DE102007053597A1

DE102007053597A1 - Lighting device that provides increased beam density

Info

Publication number: DE102007053597A1
Application number: DE200710053597
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Polland
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-06-10
Also published as: WO2009059937A2; WO2009059937A3; EP2217134A2

Abstract

Eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Emitterfläche und einen Reflektor aufweist, wobei der Reflektor konfiguriert und angeordnet ist, Licht von der Emitterfläche zu empfangen und mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren. Außerdem eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine erste Emitterfläche und einen Reflektor aufweist, der eine zweite Emitterfläche aufweist, wobei der Reflektor konfiguriert und angeordnet ist, Licht von der ersten Emitterfläche zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die erste Emitterfläche zu reflektieren. Die Emitterfläche kann die Oberfläche eines LED-Chips sein.A lighting device having an emitter surface and a reflector, wherein the reflector is configured and arranged to receive light from the emitter surface and to reflect at least 50% of the light back onto the emitter surface. In addition, a lighting device having a first emitter surface and a reflector having a second emitter surface, wherein the reflector is configured and arranged to receive light from the first emitter surface and to reflect a portion of the light back onto the first emitter surface. The emitter surface may be the surface of an LED chip.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung und insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine erhöhte Strahldichte liefert.The The present invention relates to a lighting device and in particular, a lighting device that increases one Radiance delivers.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine Kenngröße einer Beleuchtungsvorrichtung ist die Strahldichte (L). Die Strahldichte einer Quelle ist definiert durch die folgende Gleichung. L = P(∅)/(A·cos∅·Ω) Gleichung 1wobei

A: eine Fläche der emittierenden Oberfläche der Quelle ist (die z. B. in Quadratmillimetern gemessen wird),
P(∅): ist die Strahlungsleistung von Licht, das durch die Fläche A der Quelle (z. B. in Watt) als Funktion des Winkels ∅ emittiert wird,
Ω: ist der Raumwinkel (z. B. in Steradiant), in den die Fläche das Licht emittiert, und
∅: ist der Winkel relativ zur Normalen der emittierenden Oberfläche.

A characteristic of a lighting device is the radiance (L). The radiance of a source is defined by the following equation. L = P (∅) / (A · cos∅ · Ω) Equation 1 in which

A: is an area of the emitting surface of the source (measured, for example, in square millimeters),
P (∅): is the radiant power of light emitted by the area A of the source (eg in watts) as a function of the angle ∅,
Ω: is the solid angle (eg in steradian) into which the surface emits the light, and
∅: is the angle relative to the normal of the emitting surface.

Setzt man eine gegebene Eingangsleistung (z. B. Watt elektrische Leistung) voraus, wird im allgemeinen angenommen, daß die Strahldichte für eine gegebene Quelle unveränderlich ist. Es wäre jedoch wünschenswert, die Strahldichte einer gegebenen Quelle zu erhöhen.Puts you get a given input power (eg watts of electrical power) advance, it is generally assumed that the radiance is immutable for a given source. It would be desirable, the radiance of a given source increase.

ÜbersichtOverview

Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf eine Vorrichtung und auf Verfahren zum Erhöhen der Strahldichte einer Quelle gerichtet.aspects The present invention relates to an apparatus and methods directed to increase the radiance of a source.

Ein erster Aspekt der Erfindung ist auf eine Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, die eine Emitterfläche mit einem Reflexionsvermögen von mindestens 30% und einen Reflektor aufweist. Der Reflektor ist gestaltet und angeordnet, Licht von der Emitterfläche zu empfangen und mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren.One The first aspect of the invention is a lighting device directed, which has an emitter surface with a reflectivity of at least 30% and having a reflector. The reflector is designed and arranged light from the emitter surface receive and at least 50% of the light back to the Emitter surface to reflect.

In einigen Ausführungsformen weist die Emitterfläche einen integralen Abschnitt einer Lichtquelle auf. Zum Beispiel kann die Emitterfläche eine Oberfläche eines LED-Chips aufweisen.In In some embodiments, the emitter surface an integral portion of a light source. For example, can the emitter surface is a surface of an LED chip exhibit.

Die Emitterfläche kann planar sein. Der Reflektor kann ein metallischer oder dielektrischer Spiegel sein. In einigen Ausführungsformen weist mindestens eines der Emitterfläche und des Reflektors eine konkave Reflexionsfläche auf.The Emitter surface can be planar. The reflector can be be metallic or dielectric mirror. In some embodiments has at least one of the emitter surface and the reflector a concave reflection surface on.

Der Reflektor kann an einer Emitterverkleidung angeordnet sein. Der Reflektor kann eine planare Reflexionsfläche aufweisen. Der Reflektor kann mindestens zwei optische Komponenten aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist der Reflektor mindestens eine Emitterfläche auf.Of the Reflector can be arranged on an emitter cover. Of the Reflector may have a planar reflection surface. The reflector may have at least two optical components. In In some embodiments, the reflector has at least an emitter surface.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, die eine erste Emitterfläche und einen Reflektor aufweist, der eine zweite Emitterfläche aufweist, wobei der Reflektor konfiguriert und angeordnet ist, Licht von der ersten Emitterfläche zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die erste Emitterfläche zu reflektieren.One Another aspect of the invention is related to a lighting device directed, which has a first emitter surface and a reflector having a second emitter surface, wherein the reflector is configured and arranged, light from the first emitter surface to receive and return a portion of the light to the to reflect the first emitter surface.

In einigen Ausführungsformen ist die erste Emitterfläche planar, ist die zweite Emitterfläche planar und weist der Reflektor ferner eine gekrümmte Reflexionsfläche auf. In einigen Ausführungsformen weist der Reflektor eine dritte Emitterfläche auf, und die zweite Emitterfläche und dritte Emitterfläche sind gestaltet und angeordnet, Licht von der ersten Emitterfläche zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die erste Emitterfläche zu reflektieren.In In some embodiments, the first emitter surface is planar, the second emitter surface is planar and has the Reflector also has a curved reflection surface on. In some embodiments, the reflector has a third emitter surface, and the second emitter surface and third emitter surface are designed and arranged To receive light from the first emitter surface and one Proportion of light back to the first emitter surface to reflect.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, die eine erste Emitterfläche und eine zweite Emitterfläche aufweist, die Licht emittiert, die einge richtet ist, einen Anteil des Lichts auf die erste Emitterfläche zu richten, wobei die erste Emitterfläche für einen Punkt auf der zweiten Emitterfläche einem Raumwinkel von mehr als 5·10^–3 srad gegenüberliegt (der z. B. einem Kegel entspricht, der einen Winkel von annährend 5° aufweist).Another aspect of the invention is directed to a lighting device having a first emitter surface and a second emitter surface that emits light that is directed to direct a portion of the light onto the first emitter surface, the first emitter surface for a point on the emitter surface second emitter surface is opposite to a solid angle of more than 5 x 10 ^-3 srad (corresponding, for example, to a cone having an angle of approximately 5 °).

Die Vorrichtung kann ferner eine dritte Emitterfläche aufweisen, die ein zweites Licht emittiert, die eingerichtet ist, einen Anteil des Lichts auf die zweite Emitterfläche zu richten, wobei die zweite Emitterfläche für einen Punkt auf der dritten Emitterfläche einem Raumwinkel von mehr als 5·10^–3 srad gegenüberliegt, wobei die erste Emitterfläche, die zweite Emitterfläche und dritte Emitterfläche so angeordnet sind, daß das zweite Licht durch die zweite Emitterfläche auf die erste Emitterfläche reflektiert wird.The device may further comprise a third emitter surface emitting a second light configured to direct a portion of the light onto the second emitter surface, the second emitter surface for a point on the third emitter surface having a solid angle greater than 5 × 10 5 ^{. 3} srad, wherein the first emitter surface, the second emitter surface and the third emitter surface are arranged so that the second light is reflected by the second emitter surface on the first emitter surface.

