具有用于减少颜色随角度变化的光学元件的照明组件制造技术

提供了照明组件(100)、灯、照明器材、制造方法和制造控制程序。照明组件包括光源(110)和光学元件(120)。该光源包括固态发光体(112)和发光元件(114)。固态发光体布置成发射第一颜色的光到发光元件中。发光元件包括光发射窗口(115)，光通过该光发射窗口(115)发射。光学元件被布置成用于减小由发光元件的光发射窗口发射的光的颜色随角度变化。光学元件包括光输入面、光输出面以及在多个位置处的从光输入面延伸到光输出面的光透射壁(122)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于减少颜色随角度变化的光学元件的照明组件
本专利技术涉及一种照明组件。本专利技术还涉及一种灯和一种照明器材。本专利技术还涉及制造用于在照明组件中使用的光学元件的制造方法和制造控制程序。
技术介绍
公布的美国专利申请US2010/0072488A1描述了一种将光发射到磷光体层中的发光二极管(LED)。磷光体层转换由LED发射的一部分光以获得相对较白的光发射。然而，在不同的光发射角度下发射的光的颜色是变化的，换句话说，存在显著的颜色随角度变化。在所引用的文献的实施例中，磷光体层的高度和/或宽度被良好地控制，以控制颜色随角度变化。在所讨论的实施例中，控制磷光体层的宽度和高度以控制在相对较低的光发射角度下发射的泛蓝白光的量和在相对较大的光发射角度下发射的泛黄白光的量。随后，引用的专利文献提出了使用反射器或透镜来校正颜色随角度变化，以获得在所有光发射角度下都具有相对统一的颜色的光发射。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磷光体转换光源，其具有改进的颜色随角度分布。为此目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种照明组件。该照明组件包括光源和光学元件。该光源包括固态发光体和发光元件。固态发光体布置成发射第一颜色的光到发光元件中。发光元件包括用于吸收第一颜色的光的一部分并用于将吸收的光的一部分向第二颜色的光转换的发光材料。发光元件包括光发射窗口，第一颜色和/或第二颜色的光穿过光发射窗口被发射。光学元件被布置用于减小由发光元件的光发射窗口发射的光的颜色随角度变化。光学元件包括光输入面、光输出面以及在多个位置处的从光输入面延伸到光输出面的光透射壁。光输入面面对发光元件的光发射窗口，用于接收由发光元件发射的光。光输出面与光输入面相对地布置，用于将透射光发射到照明组件的环境中。在光学元件的壁之间，接收的光的一部分可以被透射而不受壁的阻碍。特别地，具有与壁大致平行的光发射角度的光不应入射在壁上。具有较大光发射角度的光线的光入射在光透射壁上。光透射壁可以允许透射大部分入射在壁上的光。在从一种介质到另一种介质的每一次过渡中，即使光线入射在过渡表面上的角度小于过渡表面的临界角，也几乎不可能防止光的任何反射。尽管壁的表面可能看起来相对平坦，但在微观水平上来看，可能会有一些粗糙，并且因此壁也可能反射以小于临界角的角度入射的一些光线。因此，一定量(有限量)的光线被壁反射，同时还有一部分光线被透射到壁后面的区域。随后，在透射过壁之后，光线可能在另一位置处入射在光透射壁上，其中再次有一定量(有限量)的透射光线可能被反射，同时还有一部分光线被透射到壁的另一侧，等等。特别地，在壁的表面反射的光线可能以(稍微)不同的方向被反射。因为较大的光发射角度下的一部分光线在壁处被反射，所以以不同的光发射角度发射的不同颜色的光被更好地混合。换句话说，以较大的光发射角度发射的光的一部分被反射，使其变为具有不同的光发射角度的光，并且因此以较大角度发射的光与以较小角度发射的光更好地混合。由此，减少了在不同的光发射角度下发射光的颜色的变化。因此，光学元件增强了光源的颜色随角度分布。应当注意的是，(对于特定光线的)术语“光发射角度”由特定光线与垂直于光发射窗口的(虚拟)线之间的角度限定。光学元件在第一侧具有光输入面。第一侧布置在如下位置：由发光元件的光发射窗口发射的光(的大部分)在该位置被光输入面接收。光输入面朝向光发射窗口。光输入面可以与光发射窗口接触，或者可替代地，在光发射窗口和光输入面之间可以存在间隙(例如，为了防止热量从发光元件向光学元件传递)。光透射壁之间在不同位置处的空间可以包括介质，例如透明气体。光输入面和光面可以是开放的，并因此与周围环境接触。