本发明专利技术涉及一种准直装置（１、２、３、４），该准直装置用于准直由安排在平面基座（１６）上的至少一个发光二极管（１２、１４）发出的光。所述的准直装置（１、２、３、４）包括准直器（２０、２２、２４）和一组反射表面（５０、５２）。准直器包括：用于允许由所述至少一个发光二极管发出的光进入准直器（２０、２２、２４）的光的入口窗口（２８、３０）；用于从准直器（２０、２２、２４）发出光的光的出口窗口（３２、３４）；准直器并且包括：第一边缘表面（３６）、第二边缘表面（３８）、第三边缘表面（４０、４２、４４）和第四边缘表面（４６、４８）。对于准直装置（１、２、３、４）进行安排，以便通过全内反射引导由所述至少一个发光二极管（１２、１４）发出的光沿第三和第四边缘表面（４０、４２、４４、４６、４８）的方向朝向光的出口窗口（３２），并且对于准直装置（１、２、３、４）进行安排，以便通过反射表面（５０、５２）引导由所述至少一个发光二极管（１２、１４）发出的光沿着第一和第二边缘表面（３６、３８）的方向。这使准直装置的宽度（ｗ）容易减小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于准直由至少一个发光二极管发出的光的准直装置。本专利技术还涉及照明系统和显示设备。技术背景用于准直由发光二极管发出的光的准直器本身是已知的。它们尤其用于减小发光二极管(下面还表示为LED)发出的光的角分布，并且 用于例如向显示设备的背光照明系统引导所发出的光。准直器还用于 提高所发光的均匀性，在使用多个发出不同颜色的光的发光二极管的 情况下，准直器用于增加由各个发光二极管发出的光的颜色混合。优 选的是，为了准直光让光从准直器的壁发生的反射，是基于全内反射， 以便使光的损耗最小。美国专利申请US2003 / 0076034公开了这样一种准直器。在这个 专利申请中，所公开的准直器包括多个有色发光二极管芯片，在一个 细长基座上将这些发光二极管芯片安排成直线阵列。该已知的准直器 整体式地安装在所说基座上的发光二极管芯片上。彩色的发光二极管 芯片的阵列例如可以包括常规的绿、红、蓝色发光二极管芯片，它们 在混合时产生白光。该已知的准直器配置成长方形的喇叭状的部件， 具有平行于细长基座而延伸的平面上壁。该已知的准直器通常是从塑 料制造的单个固体部件，具有用于发光二极管芯片的空腔。所述空腔 包围发光二极管芯片，并且通常填充透明的硅树脂材料。发光二极管 芯片发出的光从该已知准直器的侧壁通过全内反射进行反射，准直并 混合了所发出的光。在所引专利申请中公开的已知的准直器实施例中， 将该已知的准直器针对6mm厚的背光照明波导进行优化。在这个申请 中，必须成形包围发光二极管芯片的空腔的壁，以获得高度准直的发 光二极管芯片发出的光。在光学系统(例如背光照明系统)中的发展趋势是系统的进一步 微型化。这些光学系统通常包括准直器。所述已知的准直器的缺点是这些准直器的尺寸太大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供尺寸减小的准直装置。按照本专利技术的第一方面，所述的目的是利用一种准直装置实现的， 所述的准直装置用于准直由安排在平面基座上的至少一个发光二极管发出的光，所述的准直装置包括准直器，该准直器包括与平面基座 基本上垂直的对称平面；允许由所述至少一个发光二极管发出的光进 入准直器的光的入口窗口；用于从准直器发出光的光的出口窗口；面 对第二边缘表面的第一边缘表面，第一和第二边缘表面是平面的表面， 将它们基本上平行地安排在所述对称平面的相对的两侧上，并且在光 的入口窗口和光的出口窗口之间延伸；以及面对笫四边缘表面的第三 边缘表面，第三和笫四边缘表面是两个非平面的表面，将它们限制在 光的入口窗口、光的出口窗口和第一与笫二边缘表面之间，并且将它 们成形为通过全内反射向光的出口窗口引导平行于所述对称平面发射 的光；所述的准直装置进一步还包括一组反射表面，将它们安排在平 面基座和第一与第二边缘表面之间，用于朝向反射表面反射由所述至 少一个发光二极管发出的光，使其进入准直器。