发光设备的制作方法

文档序号:13767773阅读:170来源:国知局
本发明涉及发光设备,该发光设备包括光源,其适于在操作中发射具有第一光谱分布的光;和光导,其适于将具有第一光谱分布的光转换成具有第二光谱分布的光。
背景技术
:高强度光源并且特别是白色高强度光源对于包括聚光灯、头灯、舞台照明以及数字光投影的各种应用来说是令人关注的。对于这样的用途,可能使用所谓的发光集中器,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。被转换的光(其将在发光材料中被波导)从导致强度增益(或换言之,亮度的增加)的表面被提取。当例如在投影机中将这种高强度光源用于RGB光生成时,近期的开发提出了如下发光设备,该发光设备采用比如借助于基于磷光体的转换的从蓝LED光到绿光或经由绿光到红光的逐步光转换。这要求非常小的光学扩展量、非常高的亮度以及高效率,这反过来引起设计具有多于10-60W的电输入功率的非常紧凑的光源。在这种条件下,生成大量的热量,这对特别是光学扩展量和效率产生副作用。这种发光设备可以被构建为使得部件按如沿光的传播方向看见的蓝色LED、绿色发光棒、红色磷光体以及光学透镜的顺序设置。红色磷光体被附接(例如胶合)在绿色发光棒与光学透镜之间。文献US2013/0039029A1描述了具有类似构造的光引擎,并且被构建为使得部件按如沿光通过发光设备传播的方向看见的光源、光导、光学元件以及发光元件的顺序设置。此外,光学元件还设置在光源与光导之间。在上述现有技术设备这两者中,应当透明且非散射的红色磷光体的光学质量以及应当能够在高温梯度条件下保持少数元件的所用的胶的机械可靠性是关键的。因此,需要高质量红色磷光体材料和高质量热稳定胶,这增加成本并限制系统可靠性。US2008/0079910A1公开了包括本体的照明系统,本体含有在由第一波长范围的光照射时发射第二波长范围内的光的荧光材料。系统还包括至少第二荧光材料,其吸收第一与第二波长范围中的至少一个波长范围内的光,并且发射第三波长范围内的光。本体具有提取区域,并且第二或第三波长范围内的光中的至少一些光在本体内内部反射到提取区域。技术实现要素:本发明的目的是克服该问题并提供可靠性和耐用性提高且制造更便宜的发光设备。根据本发明的第一方面,该目的和其他目的借助于发光设备来实现,发光设备包括:至少一个光源,其适于在操作中发射具有第一光谱分布的第一光;光导,其包括以关于彼此的不同于零的角度延伸的光输入表面和光出射表面,光导还包括与光出射表面平行延伸且被设置为与光出射表面相对的第一其它表面,光导适于在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一部分转换成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光出射表面,并且将具有第二光谱分布的第二光从光出射表面耦合出,光导由发光材料制成;发光设备还包括被设置为与第一其它表面邻近的磷光体元件,磷光体元件适于将从光导入射的光转换成具有第三光谱分布的第三光,光导还适于在第一其它表面处接收具有第三光谱分布的第三光,将具有第三光谱分布的第三光引导到光出射表面,并且将具有第三光谱分布的第三光从光出射表面耦合出,并且发光设备还包括被设置为与磷光体元件邻近、与光导的第一其它表面相对的反射元件。通过提供具有适于将耦合进的光的至少一部分转换成具有不同光谱分布的转换光的光导的发光设备,提供了光导,使用该光导,特大量的转换光将停留在光导中,其随后可以从表面之一提取,这转而引起特别高的强度增益。通过设置以关于彼此的不同于零的角度延伸的光输入表面和光出射表面,提供了具有特别简单的几何结构并且生产和与光源恰当对齐非常简单且快速的发光设备。在实施例中,光输入表面和光出射表面彼此垂直地延伸。在实施例中,光导由石榴石制成。石榴石示出了高光化学稳定性,且由此提供了特别耐用的发光设备。通过设置被设置为与光导的第一其它表面邻近的磷光体元件,磷光体元件适于将入射光转换成具有第三光谱分布的第三光,并且通过设置被设置为与磷光体元件邻近、与光导的第一其它表面相对的反射元件,入射光穿过磷光体元件两次,一次在被反射离开反射元件之前,且一次在被反射离开反射元件之后。由此,磷光体元件设置在反射元件与光导的第一其它表面之间。因此,和上述现有技术设备相比,磷光体元件可以被制造的相当更薄(具体地为大约两倍薄)。从而,在不危害磷光体元件的光转换效果的质量的情况下,降低磷光体元件的可接受的最小光学质量。此外,磷光体元件越薄,磷光体元件中的内部温度梯度变得越低,这转而在磷光体元件与光导之间的过渡层中和/或在将磷光体元件和光导结合在一起的层中产生更低的机械应力。通过使光导适于在第一其它表面处接收具有第三光谱分布的第三光、将具有第三光谱分布的第三光引导到光出射表面、并且将具有第三光谱分布的第三光从光出射表面耦合出,获得了发光设备,使用该发光设备,可以在不危害光的亮度的情况下发射具有更宽光谱分布(即,至少具有第二和第三光谱分布)的光。以这种方式,提供了具有相对高功率和高集中度以及低光学扩展量的光的RGB光源或白光源。此外,这一配置允许发射具有更宽光谱分布的光的发光设备,这转而使得能够提供改善质量的白光。此外,通过减少通过除了光出射表面之外的其他表面从光导逸出的光量,反射元件的设置还提高光输出的效率和强度。根据实施例,反射元件为镜板、镜箔以及镜涂层中的任何一个或多个。在实施例中,在磷光体元件与光导之间设置间隙。在进一步的实施例中,光学元件设置在磷光体元件与光导之间。在实施例中,光学元件通过间隙与磷光体元件分离,和/或通过间隙与光导分离。在实施例中,磷光体元件设置在反射散热器元件上。在其他实施例中,反射元件设置在散热器元件上,并且磷光体元件设置在反射元件上。通过经由间隙分离磷光体元件与光导,减少从磷光体元件向光导和从光导向磷光体元件的传热,从而改善发光设备的热管理,引起光导和/或磷光体元件中所产生的热量的降低。在实施例中,发光设备还包括光学元件,光学元件设置在光出射表面处。在适于提供白光的根据本发明的发光设备的实施例中,光学元件为透镜(诸如凸透镜、凹透镜或甚至透镜的阵列)。备选地,光学元件例如可以为光栅、滤波器、表面结构等。光学元件可以包括选择性地反射预定光谱分布或波长范围的光学元件,例如设置在光导的光出射表面处的二色性滤波器或设置在另一个光学元件(诸如复合抛物面集中器)的光出射表面处的二色性滤波器。以这种方式,因为由二色性滤波器反射的光将经由光导引导到磷光体元件且在磷光体元件处接收并且由此可以被转换成具有第三光谱分布的第三光,所以可以通过选择性地反射预定光谱分布或波长范围(其未由磷光体元件转换成具有第三光谱分布的第三光),使得更多的光由磷光体元件转换成第三光,来提供由磷光体元件进行的更高效的波长转换。例如,在红色磷光体元件的情况下,绿光和/或黄光可以由选择性反射光学元件反射并由此可以经由光导引导到红色磷光体元件,绿光和/或黄光可以在红色磷光体元件处被至少部分地转换成红光,从而提供到红光的更高效的转换。从而,提供了发光设备,使用该发光设备,从光导的光出射表面发射的光可以被成形和/或混合以便提供具有甚至更高质量并且可以适于特定应用的光输出。此外,针对至少一些实施例,光学元件还可以改善光从光出射表面耦合出,从而提高光输出的强度。具体地,假使光学元件包括透镜或透镜的阵列,则可以获得具有不同光谱分布的光输出的分量或光束的改善重叠,由此提供更高质量的光输出。在实施例中,磷光体元件包括0.1mm与1cm之间的厚度。磷光体元件的厚度在这一点上被定义为磷光体元件的和第一其它表面邻近的表面与磷光体元件的和反射元件邻近的表面之间且垂直于这两个表面的最短距离。这种磷光体元件已经被示出为具有如下厚度,该厚度提供对磷光体元件的高质量光转换效果的期望与对尽可能多地降低磷光体元件中的温度梯度的期望之间的特别良好的折中。在实施例中,磷光体元件和反射元件分别胶合、涂布或沉积到第一其它表面和磷光体元件上。在通常最简单且成本最低并且由此为优选的结合法或材料的胶的情况下,通过根据本发明的发光设备而成为可能的更薄的磷光体元件提供在磷光体元件中的更低的内部温度梯度,这转而在胶的相应层中产生更低的机械应力。