專利名稱：準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及準(zhǔn)直器領(lǐng)域，其用作LED封裝的一部分以便收集和/或聚焦由LED封 裝的至少一個發(fā)光二極管(LED)發(fā)射的光。
背景技術(shù)：
從US2004/0041222A1中可獲悉一種LED封裝，其包括用于收集由LED照射的照明 元件發(fā)射的光。準(zhǔn)直器圍繞該照明元件，從而該準(zhǔn)直器能夠收集經(jīng)由所述照明元件的側(cè)面 發(fā)射的光。該準(zhǔn)直器包括與LED封裝的水平平面成45°角度的反射表面，從而經(jīng)由所述側(cè) 面發(fā)射的光被這些反射表面從水平方向反射到豎直方向。這種準(zhǔn)直器的缺點在于，包括這種準(zhǔn)直器的LED封裝的視亮度(brightness)與可 收集的光通量相比是低的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)直器，該準(zhǔn)直器為LED封裝提供增大的視亮度。特別 地，本發(fā)明的目的是提供一種為LED封裝提供增大的亮度(luminance)的準(zhǔn)直器。這個目的是通過用作LED封裝的一部分的準(zhǔn)直器來實現(xiàn)的，該準(zhǔn)直器包括準(zhǔn) 直器主體，其適于收集和/或反射和/或聚焦光；由準(zhǔn)直器主體提供的上平面，其中該 上平面限定了大體上水平的平面；由準(zhǔn)直器主體提供的至少一個反射表面，其中所述 反射表面至少部分地與所述水平平面成角度α，該角度為70° ( α ^ 110°，特別地 75° ( α ^ 100°，優(yōu)選地78°彡α彡92°，最優(yōu)選地79°彡α彡85°，其中準(zhǔn)直器主 體包括用于接納包含由LED照射的發(fā)光前面的照明元件的凹陷，其中該照明元件由凹陷接 納，使得在組裝狀態(tài)下，反射表面至少部分地延伸到所述前面的水平之下。由于所述至少一個反射表面延伸到照明元件的前面的水平之下，因而依照本發(fā)明 的準(zhǔn)直器能夠收集由照明元件的側(cè)面發(fā)射的光。這導(dǎo)致非常高的可收集光通量。由于所 述反射表面相對于準(zhǔn)直器主體的水平平面的特定角度α的原因，該反射表面設(shè)置得越陡 峭，導(dǎo)致越小的光源區(qū)域，收集的光通量通過該光源區(qū)域離開準(zhǔn)直器。因此，同時提供了小 光源和高光通量，從而增大了 LED封裝的亮度和視亮度。提供光源區(qū)域的區(qū)域可以由準(zhǔn)直 器主體內(nèi)的開口提供，其中反射表面設(shè)置在準(zhǔn)直器的內(nèi)部，或者由大體透明的準(zhǔn)直器主體 本身提供，其中反射表面設(shè)置在準(zhǔn)直器主體的外面。甚至有可能的是，例如當(dāng)角度α為 90° ^ α ^ 110°，特別地95° < α < 100°時，收集的光通量通過其離開準(zhǔn)直器的光源 區(qū)域小于照明元件的發(fā)光前面(的總和)，從而進(jìn)一步增大了亮度。為了減少收集的光的反 射的量，當(dāng)角度α為70°彡α彡90°，特別地75°彡α彡80°時可能是有利的。取決 于LED封裝的設(shè)計和照明元件的設(shè)計，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過測試在最大化亮度方面使 角度α最優(yōu)化。優(yōu)選地，反射表面由凹陷提供， 并且凹陷包括設(shè)置在準(zhǔn)直器主體的上平面內(nèi)的發(fā) 射開口。光源區(qū)域以及用于接納照明元件的凹陷可以由相同的開口提供，從而有助于制造。此外，準(zhǔn)直器的重量減小，并且發(fā)射開口可以用來接納和/或連接另外的元件，比如透鏡或 類似物。
特別地，光經(jīng)由其通過所述水平平面的光源區(qū)域與發(fā)射前面的區(qū)域之比r或 者與組裝狀態(tài)下的多個照明元件的發(fā)射前面的區(qū)域的總和(如果這樣的話)之比r 為0. 95彡r彡1. 50，特別地1. 10彡r彡1. 45，優(yōu)選地1. 20彡r彡1. 40，最優(yōu)選地 1.30^r ^ 1. 35。該比值導(dǎo)致小的光源區(qū)域，例如準(zhǔn)直器主體的小的發(fā)射開口，其包括高 亮度和高光通量。由于收集的光通量集中，因而發(fā)射的光可以容易地由附加的透鏡系統(tǒng)引 導(dǎo)。特別地，當(dāng)包括依照本發(fā)明的準(zhǔn)直器的LED封裝用于機(jī)動車輛頭燈時，可以容易地對發(fā) 射的光定向，從而防止使相遇的汽車司機(jī)眩目。