发光集中器杆的远程光学泵浦的制作方法

文档序号:16813974发布日期:2019-02-10 14:05阅读:145来源:国知局
发光集中器杆的远程光学泵浦的制作方法

本发明涉及一种照明设备,诸如用于投影仪或者用于舞台照明。



背景技术:

发光杆在本领域中是已知的。例如,wo2006/054203描述了一种发光设备,其包括发射波长范围为>220nm至<550nm的光的至少一个led以及朝向至少一个led而没有光学接触放置的至少一个转换结构,其至少部分地将来自至少一个led的光转换为波长范围为>300nm至≤1000nm的光,其特征在于,至少一个转换结构的折射率n为>1.5且<3并且比率a:e为>2:1且<50000:1,其中a和e如以下限定:至少一个转换结构包括至少一个入射表面和至少一个出射表面,在至少一个入射表面处由至少一个led发射的光可以进入转换结构,在至少一个出射表面处光可以离开至少一个转换结构,至少一个入射表面中的每一个入射表面具有入射表面区域,(多个)入射表面区域被编号为a1...an,并且至少一个(多个)出射表面中的每一个出射表面具有出射表面区域,(多个)出射表面区域被编号为e1...en,并且至少一个(多个)入射表面区域a中的每一个入射表面区域的总和为a=a1+a2...+an,并且至少一个(多个)出射表面区域e中的每一个出射表面区域的总和为e=e1+e2...+en。

wo2014/177457a1描述了一种ssl照明设备,其包括壳体和细长光导,壳体具有反射内表面,细长光导包括用于将第一波长范围内的光转换成第二波长范围内的光的波长转换材料。细长光导包括两个端部,用于接收光的部分和用于发射光的部分。用于接收光的部分被布置在壳体内部,并且用于发射光的部分被布置在壳体外部,并且两个端部中的至少一个端部形成用于发射光的部分。ssl照明设备还包括多个ssl光源,该多个ssl光源被布置在壳体内部,与细长光导相距一定距离处。从多个ssl光源发射到壳体中的光的一部分经由用于接收光的部分进入光导,并被波长转换材料吸收和转换。通过将光源和光导的一部分包围在具有反射内表面的壳体内部,以及通过在光导内部发生波长转换过程,该构造使得来自数个光源的光能够用于提供单个高强度且高功率的光源。

wo2016/075014a1描述了一种照明设备,其包括多个固态光源和细长陶瓷主体,细长陶瓷主体具有第一面和第二面,第一面和第二面限定细长陶瓷主体的长度(l),细长陶瓷主体包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗,其中第二面包括所述辐射出射窗,其中多个固态光源被配置为向一个或多个辐射输入面提供蓝色光源光并且被配置为对辐射输入面中的至少一个辐射输入面提供至少1.0×1017光子/(s.mm2)的光子通量,其中细长陶瓷主体包括陶瓷材料,该陶瓷材料被配置为将蓝色光源光的至少一部分的蓝色光源光波长转换成至少转换器光,其中陶瓷材料包括a3b5o12:ce3+陶瓷材料,其中a包括钇(y)、钆(gd)和镥(lu)中的一种或多种,并且其中b包括铝(al)。

wo2015/067476描述了一种发光设备,其包括多个第一固态光源和第一光导,多个第一固态光源被适配为在操作中发射具有第一光谱分布的第一光,第一光导包括第一光输入表面、相对于彼此以不等于零的角度延伸的第一端部表面以及平行于第一光输入表面延伸的至少一个第一另一表面,多个第一固态光源被布置在第一光输入表面处。第一光导被适配为在第一光输入表面处接收具有第一光谱分布的第一光,并且将具有第一光谱分布的第一光的至少一部分引导至第一端部表面。发光设备进一步包括:至少一个第一光学元件,其被适配为通过至少一个第一另一表面的至少一部分将从第一光导向外耦合的光整形,以便提供第一成形光;以及至少一个第二光学元件,被布置在第一端部表面处或者第一端部表面上。

wo2011/004320描述了一种照明设备,包括:(a)包括第一面、第二面和波导边缘的波导元件;以及(b)led光源,其被布置为产生光源光,具有可选的准直光学器件。具有可选的准直光学器件的led光源被布置成经由波导元件的波导边缘将至少部分光源光耦合到波导元件中。第一面包括被布置成经由第二面将至少一部分光从波导元件向外耦合以提供第二面光的结构。照明设备进一步包括:腔,被布置成允许光从波导元件逸出到腔中;以及反射器,被布置成在远离第二面的方向上反射腔中的至少一部分光,以提供第一面光。这种照明设备可以允许例如通过具有上照灯的天花板照亮房间,以及利用下射灯照亮房间中的特定区域。进一步地,可以提供相对薄的照明设备,其可以例如从天花板悬挂。

us2012/206900描述了一种光源模块,包括:发光设备,发射激发光束;反射部件,包括具有第一焦点和第二焦点的反射表面;波长转换设备,包括多个激发区,并且被设置在第一焦点附近并且在激发光束的传输路径上;以及光学部件。通过旋转波长转换设备,激发光束在不同时间照射不同的激发区,使激发光束在不同时间被转换成不同波长的光束,并且不同波长的光束分别对应于激发区并被反射表面反射并会聚在第二焦点处。光学部件被设置在第二焦点附近,使得不同波长的光束穿过第二焦点并且被传输到光学部件。

ep2947484a1描述了一种发光设备,其包括:至少一个第一光源,其被适配为在操作中发射具有第一光谱分布的第一光;至少一个第二光源,其被适配为在操作中发射具有第二光谱分布的第二光;光导,包括至少一个第一光输入表面、至少一个第二光输入表面和第一光出射表面,至少一个第一光输入表面和第一光出射表面以相对于彼此不同于零的角度延伸;以及发光元件,被布置在第一光出射表面附近,该光导被适配为将具有第一光谱分布的第一光的至少一部分转换为具有第三光谱分布的第三光,引导第二光并且将第三光的至少一部分和第二光的至少一部分从第一光出射表面向外耦合,发光元件被适配为将第二光的至少一部分转换为具有第四光谱分布的第四光。



技术实现要素:

对于包括聚光、舞台照明、头灯和数字光投影等的各种应用而言高亮度光源是令人感兴趣的。为此目的,可以使用所谓的光集中器,其中较短波长的光在高度透明的发光材料中被转换成较长的波长。这种透明发光材料的杆可以被led照射,以在杆内产生更长的波长。经转换的光将以波导模式停留在发光材料(诸如,(三价铈)掺杂的石榴石)中,然后可以从表面中的一个表面提取,产生强度增益。

该概念的问题之一与用于泵浦发光波导的led的强度有关。为此目的,可以使用具有更多led的更长波导。然而,这可能使杆相对较长并且更难以生产并且更昂贵。这使得获得更高强度的可扩展性相对困难。

因此,本发明的一个方面是提供一种备选照明设备,其优选地进一步至少部分地避免一个或多个上述缺点,并且可以具有相对好的效率和高强度,并且可以有效地引导走热量。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点,或提供有用的备选。

在本发明中,通过使用(i)椭圆镜和可选地(ii)离散led源的预准直和/或预倾斜的组合,提出了用于泵浦发光集中器杆的新方法。特别地,本发明可以包括使用例如细长椭圆镜以及将光源(即,led)放置在椭圆的一条焦线中,由此光将被重定向到第二焦线(即,发光杆)。由此,光源被配置为远离发光集中器(诸如,发光杆)。

因此,在第一方面中,本发明提供一种照明设备(“设备”),其包括:(a)发光集中器(“集中器”),特别地包括细长透光主体(“主体”或“细长主体”或“透光主体”),细长透光主体具有限定透光主体的长度(l)的第一面和第二面,透光主体包括一个或多个辐射输入面(“输入面”或“光入耦面”)和辐射出射窗(“出射窗”),其中第二面可以包括所述辐射出射窗,细长透光主体特别地包括发光材料,该发光材料被配置成将在一个或多个辐射输入面处所接收的光源光的至少一部分光源光转换成发光材料光,并且发光集中器被配置为将至少一部分发光材料光在辐射出射窗处作为转换器光耦出;(b)光源镜单元(“镜单元”或“单元”),其中光源镜单元包括:(b2)多个光源,被配置为在曲面镜的方向上提供所述光源光;以及(b1)所述曲面镜,被配置为收集所述光源光的至少一部分并且被配置为将所收集的光源光重定向到发光集中器的一个或多个辐射输入面中的至少一个。特别地,照明设备包括多个(这种)光源单元,诸如2-8个光源镜单元,其中透光主体进一步包括一个或多个侧面,特别是多个侧面(诸如,至少两个侧面,例如四个侧面),其中两个或更多个镜单元(所述多个(这种)光源单元,诸如2-8个光源镜单元)被配置成将相应光源的光源光提供给两个或更多个不同的侧面。

