在能運(yùn)動的載體上具有熒光材料的照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種照明裝置(11)，其具有用于產(chǎn)生初級光(P)的光生成裝置(12)、用于使初級光(P)波長轉(zhuǎn)換成第一次級光(S1)的第一熒光材料(16)和用于使初級光(P)波長轉(zhuǎn)換成第二次級光(S2)的第二熒光材料(20)，其中，第一熒光材料(16)位于能運(yùn)動的載體(15)上，該載體被設(shè)置用于使第一熒光材料交替地引入并移出初級光(P)的光路，并且第二熒光材料位于靜態(tài)的載體(21)上。本發(fā)明還涉及一種用于從初級光中產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換后的次級光的方法，包括通過初級光交替地照射位于能運(yùn)動的載體上的第一熒光材料和位于靜態(tài)的載體上的第二熒光材料。本發(fā)明尤其是能夠用作投影裝置，特別是用于電影及視頻投影，用在內(nèi)窺鏡中，用于娛樂產(chǎn)業(yè)的光效果中，用于醫(yī)學(xué)照明以及用在汽車領(lǐng)域，特別是用于機(jī)動車的探照燈。
【專利說明】在能運(yùn)動的載體上具有熒光材料的照明裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明裝置，其具有用于產(chǎn)生初級光的光生成裝置、用于使初級光的波長轉(zhuǎn)換成第一次級光的第一熒光材料和用于使初級光的波長轉(zhuǎn)換成第二次級光的第二熒光材料，其中，該熒光材料位于能運(yùn)動的載體上，該載體被設(shè)置用于將熒光材料交替地引入并移出初級光的光路。本發(fā)明還涉及一種用于從借助光生成裝置產(chǎn)生的初級光中產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換后的次級光的方法。本發(fā)明尤其是能夠用作投影裝置，特別是用于電影及視頻投影，用在工藝及醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡中，用于娛樂產(chǎn)業(yè)的光影效果中，用于醫(yī)學(xué)照明以及用在汽車領(lǐng)域，特別是用于機(jī)動車的探照燈。
【背景技術(shù)】
[0002]在公知的照明裝置中，熒光材料涂在作為能運(yùn)動的載體的熒光材料輪上，借助這些照明裝置能夠交替地用初級光交替地照射不同的熒光材料，并且因此能夠交替地產(chǎn)生不同顏色的次級光。因此，從照明裝置中發(fā)出的光是一系列輪流出現(xiàn)的不同的次級光，并且可能是一系列輪流出現(xiàn)的初級光，這些光在輪流速度夠快的情況下讓人感覺是混合光。涂到熒光材料輪上具有以下缺點(diǎn)，即，由于初級光的照射而升溫的熒光材料的熱量排導(dǎo)效率不高，并且因此第一方面局限了光輸出率，并且另一方面存在熒光材料衰變的危險。
[0003]還公知許多這樣的照明裝置，其中，熒光材料涂在用作載體的不能運(yùn)動的或者靜態(tài)的散熱體上。這就使得熒光材料的有效散熱成為可能，但是不利的是，如果要產(chǎn)生超過一種次級光，光學(xué)構(gòu)造方面的耗費(fèi)就很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的各個缺點(diǎn)并且特別是提供一種照明裝置，借助它能夠在構(gòu)造簡單并且有效散熱的情況下產(chǎn)生系列產(chǎn)生的混合光。
[0005]該任務(wù)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述特征得以解決。優(yōu)選的實(shí)施方式特別是能夠從從屬權(quán)利要求中得出。
[0006]該任務(wù)通過一種照明裝置得以解決，其具有至少一個用于產(chǎn)生初級光的光生成裝置；用于使初級光的波長轉(zhuǎn)換成第一次級光的第一熒光材料；和用于使初級光的波長轉(zhuǎn)換成第二次級光的第二熒光材料；其中，第一熒光材料在能運(yùn)動的載體上，該載體被設(shè)置用于將第一熒光材料交替地引入并移出初級光的光路，并且第二熒光材料位于靜態(tài)的載體上。
[0007]初級光、第一次級光和第二次級光特別是分別具有相互不同的對應(yīng)的光譜組成，并且特別是可能分別具有相互不同的對應(yīng)的峰值波長。
