包括可释放波长转换器的发光设备的制造方法
【专利摘要】照明设备(100)，其包括：包括锁定机构(114、302、304)的支撑结构(102、104)；被设置为与支撑结构(102、104)接触的光源(106)；被配置为将光从第一波长范围转换到第二波长范围的波长转换器(110)，波长转换器具有被配置为接收光的光进入表面和被配置为发射光的光出射表面。波长转换器(110)经由所述锁定机构被可释放地连接到支撑结构(102、104)处于锁定位置，并且光进入表面被设置为与光源(106)光学接触。
【专利说明】
包括可釋放波长转换器的发光设备
技术领域
[0001] 本发明设及发光设备。具体而言，本发明设及包括波长转换器的改善发光设备。
【背景技术】
[0002] 新的并且更加节能的照明设备的开发是社会所面临的重要技术挑战之一。比常规 照明解决方案更节能的常用技术通常基于诸如发光二极管(LED)之类的固态光源。
[0003] 大多数(如果不是所有）市场上可买到的具有高效率的固态光源还发射不期望的 波长(例如UV、蓝色、紫色等）的光。此外，从固态光源发射的光未被聚焦。高强度光源是包括 聚光照明、数字光投影、车辆照明、灯、W及灯具在内的很多应用所关注的。为了运些目的， 可能使用在高透明发光材料中将较短波长的光转换为较长波长的光的波长转换器。为了增 加所发射的光的亮度或者强度，较长波长的光则可W仅从波长转换器的一个表面被提取。
[0004] 然而，在运种应用中，重要的是有效地将光从光源禪合到通常包括用于提供波长 转换的透明憐光体的波长转换器中。此外，期望的是将所生成的光保持在发光层内W避免 来自Lm)光学禪合到发光层处的点的光损失。US7982229描述了包括接收来自蓝色L邸的光、 将该光转换为更长波长的光、并且将其引导到出射表面的憐光体的转换结构，其中得到的 亮度可W是高的。然而，运种照明设备不允许消费者W任何方式定制或者适配照明设备W 便考虑照明设备的特定的期望特性，诸如颜色、形状、或者长宽比。此外，新的开发可W提供 应该期望被用于运种照明设备的更高效的波长转换器。US2009/0086475A1公开了颜色可调 谐发光设备，其中具有变化厚度的憐光体部件可W相对于光源移动。EP2555261A1公开了包 括具有不同的憐光体的部分的憐光体元件并且其中运一元件可W关于发光区域移动。
【发明内容】
[0005] 对于上面提到的发光设备的期望性质而言，本发明的总体目的是通过改善的照明 设备实现照明设备的性能改善，该改善的照明设备是可定制并且可适配的，并且因此能够 考虑进一步开发或者允许消费者定制改善的照明设备。
[0006] 根据本发明的第一方面，运些目的和其它目的通过包括如下项的照明设备实现： 支撑结构，包括锁定机构;光源，被设置为与支撑结构接触;波长转换器，被配置为将光从第 一波长范围转换到第二波长范围，波长转换器具有被配置为接收光的光进入表面和被配置 为发射光的光出射表面。波长转换器经由锁定机构被可释放地连接到支撑结构处于锁定位 置，并且光进入表面被设置为与光源光学接触。
[0007] 该设备的目的是提供照明，并且光源(通常为发光二极管化ED)或者其它固态光 源)是提供运一功能的主要部件。波长转换器被配置为将光从第一波长范围转换到第二波 长范围。应该注意的是，运一转换通常是从较短波长到较长波长。此外，波长转换器通常W 包括憐光体的发光结构的形式提供。
[000引支撑结构应该被理解为如下结构，该结构被配置为经由所述锁定机构可释放地将 波长转换器连接到包括光源的支撑结构处于锁定位置，因此应该理解的是，波长转换器是 可替换波长转换器，其可w被替换为另一可替换波长转换器w便定制或者升级照明设备。 支撑结构还包含光源，并且波长转换器被设置为使得波长转换器的光进入表面(其被配置 为接收光)接收来自光源的光。在实施例中，光源的光出射表面被定位在波长转换器的光进 入表面和支撑结构的表面之间。例如，除了光源的光出射表面之外，光源被嵌入在支撑结构 中，并且光源的光出射表面面向波长转换器的光进入表面。由波长转换器接收的光则在通 过光出射表面发射之前被转换到第二波长范围中。光的一小部分可能保持未被转换，因为 不太可能针对进入波长转换器的每个光子发生转换光的过程。
[0009] 本发明基于如下认识，通过使用可释放连接的波长转换器，波长转换器可W被代 替或者替换，从而允许通过所使用的材料的可定制的颜色、色点、或者通过光出射表面的形 状或者长宽比的可定制的从发光设备发射的光的强度。此外，研究和开发可W提供新的并 且更高效的波长转换器，其于是可W被使用在根据本发明的照明设备中，从而通过重复使 用照明设备的其它部分实现成本节约。
