(57)【要約】  レンズ（１）が設けられており、これにはベースボディ（２３）と注封材料（４）が含まれている。ベースボディ（２３）は、第１の主表面（２１）と、第２の主表面（２２）と、第１の主表面（２１）に配置された少なくとも１つのキャビティ（３）を有している。注封材料（４）は、キャビティ（３）内に配置されていて、少なくとも１つのディフューザを有しており、このディフューザは、少なくとも１つの波長領域の放射を散乱させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ（１）において、
ベースボディ（２３）と注封材料（４）が設けられており、
前記ベースボディ（２３）は、第１の主表面（２１）と、第２の主表面（２２）と、前記第１の主表面（２１）に配置された少なくとも１つのキャビティ（３）とを有しており、
前記注封材料（４）は、前記キャビティ（３）内に配置されていて、少なくとも１つのディフューザを有しており、該ディフューザは、少なくとも１つの波長領域の放射を散乱させることを特徴とするレンズ。
【請求項２】
前記第１の主表面（２１）は少なくとも部分的に湾曲している、請求項１記載のレンズ。
【請求項３】
前記注封材料（４）は前記第１の主表面（２１）と同一平面で終端している、請求項１または２記載のレンズ。
【請求項４】
前記第２の主表面（２２）は出力結合構造部（８）を有している、請求項１から３のいずれか１項記載のレンズ。
【請求項５】
前記出力結合部（８）は前記第２の主表面（２２）の粗面である、請求項４記載のレンズ。
【請求項６】
前記ベースボディ（２３）は少なくとも１つの反射性部分領域（９ａ，９ｂ）である、請求項１から５のいずれか１項記載のレンズ。
【請求項７】
前記ベースボディ（２３）は少なくとも部分的にフレネルレンズの形式に従い形成されている、請求項１から６のいずれか１項記載のレンズ。
【請求項８】
前記フレネルレンズの第１の段（１２ａ）はキャビティを成している、請求項７記載のレンズ。
【請求項９】
前記ベースボディ（２３）は別のキャビティ（３）を有しており、該キャビティ（３）内にそれぞれ別の注封材料（４）が配置されており、該注封材料（４）は少なくとも１つのディフューザを有している、請求項１から８のいずれか１項記載のレンズ。
【請求項１０】
前記注封材料（４）はエポキシ樹脂である、請求項１から９のいずれか１項記載のレンズ。
【請求項１１】
オプトエレクトロニクス素子において、
請求項１から１０のいずれか１項記載の少なくとも１つのレンズ（１）と、
少なくとも１つの光源（５）が設けられており、
該光源（５）は、前記第１の主表面（２１）の側に配置されていることを特徴とする、
オプトエレクトロニクス素子。
【請求項１２】
前記光源（５）は、前記ベースボディ（２３）のキャビティ（３）の外部に配置されている、請求項１１記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの光源（５）はＬＥＤである、請求項１１または１２記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１４】
請求項１から１０のいずれか１項記載のレンズの製造方法において、
前記注封材料（４）はディスペンス技術によって前記キャビティ（３）内に収容されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
ディスペンスステップにおける前記注封材料（４）の温度は前記ベースボディ（２３）の材料の溶融温度よりも低い、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はドイツ連邦共和国特許出願第10 2009 017 946.1の優先権を主張するものであり、したがってその開示内容は本願に含まれる。
【０００２】
本発明は、ベースボディを備えたレンズ、光源およびこの種のレンズを備えたオプトエレクトロニクス素子、ならびにこの種のレンズの製造方法に関する。
【０００３】
ＬＥＤチップとレンズを組み合わせた場合、たとえばチップとコンバータを有する白色ＬＥＤチップであると、スイッチオフ状態においてコンバータに起因して、ＬＥＤチップが見る側に見えてしまい、たとえば黄色く見えてしまうという作用が発生する。このような作用は、特定の用途のときには望まれないものであるし、回避するのが有利であるとされるが、その際にスイッチオン状態におけるＬＥＤチップの放射は引き続き保証されるようにしなければならない。
【０００４】
