本发明涉及照明设备，诸如用在投影仪或汽车照明中或者用于舞台照明的照明设备。
背景技术：
发光棒在本领域中是已知的。例如，WO2006/054203描述了一种发光设备，其包括发射在>220nm至<550nm的波长范围的光的至少一个LED和朝向至少一个LED放置而没有光学接触的至少一个转换结构，至少一个转换结构至少部分地将来自至少一个LED的光转换成在>300nm至≤1000nm的波长范围内的光，其特征在于，至少一个转换结构具有>1.5且<3的折射率n，并且比率A:E是>2:1且<50000:1，其中A和E如下限定：至少一个转换结构包括至少一个进入表面和至少一个出射表面，在至少一个进入表面处由至少一个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，至少一个进入表面中的每一个具有进入表面面积，(一个或多个)进入表面面积被编号为A1...An，并且至少一个出射表面中的每一个具有出射表面面积，(一个或多个)出射表面面积被编号为E1...En并且至少一个进入表面面积中的每一个的总和A为A＝A1+A2...+An，并且至少一个出射表面面积中的每一个的总和E为E＝E1+E2...+En。
WO2014/198619描述了一种发光设备，其包括：适于在操作中发射具有第一光谱分布的光的光源、包括彼此相对布置的第一光输入表面和第一光出射表面的第一光导，并且还包括相对于第一光输入表面垂直延伸的端表面、以及包括相对于彼此垂直延伸的第二光输入表面和第二光出射表面的第二光导。第一光导适于：在第一光输入表面处接收来自光源的具有第一光谱分布的光，将具有第一光谱分布的光引导至第一光出射表面和端表面，并且将具有第一光谱分布的光的一部分从第一光出射表面耦合到第二光导中，并且将具有第一光谱分布的光的另一部分耦合出端表面。第二光导适于：在第二光输入表面处接收从第一光导耦合出的具有第一光谱分布的光，将光引导至第二光出射表面，将具有第一光谱的光的至少一部分转换成具有第二光谱分布的光，并且将具有第二光谱分布的光耦合出第二光出射表面。
EP1795798描述了一种发光设备，其包括：发射激发光的激发光源；波长转换构件，其吸收从激发光源发射的激发光、转换其波长、并释放预定波长带的光；光导，其横截面的中心部分(芯)具有比周边部分(覆层)的折射率高的折射率，并且其将从波长转换构件发射的光引导到外部；并且其中波长转换构件通过层压对不同波长的光进行波长转换的多个层来产生。
EP2947484描述了一种发光设备，其包括：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；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；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的光导，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；以及邻近第一光出射表面布置的发光元件，光导适于将具有第一光谱分布的第一光的至少一部分转换成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耦合出第一光出射表面，发光元件适于将第二光的至少一部分转换成具有第四光谱分布的第四光。
WO2015/058979描述了一种发光设备，其包括：适于在操作中分别发射具有第一光谱分布的光和具有第二光谱分布的光的第一光源和第二光源；分别包括第一光输入表面和第一光出射表面的第一光导和第二光导，相应光导的光输入表面和光出射表面相对于彼此以不同于零的角度延伸，第一光导和第二光导适于：分别在第一和第二光输入表面处接收具有第一和第二光谱分布的光，将所接收的光的至少一部分分别转换成具有第三光谱分布的光和具有第四光谱分布的光，将光分别引导至第一和第二光出射表面，并且分别将具有第三和第四光谱分布的光的至少一部分耦合出第一和第二光出射表面，其中具有第一光谱分布的光和具有第二光谱分布的光具有不同的光谱分布，并且具有第三光谱分布的光和具有第四光谱分布的光具有不同的光谱分布。
技术实现要素：
高亮度光源对于包括聚光、舞台照明、前灯和数字光投影的各种应用而言是令人感兴趣的。为此，可以利用所谓的聚光器，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。可以使用这样的透明发光材料的棒。当由LED照射时，由于发光材料对LED光的转换，在棒内产生较长波长的光。经转换的光将以波导模式停留在诸如掺杂石榴石的发光材料中并且然后可以从其中一个表面提取，从而导致强度增益。
因此，可以使用LED与发光聚光器结合来创建高亮度源。诸如陶瓷转换器之类的转换器应当特别是极其透明的，以使高效的(光应当保持全内反射(TIR)直到棒的末端)。在棒中生成的光基本上是各向同性分布的。因此，很大一部分光可能不会通过TIR而被光导至棒的鼻部，从而导致受限的效率。
发光聚光器基于发光材料(也被称为“磷光体”)。通常可以使用的磷光体系统在激发与发射光谱之间具有小的重叠，导致重新吸收。因此，反射回棒中的光中的仅一小部分将经历重新吸收，并且具有在TIR中再次被捕获的变化。因此，发光聚光器概念的效率是有限的，因为所生成的光的大部分将不会在TIR中被捕获并且显现为从棒的长边逸出。
此外，当使用多个相互关联的聚光器时，可以提供设备光的限定的光谱分布，其可能是不容易调节的。例如，该设备可以被配置为提供白光，但是可能不可以提供例如用于提供白光的一个或多个原色(诸如蓝色、绿色、黄色等)。
因此，本发明的一个方面是提供一种替代性照明设备，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个，并且可以具有相对良好的效率和高强度的照明设备光。
本文中，提出在第一发光聚光器旁边使用具有另一组成的第二发光材料(特别地是没有光学接触和/或使用二向色镜在光学上分离)。特别地，该第二发光材料具有与第一发光材料的发射带重叠的吸收带。结果，由第一发光材料生成的大部分光将由第二发光材料吸收，从而产生效率提高的高亮度白光源。
在第一方面中，本发明提供了一种照明设备(本文中也指示为“设备”)，包括：(i)多个发光聚光器(在本文中也指示为“聚光器”)，特别地，每个发光聚光器包括具有第一面和第二面的细长透光体，第一面和第二面限定细长体的长度(L)，细长体包括一个或多个侧边缘，其中一个或多个侧边缘包括一个或多个辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗口；每个细长透光体包括被配置为将在一个或多个辐射输入面处接收的泵浦辐射的至少一部分转换成发光材料光的发光材料，并且每个发光聚光器被配置为在辐射出射窗口处将发光材料光的至少一部分耦合出来作为转换器光；(ii)多个光源，被配置为向第一发光聚光器的一个或多个辐射输入面提供光源辐射作为第一泵浦辐射；(iii)包括第一发光材料(“第一材料”)的上述第一发光聚光器，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成第一发光材料光，并且被配置为在第一辐射出射窗口处将第一发光材料光的至少一部分耦合出来作为第一转换器光；(iv)被配置为平行于第一发光聚光器的第二发光聚光器，其中第一发光聚光器的侧边缘被配置为平行于第二发光聚光器的侧边缘，其中第二发光聚光器被配置为在第二发光聚光器的上述侧边缘处接收从上述第一发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第一泵浦辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个作为第二泵浦辐射，第二发光聚光器包括第二发光材料(“第二材料”)，第二发光材料被配置为将第二泵浦辐射的至少一部分转换成第二发光材料光，并且被配置为在第二辐射出射窗口处将第二发光材料光的至少一部分耦合出来作为第二转换器光。
在实施例中，发光聚光器可以基本上具有相同的长度。在其他的一些实施例中，两个或更多个发光聚光器可以具有不同的长度。当存在多于两个聚光器时，在一些实施例中，至少两个聚光器可以具有不同的长度，并且可选地，两个或更多个聚光器可以具有相同的长度。在聚光器长度不同的情况下，在两个相邻的聚光器被平行配置的长度上，辐射可以从一个聚光器逸出到另一聚光器，而在两个聚光器不相邻(由于长度的差异)的长度上，其中一个聚光器具有聚光器延长部分(其实质上不能向另一聚光器提供辐射，因为上述另一聚光器在聚光器延长部分上不相邻)。在一个具体实施例中，发光聚光器中的一个或多个发光聚光器比其他发光聚光器中的一个或多个其他发光聚光器长，从而提供相对于一个或多个其他发光聚光器延长的一个或多个发光聚光器延长部分，并且其中一个或多个光源的子集被配置为向一个或多个发光聚光器延长部分提供光源辐射。在延长部分的长度上，可能不存在相邻的发光聚光器(在侧边缘的长度的至少一部分上)。
以这种方式，当用光源处理发光聚光器延长部分时，基本上仅生成特定发光聚光器所固有的辐射。因此，以这种方式，可以防止其他聚光器的光被生成或者至少其贡献可以被最小化。以这种方式，不仅可以提供包括两个或更多个发光聚光器的聚光器光的设备光，而且还可以提供可能实质上仅包括单个聚光器的聚光器光的设备光，因为在该聚光器中基本上仅发光聚光器延长部分中的发光材料被光源光激发，而发光聚光器的其他部分可以不被光源激发。
当最大聚光器与最小聚光器之间的长度差小于最大聚光器长度的约50％时，可以获取良好的结果。特别地，(基本上)长度不同的两个聚光器之间的最小长度差在较大聚光器的长度的至少5％的范围内，如至少10％的范围内。因此，当使用多个发光聚光器时，一个或多个发光聚光器可以具有相同的长度，但是一个或多个发光聚光器也可以具有不同的长度，以便提供延长部分，其中最大聚光器与最短聚光器之间的长度差在最大聚光器的长度的5％至50％的范围内，诸如5％至30％的范围内。在这样的最小长度差的情况下，即使在延长部分与辐射出射窗口之间的部分长度上发光聚光器被配置为相邻，看起来在相应的辐射出射窗口的方向上传播的延长部分中生成的光到相邻集光器的耦出也可以被最小化。
如上文所指示，一个或多个光源的子集被配置为向一个或多个发光聚光器延长部分提供光源辐射。这特别地意味着这些一个或多个光源基本上仅向相应的(一个或多个)发光聚光器延长部分提供(它们的)光源作为泵浦辐射。因此，这样的光源向相应发光聚光器的辐射延长部分的辐射输入面提供光。这可能导致转换器光基本上仅经由聚光器而不经由相邻的聚光器耦出。
因此，特别地，设备还包括用于控制光源的控制系统(其也可以被指示为“控制器”)。以这种方式，可以控制光源的光源光的强度，并且例如一个或多个发光聚光器可以在很大的长度上被照射，或者例如一个发光聚光器的特定延长部分可以基本上用一个或多个光源来照射，其中其他光源以低强度或零强度不处理该特定延长部分。因此，在又一些另外的实施例中，照明设备被配置为提供包括一个或多个发光聚光器的转换器光的设备光，其中照明设备还包括控制系统，该控制系统被配置为通过控制多个光源的光强度来控制设备光的强度、色温和颜色中的一个或多个，特别地被配置为控制设备光的色温和颜色中的一个或多个。在另外的一些实施例中，控制系统可以被配置为控制设备光的强度、以及色温和颜色中的一个或多个。
