(57)【要約】本発明は、半導体ボディ（１）を備えた放射放出部品に関し、半導体ボディは、その表側面（４）から電磁放射を放出するよう設けられている。さらに、本部品は、半導体ボディ（１）によって放出される放射のうち、反射光学要素（６）に直接入射する部分をターゲット領域（１１）の外側領域（１０）に導くように設けられている反射光学要素（６）と、反射された放射の部分をターゲット領域（１１）の外側領域（１０）にフォーカスし、かつ、放射の残りの部分をターゲット領域（１１）の内側領域（１３）にフォーカスするように設けられている屈折光学要素（１２）と、を備えている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出部品であって、
半導体ボディ（１）であって、その表側面（４）から電磁放射を放出するように意図されている、前記半導体ボディ（１）と、
複数の傾斜した反射側面を有する反射光学要素（６）であって、前記半導体ボディを囲むように配置されている、前記反射光学要素（６）と、
前記半導体ボディ（１）の放出方向において前記反射光学要素（６）の下流に配置されている屈折光学要素（１２）と、
を備えている、放射放出部品。
【請求項２】
前記反射光学要素（６）の少なくとも１つの傾斜側面が湾曲している、
請求項１に記載の放射放出部品。
【請求項３】
前記屈折光学要素（１２）の形状、もしくは、前記反射光学要素（６）の形状、またはその両方が、ターゲット領域（１１）の形状に合わせたものとなっている、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項４】
前記ターゲット領域（１１）が長方形領域の形をとる、
請求項３に記載の放射放出部品。
【請求項５】
前記屈折光学要素（１２）が、フレネルレンズ、双円錐レンズ、円環レンズ、（ｘ，ｙ）多項式による外面を有するレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、レンズアレイ、または分割型レンズの形をとる、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項６】
前記屈折光学要素（１２）が、象限対称の形状を有する、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項７】
前記反射要素（６）の前記側面によって画成されている、前記反射要素（６）の第１の開口部（８）もしくは第２の開口部（９）またはその両方が、長方形領域を画成している、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項８】
前記反射要素（６）の前記傾斜側面によって画成されている、前記反射要素（６）の第１の開口部（８）もしくは第２の開口部（９）またはその両方が、八角形領域を画成している、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項９】
前記半導体ボディ（１）がポッティング化合物（２０）に埋め込まれている、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１０】
前記ポッティング化合物（２０）がレンズの形をとる、
請求項９に記載の放射放出部品。
【請求項１１】
前記ポッティング化合物（２０）が層の形をとる、
請求項９に記載の放射放出部品。
【請求項１２】
前記半導体ボディ（１）によって生成される前記放射の一部分を、異なる波長域の放射に変換する波長変換材料（２２）、
を備えている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１３】
前記半導体ボディ（１）を囲む領域に反射性のポッティング化合物（２４）が配置されている、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１４】
２個以上の放射放出半導体ボディ（１）を備えている、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１５】
前記部品の最大高さと前記半導体ボディ（１）の幅との比率が、１．５〜３の範囲内（両端値を含む）である、
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の放射放出部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射放出部品に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の目的は、所定の形状のターゲット領域を所定の均一性に従って照らすのに適している放射放出部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この目的は、請求項１の特徴を有する放射放出部品によって達成される。さらなる有利な発展形態および実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００４】
このような放射放出部品は、特に、
半導体ボディであって、その表側面から電磁放射を放出するように意図されている、半導体ボディと、
複数の傾斜した反射側面を有する反射光学要素であって、半導体ボディを囲むように配置されている、反射光学要素と、
半導体ボディの放出方向において反射光学要素の下流に配置されている屈折光学要素と、
を備えている。
【０００５】