本発明の基礎とする課題は、上述の要求を満たす改善されたレンズを提供することにある。さらに本発明の課題は、放射特性が改善され、たとえば全体の印象が均質となるオプトエレクトロニクス素子を提供することにある。さらに本発明の課題は、全体の印象が改善され均質となるレンズの製造方法を提供することにある。
【０００５】
これらの課題は、請求項１の特徴を備えたレンズ、請求項１１の特徴を備えたオプトエレクトロニクス素子、ならびに請求項１４の特徴を備えたレンズの製造方法によって解決される。従属請求項には、レンズ、オプトエレクトロニクス素子ならびにレンズ製造方法に関する有利な実施形態が示されている。
【０００６】
本発明によればレンズが設けられており、このレンズにはベースボディと注封材料が含まれている。ベースボディは、第１の主表面と２の主表面と少なくとも１つのキャビティを有しており、このキャビティは第１の主表面に配置されている。注封材料はベースボディのキャビティに配置されていて、少なくとも１つのディフューザを有しており、このディフューザは少なくとも１つの波長領域の放射を散乱させる。
【０００７】
レンズは、たとえば少なくとも２つの部分領域を有している。すなわちベースボディとキャビティを有しており、キャビティ内には注封材料が設けられている。
【０００８】
ベースボディは、レンズに入射する放射光を案内可能なレンズ形状を有している。たとえばベースボディは、集光レンズあるいはフレネルレンズの形式で構成されている。有利にはベースボディはディフューザを有していないので、ベースボディに入射する放射は散乱プロセスを受けることなくベースボディ内を案内される。
【０００９】
これに対し注封材料に入射する放射は、ディフューザのところで散乱させられる。有利には放射は、ディフューザのところで拡散性で散乱させられる。
【００１０】
このようにレンズは少なくとも２つの部分領域を有しており、これらの部分領域はそれらの材料の散乱の程度においてそれぞれ異なるものである。このためレンズ内において、散乱プロセスの回数においてそれぞれ異なる少なくとも２つの放射経路を実現することができる。したがってレンズの均質な光学的外見イメージを、ベースボディ内におけるキャビティの特別な配置に従いレンズデザインの要求に整合させることができる。有利なことに、放射特性を維持しながら光学的な出力結合損失を最小限に抑えることができる。
【００１１】
したがってこのような形式のレンズは、少なくとも２つの部分領域が設けられていることから少なくとも２つの光経路を有しており、それらの光経路は殊に散乱プロセスの点でそれぞれ異なっている。つまり有利なことに、散乱と屈折に関して領域ごとにそれぞれ異なる特性を有するレンズを実現することができる。
【００１２】
さらに、レンズのうちディフューザの存在する容積の割合を最小限に抑えることができる。殊に、ベースボディ全体ディフューザを設けることが必須とはならず、レンズ内においてたとえば光源の真上などに注封材料を設ければよく、このような要求は望ましいものである。
【００１３】
キャビティが注封材料により完全に充填されていると有利である。たとえば注封材料は、有利には第１の主表面と同一平面上で終端している。有利には、注封材料と第１の主表面との間に凸部または凹部が形成されている。ベースボディの第１の主表面はたとえば継ぎ目なく同一平面上で、ベースボディとは反対側の注封材料表面に移行している。したがってレンズと周囲媒体との間の界面は、殊に注封材料とベースボディとの間の移行部において非平坦な部分を有しておらず、有利なことにこのような一貫した界面を実現することができる。
【００１４】
択一的に、ベースボディとは反対側の注封材料表面を湾曲させることができ、たとえば凹状または凸状に湾曲させることができる。このような事例の場合、注封材料とベースボディとの間の移行部に非平坦部たとえば段状部が生じる可能性がある。この場合、注封材料を必ずしもベースボディの第１の主表面と同一平面上で終端させなくてもよい。
【００１５】
レンズにおける注封材料の割合は２０％よりも多くないと有利であり、さらに有利であるのは１０％よりも多くないこと、とりわけ有利であるのは５％よりも多くないことである。レンズにおけるベースボディの割合は８０％よりも多く、有利には９０％よりも多く、とりわけ有利には９５％よりも多い。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態によれば、注封材料はエポキシ樹脂である。レンズのベースボディは有利にはシリコン、エポキシまたはシリコンとエポキシの混合物を有する。択一的にベースボディに、たとえばＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylat）またはＰＣ（Polycarbonate）のような熱可塑性材料または熱硬化性樹脂を含ませることができる。この事例では、ベースボディを有利には射出成形プロセスによって製造することができる。