在一個優(yōu)選的實施例中，在組裝狀態(tài)下準(zhǔn)直器的所述至少一個反射表面可以被 設(shè)置成非常靠近照明元件。這導(dǎo)致小的光源區(qū)域和高亮度。出于這個原因，只有小的空 隙(gap)可以在準(zhǔn)直器的凹陷與照明元件之間提供。特別地，在組裝狀態(tài)下在凹陷的內(nèi) 表面與照明元件之間提供空隙，其中該空隙為5 μ m-100 μ m,特別地10 μ m-70 μ m,優(yōu)選地 15 μ m-50 μ m,最優(yōu)選地20 μ m-30 μ m。空隙的這個尺寸允許實現(xiàn)小的光源區(qū)域和間隙配合 (clearance fit)以便有助于將準(zhǔn)直器組裝到LED封裝而不干擾照明元件。優(yōu)選地，反射表面包括設(shè)置在較低高度下的第一區(qū)域以及設(shè)置在較高高度下的第 二區(qū)域，其中第一區(qū)域的角度α不同于第二區(qū)域的角度α，其中特別地第一區(qū)域的角度α 低于第二區(qū)域的角度α。這種設(shè)計允許提供小的光源區(qū)域并且同時收集由照明元件的側(cè)面 發(fā)射的光，其中該光不在準(zhǔn)直器內(nèi)部經(jīng)受多次反射。此外，反射表面可以至少部分地彎曲，特別地是凹的。這例如導(dǎo)致受照射區(qū)域和不 受照射區(qū)域之間的平滑邊界。本發(fā)明還涉及用于燈中的LED封裝，該LED封裝包括襯底，其包括上表面；至少 一個照明元件，其用于經(jīng)由背向上表面的發(fā)射表面發(fā)射光，其中照明元件包括連接到襯底 的LED ；以及準(zhǔn)直器，其可以如前所述進(jìn)行設(shè)計，用于引導(dǎo)發(fā)射的光。該LED封裝同時包括 小的光源區(qū)域和高光通量，從而增大了該LED封裝的亮度和視亮度。優(yōu)選地，提供了以規(guī)則圖案，特別是以行和/或以行列設(shè)置的多個照明元件，其中 照明元件圖案由準(zhǔn)直器的凹陷接納。該規(guī)則的照明元件陣列可以容易地例如通過自動將照 明元件設(shè)置到襯底上來制造。而且，單個準(zhǔn)直器足以接納所述多個照明元件。特別地，鄰近 的照明元件包括相距彼此5 μ m-100 μ m,特別地10 μ m-70 μ m,優(yōu)選地15 μ m-50 μ m,最優(yōu)選 地20 μ m-30 μ m的距離。由于該距離的原因，提供了一定空隙，其提供照明元件到彼此的電 絕緣，其中該空隙足夠小，從而避免了經(jīng)由準(zhǔn)直器發(fā)射的光的光強(qiáng)度的顯著變化。照明元件不必由單個LED組成。優(yōu)選的是，照明元件包括至少一個連接到襯底的 LED以及覆蓋該LED的磷光體，其中該磷光體包括發(fā)光前面和連接到該前面的發(fā)光側(cè)面。特 別地，LED提供大體為藍(lán)色的光，其中磷光體提供大體為黃色的光，從而照明元件總體上提 供大體為白色的光。在一個優(yōu)選的實施例中，所述LED封裝包括特別地為塑料材料的覆蓋物，其用于 覆蓋照明元件和襯底，其中準(zhǔn)直器由該覆蓋物提供或者準(zhǔn)直器由該覆蓋物接納并且連接到 該覆蓋物。因此，有可能將準(zhǔn)直器與覆蓋物一起組裝到所述LED封裝。這有利于LED封裝 的組裝并且避免了由于公差引起不良的光學(xué)性能，因為沒有提供準(zhǔn)直器與覆蓋物之間的公差，或者準(zhǔn)直器與覆蓋物之間的公差在組裝期間可以自動地適于準(zhǔn)直器與照明元件之間的 公差。例如，準(zhǔn)直器可以由覆蓋物的孔徑壓配合(press fit)。優(yōu)選地，覆蓋物包括至少一個，特別地三個參考元件，其用于相對于外殼和/或相 對于光學(xué)系統(tǒng)對LED封裝精確定位。由于避免或大體補償了準(zhǔn)直器與覆蓋物之間的制造公 差，因而特別地給覆蓋物而不是準(zhǔn)直器提供參考元件就足夠了。盡管準(zhǔn)直器可能不包括參 考元件，但是經(jīng)由覆蓋物提供了準(zhǔn)直器相對于光學(xué)系統(tǒng)等的精確定位。優(yōu)選地，參考元件被 定形為突出物，通過其可以提供確定的平面。在組裝狀態(tài)下，準(zhǔn)直器的精確定位和對準(zhǔn)借助 于參考元件來提供，從而可以提供借助于這些相同元件的同時的精確機(jī)械的和精確光學(xué)的 對準(zhǔn)。本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動車輛的燈，特別是頭燈或尾燈，其包括可以如前面所 述而設(shè)計的連接到外殼的LED封裝，其中該外殼包括至少一個設(shè)置成鄰近準(zhǔn)直器的透鏡。 由于可以為透鏡系統(tǒng)的一部分的透鏡的原因，從LED封裝發(fā)射的光可以如希望的那樣聚 焦。由于LED封裝連接到外殼，因而LED封裝相對于外殼的準(zhǔn)確定位是可能的，從而透鏡可 以非常精確地相對于LED封裝的準(zhǔn)直器的光源區(qū)域而設(shè)置。優(yōu)選地，透鏡被設(shè)置成靠近光 源區(qū)域，從而大體上所有發(fā)射的光都被透鏡收集。