一実施形態によると、半導体ボディは、その表側面から電磁放射を放出するように意図されており、放射の第１の部分が反射光学要素に直接入射し、放射の第２の部分が屈折光学要素に直接入射し、反射光学要素は、放射の第１の部分を、照らすべきターゲット領域の外側領域の方に導くように意図されており、屈折光学要素は、放射の第１の部分をターゲット領域の外側領域にフォーカスし、かつ、放射の第２の部分をターゲット領域の内側領域にフォーカスするように意図されている。
【０００６】
屈折光学要素は、半導体ボディによって放出される放射の大部分が屈折光学要素を通過するように配置されていることが好ましい。例えば、屈折光学要素は、半導体ボディの放出方向において半導体ボディの表側面の下流に配置されている。
【０００７】
一般に、半導体ボディは、その表側面からさまざまな出射角において放射を放出する。本発明の放射放出部品は、半導体ボディの表側面から比較的小さい角度α（αは表側面を基準とする）において放出される、放射の第１の部分が、最初に反射光学要素に入射した後、屈折光学要素を通過するという発想に基づいている。半導体ボディの表側面と、放出される放射との間の角度αは、６０゜を超えないことが好ましい。
【０００８】
反射光学要素に入射する放射の第１の部分は、最初に、反射光学要素によって、ターゲット領域の外側領域の方に導かれる。次に、放射の第１の部分は、屈折光学要素の外側領域を通過し、これによって所望の様式で補正され、例えば、ターゲット領域にさらにフォーカスされる。放射に対して屈折光学要素に要求される作用は、その前に反射光学要素によって方向が変化しているため、小さくすることができ、これは有利である。したがって、本放射放出部品の場合には、一般に、高さの低い屈折要素を使用することと、フレネル損失を低減することが可能であり、これは有利である。
【０００９】
本部品の最大高さと半導体ボディの幅の比率は、１．５〜３の範囲内（両端値を含む）であることが特に好ましい。
【００１０】
その一方で、半導体ボディの表側面から比較的大きい角度αにおいて半導体ボディによって放出される、放射の第２の部分は、最初に反射光学要素に入射することなく、屈折光学要素を直接通過する。放射の第２の部分は、屈折光学要素によって、ターゲット領域の内側領域にフォーカスされる。
【００１１】
したがって、本放射放出部品の場合、半導体ボディの放射のうち、半導体ボディの表側面から小さい角度で放出される放射は、半導体ボディの表側面から大きい角度で放出される放射とは個別に導かれる。このようにすることで、部品の高さを減少させて部品の効率を高めることができ、これは有利である。
【００１２】
反射光学要素（放射の第１の部分を、所定の形状（回転対称ではないことが好ましい）を有するターゲット領域の外側領域の方に導くのに適している）は、一般的には、半導体ボディを囲むように配置されている複数の傾斜した反射側面を備えている。このようにすることで、外側領域（回転対称ではないことが好ましい）の周辺域を、可能な限り均一に照らすことができ、これは有利である。
【００１３】
ターゲット領域は、長方形領域の形をとることが特に好ましい。このような放射放出部品は、例えば、携帯電話のフラッシュとして使用することができる。
【００１４】
ターゲット領域が長方形領域の形をとる場合、この長方形領域は、ターゲット領域の角部Ｂにおける相対照度が長方形の中心点Ａにおける照度の１５％〜２５％の範囲内であるように、均一に照らされることが好ましい。
【００１５】
さらには、長方形領域の点Ｃ（それぞれ長方形領域の角部Ｂと長方形領域の中心点Ａとを結ぶ線上に位置する）は、長方形領域の中心点Ａにおける照度の５５％〜７５％の範囲内の相対照度を示すことが好ましい。この場合、セクションＡＢに対するセクションＡＣの比率は、それぞれ０．６５〜０．７５の範囲内（両端値を含む）である。
【００１６】
反射光学要素の側面は、半導体ボディの側の第１の開口部と、半導体ボディとは反対側の第２の開口部とを画成していることが好ましい。第１の開口部は、第２の開口部によって画成される領域に幾何学的に類似する領域を画成していることが好ましい。さらに、反射光学要素の第１の開口部および第２の開口部によって画成されている領域は、ターゲット領域に幾何学的に類似していることが特に好ましい。反射光学要素の第１の開口部によって画成されている領域もしくは第２の開口部によって画成されている領域またはその両方がターゲット領域に幾何学的に類似している場合、反射光学要素は、ターゲット領域に適合したものとなる。
【００１７】
一実施形態によると、第１の開口部は、長方形領域を画成している。この場合、反射光学要素は、４つの傾斜側面と、同様に長方形領域を画成している第２の開口部とを備えていることが特に好ましい。このような反射要素によって、長方形のターゲット領域を可能な限り均一に照らすことができ、これは有利である。
【００１８】
さらなる一実施形態によると、反射要素の第１の開口部もしくは第２の開口部またはその両方は、八角形面を画成している。この場合、反射要素は、８つの傾斜側面を備えていることが好ましい。傾斜側面の縁部それぞれが、第１の開口部もしくは第２の開口部またはその両方を形成していることが好ましい。部品の光学軸線に対して斜めに延在している、反射要素の８つの傾斜側面は、八角形の底面を有する角錐台の周囲面を形成するように配置されていることが好ましい。このような反射要素も、特に、長方形のターゲット領域を可能な限り均一に照らすのに適している。追加の４つの傾斜側面を使用することによって、長方形のターゲット領域の角部にも放射を導くことが可能であり、これは有利である。
【００１９】
