專利名稱：發(fā)光體和交通道路照明裝置的制作方法
發(fā)光體和交通道路照明裝置本發(fā)明提出ー種發(fā)光體。此外，還提出了ー種交通道路照明裝置。在文獻(xiàn)WO 2009/098081 Al中提出了一種照明模塊、一種發(fā)光體和一種用于照明的方法。待實(shí)現(xiàn)的目的是提出ー種發(fā)光體，其具有可規(guī)定的發(fā)光特性，并且是低眩光的。待實(shí)現(xiàn)的目的特別是提出ー種交通道路照明裝置，其具有確定的、可規(guī)定的發(fā)光特性，并且是低眩光的。 根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體包括至少ー個(gè)、優(yōu)選多個(gè)光電子半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件可以是發(fā)光二極管或發(fā)光二極管模塊。特別是半導(dǎo)體器件設(shè)置為發(fā)射白光。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體包括至少ー個(gè)初級(jí)光學(xué)単元。初級(jí)光學(xué)単元沿著光路設(shè)置在半導(dǎo)體器件下游，并且與半導(dǎo)體器件隔開。例如，初級(jí)光學(xué)単元通過透鏡形成，該透鏡將從半導(dǎo)體器件發(fā)射的輻射轉(zhuǎn)向到確定的立體角范圍中。隔開可以意味著在光電子半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料和初級(jí)光學(xué)単元之間不存在直接連接。特別是在半導(dǎo)體器件的輻射出射面和初級(jí)光學(xué)単元的輻射入射面之間存在耦合介質(zhì)、氣隙或抽真空區(qū)域。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體包括次級(jí)光學(xué)単元。次級(jí)光學(xué)単元沿著光路設(shè)置在初級(jí)光學(xué)単元下游。次級(jí)光學(xué)單元涉及特別是反射的元件。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體包括三級(jí)光學(xué)単元。三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在次級(jí)光學(xué)単元和/或初級(jí)光學(xué)単元下游，并且特別是設(shè)置用于透射由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的輻射。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的至少30%、特別是至少50%的部分射到次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)単元上。優(yōu)選地，發(fā)光體不僅包括次級(jí)光學(xué)單元還包括三級(jí)光學(xué)単元。在所述情況下，至少一個(gè)光電子半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的至少50%的輻射部分射到次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)単元上。射到次級(jí)光學(xué)単元和射到三級(jí)光學(xué)単元的輻射部分能夠是彼此不同的輻射部分。此外從初級(jí)光學(xué)単元到達(dá)次級(jí)光學(xué)単元的輻射部分隨后部分地或優(yōu)選全部地到達(dá)三級(jí)光學(xué)單兀。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置用于半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的小角度散射。如果發(fā)光體不僅包括次級(jí)光學(xué)單元還包括三級(jí)光學(xué)単元，那么特別是只有三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置用于輻射的小角度散射，并且次級(jí)光學(xué)單元是根據(jù)反射定律進(jìn)行反射的光學(xué)元件。例如，次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)単元所散射的輻射的平均散射錐具有在0.5°和10°之間、優(yōu)選在1°和5°之間的張角，其中包括邊界值。換言之，實(shí)現(xiàn)了輻射的僅僅適度的展寬或散射。散射錐可以構(gòu)造為不對(duì)稱的。例如，散射錐能夠沿著X方向具有大約2°的張角并且在此沿著與其正交的y方向具有大約6°的張角。