[发明专利]光源

说明书

描述了一种光源。

本专利申请要求欧洲专利申请07010836.0的优先权，该欧洲专利 申请的公开内容因此通过参考被引入。

本文中所述设备的实施例的至少一个目的是提供一种光源，其包 括发光装置和光学元件。

可以由根据本专利权利要求1的光源实现这个目的。在其它专利 权利要求中列举了其它实施例。

根据至少一个实施例，一种光源包括：

-发光装置，其从发射表面发出电磁辐射以及

-光学元件，其具有光输入表面、光输出表面和连接该光输 入表面与光输出表面的侧表面，

其中，

-该光输入表面位于发光装置的光路中，电磁辐射通过该光 输入表面进入该光学元件，并且

-该光输入表面具有凹曲度和面积，该面积小于光输出表面 的面积。

此处以及下文中，“电磁辐射”和“光”是同义词，均表示具有 一波长或者从紫外到红外范围波长的组合的电磁辐射。

光输入表面可以面向发光装置的发射表面。光学元件的光输入表 面的凹曲度意味着该光输入表面相对于光学元件的体积是向内弯曲 和/或中空的，因此从发光装置观察其形成为中空或凹形。由于该光输 入表面的凹曲度，所以由发光装置发出的光能够非常高效地耦合到光 学元件中，这是因为从发射表面来看，凹曲的光输入表面可以比与该 凹曲的光输入表面具有相同表面面积的平的输入表面覆盖更大的立 体角。如果发光装置提供具有角分布的光发射，即发光装置可以向覆 盖发射立体角的不同方向发光，那么这可能是特别有利的。例如，发 光装置的发射表面可以是平的，并且可以由具有与发射表面的延伸方 向正交的表面法线的平面来表征。由发光装置发出的光的特征可以在 于相对于发射表面的表面法线的角强度分布(angular intensity distribution)。例如，发光装置可以提供朗伯特(Lambertian)发射 特性，即由发光装置发出的光可以提供相对于发射表面的表面法线的 余弦状强度分布。这可能意味着所发出的光的有效部分沿着与发射表 面非正交的方向发射，产生了发射立体角。所发出的光中的沿着与发 射表面非正交的方向发射并且由此偏离发射表面的表面法线的部分 光可以被有效地耦合到光学元件中，这是因为光学元件的凹曲的光输 入表面可以覆盖等于或接近于发光装置的发射立体角的立体角。因 此，该光输入表面能够捕获全部或几乎全部光，例如大于从发光装置 发出的光的80％或者大于85％，或者甚至是大于90％。

由于光输出表面具有比光输入表面大的表面面积，所以光学元件 还可以提供穿过该光学元件的光的集中，从而使得从光输出表面发出 光所成的立体角小于发光装置的发射立体角，从发光装置的发射表面 以该发射立体角发出光。这可能意味着该光学元件可以提供穿过该光 学元件的光的准直。可能发生集中和/或准直是因为集光率守恒，这是 基本的光学定律，遵循此定律就可以仅以扩大光束的横截面为代价实 现光束的集中和/或准直。例如，该光学元件可以将由发光元件发出的 具有朗伯特强度分布的光集中和/或准直成锥形光束，该锥形光束具有 20°到60°之间或者30°到50°之间，或者例如大约38°的张角。

光输入表面可以被形成为椭圆体、球体、椭圆抛物面或者其任意 组合的一部分。光输入表面可以由平滑表面形成，或者可以包括接近 前面提到的形状之一的多个平的表面部分，该多个平的表面部分相对 于彼此倾斜。

此外，光输入表面可以具有采用多边形、圆形或者椭圆形或其任 意组合的周界(perimeter)。此处以及下文中，“周界”可以表示平面 或者曲表面的边界线。多边形可以是例如三角形、四边形，特别是矩 形，或者具有n个边和角的任何其它规则的或者不规则的多边形，n 等于或大于3。周界的形状可以由欧几里得几何体(即周界的边可以 位于平面中)，或者由非欧几里得、椭圆的几何体(即周界的边可以 位于椭圆体、球体、椭圆抛物面的表面上或者任何其它弯曲(curved) 或弯折(bent)的表面上或其任意组合上)来表征。