CN1701446A - Led平面光源和由其构造的低轮廓前灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光源(10),该光源(10)包括一光发射半导体器件(12)。支撑基片(14)具有支撑半导体器件(12)的基本平坦的反射面(28)。该光发射半导体器件通过支撑基片散热。曲面反射镜(16)具有凹抛物反射面。该光发射半导体器件(12)设置在支撑基片(14)和曲面反射镜(16)之间。支撑基片(14)和曲面反射镜(16)一起限定光孔(18),光发射半导体器件(12)产生的光穿过光孔(18)。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术。特别涉及用于产生适用于车辆前灯和其它用途的基本平面波光束的粗糙的固态平面波光源,将用特定参考进行描述。然而,本发明也提供产生其它类型光分布(例如聚焦在一维且在正交维数中平坦的光、有角度地倾斜的平面波光、以及类似的)的固态光源,用于向下照射和整个照明技术的其它应用中。
背景技术
现有车辆前灯通常使用灯丝光源(如卤素灯或高亮度放电灯),灯丝光源通过在高压气体环境中的电极间放电产生电弧照明。这样的光源产生基本的点光源,其通过一般包括后反射镜和前透镜的光学元件进行聚光、定向。光学元件优选产生射向车辆前方的光束,后反射镜和前透镜的直径或尺寸控制前灯光束尺寸。
在美国,车辆一般都有远光前灯和近光前灯。前者用于在相当空旷的乡村道路和公路上提供最大限度的前向照明,后者用于城市或其它居民区道路。近光前灯是为驾驶员提供前向照明并同时避免迎面而来的车辆的前灯所产生的强光和可能的目眩的折衷。近光前灯设计并安装在车辆上,将近光集中在水平面以下(即,集中到道路上而不朝着对面车辆)。近光也优选地用于雪、雨或雾的驾驶条件下,以减少使驾驶员目眩的反向散射的前灯照明。
现有的前灯存在某些缺点。它们很大,特别是在垂直方向上,这将降低车辆的空气动力性能和美感。由于用于近光和远光的两组分开的前灯通常用于提供两种照明模式,所以车辆设计者也受到了限制。
为了解决这些空气动力学和美学设计的问题,通常为特定车辆模型和车辆定制设计车辆前灯。这样就增加了前灯的成本。一些车辆采用“密封的光束”前灯,其中,卤素灯或放电灯、后反射镜以及前透镜被集成到单一的密封单元。当密封光束前灯由于任何原因产生故障时,必须更换整个密封光束单元。可选择地,一些车辆采用包括后反射镜和前透镜的前灯外壳,以及插入后反射镜的独立卤素灯或放电灯。这些前灯允许在不更换光学元件的情况下更换出现故障的灯,但是增加了由于附加的可拆卸灯连接所造成的前灯失调的可能性。
白炽卤素灯或放电灯的另一缺点是有限的可靠性和突然失效模式。白炽光源的灯丝是脆的,特别是卤素前灯通常使用寿命较短。放电灯包括包含在透明玻璃或塑料灯泡中的高压气体,可能会有破碎的危险。而且,白炽灯和放电灯都采用单一光源,通过光学元件形成光束。因此,光源的故障(例如白炽灯丝的破损或高压放电气体的泄漏)会导致前灯的完全损坏,这将产生驾驶安全的危险。
本发明提供一种克服上述和其它局限性的改进的装置和方法。
发明内容
根据本发明的一个方面,披露了一种包括光发射半导体器件的光源。支撑基片带有一支撑半导体器件的基本平坦的反射面。光发射半导体器件通过支撑基片散热。曲面反射镜具有凹抛物反射面。光发射半导体器件设置在基本平坦的反射面和凹抛物反射面之间。支撑基片和曲面反射镜一起定义了光孔,光发射半导体器件所产生的光穿过该光孔。
根据本发明的另一方面,披露了车辆的前灯。前灯包括支撑面和多个光发射模块。每个光发射模块都包括反射杯(cup),该反射杯包括在抛物分界面上接合在一起的平坦部分和抛物面部分。抛物面部分的开口端限定了光输出开口。每个光发射模块还包括一光发射半导体芯片(die),该芯片附着在反射杯的平面部分上,适于产生朝向反射杯抛物面部分的光。光发射模块设置在支撑面上,每个反射杯的平面部分平行于支撑面,反射杯的光输出开口设置为可使多个光发射模块产生累积光束(cumulative light beam)。