此外,使用更薄的磷光体元件,更小的重量必须由胶(或者就此而言,任何其他结合材料)来支撑。从而,提供了具有更长寿命并由此具有更高耐用性的发光设备。在通过涂布或沉积结合的情况下,关于反射元件、磷光体元件以及光导之间的相应过渡层获得相同的效果。在实施例中,发光设备还包括至少两个磷光体元件,至少两个磷光体元件设置在第一反射元件与第一其它表面之间。从而,获得了发光设备,使用该发光设备,提供包括具有不同光谱分布的更大数目的光分量的光输出变得可能。在实施例中,第一散热器元件被设置为与反射元件邻近、与磷光体元件相对,借此,获得了热量从光导(且具体地从磷光体元件和反射元件)消散走的显著改善。这转而提供使得能够在无寿命损失的情况下以更高的最大光功率操作,并且提供磷光体元件的改善的转换效率,从而大大地提高发光设备的最大可获得输出光强度。此外,大幅降低或甚至消除由于例如热淬灭而产生的对光学性能的副作用,这提供了具有改善的光学性能(特别是在改善的光学扩展量和效率方面)的相当更可靠的发光设备。在实施例中,第一散热器元件为被动冷却散热器元件、液体冷却散热器元件、包括一个或多个翅片的散热器元件以及形成发光设备的外壁的散热器元件中的任何一个或多个。所有这些实施例提供进一步改善的冷却效果,且由此提供具有提供(特别是磷光体元件的和反射元件的)特别高效的冷却的散热器元件的发光设备。第一散热器元件可以被设置为与反射元件直接接触,或者可以胶合到反射元件上,或者可以被设置为使得第一散热器元件与反射元件之间设置间隙。在实施例中,第二散热器元件设置在光学元件上。除了提供与上面关于第一散热器元件描述的那些效果相似的效果之外,散热器元件设置在光学元件上提供光学元件的直接冷却,且由此提供光学元件的更高效率。在实施例中,第二散热器元件为被动冷却散热器元件、液体冷却散热器元件、包括一个或多个翅片的散热器元件以及包括反光层或反光涂层的散热器元件中的任何一个或多个。所有这些实施例提供改善的冷却效果,且由此提供具有提供(特别是光学元件的)特别高效的冷却的散热器元件的发光设备。在实施例中,磷光体元件适于将入射光转换成具有处于590nm至850nm的波长范围内的第三光谱分布的第三光。在实施例中,第一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处于495nm至590nm的波长范围内的第二光谱分布的第二光。在实施例中,至少一个光源为发射具有处于350nm至550nm的波长范围内的第一光谱分布的光的LED、激光二极管或OLED。通过这些实施例中的任何实施例,提供了特别适合于提供高质量和强度的白光输出的发光设备。组合这三个实施例中的两个或所有三个实施例,可以获得特别高质量和强度的白光输出。本发明还涉及包括根据本发明的发光设备的灯、灯具或照明系统,灯、灯具和系统用于以下应用中的一个或多个应用中: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、装饰照明应用。注意的是,本发明涉及权利要求中所记载的特征的所有可能组合。附图说明现在将参照示出本发明的(多个)实施例的附图,更详细地描述本发明的这一方面和其它方面。图1示出了包括出射磷光体的发光设备的三维透视图。图2示出了包括磷光体轮的发光设备的横截面图。图3示出了在出射表面处被提供有光学元件的光导的侧视图。图4示出了贯穿其长度被成形以便提供经成形的光出射表面的光导的透视图。图5示出了在其长度的一部分上成形以便提供经成形的光出射表面的光导的侧视图。图6示出了具有光导和附加光源并且被提供有滤波器和二色性光学元件的照明系统的侧视图。图7示出了被提供有设置在光导的与第一光输入表面不同的表面处的第二光源的光导。图8A和图8B示出了被提供有设置为邻近光导的表面的散热器元件的光导。图9示出了根据本发明的发光设备的第一实施例的透视图。图10示出了根据图9的发光设备的侧视图。图11示出了图示了a)根据图9和图10的发光设备、b)具有设置在光出射表面处的磷光体元件的发光设备以及c)包括两个磷光体元件的根据本发明的发光设备的光输出的光谱分布的图。图12示出了根据本发明的发光设备的第二实施例的侧视图。图13示出了根据本发明的发光设备的第三实施例的侧视图。图14示出了根据本发明的发光设备的第四实施例的侧视图。图15示出了根据本发明的发光设备的第五实施例的侧视图。图16示出了将冷却效果图示为针对具有作为光学元件的三个不同透镜的根据图15的三个不同发光设备的作为散热器元件的冷却系数的函数的磷光体元件的温度降低的图。图17示出了根据本发明的发光设备的另一个实施例的侧视图。如图所示,层、元件以及区域的尺寸为了说明性目的而被夸大,并且因此被提供为图示本发明的实施例的一般结构。自始至终,相同的附图标记指代相同的元件,使得例如根据本发明的发光设备通常表示为1,而通过将01、02、03等添加到一般附图标记来表示其不同的具体实施例。对于示出了可以被添加到根据本发明的发光设备的实施例中的任何一个实施例的若干特征和元件的图1至图8,已经将“00”添加到除了特定于这些图之一的那些元件之外的所有元件。具体实施方式现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明,在附图中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以以很多不同形式体现并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例;更确切地说,这些实施例被提供用于彻底性和完整性,并且向技术人员充分传达本发明的范围。以下描述将开始于关于用于根据本发明的发光设备的各种元件和特征的应用、合适的光源以及合适的材料的一般考虑。为了这一目的,将参照图1至图8描述可以被添加到如下面进一步阐述的根据本发明的发光设备的实施例中的任何一个实施例的若干特征和元件。将参照图9至图17详细描述根据本发明的发光设备的具体实施例。根据本发明的发光设备可以用于包括但不限于以下项的应用中:灯、光模块、灯具、聚光灯、闪光灯、投影仪、数字投影设备、诸如例如机动车辆的车头灯或者车尾灯之类的汽车照明、场地照明、剧场照明、以及建筑照明。其是如下面阐述的根据本发明的实施例的一部分的光源适于在操作中发射具有第一光谱分布的光。此光随后耦合到光导或者波导中。光导或者波导可以将第一光谱分布的光转换为另一光谱分布,并且将光引导到出射表面。光源原则上可以是任何类型的点光源,但是在实施例中是固态光源,诸如发光二极管(LED)、激光二极管或者有机发光二极管(OLED)、多个LED或者激光二极管或者OLED、或者LED或者激光二极管或者OLED的阵列、或者这些中的任何的组合。LED原则上可以是任何颜色的LED,或者是这些LED的组合,但是在实施例中是蓝光光源,该蓝光光源产生在蓝颜色范围内的光源光,该蓝颜色范围被限定为380nm和495nm之间的波长范围。在另一实施例中,光源为UV光源或者紫色光源,即在发射420nm以下的波长范围内发射。在多个LED或者激光二极管或者OLED或者其阵列的情形下,LED或者激光二极管或者OLED原则上可以是两个或者更多不同颜色(诸如但不限于UV、蓝色、绿色、黄色或者红色)的LED或者激光二极管或者OLED。光源可以是红色光源,即在例如600nm和800nm之间的波长范围内发射。这种红色光源可以为例如直接发射红光或者被提供有适合将光源光转换为红光的磷光体的上述类型中的任何类型的光源。在与适于将光源光转换为红外(IR)光(即具有大于大约800nm的波长并且在合适的实施例中具有在从810nm和850nm的范围内的峰值强度的光)的光导组合时,这一实施例特别有利。在实施例中,这种光导包括发射IR的磷光体。具有这些特性的发光设备特别有利于在夜视系统中使用,但是还可以被用于任何上述应用中。另一示例是在480nm和800nm之间的波长范围内发光并且将这一光耦合到发光棒或者波导中的第一红色光源、和发射蓝光或者UV光或者紫光(即具有小于480nm的波长)并且也将其发射的光耦合到发光波导或者棒中的第二光源的组合。第二光源的光由发光波导或者棒转换到在480nm和800nm之间的波长范围,并且耦合到发光波导或者棒中的第一光源的光将不被转换。