[0008]借助第一熒光材料或第二熒光材料能夠分別使初級光完全地或者部分地波長轉(zhuǎn)換成第一次級光和/或第二次級光。特別優(yōu)選地是基本上完全轉(zhuǎn)換。
[0009]優(yōu)選地從較短的波長轉(zhuǎn)換成較長的波長(“下轉(zhuǎn)換(Down Conversion) ”)，因?yàn)檫@不需要額外的能量。初級光的波長在這種情況下就小于次級光的波長。
[0010]熒光材料特別是可以理解為那些能夠轉(zhuǎn)換波長的材料，特別是固體的材料。例如可能基于熒光現(xiàn)象或者磷光現(xiàn)象轉(zhuǎn)換波長。
[0011]這種照明裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，它能夠?qū)⑽挥谀苓\(yùn)動的載體上的第一熒光材料的優(yōu)點(diǎn)(也就是能夠借助比較簡單的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)提供不同顏色的光)與位于靜態(tài)的載體上的第二熒光材料的優(yōu)點(diǎn)(也就是能夠簡單地散熱)組合起來。在此得以利用的是，斯托克斯移位越大，也就是初級光的激勵波長與次級光的激勵波長的區(qū)別越大，熒光材料(在這里是第一熒光材料和第二熒光材料)的升溫就越大。此外還有不同的材料屬性，如不同的耐溫性。因此，特別是當(dāng)?shù)谝粺晒獠牧霞词乖趯?dǎo)熱效果差的熒光材料輪上也能夠完成適宜的波長轉(zhuǎn)換，同時特別是第二熒光材料可能為此通過靜態(tài)的載體更強(qiáng)烈地得以冷卻。靜態(tài)的載體特別是散熱體。特別是如果照明裝置僅僅具有剛好一個靜態(tài)的載體，那么特別簡單的構(gòu)造就是可能的。
[0012]在這種照明裝置中，初級光、第一次級光和第二次級光特別是作為混合光發(fā)出。特別是可以一系列地產(chǎn)生這些光成分，并且將它們的光路或者光路集中到一起。如果這些光成分在時間上的輪流速度比人類眼睛在時間上的分辨速度更快，那么一系列的光流就會讓人感到是具有許多光成分的混合光?；旌瞎庠谶@里特別是可以由第一次級光和第二次級光這些成分組成。根據(jù)構(gòu)造方式，混合光也可以具有初級光的成分。
[0013]此外，所述照明裝置不局限于僅使用兩種熒光材料。因此，“第一熒光材料”特別是要理解為“至少一種第一熒光材料”(因此也可以包括多種不同的第一熒光材料)?！暗诙晒獠牧稀币蔡貏e是可以理解為“至少一種第二熒光材料”(因此也可以包括多種不同的第二熒光材料)。
[0014]也可以使用超過一個的能運(yùn)動載體和超過一個的靜態(tài)載體。然而，優(yōu)選地使用剛好一個能運(yùn)動載體和剛好一個靜態(tài)載體，因?yàn)檫@樣就讓特別簡單的構(gòu)造成為可能。
[0015]一種構(gòu)造方案是，能運(yùn)動的載體是具有多個在初級光的光路中穿行的區(qū)段的能旋轉(zhuǎn)的熒光材料輪，至少一個區(qū)段(熒光材料區(qū)段)具有第一熒光材料，至少一個區(qū)段(透光區(qū)段)是至少對于初級光和第二次級光來說可穿透的區(qū)段，至少一個區(qū)段(反射區(qū)段)是至少反射初級光的區(qū)段，由光生成單元射出的初級光能夠穿過透光區(qū)段照射到第二熒光材料上，并且由第二熒光材料反射的第二次級光能夠穿過透光區(qū)段反射回去。
[0016]該熒光材料區(qū)段特別是可以具有熒光材料層。借助熒光材料層的厚度和/或熒光材料層中的熒光材料的濃度能夠設(shè)定轉(zhuǎn)換率，特別是大于98%的轉(zhuǎn)換率。為了實(shí)現(xiàn)特別高的光利用率，該熒光材料區(qū)段在底部的熒光材料層上可以構(gòu)造成反射式的。
[0017]透光區(qū)段例如可以是簡單的穿通口或者是熒光材料輪中的孔，或者可以具有可透光的窗兀件。
[0018]因此，借助這種熒光材料輪能夠依系列地(i)使初級光轉(zhuǎn)換成第一次級光并且特別是反射回去，(?)讓初級光和第二次級光在實(shí)際中同時穿過，并且(iii)反射初級光。于是由初級光和次級光成分依系列地產(chǎn)生光。