散射錐的平均張角于是優(yōu)選為在空間方向上的張角總和的一半，在該示例中為大約4°。換言之，平行射束通過次級(jí)光學(xué)単元和/或通過三級(jí)光學(xué)単元轉(zhuǎn)換為具有張角的發(fā)散射束。張角例如是這樣的角范圍，在其中福射強(qiáng)度下降至沿著確定的方向的最大強(qiáng)度的50%,簡(jiǎn)稱FWHM (全峰半寬)角。同樣，張角能夠是入射的平行射束的輻射強(qiáng)度的最少68%或最少95%發(fā)射到其中的最小的角范圍。在發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式中，發(fā)光體包括至少ー個(gè)光電子半導(dǎo)體器件以及至少ー個(gè)初級(jí)光學(xué)単元，所述初級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在半導(dǎo)體器件下游并且與其隔開。此外，發(fā)光體具有次級(jí)光學(xué)単元和優(yōu)選地具有三級(jí)光學(xué)単元，所述次級(jí)光學(xué)単元和三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在初級(jí)光學(xué)単元下游。半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的至少30%的部分到達(dá)次級(jí)光學(xué)単元和/或到達(dá)三級(jí)光學(xué)単元。此外，次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置用于半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的小角度散射。
通過使用這樣的次級(jí)光學(xué)単元和/或這樣的三級(jí)光學(xué)単元可以實(shí)現(xiàn)的發(fā)光體將 可比較清晰界定地限定的區(qū)域、例如街道照亮。通過經(jīng)由次級(jí)光學(xué)単元和/或三級(jí)光學(xué)單元進(jìn)行的小角度散射此外減少了炫目，特別是行車人員的炫目。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)単元實(shí)現(xiàn)為反射器。換言之，次級(jí)光學(xué)単元在確定的立體角范圍中反射從初級(jí)光學(xué)單元轉(zhuǎn)向至次級(jí)光學(xué)単元的輻射。此外，特別是將次級(jí)光學(xué)單元構(gòu)造為不透光的。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，三級(jí)光學(xué)單元是散射板。換言之，三級(jí)光學(xué)単元在此是透光的，并且設(shè)置用于透射從半導(dǎo)體器件發(fā)射的可見輻射。同樣除此之外，三級(jí)光學(xué)単元也可以構(gòu)造為透射近紅外輻射和/或不透射紫外輻射。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體不僅包括次級(jí)光學(xué)單元還包括三級(jí)光學(xué)単元。次級(jí)光學(xué)単元是根據(jù)反射定律進(jìn)行反射的光學(xué)元件，這就是說，次級(jí)光學(xué)単元不設(shè)置用于輻射的小角度散射。在該實(shí)施形式中，只有設(shè)置在次級(jí)光學(xué)単元和初級(jí)光學(xué)単元下游的三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置用于輻射的小角度散射。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)單元在橫向上在所有側(cè)圍繞半導(dǎo)體器件和初級(jí)光學(xué)単元。例如，半導(dǎo)體器件和初級(jí)光學(xué)単元在水平方向上四周由次級(jí)光學(xué)単元圍繞。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)単元和三級(jí)光學(xué)単元在所有側(cè)包圍半導(dǎo)體器件以及初級(jí)光學(xué)単元。換言之，通過次級(jí)光學(xué)単元和通過三級(jí)光學(xué)単元能夠形成為ー種箱，該箱中不僅可以有半導(dǎo)體器件，還可以有初級(jí)光學(xué)単元。除了次級(jí)光學(xué)単元和三級(jí)光學(xué)単元之外，箱還可以附加地通過半導(dǎo)體器件的支承體形成?？梢詫雽?dǎo)體器件以及初級(jí)光學(xué)單元防塵地封閉在箱中。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)單元在垂直于次級(jí)光學(xué)單元的縱向的橫截面中具有拋物面的或橢圓體的基本形狀。