发光器件和光照器件制造技术

描述了一种分割光或光学功率发射器件和光照器件。分割器件包括具有光或光学功率发射半导体结构的管芯，该光或光学功率发射半导体结构包括设置在n层和p层之间的有源层。沟槽形成在至少半导体结构中并将该管芯分离成可单独寻址的区段。有源层发射具有第一色点或光谱的光或光学功率。至少一个波长转换层与管芯相邻，并将光或光学功率转换为具有至少一个第二色点或光谱的光或光学功率，并且将未被转换的、穿过至少一个波长转换层的泵浦光或光学功率与由光或光学功率发射器件发射的总光或光学功率的能量比限制为小于10％。学功率的能量比限制为小于10％。学功率的能量比限制为小于10％。

【技术实现步骤摘要】
发光器件和光照器件
[0001]本案为分案申请，母案是申请号为201780082499.7的进入国家阶段的PCT申请，其专利技术名称为“发光器件和光照器件”，申请日为2017年11月6日。
[0002]相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请第62/418447号、2017年11月5日提交的美国非临时专利申请第15/803803号的权益，其通过引用并入，如同完全阐述一样。

技术介绍

[0003]包括发光二极管、谐振腔发光二极管、垂直腔激光器二极管和边缘发射激光器的半导体发光器件或光学功率发射器件(诸如发射紫外(UV)或红外(IR)光学功率的器件)属于当前可用的最高效的光源。由于其紧凑的尺寸和较低的功率要求，例如，半导体光或光学功率发射器件(为了简单起见，本文称为LED)是用于手持电池供电器件(诸如相机和手机)的光源(诸如相机闪光灯)的有吸引力的候选者。它们还可以用于摄像机的手电筒、以及用于诸如家庭、商店、办公室和工作室照明、剧院/舞台照明和建筑照明的一般光照。单个LED经常提供比典型光源更不明亮的光，并且因此，LED的阵列经常用于这样的应用。