反射光学要素の少なくとも１つの傾斜側面は、湾曲構造であることが特に好ましい。この場合、湾曲は、例えば、放物面、楕円面、または双曲面とすることができる。一実施形態によると、反射光学要素の少なくとも１つの側面は、複合放物面集光器（ＣＰＣ）、複合楕円面集光器（ＣＥＣ）、または複合双曲面集光器（ＣＨＣ）の形をとる。
【００２０】
本発明のさらなる好ましい一実施形態によると、屈折光学要素の形状は、ターゲット領域の形状に合わせたものである。すなわち、例えば、屈折光学要素の底面がターゲット領域に幾何学的に類似している。特に、屈折光学要素自体またはその底面が回転対称ではないことが可能である。このようにすることで、所定の形状（例えば長方形）を有するターゲット領域を、可能な限り均一に照らすことができる。
【００２１】
特に、屈折光学要素自体、または第１の開口部もしくは第２の開口部またはその両方が、回転対称ではないことが可能である。このようにすることで、所定の形状（例えば長方形）を有するターゲット領域を、可能な限り均一に照らすことができる。
【００２２】
屈折光学要素は、例えば、フレネルレンズ、双円錐レンズ（biconic lens）、円環レンズ、（ｘ，ｙ）多項式による外面を有するレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、レンズアレイ、または分割型レンズの形をとることができる。
【００２３】
この点において、双円錐レンズは、その底面内の２本の互いに垂直な軸線に沿って異なる円錐定数を示す。これによって、長方形のターゲット領域の対称性に適合する長円形の照明を達成することができ、これは有利である。
【００２４】
外面が（ｘ，ｙ）多項式に従って成形されているレンズは、一般的には、長方形のターゲット領域を照らすのに特に適しているという利点を有する。
【００２５】
分割型レンズは、複数のレンズセグメント（lens segments）を備えていることが好ましい。例えば、分割型レンズは、中央のレンズセグメントを備えており、このセグメントが複数の外側セグメントによって囲まれている。中央のレンズセグメントは、外側のセグメントに直接隣接していることが好ましく、すなわち、中央のレンズセグメントの縁部それぞれが、外側のセグメントの縁部との共通の境界線を形成している。さらには、中央のレンズセグメントは、ターゲット領域に類似する底面を備えていることが好ましい。さらには、分割型レンズは、反射要素の反射側面の数と同じ数の外側レンズセグメントを備えていることが好ましい。レンズセグメントは、例えば双円錐状に、または（ｘ，ｙ）多項式に従って、外側に湾曲していることが好ましい。
【００２６】
さらには、レンズセグメントの構造および配置は、反射側面に入射しない放射が中央のレンズセグメントを通過し、その一方で、反射要素の側面に入射する放射が外側レンズセグメントを通過するようにすることができる。この場合、屈折要素の外側レンズセグメントそれぞれが、反射要素の反射側面に割り当てられていることが特に好ましく、すなわち、ある側面によって反射された放射が、対応する外側レンズセグメントを通過するように意図されている。
【００２７】
さらには、屈折光学要素（例えば上に挙げたレンズのうちの１種類）は、象限対称の（quadrant-symmetrical）形状（例えば楕円形状）を有する。
【００２８】
象限対称の形状を有する屈折光学要素は、一般的には、長方形の底面を有し、特に、長方形のターゲット領域を可能な限り均一に照らすために使用することができる。
【００２９】
本放射放出部品のさらなる実施形態によると、半導体ボディはポッティング化合物に埋め込まれている。ポッティング化合物は、例えば、追加のレンズの形、または層の形をとることができる。
【００３０】
ポッティング化合物は、屈折光学要素に直接隣接している、すなわち屈折要素との共通の境界面を形成していることが可能である。屈折光学要素が、例えば反射光学要素の第１の主面に取り付けられている場合、この実施形態においては、ポッティング化合物は反射光学要素全体を屈折光学要素まで完全に満たしている。
【００３１】
これに代えて、ポッティング化合物と屈折光学要素との間に、空気で満たされた空間を形成することも可能である。
【００３２】
ポッティング化合物は、例えば、エポキシ材料、シリコーン材料、またはシリコーン材料とエポキシ材料の混合物を含んでいる。さらには、ポッティング化合物は、エポキシ材料、シリコーン材料、またはシリコーン材料とエポキシ材料の混合物からなることもできる。
【００３３】
さらなる実施形態によると、本放射放出部品は波長変換材料を含んでおり、波長変換材料は、半導体ボディによって生成される放射の一部分を、異なる波長域の放射に変換する。
【００３４】
波長変換材料は、例えば、以下の材料、すなわち、希土類金属をドープしたガーネット、希土類金属をドープしたアルカリ土類硫化物、希土類金属をドープしたチオガレート、希土類金属をドープしたアルミン酸塩、希土類金属をドープしたオルトケイ酸塩、希土類金属をドープしたクロロシリケート、希土類金属をドープしたアルカリ土類窒化ケイ素、希土類金属をドープした酸窒化物、希土類金属をドープしたアルミニウム酸窒化物、からなる材料群から選択することができる。
【００３５】
この場合、半導体ボディは、青色のスペクトル領域の放射を放出し、この放射の一部分が、波長変換材料によって、黄色のスペクトル領域の放射に変換されることが特に好ましい。この場合、変換されない青色の放射と、変換された黄色の放射とが互いに混ざり、したがって白色の混合放射が生成されることが好ましい。青色の放射を黄色の放射に変換するための好適な波長変換材料の例は、ＹＡＧ：Ｃｅである。