[0019] 還有一種構(gòu)造方案是，照明裝置具有第一選色反射元件，它布置在光生成單元和熒光材料輪之間，并且設(shè)計(jì)為對于光生成單元射出的初級光是能穿透的，并且設(shè)計(jì)為對由熒光材料輪反射的初級光、第一次級光和/或第二次級光是反射的。這種構(gòu)造方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，能夠簡單地通過選色反射元件實(shí)現(xiàn)初級光的饋給，并且能夠以同樣簡單的方式傳遞形成混合光的各個光成分中的至少一種。由此提供一種特別緊湊的照明裝置。[0020]另一種構(gòu)造方案是，第一選色反射元件設(shè)計(jì)為對于由熒光材料輪反射的初級光、第一次級光和第二次級光是反射的，并且照明裝置被設(shè)置用于:在熒光材料區(qū)段被引入初級光的光路中時將由該區(qū)段反射的光反射到第一選色反射元件；在反射區(qū)段被引入初級光的光路時將射出到該反射區(qū)段上的初級光反射回到選色反射元件；并且在透光區(qū)段被引入初級光的光路中時讓由第二熒光材料反射的光穿過透光區(qū)段照射到選色反射元件上。這種構(gòu)造方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，能夠利用少量的光學(xué)元件并且因此能夠特別廉價且緊湊地產(chǎn)生由照明裝置發(fā)出的一系列的混合光線。
[0021]于是在這種構(gòu)造方案中，當(dāng)熒光材料區(qū)段位于光路中時，特別是由第一選色反射元件射出的初級光對準(zhǔn)第一熒光材料并且在那里至少部分地轉(zhuǎn)換成第一次級光。由這個熒光材料區(qū)段反射的(至少部分地轉(zhuǎn)換波長的)光到達(dá)第一選色反射元件，并且從那里為了去耦被反射。
[0022]那么，當(dāng)反射區(qū)段位于光路中時，特別是由第一選色反射元件發(fā)射的初級光在該反射區(qū)段上反射回到第一選色反射元件上，并且從那里為了去耦再次被反射。因此，第一選色反射元件在特定的邊沿條件下能夠透射初級光，并且在其他的邊沿條件下能夠反射初級光，例如根據(jù)初級光的極化狀況。
[0023]那么，當(dāng)透光區(qū)段位于光路中時，特別是初級光因此照射到第二熒光材料上并且在那里至少部分地轉(zhuǎn)換成第二次級光。由這個熒光材料區(qū)段反射的(至少部分地轉(zhuǎn)換波長的)光穿過該透光區(qū)段反射回到第一選色反射元件上，并且從那里為了去耦被反射。
[0024]于是，在熒光材料輪旋轉(zhuǎn)時，初級光、第一次級光(可能含有剩余的初級光成分)和第二次級光(可能含有剩余的初級光成分)依系列地從照明裝置中去耦，特別是形成混合光。
[0025]還有另一種構(gòu)造方案是，第一選色反射元件設(shè)計(jì)為對于由熒光材料輪反射的初級光、第一初級光和第二次級光是反射的，并且照明裝置被設(shè)置用于:在熒光材料區(qū)段被引入初級光的光路中時將由該區(qū)段反射的光反射到第一選色反射元件上；在反射區(qū)段被引入初級光的光路時將射出到該反射區(qū)段上的初級光反射回到選色反射元件上；并且在透光區(qū)段被引入初級光的光路中時讓由第二熒光材料反射的光穿過透光區(qū)段照射到選色反射元件上。這種構(gòu)造方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，能夠利用少量的光學(xué)元件并且因此能夠特別廉價且緊湊地產(chǎn)生由照明裝置發(fā)出的一系列的混合光線。
[0026]于是，在這種構(gòu)造方案中，當(dāng)熒光材料區(qū)段位于光路中時，特別是由第一選色反射元件射出的初級光就朝向第一熒光材料，并且在那里部分地轉(zhuǎn)換成第一次級光。由該熒光材料區(qū)段反射的(至少部分地轉(zhuǎn)換波長的)光到達(dá)第一選色反射元件上，并且從那里為了去耦被反射。
[0027]那么，當(dāng)反射區(qū)段位于照明路徑中時，特別是由第一選色反射元件發(fā)射的初級光就在該反射區(qū)段上反射回到第一選色反射元件上，并且從那里為了去耦再次被反射。因此，第一選色反射元件在特定的邊沿條件下能夠透射初級光，并且在其他的邊沿條件下能夠反射初級光，例如根據(jù)初級光的極化狀況。
[0028]那么，當(dāng)透光區(qū)段位于光路中時，特別是初級光就因此照射到第二熒光材料上并且在那里至少部分地轉(zhuǎn)換成第二次級光。由這個熒光材料區(qū)段反射的(至少部分地轉(zhuǎn)換波長的)光穿過該透光區(qū)段反射回到第一選色反射元件上，并且從那里為了去耦被反射。[0029]還有一種構(gòu)造方案是，第一選色反射元件設(shè)計(jì)為至少對于第一次級光是反射的，并且照明裝置具有布置在熒光材料輪和第二熒光材料之間的第二選色反射元件，它設(shè)計(jì)為對于穿過透光區(qū)段照射的初級光是可穿透的，并且對于由第二熒光材料反射的第二次級光是反射的，并且該照明裝置被設(shè)置用于:在熒光材料區(qū)段被引入初級光的光路中時，由該區(qū)段反射的光在選色反射元件上進(jìn)行反射；在反射區(qū)段被引入初級光的光路時，將照射到該反射區(qū)段上的初級光反射回到選色反射元件上；并且在透光區(qū)段被引入初級光的光路中時讓穿透過該透光區(qū)段的初級光穿過第二選色反射元件照射到第二熒光材料上，并且借助第二選色反射元件反射由第二熒光材料反射的第二次級光。這種構(gòu)造方案使得能夠分開地、不通過第一選色反射元件引導(dǎo)地對由第二熒光材料反射的光進(jìn)行去耦。
[0030]第一選色反射元件特別是可以只能夠透射其中一種光成分(初級光、初級的和次級的次級光)。第一選色反射元件特別是可以是二向色鏡。
[0031]一種對于緊湊的光引導(dǎo)和構(gòu)造方式來說特別優(yōu)選的改進(jìn)方案是，第一選色反射元件可變地(也就是根據(jù)至少一個可設(shè)置的參量)透光。這個參量尤其可以是極化或者說極化率。例如，第一選色反射元件也許能夠透射由光生產(chǎn)單元反射的初級光，因?yàn)檫@個初級光具有適合透射的極化或者極化方向。至少被反射的初級光可能具有不適于進(jìn)行透射的極化或者極化方向并且因此被反射。
[0032]此外還有一種構(gòu)造方案是，第一選色反射元件對于初級光具有取決于極化的透射率，并且在選色反射元件和熒光材料輪之間布置著作用于初級光的、能改變極化的光學(xué)元件。通過這個能改變極化的光學(xué)元件能夠在第一選色反射元件后方有目的性地如下設(shè)置初級光的極化，即，使得在初級光重新投射上來時被反射。能改變極化的光學(xué)元件尤其可以是波片，特別是四分之一波片(Viertelwellenlaengenplaettchen)或者λ/4波片。作為代替或者作為補(bǔ)充也可以使用其他對于專業(yè)技術(shù)人員來說公知的、能夠改變極化的裝置，例如法拉第旋轉(zhuǎn)器或者克爾盒。
[0033]此外還有一種構(gòu)造方案是，第一選色反射元件設(shè)計(jì)為至少對于第二次級光是反射的，并且照明裝置具有另一個選色反射元件，它布置在初級光、和第一次級光的位于熒光材料輪后方的光路中，并且在第二次級光的位于第一選色反射元件后方的光路中，并且它設(shè)計(jì)為對于初級光和第一次級光是反射的，并且設(shè)計(jì)為對于第二次級光是能穿透的，并且熒光材料輪傾斜地布置在初級光的光路中，并且所述照明裝置設(shè)置成用于:在熒光材料區(qū)段被引入初級光的光路中時，將由該熒光材料區(qū)段反射的光照射到另一個選色反射元件上；在反射區(qū)段被引入初級光的光路時將由反射區(qū)段反射的初級光照射到另一個選色反射元件上；并且在透光區(qū)段被引入初級光的光路中時讓由第二熒光材料反射的光穿過透光區(qū)段照射到第一選色反射元件上，并且在那里反射到另一個選色反射元件上。在這種構(gòu)造方案中，能夠?qū)崿F(xiàn)通過簡單地設(shè)置熒光材料輪的斜度來分開地、不通過第一選色反射元件引導(dǎo)地對由熒光材料輪反射的光(初級光和第一次級光)進(jìn)行去耦。因此可以省去波片。
[0034]光生成單元可以具有至少一個光源。特別優(yōu)選的是，光生成單元具有至少一個激光光源。激光光源具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，它能夠產(chǎn)生高頻率的窄帶光譜。然而，例如也可以將寬范圍照射的光源與下游連接的光譜濾器組合起來使用。
[0035]優(yōu)選地，至少一個光源包括至少一個半導(dǎo)體光源，因?yàn)榭梢蕴峁┖苄∏刹⑶冶阋说陌雽?dǎo)體光源。至少一個半導(dǎo)體光源特別是可以包括至少一個激光二極管或者至少一個發(fā)光二極管，然而不局限于此。然而光源不受此局限，而是尤其可以包括所有類型的激光光源，特別是具有極化的射線。
[0036]光一般可以理解為紫外光、可見光和/或紅外光。
[0037]還有一種構(gòu)造方案是，初級光是藍(lán)光，特別是具有大約445nm的峰值波長，一個次級光是綠光并且另一個次級光是紅光。特別是可以在不需要額外輸入能量的情況下將藍(lán)光轉(zhuǎn)換成紅光和綠光。這三種光成分作為混合光特別是能夠囊括大面積的顏色空間，并且特別是能夠產(chǎn)生白色的混合光。
[0038]一種改進(jìn)方案是，第一次級光是紅光并且第二次級光是綠光。作為代替，第二次級光可以是紅光并且第一次級光是綠光。
[0039]然而，照明裝置不局限于選擇這些顏色。例如作為紅色和/或綠色的次級光的代替，作為附加或者作為代替使用其他顏色的次級光。
[0040]也可以使用紫外光(UV)作為初級光。特別是在這種情況下也可以作為反射區(qū)段的代替在熒光材料輪上使用另一個熒光材料區(qū)段。那么例如就可以通過熒光材料輪上的第一和第三熒光材料并且通過靜態(tài)的載體行的第二熒光材料將紫外光轉(zhuǎn)換成可見的次級光。例如，第一熒光材料可以將紫外光轉(zhuǎn)換成綠光或紅光，第二熒光材料可以將紫外光轉(zhuǎn)換成紅光或綠光，并且第三熒光材料可以將紫外光轉(zhuǎn)換成藍(lán)光。
[0041]然而，作為紫外光的代替也可以會用短波的藍(lán)光，例如具有大約445nm的峰值波長，并且通過第三熒光材料轉(zhuǎn)換成波長較長的藍(lán)光，例如具有大約460nm的峰值波長。
[0042]總的來說也可以不用反射區(qū)段，并且僅使用由這些熒光材料反射的光，也就是可以含有初級光成分的次級光。
[0043]照明裝置特別是可以額外地具有用于形成光束的光學(xué)元件，如至少一個透鏡，特別是聚光透鏡、遮光板。
[0044]照明裝置特別是可以具有至少一個用于(以任意的組合方式)統(tǒng)一初級光和次級光的光束組合件。特別是可以使用選色鏡，特別是二向色鏡，作為光束組合件。
[0045]該任務(wù)還通過一種用于從借助光生成裝置產(chǎn)生的初級光中產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的次級光的方法得以解決，其中，該方法包括用初級光交替地照射位于能運(yùn)動的載體上的第一熒光材料和位于靜態(tài)的載體上的第二熒光材料。這種方法具有和所述照明裝置一樣的優(yōu)點(diǎn)，并且可以類似地構(gòu)造而成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)這些屬性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法結(jié)合下面對結(jié)合附圖詳盡闡述的實(shí)施例的示意性描述更清楚并且更明白地得到了解釋。其中，為了清楚起見，相同的或者作用相同的元件可以配有相同的附圖標(biāo)記。
[0047]圖1用側(cè)視圖示出熒光材料輪處于第一旋轉(zhuǎn)位置的、根據(jù)本發(fā)明的第一照明裝置的簡圖；
[0048]圖2示出熒光材料輪處于第二旋轉(zhuǎn)位置的、根據(jù)本發(fā)明的第一照明裝置；
[0049]圖3示出熒光材料輪處于第三旋轉(zhuǎn)位置的、根據(jù)本發(fā)明的第一照明裝置；
[0050]圖4用側(cè)視圖示出熒光材料輪處于集中概括在一幅圖中的各個位置下的、根據(jù)本發(fā)明的第二照明裝置的簡圖；以及[0051]圖5用側(cè)視圖示出熒光材料輪處于集中概括在一幅圖中的各個位置下的、根據(jù)本發(fā)明的第三照明裝置的簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一照明裝置11。該照明裝置11具有包括至少一個激光二極管13的光生成裝置12，它產(chǎn)生出峰值波長為大約445nm的藍(lán)色的初級光P。初級光P在從光生成裝置12發(fā)出去以后在垂直方向上(也就是在圖平面內(nèi))具有橫向的極化效果Tl。
[0053]在光生成裝置12的后方連接著透射率與極化有關(guān)的第一二向色鏡14形式的第一選色反射元件。二向色鏡14為對于具有通過光生成裝置12產(chǎn)生的橫向極化Tl的藍(lán)色初級光P是可穿透的。
[0054]從光生成裝置12出發(fā)，在二向色鏡14的光學(xué)路徑后方布置著用作能運(yùn)動的載體的能旋轉(zhuǎn)的熒光材料輪15。熒光材料輪15以原則上公知的方式具有多個區(qū)段，它們通過熒光材料輪15的旋轉(zhuǎn)能夠交替地穿行過初級光P的光路。在這幅圖中，涂有第一熒光材料16的熒光材料層的熒光材料區(qū)段17位于初級光P的光路中。在這里，初級光P通過第一熒光材料16基本上被完全轉(zhuǎn)換成第一(例如綠色的或紅色的)初級光1，并且返回照射到二向色鏡14上。為此可以在熒光材料輪15的前方接上聚光透鏡(如圖)。
[0055]布置在二向色鏡14和熒光材料輪15之間的光路中的、能夠改變極化的、四分之一波片18形式的光學(xué)透光元件對于第一次級光SI的生成和光束成形沒有實(shí)際作用。
[0056]因?yàn)槎蛏R14不能透射第一次級光SI，而是設(shè)計(jì)為鏡面式的，所以第一次級光SI在這里被反射，并且為了從照明裝置11中去耦而被反射出去。
[0057]在熒光材料輪15繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，熒光材料區(qū)段17從光路中向外旋轉(zhuǎn)出去，并且透光區(qū)段19旋轉(zhuǎn)進(jìn)入光路中，在圖2中示出了它的位置。透光區(qū)段19例如可以設(shè)計(jì)為熒光材料輪15中的孔。于是，透光區(qū)段19能夠透過所有的光。
[0058]投射到透光區(qū)段19上的初級光P穿透過去并且投射到第二熒光材料輪20上。第二熒光材料輪20作為熒光材料層被涂在靜態(tài)的散熱體21上。在這里，初級光P通過第二熒光材料20基本上被完全轉(zhuǎn)換成第二(例如紅色的或綠色的)次級光1，并且穿過透光區(qū)段19返回照射到二向色鏡14上。為此可以在熒光材料20前方連接聚光透鏡(如圖)。四分之一波片18對第二次級光2的生成和光束成形也沒有實(shí)際作用。因?yàn)榈谝粋€二向色鏡14對于第二次級光S2也是鏡面式的，所以第二次級光S2也在這里被反射，并且為了從照明裝置11中去耦被反射出去。
[0059]在熒光材料輪15繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，透光區(qū)段19從光路中向外旋轉(zhuǎn)出去，并且反射區(qū)段22旋轉(zhuǎn)進(jìn)入光路中，在圖3中示出了它的位置。反射區(qū)段22具有鏡面式的表面，因此特別是能夠反射初級光P。
[0060]在初級光P朝著反射區(qū)段22的方向第一次穿過四分之一波片18時,初級光P最開始的橫向極化Tl變?yōu)閳A周極化。在反射區(qū)段22上反射以后，圓周極化的光的旋轉(zhuǎn)方向變化。在下一次重新穿過四分之一波片18時(在反方向上朝著二向色鏡14)，又從圓周極化的初級光變?yōu)闄M向極化的光。但是，由此形成的橫向極化方向T2垂直于最開始的極化方向Tl (垂直于圖平面)。二向色鏡14具有如下形成的、與極化有關(guān)的透射率，即，它能夠反射橫向極化T2的藍(lán)色初級光P。因此，極化方向Τ2的初級光也在這里被反射，并且為了從照明裝置11中去耦被反射出去。
[0061]圖4示出熒光材料輪15處于集中概括在一幅圖中的各個位置下的、根據(jù)本發(fā)明的第二照明裝置31。
[0062]照明裝置31與照明裝置11的區(qū)別在于，由第二熒光材料22反射的第二次級光SI不穿過透光區(qū)段19，而是被弓I導(dǎo)繞過該區(qū)段。為此在初級光P位于熒光材料輪15和第二熒光材料20之間的光路中布置著第二個二向色鏡32，它能夠透射初級光P并且能夠反射第二次級光S2。第二個二向色鏡32將第二次級光S2反射到第三個二向色鏡33上。
[0063]第三個二向色鏡33設(shè)計(jì)為能夠透射初級光P和第一次級光SI，并且能夠反射第二次級光S2。用被(第一個)二向色鏡14反射的初級光P和第一次級光S2從后方照射第三個二向色鏡22 (通過非選色鏡34)，而第二初級光S2從前側(cè)照射上去。因此，所有的光成分P、S1、S2都在相同的方向上從照明裝置31中去耦。因此，第三個二向色鏡33也用作光束組合件。
[0064]此外照明裝置31還有以下優(yōu)點(diǎn)，8卩，由于在這里不再需要考慮第二次級光S2所以對第一個二向色鏡14的要求更低，因此能夠選擇更加簡單并且更加便宜的二向色鏡。
[0065]圖5示出熒光材料輪15處于集中概括在一幅圖中的各個位置下的、根據(jù)本發(fā)明的第三照明裝置41。熒光材料輪15現(xiàn)在傾斜地放置，因此，在這里被反射的初級光P以及第一次級光SI都不照射到第一個二向色鏡14上，而是照射到第四個二向色鏡42上。第四個二向色鏡42設(shè)計(jì)為能夠反射初級光P和第一次級光SI，并且能夠透射第二次級光S2。第二次級光S2從后方照射第四個二向色鏡42，而初級光P和第一次級光SI從前側(cè)照射上去。接下來，所有的光成分P、S1、S2依系列地在相同的方向上從照明裝置41中去耦。因此，第四個二向色鏡42也用作光束組合件。在照明裝置41中，特別是可以省去用于提高光衍射的初級光P的波片。