因此，本发明特别地提供了一种照明设备，该照明设备被配置为根据由控制系统选择的设置来提供(i)白色设备光和(ii)有色设备光中的一项。由于多个光源被配置在一个或多个发光聚光器的(一个或多个)长度的至少一部分上，所以通过选择光源的子集，由设备在操作期间生成的设备光的诸如颜色和色温、强度之类的光学特性可以被控制。因此，在一些实施例中，每个一个或多个光源的一个或多个子集(即，包括一个或多个(相同或不同)光源的每个子集)被配置为分别向一个或多个发光聚光器延长部分提供光源辐射。此外，每个一个或多个光源的一个或多个子集特别地被配置为向相邻(而非延长)部分中的一个或多个发光聚光器提供光源辐射。
特别地，较长的聚光器可以包括被配置为提供如下发光的发光材料，该发光相对于相邻较短发光聚光器的发光材料的发光在光谱上蓝移。这允许例如来自较长聚光器的蓝光和来自两者聚光器的蓝光和黄光，即设备光可以是蓝色或白色。同样，当应用具有不同发光材料的例如三个聚光器时，可以组合蓝色、绿色和红色，其中蓝色发光聚光器最长、绿色发光聚光器具有中间长度、红色发光聚光器具有最短长度。在光源基本上仅处理最长聚光器的延长部分的情况下，可以提供蓝光，并且在光源基本上仅处理中间聚光器的延长部分的情况下，可以仅提供绿光(其可能由于能量低于吸收带而不被较大聚光器重新吸收，也可能由于延长部分被泵浦而不被较小聚光器重新吸收)。因此，在一些实施例中，照明设备包括具有比另一发光聚光器长的长度的发光聚光器，该发光聚光器具有相对于另一发光聚光器的延长部分，其中该发光聚光器被配置为提供具有相对于由上述另一发光聚光器提供的转换器光的光谱分布蓝移的光谱分布的转换器光。
在又一些实施例中，多个光源包括被配置为提供第一子集光源光的第一光源子集和被配置为提供第二子集光源光的第二光源子集，第一子集光源光和第二子集光源光具有不同的光谱分布。由于一般而言发光材料中的两个或更多个发光材料对于第一子集光源光和第二子集光源光具有相互不同的激发振子强度比，所以由照明设备生成的光(本文中也指示为“照明设备光”)的光谱组成可以被调节。因此，在一些具体实施例中，多个光源包括被配置为提供第一子集光源光的第一光源子集和被配置为提供第二子集光源光的第二光源子集，第一子集光源光和第二子集光源光具有不同的光谱分布，并且其中发光材料中的两个或更多个发光材料对于第一子集光源光和第二子集光源光具有相互不同的激发振子强度比。因此，控制系统可以控制个体光源或光源的子集。
利用这样的照明设备，可能从侧边缘逸出的光(并且因此它可能不是有用的，因为它不从辐射出射窗口逸出)仍然可以是有用的，因为它可以用于泵浦第二发光聚光器。以这种方式，可以实现更高的(总体)效率。因此，通过将一个或多个第二发光聚光器配置为与第一发光聚光器相邻，可以创建更高效的照明设备，因为在侧边缘处从第一发光聚光器逸出的未使用且透射的泵浦辐射和/或发光材料光可以被耦入第二发光聚光器中，并且可以被重新使用。第二发光聚光器可以基本上经由第一发光聚光器被泵浦，或者备选地另外还可以经由第二光源被泵浦(参见下文)。此外，通过堆叠和泵浦LED的选择和定位，还可以引入一些颜色调节能力。
特别地，(一个或多个)第一发光聚光器的第一发光材料不同于(一个或多个)第二发光聚光器的第二发光材料。例如，后者可以吸收前者的第一发光材料光。因此，第一发光材料和第二发光材料(以及可选的第三发光材料等)可以具有不同的组成。术语“不同的组成”可以是指不同的化学组成，但是在一些实施例中也可以是指不同的活化剂浓度(诸如至少10％的活化剂浓度差)。
在一些具体实施例中，在观察第一发光材料光发射时的激发的光谱分布不同于在观察第二发光材料光发射时的激发的光谱分布。换言之，第一发光材料具有与第二发光材料不同的另一激发光谱。该差异可以涉及(一个或多个)峰高、(一个或多个)峰形和(一个或多个)峰位中的一个或多个，特别是至少(一个或多个)峰位。通常，当第一发光聚光器和第二发光聚光器包括以下项中的一项或多项时，正是这种情况：(i)不同的发光材料，(ii)不同的发光材料浓度，和(iii)不同的活化剂浓度(例如，YAG中的铈，其中如本领域技术人员已知的，铈是活化剂)。
在一些具体实施例中，在激发第一发光材料时发射的光谱分布不同于在激发第二发光材料时发射的光谱分布。换言之，第一发光材料具有与第二发光材料不同的发射光谱。该差异可以涉及(一个或多个)峰高、(一个或多个)峰形和(一个或多个)峰位中的一个或多个，特别是至少(一个或多个)峰位。通常，当第一发光聚光器和第二发光聚光器包括以下项中的一项或多项时，正是这种情况：(i)不同的发光材料，(ii)不同的发光材料浓度，和(iii)不同的活化剂浓度。
照明设备被配置为提供照明设备光，其特别地包括第一发光聚光器的上述转换器光和第二发光聚光器的上述转换器光(并且可选地包括第三发光聚光器的转换器光(也参见下文))。甚至更特别地，照明设备被配置为提供白色照明设备光。
照明设备包括多个发光聚光器。实质上，照明设备可以包括单个第一发光聚光器和单个第二发光聚光器，单个第二发光聚光器被配置为转换从第一发光聚光器的侧边缘逸出的光的至少一部分。然而，照明设备也可以包括单个第一发光聚光器和多个第二发光聚光器，多个第二发光聚光器各自被配置为转换从第一发光聚光器的侧边缘逸出的光的至少一部分。第二发光聚光器可以具有相同的光谱性质，或者可以存在具有不同光谱性质的两个或第二发光聚光器，例如，具有不同光谱分布的第二转换光。
特别地，第一发光聚光器和(一个或多个)第二发光聚光器被堆叠。堆叠可以是在一个或两个维度上。此外，照明设备可以包括多组第一发光聚光器和(伴随的)(一个或多个)第二发光聚光器。照明设备包括多个发光聚光器，诸如在2至50个聚光器的范围内，如在3至20个聚光器的范围内。例如，本发明可以包括第二发光聚光器、第一发光聚光器(由光源从侧边缘照射)以及再次是第二发光聚光器的堆叠。
第二聚光器因此特别地被配置在第一聚光器的下游，并且光源被配置(至少)在第一聚光器的上游(并且实际上也被配置在第二聚光器的上游)。术语“上游”和“下游”涉及项或特征相对于来自光生成装置(此处特别地是(一个或多个)光源)的光的传播的的布置，其中相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，光束中更靠近光生成装置的第二位置是“上游”，而光束内更远离光生成装置的第三位置是“下游”。此外，发光聚光器特别地被配置为是平行的。因此，特别地，发光聚光器具有基本上相同的形状，诸如全部长方体或全部管状形状等。因此，术语“平行”特别地可以是指具有相互角度小于5°(诸如小于2°，如0°)的两个侧边缘的聚光器。如上文所指示，在两个平行布置的发光聚光器之间，特别地存在非零距离，如在0.01至100mm的范围内，诸如在0.5至20mm的范围内。
第一发光聚光器包括第一发光材料，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成第一发光材料光，并且被配置为在第一辐射出射窗口处将第一发光材料光的至少一部分耦合出来作为第一转换器光。特别地，泵浦辐射在一个或多个辐射输入面处被接收。术语“第一发光材料”还可以是指多个不同的第一发光材料。下文提供发光材料的一些示例。
第二发光聚光器特别地被配置为平行于第一发光聚光器，其中第一发光聚光器的侧边缘被配置为平行于第二发光聚光器的侧边缘。第二发光聚光器被配置为在第二发光聚光器的上述侧边缘处接收从上述第一发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第一泵浦辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个。从上述第一发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第一泵浦辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个在本文中被指示为第二泵浦辐射。第一泵浦辐射在第一发光聚光器的下游是否可用尤其可以取决于第一发光聚光器的厚度和由第一发光聚光器包含的第一发光材料的吸收或激发的振子强度。
第二发光聚光器因此包括被配置为将第二泵浦辐射的至少一部分转换成第二发光材料光的第二发光材料。第二发光聚光器被配置为在第二辐射出射窗口处将第二发光材料光的至少一部分耦合出来作为第二转换器光。术语“第二发光材料”还可以是指多个不同的第二发光材料。此外，术语“第二发光聚光器”还可以是指多个不同的第二发光聚光器。下文提供发光材料的一些示例。
照明设备光特别地包括至少第一转换器光和第二转换器光。此外，在一些实施例中，照明设备被配置为提供白色照明设备光。然而，通过控制不同的光源和/或使用不同长度的发光聚光器，照明设备光的光谱分布可以(进一步)被控制。
如下文所指示，发光聚光器可以特别地具有长方体形状，该长方体形状具有限定长度的第一面和第二面并且具有侧边缘(限定宽度和高度)，其中的一个或多个侧边缘可以用于将泵浦光耦合进来。多个光源被配置为向第一发光聚光器的一个或多个辐射输入面提供光源辐射作为第一泵浦辐射。(一个或多个)另一侧边缘可以面对(一个或多个)第二发光聚光器。第一发光聚光器和第二发光聚光器以及可选的一个或多个第三发光聚光器可以特别地平行布置，诸如以堆叠构造进行平行布置。
然而，特别地，两个平行布置的发光聚光器彼此没有物理接触，或者在它们之间布置有二向色镜。二向色镜可以特别地被配置为允许较低级(order)聚光器/转换器光(诸如第一聚光器或第二聚光器)透射到相邻的较高级聚光器/转换器(诸如分别为第二聚光器和第三聚光器)，并且被配置为将较高级聚光器/转换器光(诸如第二聚光器和第三聚光器)反射到相邻的较低级聚光器/转换器(诸如分别为第一聚光器和第二聚光器)。
除了从第二面(特别地是辐射出射窗口)的逸出之外，发光材料光还可以从一个或多个面或边缘逸出。例如，从侧边缘逸出的光可以被一个或多个其他发光聚光器接收，例如，第一至第二发光聚光器；第二至第三发光聚光器。在一些实施例中，从较低级发光聚光器的侧边缘逸出的发光材料光的至少一部分经由一个或多个反射镜而被反射到较高级发光聚光器。在这样的实施例中，可以使用较少的较高级发光聚光器，这对于从辐射出射窗口逸出的光的强度可能是有益的。在这样的实施例中，相对于总辐射出射窗口面积的强度可能甚至更高。此外，这样的实施例对于减小设备的尺寸也可能是有益的。
照明设备包括多个光源。特别地，多个(m个)光源的光源辐射具有光谱重叠，甚至更特别地它们是相同类型的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(“峰值最大值”)，诸如在10nm的带宽内，特别是在8nm的带宽内，诸如在5nm的带宽内(分仓(binning))。光源特别地被配置为向透光体(即，向(一个或多个)辐射输入面)提供至少0.2瓦特/mm2的蓝光功率(Wopt)。蓝光功率被定义为在被定义为光谱的蓝色部分的能量范围内的能量(也参见下文)。特别地，光子通量平均为至少4.5*1017个光子/(s.mm2)，诸如至少6.0*1017个光子/(s.mm2)。假定为蓝色(激发)光，这可以例如对应于分别平均为至少0.067瓦特/mm2和0.2瓦特/mm2的提供给至少一个辐射输入面的蓝色功率(Wopt)。此处，术语“平均”特别地指示在(至少一个辐射输入表面的)面积上的平均。当照射多于一个辐射输入表面时，那么特别地这些辐射输入表面中的每一个接收这样的光子通量。此外，特别地，所指示的光子通量(或者当施加蓝光源辐射时的蓝光功率)也是随时间的平均值。