换句话说,第二光源发射UV光、紫光、或者蓝光,并且接着由发光集中器转换为绿色-黄色-橙色-红色光谱范围内的光。在另一实施例中,第一光源在500nm和600nm之间的波长范围内发射,并且第二光源的光由发光波导或者棒转换到在500nm和600nm之间的波长范围。在另一实施例中,第一光源在600nm和750nm之间的波长范围内发射,并且第二光源的光由发光波导或者棒转换到在600nm和750nm之间的波长范围。在实施例中,第一光源的光在另一表面处耦合到发光波导或者棒中,该另一表面为例如与光出射表面相对的表面,而不是第二光源的光耦合到发光波导或者棒中的表面。这些实施例提供在红光范围内以增加的亮度发射的发光波导或者棒。根据本发明的实施例中的如下面阐述的光导通常可以是包括在互相垂直的方向上延伸的高度H、宽度W以及长度L的杆状的或者棒状的光导,并且在实施例中是透明的、或者透明且发光的。光通常在长度L方向上被引导。高度H在一些实施例中<10mm,在另一些实施例中<5mm,在又一些实施例中<2mm。宽度W在一些实施例中<10mm,在另一些实施例中<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,在另一些实施例中是宽度W的至少2倍或者高度H的至少2倍,在又一些实施例中是宽度W的至少3倍或者高度H的至少3倍。高度H:宽度W的高宽比通常为1:1(对于例如一般光源应用)或者1:2、1:3或者1:4(对于例如诸如头灯之类的特殊光源应用)或者4:3、16:10、16:9或者256:135(对于例如显示应用)。光导通常包括未设置在平行平面中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、集中的光输出,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,但是在实施例中被成形为正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、五边形或者六边形。透明光导在实施例中可以包括其上外延生长多个光源(例如LED)的透明基板。基板在实施例中为单晶基板(诸如例如蓝宝石基板)。光源的透明的生长基板在这些实施例中为光集中光导。通常杆状的或者棒状的光导可以具有任何横截面形状,但是在实施例中,具有正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、五边形或者六边形的横截面形状。通常,光导是长方体,但是可以被提供有除长方体之外的不同形状,其中光输入表面具有一定程度的梯形形状。通过这样做,光通量可以进一步增强,这可能对于一些应用有利。光导还可以是圆柱状的棒。在实施例中,圆柱状的棒具有一个沿着棒的纵向方向的平化表面,并且光源可以定位在该表面处以用于由光源发射的光高效率地内耦合到光导中。平化表面还可以用于放置散热器。圆柱体光导还可以具有例如与彼此相对定位或者垂直于彼此定位的两个平化表面。在实施例中,平化表面沿着圆柱体棒的纵向方向的一部分延伸。根据本发明的实施例中的如下面阐述的光导还可以是折叠的、弯曲的和/或在长度方向上成形的,使得光导不是直的、线状的杆或棒,而是可以包括例如90或者180度弯曲形式的圆角、U形、圆形或者椭圆形形状、环或者具有多个环的三维螺旋形状。这提供了紧凑的光导,其总长度(光通常沿着长度被引导)相对大,从而导致相对高的流明输出,但是同时可以设置到相对小的空间中。例如,光导的发光部分可以是刚性的,而光导的透明部分是柔性的,以便提供沿着光导长度方向的光导成形。光源可以被放置在沿着折叠、弯曲和/或成形的光导的长度的任何地方。用于根据本发明的实施例的如下面阐述的光导的合适材料是蓝宝石、多晶氧化铝和/或诸如具有n=1.7的折射率的YAG、LuAG之类的非掺杂透明石榴石。此材料(胜于例如玻璃)的附加优点是,其具有良好的热传导性,从而减少局部发热。其它合适材料包括但不限于玻璃、石英以及透明聚合物。在其它实施例中,光导材料是铅玻璃。铅玻璃是玻璃的变种,其中铅代替典型钾玻璃中的钙成分并且以此方式可以增加折射率。普通玻璃具有n=1.5的折射率,而铅的添加产生了范围高达1.7的折射率。根据本发明的实施例的如下面阐述的光导可以包括用于将光转换到另一光谱分布的合适发光材料。合适的发光材料包括诸如掺杂YAG、LuAG之类的无机磷光体、有机磷光体、有机荧光染料、以及高度适合于如下面阐述的本发明的实施例的目的的量子点。量子点是半导体材料的小晶体,通常具有仅几个纳米的宽度或者直径。当被入射光激发时,量子点发射由晶体的尺寸和材料确定的颜色的光。因此通过适配点的尺寸,可以产生特定颜色的光。大多数已知的具有在可见范围内的发射的量子点是基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)之类的壳的硒化镉(CdSe)。还可以使用诸如磷化铟(InP)以及铜铟硫(CuInS2)和/或银铟硫(AgInS2)之类的无镉量子点。量子点示出非常窄的发射带并且因此它们示出饱和颜色。此外,发射颜色可以通过适配量子点的尺寸被容易地调谐。本领域已知的任何类型的量子点可以用于如下面阐述的本发明的实施例中。然而,由于环境安全和关注的原因,可能优选使用无镉量子点或者至少具有非常低的镉含量的量子点。也可以使用有机荧光染料。可以设计分子结构,使得光谱峰位置可以被调谐。合适的有机荧光染料材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料,例如由BASF以的名称出售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于RedF305、OrangeF240、YellowF083以及F170。发光材料还可以是无机磷光体。无机磷光体材料的示例包括但不限于铈(Ce)掺杂的YAG(Y3Al5O12)或者LuAG(Lu3Al5O12)。Ce掺杂的YAG发射淡黄色的光,而Ce掺杂的LuAG发射淡黄绿色的光。发射红光的其它无机磷光体材料的示例可以包括但不限于ECAS和BSSN;ECAS是Ca1-xA1SiN3:Eux,其中0<x≤1,在其它实施例中0<x≤0.2;并且BSSN是Ba2-x-zMxSi5-yA1yN8-yOy:Euz,其中M表示Sr或者Ca,0≤x≤1、0<y≤4并且0.0005≤z≤0.05,并且在实施例中0≤x≤0.2。在如下面阐述的本发明的实施例中,发光材料由从包括以下项的组中选择的材料制成:(M<I>(1-x-y)M<II>xM<III>y)3(M<IV>(1-z)M<V>z)5O12(诸如Ce掺杂钇铝石榴石(YAG,Y3Al5O12)和Ce掺杂镥铝石榴石(LuAG)),其中M<I>从包括Y、Lu或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Gd、Tb、La、Yb或者其混合物的组中选择,M<III>从包括Tb(其中M<II>不是Tb)、Pr、Ce、Er、Nd、Eu或者其混合物的组中选择,M<IV>是A1,M<V>从包括Ga、Sc或者其混合物的组中选择,并且0≤x≤1、0<y≤0.1、0<z<1;(M<I>(1-x-y)M<II>xM<III>y)2O3,其中M<I>从包括Y、Lu或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Gd、La、Yb或者其混合物的组中选择,M<III>从包括Tb、Pr、Ce、Er、Nd、Eu、Bi、Sb或者其混合物的组中选择,并且0<x≤1、0<y≤0.1;(M<I>(1-x-y)M<II>xM<III>y)S(1-z)Se,其中M<I>从包括Ca、Sr、Mg、Ba或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Ce、Eu、Mn、Tb、Sm、Pr、Sb、Sn或者其混合物的组中选择,M<III>从包括K、Na、Li、Rb、Zn或者其混合物的组中选择,并且0<x≤0.01、0<y≤0.05、0≤z<1;(M<I>(1-x-y)M<II>xM<III>y)O,其中M<I>从包括Ca、Sr、Mg、Ba或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