【００３６】
波長変換材料は、例えば、ポッティング化合物に埋め込むことができ、ポッティング化合物は、すでに上述したように、例えば追加のレンズの形、または層の形をとる。波長変換材料が半導体ボディの上のポッティング材料の層の中に配置されている場合、半導体ボディを、波長変換層と一緒にポッティング化合物に埋め込むことがさらに可能であり、ポッティング化合物は、レンズの形をとり、波長変換材料を含んでいない。
【００３７】
さらに、波長変換材料は、セラミック板の形で存在していることもでき、セラミック板は、半導体ボディの放射が放出される表側面に配置されていることが好ましい。セラミック板は、半導体ボディの表側面に直接接触した状態で配置されていることが好ましく、したがって、セラミック板は、半導体ボディの表側面との共通の境界面を形成している。
【００３８】
さらなる実施形態によると、本放射放出部品は、拡散散乱層（例えば拡散散乱板または拡散散乱膜）を備えている。拡散散乱層は、半導体ボディの放出方向において半導体ボディの下流に配置されていることが好ましい。拡散散乱層は、外側の観察者から見える波長変換材料の色を隠す目的で、特に、波長変換材料を有する部品において使用される。波長変換材料が、例えば、半導体ボディを包囲する層の形のポッティング化合物の中に導入されている場合、拡散散乱層は、波長変換材料を有するポッティング化合物の上に直接接触した状態で形成されていることが好ましく、したがって、拡散散乱層とポッティング化合物とが共通の境界面を形成している。この構造は、波長変換材料がセラミック板の形で存在する場合にも好ましい。
【００３９】
さらなる実施形態によると、半導体ボディを囲む領域に反射性のポッティング化合物が配置されている。これを目的として、反射性のポッティング化合物は、酸化チタン粒子を含んでいることが好ましい。反射性のポッティング化合物は、例えば、半導体ボディの側面に、好ましくは放射を放出する活性ゾーンまで、または放射を放出する表側面まで、半導体ボディの側面に直接接触した状態で配置されている。反射性のポッティング化合物は、半導体ボディの側面を通じての放射損失を減少させ、半導体ボディの放射を屈折要素の方に導く役割を果たし、これは有利である。
【００４０】
反射性のポッティング化合物は、例えば、マトリックス材料（例えばシリコーン）を含んでおり、マトリックス材料の中に反射性粒子（例えば酸化チタン粒子）が導入されている。
【００４１】
一実施形態によると、半導体ボディは基板に貼り付けられている。この場合、反射光学要素も同様に例えば接着接合によって基板に固定されていることが好ましい。
【００４２】
一実施形態によると、反射光学要素は、半導体ボディとは反対側の主面に凹部を備えており、この凹部は、屈折光学要素を収容するように意図されている。反射光学要素における凹部の中に、屈折光学要素が水平に取り付けられている（fitted flush into）ことが特に好ましい。このような凹部によって、屈折光学要素を半導体ボディに対して簡単に調整することができる。
【００４３】
さらなる実施形態によると、本放射放出部品は、２個以上の放射放出半導体ボディを備えている。この場合、半導体ボディは、屈折光学要素の光学軸線に対して回転対称に配置されていることが好ましい。本明細書において１個の半導体ボディの場合に関連して説明されているすべての特徴は、２個以上の半導体ボディの場合にも同様に使用することができる。
【００４４】
本発明のさらなる有利な実施形態およびさらなる発展形態は、以下に図面に関連して説明されている例示的な実施形態によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】第１の例示的な実施形態による放射放出部品の概略的な断面図を示している。
【図１Ｂ】図１Ａによる放射放出部品の概略的な斜視図を示している。
【図２】放射放出部品のさらなる２つの例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図３Ａ】放射放出部品のさらなる２つの例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図３Ｂ】図３Ａによる放射放出部品の概略的な斜視図を示している。
【図３Ｃ】図３Ａによる放射放出部品の概略的な斜視図を示している。
【図４Ａ】図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃによる部品の正しい縮尺による断面図を一例として示している。
【図４Ｂ】図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃによる部品の、正しい縮尺による平面図を一例として示している。
【図５Ａ】さらなる例示的な実施形態による放射放出部品の概略的な斜視図を示している。
【図５Ｂ】さらなる例示的な実施形態による放射放出部品の概略的な斜視図を示している。
【図６】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図７】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図８】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図９】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図１０】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図１１】放射放出部品のさらなる例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図１２Ａ】さらなる例示的な実施形態による放射放出部品の概略図を示している。