以该方式,光源被配置为更远离发光集中器,这允许使用更多光源(因为存在更多空间),和/或允许将冷却元件(诸如散热器)与发光集中器更好地耦合。例如,利用本发明,可以在发光集中器周围放置处于全输出的更多高功率led,增加总泵浦功率,从而增加光源的最终亮度。进一步地,通过本解决方案,例如,可以在发光集中器周围放置处于低/中等输出的更多高功率led,将亮度保持在相同(或更高)水平,但是改进壁插效率(以低/中等输出功率操作的led更有效率)。再进一步地,例如,可以在发光集中器周围放置处于全输出的更多低/中等功率led,使亮度保持在相同(或更高)的水平,但是降低材料账单(低功率led相对于高功率led的成本),以及如果与高功率led相比则改进壁插效率。例如,本发明还允许最终光源具有更模块化的架构,将光学泵浦模块与发光集中器在空间上解耦,有助于装配、对齐和(顾客)更换部件等。在实施例中,通过将led模块定位在距发光集中器相对大的距离处,可以通过将发光集中器的冷却和led模块的冷却物理地去耦来更好地限定热量传递过程。每个led模块和发光集中器可以具有其自身的冷却装置,最终导致更有效的冷却概念。因此,在集中器中产生的热量不会受到在(蓝色)led板中产生的更大热量的影响,并且从一侧照射集中器的(多个)led板与从相对侧照射集中器的(多个)led板完全热解耦。进一步地,本发明还提供了以下实施例,其中可以从所有四个长侧面照射发光集中器(假设透光主体具有正方形或矩形的截面),同时从集中器未被(大量)照射的区冷却/夹持(可选地,通过冷却元件)集中器。还可能的是,远程泵浦可以允许在集中器上入射更定向的泵浦输入,在集中器上没有抗反射涂层的情况下产生较低的反射水平。

远程配置的又一好处涉及构造的安全性和电屏蔽方面。在led模块被放置在发光集中器以及发光集中器的冷却装置附近的受限配置中,可能必须特别小心以允许安全操作并且从金属冷却部件屏蔽在led模块上驻留的高电压。显然,led模块的电路与杆的金属冷却部件之间的潜在电接触可能导致不安全的情况和/或设备的损坏。可能需要额外的空间公差和屏蔽以及装配预防措施,这增加了成本。在远程配置中不需要这种措施,其中电气led模块部件和金属发光集中器冷却部件间隔很远,有助于设备的许可。

又一好处是发光集中器周围的开放构造,其允许备选的或额外的冷却装置。例如,开放的空间通常充满空气。这开辟了允许空气流动进入构造的机会,通常从一个入口侧朝向相对的出口侧,其中气流基本上平行于发光集中器流动。因此,由发光集中器产生的热量可以通过气流有效地去除。气流可以源自风扇并且经由隧道被引导朝向光引擎以及经由隧道从出口去除。因此,发光集中器可以仅在几个位置处被支撑以主要悬挂在自由空间中。

附加地或作为备选,开放空间可以在发光集中器周围部分地填充有透明导热包层,例如由透明陶瓷材料组成。包层可以与发光集中器类似地成形,但是优选地稍微更大,即形成薄间隙,以便允许合适的热量传递,但不会阻碍集中器内的全内反射。发光集中器可以通过基本上不与光学接触的局部触摸点保持在包层内的适当位置。

如上所述,设备包括发光集中器和光源镜单元,发光集中器还将进一步详细阐明。镜单元包括光源,特别是多个光源,其被配置为在曲面镜的方向上提供所述光源光,并且(b1)所述曲面镜被特别地配置为收集所述光源光的至少一部分光源光并且被配置为将所收集的光源光重定向到发光集中器的一个或多个辐射输入面中的至少一个辐射输入面。特别地,曲面镜在一个方向上弯曲。因此,曲面镜(还)可以是细长的,具有在垂直于细长轴的平面中的曲率。

曲面镜可以具有与透光主体基本上相同的长度。因此,在实施例中,(细长的)曲面镜具有细长透光主体的长度(l)的大约80-120%的范围内的镜长(l1),其中曲面镜被特别地配置成与细长透光主体平行。

在一个特定实施例中,特别地,可以应用具有椭圆形状的曲面镜,或者其曲率基本上遵循椭圆形状的弯曲部分的曲率。因此,在特定实施例中,曲面镜可以具有椭圆形状。特别地,曲面镜,甚至更特别地具有椭圆形状的曲面镜,可以具有第一焦距和第二焦距。光源可以被配置在第一焦距处,并且第二焦距可以与透光主体重合。特别地,在实施例中,光源具有(平坦的)发光表面(诸如led裸片),其中一个或多个发光表面被配置在第一焦距处,并且其中细长透光主体被配置在第二焦距处。这里,术语“焦距”可以指代焦点,但是特别地可以指代焦线或焦平面或焦体积,特别是当应用细长曲面镜时。在镜的长度上的截面基本上具有椭圆形状(或因此基本上具有椭圆的片段的形状)的情况下,焦距可以是线;与椭圆的偏差可以导致焦平面或焦体积。焦线的长度可以与镜的长度基本上相同。同样地,这可以适用于焦平面或焦体积的长度。这种焦平面的宽度或这种焦体积的等效直径特别地在透光主体的(截面的)等效直径的范围内,诸如在大约150-20%的范围内,例如在大约100-20%的范围内。这可以适用于(椭圆形镜的)第一焦点和第二焦点。特别地,椭圆的片段可以是半椭圆(包括两个焦点)。这里,半椭圆指的是例如当完整椭圆沿着主轴或长轴减半时将获得的一半。因此,曲面镜可以特别地包括半椭圆镜。

因此,在实施例中,(多个)光源可以被配置在第一焦线(或焦平面或焦体积)处,并且第二焦线(或焦平面或焦体积)可以(至少部分地)与透光主体重合。因此,在实施例中,发光表面可以被布置成使得它们接近(诸如在大约5mm内),或者基本上与第一焦距(焦线或焦平面或焦体积)和焦线重合。同样地,辐射输入面可以被布置成使得它们接近(诸如在大约5mm内),或者基本上与第二焦距(焦线或焦平面或焦体积)和焦线重合。可选地,第二焦距可以进一步远离辐射输入面,但是第二焦距特别地在透光主体内。这里,术语“焦线”可以指代“焦线”,但是在实施例中还指代焦平面或焦体积。

术语“曲面镜”还可以指代多个曲面镜。例如,光源镜单元可以包括多个曲面镜,诸如彼此相邻配置以形成细长镜。

利用本发明,可以提供透光主体上的更多自由区域,用于将热量传递到另一元件或主体,诸如散热器。热管理可以很重要;因此,可能需要更有效的远离身体的热量传递。在特定实施例中,设备进一步包括与发光集中器热接触的冷却元件。热接触可以指代物理接触或非物理接触,但是均通过对流传递热量。特别地,热接触指代物理接触,从而允许热传导。例如,透光主体可以被夹持在金属元件或夹具之间,金属元件或夹具可以进一步被配置为散热器或者可以与散热器热接触。在实施例中,冷却元件可以包括散热器(同样参见下文)。

因此,利用本发明,透光主体的发光部分可以更好地与用于与散热器热接触的部分分离,因为可以被照射的透光主体的表面不是全部都需要被照射。利用光源镜单元,可以以与传统光集中器设备相同或更小的面积将更多光耦合到透光主体中。因此,在特定实施例中,细长透光主体包括一个或多个侧面,其中一个或多个侧面包括一个或多个辐射输入面,其中光源单元被配置为将所述光源光提供给一个或多个侧面的第一部分,照明设备进一步包括与发光集中器热接触的冷却元件,其中冷却元件与一个或多个侧面的第二部分热接触。冷却元件可以是散热器或者主动冷却元件,诸如珀耳帖(peltier)元件。进一步地,冷却元件可以经由其它方式与透光主体热接触,包括经由空气或通过可以传递热量的中间元件(诸如导热油脂)的热量传递。然而,特别地,冷却元件与透光主体物理接触。术语“冷却元件”还可以指代多个(不同的)冷却元件。

因此,照明设备可以包括散热器,该散热器被配置为促进固态光源和/或发光集中器的冷却。散热器可以包括或由以下组成:铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅铝、氧化铍、硅-碳化硅、碳化硅铝、铜钨合金、碳化钼铜、碳、金刚石、石墨及其两种或更多种的组合。因此,术语“散热器”还可以指代多个(不同的)散热器。照明设备可以进一步包括被配置成冷却透光主体的一个或多个冷却元件。利用本发明,冷却元件或散热器可以用于冷却透光主体,并且相同或不同的冷却元件或散热器可以用于冷却光源。可选地,相同或不同的冷却元件还可以用于冷却曲面镜。冷却元件或散热器还可以提供到另外的冷却装置的接口或者允许冷却传输以将热量散发到周围环境。例如,冷却元件或散热器可以被连接到热管或水冷却系统,该热管或水冷却系统被连接到更远程放置的散热器,或者冷却元件或散热器可以通过诸如风扇产生的气流直接冷却。被动冷却和主动冷却两者都可以应用。

如上所述,照明设备包括多个光源。这些多个光源可以被配置为向单侧或单面或者多个面提供光源光;进一步参见下文。当向多个面提供光时,通常每个面将接收多个光源(多个光源的子集)的光。因此,在实施例中,多个光源将被配置为将光源光(经由曲面镜)提供到辐射输入面。此外,该多个光源通常将被配置成一排。因此,透光主体是细长的,光源镜单元或者更特别是曲面镜可以是细长的,并且多个光源可以被配置成一排,其可以基本上平行于曲面镜的细长轴和/或透光主体的细长轴。该排光源可以具有与细长镜和/或细长透光主体基本上相同的长度。因此,在实施例中,(细长的)曲面镜具有该排光源的第二长度(l2)的大约80-120%的范围内的镜长度(l1);或者该排光源具有(细长的)曲面镜的长度的大约80-120%的范围的。同样地,在实施例中,透光主体具有该排光源的第二长度(l2)的大约80-120%的范围内的的长度(l);或者该排光源具有透光主体长度的大约80-120%的范围内的长度。