根据本发明的另一方面,披露了包括固态光发射器件和反射镜的固态光源。反射镜包括基本平坦的侧面和面对基本平坦的侧面的基本上凹曲的侧面。固态光发射器件由基本平坦的侧面支撑,发射基本指向凹曲的侧面的光。反射镜还包括由基本平坦的侧面和基本上凹曲的侧面的边部限定的开口,基本平坦的侧面和基本上凹曲的侧面相互配合将由固态光发射器件产生的光引导至开口。
根据本发明的另一方面,提供了一种制造光源的方法。光发射半导体芯片被固定在反射平面上。在光发射半导体芯片上施加封装物以密封芯片。该施加限定了具有孔侧面和弯曲侧面的封装面。反射层被施加到封装物的弯曲侧面。
对于本领域的普通技术人员来说,通过阅读和理解以下详细的描述,本发明的多个优点和好处将变得明显。
附图说明
本发明可以采用多种组件和多种组件的布置、以及多种步骤和多种步骤的排列。附图只是用于说明优选的实施例,不用于限制本发明。
图1示出了包括所选光线轨迹的光源的第一实施例的侧面剖视图。
图2示出了移除平坦反射基片以暴露光发射半导体芯片的从第一实施例下面看的视图,图中还包括所选的光线轨迹。
图3示出了从包括透镜化光孔的光源的第二实施例下面看的视图,在该图中,移除了平坦反射基片以暴露光发射半导体芯片,图中还包括所选的光线轨迹。
图4示出了包括产生向下的光束的平坦折射孔面的光源的第三实施例的侧面剖视图,并且示出了所选的光线轨迹。
图5示出了包括产生向上的光束的平坦折射孔面的光源的第四实施例的侧面剖视图,并且示出了所选的光线轨迹。
图6示出了包括用于发射具有水平方向锐利水平截止的光束的大面积光发射半导体芯片的光源的第五实施例的侧面剖视图,并且示出了所选的光线轨迹。
图7示出了第五实施例的光束方向图的正视图,其中大面积光发射半导体芯片的纵横比为3∶1。
图8示出了本发明的低轮廓车前灯的优选实施例的正视图。
图9示意性地示出了利用图8的前灯实施例选择性地产生远光和近光之一的典型电路。
图10示出了包括多个光发射半导体器件和半抛物面反射镜的典型向下照光的透视图。
图11示意性地示出了采用多个光源的室内照明布局,其中每个光源都包括光发射半导体器件及相应的反射镜。
具体实施方式
参照图1和图2,光源10包括由反射支撑基片14支撑的光发射半导体器件12。一般地,半导体器件12是从晶片上切下并通过焊接、环氧树脂粘合或其它方法接合到支撑基片14上的半导体芯片。可以选择地,半导体器件12和支撑基片14被单块集成,也就是,支撑基片14是抛光的半导体基片,使用外延晶体生长、影印法(photolithography)、杂质扩散、金属沉积、和/或其它半导体处理技术的选择组合在该基片上制造光发射半导体器件12。在该单块集成电路的实施例中,半导体基片可选择性地涂覆金属以增加它的反射率。
优选地,反射支撑基片14包括用于光发射半导体器件12的主要散热路径(heat sinking path)。基片14是散热片(heat sink,也称热沉)的适合部分或通过热传导的方式与散热片连接。光发射半导体器件12装配在基片14上,其主要光发射面向上且远离基片14。因此,带有蓝宝石背面的基于氮化镓(GaN)的发光二极管(LED)或带有半透明或透明背面的其它光发射半导体器件可以设定或装配在方便且在器件和基片14之间提供良好的热传输的倒装芯片结构中。也可使用其它适合的表面安装技术。还可以考虑包括次黏着基台以改进在光发射半导体器件12和基片14之间的热传导。
具有凹反射面的曲面反射镜16和一部分反射支撑基片14一起限定了具有开口或光孔18的反射杯或腔,在杯或腔中设置了光发射半导体器件12。优选地,将用于封装光发射半导体器件12和包含在反射镜16中的支撑基片14的一部分的光透射封装物20填充到腔中。封装物20优选也远离支撑基片14向上延伸,以限定与曲面反射镜16一致的曲面22。封装物(encapsulant)还包括填充开口或光孔18的基本平坦的光透射表面24。
