[发明专利]光源

权利要求书

1.一种光源，包括：

单片式发射半导体器件；和

小透镜的阵列，所述小透镜以光学和机械方式被耦合到所述单片式发射半导体器件；

其中所述单片式发射半导体器件包括局部光发射区域的阵列，每一个所述局部光发射区域与给定的小透镜相对应；

其中所述小透镜具有表观曲率中心(C_a)、表观焦点(f_a)、曲率半径(R)和小透镜基部直径(D)，所述基部直径为所述小透镜在与所述单片式发射半导体器件交界处的宽度；

其中在所述C_a与所述f_a之间沿着小透镜光轴的距离被归一化，使得C_a位于距离0处，f_a位于点1处；

其中每一个所述局部光发射区域位于距离为大于0且小于的点处；并且

其中每一个所述局部光发射区域的直径为对应小透镜基部直径的三分之一或更小。

2.根据权利要求1所述的光源，其中从所述单片式发射半导体器件发出的光的60％在30度半角的圆锥内从所述小透镜的阵列射出。

3.根据权利要求1所述的光源，其中每一个所述小透镜对应于像素，并且所述光源的像素保真性指标为0.8至1.0之间。

4.根据权利要求1所述的光源，其中所述单片式发射半导体器件包括LED、超发光二极管或光致发光量子阱材料阵列。

5.根据权利要求1所述的光源，其中所述小透镜和所述局部光发射区域各自具有折射率，所述小透镜的折射率等于或大于所述局部光发射区域的折射率。

6.根据权利要求1所述的光源，其中所述小透镜和所述局部光发射区域各自具有折射率，所述小透镜的折射率等于或小于所述局部光发射区域的折射率。

7.根据权利要求1中任一项所述的光源，其中所述单片式发射半导体器件包含半导体材料，并且其中所述小透镜被形成到所述半导体材料中。

8.根据权利要求1中任一项所述的光源，其中所述小透镜被形成到生长基底中。

9.根据权利要求1中任一项所述的光源，其中所述小透镜被形成到耦合到半导体材料的二次材料中。

10.根据权利要求9所述的光源，其中所述小透镜是模制的。

11.根据权利要求10所述的光源，其中模制的所述小透镜随后通过粘合或晶片键合技术被粘合到所述单片式发射半导体器件。

12.根据权利要求1所述的光源，其中所述局部光发射区域是能够单独寻址的。

13.根据权利要求1所述的光源，其中所述局部光发射区域位于电致发光材料或光致发光材料内。

14.根据权利要求1所述的光源，还包括反射性背板，所述反射性背板位于所述单片式发射半导体器件的背向所述小透镜的阵列的表面上。

15.根据权利要求1所述的光源，其中所述小透镜的阵列中的至少一个小透镜被成形为球面小透镜、柱面小透镜或非球面小透镜。

16.一种半导体光源，包括：

局部光发射区域的单片阵列；和

小透镜的阵列，每一个小透镜与所述局部光发射区域成一一对应的关系，并且被光学耦合到所述局部光发射区域以接收来自所述局部光发射区域的光；

其中每一个所述小透镜具有曲率半径(R)、小透镜基部直径(D)、表观焦点(f_a)和表观曲率中心(C_a)，

其中其中σ_o为C_a与f_a之间的负归一化距离；

并且其中每一个所述局部光发射区域的直径为与其光学耦合的所述小透镜的基部直径的三分之一或更小。

17.根据权利要求16所述的光源，其中从所述局部光发射区域的单片阵列发出的光的60％在30度半角的圆锥内从所述小透镜的阵列射出。

18.根据权利要求16中任一项所述的光源，其中所述小透镜和所述局部光发射区域各自具有折射率，所述局部光发射区域的折射率等于或大于所述小透镜的折射率。