In einigen Ausführungsformen emittiert die erste Emitterfläche Licht mit einem ersten Spektralgehalt, und die zweite Emitterfläche emittiert Licht mit einem zweiten Spektralgehalt. Die erste Emitterfläche kann Licht einer ersten Farbe emittieren, und die zweite Emitterfläche kann Licht einer zweiten Farbe emittieren.In In some embodiments, the first emitter surface emits Light with a first spectral content, and the second emitter surface emits light with a second spectral content. The first emitter surface can emit light of a first color, and the second emitter surface can emit light of a second color.

Noch ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Spaltabtastvorrichtung zur Verwendung in der Messung eines Auges eines Patienten gerichtet, die eine Spaltprojektionsvorrichtung und eine Abbildungsvorrichtung zum Aufnehmen von Bildern aufweist, die einen Anteil des Lichts enthalten, nachdem das Licht durch das Auge gestreut wird. Die Spaltprojektionsvorrichtung weist I) eine Beleuchtungsvorrichtung und einen Spalt auf, wobei die Beleuchtungsvorrichtung und der Spalt so angeordnet sind, daß das Licht im Ausgang auf das Auge gerichtet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine erste Emitterfläche und einen Reflektor auf, der eine zweite Emitterfläche aufweist, wobei der Reflektor konfiguriert und angeordnet ist, Licht von der ersten Emitterfläche zu empfangen und das Licht zurück auf die erste Emitterfläche zu reflektieren, wobei das Licht durch die erste Emitterfläche in einen Ausgang reflektiert wird.Yet Another aspect of the invention is a gap scanning device directed for use in the measurement of an eye of a patient, the a slit projection device and an imaging device for capturing images containing a portion of the light after the light is scattered through the eye. The split projection device I) comprises a lighting device and a gap, wherein the lighting device and the gap are arranged so that the Light in the exit is directed to the eye. The lighting device has a first emitter surface and a reflector, having a second emitter surface, wherein the reflector is configured and arranged, light from the first emitter surface to receive and return the light to the first emitter surface to reflect the light through the first emitter surface is reflected in an output.

In einigen Ausführungsformen ist der Reflektor gestaltet und angeordnet, das Licht von der ersten Emitterfläche zu empfangen und mindestens 50% des Lichts zurück auf die erste Emitterfläche zu reflektieren. In einigen Ausführungsformen emittiert die zweite Emitterfläche ein zweites Licht, wobei die zweite Emitterfläche eingerichtet ist, einen Anteil des zweiten Lichts auf die erste Emitterfläche zu richten, wobei die erste Emitterfläche für einen Punkt auf der zweiten Emitterfläche einem Raumwinkel von mehr als 5·10^–3 srad gegenüberliegt.In some embodiments, the reflector is configured and arranged to receive the light from the first emitter surface and to reflect at least 50% of the light back onto the first emitter surface. In some embodiments, the second emitter surface emits a second light, wherein the second emitter surface is configured to direct a portion of the second light onto the first emitter surface, the first emitter surface for a point on the second emitter surface having a solid angle greater than 5 × 10 5 ^{. 3} srad opposite.

Noch ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf ein Beleuchtungsverfahren gerichtet, das aufweist: Richten von Licht aus einer Emitterfläche mit einem Reflexionsvermögen von mindestens 30% auf einen Reflektor, und Reflektieren von mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche.Yet Another aspect of the invention is a lighting method directed, comprising: directing light from an emitter surface with a reflectivity of at least 30% on one Reflector, and reflecting at least 50% of the light back on the emitter surface.

In einigen Ausführungsformen wird das Licht von der Emitterfläche direkt in einen Ausgang der Vorrichtung reflektiert, wobei der Ausgang nicht-koaxial mit Licht ist, das durch den Reflektor auf die Emitterfläche gerichtet wird. In einigen Ausführungsformen ist das Licht im Ausgang nicht-kohärent.In In some embodiments, the light is from the emitter surface reflected directly into an output of the device, the output Non-coaxial with light is through the reflector on the emitter surface is directed. In some embodiments, the light is non-coherent in the output.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf ein Beleuchtungsverfahren gerichtet, das aufweist: Bereitstellen einer ersten Emitterfläche, Bereitstellen eines Reflektors, der eine zweite Emitterfläche aufweist, Richten von Licht von der ersten Emitterfläche auf den Reflektor einschließlich auf die zweite Emitterfläche, und Reflektieren eines Anteils des Lichts zurück auf die erste Emitterfläche.One another aspect of the invention is directed to a lighting method, comprising: providing a first emitter surface, Providing a reflector having a second emitter surface comprises directing light from the first emitter surface the reflector including the second emitter surface, and reflecting a portion of the light back onto the first emitter surface.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf ein Beleuchtungsverfahren gerichtet, das aufweist: Richten von Licht aus einer zweiten Emitterfläche auf eine erste Emitterfläche, wobei die erste Emitterfläche für einen Punkt auf der zweiten Emitterfläche einem Raumwinkel von mehr als 5·10^–3 srad gegenüberliegt.Another aspect of the invention is directed to an illumination method comprising: directing light from a second emitter surface onto a first emitter surface, wherein the first emitter surface for a point on the second emitter surface opposes a solid angle greater than 5.10 ^-3 srad.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es werden veranschaulichende, nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen dieselbe Bezugsziffer verwendet wird, um dieselben oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren zu bezeichnen, und in denen:It are illustrative, non-limiting embodiments of the present invention by way of example with reference to FIGS accompanying drawings in which the same Reference number is used to the same or similar To designate components in different figures, and in which:

1–10 schematische Darstellungen von Beispielen von Beleuchtungsvorrichtungen gemäß Aspekten de Erfindung sind; und 1 - 10 are schematic representations of examples of lighting devices according to aspects of the invention; and

11 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Spaltabtastinstruments zur Verwendung in der Messung eines Auges eines Patienten ist, wobei das Instrument eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufweist. 11 FIG. 4 is a schematic illustration of an example of a slit scanning instrument for use in measuring a patient's eye, the instrument having a lighting device in accordance with aspects of the present invention. FIG.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung wird Licht in einem ersten Raumwinkel durch eine reflektierende emittierende Oberfläche auf einen Reflektor projiziert und ein Anteil des Lichts wird durch den Reflektor zurück auf die Emitterfläche reflektiert. Die Emitterfläche reflektiert das Licht, das vom Reflektor empfangen wird, in einen Ausgang mit einem zweiten Raumwinkel. Es wird erkannt werden, daß das in den zweiten Raumwinkel projizierte Licht im wesentlichen gleich einer Summe 1) des Lichts, das durch Lichtemission aus der emittierenden Oberfläche direkt in den zweiten Raumwinkel, in den zweiten Raumwinkel projiziert wird, und 2) des Lichts ist, das in den ersten Raumwinkel projiziert wird, das durch den Reflektor zurück auf die Emitterfläche reflektiert wird und dann durch die Emitterfläche in den zweiten Raumwinkel reflektiert wird. Es wird ferner erkannt werden, daß indem so das Licht im zweiten Raumwinkel erhöht wird und indem die emittierende Fläche konstant gehalten wird, die Strahldichte im zweiten Raumwinkel über die erhöht wird, die die Strahldichte im zweiten Raumwinkel beim Fehlen des Reflektors gewesen wäre.According to aspects In the present invention, light is at a first solid angle through a reflective emitting surface on a reflector projected and a portion of the light is returned by the reflector reflected on the emitter surface. The emitter surface Reflects the light received by the reflector into one Output with a second solid angle. It will be appreciated that the light projected into the second solid angle is substantially equal a sum 1) of the light emitted by light emission from the emitting Surface directly into the second solid angle, in the second Solid angle is projected, and 2) the light is in the first Solid angle is projected through the reflector is reflected on the emitter surface and then through the Emitter surface is reflected in the second solid angle. It will further be appreciated that by so doing the light in the second solid angle is increased and by the emitting surface is kept constant, the beam density in the second solid angle over which increases the radiance in the second solid angle would have been in the absence of the reflector.