现在,在该排的边缘处,光源光可以较低效地被耦合到透光主体中。例如,由于固态光源可以基本上显示光源光的朗伯(lambertian)分布,所以还可以在不允许光源光有效地被耦合到透光主体中的方向上提供光。因此,在实施例中,光源被配置为提供具有光学轴(o)的光源光,其中细长透光主体具有体轴(ba),其中一个或多个光源被配置成向所述光源光提供与体轴(ba)垂直的所述光学轴(o),并且其中一个或多个光源被配置成向所述光源光提供具有角度(β)的所述光学轴(o),该角度(β)小于90°且等于或大于35°,诸如等于或大于45°。透光主体可以具有中心点(cp),特别是在所述体轴(ba)上。倾斜的光源将在这种中心点的方向上倾斜。注意,在中心点的方向上的某种倾斜可能是有益的;可以不必使这种光源的光源光的光学轴和中心点在中心点处基本上重合。

在实施例中,光源的光学轴不指向透光主体,而是曲面指向镜。因此,(多个)光源可以被配置为在曲面镜的方向上提供光源光。特别地,在本文的实施例中,至少部分光源光(诸如至少50%,例如至少80%,诸如至少90%,诸如在实施例中(基本上)所有光源光)被曲面镜接收,并且其中一部分在曲面镜处的至少一次反射之后,可以到达透光主体。因此,在实施例中,至少50%(例如至少80%,诸如至少90%,诸如在实施例中(基本上)所有)由透光主体接收的光源光仅在曲面镜处反射之后被接收。因此,对于在透光主体处接收的光源光的基本部分,曲面镜实际上可以被配置在透光主体的上游,并且一个或多个光源可以被配置在曲面镜的上游。因此,在实施例中,一个或多个光源的光学轴可以不指向透光主体(而是指向曲面镜)。在实施例中,短语“被配置为在曲面镜的方向上提供光源光”可以特别指示光源的光学轴指向这种曲面镜(而不是指向透光主体)。光学轴可以被限定为假想线,该假想线限定了光传播通过系统所沿着的路径,其可以初始地具有从光源到曲面镜的直接路径以及到透光主体的间接路径(即,至少包括在曲面镜处的反射)。

因此,在实施例中,曲面镜可以被配置为收集器或光束整形元件,其被配置为收集光源光的至少一部分光源光并且将该光(在反射之后)重定向到透光主体。

通过预准直光源的光源光可以进一步提高照明设备的效率。通过更加远程的光源位置,还为(小)准直器创造了空间。预准直的优点在于,在被曲面镜反射之后光源到达表面的角度可以较小。由于在辐射输入面处的反射,这可以导致较少的光损失。如上所述,并且如下面将进一步讨论的,光源可以特别地是固态光源。这种光源可以具有基本平坦的发光表面,通常指示为裸片。因此,在特定实施例中,光源包括具有(基本上平坦的)发光表面的固态光源,其下游准直器用于光源光的预准直。准直器的示例可以是透镜(诸如玻璃或塑料透镜)、tir准直器或曲面镜,例如复合抛物面准直器(cpc)。假设固态光源,预准直可以特别地通过预准直元件来完成,该预准直元件被配置为预准直少数或仅一个光源的光源光。

提高效率的另一方法是在固态光源上(特别是在裸片上)使用圆顶,诸如硅树脂圆顶。通常为半球形的圆顶可以比发射器裸片大,例如大到2至3倍。圆顶特别用于提取光学器件的目的,以提高裸片的光输出效率,例如20-30%。在非远程配置中,没有用于这种提取光学器件的空间。因此,可以增加光源的效率,或者可以使用较少的光源部件。

在特定实施例中,细长透光主体至少部分地被透光包层包围(特别地,该透光包层不用于光转换)。特别地,这种实施例可以与其中照明设备还包括与透光包层的一部分热接触的冷却元件的实施例组合。由于现在存在较多空间(由于较大的截面),可以使用透光外壳来冷却透光主体,而光源光可以基本上完全穿透透光包层。在实施例中,透光主体包括陶瓷材料,该陶瓷材料包括发光材料,并且透光包层包括相同的陶瓷材料,但基本上不包括例如不掺杂的发光材料(或另一种发光材料)。一些示例包括yag、luag、luyag、y2o3、al2o3、尖晶石。例如,针对透光包层的陶瓷材料的可能性是透明的(致密烧结的)氧化铝。例如,陶瓷包层可以围绕透光主体(其包括发光材料)压制,然而,优选地,以避免透射细长主体和透射包层之间的光学接触的方式。因此,透光主体可以被配置成与透光包层热接触(或者,换句话说,透光包层可以与透光主体热接触)。

因此,在又一方面,本发明还提供了一种照明设备,其包括发光集中器,该发光集中器包括细长透光主体(具有限定透光主体的长度(l)的第一面和第二面,透光主体包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗,其中第二面包括所述辐射出射窗;细长透光主体包括发光材料,该发光材料被配置为将在一个或多个辐射输入面处接收的光源光的至少一部分光源光转换成发光材料光,并且发光集中器被配置为将发光材料光的至少一部分发光材料光在辐射出射窗处作为转换器光出耦),其中细长透光主体至少部分地被透光包层包围。

特别地,该透光包层包围透光主体的(多个)边缘(而不是第一面和/或第二面)。当然,这种照明设备(还)可以进一步包括如本文进一步限定的光源镜单元。在透光主体和透光包层之间可以基本上没有光学接触。

为了进一步改进效率和/或改进光谱分布,可以包括数个光学元件,例如镜、滤光器、光学器件等。在特定实施例中,照明设备可以具有被配置在第一面处的镜,其被配置成将光反射回到细长透光主体,和/或照明设备可以具有配置在第二面处的滤光器、(波长选择)镜、光提取结构和准直器中的一个或多个。在第二面处,镜可以是例如波长选择镜或包括孔的镜。在后者实施例中,光可以被反射回到主体中,但是光的一部分可以经由孔逸出。特别地,在实施例中,光学元件可以被配置在距离主体大约0.1-1mm的距离处。

在实施例中,术语“光源镜单元”还可以指代多个这种单元。这些单元可以被配置成一排,基本上平行于单个辐射输入面。然而,两个或更多个单元还可以被配置成向不同的辐射输入面提供光源光。因此,在实施例中,照明设备可以包括2-8个光源镜单元。这里,数字2-8特别地指代可以在其长度的至少一部分上沿周向围绕透光主体配置的单元的数目。通过示例的方式,假设所有镜单元具有与细长透光主体的长度基本上相同的长度,则1-8个(诸如2-8个)镜元件可以被配置为围绕细长透光主体。超过8个镜元件可能会降低效率。特别地,可以应用2-4个镜元件。这里,再次意味着在截面平面中,平面垂直于体轴,可以围绕细长透光主体配置2-4个镜元件。因此,在特定实施例中,细长透光主体包括一个或多个侧面,其中两个或更多个镜单元被配置为将相应光源的光源光提供给两个或更多个不同的侧面。

当使用多于一个镜元件来处理多于一个侧面时,仍然存在(足够的)空间以使细长透光主体与冷却元件或散热器热接触。因此,在实施例中,细长透光主体包括一个或多个侧面,其中一个或多个侧面包括一个或多个辐射输入面,其中,两个或更多个镜单元被配置为将所述光源光提供给一个或多个侧面的一个或多个第一部分,照明设备进一步包括与发光集中器热接触的冷却元件,特别是其中冷却元件(诸如散热器)与一个或多个侧面的一个或多个第二部分物理接触,尽管在集中器和冷却元件之间还可以配置小的空气间隙(例如,0.1-1mm,例如0.1-0.5mm)。

在又一方面,本发明还提供了光源镜单元本身,其可以特别地包括多个光源,该多个光源被配置为在曲面镜的方向上提供所述光源光,其中光源特别地被配置成具有排长度的一排,其中特别地多个光源被配置在所述曲面镜的第一焦距,特别是第一焦线处;其中所述曲面镜被配置为收集所述光源光的至少一部分,并且被配置为在第二焦距方向上重定向,特别是第二焦线(或者可选地,焦平面或焦体积),其中曲面镜具有镜长度,其中镜长度和排长度基本上相同。特别地,(细长的)曲面镜的镜长度在光源排长度的80-120%的范围内。

照明设备可以被配置为提供蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光等。进一步地,在特定实施例中,照明设备可以被配置为提供白色光。如果需要,可以用上述滤光器改善单色性。

本文中使用术语“光集中器”,因为多个光源照射光转换器的相对大的表面(区域),并且许多转换器光可以从光转换器的相对小的区域(出射窗)逸出。因此,光转换器的特定配置提供其光集中器特性。特别地,光集中器可以提供斯托克斯(stokes)位移的光,其是相对于泵浦辐射进行斯托克斯位移的。

术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光产生装置(这里特别是(多个)光源)的光的传播的项或特征的布置,其中,相对于来自光产生装置的光束内的第一位置,较靠近光产生装置的光束中的第二位置是“上游”,而在较远离光产生装置的光束内的第三位置是“下游”。

光集中器包括透光主体。关于细长透光主体(诸如,陶瓷杆或晶体,诸如单晶)特别地描述了光集中器。然而,这些方面还可能与其它成形陶瓷主体或单晶相关。

透光主体具有光导或波导特性。因此,透光主体在本文中还被指示为波导或光导。由于透光主体用作光集中器,所以透光主体在本文中还被指示为光集中器。透光主体通常在垂直于透光主体长度的方向上具有(一些)可见光透射。在没有诸如三价铈的活化剂(掺杂剂)的情况下,可见光中的透射可以接近100%。

