发光设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发光设备，其包括适于在操作中发射具有第一光谱分布的光的光源以 及适于将具有第一光谱分布的光转换为具有第二光谱分布的光的光导。
【背景技术】
[0002] 高强度光源并且特别是白色高强度光源，对于包括聚光照明（spot)、头灯、舞台 照明以及数字光投影的各种应用是令人关注的。对于这种用途，可能使用所谓的聚光器 (luminescent concentrator)，其中在高度透明的发光材料中较短波长的光被转换为较长 波长。这种透明发光材料由LED照明以便在发光材料内产生更长的波长。所转换的光（将 在发光材料中被导波）从表面被提取，从而导致强度增益或者换句话说亮度的增加。
[0003] 这种光源对于诸如聚光照明和舞台照明之类的应用是令人关注的。然而，虽然这 种光源可以高效率地用于产生绿色、黄色以及橙色的光，但是难以借助于这种光源产生良 好混合的白光。
[0004] 文档W0 2012/056382 A1在一个实施例中描述了包括多个波导和两个光源的照明 设备。波导被提供有布置在波导中的发光材料。每个波导的发光材料可以互相不同并且被 配置为将来自光源的光转换为发光材料发射。
[0005] 然而，利用这种照明设备，来自光源和来自发光材料发射的光的混合，即不同颜色 的光的混合，是低效率的和不充分的，并且此外增加了光学扩展量（etendue)。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服该问题，并且提供具有备选配置的发光设备，其提供不同颜 色光的高效率和彻底的混合，并且利用其可以获得高质量的白光和低的光学扩展量。
[0007] 根据本发明的第一方面，借助于如下发光设备实现此目的和其它目的，该发光设 备包括：至少一个第一光源，适于在操作中发射具有第一光谱分布的第一光，第一光谱分布 包括在430nm到480nm范围内的峰值波长；至少一个第二光源，适于在操作中发射具有第二 光谱分布的第二光，第二光谱分布包括在350nm到410nm范围内的峰值波长；以及光导，包 括至少一个第一光输入表面、至少一个第二光输入表面以及第一光出射表面，至少一个第 一光输入表面和第一光出射表面相对于彼此以不同于零的角度延伸，光导适于在至少一个 第一光输入表面处接收具有第一光谱分布的第一光，将具有第一光谱分布的第一光的至少 部分转换为具有第三光谱分布的第三光，第三光谱分布包括在500nm到800nm范围内的峰 值波长，将具有第三光谱分布的第三光引导到第一光出射表面，以及将具有第三光谱分布 的第三光的至少部分耦合出第一光出射表面，光导还适于在至少一个第二光输入表面处接 收具有第二光谱分布的第二光，将具有第二光谱分布的第二光引导到第一光出射表面，以 及将具有第二光谱分布的第二光的至少部分耦合出第一光出射表面，发光设备进一步包括 布置为邻近于第一光出射表面的发光元件，发光元件适于将具有第二光谱分布的第二光的 至少部分转换为具有第四光谱分布的第四光，第四光谱分布包括在430nm到500nm范围内 的峰值波长。
[0008] 通过提供适于在操作中发射具有第一光谱分布的第一光的至少一个第一光源，第 一光谱分布包括在430nm到480nm范围内的峰值波长，并且通过提供适于在操作中发射具 有第二光谱分布的第二光的至少一个第二光源，第二光谱分布包括在350nm到410nm范围 内的峰值波长，以及通过提供布置为邻近于光导的第一光出射表面并且适于将具有第二光 谱分布的第二光的至少部分转换为具有第四光谱分布的第四光的发光元件，第四光谱分布 包括在430nm到500nm范围内的峰值波长，其中剩余的光/光谱分布将被透射而不经发光 元件转换，提供了如下发光设备，利用该发光设备可以获得不同颜色光的高效率和彻底混 合，以及因此高质量的白光和低的光学扩展量。
[0009] 通过还提供适于将入耦合（incouple)的光的至少部分转换为具有不同光谱分布 的转换光的光导，提供了如下光导，利用该光导，特别大量的转换光将留在光导中，可以从 表面之一提取转换光，这转而导致特别高强度的增益。
[0010] 还有，通过提供以不同于零的角度延伸到第一光输入表面的第一光出射表面，获 得了如下发光设备，利用该发光设备，更多的光耦合到光导中，并且更多的光借助于全内反 射（TIR)被引导向相应的光出射表面。这转而极大地降低了由于通过其它表面而非第一 光出射表面离开光导所损耗的光的量，并且因此增加了通过第一光出射表面发射的光的强 度。
[0011] 在实施例中，光导包括至少两个第一光输入表面，至少两个第一光输入表面中的 每个第一光输入表面相对于第一光出射表面以不同于零的角度延伸，并且光导适于在至少 两个第一光输入表面中的每个第一光输入表面处接收具有第一光谱分布的第一光，将具有 第一光谱分布的第一光的至少部分转换为具有第三光谱分布的第三光，第三光谱分布包括 在500nm到800nm范围内的峰值波长，将具有第三光谱分布的第三光引导到第一光出射表 面，并且将具有第三光谱分布的第三光的至少部分耦合出第一光出射表面。
[0012] 因此，提供了发光设备，利用该发光设备，可能栗激具有甚至更大数目的第一光源 的光导，这转而提供了增加的光输出增益并且因此增加的强度增益，并且此外由发光设备 发射的特别高的光亮度。