Ce、Eu、Mn、Tb、Sm、Pr或者其混合物的组中选择,M<III>从包括K、Na、Li、Rb、Zn或者其混合物的组中选择,并且0<x≤0.1、0<y≤0.1;(M<I>(2-x)M<II>xM<III>2)O7,其中M<I>从包括La、Y、Gd、Lu、Ba、Sr或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Eu、Tb、Pr、Ce、Nd、Sm、Tm或者其混合物的组中选择,M<III>从包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或者其混合物的组中选择,并且0<x≤1;(M<I>(1-x)M<II>xM<III>(1-y)M<IV>y)O3,其中M<I>从包括Ba、Sr、Ca、La、Y、Gd、Lu或者其混合物的组中选择,M<II>从包括Eu、Tb、Pr、Ce、Nd、Sm、Tm或者其混合物的组中选择,M<III>从包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或者其混合物的组中选择,并且M<IV>从包括Al、Ga、Sc、Si或者其混合物的组中选择,并且0<x≤0.1、0<y≤0.1;或者其混合物。发光光导可以包括在蓝颜色范围内或者绿颜色范围内或者红颜色范围内的中心发射波长。蓝颜色范围被限定在380nm和495nm之间,绿颜色范围被限定在495nm和590nm之间,并且红颜色范围被限定在590nm和800nm之间。替换或除了上述磷光体之外,可以用于实施例中的磷光体的选择连同最大发射波长在下面的表1中给出。磷光体最大发射波长[nm]CaGa2S4:Ce475SrGa2S4:Ce450BaA12S4:Eu470CaF2:Eu435Bi4Si3O12:Ce470Ca3Sc2Si3O12:Ce490表1根据本发明的实施例的如下面阐述的光导可以包括具有不同密度的用于将光转换为另一光谱分布的合适发光材料的区域。在实施例中,透明光导包括彼此邻近的两个部分,并且其中的仅一个部分包括发光材料,而另一个部分是透明的或者具有相对低浓度的发光材料。在另一实施例中,光导包括邻近第二部分的又一第三部分,第三部分包括不同的发光材料或者不同浓度的相同发光材料。不同的部分可以一体形成,从而形成整体式或者一个光导。在实施例中,部分反射元件可以设置在光导的不同部分之间,例如在第一部分和第二部分之间。部分反射元件适于透射具有一个特定波长或者光谱分布的光,并且适于反射具有另一不同特定波长或者光谱分布的光。部分反射元件因此可以是诸如二色性镜之类的二色性元件。在另一实施例中(未示出),发光材料的多个波长转换区域设置在诸如LED之类的多个光源的上方或者顶部上的透明光导的光输入表面处。因此,多个波长转换区域中的每个波长转换区域的表面区域对应于多个光源中的每个光源的表面区域,使得来自光源的光经由发光材料区域耦合到透明光导中。被转换的光然后耦合到光导的透明部分中,并且随后被引导到光导的光出射表面。波长转换区域可以设置在光输入表面上或者它们可以形成在光导中。波长转换区域可以形成设置在光导上或者光导中在光输入表面处的均匀层的一部分。在两个相邻波长转换区域之间延伸的均匀层的部分可以是透明的,并且可以另外地或者备选地具有与波长转换区域相同的折射率。不同的波长转换区域可以包括互相不同的发光材料。光源和发光区域之间的距离可以低于2mm、低于1mm、或者低于0.5mm。在如下面阐述的根据发明的发光设备的实施例中,耦合结构或者耦合介质可以被提供用于将由光源发射的光高效率地耦合到光导中。耦合结构可以是具有诸如例如形成波形结构的突出和凹部之类特征的折射结构。耦合结构的特征的典型尺寸是5μm到500μm。特征的形状可以是例如半球形(透镜)、棱柱形、正弦曲线形或者杂乱无章的(例如喷砂的)。通过选择适当的形状,可以调谐耦合到光导中的光的量。折射结构可以通过机械手段制作,诸如通过镌刻、喷砂等。备选地,折射结构可以通过在诸如例如聚合物或者溶胶凝胶材料之类的适当材料中的复制来制作。备选地,耦合结构可以是衍射结构,其中衍射耦合结构的特征的典型尺寸是0.2μm到2μm。光导内的衍射角θin由光栅方程λ/Λ=nin·sinθin-nout·sinθout给出,其中λ是LED光的波长,Λ是光栅周期,nin和nout分别是光导内和光导外的折射率,θin和θout分别是光导内的衍射角和光导外的入射角。如果我们为低折射率层和耦合介质假设相同的折射率nout=1,通过全内反射条件ninsinθin=nout,我们发现以下条件:λ/Λ=1-sinθout,即对于法线入射θout=0,Λ=λ。通常,不是所有其它角θout都被衍射到光导中。仅如果其折射率nin足够高,这才会发生。从光栅方程得出对于条件nin≥2,如果Λ=λ,则所有角都被衍射。还可以使用其它周期和折射率,从而导致更少的光被衍射到光导中。此外,一般透射大量的光(0阶)。衍射的光的量依赖于光栅结构的形状和高度。通过选择适当的参数,可以调谐耦合到光导中的光的量。这种衍射结构最容易通过复制已经通过例如电子束光刻或者全息术制成的结构来制作。复制可以通过像软纳米压印光刻那样的方法完成。耦合介质可以例如是空气或者另一合适的材料。现在转到图1,示出了发光设备1000的三维透视图,该发光设备包括适于将具有第一光谱分布的传入光转换为具有第二不同光谱分布的光的光导4000。图1所示的光导4000包括或者被构建为波长转换器结构6000,该波长转换器结构具有UV到蓝色波长转换器形式的第一转换部分6110和适于基于来自第一转换部分6110的蓝光输入发射白光1400的磷光体形式的第二转换部分6120。因此,图1所示的发光设备1000包括发射在UV到蓝色波长范围内的光的多个LED2100、2200、2300形式的光源。LED2100、2200、2300设置在基体或者基板1500上。特别地,第一转换部分6110包括掺杂有稀土离子(在实施例中为铕和/或铽)的多晶立方钇铝石榴石(YAG),而第二转换部分6120包括黄色磷光体。这一实施例的优势在于,光出射表面的表面区域小于建造包括直接发光LED的光源所需要的表面区域。因此,可以实现光学扩展量的增益。用于使用蓝色或者UV光源生成白光的备选方案包括但不限于:LED发射蓝光,该蓝光在第一转换部分6110中被转换为绿/蓝光,绿/蓝光转而被设置为红色磷光体的第二转换部分转换为白光的;和LED发射蓝光,该蓝光在第一转换部分6110中被转换为绿光,绿光转而与红光和蓝光混合以生成白色LED源,其中该混合通过前方设置有漫射器的红色磷光体形式的第二转换部分的方式实现。图2示出了包括如下面所阐述的、根据本发明的实施例的光导4015的发光设备1001。图2中所示的发光设备1001包括可转动磷光体轮1600,并且它还包括设置在光导4015与磷光体轮1600之间的耦合元件7700。发光设备1001进一步包括设置在基体或者基板1500上的多个LED2100、2200、2300形式的光源。多个LED2100、2200、2300用于泵激光导4015的转换部分6110以便产生具有第三光谱分布的光1700,诸如绿光或者蓝光。在关于转动轴1620的转动方向1610上转动的磷光体轮1600用于将具有第三光谱分布的光1700转换为具有第二光谱分布的光1400,诸如红光和/或绿光。注意,原则上,光1700和光1400的颜色的任何组合是可行的。如在横截面侧视图中图示磷光体轮1600的图2所示,磷光体轮1600在透明模式下使用,即入射光1700在一侧进入磷光体轮1600,透射穿过磷光体轮1600,并且从形成光出射表面4200的其相反侧发射。备选地,磷光体轮1600可以在反射模式下使用(未示出),使得光从与光进入磷光体轮所穿过的表面相同的表面发射。磷光体轮1600自始至终可以包括仅一个磷光体。备选地,磷光体轮1600还可以包括无任何磷光体的分段,使得光1700的一部分还可以未经转换而透射。以此方式,继而可以生成其它颜色。在另一备选方案中,磷光体轮1600还可以包括多个磷光体分段,例如分别发射黄光、绿光以及红光的磷光体分段,以便创建多颜色光输出。在又一备选方案中,发光设备1001可以适于通过在磷光体轮1600上采用像素化的磷光体反射器图案而生成白光。