在又一实施例中，特别是对于投影仪应用，多个光源以从10％至80％的范围中选择的占空比(诸如25％至70％)的脉冲操作来操作。
每个第一聚光器可以与一个或多个光源、特别地是多个光源(诸如2至100个光源，如2至50个光源)辐射耦合。术语“辐射耦合”特别地意指光源和(第一)聚光器彼此相关联，使得由光源发射的辐射的至少一部分由第一聚光器接收(并且至少部分地被转换成发光)。类似地，当应用一个或多个第二照明设备时，这些条件可以适用(参见下文)。类似地，当施加一个或多个第二照明源时，这些条件可以适用(参见下文)。
在一些实施例中，多个光源被配置为提供UV光源辐射作为第一泵浦辐射，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成蓝色第一发光材料光，并且第二发光材料被配置为将第二泵浦辐射的至少一部分转换成黄色第二发光材料光。因此，在这样的实施例中，上述第一泵浦辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个可以从第一发光聚光器的侧边缘逸出，并且因此可以用作用于第二发光聚光器的第二泵浦辐射。因此，蓝光和/或UV辐射可以用于激发第二发光材料并且提供上述第二发光材料光。在又一些其他实施例中，多个光源被配置为提供蓝光源辐射作为第一泵浦辐射，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成绿色第一发光材料光，并且第二发光材料被配置为将第二泵浦辐射的至少一部分转换成黄色第二发光材料光和红色第二发光材料光中的一个或多个。注意，在这样的实施例中，上述第一泵浦辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个可以从第一发光聚光器的侧边缘逸出，并且因此可以用作用于第二发光聚光器的第二泵浦辐射。因此，绿光和/或蓝光可以用于激发第二发光材料并且提供上述第二发光材料光。
如上文所指示，第二泵浦辐射可以包括第一泵浦辐射和第一发光材料光中的一个或多个。第二发光材料可以被配置为仅转换第一泵浦辐射，或者仅转换第一发光材料光，或者转换第一泵浦辐射和第一发光材料光两者。因此，在所有实施例中，第二泵浦辐射不一定包括第一泵浦辐射。然而，在一些实施例中，这可能是有用的。因此，在一些实施例中，第一发光聚光器被配置为透射光源辐射的至少一部分，并且第二泵浦辐射(因此)包括由上述第一发光聚光器透射的上述光源辐射的至少一部分。这对于那些能够转换第一泵浦辐射的至少一部分的第二发光材料来说特别地相关。因此，第二发光聚光器特别地与第一发光聚光器辐射耦合。
第二发光聚光器可以基本上仅经由第一发光聚光器(即，透过第一发光聚光器的泵浦辐射和/或第一发光材料光)被泵浦。然而，在又一些其他实施例中，除了这种泵浦机制之外，第二发光聚光器也可以被直接泵浦。因此，在一些实施例中，照明设备还包括多个第二光源，该多个第二光源被配置为向第二发光聚光器的一个或多个辐射输入面生成第二光源光作为第一次级泵浦辐射，其中第二发光聚光器包括被配置为(还)将(在一个或多个辐射输入面处接收的)第一次级泵浦辐射的至少一部分转换成上述第二发光材料光的上述第二发光材料。第二(或第三，参见下文)发光聚光器因此可以与第二光源辐射耦合。
如上文所指示，第二发光聚光器被配置为在第二辐射出射窗口处将第二发光材料光的至少一部分耦合出来作为第二转换器光，并且该第二转换器光因此可以是第二泵浦辐射和第一次级泵浦辐射的转换结果。以这种方式，使用效率增加并且可以获取高强度的第二转换器光。此外，照明设备光的可调性也可以得到增加。
照明设备光可以在红光中是相对耗尽的。因此，可以增加附加的红光源。该光源的光可以具有基本上完全单独的路径。然而，可选地，附加光源的光源光也可以被提供给一个或多个发光聚光器(但是没有由相应的发光聚光器的实质转换)。这可以例如减少照明设备的厚度。因此，在一些实施例中，照明设备还可以包括第二照明设备，该第二照明设备被配置为生成(红色)第二照明设备光，并且被配置为在以下中的一个或多个处提供上述第二照明设备光：(a)上述第一发光聚光器的第一面；以及(b)上述第二发光聚光器的第一面。(红色)第二照明设备光可以与发光材料光/转换器光一起从辐射出射窗口逸出。当应用第三发光聚光器时，备选地或附加地，第二照明设备可以被配置为在以下中的一个或多个处提供上述第二照明设备光：(a)上述第一发光聚光器的第一面；(b)上述第二发光聚光器的第一面；以及(c)上述第三发光聚光器的第一面。因此，在一些实施例中，第一发光聚光器、第二发光聚光器和(可选的)第三发光聚光器中的一个或多个可以与一个或多个第二照明设备辐射耦合。
如上文所指示，照明设备还可以包括第三发光聚光器。因此，在一些实施例中，照明设备(因此)还包括被配置为平行于第二发光聚光器的第三发光聚光器，其中第二发光聚光器的侧边缘被配置为平行于第三发光聚光器的侧边缘，其中第三发光聚光器被配置为在第三发光聚光器的上述侧边缘处接收从上述第二发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第一泵浦辐射、上述第一发光材料光和上述第二发光材料光中的一个或多个作为第三泵浦辐射，第三发光聚光器包括第三发光材料，第三发光材料被配置为将第三泵浦辐射的至少一部分转换成第三发光材料光，并且被配置为在第三辐射出射窗口处将第三发光材料光的至少一部分耦合出来作为第三转换器光。
因此，第三发光聚光器特别地被配置为平行于第二发光聚光器，其中第二发光聚光器的侧边缘被配置为平行于第三发光聚光器的侧边缘。第三发光聚光器被配置为在第三发光聚光器的上述侧边缘处接收从上述第二发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第二泵浦辐射和上述第二发光材料光中的一个或多个。从上述第二发光聚光器的上述侧边缘逸出的上述第二泵浦辐射和上述第二发光材料光中的一个或多个在本文中被指示为第三泵浦辐射。第二泵浦辐射在第二发光聚光器的下游是否可用尤其可以取决于第二发光聚光器的厚度和由第二发光聚光器包含的第二发光材料的吸收或激发的振子强度。因此，第三发光聚光器特别地与第二发光聚光器辐射耦合。可选地，第三发光聚光器也与第一发光聚光器辐射耦合。第三发光聚光器因此包括被配置为将第三泵浦辐射的至少一部分转换成第三发光材料光的第三发光材料。第三发光聚光器被配置为在第三辐射出射窗口处将第三发光材料光的至少一部分耦合出来作为第三转换器光。术语“第三发光材料”还可以是指多个不同的第三发光材料。此外，术语“第三发光聚光器”还可以是指多个不同的第三发光聚光器。下文提供发光材料的一些示例。
在一些实施例中，多个光源被配置为提供UV光源辐射作为第一泵浦辐射，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成蓝色第一发光材料光，第二发光材料被配置为将第二泵浦辐射的至少一部分转换成绿色第二发光材料光和黄色第二发光材料光中的一个或多个，并且第三发光聚光器被配置为将第三泵浦辐射的至少一部分转换成红色第三发光材料光。
现在，第一泵浦辐射可以到达或不到达第二发光聚光器。同样，第二泵浦辐射可以到达或不到达第三发光聚光器。当第一泵浦辐射到达第二发光聚光器时，第一泵浦辐射可以透过或不透过第二发光聚光器，并且可以到达或不到达第三发光聚光器。同样，第一发光材料光将到达第二发光聚光器，但是可以透过或不透过第二发光聚光器，并且可以到达或不到达第三发光聚光器。取决于材料性质和所期望的照明设备光等，可以选择不同的配置。
因此，在一些实施例中，以下项中的一项或多项适用：(a)第一发光聚光器被配置为透射光源辐射的至少一部分，并且第二泵浦辐射(因此)包括由上述第一发光聚光器透射的上述光源辐射的至少一部分；以及(b)第二发光聚光器被配置为透射上述光源辐射和上述第一发光材料光中的一个或多个的至少一部分，并且其中第三泵浦辐射包括由上述第二发光聚光器透射的上述光源辐射和由上述第二发光聚光器透射的上述第一发光材料光中的一个或多个的至少一部分。两者可以都适用，或者仅其中一个可以适用，并且在一些实施例中，这些都不适用。
如上文所指示，照明设备光可以在红光中是相对耗尽的。因此，可以添加附加的红光源。该光源可以具有基本上完全单独的路径。然而，可选地，附加光源的光源光也可以被提供给一个或多个发光聚光器。因此，在一些实施例中，照明设备还包括第二照明设备，该第二照明设备被配置为生成红色第二照明设备光，并且被配置为在以下中的一个或多个处提供上述第二照明设备光：上述第一发光聚光器的第一面、上述第二发光聚光器的第一面和上述第三发光聚光器的第一面。因此，在一些实施例中，第一发光聚光器、第二发光聚光器和可选的第三发光聚光器中的一个或多个可以与一个或多个第二照明设备辐射耦合。
第三发光聚光器可以基本上仅经由第二发光聚光器(即，透过第二发光聚光器的第二泵浦辐射和/或第二发光材料光)被泵浦。然而，在又一些其他实施例中，除了这种泵浦机制之外，第三发光聚光器也可以被直接泵浦。因此，在一些实施例中，照明设备还包括多个第二光源，该多个第二光源被配置为向以下中的一个或多个的一个或多个辐射输入面生成第二光源光作为第一次级泵浦辐射：(a)第二发光聚光器，其中第二发光聚光器包括被配置为将第一次级泵浦辐射的至少一部分转换成上述第二发光材料光的上述第二发光材料；以及(b)第三发光聚光器，其中第三发光聚光器包括被配置为将第一次级泵浦辐射的至少一部分转换成上述第三发光材料光的上述第三发光材料。如上文所指示，第三发光聚光器被配置为在第三辐射出射窗口处将第三发光材料光的至少一部分耦合出来作为第三转换器光，并且该第三转换器光因此可以是第三泵浦辐射和第二第一次级泵浦辐射的转换结果。以这种方式，使用效率提高并且可以获取高强度的第三转换器光。此外，照明设备光的可调性也可以得到增加。注意，可选地，可以应用不同类型的第二光源，诸如被配置为直接泵浦第二发光聚光器的子集和被配置为直接泵浦第三发光聚光器的子集。在又一些其他实施例中，利用第二光源光直接泵浦仅第二发光聚光器和/或仅第三发光聚光器(除了分别经由第一发光聚光器和第二发光聚光器的间接泵浦之外)。因此，在一些实施例中，第三(以及可选地，第一和第二中的一个或多个)发光聚光器因此可以与第二光源辐射耦合。
当第一光源包括具有(基本上)不同光谱分布的两个或更多个子集时，可以增加进一步的可调性。假定为固态光源，特别地两个或更多个子集处于不同的分仓中。因此，与上述实施例相反，在一些实施例中，光源的两个或更多个子集处于不同的分仓中，特别地包含具有至少5nm的差异、诸如特别地是至少8nm的差异、甚至更特别地是至少10nm的差异的发射最大值(“峰值最大值”)，诸如例如被配置为提供蓝光的子集和被配置为生成UV辐射的子集。由于一般而言第一发光材料和第二发光材料(后者经由第一发光聚光器被泵浦)可以具有蓝/UV辐射的不同激发振子强度比，所以可调性可以得到增加。因此，在一些实施例中，多个光源包括被配置为提供第一子集光源光的第一光源子集和被配置为提供第二子集光源光的第二光源子集，第一子集光源光和第二子集光源光具有不同的光谱分布，并且其中发光材料中的两个或更多个发光材料对于第一子集光源光和第二子集光源光具有彼此不同的激发振子强度比。