[0010] 根据本发明的一个实施例，支撑结构可W包括热禪合到光源的散热器。通过将光 源热禪合到散热器，改善了光源的冷却并且光源将更长时间段或无限地更高效地产生光， 而不发生由过高溫度造成的故障或者性能降低。
[0011] 根据本发明的另一实施例，散热器可W热禪合到波长转换器。通过在波长转换器 和散热器之间提供热禪合，将使得波长转换器能够更长时间段或无限地更高效率地转换 光，而不发生由过高溫度造成的故障或者性能降低。
[001^ 根据本发明的一个实施例，波长转换器可从通过小于100微米(优选地小于50微米 并且最优选地小于20微米)的空气间隙与散热器分离。小于100微米的小空气间隙将提供好 的导热性，而将波长转换器从散热器光学解禪。通过将波长转换器从散热器光学解禪，光可 能从波长转换器逸出的界面是波长转换器和空气之间的界面。因为空气具有为1的折射率， 光将离开波长转换器的可能性被降低，而同时保持了设备的有利的冷却性质。
[0013] 在本发明的一个实施例中，支撑结构可W包括第一部分、第二部分、W及锁定机 构，第一部分可朝向第二部分移动进入如下位置，在该位置处锁定机构将第一部分保持在 相对于第二部分的固定位置，使得波长转换器被牢固地保持在第一和第二部分之间。通过 在可朝向第二部分移动进入锁定位置的第一部分中提供支撑结构，通过使用锁定机构，波 长转换器可W被牢固地保持在将基本上夹住波长转换器的第一和第二部分之间。提到锁定 位置，应该理解的是，第一部分将自动保持在相对于第二部分的该位置，从而提供用于保持 波长转换器的手段。
[0014] 根据本发明的另一实施例，照明设备可W进一步包括设置在光源和光进入表面之 间并且与它们接触的可压缩光学元件，该光学元件被配置为将光从光源引导到波长转换器 中。提到可压缩光学元件，应该理解的是，光学元件是可压缩的，使得当波长转换器被牢固 地保持时，光学元件被压缩在波长转换器和支撑结构之间，从而防止波长转换器和支撑结 构之间的直接物理接触，因为运种接触对波长转换器的表面可能是有害的。此外，通过调整 光学元件的折射率，来自光源的光的一大部分将被光学元件禪合到波长转换器中，从而改 善照明设备的效率。
[0015] 根据本发明的一个实施例，光学元件可W具有小于1.4(优选地小于1.2)的折射 率。运些折射率将使得光学元件能够将光的一大部分禪合到波长转换器中从而进一步改善 设备的效率。对于本发明的各种实施例，波长转换器通常将具有近似1.7的折射率，并且在 一些实施例中具有高达近似2.0的折射率。
[0016] 根据本发明的一个实施例，照明设备可W进一步包括设置在波长转换器和支撑结 构之间并且与它们接触的可压缩光学元件，可压缩光学元件被配置为反射在可压缩光学元 件和波长转换器之间的界面中折射的光。通过配置设置在支撑结构和波长转换器之间并且 与它们接触的可压缩光学元件W反射光，来自波长转换器的光的一大部分将从光出射表面 离开波长转换器，从而改善由照明设备发射的光的亮度。
[0017] 根据本发明的一个实施例，可压缩光学元件可W是导热的，优选地具有高于IW/mK 的热导率。通过提供导热的可压缩光学元件，波长转换器将热禪合到支撑结构。通过将波长 转换器热禪合到支撑结构，将使得波长转换器能够更长时间段或无限地更高效率地转换 光，而不发生由过高溫度造成的故障或者性能降低。
[0018] 根据本发明的另一实施例，可压缩光学元件可W小于100微米厚，优选地小于20微 米厚。薄(诸如比100微米更薄）的可压缩光学元件将高效地将热量从波长转换器传导到支 撑结构。
[0019] 根据本发明的一个实施例，支撑结构可W包括可枢转地连接到第二部分的第一部 分，第一部分可枢转向第二部分进入锁定位置，从而将波长转换器牢固地保持在第一和第 二部分之间。通过在可朝向第二部分枢转进入锁定位置的第一部分中提供支撑结构，波长 转换器可W被牢固地保持在将基本上夹住波长转换器的第一和第二部分之间。提到锁定位 置，应该理解的是，第一部分将自动保持在相对于第二部分的该位置，从而提供用于保持波 长转换器的手段。
[0020] 根据本发明的另一实施例，支撑结构可W进一步包括突出部分，并且波长转换器 包括对应于该突出部分的凹部，使得突出部分可W与凹部接合W将波长转换器牢固地保持 在锁定位置。通过提供包括突起部分的支撑结构和包括对应凹部的波长转换器，波长转换 器可W通过当处于闭合或者锁定位置时接合凹部的突起部分被可释放地连接到支撑结构， 从而牢固地保持波长转换器。
