材料相比更高或相同的折射率并且具有与所述至少两个发光二极管(2)的材料相比更低的折射率。11.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中所述光学体(3)是所述发光装置(I)的唯一的光学元件。12.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中 -所述至少一个凹处(4)沿着至少两个相互垂直的轴的空间伸展为所述光学体(3)沿着相同轴的空间伸展的最大10%。13.根据前一权利要求所述的发光装置(I)，其中 -所述至少一个凹处(4)沿着至少两个相互垂直的轴的空间伸展为所述光学体(3)沿着相同轴的空间伸展的至少2 %。14.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中所述光学体(3)具有直圆柱体或半圆柱体的形状。15.根据权利要求2所述的发光装置(I)， 其中由所述发光装置(I)所发射的光的远场中的作为相对于表面法线的偏振角(Φ)的函数的强度分布(62)具有两个局部最大值，所述表面法线在所述主延伸平面(XZ)中走向并且垂直于所述光学体的主延伸方向(Z)，所述局部最大值通过唯一的局部最小值相互被隔开，其中 -所述强度分布(62)在测量精度的范围内是轴对称的，以及 -所述最小值具有所述两个最大值的强度的最多60%。16.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中由所述发光装置(I)所发射的光的远场中的作为相对于表面法线的方位角(Θ)的函数的强度分布(61)具有平稳段，所述表面法线与所述光学体(3)的主延伸方向(Z)平行地走向，在所述平稳段之内强度围绕在测量精度的范围内不同于零的平均值浮动最多5%，其中 -所述强度分布(61)的半值宽度对应于所述平稳段的宽度的至少70%，以及 -作为方位角(Θ)的函数的强度分布(61)的半值宽度是作为偏振角(Φ )的函数的强度分布(62)的半值宽度的至少1.7倍、优选地至少2.4倍。17.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中由所述发光装置(I)所发射的光的远场中的作为偏振角(Φ)的函数的强度分布(61)沿着所述主延伸平面(Z)是平移不变的。18.根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)， 其中所述光学体(3)包含用于由所述发光二极管(2)所发射的电磁辐射的波长转换的发光物质颗粒。19.用于制造用于根据前述权利要求之一所述的发光装置(I)的光学体(3)的方法， 所述方法具有以下步骤: -从熔液中型模拉伸所述光学体(3)，以及 -将所述至少一个凹处(4)引入到还未冷却的光学体(3)中。
【文档编号】F21K9/64GK105899868SQ201580005135
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】S.佐布齐克, F.辛格, W.明希, M.扎巴蒂尔
【申请人】奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司