因此，可以假设光透射壁之间在不同位置处的空间被空气或照明组件的环境中存在的特定其他气体填充。光透射壁可以具有统一的厚度，但是在不同的位置也可以具有不同的厚度。可选地，光学元件包括通道结构，其中光透射通道壁包围通道，通道的第一端布置在光输入面处，通道的相对的第二端布置在光输出面处。通道壁由不同位置的壁形成在一起。这些通道可以彼此相邻地布置并且被通道壁隔开。这样的通道结构是相对(在机械方面)较强的结构，并且制造这种通道结构相对容易。包括以上讨论的通道结构的照明组件可以由以下限定：一种照明组件，包括：a)包括固态发光体和发光元件的光源，固态发光体布置成将第一颜色的光发射到发光元件，发光元件包括用于吸收第一颜色的光的一部分并用于将所吸收的光的一部分向第二颜色的光转换的发光材料，发光元件包括光发射窗口，通过该光发射窗口发射第一颜色和/或第二颜色的光，以及b)光学元件，其被布置成用于减少由发光元件的光发射窗口发射的光的颜色随角度变化，该光学元件包括通道结构，其中光透射壁包围通道，通道的第一端是接收来自光发射窗口的光的光输入窗口，并且通道的相对的第二端是用于将透射光发射到照明组件的环境中的光输出窗口。可选地，所述多个位置处的光透射壁由螺旋形壁形成，所述螺旋形壁在与光输入面或光输出面平行的平面中具有螺旋的横截面形状。具有螺旋形壁的光学元件可以相对容易地制造，因为只有一个随后以螺旋形布置的细长壁元件必须被使用。可选地，所述多个位置处的所述壁由透明材料制成。特别是当使用透明材料时，有限量的光线(具有小于临界角的光发射角度)被壁反射。本专利技术人已经发现，只有一小部分光必须被反射，以减少在不同光发射角度下发射的光的颜色变化。因此，透明材料提供了增强的颜色随角度分布，同时防止不必要的光吸收(由此防止效率降低太多)并且防止在光发射表面处发射的光的过大的准直。可选地，在所述多个位置处的所述壁被布置成使入射在所述壁上的光的5％至20％之间的光被反射。壁的材料和壁的结构影响多少的光被反射。特别地，透明壁通常有这样的反射量。要注意的是，壁是透光的，并且因此假定(也考虑到有限量的光吸收)至少70％的入射光透射通过光透射壁，并且可选地，至少80％的入射光透射通过光透射壁。可选地，壁反射入射在壁上的光的5％至10％之间的光。可选地，从光输入面延伸到光输出面的所述壁的表面具有浮凸。壁的轻微浮凸有助于反射入射在壁上的光。由此，获得更好的光混合，并获得更统一的颜色输出。浮凸可以由粗糙的表面或规则起伏的表面形成。浮凸可以通过例如蚀刻或由于在其中形成壁的模具的粗糙结构而形成。以下讨论导致有限的浮凸的另一制造技术。浮凸也可以是周期性的结构，例如由形状为半个菱形体(diamond)或半个球体的突起形成。可选地，所述浮凸由在与光输入面或光输出面大致平行的平面内延伸的肋(即脊)形成。可选地，肋的横截面形状为三角形、正弦形、曲线形或矩形。可选地，所述多个位置处的所述壁的表面具有由增材制造技术所产生的结构。在增材制造技术中，通过在先前制造的层的上方添加层来逐渐建立所制造的物体。3D打印就是这种技术的一个示例。通过在先前制造的层的上方添加层，侧壁的结构是重复肋、即脊或线的图案。肋的周期性可以在2微米至500微米的范围内，或者可选地在50微米至200微米的范围内。肋的平均表面幅度(其为在垂直于壁的表面的方向上测量的肋的最大值与最小值之间的平均距离)可以在1微米至50微米的范围内，或者可选地在3微米至30微米的范围内。可选地，所述壁包括至少一种以下材料：所述多个位置处的所述壁包括以下材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明组件(100、250、300、510、560)，包括：‑光源(110、260、310)，所述光源包括固态发光体(112)和发光元件(114)，所述固态发光体(112)被布置成发射第一颜色的光到所述发光元件(114)中，所述发光元件(114)包括用于吸收所述第一颜色的光的一部分并用于将所吸收的光的一部分向第二颜色的光转换的发光材料，所述发光元件(114)包括光发射窗口(115)，所述第一颜色和/或所述第二颜色的光被发射穿过所述光发射窗口(115)；‑光学元件(120、270、320、330、360、800、820、840、860)，所述光学元件被布置用于减小在所述发光元件(114)的所述光发射窗口(115)处发射的光的颜色随角度变化，所述光学元件(120、270、320、330、360、800、820、840、860)包括光输入面、光输出面以及在多个位置处的从所述光输入面延伸到所述光输出面的光透射壁(122、272、322、352、802)，所述光输入面面对所述发光元件(114)的所述光发射窗口(115)，用于接收由所述发光元件(114)发射的光，所述光输出面与所述光输入面相对地布置，用于将透射光发射到所述照明组件(100、250、300、510、560)的环境中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.03 EP 15179474.01.