在一个适合的制造方法中,光发射半导体器件12接合到基片14上。通过注模法(也就是,将合适的铸型设置在光发射半导体器件12上)在光发射半导体器件12上形成封装物20,将为液态环氧树脂或其它液体或可锻固体的封装物注入铸型中,在环氧树脂或其它液体或可锻固体凝固形成封装物20之后去除铸型。反射镜16中包括的反射支撑基片14的一部分作为下铸型表面,其未被去除,在凝固时,封装物20优选粘合到该面上。
在形成封装物20之后,曲面反射镜16设置在封装物20上,作为被沉积或施加到封装物20的弯曲表面22的反射膜。在施加曲面反射镜16期间,选择性地遮蔽平坦的光透射面24以防止光透射面24的金属涂布。然而,当使用特定类型的金属沉积法(例如真空沉积)时,关于环氧树脂20的沉积源的恰当设置充分地防止在光透射面24上的沉积,所以可以省去遮蔽。可选择地,平坦的光透射面24被平面化或抛光以改进通过表面24的光透射。
在另一个适合的制造方法中,支撑基片14和曲面反射镜16形成为两个单独件,二者通过焊接、或熔接或其它方法连接在一起,形成单一的整体反射镜杯。可选择地,支撑基片14和曲面反射镜16被铸膜、或铸造、液压成形、或其它制造方法形成单一的整体反射镜杯。光发射半导体器件12通过焊接、环氧树脂粘合或其它方法接合到反射镜杯中的基片14上,且封装物20被可选择地应用为环氧树脂或其它液体或可锻固体填充反射镜杯。
在封装之前,将光发射半导体器件12通过线接合、弹抛片接合或类似方法电连接到设置在支撑基片14上或支撑基片14内或、设置在腔或杯外的电极(未示出)上。可选择地,支撑基片14是包括用于电连接半导体器件12的电迹线的印制电路板。在使用单块集成半导体器件12和支撑基片14的情况下,在单块器件制造期间,利用已知技术结合电迹线和使膜绝缘,从而限定电路径。
光发射半导体器件12通常是发光二级光(LED)、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)或相似物。如在现有技术中已知的,响应于通过阳极和阴极(也称作P-型和N-型)接头给该器件供电,这些器件发射出大量的光。设置光发射半导体器件12使其主光发射面或侧远离支撑基片14且朝向曲面反射镜16。如在现有技术中已知的,LED发出的光一般大约具有朗伯(Lambertian)或其它定向分布,其中光强随远离光发射面的曲面法线的角度的增加而降低。
相似地,VCSEL发射指向远离主光发射面的光,并通过成对分布的布拉格反射镜(DBR)形成的光谐振腔的尺寸和光学特性限定光分布。由于VCSEL腔很窄,例如一般大约10微米宽或更窄,通过腔形成的光平行性很弱,因此VCSEL一般在多个谐振模式中操作,所以光分布一般为圆锥形的或楔形的而不是平面波,角分布沿主光发射面的曲面法线集中。
设置光发射半导体器件12使其面对远离支撑基片14的主光发射面或侧朝向曲面反射镜16发射具有朗伯、圆锥形或其它的有角度地展开的光分布的光。曲面发射镜16优选地是半抛物曲面反射镜,具有光学或抛物面轴26。如在现有技术中已知的,抛物面反射镜具有与围绕抛物面轴线的抛物曲线的旋转一致的抛物面曲率,抛物面反射镜的抛物面在距抛物面顶点的选定距离、基本垂直于抛物面轴的平面上终止,以限定抛物面反射镜的开口端。半抛物曲面反射镜16还在包括抛物面轴线26的平面上终止,该平面一般与支撑基片14的基本平坦的反射面28相重合或在其上设置光发射半导体器件12。
此外,光发射半导体器件12优选约位于半抛物曲面反射镜16的焦点上。如现有技术已知的,焦点是沿抛物面轴线26具有特殊光学意义的特殊点。由于曲面反射镜16的抛物面,从设置在焦点的半导体器件12发出的光被反射并重新定向为通过反射镜的开口端以形成平面波光输出的平行光。也就是说,从光发射半导体器件12发出的光线30通过半抛物曲面反射镜16反射并被重新定向为向外指向开口或光孔18以形成基本平面波光输出的基本平行光32。
