本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備,其具有用于發(fā)射泵浦輻射的泵浦輻射源和用于將泵浦輻射轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光的發(fā)光材料。
背景技術(shù):
當(dāng)前類型的照明設(shè)備例如能夠在投影儀中用作為光源。通過將泵浦輻射源同與其間隔開設(shè)置的發(fā)光材料的組合能夠?qū)崿F(xiàn)高的發(fā)光密度。發(fā)光材料部件根據(jù)利用泵浦輻射的激發(fā)來發(fā)射特定顏色的轉(zhuǎn)換光,該顏色隨后能夠供應(yīng)給顏色通道(例如紅色、綠色或藍色)。通過順序地激發(fā)與其轉(zhuǎn)換光的顏色不同的發(fā)光材料部件,然后順序地提供相應(yīng)的通道,并且在時間進程中對于觀察者得到由不同顏色構(gòu)成的混合圖像。這應(yīng)該展示應(yīng)用領(lǐng)域,然而不應(yīng)該在其普遍性上限制主題。
本發(fā)明基于的技術(shù)問題是提出一種特別有利的照明設(shè)備。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明,該目的由一種照明設(shè)備實現(xiàn),該照明設(shè)備具有:用于發(fā)射泵浦輻射的泵浦輻射源;用于將泵浦輻射轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換光的第一發(fā)光材料部件;用于產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)換光的第二發(fā)光材料部件;和耦合輸出鏡,該耦合輸出鏡在第一發(fā)光材料部件的下游設(shè)置在具有至少一部分第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑中,其中第一轉(zhuǎn)換光是具有在第一光譜范圍中的和在與其不同的(未疊加的)第二光譜范圍中的份額的寬帶轉(zhuǎn)換光,其中設(shè)置在具有至少一部分第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑中的耦合輸出鏡僅在這兩個光譜范圍的一個光譜范圍中是透射的,然而在另一個光譜范圍中是反射的,從而使得在耦合輸出鏡的下游,具有在第一光譜范圍中的第一光譜份額的光與具有在第二光譜范圍中的第二光譜份額的光分開地存在,其中在照明設(shè)備的輸出端處提供至少一部分具有第一光譜份額的光,并且其中,第二發(fā)光材料部件(相對于設(shè)置在耦合輸出鏡下游的光)還設(shè)置在具有至少一部分由耦合輸出鏡分開的、帶有第二光譜份額的光的輻射路徑中,并且根據(jù)激發(fā)來發(fā)射第二轉(zhuǎn)換光,該第二轉(zhuǎn)換光與具有第一光譜份額的光一起能夠用于提高效率。
優(yōu)選的實施方式處于從屬權(quán)利要求和當(dāng)前的說明書中,其中在描述中不總是詳細地在設(shè)備和應(yīng)用方面進行區(qū)分;在任何情況都可以包含全部權(quán)利要求類別方面地理解該公開。
為了在輸出端處提供特定顏色的光,因此首先不選擇(用泵浦輻射激發(fā)的)如下的發(fā)光材料,該發(fā)光材料的轉(zhuǎn)換光已經(jīng)原始地、即沒有光譜改變而具有期望的顏色。然而,相應(yīng)的“第一”轉(zhuǎn)換光具有(“第一”)光譜范圍中的(“第一”)光譜份額,其對應(yīng)于最終期望的顏色。相應(yīng)地發(fā)射寬帶轉(zhuǎn)換光的發(fā)光材料也被稱為寬帶發(fā)光材料。該發(fā)光材料相對于已經(jīng)原始地發(fā)射期望顏色的光的發(fā)光材料例如能夠更有效,例如與在功率較高的情況下會展示淬滅的發(fā)光材料相比更有效;另一方面,也能夠成本有利地提供寬帶發(fā)光材料。
由發(fā)明人替換當(dāng)前的設(shè)計而考慮的方案在于,濾除第二轉(zhuǎn)換光的另外的“第二”光譜范圍,即僅使用期望顏色的第一光譜范圍?,F(xiàn)在,在根據(jù)獨立權(quán)利要求進行特征組合之后,不僅在顏色方面期望的、具有第一光譜份額的光提供在輸出端處,而且也進一步使用具有第二光譜份額的光,這能夠改進效率。通過利用具有第二光譜份額的光激發(fā)第二發(fā)光材料部件的方式,該第二發(fā)光材料部件根據(jù)該激發(fā)來發(fā)射第二轉(zhuǎn)換光,并因此提供具有適當(dāng)?shù)墓庾V分布的附加的光。
如更下面詳細地闡述,第二轉(zhuǎn)換光具有與輸出端處的具有第一光譜份額的光例如相同的顏色。因此于是提供更多的期望顏色的光。例如在具有不同顏色的順序輸出的通道的、開頭提出的應(yīng)用的情況下,因此“加強”在一定時間區(qū)間內(nèi)給出的通道;而在沒有利用第二發(fā)光材料再次轉(zhuǎn)換的情況下,具有第二光譜份額的光的顏色相反處于與當(dāng)前輸出通道不同的顏色,這因此不可用。
為了分開具有第一和第二光譜份額的光,設(shè)有耦合輸出鏡,該耦合輸出鏡根據(jù)波長是透射的或反射的。因此,具有第一光譜份額的光能被反射,并且具有第二光譜份額的光能被透射,或者相反。在任何情況下,在耦合輸出鏡下游都存在反射的和透射的輻射路徑;在一個輻射路徑中存在具有第一光譜份額的光,在另一輻射路徑中存在具有第二光譜份額的光?!榜詈陷敵觥北硎荆壕哂械谝还庾V份額的光隨后提供用于照明目的;具有第二光譜份額的光相反事先以當(dāng)前描述的方式再次傳播。因此,輸出端是如下的部段,自該部段起提供期望的光,并且不強制性地由孔徑(孔板)或相對于輻射傳播的最后的光學(xué)部件形成;在下游例如也還可以實現(xiàn)射束成型。
耦合輸出鏡/射束分配器在兩個光譜范圍中的一個中是“透射的”例如表示:第一轉(zhuǎn)換光的位于該光譜范圍中的部分的至少60%、優(yōu)選至少70%、更優(yōu)選至少80%被透射;“反射”例如表示:第一轉(zhuǎn)換光的位于相應(yīng)的光譜范圍中的部分的至少60%、優(yōu)選至少70%、更優(yōu)選至少80%被反射。100%總是優(yōu)選的,但是上限受技術(shù)限制例如能夠處于95%或90%。由于入射角的可能的相關(guān)性,該說明具體地涉及照明設(shè)備中的情況。在本公開的范圍內(nèi),只要談及取決于波長的鏡在特定的光譜范圍或特定的光中透射或反射,相應(yīng)的百分比值就能夠通常是優(yōu)選的。
干涉鏡(也稱作為“二向色鏡”)優(yōu)選作為射束分配器(取決于波長的鏡),例如由至少兩個介電層材料構(gòu)成的多層系統(tǒng),這些層材料的折射率不同并且依次交替地設(shè)置。第一層材料例如能夠是二氧化硅,并且第二層材料例如能夠是二氧化鈦。射束分配器例如能夠設(shè)計為高通濾波器或低通濾波器,即具有剛好一個極限波長,或者也設(shè)計為具有兩個極限波長的帶通濾波器或帶阻濾波器;在該濾波器的通過范圍中,該濾波器透射,在阻止范圍中,該濾波器反射。通常,只要在本公開的范圍內(nèi)談及取決于波長的鏡,其就能夠以上面描述的方式構(gòu)造(即也將另外的鏡作為耦合輸出鏡)。