振子强度比可以例如选自至少1.02的范围，诸如至少1.1，如在1.02至1000的范围内，诸如在1.1至1000的范围内，如1.5至1000。比率之间的差异也可以被定义为比率，并且特别地可以选自至少1.02的范围，诸如至少1.1，如在1.02至1000的范围内，诸如在1.1至1000的范围内，如1.5至1000。例如，第一发光材料可以具有为0.5的蓝/UV激发振子强度比，第二发光材料可以具有为2的蓝/UV激发振子强度比。然后，为了确定差异的外延，较大的比率可以除以较小的比率，导致蓝/UV激发振子强度比的比率为4。
如本领域技术人员将清楚的，照明设备还可以包括控制系统或者可以在功能上与控制系统耦合。控制系统可以被配置为控制光源，特别地独立地控制两个或更多个光源。在一些具体实施例中，控制系统可以被配置为独立地控制两个(或更多个)子集。术语“控制(control)”或“控制(controlling)”和类似术语特别地至少是指确定元件的行为或者监督元件的运行。因此，在本文中，“控制”和类似的术语可以例如是指对元件施加行为(确定元件的行为或者监督元件的运行)等，诸如例如测量、显示、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监测。因此，术语“控制”和类似术语可以包括对元件施加行为，并且还可以包括对元件施加行为并监测元件。在本文中，特别地，因此可以控制相应的光源或光源子集的光源光的强度(即，根据照明设备光的期望光谱分布来改变强度)。
虽然原则上每个聚光器可以不同，但是存在可以应用于所有聚光器的一些一般方面。这些在下文中阐明。
由于多个光源照射光转换器的相对大的表面(面积)，并且大量转换器光从光转换器的相对小的面积(出射窗口)逸出，所以本文中使用术语“聚光器”。由此，光转换器的具体配置提供了其聚光器性质。每个聚光器可以提供相对于泵浦辐射被斯托克斯移位的斯托克斯移位光。每个聚光器包括透光体。聚光器特别地相对于诸如陶瓷棒的细长透光体而被描述。然而，这些方面也可以与其他形状的陶瓷体相关。透光体具有光导或波导性质。因此，透光体在本文中也被指示为波导或光导。由于透光体被用作聚光器，所以透光体在本文中也被指示为聚光器。透光体通常将在垂直于透光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的情况下，可见光透射率可能接近100％，诸如至少95％，如甚至至少99％，诸如甚至至少99.5％。
在本文中，术语“可见光”特别地涉及具有选自380nm至780nm范围的波长的光。可以通过以下来确定透射：在垂直辐射情况下向透光体提供具有第一强度的处于特定波长的光，并且将在透过材料透射之后测量的处于该波长的光的强度与向材料提供的处于该特定波长的第一强度相关(另参见CRC Handbook of Chemistry and Physics的E-208和E-406，第69版，1088至1989)。
透光体可以具有任何形状，诸如梁状或杆状，然而特别地是梁状(长方体状)。然而，透光体也可以是盘状等。本发明不限于特定形状实施例，本发明也不限于具有单个出射窗口或耦出面的实施例。下文更详细地描述一些具体实施例。如果透光体具有圆形横截面，则宽度和高度可以相等(并且可以被定义为直径)。然而，特别地，透光体具有长方体类形状并且还被配置为提供单个出射窗口。
在一个具体实施例中，透光体可以特别地具有大于1的纵横比，即长度大于宽度。一般而言，透光体是棒或条(梁)，然而透光体不一定具有正方形、矩形或圆形横截面。一般而言，光源被配置为照射本文中被指示为辐射输入面的较长面(侧边缘)中的一个，并且辐射从本文中被指示为辐射出射窗口的前面(前边缘)处的面逸出。特别地，在一些实施例中，固态光源或其他光源不与光透射体物理接触。物理接触可能导致不期望的耦出，并且从而导致聚光器效率的降低。此外，一般而言，透光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。这两个面在本文中限定透光体的宽度。一般而言，这些面的长度限定透光体的长度。然而，如上文和下文所指示，透光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)，其中辐射出射窗口具有辐射出射窗口面积(E)，并且其中辐射输入面面积(A)为辐射出射窗口面积(E)的至少1.5倍，甚至更特别地是辐射出射窗口面积(E)的至少两倍大，特别地是至少5倍大，诸如在2至50,000的范围内，特别地是5至5,000倍大。因此，特别地，细长透光体包括几何集中因子，其被定义为辐射输入面的面积与辐射出射窗口的面积之比，几何集中因子为至少1.5，诸如至少2，如至少5或更大(参见上文)。这允许例如使用多个固态光源(也参见下文)。对于如汽车或数字投影仪的典型应用，需要小而高强度的发射表面。这不能用单个LED来获取，但是可以用本照明设备来获取。特别地，辐射出射窗口具有选自1mm2至100mm2的范围的辐射出射窗口面积(E)。在这样的尺寸的情况下，发射表面可以很小，但是然而可以达到高强度。如上文所指示，透光体一般具有纵横比(长度/宽度)。这允许小的辐射出射表面，但是大的辐射输入面，例如用多个固态光源照射的辐射输入面。在一个具体实施例中，透光体具有选自0.5mm至100mm的范围的宽度(W)。因此，透光体特别地是具有本文中指示的面的整体。
大致棒状或条状的透光体可以具有任何横截面形状，但是在一些实施例中具有正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、五角形或六角形的横截面形状。通常，陶瓷体是立方体的，但是可以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，光通量可以甚至得到增强，这对于某些应用可能是有利的。因此，在一些情况下(也参见上文)，术语“宽度”也可以是指直径，诸如在具有圆形横截面的透光体的情况下。因此，在一些实施例中，细长透光体还具有宽度(W)和高度(H)，其中特别地，L>W并且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体的长度。这些面可以特别地平行布置。此外，在一些具体实施例中，长度(L)为至少2cm，诸如10cm至20cm。
特别地，透光体具有被选择为吸收多于95％的光源辐射的宽度(W)。在一些实施例中，透光体具有选自0.05cm至4cm、特别地是0.1cm至2cm、诸如0.2cm至1.5cm的范围的宽度(W)。利用本文中指示的铈浓度，这样的宽度足以吸收基本上所有由光源生成的的光。
透光体还可以是柱形棒。在一些实施例中，柱形棒沿着棒的纵向方向具有一个平坦表面，并且光源可以定位在该平坦表面上以将由光源发射的光有效地耦入到透光体中。平坦表面还可以用于放置散热器。柱形透光体也可以具有两个平坦表面，例如彼此相对定位或相互垂直放置的两个平坦表面。在一些实施例中，平坦表面沿着柱形棒的纵向方向的一部分延长。然而，特别地，边缘是平面的并且被配置为彼此垂直。
如下文在根据本发明的实施例中阐述的透光体还可以在长度方向上折叠、弯曲和/或成形，使得透光体不是直的线性条或棒，而是可以包括例如90或180度弯曲形式的圆角、U形、圆形或椭圆形、环或具有多个环三维螺旋形状。这提供了紧凑的透光体，光通常沿着其被引导的该透光体的总长度相对较大，从而导致相对较高的流明输出，但是同时可以布置在相对较小的空间中。例如，透光体的发光部分可以是刚性的，而透光体的透明部分是柔性的，以提供透光体沿其长度方向的成形。光源可以放置在沿着折叠、弯曲和/或成形的透光体的长度的任何地方。
透光体没有用作光耦入区域或光出射窗口的部分可以设置有反射器。因此，在一个实施例中，照明设备还包括被配置为将发光材料光反射回透光体中的反射器。因此，照明设备还可以包括一个或多个反射器，该一个或多个反射器特别地被配置为将从除了辐射出射窗口以外的一个或多个其他面逸出的辐射反射回透光体中。特别地，与辐射出射窗口相对的面可以包括这样的反射器，尽管在一个实施例中不与其物理接触。因此，反射器可以特别地不与透光体物理接触。因此，在一个实施例中，照明设备还包括(至少)被配置为在第一面的下游并且被配置为将光反射回细长透光体中的光学反射器。备选地或附加地，光学反射器也可以布置在不用于将光源辐射耦合进来或将发光光耦合出来的其他面和/或面的部分。特别地，这样的光学反射器可以不与透光体物理接触。此外，(一个或多个)这样的光学反射器可以被被配置为将发光和光源辐射中的一个或多个反射回透光体中。因此，基本上所有的光源辐射可以被保留以用于由发光材料(即，特别地是诸如Ce3+的(一个或多个)活化剂元素)进行转换，并且大部分发光可以被保留以用于从辐射出射窗口耦出。术语“反射器”还可以是指多个反射器。
术语“耦入”和类似术语以及“耦出”和类似术语指示光从介质改变(分别是，从透光体外部到透光体内，以及反之亦然)。一般而言，光出射窗口将是被配置为(基本上)垂直于波导的一个或多个其他面的面(或面的一部分)。一般而言，透光体将包括一个或多个体轴线(诸如长度轴线、宽度轴线或高度轴线)，其中出射窗口被配置为(基本上)垂直于这样的轴线。因此，一般而言，(一个或多个)光输入面将被配置为(基本上)垂直于光出射窗口。因此，辐射出射窗口特别地被配置为垂直于一个或多个辐射输入面。因此，特别地，包括光出射窗口的面不包括光输入面。
在辐射出射窗口的下游，可以可选地布置滤光器。这样的滤光器可以用于去除不期望的辐射。例如，当照明设备应当提供红光时，除了红色以外的所有光可以被去除。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口的下游，并且被配置为减少(辐射出射窗口的下游)转换器光中的非红光的相对贡献的。为了滤除光源辐射，可以可选地应用干涉滤光片。同样，当期望除了绿色和红色以外的颜色时，这可以适用于另一颜色。
在又一实施例中，照明设备还包括被配置在辐射出射窗口的下游并且被配置为准直转换器光的准直器。这样的准直器(例如，如CPC(复合抛物面聚光器))可以用于准直从辐射出射窗口逸出的光并且提供准直的光束。此外，照明设备可以包括被配置为促进固态光源和/或发光聚光器的冷却的散热器。散热器可以包括以下项或者由以下项组成：铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅铝、氧化铍、硅硅碳化物、碳化硅铝、铜钨合金、碳化钼铜、碳、金刚石、石墨及其两个或更多个的组合。照明设备还可以包括被配置为冷却透光体的一个或多个冷却元件。