类似地,指向支撑基片14的平坦反射面28的光34在抛物面焦点附近的点被反射离开平坦反射平面28(由于面28和被支撑的光发射半导体器件12非常接近),随后通过曲面反射镜16收集,产生至平面波输出的另一平行光成分36。本领域技术人员尤其应该理解,在光发射半导体器件12具有半透明基片的情况下,该光收集模式收集指向半导体器件12和支撑基片14之间的接合分界面的光。从光发射半导体器件12发出的、指向开口或光孔18的光40直接有助于平面波输出。然而,由于通过LED和VSCSEL产生基本定向的光,所以至总光输出的直射光40成分通常非常少。
参照图3,描述光聚焦光源10′。基本与图1和图2的光源10的组成对应的光源10′的组成,在此通过对应标号的秒号参考标号标明。除了填充光源10的开口或光孔18的基本平坦的光透射面24在光源10′中替换成透镜化表面24′(用于聚焦横穿封装物20′、远离但基本平行于抛物面轴线26′的光32′)以外,光源10′与光源10十分相似。特别地,透镜化表面24′将光聚集到外部焦点44。在应用已知透镜抛光技术形成封装物之后,优选将透镜化表面24′形成透镜化弯曲部分(lensing curvature)。可选地,使用包括对应于透镜化表面24′的面的铸型注膜封装物20′。
参照图4,所示的光源10″产生一个向下的平面波光输出。与图1和图2的光源10的组成对应的光源10″的组成通过对应双秒号参考标号标明。除了填充光源10的开口或光孔18的基本平坦的光透射表面24被替换成在关于光轴或抛物面轴线26″向下倾斜的非正交角的光透射平面24″以外,光源10″与光源10十分相似。倾斜的光透射面24″折射基本上是平面的波光30″以产生向下的光输出48。在形成封装物之后,光透射面24″在选定角度被平坦化或抛光。可选择地,使用包括对应于斜面24″的面的铸型注模封装物20″。
参照图5,所示的光源10产生一个向上的平面波光输出。与图1和2的光源10的组成基本对应的光源10的组成通过对应三重秒号参考标号标明。除了填充光源10的开口或光孔18的基本平坦的光透射面24被替换成关于光轴或抛物面轴线26向上倾斜非直角的光透射平面24以外,光源10与光源10十分相似。倾斜的光透射面24折射基本上是平面的波光30以产生向上的光输出52。在形成封装物之后,光透射面24在选定角度被平坦化或抛光。可选地,使用包括对应于斜面24的铸型注模封装物20。
参照图6,光源100包括光发射半导体器件112、支撑基片114、与支撑基片114一起限定开口或光孔118的弯曲的半抛物面反射镜116,以及填充支撑基片114和曲面反射镜116之间的空间的可选择封装物120,以上元件与图1和2示出的光源10同名元件相类似。封装物120包括与曲面反射镜116一致的曲面122,和填充开口或光孔118的基本平坦的光透射面124。弯曲的半抛物面反射镜116限定了光学轴线或抛物面轴线126,该轴线与支撑基片114的基本平坦的反射面128相重合。
但是,与图1和2中所示的光源10不同,图6所示的光源100没有使设置的光发射半导体器件112基本位于弯曲的半抛物面反射镜116的光学焦点130。此外,光发射半导体器件112具有大的纵横比,其大尺寸沿平行于光学轴线或抛物面轴线126延伸。可选择地,通过使用沿光学轴线126设置的半导体器件阵列实现光发射半导体器件112的大纵横比。光发射半导体器件112具有基本与曲面反射镜116的光学焦点对准的第一边部、以及在远离开口或光孔118的方向上远离焦点130的第二边部,也就是,第二边部比第一边部离弯曲的半抛物面反射镜116的抛物面顶点132更近。
