[发明专利]LED合色器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及光源，就具体应用而言涉及这样的光源，所述光源使用二向色反射器等来组合由不同颜色的LED或其他发光装置发出的光以产生宽带输出光，例如白光。本发明还涉及相关的制品、系统和方法。

背景技术

一些合色器是已知的，其中使用一组适当设计的二向色镜来组合由多个有色LED或其他光源发出的光以产生基本上白色的输出光。参见(例如)美国专利7,330,314。

发明内容

我们已经研发出新系列的LED合色器或宽带光源，所述LED合色器或宽带光源采用被模制、蚀刻或者以其他方式成形而提供薄凹腔区域和较厚相邻区域的柔性电路基底。在域中形成小孔，并且将发射不同颜色或波长范围的光的LED安装到凹腔区域中小孔附近的基底上。提供了包括至少一个二向色镜的多个反射镜以将来自各个LED的光有效地反射到小孔内。进入小孔的光提供光源的宽带输出光。基底设计可有利地包括用于给LED供电的电路迹线。具有减薄凹腔区域的基底设计还可较有效地移除由LED产生的热，并且为方便地形成小孔创造条件，所述小孔在基底上相对于LED的尺寸、形状和位置可被优化以(例如)获得最大装置效率。

因此，本发明所公开的光源中的至少一些可组合由不同LED发出的有色光而提供白色光输出。发射不同峰值波长的光的多个LED可在柔性基底上设置在基底中形成的小孔附近。包括一个或多个二向色镜的多个反射镜被取向成可将多个LED发出的光反射到小孔内。柔性基底包括介质层，所述介质层具有凹腔区域和比凹腔区域厚的邻近的相邻区域。小孔和多个LED均设置在介质层的凹腔区域中。积分柱可联接于小孔，以接收来自多个LED的反射光。

本专利申请并且特别公开了一些光源，所述光源包括柔性基底、设置在基底上的至少第一和第二LED、以及包括至少一个二向色镜的一组或多个反射镜。第一和第二LED分别适于发射不同的第一和第二峰值波长的光。反射镜被取向成可将由第一和第二LED发出的光反射到基底中的小孔内。柔性基底包括具有凹腔区域和比凹腔区域厚的邻近的相邻区域的介质层，小孔、第一LED和第二LED均设置在凹腔区域内。

在一些情况下，光源还包括设置在基底上的第三LED，所述第三LED适于发射不同于第一和第二峰值波长的第三峰值波长的光并且所述多个反射镜还被取向成可将由所述第三LED发出的光反射到小孔内。在一些情况下，被反射到小孔内的第一、第二和第三LED发出的光相组合而形成光源的白色光输出。在一些情况下，光源还包括被构造成可准直由第一、第二和第三LED发出的光的准直光学系统，所述多个反射镜则被取向成可将由第一、第二和第三LED发出的准直光反射回准直光学系统，并且与准直光学系统相结合的所述多个反射镜可用来将第一、第二和第三LED发出的光导向而穿过小孔。

在一些情况下，反射镜为平坦的，而在其他情况下，反射镜为弯曲的。在一些情况下，第一、第二和第三LED分别发射红光、绿光和蓝光。在一些情况下，多个反射镜包括适于反射第一峰值波长的光并且透射第二峰值波长的光的第一二向色镜。在一些情况下，多个反射镜包括适于反射第一峰值波长的光并且透射第二和第三峰值波长的光的第一二向色镜。在一些情况下，多个反射镜包括适于反射第二峰值波长的光并且透射第三峰值波长的光的第二二向色镜。在一些情况下，多个反射镜包括三个不同的二向色镜。

在一些情况下，小孔具有方形或矩形的平面图形状。在一些情况下，第一LED、第二LED和小孔具有基本上相同的平面图形状。在一些情况下，第一LED、第二LED、第三LED和小孔各自具有方形或矩形的平面图形状。

在一些情况下，介质层从凹腔区域延伸到相邻区域。在一些情况下，介质层在凹腔区域中具有不超过10微米的厚度，而在相邻区域中具有至少20微米的厚度。在一些情况下，基底包括设置在介质层上的导电材料。在一些情况下，导电材料设置在介质层的第一侧面上，并且基底还包括设置在背对第一侧面的介质层的第二侧面上的导热层。

在一些情况下，光源还包括联接于小孔以接收来自第一和第二LED的反射光的积分柱。在一些情况下，积分柱具有方形或矩形的横截面形状。在一些情况下，积分柱的横截面形状匹配小孔的平面图形状。在一些情况下，小孔的平面图形状为方形或矩形。在一些情况下，积分柱的光学轴线相对于光源的光学轴线倾斜，或者相对于垂直于基底的轴线倾斜。