按照本专利技术的各种措施达到的效果是，准直装置通过全内反射引 导由所述至少一个发光二极管发出的光沿第三与第四边缘表面的方向 朝向光的入口窗口 ，并且通过反射表面引导由所述至少一个发光二极 管发出的光沿着第一与第二边缘表面的方向。第一与第二边缘表面是 平面的表面。在第一和笫二边缘表面之间的距离在一般情况下确定了 准直器的宽度。在所述已知的准直器中，发光二极管安排在由平面基 座和光的入口窗口限定的空腔内。已知的准直器的空腔通常包括空腔 壁，空腔壁是准直器的一部分，并且是在光的入口窗口和准直器的边 缘表面之间形成的。在不改变空腔尺寸的条件下减小所述已知的准直 器的尺寸，例如减小两个相对的边缘表面之间的距离，将使沿两个相 对的边缘表面方向的空腔壁变薄。在两个相对边缘表面之间的某个距 离处，空腔壁会变得极其脆弱，空腔壁的形状可能不再适合对于发光 二极管发出的光的准直。在本专利申请要求保护的准直装置中，所述 的准直装置包括准直器和反射表面。所述至少一个发光二极管安排在准直器的空腔内。所述的空腔是由沿第三与第四边缘表面方向的空腔 壁限定的，并且由沿第一与第二边缘表面方向的反射表面限定。利用 不构成准直器一部分的反射表面代替沿第一与第二边缘表面方向的空 腔壁，可以减小第一和第二边缘表面之间的距离，于是减小了准直装 置的宽度，同时没有脆弱空腔壁，或者不会存在空腔壁不适合准直的 形状。这得到了尺寸容易减小的准直装置。在使用全内反射的反射和来自反射表面的反射之间的差别是，全 内反射是无损耗的反射，而来自反射表面的反射在一般情况下要产生 某些光损耗。全内反射通常发生在从光学致密介质到光学较不致密介 质的边界处。当入射光击中所述边界的入射角大于临界角时，击中边 界的所有的光将反射回去进入光学致密介质(光束的入射角通常在边 界的法线和入射光束之间限定)。对比之下，来自反射表面(如金属 涂层)的反射在一般情况下总隐含着光的损耗，因为某些入射光由反 射表面吸收了。要求保护的本专利技术的主题的一个附加的优点是，使用在平面基座 和第一与第二边缘表面之间安排反射表面，与所述已知的准直器相比，增加了准直装置的可制造性。在所述已知的准直器中，将所述至少一 个发光二极管安排在包围所述至少一个发光二极管的空腔中。通过减 小所述已知的准直器的宽度，使空腔壁变得极薄，所得到的准直器在 制造和组装期间都容易损坏。本专利技术人已经认识到，利用平面基座和 第一与笫二边缘表面之间安排的反射表面代替沿第一及第二边缘表面方向的空腔壁已经实现了本专利技术，可以不必考虑第一及笫二边缘表面 处的薄而脆的空腔壁。由于在按照本专利技术的准直装置中使用了反射表 面，所产生的准直装置的尺寸可以减小，同时可以保持优良的可制造 性。例如在欧洲专利申请EP1103759中公开了使用反射表面准直由发 光二极管发出的光。这个文献公开了使用围绕发光二极管的反射杯进 行准直。对比之下，本专利技术的准直装置表示的是经过反射表面的准直以 及经过全内反射的引导或准直的唯一组合。由于从反射表面的反射以 及经过全内反射的反射的这种组合，可以减小按照本专利技术的准直装置 的尺寸，同时还限制了反射引起的光的损耗。在准直装置的一个实施例中，成形反射表面，以便在准直器的内部获得从反射表面反射的光的角分布，这允许经全内反射限制从反射 表面反射的光在第一边缘表面和第二边缘表面之间。这个实施例的优 点是，在从反射表面反射之后，光基本上是没有损耗的，限制在第一 和第二边缘表面之间。可以使用已知的光线跟踪程序来确定反射表面 的所需形状。在准直装置的一个实施例中，将反射表面安排在平面基座上。这 个实施例的优点是，可将反射表面机械地安装在平面基座上，靠近所 述至少一个发光二极管，这简化了按照本专利技术的准直装置的组装。在准直装置的一个优选实施例中，反射表面是平面基座的一部分。 例如，可将反射表面和平面基座这两者注模成单个形状。