光发射半导体器件112相对于弯曲的半抛物面反射镜116的光学焦点130的不对称位置具有向下传播平面波输出的作用。从接近第一边部的半导体器件112的一部分发出的光线140基本从光学焦点130处射出,所以这些光线通过曲面反射镜116反射并重新定向为平行于光学轴线126的大致平行光线142。然而,从接近第二边部的半导体器件112的一部分发出的光线150从远离光学焦点130的点处发射出,所以这些光线通过曲面反射镜116反射并重新定向为与光线140相比向下倾斜的光线152。
继续参照图6以及图7,在第一和第二边部的两末端之间,光沿光学轴线126的位置的连续区域发出。相应的反射和重新定向的光线填充在基本水平的光线142和最向下的光线152之间的角度。图7示出了由光源100产生的光束图案或光束分布160,它分布在基本水平的光线142和最向下的光线152之间。光分布160在对应于光线142的水平边部锐截止。本领域技术人员应该理解光束图案160非常适合近光前灯,因为近光前灯应该产生定向到水平方向上的有限光。
还应该理解,在光源(没有示出)中,光发射半导体器件的部分设置在光学焦点与光孔之间,从该部分发出的光将被反射且重新向上。对称地集中在光学焦点两侧沿光学轴线有效延伸的光学焦点上的大纵横比的光发射半导体器件(或半导体器件阵列)将产生具有大致对称分布图案的光,一般有圆形或椭圆形的光束截面,这种光束特别适合远光前灯。
一般地,将光发射半导体器件设置在焦点(图7光源100的设置)后一点,产生在水平面以下具有在水平方向锐光束截止的半圆光束图案160。相似地,将光发射半导体器件设置在焦点前一点,产生在水平面以上具有水平方向光束锐截止的半圆光束图案。在任一结构中,还可选择包括下述光学元件:例如设置在半抛物面反射镜开口端上或其附近的折射透镜,该透镜用于传播或改变光束图案,而同时在水平方向上大致保留锐截止。将光发射半导体器件在基本放置在焦点产生基本圆形光束图案。
参照图8和9,前灯200包括光源元件的线性阵列202。具体而言,光源阵列202包括与远光光源元件206与近光光源元件204交替排列。近光光源元件204优选与光源100大致相同,并且每个元件包括高纵横比的光发射半导体元件112,该光发射半导体元件相对于光学焦点130不对称设置,以产生向下的光束图案160。除了相对于光学焦点对称设置以产生通常向前的光束图案的具有高纵横比的光发射半导体元件以外,远光光源元件206优选与光源100类似。
线性阵列202设置在上部格栅或发动机盖210和车辆的下保险杠212之间。线性光源阵列202设置在基片214上,该基片214优选是印制电路板,该印刷电路板包括限定了电源电路220(图9中示意性地示出)的电迹线。电源电路220包括近光光源元件连接线222(如图9中实线所示)和远光光源元件连接线224(如图9中虚线示出)。开关226选择性地将近光光源元件连接线222和远光光源元件连接线224其中之一与电路地线228相连接以接通电路且激活所连接的光源元件。因此,当在输入端230施加电力时,所选的远光灯和近光灯其中之一被激活。阵列202的光源元件204、206设置为可使多个光发射模块根据开关226的设定产生累积的远光和近光。电路地线228优选为印制电路板基片214的地平面。
电路板基片214优选具有良好的热传导性或包括用于光源元件204、206散热的热传导路径。在优选实施例中,基片214提供了到下保险杠212的热传导路径,该下部保险杠作为大容量散热片。
光源阵列也可以不应用印制电路板,而是应用带有限定电源电路的沉积电迹线的单块集成半导体器件阵列。在另一变体中,印刷电路板可替换为适合电连接远光光源和近光光源的结构支架和装配电路。本领域的技术人员可添加和/或做不同的修改以使前灯200适应特定的车辆结构和/或制造资源。
本领域的技术人员应该理解前灯200相对于已知的白炽灯和高强度放电灯的空气动力学和美学的优点。前灯具有低轮廓(lowprofile),这将减少空气动力学阻力并且允许汽车设计人员制造具有新颖、圆滑的前端的汽车。此外,前灯200将近光和远光集成到单一的前灯单元。还应该理解前灯200选择性地横跨车辆前端的整个中心部分。也就是,前灯200不使用车辆左侧和右侧的两个前灯,而是可作为单一高纵横比前灯横跨前端以提供增加的照明。前灯200的另一个优点是由于石块或其它公路碎片撞击前灯200所造成的损害将不会导致照明的毁灭性丧失。相反地,由撞击造成损害的光源元件204、206可能产生故障,而其它没有受到撞击的光源元件204、206一般将继续工作。