例如，次級(jí)光學(xué)単元在橫截面成形為半橢圓形。特別是次級(jí)光學(xué)単元能夠具有不對(duì)稱的橫截面。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)単元在沿著縱向的俯視圖中具有凹形的、雙凹的、凸形的、雙凸的或矩形的基本形狀。換言之，次級(jí)光學(xué)単元的垂直于縱向的、特別是從俯視圖中來看的伸展和/或內(nèi)部尺寸在次級(jí)光學(xué)単元的不同部位上能夠具有不同的值。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)單元在垂直于縱向的方向上劃分為多個(gè)板片。板片是例如次級(jí)光學(xué)単元內(nèi)側(cè)的、尤其長形延伸的、沿著縱向優(yōu)選連續(xù)、彼此相鄰和/或彼此跟隨的區(qū)域，其中板片能夠形成次級(jí)光學(xué)単元的反射光學(xué)単元的基本元件，并且板片或板片組能夠由連續(xù)的、在發(fā)光體工作時(shí)為剛性的材料成形。各個(gè)板片能夠通過棱邊彼此界定。在截面中看，在此次級(jí)光學(xué)單元的至少ー個(gè)內(nèi)側(cè)可以構(gòu)造為鋸齒形。例如，次級(jí)光學(xué)單元沿著橫截面具有在10個(gè)和30個(gè)之間的板片，其中包含邊界值。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)單元特別是在垂直于縱向的方向上具有至少ー個(gè)連續(xù)的側(cè)部分，或與縱向垂直地沿著總橫截面通過單個(gè)的、連續(xù)的エ件形成。特別是次級(jí)光學(xué)単元的垂直于縱向的側(cè)部分的和/或整個(gè)連續(xù)的エ件的內(nèi)側(cè)可以通過一次 或二次連續(xù)可微分的函數(shù)描述。例如，至少ー個(gè)內(nèi)側(cè)或者特別在橫截面中描述內(nèi)側(cè)的函數(shù)在此具有正弦形變化曲線。至少ー個(gè)內(nèi)側(cè)是優(yōu)選在垂直于縱向的方向上劃分為多個(gè)板片，其中各個(gè)板片例如通過描述內(nèi)表面的函數(shù)的曲率變化或通過所述函數(shù)的最小值來彼此界定或分開。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，次級(jí)光學(xué)單元特別是在橫向于或垂直于縱向的方向上具有平面彼此平行的端面。因此，所述端面優(yōu)選地與橫向于縱向來取向的平面相平行地來確定方向。優(yōu)選地，端面構(gòu)成為反射的和不透光的。可替代地，端面可以是輻射可穿透的，并且此外優(yōu)選地被小角度散射的輻射穿過。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，板片沿著縱向彎曲、偏離直線。例如多個(gè)子段沿著縱向組成為板片或者板片沿著縱向具有ー個(gè)或多個(gè)彎折。這樣的板片能夠比較簡(jiǎn)單制造。同樣可能的是，板片沿著縱向由連續(xù)的、單件的材料成形，并且可以通過一次連續(xù)可微分的函數(shù)來描述。借助這樣的板片可以減少在待由發(fā)光體產(chǎn)生的照明強(qiáng)度特性中的不連續(xù)性或不希望的波動(dòng)。此外，板片能夠在次級(jí)光學(xué)單元的相對(duì)于縱向的中間區(qū)域中具有與在端面上不同的寬度。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，三級(jí)光學(xué)単元的一個(gè)或兩個(gè)主面具有表面輪廓。所述表面輪廓能夠通過在主側(cè)中成形的微透鏡形成。特別是，表面輪廓相對(duì)于尤其三級(jí)光學(xué)単元的主伸展方向之一而言的最大坡度在2°和14°之間、優(yōu)選在3°和10°之間、特別優(yōu)選在4°和6°之間，其中包含邊界值。根據(jù)發(fā)光體的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)光體所發(fā)射的輻射的輻射輪廓特別是在垂直于次級(jí)光學(xué)單元的縱向的方向上是不對(duì)稱的。例如輻射輪廓在30°和80°之間、尤其在50°和80°之間、優(yōu)選在60°和75°之間、包含邊界值的角范圍中具有最大值。換言之，在所述角范圍中發(fā)射最大輻射強(qiáng)度。角范圍或角例如可以是相對(duì)于半導(dǎo)體器件的光學(xué)軸線而言的。發(fā)光體的輻射輪廓能夠具有ー個(gè)最大值或也可以具有兩個(gè)最大值,在此優(yōu)選地所述最大值與光學(xué)軸線對(duì)稱地設(shè)置。如果輻射輪廓具有30°和80°之間(包含邊界值)的僅ー個(gè)最大值，則輻射強(qiáng)度在此優(yōu)選地在20°和-90°之間的、包含邊界值的角范圍中為該最大值的強(qiáng)度的最高40%或最高30%。此外提出了ー種交通道路照明裝置。交通道路照明裝置包括例如至少ー個(gè)發(fā)光體，如與上述實(shí)施形式中的ー個(gè)或多個(gè)所描述那樣。因此，發(fā)光體的特征也對(duì)于交通道路照明裝置公開，并且反之亦然。在交通道路照明裝置的至少ー個(gè)實(shí)施形式中，交通道路照明裝置包括至少ー個(gè)發(fā)光體，優(yōu)選兩個(gè)或多于兩個(gè)發(fā)光體，如結(jié)合上述實(shí)施形式中的至少ー個(gè)所說明那樣。
