專利名稱：用于產(chǎn)生一個成束光流的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生成束光流的裝置。
為了將信息傳達給汽車司機而不必使司機的視野偏離行駛的道路或飛行的空間，已知所謂的仰視顯示器，通過它將一個表示信息的圖形集中于一個汽車的前玻璃上。為了在明亮的環(huán)境光線時也還可以看到圖形，為此要求所述圖形具有高亮度。用于其它的照明目的也需要成束的光流，例如作為讀書燈或作為櫥窗和展覽的照射燈。
因此本發(fā)明的目的是，通過所述裝置產(chǎn)生光流，這些裝置尤其具有一個微小的結(jié)構尺寸和微小的重量，盡可能少地損失功率或者作為熱量輸出并因此也適用于在汽車中運行。
按照本發(fā)明這個目的由此得以實現(xiàn)，具有一個最好由發(fā)光二極管陣列構成的光源，在一個光源與一個光輸出孔之間設置一個用于使發(fā)光二極管產(chǎn)生的光成束和散射的光學裝置，該裝置為了成束和散射包括一個柵格形反射體，它分別對于一個陣列點構成一個光通道，它的通道壁是反射的，并且各光通道的面對光源的端部包括一個聚光透鏡。
在按照本發(fā)明的裝置中已經(jīng)證實有利的是，各陣列點由多個發(fā)光二極管構成，它們也可以是不同顏色的。此外本發(fā)明不局限于對每個光通道使用一個唯一的透鏡。
按照本發(fā)明的裝置的一種成本經(jīng)濟的加工由此實現(xiàn)，即所有光通道的聚光透鏡一體地與一個設置在光源與柵格形反射體之間的平板連接。但是這個平板能夠產(chǎn)生一個在橫向上所不期望的光導，這一點可以由此避免，所述聚光透鏡成組地一體地與設置在光源與柵格形反射體之間的橋接片連接。
本發(fā)明的一個有利結(jié)構方案是，所述透鏡的曲率在不同的方向上是不同的(象散的透鏡)。由此尤其可以改善在長形光輸出孔中的光分布。
另一有利的結(jié)構方案是，在所述光輸出孔上設置一個含有光閥的圖形再現(xiàn)裝置。這個改進方案能夠?qū)崿F(xiàn)一個緊湊的用于產(chǎn)生高分辨率圖形的裝置，它在整個圖面上具有高的光密度和均勻的光密度分布。在此本裝置為了成束和散射負責使由發(fā)光二極管產(chǎn)生的光集中到圖形再現(xiàn)裝置的平面上，而不會產(chǎn)生單個發(fā)光二極管的干擾投影。按照本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的應用領域是用于汽車司機的圖形仰視顯示器。
通過所述圖形再現(xiàn)裝置使按照本發(fā)明的裝置還具有一些下面所述的優(yōu)點。即，通過RGB光源與彩色顯示器之間的協(xié)調(diào)一致能夠在仰視顯示器中在足夠的光密度條件下實現(xiàn)圖形的彩色圖形的顯示。通過反射體與透鏡的共同作用在液晶顯示器的表面上達到背景光照的均勻色彩分布和光密度分布。
在液晶彩色顯示器中可以彩色地顯示可配置的圖形內(nèi)容。因此圖形內(nèi)容可以適配于行駛狀況。用于整個圖形產(chǎn)生裝置的安裝空間在實際實現(xiàn)的示例中只需幾立方厘米。通過選擇發(fā)光二極管和從屬的顯示器的顏色可以影響要建立的色彩空間。例如代替一個RGB發(fā)光二極管光柵可以選擇一個紅綠發(fā)光二極管光柵并以相應的方式在液晶顯示器中通過綠色濾波元件替換藍色的濾波元件。由此得到一個具有明顯更亮的光密度的有限色彩空間。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大量的實施方式。在附圖中借助于多個圖形示意示出其中的幾個實施方式并在下面描述。附圖中

圖1為一個實施例的截面圖，圖2為圖1中的實施例的柵格形反射體的俯視圖，圖3為另一實施例的截面圖，圖4為為了解釋不同的細節(jié)示出的一個局部截面的放大圖，圖5為另一實施例的一個局部截面的放大圖，圖6為透鏡屏的一部分。
在按照圖1和2的實施例中作為光源具有一個4×8組的光柵，每組分別具有四個發(fā)光二極管1，它們裝配在一個襯底2上。橋接片3位于各組之間，其傾斜的表面作為反射體。
一個透鏡屏4位于光源1，2，3上，在透鏡屏上連接一個柵格形反射體5。
所述橋接片3、透鏡屏4以及柵格形反射體5的傾斜延伸的表面6起到一個均勻地分布光的作用。為了避免由于反射體5的橋接片7遮光，設有一個框架8，它在反射體5與液晶顯示器9之間起到間隔的作用。一個散射片10位于液晶顯示器9的下面，用于進一步改善液晶顯示器9背景照明的均勻性。
所述框架8影響液晶顯示器的傾斜位置，使得從上部入射的光不在相同的方向上反射，在該方向上光線也離開液晶顯示器，以到達觀察者。