尽管典型的前灯应用已经具体参照图7、8和9进行了描述,但是应当理解,参照图1至7所示的光源实施例也可应用到多个其它类型的照明应用中。
参照图10,例如,向下照明装置300包括半抛物面反射镜302,使由连接到散热片306的光发射半导体器件304的线性阵列产生的光向下发出。由于光发射半导器件304围绕反射镜302的焦点设置,且沿反射镜302的光学轴线在焦点的每一侧充分地延伸,因此光基于展开光束图案被发射,如前具体参照图6和7所述。选择性地,设置散热片306的表面310作为有助于光输出的基本平坦的反射面,如前尤其参照图1所述。
在向下照明装置300中,半抛物面反射镜302适合设计为由特定形状的铝板金属构成的铝反射镜。半抛物面反射镜302的内部空间312优选为空也就是充满空气的,不含有封装物。(如已知技术中所知,每个光发射半导体器件304一般包括密封半导体芯片的封装物)。通过将在共同散热片306上的多个高强度光发射半导体器件304(例如,高强度LED)和反射镜302,构成可产生大致向下的光束的高强度向下照光,具有散热片306的表面310的半导体器件304的分布在大部分决定的光束范围。
参照图11,分布式向下照明系统330照明用阴影长方形示意性地表示的室332,包括天花板334,向下照明系统330设置在其上。从光源10、10′、10″、10、100中选取的光源阵列336分布在天花板334上以提供光垂直向下,光倾斜角度向下、或有选择地聚焦的适合的光分布。光源336的开口或光孔18、18′、18″、18、118从天花基片向下以产生大致向下的照明。光源336通过电线340进行电连接,电线包括正级和负级平行导线(未示出),该导线同每一个光源336的正和负极(没有显示)相连。单一恒流源变压器342接收室内电源并将所接收的功率转换成恒定电流施加到电线340上以给光源336供电。当然,可以使用多个电源,用于更大范围照明。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (42)
1.一种光源,包括:
光发射半导体器件;以及
支撑基片,具有用于支撑所述半导体器件的基本平坦的反射面,所述光发射半导体器件通过所述支撑基片散热;以及曲面反射镜,具有一凹抛物反射面,所述光发射半导体器件设置在所述基本平坦的反射面和所述凹抛物反射面之间,所述支撑基片和所述曲面反射镜共同限定一光孔,所述光发射半导体器件发射的光穿过所述光孔。
2.根据权利要求1所述的光源,其中,所述平坦反射平面和所述凹抛物反射面相配合反射由所述光发射半导体器件产生的光,所述光发射半导体器件产生的光射向所述平坦反射面和所述凹抛物反射面中的一个面,沿基本平行于所述基本上凹的抛物面的光学轴线的方向射向所述光孔。
3.根据权利要求1所述的光源,其中,所述基本上凹的抛物面的光学轴线与所述平坦反射面重合。
4.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件集中在所述基本上凹的抛物面的光学焦点。
5.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件被设置为第一边部基本与所述基本上凹的抛物面的光学焦点对准,所述光发射半导体器件从所述远离光孔的第一边部延伸。
6.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件被设置为第一边部基本与所述基本上凹的抛物面的光学焦点对准,所述光发射半导体器件沿所述基本上凹的抛物面的所述光学轴线从所述远离所述光学焦点的所述第一边部延伸。