本發(fā)明的這些和其他方面根據(jù)以下描述的實施例將是清楚明白的，并且將參照這 些實施例進(jìn)行闡述。
在附圖中圖1為包括依照本發(fā)明的準(zhǔn)直器的LED封裝的示意性透視圖，
圖2為圖1的LED封裝的示意性頂視圖，圖3為沿著圖2的直線A-A的LED封裝的示意性截面圖，圖4為沿著圖2的直線B-B的LED封裝的示意性截面圖，以及圖5為第二實施例中的LED封裝的示意性截面圖。
具體實施例方式圖1中示出的LED封裝10包括襯底12，設(shè)置成直線的四個照明元件14連接到該 襯底。在襯底12的上表面16上提供了連接線18，其連接到照明元件14。經(jīng)由連接線18 可以將電源施加到照明元件14。此外，提供了準(zhǔn)直器20以便收集和引導(dǎo)由照明元件14經(jīng) 由發(fā)光前面22和側(cè)面24發(fā)射的光。該LED封裝可以連接到熱沉，例如銅板26，由于該熱沉 的高導(dǎo)熱性，照明元件14中產(chǎn)生的熱量通過該熱沉被帶走(圖2)。如圖3和圖4中所示，準(zhǔn)直器20包括包含上平面30的準(zhǔn)直器主體28，水平平面32 通過該上平面限定。準(zhǔn)直器主體28包括凹陷34，其中由凹陷34的內(nèi)面提供反射表面36。 在水平平面32與反射表面36之間提供了角度α，其為大約82°，這意味著遠(yuǎn)大于45°。 凹陷34在水平平面32內(nèi)提供了發(fā)射開口 38，其中光源區(qū)域由發(fā)射開口 38提供。照明元件14包括連接到襯底12的LED 40。LED 40由磷光體42覆蓋，其由LED 40照射。發(fā)光前面22以及主要是側(cè)面24由磷光體42提供。如圖5中所示，在本發(fā)明的另一實施例中，準(zhǔn)直器20的準(zhǔn)直器主體28可以大體上透明。在這種情況下，反射表面36由準(zhǔn)直器主體28的外面提供。此外，光源區(qū)域由準(zhǔn)直器 主體28的上平面30限定。盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示例性的而不是限制性的；本發(fā)明并不限于所公開的實施例。例如，有可能在其中角度α大于90°并且光源區(qū)域小于照明元件14的發(fā)光前面 22的總和的實施例中實施本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施要求保護(hù)的本發(fā)明時，根據(jù)對于所述附圖、本公開內(nèi)容以 及所附權(quán)利要求書的研究，應(yīng)當(dāng)能夠理解和實現(xiàn)所公開實施例的其他變型。在權(quán)利要求書 中，措詞“包括/包含”并沒有排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一”并沒有排除復(fù) 數(shù)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述特定技術(shù)措施這一事實并不意味著這些技術(shù)措施的 組合不可以加以利用。權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被視為對本發(fā)明的范圍的限 制。
權(quán)利要求
用作LED封裝(10)的一部分的準(zhǔn)直器，包括準(zhǔn)直器主體(28)，其適于收集和/或反射和/或聚焦光，由準(zhǔn)直器主體(28)提供的上平面(30)，其中該上平面(30)限定了大體上水平的平面(32)，由準(zhǔn)直器主體(28)提供的至少一個反射表面(36)，其中反射表面(36)至少部分地與所述水平平面(32)成角度α，該角度為70°≤α≤110°，特別地75°≤α≤100°，優(yōu)選地78°≤α≤92°，最優(yōu)選地79°≤α≤85°，其中準(zhǔn)直器主體(28)包括用于接納包含由LED(40)照射的發(fā)光前面(22)的照明元件(14)的凹陷(34)，其中該照明元件(14)由凹陷(34)接納，使得在組裝狀態(tài)下，反射表面(36)至少部分地延伸到所述前面(22)的水平之下。
