具有发光二极管和变化透镜的阵列制造技术

本发明专利技术描述了一种发光二极管阵列模块（50），其包括至少两个发光二极管（10）和透镜（55），其中透镜（55）包括一个公共透镜区段，其中该公共透镜区段包括至少部分地包围垂直于透镜（55）的轴的多个节段（56），其中该节段（56）成形透镜（55）的不均匀表面，其中发光二极管（10）被布置成照射参考平面中的至少两个非重叠的目标区域（112、113、122），并且其中节段（56）被布置成使得至少一个发光二极管（10）照射目标区域（112、113、122）中的一个相应目标区域（112、113、122）。本发明专利技术还描述了一种闪光灯，其包括至少一个发光二极管阵列模块（50）。

Arrays with Light Emitting Diodes and Variable Lens

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有发光二极管和变化透镜的阵列
本专利技术涉及一种具有发光二极管和变化透镜的阵列。本专利技术还涉及一种包括LED阵列模块中的一个或多个的闪光灯。
技术介绍
自适应闪光灯需要比常规闪光灯更高的束成形控制，以便将通量引导到场景的特定区域中。实现这一点的一种方法是具有小LED的阵列和每LED的不同光学器件（透镜阵列）。虽然这可能使厚度保持小，但是需要更大的横向面积来容纳所有透镜。对于空间受限的使用（诸如移动电话闪光系统），这个更大的面积通常不是可接受的。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供一种具有减小的横向面积的发光二极管（LED）阵列模块，其特别适用于移动电话的闪光灯。在独立权利要求中描述了本专利技术。从属权利要求包括优选实施例。根据第一方面，提供了一种发光二极管（LED）阵列模块。该LED阵列模块包括至少两个发光二极管和透镜。透镜包括一个公共透镜区段。公共透镜区段包括至少部分地包围垂直于透镜的轴的多个节段（section）。该节段成形透镜的不均匀表面。发光二极管被布置成照射参考平面中的至少两个非重叠的目标区域。该节段被布置成使得至少一个发光二极管照射目标区域中的一个相应目标区域。目标区域是相同大小的。与其中将不同的透镜区段分配给相应的LED的透镜阵列相比，公共透镜区段能够实现横向尺寸的减小。透镜可以是例如菲涅耳透镜或部分TIR透镜或其组合。可以特别优选地是菲涅耳透镜是折反射（catadioptric）菲涅耳透镜。节段可以是围绕轴布置的环结构，或者可以仅包括这种环结构的扇区。在闭环结构的情况下，环结构可以优选地是旋转对称的（例如圆形，或者任何种类的离散旋转对称，比如椭圆形、二次形状等）。公共区段的节段被布置成使得由LED中的一个发射的通量被主要成像到相应目标区域，以便能够实现场景的均匀光照。因此，与围绕相应目标区域的目标区域相比，相应目标区域接收基本上相应LED的通量中的更多。因此，透镜被布置成使得通过确保与由周围目标区域从LED接收的光相比，由相应目标区域从同一LED接收的光被增加，来增加光分布的对比度。该节段提供变化的轮廓（不均匀的表面），其中轮廓可以取决于节段到轴的距离。至少两个LED可以是包括至少两个区段的分段或多结LED。可以将一个LED成像到一个相应目标区域。可替换地，可以将两个、三个或更多个LED成像到相同的目标区域。可以存在两个、三个、四个或更多个目标区域。参考平面中的目标区域描述了由LED发射的光被成像到的立体角。因此，目标区域的尺寸和到参考平面的距离描述了可以借助于LED阵列模块照射的视场。例如，参考平面可以被布置在距透镜1m的距离处，并且目标区域可以具有至少400mm乘400mm的尺寸。例如，在圆形或旋转对称透镜的情况下，轴可以是光学轴。该节段的至少一部分可以包括通过峰结合的内侧表面和外侧表面，其中内侧表面或外侧表面中的至少一个相对于轴的取向取决于峰和轴之间的距离而至少在到轴的限定距离内改变。改变节段中的一部分节段或全部节段的内侧表面和/或外侧表面的取向（例如，相应侧表面相对于公共平面中的轴的角度）能够实现对于由LED发射的光的定制成像。在径向对称透镜的情况下，限定的距离可以例如跨透镜的一部分或整个直径延伸。内侧表面、外侧表面和峰可以限定节段中的至少部分的三角形截面，该三角形截面包括通过峰结合的内侧表面和外侧表面。远离峰的外侧表面和内侧表面的端点可以例如通过包括轴的平面中的直线虚拟地连接。三角形截面的内侧表面可以相对于垂直于轴的平面围成一角度。该角度可以随着到轴的距离的增加而减小。该角度可以随着每个节段而减小，或者节段中的两个、三个或更多个可以与轴围成相同的角度。节段可以在包括轴的平面中提供类似锯齿的截面。每个齿被三角形截面表征，其中三角形的侧边可以是直的或弯曲的。三角形截面可以例如被三个内角表征，其中内角的总和是180°。在这种情况下，虚拟三角形的侧边可以是直的。可替换地或附加地，节段中的一部分可以包括在包括轴的平面中弯曲的内侧表面或外侧表面。节段可以围绕轴闭合，以便成形如上面描述的环结构。节段可以相对于轴旋转对称。节段可以是例如同心环结构或椭圆环结构，其中轴被布置在椭圆的两个轴的中心点处。至少两个发光二极管可以被布置在垂直于轴的平面中。透镜可以被布置成取决于第一发光二极管到第一相应目标区域的轴的距离来对由第一发光二极管发射的光进行成像。第一相应目标区域可以被布置成相对于透镜的中心与第一发光二极管点对称。透镜并且尤其是节段可以被布置成使得由参考平面中的所有目标区域接收并且由至少一个发光二极管发射的通量的至少15%、更优选地20%由相应目标区域接收。