1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 weist einen Emitter 110 mit einer Emitterfläche 112 und einen Reflektor 120 auf. Der Reflektor 120 ist gestaltet und angeordnet, Licht aus der Emitterfläche zu empfangen und mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren. Ein repräsentativer Abschnitt der Emitterfläche emittiert Licht in einen ersten Raumwinkel Ω₁ auf den Reflektor. Der Reflektor reflektiert mindestens 50% des Lichts im Raumwinkel Ω₁ zurück auf die Emitterfläche 112, um die Strahldichte in einem Ausgang O zu erhöhen, der einen Raumwinkel Ω₂ aufweist. In einigen Ausführungsformen ist der Raumwinkel Ω₁ gleich den Raumwinkel Ω₂; jedoch brauchen die Raumwinkel nicht gleich sein. 1 is a schematic representation of an example of a lighting device 100 in accordance with aspects of the present invention. The lighting device 100 has an emitter 110 with an emitter surface 112 and a reflector 120 on. The reflector 120 is designed and arranged to receive light from the emitter surface and to reflect at least 50% of the light back onto the emitter surface. A representative portion of the emitter surface emits light into a first space angle Ω ₁ on the reflector. The reflector reflects at least 50% of the light at solid angle Ω ₁ back to the emitter surface 112 to increase the radiance in an output O having a solid angle Ω ₂ . In some embodiments, the solid angle Ω _{1 is} equal to the solid angle Ω ₂ ; however, the solid angles do not need to be the same.

Der Emitter kann jeder geeignete Emitter sein, für den Licht aus einer Emitterfläche des Emitters hervorgeht und für die die Emitterfläche geeignet reflektierend ist, wie unten detaillierter erläutert wird. In einigen Ausführungsformen kann der Emitter eine Lichtquelle sein. Zum Beispiel kann der Emitter eine LED mit einem lichtemittierenden Halbleiterchip aufweisen, dessen Oberfläche die Emitterfläche bildet (d. h. der Chip erzeugt Photonen infolge einer Rekombination von Elektronen und Löchern). Jedoch ist in einigen Ausführungsformen der Emitter keine Lichtquelle. Unabhängig davon, ob der Emitter eine Lichtquelle ist oder nicht, geht mindestens ein Anteil des Lichts, das durch den Emitter emittiert wird, aus der Emitterfläche hervor (um Licht in einen Lichtweg einzuleiten), und die Emitterfläche ist geeignet reflektierend. Vorrichtungen, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, sind insbesondere zur Verbesserung der Ausgangemitter (oder Emitterflächen) nützlich, die nicht-kohärentes Licht abgeben, und wo nicht-kohärentes Licht im Ausgang O erzeugt werden soll.Of the Emitter can be any suitable emitter, for the light emerges from an emitter surface of the emitter and for the emitter surface is suitably reflective, as below will be explained in more detail. In some embodiments the emitter can be a light source. For example, the emitter have an LED with a light-emitting semiconductor chip, the surface of which forms the emitter surface (i.e. H. the chip generates photons as a result of recombination of electrons and holes). However, in some embodiments the emitter is no light source. Regardless of whether the Emitter is a source of light or not, goes at least a share of the Light emitted by the emitter from the emitter surface (to introduce light into an optical path) and the emitter surface is suitable reflective. Devices according to aspects the present invention are arranged in particular for Improving the output emitter (or emitter surfaces) useful, which emit non-coherent light, and where noncoherent Light in the output O to be generated.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Emitterfläche 112 planar. Jedoch kann die emittierende Oberfläche jede geeignete Form aufweisen.In the illustrated embodiment, the emitter surface is 112 planar. However, the emitting surface may have any suitable shape.

In einigen Ausführungsformen kann die Emitterfläche ein integraler Teil einer Lichtquelle sein (z. B. eine Oberfläche des LED-Chips). Andere Ausführungsformen, in denen die Emitterfläche einen integralen Teil einer Lichtquelle bildet, können zum Beispiel ein erwärmtes Metallstück umfassen, das eine geeignete reflektierende Emitterfläche aufweist.In In some embodiments, the emitter surface be an integral part of a light source (eg, a surface of the LED chip). Other embodiments in which the Emitter surface forms an integral part of a light source, For example, a heated piece of metal can be used comprising a suitable reflective emitter surface having.

Typischerweise wird die Emitterfläche ein Reflexionsvermögen von mindestens 30% und in einigen Ausführungsformen mindestens 40% aufweisen. Jedoch kann durch Erhöhen des Reflexionsvermögens die Strahldichte einer Beleuchtungsvorrichtung erhöht werden. Zum Beispiel ist festgestellt worden, daß LEDs eine Emitterfläche aufweisen, die ein geeignetes Reflexionsvermögen aufweist. Beispiele geeigneter LEDs umfassen die Modellnummern LXHL_LB3C, LXK2_PR14_R01, wobei beide der LEDs Luxeon LEDs von Phillips Lumileds Corporation sind.typically, the emitter area becomes a reflectivity of at least 30% and in some embodiments at least 40%. However, by increasing the reflectivity the radiance of a lighting device can be increased. For example, it has been found that LEDs have an emitter surface having a suitable reflectivity. Examples of suitable LEDs include the model numbers LXHL_LB3C, LXK2_PR14_R01, where both of the LEDs are Luxeon LEDs from Phillips Lumileds Corporation.

In der dargestellten Ausführungsform weist der Reflektor 120 zum Beispiel einen metallischen Spiegel auf. Jedoch kann jeder geeignete Reflektor mit einem Reflexionsvermögen von mehr als 50% verwendet werden. Zum Beispiel kann der Reflektor ein dielektrischer Spiegel sein. In einigen Ausführungsformen kann ein dielektrischer Spiegel mit einem Reflexionsvermögen von mehr als 98% verwendet werden. Im allgemeinen kann durch Erhöhen des Reflexionsvermögens des Reflektors die Strahldichte einer Beleuchtungsvorrichtung erhöht werden. Es wird erkannt werden, daß je niedriger das Reflexionsvermögen des Reflektors ist, je größer der Anteil des Lichts ist, das durch den Reflektor reflektiert wird, das zurück auf die Emitterfläche gerichtet werden muß, um zu erreichen, daß mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche reflektiert werden.In In the illustrated embodiment, the reflector 120 for example, a metallic mirror. However, anyone can Reflector used with a reflectivity of more than 50% become. For example, the reflector may be a dielectric mirror be. In some embodiments, a dielectric Mirror with a reflectivity of more than 98% used become. In general, by increasing the reflectivity of the reflector increases the radiance of a lighting device become. It will be appreciated that the lower the reflectance the reflector is, the greater the proportion of light that is reflected by the reflector that is back must be directed to the emitter surface to Achieve at least 50% of the light back be reflected on the emitter surface.

Im allgemeinen ist die Bestrahlungsstärke (Strahlungsleistung pro Fläche) um so größer, je größer der Raumwinkel ist, der Licht enthält, der dem Reflektor gegenüberliegt. In einigen Ausführungsformen kann eine Kondensorlinse 130 verwendet werden, um die Strahlen im Ausgang der Beleuchtungsvorrichtung zu steuern.In general, the larger the solid angle that contains light that opposes the reflector, the greater the irradiance (radiant power per area). In some embodiments, a condenser lens 130 used to control the rays in the output of the lighting device.

Um eine Konfiguration zu erzielen, in der Licht von der Emitterfläche durch den Reflektor empfangen wird und mindestens 50% des Lichts zurück auf die Emitterfläche reflektiert werden, wird der Spiegel vorzugsweise vor der Emitterfläche angeordnet und angewinkelt, um Licht zurück zur Emitterfläche zu reflektieren. Der Reflektor wird so ausgewählt, daß er eine passende Form aufweist, um das Licht zurück auf den Emitter zu reflektieren. In einigen Ausführungsformen weisen die Emitterfläche oder der Reflektor oder beide eine konkave Reflexionsfläche auf, um Licht konvergieren zu lassen. In 1, wo die Emitterfläche eine planare Emitterfläche aufweist, kann der Reflektor eine sphärische Form aufweisen, so daß Licht im Raumwinkel Ω₁ gesammelt und zurück auf die Emitterfläche reflektiert wird.In order to achieve a configuration in which light from the emitter surface is received by the reflector and at least 50% of the light is reflected back to the emitter surface, the mirror is preferably placed in front of the emitter surface and angled to reflect light back to the emitter surface. The reflector is selected to have a suitable shape to reflect the light back onto the emitter. In some embodiments, the emitter surface or the reflector or both have a concave reflection surface to converge light. In 1 where the emitter surface has a planar emitter surface, the reflector may have a spherical shape so that light is collected at solid angle Ω ₁ and reflected back onto the emitter surface.

