具有发光材料轮和激发辐射源的照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种照明装置，具有激发辐射源和用于将至少一部分激发辐射转换成 波长转换过的辐射的发光材料轮，波长转换过的辐射常常在电磁光谱的可见范围中（"转换 光"）。
[0002] 这种类型的照明装置尤其能够作为产生光的单元应用在投影仪中，例如用于视频 投影仪或者数据投影仪。
[0003] 本发明还涉及一种用于运行根据本发明的照明装置的方法。
【背景技术】
[0004] 由现有技术、例如文献US2010/0245777A1公开了一种用于投影应用的照明装 置，其具有带有一种或者多种发光材料的圆盘形的发光材料轮。该照明装置在此包括激发 辐射源，该激发辐射源对发光材料进行激发，以发射具有与激发辐射的波长不同的波长的 光线（借助发光材料对激发辐射进行波长转换）。通常，发光材料在旋转方向上彼此跟随地 布置在发光材料轮的一侧上，从而使得由相应的发光材料发射的光线（转换的光线）在时 间上顺序地产生并且输送给生成图像的系统。
[0005] 优选地将激光器、例如激光二极管作为激发辐射源使用。在该种情况中，该技术也 以名称LARP("LaserActivatedgemote￡hosphor"）为人所熟知。
[0006] 文献CN102385233A示出了一种用于投影仪的照明装置，投影仪具有激发激光 器、用于将激发激光波长转换成转换光的发光材料轮和过滤器轮，用于光谱过滤转换光。激 发激光借助于二向色镜偏转到发光材料轮上。由发光材料轮向回发射的转换光通过二向色 镜并且入射到过滤器轮上。通过在发光材料轮中的透明区段，激发激光能够通过并且经由 环绕回路（Wrap-Around-Schleife)输送给二向色镜。二向色镜将激发激光反射至过滤器 轮。过滤器轮和发光材料轮布置在共同的轴线上，并且因此同步地以相同的速度旋转。通 过这种方式，顺序地由发光材料轮的发光材料区段产生的转换光由过滤器轮的对应的过滤 器区段光谱地过滤。
[0007] 文献EP2 530 520A1公开了一种用于在投影仪中应用的照明装置。该照明装置 具有单侧涂层的发光材料轮，该发光材料轮由透明的圆盘形的载体材料构成，该发光材料 轮的前侧的四分之三被涂覆不同的发光材料。未涂覆的四分之一用作为透明区段。激光束 穿过该透明区段辐射并且经由镜子偏转到发光材料轮的背侧上。激光束在该处经过透明 的载体材料并且激发在后面在前侧上的四分之一区段中涂覆的蓝色发光材料，用于发射蓝 光。蓝色发光材料转换因此在透射中实现。另外的两个四分之一区段被涂覆绿色发光材料。 绿色发光材料转换在此在反射中实现。但是，在每个发光材料成和透明的载体材料之间需 要反射层，由此从前侧辐射出由相应的发光材料转换的光线，并且能够在共同的方向上聚 集。否则，一部分转换光线也许穿过透明的基板在相反的方向上损失。至少对于蓝色发光 材料区段（透射模式）来说，反射层对此必须对于激光束是透光的。对于红光通道来说，红 光由单独的发光二极管（LED)进行混合。
[0008] 文献US2012/0243205A1同样公开了一种用于应用在投影仪中的照明装置。在该 变体方案中，发光材料轮在弯曲的反射器中的缝隙中运转、更确切地说穿过反射器的焦点。 发光材料轮在两侧、也就是在发光材料轮的通常圆形的载体圆盘的一侧和另一侧上具有配 备有发光材料的区域。由此应该提高该布置的光强。但是，为此设置了两个单独的激发辐 射源，其中发光材料轮两个侧面中的每一个都通过在反射器中的相应的开口在焦点的区域 中借助各一个激发辐射源进行照射。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于至少部分地克服现有技术中的缺陷并且提出一种照明装置，尤 其是用于投影应用的照明装置，具有尽可能高效的、紧凑的和成本有利的构造。
[0010] 本发明的另外的一个方面在于这样的可行性，区别于现有技术地，没有过滤器轮、 而是利用至少一个静态的过滤器产生不同过滤的转换光的时间上顺序的序列。