[0021] 根据本发明的一个实施例，支撑结构进一步包括突起部分，并且波长转换器进一 步包括部分包围波长转换器的导热层，当波长转换器连接到支撑结构时导热层与支撑结构 接触，导热层包括对应于突起部分的凹部，使得突起部分可W与凹部接合W将波长转换器 牢固地保持在相对于支撑结构的锁定位置。通过提供包括突起部分的支撑结构和包围包括 对应凹部的波长转换器的导热层，波长转换器可W通过当处于闭合或者锁定位置时接合凹 部的突起部分被可释放地连接到支撑结构，从而牢固地保持波长转换器。此外，部分包围波 长转换器的导热层将把热量从波长转换器传输到支撑结构，从而使得波长转换器能够更长 时间段或者无限地更高效地转换光，而不发生由过高溫度造成的故障或者性能降低。
[0022] 根据本发明的一个实施例，照明设备可W进一步包括光改向元件，该光改向元件 光学连接到光出射表面并且被设置为将波长转换器可释放地保持在光改向元件和支撑结 构之间。光改向元件可W例如是准直器、透镜、或者任何其它已知光改向元件。光改向元件 优选地设置为使得波长转换器可W被夹在光改向元件和支撑结构的一部分之间。
[0023] 根据本发明的第二方面，还通过如下照明系统达到运些目的，该照明系统包括:照 明设备，其包括支撑结构;光源，被设置为与支撑结构接触;波长转换器，被配置为将光从第 一波长范围转换到第二波长范围，波长转换器具有被配置为接收光的光进入表面和被配置 为发射光的光出射表面。波长转换器被可释放地连接到支撑结构，并且光进入表面被设置 为与光源光学接触。该系统进一步包括:检测器，被配置为检测波长转换器的至少一个特性 和/或由波长转换器的光出射表面发射的光的至少一个特性;控制单元，连接到检测器和光 源，控制单元被配置为基于波长转换器和/或由波长转换器的光出射表面发射的所述光的 检测到的特性来控制光源。
[0024] 本发明的第二方面的很多特征和优势相似于第一方面的上述特征和优势。然而， 照明系统进一步包括：用于检测波长转换器的至少一个特性和/或由波长转换器发射的光 的至少一个特性的检测器;和连接到光源和检测器的控制单元。控制单元被配置为基于波 长转换器或者由波长转换器发射的光的检测到的特性来控制光源。因此，当波长转换器被 另一波长转换器代替时，控制单元能够根据检测到的特性或者根据需要从波长转换器发射 的光的量高效地控制光源输出更多或者更少的光。
[0025] 本发明的其它特征和优势将在学习所附权利要求和W下描述时变得明显。技术人 员意识到，本发明的不同特征可W被组合W创建除了下文所描述的那些之外的实施例，而 不脱离本发明的范围。
【附图说明】
[0026] 现在将参照示出了本发明的实施例的附图更详细地描述本发明的运一方面和其 它方面。
[0027] 图1是根据本发明的实施例的照明设备的示意性侧视图；
[0028] 图2是根据本发明的另一实施例的照明设备的示意性侧视图；
[0029] 图3是根据本发明的另一实施例的照明设备的示意性侧视图；
[0030] 图4是根据本发明的另一实施例的照明设备的示意性侧视图；W及
[0031] 图5是根据本发明的另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0032] 在本【具体实施方式】中，主要参照包括Lm)光源的发光设备讨论根据本发明的发光 设备的实施例。应该注意，运决不限制本发明的范围，本发明还适用于其它情况，例如用于 与其它类型的光源一起使用。此外，附图中示出的LED的量仅是示意性表示。在使用中，数 目、装填率(packing打action)、W及其它运种细节将由每个应用决定。
[0033] 现在将参照附图描述本发明，在图中，将首先注意结构，其次将描述照明设备的功 能。