由耦合輸出鏡分開的“寬帶轉(zhuǎn)換光”例如能夠具有光譜強度分布,該光譜強度分布在至少30nm、優(yōu)選至少60nm、更優(yōu)選至少100nm的波長范圍上連續(xù)地(在該范圍內(nèi)的全部波長中)示出如下的強度,該強度分別為可見光譜范圍中(在380nm和780nm之間)的強度的最大值的至少10%、優(yōu)選至少20%、更優(yōu)選至少30%。
通常,“泵浦輻射”例如也能夠為uv輻射,優(yōu)選是藍色泵浦光,例如具有405nm或450nm的主波長。激光輻射作為泵浦輻射是優(yōu)選的,泵浦輻射源因此優(yōu)選是激光源。也能夠是多個激光源,這些激光源通常也能夠具有不同的波長,然而優(yōu)選具有相同的波長并且尤其優(yōu)選是結(jié)構(gòu)相同的,設(shè)置成陣列并且能夠?qū)⒎謩e發(fā)射的泵浦輻射聚集在發(fā)光材料部件上。激光二極管作為激光源是優(yōu)選的。
通常,對于第一發(fā)光材料部件而言透射地(泵浦輻射入射側(cè)相反于轉(zhuǎn)換光發(fā)射側(cè))或反射地(入射側(cè)=發(fā)射側(cè))運行是可行的;例如出于熱或效率理由,優(yōu)選反射地運行。第二發(fā)光材料部件也能夠反射地或透射地運行;對于第一發(fā)光材料部件和第二發(fā)光材料部件也分別可以以透射和反射來組合運行。
在第一和/或第二發(fā)光材料部件的情況下,分別激發(fā)的輻射的垂直入射是優(yōu)選的(具有第二光譜份額的泵浦輻射或光),其中分別觀察相應(yīng)的輻射射束的重心方向。只要在本公開的范圍內(nèi)談及光的“重心方向”,該重心方向就作為輻射射束在輻射路徑中相應(yīng)的位置處的、以相應(yīng)的光通量加權(quán)的向量的平均值來形成。因此,能夠?qū)⒐鈱W(xué)裝置與發(fā)光材料部件相關(guān)聯(lián),經(jīng)由該光學(xué)裝置將激發(fā)的輻射聚焦而且聚集作為轉(zhuǎn)換光;由于典型的朗伯特(lambertschen)放射特性,因此在激發(fā)輻射垂直入射的情況下通常聚集轉(zhuǎn)換光。
通常為了引導(dǎo)轉(zhuǎn)換光/激發(fā)輻射,以與相應(yīng)的發(fā)光材料部件相關(guān)聯(lián)的方式能夠設(shè)有光學(xué)裝置,該光學(xué)裝置能夠是成像的或者例如在復(fù)合拋物面聚光器(cpc)的情況下也能夠是非成像的。
整體由第一發(fā)光材料部件發(fā)射的轉(zhuǎn)換光不必到達耦合輸出鏡,而是例如能夠取決于用于射束引導(dǎo)的光學(xué)裝置地存在一定損失;通常,該光學(xué)裝置不能聚集全部轉(zhuǎn)換光。此外,能夠?qū)⒌谝晦D(zhuǎn)換光在耦合輸出鏡上游也在光譜方面改變,例如參見圖6、8與配屬的用于說明的描述。第一轉(zhuǎn)換光的“至少一部分”應(yīng)當(dāng)?shù)竭_耦合輸出鏡;第一轉(zhuǎn)換光的到達耦合輸出鏡的部分具有第一光譜范圍中的第一光譜份額和第二光譜范圍中的第二光譜份額。只要通常在本公開中引用“光的至少一部分”,這就也能夠根據(jù)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)例如表示至少20%、40%、60%、80%或90%(優(yōu)選程度以提出的順序遞增)。
與由第一發(fā)光材料原始地發(fā)射的第一轉(zhuǎn)換光相比,第一轉(zhuǎn)換光的到達耦合輸出鏡的部分也能夠在光譜方面改變。因此,第一和第二光譜份額能夠共同地也能夠僅部分地描述(原始的)第一轉(zhuǎn)換光的光譜分布,即僅示出其中一個片段,參見圖1以進行說明。例如根據(jù)下面詳細闡述的耦合輸入鏡,因此例如能夠切去鄰接于第一光譜范圍的深紅部分。盡管如此,由耦合輸出鏡分開的、兩個光譜范圍中的光還具有強度、即第一和第二光譜份額(第一和第二光譜份額在耦合輸出鏡中觀察);通常,“光譜份額”表示光譜強度。
但是,在優(yōu)選的實施方式中,第一轉(zhuǎn)換光也能夠在光譜方面未改變地從第一發(fā)光材料部件到達耦合輸出鏡。換言之,第一轉(zhuǎn)換光因此僅包含第一和第二光譜份額并且不包含超出的份額(該超出的份額如之前描述的那樣被切去)。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中,第一光譜份額與第二光譜份額相比具有更長的波長,因此換言之,第二光譜份額的波長更短。因此,將波長更長的光耦合輸出并且將波長更短的光引導(dǎo)至第二發(fā)光材料部件。由根據(jù)激發(fā)而發(fā)射的第二轉(zhuǎn)換光比具有第二光譜份額的光具有更長的波長,因此進行降頻轉(zhuǎn)換。這也通常在第一發(fā)光材料部件的情況下是優(yōu)選的,從而使得第一轉(zhuǎn)換光比泵浦輻射具有更長的波長。
第一和第二光譜范圍通過在極限波長中的限定來相互鄰接;在剛剛示出的優(yōu)選情況下,第一光譜范圍因此遠離其在更長的波長上延伸,并且第二光譜范圍在更短的波長上延伸。極限波長根據(jù)耦合輸出鏡的光學(xué)特性、即反射/透射之間的過渡來確定。
進一步優(yōu)選的是,第一轉(zhuǎn)換光是黃光,該黃光的主波長例如能夠為至少570nm、優(yōu)選至少575nm,并且例如最大585nm、優(yōu)選最大582.5nm,更優(yōu)選最大580nm(令人感興趣的是上限和下限也能夠相互獨立)。
對于第一發(fā)光材料部件,石榴石發(fā)光材料作為黃色發(fā)光材料能夠是優(yōu)選的,例如釔鋁石榴石(yag)或镥鋁石榴石(luag),其分別利用鈰摻雜。能夠設(shè)置剛好一種單獨發(fā)光材料或多種單獨發(fā)光材料的混合物。
引導(dǎo)至第二發(fā)光材料的、具有第二光譜份額的光優(yōu)選為綠光(這也應(yīng)包括黃綠光)。該光的主波長例如能夠為至少520nm、優(yōu)選至少530nm、更優(yōu)選至少535nm,并且例如最大為580nm、優(yōu)選最大570nm、更優(yōu)選最大565nm,尤其優(yōu)選最大560nm(令人感興趣的是上限和下限也能夠相互獨立)。
具有第一光譜份額的光優(yōu)選是紅光,其主波長例如為至少580nm、優(yōu)選至少585nm、更優(yōu)選至少590nm、尤其優(yōu)選至少595nm。
在一個優(yōu)選的實施方式中,紅光具有例如最大615nm、優(yōu)選最大610nm、更優(yōu)選最大605nm的主波長,并且第二轉(zhuǎn)換光是具有至少605nm、優(yōu)選至少610nm、更優(yōu)選至少615nm、尤其優(yōu)選至少620nm的主波長的深紅光。第二轉(zhuǎn)換光因此能夠在一定方面在光譜上補充紅光,并且例如有助于優(yōu)化在混合紅光和深紅光時得到的顏色位置。