Es werden im folgenden mehrere zusätzliche Beispiele geeigneter Formen und Konfigurationen für Emitterflächen und Reflektoren gezeigt. Jedoch können andere Techniken zur Sammlung von Licht verwendet werden.It will be more suitable in the following several additional examples Shapes and configurations for emitter surfaces and reflectors shown. However, other techniques can used for the collection of light.

Es wird festgestellt werden, daß eine Ausgabe der Beleuchtungsvorrichtung in einem Kegel projiziert wird, der einen Winkel ∅ mit einer Normalen der emittierenden Oberfläche bildet. Typischerweise liegt der Winkel ∅ im Bereich von 10–80 Grad. Obwohl der Ausdruck Kegel verwendet wird, wird erkannt werden, daß das Ausgangslicht in jeder geeigneten Form projiziert werden kann. In der dargestellten Ausführungsform bildet die Lichtausgabe einen Winkel mit der Normalen der Emitterfläche von etwa 50 Grad. Es wird erkannt werden, daß der Ausgangsweg nicht mit dem Weg aus dem Reflektor zur emittierenden Oberfläche kollinear ist.It it will be noted that an output of the lighting device is projected in a cone with an angle ∅ with a normal of the emitting surface forms. Typically lies the angle ∅ in the range of 10-80 degrees. Even though the term cone is used, it will be recognized that the Output light can be projected in any suitable form. In The illustrated embodiment forms the light output an angle with the normal of the emitter surface of about 50 Degree. It will be appreciated that the output path is not with the path from the reflector to the emitting surface is collinear.

2 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 200 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. In 2 weist die Vorrichtung einen Emitter 210 mit einer gekrümmten Emitterfläche 212 und einen Reflektor 220 mit einer planaren Form auf. Obwohl der Reflektor planar ist, erleichtert die gekrümmte Emitterfläche, daß Licht durch den Reflektor 220 zurück auf den Emitter reflektiert wird. Wie oben angegeben, sollte der Reflektor eine geeignete Form aufweisen, um einen geeigneten Anteil des Lichts zurück auf den Emitter zu reflektieren. Es wird erkannt werden, daß wenn der Emitter eine Emitterfläche aufweist, die konvergentes Licht erzeugt, der Reflektor 220 nicht so konvergent sein braucht oder überhaupt nicht konvergent sein braucht. 2 is a schematic representation ei Another example of a lighting device 200. in accordance with aspects of the present invention. In 2 the device has an emitter 210 with a curved emitter surface 212 and a reflector 220 with a planar shape. Although the reflector is planar, the curved emitter surface facilitates light through the reflector 220 is reflected back to the emitter. As indicated above, the reflector should have a suitable shape to reflect an appropriate portion of the light back onto the emitter. It will be appreciated that if the emitter has an emitter surface which produces convergent light, the reflector 220 does not need to be so convergent or needs to be convergent at all.

3 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 300 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. In 3 weist der Emitter 310 eine ebene Emitterfläche 312 und einen gekrümmten Reflektor 320 auf, der an einer Emitterverkleidung 314 angeordnet ist (z. B. eine integrierte Kunststofflinse, die unter Verwendung herkömmlicher Techniken gefertigt ist). In einigen Ausführungsformen ist die Verkleidung direkt mit der emittierenden Oberfläche verbunden (d. h. die Verkleidung ist ohne einen Luftspalt zwischen der Verkleidung und der emittierenden Oberfläche ausgebildet). Licht wird durch den Reflektor 320 gesammelt und zurück auf den Emitter konvergieren gelassen. Es wird erkannt werden, daß eine Vorrichtung, wie in 3 gezeigt, erzielt werden kann, indem zum Beispiel ein Reflektor auf einer geeignet geformten Verkleidungslinse abgeschieden wird, die direkt mit der emittierenden Oberfläche des LED-Chips verbunden ist. 3 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 300 in accordance with aspects of the present invention. In 3 points the emitter 310 a flat emitter surface 312 and a curved reflector 320 sitting on an emitter panel 314 (eg, an integrated plastic lens made using conventional techniques). In some embodiments, the panel is directly connected to the emitting surface (ie, the panel is formed without an air gap between the panel and the emitting surface). Light is passing through the reflector 320 collected and allowed to converge back to the emitter. It will be appreciated that a device as in 3 can be achieved, for example, by depositing a reflector on a suitably shaped fairing lens which is directly connected to the emitting surface of the LED chip.

4 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 400 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung, in der der Emitter 410 eine gekrümmte Emitterfläche 412 aufweist (wie oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben) und ein Reflektor 420 eine planare Form aufweist. Folglich erleichtert es die gekrümmte Emitterfläche, daß Licht durch den Reflektor 420 zurück auf den Emitter reflektiert wird. Auch kann der Reflektor 420 ähnlich zu 3 an einer Emitterverkleidung 414 angeordnet werden, die direkt mit der emittierenden Oberfläche der Quelle verbunden ist; jedoch ist in 4 die Oberfläche, auf der der Reflektor abgeschieden wird, planar. 4 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 400 in accordance with aspects of the present invention in which the emitter 410 a curved emitter surface 412 (as above with reference to 2 described) and a reflector 420 has a planar shape. Consequently, the curved emitter surface facilitates light through the reflector 420 is reflected back to the emitter. Also, the reflector can 420 similar to 3 on an emitter panel 414 which is connected directly to the emitting surface of the source; however, is in 4 the surface on which the reflector is deposited planar.

5 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 500 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung, in der ein Emitter 510 eine planare Emitterfläche 512 und einen planaren Reflektor 520 aufweist; jedoch weist die Vorrichtung 500 ein optisches Element 530 mit einer positiven Brechkraft auf (z. B. eine bikonvexe Linse, ein beugendes Element), so daß Licht gesammelt und konvergieren gelassen wird, bevor und nachdem es vom Reflektor reflektiert wird. In solchen Ausführungsformen kann die Leistung verbessert werden, indem das optische Element mit einem Antireflexionsüberzug überzogen wird, der auf die Wellenlänge abgestimmt ist, bei der die LEDs Licht emittieren. 5 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 500 according to aspects of the present invention, in which an emitter 510 a planar emitter surface 512 and a planar reflector 520 having; however, the device has 500 an optical element 530 with a positive refractive power (e.g., a biconvex lens, a diffractive element) so that light is collected and converged before and after it is reflected by the reflector. In such embodiments, the performance may be improved by overcoating the optical element with an antireflection coating tuned to the wavelength at which the LEDs emit light.

6 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 600, die eine planare Emitterfläche 512 und einen planeren Reflektor 520 aufweist; jedoch weist die Vorrichtung 500 ein konvergentes optisches Element (z. B. a bikonvexe Linse) auf, das integral mit einer Verkleidung 614 ausgebildet ist, die direkt mit der emittierenden Oberfläche des Emitters verbunden ist. Ähnlich zu 5 wird Licht gesammelt und konvergieren gelassen, bevor und nachdem es vom Reflektor reflektiert wird. 6 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 600 that has a planar emitter surface 512 and a flat reflector 520 having; however, the device has 500 a convergent optical element (eg, a biconvex lens) integral with a cladding 614 is formed, which is connected directly to the emitting surface of the emitter. Similar to 5 Light is collected and allowed to converge before and after it is reflected by the reflector.