[0011] 该目的通过一种照明装置实现，其包括：用于发射激发辐射的激发辐射源；发光 材料轮，其包括具有前侧和背侧的载体基板，其中发光材料轮如此地布置在激发辐射的光 路中，即激发辐射能到达该前侧，并且其中发光材料轮还包括以下部件：至少一种布置在前 侧上的发光材料，用于利用激发辐射发光并且将激发辐射波长转换成波长转换过的辐射， 至少一种布置在背侧上的发光材料，用于利用激发辐射发光并且将激发辐射波长转换成波 长转换过的辐射，用于激发辐射的第一透光区域，设计用于能够使激发辐射到达背侧，并且 其中该照明装置还包括光学装置，光学装置设计用于使得对载体基板的前侧进行照射的并 且穿过基板的第一透光区域辐射的激发辐射偏转到载体基本的背侧上。
[0012] 特别优选的设计方案在从属权利要求中获得。
[0013] 此外，在用于运行根据本发明的照明装置的方面的目的通过具有独立的方法权利 要求的特征的方法实现。
[0014] 以下对于根据本发明的照明装置和照明装置的设计方案可能性所描述的特征、优 点和功能方式只要能够应用、以类似的方式也适用于根据本发明的方法并且反之亦然。
[0015] 本发明的基本思想在于，在圆盘形的发光材料轮的两侧上，也就是说不仅在"前侧 上"而且也在相对的"背侧"上相应地设置至少一种发光材料，并且这两侧的发光材料在时 间上顺序地激发，也就是说该"两侧的发光材料轮"的前侧和背侧交替地利用激发辐射来发 光。
[0016] 激发辐射到转换光的转换优选实现为从较短的波长至较长的波长（"下转换"）， 因为这不需要附加的能量。激发辐射的波长在该种情况中也就是说短于转换光的波长。例 如，激发辐射源的激发辐射能够包括蓝色的激光辐射和/或蓝紫色的和/或紫外的激光辐 射。
[0017] 作为激发辐射的蓝色激光辐射具有的优点是，一部分未转换的光能够作为蓝光一 同使用（环绕光路）。用于蓝光通道的蓝色的发光材料在该种情况中是不需要的。
[0018] 激光器基于伴随的可能很高的功率密度而特别优选地作为激发辐射源。合适的激 光器装置尤其能够包括至少一个半导体激光器，尤其是二极管激光器或者激光器二极管。 多个相同类型的和/或不同类型的激光二极管也能够成组地共同运行，例如作为堆栈（"激 光器堆"）或者矩阵。
[0019] 发光材料可以理解为实现了波长转换的所有的、尤其是固体的材料。波长转换能 够例如以荧光或者磷光为基础。
[0020] 发光材料区在发光材料轮的载体基板的前侧和背侧上可以是相同的或者也可以 是不同的-视应用情况而定。
[0021] 优选的是，设置用于对背侧进行照射的载体基板的至少一个透光区域以及在前侧 或背侧上的发光材料设计成圆环形的区段。
[0022] 两侧的圆环形的区段可以在前侧上或者背侧上也能够以不同的半径布置。由此获 得用于发光材料区段的不同的设计的更多的自由空间。如果两侧的圆环形区段具有相同的 半径，那么在两侧上的发光材料区段在相同的角度宽展时强制地是相同大小的。
[0023] 为了利用激发辐射不仅仅能够照射发光材料轮的前侧而且还照射背侧，载体基板 具有用于激发辐射的第一透光区域。由此，入射到前侧上的激发辐射通过透光的区域并且 偏转到背侧上。通过这种方式，激发辐射在时间上顺序地辐射到发光材料轮的前侧或者背 侧上。利用在两侧涂覆在发光材料轮上的发光材料，例如以发光材料区段的形式，因此不仅 获得了前侧的转换光路而且还获得了背侧的转换光路。
[0024] 通过发光材料轮的相应的区段分布，也就是至少一个透光区域以及两侧的各至少 一个发光材料区段，能将三个不同的光路以确定的时间顺序运转：
[0025]〇用于激发光的路径，该激发光交替地照射前侧或背侧（前侧的或者背侧的激发 光路），
[0026]〇用于由在前侧上的发光材料区段转换的光线的路径（前侧转换光路），
[0027]〇用于由在背侧上的发光材料区段转换的光线的路径（背侧转换光路）。
[0028]〇可选的是：用于激发辐射的附加路径，只要该激发辐射是蓝光并且发光材料轮 具有两个另外的透光区段（环绕光路）的话。
[0029] 优选的是一个或者两个转换光路具有静态的过滤器（波长或者偏振过滤器）。由 于两个转换光路的原因，区别于现有技术地，没有过滤器轮、取而代之利用至少一个静态的 过滤器实现了时间上顺序的一些列不同地过滤的转换光。
[0030]例如，在前侧上可以设置绿色发光材料并且在发光材料轮的背侧上可以设置黄色 的发光材料。黄色发光材料的宽带的转换光谱甚至在黄色的光伏范围中具有其重点，但是 具有也进入到红色的光谱范围中的翼型边缘区域。因此，在背侧