[0034] 图1是根据本发明的实施例的照明设备100的侧视图，照明设备100包括支撑结构， 该支撑结构包括第一部分102和第二部分104。照明设备进一步包括被配置为将光从第一波 长范围转换到第二波长范围的波长转换器110。提供光的主要部件在此被示出为Ξ个光源 106,光源106通常为Lm)或者激光二极管并且此后将运样称呼，然而在本发明的范围内还可 能使用其它类型的固态光源。L抓106被设置为与支撑结构104接触，在运一情形下，L抓被 嵌入在支撑结构104的面向波长转换器110的表面中并且使得LED 106的发光表面面向波长 转换器110。被设置为与LED 106接触的是可压缩光学元件108,可压缩光学元件108被设置 为将光从LED 106引导到波长转换器110。光进入波长转换器110的表面是光进入表面，光进 入表面则通过可压缩光学元件108与LED 106光学接触，并且LED 106的发光表面经由光学 元件108面向波长转换器110的光进入表面。可压缩光学元件108还将防止支撑结构和波长 转换器110之间的可能对波长转换器110不利的物理接触。因此，在锁定位置，光学元件108 被夹在波长转换器110的光进入表面和LED 106的发光表面之间。在图1所示的本发明的实 施例中，还有被设置在波长转换器110和支撑结构的第一部分102之间的可压缩光学元件 112。可压缩光学元件112被配置为在可压缩光学元件112和波长转换器110之间的界面中反 射光。可压缩光学元件112还防止波长转换器110和支撑结构之间的可能对波长转换器110 有害的物理接触。可压缩光学元件1〇8、112还将把热量从波长转换器110传导到支撑结构。 支撑结构102、104还可W包括散热器(未示出），从而允许更多的热量通过支撑结构从波长 转换器110传输走。在使用中，在波长转换器110中的从第一波长范围到第二波长范围的转 换过程期间产生热量。因此，将热量从波长转换器110传输走将允许波长转换器110更长时 间段或者无限地更高效地转换光，而无由过高溫度造成的故障或者性能降低。包括在支撑 结构102、104中或者是其一部分的散热器(未示出）还可W禪合到LED 106,从而还使得LED 106能够更长时间段或者无限地更高效地产生光，而无由过高溫度造成的故障或者性能降 低。
[0035] 支撑结构进一步包括锁定机构114。锁定机构114使得第一部分102能够移动向第 二部分104进入图1所示的位置，其中锁定机构114将第一部分保持在相对于第二部分104的 固定位置并且从而将波长转换器110牢固地保持在支撑结构的第一部分102和第二部分104 之间，使得光学元件108被夹在波长转换器110的光进入表面和LED 106的发光表面之间。通 过增加第一部分102和第二部分104之间的距离，锁定机构114将允许波长转换器110被去除 并且由可W具有诸如颜色、或者光出射表面的形状或者长宽比之类的不同特性的另一波长 转换器110代替，从而将波长转换器110可释放地连接到支撑结构。波长转换器因此是可代 替的或者可替换的波长转换器110。锁定机构114可W是任何已知的锁定机构，诸如弹黃锁 (snap-lock)、棘爪锁（click-lock)、扭锁、卡口锁(bayonet-lock)、或者螺纹锁。锁定机构 114可W进一步包括用于实现锁定功能的弹黃或者其它机械部件。
[0036] 波长转换器110优选地具有光滑（即抛光)表面并且是如图1所述的棒形或者杆形 (即细长)的。可压缩光学元件108、112优选地由娃树脂材料或者含氣聚合物制成，诸如具有 可W被配置为低于1.4或者甚至低于1.2的折射率的聚四氣乙締(PTFE)。此外，娃树脂材料 和PTFE可W高效地将热量传导到被包括在支撑结构102、104中的散热器(未示出）。波长转 换器110优选地包括Ce渗杂的锭侣石恼石(YAG、Y3ALs化2)、错侣石恼石(LuAG)、LuGaAG、或者 LuYAG。YAG、LuAG、LuGaAG、或者LuYAG将光从较短波长转换为较长波长。波长转换器可W基 本上由从包括W下项的组中选择的材料制成日〇12,其中Ml从包 括Y、Lu或者其混合物的组中选择，Μ"从包括GcULa、化或者其混合物的组中选择，Mill从包括 化、口'、〔6、化、刷、611或者其混合物的组中选择，1"是41，1"从包括6曰、5(3或者其混合物的组 中选择，并且 0 <x^、〇<y<〇.l、〇<z。；（MVx-yMiix，Miiiy)2〇3，其中 Ml 从包括 Y、Lu 或者其 混合物的组中选择，Mil从包括Gd、La、孔或者其混合物的组中选择，Mill从包括化、化、Ce、化、 Nd、Eu、Bi、Sb或者其混合物的组中选择，并且0<x。