Es wird erkannt werden, daß in der Vorrichtung, die in den 1–6 dargestellt wird, die Komponenten so konfiguriert sind, daß ein Lichtanteil direkt von einer Reflexionsfläche in den Ausgang O projiziert wird und ein anderes Licht im Ausgang von der Emitterfläche höchstens einmal weg reflektiert wird, bevor es in einen Ausgang O eintritt. Licht im Ausgang wird durch Reflexion von einer Emitterfläche geformt. Es wird außerdem erkannt werden, daß der Ausgangsweg nicht mit dem Weg vom Reflektor zur Emitterfläche koaxial ist.It will be appreciated that in the device used in the 1 - 6 is shown, the components are configured so that a light component is projected directly from a reflection surface in the output O and another light in the output from the emitter surface is reflected at most once before it enters an output O. Light in the output is formed by reflection from an emitter surface. It will also be appreciated that the output path is not coaxial with the path from the reflector to the emitter surface.

Obwohl die obigen Ausführungsformen Beleuchtungsvorrichtungen darstellen, die eine Emitterfläche in Kombination mit einem Reflektor aufweisen, der nur ein Reflektorelement aufweist, um geeignet Licht zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren, kann in anderen Ausführungsformen ein Reflektor zwei oder mehr optische Elemente (einschließlich einen oder zwei Spiegel, eine oder mehrere Linsen oder ein anderes optisches Element) aufweisen, um Licht zurück auf die Emitterfläche zu richten. Im allgemeinen wird das Hinzufügen zusätzlicher optischer Elemente eine Komplexität hinzufügen und den Wirkungsgrad reduzieren, mit dem Licht zurück auf die Emitterfläche übertragen wird; jedoch können in einigen Ausführungsformen mehrere Elemente vorteilhaft sein.Even though the above embodiments lighting devices represent an emitter surface in combination with a Reflector having only a reflector element to suitably light can reflect back to the emitter surface in other embodiments, one reflector is two or more optical elements (including one or two mirrors, one or more lenses or another optical element), to direct light back to the emitter surface. In general, adding additional adding complexity to optical elements and reduce the efficiency, with the light back on the emitter surface is transferred; however, you can In some embodiments, several elements are advantageous be.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf die Kaskadierung zweier oder mehrerer Emitterflächen gerichtet, um die Strahldichte einer Quelle in einem gegebenen Ausgang weiter zu erhöhen. In Ausführungsformen gemäß dieses Aspekts bildet eine Emitterfläche einen Reflektor (oder die emittierende Oberfläche bildet ein Element eines Mehrelementreflektors), der bewirkt, daß Licht längs eines Weges gerichtet wird, so daß das Licht geeignet auf eine andere Emitterfläche reflektiert wird. Die Strahldichte wird in der oben beschriebenen Weise über jene einer einzelnen Emitterfläche hinaus erhöht. Es wird erkannt werden, daß die Emitterfläche längs des Weges als ein aktiver Reflektor arbeitet (d. h. ein Reflektor, der zu dem Licht, das längs des Weges gerichtet ist, Licht hinzufügen kann).Another aspect of the invention is directed to the cascading of two or more emitter areas to further increase the beam density of a source in a given output. In embodiments according to this aspect, an emitter surface forms a reflector (or the emissive surface forms an element of a multi-element reflector) which causes light to be directed along a path so that the light is suitably reflected onto another emitter surface. The radiance is in the manner described above on those ei ner single emitter area increases. It will be appreciated that the emitter surface operates along the path as an active reflector (ie, a reflector that can add light to the light directed along the path).

In Ausführungsformen, die mehr als eine Emitterfläche aufweisen, können die Emitterflächen zueinander gleich oder unterschiedlich voneinander konfiguriert sein. Zum Beispiel können in Ausführungsformen, wo die Emitterflächen Abschnitte von LEDs sind, die LEDs aus LEDs derselben Modellnummer bestehen oder können unterschiedliche Modellnummern aufweisen oder LEDs sein, die durch unterschiedliche Hersteller gefertigt werden. Die Emitterflächen können Abschnitte unterschiedlicher Vorrichtungstypen sein (z. B. eine der Emitterflächen ist ein Abschnitt einer LED, und eine andere Emitterfläche ist ein Abschnitt eines anderen Vorrichtungstyps).In Embodiments that have more than one emitter surface have, the emitter surfaces to each other be configured the same or different from each other. For example may in embodiments where the emitter surfaces Sections of LEDs are, the LEDs are LEDs of the same model number exist or may have different model numbers or LEDs made by different manufacturers become. The emitter surfaces can be sections of different device types (For example, one of the emitter surfaces is a section of a LED, and another emitter surface is a section of one other type of device).

Einige Ausführungsformen mit mehr als einer Emitterfläche weisen eine erste Emitterfläche und einen Reflektor auf, der eine zweite Emitterfläche aufweist, wobei der Reflektor konfiguriert und angeordnet ist, um Licht von der Emitterfläche zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren. In einigen Ausführungsformen ist der Reflektor gestaltet und angeordnet, um Licht von der Emitterfläche zu empfangen, und mindestens 50% des Lichts gelangt auf die Emitterfläche zurück; jedoch infolge der aktiven Beschaffenheit des Reflektor können weniger als 50% benötigt werden, um eine nutzbare Ausgangsstrahldichte zu erzielen. Zum Beispiel kann der Betrag mehr als 20% des Lichts sein.Some Embodiments with more than one emitter surface have a first emitter surface and a reflector, having a second emitter surface, wherein the reflector configured and arranged to receive light from the emitter surface to receive and return a portion of the light to the Emitter surface to reflect. In some embodiments The reflector is designed and arranged to receive light from the emitter surface at least 50% of the light is returned to the emitter surface; However, due to the active nature of the reflector can less than 50% are needed to provide a usable output beam density to achieve. For example, the amount can be more than 20% of the light be.

7 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 700, die eine erste planare Emitterfläche 712, eine Linse 740, um Licht auf eine zweite planare Emitterfläche 732 zu leiten, und einen gekrümmten Reflektor 720 (d. h. eine gekrümmte Reflexionsfläche) aufweist. Es wird erkannt werden, daß Licht im Ausgang O teilweise durch jedes des folgenden gebildet wird: Licht, das direkt aus der Emitterfläche 712 in den Ausgang O emittiert wird; Licht, das aus der Emitterfläche 732 auf die Emitterfläche 712 und in den Ausgang O emittiert wird; Licht, das aus der Emitterfläche 732 auf den Reflektor 720, zurück auf die emittierende Oberfläche 732 auf die Emitterfläche 712 und dann in den Ausgang O emittiert wird; und Licht, das von der Emitterfläche 712 auf die Emitterfläche 732, dann auf den Reflektor 720 zurück auf die Emitterfläche 732, zurück auf die Emitterfläche 712 und in den Ausgang O emittiert wird. 7 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 700 that has a first planar emitter surface 712 , a lens 740 to light on a second planar emitter surface 732 to direct, and a curved reflector 720 (ie, a curved reflection surface). It will be appreciated that light in output O is formed in part by each of the following: light directly from the emitter surface 712 is emitted into the output O; Light coming out of the emitter surface 732 on the emitter surface 712 and emitted into the output O; Light coming out of the emitter surface 732 on the reflector 720 , back to the emitting surface 732 on the emitter surface 712 and then emitted into the output O; and light coming from the emitter surface 712 on the emitter surface 732 , then on the reflector 720 back to the emitter surface 732 , back to the emitter surface 712 and emitted into the output O.

Es wird erkannt werden, daß in der Vorrichtung 700 ein Reflektor 725 (der den Reflektor 720, die Emitterfläche 732 und die Linse 740 aufweist) konfiguriert und angeordnet ist, um Licht von der Emitterfläche 712 zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die Emitterfläche 712 zu reflektieren.It will be appreciated that in the device 700 a reflector 725 (the reflector 720 , the emitter surface 732 and the lens 740 configured) and arranged to receive light from the emitter surface 712 to receive and a portion of the light back to the emitter surface 712 to reflect.