根據(jù)交通道路照明裝置的至少ー個(gè)實(shí)施形式，交通道路照明裝置包括多個(gè)或大量發(fā)光體，所述發(fā)光體矩陣形地設(shè)置。根據(jù)交通道路照明裝置的至少ー個(gè)實(shí)施形式，將發(fā)光體中的至少兩個(gè)沿著其中一個(gè)發(fā)光體的縱向和/或沿著垂直方向相對(duì)于彼此傾斜地設(shè)置。由此可以實(shí)現(xiàn)的是，用交通道路照明裝置可以照亮大的區(qū)域。根據(jù)交通道路照明裝置的至少ー個(gè)實(shí)施形式，交通道路照明裝置包括不同的、不同結(jié)構(gòu)的發(fā)光體。特別是發(fā)光體能夠在輻射角范圍中彼此不同。例如，通過ー個(gè)發(fā)光體可以照亮交通道路的近區(qū)域，而通過另ー發(fā)光體可以照亮交通道路照明裝置的遠(yuǎn)區(qū)域。這類的交通道路照明裝置能夠例如可以用于軌道、街道、人行道或自行車道的照明，特別是以固定燈的形式。接下來，借助實(shí)施例參考附圖來詳細(xì)闡述在此描述的發(fā)光體以及在此描述的交通 道路照明裝置。在此，相同附圖標(biāo)記在各個(gè)附圖中示出相同元件。然而，在此沒有示出合乎比例的關(guān)系，相反地，為了更好的理解可以夸大地示出各個(gè)元件。其中圖I示出了在此描述的發(fā)光體的實(shí)施例的示意性剖面示圖，圖2至9示出了用于在此描述的發(fā)光體的次級(jí)光學(xué)単元和三級(jí)光學(xué)単元的實(shí)施例的示意性示圖，

圖10、11和13示出了在此描述的發(fā)光體和交通道路照明裝置的實(shí)施例的輻射特性的示意性圖解，和圖12示出了在此描述的交通道路照明裝置的實(shí)施例的示意性示圖。在圖I中圖解了發(fā)光體I的實(shí)施例。發(fā)光體I包括支承體7b，安裝板7a施加在所述支承體上。例如具有ー個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管的光電子半導(dǎo)體器件4安裝在支承體7b上。與半導(dǎo)體器件4隔開地，初級(jí)光學(xué)単元11安裝在安裝板7a上。塑造成透鏡的初級(jí)光學(xué)單元11的光入射面和半導(dǎo)體器件4的發(fā)射光的主面之間的最小距離尤其在0. 5mm和30mm之間、優(yōu)選在4_和20_之間，其中包含邊界值。半導(dǎo)體器件4以及初級(jí)光學(xué)単元11能夠構(gòu)造為如在文獻(xiàn)WO 2009/098081 Al中所描述的。所述文獻(xiàn)的相關(guān)發(fā)光體I的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合與此。至少ー個(gè)半導(dǎo)體器件4的和/或發(fā)光體I的光通量?jī)?yōu)選為至少7501m、特別是至少10001m。通過半導(dǎo)體器件4的光學(xué)軸線A限定z方向，該光學(xué)軸線例如是半導(dǎo)體器件4的輻射特性的對(duì)稱軸或半導(dǎo)體器件4的半導(dǎo)體芯片的主平面的垂直線。半導(dǎo)體器件4的光學(xué)軸線A特別是與初級(jí)光學(xué)單元11的對(duì)稱軸疊合在一起。優(yōu)選地,光學(xué)軸線A也垂直于支承體7b定向。此外，發(fā)光體I包括次級(jí)光學(xué)単元22，所述次級(jí)光學(xué)単元具有多個(gè)板片2。次級(jí)光學(xué)単元22在圖I中只簡(jiǎn)化地示意性示出。次級(jí)光學(xué)単元22具有兩個(gè)側(cè)部分6a、6b，所述側(cè)部分具有帶有板片2的內(nèi)側(cè)60a、60b。在次級(jí)光學(xué)単元22的朝向支承體7b的下側(cè)形成凹部，所述凹部被半導(dǎo)體器件4以及初級(jí)光學(xué)単元11穿透。在次級(jí)光學(xué)單元22的背離半導(dǎo)體器件4的側(cè)上，半導(dǎo)體器件4被一件式的、構(gòu)造為散射板的三級(jí)光學(xué)単元33蓋狀地覆蓋。同樣可能的是，只有次級(jí)光學(xué)単元22設(shè)置用于小角度散射，并且三級(jí)光學(xué)単元33于是為平面平行的、不起散射作用的板。