【００１７】
ベースボディ材料の屈折率が注封材料の屈折率と同様のものであると有利である。たとえば、ベースボディ材料の屈折率は注封材料の屈折率と１０％よりも大きく異ならない。さらに、ベースボディと注封材料が同じ材料を含むようにすることも可能である。ベースボディ材料と注封材料が類似の屈折率あるいはそれどころか同一の屈折率を有することによって、入射する放射がベースボディと注封材料との界面において屈折または反射せず、あるいはほとんど屈折または反射しない。有利には、レンズ内において放射光を所期のように案内することができる。
【００１８】
有利には、注封材料とベースボディはじかに接触している。たとえばベースボディと注封材料は互いにじかに接していて、ベースボディと注封材料との界面にスペースあるいは空隙は存在しない。
【００１９】
１つの有利な実施形態によれば、第１の主表面は少なくとも部分的に湾曲している。たとえば、第１の主表面は平坦には形成されていない。一例として、第１の主表面は凹状の湾曲あるいは凸状の湾曲を有している。さらに一例として、第１の主表面は部分的にアーチ状に形成されている。
【００２０】
さらに別の実施形態によれば、第２の主表面は出力結合構造部を有している。たとえば出力結合構造部は、第２の主表面の粗面ないしは粗面化部である。第２の主表面を粗面化することによって、レンズを通過する放射を第２の主表面のところでレンズから出射するときに散乱させることができる。有利には、放射は第２の主表面の粗面化部において拡散性で散乱させられる。これによって、既述のレンズにより案内される放射はレンズから出射する際、改善され殊に均質な放射特性を有するようになる。
【００２１】
１つの有利な実施形態によれば、ベースボディは少なくとも１つの反射性部分領域を有している。
【００２２】
１つの有利な実施形態によれば、ベースボディは２つの反射性部分領域を有している。有利には、この２つの反射性部分領域は第１の主表面に設けられており、キャビティから間隔をおいて配置されている。ベースボディのこのような反射性部分領域をたとえば突出部とすることができ、この突出部は、反射性部分領域に入射する放射がたとえば反射性部分領域の界面において反射するような形状を有している。択一的に反射性部分領域に、反射性材料により被覆された面をもたせることができる。
【００２３】
１つの有利な実施形態によれば、ベースボディは少なくとも部分的にフレネルレンズの形式で構成されている。フレネルレンズはたとえば、主表面の一方において複数の段を有している。有利には第１の主表面が複数の段を有している。殊に有利には、フレネルレンズの第１の段によってベースボディのキャビティが形成される。たとえばフレネルレンズの第１の段は、レンズの第１の主表面において中央に位置する段である。
【００２４】
１つの有利な実施形態によればベースボディは、第１の主表面に設けられた少なくとも１つの別のキャビティを有しており、この別のキャビティには、少なくとも１つのディフューザを有する注封材料が含まれている。注封材料が含まれている別のキャビティの個数は、有利にはレンズに対する個々の要求および／またはレンズの用途に応じて定められる。つまり有利には、レンズに対し予め定められた均質性要求やデザイン要求に応じて、任意のレンズ面積ないしはレンズ領域で選択的な拡散を行うことができる。
【００２５】
別の有利な実施形態によれば、ベースボディは少なくとも１つのコンバータを有している。このコンバータはたとえば、ある波長の光を別の波長の光に変換する。一例としてこのコンバータは、青色の放射を少なくとも部分的に黄色の放射に変換し、ついで黄色の放射を青色の放射とともに混合し、白色の混合放射を実現することができる。
【００２６】
さらに本発明は、少なくとも１つのレンズと少なくとも１つの光源を有するオプトエレクトロニクス素子に関する。この場合、光源は第１の主表面の側に配置されている。このオプトエレクトロニクス素子のレンズは、既述の実施形態のうちのいずれか１つと関連して開示されているように構成されている。つまり、レンズと関連して開示されているすべての特徴は、オプトエレクトロニクス素子のレンズについても開示されているということであり、また、その逆もあてはまる。
【００２７】
光源はたとえば第１の主表面の側に配置されている。したがって第１の主表面は、光源から送出された放射に対する放射入射面を成す。レンズの第２の主表面は、光源から送出されレンズを通って案内される放射に対する放射出射面を成す。したがって放射入射面は、キャビティをその中に含まれる注封材料とともに有している。