8 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 800, die eine erste planare Emitterfläche 812, eine erste Linse 840, die mit der Emitterfläche 812 verbunden ist (wie z. B. oben unter Bezugnahme auf 3 beschrieben), eine zweite Emitterfläche 832, eine zweite Linse 850, die mit der Emitterfläche 832 verbunden ist, und einen planaren Reflektor 820 aufweist, um Licht zurück auf die Emitterfläche 832 zu richten. 8th Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 800 that has a first planar emitter surface 812 , a first lens 840 that with the emitter surface 812 is connected (such as above with reference to 3 described), a second emitter surface 832 , a second lens 850 that with the emitter surface 832 connected, and a planar reflector 820 has light back to the emitter surface 832 to judge.

Es wird erkannt werden, daß in der Vorrichtung 800 ein Reflektor (der den Reflektor 820, die Emitterfläche 832 und die Linsen 840 und 850 aufweist) konfiguriert und angeordnet ist, um Licht von der Emitterfläche 812 zu empfangen und einen Anteil des Lichts zurück auf die Emitterfläche 812 zu reflektieren. Ähnlich zu der Vorrichtung 700 (die in 7 gezeigt wird) arbeitet die zweite Emitterfläche 832 als ein aktiver Reflektor. Die Lichtwege in den Ausgangsweg O der Beleuchtungsvorrichtung sind ähnlich zu jenen in 7.It will be appreciated that in the device 800 a reflector (the reflector 820 , the emitter surface 832 and the lenses 840 and 850 configured) and arranged to receive light from the emitter surface 812 to receive and a portion of the light back to the emitter surface 812 to reflect. Similar to the device 700 (in the 7 is shown) operates the second emitter surface 832 as an active reflector. The light paths into the exit path O of the illumination device are similar to those in FIG 7 ,

Es wird erkannt werden, daß in der Vorrichtung, die in den 7–8 dargestellt wird, die Komponenten so konfiguriert sind, daß Licht an der Emitterfläche höchstens zweimal weg reflektiert wird, bevor es in einen Ausgang O eintritt. Licht im Ausgang wird durch Reflexion von einer Emitterfläche gebildet. Es wird außerdem erkannt werden, daß der Ausgangweg nicht koaxial mit dem Weg vom Reflektor zur Emitterfläche ist.It will be appreciated that in the device used in the 7 - 8th is configured, the components are configured so that light is reflected at the emitter surface at most twice away before it enters an output O. Light in the output is formed by reflection from an emitter surface. It will also be appreciated that the output path is not coaxial with the path from the reflector to the emitter surface.

9 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Beleuchtungsvorrichtung 900, die zehn planare Emitterflächen 912_1-10 aufweist, wobei jeweils 912₁ , 912₃ , 912₅ , 912₇ , 912₉ auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, und jeweils 912₂ , 912₄ , 912₆ , 912₈ , 912₁₀ auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind. Jede Emitterfläche 912_1-10 weist eine entsprechende Linse 940_1-10 auf, die damit verbunden ist. Es ist ein planarer Reflektor 920 angeordnet, um Licht von einer Emitterfläche 912₁₀ zurück auf die Emitterfläche 912₁₀ zu richten, so daß sich ein Anteil des Lichts aus jeder der Emitterflächen in die Richtung des Reflektors 920 ausbreitet und wieder zurück in den Ausgang der Beleuchtungsvorrichtung gerichtet wird. Zusätzlich breitet sich ein Anteil des Lichts von jeder Emitterfläche in die Richtung des Ausgangs O aus (d. h. weg vom Reflektor 920). Es wird erkannt werden, daß 10 Emitterflächen 912₁ –912₁₀ beispielhaft gezeigt werden. Es kann jede geeignete Anzahl verwendet werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung mindestens drei Emitterflächen aufweisen. Zusätzlich können Emitter, Linsen und/oder Spiegel direkt miteinander verbunden werden, um miteinander gemeinsame Pakete zu bilden. Alternativ können die Emitter, Linsen und/oder Spiegel als diskrete Komponenten ausgebildet sein. 9 Fig. 10 is a schematic diagram of another example of a lighting device 900 , the ten planar emitter surfaces 912 _1-10 in each case 912 ₁ . 912 ₃ . 912 ₅ . 912 ₇ . 912 ₉ are formed on a common substrate, and respectively 912 ₂ . 912 ₄ . 912 ₆ . 912 ₈ . 912 ₁₀ are formed on a common substrate. Each emitter surface 912 _1-10 has a corresponding lens 940 _1-10 which is connected with it. It is a planar reflector 920 arranged to receive light from an emitter surface 912 ₁₀ back to the emitter surface 912 ₁₀ to direct so that a portion of the light from each of the emitter surfaces in the direction of the reflector 920 propagated and returned to the output of the lighting device. In addition, a portion of the light from each emitter surface propagates in the direction of the output O (ie away from the reflector 920 ). It will be appreciated that there are 10 emitter surfaces 912 ₁ - 912 ₁₀ to be shown by way of example. Any suitable number can be used. For example, the device may have at least three emitter surfaces. In addition, emitters, lenses and / or mirrors can be connected directly to each other to become common packages with each other. Alternatively, the emitters, lenses and / or mirrors may be formed as discrete components.

Es wird erkannt werden, daß in der Vorrichtung 900 ein Reflektor (der den Reflektor 920, die Emitterflächen 912_1-10 aufweist) konfiguriert und angeordnet ist, Licht von der Emitterfläche 912₁ zu empfangen und einen geeigneten Anteil des Lichts zurück auf die Emitterfläche 912₁ zu reflektieren. Es wird außerdem erkannt werden, daß für eine ausgewählte der anderen Emitterflächen 912_2-10 in der Vorrichtung 900 ein Reflektor, der eine geeignete Lichtmenge zurück auf die ausgewählte Emitterfläche reflektiert, identifiziert werden kann.It will be appreciated that in the device 900 a reflector (the reflector 920 , the emitter surfaces 912 _1-10 configured) and arranged, light from the emitter surface 912 ₁ to receive and return a suitable portion of the light back to the emitter surface 912 ₁ to reflect. It will also be appreciated that for a selected one of the other emitter surfaces 912 _2-10 in the device 900 a reflector that reflects an appropriate amount of light back onto the selected emitter surface can be identified.

10 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels der Beleuchtungsvorrichtung 1000, die zehn planare Emitterflächen 912_1-10 aufweist, die jeweils eine Linse 940_1-10 aufweisen, wie in 9 gezeigt. Jedoch wird in der Vorrichtung 1000 der (in 9 gezeigte) planare Reflektor 920 weggelassen, so daß die Beleuchtungsvorrichtung einen ersten Ausgang O₁ und einen zweiten Ausgang O₂ aufweist. Jeder Ausgang weist eine verbesserte Strahldichte auf. Natürlich ist die Strahldichte jedes Ausgangs kleiner als die Strahldichte im einzelnen Ausgang der (in 9 gezeigten) Vorrichtung 900. 10 FIG. 12 is a schematic diagram of another example of the lighting device. FIG 1000 , the ten planar emitter surfaces 912 _1-10 each having a lens 940 _1-10 have, as in 9 shown. However, in the device 1000 the (in 9 shown) planar reflector 920 omitted, so that the lighting device has a first output O ₁ and a second output O ₂ . Each output has an improved radiance. Of course, the radiance of each output is smaller than the radiance in the single output of the (in 9 shown) device 900 ,

Es wird erkannt werden, daß im Unterschied zu den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen die Vorrichtung 1000 überhaupt keine Reflexionsfläche aufweist (z. B. ein Reflektorelement oder eine reflektierende Emitterfläche), die konfiguriert und angeordnet ist, um Licht aus einer Emitterfläche zu empfangen und mindestens einen Anteil des Lichts zurück auf die Emitterfläche zu reflektieren. Stattdessen wird die Strahldichte in einem Ausgang O₁ oder O₂ erhöht, indem geeignet ein Lichtanteil aus einer zweiten Emitterfläche auf eine erste Emitterfläche gerichtet wird (wobei in 10 z. B. 912₂ ein Beispiel einer solchen zweiten Emitterfläche ist und 912₁ ein Beispiel einer solchen ersten Emitterfläche).It will be appreciated that, unlike the other embodiments described herein, the device 1000 has no reflective surface (eg, a reflector element or a reflective emitter surface) configured and arranged to receive light from an emitter surface and to reflect at least a portion of the light back onto the emitter surface. Instead, the radiance is increased in an output O ₁ or O ₂ by suitably directing a light component from a second emitter surface onto a first emitter surface (in FIG 10 z. B. 912 ₂ an example of such a second emitter surface is and 912 ₁ an example of such a first emitter surface).