【図１２Ｂ】さらなる例示的な実施形態による放射放出部品の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図面において、同じ要素、類似する要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素間の互いに対するサイズの比率は、特に明記しない限りは正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、描写を容易にするため、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素（特に層の厚さ）を誇張した大きな縮尺で示してある。
【００４７】
図１Ａの例示的な実施形態による放射放出部品は、基板２に固定されている半導体ボディ１を備えている。半導体ボディ１は、部品の光学軸線３が中心を通るように配置されている。
【００４８】
半導体ボディ１は、その表側面４から第１の波長域の電磁放射を放出するように意図されている。これを目的として、半導体ボディ１は、部品の動作時に電磁放射を生成する活性ゾーン５を備えている。活性ゾーン５は、放射を生成するためのｐｎ接合、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造、または特に好ましくは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を備えていることが好ましい。この場合、量子井戸構造という用語は、量子化の次元に関して何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造には、特に、量子井戸、量子細線、および量子ドットと、これらの構造の任意の組合せが含まれる。
【００４９】
本部品は、同様に基板２の上に配置されている反射光学要素６をさらに備えている。
【００５０】
図１Ｂに示したように、反射光学要素６は、４つの傾斜側面７を備えており、これらの傾斜側面７は、半導体ボディ１の表側面４から小さい角度αにおいて放出される放射の第１の部分を反射するように意図されている。さらには、反射光学要素６は第１の開口部８を備えており、第１の開口部８は、側面７によって画成されており、半導体ボディ１の側に位置している。この場合、反射光学要素６の第１の開口部８は、長方形領域を画成している。半導体ボディ１は、この長方形領域の中央に配置されている。
【００５１】
さらには、反射要素６は第２の開口部９を備えており、第２の開口部９は、半導体ボディ１とは反対側に位置しており、同様に側面７によって画成されている。反射要素６の第２の開口部９は、同様に長方形領域を画成している。
【００５２】
反射光学要素６の傾斜側面７は、半導体ボディ１によって放出される放射の第１の部分（反射光学要素６に直接入射する）を、ターゲット領域１１の外側領域１０に導くように意図されている。これを目的として、側面７は、湾曲構造であることが好ましい。この場合、ターゲット領域１１は、長方形領域の形をとる。
【００５３】
放射放出部品は、屈折光学要素１２をさらに備えており、屈折光学要素１２は、放射のうち反射された第１の部分をターゲット領域１１の外側領域１０にフォーカスし、かつ、放射の第２の部分をターゲット領域１１の内側領域１３にフォーカスするように意図されている。この場合、屈折光学要素１２は、反射光学要素６の第１の主面１４（半導体ボディ１とは反対側に位置する）に配置されている。したがって、屈折光学要素１２は、半導体ボディ１の放出の方向において半導体ボディ１の表側面４の下流に配置されている。
【００５４】
屈折光学要素１２の外面１５（半導体ボディ１とは反対側に位置する）は、外側に凹状に湾曲した（curved concavely outwards）内側領域１６を備えている。外面１５の内側領域１６は、円錐構造であることが好ましい。内側領域１６を囲むように配置されている、外面１５の外側領域１７においては、屈折光学要素１２は、プリズム状環状フレネル構造（prismatic annular Fresnel structures）を備えている。プリズム状フレネル構造は、屈折光学要素１２の内側領域１６の周囲に同心リング構造として配置されている。フレネル構造は、側壁７によって反射された放射の第１の部分を、長方形のターゲット領域１１にフォーカスするのに適している。この例示的な実施形態においては、屈折光学要素１２は、光学軸線３に対して回転対称である。しかしながら、原理的には、楕円形状または象限対称の形状の屈折光学要素１２も考えられる。屈折光学要素１２の裏面１８（半導体ボディ１の側に位置する）は、外側に凸状に湾曲している。屈折光学要素１２の裏面１８は、円錐構造であることが好ましい。
【００５５】
図１Ａに示したように、半導体ボディ１の表側面４から比較的小さい角度αにおいて放出されるビームＩａは、反射光学要素６の傾斜側面７に入射し、屈折要素１２の外側領域１７におけるフレネル構造の方に反射される。ビームＩａは、反射要素６の反射側面７から屈折光学要素１２を通過して、屈折要素１２のフレネル構造によって、ターゲット領域１１の外側領域１０に導かれる。
【００５６】