三級(jí)光學(xué)単元33優(yōu)選固定于次級(jí)光學(xué)単元22，并且具有朝向半導(dǎo)體器件4的主側(cè)3a和背離半導(dǎo)體器件4的主側(cè)3b。由半導(dǎo)體器件4發(fā)射的輻射被初級(jí)光學(xué)単元11將至少50%的部分、特別是將70%的部分引導(dǎo)至次級(jí)光學(xué)単元22。從次級(jí)光學(xué)単元22，輻射進(jìn)一歩地到達(dá)三級(jí)光學(xué)単元33，所述三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置為由輻射穿過。同樣地，從半導(dǎo)體器件4發(fā)射的輻射的部分經(jīng)由初級(jí)光學(xué)単元11直接到達(dá)三級(jí)光學(xué)単元33，而無需被次級(jí)光學(xué)単元22反射。在圖2A中示出了僅次級(jí)光學(xué)単元22的三維示圖，在圖2B中示出示意性側(cè)視圖和在圖2C中示出示意性俯視圖。在內(nèi)側(cè)60a、60b處的板片2沒有在圖2中示出。次級(jí)光學(xué)単元22具有兩個(gè)端面5，所述端面彼此平面平行并且分別垂直于縱向L設(shè)置。在圖2中沒有示出的板片能夠沿著縱向L彼此平行地設(shè)置。沿著縱向L，次級(jí)光學(xué)単元22和/或發(fā)光體I例如具有60mm和IOOmm之間(包含邊界值)、例如大約80mm的伸展。次級(jí)光學(xué)單元22和/或發(fā)光體I的伸展沿著y方向例如在30mm和IOOmm之間(包含邊界值)、特別是大約60mm。沿著z方向的伸展能夠在30mm和90mm (包含邊界值)、例如為大約50mm。
在圖3A和3B中示出次級(jí)光學(xué)単元22的橫截面。側(cè)部分6的平均變化曲線通過虛線表示。板片2的數(shù)量能夠如在其他附圖中那樣與示出的數(shù)量不同。根據(jù)圖3A，在側(cè)部分6處的板片2分別通過棱邊20分離。棱邊20能夠通過例如在板材中的彎折實(shí)現(xiàn)，用所述板材形成次級(jí)光學(xué)単元22。如也在所有其他實(shí)施例中，次級(jí)光學(xué)単元22能夠形成為一件式的、例如由具有反射涂層的單個(gè)板材或單個(gè)注塑件形成。根據(jù)圖3B，側(cè)部分6的內(nèi)側(cè)60可以通過一次連續(xù)可微分的函數(shù)描述。板片2通過最小值24彼此分離。與圖I和2不同，次級(jí)光學(xué)単元22的棱邊彼此平行地設(shè)置，所述棱邊沿著z方向?qū)⒋渭?jí)光學(xué)単元22界定。為了簡(jiǎn)化圖解的示圖，凹部、例如用于容納半導(dǎo)體器件4的凹部沒有在圖3中示出。在圖4和5中示意性示出了次級(jí)光學(xué)単元22的板片2的詳細(xì)橫截面。根據(jù)圖4A，板片2a、2b具有相同的高度H，但是不同的寬度Wl、W2。板片2a、2b分別具有凸出的形狀。高度H例如在50iim和IOOOiim之間，其中包含邊界值，寬度Wl、W2例如在I. Omm和IOmm之間，其中包含邊界值。根據(jù)圖4B和圖4C，板片2形成為鋸齒形。根據(jù)圖4B，各個(gè)板片形成為不對(duì)稱的，根據(jù)圖4C為對(duì)稱的。如在圖5A和5B中圖解的，板片2的變化曲線可以通過一次或二次連續(xù)可微分的函數(shù)描述。根據(jù)圖5A，板片形成為正弦形，其中在兩個(gè)相鄰的板片2之間虛構(gòu)的邊界通過函數(shù)的最小值24給出。在圖5B中，板片2的正弦形的曲線分布是被壓平的。在描述板片2的函數(shù)25的兩個(gè)拐點(diǎn)之間的板片2的內(nèi)部寬度f例如為板片2的總寬度W的60%和85%之間，其中包含邊界值。在圖6A中示出次級(jí)光學(xué)單元22的示意性俯視圖。板片2沒有在圖6A中示出。沿著縱向L，次級(jí)光學(xué)単元22具有雙凹的形狀，其中在+y方向和_y方向上界定次級(jí)光學(xué)単元22的曲率彼此不同。在圖6B中示出沿著次級(jí)光學(xué)単元22根據(jù)圖6A的中線M的橫截面，見點(diǎn)虛線，在圖6C中示出在y方向上與端面5鄰近的橫截面。沿著中線M，次級(jí)光學(xué)単元22的橫截面小于在端面5處的橫截面。沿著整個(gè)縱向L的板片2的數(shù)量是恒定的，因此在中線M中的板片2具有比在端面5上小的寬度W1，在所述端面上板片2示出較大的寬度W2。此外，板片2優(yōu)選地沿著縱向L可以通過一次連續(xù)可微分的函數(shù)描述。由此可以借助發(fā)光體I實(shí)現(xiàn)區(qū)域的非常平均的照明，特別是在板片與縱向L垂直地類似于3B、5A或5B形成的情況下。在圖7中示出了次級(jí)光學(xué)単元22的另ー實(shí)施例的俯視圖。