在实施例中,耦合元件7700是适合用于将入射在磷光体轮1600上的光1700准直的光学元件,但是其还可以是耦合介质或者耦合结构,诸如例如上文描述的耦合介质或者耦合结构7700。发光设备1001此外可以包括附加的透镜和/或准直器。例如,可以定位附加的光学器件以便将由光源2100、2200、2300发射的光和/或由发光设备1001发射的光1400准直。图3示出了包括光学元件8010的光导4020,该光学元件设置有与光导4020的光出射表面4200光学连接的光输入小面8060。光学元件8010由具有高折射率的材料制成(在实施例中为等于或者大于光导4020的折射率的折射率),并且包括四边形横截面和两个渐窄侧面8030和8040。渐窄侧面8030和8040自光导4020的光出射表面4200向外倾斜,使得光学元件8010的光出射小面8050具有大于光输入小面8060和光导4020的光出射表面4200两者的表面区域。光学元件8010可以备选地具有多于两个(特别地,四个)渐窄侧面。在备选方案中,光学元件8010具有圆形横截面和一个周向渐窄侧面。使用这种设置,光将在倾斜侧面8030和8040处被反射,并且如果其射中光出射小面8050则有大的机会逃逸,因为与光输入小面8060相比光出射小面8050是大的。侧面8030和8040的形状还可以是弯曲的并且被选择为使得所有光都通过光出射小面8050逃逸。光学元件还可以与光导4020一体形成,例如通过将光导的一部分成形,使得预定的光学元件形成在光导的端部之一处。光学元件可以例如具有准直器的形状,或者可以具有梯形横截面形状,并且在实施例中梯形形状的外表面被提供有反射层。因此,可以将所接收的光成形以便包括更大的光斑尺寸,而同时将通过除了光出射表面之外的其它表面的光损失最小化,因此还提高了所发射光的强度。在另一实施例中,光学元件具有透镜(例如凸透镜或者凹透镜或者其组合)阵列的形状。因此,可以将所接收的光成形以便形成聚焦的光、散焦的光、或者其组合。在透镜阵列的情形下,还可行的是,所发射的光可以包括两个或者多个分立光束,每个分立光束由阵列的一个或多个透镜形成。更一般地,光导因此可以具有不同尺寸的不同成形的部分。因此,提供了如下光导,使用该光导可以将光成形,因为自光出射表面的任何一个或多个光发射方向、从光出射表面发射的光的光束尺寸和光束形状可以以特别简单的方式调谐,例如通过更改光出射表面的尺寸和/或形状。因此,光导的一部分作为光学元件起作用。光学元件还可以是设置在光导的光出射表面处的光集中元件(未示出)。光集中元件包括四边形横截面和两个向外弯曲的侧面,使得光集中元件的光出射表面具有比光导的光出射表面更大的表面区域。光集中元件可以备选地具有不止两个(特别地,四个)渐窄侧面。光集中元件可以是具有抛物面状的弯曲侧面的复合抛物面光集中元件(CPC)。在备选方案中,光集中元件具有圆形横截面和一个周向渐窄侧面。在备选方案中,如果光集中元件的折射率被选择为低于光导的折射率(但是大于空气的折射率),则仍然可以提取可观的光量。这允许与由具有高折射率的材料制成的光集中元件相比,制造起来容易和便宜的光集中元件。例如,如果光导具有n=1.8的折射率,并且光集中元件具有n=1.5的折射率(玻璃),可以实现光输出的因子为2的增益。对于具有n=1.8的折射率的光集中元件而言,增益将会高大约10%。实际上,不是所有光都将被提取,因为在光学元件或者光集中元件和外部介质(一般为空气)之间的界面处将存在菲涅耳反射。可以通过使用适当的抗反射涂层(即四分之一λ电介质堆叠或者蛾眼结构)减少这些菲涅耳反射。假设作为光出射小面之上的位置的函数的光输出不均匀,则利用抗反射涂层的覆盖可以变化(例如通过变化涂层的厚度)。CPC的兴趣特征之一在于保持了光的光学扩展量(=n2×面积×立体角,其中n是折射率)。CPC的光输入小面的形状和尺寸可以适于光导的光出射表面的形状和尺寸,和/或反之亦然。CPC的一大优势在于,传入光分布被变换为最佳地适配于给定应用的可接受光学扩展量的光分布。CPC的光出射小面的形状根据期望可以例如为长方形或者圆形。例如,对于数字投影仪,将对光束的尺寸(高度和宽度)以及发散度有要求。对应光学扩展量将会在CPC中得到保持。在这一情形下,使用具有所使用的显示面板的期望高/宽比的长方形的光输入小面和光出射小面的CPC将是有益的。对于聚光灯应用而言,要求不太严格。CPC的光出射小面可以是圆形的,但是还可以具有另一形状(例如长方形)以照射特定形状的区域或者照射期望的图案以将这种图案投影在屏幕、墙壁、建筑物、基础设施等上。虽然CPC提供了很多设计上的灵活性,但是其长度可能相当长。一般,可能设计具有相同性能的更短的光学元件。为此目的,表面形状和/或出射表面可以适于例如具有更弯曲的出射表面以便将光集中。一个附加的优势在于,CPC可以被用于克服当光导的尺寸受到LED的尺寸限制并且光出射小面的尺寸由后续光学部件确定时可能的高宽比失配。此外,可能放置部分覆盖CPC的光出射小面的镜(未示出),例如使用在其中心附近或者中心处具有“孔洞”的镜。以这一方式,CPC的出射平面变窄,光的一部分被反射回到CPC和光导中,并且因此光的出射光学扩展量将减少。这将自然地减少从CPC和光导提取的光量。然而,如果这一镜具有高的反射率,像例如Alanod4200AG,则光可以有效地被注入回到CPC和光导中,在那里其可以通过TIR再循环。这将不会改变光的角度分布,但是其将更改光在再循环之后会射中CPC出射平面的位置,从而增加光通量。以此方式,通常将被牺牲掉以便减少系统光学扩展量的光的部分可以被重新获得并且用于增加例如均匀性。如果系统被用于数字投影应用中,则这是极其重要的。通过以不同方式选择镜,相同CPC和光导的集可以被用于处理使用不同面板尺寸和高宽比的系统,而不需要牺牲大量的光。以这一方式,一个单个系统可以被用于各种数字投影应用。通过使用参照图3描述的以上结构中的任何一个结构,解决了与将光从高折射率光导材料提取到低折射率材料(像空气)相关(特别是涉及提取效率)的问题。参照图4和图5,将描述用于提供具有特定形状的光分布的不同可能。图4示出了光导4040的透视图,该光导贯穿其长度成形以便提供经成形的光出射表面4200。光导4040可以是透明光导,或者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。光导4040的贯穿光导4040的长度延伸的部分4501(特别地,邻近表面4500并且与光输入表面4100相对)已经被移除,以便提供具有对应于光出射表面4200处的光分布的期望形状的形状的光导4040,该形状贯穿光导4040的整个长度从光出射表面4200延伸到相对的表面4600。图5示出了光导4050的侧视图,该光导在其长度的一部分上被成形以便提供经成形的光出射表面4200。光导4050可以是透明光导,或者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。光导4050的在光导4050的长度的一部分上延伸的部分4501(特别地,邻近表面4500并且与光输入表面4100相对)已经被移除,以便提供具有对应于光出射表面4200处的光分布的期望形状的形状的光导4050,该形状在光导4050的长度的邻近光出射表面4200的部分上延伸。光导的另一部分或者多于一个部分可以被移除,以便提供光出射表面的其它形状。以这一方式可以获得光出射表面的任何可行的形状。而且,光导可以被部分或者完全划分为具有不同形状的几个部分,使得可以获得更复杂的形状。从光导移除的一个或多个部分可以通过例如锯切、切割等方式移除,接着对移除一个或多个部分之后暴露的表面进行抛光。在另一备选方案中,可以例如通过钻孔移除光导的中心部分,以便在光出射表面中提供孔洞。在备选实施例中,还可以通过对光导的光出射表面的一部分进行表面处理(例如粗糙化),而保持光出射表面的其余部分光滑,来获得具有特定形状的光分布。在这一实施例中,不需要移除光导的部分。同样地,用于获得具有特定形状的光分布的以上可能的任何组合都是可行的。图6示出了照明系统(例如数字投影仪)的侧视图,该照明系统具有光导4070,该光导适于转换入射光1300,使得所发射的光1700在黄色和/或橙色波长范围内,即大致在560nm到600nm的波长范围内。