本文中,术语“可见光”特别地涉及具有选自380-780nm范围的波长的光。透射可以通过在垂直辐射下向透光主体提供具有第一强度的特定波长的光并且将在透射材料之后所测量的该波长的光的强度与在该特定波长下提供给材料的第一光强度相关联来确定。(参见crchandbookofchemistryandphysics,第69版,1088-1989的e-208和e-406)。

透光主体可以具有任何形状,诸如类似梁状或杆状,但是特别地类似梁状(类似长方体状)。然而,透光主体还可以是类似盘状等。本发明不限于形状的特定实施例,还不限于具有单个出射窗或外耦合面的实施例。下面,更详细地描述一些特定实施例。如果透光主体具有圆形截面,则宽度和高度可以相等(并且可以被限定为直径)。然而,特别地,透光主体具有类似长方体形状并且进一步被配置为提供单个出射窗。

在特定实施例中,透光主体可以特别地具有大于1的纵横比,即长度大于宽度。通常,透光主体是杆或棒(梁),但是透光主体不一定具有正方形、矩形或圆形的截面。通常,光源被配置为照射较长面(侧边缘)中的一个,在本文中被指示为辐射输入面,并且辐射从前面(前边缘)处的面逸出,在本文中被指示为辐射出射窗。特别地,在实施例中,固态光源或其它光源不与透光主体物理接触。物理接触可能会导致不期望的出耦,从而降低集中器效率。此外,通常,透光主体包括两个基本上平行的面,辐射输入面和与其相对的相对面。在本文中,这两个面限定透光主体的宽度。通常,这些面的长度限定了透光主体的长度。然而,如上以及下面所述,透光主体可以具有任何形状,并且还可以包括形状的组合。特别地,辐射输入面具有辐射输入面面积(a),其中辐射出射窗具有辐射出射窗面积(e),并且其中辐射输入面面积(a)至少为1.5倍,甚至更特别地,至少比辐射出射窗面积(e)大两倍,特别地至少大5倍,诸如大2-50,000倍的范围内,特别是大5-5,000倍的范围内。因此,特别地,细长透光主体包括几何浓度因子,其被限定为辐射输入面的面积与辐射出射窗的面积的比率,至少为1.5,诸如至少为2,例如至少5,或更大(参见上文)。这允许例如使用多个固态光源(同样参见下文)。对于例如汽车或数字投影仪的典型应用,期望小但高强度的发射表面。这不能通过单个led来获得,但可以通过本发明的照明设备来获得。特别地,辐射出射窗具有选自1-100mm2范围的辐射出射窗面积(e)。利用这种尺寸,发射表面可以很小,但是可以实现高强度。如上所述,透光主体通常具有纵横比(长度/宽度)。这允许小的辐射出射表面,但是例如通过多个固态光源照射的大的辐射输入表面。在特定实施例中,透光主体的宽度(w)选自0.5-100mm的范围。因此,特别地,透光主体是具有在本文中所指示的面的整体。

通常为杆状形状或棒状形状的透光主体可以具有任何截面形状,但在实施例中具有正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、五边形或六边形的截面形状。通常,陶瓷或晶体主体是长方体,但可以被设置有与长方体不同的形状,其中光输入表面具有略微梯形的形状。通过这样做,甚至可以增强光通量,这对于一些应用可以是有利的。因此,在某些实例下(同样参见上文),术语“宽度”还可以指代直径,诸如在具有圆形截面的透光主体的情况下。因此,在实施例中,细长透光主体进一步具有宽度(w)和高度(h),其中特别地l>w且l>h。特别地,第一面和第二面限定长度,即这些面之间的距离是细长透光主体的长度。特别地,这些面可以平行布置。此外,在特定实施例中,长度(l)至少为2cm,诸如10-20cm。

特别地,透光主体的宽度(w)被选择为吸收多于95%的光源光。在实施例中,透光主体的宽度(w)选自0.05-4cm,特别是0.1-2cm,诸如0.2-1.5cm。利用本文中所指示的铈浓度,这种宽度足以吸收由光源产生的基本上所有光。

透光主体还可以是圆柱形状的杆。在实施例中,圆柱形状的杆沿着杆的纵向方向具有一个平整表面,并且光源可以定位在该表面处,用于有效地将由光源发射的光入耦到透光主体中。平整表面还可以用于放置散热器。圆柱形透光主体还可以具有两个平整表面,例如彼此相对定位或彼此垂直定位。在实施例中,平整表面沿着圆柱形杆的纵向的一部分延伸。然而,特别地,边缘是平面的并且被配置为彼此垂直。

透光主体还可以是纤维或大量纤维,例如纤维束,其以在透明材料中或者紧密间隔或者光学连接。纤维可以被称为发光纤维。个体纤维的直径可以非常薄,例如,0.1至0.5mm。

如以下在根据本发明的实施例中所阐述的透光主体还可以在长度方向上折叠、弯曲和/或成形,使得透光主体不是直的线性棒或杆,但是可以包括例如,呈90度或180度弯曲的圆角、u形、圆形或椭圆形形状、环形或具有多个环的三维螺旋形状。这提供了紧凑的透光主体,其总的长度(通常是光被引导所沿着的方向)相对较大,导致相对高的流明输出,但同时可以被布置在相对小的空间中。例如,透光主体的发光部分可以是刚性的,而透光主体的透明部分是柔性的,以提供透光主体沿其长度方向的整形。光源可以沿着折叠、弯曲和/或成形的透光主体的长度放置在任何位置。

不用作光入耦区域或光出射窗的透光主体的部分可以被设置有反射器。因此,在一个实施例中,照明设备还包括反射器,该反射器被配置为将发光材料光反射回到透光主体中。因此,照明设备可以进一步包括一个或多个反射器,特别地被配置为将从辐射出射窗之外的一个或多个其它面逸出的辐射反射回到透光主体中。特别地,与辐射出射窗相对的面可以包括这种反射器,但是在一个实施例中不与其物理接触。因此,特别地,反射器可以不与透光主体物理接触。因此,在一个实施例中,照明设备还包括(至少)光学反射器,其被配置在第一面的下游并且被配置为将光反射回到细长透光主体中。备选地或附加地,光学反射器还可以被布置在不用于将光源光耦入或者将发光光耦出的其它面和/或面的部分处。特别地,这种光学反射器可以不与透光主体物理接触。进一步地,这种(多个)光学反射器可以被配置为将发光光和光源光中的一个或多个光反射回到透光主体中。因此,基本上所有光源光可以被发光材料(即,(多种)活化剂元素,诸如特别是ce3+)保留用于转换,并且可以保留大部分发光用于从辐射出射窗向外耦合。术语“反射器”还可以指代多个反射器。

术语“耦入”和类似术语以及“耦出”和类似术语指示光从介质(从透光主体外部进入透光主体中,反之亦然)变化。通常,光出射窗将是被配置为(基本上)垂直于波导的一个或多个其它面的面(或面的一部分)。通常,透光主体将包括一个或多个体轴(诸如,长度轴,宽度轴或高度轴),其中出射窗被配置为(基本上)垂直于该轴。因此,通常,(多个)光输入面将被配置为(基本上)垂直于光出射窗。因此,特别地,辐射出射窗被配置为垂直于一个或多个辐射输入面。因此,特别地,包括光出射窗的面不包括光输入面。

在辐射出射窗的下游,可以可选地布置滤光器。这种滤光器可以用于去除不期望的辐射。例如,当照明设备应该提供红色光时,可以去除除红色之外的所有光。因此,在另一实施例中,照明设备还包括滤光器,该滤光器被配置在辐射出射窗的下游,并被配置成减少在转换器光(辐射出射窗的下游)中非红色光的相对贡献。为了滤除光源光,可以可选地应用干涉滤光器。同样地,当需要除了绿色和红色以外的颜色时,这可以适用于另一种颜色。

在又一实施例中,照明设备还包括准直器,该准直器被配置在(最高阶发光集中器的)辐射出射窗的下游,并且被配置成准直转换器光。这种准直器(例如cpc(复合抛物面集中器))可以用于准直从辐射出射窗逸出的光并提供准直光束。

特别地,光源是在操作期间发射(光源光)至少选自200-490nm范围的波长的光的光源,特别是在操作期间发射至少选自400-490nm范围的波长的光的光源,甚至更特别是440-490nm范围内。该光可以部分地由发光材料使用。因此,在特定实施例中,光源被配置为产生蓝色光。在特定实施例中,光源包括固态光源(诸如,led或激光二极管)。术语“光源”还可以涉及多个光源,诸如例如为2-1000个,诸如2-200个,例如2-50个,特别是2-20个(固态)led光源,但是可以应用更多的光源。因此,术语led还可以指代多个led。因此,如本文所示,术语“固态光源”还可以指代多个固态光源。在一个实施例中(同样参见下文),这些是基本上相同的固态光源,即提供固态光源辐射的基本上相同的光谱分布。在实施例中,固态光源可以被配置为照射透光主体的不同面。

照明设备包括多个光源。特别地,多个(m个)光源的光源光具有光谱重叠,甚至更特别地,它们具有相同类型并且提供基本上相同的光(因此具有基本上相同的光谱分布)。因此,光源可以基本上具有相同的发射最大值(“峰最大值”),诸如在10nm的带宽内,特别是在8nm内,诸如在5nm内(装箱)。