特别地，光源是在操作期间至少发射(光源辐射)处于选自200nm至490nm的范围内的波长的光的光源，特别是在操作期间至少发射处于选自400nm至490nm的范围、甚至更特别是在440nm至490nm的范围内的波长的光的光源。该光可以部分地由发光材料使用。因此，在一个具体实施例中，光源被配置为生成蓝光。在一个具体实施例中，光源包括固态LED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2至20个(固态)LED光源，然而可以应用更多的光源。因此，术语LED也可以是指多个LED。因此，如本文中指出的，术语“固态光源”也可以是指多个固态光源。在一个实施例中(也参见下文)，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。在一些实施例中，固态光源可以被配置为照射透光体的不同面。
注意，对于每个聚光器，以上指示的尺寸(如长度、比率等)因此可以不同，然而在一些实施例中，第一聚光器可以全部基本上相同。因此，在一些实施例中，多个第一发光聚光器包括具有不同长度(L)的第一发光聚光器的两个或更多个子集。在又一些实施例中，多个第一发光聚光器全部基本上具有相同的长度(L)。在一些实施例中，长度(L)选自10mm至500mm的范围。这可以因此适用于所有发光聚光器。然而，该范围指示不同的发光聚光器可以具有在该范围内的不同长度。
因此，如上文所指示，然而，在一些具体实施例中，长度可以不同。例如，假定为两个发光聚光器，一个可以比另一个长。较长的发光聚光器相对于另一发光聚光器延长的部分可以用于利用光源光进行泵浦。这可能导致基本上基于由较长的发光聚光器包含的发光材料的照明设备光。同样，假定为三个发光聚光器，其中一个可以比另外两个长。然而，在其他的一些实施例中，所有三个可以具有不同的长度。最长的发光聚光器可以用于提供基本上基于由最长的发光聚光器包含的发光材料光的照明设备光。取决于光源的位置和/或由具有中等长度的发光聚光器包含的发光材料光的可激励性，泵浦相对于最短的发光聚光器而延长的部分可以提供基本上基于由中间长度发光聚光器包含的发光材料的照明设备光，以及可选地还有(一些)最长的发光聚光器的发光材料光。因此，本发明还提供了比其他发光聚光器中的一个或多个其他发光聚光器长的一个或多个发光聚光器，从而提供了相对于一个或多个其他发光聚光器延长的一个或多个发光聚光器延长部分，并且其中光源的子集被配置为向一个或多个发光聚光器延长部分提供光源辐射。例如，发光聚光器可以具有至少1.1的长度比率，如至少1.2、诸如在1.2至10的范围内、如1.5至6的长度比率。一般来说，比率可以在1.05至2的范围内。此外，特别是最大的发光聚光器和最短的发光聚光器长度相差不大于最大的发光聚光器的长度的50％。
术语“第一发光聚光器”、“第二发光聚光器”和类似术语可以独立地也指代多个第一发光聚光器、第二发光聚光器等。因此，例如在一些实施例中，两个第一发光聚光器可以被配置为平行且相邻，并且具有(基本上)相同的长度(因为它们是第一发光聚光器)，并且一个或多个第二发光聚光器可以被配置为与一个或多个第一发光聚光器平行且相邻，第二发光聚光器具有(基本上)相同的长度(因为它们是第一发光聚光器)，其中在发光聚光器延长部分上，第一发光聚光器可以接收来自彼此的光，但是其中在(一个或多个)发光聚光器延长部分的长度上，基本上没有光可以逸出到(一个或多个)第二发光聚光器，因为它们在该(一个或多个)发光聚光器延长部分的长度上没有被配置为平行。因此，当存在多于两个发光聚光器时，一个或多个发光聚光器的两个或更多个子集可以在该子集内具有相同的长度，但是不同于一个或多个其他子集的发光聚光器的发光聚光器长度。
在又一些实施例中，一个或多个发光聚光器的细长透光体包括细长陶瓷体。掺杂有Ce3+(三价铈)的发光陶瓷石榴石可以用于将蓝光转换成具有更长波长的光，例如在绿色至红色波长区内，诸如在约500nm至750nm的范围内。为了在期望的方向上获取足够的吸收和光输出，使用透明棒(特别地基本上被成形为束)是有利的。这样的棒可以用作聚光器，以在其长度上聚集来自诸如LED(发光二极管)的光源的光源辐射，将该光源辐射转换成转换器光并且在出射表面处提供大量的转换器光。基于聚光器的照明设备可以例如对投影仪应用而言是令人感兴趣的。对于投影仪，红色和绿色发光聚光器是令人感兴趣的。基于石榴石的绿色发光棒可以相对高效。这样的聚光器特别地基于YAG:Ce(即，Y3Al5O12：Ce3+)或LuAG(Lu3Al5O12：Ce3+)。可以通过用Gd掺杂YAG石榴石(“YGdAG”)来制成“红色”石榴石。然而，Gd的掺杂导致较低的热稳定性(热淬灭)。红移也可以使用高Ce浓度来获取，其对热稳定性的惩罚要小得多。为了获取蓝光，例如可以使用诸如BAM:Eu、YSO:Ce、GYSO:Ce、LYSO:Ce、BGO:Bi、CaF2:Eu和/或Eu掺杂的玻璃之类的磷光体。为了获取绿光，例如可以使用诸如LuAG LuGaAG:Ce和/或GaYAG:Ce之类的磷光体。为了获取黄光，例如可以使用诸如YAG:Ce和/或YGdAG:Ce之类的磷光体。为了获取红光，例如可以使用诸如Ba3SiO5：Eu、SrO:Eu、CaS:Eu、SrLi2Si2N4：Eu、Mg3Gd2Ge3)12：Ce、Mg3Gd2Ge2SiO12：Ce、Y3Al5O12：V，Ca和/或YALO3：V，Ca之类的磷光体。
因此，特别地，细长透光体包括陶瓷材料，该陶瓷材料被被配置为将(蓝色)光源辐射的至少一部分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口逸出。陶瓷材料特别地包括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)。如下文进一步指出的，A还可以是指其他稀土元素，并且B可以仅包括Al，但是可以可选地还包括镓。式A3B5O12：Ce3+特别地指示化学式，即不同类型的元素A、B和O的化学计量(3:5:12)。然而，如本领域已知的，由这样的化学式指示的化合物也可以可选地包括与化学计量的小偏差。
在又一方面中，本发明还提供了这样的细长透光体本身，即具有第一面和第二面的细长透光体，这些面特别地限定细长透光体的长度(L)，细长透光体包括辐射出射窗口和一个或多个辐射输入面，其中第二面包括上述辐射出射窗口，其中细长透光体包括陶瓷材料，该陶瓷材料被配置为将(蓝色)光源辐射的至少一部分波长转换成转换器光，诸如(至少)红色转换器光(其在细长透光体用蓝色光源辐射被照射时至少部分地从辐射出射窗口逸出)，其中陶瓷材料包括如本文中限定的A3B5O12：Ce3+陶瓷材料。这样的透光体因此可以用作光转换器。特别地，这样的透光体具有长方体的形状。
如上文所指示，陶瓷材料包括石榴石材料。因此，细长体特别地包括发光陶瓷。石榴石材料、特别是陶瓷石榴石材料在本文中也被指示为“发光材料”。发光材料包括A3B5O12：Ce3+(石榴石材料)，其中A特别地选自由Sc、Y、Tb、Gd和Lu(特别地至少是Y和Gd)组成的组，其中B特别地选自由Al和Ga(特别地至少是Al)组成的组。更特别地，A(基本上)包括钇(Y)和钆(Gd)，并且B(基本上)包括铝(Al)。这样的石榴石掺杂有铈(Ce)，并且可选地掺杂有其他发光物质，诸如镨(Pr)。
如上文所指示，元素A可以特别地选自由钇(Y)和钆(Gd)组成的组。因此，A3B5O12：Ce3+特别地是指(Y1-xGdx)3Al5O12：Ce3＋，其中特别地x在0.1至0.5的范围内，甚至更特别地在0.2至0.4的范围内，甚至更特别地是0.2至0.35。因此，A可以包括以原子计在50％至90％的范围内的Y，甚至更特别地至少是以原子计在60％至80％的范围内的Y，甚至更特别地是以原子计65％至80％的A包括Y。另外，A因此特别地包括以原子计至少10％的Gd，诸如以原子计在10％至50％的范围内的Gd，如以原子计20％至40％的Gd，甚至更特别是以原子计20％至35％的Gd。
特别地，B包括铝(Al)，然而B也可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别地是多至约20％的Al，更特别地是多至约10％的Al可以被替代(即，A离子基本上由以摩尔计90％或更多的Al和10％或更少的Ga、Sc和In中的一个或多个组成)；B可以特别地包括多至约10％的镓。因此，B可以包括以原子计至少90％的Al。因此，A3B5O12：Ce3+特别地是指(Y1-xGdx)3Al5O12：Ce3＋，其中特别地x在0.1至0.5的范围内，甚至更特别地在0.2至0.4的范围内。
在另一变体中，B(特别地是Al)和O可以至少部分地由Si和N替代。可选地，多至约20％的Al-O可以由Si-N替代，诸如多至10％。
对于铈的浓度，指示n摩尔％Ce表示n％的A由铈替代。因此，A3B5O12：Ce3+也可以被限定为(A1-nCen)3B5O12，其中n在0.005至0.035的范围内。因此，基本上包括Y和摩尔Ce的石榴石实际上可以是指((Y1-xGdx)1-nCen)3B5O12，其中x和n如上文定义的。
特别地，陶瓷材料可以通过烧结工艺和/或热压工艺来获取，可选地，随后是在(稍)氧化气氛中的退火。术语“陶瓷”特别地涉及无机材料，其尤其可以通过在至少500℃的温度(特别地是至少800℃，诸如至少1000℃，如至少1400℃)在减压、大气压或高压下(诸如在10-8至500MPa的范围内，诸如特别地至少0.5MPa，如特别地是至少1MPa，如1MPa至约500MPa，诸如至少5MPa，或至少10MPa)特别地在单轴或等静压下(特别地是在等静压下)加热(多晶)粉末来获取。获取陶瓷的具体方法是热等静压(HIP)，而HIP工艺可以是烧结后HIP、胶囊HIP或组合烧结HIP工艺，如在上述温度和压力条件下。通过这样的方法获取的陶瓷可以这样使用，或者可以进一步处理(如抛光)。陶瓷特别地具有理论密度(即单晶的密度)的至少90％(或更高，参见下文)、诸如至少95％、如在97％至100％的范围内的密度。陶瓷可能仍然是多晶的，但是在晶粒之间(压制颗粒或压制团聚颗粒)之间的体积减小或大大减小。诸如HIP的在高压下的加热可以例如在惰性气体中进行，惰性气体诸如包括N2和氩(Ar)中的一个或多个。特别地，在高压下的加热之前是在选自1400℃至1900℃(诸如1500至1800℃)的范围的温度的烧结工艺。这样的烧结可以在减压下进行，诸如在10-2Pa或更低的压力下进行。这样的烧结可能已经导致为理论密度的至少95％、甚至更特别是至少99％的量级的密度。在预烧结和加热(特别是高压下，诸如HIP)两者之后，透光体的密度可以接近单晶的密度。然而，不同之处在于，透光体中存在晶界，因为透光体是多晶的。这样的晶界可以例如通过光学显微镜或SEM来检测。因此，本文中的透光体特别地是指密度与单晶(相同材料)密度基本上相同的烧结多晶体。这样的体因此可以对可见光高度透明(除了由诸如特别地是Ce3+的光吸收物质吸收之外)。
在获取透光体之后，可以对体进行抛光。在抛光之前或之后，可以执行退火工艺(在氧化气氛中)，特别地是在抛光之前。在另外的具体实施例中，上述退火工艺持续至少2小时，诸如以至少1200℃至少2小时。此外，特别地，氧化气氛包括例如O2。