光导4070可以例如被提供为由诸如Ce掺杂的(Lu,Gd)3Al5O12、(Y,Gd)3Al5O12、或者(Y,Tb)3Al5O12之类的陶瓷材料制成的透明石榴石。利用更高的Ce含量和/或以Ce取代例如Gd和/或Tb的更高替代水平,由光导发射的光的光谱分布可以被位移到更高的波长。在实施例中,光导4070完全透明。在光出射表面4200处,提供了光学元件9090。光学元件9090包括:滤波器9091,用于对从光导4070发射的光1700进行滤波,以便提供经滤波的光1701;至少一个其它光源9093、9094;以及光学部件9092,适于组合经滤波的光1701和来自至少一个其它光源9093、9094的光,以便提供共同光输出1400。滤波器9091可以是吸收滤波器或者反射滤波器,其可以是固定的或者可切换的。可切换滤波器可以例如通过提供反射式二色性镜和可切换镜并且将可切换镜放置在光传播方向上所见的二色性镜的上游来获得,该反射式二色性镜根据期望的光输出可以是低通、带通或者高通的。此外,还可行的是,组合两个或者更多滤波器和/或镜以便选择期望的光输出。图6所示的滤波器9091是可切换滤波器,从而根据滤波器9091的切换状态使得能够透射未滤波的黄光和/或橙光或者经滤波的光(特别地并且在示出的实施例中为经滤波的红光)。经滤波的光的光谱分布依赖于所采用的滤波器9091的特性。如示出的光学部件9092可以是十字二色性棱镜(还称为X-cube),或者在备选方案中其可以是合适的单独二色性滤波器的集。在所示的实施例中,提供了两个其它光源9093和9094,其它光源9093是蓝色光源并且其它光源9094是绿色光源。其它颜色和/或更大数目的其它光源也可以是可行的。其它光源中的一个或多个光源还可以是根据如下面阐述的本发明的实施例的光导。其它选项是使用由滤波器9091滤除的光作为其它光源。共同光输出1400因此是由光导4070发射的并且由滤波器9091滤波的光1701和由相应两个其它光源9093和9094发射的光的组合。有利地,共同光输出1400可以是白光。图6所示的解决方案是有利的,原因在于其是可伸缩的、有成本效益的、以及可以根据本发明的实施例的发光设备的给定应用的要求容易适配的。图7示出了包括第一光源2100、2200、2300的光导4080的侧视图,第一光源2100、2200、2300发射具有第一光谱分布的光并且设置为邻近光导4080的光输入表面4100。此外光导4080包括发射具有与第一光谱分布不同的第二光谱分布的光的至少一个第二光源2400,并且至少一个第二光源2400设置为邻近光导4080的与光输入表面4100平行并且相对延伸的表面4500。光导4080适于将具有第一光谱分布的光的至少一部分转换为具有不同于第一光谱分布的第三光谱分布的光,并且适于引导具有第二光谱分布的光而不将其转换。以这一方式,由光导4080通过光出射表面4200发射的光1700包括至少分别具有第二和第三光谱分布的光、并且可能还有具有第一光谱分布的光(因为这一光的一部分可以保持未被转换)的组合。通过非限制性示例的方式,第一光谱分布可以在低于400nm的波长范围内,第二光谱分布可以在红色波长范围内(即500nm到800nm),并且第三光谱分布可以在400nm到500nm的波长范围内。通过另一非限制性示例的方式,第一光谱分布可以在绿色波长范围内(即400nm到500nm),第二光谱分布可以在红色波长范围内(即500nm到800nm),并且第三光谱分布可以在440nm到600nm的波长范围内。通过又一非限制性示例的方式,第一光源2100、2200、2300可以在440nm到480nm的波长范围内发射,光导4080可以将由第一光源发射的光转换为具有在480nm到600nm范围内的波长的光,并且第二光源2400可以在600nm到800nm的波长范围内发射。注意,原则上可以使用第一、第二、以及第三光谱分布的所有可行组合。因此,获得了产生白光的简单且高效的方法。如图7所示,光导4080进一步包括耦合元件7710,耦合元件7710适于将来自第二光源2400的光耦合到光导4080中。耦合元件7710可以是如上文描述的耦合结构或者耦合介质。注意,耦合元件是可选元件,并且因此还可以省略,在该情形下第二光源可以设置为与光导直接光学接触。可以提供多于一个第二光源。在这些实施例中,还可行的是,提供发射具有不同光谱分布的光的第二光源,使得设置在不同表面处的第二光源发射具有不同光谱分布的光。此外,第二光源可以备选地或者附加地设置在光导4080的与光输入表面4100不同的表面中的多于一个表面上,例如在两个不同表面处。例如,至少一个第二光源2400可以设置在与光导4080的光出射表面4200相对的表面处。图8A和图8B分别示出了光导4090A和光导4090B的侧视图,光导4090A和光导4090B分别包括散热器元件7000A、7000B,散热器元件7000A、7000B分别设置在光导4090A、4090B的不同于光输入表面(在实施例中在离光输入表面大约30μm或者更小的距离处)的表面之一上。不论实施例,相应散热器元件7000A、7000B包括用于改善的散热的翅片7100、7200、7300,然而翅片是可选元件。不论实施例,相应散热器元件7000A、7000B适于与光导的表面形状适形,并且因此适于在与光导的整个接触区域之上提供适形热接触。因此,获得增加的热接触区域和因此改善的光导冷却,并且现有的对于散热器元件的定位的容许限变得不太关键。图8A示出,散热器元件7000A包括多个散热器部分,此处是四个散热器部分7001、7002、7003以及7004,其中的一个或多个(此处是所有四个)散热器部分可以被提供有翅片。明显地,散热器元件7000A包括的散热器部分越多,散热器元件7000可以越精确地与光导的表面适形。每个散热器部分7001、7002、7003、7004适于提供在与光导的整个接触区域上的适形热接触。散热器部分可以设置为与光导的表面相距互相不同的距离。此外,散热器元件7000A包括共同载体7050,散热器部分7001、7002、7003以及7004分别借助于附接元件7010、7020、7030以及7040被单独附接到共同载体7050。备选地,每个散热器部分可以被分配其自己的载体。注意,这些元件是可选的。图8B示出,散热器元件7000B包括底部部分7060,底部部分7060适于与其要设置在的光导4090B的表面的形状适形。底部部分7060是柔性的并且可以例如是诸如铜层之类的热传导金属层。散热器元件7000B进一步包括设置在底部元件7060和散热器元件7000B的剩余部分之间的热传导层7070,以用于改善散热器元件7000B的柔性和适形性。热传导层7070可以例如是热传导流体或者膏。热传导层7070在实施例中是高度反射的,和/或包括高度反射涂层。散热器元件7000B进一步包括设置在散热器元件7000B内部的流体蓄存器7080,以用于生成用于改善散热的流体流。在备选方案中,流体蓄存器7080还可以被外部设置在散热器元件7000B上,例如沿着散热器元件7000B的一部分或者整个外部外围延伸。流体流可以借助于泵来增强。注意,传导层7070和流体蓄存器7080是可选元件。不论实施例,散热器元件7000A、7000B可以由从以下项中选择的材料制成:铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、硅-碳化硅、铝碳化硅、铜钨合金、铜碳化钼、碳、金刚石、石墨、以及其中两个或者更多的组合。此外,组合上述实施例的特征的散热器元件是可行的。还可行的是,将根据以上实施例中的任何实施例的散热器元件设置在光导4090A或者4090B的不止一个表面处。最后注意,在采用在红色波长范围内发射和/或例如通过包括发射IR的磷光体而适于在红外波长范围内发射光的光源的发光设备中,提供如上面描述的散热器元件是特别有利的。图9示出了根据本发明的第一和一般实施例的发光设备1的透视图。图10示出了根据图9的发光设备1的侧视图。发光设备1通常包括:多个光源21、22、23,每个光源包括至少一个固态光源(诸如LED或激光二极管);和光导4,光导4具有光输入表面41和光出射表面42。上面描述了适当类型的LED或激光二极管。