【００２８】
たとえば、ディフューザを含む注封材料がベースボディの前に置かれ、注封材料を通過する放射が引き続きベースボディ中を案内されるように構成されている。つまり注封材料は、光源とベースボディとの間に配置されている。したがって光源から送出される放射の散乱プロセスはベースボディに入射する前に行われ、すなわちレンズ内を光が案内される前に行われる。
【００２９】
既述のオプトエレクトロニクス素子はとりわけ、素子の放射特性はクリアないしは透明なレンズと組み合わせた場合、空間放射において妨害を及ぼす干渉ピークを有する、という認識に基づくものである。妨害を及ぼすこの種の干渉ピークを回避する目的で既述の素子は、ディフューザをいっしょに含んでいる注封材料を透明なベースボディと組み合わせる、という着想を利用している。有利なことに、ディフューザにおいて放射を無指向性で散乱させることにより、妨害を及ぼす干渉ピークが放射特性に生じるのが回避される。送出される放射がディフューザにおいて散乱させられることにより、色の均一性がさらに改善されるし、電磁放射の強度が円滑になる。
【００３０】
色の均一性とはたとえば、素子表面を通る空間放射に関する色度座標の安定性である。
【００３１】
たとえばこの種のレンズによって、素子がスイッチオフされた状態において光源が見る側から見えてしまい、たとえば黄色く見えてしまう作用が回避される。この作用は殊に、チップとコンバータを有する白色発光ＬＥＤチップにおいて発生する。したがってレンズと光源を有する素子は、光源たとえば白色発光ＬＥＤチップが素子のスイッチオフ状態において見えてしまうことがないよう構成されている。
【００３２】
これと同時に既述のレンズにより、スイッチオン状態においてＬＥＤチップの放射を引き続き保証する、という要求も満たされる。これらの利点は殊に、ベースボディのキャビティに収容される注封材料およびその中に含まれているディフューザによって実現される。
【００３３】
光源の側にキャビティが設けられていることにより、注封材料は素子の外面には配置されない。有利なことにこれによって注封材料はその中に含まれているディフューザとともに、機械的影響および／または化学的影響から保護される。機械的影響および／または化学的影響とはたとえば、衝突、注封材料への液体の侵入、あるいは注封材料の引っ掻きなどである。
【００３４】
有利には光源は、ベースボディのキャビティの正面に向き合って配置される。さらに有利には、キャビティの横方向の長さは、光源の横方向の長さよりも小さいかまたはそれと等しい。ここで横方向の長さとはたとえば、第１の主表面に沿って広がる長さのことである。
【００３５】
じかに向き合うよう配置し相互間でこのような長さをもたせることによって殊に、素子の放射特性におけるいわゆるホットスポットを避けることができる。有利なことに、均質な放射特性を実現することができる。
【００３６】
本発明による素子に関する１つの有利な実施形態によれば、ベースボディのキャビティ外部に光源が配置されている。たとえば光源は、レンズと間隔をおいて配置されている。
【００３７】
これに対する代案として、光源をベースボディのキャビティ内に配置することも可能である。この場合、注封材料によって光源が完全に取り囲まれる。
【００３８】
有利には光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００３９】
さらに本発明はレンズの製造方法にも関する。本発明による方法によれば、上述の実施形態のいずれか１つと関連して開示されているようなレンズを製造することができる。つまり、レンズあるいは素子と関連して開示されているすべての特徴が、本発明による方法についても開示されているのであり、その逆もまたあてはまる。
【００４０】
本発明による方法の少なくとも１つの実施形態によれば、注封材料はディスペンス技術もしくは計量分配技術によってキャビティに収容される。このため注封材料は滴状で取り込まれる。たとえばこの目的でスポイトまたはピペットが用いられる。
【００４１】
ディフューザは、有利には注封材料をキャビティに取り込む前に注封材料と混合される。有利にはディフューザは、注封材料中のディフューザの濃度が均等に分布するよう、注封材料中に配分される。これによってたとえば、注封材料に入射しそこを貫通する放射の等方性の散乱を達成することができる。
【００４２】
本発明による方法のさらに別の実施形態によれば、ディスペンスステップないしは計量分配ステップにおける注封材料の温度はベースボディ材料の溶融温度よりも低い。したがってレンズ製造中にベースボディ材料が損傷したり、あるいはそれどころか破壊してしまうようなことを回避することができる。
【００４３】
本発明によるレンズ、オプトエレクトロニクス素子ならびにレンズ製造方法に関するさらに別の特徴、利点および有利な実施形態は、以下で図１〜図４を参照して説明する実施例を通して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の実施例を示す断面図
【図２】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の実施例を示す断面図
【図３】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の実施例を示す断面図
【図４】ディスペンスステップ中の本発明によるレンズの実施例を示す断面図
【図５Ａ】本発明によるレンズの実施例を示す断面図
【図５Ｂ】本発明によるレンズの実施例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
同じ部材または同じ作用を有する部材には、それぞれ同じ参照符号が付されている。図示されている構成部材ならびに構成部材相互間の大きさの比率は寸法どおりのものではない。
【００４６】
図１には、レンズ１と光源５を有するオプトエレクトロニクス素子の断面図が示されている。レンズ１は第１の主表面２１と第２の主表面２２を有している。たとえば第１の主表面２１の前に光源５が配置されている。したがって、第１の主表面２１は光源５から送出された放射に対する放射入射面を成しており、第２の主表面２２は光源５から送出された放射に対する放射出射面を成している。
【００４７】
光源５は有利には半導体ボディであり、活性層を有している。半導体ボディの活性層は有利にはｐｎ接合、二重へテロ構造、単一量子井戸構造（SQW, single quantum well）または多重量子井戸構造（MQW, multi quantum well）であり、これによって放射が発せられる。なお、ここで量子井戸構造という用語には量子化の次元数に係わる概念は含まれない。したがって量子井戸構造とはとりわけ量子箱、量子細線、量子点およびこれらの構造の組み合わせ各々を含むものである。
【００４８】
半導体ボディは発光ダイオードチップであると有利であり、殊に光を送出するダイオードであると有利である。また、半導体ボディは薄膜半導体ボディであると有利である。本発明によれば１つの半導体ボディが薄膜半導体ボディとみなされ、この半導体ボディの製造中、成長基板上において、１つの半導体ボディを含む半導体積層がたとえばエピタキシャル成長させられ、この成長基板が剥離させられる。
【００４９】
半導体ボディの層は、有利にはＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする。ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料は、たとえばＡｌ，Ｇａ，Ｉｎのような第３主族のうち少なくとも１つの元素と、たとえばＮ，Ｐ，Ａｓのような第５主族のうち少なくとも１つの元素を有する。ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料という概念には殊に、２元化合物、３元化合物、４元化合物のグループが含まれ、これらは第３主族のうち少なくとも１つの元素と第５主族のうち少なくとも１つの元素を有し、たとえば窒化物化合物半導体およびりん化物化合物半導体などである。このような２元化合物、３元化合物および４元化合物はさらに、たとえば１つまたは複数のドーパントならびに付加的な構成要素を有することができる。
【００５０】
さらに光源５は放射出射側を有しており、光源において発せられた放射を光源５からこの放射出射側を通して送出させることができる。光源５の放射出射側はたとえば、レンズの放射入射面２１に面している。有利には、光は光源５の側面からはまったくあるいはほとんど出射しない。
【００５１】
レンズ１はベースボディ２３を有しており、そこにキャビティ３が形成されている。キャビティ３は第１の主表面２１に配置されており、たとえば光源５に面している。有利にはキャビティ３は、光源５の放射出射側とじかに向き合っている。格別有利には、キャビティ３の横方向の長さは光源５の横方向の長さよりも小さいか等しい。
【００５２】
キャビティには注封材料４が配置されており、これは少なくとも１つのディフューザを有しており、このディフューザによって少なくとも１つの波長領域の放射が散乱させられる。たとえばディフューザは、光源５から送出される放射を散乱させるように構成されている。
【００５３】
光源５は有利にはベースボディ２３のキャビティ３の外部に配置されている。有利には光源５はレンズ１から間隔をおいて配置されている。したがって光源５は有利には注封材料４によっては囲まれておらず、注封材料４から間隔がおかれている。レンズ１はたとえばオプトエレクトロニクス素子の独立した構成部材であり、有利には別個に製造することができる。
【００５４】
有利にはキャビティ３は注封部材４によって完全に充填されている。したがってキャビティ３内における注封材料４の充填レベルは、注封材料４の硬化後に注封材料４の表面が有利にはベースボディ２３の表面たとえば主表面２１と同一平面で終端するように選定されている。つまり注封材料４とベースボディ２３との移行部分の周縁領域において、殊に注封材料４と第１の主表面２１との間において、段差ないしは起伏は形成されない。
【００５５】
ベースボディ２３と注封材料４およびその中に含まれるディフューザを備えたレンズ１によって、レンズ１内の光の案内が殊に改善される。殊に、素子の放射特性が向上する。
【００５６】
ベースボディ２３と注封材料４およびその中に含まれるディフューザを備えたレンズ１によって殊に、素子がスイッチオフされている状態で見る側に光源が見えてしまい、たとえば黄色く見えてしまう作用が回避される。これと同時にレンズ１によって、スイッチオン状態では光源５の放射を引き続き保証するという要求、殊に送出された光源５の放射が暗くならないようするという要求も満たされる。したがってレンズ１は、素子のスイッチオフ状態において見る側に光源が見えないという特性を有しており、その際にレンズ１は、素子のスイッチオン状態では光源５から送出される放射に対しその放射を透過させる特性を有するとともに、レンズ１によって素子の放射特性が改善される。
【００５７】
たとえば、ベースボディ２３と注封材料４から成る構造に基づきレンズ１が種々の部分領域をもつようにすることができ、それらの部分領域によってそれぞれ異なる光の経路を実現することができる。第１の主表面２１を介してレンズ１のベースボディ２３に入射する放射は、レンズ１において散乱プロセスなく第２の主表面２２に案内され、第２の主表面２２のところでレンズ１から出射させることができる。第１の主表面２１の注封材料４に入射する放射は、注封材料４殊にその中に配置されたディフューザにおいて散乱させられる。有利には注封材料４における放射は、拡散性ないしは瀰漫性で散乱させられる。
【００５８】
注封材料４において拡散性で散光として散乱させられた放射は、その後、ベースボディ２３において第２の主表面２２へ案内され、そこにおいてレンズ１から出射する。
【００５９】
注封材料４が内部に含まれているキャビティ３は光源５の放射出射側とじかに向き合って配置されているので、注封材料４における拡散性の散乱プロセスにより素子の放射特性においてホットスポットを低減することができ、あるいはそれをなくすことすらできる。殊にこのような拡散性の散乱によって、光源５から送出されレンズ１を通して入射する放射の均質な分配を実現できる。
【００６０】
図１には、考えられる放射経路について２つの例が描かれている。第１の主表面２１に当射する放射７は、第１の主表面２１のところでベースボディ２３に入射し、ベースボディ２３内を通りその中で散乱させられることなく第２の主表面２２へと案内され、レンズ１から第２の主表面２２のところで送出される。特に述べておくと、この放射７は注封材料４を通らず、それゆえレンズ１内では散乱しない。
【００６１】
第１の主表面２１のところで注封材料４に入射した放射６は、封止材料４内のディフューザにおいて拡散性で散乱させられる。拡散性の散乱放射６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは注封材料４からベースボディ２３へ入射し、そこから第２の主表面２２へ案内され、第２の主表面２２において拡散性で散乱させられた放射６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとして出射される。
【００６２】
したがってレンズ１は２つの光経路を有しており、すなわち放射が散乱プロセスを受けない第１の光経路と、キャビティおよびその中に含まれている封止材料４を通って案内され、そこにおいて散乱プロセスを受ける第２の光経路とを有している。これによってレンズ１から出射する放射の均質な放射特性を達成することができる。たとえば、ベースボディ２３内にキャビティ３を所期のように配置することによって、予め定められた均質要求と設計要求を満たすようにレンズ１を構成することができる。
【００６３】
さらにたとえばベースボディ２３に、それぞれ封止材料４ならびにその中に含まれているディフューザを有する複数のキャビティ３を設けることができる（図示せず）。これによって、予め定められた均質要求に従い任意のレンズ面積ないしはレンズ領域の選択的な拡散が可能となる。
【００６４】
封止材料４は有利にはエポキシ樹脂である。ベースボディ２３は有利にはシリコン、エポキシあるいはシリコンとエポキシの混合物から成る。択一的に、ベースボディ２３には少なくとも１つの熱可塑性材料たとえばＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylat）またはＰＣ（Polycarbonate）を含めることができる。
【００６５】
有利であるのは、封止材料４の屈折率がベースボディ２３の材料と同様の屈折率を有することである。さらに、封止材料４とベースボディ２３を同じ材料のものとすることもできる。有利なことにこれによって、光源５から送出される放射が封止材料４とベースボディ２３の界面では屈折したり反射したりしないようになる。したがって有利なことに、光学的な出力結合損失を最小限に抑えることができる。
【００６６】
キャビティ３およびその中に含まれている封止材料４は、レンズ１において光源５に面した側に配置されているので、封止材料４が機械的および／または化学的な負荷に晒されることがない。なお、機械的または化学的な負荷とは殊に機械的または化学的な周囲環境の影響のことであり、たとえば湿度、衝撃および／または引っ掻きといったものである。
【００６７】
有利なことに、封止材料４をその中に含まれているディフューザとともにレンズ１のキャビティ内に配置することによって、同様にベースボディ２３の材料にも散乱特性をもたせることは必須ではなくなる。つまり有利なことに、レンズ１において散光特性を有する部分を最小限に抑えることができる。
【００６８】
さらにレンズは、光源５から送出される放射を放射変換するためのコンバータを有している（図示せず）。これによって有利には、素子による混合放射の送出たとえば白色光の送出が可能となる。
【００６９】
第１の主表面２１は有利には少なくとも部分的に湾曲部または隆起部を有している。たとえば第１の主表面はアーチ状に形成されている。一例として第１の主表面２１は、用途に応じて集光レンズとして形成された湾曲部を有することができる。第１の主表面２１の湾曲部は、たとえばレンズ１の利用目的に合わせて調整される。
【００７０】
図２に示されている実施例が図１に示されている実施例と異なる点は、第２の主表面２２が出力結合構造部を有することである。殊に第２の主表面２２は粗面ないしは粗面化部８を有している。光源５から送出されレンズ１内を案内される放射は、これにより出射前にレンズ１から第２の主表面２２のところで拡散性で散乱させられる。このようにすることで、素子の放射特性がさらに改善される。殊にこのようにして、素子の均質な放射特性をさらに改善することができる。
【００７１】
図１と同様、レンズ１を通過する放射経路について想定される例が、矢印６，７，６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃによって描かれている。
【００７２】
注封材料４を通って入射せず散乱させられずにレンズ１内を案内される放射７は、第２の主表面２２殊に粗面８のところで拡散性で散乱させられ、その結果、放射７は複数の散乱放射７ａ，７ｂ，７ｃに分散される。放射６は注封材料４を通って入射し、レンズ１内を光が案内される前に複数の散乱放射６ａ，６ｂ，６ｃが生じるよう散乱させられ、さらにこの放射６は粗面８においてもそれぞれ散乱させられて、散乱放射６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれさらに別の散乱放射に分解される。
【００７３】
つまり注封材料４を通って入射しない放射は、第２の主表面２２のところで初めて拡散性で散乱させられるのに対し、注封材料４を通って入射する放射は、注封材料４内においてディフューザと第２の主表面２２のところで散乱させられる。したがって有利なことに、レンズ１を通って入射する放射６と放射７の均質な放射特性が実現される。
【００７４】
図３に示された実施例が図１に示された実施例と異なる点は、ベースボディ２３が反射性部分領域９ａ，９ｂを有することである。たとえば反射性部分領域９ａ，９ｂは、第１の主表面２１のところでキャビティ３から横方向に間隔をおいて配置されている。
【００７５】
横方向の部分領域９ａ，９ｂは有利には、それらが光源５を囲む高さを有している。
【００７６】
光源５から送出される放射を、素子の外観イメージ殊に放射特性がさらに改善されるよう、反射性部分領域９ａ，９ｂのところで反射させることができる。
【００７７】
ここでも放射経路について想定される例が、矢印６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，７，７ａ，７ｂによって描かれている。
【００７８】
一例として、光源５から送出される放射７は、反射性部分領域のうち一方の部分領域９ａに入射し、この反射性部分領域９ａ内を放射７ａとして案内されて、たとえば反射特性を有する主表面２１に当射してこの面で反射し、その結果、この放射は第２の主表面２２の方向へ案内されて、第２の主表面２２のところで放射７ｂとしてレンズ１から出射する。したがって放射７は注封材料４を通っては案内されず、それゆえレンズ１内で散乱プロセスを受けない。
【００７９】
これに対し、光源５から送出され注封材料４に入射する放射６は、反射性部分領域９ａ，９ｂのいずれも通過せず、図１の実施例の場合のようにディフューザのところで拡散性で散乱し、反射プロセスは受けない。
【００８０】
反射性部分領域９ａ，９ｂの反射特性を、たとえば第１の主表面２１に設けられた反射層１０によって実現することができる。択一的に、反射性部分領域９ａ，９ｂと周囲媒体との屈折率の差によって反射を実現することができる。
【００８１】
図４の実施例は、製造プロセスにおけるレンズ１の横断面を示すものである。たとえば図４の実施例のレンズはフレネルレンズの形式に従い形成されている。フレネルレンズはたとえば主表面のところに、この事例では第１の主表面２１に、複数の段１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有している。第２の主表面２２も同じように形成することができる。
【００８２】
ベースボディ２３のキャビティは、有利にはフレネルレンズの第１の段１２ａにより形成される。フレネルレンズの第１の段１２ａは、たとえばレンズの中央の段である。
【００８３】
たとえば第１の段１２ａは高さＨを有しており、この高さまで注封材料４によって充填される。
【００８４】
択一的に、注封材料４の充填レベルを第１の段１２ａの高さＨよりも低くしてもよい（図示せず）。このケースでは、注封材料４は第１の段１２ａの高さＨを完全には充填しきらないので、放射をフレネル構造殊に第１の段１２ａの中に案内することができ、有利にはこのことは光学系の効率改善に寄与する。
【００８５】
注封材料４は有利にはディスペンス技術によってキャビティ内に取り込まれる。この目的で、注封材料４がたとえばキャビティ３に滴加される。このような滴加は、たとえばスポイト１１やピペット１１などを用いて行うことができる。なお、ディスペンスステップにおける注封材料４の温度は、ベースボディ２３の材料の溶融温度よりも低いと有利である。その後、注封材料４は冷却により硬化される。
【００８６】
さらに注封材料４をジェットプロセスによってキャビティ３内に取り込むこともできる（図示せず）。
【００８７】
図５Ａおよび図５Ｂには、それぞれベースボディ２３と注封材料４を有するレンズ１が示されている。
【００８８】
図１に示したレンズ１とは異なり、図５Ａおよび図５Ｂの実施例によれば注封材料４はベースボディ２３の第１の主表面２１とは同一平面上で終端していない。殊に、注封材料４においてベースボディ２３とは反対側の表面は湾曲している。さらにたとえば、注封材料４においてベースボディ２３とは反対側の表面を、レンズ１の用途に応じて集光レンズまたは分散レンズないしは凹レンズの形式で構成することができる。
【００８９】
図５Ａの実施例によれば、注封材料４においてベースボディ２３とは反対側の表面は凹面の湾曲を有しているのに対し、図５Ｂに示したレンズ１の場合、注封材料４においてベースボディ２３とは反対側の表面は凸面の湾曲を有している。
【００９０】
注封材料４においてベースボディ２３とは反対側の表面が湾曲していることによりレンズ１のこの領域において、予め定められた殊に望ましい光の案内を実現することができる。殊に、たとえば部分的に放射を束ねたり放射を分散させたりすることができる。
【００９１】
これまで本発明について実施例に基づき説明してきたが、本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、そのもの自体が実施例に基づき特許請求の範囲に明示的には記載されていないにしても、いかなる新たな特徴も、あるいはそれらの特徴のいかなる組み合わせも含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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