專利名稱：具有預定義角色點分布的光發(fā)射體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適于通過輸出端來發(fā)射具有預定義角色點分布的光的光發(fā)射體，涉及用于光發(fā)射體在視頻閃光燈應用中、在汽車前燈應用中和/或在汽車燈應用中的使用方法，以及涉及用于產生具有預定義角色點分布的光的方法。
背景技術：
文獻US 7，488，088 B2描述了一種發(fā)光二極管照明器件，簡稱LED照明器件以及一種方法，該方法以不顯著地將周圍環(huán)境加熱的減小的封裝尺寸在近場和遠場中產生高強度和空間均勻的白光，其中，白光是通過與至少一個LED相結合地使用磷光體層而產生的。在不同的磷光體轉換LED應用中，諸如在照相機閃光燈中以及在一般照明應用中，作為角度的函數(shù)的恒定色點是期望的。諸如LED的沒有高準直度的磷光體轉換光源顯示出色點的強的角相關性。這是由于這樣的事實引起的磷光體中的泵浦光的路徑長度典型地取決于入射角，而來自磷光體的發(fā)射典型地顯示出朗伯分布。例如由LED 1發(fā)射的藍色LED光的泵浦光分別落到陶瓷或磷光體2上，如圖1所示。在較大的角度下，泵浦光顯示出由等式d/C0S( )定義的較長路徑長度，其中，d是磷光體2的厚度且Θ是藍色泵浦射線的入射角。在圖1中描繪了這種情況。此效果導致如圖2所示的以不同角分布為特征的藍色和黃色光。在圖2中，可以看到的是來自磷光體2的黃色光6的發(fā)射顯示出朗伯角分布，而藍色泵浦光7的初始朗伯分布被改變，使得角分布在通過磷光體2之后變得更窄。為了減小損耗，在現(xiàn)有技術中已提出了不同的解決方案。然而，這些建議在提供實現(xiàn)幾乎恒定的色點的可能性的同時導致降低的系統(tǒng)效率。例如，能夠使得此類磷光體2高度散射，這導致這樣的事實大量的光被背向散射，并在由LED 1泵浦的磷光體轉換光源系統(tǒng)中被遺失，如圖3a所示。另一解決方案是將藍色反射器3放置在磷光體2的頂部上。然而，這種解決方案的缺點是作為如圖3b所示的藍色反射器3的背向反射的結果而使光在磷光體轉換光源系統(tǒng)中遺失。此外，存在諸如汽車照明的應用，其中，為了舒適和安全需要更復雜的角光色分布。這是非常難以通過使用LED以簡單的方式獲得的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種以低成本來提供具有與不同期望角光強度分布相結合的預定義角色點分布的多用途光發(fā)射體的可能性。通過獨立權利要求的主題來實現(xiàn)此目的。在從屬權利要求中定義了優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過一種光發(fā)射體來實現(xiàn)此目的，該光發(fā)射體適于通過輸出端發(fā)射具有預定義角色點分布的光，包括磷光體和泵浦源，其中，所述泵浦源適于向磷光體的至少一部分發(fā)射泵浦光，并且所述磷光體適于通過被吸收的泵浦光的光轉換發(fā)射磷光體光，并且其中，提供了匹配元件，其被至少部分地布置在磷光體與光發(fā)射體的輸出端之間，并且其適于調整由磷光體朝向光發(fā)射體的輸出端發(fā)射的發(fā)射磷光體光的光強度與通過磷光體朝向光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光的光強度的比。術語“提供了匹配元件，其被至少部分地布置在磷光體與光發(fā)射體的輸出端之間” 意指至少部分地在磷光體與輸出端之間提供匹配元件，然而，能夠至少部分地將匹配元件布置在磷光體的頂部上，其中，“在頂部上”意指在磷光體之上且不要求匹配元件與磷光體的接觸。此外，應注意的是術語“通過磷光體朝向光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光”涉及未被磷光體吸收而是通過磷光體透射的泵浦光的一部分。常常地，磷光體光并不或至少在較小的程度上受到匹配元件的影響，使得磷光體光的光強度的角分布幾乎未改變。即使在磷光體光的光強度的角分布受到匹配元件的影響的情況下，也可以適應性修改匹配元件的設計，使得被匹配元件適應性修改的泵浦光的光強度的角分布與磷光體光的光強度的已改變角分布匹配以便獲得期望的色點分布。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，匹配元件適于調整透射的泵浦光的角光強度分布，使得透射泵浦光的角光強度分布與發(fā)射的磷光體光的角光強度分布至少部分地匹配。術語 “至少部分地匹配”意指透射的泵浦光和發(fā)射的磷光體光的角光強度分布分別至少在其中來自光發(fā)射體的光被發(fā)射的立體角的預定義區(qū)域中匹配。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，所述匹配元件適于調整透射的泵浦光的角光強度分布，使得實現(xiàn)不對稱的角色點分布。任何不對稱角色點分布都是可能的，然而，角色點分布優(yōu)選地對應于在第一預定范圍內具有與在第二預定范圍內不同的性質的光分布，例如， 在-40°和40°之間的角范圍內具有白色、在-40°和-90°之間的角范圍內具有黃色且在40°和90°之間的角范圍內具有藍色的光分布在汽車燈應用中是優(yōu)選的。在此類應用中， 光沿著向前方向是白色的以獲得良好的可見度，向左更多地是黃色以避免駕駛員的目眩， 并且向右更多地是藍色以看到道路標記。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述匹配元件包括與磷光體的接點和/或在匹配元件與磷光體之間布置空氣間隙。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述匹配元件包括對應于磷光體的材料的材料。換言之，優(yōu)選地在磷光體中產生匹配元件的結構。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，磷光體包括開口，該開口適于將至少部分地未被磷光體轉換的透射的泵浦光引導至匹配元件。優(yōu)選地，開口從磷光體的底側前進至其頂側，即沿著朝向匹配元件和/或至光發(fā)射體的輸出端的方向。然而，從磷光體的側表面前進至匹配元件的表面的開口也是有可能的，只要光被引導至匹配元件和/或至光發(fā)射體的輸出端即可。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述匹配元件對應于折射光學元件和/或衍射光學元件。所述匹配元件優(yōu)選地包括全息元件和/或光子晶體。例如能夠以這樣的方式來容易地設計全息元件和/或光子晶體使得泵浦光(例如激光)的光強度的角分布受到很強影響， 但是例如磷光體光的光強度的朗伯角分布幾乎未受影響。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，對應于折射光學元件和/或衍射光學元件的匹配元件包括預定義形狀。這是有益的，因為在諸如汽車照明的各種照明應用中，需要復雜的光分布。例如，在道路上，光束必須具有特定形狀。與使用光圈相比，較少的光被阻擋且優(yōu)選地能夠使用由磷光體產生的全部量的光。這在裝飾照明應用中可能是尤其有利的。
換言之，可以通過具有成形結構的匹配元件的發(fā)射表面來實現(xiàn)包括在匹配元件中的預定義形狀。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述磷光體包括預定義光散射，更優(yōu)選地是低光散射。 所述匹配元件優(yōu)選地包括多個區(qū)域和/或匹配元件優(yōu)選地是可機械移動的。優(yōu)選地，匹配元件包括可電切換的光學特性。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述匹配元件包括顯示出高光穩(wěn)定性的材料，諸如溶膠_凝膠材料和/或硅氧烷。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述光發(fā)射體還包括被布置在泵浦源的輸出端處和/ 或光發(fā)射體的輸出端處的光學引導單元，其中，該光學引導單元適于沿著預定方向引導光。 應注意的是術語“引導光”意指至少部分地朝著預定義方向反射光和/或至少部分地使光沿著預定義方向準直和/或聚焦。優(yōu)選地，所述光學引導單元包括適于反射光的反射器和 /或適于使光聚焦和/或準直的聚焦單元。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過在諸如用于移動電話和照相機的視頻閃光燈應用中使用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的光發(fā)射體的方法來實現(xiàn)上述目的。還可以在辦公室照明、 家庭照明、商店照明、重點照明、劇場照明、裝飾照明等中使用本申請。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，通過在汽車前燈應用中和/或在汽車燈應用中使用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的光發(fā)射體的方法來實現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，通過用于產生具有預定義角色點分布的光的方法來實現(xiàn)上述目的，該方法包括步驟a)對磷光體的至少一部分進行泵浦以通過被吸收的泵浦光的光轉換獲得磷光體光；以及b)調整由磷光體朝向光發(fā)射體的輸出端發(fā)射的發(fā)射磷光體光的光強度與通過磷光體朝向光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光的光強度的比，從而產生具有預定義角色點分布的光。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述方法包括步驟調整透射泵浦光的角光強度分布， 以使得透射泵浦光的角光強度分布與發(fā)射的磷光體光的角光強度分布至少部分地匹配。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，所述方法包括步驟調整透射的泵浦光的角光強度分布，使得實現(xiàn)不對稱的角色點分布。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述方法包括步驟將至少部分地未被磷光體轉換的透射的泵浦光引導至匹配元件。磷光體優(yōu)選地顯示出低光散射。優(yōu)選地，低光散射磷光體包括預定義特性，使得通過磷光體的光束可以基本上顯示出小角度光散射，即優(yōu)選地小于10度的散射角。在磷光體顯示出散射至較大角度的情況下，光束的直接部分(即光束的未散射部分)與光束的散射部分的整體(integral)強度的比優(yōu)選地超過一。本發(fā)明的思想是相應地提供一種光發(fā)射體或光源，優(yōu)選地是高強度光源，具有“自調適(tailor-made)”多維色點分布。在汽車照明應用中，為了舒適和安全，可能期望復雜的光分布。本發(fā)明優(yōu)選地提供一種多用途光源，其優(yōu)選地使用準直高強度光源，諸如優(yōu)選地通過磷光體的激光，其中，例如藍光的部分優(yōu)選地被轉換和/或透射的激光束優(yōu)選地通過折射和/或衍射元件，其優(yōu)選地針對激光創(chuàng)建期望的光分布。應注意的是優(yōu)選地通過激光束部分轉換到激光束的改變的光分布而產生的光的疊加優(yōu)選地給出期望的任何色點分布。 這樣，能夠獲得作為角度的函數(shù)的完美或幾乎恒定的白色色點。
總而言之，本發(fā)明優(yōu)選地提供準直點光源，諸如與優(yōu)選地透明磷光體陶瓷組合的激光器，所述透明磷光體陶瓷優(yōu)選地包括折射和/或衍射元件，其優(yōu)選地引發(fā)激光到光發(fā)射體的輸出端的朗伯分布。術語“引發(fā)”意指能夠使每個元件、即激光器和折射和/或衍射光學元件的角光強度分布匹配以獲得幾乎完美的角獨立色點光源。此類光發(fā)射體在視頻閃光燈中是優(yōu)選的，諸如在移動電話中和/或在照相機中。通過優(yōu)選地使用諸如激光器的高強度泵浦源，優(yōu)選地與諸如磷光體的光轉換材料組合，能夠產生任何期望的色點圖案。還可以通過調整光到磷光體上的準直來影響從磷光體出來的光的準直。出于此目的，使用透明陶瓷磷光體是必要的。在本發(fā)明的另一方面，還通過一種光發(fā)射體來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該光發(fā)射體適于通過輸出端發(fā)射具有預定義角色點分布的光，包括磷光體和泵浦源，其中，所述泵浦源適于向磷光體的至少一部分發(fā)射泵浦光，并且所述磷光體適于通過被吸收的泵浦光的光轉換發(fā)射磷光體光，并且其中，所述磷光體能夠被成形用于通過輸出端將所得的成形光圖案投射到表面上。磷光體的形狀能夠具有類似于基本幾何形式、圖形圖案、字母和字等的任何期望的形式或圖案。優(yōu)選地，磷光體的形狀反映汽車前燈的光束的期望形狀。此外，可以優(yōu)選地將成形磷光體放置成反射矩陣，其是或可以是匹配元件的一部分。可以將底表面(磷光體被從該底表面照亮)放置在固態(tài)照明器件的頂部上。在激光器被用于在底表面處照亮磷光體的情況下，可以使用反射器。該反射器可以選擇性地透射激光波長并反射來自磷光體的光。可替換地或另外，還可以通過調整光到磷光體上的準直來影響從磷光體出來的光的準直。出于此目的，必要的是使用透明陶瓷磷光體，并且將轉向元件放置在激光器與磷光體之間以便使得最初平行的激光束重新成形為更發(fā)散的激光束。由此，用于在不使用轉向元件的情況下獲得的磷光體發(fā)射的扁平頂部強度圖案優(yōu)選地被重新成形為具有更多的朗伯分布。當需要創(chuàng)建某個強度分布(例如熱點分布)時，出于此目的，還可以將激光束成形為在磷光體照亮時顯示出期望的強度分布。結果，能夠實現(xiàn)投射光的特殊強度輪廓。根據(jù)優(yōu)選實施例，所述磷光體被放置成反射矩陣，使得只有一個成形表面是開放的以進行光發(fā)射。可以將底表面(磷光體被從該底表面照亮)直接放置在泵浦光發(fā)射器件的頂部上。在激光器被用于照亮磷光體的情況下，在底表面處，可以使用選擇性地透射激光波長并反射來自磷光體的光的反射器。可替換地或另外，還可以使用其中從側表面將磷光體照亮的幾何結構。優(yōu)選地，所述發(fā)光磷光體材料是高度低光散射陶瓷磷光體。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例，發(fā)光材料選自石榴石和氮化物，優(yōu)選地分別用三價鈰或二價銪進行摻雜。石榴石的實施例包括A3B5O12石榴石，其中，A包括釔和/或镥，且其中，B包括鋁。此類石榴石優(yōu)選地用鈰(Ce)、用鐠(Pr)或鈰和鐠的組合、特別是用Ce進行摻雜。B優(yōu)選地包括鋁(Al)。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例，B包括鎵(Ga)和/或鈧(Sc)和/或銦(In)，優(yōu)選地達到約20% 的Al，更優(yōu)選地達到約10%的Al，即B離子優(yōu)選地包括90或者甚至更多摩爾％的Al，并包括10或者甚至更少摩爾％的Ga、Sc和In中的一種或多種。B優(yōu)選地包括達到約10%的鎵。優(yōu)選地，至少部分地用Si和N來替換B和0。元素A優(yōu)選地選自包括釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)和镥(Lu)的組。此外，優(yōu)選地存在達到約A的20%的量的Gd和/或Tb。優(yōu)選地，石榴石發(fā)光材料包括(YhLux)3B5O12: Ce，其中，χ等于或大于0且等于或小于1。術語“ Ce”指示優(yōu)選地用Ce來替換發(fā)光材料中的金屬離子的至少一部分(即在石榴石中“A”離子的一部分)。例如，假設(YhLux)3Al5O12:Ce，用Ce來替換Y 和/或Lu的一部分。此標志法是本技術領域的技術人員所已知的。Ce通常將替換A達到不超過10% ；通常，Ce濃度將在0. 1 %至4 %之間、尤其是在0. 1 %至2% (相對于A)之間的范圍內。假設1 % Ce和10 % Y，完全正確的分子式是(YaiLuci89Ceacil)3Al5O12tj如本技術領域的技術人員所已知的，石榴石中的Ce優(yōu)選地處于三價狀態(tài)。紅色發(fā)光材料優(yōu)選地包括選自包括(Ba，Sr, Ca) S:Eu, (Ba, Sr, Ca) AlSiN3:Eu和 (Ba, Sr, Ca)2Si5N8:Eu的組的材料。在這些化合物中，銪(Eu)優(yōu)選地是二價的，并且替換所指示的二價陽離子中的一種或多種。通常，Eu將不以大于陽離子的10%的量存在，優(yōu)選地在約0. 5至10之間的范圍內，更優(yōu)選地在相對于其替換的陽離子的約0. 5至5%之間的范圍內。術語“Eu”指示金屬離子的一部分被Eu (諸如被Eu2+)替換。例如，假設CaAlSiN3 = Eu 中的2% Eu，正確的分子式是(Caa98Euaci2)AlSiN3tj 二價銪優(yōu)選地替換二價陽離子，諸如上述二價堿土陽離子，優(yōu)選地為Ca、Sr或Ba。還可以將材料出3，51~乂3)5工11指示為1^工11，其中，M包括選自包括鋇(Ba)、鍶 (Sr)和鈣(Ca)的組的元素。優(yōu)選地，在此化合物中M包括鈣或鍶，或者鈣和鍶，更優(yōu)選地為鈣。在這里，Eu被引入且優(yōu)選地替換M的至少一部分(即Ba、Sr和Ca中的至少一個)。此夕卜，還可以將材料(Ba，Sr, Ca)2Si5N8:Eu指示為M2Si5N8 = Eu,其中，M包括選自包括鋇(Ba)、 鍶(Sr)和鈣(Ca)的組的元素。優(yōu)選地，在此化合物中M包括Sr和/或Ba。根據(jù)另一優(yōu)選實施例，M包括Sr和/或Ba (忽視Eu的存在)，更優(yōu)選地50 %至100 %、更優(yōu)選地50至90 % Ba 和 50 % 至 0 %、最優(yōu)選地 50 % 至 10 % Sr，諸如 BaL5Sr0.5Si5N8:Eu (即 75 % Ba ；25 % Sr)。在這里，Eu被引入且優(yōu)選地替換M的至少一部分，即Ba、Sr和Ca中的至少一個。同樣地，可以將材料(Ba，Sr，Ca) AlSiN3 = Eu指示為MAlSiN3 = Eu,其中，M包括選自包括鋇(Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)的組的元素。在此化合物中M優(yōu)選地包括鈣或鍶，或者鈣和鍶，更優(yōu)選地為鈣。在這里，Eu被引入且優(yōu)選地替換M的至少一部分(即Ba、Sr和Ca中的至少一個)。BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)包括以藍色進行發(fā)射的適當材料。具有立方晶體結構的無機磷光體由于它們甚至在多晶狀態(tài)的高透明度， 是最優(yōu)選的。優(yōu)選地，高透明的聚合物也被使用，諸如摻雜比如氟硼二吡咯族 (difluoro-boraindacene family) (BODIPY)的有機發(fā)光小分子的聚甲基丙烯酸酯，熒光染料，芴(fluerene)衍生物，香豆素染料，噸染料，吡咯甲川-BF2 (P- BF2)絡合物 (pyrromethene -BF2 (P - BF2) complexes)，二苯乙烯(stillbene)衍生物，羅丹明( rodamine)染料，二萘嵌苯(perylene )染料和發(fā)光有機金屬絡合物，如鑭系元素(IIDb-二酮螯合物(Lanthanide (III) b-diketonate complexes)。使用發(fā)光聚合物如聚對苯乙烯 (PPV)的衍生物、聚苯和聚芴以及它們的共聚物和混合物是可能的。應理解的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例還可以是從屬權利要求與相應獨立權利要求的任何組合。


通過下文描述的實施例，本發(fā)明的這些及其它方面將是明了的并參考這些實施例進行闡述。然而，應理解的是，附圖僅僅被設計用于圖示的目的且并不作為對本發(fā)明的限制的定義。在所述附圖中
圖1示出以較大角度落到磷光體上的藍色LED泵浦光的效果； 圖2示出參考圖1的具有不同角分布的藍色和黃色光； 圖3a和3b示出獲得恒定色點分布的兩種可能性； 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體； 圖5a和5b示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體； 圖6示出用于根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的光發(fā)射體的恒定色點的角光強度分布； 圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的汽車照明應用所需的光分布； 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體； 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體；以及圖10示出根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體。
具體實施例方式圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的具有預定義角色點分布的光發(fā)射體。使用泵浦源1，在這里為高強度泵浦光源，諸如激光器。諸如激光的高度準直泵浦光束通過顯示出低光散射的磷光體2，使得激光的至少一部分的角光強度分布未被改變。因此，將泵浦激光器與陶瓷磷光體2組合。泵浦源1適于向磷光體2的至少一部分發(fā)射光學輻射。作為匹配元件4的折射和/或衍射光學組件被至少部分地布置在磷光體2的頂部上。根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例，匹配元件4是全息元件。匹配元件4被放置在磷光體2之上，以便從激光獲得幾乎任何期望的光分布，如圖4示意性地所示。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體。諸如折射和/或衍射光學元件的匹配元件4被設計為使得通過匹配元件4的激光的強度圖案的角相關性與來自磷光體2的發(fā)射的角強度分布至少部分地匹配。圖5a示出直接泵浦磷光體2 的一部分的泵浦源1。圖5b示出被放置在磷光體2的頂部上的匹配元件4。根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，如圖5b所示，在匹配元件4與磷光體2之間布置空氣間隙。這樣，提供了具有角獨立色點的白色光源，其在某些應用中是期望的，諸如在照相機閃光燈和一般照明應用中。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的在光束通過導致光發(fā)射體的恒定色點的匹配元件之后的幾乎相同的角光強度分布。在圖6中分別用附圖標記6和7來指示在通過匹配元件之后來自激光器和來自磷光體的強度分布。在汽車照明應用中，為了舒適和安全，可能期望更復雜的角光色分布。例如，沿著向前方向，光是白色的以獲得良好的可見度，向左更多地是黃色以避免駕駛員目眩，并且向右更多地是藍色以看到道路標記。在這里還使用如圖5b所示的光發(fā)射體。可以將此類光發(fā)射體設計為給出用于激光的光分布圖案以滿足上述要求。圖7示出本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例且示意性地圖示要滿足上述條件所需的來自激光器的光強度分布。當來自激光器和磷光體的光圖案被組合時，在-40°至40°之間的角范圍內獲得白光，并且在40°至90°之間
8的范圍內獲得向右的更多的藍光，并且在-40°至-90°之間的范圍內獲得更多的黃光?？梢詫⑸鲜龉獍l(fā)射體與其它光學元件組合，諸如與包括反射器、聚焦單元(諸如透鏡)和/或此類元件組合的光學引導單元組合，其適于將圖案成像到諸如地板和/或公路的期望表面上。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的具有預定義角色點分布的光發(fā)射體。圖8示出適于引導和/或在相對于地板的表面上成像光的光學引導單元5。光學引導單元5被布置在泵浦源1的輸出端處，如圖8中的左側部分所示。光學引導單元5包括諸如反射鏡的反射器。如圖8中的右側部分所示，光學引導單元5被布置在光發(fā)射體的輸出端處，其中，根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例，光學引導單元5包括諸如透鏡的聚焦單元。上述匹配元件能夠覆蓋磷光體2的總表面或表面的一部分。能夠以不同的方式將激光束與衍射和/或折射光學元件組合。如圖9所示，其圖示本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例，激光可能部分地被磷光體2轉換。根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例，磷光體2包括諸如“孔”的開口，其適于將由泵浦源1發(fā)射的至少部分地不被磷光體2轉換的光學輻射直接引導到匹配元件4。在圖9中的上部和左部中描繪了這種情況。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例，“孔” 涉及磷光體2或磷光體層的邊緣。根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例，表面的僅一部分被衍射和/或折射光學元件覆蓋。圖10示出本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例，其中，磷光體2的整個表面被匹配元件4覆蓋。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例，由匹配元件4包括的衍射和/或折射光學元件在磷光體的頂部上被圖案化。圖10顯示可以使用額外元件，諸如聚焦單元5。聚焦單元5對應于根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例的透鏡且被直接放置在泵浦源1的輸出端處。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例的具有角色點分布的光發(fā)射體。在諸如圖4所示的布置中的匹配元件4 (諸如折射和/或衍射光學元件)被設計為使得匹配元件4 包括預定義形狀。作為示例，匹配元件4可以具有包括預定義成形結構的發(fā)射表面。該結構可以具有例如類似于圖11所示的五角形的幾何形狀。然而，例如，匹配元件4還可以具有如在汽車照明中所需的復雜形狀。另外，在此配置中，能夠同樣地對磷光體2進行成形。 另外，能夠將多個匹配元件相互堆疊。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，匹配元件包括多個區(qū)域。通過匹配元件的機械移動，優(yōu)選地，每次匹配元件的不同部分被帶入透射的泵浦光。這樣，能夠控制來自光源的色點分布。根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施例，使用具有電可調整光學性質的匹配元件，諸如基于液晶、懸浮顆粒、電潤濕、電泳的器件。這樣，能夠對來自光源的色點分布進行電控制。在上述附圖和實施例中，已圖示了與磷光體相組合的單個激光束的使用。然而，還可以使用多個泵浦光束，諸如激光泵浦光束，其具有諸如顏色和光束形狀的不同發(fā)射特性， 以便獲得期望的顏色分布效果。雖然已在附圖和前述說明中圖示并詳細地描述了本發(fā)明，但此類圖示和說明被認為是說明性或示例性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實施例。通過對附圖、本公開和所附權利要求的研究，本領域的技術人員在實施要求保護的發(fā)明時能夠理解并實現(xiàn)對公開實施例的其它修改。在權利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”不排除多個。在相互不同的從屬權利要求中敘述了某些措施的事實不表示不能有利地利用這些措施的組合。不應將權利要求中的任何附圖標記解釋為限制范圍。
權利要求
1.一種適于通過輸出端發(fā)射具有預定義角色點分布的光的光發(fā)射體，包括磷光體(2)和泵浦源(1)，其中泵浦源(1)適于向磷光體(2)的至少一部分發(fā)射泵浦光，并且磷光體(2)適于通過被吸收的泵浦光的光轉換來發(fā)射磷光體光，并且其中，提供了被至少部分地布置在磷光體(2)與光發(fā)射體的輸出端之間的匹配元件(4)，并且該匹配元件(4)適于調整由磷光體(2)朝著光發(fā)射體的輸出端發(fā)射的發(fā)射磷光體光的光強度與通過磷光體(2)朝著光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光的光強度的比。
2.根據(jù)權利要求1所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)適于調整透射泵浦光的角光強度分布，使得透射泵浦光的角光強度分布至少部分地與發(fā)射的磷光體光的角光強度分布匹配。
3.根據(jù)權利要求1所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)適于調整透射的泵浦光的角光強度分布，使得實現(xiàn)不對稱的角色點分布。
4.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的光發(fā)射體，其中，所述磷光體(2)包括開口，該開口適于將至少部分地不被磷光體(2)轉換的透射泵浦光引導至匹配元件(4)。
5.根據(jù)權利要求1、2或3中的任一項所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)對應于折射光學元件和/或衍射光學元件。
6.根據(jù)權利要求5所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)包括預定義形狀。
7.根據(jù)權利要求1、2或3中的任一項所述的光發(fā)射體，其中，所述磷光體(2)包括預定義光散射，優(yōu)選地低光散射。
8.根據(jù)權利要求1、2或3中的任一項所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)包括多個區(qū)域和/或所述匹配元件(4)是可機械移動的。
9.根據(jù)權利要求1、2或3中的任一項所述的光發(fā)射體，其中，所述匹配元件(4)包括可電切換的光學特性。
10.根據(jù)權利要求1、2或3中的任一項所述的光發(fā)射體，還包括被布置在泵浦源(1)的輸出端處和/或在光發(fā)射體的輸出端處的光學引導單元(5)，其中，所述光學引導單元適于沿預定方向引導光。
11.一種根據(jù)權利要求2所述的光發(fā)射體用于在視頻閃光燈應用中使用的方法，諸如用于移動電話和用于照相機。
12.一種根據(jù)權利要求3所述的光發(fā)射體用于在汽車前燈應用和/或在汽車燈應用中使用的方法。
13.一種用于產生具有預定義角色點分布的光的方法，包括步驟a)對磷光體(2)的至少一部分進行泵浦以通過被吸收的泵浦光的光轉換獲得磷光體光；以及b)調整由磷光體(2)朝著光發(fā)射體的輸出端發(fā)射的發(fā)射磷光體光的光強度與通過磷光體(2)朝著光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光的光強度的比，從而產生具有預定義角色點分布的光。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，包括步驟調整透射泵浦光的角光強度分布、使得透射泵浦光的角光強度分布與發(fā)射的磷光體光的角光強度分布至少部分地匹配。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法，包括步驟調整透射泵浦光的角光強度分布，使得實現(xiàn)不對稱的角色點分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及適于發(fā)射具有預定義角色點分布的光的光發(fā)射體，涉及光發(fā)射體用于在視頻閃光燈應用中、在汽車前燈應用中和/或在汽車燈應用中使用的方法，以及涉及適于產生具有預定義角色點分布的光的方法。光發(fā)射體適于通過輸出端來發(fā)射具有預定義角色點分布的光并包括磷光體(2)和泵浦源(1)，其中，泵浦源(1)適于向磷光體(2)的至少一部分發(fā)射泵浦光，并且磷光體(2)適于通過被吸收的泵浦光的光轉換發(fā)射磷光體光，并且其中，提供了被至少部分地布置在磷光體(2)與光發(fā)射體的輸出端之間的匹配元件(4)，并且其適于調整由磷光體(2)朝向光發(fā)射體的輸出端發(fā)射的發(fā)射磷光體光的光強度與通過磷光體(2)朝向光發(fā)射體的輸出端的透射泵浦光的光強度的比。這樣，以低成本提供了具有與任何期望角光強度分布相結合的預定義角色點分布的多用途光發(fā)射體。
文檔編號H01L33/58GK102484192SQ201080041398
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權日2009年9月16日
發(fā)明者A. M. ?？嗣诽?R., 范博梅爾 T., 倪 Y. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司