代替铈掺杂的石榴石，或者除了这样的石榴石之外，还可以应用其他发光材料作为发光聚光器，例如嵌入有机或无机透光基体中。例如，量子点和/或有机染料可以被应用并且可以被嵌入在透射基质中，例如聚合物，如PMMA或聚硅氧烷等。量子点是通常具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当由入射光激发时，量子点发射由晶体的大小和材料确定的颜色的光。因此可以通过适配点的大小来产生特定颜色的光。大多数已知的在可见光范围内发射的量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如铟磷(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出出饱和的颜色。此外，通过适配量子点的大小，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可以用于本发明中。然而，出于环境安全和考虑，可以优选地使用无镉量子点或至少具有非常低的镉含量的量子点。也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Red F305、Orange F240、Yellow F083和Lumogen F170。
照明设备可以是以下项的一部分或者可以应用在以下项中：例如办公室照明系统、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、警告标志系统、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。
在又一方面中，本发明提供了一种包括如本文中限定的照明设备的投影仪。如上文所指示，当然，光投影仪也可以包括多个这样的照明设备。
在又一方面中，本发明还提供了一种被配置为提供照明系统光的照明系统，该照明系统包括如本文中限定的一个或多个照明设备并且可选地包括被配置为提供第二照明设备光的一个或多个第二照明设备，其中照明系统光包括(a)(i)如本文中限定的上述第二转换器光和(ii)如本文中限定的上述第三转换器光中的一个或多个，以及可选地包括(b)第二照明设备光。因此，本发明还提供被配置为提供可见光的照明系统，其中照明系统包括如本文中限定的至少一个照明设备。例如，这样的照明系统还可以包括一个或多个(附加的)光学元件，如滤光器、准直器、反射器、波长转换器等中的一个或多个。照明系统可以例如是用在汽车应用中的照明系统，如前灯。因此，本发明还提供了一种被配置为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中限定的至少一个照明设备和/或包括如本文中限定的至少一个照明设备的数字投影仪系统。特别地，照明设备可以被配置为(在这样的应用中)提供红光。汽车照明系统或数字投影系统还可以包括如本文中描述的多个照明设备。
因此，尤其提供了一种照明设备，其包括第一发光聚光器，还在第一发光聚光器旁边使用具有另一组成的第二发光材料(特别地是没有光学接触和/或使用二向色镜在光学上分离)。特别地，该第二材料具有与第一材料的发射带重叠的吸收带。结果，由第一发光材料生成的(大)部分光将由第二材料吸收，从而得到效率提高的高亮度白光源。发光聚光器可以具有基本上相同的长度并且被配置为基本上在(一个或多个)整个长度上彼此并排，或者两个或更多个发光聚光器可以具有不同的长度，其中在发光聚光器的一部分长度上，可以不配置任何发光聚光器。
此外，多个光源在一些实施例中可以包括被配置为提供第一子集光源光的第一光源子集和被配置为提供第二子集光源光的第二光源子集，第一子集光源光和第二子集光源光具有不同的光谱分布，并且两个或更多个发光聚光器的发光材料不同，可以(进一步)通过控制光源的子集来控制照明设备光。通过控制子集的光源的光源光的强度，可以提供照明设备光的不同光谱分布。当使用不同的发光材料时，对于(不同子集的)不同光源的光源光，它们将具有相互不同的激发振子强度比。
本文中的术语白光是本领域技术人员已知的。其特别地涉及具有在约2000K与20000K之间、特别地是在2700K至20000K之间的相关色温(CCT)的光，对于一般照明，特别地是在约2700K至6500K的范围内，并且对于背光照明目的，特别地是在约7000K至20000K的范围内，并且特别地在距离BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，特别地是在距离BBL约10SDCM内，甚至更特别地是在距离BBL约5SDCM内。术语“紫光”或“紫色发射”特别地涉及具有在约380nm至440nm的范围内的波长的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”特别地涉及具有在约440nm至490nm的范围内的波长(包括一些紫色和青色色调)的光。术语“绿光”或“绿色发射”特别地涉及具有在约490nm至560nm的范围内的波长的光。术语“黄光”或“黄色发射”特别地涉及具有在约560nm至570nm的范围内的波长的光。术语“橙光”或“橙色发射”特别地涉及具有在约570nm至600nm的范围内的波长的光。术语“红光”或“红色发射”特别地涉及具有在约600nm至780nm的范围内的波长的光。术语“粉光”或“粉色发射”是指具有蓝色和红色分量的光。术语“可见”、“可见光”或“可见光发射”是指具有在约380nm至780nm的范围内的波长的光。
附图说明
现在将参考所附的示意图以举例的方式来描述本发明的实施例，在示意图中相应的附图标记指示相应的部分，并且在示意图中：图1a至图1e示意性地描绘了本发明的一些方面；图2a至图2b示意性地描绘了一些实施例；图3a至图3b示意性地描绘了一些另外的实施例；图4a至图4b示意性地描绘了又一些另外的实施例；图5a至5b示意性地描绘了包括一些附加光学元件的又一些另外的实施例；图6a至图6b示意性地描绘了可能堆叠的又一些另外的实施例；以及图7a至图7f示意性地描绘了可能堆叠的又一些另外的实施例。示意图不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
根据本发明的发光设备可以用在各种应用中，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、汽车照明设备(诸如例如机动车的前灯或尾灯)、竞技场照明、剧院照明和建筑照明。
作为如下所阐述的根据本发明的实施例的一部分的光源可以适于在操作中发射具有第一光谱分布的光。随后该光被耦合到光导或波导中；此处是透光体。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且将光引导至出射表面。
图1a中示意性地描绘了如本文中限定的照明设备的一个实施例。图1a示意性地描绘了包括多个固态光源10和发光聚光器5的照明设备1，发光聚光器5包括具有第一面141和第二面142(“棒的鼻部”)的细长透光体100，第一面141和第二面142限定细长透光体100的长度L。细长透光体100(特别地是陶瓷体)包括一个或多个辐射输入面111，此处作为示例是用附图标记143和144表示(其限定例如宽度W)的两个相对布置的面，其在本文中也被指示为边缘面或边缘侧147。此外，透光体100包括辐射出射窗口112，其中第二面142包括上述辐射出射窗口112。整个第二面142可以被用作或被配置为辐射出射窗口。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)光源辐射11。如上文所指示，它们特别地被配置为向辐射输入面111中的至少一个提供平均至少为0.067瓦/mm2的蓝色功率Wopt。附图标记BA表示体轴线，其在立方体实施例中将基本上平行于边缘侧147。
细长透光体100包括陶瓷材料120，陶瓷材料120被配置为将(蓝色)光源辐射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。如上文所指示，陶瓷材料120包含A3B5O12：Ce3+陶瓷材料，其中A包括例如钇(Y)、钆(Gd)和镥(Lu)中的一个或多个，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。前者可以例如当期望绿光时减少非绿光，或者可以当期望红光时减少非红光。后者可以用于将光反射回透光体或波导中，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。
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、或者LED或激光二极管或OLED的阵列、或者这些中的任意项的组合。原则上LED可以是任何颜色的LED或这些的组合，但是在一个实施例中是产生在UV和/或蓝色范围内的光源辐射的蓝光源，UV和/或蓝色范围被限定在380nm与490nm之间的波长范围。在另一实施例中，光源是UV或紫光源，即在低于420nm的波长范围内发射。在多个LED或激光二极管或OLED或者LED或激光二极管或OLED阵列的情况下，LED或激光二极管或OLED原则上可以是两种或更多种不同颜色的LED或激光二极管或OLED，诸如但不限于UV、蓝色、绿色、黄色或红色。
光源10被配置为提供用作泵浦辐射7的光源辐射11。附图标记17用于将该泵浦辐射7指示为第一泵浦辐射17。发光材料120将光源辐射转换成发光材料光8。在光出射窗口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，由于重新吸收，发光聚光器5内的发光材料光8的一部分可以被重新吸收。因此，光谱分布可以相对于例如低掺杂系统和/或相同材料的粉末而红移。
由照明设备1生成的光(在这样的照明设备的操作期间)用附图标记1111指示。该照明设备光或“设备光”包括至少转换器光101并且可选地还包括光源光11(此处是泵浦辐射7)。
图1a至图1b示意性地描绘了照明设备的类似实施例。此外，照明设备可以包括另外的光学元件，其或者与波导分离和/或集成在波导中，如例如聚光元件，诸如复合抛物面聚光元件(CPC)。图1b中的照明设备1还包括诸如CPC的准直器24。
图1c示意性地描绘了作为波导或发光聚光器的可能的陶瓷体的一些实施例。用附图标记141至146来指示面。第一变体(板状或梁状的透光体)具有面141至146。未示出的光源可以布置在面143至146中的一个或多个面上。第二变体是具有第一面141和第二面142以及周面143的管状杆。未示出的光源可以布置在透光体周围的一个或多个位置处。这样的透光体将具有(基本上)圆形或圆的横截面。第三变体基本上是两个先前的变体的组合，其具有两个弯曲和两个平坦的侧面。图1c所示的变体不是限制性的。更多的形状是可能的；即例如参考WO2006/054203，其通过引用并入本文。用作光导的陶瓷体通常可以是棒形或条形光导，其包括沿着相互垂直的方向延伸的高度H、宽度W和长度L，并且陶瓷体在实施例中是透明的或者是透明且发光的。光通常在长度L方向上被引导。高度H在一些实施例中<10mm，在其他的一些实施例中<5mm，在又一些实施例中<2mm。宽度W在一些实施例中<10mm，在其他的一些实施例中<5mm，在又一些实施例中<2mm。长度L在一些实施例中大于宽度W和高度H，在其他的一些实施例中至少为宽度W的2倍或高度H的2倍，在又一些实施例中至少为宽度W的3倍或高度H的3倍。因此，(长度/宽度的)纵横比特别地大于1，诸如等于或大于2，诸如至少5，如甚至更特别地在10至100的范围内，诸如10至60，如10至20。除非另有说明，否则术语“纵横比”是指比率长度/宽度。