圖2示出按照圖1的裝置，但是去掉液晶顯示器9和去掉散射片10。在按照圖2的視圖中所述發(fā)光二極管1本身可以透過透鏡屏4看到。但是為了簡單起見沒有示出發(fā)光二極管1相應的失真。
按照圖3的實施例示出一個發(fā)光裝置，其中光輸出孔由一個玻璃板18組成，它位于一個框架17上。這個實施例的其它部分與圖1中的實施例一樣地構成。
圖4示出圖1的一個局部截面放大圖并用于解釋所述液晶顯示器和光源的細節(jié)。所述液晶顯示器9在兩個玻璃板11，12之間具有一個液晶板13以及一個濾色器14。該濾色器由一個光柵組成，該光柵具有三個不同顏色的色點，這在圖4中通過不同的陰影線表示。與濾色器的光柵有關設有未示出的控制電極，它們分別與液晶板構成一個光閥。具有相互垂直的偏振面的偏振器15，16位于璃板11，12的外面。
在圖4中同樣詳細示出通過圖1簡述的光源。
四個發(fā)光二極管1在一個子裝配臺(Submount)20上凸起地設置在一個由橋接片3構成的孔的中心處。所述發(fā)光二極管通過連接線21與導線25連接，它們僅僅示意通過其所占據(jù)表面的陰影線表示。在一個優(yōu)選的實施例中一個發(fā)光二極管發(fā)紅光，兩個發(fā)綠光而第四個發(fā)藍光。在這種布置中光混合成白色。在子裝配臺20與橋接片3之間的空間通過一種白色的澆鑄材料22充滿，其表面24作為從發(fā)光二極管1側(cè)面發(fā)射出來的光的反射體。一種透明的澆鑄材料23防止形成空腔。
在光源1，2，3與透鏡屏4之間的連接在圖4所示的實施例中通過一個硅膠層26、一個PCF層27和一個適當?shù)恼辰訉?8實現(xiàn)。
所述PCF層27的作用是，只允許通過發(fā)光二極管產(chǎn)生的光線中的那些在下偏振器15的方向上偏振的光通過，因此通過偏振作用在PCF層27中不會失去光線。其它的偏振光被PCF層反射并接著由表面24返回。其中具有相應偏振作用的分量仍然附加地穿過PCF層27到達，因此該PCF層總體上有利于提高亮度。
圖5示出一個沒有PCF層的實施例。此外在圖5中示出的局部截面位于裝置的邊緣上。
圖6示出一個透鏡屏31，它具有八個透鏡，它們通過橋接片32固定在一起。四個在圖6中示出的透鏡屏在按照圖4和5的實施例中相鄰地設置。
權利要求
1.一種用于產(chǎn)生一個成束光流的裝置，其特征在于，具有一個由發(fā)光二極管陣列(1，2，3)構成的光源，在所述光源與一個光輸出孔(9，18)之間設置一個用于使發(fā)光二極管產(chǎn)生的光成束和散射的光學裝置，為了成束和散射該裝置包括一個柵格形反射體(5)，它分別對于一個陣列點構成一個光通道，光通道的壁(6)是反射的，并且各光通道的面對光源(1，2，3)的端部包括一個聚光透鏡(4)。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述所有光通道的聚光透鏡(4)一體地與一個設置在光源(1，2，3)與柵格形反射體(5)之間的平板連接。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述聚光透鏡(4)成組地一體地與設置在光源(1，2，3)與柵格形反射體(5)之間的橋接片連接。
4.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述透鏡的曲率在不同的方向上是不同的(象散的透鏡)。
5.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在所述光輸出孔上設置一個含有光閥的圖形再現(xiàn)裝置(9)。
全文摘要
在一種用于產(chǎn)生成束光流的裝置中，設有一個由發(fā)光二極管陣列(1，2，3)構成的光源，在所述光源與一個光輸出孔(9，18)之間設置一個用于使發(fā)光二極管產(chǎn)生的光成束和散射的光學裝置，該裝置為了成束和散射包括一個柵格形反射體(5)，它分別對于一個陣列點構成一個光通道，其通道壁(6)是反射的，并且各光通道的面對光源(1，2，3)的端部包括一個聚光透鏡(4)。
文檔編號H01L25/075GK1698202SQ03823307
公開日2005年11月16日 申請日期2003年9月1日 優(yōu)先權日2002年9月30日
發(fā)明者G·博納, H·布賴尼希, B·盧德維希, R·邁爾, H·諾爾, J·E·索格 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司