一种照明组件(100、250、300、510、560)，包括：-光源(110、260、310)，所述光源包括固态发光体(112)和发光元件(114)，所述固态发光体(112)被布置成发射第一颜色的光到所述发光元件(114)中，所述发光元件(114)包括用于吸收所述第一颜色的光的一部分并用于将所吸收的光的一部分向第二颜色的光转换的发光材料，所述发光元件(114)包括光发射窗口(115)，所述第一颜色和/或所述第二颜色的光被发射穿过所述光发射窗口(115)；-光学元件(120、270、320、330、360、800、820、840、860)，所述光学元件被布置用于减小在所述发光元件(114)的所述光发射窗口(115)处发射的光的颜色随角度变化，所述光学元件(120、270、320、330、360、800、820、840、860)包括光输入面、光输出面以及在多个位置处的从所述光输入面延伸到所述光输出面的光透射壁(122、272、322、352、802)，所述光输入面面对所述发光元件(114)的所述光发射窗口(115)，用于接收由所述发光元件(114)发射的光，所述光输出面与所述光输入面相对地布置，用于将透射光发射到所述照明组件(100、250、300、510、560)的环境中。2.根据权利要求1所述的照明组件(100、250、300、510、560)，其中，所述光学元件(120、270、320、330、360、800、820、840、860)包括通道结构，其中光透射通道壁(122、272、322、352)包围通道(124、274、324、354)，所述通道(124、274、324、354)的第一端布置在所述光输入面处，并且所述通道(124、274、324、354)的相对的第二端布置在所述光输出面处，在所述多个位置处，所述光透射壁(122、272、322、352、802)由所述光透射通道壁(122、272、322、352)形成。3.根据权利要求1所述的照明组件，其中，所述多个位置处的所述光透射壁(122、272、322、352、802)由螺旋形壁(802)形成，所述螺旋形壁(802)在与所述光输入面或所述光输出面平行的平面中具有螺旋的横截面形状。4.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件(100、250、300、510、560)，其中，所述多个位置处的所述壁(122、272、322、352、802)由透明材料制成。5.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件(100、250、300、510、560)，其中，所述多个位置处的所述壁(122、272、322、352、802)被布置成使入射在所述壁(122、272、322、352、802)上的光的5％至20％之间的光被反射。6.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件(100、250、300、510、560)，其中，从所述光输入面延伸到所述光输出面的所述壁(122、272、322、352、802)的表面具有浮凸，可选地，所述浮凸由在与所述光输入面或所述光输出面大致平行的平面内延伸的肋形成。7.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件(100、250、300、510、560)，其中，所述多个位置处的所述壁(122、272、322、352、802)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·伦兹，R·A·M·希克梅特，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL