發(fā)光設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種包括光導(dǎo)和透明散熱器部件的發(fā)光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]US8008845B2公開了一種部署在透明散熱器中的封裝L邸形式的照明設(shè)備，該透 明散熱器具有背面反射體W及前側(cè)的正負(fù)端子。該L邸所發(fā)出的光在離開該照明設(shè)備之前 通過該透明散熱器的至少一部分。
[0003]包括聚光燈和數(shù)字光投影的各種應(yīng)用都對(duì)高亮度的光源感興趣。出于該目的，可 能對(duì)光導(dǎo)加W利用，其中較短波長(zhǎng)的光在高度透明的巧光材料中被轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。 運(yùn)樣的透明巧光材料的光導(dǎo)被L邸所照亮從而在光導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。光導(dǎo)之中被轉(zhuǎn) 換的光隨后能夠從一個(gè)表面被提取因此導(dǎo)致了強(qiáng)度增益。
[0004]因此期望增加落入光導(dǎo)之內(nèi)的光強(qiáng)度W便獲得更高的輸出強(qiáng)度。然而，在光導(dǎo)內(nèi) 所消散的熱量的分布和擴(kuò)散嚴(yán)重限制了所能夠獲得的最大光強(qiáng)度。 陽(yáng)〇化]而且，過多的熱量例如會(huì)由于熱澤滅而導(dǎo)致不良的光學(xué)性能，并且可能會(huì)導(dǎo)致可 靠性的問題。
[0006]EP2346101Al公開了一種發(fā)光模塊，其中提供有反射膜的光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換陶瓷體對(duì) 半導(dǎo)體發(fā)光部件所發(fā)射的波長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過該光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換陶瓷體的光的發(fā)射面積被收 窄為小于該半導(dǎo)體發(fā)光部件的發(fā)光面積。該反射部件對(duì)光進(jìn)行引導(dǎo)而使得光大致平行于該 半導(dǎo)體發(fā)光部件的發(fā)光表面進(jìn)行發(fā)射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是克服該問題，并且提供一種發(fā)光設(shè)備，利用該發(fā)光設(shè)備，光導(dǎo) 中過多的熱量有所減少?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)光學(xué)性能的提高，并且可W利用其實(shí)現(xiàn)更高的強(qiáng)度和強(qiáng)度 增益。
[000引根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目標(biāo)和其它目標(biāo)利用一種發(fā)光設(shè)備所實(shí)現(xiàn)，其包括光 源，其適于在操作中發(fā)出具有第一光譜分布的光；第一發(fā)光光導(dǎo)，其包括彼此W非零角度 進(jìn)行延伸的第一光輸入表面和第一出光表面，并且該第一發(fā)光光導(dǎo)適于在該第一光輸入表 面接收具有第一光譜分布的光，將具有第一光譜分布的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為具有第二光 譜分布的光，將具有第二光譜分布的光引導(dǎo)至第一出光表面并且將具有第二光譜分布的光 禪合出第一出光表面；和第一透明散熱器部件，其與該第一發(fā)光光導(dǎo)的至少一個(gè)表面相鄰 部署并且處于該光源和第一發(fā)光光導(dǎo)之間的光學(xué)路徑中，該至少一個(gè)表面不同于該出光表 面，其中該第一透明散熱器部件適于利用折射和衍射中的任意一種對(duì)光進(jìn)行重定向。
[0009]通過提供適于將具有第一光譜分布的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為具有第二光譜分布 的光并且由石惱石（garnet)制成的光導(dǎo)，提供了運(yùn)樣一種光導(dǎo)，利用其特別大量的被轉(zhuǎn)換 光將留在該石惱石中并且因此留在該光導(dǎo)之中，并且因此能夠從一個(gè)表面被提取，運(yùn)進(jìn)而 導(dǎo)致了特別高的強(qiáng)度增益。
[0010] 通過相鄰第一發(fā)光光導(dǎo)提供第一透明散熱器部件，在從該光導(dǎo)進(jìn)行熱量消散的方 面獲得了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，因此相當(dāng)程度上提高了該發(fā)光設(shè)備所能夠獲得的最大輸出光強(qiáng)度。 此外，例如由于熱澤滅而對(duì)光學(xué)性能造成的不利影響被明顯降低或者甚至被消除，運(yùn)相當(dāng) 程度上提供了光學(xué)性能有所提高的更為可靠的發(fā)光設(shè)備。
[0011] 該第一發(fā)光光導(dǎo)的第一光輸入表面和第一出光表面彼此W非零角度進(jìn)行延伸，即 上述表面的方向并不平行。運(yùn)可W為第一發(fā)光光導(dǎo)給出更大的設(shè)計(jì)自由度，例如該第一光 輸入表面可W比第一出光表面具有更大面積。在一個(gè)示例中，該第一出光表面垂直于第一 光輸入表面。
[0012] 通過將該第一透明散熱器部件部署在該光源和第一發(fā)光光導(dǎo)之間的光學(xué)路徑之 中，該光源所發(fā)出的熱量W其中至少大部分熱量將不會(huì)進(jìn)入光導(dǎo)的方式而被引導(dǎo)離開光 導(dǎo)，運(yùn)進(jìn)而提供了一種其中光導(dǎo)針對(duì)光源所發(fā)出的熱量得到特別好的保護(hù)的發(fā)光設(shè)備。
[0013] 通過調(diào)適第一透明散熱器部件W便利用折射和衍射中的任意一種對(duì)光進(jìn)行重定 向，提供了運(yùn)樣一種發(fā)光設(shè)備，利用其該第一透明散熱器部件適于用作禪合部件，利用該禪 合部件，該光源所發(fā)出的光W特別有效且功能良好的方式被收集并被朝向光導(dǎo)進(jìn)行引導(dǎo)而 幾乎沒有或沒有光損失。而且，禪合至第一發(fā)光光導(dǎo)中的光的數(shù)量可W通過改變運(yùn)樣的第 一透明散熱器部件的形狀而進(jìn)行調(diào)諧。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件由具有大于IW/化*m)，大于IOW/化*m)， 或者甚至大于20W/化*m)的導(dǎo)熱率的材料所制成。
[0015] 因此，獲得了遠(yuǎn)離光導(dǎo)的特別好的熱量消散。注意到，更大的導(dǎo)熱率一般導(dǎo)致更好 的熱量消散。
[0016] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一發(fā)光光導(dǎo)除該第一光輸入表面和第一出光表面之外的一 個(gè)或多個(gè)表面被提供W反射層。運(yùn)減少了可能從除該第一出光表面之外的一個(gè)或多個(gè)表面 逸散的光并且提高了該發(fā)光設(shè)備的效率和光輸出。
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一發(fā)光光導(dǎo)由從包括發(fā)光石惱石、發(fā)光滲雜石惱石、透明發(fā) 光材料、發(fā)光的聚光材料W及它們的組合的群組中所選擇的發(fā)光材料所制成。因此，提供了 一種具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換屬性特別好的光導(dǎo)的發(fā)光設(shè)備。
[0018] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在該第一透明散熱器部件和第一發(fā)光光導(dǎo)之間提供有間隙。運(yùn) 樣的間隙導(dǎo)致甚至更大部分的熱量都將不會(huì)進(jìn)入到光導(dǎo)之中，因?yàn)闊崃窟M(jìn)一步通過該間隙 被傳輸離開，運(yùn)進(jìn)而提供了一種其中光導(dǎo)針對(duì)光源所發(fā)出的熱量得到甚至更好的保護(hù)的發(fā) 光設(shè)備。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件和第一發(fā)光光導(dǎo)之間的間隙包括空氣和 光學(xué)粘合劑中的任意一種或多種。通過在該間隙中提供運(yùn)樣的材料，確保了在光通過該間 隙傳送時(shí)很少或甚至沒有光損失發(fā)生，并且上述光被禪合至光導(dǎo)之中。此外，尤其是在間隙 包括光學(xué)粘合劑時(shí)，獲得了一種明顯更為魯棒的發(fā)光設(shè)備。
[0020] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件包括任意一種或多種禪合結(jié)構(gòu)，后者被 部署在平行于第一出光表面并與之相對(duì)地進(jìn)行延伸的表面上或處于該表面，W及散射材 料。通過提供散熱材料，提供了運(yùn)樣一種發(fā)光設(shè)備，利用其光在第一透明散熱器部件中進(jìn)行 散射并且利用其散射光因此被禪合至光導(dǎo)之中。因此，光可WW特別有效的方式從光導(dǎo)進(jìn) 行提取并且可W獲得如觀看者所感知的均勻的光分布。通過提供禪合結(jié)構(gòu)，提供了運(yùn)樣一 種發(fā)光設(shè)備，利用其光源所發(fā)射的光可WW特別有效的方式被禪合至第一發(fā)光光導(dǎo)之中并 且禪合損失特別低或者可能沒有禪合損失。
[0021] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件具有梯形橫截面形狀，其具有兩個(gè)相對(duì) 地錐形的側(cè)表面。W運(yùn)種方式，該第一透明散熱器部件用作利用折射對(duì)光進(jìn)行重定向的光 學(xué)部件。因此，通過該第一透明散熱器部件進(jìn)行透射的期間的光損失數(shù)量有所減少。
[0022] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件相鄰該第一發(fā)光光導(dǎo)的至少兩個(gè)表面進(jìn) 行延伸。因此，提供了一種熱量消散屬性進(jìn)一步有所提升的發(fā)光設(shè)備，因?yàn)榭捎糜谙崃?的面積和/或體積有所增加。在另外的實(shí)施例中，該第一透明散熱器部件相鄰該第一發(fā)光 光導(dǎo)的四個(gè)側(cè)面進(jìn)行延伸并且具有=角形的橫截面形狀，并且其中光源被提供在該第一透 明散熱器部件的全部=個(gè)側(cè)面上。該第一透明散熱器部件因此從=個(gè)不同角度被照亮。因 此，更多的光可W被禪合到第一發(fā)光光導(dǎo)中，因此導(dǎo)致了更高的強(qiáng)度增益。
[0023] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一透明散熱器部件的透明材料從包括藍(lán)寶石、諸如YAG、 LuAG的非滲雜透明石惱石、玻璃、石英、諸如多晶氧化侶的陶瓷材料、發(fā)光材料、憐光體W及 它們的組合的群組中進(jìn)行選擇。因此，提供了一種具有由導(dǎo)熱率高的高度透明材料所制成 的第一透明散熱器部件的發(fā)光設(shè)備，因此允許來自光源的光在非常少或者甚至沒有光損失 的情況下通過同時(shí)確保優(yōu)異的熱量消散。根據(jù)該透明散熱器的位置，該透明材料優(yōu)選地表 現(xiàn)出高透明度，換句話說，其并不應(yīng)當(dāng)對(duì)光進(jìn)行散射。在發(fā)光光導(dǎo)與該透明散熱器形成光學(xué) 接觸的情況下，該透明散熱器優(yōu)選地具有高透明度并且形成最小散射或不形成散射。在其 中該透明散熱器和發(fā)光光導(dǎo)之間存在部分光學(xué)接觸和/或不存在光學(xué)接觸的配置中，透明 度可W較低。
[0024] 在該上下文中，高度透明的材料意在是指在激勵(lì)和發(fā)射的光譜范圍中幾乎不表現(xiàn) 出吸收性，并且進(jìn)一步表現(xiàn)出高于85%、高于90%、高于95%或者甚至高于98%的直射光 束透明度的材料（即散射到高于2度的角度的平行光束比例少于15%、少于10%、少于5% 或者甚至少于2%)。
[00巧]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該發(fā)光設(shè)備進(jìn)一步包括相鄰于該第一發(fā)光光導(dǎo)的朝向遠(yuǎn)離所述 第一透明散熱器部件的表面進(jìn)行部署的第二透明散熱器部件。
[0026] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該光源被部署在基底上，該基底為非透明散熱器。
[0027] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供W與該第一透明散熱器部件和第一發(fā)光光導(dǎo)中的任意一個(gè) 或多個(gè)形成物理和熱接觸中的任意一種或多種而進(jìn)行部署的非透明散熱器。
[0028] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，非透明散熱器被布置為使得至少部分包圍發(fā)光設(shè)備。該非透明 散熱器可W是反射性的或者包括反射性的涂層。
[0029] 利用之前四個(gè)實(shí)施例中的任意一個(gè)或多個(gè)，提供了一種熱量消散屬性進(jìn)一步有所 改善的發(fā)光設(shè)備，因?yàn)樘峁┝肆硗獾臒崃肯⑵骷虼嗣黠@增加了可用于消散熱量的面 積和/或體積。
[0030] 本發(fā)明還設(shè)及一種包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的投影儀、燈或燈具。
[0031] 注意到，本發(fā)明設(shè)及權(quán)利要求中所引用特征的所有可能組合。
【附圖說明】
[0032] 圖1示出了包括出射憐光體的發(fā)光設(shè)備的3維透視圖。
[0033] 圖2示出了包括憐光體輪的發(fā)光設(shè)備的截面圖。
[0034] 圖3示出了在出射表面提供有光學(xué)部件的光導(dǎo)的側(cè)視圖。
[0035] 圖4示出了貫穿其長(zhǎng)度成形W便提供成形的出光表面的光導(dǎo)的透視圖。
[0036] 圖5示出了在其部分長(zhǎng)度上成形W便提供成形的出光表面的光導(dǎo)的側(cè)視圖。
[0037] 圖6示出了具有光導(dǎo)和附加光源并且被提供W濾波器和二向色光學(xué)部件的照明 系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0038] 圖7示出了一種光導(dǎo)，其被提供W部署在該光導(dǎo)不同于第一光輸入表面的表面的 第二光源。
[0039] 圖8A和8B示出了被提供W相鄰于光導(dǎo)表面進(jìn)行部署的散熱器部件的光導(dǎo)。
[0040] 圖9A至9D示出了被提供W相鄰于光導(dǎo)的出光表面進(jìn)行部署的偏振部件的光導(dǎo)。
[0041] 圖10示出了具有錐形出射表面的發(fā)光設(shè)備的透視圖。
[0042] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第一和總體實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的透視圖。
[0043] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
[0044] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第=實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。 W45] 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
[0046] 圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
[0047] 圖16不出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。 W48] 圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第屯實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。 W例圖18不出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
[0050] 圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
[0051] 如圖中所示，層、部件和區(qū)域的大小出于圖示的目的而有所放大，并且因此被提供 用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的大體結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖示。同樣的附圖標(biāo)記始終指代同樣的要素，而使得 例如根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備總體上被表示為1，而其不同的具體實(shí)施例則通過向該總體附 圖標(biāo)記添加01、02、03等進(jìn)行表示。關(guān)于示出了可W向如W下進(jìn)一步給出的根據(jù)本發(fā)明的 發(fā)光設(shè)備的任何一個(gè)實(shí)施例所添加的多個(gè)特征和部件的圖1至10,除了特定于運(yùn)些附圖之 一的那些要素之外，已經(jīng)向所有要素總體上添加了 "00"。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 如圖中所示，層、部件和區(qū)域的大小出于圖示的目的而有所放大，并且因此被提供 用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的大體結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖示。同樣的附圖標(biāo)記始終指代同樣的要素，而使得 例如根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備總體上被表示為1，而其不同的具體實(shí)施例則通過向該總體附 圖標(biāo)記添加01、02、03等進(jìn)行表示。關(guān)于示出了可W向如W下進(jìn)一步給出的根據(jù)本發(fā)明的 發(fā)光設(shè)備的任何一個(gè)實(shí)施例所添加的多個(gè)特征和部件的圖1至10,除了特定于運(yùn)些附圖之 一的那些要素之外，已經(jīng)向所有要素總體上添加了 "00"。
【具體實(shí)施方式】
[0053]
[0054] 現(xiàn)在將在隨后參考其中示出了本發(fā)明當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更 為全面地描述。然而，本