7.根据权利要求1所述的光源,其中,所述曲面反射镜包括:
光透射封装物,用于封装所述光发射半导体器件以及所述基本平坦的反射面的至少一部分,所述封装物包括基本上凸的抛物封装面;以及
反射层,设置在所述基本上凸的抛物封装面上;分界面,所述分界面设置在所述反射层和对应于所述曲面反射镜的所述基本上凹的抛物面的所述封装物之间。
8.根据权利要求7所述的光源,其中,所述光透射封装物包括与所述光孔重合的光透射折射面,当由所述光发射半导体器件产生的光穿过所述光孔时,所述折射面折射所述光。
9.根据权利要求8所述的光源,其中,所述光透射折射面限定一透镜,所述透镜将穿过所述光孔的光聚焦到焦点上。
10.根据权利要求8所述的光源,其中,所述光透射折射面是基本平坦的,并且所述光透射折射面的面法线与所述抛物面反射镜的光学轴线成非零角。
11.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件是发光二极管,所述发光二极管的最强光发射的方向垂直射向并远离所述基本平坦的反射面。
12.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件和所述曲面反射镜限定光发射模块,所述光源包括设置在所述支撑基片上的多个光发射模块。
13.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件、所述曲面反射镜、和所述支撑基片限定光发射模块,所述光源还包括:
支撑结构;
多个设置在所述支撑结构上且在第一角度发射远离所述支撑结构的光的第一光发射模块;以及
多个设置在所述支撑结构上且在与所述第一角度不同的第二角度发射远离所述支撑结构的光的第二光发射模块,所述第二光发射模块散布于所述第一光发射模块间。
14.根据权利要求13所述的光源,还包括:
电源电路,有选择地向所述第一光发射模块和所述第二光发射模块中的一个模块提供能量以分别产生以第一角度射出的第一光束和以第二角度射出的第二光束中的一个光束。
15.根据权利要求1所述的光源,其中,所述光发射半导体器件包括光发射半导体器件元件的单块阵列,所述支撑基片包括所述单块基片,所述曲面反射镜包括对应于所述光发射半导体器件阵列元件的多个曲面反射镜,所述光源还包括:
多个封装物模壳,对应于所述光发射半导体器件阵列元件,每个封装物模壳封装相应的光发射半导体器件阵列元件且包括限定曲面反射镜的曲率的曲面。
16.根据权利要求15所述的光源,其中,所述光发射半导体器件阵列的所述元件选自包括发光二极管和垂直腔面发射激光器的组。
17.一种车辆的前灯,所述前灯包括:
支撑面;以及
多个光发射模块,每个光发射模块均包括:
反射杯,包括平坦部分、在抛物分界面连接在一起的抛物面部分、限定光输出开口的所述抛物面部分的开口端,以及
光发射半导体芯片,附着在所述反射杯的平面部分,且能够产生射向所述反射杯的所述抛物面部分的光;
其中,所述光发射模块设置在所述支撑面上,所述每个反射杯的所述平坦部分与所述支撑面平行,所述反射杯的所述光输出开口设置为使所述多个光发射模块产生累积光束。
18.根据权利要求17所述的前灯,其中,每个光发射模块还包括:
光透射材料,用于填充所述反射杯并密封所述光发射半导体芯片。
19.根据权利要求18所述的前灯,其中,所述反射杯的所述抛物面部分包括设置在所述光透射材料上的反射膜。
20.根据权利要求17所述的前灯,其中,所述多个光发射模块包括:
近光光发射模块,产生以关于所述抛物分界面的抛物面轴线的近光角射出的光;以及
远光光发射模块,产生在关于与所述抛物分界面的抛物面轴线的远光角射出的光,所述远光角小于所述近光角。
21.根据权利要求20所述的前灯,其中,每个近光光发射模块的所述光发射半导体芯片都具有与所述反射杯的抛物面部分的焦点对准的边部,并沿所述反射杯的平坦部分远离所述光输出开口水平延伸。