沿著縱向L，多個(gè)板片2彼此附接或組成整體，以使各個(gè)板片2具有比較簡(jiǎn)單的幾何形狀并且可以有效地成形。次級(jí)光學(xué)単元22的基本形狀，如根據(jù)圖6A那樣，相關(guān)于縱向L是雙凹的。根據(jù)圖7能夠?qū)⒋渭?jí)光學(xué)単元22的橫截面類似于圖6A、6C示出。與在圖6和7中所示出不同，板片2同樣能夠如在圖4和5中圖解那樣形成。同樣如也在所有其他實(shí)施例中，沿著縱向L的板片2的數(shù)量也可以改變。例如，根據(jù)圖7的次級(jí)光學(xué)単元22在端面5上能夠具有比沿著中線M更多或更少的板片2。優(yōu)選地，在沿著縱向L的不同區(qū)域中的板片2的數(shù)量在此彼此最高差兩倍、并且特別是彼此差至少I. 2倍。在圖8A、8B、8C中示出了三級(jí)光學(xué)単元33的實(shí)施例。三級(jí)光學(xué)単元33也可以形成為一件式的和/或形成為兩個(gè)在中部彼此平面平行的主面3a、3b。三級(jí)光學(xué)単元33能夠 由玻璃或塑料成形或由其制成。三級(jí)光學(xué)単元33能夠在朝向半導(dǎo)體器件4的主面3a和/或在背離半導(dǎo)體器件4的主面3b上具有微透鏡30。微透鏡30的最大坡度f優(yōu)選在4°和6°之間，其中包含邊界值。微透鏡30的高度H特別是在25 iim和250 iim之間，包含邊界值。微透鏡30的寬度W例如在0.2 mm和5mm之間，其中包含邊界值。根據(jù)圖9，三級(jí)光學(xué)単元33具有微透鏡30的矩陣型的布置。沿著縱向L和沿著y方向，微透鏡30具有不同的寬度Wl、W2。特別是沿著縱向L，相鄰的微透鏡30能夠具有正弦形的變化曲線，與圖5A或5B類似，或也通過清晰的棱邊，與圖4類似，彼此分離。三級(jí)光學(xué)単元33的微透鏡30和/或次級(jí)光學(xué)単元22的板片2能夠具有球形的、非球形的、圓形的、橢圓形的或線性地在L方向或y方向上突出形狀，同時(shí)，表面波形在y方向上和/或沿著縱向L形成為正弦形。同樣也可以將微透鏡30和/或板片2構(gòu)造為自由形面或自由形光學(xué)単元。在圖IOA中圖解了三級(jí)光學(xué)單元33的小角度散射。入射的、平行的射束例如通過在平面平行的三級(jí)光學(xué)単元33中的散射中心展寬成具有平均張角a的散射錐K。優(yōu)選地，張角a在1°和5°之間，其中包含根據(jù)圖10B，小角度散射在次級(jí)光學(xué)單元22的內(nèi)側(cè)60之ー處的反射的情況下進(jìn)行。射束展寬也優(yōu)選地在具有1°和3°之間、包含邊界值的平均張角a的散射錐K中實(shí)現(xiàn)。在圖IOC中圖解了在微透鏡30之ー處的入射的平行射束經(jīng)受散射或者射束展寬。通過微透鏡30進(jìn)行的射束展寬例如在2°和3°之間、其中包含邊界值。在圖IOD中示出了次級(jí)光學(xué)単元22的內(nèi)側(cè)60的可能的結(jié)構(gòu)化或者還有三級(jí)光學(xué)単元33的主側(cè)3a、3b之一的表面的粗化部的可能的結(jié)構(gòu)化。粗化部可以是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的粗化部，其例如通過按統(tǒng)計(jì)學(xué)分布、長形的溝槽的類型、以沿著確定方向定向的方式來形成。通過這樣的結(jié)構(gòu)化，散射錐K可以實(shí)現(xiàn)為例如沿著縱向L和沿著y方向具有不同的張角。在圖IlA和IlB中圖解了射束輪廓，其可以由在此描述的發(fā)光體I產(chǎn)生。標(biāo)出的是相關(guān)于發(fā)射角9的強(qiáng)度I，比較圖I。根據(jù)圖11A，在y-L平面上的射束輪廓與光學(xué)軸線A對(duì)稱，并且具有在-70°和+70°處的兩個(gè)最大值。沿著光學(xué)軸線A，當(dāng)0=0°時(shí)強(qiáng)度I為最大強(qiáng)度的最高30%。根據(jù)圖11B，射束輪廓只在大約0=70°時(shí)具有最大值。在20°和-90°之間、包含邊界值的角范圍中，強(qiáng)度I為最大強(qiáng)度的最高30%。在圖12中說明了交通道路照明裝置100的實(shí)施例。根據(jù)圖12A，三個(gè)發(fā)光體I線性地設(shè)置。根據(jù)圖12B，發(fā)光體I在y-L平面中相對(duì)于彼此傾斜地矩陣形設(shè)置。根據(jù)圖12C發(fā)光體I在z-L平面中相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。交通道路照明裝置100能夠包括不同構(gòu)造的發(fā)光體I。特別是在根據(jù)圖12A的發(fā)光體I中，如也在所有其他實(shí)施例中，可能的是次級(jí)光學(xué)単元22不具有端面。