技术实现思路

[0004]描述了一种分割的光或光学功率发射器件和光照器件。该分割器件包括具有光或光学功率发射半导体结构的管芯，该光或光学功率发射半导体结构包括设置在n层和p层之间的有源层。沟槽形成在至少半导体结构中并将管芯分离成可单独寻址的区段。有源层发射具有第一色点或光谱的光或光学功率。至少一个波长转换层与管芯相邻，并将光或光学功率转换为具有至少一个第二色点或光谱的光或光学功率，并且将未被转换的、穿过至少一个波长转换层的泵浦光或光学功率与由光或光学功率发射器件发射的总光或光学功率的能量比限制为小于10％。
附图说明
[0005]图1A是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割LED的截面的视图的示意图，该示例分割LED具有在所有区段上方的单个完全转换波长转换层；图1B是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割LED的截面的视图的示意图，该示例分割LED具有不是完全光学密封的并且分别设置在一个或多个区段上方的单独的完全转换波长转换层；图1C是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割LED的截面的视图的示意图，该示例分割LED具有被部分地分割并且设置在所有区段上方的单个完全转换波长转换层；图1D是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割LED的截面的视图的示意图，该示例分割LED具有散射或关闭状态白色层覆盖物；图1E是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割LED的截面的视图的示意图，该示
例分割LED具有部分分割的散射或关闭状态白色层覆盖物；图1F是提供跨三个可寻址区段截取的示例分割定向蓝色LED的截面的视图的示意图；图2是示例智能电话的背面的示意图；图3A和3B是包括双分割LED的示例闪光灯模块的示意图；图3C是包括三个分割LED的示例闪光灯模块的示意图；图4是用于诸如智能电话相机的相机中的示例成像系统的框图；图5是操作一个或多个分割LED的示例方法的流程图，其中由区段输出的光或光学功率在距所述一个或多个LED的短距离处被混合；图6A、6B、6C和6D是示出菲涅耳透镜的不同布置的示例成像系统的示意图，该菲涅耳透镜用于将一个或多个分割LED的一个或多个图像投射到待被拍摄的场景上；图7A，7B、8A、8B、9A、9B、10A和10B是图示不同方式的示例的示意图，可以利用单个电流或变化的电流来寻址一个或多个分割LED的区段，以不同地照射场景中的目标对象；以及图11是操作一个或多个分割LED的示例方法的流程图，其中由区段输出的光被投射到场景上。
具体实施方式
[0006]本文描述了分割的半导体光或光学功率发射器件(为了简单起见在本文中称为LED)，其包括其中形成有沟槽的单个半导体管芯，所述沟槽使管芯的各个区段彼此电绝缘。每个区段可以单独接触并耦合到电路板上的金属迹线，使得区段可以被单独寻址。与单独LED的阵列相比，可以经由在组装方面更容易的制造(例如，可能需要更少的具有精确定位的拾取和放置步骤)并且以极大降低的成本来生产如本文描述的分割LED。另外，分割LED可以具有比单独LED的阵列减小的体积(尺寸)。
[0007]在本文描述的实施例中，器件可以包含多于一个分割LED(例如，双LED闪光灯模块)，其中每个分割LED提供特定色点或光谱的光。可以寻址分割LED的各个区段，而其他区段保持关闭，以提供精确的色点或目标光谱受控的闪光或其他输出光(诸如用于摄像机的手电筒、工作室照明、剧院/舞台照明或建筑照明的)。例如，对于双LED闪光灯模块，可以选择性地寻址冷白色分割LED中的区段和暖白色分割LED中的区段，以提供取决于环境光的更暖或更冷的组合输出光。LED和/或区段的其他颜色或光谱也可以被用来产生精细调整的色点或目标光谱。
[0008]通过在分割LED中寻址更多或更少的区段，即使在相同的驱动电流的情况下，也可以增大或降低闪光灯模块或其他照明模块的整体亮度水平。也可以通过改变驱动电流来改变亮度。另外，可以通过将分割LED的图像投射到待被拍摄的场景上并且改变投射到场景的不同区上的闪光灯的亮度和/或色点或目标光谱来实现各种照明效果。
[0009]对于分割LED或包括紧密间隔的多个LED或区段的任何器件，可能由一个LED或区段发射的泵浦光或光学功率(即，由LED的有源层发射的未转换光或光学功率)中的至少一些将穿入到相邻的LED或区段中。当发生这种情况时，取决于相邻LED或区段中的磷光体的组成以及泵浦光的色点或光谱，穿入到相邻LED或区段中的光可以激活其磷光体。因此，未
被激励的相邻LED或区段可以发射纯磷光体颜色或光谱。例如，对于由钇铝石榴石(YAG)磷光体层覆盖的、发射蓝色泵浦光的LED或区段的阵列，当来自相邻LED的蓝色泵浦光穿入到未被激励的相邻LED或区段中时，未被激励的相邻LED或区段可以点亮黄色。出于多种原因(包括例如，它可能更改由在光或光学功率输出被混合的应用中的LED或阵列输出的复合光或光学功率的色点或光谱，或者它可能更改各个像素的色点或目标光谱)，这种现象可能是不合乎期望的。
[0010]本文描述了利用完全转换波长转换层(例如，磷光体层)的各种实施例，该完全转换波长转换层产生具有期望色点或目标光谱的光输出，同时将未被转换的、穿过波长转换层的泵浦光或光学功率(例如，蓝色泵浦光)与由LED发射的总光或光学功率的能量比限制为在一些实施例中小于10％并且在一些实施例中小于2％。
[0011]当在区段被紧密间隔的分割LED上使用时，使用这种完全转换波长转换层将减少或消除相邻区段点亮不期望的颜色或光谱的现象，因为完全转换波长转换层将把进入到区段的任何杂散光或光学功率转换为期望的颜色或光谱。换句话说，穿入到相邻区段中的任何杂散泵浦光或光学功率将导致相邻LED发射具有与激励区段相同的色点或目标光谱的较低亮度光或光学功率。另外，在完全转换波长转换层中远离激励区段行进的光将仍然是相同的纯磷光体颜色或光谱，因为磷光体层可以被制作得足够厚和/或足够致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像系统，包括：包括分割发光二极管(LED)的光照模块，每个分割LED包括由多个非发光区域分隔的多个区段，每个区段包括配置成发射辐射的半导体结构，所述分割LED中的至少一个包括波长转换层，所述波长转换层具有包含磷光体的粘合剂材料，所述磷光体的密度将未被转换的、穿过所述波长转换层的光学功率与由所述分割LED发射的光学功率的能量比限制为10％或更小；和控制器，其被配置为控制所述分割LED以提供光。2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统被配置成提供具有根据环境光被调节或者抵消所述环境光的不合乎期望的特性的色点和光谱中的至少一个的光照输出。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统被配置成改变不同区段的亮度，并将所述分割LED的图像投射到待拍摄的场景上。4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述控制器包括：耦合到所述分割LED以向所述分割LED供电的驱动器；和处理器，其被配置为接收来自用户接口的输入，并耦合到所述驱动器以控制所述驱动器向所述分割LED供电。5.根据权利要求4所述的成像系统，还包括耦合到所述处理器的图像传感器单元，所述图像传感器单元包括图像传感器，所述图像传感器被配置为执行从包括测量环境光的操作中选择的至少一个操作，并且为要照射的场景创建光照轮廓。6.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述用户接口包括按钮和触摸屏设备中的至少一个。7.根据权利要求1所述的成像系统，还包括光学元件，所述光学元件包括从准直透镜和菲涅耳透镜中选择的至少一个光学元件，所述光学元件中的每一个被配置为将来自对应的分割LED的光在距该对应的分割LED的预定距离处混合，所述光学元件还被配置为将来自所述分割LED的组合光聚焦在待拍摄的场景上。8.根据权利要求1所述的成像系统，还包括三维(3D)传感器，其被配置为在捕获所述场景的最终图像之前创建待拍摄的场景的3D轮廓。9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述3D传感器包括飞行时间(ToF)相机，由所述ToF相机获得的时间用于计算到所述场景中每个对象的距离。10.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述3D传感器包括结构化光传感器，所述结构化光传感器包括投射设备，所述投射设备被配置为将特别设计的光图案投射到所述场景上。11.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述结构化光传感器包括相机，所述相机被配置成测量从所述场景中的对象反射的特别设计的光图案的每个部分的位置，所述位置的测量用于通过三角测量确定到每个对象的距离。12.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述3D传感器包括至少一个辅助相机，所述至少一个辅助相机处于所述成像系统所设置在的设备的主体中，比较由所述至少一个辅助相机观察到的所述场景中每个对象的位置，以通过三角测量确...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG范德西德，Q范伍尔斯特瓦德，N普菲菲尔，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：