特别地,光源被配置成向透光主体(即,(多个)辐射输入面)提供至少0.2w/mm2的蓝色光功率(wopt)。蓝色光功率被限定为在被限定为光谱的蓝色部分的能量范围内的能量(还见下文)。特别地,光子通量平均为至少4.5×1017光子/(s·mm2),诸如至少6.0×1017光子/(s·mm2)。假设蓝色(激发)光,这可以对应于向至少一个辐射输入面提供的平均分别为至少0.067w/mm2和0.2w/mm2的蓝色功率(wopt)。这里,特别地,术语“平均”指示(至少一个辐射输入表面的)单位面积内的平均值。当照射多于一个辐射输入表面时,特别地,这些辐射输入表面中的每一个辐射输入表面都接收这种光子通量。此外,特别地,所指示的光子通量(或当应用蓝色光源光时的蓝色功率)还是单位时间内的平均值。

在又一实施例中,特别是对于投影仪应用,多个光源以脉冲操作操作,其中占空比选自10-80%,诸如25-70%。

照明设备可以包括多个发光集中器,诸如在2-50个的范围内,例如3-20个光集中器(例如其可以被堆叠)。

光集中器可以与一个或多个光源辐射耦合,特别是多个光源,诸如2-1000个,例如2-50个光源。特别地,术语“辐射耦合”意味着光源和光集中器彼此相关联,使得由光源发射的辐射中的至少一部分辐射由光集中器接收(并且至少部分地转换成发光)。

因此,发光集中器在一个或多个辐射输入面处接收来自上游配置的光集中器或来自上游配置的光源的辐射(泵浦辐射)。进一步地,光集中器包括发光材料,该发光材料被配置为将在一个或多个辐射输入面处所接收的泵浦辐射的至少一部分泵浦辐射转换成发光材料光,并且发光集中器被配置为将至少一部分发光材料光在辐射出射窗处向外耦合作为转换器光。特别地,该转换灯用作照明设备灯的部件。

特别地,短语“被配置为在辐射出射窗处提供发光材料光”和类似短语指代这种实施例:其中发光材料光在发光集中器内(即在透光主体内)产生,并且部分发光材料光将到达辐射出射窗并从发光集中器中逸出。因此,在辐射出射窗的下游提供发光材料光。在辐射出射窗下游的转换器光至少包括经由辐射出射窗从光转换器逸出的发光材料光。还可以使用术语“光集中器灯”来代替术语“转换器光”。泵浦辐射可以被应用到单个辐射输入面或多个辐射输入面。

在实施例中,长度(l)选自1-100cm,诸如特别是5-50cm。因此,这可以适用于所有发光集中器。然而,范围指示不同的发光集中器可以在该范围内具有不同的长度。

在更进一步的实施例中,(发光集中器的)细长透光主体包括细长的陶瓷主体。例如,掺杂有ce3+(三价铈)的发光陶瓷石榴石可以用于将蓝色光转换成具有较长波长的光,例如在绿色至红色的波长区内,诸如在大约500-750nm的范围内。为了在期望的方向上获得足够的吸收和光输出,使用透明杆(特别是基本上被成形为梁)是有利的。这种杆可以用作光集中器,在它们的长度上集中来自诸如led(发光二极管)的光源的光源光,将该光源光转换成转换器光并且在出射表面处提供大量的转换器光。例如,基于光集中器的照明设备对于投影仪应用而言可以是令人感兴趣的。对于投影仪,红色和绿色发光集中器是令人感兴趣的。基于石榴石的绿色发光杆可以相对有效。特别地,这种集中器基于yag:ce(即,y3al5o12:ce3+)或luag(lu3al5o12:ce3+)。可以通过使用gd掺杂yag石榴石(“ygdag”)来制造“红色”石榴石。

因此,特别地,细长透光主体包括陶瓷材料,该陶瓷材料被配置成将至少一部分(蓝色)光源光波长转换成红色的转换器光,该转换器光至少部分地从辐射出射窗逸出。特别地,陶瓷材料包括a3b5o12:ce3+陶瓷材料(“陶瓷石榴石”),其中a包括钇(y)和钆(gd),并且其中b包括铝(al)。如下面进一步指示的,a还可以指代其它稀土元素,b可以仅包括al,但是还可以可选地包括镓。特别地,式a3b5o12:ce3+指示化学式,即不同类型的元素a、b和o(3:5:12)的化学计量。然而,如本领域已知的,由这种式指示的化合物还可以可选地包括与化学计量的小偏差。

在又一方面,本发明还提供了这种细长透光主体本身,即具有第一面和第二面的细长透光主体,特别地这些面限定细长透光主体的长度(l),细长透光主体包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗,其中第二面包括所述辐射出射窗,其中细长透光主体包括陶瓷材料,该陶瓷材料被配置成将至少部分(蓝色)光源光波长转换成转换器光,诸如(至少)红色转换器光(当通过蓝色光源光照射细长透光主体时,其至少部分地从辐射出射窗逸出),其中陶瓷材料包括如本文所限定的a3b5o12:ce3+陶瓷材料。因此,这种透光主体可以用作光转换器。特别地,这种透光主体具有长方体的形状。

如上所述,陶瓷材料包括石榴石材料。因此,特别地,细长主体包括发光陶瓷。石榴石材料,特别是陶瓷石榴石材料,在本文中还被指示为“发光材料”。发光材料包括a3b5o12:ce3+(石榴石材料),其中a特别地选自sc、y、tb、gd和lu(特别地,至少y和gd),其中b特别地选自al和ga(特别是至少al)。更特别地,a(基本上)包括钇(y)和钆(gd),b(基本上)包括铝(al)。这种石榴石掺杂有铈(ce),并且可选地掺杂有其它发光物质,诸如镨(pr)。

如上所述,特别地,元素a可以选自由钇(y)和钆(gd)组成的组。因此,特别地,a3b5o12:ce3+指代(y1-xgdx)3b5o12:ce3+,其中特别地,x在0.1-0.5的范围内,甚至更特别地在0.2-0.4的范围内,甚至更特别地0.2-0.35。因此,a可以包括按原子计50-90%范围内的y,甚至更特别地按原子计至少60-80%的y,甚至更特别地按原子计65-80%的a包括y。进一步地,因此特别地,a包括按原子计至少10%范围内的gd,诸如按原子计10-50%的gd,例如按原子计20-40%,甚至更特别地按原子计20-35%的gd。

特别地,b包括铝(al),然而,b还可以部分地包括镓(ga)和/或钪(sc)和/或铟(in),特别是高达大约20%的al,更特别地,高达大约10%的al可被替换(即,a离子基本上由90摩尔%或更多的al和10摩尔%或更少的ga、sc和in中的一种或多种组成);特别地,b可以包括高达大约10%的镓。因此,b可以包括至少90原子%的al。因此,特别地,a3b5o12:ce3+指代(y1-xgdx)3al5o12:ce3+,其中特别地,x在0.1-0.5的范围内,甚至更特别地在0.2-0.4的范围内。

在另一变型中,b(特别地,al)和o可以至少部分地被si和n代替。可选地,高达大约20%的al-o可以被si-n代替,诸如高达10%。

对于铈的浓度,指示n摩尔%的ce指示n%的a被铈代替。因此,a3b5o12:ce3+还可以被限定为(a1-ncen)3b5o12,其中n在0.001-0.035的范围内,诸如0.0015-0.01。因此,本质上包括y和摩尔ce的石榴石实际上可以指代((y1-xgdx)1-ncen)3b5o12,其中x和n如上所限定。

特别地,通过烧结处理和/或热压处理获得陶瓷材料,可选地随后在(轻微)氧化气氛中退火。特别地,术语“陶瓷”涉及无机材料,该无机材料通过在至少500℃(特别是至少800℃,诸如至少1000℃,例如至少1400℃)的温度处在减压、大气压或高压处(诸如在10-8至500mpa的范围内,诸如特别是至少0.5mpa,例如特别是至少1mpa,例如1至大约500mpa,诸如至少5mpa,或至少10mpa,特别地在单轴或等静压下,特别是在等静压下)加热(多晶)粉末获得。获得陶瓷的特定方法是热等静压(hip),而hip处理可以是后烧结hip、胶囊hip或组合烧结-hip处理,例如在如上所述的温度和压力条件下。通过这种方法可获得的陶瓷可以原样使用,或者可以进一步加工(例如抛光)。特别地,陶瓷具有至少90%(或更高,参见下文)的密度,例如理论密度(即,单晶的密度)的至少95%,例如97-100%的范围内。陶瓷仍然可以是多晶的,但在晶粒之间具有减小的或强烈减小的体积(压制颗粒或压制的附聚颗粒)。在升高的压力下加热(诸如hip)可以例如在惰性气体中进行,诸如包括n2和氩(ar)中的一种或多种。特别地,在升高的压力下加热之前在选自1400-1900℃(诸如1500-1800℃)的范围的温度处进行烧结处理。这种烧结可以在减压下进行,诸如在10-2pa或更低的压力下进行。这种烧结可以已经导致密度为理论密度的大约至少95%,甚至更特别地至少99%。在预烧结和加热之后,特别是在高压下(诸如hip),透光主体的密度可以接近单晶的密度。然而,差别之处在于透光主体中可获得晶界,因为透光主体是多晶的。例如,可以通过光学显微镜或sem检测这种晶界。因此,特别地,本文中透光主体指代具有与(相同材料的)单晶基本上相同的密度的烧结多晶。因此,这种物体对于可见光可以是高度透明的(除了由光吸收物质(诸如特别是ce3+)的吸收之外)。

发光集中器还可以是晶体,诸如单晶。这种晶体可以在较高温度的处理中从熔体中生长/拉出。通常称为晶锭的大晶体可以被切成片以形成透光主体。上面提到的多晶石榴石是备选地还可以以单晶形式生长的材料的示例。

在获得透光主体之后,可以抛光主体。在抛光之前或之后,可以执行退火处理(在氧化气氛中),特别是在抛光之前。在另一特定实施例中,所述退火处理持续至少2小时,诸如在至少1200℃下持续至少2小时。此外,特别地,氧化气氛包括例如o2。

