用于產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的光的光模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明基于一種用于產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的光的光模塊。該光模塊具有:激發(fā)福射源，所述激發(fā)輻射源用于產(chǎn)生具有第一波長范圍中的至少一個(gè)波長的激發(fā)輻射；能圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪，所述色輪被劃分為第一區(qū)域(BI)和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域不交疊并且在徑向方向上相互設(shè)置成使得這兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)為所述色輪的內(nèi)部區(qū)域，并且這兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)為所述色輪的外部區(qū)域，其中所述色輪具有多個(gè)扇區(qū)，其中在所述第一區(qū)域中至少在所述色輪的所述扇區(qū)中的一個(gè)中設(shè)置有波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件設(shè)計(jì)為將具有第一波長范圍中的波長的輻射轉(zhuǎn)換成具有與所述第一波長范圍不同的第二波長范圍中的主波長的光；其中所述光模塊構(gòu)成為，使得由所述激發(fā)輻射源發(fā)射的激發(fā)輻射能夠偏轉(zhuǎn)到所述色輪上，使得在所述色輪圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠順序地且在所述第一區(qū)域之內(nèi)輻照所述扇區(qū)。
【背景技術(shù)】
[0002]在光模塊、尤其是LARP(激光活化的遠(yuǎn)程磷光體)應(yīng)用中通常將多種不同的發(fā)光材料設(shè)置在色輪的不同的扇區(qū)中，所述扇區(qū)在色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)通過激發(fā)輻射源、例如激光器來照射。在此，發(fā)光材料將通常位于藍(lán)色和/或UV光譜范圍中的激發(fā)輻射轉(zhuǎn)換成具有更長主波長的光。通過例如為綠色發(fā)光材料、黃色發(fā)光材料和紅色發(fā)光材料的發(fā)光材料因此能夠產(chǎn)生具有綠色、黃色和紅色光譜范圍中的主波長的光。由發(fā)光材料發(fā)射的光然后被輸送給光模塊的輸出端，例如將積分器連接到所述光模塊上。此外，也能夠?qū)⒓ぐl(fā)輻射的一部分輸送給輸出端。為此，色輪通常在一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)中具有穿通開口，使得射到所述穿通開口上的激發(fā)輻射能夠未經(jīng)轉(zhuǎn)換地引導(dǎo)穿過色輪并且能夠通過適當(dāng)?shù)仄D(zhuǎn)所述射束而引導(dǎo)至光模塊的輸出端。
[0003]LARP光模塊的當(dāng)前可用的綠色和紅色發(fā)光材料具有不能良好地適合于高要求的投影應(yīng)用的發(fā)射光譜。在此，綠色通道中的主波長過大并且紅色通道中的過小。為了移動(dòng)所述發(fā)光材料的主波長，能夠應(yīng)用相應(yīng)的濾波器，所述濾波器設(shè)置在與色輪同步的濾波輪上，尤其在積分器之前。然而所述濾波輪產(chǎn)生附加的成本，附加的空間需求在操控濾波輪以及與色輪同步時(shí)的附加的耗費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的因此為:提供一種用于產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的光的光模塊，所述光模塊以低耗費(fèi)的手段實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大可尋址的色域。
[0005]所述目的通過具有本文所述的光模塊來實(shí)現(xiàn)。在下文中提出尤其有利的設(shè)計(jì)方案。
[0006]用于產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換的光的根據(jù)本發(fā)明的光模塊包括:激發(fā)輻射源，其用于產(chǎn)生具有第一波長范圍中的至少一個(gè)波長的激發(fā)輻射。此外，光模塊具有能圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪，所述色輪被劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域不交疊并且在徑向方向上相互設(shè)置成使得兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)為色輪的內(nèi)部區(qū)域并且兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)為色輪的外部區(qū)域。此外，色輪具有多個(gè)扇區(qū)，其中在第一區(qū)域中至少在色輪的扇區(qū)中的一個(gè)中設(shè)有波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件設(shè)計(jì)為將具有第一波長范圍中的波長的輻射轉(zhuǎn)換成具有與第一波長范圍不同的第二波長范圍中的主波長的光。此外，光模塊構(gòu)成為，使得由激發(fā)輻射源發(fā)射的激發(fā)輻射能夠偏轉(zhuǎn)到色輪上，使得在色輪圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠順序地且在第一區(qū)域之內(nèi)輻照扇區(qū)。此外，第二區(qū)域的至少一個(gè)子區(qū)域?qū)τ诳梢姴ㄩL范圍的至少一部分構(gòu)成為是透光的，其中光模塊構(gòu)成為，使得由至少一個(gè)第一波長轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的和發(fā)射的光的至少一部分能夠穿過第二區(qū)域的對(duì)于可見波長光譜范圍的至少一部分構(gòu)成為是透光的至少一個(gè)子區(qū)域被引導(dǎo)至光模塊的輸出端。
[0007]通過構(gòu)成具有色輪的第二區(qū)域中的對(duì)于可見波長光譜的至少一部分可透光的子區(qū)域的色輪提供多種可能性，以便尤其對(duì)于色輪具有用于提供不同顏色的光、即具有不同主波長的光的多個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件的情況下，實(shí)現(xiàn)在沒有附加的濾波輪的情況下濾波波長轉(zhuǎn)換元件的發(fā)射光譜。在此，本發(fā)明以有利的方式利用下述事實(shí):色輪“相對(duì)于本身自同步”。由此能夠通過色輪提供附加功能，所述附加功能超越用于承載波長轉(zhuǎn)換元件的承載功能。特別地，通過至少一個(gè)至少部分透光的區(qū)域和引導(dǎo)穿過色輪的至少一個(gè)光學(xué)路徑能夠?qū)崿F(xiàn)將色輪同時(shí)用作為斬光輪(Chopperrad)，這例如能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)濾波器的應(yīng)用，以便也在多個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射光譜，并且這以尤其有效的、緊湊的且低成本的結(jié)構(gòu)類型實(shí)現(xiàn)。此外，通過構(gòu)成具有第二區(qū)域的對(duì)于可見波長光譜的至少一個(gè)子區(qū)域透光的至少一個(gè)子區(qū)域的色輪并且引導(dǎo)由波長轉(zhuǎn)換元件發(fā)射的光穿過該子區(qū)域例如也可行的是:色輪同時(shí)也構(gòu)成為濾波輪，進(jìn)而濾波穿引的光。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，在色輪的多個(gè)扇區(qū)中分別在色輪的第一區(qū)域之內(nèi)設(shè)置有波長轉(zhuǎn)換元件，并且其中第二區(qū)域的至少一個(gè)子區(qū)域構(gòu)成為是不透光的。特別地，第二區(qū)域在此也能夠具有多個(gè)不透光的子區(qū)域和多個(gè)至少部分透光的、即對(duì)于可見波長光譜的至少一部分透光的子區(qū)域。在此，第二區(qū)域的所述子區(qū)域優(yōu)選設(shè)置成，使得至少部分透光的子區(qū)域和不透光的子區(qū)域位于虛擬的圓周線或具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線作為中點(diǎn)和第一半徑的環(huán)上。此外，也將波長轉(zhuǎn)換元件在第一區(qū)域中設(shè)置成，使得其位于虛擬的圓周線或具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線作為中點(diǎn)和具有與第一半徑不同的第二半徑的環(huán)上。因此，能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn):激發(fā)輻射以相應(yīng)于第二半徑的距轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的第一間距射到色輪上，進(jìn)而在色輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)順序地激發(fā)波長轉(zhuǎn)換元件。此外，也能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn):由波長轉(zhuǎn)換元件發(fā)射的光至少部分地又射到色輪上，更確切地說，以距轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的相應(yīng)于第一半徑的間距射入。由于色輪轉(zhuǎn)動(dòng)并且尤其由于“相對(duì)于本身自同步的”轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)將第二區(qū)域的相應(yīng)的子區(qū)域與第一區(qū)域中的每個(gè)扇區(qū)、尤其每個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件區(qū)域或部段通過下述方式關(guān)聯(lián)，即從該扇區(qū)或波長轉(zhuǎn)換元件區(qū)域發(fā)射的光的至少一部分射到第二區(qū)域的相應(yīng)的子區(qū)域上，尤其是時(shí)間相同地射到其上，因?yàn)楣膺\(yùn)行時(shí)間是能夠忽略的。因此能夠通過構(gòu)成具有不透光的和至少部分透光的區(qū)域的色輪能夠以簡單方式預(yù)設(shè):何種光份額由色輪的第一區(qū)域的哪個(gè)扇區(qū)被穿引經(jīng)過或者不經(jīng)過色輪的第二區(qū)域。
[0009]通過不透光區(qū)域以及通過將光偏轉(zhuǎn)到該區(qū)域上例如也能夠?qū)崿F(xiàn):通過同一靜態(tài)的濾波器分離光譜份額而并且通過偏轉(zhuǎn)到色輪的不透光的區(qū)域上來移除要濾波的光譜份額，其中同時(shí)可行的是，為特定的轉(zhuǎn)換元件通過相應(yīng)地透光地構(gòu)成第二區(qū)域的相應(yīng)的子區(qū)域使用偏轉(zhuǎn)到色輪上的光譜份額。這能夠以有利的方式實(shí)現(xiàn)在沒有單獨(dú)的濾波輪的情況下對(duì)波長光譜進(jìn)行濾波。
[0010]此外有利的是，在第一區(qū)域中的至少一個(gè)扇區(qū)具有用于透射激發(fā)輻射的穿通開口，其中尤其該扇區(qū)在第二區(qū)域中構(gòu)成為是不透光的。通過引導(dǎo)激發(fā)輻射穿過尤其同樣優(yōu)選位于上述虛擬的圓周線或具有第二半徑的環(huán)上的該穿通開口，能夠以有利的方式實(shí)現(xiàn):也將未經(jīng)轉(zhuǎn)換的激發(fā)輻射為了與另外的光色組合而引導(dǎo)至輸出端并且進(jìn)行使用。
[0011]在本發(fā)明的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，光模塊具有至少一個(gè)靜態(tài)的第一濾波元件，所述第一濾波元件尤其設(shè)計(jì)為用于根據(jù)波長反射或透射光。
[0012]使用靜態(tài)的、即不可移動(dòng)或固定設(shè)置的不可轉(zhuǎn)動(dòng)的濾波元件來尤其對(duì)波長轉(zhuǎn)換元件的發(fā)射光譜的特定的光譜份額進(jìn)行濾波在此僅通過色輪的之前描述的設(shè)計(jì)方案來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楫?dāng)靜態(tài)的濾波元件設(shè)置在全部波長轉(zhuǎn)換元件的發(fā)射光的光路中時(shí)，靜態(tài)的濾波元件因此對(duì)全部波長轉(zhuǎn)換元件起作用。然而因?yàn)樗鰹V波器根據(jù)波長進(jìn)行反射或透射，能夠使用透射的和/或反射的部分光并且將其引導(dǎo)至輸出端。然而何時(shí)應(yīng)當(dāng)尤其由何種波長轉(zhuǎn)換元件使用透射的或反射的份額，能夠通過將色輪的相應(yīng)的第二區(qū)域構(gòu)成為透光的或不透光的來確定。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，光模塊構(gòu)成為，使得由色輪至少部分地相反于激發(fā)輻射到色輪上的入射方向發(fā)射的光的一部分在第一光學(xué)路徑上被引導(dǎo)至光模塊的輸出端，并且光的一部分在至少部分與第一光路不同的第二光路上引導(dǎo)至輸出端，其中色輪的至少第二區(qū)域至少部分地設(shè)置在第一光學(xué)路徑中，并且其中色輪不設(shè)置在第二光學(xué)路徑中，并且其中尤其第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑從色輪直至至少一個(gè)靜態(tài)的第一濾波元件相同地伸展并且通過至少一個(gè)靜態(tài)的第一濾波元件分離。因此，通過光學(xué)路徑的該分離結(jié)合構(gòu)成具有至少部分透光的和不透光的子區(qū)域的色輪能夠有針對(duì)性地以有利的方式控制對(duì)于相應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換元件的濾波作用。
[0014]在另一有利的設(shè)計(jì)方案中，光模塊構(gòu)成為，使得由色輪發(fā)射的、射到靜態(tài)的第一濾波元件上的且由靜態(tài)的第一濾波元件透射的光在第一光學(xué)路徑上引導(dǎo)至輸出端，并且由靜態(tài)的第一濾波元件反射的光在第二光學(xué)路徑上射到色輪的第二區(qū)域的至少一個(gè)第二子區(qū)域上。
[0015]這提供光引導(dǎo)的尤其簡單且緊湊的可能性，因?yàn)橛缮啺l(fā)射的、又應(yīng)當(dāng)射到色輪上的光無論如何必須向回引導(dǎo)、即反射。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，靜態(tài)的第一濾波元件具有濾波平面，其中靜態(tài)的第一濾波元件的朝向色輪的一側(cè)的該濾波平面的法線向量相對(duì)于激發(fā)輻射的入射方向以下述角度沿朝色輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向傾斜到靜態(tài)的第一濾波元件上，所述角度位于0°至45°的、其中不包括45°，尤其5°至30°的、其中包括30°，尤其優(yōu)選10°至20°的、其中包括20°，尤其優(yōu)選10°至15°的、其中包括15°的范圍中。特別地，在此，法線向量、色輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和激發(fā)輻射到靜態(tài)的第一濾波元件的入射方向位于一個(gè)平面中。這是尤其簡單的進(jìn)而有利的設(shè)計(jì)方案。但是也能夠提出其他的設(shè)計(jì)方案，其中法線向量不