这个实施例 的优点是，反射表面相对于平面基座的位置总是完全确定的，这进一 步简化了准直装置的组装。这个实施例的另一个优点是，可以减小平 面基座再加上反射表面的生产成本。附图说明本专利技术的这些和其它方面根据下面描述的实施例将是显而易见 的，并且将参照这些实施例进行阐述。 在这些附图中，图1A、 1B、 1C表示按照本专利技术的准直装置的剖面图； 图2A、 2B表示按照本专利技术的另一个准直装置的剖面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种准直装置（１、２、３、４），用于准直由安排在平面基座（１６）上的至少一个发光二极管（１２、１４）发出的光，所述的准直装置（１、２、３、４）包括准直器（２０、２２、２４），准直器包括： 与平面基座（１６）基本上垂直的对称平面（２６）； 允许由所述至少一个发光二极管发出的光进入准直器（２０、２２、２４）的光的入口窗口（２８、３０）； 用于从准直器（２０、２２、２４）发出光的光的出口窗口（３２、３４）； 面对第二边缘表面（３８）的第一边缘表面（３６），第一和第二边缘表面（３６、３８）是平面表面，它们基本上平行地安排在所述对称平面（２６）的相对侧上，并且在光的入口窗口（２８、３０）和光的出口窗口（３２、３４）之间延伸；和 面对第四边缘表面（４６、４８）的第三边缘表面（４０、４２、４４），第三和第四边缘表面（４０、４２、４４、４６、４８）是非平面的表面，将它们限制在光的入口窗口（２８、３０）、光的出口窗口（３２、３４）和第一与第二边缘表面（３６、３８）之间，并且将它们成形为通过全内反射向光的出口窗口（３２、３４）引导平行于所述对称平面（２６）发射的光；所述的准直装置（１、２、３、４）进一步还包括一组反射表面（５０、５２），将它们安排在平面基座（１６）和第一与第二边缘表面（３６、３８）之间，用于朝向反射表面（５０、５２）反射由所述至少一个发光二极管（１２、１４）发出的光，使其进入准直器（２０、２２、２４）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-12-14 05112087.11、一种准直装置(1、2、3、4)，用于准直由安排在平面基座(16)上的至少一个发光二极管(12、14)发出的光，所述的准直装置(1、2、3、4)包括准直器(20、22、24)，准直器包括与平面基座(16)基本上垂直的对称平面(26)；允许由所述至少一个发光二极管发出的光进入准直器(20、22、24)的光的入口窗口(28、30)；用于从准直器(20、22、24)发出光的光的出口窗口(32、34)；面对第二边缘表面(38)的第一边缘表面(36)，第一和第二边缘表面(36、38)是平面表面，它们基本上平行地安排在所述对称平面(26)的相对侧上，并且在光的入口窗口(28、30)和光的出口窗口(32、34)之间延伸；和面对第四边缘表面(46、48)的第三边缘表面(40、42、44)，第三和第四边缘表面(40、42、44、46、48)是非平面的表面，将它们限制在光的入口窗口(28、30)、光的出口窗口(32、34)和第一与第二边缘表面(36、38)之间，并且将它们成形为通过全内反射向光的出口窗口(32、34)引导平行于所述对称平面(26)发射的光；所述的准直装置(1、2、3、4)进一步还包括一组反射表面(50、52)，将它们安排在平面基座(16)和第一与第二边缘表面(36、38)之间，用于朝向反射表面(50、52)反射由所述至少一个发光二极管(12、14)发出的光，使其进入准直器(20、22、24...
【专利技术属性】
技术研发人员：M里梅杰，GM卡龙，E范利尔，L王，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]
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