光导4被示出为通常成形为正方形板,正方形板具有光输入表面41、光出射表面42,光出射表面42以相对于光输入表面41的不同于零的角度延伸,使得光出射表面42为光导4的端部表面。光导4还包括与光出射表面42平行且相对地延伸的第一其它表面46、以及分别地第二其它表面43、第三其它表面44以及第四其它表面45。光导4还可以被成形为例如杆或棒。注意的是,其中光输入表面41与光出射表面42之间的角小于90°、等于90°以及大于90°的实施例全部都是可行的,并且在本发明的范围内。光导4由发光材料制成,上面描述了适当的发光材料。此外,光导4在实施例中为透明的、发光的、光集中的或其组合,上面描述了适当的材料。发光设备1还包括磷光体元件77,磷光体元件77被设置为与光导4的第一其它表面46邻近,并且根据实施例与光导4的第一其它表面46光学接触。磷光体元件77适于将入射光转换成具有第三光谱分布的第三光17。光导4的第一其它表面46在该实施例中与光导4的光出射表面42相对。发光设备1还包括反射元件76,反射元件76被设置为与光导4的第一其它表面46相对(或者换言之背对)、与磷光体元件77的表面771邻近或在表面771上。由此,磷光体元件77设置在光导4的第一其它表面46与反射元件76之间。在实施例中,磷光体元件77和反射元件76被设置为彼此光学接触。如该实施例中所示,反射元件76被设置为与磷光体元件77直接接触,并且磷光体元件77被设置为与第一其它表面46直接接触。备选地,可以分别在反射元件76与磷光体元件77以及磷光体元件77与第一其它表面46中的一个或两个之间设置间隙。这种间隙可以填充有例如空气或光学胶粘剂。反射元件76例如可以为其可以例如借助于光学胶粘剂胶合、涂布或沉积到磷光体元件77上的镜板、镜箔或镜涂层。适当的沉积法包括但不限于薄膜沉积法、化学沉积法以及物理沉积法。图9中被示出为镜板的反射元件76大致覆盖磷光体元件77的完整表面区域。此外,发光设备在该实施例中包括光学元件80,光学元件80设置在光导4的光出射表面42处,并且在该实施例中与光出射表面42光学接触。在实施例中,光学元件80为透镜,诸如凹透镜、凸透镜或透镜阵列。参照图10,发光设备1通常如下工作。由光源21、22、23发射具有第一光谱分布的第一光13。然后,具有第一光谱分布的第一光13在光输入表面41处耦合到光导4中。具有第一光谱分布的第一光13的至少一部分由光导4转换成具有第二光谱分布的第二光14。具有第一光谱分布的第一光13的至少一部分和/或具有第二光谱分布的第二光14的至少一部分通过磷光体元件77来传播、被反射离开反射元件76并通过磷光体元件77传播回来。通过磷光体元件77传播的光的至少一部分被转换成具有第三光谱分布的第三光17。具有第三光谱分布的第三光17可以在大致没有被转换的情况下通过光导行进。最后,具有第二光谱分布的第二光14、具有第三光谱分布的第三光17以及具有第一光谱分布的任何剩余未被转换的第一光13在光出射表面42处耦合出光导4,且由此由发光设备1发射。通过仅通过光导4的一个表面42从光导4提取具有第二光谱分布的第二光14、具有第三光谱分布的第三光17以及具有第一光谱分布的任何剩余未被转换的第一光13,实现强度增益,由此引起光的集中,而同时确保具有宽光谱分布的光输出。光学元件80在该实施例中用来在透镜的情况下具体通过聚焦光而对光成形,从而例如根据所期望的应用来引起对光的成形(例如,进一步集中)。以这种方式,提供具有高功率和高集中度以及低光学扩展量的光的RGB光源或白色光源。第一光谱分布、第二光谱分布以及第三光谱分布在实施例中为互相不同的光谱分布。由此,在实施例中,光源21、22、23发射蓝光,光导适于将蓝光转换成绿光,并且磷光体元件77适于将蓝光和/或绿光转换成红光。在实施例(未示出)中,光学元件包括选择性地反射预定光谱分布或波长范围的选择性反射光学元件。该光学元件例如包括二色性滤波器或在可以为复合抛物面集中器的光学元件80的光出射表面处的二色性滤波器。以这种方式,因为由二色性滤波器反射的光将被至少部分地输送到磷光体元件77且在磷光体元件77处接收并且由此更多光被转换成第三光,所以通过选择性地反射具有预定光谱分布的光(其未由磷光体元件转换成具有第三光谱分布的第三光)使得更多的光由磷光体元件77转换成第三光,来实现由磷光体元件77进行的更高效的波长转换。例如,选择性反射光学元件反射第一光和第二光,然后第一光和第二光经由光导被引导到磷光体元件77,第一光和第二光在磷光体元件77处被(至少部分地)转换成第三光,从而增加将从光导出射的第三光的量。例如,在红色磷光体元件的情况下,绿光和/或黄光由选择性反射光学元件反射并经由光导引导到红色磷光体元件,绿光和/或黄光在红色磷光体元件处被(至少部分地)转换成红光,从而提供到红光的更高效的转换。在备选实施例中,除了光输入表面41、光出射表面42以及第一其它表面46之外的第一光导4的表面(即,第二其它表面43、第三其它表面44以及第四其它表面45)中的任何一个或多个表面可以设置有镜元件或反射层。图11示出了图示了三个不同发光设备的光输出的光谱分布的图。曲线a)图示了根据本发明且如图9和图10所示的发光设备的光输出的光谱分布,曲线b)图示了介绍描述中所描述类型的发光设备的光输出的光谱分布,并且曲线c)图示了根据本发明且包括两个磷光体元件(参看例如图14和图15)的发光设备的光输出的光谱分布。曲线示出了作为波长的函数的讨论中的发光设备的光输出的光功率。从图11显而易见的是,同现有技术设备(参看曲线b))相比,根据本发明的发光设备(参看曲线a))在相当更宽的波长范围上提供具有高光功率(即高强度)的光谱分布的光输出。还可以看出的是,同现有技术相比,对于包括两个磷光体元件的根据本发明的发光设备(参看曲线c)),峰值光功率增大并朝向更长的波长位移。现在转到图12,示出了根据本发明的发光设备101的第二实施例的侧视图。发光设备101与上面参照图9和图10描述的发光设备的不同在于发光设备101还包括第一散热器元件70。第一散热器元件70通常设置在反射元件76的背对磷光体元件77并从而也背对光导4的第一其它表面46的表面762上或表面762处。在该实施例中,第一散热器元件70被设置为与反射元件76邻近、与磷光体元件77相对。第一散热器元件70在该实施例中为非透明的,并且包括用于改善的热量分布的一个或多个翅片71、72、73。然而,注意的是,原则上可以省略翅片71、72、73。第一散热器元件70在实施例中由金属(诸如铜、铁或铝)制成。第一散热器元件70还可以由反射陶瓷(诸如氧化铝或氮化硼)制成。更概括地,用于这种非透明第一散热器元件70的适当材料为具有高热导率(即大于例如1W/(m*K)并且在实施例中大于10W/(m*K)或甚至大于20W/(K*m)的热导率)的材料。在本文中所示的实施例中,第一散热器元件70的翅片71、72、73沿散热器元件的横向方向(或者换言之,在大致垂直于光导4的光出射表面42和第一其它表面46两者的方向上的散热器元件的安装位置)延伸。其中散热器元件的翅片沿任何其他方向(诸如例如沿散热器元件的纵向方向,或者换言之平行于光导4的光出射表面42)延伸的备选实施例也是可行的。在本文中所示的实施例中,第一散热器元件70在反射元件76的与磷光体元件77相对的表面762的整个区域上延伸。然而,其中第一散热器元件70仅在反射元件76的与磷光体元件77相对的表面762的区域的一部分上延伸的备选实施例也是可行的。如下附加或备选实施例也是可行的,其中散热器还延伸在反射元件76的四个其它表面(在图12上,其中三个被表示为763、764以及765而第四个不可见)中的一部分或全部上,该四个其它表面在反射元件76的背对磷光体元件的表面762与反射元件76的邻近于磷光体元件77延伸的表面761之间延伸。现在转到图13,示出了根据本发明的发光设备102的第三实施例的侧视图。发光设备102包括第一散热器元件701的备选实施例,第一散热器元件701与图12中所示的第一散热器元件70的不同在于第一散热器元件701形成发光设备102的至少部分周向外壁的一部分。更具体地,第一散热器元件701包括各形成发光设备102的至少部分周向外壁的一部分的三个部分710、711、712。