半導体ボディ１の表側面４から比較的大きい角度αにおいて放出されるビームＩｉは、反射側面７の１つに入射せず、屈折光学要素１２を直接通過する。ビームＩｉは、屈折光学要素１２の内側領域１６を通過して、その外側の凹面によって、ターゲット領域１１の内側領域１３にフォーカスされる。
【００５７】
図２の例示的な実施形態による部品は、図１Ａおよび図１Ｂの部品とは異なり、２個の放射放出半導体ボディ１を備えている。この場合、半導体ボディ１は、部品の光学軸線３に対して対称的に配置されている。さらに、反射光学要素６は、図１Ａおよび図１Ｂの例示的な実施形態よりも大きな高さを備えており、したがって反射側面７は、より大きな表面積を有する。図２による部品においては、１個ではなく２個の半導体ボディ１が使用されているため放射の発生源が広くなっていることにより、ターゲット領域１１を可能な限り均一に照らすためには、反射側面７がより大きな領域を有する必要がある。２個の半導体ボディを使用するとき、反射要素の高さは一般に１．２〜１．７倍（両端値を含む）に大きくなる。
【００５８】
ここで留意すべき点として、好ましくは部品の光学軸線３に対して対称的に隣り合って配置されている２個の半導体ボディ１の代わりに、複数の半導体ボディ１を使用することもでき、これらの半導体ボディ１も、同様に部品の光学軸線３に対して対称的に配置される。半導体ボディ１は、例えば、マトリクスとして配置することができる。
【００５９】
図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃに示した例示的な実施形態による部品においては、図１Ａおよび図１Ｂによる部品とは異なり、屈折光学要素１２として、円環レンズまたは双円錐平凸レンズ（biconic plane convex lens）が使用されている。この場合、平凸レンズの外面１５は、外側に湾曲した凸曲面（円錐構造であることが好ましい）を示している。さらには、レンズは、回転対称ではなく、丸みを帯びた角部を有する実質的に長方形の底面を有する。図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃによる部品は、長方形のターゲット領域１１を可能な限り均一に照らすように意図されている。したがって、レンズ１２の底面は、ターゲット領域１１に合わせた形をとる。
【００６０】
レンズ１２の裏面１８（半導体ボディ１の方を向いている）は、平面構造である。これに代えて、裏面１８は、例えば図１Ａ、図１Ｂ、および図２による屈折光学要素１２の場合のように、外側に凸状に湾曲していることもできる。外側に凸状に湾曲したレンズの裏面１８は、一般的に、放射をより強くフォーカスし、これは有利である。
【００６１】
図４Ａおよび図４Ｂは、図３Ａ〜図３Ｃによる部品の可能な寸法を一例として示している。これらの図から明らかであるように、部品の全高は、わずかに約２ｍｍであり、これは有利である。部品の各辺は、３．８ｍｍおよび３．７ｍｍである。この場合、基板２は、約０．１５ｍｍの厚さを有する。
【００６２】
さらに、図４Ａに示したように、屈折光学要素１２は、反射光学要素６の凹部１９の中に、水平に取り付けられている。
【００６３】
図５Ａおよび図５Ｂの例示的な実施形態による部品は、前の例示的な実施形態とは異なり、第１の開口部８および第２の開口部９を有する反射光学要素６を備えており、第１の開口部８および第２の開口部９はそれぞれ八角形領域を画成している。第１の開口部８が長方形領域を画成し、第２の開口部９が八角形領域を画成することも可能である。
【００６４】
反射光学要素６は、第２の開口部９によって画成されている八角形領域に従って、８つの側面７を備えている。側面７は、第１の開口部８および第２の開口部９に対して斜めに延在しており、好ましくは湾曲構造である。側面７は、半導体ボディ１の放射のうち、半導体ボディ１の表側面４から小さい角度αにおいて放出される放射を、長方形のターゲット領域１１の外側領域１０に導くように意図されている。図５Ｂでは、図を明瞭にする目的で屈折要素１２を省いてある。
【００６５】
図５Ａによる部品の場合、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃを参照しながらすでに説明したように、屈折光学要素１２として例えば平凸レンズを使用することができる。
【００６６】
図６の例示的な実施形態による部品は、図３Ａの例示的な実施形態とは異なり、２個の半導体ボディ１を備えており、これらは部品の光学軸線３に対して対称的に隣り合って配置されている。この場合、反射光学要素６は、半導体ボディ１が２個である結果として増大する放射出口領域に対応するため、図３Ａによる部品の場合よりも大きな高さを有する。図６による部品の場合、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃを参照しながらすでに説明したように、屈折光学要素１２として同様に平凸レンズを使用することができる。
【００６７】
図７の例示的な実施形態による部品は、図３Ａの例示的な実施形態とは異なり、ポッティング化合物２０を備えており、ポッティング化合物２０は、半導体ボディ１を埋め込んでおり、レンズを形成している。この実施形態の場合、ポッティング化合物２０は反射光学要素６の内側を完全には満たしていない。すなわち、半導体ボディ１の表側面４から放出されたビームは、最初にポッティング化合物２０を通過し、次に、ポッティング化合物２０と屈折光学要素１２との間の、空気で満たされた空間２１を通った後、屈折光学要素１２に入る。最後に、ビームは、屈折光学要素１２の外面１５から取り出される。
【００６８】
