[发明专利]多件式反射角变换器

说明书

发明领域

本发明涉及发光二极管(LED)或其他固态光源，特别涉及用于这些 光源的聚光器件(collection optics)。

背景技术

发光二极管管芯通常以宽角度发光，例如，宽至偏离中心轴90度。 普遍的是，利用透镜或反射杯使LED发射的光改变方向。对于用作指示器 灯的设备或不要求精确的发射模式的场合而言，这种简单的光学技术是足 够的。

然而，当LED照明系统的光输出被狭窄地指定用于包括例如协定受 限的系统的一个系统时，例如用于投影显示器(例如，背投TV或前投式 投影仪)、汽车应用(例如，前灯)、纤维光学器件、重点照明、紧凑空 间中的颜色混合以及其他应用时，必须使用创新的光学解决方案。

发明内容

精确聚光器件使用多个件来产生期望的发射模式。根据本发明的聚光 器件包括具有反射侧壁的围绕一个或多个LED的小反射环。可以高精度地 制造并在LED的近旁定位所述小反射环。在一个实施例中，发光二极管安 装在基底(submount)上的台面(mesa)上，反射环在装配期间使用所述 台面作为横向定位向导。聚光器件包括分离的上部反射体，该上部反射体 在装配期间使用反射环作为横向定位向导。上部反射体包括反射侧壁，所 述反射侧壁在装配时是反射环上的反射侧壁的近似延长部分。

附图说明

图1和图2示出了和发光二极管阵列一起使用的聚光器件的剖面透视 图和横断面视图。

图3示出了根据本发明实施例的聚光器件的横断面侧视图。

图4示出了聚光器件的小反射环和上部反射体仅仅一部分的更近的截 面侧视图。

图5A和5B示出了小反射环和基底的其他实施例。

图6、7A、7B和8是透视图，这些透视图说明了具有根据本发明实 施例的聚光器件的设备的装配。

具体实施方式

图1和图2示出了和发光二极管阵列12一起使用的聚光器件10的剖 面透视图和横断面视图。聚光器件10可以是例如反射角变换器，其用于 准直从阵列12发射的光。如所见，聚光器件10包括连续的反射侧壁14。 因此，从最靠近阵列12的反射侧壁的边缘16到反射侧壁的末端18，聚光 器件10是一个件。

为了提高效率，期望反射侧壁14的边缘16尽可能地靠近阵列12。而 且，为了反射任何经过LED侧壁发射的光，边缘16应该是刀刃。因此， 聚光器件10要求高精度的制造以及聚光器件10相对于LED阵列12的高 精度的布置。为了实现制造和布置的期望精度，大量的时间和能量是必需 的，因而，导致高成本。

图3示出了根据本发明一个实施例的聚光器件100的截面侧视图。这 里，有时将聚光器件100称为反射角变换器组件100。根据本发明的实施 例，有益地制造反射角变换器组件100，以由多件产生反射侧壁；一件是 能以高精度制造和布置的小反射环102，第二件是能以不严格的公差制造 和布置的较大的上部反射体104。因此，例如与聚光器件10相比，减少了 制造和装配聚光器件100所花的时间和成本。

图4示出了小反射环102和上部反射体104仅仅一部分的更近的截面 侧视图。如所见，反射环102围绕LED 106，LED 106固定到衬底108。 衬底108可以是陶瓷或其他合适材料。衬底108利用电连接导线(未示出) 与直接粘结铜(direct bond copper)(DBC)衬底109连接。DBC衬底109 连接至散热器110。衬底108包括台面112，LED 106安装在台面112上。 反射环102的内部直径大约是台面112的尺寸。反射环102安装至衬底 108，这样，反射环102便围绕衬底108的台面112以及LED 106。安装 时，反射环102放置在离LED大约0.100mm处或更近处。台面112作为 安装反射环102至衬底108的向导。使用台面112作为向导有益地简化了 反射环102相对LED106的对准。而且，因为LED 106安装在台面112的 顶表面112a上，反射环102在LED 106下面延伸，这允许反射环102反 射任何从LED 106侧面发射的光。另外，因为反射环102的一部分在台面 112的顶表面112a下面延伸，所以反射环102接近台面112的顶表面112a 的角102a可以是钝角，与图1和2中所示的刀刃16相比，它相对容易制 造。