除了铈掺杂的石榴石之外,或者除了这种石榴石之外,还可以应用其它发光材料,例如嵌入有机或无机光透射基质中,作为发光集中器。例如,可以应用量子点和/或有机染料,并且可以将其嵌入透射基质中,例如聚合物,例如pmma,或聚硅氧烷等。

量子点是半导体材料的小晶体,通常具有仅几纳米的宽度或直径。当被入射光激发时,量子点发射由晶体的大小和材料所决定的颜色的光。因此,可以通过调整点的大小来产生特定颜色的光。具有在可见光范围内的发射的大多数已知量子点基于具有诸如硫化镉(cds)和硫化锌(zns)的外壳的硒化镉(cdse)。还可以使用诸如磷化铟(inp)和硫化铜铟(cuins2)和/或硫化银铟(agins2)的无镉量子点。量子点显示非常窄的发射带,因此它们显示饱和的颜色。此外,通过调整量子点的大小可以容易地调节发射颜色。本领域已知的任何类型的量子点都可以用于本发明。然而,出于环境安全和关注的原因,优选使用无镉量子点或至少具有非常低的镉含量的量子点。

还可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于二萘嵌苯衍生物的有机发光材料,例如由basf以名称销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于redf305,orangef240,yellowf083和f170。

数种颜色转换方案是可能的。然而,特别地,斯托克斯位移相对较小。特别地,斯托克斯位移被限定为用于泵浦的光源的带最大值和所发射的光的位置之间的(波长中的)差,其不大于100nm;然而,特别地,斯托克斯位移是至少大约10nm,例如至少大约20nm。特别地,这适用于光源光到第一发光材料的光转换,还适用于第二泵浦辐射到第二发光材料的光转换等。

在实施例中,多个光源被配置为提供uv辐射作为第一泵浦辐射,并且发光集中器被配置为提供蓝色和绿色第一转换器光中的一个或多个。在其它实施例中,多个光源被配置为提供蓝色辐射作为第一泵浦辐射,并且发光集中器被配置为提供绿色和黄色第一转换器光中的一个或多个。注意,还如下所示,还可以组合这些实施例。

在实施例中,光集中器可以包括掺杂磷光体的高折射率石榴石的矩形棒(杆),其能够将例如蓝色光转换成绿色、黄色和/或红色光并且在小的作用域输出光束中收集该绿色、黄色和/或红色光。矩形棒可以具有六个表面,在棒的长度上形成四个侧壁的四个大表面,以及在棒的端部处的两个较小表面,这些较小表面中的一个较小表面形成“鼻”,在该鼻处提取期望的光。

光集中器包括透光主体。关于细长透光主体(诸如,陶瓷杆或晶体,诸如单晶)特别地描述了光集中器。然而,这些方面还可能与其它成形陶瓷主体或单晶相关。因此,在实施例中,细长透光主体可以例如包括陶瓷主体,并且在其它实施例中,细长透光主体可以例如包括单晶。

照明设备可以是办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、温室照明系统、园艺照明或lcd背光等一部分或者可以应用于其中。

在又一方面,本发明提供了包括如本文所限定的照明设备的投影仪。如上所述,当然光投射器还可以包括多个这种照明设备。

在又一方面,本发明还提供了被配置成提供照明系统灯的照明系统,照明系统包括如本文所限定的一个或多个照明设备。这里,术语“照明系统”还可以用于(数字)投影仪。进一步地,照明设备可以用于例如舞台照明(还进一步参见下文)。因此,在实施例中,本发明还提供如本文所限定的照明系统,其中照明系统包括数字投影仪或舞台照明系统。照明系统可以包括如本文所限定的一个或多个照明设备,并且可选地包括一个或多个第二照明设备,该一个或多个第二照明设备被配置为提供第二照明设备光,其中照明系统光包括(a)如本文所限定的所述转换器光(i)中的一个或多个,以及可选地(b)第二照明设备光。因此,本发明还提供了被配置成提供可见光的照明系统,其中照明系统包括如本文所限定的至少一个照明设备。例如,这种照明系统还可以包括一个或多个(附加的)光学元件,例如滤光器、准直器、反射器、波长转换器等中的一个或多个。照明系统可以是例如用于汽车应用的照明系统,例如前灯。因此,本发明还提供了被配置成提供可见光的汽车照明系统,其中汽车照明系统包括如本文所限定的至少一个照明设备和/或包括如本文所限定的至少一个照明设备的数字投影仪系统。特别地,照明设备可以配置为(在这种应用中)提供红色光。汽车照明系统或数字投影仪系统还可以包括如本文所述的多个照明设备。

本文中的术语白色光是本领域技术人员已知的。特别地,它涉及相关色温(cct)在大约2000和20000k之间的光,特别地2700-20000k,对于一般照明特别地在大约2700k和6500k的范围中,并且对于背光目的特别地在大约7000k和20000k的范围中,特别地在距bbl(黑体轨迹)的大约15sdcm(颜色匹配的标准偏差)内,特别地在距bbl的大约10sdcm内,甚至更特别地在距bbl的大约5sdcm内。

特别地,术语“紫色光”或“紫色发射”涉及波长在大约380-440nm的范围中的光。特别地,术语“蓝色光”或“蓝色发射”涉及波长在大约440-490nm的范围中的光(包括一些紫色和青色色调)。特别地,术语“绿色光”或“绿色发射”涉及波长在大约490-560nm的范围中的光。特别地,术语“黄色光”或“黄色发射”涉及波长在大约560-570nm的范围中的光。特别地,术语“橙色光”或“橙色发射”涉及波长在大约570-600的范围中的光。特别地,术语“红色光”或“红色发射”涉及波长在大约600-780nm的范围中的光。术语“粉红色光”或“粉红色发射”指代具有蓝色和红色成分的光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”指代波长在大约380-780nm的范围中的光。

附图说明

现在将仅通过示例的方式,参考所附示意图来描述本发明的实施例,其中对应的附图标记指示对应的部件,并且其中:

图1a-图1e示意性地描绘了本发明的一些方面;

图2a-图2d示意性地描绘了一些方面;

图3a-图3c示意性地描绘了一些实施例;

图4a-图4b示意性地描绘了一些方面;

图5a-图5b示意性地描绘了一些其它变型;和

图6a-图6b示意性地描绘了一些实施例。

示意图不一定按比例绘制。

具体实施方式

根据本发明的发光设备可以用于包括但不限于灯、光模块、灯具、聚光灯、闪光灯、投影仪、(数字)投影设备、汽车照明(诸如例如为汽车的前灯或尾灯)、舞台照明、剧院照明和建筑照明的应用中。

作为如下所述的根据本发明的实施例的一部分的光源可以被适配为在操作中发射具有第一光谱分布的光。随后,将该光耦合到光导或波导中;这里是透光主体。光导或波导可以将第一光谱分布的光转换成另一光谱分布并将光引导到出射表面。

图1a中示意性地描绘了如本文所限定的照明设备的一个实施例。图1a示意性地描绘了照明设备1,该照明设备1包括多个固态光源10和发光集中器5,发光集中器5包括细长透光主体100,细长透光主体100具有第一面141和第二面142,第一面141和第二面142限定细长透光主体100的长度l。细长透光主体100包括一个或多个辐射输入面111,这里例如是两个相对布置的面,用附图标记143和144(其限定例如宽度w)指示,这里还指示为边缘面或边缘侧147。进一步地,透光主体100包括辐射出射窗112,其中第二面142包括所述辐射出射窗112。整个第二面142可以用作或被配置为辐射出射窗。多个固态光源10被配置为向一个或多个辐射输入面111提供(蓝色)光源光11。如上所述,特别地,多个固态光源10被配置成向辐射输入面111中的至少一个辐射输入面提供平均至少0.067w/mm2的蓝色功率wopt。附图标记ba指示体轴,其在长方体实施例中将基本平行于边缘侧147。附图标记140通常指代侧面或边缘面。

细长透光主体100可以包括陶瓷材料120,陶瓷材料120被配置为将(蓝色)光源光11的至少一部分波长转换成转换器光101,诸如绿色和红色转换器光101中的至少一个或多个。如上所述,陶瓷材料120包括a3b5o12:ce3+陶瓷材料,其中a包括例如钇(y)、钆(gd)和镥(lu)中的一种或多种,并且其中b包括例如铝(al)。附图标记20和21分别指示滤光器和反射器。前者可以在需要绿色光时减少非绿色光,或者在需要红色光时减少非红色光。后者可以用于将光反射回到透光主体或波导中,从而提高效率。注意,可以使用比示意性描绘的反射器更多的反射器。注意,透光主体还可以基本上由单晶组成,在实施例中还可以是a3b5o12:ce3+

光源原则上可以是任何类型的点光源,但在一个实施例中是固态光源,诸如发光二极管(led)、激光二极管或有机发光二极管(oled)、多个led或激光二极管或oled、或led或激光二极管或oled的阵列、或这些中的任何的组合。led原则上可以是任何颜色的led或这些的组合,但在一个实施例中是蓝色光源,产生在uv和/或蓝色范围内的光源光,其被限定为在380nm和490nm之间的波长范围。在另一实施例中,光源是uv或紫色光源,即在低于420nm的波长范围内发光。在多个led或激光二极管或oled或者led或激光二极管或oled的阵列的情况下,led或激光二极管或oled原则上可以是具有两种或更多种不同颜色(诸如但不限于uv、蓝色、绿色、黄色或红色)的led或激光二极管或oled。