另一方面,也就是在例如借助下面描述的耦合輸入鏡讓第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑耦合到具有第一光譜份額的光的輸出輻射路徑上的情況下,在第二轉(zhuǎn)換光與具有第一光譜份額的光之間的一定的光譜間距也能夠是令人感興趣的;因此,耦合輸入鏡例如能夠透射具有第二光譜份額的光并且反射第二轉(zhuǎn)換光,參見圖2以進行說明。然而,耦合輸入鏡也能夠“切去”第一轉(zhuǎn)換光的光譜的一定部分(只要剛好存在與第二轉(zhuǎn)換光的疊加)。
第二發(fā)光材料部件優(yōu)選在第二光譜范圍中具有高的泵浦效率,并且發(fā)射具有上述范圍中的主波長的深紅光。優(yōu)選地,用銪摻雜的氮化硅、例如類型(ca,sr,ba)2si5n8或類型caalsin3作為單獨發(fā)光材料;發(fā)光材料部件能夠或者具有剛好一種單獨發(fā)光材料或者也具有多種單獨發(fā)光材料的混合物。因此,優(yōu)選能夠是用eu摻雜的單獨發(fā)光材料,或者還有用mn4+摻雜的單獨發(fā)光材料。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中,耦合輸出鏡在第一光譜范圍中是透射的,并且在第二光譜范圍中是反射的。因此優(yōu)選地,例如能夠是低通濾波器或帶阻濾波器,其中在后者的情況下,第一和第二光譜范圍在兩個極限波長中的較長的極限波長中相互鄰接。在兩個極限波長之間,例如對于藍色通道,帶阻濾波器是反射的并且在波長小于該較短波長時又是透射的(細節(jié)參見下面)。術(shù)語“高通”/“低通”在本公開的范圍內(nèi)涉及能量。
也與耦合輸出鏡在第一或第二光譜范圍中是否是反射的無關(guān),第一和第二光譜范圍優(yōu)選彼此鄰接的極限波長以如下順序優(yōu)選遞增地為至少570nm、575nm、580nm或585nm。有利的上限例如以如下順序優(yōu)選遞增地為最大610nm、605nm、600nm或595nm;令人感興趣的是上限和下限也能夠相互獨立。因此換言之,耦合輸出鏡的極限波長或極限波長之一處于相應(yīng)的范圍內(nèi)。
在一個優(yōu)選的實施方式中,將第二轉(zhuǎn)換光與具有第一光譜份額的光一起被引導(dǎo)至相同的輸出端;具有第一光譜份額的光在耦合輸出鏡下游處于“輸出輻射路徑”中。第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑耦合到該輸出輻射路徑上,并且對此優(yōu)選已經(jīng)在耦合輸出鏡上游沿著輻射路徑引導(dǎo),其包含具有第一光譜份額的光。
如下面更詳細的闡述,第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑例如能夠借助耦合輸入鏡耦合到具有第一光譜份額的光的輻射路徑上。另一方面,第一和第二發(fā)光材料部件例如也能夠直接彼此鄰接地設(shè)置,并且在第二發(fā)光材料部件的邊界面處穿過第一發(fā)光材料部件輸出的第二轉(zhuǎn)換光能夠與由第一發(fā)光材料部件在其相反于該邊界面的一側(cè)上給出的第一轉(zhuǎn)換光一起被引導(dǎo)。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中,在照明設(shè)備的輸出端中通常能夠設(shè)置面光調(diào)制器(
通常,一個優(yōu)選的實施方式涉及第一和第二發(fā)光材料部件,它們彼此直接在光學(xué)上接觸地設(shè)置,或者直接彼此鄰接或者經(jīng)由中間空間彼此間隔開地設(shè)置,該中間空間優(yōu)選沒有光學(xué)有效的氣體容積,參見圖6以進行說明。在相應(yīng)的中間空間中,因此例如在任何情況下都應(yīng)當(dāng)設(shè)置光學(xué)玻璃;在任何情況下,例如應(yīng)將折射率n≥1.2、優(yōu)選n≥1.3的材料設(shè)置在可能的中間空間中(分別在λ=580nm時觀察)。
通常,對于發(fā)光材料部件而言層形式是優(yōu)選的,因此其分別在層方向上具有比垂直于其的厚度方向上更大的、例如至少5倍、10倍、15倍、20倍或25倍的延伸??赡艿纳舷蘩缒軌驗樽畲?00倍、70倍、50倍或35倍。層方向上的延伸例如能夠為在1mm和3mm之間,厚度為在100μm和200μm之間。
發(fā)光材料部件相對于層方向能夠優(yōu)選對等地設(shè)置。入射側(cè)和發(fā)射側(cè)優(yōu)選位于相對于厚度方向的外部,在反射地運行的情況下處于相同的側(cè)上,并且在透射地運行的情況下處于相反的側(cè)上;入射側(cè)和發(fā)射側(cè)例如能夠分別垂直于厚度方向地延伸。
如已經(jīng)闡述的那樣,在優(yōu)選的實施方式中,具有第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑利用耦合輸入鏡耦合到第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑上,例如參見圖2至5以進行說明。
耦合輸入鏡能夠或者對于第一轉(zhuǎn)換光(其至少一部分)是透射的并且反射第二轉(zhuǎn)換光,或者對于第一轉(zhuǎn)換光(其至少一部分)是反射的并且透射第二轉(zhuǎn)換光。耦合輸入鏡的相應(yīng)的極限波長例如能夠為至少600nm、優(yōu)選至少610nm、更優(yōu)選至少615nm,并且例如為最大630nm、優(yōu)選最大625nm;令人感興趣的是上限和下限也能夠相互獨立。第一光譜區(qū)域因此例如能夠從耦合輸出鏡的上述極限波長延伸直至耦合輸入鏡的已經(jīng)提出的極限波長。
優(yōu)選地,耦合輸入鏡對于第一轉(zhuǎn)換光是透射的并且對于第二轉(zhuǎn)換光是反射的。與在具有直接彼此上下安置的發(fā)光材料部件的上述變體方案中不同,第二轉(zhuǎn)換光在射到耦合輸入鏡上之前通常穿過氣體體積(惰性氣體或優(yōu)選空氣)。
關(guān)于重心方向,與該重心方向優(yōu)選傾斜45°的耦合輸入鏡是優(yōu)選的(其中采用在該方向和垂直地穿過優(yōu)選平坦的耦合輸入鏡面的軸線之間的傾斜角度),對此參見圖2、3以進行說明,該重心方向在進行耦合輸入的位置處具有帶有第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑。另一方面,該角度也能夠小于45°,例如為了實現(xiàn)整體上緊湊的結(jié)構(gòu),參見圖4以進行說明。優(yōu)選地,也可以將耦合輸入和耦合輸出鏡設(shè)置作為集成的組件,例如作為具有兩個彼此垂直的鏡面的所謂的x-cube,參見圖5以進行說明。后者也能夠有助于提高封裝密度。
在優(yōu)選的實施方式中,因此,如果激發(fā)光(具有第二光譜份額的光)射到入射側(cè)上并且第二轉(zhuǎn)換光被引導(dǎo)遠離相反于該入射側(cè)的發(fā)射側(cè),那么第二發(fā)光材料部件透射地運行。為了說明,參考圖9和10。
因此進一步優(yōu)選的是:在第一和第二發(fā)光材料部件之間能夠設(shè)置有退耦鏡,其中“之間”涉及在具有第二光譜份額的光的輻射路徑上從第一發(fā)光材料部件到第二發(fā)光材料部件的入射側(cè)。退耦鏡在第一光譜范圍中是反射的并且在第二光譜范圍中是透射的,因此讓(用于第二發(fā)光材料部件的)激發(fā)光經(jīng)過。具有第二光譜份額的、由耦合輸出鏡向回引導(dǎo)的光例如通過第一發(fā)光材料部件和退耦鏡透射至第二發(fā)光材料部件。
在一個優(yōu)選的實施方式中,退耦鏡在第一和第二發(fā)光材料部件之間與兩個發(fā)光材料部件中的至少一個直接在光學(xué)上接觸地設(shè)置(定義參見上文),優(yōu)選與兩個接觸。尤其優(yōu)選的是具有透明的基底體、例如玻璃或藍寶石的層結(jié)構(gòu),其中兩個發(fā)光材料部件、即退耦鏡和基底體因此優(yōu)選地設(shè)置成,使得緊密相鄰的層直接彼此鄰接并且退耦鏡在該層序列中剛好位于兩個發(fā)光材料部件之間。
一個優(yōu)選的實施方式涉及在耦合輸出鏡上游設(shè)置在第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑中的第二發(fā)光材料部件,參見圖7以進行說明。相對于第一轉(zhuǎn)換光從第一發(fā)光材料部件到耦合輸出鏡的輻射路徑,在該情況下,第二發(fā)光材料部件因此設(shè)置在這兩者之間。在第一轉(zhuǎn)換光到達耦合輸出鏡之前,其穿過第二發(fā)光材料部件,其中具有第二光譜份額的光的一部分已經(jīng)被轉(zhuǎn)換。因此,具有第二光譜份額的光的未轉(zhuǎn)換的部分到達至耦合輸出鏡,其能夠為例如至少30%、優(yōu)選至少40%(相對于已轉(zhuǎn)換的部分)。
在經(jīng)過第二發(fā)光材料部件時,例如通過散射也能夠失去具有第一光譜份額的光的一部分。但是優(yōu)選地,其中的至少70%、更優(yōu)選至少80%或90%到達耦合輸出鏡。因此,雖然在經(jīng)過第二發(fā)光材料部件時改變了光譜份額的比例,光卻還包含第一轉(zhuǎn)換光(參見上文)。
在該實施方式中,耦合輸出鏡將具有第二光譜份額的光的未轉(zhuǎn)換的部分向回引導(dǎo)至第二發(fā)光材料部件,在那里隨后將該光至少部分地、優(yōu)選完全地轉(zhuǎn)換。根據(jù)激發(fā)而輸出的第二轉(zhuǎn)換光部分地朝耦合輸出鏡輸出,但是通常也沿相反方向(朝第一發(fā)光材料部件)輸出。如果第二轉(zhuǎn)換光相對于具有第一光譜份額的光在光譜上錯開一段,例如深紅相對于紅(參見上文),那么第二發(fā)光材料部件的朝向第一發(fā)光材料部件的一側(cè)也能夠設(shè)有取決于波長的鏡,該鏡對于第二轉(zhuǎn)換光是反射的,然而在第一和第二光譜范圍中是透射的。
通常,第一發(fā)光材料部件也能夠設(shè)置為是靜態(tài)的。然而,一個優(yōu)選的設(shè)計方案涉及如下的第一發(fā)光材料部件,其設(shè)置在轉(zhuǎn)動體上,該轉(zhuǎn)動體能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動地支承。通常例如也能夠考慮發(fā)光材料滾筒,能夠?qū)l(fā)光材料部件設(shè)置在該發(fā)光材料滾筒的外周面上,然而優(yōu)選的是發(fā)光材料輪,其中旋轉(zhuǎn)軸線優(yōu)選垂直于具有發(fā)光材料部件的設(shè)置面。在層狀的發(fā)光材料部件的情況下,層方向因此垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。
優(yōu)選地,然后也將用于另一通道的另外顏色的、尤其優(yōu)選綠色的另一發(fā)光材料部件和/或用于藍色通道的區(qū)段與第一發(fā)光材料部件共同地設(shè)置在轉(zhuǎn)動體上。對于藍色的通道,優(yōu)選使用藍色的泵浦光,該泵浦光能夠或者單獨地或者與轉(zhuǎn)換光混合地供應(yīng)藍色通道;在后一種情況下,藍色的泵浦光于是在藍色區(qū)段中部分地由相應(yīng)的發(fā)光材料部件轉(zhuǎn)換。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中,具有第一發(fā)光材料部件的發(fā)光材料輪在對應(yīng)于藍色通道的另一區(qū)段中設(shè)有過道。在該過道中也能夠設(shè)置有以透射和部分轉(zhuǎn)換的方式運行的發(fā)光材料,優(yōu)選經(jīng)過過道的是藍色的泵浦光,然而無轉(zhuǎn)換地經(jīng)過。因此,例如透明的基體能夠形成光學(xué)過道,或者然后優(yōu)選設(shè)置不透明的基體,其具有實際的穿通開口(切口)。
泵浦光在過道下游然后能夠利用光學(xué)元件、例如至少兩個鏡進行轉(zhuǎn)向,以使得該泵浦光具有相反于其原始傳播方向(在穿過時)的方向。因此,該泵浦光被引導(dǎo)或者在發(fā)光材料輪旁邊經(jīng)過或者穿過另一過道,其相對于所提出的過道轉(zhuǎn)動180°地錯開。因為其余的通道優(yōu)選反射地運行,所以藍色的泵浦光在藍色通道與其余的通道一起時在發(fā)光材料輪的前側(cè)提供。
在例如參見圖8說明的、優(yōu)選的實施方式中,照明設(shè)備設(shè)置成,使得在激勵第一發(fā)光材料部件的轉(zhuǎn)動位置中,具有第二光譜份額的光在發(fā)光材料輪的后側(cè)被引導(dǎo)至優(yōu)選設(shè)置在發(fā)光材料輪的后側(cè)上的第二發(fā)光材料部件(后側(cè)與具有發(fā)光材料部件的前側(cè)相反地設(shè)置)。當(dāng)在另一轉(zhuǎn)動位置中藍色泵浦光通過第二過道穿過發(fā)光材料輪并因此再次向前引導(dǎo)時,這進一步優(yōu)選經(jīng)由與在藍色通道情況下相同的光學(xué)元件(優(yōu)選至少兩個鏡)進行。
在具有基體的發(fā)光材料輪的情況下,通常能夠優(yōu)選的是:第一發(fā)光材料部件設(shè)置在基體的一側(cè)上,并且第二發(fā)光材料部件設(shè)置在其另一側(cè)上(分別與基體連接),從而使得發(fā)光材料部件因此關(guān)于平行于旋轉(zhuǎn)軸線的方向地位于基體的不同側(cè)上。這例如能夠與上述變體方案組合,根據(jù)該變體方案提出將第一和第二發(fā)光材料部件直接在光學(xué)上接觸;另一方面,具有第二光譜份額的光能夠在兩個發(fā)光材料部件之間也穿過氣體體積、例如惰性氣體或優(yōu)選空氣,并且經(jīng)由已經(jīng)描述的光學(xué)裝置引導(dǎo)(該光學(xué)裝置不強制性地、但是優(yōu)選地也用于泵浦光)。基體也能夠是反射的(例如由金屬構(gòu)成/具有金屬)并且局部地設(shè)有過道/穿口。
因此,在優(yōu)選的設(shè)計方案中,也將第二發(fā)光材料部件設(shè)置在轉(zhuǎn)動體上,尤其優(yōu)選地與第一發(fā)光材料部件設(shè)置在相同的轉(zhuǎn)動體上,參見已經(jīng)描述的實例。但是另一方面,第二發(fā)光材料也能夠設(shè)置在自有的轉(zhuǎn)動體上,該轉(zhuǎn)動體與第一發(fā)光材料部件的轉(zhuǎn)動體脈沖地、優(yōu)選同步地旋轉(zhuǎn)。關(guān)于這種轉(zhuǎn)動體的可行的設(shè)計方案參考上面的公開內(nèi)容。
同樣地,將耦合輸出鏡設(shè)置在轉(zhuǎn)動體上也能夠是優(yōu)選的(并且關(guān)于“轉(zhuǎn)動體”的可行的設(shè)計方案再次參考上面的公開內(nèi)容)。更優(yōu)選地是,耦合輸出鏡與第一和/或第二發(fā)光材料部件共用轉(zhuǎn)動體,尤其與兩者一起共用。因此,例如耦合輸出鏡設(shè)置在第一發(fā)光材料部件的一側(cè)上并且第二發(fā)光材料部件設(shè)置在其另一側(cè)上,優(yōu)選地,這些組成部件然后彼此直接在光學(xué)上接觸,并且更優(yōu)選與轉(zhuǎn)動體/發(fā)光材料輪的基底體直接在光學(xué)上接觸。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中,耦合輸出鏡對于泵浦輻射、優(yōu)選藍色的泵浦光是透射的或反射的,也就是相反于第二光譜范圍。如果耦合輸出鏡因此在第二光譜范圍中是透射的,那么其因此對于泵浦輻射是反射的,相反當(dāng)耦合輸出鏡反射具有第二光譜份額的光時,那么其透射泵浦輻射。因此,沿著第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑引導(dǎo)至耦合輸出鏡的泵浦輻射(在另一時間點中,作為另一通道)應(yīng)該如具有第一光譜份額的光那樣應(yīng)經(jīng)由耦合輸出鏡引導(dǎo),即耦合輸出。
本發(fā)明還涉及上述照明設(shè)備的應(yīng)用,其利用由具有第一光譜份額的光和第二轉(zhuǎn)換光構(gòu)成的混合光進行照明。除了已經(jīng)提及的投影應(yīng)用之外,也就是例如用作為投影儀的一部分,有利的應(yīng)用領(lǐng)域通常能夠位于照明工程的范圍中。例如也能夠考慮應(yīng)用于汽車照明的領(lǐng)域中或者應(yīng)用在醫(yī)學(xué)照明/照射設(shè)備中;此外,相應(yīng)的光源例如也能夠是效果光設(shè)備的一部分。
附圖說明
下面,根據(jù)實施例詳細闡述本發(fā)明,其中,并列的權(quán)利要求的范圍中的各個特征也能夠以不同的組合成為本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容,并且也還不詳細地在權(quán)利要求類別之間進行區(qū)分。
詳細地示出:
圖1示出用于說明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計的、光譜的示意性的草圖;
圖2示出具有兩個彼此間隔開設(shè)置的、分別反射地運行的發(fā)光材料部件的、根據(jù)本發(fā)明的第一照明設(shè)備;
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二照明設(shè)備,該第二照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖2的照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu),然而對于第二轉(zhuǎn)換光的更有效的應(yīng)用進行了優(yōu)化;
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第三照明設(shè)備,該第三照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖3的照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu),然而對于更緊湊的布置進行了優(yōu)化;
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第四照明設(shè)備,該第四照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖3和4的照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu),然而利用集成的耦合輸出/耦合輸入鏡部件實現(xiàn);
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第五照明設(shè)備,其中兩個發(fā)光材料部件彼此直接在光學(xué)上接觸地設(shè)置;
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第六照明設(shè)備,其具有反射地運行的第一發(fā)光材料部件和與其間隔開設(shè)置的第二發(fā)光材料部件;
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第七照明設(shè)備,其具有部分反射地部分透射地運行的第一發(fā)光材料部件和與其間隔開設(shè)置地反射地運行的第二發(fā)光材料部件;
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第八照明設(shè)備,其具有反射地運行的第一發(fā)光材料部件和與其直接在光學(xué)上接觸的、透射地運行的第二發(fā)光材料部件;
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的第九照明設(shè)備,該第九照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖9的照明設(shè)備的原理結(jié)構(gòu),然而其中耦合輸出鏡與第一發(fā)光材料部件間隔開地設(shè)置。
具體實施方式
圖1示出用于說明本發(fā)明的設(shè)計的、光譜的示意性的草圖。短波的泵浦輻射1、即具有大約450nm主波長的藍色泵浦光利用第一發(fā)光材料部件(yag:ce)轉(zhuǎn)換成黃色的寬帶轉(zhuǎn)換光2。然而,對于多通道光源的紅色通道,能夠僅使用其中的第一光譜范圍4a中的第一光譜份額3a,即紅色的份額。如果這僅通過濾波器實現(xiàn),那么第二光譜范圍4b中的第二光譜份額3b不被使用。
現(xiàn)在,當(dāng)前的方案在于:一方面將第一光譜份額3a作為紅色光直接使用,并且為了該目的,與其分開的第二光譜份額3b同樣能夠用于紅色通道,更確切地說通過重新轉(zhuǎn)換來使用。利用第二光譜份額3b、即綠光/黃光來激發(fā)第二發(fā)光材料部件(用eu摻雜的(ca,sr,ba)2si5n8),該第二發(fā)光材料部件根據(jù)該激發(fā)來發(fā)射深紅色的第二轉(zhuǎn)換光5。后者與具有第一光譜份額3a的光共同地能夠用于紅色通道。
黃色的寬帶轉(zhuǎn)換光2相對于第一光譜份額3a在能量較低的情況下也還具有光譜份額3c、即深紅中的光譜份額。該份額甚至也能夠用于紅色通道,然而如下面根據(jù)圖2闡述的那樣被切去。
現(xiàn)在,圖2示出具有第一發(fā)光材料部件7和第二發(fā)光材料部件8的、相應(yīng)的第一照明設(shè)備6。第一發(fā)光材料部件7設(shè)置在能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線9轉(zhuǎn)動支承的發(fā)光材料輪10上,該發(fā)光材料輪在該附圖中以示意性的剖面圖示出(剖面平面包含旋轉(zhuǎn)軸線9)。
在圖2中示出的時間點中,即在發(fā)光材料輪10的所示出的轉(zhuǎn)動位置中,泵浦輻射的輻射路徑11射到第一發(fā)光材料部件7上,該第一發(fā)光材料部件根據(jù)激發(fā)來發(fā)射第一轉(zhuǎn)換光(黃色的寬帶轉(zhuǎn)換光)。第一發(fā)光材料部件7反射地運行,并且第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12分部段地沿著泵浦輻射的輻射路徑11引導(dǎo)(沿相反的方向)。借助當(dāng)前示意地作為聚光透鏡示出的第一光學(xué)裝置13,一方面將泵浦輻射聚焦到第一發(fā)光材料部件7上,并且另一方面將以朗伯特放射特性發(fā)散地輸出的第一轉(zhuǎn)換光準(zhǔn)直。
相對于第一轉(zhuǎn)換光設(shè)置在第一光學(xué)裝置13下游的、取決于波長的泵浦輻射鏡14盡管對于泵浦輻射是反射的,然而透射第一轉(zhuǎn)換光。該第一轉(zhuǎn)換光穿過下面詳細闡述的另一取決于波長的鏡(該鏡在此同樣是透射的)并且聚焦到耦合輸出鏡15上。該耦合輸出鏡15類似于第一發(fā)光材料部件7地可轉(zhuǎn)動地支承,更確切地說,支承在濾波輪16上(該剖面平面又包含旋轉(zhuǎn)軸線17)。
耦合輸出鏡15在第一光譜范圍4a中是透射的,然而在第二光譜范圍4b中是反射的。因此,第一轉(zhuǎn)換光的第一光譜份額3a被透射并且作為紅光在照明設(shè)備6的輸出端18處提供。然而,由于取決于波長的鏡23,整個第一轉(zhuǎn)換光不到達耦合輸出鏡15,而是深紅份額3c從輻射路徑中被反射,參見圖1。
具有第二光譜份額3b的光、即綠光在耦合輸出鏡15處反射。在具有第二光譜份額的光的輻射路徑19中設(shè)置有第二發(fā)光材料部件8,;具有第二光譜份額的光在其上被聚焦,更確切地說利用與第二發(fā)光材料部件8相關(guān)聯(lián)的第一發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20a進行聚焦。隨后由其輸出的第二轉(zhuǎn)換光借助第二發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20b準(zhǔn)直。在此,不是整個第二轉(zhuǎn)換光被會聚,而是僅處于相應(yīng)的空間角度中的部分被會聚。
在第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑21中設(shè)置有耦合輸入鏡23,該耦合輸入鏡對于第二轉(zhuǎn)換光是反射的,然而對于第一轉(zhuǎn)換光除了其深紅份額之外是透射的,所述輻射路徑經(jīng)由鏡(完全鏡面化)22引導(dǎo)。具有第一光譜份額的光具有大約600nm主波長,并且第二轉(zhuǎn)換光具有大于620nm的主波長。理想地,光譜不疊加(與在圖1中不同),并且耦合輸入鏡23對于整個第一轉(zhuǎn)換光是透射的。
第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑21在耦合輸入鏡23下游沿著第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12延伸,因此與其共同地借助聚焦光學(xué)裝置24聚焦到耦合輸出鏡15上。后者不僅在第一光譜范圍中是透射的,而且作為低通濾波器于是通常在更長波長的情況下是透射的,深紅色的第二轉(zhuǎn)換光因此與紅色光一起被耦合輸出;輸出輻射路徑位于耦合輸出鏡15下游。
在與該附圖中示出的時間點不同的時間點中,發(fā)光材料輪10隨后能夠繼續(xù)轉(zhuǎn)動一段,并且能夠激發(fā)與第一發(fā)光材料部件7不同的發(fā)光材料部件,例如用于發(fā)射綠色的轉(zhuǎn)換光,其隨后能夠透射地經(jīng)過泵浦輻射鏡14和耦合輸入鏡23。于是,濾波輪16也對應(yīng)于發(fā)光材料輪10地繼續(xù)轉(zhuǎn)動,從而使得綠色的轉(zhuǎn)換光不射到耦合輸出鏡15上,并且在輸出端18處施加綠色光。
總之,取決于波長的泵浦輻射鏡14因此對于泵浦輻射是反射的,但對其余是透射的;其極限波長例如能夠為460nm。耦合輸入鏡23直至大約620nm的極限波長是透射的,并且在高于該極限波長、即在較低的能量下是反射的(高通濾波)。耦合輸出鏡15是極限波長為大約590nm的低通濾波器,因此該低通濾波器對此透射更長波長的(紅色的和深紅色的)光。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一照明設(shè)備6,其基本結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖2的基本結(jié)構(gòu)。就此而言并且通常地,相同的附圖標(biāo)記表示具有相同功能的部件并且隨后分別也參考其他附圖的相應(yīng)的描述。
由第一發(fā)光材料部件7根據(jù)利用泵浦輻射的激發(fā)來發(fā)射的第一轉(zhuǎn)換光又被引導(dǎo)至耦合輸出鏡15,該耦合輸出鏡將紅色份額透射至輸出端18,并且將綠色份額反射至第二發(fā)光材料部件8。因此后者又設(shè)置在具有第二光譜份額的光的輻射路徑19中,然而,該射束引導(dǎo)與根據(jù)圖2的照明設(shè)備6的射束引導(dǎo)不同。
由耦合輸出鏡15發(fā)散地反射的綠光因此首先借助準(zhǔn)直光學(xué)裝置31進行準(zhǔn)直,并且隨后經(jīng)由發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20聚焦到第二發(fā)光材料部件8上。在此,激發(fā)光、即綠光的重心方向垂直于第二發(fā)光材料部件8,即垂直于其入射側(cè)32。第二發(fā)光材料部件8反射地運行,入射側(cè)32與發(fā)射側(cè)33相同。第二轉(zhuǎn)換光經(jīng)由相同的發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20引導(dǎo),其中由于其具有平行于主放射方向的光學(xué)軸線的布置,會聚來自空間角度范圍的第二轉(zhuǎn)換光,在該第二空間角度范圍中由于朗伯特放射特性而光強最大。
為了將會聚的第二轉(zhuǎn)換光隨后與具有第二光譜份額的光(綠光)的輻射路徑19退耦,將轉(zhuǎn)換光鏡34設(shè)置在發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20下游,該轉(zhuǎn)換光鏡在第二光譜范圍中是透射的,然而反射第二轉(zhuǎn)換光。該輻射路徑于是在該轉(zhuǎn)換光鏡下游又對應(yīng)于根據(jù)圖2的照明設(shè)備6的輻射路徑,深紅色的第二轉(zhuǎn)換光與紅光一起在輸出端18處提供。
根據(jù)圖4的照明設(shè)備6在原理上對應(yīng)于根據(jù)圖3的照明設(shè)備,在具有第二光譜份額的光、即反射的綠光的輻射路徑19與第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12之間的角度僅僅在耦合輸出鏡15處更小;第一轉(zhuǎn)換光(其重心方向)更陡地射到耦合輸出鏡15上,即以相對于耦合輸出鏡15上的、垂直的軸線更小的角度。在根據(jù)圖2和3的照明設(shè)備6中,在第一轉(zhuǎn)換光的重心方向與軸線之間的角度為45°,即在兩個重心方向之間(在第一轉(zhuǎn)換光與具有第二光譜份額的光之間)的角度相應(yīng)地為90°。
當(dāng)前,該角度更小,并且與之相應(yīng)地,準(zhǔn)直光學(xué)裝置31和具有第二發(fā)光材料部件8的整個下游的部件推移到離第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12更近。這能夠?qū)崿F(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)。此外,第二轉(zhuǎn)換光在轉(zhuǎn)換光鏡34下游還不經(jīng)由自身的鏡22引導(dǎo),而是直接地引導(dǎo)至耦合輸出鏡23,這就此而言使得一個組件不那么必要。
根據(jù)圖5的照明設(shè)備6也針對空間需求進行了優(yōu)化。與至今為止的照明設(shè)備6不同,在該情況下,耦合輸出鏡15不設(shè)置在濾波輪16上,而是與耦合輸入鏡23共同地設(shè)置在集成的組件中,即設(shè)置在所謂的x-cube中。這兩個鏡15、23因此交叉,并且遠離x-cube,并且(具有第二光譜份額的光的)綠光的輻射路徑19和第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑21沿著相同的路徑朝該x-cube延伸。
在該x-cube中,具有第一光譜份額的光由兩個鏡15、23透射(對于深紅的第二轉(zhuǎn)換光也反射的耦合輸入鏡23對直至大約620nm的波長都是透射的,參見上文),然而具有第二光譜份額的光(綠光)由耦合輸出鏡15反射至發(fā)光材料部件光學(xué)裝置20。根據(jù)激發(fā)由第二發(fā)光材料部件8發(fā)射的深紅的第二轉(zhuǎn)換光在耦合輸入鏡23處反射,并且與紅光一起在照明設(shè)備6的輸出端18處提供。耦合輸出鏡15能夠在其他通道方面也更緊湊地設(shè)計,例如設(shè)計為帶阻濾波器,以便例如對于藍色通道(在另一時間點)是透射的。
根據(jù)圖6的照明設(shè)備6與至此討論的實施方式主要區(qū)別在于,在直到現(xiàn)在將兩個發(fā)光材料部件7、8在空氣空間上彼此間隔開地設(shè)置。與此相對,在圖6的情況下,發(fā)光材料部件直接在光學(xué)上接觸地設(shè)置,更確切地說彼此上下疊加地設(shè)置。第一發(fā)光材料部件7又設(shè)置在發(fā)光材料輪10上,然而,在發(fā)光材料輪10的基底體60與第一發(fā)光材料部件7之間設(shè)置有第二發(fā)光材料部件8。因此,第二發(fā)光材料部件8施加到基底體60上,并且第一發(fā)光材料部件7隨后施加到第二發(fā)光材料部件8上。
第一發(fā)光材料部件7根據(jù)利用泵浦輻射的激發(fā)來發(fā)射第一轉(zhuǎn)換光,更確切地說在原理上全向地發(fā)射,即基本上相同的部分在入射側(cè)61和與其相反的后側(cè)上發(fā)射,該入射側(cè)當(dāng)前也同時是發(fā)射側(cè)62。第二發(fā)光材料部件8鄰接于后側(cè)地設(shè)置。當(dāng)前討論的發(fā)光材料部件7、8通常示出這種全向的放射特性,于是其與具體的布置相關(guān),而不論轉(zhuǎn)換光是否在相反于入射側(cè)61的發(fā)射側(cè)62處(透射)或剛好反射地導(dǎo)出。
在根據(jù)圖6的照明設(shè)備6中,將在第一發(fā)光材料部件7的發(fā)射側(cè)62(附圖中向右)處輸出的第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12又聚焦到耦合輸出鏡15上,該耦合輸出鏡設(shè)置在濾波輪16上。具有第一光譜份額的光由此透射并且在輸出端18處作為紅光提供。然而,設(shè)置在基底體63上的耦合輸出鏡15反射具有第二光譜份額的光、即綠光,更確切地說沿著相同的路徑向回反射。
綠光經(jīng)過取決于波長的泵浦輻射鏡14,該泵浦輻射鏡因此設(shè)計為具有在泵浦輻射與寬帶轉(zhuǎn)換光之間(例如在460nm處)的極限波長的低通濾波器。隨后,綠光射到第一發(fā)光材料部件7上并且不計可能的散射損失地穿過該第一發(fā)光材料部件直至第二發(fā)光材料部件8。在那里,綠光被轉(zhuǎn)換成深紅的第二轉(zhuǎn)換光,該第二轉(zhuǎn)換光通過第一發(fā)光材料部件7沿著第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12被引導(dǎo)至取決于波長的耦合輸出鏡15,并且經(jīng)過該低通濾波器并且在輸出端18處提供,該低通濾波器的極限波長為大約590nm。
由第一發(fā)光材料部件7在其相反于發(fā)射側(cè)62的后側(cè)朝第二發(fā)光材料部件8輸出的第一轉(zhuǎn)換光由第二發(fā)光材料部件8部分地轉(zhuǎn)換成深紅光,該深紅光隨后以已經(jīng)描述的方式到達至耦合輸出鏡15。具有第一光譜份額的光、即紅光不計散射等地穿過第二發(fā)光材料部件8,并且在基底體60處朝發(fā)射側(cè)62的方向反射并且從那里經(jīng)由耦合輸出鏡15到達至輸出端18,該基底體為了提高效率而設(shè)有反射的表面。
