[发明专利]用于光的射束成形的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光的射束成形的装置（射束成形装置），所述装置具有由对于光而言至少部分透射的透射材料构成的实心体。

背景技术

相对于常规的白炽灯，目前所开发的光源的特征在于提高的能量效率；对此的实例是能发射光的半导体器件（LED），例如基于GaAs的无机的发光二极管（还可以是有机LED）。由LED发射的光能够直接地单独被应用或者作为泵浦光首先激发发光材料，所述发光材料然后发射具有更长波长的经转换的光。

LED的放射特性，但是还有例如平面地设置的发光材料元件的放射特性能够至少以一定程度近似的方式描述为朗伯特特性，因此简单来说，无关于观察方向，（LED的或发光材料的）发光的表面看起来是同样亮的；放射以漫射的方式进行，即不定向地进行。

发明内容

本发明基于的技术问题是，提出一种用于光的射束成形的有利的装置。

根据本发明，一种射束成形装置解决上述问题，所述装置具有由对于光而言至少部分透射的透射材料构成的实心体，所述实心体具有：用于将光耦合输入的耦合输入面，用于将光偏转的第一反射面以及用于将光耦合输出的耦合输出面；在此实心体设计用于，将在实心体内部耦合输入的光在第一反射面上反射以及第一反射面在包含被反射的光的传播方向的截面中（在下文中为了简单性缩写为“在剖面中”）构成为是抛物线形的。

因此，经由耦合输入面，由LED直接地和/或由发光材料元件发射的光例如能够作为发散的射束簇耦合输入到实心体中，然后在所述实心体中（必要时以另一张角，但是仍然作为发散的射束簇）传播。因此，发散的射束簇在剖面中为抛物线形的反射面上被反射，并且在此（在剖面中）由于反射面是抛物线形的而至少近似地被准直。

随后，光作为（近似地、在下文中不再详细强调地）被准直的射束簇在耦合输出面上射出，并且能够被输送给另一应用；在此，在抛物线形的反射面上的反射不必强制性地直接“沿朝耦合输出面方向”进行，而是也能够使光在抛物线形的反射面的下游以及在耦合输出部的上游再次在实心体中反射（这甚至是优选的）。

通常，“抛物线形的”构型应当不强制性要求精确地遵循抛物线的曲线。除了例如在常见的制造波动范围中的偏差以外，第一反射面例如也能够以划分为多个子面、例如分成小面的形式构成；因此，“抛物线形”的说明也能够涉及（在剖面中）在求平均值期间通过第一反射面布设的线。优选仍然是“平滑的”第一反射面。在剖面中观察，那么实心体位于抛物线“内部”（所述抛物线的焦点在相同的侧上）；换言之，实心体在第一反射面上凸出地构成。

因此，在理想化的观察中，耦合输入面在剖面中观察例如能够穿过抛物线的焦点延伸，并且近似点状的光源的在焦点上耦合输入的、发散的光通过在抛物线形的反射面上反射来准直；当实心体相对比较大时，本身为平面的光源、例如具有一毫米的边长的（矩形的、尤其正方形的）LED也能够是近似“点状的”。

此外，发明人发现：与焦点略微偏移地耦合输入的、发散的射束簇也还能够被充分地准直（参见图4和5）。优选地，耦合输入仍然以抛物线的不大于50%、25%或10%的焦距偏移其焦点。

因此，也能够将由平面的（还有不近似于点状的）光源发射的射束簇耦合输入到实心体中，并且所述光在所述实心体中被充分地准直。只要当光源（和/或发光材料元件）在剖面中观察具有第一反射面的宽度的例如至少10%、30%或50%的宽度时，那么讨论的是“平面的”而不是“点状的”。

通常，多个截面能够包含被反射的光的传播方向并且第一反射面应当在可能的截面的至少一个中抛物线形地构成（只要射束簇不被完美地准直，那么截面优选包含作为对光通量取加权平均值的传播方向而形成的主传播方向）。

如果在本公开的范围中普遍相关于光传播，那么这显然不应意味着：为了满足主题也必须实际上进行光传播；装置应仅设计为用于相应的光传播。

其他优选的实施形式存在于下文中；在此，并不总是详细地在射束成形装置和具有这样的射束成形装置的照明装置或者与其相关的方法或应用的表示形式之间进行区分；在任何情况下，特征能够被隐含地理解为在各方面公开。

在优选的设计方案中，第一反射面在外侧被镜面化；因此，在第一反射面的区域中例如能够在外侧将例如由金属或电介质构成的薄层或多层系统施加到实心体上。

只要射到第一反射面上的光与入射角（以及与实心体折射率和周围介质折射率的比例）无关地在剖面中为抛物线形的面上被反射，即全反射不是必需的，那么镜面化能够是有利的。这例如能够简化射束成形装置的构造并且尤其能够实现紧凑的结构。