高度H:宽度W的纵横比通常为1:1(例如，对于一般光源应用)或者1:2、1:3或1:4(例如，对于特殊光源应用，诸如前灯)或者4:3、16:10、16:9或256:135(例如，对于显示应用)。光导通常包括未被布置在平行平面中的光输入表面和光出射表面，并且在一些实施例中，光输入表面垂直于光出射表面。为了实现高亮度、聚集的光输出，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，但是在一些实施例中被成形为正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、五角形或六角形。
图1d非常示意性地描绘了包括如本文中限定的照明设备1的投影仪或投影仪设备2。作为示例，此处的投影仪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光101，并且其中第二照明设备(1b)被配置为提供例如红光101。光源10例如被配置为提供蓝光。这些光源可以用于提供投影3。注意，被配置为提供光源辐射11的附加光源10不一定是与用于泵浦(一个或多个)发光聚光器的光源相同的光源。此外，此处的术语“光源”也可以是指多个不同的光源。
高亮度光源对于包括聚光、舞台照明、前灯和数字光投影的各种应用而言是令人感兴趣的。
为此，可以利用所谓的聚光器，在聚光器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。可以使用这样的透明发光材料的棒，然后用LED照射它以在棒内产生更长的波长。经转换的光将以波导模式停留在诸如掺杂石榴石的发光材料中，并且然后可以从其中一个表面被提取，从而导致强度增益(图1e)。
图2a至图2b示意性地描绘了包括如上文所描述的多个发光聚光器5的照明设备1的一个实施例1。此外，照明设备1包括多个光源10，多个光源10被配置为向第一发光聚光器15的一个或多个辐射输入面111提供光源辐射11作为第一泵浦辐射17。图2a至图2b和一些其他附图示意性地描绘了其中发光聚光器具有基本上相同的长度的实施例。
该第一发光聚光器15包括第一发光材料1120，第一发光材料1120被配置为将在一个或多个辐射输入面111处接收的第一泵浦辐射17的至少一部分转换成第一发光材料光18，并且被配置为在第一辐射出射窗口1112处将第一发光材料光18的至少一部分耦合出来作为第一转换器光1101。附图标记1101指示该转换器光是第一发光转换器1100的转换器光101。
照明设备1还包括被配置为平行于第一发光聚光器15的第二发光聚光器25，其中第一发光聚光器15的侧边缘147被配置为平行于第二发光聚光器25的侧边缘147。第二发光聚光器25被配置为在第二发光聚光器25的上述侧边缘147处接收从上述第一发光聚光器15的上述侧边缘147逸出的上述第一泵浦辐射17和上述第一发光材料光18中的一个或多个，即第二泵浦辐射27。另外，第二发光聚光器25包括第二发光材料2120，第二发光材料2120被配置为将第二泵浦辐射27的至少一部分转换成第二发光材料光28。此外，第二发光聚光器25被配置为在第二辐射出射窗口2112处将第二发光材料光28的至少一部分耦合出来作为第二转换器光2101。上述第一转换器光1101和上述第二转换器光2101由照明设备光101包含。
在一些实施例中，第一发光聚光器15被配置为透射光源辐射11的至少一部分，并且第二泵浦辐射27包括由上述第一发光聚光器15透射的上述光源辐射11的至少一部分。因此，指示第二泵浦光28的箭头将包括第一发光材料光18并且在这样的实施例中还包括第一光源光11。发光聚光器之间的距离用附图标记d指示。此处，体轴线与上侧边缘和下侧边缘147具有大致为零的角度α。
图2b示意性地示出了图2a中示意性地描绘的实施例的横截面图，但是包括具有用于直接泵浦第二发光转换器25的附加泵浦光源的变体。照明设备1还包括多个第二光源1210，多个第二光源1210被配置为向第二发光聚光器25的一个或多个辐射输入面111生成第二光源光1211作为第一次级泵浦辐射227。第二发光聚光器25包括被配置为将在一个或多个辐射输入面111处接收的第一次级泵浦辐射227的至少一部分(也)转换成上述第二发光材料光28的上述第二发光材料2120。此外，第二发光转换器250被配置为在第二辐射出射窗口2112处将第二发光材料光28的至少一部分耦合出来作为第二转换器光2101。
附图标记21指示反射器，其可以被布置在与辐射出射窗口112相对的一端处，和/或其可以被布置为平行于可以例如没有用于将光源的光耦入或将光耦出到相邻的发光聚光器的侧边缘147。
图2a中的反射器21可以用于将有用的光反射回第二发光聚光器25中。备选地或附加地，反射器可以被布置在第一发光聚光器的边缘处。例如，参考图2b，如果反射器被布置在示意图中最低处描绘的边缘处(参见关于第一发光聚光器15的水平延伸边缘的附图标记147)，则这样的反射器可以用于将光反射回第一发光聚光器中，该光可以可选地最终也到达第二发光聚光器25，以用于其中的转换。这样的实施例可以替代图6a中示意性地描绘的实施例(中间实施例)来使用。
类似于图2a至图2b，图3a至图3b示意性地描绘了具有第三发光聚光器35的实施例和变体。此处，照明设备1因此还包括被配置为平行于第二发光聚光器25的第三发光聚光器35，其中第二发光聚光器25的侧边缘147被配置为平行于第三发光聚光器35的侧边缘147。第三发光聚光器35被配置为在第三发光聚光器35的上述侧边缘147处接收从上述第二发光聚光器25的上述侧边缘147逸出的上述第一泵浦辐射17、上述第一发光材料光18和上述第二发光材料光28中的一个或多个作为第三泵浦辐射37。第三发光聚光器35包括第三发光材料3120，第三发光材料3120被配置为将第三泵浦辐射37的至少一部分转换成第三发光材料光38，并且被配置为在第三辐射出射窗口3112处将第三发光材料光38的至少一部分耦合出来作为第三转换器光3101。上述第一转换器光1101、上述第二转换器光2101和上述第三转换器光3101由照明设备光101包含。发光聚光器之间的距离用附图标记d指示。此处，体轴线与上侧边缘和下侧边缘147具有大致为零的角度α。注意，差别在第一发光聚光器与第二发光聚光器、以及第二发光聚光器与第三发光聚光器之间可以不同。
此处，第一发光聚光器被指示为比第二发光聚光器等低的级，并且第三发光聚光器被指示为比第二和第一发光聚光器高的级。
此外，图3b示意性地示出了图3a中示意性地描绘的实施例的横截面图，但是包括具有用于直接泵浦第二发光转换器25和/或第三发光聚光器35的附加泵浦光源的变体。照明设备1还包括多个第二光源1210，多个第二光源1210被配置为向第二发光聚光器25和/或第三发光聚光器35的一个或多个辐射输入面111生成第二光源光1211作为第一次级泵浦辐射227。
图4a示意性地描绘了还包括第二照明设备1200的一个实施例，第二照明设备1200被配置为生成第二照明设备光1201(特别地是红色的照明设备光1201)，并且被配置为在以下项中的一个或多个处提供上述第二照明设备光1201：(a)上述第一发光聚光体15的第一面141，(b)上述第二发光聚光器25的第一面141，以及(c)第三发光聚光器35(当可用时)的第一面141。然而，其他实施例也是可能的。例如，诸如红色LED的第二照明设备1200例如也可以被放置在表面141或142处(参见图1c)。通过波导，这种光也在鼻部输出中结束。然而，第二照明设备光1201也可以被直接提供，而不耦合到发光聚光器中并再次从发光聚光器中耦合出来，参见图4b。
图5a至图5b示意性地描绘了包括光学元件57(诸如准直器，如CPC(复合抛物面聚光器))的照明设备的实施例。此处，作为示例，描绘了发光聚光器15、25、35，但是仅包括第一和第二类型发光聚光器的其他堆叠也是可能的。在图5a中，所有光源基本上相同。
在图5b中，示意性地描绘了一个实施例，其中多个光源10包括被配置为提供第一子集光源光5111的光源10的第一子集5110和被配置为提供第二子集光源光5211的光源10的第二子集5210，第一子集光源光5111和第二子集光源光5211具有不同光谱分布。特别地，发光材料1120、2120、3120中的两个或更多个对于第一子集光源光5111和第二子集光源光5211具有相互不同的激发振子强度比。例如，可以应用UV和蓝色发射光源。此外，图5b示意性地描绘了被配置为控制(不同子集的)光源的控制系统430。例如，可以控制子集，或者可以控制子集内的光源。以这种方式，不仅可以控制照明设备光1111的强度，而且可以控制光谱分布，因为不同的光源可以最终生成具有不同光谱分布的转换器光(以及可选的剩余的光源光)。该实施例中的照明设备光包括一个或多个发光聚光器的转换器光以及可选地包括光源子集中的一个或多个子集的(一个或多个)光源中的一个或多个光源的光源光。
图6a至图6b示意性地描绘了发光聚光器的总共六种可能的配置，然而可能有更多的配置，其中图6a示出了第一发光聚光器15和一个或多个第二发光聚光器25，并且图6b示出了第一发光聚光器15、一个或多个第二发光聚光器25和一个或多个第三发光聚光器35(其中实际上最右集合是左侧集合的三重版本)。在一些实施例中，从较低级发光聚光器的侧边缘逸出的发光材料光的至少一部分经由一个或多个反射镜而被反射到较高级发光聚光器。例如，参考图6a中的左侧变体，第二发光聚光器25被配置在第一发光聚光器15的第一侧处。当在另一侧处配置反射镜(在非零距离处)时，光可以被反射回第一发光聚光器15中，并且其一部分然后可以到达第二发光聚光器25。
不同的材料可以用作发光材料(也参见上文)。例如，可以使用以下部件来获取高强度的黄光：LED：发射例如460nm的蓝光的蓝色LED；初级透明发光光导：吸收蓝光并且发射例如520nm的绿光(例如，Ce掺杂的LuAG)；次级透明发光光导：吸收绿光并且发射例如560nm的黄光(例如，量子点)。在另一示例中，可以使用以下部件来获取高强度的红光：LED：发射例如460nm的蓝光的蓝色LED；初级透明发光光导：吸收蓝光并且发射例如550nm的黄光(例如，Ce掺杂的LuAG)；次级透明发光光导：吸收黄光并且发射例如620nm的红光(例如，量子点)。在又一示例中，可以使用以下部件来获取高强度的绿光：LED：发射例如390nm的UV光的UV LED；初级透明发光光导：吸收UV光并且发射例如440nm的蓝光(例如，Eu2+掺杂的BaMgAl10O17和/或Eu2+掺杂的Sr5(PO4)3Cl)；次级透明发光光导：吸收蓝光并且发射例如520nm的绿光(例如，用于黄绿发射的Ce掺杂的LuAG YAG)。
本文中使用的光源优选是固态发光器。固态发光器的示例是发光二极管(LED)、(一个或多个)有机发光二极管OLED、或者例如激光二极管。固态发光器是相对具有成本效益的光源，因为它们通常不昂贵、具有相对较高的效率和较长的使用寿命。光源优选是UV、紫色或蓝色光源。