[0066]此外，照明裝置41還具有以下優(yōu)點(diǎn)，S卩，由于在這里不再需要考慮初級光P，所以對第一個二向色鏡14的要求更低，因此能夠選擇更加簡單并且更加便宜的二向色鏡，特別是不需要再設(shè)計(jì)為依賴極化情況的。也可以省去四分之一波片18，這能提高光利用率。
[0067]盡管通過所示的實(shí)施例更詳盡地闡述并描述了本發(fā)明的細(xì)節(jié)，但是本發(fā)明不局限于此，并且專利技術(shù)人員能夠從中推導(dǎo)出其他的變化方案，而不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0068]因此，光生成裝置可以包括多個光源，特別是半導(dǎo)體光源，特別是激光二極管，它們具有相同的和/或不同的射出波長。
【權(quán)利要求】
1.照明裝置(11;31 ;41)，至少具有 -用于產(chǎn)生初級光(P)的光生成裝置(12)； -用于使所述初級光(P)波長轉(zhuǎn)換成第一次級光(SI)的第一熒光材料(16);以及 -用于使所述初級光(P)波長轉(zhuǎn)換成第二次級光(S2)的第二熒光材料(20)； 其中， -所述第一熒光材料(16)位于能運(yùn)動的載體(15)上，所述能運(yùn)動的載體設(shè)置用于使所述第一熒光材料(16)交替地引入和移出所述初級光(P)的光路，并且-所述第二熒光材料(20)位于靜態(tài)的載體(21)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置(11；31 ;41)，其中 -所述能運(yùn)動的載體是具有多個在所述初級光(P)的所述光路中穿行的區(qū)段(17 ；19 ；22)的能旋轉(zhuǎn)的熒光材料輪(15)， -至少一個突光材料區(qū)段(17)具有所述第一突光材料(16), -至少一個透光區(qū)段(19)是至少對于所述初級光(P)和所述第二次級光(S2)來說可穿透的區(qū)段， -至少一個反射區(qū) 段(22)是至少能夠反射所述初級光(P)的區(qū)段， -由所述光生成單元(12)射出的所述初級光(P)能夠穿過所述透光區(qū)段(19)照射到所述第二熒光材料(16)上，并且 -由所述第二熒光材料(20)反射的所述第二次級光(S2)能夠穿過所述透光區(qū)段(19)反射回去。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置(11；31 ;41)，其中，所述照明裝置(11 ；31 ；41)具有第一選色反射元件(14)，所述第一選色反射元件布置在所述光生成單元(12)和所述熒光材料輪(15)之間，并且所述第一選色反射元件設(shè)計(jì)為對于由所述光生成單元(12)射出的所述初級光(P)是能穿透的，并且設(shè)計(jì)為對于所述初級光(P)、所述第一次級光(SI)和/或所述第二次級光(S2)是反射的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置(11)，其中 -所述第一選色反射元件(14)設(shè)計(jì)為對于由所述熒光材料輪(15)反射的所述初級光(P)、對于所述第一初級光(SI)和對于所述第二次級光(S2)是反射的，并且所述照明裝置(11)設(shè)置用于: -在熒光材料區(qū)段(17)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由這個區(qū)段反射的光(SI)反射到所述第一選色反射元件(14)上； -在反射區(qū)段(22)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使照射到所述反射區(qū)段(22)上的所述初級光(P)反射回到所述選色反射元件(14)上；并且 -在透光區(qū)段(19)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由所述第二熒光材料(20)反射的所述光(S2)穿過所述透光區(qū)段(19)照射到所述選色反射元件(14)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置(31)，其中，所述-所述第一選色反射元件(14)設(shè)計(jì)為至少對于所述第一次級光(SI)是反射的，并且-所述照明裝置(31)具有布置在所述熒光材料輪(15)和所述第二熒光材料(20)之間的第二選色反射元件(32)，所述第二選色反射元件設(shè)計(jì)為對于穿過所述透光區(qū)段(19)照射的所述初級光(P)是能穿透的，并且對于由所述第二熒光材料(20)反射的所述第二次級光是反射的，并且所述照明裝置被設(shè)置用于: -在熒光材料區(qū)段(17)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由這個區(qū)段(17)反射的光(SI)反射在所述第一選色反射兀件(14)上； -在反射區(qū)段(22)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使照射到所述反射區(qū)段(22)上的所述初級光(P)反射回到所述第一選色反射元件(14)上；并且 -在透光區(qū)段(19)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使穿透過這個區(qū)段(19)的所述初級光(P)穿過所述第二選色反射元件(32)照射到所述第二熒光材料(20)上，并且借助所述第二選色反射元件(32)反射由所述第二熒光材料(20)反射的所述第二次級光(S2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的照明裝置(11;31)，其中 -所述第一選色反射元件(14)對于所述初級光(P)具有取決于極化的透射率，并且-在所述選色反射元件(14)和所述熒光材料輪(15)之間布置著作用于所述初級光(P)的、改變極化(Tl ；T2)的光學(xué)元件，特別是四分之一波片(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置(41)，其中 -所述第一選色反射元件(16)設(shè)計(jì)為至少對于所述第二次級光(S2)是反射的，并且-所述照明裝置(41)具有另一選色反射元件(42)，所述另一選色反射元件布置在所述初級光(P)和所述第一次級光(SI)的位于所述熒光材料輪(15)后方的光路中，并且在所述第二次級光(S2)的位于所述第一選色反射元件(14)后方的光路中，并且所述另一選色反射元件設(shè)計(jì)為對于所述初級光(P)和所述第一次級光(SI)反射的，并且設(shè)計(jì)為對于所述第二次級光(S2)是能穿透的，并且 -所述熒光材料輪(15)傾斜地布置在所述初級光(P)的所述光路中，并且所述照明裝置(41)設(shè)置成用于: -在熒光材料區(qū)段(17)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由這個區(qū)段反射的光(SI)照射到所述另一選色反射元件(42)上；其中 -在反射區(qū)段(22)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由所述反射區(qū)段(22)反射的所述初級光(P)照射到所述另一選色反射元件(42)上；并且 -在透光區(qū)段(19)被引入所述初級光(P)的所述光路的情況下，使由所述第二熒光材料(20)反射的光(S2)穿過所述透光區(qū)段(19)照射到所述第一選色反射元件(14)上，并且在那里反射到所述另一選色反射元件(42)上。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明裝置(11；31 ;41)，其中，所述光生成裝置(12)具有至少一個激光光源(13)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明裝置(11；31 ;41)，其中， -所述初級光(P)是藍(lán)光，特別是具有大約445nm的峰值波長， -一次級光(SI ；S2)是綠光，并且另一次級光(S2 ；S1)是紅光。
10.一種用于從由光生成裝置(12)產(chǎn)生的初級光(P)中產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的次級光(SI ；S2)的方法，其中，所述方法包括用所述初級光(P)交替地照射位于能運(yùn)動的載體(15)上的第一突光材料(16)和位于靜態(tài)的載體(21)上的第二突光材料(20)。
【文檔編號】G02B21/20GK103946629SQ201280057550
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月25日
【發(fā)明者】奧利弗·梅赫爾, 霍爾格·拉布斯, 約瑟夫·克勒爾 申請人:歐司朗有限公司