[0013] 在实施例中，发光设备进一步包括布置在第二光输入表面处的耦合元件，耦合元 件适于将具有第二光谱分布的第二光耦合到光导中。
[0014] 通过提供这种耦合元件，提供了发光设备，利用该发光设备，由至少一个第二光源 发射的第二光可以以特别高效率的方式耦合到光导中，并且具有特别低的耦合损耗或者可 能无親合损耗。
[0015] 在实施例中，发光设备进一步包括布置在第一光输入表面处的第一光学元件，第 一光学元件适于透射在430nm到480nm波长范围内的光并且反射具有大于480nm波长的 光。
[0016] 通过提供这种第一光学元件，提供了发光设备，利用该发光设备，耦合到光导中的 第一光被提供有定义特别良好的第一光谱分布。这转而提供了光导中的第一光的特别高的 转换度，并且提供了发光元件中的被转换的第一光（即第三光）的特别高的透射度，并且因 此转而提供了由发光设备发射的光的定义特别良好的光谱分布并且提供了特别高质量的 白光。
[0017] 在实施例中，发光设备进一步包括布置在第二光输入表面处的第二光学元件，第 二光学元件适于透射在350nm到410nm波长范围内的光并且反射具有大于430nm波长的 光。
[0018] 通过提供这种第二光学元件，提供了发光设备，利用该发光设备，耦合到光导中的 第二光被提供有定义特别良好的第二光谱分布。这转而提供了光导中的第二光的特别高的 透射度并且提供了发光元件中的第二光的特别高的转换度，并且因此转而提供了由发光设 备发射的光的定义特别良好的光谱分布并且提供了特别高质量的白光。
[0019] 在实施例中，至少一个第一光源被布置为与至少一个第一光输入表面光学接触。
[0020] 在实施例中，至少一个第二光源被布置为与第二光输入表面光学接触。
[0021] 因此，提供了发光设备，利用该发光设备，可以分别在光导的第一光输入表面和第 二光输入表面处以特别高效率的方式接收分别由第一光源和第二光源发射的光，并且具有 特别低的耦合损耗或者可能无耦合损耗。
[0022] 在实施例中，发光元件具有在430nm到480nm波长范围内的最大吸光度，在430nm 到480nm波长范围内的最大吸光度是其在350nm到410nm波长范围内的最大吸光度的10 倍、30倍或者50倍高。
[0023] 在其它实施例中，发光元件在350nm到410nm波长范围内具有大于1、大于1.2或 者大于1. 5的吸光度。
[0024]因此，特别大量的第二光在发光元件中被转换，并且转而获得由发光设备发射的 光的定义特别良好的光谱分布。注意，一般，发光元件在350nm到410nm波长范围内的吸收 增加将导致被转换的第二光的增加。
[0025] 在实施例中，光导在350nm到410nm波长范围内具有小于0.2的吸光度。
[0026] 在其它实施例中，光导在350nm到410nm波长范围内具有小于0? 15、小于0? 1或者 小于0.01的吸光度。
[0027] 因此，特别大量的第二光透射通过光导到达发光元件而未损耗，并且转而获得了 由发光设备发射的光的定义特别良好的光谱分布。注意，一般，发光元件在350nm到410nm 波长范围内的吸收越低，透射的第二光的量越大。
[0028] 在实施例中，当在与至少一个第一光源相对的表面上或者表面处存在反射器和/ 或反射部件时，光导在430nm到480nm的波长范围内具有大于0? 5、大于0? 7、大于0? 8或者 大于0. 9的吸光度。
[0029] 在其它实施例中，当在与至少一个第一光源相对的侧面上不存在反射部件的情况 下，光导在430nm到480nm的波长范围内具有大于1、大于1. 2或者大于1. 5的吸光度。
[0030]因此，特别大量的第一光在光导中被转换，并且转而获得了由发光设备发射的光 的定义特别良好的光谱分布。注意，一般，光导在430nm到480nm波长范围内的吸收增加将 导致被转换的第一光的增加。
[0031] 在实施例中，光导是发光的、聚光的、由石榴石制成的以及其任何组合中的任何一 种。
[0032] 通过提供发光光导，发光设备被提供为具有特别良好和高效率的光转换性质。
[0033] 通过提供聚光光导，发光设备被提供为发射具有特别高亮度的光。
[0034] 通过提供由石榴石或者另一透明发光材料制成的光导，发光设备被提供为具有特 别良好和尚效率的光导性质。
[0035] 在实施例中，至少一个第一光源是LED、激光二极管或者0LED。
[0036] 在实施例中，至少一个第二光源是LED、激光二极管或者0LED。
[0037] 本发明进一步涉及包括根据本发明的发光设备的灯、照明设备或者照明系统，灯、 照明设备和系统用于以下应用中的一个或者多个应用中：数字投影、汽车照明、舞台照明、 商店照明、家庭照明、重点照明、聚光照明、剧场照明、光纤照明、显示系统、警示照明系统、 医疗照明应用、显微照明、用于分析设备的照明、装饰性照明应用。
[0038] 注意，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。
【附图说明】
[0039] 现在将参照示出本发明的实施例的附图，更详细地描述本发明的此方面和其它方 面。
[0040] 图1示出了包括磷光体轮的发光设备的剖视图。
[0041] 图2示出了在出射表面处被提供有光学元件的光导的侧视图。
[0042] 图3示出了贯穿其长度被塑形以便提供塑形的光出射表面的光导的透视图。
[0043] 图4示出了在其长度的一部分上被塑形以便提供塑形的光出射表面的光导