由相应目标区域接收的通量是由相应目标区域的相邻相同大小的目标区域从至少一个发光二极管接收的通量的至少130%，更优选地至少150%。透镜并且尤其是节段能够实现相应目标区域和分配给除了至少一个发光二极管之外的、被布置在相应目标区域周围的目标区域之间的增加的对比度。可以优选的是，相应目标区域接收由参考平面中的所有目标区域接收的通量的至少30%，并且其中由相应目标区域接收的通量是由周围或邻近的目标区域中的任一个接收的通量的至少170%或甚至200%。发光二极管可以以规则的阵列图案布置。发光二极管可以例如以矩形图案布置。发光二极管中的一个的中心可以被布置在轴上。中心被布置在轴上的发光二极管可以被布置在阵列的中心处。其他LED可以围绕中心LED以矩形或六边形图案布置。轴上的LED可以可替换地或附加地由圆形LED围绕。根据另一方面，提供了一种闪光灯。该闪光灯可以包括如上面描述的一个、两个、三个或更多个发光二极管阵列模块。应当理解，本专利技术的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。下面定义其他有利实施例。本专利技术的这些和其他方面根据下文描述的实施例将是清楚明白的，并且将参考下文描述的实施例进行阐述。附图说明现在将参考附图基于实施例以示例的方式描述本专利技术。在附图中：图1示出了常规LED阵列模块的截面的主要简图图2示出了由常规LED阵列模块的中心LED发射的光的光线跟踪模拟图3示出了由常规LED阵列模块的角LED发射的光的光线跟踪模拟图4示出了角LED在参考平面中的通量图5示出了LED阵列模块的第一实施例的截面的主要简图图6示出了LED阵列模块的第一实施例的俯视图的主要简图图7示出了第一实施例的中心LED在参考平面中的通量图8示出了第一实施例的侧LED在参考平面中的通量图9示出了第一实施例的角LED在参考平面中的通量图10示出了LED阵列模块的第二实施例的截面的主要简图在附图中，相同的数字始终指代相同的对象。附图中的对象不一定按比例绘制。具体实施方式现在将借助于附图描述本专利技术的各种实施例。图1示出了常规LED阵列模块40的截面的主要简图。常规LED阵列模块40包括九个LED10，其以规则的矩形3×3图案布置在与标准圆对称的菲涅耳透镜41（另参见图6）平行的平面中。跨3×3阵列的第二列截取截面。列布置在y轴2上或与y轴2平行，并且阵列的行布置在x轴1上或与x轴1平行。该截面示出了y轴2和z轴3的平面。图2示出了由常规LED阵列模块40的中心LED发射的光的光线跟踪模拟。中心LED是图1中示出的处于中间的LED10。光线跟踪模拟示出由中心LED发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管阵列模块（50），包括至少两个发光二极管（10）和透镜（55），其中所述透镜（55）包括一个公共透镜区段，其中所述公共透镜区段包括至少部分地包围垂直于所述透镜（55）的轴的多个节段（56），其中所述节段（56）成形所述透镜（55）的不均匀表面，其中所述发光二极管（10）被布置成照射参考平面中的至少两个非重叠的目标区域（112、113、122），并且其中所述节段（56）被布置成使得至少一个发光二极管（10）照射所述目标区域（112、113、122）中的一个相应目标区域（112、113、122），其中所述节段（56）的至少一部分包括通过峰结合的内侧表面和外侧表面，其中所述内侧表面或外侧表面中的至少一个相对于所述轴的取向取决于所述峰与所述轴之间的距离而至少在到所述轴的限定距离内改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.13 EP 17151409.41.一种发光二极管阵列模块（50），包括至少两个发光二极管（10）和透镜（55），其中所述透镜（55）包括一个公共透镜区段，其中所述公共透镜区段包括至少部分地包围垂直于所述透镜（55）的轴的多个节段（56），其中所述节段（56）成形所述透镜（55）的不均匀表面，其中所述发光二极管（10）被布置成照射参考平面中的至少两个非重叠的目标区域（112、113、122），并且其中所述节段（56）被布置成使得至少一个发光二极管（10）照射所述目标区域（112、113、122）中的一个相应目标区域（112、113、122），其中所述节段（56）的至少一部分包括通过峰结合的内侧表面和外侧表面，其中所述内侧表面或外侧表面中的至少一个相对于所述轴的取向取决于所述峰与所述轴之间的距离而至少在到所述轴的限定距离内改变。2.根据权利要求1所述的发光二极管阵列模块（50），其中所述透镜（55）被布置成使得由所述参考平面中的全部目标区域（112、113、122）接收并且由所述至少一个发光二极管（10）发射的通量的至少15%由所述相应目标区域（112、113、122）接收，并且其中由所述相应目标区域（112、113、122）接收的所述通量是由所述相应目标区域（112、113、122）的相邻相同大小的目标区域（112、113、122）从所述至少一个发光二极管（10）接收的通量的至少130%。3.根据权利要求1所述的发光二极管阵列模块（50），其中所述内侧表面、所述外侧表面和所述峰限定所述节段（56）的至少部分的三角形截面（56）。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：A范德尔斯徳，N普费弗，E斯塔萨，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL