用于摄影机的照明装置以及用于使其工作的方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:用于摄影机的照明装置以及用于使其工作的方法
用于摄影机的照明装置以及用于使其工作的方法本公开文献涉及一种用于照明装置的发光半导体芯片、一种用于摄影机的照明装置、一种摄影机、一种用于使所述照明装置工作的方法和一种用于使所述摄影机工作的方法。具有传统闪光灯的摄影机具有的缺点是,闪光灯具有确定的辐射特性。因此能够导致,在由摄影机拍摄的影像中位于前景中的题材曝光过度,而背景照明可能是不足的。用于解决所述问题的一种可能性是,记录不同程度地曝光的影像的影像序列,并且以计算方式将其叠置。这对摄影机的存储能力和计算能力提出高的要求,并且导致高耗电,这特别是在电池驱动的仪器如摄影机中是不利的。文献JP2008084600A公开了一种用于移动电话的摄影机的闪光灯,其中,能够借助于伺服电动机改变在反射器中LED的位置。以这种方式,可以将由闪光灯照明的整个区域更好地匹配于图像剪辑。但是,所述闪光灯没有解决前景中的题材可能的曝光过度的基本问题。此外,这样的闪光灯在技术上是复杂的,并且例如由于可移动的部件易出错。所述闪光灯昂贵并且具有大的耗电。因此,本公开文献的目的是,提出一种照明装置,借助所述照明装置能够以简单方式可变地照亮预定的空间角范围、特别是由摄影机成像的空间角范围。所述目的通过根据独立权利要求所述的照明装置和用于使所述照明装置工作的方法得以实现。分别在从属权利要求中说明照明装置和方法的有利的扩展方案,其公开内容通过引用在此明确地结合在本说明书中。根据至少一个方面说明用于照明装置的发光半导体芯片。所述半导体芯片适宜地包含具有用于产生光的有源区的半导体层序列。有源区尤其具有用于产生辐射的Pn结、双异质结构、单量子阱结构和/或多量子阱结构。半导体芯片包含多个可单个激励的发射区域。所述发射区域特别是能够相互独立地工作。在发射区域中可以同时或不同时地产生电磁辐射。此外,发射区域能够以不同的电流强度来供电,使得可以由所述发射区域产生具有彼此不同的强度的电磁辐射。优选的是,可单个激励的发射区域可彼此独立地接通和关断。发射区域能够具有以相同形式来形成的有源区,使得在发射区域中产生的电磁辐射分别具有相同的光谱分布。发射区域例如能够通过发光半导体芯片的电接触部的结构化来产生。在此,优选地将具有较差的横向电导率的所述接触部结构化。于是,发射区域能够包括横向延伸通过所有发射区域的共同的有源区,使得发射区域的有源区以相同形式来构建。根据至少一个扩展方案,接触部的结构化通过在发射区域之间的位置上完全没有接触部来实现。可替代地,可能的是,在发射区域之间存在具有高的接触电阻的位置,所述位置导致发射区域的电去耦。结构化的电接触部例如由施加在半导体层序列上的、特别是分割的金属层形成。根据至少一个扩展方案,可替代地或附加地将发光半导体芯片的包含发射区域的半导体层序列结构化,以用于构成发射区域。例如切开有源区,以构造各个发射区域。为此, 可以在半导体层序列中在发射区域之间构成沟槽,例如借助于锯割工艺和/或刻蚀工艺来构成。借助于将单个半导体芯片的接触部和/或半导体层序列切割成发射区域的方式可以将发射区域设置在特别小的发光域内。以这种方式能够有利地获得发光装置的特别小的结构尺寸。根据至少一个扩展方案,发射区域中的至少一个具有例如能够施加在半导体层序列上的发光转换元件。具有发光转换元件的发射区域的有源区适宜地设置用于产生电磁初级辐射。发光转换元件特别是构成用于吸收有源区的初级辐射并且发射次级辐射。次级辐射的强度最大值优选相对于初级辐射的强度最大值在光谱上朝着更大的波长偏移。初级辐射的强度最大值例如位于蓝色光谱范围中,并且次级辐射的强度最大值在黄色光谱范围中。在一个扩展方案中,发射区域和/或半导体芯片构成用于发射由初级辐射和次级辐射组成的混合光,例如白光。发射区域能够构成为使得所有发射区域引起相同的色觉。所有发射区域例如构成用于发射具有在CIE标准色表中的白色范围中的色度坐标的光。可替代地,发射区域中的至少两个能够在相应的发射区域所发射的光的色度坐标方面不同。第一发射区域例如发射具有在CIE标准色表中的第一色度坐标的光。第二发射区域具有在CIE标准色表中与第一色度坐标不同的第二色度坐标。根据至少一个扩展方案,发光二极管芯片包括至少两个不同地构造的发光转换元件,以便实现不同的色度坐标。不同地构造的发光转换元件例如与不同的发射区域相关联, 所述发射区域构成用于借助不同构造的发光转换元件发射不同颜色的混合光。在此,“不同地构造”特别是意味着,当以波长相同并且强度相同的电磁辐射照透所述发光转换元件时, 所述发光转换元件发射彼此不同的次级辐射。例如,转换元件可以在其几何尺寸,例如其厚度和/或其组分方面彼此不同。例如,第一转换元件可以包含第一发光材料,而第二转换元件包含第二发光材料。根据至少一个扩展方案,每个发射区域均在半导体芯片的前侧具有用于光耦合输出的发射面。半导体芯片适宜地设置用于从其前侧耦合输出光。每个发射区域均与半导体芯片的用于电连接相应的发射区域的两个印制导线相关联。例如,印制导线中的一个构成用于η侧接触发射区域,并且另一印制导线构成用于ρ侧接触发射区域。相应的发射面优选在前侧的俯视图中覆盖与相应的发射区域相关联的印制导线。尤其,印制导线因此被半导体层序列的前侧主面相应地覆盖。以这种方式能够有利地获得发射区域的特别大的发射面。半导体层序列的前侧主面特别是不具有如接合垫的电端子面。在前侧的俯视图中,特别是也没有接合线或印制导线在半导体层序列的前侧主面上拉过。半导体层序列的η侧接触和P侧接触都有利地从半导体层序列的背侧主面实现。每个发射区域均可以关联有单独的负极端子区域和单独的正极端子区域,以用于从外部电接触半导体芯片。根据另一扩展方案,至少两个发射区域串联连接。在一个改进方案中,所有发射区域串联连接。在所述情况下,所有发射区域共同借助于两个电极端子区域、即共同的负极端子区域和共同的正极端子区域来电连接。半导体芯片特别是具有用于从外部接触半导体芯片的正好两个电极端子区域、即共同的负极区域和共同的正极区域。根据至少一个扩展方案,半导体芯片具有两个外部的端子区,所述端子区可被导电连接,以用于跨接发射区域、特别是正好一个发射区域。例如,外部端子区中的第一个与关联于发射区域的印制导线中的第一个连接,并且第二外部电端子区与关联于发射区域的第二印制导线连接。半导体芯片特别是连接为使得与两个外部端子区连接的电子元件,例如电阻器、晶体管或开关与发射区域并联接通。以这种方式,例如能够借助于开关或晶体管使发射区域短路。在一个扩展方案中,每个发射区域均与一对外部端子区相关联,所述外部端子区可被导电连接,以用于跨接相应的发射区域。当至少两个发射区域串联地连接时,具有可跨接的发射区域的扩展方案是特别适宜的。尽管发射区域串联连接,所述发射区域可有利地借助于外部端子区来单个激励。根据另一扩展方案,至少两个发射区域、特别是所有发射区域相互电并联。相互并联连接的发射区域例如具有用于外部电连接的共同的负极端子区域。并联连接的发射区域中的每个均与用于外部电连接的单独的正极端子区域相关联。也可考虑具有单独的负极端子区域和共同的正极端子区域的扩展方案。根据至少一个扩展方案,发射区域的电连接借助部分或完全设置在半导体层序列的背侧主面上的电连接元件得以实现。可将发射区域串联和/或并联连接的电连接元件例如包括印制导线或者所述电连接元件由印制导线组成。所述电连接元件优选包括设置用于 P侧和η侧接触的并且特别是被发射区域至少部分地覆盖的印制导线。所述印制导线或者印制导线的至少部分段优选施加在半导体层序列的背侧主面上。电连接元件,比如印制导线,例如从一个发射区域延伸至另一发射区域,特别是以便将其彼此连接。电连接元件的在前侧的俯视图中设置在两个发射区域之间的部分段能够被半导体层序列完全覆盖,或者,例如当有源层被切开以构成发射区域时,所述部分段未被半导体层序列覆盖并且尤其暴露。在至少一个扩展方案中,半导体芯片包括支承体本体,所述支承体本体特别是与半导体层序列的生长衬底不同并且与半导体层序列以机械方式稳定连接。适宜地是,半导体层序列的背侧主面朝向所述支承体本体。在所述改进方案中,电连接元件例如设置在半导体层序列和支承体本体之间。发射区域彼此的电连接和/或发射区域与电极端子区域、即负极端子区域和正极端子区域的电连接以及必要时与外部端子区的电连接优选可以廉价和可靠地在芯片的制造过程中进行。例如,印制导线能够借助于沉积法、比如气相沉积法或溅射法在半导体层序列上和/或在支承体本体上来制造。有利地不必事后连接各个发射区域,例如不必借助接合线来连接。根据至少一个扩展方案,电极端子区域和可能的外部电端子区设置在半导体芯片的前侧上。例如,所述电极端子区域和可能的外部电端子区在半导体芯片的前侧的俯视图中设置在发射区域和半导体芯片的外棱边之间的边缘区域中。电极端子区域和/或外部电端子区也能够设置在半导体芯片的与前侧相对置的背侧上。根据至少一个扩展方案,第一发射区域被至少其他发射区域横向围绕,或者被多个其他发射区域横向环绕。例如,第一发射区域的发射面在半导体芯片的前侧的俯视图中设置在前侧的中间区域中。其他发射区域的发射面围绕所述第一发射面、特别是设置在前侧的边缘区域中,和/或,另一发射面横向围绕所述第一发射面。例如,至少四个发射区域环形地围绕第一发射区域来设置。例如,其他发射区域中的一个在前侧的俯视图中定位在第一发射区域与半导体芯片的棱边或角之间。在一个扩展方案中,发射区域在前侧的俯视图中设置为镜像对称于半导体芯片的外棱边中线和/或具有关于前侧的面法线的四重旋转对称。根据至少一个方面提出一种照明装置,特别是一种用于摄影机的照明装置。根据至少一个扩展方案,所述照明装置是闪光灯。照明装置包括发光半导体芯片。发光半导体芯片例如根据上述扩展方案中的至少一个构成。照明装置例如具有包含发光半导体芯片的发射区域的发光域。优选可借助于可单个激励的发射区域来设置发光域的不同的发光密度分布。照明装置优选具有构成用于将由半导体芯片发射的光成形为射束的光学元件。光学元件特别是构成用于将发光半导体芯片的发射区域发射的光成形为射束。光学元件例如能够是透镜。透镜例如是球形的、非球形的或圆柱形的透镜。所述透镜也可以是所谓的自由形状透镜。自由形状透镜例如成形为使得所述自由形状透镜将各个发射区域的光沿不同的、但是预先确定的方向引导。自由形状透镜优选具有光滑的、也就是说不具有折弯部和棱边的自由的光入射面和/或光出射面。根据至少一个扩展方案构成照明装置,使得能够借助于可单个激励的发射区域设置射束的不同的辐射特性。例如,辐射特性在垂直于射束中轴线的尤其是任意平面上在空间强度分布和/或空间色度坐标分布方面不同。根据至少一个实施形式,可以借助于可单个激励的发射区域设置射束的张角。例如当射束是发散的射束时。所述扩展方案是适宜的。根据至少另一扩展方案,可以借助于可单个激励的发射区域设置焦点的位置,射束由光学元件聚焦到所述焦点的位置上。尤其当照明装置从光学元件的光耦合输出面发射会聚的射束时,这样的扩展方案是适宜的。根据至少一个扩展方案,光学元件的成型和光学元件相对于发射区域的设置相互适配,使得照明装置构成用于将由第一发射区域发射的光引导到第一辐射角范围中,并且将由与所述第一发射区域不同的第二发射区域发射的光引导到与所述第一辐射角范围不同的第二辐射角范围中。例如,第一辐射角范围包含射束的中轴线并且第二辐射角范围与所述射束的中轴线间隔。根据至少一个扩展方案,借助于可单个激励的发射区域可设置第一辐射特性,其中辐射强度在射束的中轴线上具有局部最小值,并且辐射强度在垂直于中轴线的至少一个、优选任意的方向上沿背离中轴线的方向首先升高并且随后又下降。射束例如在环形的、 环绕所述中轴线的区域中,例如在第一辐射角范围和第二辐射角范围的重合区域中,具有最大辐射强度。在一个优选的扩展方案中,能够借助于可单个激励的发射区域设置第二辐射特性,其中,在中轴线上的辐射强度是最大的。辐射强度尤其从中轴线出发在垂直于中轴线的任意的方向上沿背离中轴线的方向下降。根据至少一个方面提出一种用于摄影机的照明装置,其中,照明装置具有包括多个可单个激励的发射区域的发光半导体芯片,并且具有构成用于将由发射区域发射的光成形为射束的光学元件。照明装置构成为,使得能够借助于可单个激励的发射区域设置射束的不同辐射特性。借助这样的照明装置、特别是借助于单独控制各个发射区域可实现在所有三个空间方向上空间和/或时间不同地照明由摄影机成像的空间角范围。在这种情况下,能够有利地在空间和/或时间上设置光的强度和波长。在此,能够有利地省去照明装置中的可运动的组件。例如,光学元件以相对于发光半导体芯片位置固定的方式来设置。以这种方式,照明装置是有利地为特别鲁棒性的。此夕卜,可获得照明装置的特别低的能量消耗,例如因为不必驱动伺服电动机来使照明装置的各个组件相对于彼此运动。根据至少一个扩展方案,照明装置具有存储单元。在存储单元中存储有用于激励发射区域的多个不同的激励模式以设置不同的辐射特性,并且这些激励模式可在照明装置工作时调用。根据至少一个扩展方案,照明装置具有控制单元。所述控制单元例如能够构成用于形成在两个外部端子区之间的导电连接,用于设置第一辐射特性,所述两个外部端子区可被导电连接以跨接发射区域。为了设置第二辐射特性,控制单元能够设置用于中断导电连接。可替代地或附加地,控制单元能够设置用于为电极端子区域馈电。控制单元例如是 IC 器件(IC= integrated circuit,集成电路)。根据至少一个扩展方案,照明装置具有支承体。半导体芯片,特别是半导体芯片的背侧能够固定在所述支承体上。所述支承体本体例如是印刷电路板。例如,电极端子区域和可能的外部端子区电连接在印刷电路板的端子导体上。例如,设置在半导体芯片的背侧上的电极端子区域和/或外部端子区能够与连接导体平面地连接、特别是焊接或粘接。印刷电路板上可以设置有另一电子器件、例如存储单元或控制单元。根据至少一个方面提出一种摄影机,所述摄影机包括根据上述扩展方案中的至少一个的照明装置。所述摄影机例如构成用于记录影像和/或影像序列。摄影机例如是照相机和/或摄像机。摄影机能够包含在移动电话中。所述摄影机能够具有用于起动记录的触发器。所述摄影机例如具有检测器、比如CCD检测器(CCD = charge coupled device,电荷耦合元件)用于检测影像。发射区域的发射光谱可以调谐于检测器的光谱灵敏度。在这种情况下,照明装置也能够设置用于空间和时间变化地发射不同颜色的光,以便获得摄影机的特别低的能量耗费。根据至少一个方面,提出一种用于使照明装置工作或用于使具有照明装置的摄影机工作的方法。在所述方法中,照明装置首先以第一辐射特性工作,并且随后以与所述第一辐射特性不同的第二辐射特性工作。根据所述方法的至少一个扩展方案,这样控制发射区域,使得在以第一辐射特性工作时,第一发射区域发射光,并且第二辐射区域关断。在以第二辐射特性工作时,优选第二辐射特性发射光。在照明装置以第二辐射特性工作时,第一辐射区域同样能够发射光或关断。根据至少一个扩展方案提出一种使用于记录影像序列的摄影机工作的方法。在所述方法中,在照明装置以第一辐射特性工作时,摄影机记录第一影像。在照明装置以第二辐射特性工作时,摄影机记录第二影像。
在所述方法的一个改进方案中,在记录第一影像和第二影像后选择所述两个影像中的一个。例如能够删除另一影像。所述选择能够借助于影像识别软件特别是自动地或通过用户进行。根据至少一个扩展方案提出一种用于使用于记录影像的摄影机工作的方法。在所述方法中,首先操作触发器,用于时间错移地触发借助检测器进行的影像检测。随后,照明装置借助第一辐射特性工作。在借助第一辐射特性工作后,照明装置借助第二辐射特性工作。在此,特别是照明装置借助第一辐射特性的工作在借助于检测器检测影像前进行。照明装置借助第二辐射特性的工作优选在时间上与借助检测器进行的影像检测交叠。照明装置特别是在检测器检测影像期间借助第二辐射特性工作。根据至少一个扩展方案,为了以第一辐射特性工作而将照明装置激励为使得仅一个或仅一些发射区域发射光。例如能够这样选择所述发射区域,使得由所述照明装置发射的射束在空间上限界到在由摄影机成像到影像上的空间角范围的中间区域上。射束例如能够在空间上限界到摄影机的自动聚焦区域上。照明装置借助第一辐射特性的工作例如能够是预闪光,比如用于减少所谓的“红眼效应”的预闪光。为了使照明装置借助第二辐射特性工作,可以激励与用于借助第一辐射特性工作不同的发射区域或所有发射区域,使得其发射光。照明装置借助第二辐射特性的工作例如是主闪光。借助于使照明装置对于预闪光以一个或少数发射区域来工作,可以有利地实现用于记录影像的照明装置的特别低的能耗。从下面与附图相关地阐述的实施例中得出其他优点和有利的扩展方案和改进方案。附图中示出

图1示出根据第一实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的俯视图;图2示出根据第二实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图;图3示出根据第三实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图;图4示出穿过根据第一实施例的变形方案的发光半导体芯片的示意的横截面视图;图5A示出根据第四实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图;图5B示出根据第五实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图;图5C示出根据第六实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图;图6示出穿过根据第一实施例的用于摄影机的照明装置的示意的横截面视图;图7示出穿过根据第二实施例的用于摄影机的照明装置的示意的横截面视图;图8A示出第一辐射特性的强度分布的示意图;图8B示出第二辐射特性的强度分布的示意图;并且图9示出移动电话的示意的俯视图。在实施例和附图中,相同的、类似的或起类似作用的组件设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件相互之间的大小关系不视为按比例的。更确切地说,能够夸大地示出各个元件,以便使可示出性和/或可理解性变得容易。图1示出根据第一实施例的用于照明装置的半导体芯片1的前侧的俯视图。
发光半导体芯片1具有多个发射区域2。每个发射区域具有朝向前侧的发射面 200,所述发射面设置用于将辐射从相应的发射区域2耦合输出。当前,半导体芯片1具有四个发射区域2,所述发射区域在半导体芯片1的前侧的俯视图中关于半导体芯片1的棱边的中线S镜像对称地设置。当前,发射区域2的布置也具有关于旋转轴的四重旋转对称性, 所述旋转轴沿发射面的面法线的方向延伸并且穿过两个中线S的交点。半导体芯片1包括支承体本体3,发射区域2设置在所述支承体本体上。支承体本体3例如可以是生长衬底,在制造半导体芯片1时在生长衬底上生长包括发射区域2的外延半导体层序列。但是当前,发光半导体芯片1是所谓的薄膜发光二极管芯片,其中将生长衬底从外延的半导体层序列移除或者强烈薄化,并且将半导体层序列固定在与生长衬底不同的支承体本体衬底3上。支承体本体3的前侧主面300具有用于外部的电接触发射区域2的电极端子区域。在根据第一实施例的半导体芯片1中,发射区域2中的每个与两个单独的电极端子区域、即负极端子区域4和正极端子区域5相关联。从相应的电极端子区域4、5起在相应的发射区域2下牵拉印制导线6。相应的发射区域200覆盖印制导线6。以这种方式,发射区域2从与所述前侧相对置的背侧来电连接。发射面200有利地不具有电极端子,如接合垫。图4示出穿过根据第一实施例的一个变形方案的用于照明装置的发光半导体芯片的示意性横截面。图4的实施例与第一实施例的区别如下,即,不是发射区域2的每个都与两个单独的电极端子4、5相关联。更确切地说,每两个发射区域串联连接。发射区域2分别具有η型导电的半导体层21和ρ型导电的半导体层23,在其之间设置有有源层22,所述有源层设置用于借助ρη结、双异质结构、单量子阱结构和/或多量子阱结构来产生辐射。第一印制导线6Α从正极端子区域5起在发射区域2中的一个之下牵拉。P型导电的层23例如借助于印制导线6Α来电连接。第二印制导线6Β从η型导电的层21出发朝着半导体芯片1的背侧、也就是说背离发射面200延伸穿过有源层22和ρ型导电的层23。 当前,第二印制导线6Β沿也朝着背侧延伸穿过第一印制导线6Α。在图1的第一实施例中,第二印制导线6Β在与其相关联的发射区域2的旁侧暴露,并且可借助于负极端子区域4来电连接。相反,在本变形方案中,第二印制导线6Β在另一发射区域2之下牵拉,以便电连接所述发射区域的ρ型导电的层23。代替于此,第三印制导线6C从所述另一发射区域2的η型导电的层21起朝着半导体芯片1的背侧延伸穿过有源层22、ρ型导电的层23和第二印制导线6Β,并且侧向地被拉到发射区域2旁边,在那里所述第三印制导线可借助于负极端子区域4来电连接。第二印制导线6Β相对于第一印制导线6Α和第三印制导线6C借助于电绝缘层、例如绝缘层7来电绝缘。在两个发射区域2的ρ型导电的层23与电接触相应的ρ型导电的层23的第一印制导线6Α或第二印制导线6Β之间能够设置有反射层8。反射层8能够由金属层形成。可替代地,反射层8具有包括开口的介电层,通过所述开口相应的印制导线6Α、 6Β延伸穿过介电层直至ρ型导电的层23。发射区域能够根据所希望的色度坐标具有发光转换元件Μ。所述发射区域2的前侧主面能够被结构化,以改进光耦合输出。
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图2示出根据第二实施例的用于照明装置的发光半导体芯片1的示意的俯视图。根据图2的半导体芯片与第一实施例的半导体芯片的区别在于,所述根据图2的半导体芯片具有十六个发射区域2。如在根据图1的半导体芯片中那样,发射区域关于支承体衬底3的外棱边的中线S镜像对称地设置。所述发射区域2特别是设置在所设想的矩形、当前为正方形的格栅的格栅点上。与第一实施例的半导体芯片不同的是,不是每个发射区域都与一对电极端子4、5 相关联。虽然,每个发射区域2与单独的正极端子5相关联。但是,发射区域2连接在共同的负极端子上,为所述负极端子在第二实施例的半导体芯片中设有两个负极端子区域4。在此,能够以与图4相关联地阐述的扩展方案类似的方式将印制导线6从正极端子5引向相应的发射区域2。图3示出根据第三实施例的用于照明装置的半导体芯片1的前侧的示意的俯视图。根据第三实施例的半导体芯片具有第一发射区域2A,所述第一发射区域在半导体芯片1的前侧的俯视图中居中地设置在支承体本体3上。在横向上,第一发射区域2A被十二个其他发射面2B环绕。所述其他发射区域2B设置在围绕第一发射区域2A的矩形体的棱边和角上。所述其他发射区域设置为使得在所设想的矩形体的每个角上均设置有发射区域2B中的一个,并且在所述角之间的每个棱边上分别设置有两个发射区域2B。因此,发射区域2B链式环绕所述第一发射区域2A。在本实施例中,所有发射区域2A、2B均借助于印制导线6电串联。当前,半导体芯片1具有正好一个负极端子区域4和正好一个正极端子区域5。电串联能够与图4相关联地阐述的扩展方案类似地实施。在根据第三实施例的半导体芯片1中,发射区域2A、2B中的每个均与一对外部的端子区9相关联,借助于所述端子区可电跨接相应的发射区域2A、2B。发射区域2A、2B例如能够电跨接,其方式为将与所述发射区域相关联的两个电端子区9导电连接。例如能够设有控制单元90,所述控制单元构成用于形成和中断在一对外部的电端子区的两个电端子区之间的导电连接。这在图3中对于一对外部的端子区9以虚线90来表明。可替代地或附加地,所述控制单元能够构成用于借助于电极端子区域4、5为半导体芯片提供工作电流。在此,控制单元能够构成用于根据跨接的发射区域2A、2B的数量设置电源电压。在图5A中,在半导体芯片1的前侧的示意的俯视图中示出用于照明装置的发光半导体芯片的第四实施例。如在第三实施例中那样,第一发射区域2A由多个其他发射区域2B围绕。在本实施例中,矩形、特别是正方形的、第一发射区域2A设置在矩形的、特别是正方形的支承体本体3上,使得在前侧的俯视图中,第一发射区域2A的棱边相对于支承体本体3的棱边转动 45°。支承体本体2的棱边的中线特别是延伸穿过第一发射区域2A的角。在前侧的俯视图中,其他发射区域2B构成为三角形。发射面特别是分别具有三角形的外部轮廓。所述外部轮廓优选具有等边直角三角形的形状。其他发射区域2B分别设置在第一发射区域2A和支承体本体3的角之间。由其他发射区域2B的发射面200限定的三角形的斜边朝向第一发射区域2A的棱边,并且特别是与该棱边等长。由成直角的两个直角边形成的角特别是朝向支承体本体3的角。图5B示出根据第五实施例的用于照明装置的发光半导体芯片的示意的俯视图。同样在该实施例中,在前侧的俯视图中第一发射区域2A被两个第二发射区域2B 和两个第三发射区域2B’环绕。与上述实施例相反,第一发射区域2A的棱边在此平行于支承体本体3的棱边。在从支承体本体3的边缘中的一个到支承体本体3的相对置的边缘的方向上,第二发射区域2B中的一个、第一发射区域2A和第二发射区域2B中的另一个以该顺序相继设置。垂直于所述方向,所述三个发射区域2A、2B设置在第三发射区域2B’之间。后者例如能够构成为条形,并且特别是基本上在半导体芯片的整个棱边长度上延伸。垂直于第一发射区域和第二发射区域2A、2B彼此相继的方向,第一发射区域和第二发射区域2A、2B在前侧的俯视图中优选具有相等的尺寸。图5C示出根据第六实施例的用于照明装置的半导体芯片1的前侧的示意的俯视图。在根据第六实施例的半导体芯片1中,第一发射区域2A又设置在支承体本体3的前侧主面300的中心区域中,并且被其他发射区域2B环绕。当前,其他发射区域2B在前侧的俯视图中构成为L形,并且设置为使得第一发射区域2A的角分别设置在由L形成的角隅中。在图5A、5B和5C的实施例中,电极端子区域4、5未设置在支承体本体3的前侧主面300上,而是设置在所述支承体本体的背侧上。因此,根据所述实施例的半导体芯片设置用于从半导体芯片1的背侧进行电连接,而根据前三个实施例的半导体芯片1设置用于从半导体芯片1的前侧进行电连接。但是,所述半导体芯片不局限于接触部的该实施形式。更确切地说,半导体芯片中的每个能够构成用于从背侧和/或前侧进行电连接。图6示出穿过根据第一实施例的照明装置的示意的横截面视图。照明装置10具有发光半导体芯片1和光学元件15。光学元件15例如能够具有自由形状透镜。发光半导体芯片1例如能够是根据上述实施例之一的半导体芯片中的一个。在具有根据图5B的半导体芯片的第一实施例中示例地示出照明装置10。但是,发射区域2、2A、2B、2B’的布置不局限于所述实施例,而是例如能够根据半导体芯片1的其余实施例之一来选择。当前,半导体芯片1设置用于借助于电极端子区域4、5进行背侧的外部电连接,所述电极端子区域设置在支承体3的与发射区域2A、2B背离的侧上。但是,半导体芯片也能够设置用于前侧的外部电连接,如与半导体芯片1的前三个实施例相关联地阐述的。在所述情况下,电极端子区域4、5并未在支承体本体3的背侧上构成,而是构成在前侧主面300上。当前,为每个发射区域2A、2B设有单独的正极端子5和单独的负极端子4。 但是,发射区域也能够并联或串联连接,如与图2到4相关联地阐述的。在第一实施例中,照明装置借助于自由形状透镜的成型和所述自由形状透镜相对于半导体芯片1的布置构成为,使得由第一发射区域2A发射的光(在图6中通过虚线210 表明)聚焦在第一焦点Fl中。由另一发射区域2B发射的光(在图6中通过点线220表明)聚焦在第二焦点F2中,所述第二焦点在光轴上设置在第一焦点Fl和半导体芯片1之间。以这种方式可设置由照明装置10耦合输出的射束的焦点。例如,可以将照明装置10为了以第一辐射特性工作而激励为使得第一发射区域2A发射光,并且其他发射区域2B 关断。在这种情况下,从照明装置10中耦合输出聚焦在第一焦点Fl中的射束。为了以第二辐射特性工作,将照明装置10激励为使得第一发射区域2A关断,并且其他发射区域2B发射光220。在所述情况下,从照明装置中耦合输出聚焦在第二焦点F2中的射束。图7示出穿过根据第二实施例的照明装置的示意的横截面视图。在图7中出于纵览性而略去发射区域2A、2B与印制导线6和电极端子区域4、5的电连接。根据第二实施例的照明装置10与根据第一实施例的照明装置的区别如下,即,所述根据第二实施例的照明装置构成用于发射分散的射束。借助于可单个激励的发射区域 2A、2B可设置由照明装置10耦合输出的射束的张角。如在上述实施例中一样,光学元件15例如是相对于半导体芯片1位置固定的透镜,特别是自由形状透镜。但是,透镜15的成型和布置选择为使得根据图7的实施例的照明装置构成用于将由第一发射区域200发射的光210引导到第一辐射角范围150A中。此夕卜,照明装置10构成用于借助于透镜的成型和所述透镜相对于发射区域2A、2B的布置将由其他发射区域2B发射的光220引导到第二辐射角范围150B、150B,中。第一辐射角范围包含射束的中轴线M。所述中轴线M特别是与光学元件15的光轴重合。第二辐射角范围与射束的中轴线M间隔。以这种方式,可以借助于可单个激励的发射区域2A、2B设置由照明装置10耦合输出的射束的张角。如果为了产生第一辐射特性仅第一发射区域2A工作,那么射束具有相对小的张角。如果为了产生第二辐射特性所有发射区域2A、2B工作,那么射束的张角相对于借助第一辐射特性工作变大。在图8A和8B中,在垂直于中轴线M的平面上示意地示出第一辐射特性和第二辐射特性。在此,图8A和8B分别示出在所述平面中位置相关的相对辐射强度,其与相应的辐射特性的最大辐射强度有关。在图8A和8B中,深色的灰色调对应于比浅色的灰色调高的辐射强度。在第一辐射特性中,辐射强度的最大值位于中轴线上。从所述中轴线出发,辐射强度沿每个垂直于中轴线M的方向例如连续降低。在第一辐射角范围外,基本上不发射辐射。 在第一辐射角范围外,强度例如降低到强度最大值的Ι/e2。在图8A和8B中示出的平面中, 第一辐射角范围对应于由虚线150A围绕的区域。在图8B中示意地示出的第二辐射特性在中轴线M上不具有最大值,而是具有辐射强度的局部最小值。而辐射强度的强度最大值包括在环形的、围绕中轴线的区域中。强度最大值例如设置在第一辐射角范围150A和第二辐射角范围150B、150B’的环形的重合区域中。第二辐射角范围在图8B中示出的平面中对应于由虚线150B或150B’环绕的区域。 从中轴线M出发,辐射强度沿每个垂直于中轴线的方向升高直至在重合区域中的强度最大值,并且接着在背离中轴线M的方向上再次降低,直到辐射强度在第二辐射区域的外轮廓上例如降低到强度最大值的1/e2。图9示出移动电话100,所述移动电话包括用于记录影像的CXD检测器D和例如根据上述实施例中的一个的照明装置10。摄影机能够是照相机和/或摄像机。所述照明装置例如能够以不同的辐射特性来用作记录影像和/或记录影像序列的预闪光和主闪光,如上面阐明那样。
本发明不通过借助于实施例的说明局限于所述实施例。更确切地说,本发明包括任意新的特征以及特征的任意组合,即使在实施例中或权利要求中未明确描述所述特征或所述组合。所述专利申请要求德国专利申请102009047788.8的优先权,其公开内容通过引
用结合于此。
权利要求
1.用于摄影机的照明装置(10),具有发光半导体芯片(1),所述半导体芯片包括多个能够单独激励的发射区域0、2A、2B、2B’ );和光学元件(15),所述光学元件构成用于将从所述发射区域0、2A、2B、2B’ )发射的光(210、220)成形为射束,其中,所述照明装置(10) 构成为使得借助于能够单个激励的所述发射区域0、2A、2B、2B’ )能够设置所述射束的不同的辐射特性。
2.根据权利要求1所述的照明装置(10),其中,这些辐射特性在垂直于所述射束的中轴线(M)的平面中在空间强度分布和/或空间色度坐标分布方面不同。
3.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,借助于能够单个激励的所述发射区域Q、2A、2B、2B’ )能够设置所述射束的张角。
4.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,借助于能够单个激励的所述发射区域Q、2A、2B、2B’ )能够设置焦点(Fl、F2)的位置,所述射束由所述光学元件(15)聚焦到所述焦点上。
5.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,借助于能够单个激励的所述发射区域Q、2A、2B、2B’ )能够设置第一辐射特性和第二辐射特性,在所述第一辐射特性的情况下,辐射强度在所述射束的中轴线(M)上具有局部最小值,并且所述辐射强度在至少一个垂直于所述中轴线(M)的方向上沿背离所述中轴线(M)的方向上升并且随后又下降,在所述第二辐射特性的情况下,所述辐射强度在所述中轴线(M)上具有强度最大值,并且所述辐射强度沿垂直于所述中轴线(M)的任意方向从所述中轴线(M)起下降。
6.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,所述发射区域Q、2A、2B、2B’) 中的至少两个在相应的所述发射区域0、2A、2B、2B’)发射的所述光Ο10、220)的色度坐标方面不同。
7.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,-每个发射区域0、2A、2B、2B’)在所述半导体芯片的前侧上均具有用于光耦合输出的发射面O00);-每个发射区域0、2A、2B、2B’ )均与所述半导体芯片(1)的两个印制导线(6、6A、6B、 6C)相关联,以用于电连接相应的所述发射区域Q、2A、2B、2B’ );并且-在所述前侧的俯视图中,相应的所述发射面(200)覆盖两个相关的所述印制导线(6、 6A、6B、6C)。
8.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,所述半导体芯片(1)具有两个外部的端子区(9),所述端子区能够被导电连接,以用于跨接所述发射区域Q、2A、2B、2B’ ) 中的一个。
9.根据权利要求8的照明装置(10),具有控制单元(90),所述控制单元构成用于建立在两个外部的所述端子区(9)之间的导电连接,以用于设置第一辐射特性,并且构成为用于中断所述导电连接,以用于设置第二辐射特性。
10.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),其中,发射区域Q、2A)在横向上被至少一个其他发射区域(2、2B、2B’ )围绕。
11.根据上述权利要求之一所述的照明装置(10),所述照明装置是闪光灯。
12.用于记录影像和/或影像序列的摄影机,具有根据上述权利要求之一所述的照明装置(10)。
13.用于使根据权利要求1到11之一所述的照明装置(10)或者根据权利要求12所述的摄影机工作的方法,其中,所述照明装置(10)以第一辐射特性工作,并且随后以与所述第一辐射特性不同的第二辐射特性工作,其中将所述发射区域0、2A、2B、2B’ )激励为使得在以所述第一辐射特性工作期间第一发射区域0、2A)发射光(210)并且第二发射区域O、 2B、2B’ )关断,并且,在以所述第二辐射特性工作期间所述第二发射区域(2、2B、2B’ )发射光Q20)并且所述第一发射区域0、2A)发射光(210)或者关断。
14.根据权利要求13所述的方法,所述方法用于使根据权利要求12所述的摄影机工作以记录影像序列,其中,在所述照明装置(10)以所述第一辐射特性工作期间,所述摄影机记录第一影像,并且,在所述照明装置(10)以所述第二辐射特性工作期间,所述摄影机记录第二影像。
15.根据权利要求13所述的方法,所述方法用于使根据权利要求12所述的摄影机工作以记录影像,其中,所述摄影机具有用于检测所述影像的检测器(D)和用于起动所述记录的触发器,所述方法具有按照所说明的顺序的下述步骤1)操作所述触发器,用于时间错移地触发借助于所述检测器(D)进行的所述影像的检测;2)在借助于所述检测器(D)检测所述影像之前,使所述照明装置以第一辐射特性工作;并且3)在借助于所述检测器(D)检测所述影像期间,使所述照明装置以所述第二辐射特性工作。
全文摘要
提出了一种用于摄影机的照明装置。所述照明装置包括发光半导体芯片(1),所述半导体芯片包括能够单个激励的多个发射区域(2A、2B、2B’)。所述照明装置又包括光学元件(15),所述光学元件构成用于将由所述发射区域(2A、2B、2B’)发射的光(210、220)成形为射束。所述照明装置(10)构成为使得借助于能够单个激励的发射区域(2A、2B、2B’)能够设置所述射束的不同的辐射特性。此外,提出一种摄影机、一种用于照明装置的工作方法和一种用于所述摄影机的工作方法。
文档编号G03B15/02GK102550013SQ201080044041
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2009年9月30日
发明者乌尔里希·施特雷佩尔, 于尔根·莫斯布格尔, 斯特凡·莫戈特, 米夏埃尔·布兰德尔, 诺温·文马尔姆 申请人:欧司朗光电半导体有限公司

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