22.根据权利要求20所述的前灯,其中,每个远光光发射模块的所述光发射半导体芯片都集中在所述反射杯的抛物面部分的焦点上。
23.根据权利要求20所述的前灯,其中,每个光发射模块还包括:
光透射封装材料,用于填充所述反射杯,所述光透射材料在所述光输出开口具有光透射面,所述光透射面与所述反射镜杯的所述平坦部分正交,用于所述远光光发射模块,所述光透射面从与所述反射镜杯的所述平坦部分正交的位置向下倾斜,用于所述近光光发射模块。
24.根据权利要求17所示的前灯,其中,所述支撑面是散热片的一部分且所述反射杯具有热传导性,以使所述光发射半导体芯片散热。
25.根据权利要求17所述的前灯,其中,所述支撑面和所述反射杯具有热传导性,而且所述支撑面设置在所述车辆的保险杠上,所述保险杠作为所述前灯的散热片。
26.一种固态光源包括:
固态光发射器件;以及
反射镜,其包括基本平坦的侧面和面对所述基本平坦的侧面的基本上凹曲的侧面,所述固态光发射器件由基本平坦的侧面支撑并发射基本射向所述凹曲的侧面的光,所述反射镜还包括由所述基本平坦的侧面和所述基本上凹曲的侧面限定的开口,所述基本平坦的侧面和所述基本上凹曲的侧面共同引导由固态光发射器件产生的光朝所述开口射出。
27.根据权利要求26所述的固态光源,还包括:
半透明或透明的填充材料,用于填充反射镜且具有设置在所述反射镜开口处的光透射面。
28.根据权利要求27所述的固态光源,其中,所述光透射面限定用于聚焦所述光的透镜。
29.根据权利要求27所述的固态光源,其中,所述光透射面设置成与所述基本平坦的侧面成非直角,以通过折射使所述光倾斜。
30.根据权利要求26所述的固态光源,其中,所述基本上凹曲的侧面限定半抛物面反射镜。
31.根据权利要求30所述的固态光源,其中,所述半抛物面反射镜的抛物面轴线位于或接近所述基本平坦的侧面。
32.根据权利要求30所述的固态光源,其中,所述固态光发射器件沿抛物面轴线相对于所述半抛物面反射镜的焦点不对称地设置,以使所述固态光源产生带有锐截止的不对称光束图案。
33.根据权利要求26所述的固态光源,其中,所述基本平坦的侧面和所述基本上凹曲的侧面共同引导由所述固态光发射器件产生的光平行于所述基本平坦的侧面。
34.根据权利要求26所述的固态光源,其中,所述反射镜的基本平坦的侧面提供用于所述固态光发射器件的主要散热。
35.一种用于制造光源的方法,所述方法包括:
将光发射半导体芯片固定在一反射平面上;
将封装物施加到所述光发射半导体芯片上,以密封所述芯片,所述施加限定了具有孔侧面和弯曲侧面的封装面;以及将反射层施加到所述封装物的弯曲侧面。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,所述封装物的施加包括:
将限定所述封装物的至少一个弯曲侧面的铸型设置到所述反射平面上,以限定铸型腔;
将液体或流动固态形式的封装物注入所述铸型腔;以及
在所述封装物凝固以后去除所述铸型。
37.根据权利要求36所述的方法,其中,所述封装物的施加还包括:
抛光所述凝固的封装物的所述孔侧面,以限定所选的折射面。
38.根据权利要求35所述的方法,还包括:
重复固定光发射半导体芯片的步骤、施加封装物的步骤、和给多个光发射半导体芯片施加反射层的步骤,以限定线性光源阵列。
39.根据权利要求35所述的方法,其中,所述封装面的所述弯曲侧面具有抛物面弯曲部分。
40.根据权利要求35所述的方法,其中,所述施加反射层的步骤包括:
将金属层沉积到所述封装面的所述弯曲侧面。
41.根据权利要求40所述的方法,其中,所述施加反射层的步骤还包括:
在沉积所述金属层前,遮挡所述封装物的所述孔侧面以防止沉积期间在其上的金属沉积。
42.根据权利要求35所述的方法,其中,所述反射平面具有高热容量,提供用于所述光发射半导体芯片的散热。
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