在根據(jù)圖7的照明設(shè)備6中,兩個發(fā)光材料部件7、8又彼此間隔開地設(shè)置,其中第二發(fā)光材料部件相反于根據(jù)圖2至5的實施方式直接地設(shè)置在第一轉(zhuǎn)換光的輻射路徑12中。第二發(fā)光材料部件8與耦合輸出鏡15共同地設(shè)置在濾波輪16上,更確切地說以與耦合輸出鏡15直接在光學(xué)上接觸的方式在透明的基體63的另一側(cè)上設(shè)置在上游,即設(shè)置在耦合輸出鏡15上游。
在經(jīng)過第二發(fā)光材料部件8時,包含在第一轉(zhuǎn)換光中的綠光的一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)換成深紅光(部分轉(zhuǎn)換);透射的、未轉(zhuǎn)換的部分與其余的第一轉(zhuǎn)換光一起又射到耦合輸出鏡15上。該耦合輸出鏡又將紅光透射到輸出端18,然而反射具有第二光譜份額的光、即綠光。該光射到發(fā)光材料部件8上,該發(fā)光材料部件根據(jù)激發(fā)來發(fā)射深紅的第二轉(zhuǎn)換光。
由第二發(fā)光材料部件8在其朝向耦合輸出鏡15的一側(cè)輸出的深紅光與紅光共同經(jīng)過耦合輸出鏡15。在第二發(fā)光材料部件8的相反的側(cè)上輸出的深紅光能夠被引導(dǎo)至第一發(fā)光材料部件7,并且在其后側(cè)反射,即隨后又反射回到耦合輸出鏡15。然而為了在此避免散射損失,第二發(fā)光材料部件8的后側(cè)也被鏡面化,即具有極限波長為大約620nm的(可選的)高通濾波器71。
在根據(jù)圖8的照明設(shè)備6中,兩個發(fā)光材料部件7、8和耦合輸出鏡15設(shè)置在相同的發(fā)光材料輪10上,但是這兩個發(fā)光材料部件7、8還彼此間隔開。第一發(fā)光材料部件7和第二發(fā)光材料部件8因此分別在自身的區(qū)段中延伸,這些區(qū)段相對于旋轉(zhuǎn)軸線9位于相反的側(cè)上。沿著旋轉(zhuǎn)軸線9觀察發(fā)光材料輪10,該布置在如下的范圍內(nèi)是旋轉(zhuǎn)對稱的,在該范圍內(nèi)這一個區(qū)段通過轉(zhuǎn)動180°(圍繞旋轉(zhuǎn)軸線9)能夠轉(zhuǎn)移到另一區(qū)段中。
關(guān)于泵浦輻射,將耦合輸出鏡15設(shè)置在第一發(fā)光材料部件7上游,即以與第一發(fā)光材料部件7直接在光學(xué)上接觸的方式設(shè)置。泵浦輻射穿過在該情況下設(shè)計為帶阻濾波器的耦合輸出鏡并且射到第一發(fā)光材料部件7上。根據(jù)激發(fā)而發(fā)射的第一轉(zhuǎn)換光由耦合輸出鏡15分開,該耦合輸出鏡又反射綠光并且透射紅光(在阻止范圍中,帶阻濾波器是反射的)。第一發(fā)光材料部件7的相反于耦合輸出鏡15的一側(cè)可選地設(shè)有(當(dāng)前未示出的)鏡,該鏡在第二光譜范圍中是透射的,即透射綠光;然而,紅光(具有第一光譜份額的光)被反射并且引導(dǎo)至耦合輸出鏡15。
在第一發(fā)光材料部件7后側(cè),綠光的輻射路徑19經(jīng)由光學(xué)裝置、當(dāng)前兩個鏡80(完全鏡面化)引導(dǎo)至第二發(fā)光材料部件8。由第二發(fā)光材料部件8根據(jù)激發(fā)而發(fā)射的深紅的第二轉(zhuǎn)換光隨后經(jīng)由相同的光學(xué)裝置80向回引導(dǎo),在第一發(fā)光材料部件7(其作為帶阻濾波器在深紅中又是透射)的后側(cè)穿過可選的鏡以及穿過第一發(fā)光材料部件7,并且經(jīng)過耦合輸出鏡15。隨后,深紅光與紅光一起在輸出端18處提供。
為了利用根據(jù)圖8的照明設(shè)備6在與示出的時間點不同的時間點中供應(yīng)藍色的通道,發(fā)光材料輪10在相應(yīng)的部段中設(shè)有兩個構(gòu)造為過道的區(qū)段。藍色的泵浦光能夠經(jīng)過這些過道,發(fā)光材料輪16的基體60因此例如能夠設(shè)有相應(yīng)的開口。在第一過道下游,也就是在發(fā)光材料輪16后側(cè),藍色的泵浦光在其通過第二過道經(jīng)過發(fā)光材料輪16之前,然后經(jīng)由與綠光相同的光學(xué)裝置80引導(dǎo)。隨后,在發(fā)光材料輪(虛線)的前側(cè),能夠?qū)⑵淅苗R81偏轉(zhuǎn)至泵浦輻射鏡14,并且利用后者反射至輸出端18。
也在根據(jù)圖9的實施方式中,兩個發(fā)光材料部件7、8設(shè)置在相同的發(fā)光材料輪10上,然而以彼此直接在光學(xué)上接觸的方式,因此該光在其之間相反于已經(jīng)描述的布置而不經(jīng)過空氣空間。泵浦輻射又穿過耦合輸出鏡15射到第一發(fā)光材料部件7上。利用第一轉(zhuǎn)換光的朝耦合輸出鏡15輸出的部分,耦合輸出鏡反射綠光、即具有第二光譜份額的光;紅光透射至輸出端16。
在兩個發(fā)光材料部件7、8之間設(shè)置有退耦鏡90,第一轉(zhuǎn)換光的朝另一側(cè)輸出的部分射到該退耦鏡上。該退耦鏡90是具有大約590nm的極限波長的高通濾波器,因此透射第一轉(zhuǎn)換光的綠色份額并且反射紅色份額;后者在輸出端16處提供。另一方面,綠光經(jīng)過退耦鏡90,更確切地說,不僅原始沿該方向輸出的還有之前在耦合輸出鏡15處反射的綠光經(jīng)過該退耦鏡。
在退耦鏡90下游設(shè)置有第二發(fā)光材料部件8,該第二發(fā)光材料部件根據(jù)激發(fā)來發(fā)射深紅色的第二轉(zhuǎn)換光。深紅光的輻射路徑21利用光學(xué)裝置91圍繞發(fā)光材料輪16地引導(dǎo),并且利用泵浦輻射鏡14耦合到紅光的輻射路徑上、即耦合到輸出輻射路徑上,該泵浦輻射鏡同時是耦合輸入鏡23。鏡14、23對此設(shè)置為帶通濾波器,也就是僅在大約460nm和620nm的兩個極限波長之間是透射的,然而在其之下(對于泵浦輻射)和在其之上(對于深紅光)是反射的。
也在根據(jù)圖10的實施方式中,這兩個發(fā)光材料部件7、8以彼此在光學(xué)上接觸的方式設(shè)置在相同的發(fā)光材料輪10上。同樣地,在兩個發(fā)光材料部件7、8之間設(shè)有在第二光譜范圍中透射的耦合輸入鏡90,并且深紅色的第二轉(zhuǎn)換光的輻射路徑21也對應(yīng)于在根據(jù)圖9的實施方式中的輻射路徑。
然而與此不同,在根據(jù)圖10的實施方式中,耦合輸出鏡15不設(shè)置在相同的發(fā)光材料輪10上,而是與其間隔開地設(shè)置在自身的濾波輪16上。從第一發(fā)光材料部件7朝耦合輸出鏡15(在附圖中向右)輸出的第一轉(zhuǎn)換光部分地經(jīng)過耦合輸出鏡15,因此其又將紅光透射至輸出端16,然而向回反射綠光。
后者穿過組合的泵浦輻射/耦合輸入鏡14、23,其作為帶通濾波器在大約460nm和620nm之間是透射的,穿過第一發(fā)光材料部件,并且也由退耦鏡90透射;因此,綠光到達第二發(fā)光材料部件8。尤其根據(jù)激發(fā)而輸出的第二轉(zhuǎn)換光如根據(jù)圖9闡述的那樣進行引導(dǎo)。