光源10被配置为提供光源光11,其用作泵浦辐射7。发光材料120将光源光转换成发光材料光8(同样参见图1e)。在光出射窗处逸出的光被指示为转换器光101,并且将包括发光材料光8。注意,由于重吸收,发光集中器5内的发光材料光8的部分可以被重吸收。因此,相对于低掺杂系统和/或相同材料的粉末,光谱分布可以被红移。照明设备1可以用作发光集中器以泵浦另一发光集中器。

图1a-图1b示意性地描绘了照明设备的类似实施例。进一步地,照明设备可以包括另外的光学元件,其与波导分离和/或被集成在波导中,例如聚光元件,诸如复合抛物面聚光元件(cpc)。图1b中的照明设备1进一步包括准直器24,诸如cpc。

如图1a-图1b和其它图所示,光导具有至少两个端部,并且在光导的一个端部处的第一基面(还指示为第一面141)和在光导的另一端部处的第二基面(还指示为第二面142)之间沿轴向延伸。

图1c示意性地描绘了可能的陶瓷主体或晶体作为波导或发光集中器的一些实施例。面用附图标记141-146指示。第一变型,类似板状或类似梁状的透光主体具有面141-146。未示出的光源可以被布置在面143-146中的一个或多个面处(边缘面的一般指示为附图标记147)。第二变型是管状杆,具有第一面141和第二面142以及圆周面143。未示出的光源可以被布置在透光主体周围的一个或多个位置处。这种透光主体将具有(基本上)圆或圆形截面。第三变型基本上是前两种变型的组合,具有两个弯曲侧面和两个平坦侧面。图1c中所示的变型不是限制性的。更多的形状是可能的;即,例如参考通过引用并入本文的wo2006/054203。用作光导的陶瓷主体或晶体通常可以是杆状或条形光导,其包括在相互垂直的方向上延伸的高度h、宽度w和长度l,并且在实施例中是透明的或透明发光的。通常沿长度l方向引导光。高度h在实施例中<10mm,在其它实施例中<5mm,在又一实施例中<2mm。宽度w在实施例中<10mm,在其它实施例中<5mm,在又一实施例中<2mm。长度l在实施例中大于宽度w和高度h,在其它实施例中是宽度w的至少2倍或高度h的2倍,而在其它实施例中,长度l是宽度w的至少3倍或高度h的3倍。因此,特别地,纵横比(长度/宽度)大于1,诸如等于或大于2,诸如至少5,甚至更特别地在10-300的范围内,诸如10-100,例如10-60,例如10-20。除非另有说明,术语“纵横比”是指长度/宽度比。图1c示意性地描绘了具有四个长侧面的一个实施例,其中两个长侧面或四个长侧面可以用光源光照射。

高度h:宽度w的纵横比通常为1:1(对于例如一般光源应用)或者1:2、1:3或1:4(对于例如特殊光源应用,诸如头灯)或者4:3、16:10、16:9或256:135(用于例如显示应用)。光导通常包括在平行平面中不平行布置的光输入表面和光出射表面,并且在实施例中,光输入表面垂直于光出射表面。为了实现高亮度的集中光输出,光出射表面的面积可以小于光输入表面的面积。光出射表面可以具有任何形状,但在一个实施例中,其被成形为正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、五边形或六边形。

注意,在本文示意性描绘的所有实施例中,特别地,辐射出射窗被配置为垂直于(多个)辐射输入面。因此,在实施例中,辐射出射窗和(多个)辐射输入面垂直配置。在其它实施例中,辐射出射窗可以被配置为相对于一个或多个辐射输入面配置的角度小于或大于90°。

图1d非常示意性地描绘了包括如本文所限定的照明设备1的投影仪或投影仪设备2。通过示例的方式,这里投影仪2包括至少两个照明设备1,其中第一照明设备(1a)被配置为提供例如绿色光101,并且其中第二照明设备(1b)被配置为提供例如红色光101。光源10被配置为提供例如蓝色光。这些光源可以用于提供投影(光)3。注意,被配置为提供光源光11的附加光源10不一定是与泵浦(多个)发光集中器所使用的光源相同的光源。此外,这里术语“光源”还可以指代多个不同的光源。投影仪设备2是照明系统1000的一个示例,特别地,该照明系统被配置为提供照明系统光1001,其特别地包括照明设备光101。

高亮度光源对于包括聚光、舞台照明、头灯和数字光投影等的各种应用而言是令人感兴趣的。

为此目的,可以使用所谓的光集中器,其中较短波长的光在高度透明的发光材料中被转换成较长波长。可以使用这种透明发光材料的杆,然后用led照射该杆以在杆内产生更长的波长。经转换的光将以波导模式停留在发光材料(诸如掺杂石榴石)中,然后可以从表面中的一个表面提取,从而产生强度增益(图1e)。

针对投影仪应用的高亮度的基于led的光源似乎具有相关性。例如,可以通过由一组离散的外部蓝色led泵浦发光集中器杆来实现高亮度,于是在发光杆中所包括的磷光体随后将蓝色光子转换成绿色或红色光子。由于发光杆主材料的高折射率(通常为~1.8),所转换的绿色或红色光子由于全内反射而几乎完全被捕获在杆内。在杆的出射面处,借助于一些提取光学器件(例如,复合抛物面集中器(cpc)或微折射结构(微球或金字塔结构))从杆中提取光子。因此,可以在相对小的出射面处提取在杆内部产生的高发光功率,从而产生高的源亮度。目前,用于泵浦发光杆的led模块与杆紧密接触,以便尽可能多地耦合,如图2a所示。在该概念中,个体led裸片和发光杆之间的空气间隙g保持尽可能小(几十到几百微米),以便尽可能多地将光耦合到杆中。在实际实施方式中,通常使用0.3mm的距离。为了增加泵浦功率而在发光杆周围放置更多的led是不可能的,因为对于给定的杆尺寸,在该概念中占据了所有可用空间。附图标记300指示冷却元件;附图标记hs指示散热器。这里,应用多个散热器来对(多个)光源10和透光主体100进行热管理。

在本发明中,使用用于远程泵浦发光集中器杆的方法-在实施例中,通过使用(i)椭圆镜和(ii)离散led源的预准直和预倾斜的组合。关于使用细长椭圆镜的主要思想是相当简单的:当将光源(即led)放置到椭圆的一条焦线中时,光将被重定向朝向第二焦线(即发光杆)。当沿着第一焦线放置led阵列时,将沿着第二焦线产生细长的焦距。在图2b-图2c中图示了该(散光)聚焦。然而,由于椭圆镜仅在一个平面(椭圆的平面)中具有聚焦强度,因此该聚焦平面外的光线的方向矢量将不会改变,并且可能最终错过发光杆,如图2c中的两个最右手光线所示。提出了进一步的光学布置,其可以针对我们的发光杆进一步优化该椭圆形泵浦概念的收集效率。f1和f2分别示意性地指示第一焦距和第二焦距。

如图2b中示意性地所示,在实施例中,光源的光学轴不是指向透光主体100而是曲面指向镜,其通过(镜单元200的)附图标记220指示。因此,光源10被配置为在曲面镜220的方向上提供光源光11。特别地,在本文的实施例中,至少部分光源光诸如至少50%,例如至少80%,诸如至少90%,诸如在实施例中(基本上)所有光源光)被曲面镜220接收,并且其中一部分在曲面镜220处的至少一次反射之后,可以到达透光主体100。因此,在实施例中,至少50%(例如至少80%,诸如至少90%,诸如在实施例中(基本上)所有)由透光主体100接收的光源光仅在曲面镜220反射之后被接收。因此,对于在透光主体100处接收的光源光的基本部分,曲面镜220实际上被配置在透光主体100的上游,并且光源10被配置在曲面镜220的上游。因此,在实施例中,通过附图标记o指示的光学轴可以不指向透光主体(而是指向曲面镜220)。

特别地,透光主体100的细长透光主体。

附图标记2d示意性地描绘了设备1的一个实施例的透视图,其中具有两个镜单元200,每个镜单元具有长度l1,长度l1与透光主体100的长度l基本上相同。光源10被配置成具有长度l2的排,长度l2也与透光主体100的长度l基本上相同。特别地,光源10被配置在第一焦距或焦线f1中,并且第二焦距/焦线f2可以与透光主体100重合。注意,第二焦距/焦线f2不一定在透光主体100处重合,而是还可以例如在相应的辐射输入面111处平行地配置。特别地,(细长的)曲面镜的镜长度l1在光源排长度的80-120%的范围内,该长度用附图标记l2指示。如图2d中示意性描绘的镜220可基本上具有椭圆柱片段(即椭圆柱的片段)的形状。注意,与镜220的伸长轴垂直的每个截面可以提供这种半椭圆形状。

参考图2d,描绘了单个曲面镜220的一侧。在其它实施例中,诸如特别地,在基本上相同的长度l1之上,可以(串联)配置两个或更多个曲面镜220。因此,术语“光源镜单元”可以包括多个曲面镜,诸如彼此相邻配置以形成细长镜(具有基本上长度l1)。

可选地,同样在第二面142处可以配置镜21,诸如具有孔21b的镜,使得光可以通过孔逸出,并且反射光可以被反射回到细长主体中。该镜21或这些镜21可以不与第二(或第一)面物理接触,但是可以被配置成靠近第二(或第一)面,距离诸如0.1-1mm,例如0.1-0.5毫米。

附图标记500示意性地示出了气体(特别地,空气)置换单元,其被配置为在细长主体100和光源10和/或镜220之间提供气体流动501。以该方式,可以获得进一步的冷却。