在第一实施例中，可以提供使用UV-LED来泵浦的蓝色、绿色和红色聚光器的堆叠。在第一构思中，蓝色发光聚光器、绿色发光聚光器和红色发光聚光器被堆叠并且使用UV LED来泵浦。UV LED泵浦蓝色发光材料。所生成的蓝光的一部分被波导到鼻部。蓝光中不在全内反射(TIR)范围内的部分将激发绿色发光聚光器。由于绿色发光聚光器的吸收光谱(主要)在蓝色内，因此很大一部分的这种光被转换成绿色，其中一部分再次被波导到鼻部。绿光中所生成的并且不在TIR内的部分可以用于激发红色发光聚光器。为此，红色发光聚光器材料可以具有与绿光明显重叠的激发光谱(例如，Eu掺杂的氮化物、Lumogen)。
现在可用的红色材料可能遇到两个主要缺点：发射在橙色内(导致CRI太低)，以及激发光谱相对于黄色/绿色激发光谱仅略微红移(限制了重新吸收的量)。为了生成足够的红光，使用具有不显著偏离绿色/黄色材料的激发光谱的红色发光聚光器材料，应当选择绿色材料的厚度和/或组成，使得蓝光的一部分透过绿色发光聚光器。
在第二实施例中，提供了使用蓝色和UV-LED的混合来泵浦的蓝色、绿色和红色发光聚光器的堆叠。这些实施例还可以基本上进一步与先前的实施例相同，其中因此扩展在于，使用UV和蓝色LED的组合，UV和蓝色LED可以例如在两个单独的串中被控制。这些实施例为颜色可调性引入了更大的自由度，参见例如图7a和图7b。从发光聚光器蓝色发光聚光器中泄漏的光可以用于泵浦绿色和红色发光聚光器。从绿色发光聚光器中泄漏的光可以用于泵浦红色发光聚光器。蓝光可以用于激发绿色和红色发光聚光器，这引入一些色彩可调性。附图标记10a和10b用于指示不同的光源(即，特别地是提供具有不同光谱分布的辐射的固态光源)。以这种方式，可以提供不同光源的两个或更多个子集(在子集内具有实质上相同的光源)。可选地，光源或光源的子集可以被单独控制。为此，可以使用控制系统(未示出)。
在又一些另外的实施例中，提供使用蓝色和UV-LED的混合来泵浦的蓝色、绿色和红色发光聚光器的堆叠。再次，这些实施例可以基本上与第一实施例相同，其中扩展在于，使用蓝色和UV LED的组合来泵浦蓝色和绿色发光聚光器。来自顶部的蓝色LED用于泵浦红色发光聚光器。这将进一步扩展系统的颜色可调性。备选地，代替使用红色发光聚光器，可以将红色LED放置在与鼻部相对的表面处。图7c和图7d示出了来自底部的UV/蓝光激发蓝色/绿色发光聚光器。红色发光聚光器主要由来自顶部的蓝色LED激发。可以通过发光聚光器的堆叠/LED的选择和定位来获取改进的效率和颜色可调性。
在第四实施例中，使用蓝色和UV-LED的混合来泵浦的蓝色、绿色和红色发光聚光器的堆叠，使用不同长度的发光聚光器。在先前的实施例中，纯色的生成可能是困难的。例如，从发光聚光器的侧面泄漏的蓝光将激发绿色和/或红色磷光体，导致蓝色光谱被绿色和红色“污染”(这是用来提高效率的)。通过使用明显长于绿色和红色发光聚光器的蓝色发光聚光器、并且仅激发该区域中的蓝色发光聚光器，蓝光泄漏将不会导致绿色和/或红色发光聚光器的激发(图7e和图7f)。为了能够生成纯蓝光，蓝色发光聚光器在提取元件的相对侧处延伸。类似的方法可以用于绿色。纯色可以以“传统”发光聚光效率而被生成。白光可以以改进的效率被生成。图7e和图7f示出了来自底部的UV/蓝光激发蓝色/绿色发光聚光器。红色发光聚光器主要由来自顶部的蓝色LED激发。可以通过发光聚光器的堆叠/LED的选择和定位来获取改进的效率和颜色可调性。由于蓝色和绿色发光聚光器的延长的长度，可以生成更纯的蓝色和绿色。图7e和图7f示意性地示出了一个实施例，其中发光聚光器15、25、...中的一个或多个比其他发光聚光器15、25、...中的一个或多个长，从而提供相对于一个或多个其他发光聚光器15、25、...延长的一个或多个发光聚光器延长部分415、425、...，并且其中光源10的子集被配置为向一个或多个发光聚光器延长部分415、425、...提供光源辐射11。因此，两个或更多个发光聚光器可以具有不同的长度。指示“15、25、...”和类似指示特别地是指可以存在至少两项(此处是聚光器)，但是也可以存在更多项(聚光器)。
注意，此处的第一发光聚光器具有第一长度L1，第一长度L1比第二发光聚光器的第二长度L2长，并且第二长度L2又比第三发光聚光器的第三长度L3长。因此，L1>L2>L3。然而，其中发光聚光器之一的长度不同于具有基本上相同长度的两个发光聚光器的实施例也是可能的。
图7a、图7c、图7e示意性地描绘了可能的实施例的侧视图，并且图7b、图7d和图7e示意性地描绘了这样的实施例的横截面。注意，照明(泵浦)可以是从下方和/或上方，但是可以备选地或附加地也是从(一个或多个)侧面(例如，如在横截面视图中示意性地描绘的波导的左侧和右侧(光源未示出))。在图7a、图7c、图7e中，发光聚光器15、25、35可以各自包括不同的发光材料，使得例如可以分别提供蓝色、绿色和红色聚光器光，从而导致例如白色设备光。通过使用光源的不同子集5110、5210和/或不同布置(泵浦位置，参见图7c和图7e)，可以调节设备光的光谱分布。因此，控制系统430可以控制(不同子集的)光源10。这样的控制系统可以用在本文中描述的照明设备的任何实施例中。
图7e示出了包含具有长度L1、L2和L3的发光聚光器的设备。注意，在相应的发光聚光器15、25、35的每个第一面141处的可选的反射镜21。延长部分用总体附图标记400指示，并且对于第一发光聚光器15的延长部分用附图标记415指示，对于第二发光聚光器25的延长部分用附图标记425指示。当然，可以存在多于三个发光聚光器。可以存在例如多于一组的光源，其被指示为子集。因此，可以存在光源的两个或更多个子集。特别地，每个子集可以包括具有基本上相同的光谱分布(诸如相同的分仓)的光源，但是不同子集的光源具有不同的光谱分布(诸如来自不同分仓)。例如，每个一个或多个光源10的一个或多个子集1415、1425、...被配置为分别向一个或多个发光聚光器延长部分415、425、...提供光源辐射11。附图标记1400用于总体指示被特别地配置为基本上用光源光来泵浦延长部分400而不是发光聚光器5的其余部分的子集。参考图7e，从L2离开的部分是第一发光聚光器15的延长部分；与L2基本上相等的第一发光聚光器的长度是发光聚光器的剩余部分。
注意，第二发光聚光器延长部分425在第二发光聚光器延长部分425的长度上具有被配置为相邻且平行的第一发光聚光器，而在相同长度上(沿着另一侧边缘)没有被布置为平行且相邻的发光聚光器。在第二发光聚光器的长度的其余部分上，沿着两个侧边缘，其他发光聚光器被配置为平行且相邻。因此，在长度L2上，第一发光聚光器被配置为沿着侧边缘相邻且平行，并且在该示意性地描绘的实施例中，在长度L3上，第三发光聚光器和第一发光聚光器两者被配置为与(不同的)侧边缘平行且相邻。当第一发光聚光器被泵浦时，光可以逸出到第二发光聚光器。当第二发光聚光器在第二发光聚光器延长部分425中被泵浦时，可能(在延长部分下游)逸出到第一发光聚光器的光(如果有任何光逸出)可以基本上不影响光谱分布。可能(在延长部分下游)逸出到第三发光聚光器的光(如果有任何光逸出)可以对光谱分布有一些影响。然而，由于第二发光聚光器延长部分425主要被泵浦的事实，第二发光聚光器延长部分425中不在TIR范围内的光可能已经逸出，并且第二发光聚光器延长部分425中处于TIR范围内的光可以向下游传播到出射窗口并且逸出。此外，重新吸收效应也可以在发光聚光器的长度上被减小。以这种方式，发光聚光器延长部分的泵浦可以提供基本上仅包括相应发光聚光器的转换器光的设备光。
因此，图7e示意性地描绘了除了图7c中示意性地描绘的子集之外的其他子集。参考图7c和图7e，UV LED可以被配置为泵浦蓝色发光聚光器，诸如例如第一发光聚光器15，并且蓝色LED可以被配置为泵浦绿色发光聚光器，诸如例如第二发光聚光器。
应用包括但不限于投影仪、灯、灯具或其他照明系统，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、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示符标志系统和装饰照明系统、便携式系统和汽车应用。
本文中描述直至三级的发光聚光器的事实并不排除可以应用甚至更高级的发光聚光器，其原理与本文中关于第一、第二和第三发光聚光器所描述的相同。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”，诸如在“基本上全部光”或“基本上由......组成”中。术语“基本上”还可以包括具有“整个”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在一些实施例中，形容词基本上也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”也可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意味着“由......组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提及的一个或多个项。例如，短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指代“由......组成”，但是在另一实施例中也可以指代“至少包含所定义的物种并且可选地包括一个或多个其他物种”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元素，而不一定用于描述依次或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中描述的本发明的实施例能够以不同于本文中描述或图示的其他顺序操作。
除其他外，本文中的设备在操作期间被描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，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出很多替代实施例。在权利要求中，置于括号内的任何附图标记不应当被解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变形并不排除除了在权利要求中陈述的那些元素或步骤之外的其他元素或步骤的存在。在元素前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元素的存在。本发明可以借助于包括若干不同元素的硬件装置以及借助于合适地编程的计算机来实现。在枚举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由一个且相同的硬件项来实施。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
本发明进一步适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的特征化特征中的一个或多个特征化特征的设备。本发明还涉及包括在说明书中描述和/或在附图中示出的特征化特征中的一个或多个特征化特征的方法或过程。