Typischerweise ist eine Vorrichtung so konfiguriert, daß eine erste Emitterfläche für einen Punkt auf einer zweiten E mitterfläche Licht in einen Raumwinkel (θ) von mehr als 0,005·10^–3 Steradiant (srad) (der einem Kegel von annährend 5° entspricht) empfängt (wobei in 10 z. B. 912₁ ein Beispiel einer ersten Emitterfläche ist und 912₂ ein Beispiel einer zweiten Emitterfläche ist). Es wird erkannt werden, daß ein oder mehrere optische Elemente Licht im Raumwinkel sammeln und das Licht zur ersten Emitterfläche richten können, um eine solche Anordnung zu erzielen (z. B. sammeln 940₁ und 940₂ Licht, das durch die zweite Emitterfläche emittiert wird, und richten des Lichts auf die erste Emitterfläche). In einigen Ausführungsformen ist der Raumwinkel größer als 0,02 srad (der einem Kegel von annährend 10° entspricht), und in einigen Ausführungsformen ist der Raumwinkel größer als 0,2 srad (der einem Kegel von annährend 30° entspricht). Es wird erkannt werden, daß der maßgebliche Raumwinkel, dem eine erste emittierende Oberfläche gegenüberliegt, ein Raumwinkel ist, in dem die zweite emittierende Oberfläche Licht projizieren kann.Typically, a device is configured so that a first emitter surface for a point on a second surface receives light at a solid angle (θ) greater than 0.005 × 10 ^-3 steradian (srad) (corresponding to a cone of approximately 5 °) ( being in 10 z. B. 912 ₁ an example of a first emitter surface is and 912 ₂ an example of a second emitter surface is). It will be appreciated that one or more optical elements may collect light at solid angle and direct the light to the first emitter surface to achieve such an arrangement (eg, collect 940 ₁ and 940 ₂ Light emitted by the second emitter surface and directing the light to the first emitter surface). In some embodiments, the solid angle is greater than 0.02 srad (which corresponds to a cone of approximately 10 °), and in some embodiments, the solid angle is greater than 0.2 srad (which corresponds to a cone of approximately 30 °). It will be appreciated that the relevant solid angle, which is opposed by a first emitting surface, is a solid angle in which the second emitting surface can project light.

In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung eine dritte Emitterfläche (912₃ ) auf, die ein zweites Licht emittiert. Die dritte Emitterfläche ist eingerichtet, einen Anteil des zweiten Lichts auf die zweite Emitterfläche zu richten. Ähnlich zu der Anordnung, die die erste Emitterfläche und die zweite Emitterfläche aufweist, sind solche Vorrichtungen (d. h., die dritte Emitterflächen aufweisen) so konfiguriert, daß eine zweite Emitterfläche für einen Punkt auf der dritten Emitterfläche Licht in einem Raumwinkel von mehr als 5·10^–3 srad empfängt. Es wird erkannt werden, daß die erste Emitterfläche, die zweite Emitterfläche und der dritte Emitter so angeordnet sind, daß das zweite Licht durch die zweite Emitterfläche auf die erste Emitterfläche reflektiert wird.In some embodiments, the device has a third emitter surface ( 912 ₃ ) emitting a second light. The third emitter surface is arranged to direct a portion of the second light to the second emitter surface. Similar to the arrangement having the first emitter area and the second emitter area, such devices (ie, having third emitter areas) are configured so that a second emitter area for a point on the third emitter area will have light at a solid angle greater than 5x10 5 ^-3 srad receives. It will be appreciated that the first emitter area, the second emitter area and the third emitter are arranged so that the second light is reflected by the second emitter area onto the first emitter area.

Im allgemeinen erhöht eine Erhöhung der Anzahl der LEDs, die in einer solchen Weise kaskadiert sind, wie oben beschrieben, die Strahldichte in einem Ausgang. Außerdem wird erkannt werden, daß die Bestrahlungsstärke (Leistung pro Fläche) der Beleuchtungsvorrichtung um so besser ist, je größer der Raum winkel ist, dem der Reflektor gegenüberliegt; jedoch ändert ein größerer Raumwinkel die Strahldichte nicht beträchtlich.in the general increases an increase in the number of LEDs cascaded in such a way as described above, the radiance in an output. In addition, it is recognized be that the irradiance (power per Area) of the lighting device is the better, depending is greater the space angle, which is opposite to the reflector; however, a larger solid angle changes the radiance is not considerable.

Obwohl die dargestellte Ausführungsform in 10 zehn LEDs in einer Kaskade aufweist, können Ausführungsformen von Beleuchtungsvorrichtungen gemäß dieses Aspekts der Erfindung zwei oder mehr LEDs aufweisen.Although the illustrated embodiment is shown in FIG 10 If there are ten LEDs in a cascade, embodiments of lighting devices according to this aspect of the invention may include two or more LEDs.

In einigen Ausführungsformen mit mehreren Emittern (wie in den 7–10 gezeigt) emittieren mindestens zwei Emitterflächen Licht, das einen anderen Spektralgehalt als ein anderes aufweist (z. B. emittieren die Emitterflächen Licht mit unterschiedlichen Farben). In einem Beispiel emittiert eine Emitterfläche blaues Licht und eine andere Emitterfläche emittiert gelbes Licht. Es wird erkannt werden, daß solche Anordnungen es ermöglichen, daß eine Lichtabgabe eine andere Farbe als eine der Quellen aufweist. In einigen solchen Ausführungsformen ist die Lichtabgabe von den Emitterflächen variabel, so daß die Farbe der Lichtabgabe der Vorrichtung verändert werden kann. Zum Beispiel kann die Abgabe weißes Licht sein.In some embodiments with multiple emitters (as in the 7 - 10 at least two emitter surfaces emit light having a different spectral content than another (eg, the emitter surfaces emit light of different colors). In one example, one emitter surface emits blue light and another emitter surface emits yellow light. It will be appreciated that such arrangements enable a light output to have a different color than one of the sources. In some such embodiments, the light output from the emitter surfaces is variable so that the color of the light output of the device can be varied. For example, the output may be white light.

11 stellt eine Spaltabtastvorrichtung 1100 zur Verwendung in der Messung eines Auges eines Patienten dar. Die Spaltabtastvorrichtung weist eine Spaltprojektionsvorrichtung 1110, eine Abbildungsvorrichtung 1130 zum Aufnehmen von Bildern des Spaltlichts, nachdem Lichtspalte durch das Auge E gestreut werden, und einen Prozessor 1140 zur Steuerung der Vorrichtung (z. B. eine Spaltprojektionsvorrichtung 1110 und eine Abbildungsvorrichtung 1130) und Erzielen einer Darstellung des Auges aus den Bildern auf. Die Vorrichtung kann als eine herkömmliche Spaltabtastvorrichtung konfiguriert sein, mit der Ausnahme, daß die Spaltprojektionsvorrichtung eine Beleuchtungsvorrichtung 1115 aufweist, wie oben beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung 1115 kann jede geeignete Beleuchtungsvorrichtung sein, wie oben beschrieben. In einigen Ausführungsformen der Spaltabtastvorrichtung wird das Licht, das durch die Beleuchtungsvorrichtung emittiert wird, infrarot sein. 11 represents a slit scanning device 1100 for use in the measurement of a patient's eye. The slit scanning device a split projection device 1110 , an imaging device 1130 for capturing images of the slit light after light gaps are scattered through the eye E, and a processor 1140 for controlling the device (eg a slit projection device 1110 and an imaging device 1130 ) and obtaining a representation of the eye from the images. The apparatus may be configured as a conventional slit scanning apparatus except that the slit projection apparatus is a lighting apparatus 1115 has, as described above. The lighting device 1115 may be any suitable lighting device as described above. In some embodiments of the slit scanning device, the light emitted by the illumination device will be infrared.