通过使用多个椭圆镜,可以针对光集中器设备获得最有效的远程光学泵浦布置。这可以与个体led输出的预准直和预倾斜相结合(参见下文)。在图3a-图3c中描绘了几种布置。

图3a示出了一种布置,其中使用两个细长的半椭圆镜,以便准直沿相反方向发射的两个led条带的输出。两个半椭圆的两个焦点中的一个焦点与杆入射面的中心重合,而两个半椭圆的其它焦点与相应的led模块的中心重合。因此,两个半椭圆的长轴可以相对于彼此形成某个角度,α椭圆(在附图中用α指示),这取决于led模块和中间散热器的厚度。由于led的发射的角度依赖性在向前的方向(例如,朗伯),因此可以找到最佳的α椭圆以将到达杆的光量最大化。

原则上,整个2α上(和下)半空间可以用于收集和聚焦来自两个led模块的光。然而,在实践中,发光杆需要被机械夹持以用于定位和冷却目的。因此,只有2α上(和下)半空间的一部分将被椭圆镜接受,其余的光将丢失或散射到镜腔中。该“死角”强烈地依赖于椭圆的长轴和短轴之间的比率,并且可以相应地最小化。对于非常细长(大偏心)的椭圆,死角最小;然而,在该情况下,光学像差将强烈地放大发光杆位置处的光斑。根据led光输出角分布、led裸片的尺寸、杆大小和椭圆几何,可以在此找到最佳值。在图3a中,(多个)镜220是曲面镜,其可以基本上具有椭圆形状,或者该曲率基本上遵循椭圆形状的弯曲部分的曲率。这里,示意性地描绘了实施例,其中镜可以包括椭圆的片段,特别地,半椭圆(半椭圆镜)。

图3b示出了具有4个细长截头椭圆镜的布置。由于对称性考虑,被耦合到发光杆中的光量基本上是图3a的几何所获得的量的两倍(假设四个而不是两个相同的led阵列,并且假设没有来自通过另一椭圆镜撞击杆的光线的贡献)。

在图3c中,示出了具有八个细长截头椭圆镜的布置。由于在该情况下上述死角较大,因此每个个体椭圆的收集效率较小,如图4a和图4b所示。尽管仍然可以将更多的光耦合到发光杆中(因为led阵列的数目加倍),但是该布置的预期总收集效率可以小于在图4a和图4b中的布置。此外,还应该对发光杆进行机械夹持和冷却。在图3c的布置中,对此存在较少的空间。

解决方案可以是在布置内部应用气流以冷却杆。可以在组件和出口中应用入口以分别引导内部和外部的气流。气流可以源自(小)风扇,诸如上述的空气置换单元。在这种配置中,杆还可以在几个位置处被支撑,基本上悬挂在自由空间中。

然而,在图3a-图3c的各种配置中,杆可以在椭圆镜结构的死区内被接触和冷却。这可以通过将杆夹持在冷却块之间来完成,冷却块通常是金属形状,例如由铜或铝制成。而且,图3a-图3c中的led/椭圆镜结构可以以不同的角度相对于杆旋转。换句话说,在图3a-图3c中,与所描绘的杆的方向相比,杆可以以各种角度旋转。

因此,图3a、图3b、图3c分别示意性地描绘了包括2个、4个和8个光源镜单元的实施例。

当从所有侧照射时冷却杆的另一机会是在杆周围模制不发光的透明陶瓷冷却包层(400)。如果陶瓷包层由合适的陶瓷(诸如yag)模制而成,则可以使包层完全透明而不会干扰光学光路。冷却包层具有相对高的导热率,因此有助于散热。可以通过不透明的导热材料(诸如铜)在不在光路内的各个位置处接触包层,以允许适当的散热。冷却包层表面可以是抛光的。在光路的设计中可以考虑在冷却包层处的额外折射。要求冷却包层可以在某些位置处保持和支撑杆,但是不与杆光学接触,以便保持杆内的光导。因此,在杆和透明冷却包层之间存在薄的有效空气间隙。由此,冷却包层的内表面的形状类似于发光集中器的形状,但略大。冷却包层的截面外形可以偏离并由许多形状组成,例如矩形或圆形。在图4a-图4b中示意性地描绘了这些实施例的示例。包层用附图标记400指示。在图4a和4b中示意性地画出了小空气间隙。注意,在图4a中,包层400的形状与细长主体100基本上相同,而在图4b中,形状是不同的。

为了尽可能多地朝向第二焦线收集和重定向光,可以通过附加的(圆柱形)光学器件对来自个体led的输出进行预准直(在xz方向上)。因此,由个体led(在yz平面中)所发射的光束的发散角变得更小并且在两个远离的杆边缘处浪费更少的光。这在图5a中示出。通过相对于发光杆的长轴略微预倾斜led,由远距离led模块所发射的光甚至可以更好地指向发光杆。这在图5b中示出。这在没有预准直的情况下同样有效,因为led的发射的角度依赖性在向前的方向(例如朗伯)。光学轴o和体轴ba之间的角度用β指示。该角度β可以是大约90°或更小(诸如低至大约35°,诸如45°)接近第一面141和/或第二面142。角度β是最小角度。注意,角度β可以由由法线p(垂直于)至体轴ba所限定的三角形组成,并且连接光源10和体轴ba,同一光源10的光11的光学轴o和体轴ba。

确保光不会错过杆的另一方法是在杆和led阵列的左侧和右侧提供镜(同样参见上文)。

下面,示出并描述了一些特定实施例。图6a示意性地描绘了具有高光输出的配置。侧镜可以平行于附图平面(即,分别平行于第一面141和/或第二面142)(在该图中未示出面141、142)存在。图6b示意性地描绘了基本上相同的配置,但每侧具有1个led条带。在图6b的另一变型中,led条带由侧向发射led组成,其引导更多的光向上和向下以与曲面镜相互作用。

对于带有4个led条带和具有侧镜的两个(半)椭圆(图6a)的配置,我们首先执行光线跟踪仿真,省略了夹持块。如果还省略保持(和冷却)led所需要的空间,则得到83%的效率,即由led发射的83%的光子到达发光杆。通过用于夹持led的实际块尺寸,该数值下降到74%。如果杆被夹持在短侧面的整个区域(如图6a所示),则效率仅为62%,因为不能使用小侧面。在该示例中,led不是预倾斜的。此外,来自左侧led的光不再能够到达杆的右侧,反之亦然。

每侧还只能使用1个led条带(图6b)。然后最好的配置是将发射侧指向杆,从而产生90%的效率。在图6a和图6b中,以及在其它图中,镜220包括椭圆的部分。然而,特别是或椭圆形元件的一部分。特别地,曲面镜被配置为使得获得两个焦距(特别地,包括两个焦线或两个焦面或两个焦体积)。注意,在图6a中,α椭圆(即α)基本上等于零。

因此,本发明可以例如提供聚光光源,其由吸收来自一个或多个led阵列的光的转换结构组成,其周围具有将led光聚焦到转换结构上的曲面镜。此外,本发明可以提供这种聚光光源,其中曲面镜的截面具有由一个或多个椭圆组成的形状,其中转换结构和led条带尽可能接近椭圆的焦点。进一步地,本发明可以提供这种聚光光源,其中曲面镜的截面具有由两个椭圆组成的形状,其中转换结构和led条带都尽可能接近椭圆的焦点。进一步地,本发明可以提供这种聚光光源,其包括与杆的长边和led条带垂直的侧镜。特别地,侧镜中的一个侧镜可以被配置为端镜(诸如端镜21,参见图1a、图1b和图2d)。进一步地,本发明可以提供这种聚光光源,其包括针对led和转换结构的夹持和冷却设备。进一步地,本发明可以提供这种聚光光源,其中个体led倾斜,使得到达转换结构的led光的量最大化。

应用包括但不限于投影仪、灯、灯具或其它照明系统,诸如商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统和汽车应用。

本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”,诸如“基本上所有光”或“基本上由......组成”。术语“基本上”还可以包括具有“整体”、“完全”、“全部”等的实施例。因此,在实施例中,形容词基本上还可以被去除。在适用的情况下,术语“基本上”还可以涉及90%或更高,诸如95%或更高,特别地99%或更高,甚至更特别是99.5%或更高,包括100%。术语“包括”还包括其中术语“包括”指代“由......组成”的实施例。特别地,术语“和/或”涉及在“和/或”之前和之后所提到的一个或多个项。例如,短语“项1和/或项2”和类似的短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。在一个实施例中,术语“包括”可以指代“由......组成”,但在另一实施例中还可以指代“含有至少所限定的种类和可选地一个或多个其它种类”。

此外,本说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似元件,而不一定用于描述依序的或时间顺序。应理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且本文所描述的本发明的实施例能够以除了本文所描述或说明的其它顺序操作。

本文中的设备除其他设备之外在操作期间被描述。如本领域技术人员所清楚的,本发明不限于操作方法或操作中的设备。

应当注意,上述实施例说明而不限制本发明,并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。在权利要求中,括号内的任何参考符号不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所述之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括数个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在枚举了数个装置备权利要求中,这些装置中的数个装置可以由同一个硬件项来实现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹的事实并不指示这些措施的组合不能用于有利。

本发明还应用于包括在本说明书中所描述的和/或在附图中所示出的一个或多个特征的设备。本发明进一步涉及包括在本说明书中所描述和/或在附图中所示出的一个或多个特征的方法或过程。

可以组合本专利中所讨论的各个方面,以便提供附加的优点。此外,本领域技术人员将理解,可以组合实施例,并且还可以组合多于两个的实施例。此外,一些特征可以形成一个或多个分区应用的基础。

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