ポッティング化合物２０は、以下の材料、例えば、シリコーン、エポキシ、またはシリコーンとエポキシの混合物、のうちの１種類を含んでいる、または１種類からなる。
【００６９】
図８による部品は、図３Ａとは異なり、波長変換材料２２を備えており、波長変換材料２２は、半導体ボディ１の放射の一部分を別の波長域の放射に変換するのに適している。半導体ボディ１は、青色のスペクトル領域の放射を放出することが好ましく、この放射が波長変換材料２２によって、黄色のスペクトル領域の放射に変換され、したがって白色の混合光が生成される。白色の混合光を放出する部品は、例えば、携帯電話におけるカメラのフラッシュとして使用するのに適している。
【００７０】
波長変換材料２２は、マトリックス材料（例えば、シリコーン、エポキシ、またはシリコーンとエポキシの混合物）の中に導入されている。波長変換材料２２を有するマトリックス材料は、半導体ボディ１を包囲しており、半導体ボディ１の表側面の上に平面を形成している。波長変換材料２２を有するマトリックス材料と屈折要素１２との間には、空気で満たされた空間２１が存在する。屈折要素１２としては、例えば図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃを参照しながらすでに説明したように、例えば平凸レンズを使用することができる。
【００７１】
図８に示したような、半導体ボディ１の平面状の波長変換ポッティング化合物の代わりとして、半導体ボディ１の表側面４のみに波長変換層を形成することも可能である。このような波長変換層は、例えば、波長変換材料２２の粒子が中に導入されているセラミック板またはマトリックス材料によって形成することができる。表側面４の上に波長変換層を有する半導体ボディ１を、例えば、波長変換材料２２を含んでいない透明なポッティング化合物２０によってさらに包囲することができる。このような透明なポッティング化合物２０は、反射光学要素６を完全に満たす、または一部のみを満たすことができる。さらには、ポッティング化合物２０は、レンズの形をとる、または平面を有することができる。
【００７２】
図９の例示的な実施形態による部品の場合には、図３Ａによる部品の場合とは異なり、半導体ボディ１に、平面を有する透明なポッティング化合物２０が設けられている。ポッティング化合物２０の上に拡散散乱層２３が形成されており、拡散散乱層２３は、外側の観察者から白色に見えるようにするのに適している。拡散散乱層２３は、特に、波長変換材料２２と組み合わせても使用され、波長変換材料２２の見た目の色を隠す。
【００７３】
図１０の例示的な実施形態による部品の場合には、図３Ａによる部品の場合とは異なり、半導体ボディ１が透明なポッティング化合物２０に埋め込まれており、ポッティング化合物２０は反射光学要素６を完全に満たしている。したがって、ポッティング化合物２０は、屈折光学要素１２との共通の境界面を形成しており、ポッティング化合物２０と屈折光学要素１２との間には、空気で満たされた空間が存在しない。
【００７４】
図１１の例示的な実施形態による部品の場合には、図３Ａによる部品の場合とは異なり、半導体ボディ１が、高い反射性のポッティング化合物２４によって囲まれている。このポッティング化合物２４は、半導体ボディ１の活性ゾーン５より高い位置までは達していないことが好ましい。
【００７５】
図１２Ａおよび図１２Ｂの例示的な実施形態による放射放出半導体部品は、長方形の底面を有する基板２を備えている。半導体ボディ１は、基板２の上に、光学軸線３が中心を通るように配置されており、２本のボンディングワイヤ２５によって電気的に接触されている。
【００７６】
さらには、同様に長方形の底面を備えた反射光学要素６が、基板２の上に配置されている。この反射光学要素６は、図５Ａおよび図５Ｂの例示的な実施形態による反射光学要素６と同様に、第１の開口部８および第２の開口部９を備えており、これらの開口部はそれぞれ八角形領域を画成している。反射光学要素６は、第２の開口部９によって画成されている八角形領域に従って８つの傾斜側面７を備えており、これらの傾斜側面７は、半導体ボディ１の表側面４から小さい角度αにおいて放出される放射を、長方形のターゲット領域１１の外側領域１０に導くように意図されている。
【００７７】
この実施形態の場合、反射光学要素６の上に屈折光学要素１２が配置されている。屈折光学要素１２は、その長方形の底面の角部それぞれにピン２６を備えており、これらのピン２６は、反射光学要素６における対応する凹部にはまるように意図されている。
【００７８】
この場合、屈折光学要素１２は、特に図１２Ｂにおいて明らかであるように、分割型レンズの形をとる。この実施形態の場合、分割型レンズは、中央に配置された第１の中央セグメント２７（外側に湾曲している）を備えている。この中央セグメント２７の湾曲は、双円錐状とする、または（ｘ，ｙ）多項式に従った形状とすることができる。屈折光学要素の中央セグメント２７は、さらなる外側セグメント２８によって周囲が囲まれており、外側セグメント２８は、同様に外側に双円錐状に湾曲している。この場合、中央セグメント２７の縁部それぞれは、外側セグメント２８の縁部との共通の境界線を形成している。中央セグメント２７は、第２の開口部９によって画成されている八角形領域に従って、８つの外側レンズセグメント２８によって囲まれている。外側レンズセグメント２８それぞれは、部品の光学軸線３が通っている中央セグメント２７の中心点に対して、点対称に配置されている。分割型レンズを利用することで、特に、長方形のターゲット領域１１を極めて均一に照らすことが可能である。