優(yōu)選地，端面只存在于模塊100沿著縱向L的端部上，使得整個(gè)模塊100于是總計(jì)只具有兩個(gè)端面。通過這樣的發(fā)光體I或模塊100可以節(jié)省端面，并且可以將發(fā)光體I的模塊化布置簡(jiǎn)化。 在圖13中圖解了例如根據(jù)圖12C的交通道路照明裝置100的射束輪廓。特別是用均勻的強(qiáng)度I照亮街道8。強(qiáng)度I沿著自行車道9和/或人行道9例如線性下降。在此描述的發(fā)明不限于借助實(shí)施例的描述。相反，本發(fā)明包括任意新的特征以及特征的任意組合，這特別是包括在權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使所述特征或所述組合本身在權(quán)利要求中或?qū)嵤├袥]有明確說明。本專利申請(qǐng)要求德國專利申請(qǐng)102009056385. 7的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用
結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.發(fā)光體(I)，具有 -至少ー個(gè)光電子半導(dǎo)體器件(2 )， -至少ー個(gè)初級(jí)光學(xué)単元(11)，所述初級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在所述半導(dǎo)體器件(4)下游并且與所述半導(dǎo)體器件(4)隔開， -設(shè)置在所述初級(jí)光學(xué)単元(11)下游的次級(jí)光學(xué)単元(22 )和/或三級(jí)光學(xué)単元(33 )， 其中所述半導(dǎo)體器件(4)所發(fā)射的輻射的至少30%的部分到達(dá)所述次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或所述三級(jí)光學(xué)単元(33)， 并且其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或所述三級(jí)光學(xué)単元(33)設(shè)置用于所述輻射的小角度散射。
2.根據(jù)前ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)光體(1)，其中被所述次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或所述三級(jí)光學(xué)單元(33)散射的所述輻射的平均散射錐(K)具有在0.5°和10°之間、特別是在.1°和5°之間的張角(a )，其中包括邊界值。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，所述發(fā)光體不僅具有所述次級(jí)光學(xué)単元(22)，而且還具有所述三級(jí)光學(xué)単元(33)，并且其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)是反射器而所述三級(jí)光學(xué)単元(33)是散射板。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(1)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)在橫向上在所有側(cè)圍繞所述半導(dǎo)體器件(4)和所述初級(jí)光學(xué)単元(11)，和/或，其中所述次級(jí)光學(xué)單元(22)和所述三級(jí)光學(xué)単元(33)在所有側(cè)圍繞所述半導(dǎo)體器件(2)和所述初級(jí)光學(xué)単元(11)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(1)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)在垂直于縱向(L)的橫截面中具有拋物面形或橢圓形的基本形狀，并且其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)在沿著所述縱向(L)的俯視圖中具有凹的、雙凹的、凸的或雙凸的基本形狀。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(1)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)至少在垂直于所述縱向(L)的方向上劃分為多個(gè)板片(2)，其中各個(gè)所述板片(2)通過棱邊(20)彼此界定。