2.依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器，其中反射表面(36)由凹陷(34)提供，并且凹陷(34)包 括設(shè)置在準(zhǔn)直器主體(28)的上平面(30)內(nèi)的發(fā)射開口(38)。
3.依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器，其中光經(jīng)由其通過水平平面(30)的光源區(qū)域與發(fā)射前 面(22)的區(qū)域之比r或者與組裝狀態(tài)下的多個照明元件(14)的發(fā)射前面(22)的區(qū)域的 總和之比r為0. 95≤r≤1. 50，特別地1. 10≤r≤1. 45，優(yōu)選地1. 20≤r≤1. 40，最優(yōu) 選地 1. 30 ^ r ^ 1. 35。
4.依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器，其中在組裝狀態(tài)下在凹陷(34)的內(nèi)表面與照明 元件(14)之間提供空隙，其中該空隙為δμπι-ΙΟΟμπι，特別地10μπι-70μπι，優(yōu)選地 15 μ m-50 μ m, Mitizfeiik 20 μ m-30 μ m。
5.依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器，其中反射表面(36)包括設(shè)置在較低高度下的第一區(qū)域以 及設(shè)置在較高高度下的第二區(qū)域，其中第一區(qū)域的角度α不同于第二區(qū)域的角度α，其中 特別地第一區(qū)域的角度α低于第二區(qū)域的角度α。
6.依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器，其中反射表面(36)至少部分地彎曲，特別地是凹的。
7.用于燈中的LED封裝，包括襯底(12)，其包括上表面(16)，至少一個照明元件(14)，其用于經(jīng)由背向上表面(16)的發(fā)射表面(22)發(fā)射光，其中照 明元件(14)包括連接到襯底(12)的LED(40)，以及依照權(quán)利要求1的準(zhǔn)直器(20)，其用于引導(dǎo)發(fā)射的光。
8.依照權(quán)利要求7的LED封裝，其中照明元件(14)包括至少一個連接到襯底(12)的 LED(40)以及覆蓋該LED(40)的磷光體(42)，其中該磷光體(42)包括發(fā)光前面(22)和連 接到該前面(22)的發(fā)光側(cè)面(24)。
9.依照權(quán)利要求7的LED封裝，其中提供了特別地為塑料材料的覆蓋物，其用于覆蓋照 明元件(14)和襯底(12)，其中準(zhǔn)直器(20)由該覆蓋物提供或者準(zhǔn)直器(20)由該覆蓋物接 納并且連接到該覆蓋物。
10.依照權(quán)利要求9的LED封裝，其中所述覆蓋物包括至少一個，特別地三個參考元件， 其用于相對于外殼和/或相對于光學(xué)系統(tǒng)對該LED封裝精確定位。
11.用于機(jī)動車輛的燈，特別是頭燈或尾燈，包括依照權(quán)利要求7的連接到外殼的LED 封裝(10)，其中該外殼包括至少一個設(shè)置成鄰近所述準(zhǔn)直器的透鏡。
全文摘要
提供了一種用作LED封裝(10)的一部分的準(zhǔn)直器(20)，包括準(zhǔn)直器主體(28)，其適于收集和/或反射和/或聚焦光；由準(zhǔn)直器主體(28)提供的上平面(30)，其中該上平面(30)限定了大體上水平的平面(32)；由準(zhǔn)直器主體(28)提供的至少一個反射表面(36)，其中反射表面(36)至少部分地與所述水平平面(32)成角度α，該角度為70°≤α≤110°，特別地75°≤α≤100°，優(yōu)選地78°≤α≤92°，最優(yōu)選地79°≤α≤85°，其中準(zhǔn)直器主體(28)包括用于接納包含由LED(40)照射的發(fā)光前面(22)的照明元件(14)的凹陷(34)，其中該照明元件(14)由凹陷(34)接納，使得在組裝狀態(tài)下，反射表面(36)至少部分地延伸到所述前面(22)的水平之下。由于反射表面(36)相對于準(zhǔn)直器主體(28)的水平平面(32)的特定角度α的原因，同時提供了小光源和高光通量，從而增大了LED封裝(10)的亮度和視亮度。
文檔編號H01L33/60GK101803047SQ200880107896
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者G·H·F·W·斯蒂恩布魯根, H·威爾沃爾, J·A·舒格, M·德威特, N·A·M·斯威格斯, R·H·彼得斯, W·P·卡恩多普 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司