【００７９】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【００８０】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１００２７２１２．４号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【図１Ａ】
2013531381.tif 000003
【図１Ｂ】
2013531381.tif 000004
【図２】
2013531381.tif 000005
【図３Ａ】
2013531381.tif 000006
【図３Ｂ】
2013531381.tif 000007
【図３Ｃ】
2013531381.tif 000008
【図４Ａ】
2013531381.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2013531381.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図８】
2013531381.tif 000015
【図９】
2013531381.tif 000016
【図１０】
2013531381.tif 000017
【図１１】
2013531381.tif 000018
【図１２Ａ】
2013531381.tif 000019
【図１２Ｂ】
2013531381.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月8日(2013.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出部品であって、
半導体ボディ（１）であって、その表側面（４）から電磁放射を放出するように意図されている、前記半導体ボディ（１）と、
複数の傾斜した反射側面を有する反射光学要素（６）であって、前記半導体ボディ（１）を囲むように配置されている、前記反射光学要素（６）と、
前記半導体ボディ（１）の放出方向において前記反射光学要素（６）の下流に配置されている屈折光学要素（１２）と、
を備え、
前記半導体ボディ（１）の表側面（４）から６０゜を超えない角度において放出される放射の第１の部分は、前記反射光学要素（６）に入射し、ターゲット領域（１１）の外側領域（１０）に導かれ、
前記半導体ボディ（１）の表側面（４）から６０゜を超える角度において放出される放射の第２の部分は、前記屈折光学要素（１２）に直接入射し、前記ターゲット領域（１１）の内側領域（１３）に導かれ、
前記反射光学要素（６）の前記側面によって画成されている、前記反射光学要素（６）の第１の開口部（８）もしくは第２の開口部（９）またはその両方が、八角形領域を画成している、放射放出部品。
【請求項２】
前記反射光学要素（６）の少なくとも１つの傾斜側面が湾曲している、
請求項１に記載の放射放出部品。
【請求項３】
前記屈折光学要素（１２）の形状、もしくは、前記反射光学要素（６）の形状、またはその両方が、前記ターゲット領域（１１）の形状に合わせたものとなっている、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項４】
前記ターゲット領域（１１）が長方形領域の形をとる、
請求項３に記載の放射放出部品。
【請求項５】
前記屈折光学要素（１２）が、フレネルレンズ、双円錐レンズ、円環レンズ、（ｘ，ｙ）多項式による外面を有するレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、レンズアレイ、または分割型レンズの形をとる、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項６】
前記屈折光学要素（１２）が、象限対称の形状を有する、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項７】
前記半導体ボディ（１）がポッティング化合物（２０）に埋め込まれている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項８】
前記ポッティング化合物（２０）がレンズの形をとる、
請求項７に記載の放射放出部品。
【請求項９】
前記ポッティング化合物（２０）が層の形をとる、
請求項７に記載の放射放出部品。
【請求項１０】
前記半導体ボディ（１）によって生成される前記放射の一部分を、異なる波長域の放射に変換する波長変換材料（２２）、
を備えている、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１１】
前記半導体ボディ（１）を囲む領域に反射性のポッティング化合物（２４）が配置されている、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１２】
２個以上の放射放出半導体ボディ（１）を備えている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１３】
前記部品の最大高さと前記半導体ボディ（１）の幅との比率が、１．５〜３の範囲内（両端値を含む）である、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の放射放出部品。
【国際調査報告】
2013531381.tif 000021
2013531381.tif 000022
2013531381.tif 000023
2013531381.tif 000024
2013531381.tif 000025
2013531381.tif 000026