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)在垂直于縱向(L)的方向上具有連續(xù)的側(cè)面出)，這些側(cè)面具有能夠通過一次連續(xù)可微分的函數(shù)來描述的內(nèi)側(cè)(60)，并且所述內(nèi)側(cè)(60)在垂直于縱向(L)的方向上劃分為多個(gè)板片(2)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)具有彼此平面平行的端面(5)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述板片(2)相對(duì)于所述縱向(L)在中線(M)中具有與在所述端面(5)處不同的寬度(W)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述三級(jí)光學(xué)単元(33)的ー個(gè)或兩個(gè)主側(cè)(3)設(shè)有表面輪廓，其中所述表面輪廓的最大坡度(f )在2°和14°之間，其中包含邊界值。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述三級(jí)光學(xué)単元(33)的所述主側(cè)(3)中的一個(gè)或兩個(gè)設(shè)有微透鏡(30)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中射束輪廓在垂直于所述縱向(L)的方向(y)上具有在30°和80°之間的、包括邊界值的角范圍中的最大值，其中在20°和-90°之間、包含邊界值的角范圍中，輻射強(qiáng)度為所述最大值的最高30%。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光體(I)，其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)設(shè)置用于所述輻射的小角度散射，并且其中所述三級(jí)光學(xué)単元(33)不起散射作用。
14.具有至少ー個(gè)發(fā)光體(I)的交通道路照明裝置(100)，其中所述發(fā)光體(I)具有至少ー個(gè)光電子半導(dǎo)體器件(2);和至少ー個(gè)初級(jí)光學(xué)単元(11)，所述初級(jí)光學(xué)単元在輻射方向上設(shè)置在所述半導(dǎo)體器件(4)下游并且與所述半導(dǎo)體器件(4)隔開；以及設(shè)置在所述初級(jí)光學(xué)単元(11)下游的次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或三級(jí)光學(xué)単元(33)， 其中所述半導(dǎo)體器件(4)所發(fā)射的輻射的至少50%的部分到達(dá)所述次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或所述三級(jí)光學(xué)単元(33)， 并且其中所述次級(jí)光學(xué)単元(22)和/或所述三級(jí)光學(xué)単元(33)設(shè)置用于所述輻射的小角度散射。
15.根據(jù)前ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的交通道路照明裝置(100)，所述交通道路照明裝置包括兩個(gè)或多于兩個(gè)所述發(fā)光體(1)，其中這些發(fā)光體(I)設(shè)置為矩陣形，并且這些發(fā)光體(I)中的至少兩個(gè)沿著縱向(L)和/或沿著豎直方向(z)相對(duì)于彼此傾斜。
全文摘要
在發(fā)光體(1)的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述發(fā)光體包括至少一個(gè)光電子半導(dǎo)體器件(4)以及至少一個(gè)初級(jí)光學(xué)單元(11)，所述初級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在半導(dǎo)體器件(4)下游并且與半導(dǎo)體器件隔開。此外，發(fā)光體(1)具有次級(jí)光學(xué)單元(22)和/或三級(jí)光學(xué)單元(33)，所述次級(jí)光學(xué)單元和/或三級(jí)光學(xué)單元設(shè)置在初級(jí)光學(xué)單元(11)下游。半導(dǎo)體器件(4)所發(fā)射的輻射的至少30%的部分到達(dá)次級(jí)光學(xué)單元(22)和/或到達(dá)三級(jí)光學(xué)單元(33)。此外，次級(jí)光學(xué)單元(22)和/或三級(jí)光學(xué)單元(33)設(shè)置用于以小角度來散射半導(dǎo)體器件(4)所發(fā)射的輻射。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102667319SQ201080054233
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者彼得·布里克, 朱利葉斯·穆沙韋克, 西蒙·施瓦倫貝里 申請(qǐng)人:歐司朗股份有限公司