Licht aus der Beleuchtungsvorrichtung 1115 wird durch einen Spalt 1120 (z. B. ein lichtundurchlässiges Medium, das eine darin ausgebildete lange, dünne Öffnung aufweist) auf das Auge eines Patienten E projiziert, um mehrere Bilder des Auges zu erhalten, wobei jedes Bild mit dem Licht erhalten wird, das auf einen anderen Abschnitt des Auges projiziert wird. Solche Spaltabtastvorrichtungen werden zum Beispiel in den US-Patenten 5,512,965 , 5,512,966 , beide von Snook, beschrieben, wobei der Inhalt dieser Patente hierdurch durch Verweis aufgenommen ist. Um Licht auf unterschiedliche Abschnitte eines Auges zu projizieren, können eine oder mehrere Komponenten der Projektionsvorrichtung bewegt werden. Es wird erkannt werden, daß die Beleuchtungsvorrichtung, die hierin beschrieben wird, anstelle einer Leuchte 20 in 2 des. Patents verwendet werden kann. Vorteilhafterweise liefert die Beleuchtungsvorrichtung, wie oben beschrieben, eine Strahldichte, die größer ist, als sie mit einer herkömmlichen Beleuchtungsquelle erhalten werden könnte, wodurch die Qualität der Bilder und Messungen des Auges eines Patienten verbessert wird. Typischerweise werden die emittierenden Oberflächen in der Beleuchtungsvorrichtung infolge ihrer langen Lebensdauer und verhältnismäßig niedrigen Kosten LEDs sein; jedoch kann jede geeignete emittierende Oberfläche verwendet werden, wie oben beschrieben.Light from the lighting device 1115 gets through a gap 1120 (eg, an opaque medium having a long, thin opening formed therein) is projected onto the eye of a patient E to obtain multiple images of the eye, each image being obtained with the light directed to another portion of the eye Eye is projected. Such slit scanning devices are described in, for example, US Pat U.S. Patents 5,512,965 . 5,512,966 both of Snook, the contents of which are hereby incorporated by reference. To project light to different portions of an eye, one or more components of the projection device may be moved. It will be appreciated that the lighting device described herein may be substituted for a light 20 in 2 of the patent can be used. Advantageously, as described above, the illumination device provides a beam density that is greater than could be obtained with a conventional illumination source, thereby improving the quality of the images and measurements of a patient's eye. Typically, the emitting surfaces in the lighting device will be LEDs due to their long life and relatively low cost; however, any suitable emitting surface may be used as described above.

Nachdem so die erfinderischen Konzepte und eine Anzahl exemplarischer Ausführungsformen beschrieben worden sind, wird für Fachleute deutlich sein, daß die Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann, und daß solchen Personen leicht Modifikationen und Verbesserungen einfallen werden. Folglich sind die Ausführungsformen nicht dazu bestimmt, einschränkend zu sein, und werden nur beispielhaft präsentiert. Die Erfindung ist nur so begrenzt, wie durch die folgenden Ansprüche und den Äquivalenten dazu vorgeschrieben.After this thus describing the inventive concepts and a number of exemplary embodiments will be apparent to those skilled in the art that the Invention can be carried out in various ways, and that such persons easily modifications and improvements will come to mind. Consequently, the embodiments are not It is intended to be limiting and will be exemplary only presents. The invention is limited only as by the following claims and the equivalents thereto required.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5512965 [0059]
US 5512966 [0059]

Claims

Lighting device comprising: a Emitter surface, which has a reflectivity of more than 30%; and a reflector, the reflector configured and arranged light from the emitter surface to receive and at least 50% of the light back to reflect on the emitter surface.

The device of claim 1, wherein the emitter surface has an integral portion of a light source.

Apparatus according to claim 2, wherein the emitter surface has a surface of an LED chip.

The device of claim 1, wherein the emitter surface is planar.

Apparatus according to claim 1, wherein the reflector a metallic or dielectric mirror.

Apparatus according to claim 1, wherein at least one the emitter surface and the reflector a concave reflection surface having.

Apparatus according to claim 1, wherein the reflector is arranged on an emitter cover.

Apparatus according to claim 1, wherein the reflector has a planar reflection surface.

Apparatus according to claim 1, wherein the reflector has at least two optical components.

Apparatus according to claim 9, wherein the reflector has at least one emitter surface.

The device of claim 1, wherein the device is arranged so that light from the emitter surface is reflected directly into an output of the device, wherein the light in the exit is not coaxial with light passing through the Reflector is directed to the emitter surface.

The device of claim 1, wherein the device Emits light that is not coherent.

Lighting device comprising: a first emitter surface; a reflector, which is a second Emitter surface, wherein the reflector configured and arranged light from the first emitter surface to receive and return a portion of the light to the to reflect the first emitter surface.

The device of claim 13, wherein the first emitter surface is planar, the second emitter surface is planar and the Reflector also has a curved reflection surface having.

Apparatus according to claim 13, wherein the reflector a third emitter surface, wherein the second emitter surface and third emitter surface are configured and arranged To receive light from the first emitter surface and one Proportion of light back to the first emitter surface to reflect.

Lighting device comprising: a first emitter surface; a second emitter surface, the light emitted, which is set up, a portion of the light directed to the first emitter surface, the first Emitter area for a point on the second Emitter surface is a solid angle of more than 0.005 srad opposite.

The device of claim 16, further comprising a third Emitter surface emitting a second light, which is set up, a portion of the light on the second emitter surface with the second emitter surface for a point on the third emitter surface a solid angle of more than 0.005 srad, with the first Emitter surface, the second emitter surface and the third emitter surface are arranged so that the second light through the second emitter surface on the first Emitter surface is reflected.

The device of claim 16, wherein the first emitter surface Emitted light having a first spectral content and the second emitter surface Emitted light with a second spectral content.

The device of claim 16, wherein the first emitter surface Emitted light of a first color and the second emitter surface Light emitted by a second color.

Slit scanning device for use in the measurement an eye of a patient that has: A) a slit projection device, which has I) a lighting device comprising i) a first emitter surface, ii) a reflector, the a second emitter surface, wherein the reflector is configured and arranged, light from the first emitter surface to receive and return the light to the first emitter surface reflect, with the light passing through the first emitter surface is reflected in an output; II) a gap, wherein the Lighting device and the gap are arranged so that the Light in the exit is directed to the eye; and B) an imaging device for taking pictures containing a portion of the light, after the light is scattered through the eye.

Apparatus according to claim 20, wherein the reflector is configured and arranged, the light from the first emitter surface to receive and at least 50% of the light back to the to reflect the first emitter surface.

The device of claim 20, wherein the second emitter surface emits a second light, wherein the second emitter surface is set up, a proportion of the second light on the first Emitter surface, wherein the first emitter surface for a point on the second emitter surface a solid angle of more than 0.005 srad opposite.

Lighting method comprising: judge of light from an emitter surface having a reflectance at least 30% on a reflector; and reflecting at least 50% of the light back to the emitter surface.

The method of claim 23, further comprising reflecting of the light from the emitter surface directly into an output the device, wherein the output is non-coaxial with light is directed through the reflector on the emitter surface becomes.

The method of claim 23, wherein the light is output is not coherent.

Lighting method comprising: Provide a first emitter surface; Providing a reflector, having a second emitter surface; Judging by Light from the first emitter surface to the reflector including on the second emitter surface; and Reflect one Proportion of light back to the first emitter surface.

The device of claim 26, wherein the step the provision of a reflector further providing a third emitter surface, and the step of directing from light further directing the light to the third emitter surface having.

The method of claim 26, further comprising reflecting of the light from the first emitter surface directly into one Output of the device, wherein the output is non-coaxial with light passing through the reflector on the emitter surface is directed.

The method of claim 28, wherein the light is output is not coherent.

Lighting method comprising: judge from light from a second emitter surface to a first one Emitter surface, wherein the first emitter surface for a point on the second emitter surface a solid angle of more than 0.005 srad opposite.