备选地,第一散热器元件701可以包括发光设备102的至少部分周向外壁的一个、两个或甚至四个部分。此外,第一散热器元件70或701可以为被动冷却散热器元件和液体冷却散热器元件中的任何一个或多个。被动冷却可以借助于翅片(诸如图12中所示的翅片71、72、73)和/或借助于附加吹气设备(诸如风扇)来提供。液体冷却例如可以通过设置具有用于冷却液体通过的通道的第一散热器元件70或701来提供。现在转到图14,示出了根据本发明的发光设备103的第四实施例的侧视图。发光设备103与上述那些发光设备的不同在于,发光设备103包括第二散热器元件78、79以及两个磷光体元件771、772。第二散热器元件78、79通常设置在光学元件80的背对光导4的光出射表面42并与光导4的光出射表面42邻近地延伸的表面812、813上或表面812、813处。第二散热器元件78、79在实施例中不与光学元件80直接(光学)接触,而是在第二散热器元件与光学元件之间设置有间隙,间隙大于大约1μm。间隙不应当大于大约10μm,以确保良好的热接触。如图14所示,光学元件80为包括两个表面812、813的配置,两个表面812、813背对光导4的光出射表面42并与光导4的光出射表面42邻近地延伸,并且此外,两个表面812、813延伸在与光导4的光出射表面42平行且邻近地延伸的表面810与和表面810平行且相对地延伸的表面811之间(还参看图9)。因此,发光设备103还包括两个第二散热器元件78和79。在本文中所示的实施例中,第二散热器元件78、79延伸在光学元件80的背对光导4的光出射表面42并与光导4的光出射表面42邻近地延伸的相应表面812、813的整个区域上。然而,其中第二散热器元件78、79延伸在光学元件80的背对光导4的光出射表面42并与光导4的光出射表面42邻近地延伸的相应表面812、813的区域的仅一部分上的备选实施例也是可行的。第二散热器元件78、79可以由反射材料制成。此外,还可行的是,在光学元件80的在表面812与表面813之间延伸的表面的至少一部分上设置附加散热器元件,或者设置还在光学元件80的在表面812与表面813之间延伸的表面的至少一部分上延伸的第二散热器元件。两个磷光体元件771、772设置在光导4的第一其它表面46与反射元件76之间。两个磷光体元件771、772在实施例中被设置为不同的磷光体(即,被设置为适于发射具有互相不同的光谱分布的光的磷光体)。从而,可以提供具有甚至更宽光谱分布的光输出的发光设备103。现在转到图15,示出了根据本发明的发光设备104的第五实施例的侧视图。本文中,光学元件80为如下配置,其中一个周向表面812在互相相对的表面810与表面811之间延伸,并且因此一个周向第二散热器元件78在周向表面812的至少一部分上延伸。不管实施例,此外,第二散热器元件78可以为被动冷却散热器元件和液体冷却散热器元件中的任何一个或多个。被动冷却可以借助于翅片和/或借助于附加吹气设备(诸如风扇)来提供。液体冷却例如可以通过设置具有用于冷却液体通过的通道的第二散热器元件78来提供。在实施例中,第二散热器元件78、79为非透明的。在实施例中,第二散热器元件78、79反射光但不反射热量辐射,和/或第二散热器元件78、79在面向光学元件80的表面上包括反光涂层。在实施例中,第二散热器元件78、79由金属(诸如铜、铁或铝)制成。不管实施例,第二散热器元件78、79还可以由反射陶瓷(诸如氧化铝或氮化硼)制成。更概括地,用于这种非透明第二散热器元件78、79的适当材料为具有高热导率(即大于例如1W/(m*K)并且在实施例中大于10W/(m*K)或甚至大于20W/(K*m)的热导率)的材料。图15中所示的发光设备104还包括第二磷光体元件90,第二磷光体元件90设置在光导4的光出射表面42与光学元件80之间。磷光体元件77和90在实施例中被设置为不同的磷光体,即被设置为适于发射具有互相不同的光谱分布的光的磷光体。从而,可以提供具有甚至更宽光谱分布的光输出的发光设备104。根据备选实施例,磷光体元件77和90被设置为相同的磷光体,即被设置为适于发射具有相同光谱分布的光的磷光体。最后,针对具有作为光学元件的四个不同透镜的根据图15的三个不同发光设备,在作为第二散热器元件78的以W/m2K测量的在复合抛物面集中器(CPC)形式的光学元件的外部处的传热系数hcpc_cooling的对数的函数的第二磷光体元件90的温度降低方面,图16示出了图示了冷却效果的图。通过示例的方式,图16中用三角形指示的从顶部的第二曲线示出了对根据本发明且具有由热导率或k值为1.4W/mK的玻璃制成的透镜形式的光学元件80且具有不同的第二散热器元件78、79(具有范围从hcpc_cooling=10W/m2K到稍微低于hcpc_cooling=10,000W/m2K的hcpc_cooling值)的发光设备执行的测量结果。如可以看出的,设置有这种透镜并设置有例如具有hcpc_cooling=100W/m2K的第二散热器元件78的发光设备将使第二磷光体元件90的温度降低40℃(从280℃到240℃)。从顶部看,分别用圆形和菱形指示的剩余两条曲线分别示出了对根据本发明且具有热导率或k值为0.25W/mK和8W/mK的玻璃的透镜形式的光学元件80的发光设备执行的类似测量的结果。现在转到图17,示出了根据本发明的发光设备105的另一个实施例的侧视图。发光设备105与上面参照图9和图10描述的发光设备的不同在于,发光设备105还包括其上设置磷光体元件77的第一散热器元件70。此外,在该实施例中,光学元件81设置于光导4与磷光体元件77之间,然而,这一光学元件不是必需的,并且在其他实施例中,未设置光学元件。第一散热器元件70通常设置在反射元件76的背对磷光体元件77并从而也背对光导4的第一其它表面46的表面上或表面处。在该实施例中,第一散热器元件70被设置为与反射元件76邻近、与磷光体元件77相对。在另一个实施例中,磷光体元件77设置在散热器元件70的表面上,该表面是反射的,并且未设置单独的反射元件。第一散热器元件70在该实施例中为非透明的,并且在这种情况下包括用于改善的热量分布的一个或多个翅片。然而,注意的是,原则上可以省略翅片。散热器元件70的进一步实施例参照图12来描述。此外,在该实施例中,在磷光体元件77与光学元件81之间设置间隙,并且在光学元件81与光导4的第一其它表面46之间设置另一个间隙。经由第一其它表面46离开光导4的光经由光学元件81投射到磷光体元件77上并被导引到磷光体元件77,其后,光由磷光体元件77至少部分地转换成另一个波长并在反射元件76处被反射回到光学元件81,且最后,至少部分转换后的光经由光学元件81通过第一其它表面46被导引到光导4中。由此,光穿过磷光体元件77和光学元件18两次,并且在由磷光体元件77至少部分地转换之后进入光导4。因为由磷光体元件77生成的热量将不会或在更小程度上输送到光导4并因此光导4将经历更低的温度增加,所以磷光体元件77通过间隙与光导4的分离改善光导4的热管理。同样地,因为磷光体元件77与光导4之间的热阻显著增大,所以光导4中所生成的热量将不会或在远远更小的程度上传到磷光体元件。在实施例中,磷光体元件77包括不同磷光体材料的区域,诸如像素化磷光体层,例如黄色磷光体和将UV/紫光转换成蓝光的磷光体。在实施例中,磷光体元件包括:包括磷光体材料的区域;和包括反射材料的区域,以增强从磷光体元件出射的光输出。在另一个实施例(未示出)中,未设置光学元件,并且磷光体元件77面向光导4的第一其它表面46。换言之,在这种情况下,在磷光体元件77与光导4之间设置间隙。本领域技术人员了解,本发明绝不限于上述实施例。相反,在所附权利要求的范围内,许多修改和变化是可能的。具体地,可以自由组合本文中所描述的各种实施例的各种元件和特征。另外,技术人员在实践所要求保护的发明时可以从附图、公开内容以及所附权利要求的研究中理解并实现所公开的实施例的变化。在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不指示这些措施的组合不能有利地使用。当前第1页1 2 3 
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