、0<y<0.1;(MVx-yMIIχMIIIy)Sl-zSez， 其中Ml从包括化、5'、]\%、8曰或者其混合物的组中选择，]\111从包括〔6、611、]\111、化、5111、口'、513、511 或者其混合物的组中选择，Mill从包括Κ、化、Li、Rb、ai或者其混合物的组中选择，并且ο < X <0.01、0<y<0.05、0<z<l; (MVx-yMiixMiiiy)O,其中Ml从包括 Ca、Sr、Mg、Ba 或者其混合物 的组中选择，Mil从包括〔6、611、111、化、5111、口'或者其混合物的组中选择，1111从包括1(、化、^、 肺、化或者其混合物的组中选择，并且0 <x<0.1、0<y<0.1; (mVxMIIxMIii2)〇7,其中Ml从包 括1^曰、￥、6(1、山、13曰、51'或者其混合物的组中选择，]\111从包括化、化、？1'、〔6、炯、5111、1'1]1或者其混 合物的组中选择，Mill从包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或者其混合物的组中选择，并且0含X < 1; (MVxMiixMiiVyM"y)〇3,其中Ml从包括8曰、5'、化、1^曰、￥、6(1、山或者其混合物的组中选择，111从 包括611、化、？'、〔6、刷、5111、时1或者其混合物的组中选择，]\1111从包括册、2'、1'1、了曰、抓或者其 混合物的组中选择，并且MIv从包括Al、Ga、Sc、Si或者其混合物的组中选择，并且0含x含0.1、 0 < y ^ 0.1;或者其混合物。可能用于波长转换器的另一波长转换材料是量子点，量子点是 半导体材料的通常具有仅几个纳米的宽度或者直径的小晶体。运种量子点可W被并入在诸 如聚合物(娃树脂、PMMA、PET)或者陶瓷/玻璃类型的材料之类的基质材料中。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W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儒 (CdS)和硫化锋(ZnS)之类的壳的砸化儒(CdSe)。还可W使用诸如憐化铜（InP)W及铜铜硫 (化1版)和/或银铜硫(AgInS2)之类的无儒量子点。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W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W用于本发明中。然而，由于环境安全和关注的原因，可能优选使用无 儒量子点或者至少具有非常低的儒含量的量子点。有机憐光体也可W用于波长转换器110。 有机憐光体可分子形式溶解/分散在诸如聚合物(例如娃树脂、PMMA、PET)之类的基质 材料中。合适的有机憐光体材料的示例是基于巧衍生物的有机发光材料，例如由BASFW Lumogen返做名称出售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于Lumogen⑩Red F305、Lumogen狼Orange F240、Lumogen驳化Ilow F083W及Lumo呂en⑧F170。
[0037] 在使用中，LED 106将发射第一波长范围的光，该光将被引导穿过可压缩光学元件 108并且通过光进入表面进入波长转换器110。进入波长转换器110的第一波长范围的光的 一部分将被转换为第二波长范围的光，在该转换过程之后，该光将在随机方向上发射。被转 换的光的部分和可能未被转换的部分将撞击在波长转换器110和周围介质之间的界面上。 由于折射率的不同，撞击在波长转换器110和光学元件1〇8、112之间的界面上的光将有很大 可能发生全内反射(TIR)并且因此被反射回到波长转换器110中。离开波长转换器的光可W 由其可W包括反射层的支撑结构反射。通过配置波长转换器110的光出射表面发射光和波 长转换器110的其它表面反射光，光将被导向波长转换器110的光出射表面。波长转换器110 的光出射表面在运一示例中具有关于波长转换器110的光进入表面的不为零的角（例如垂 直），其中波长转换器110在实施例中具有杆形。因为光出射表面面积小于波长转换器110的 光输入表面，所W实现了亮度的增加。当光在波长转换器110内被转换时，能量将被消散并 且将产生热量。光学元件1〇8、112将如上文描述那样有利地将包括散热器(未示出）的支撑 结构102、104热禪合到波长转换器110,并且热量将通过光学元件108、112传输并且因此冷 却波长转换器110。
[0038] 图2是根据本发明的另一实施例的照明设备200的侧视图。相比于图1所示的实施 例，不存在可压缩光学元件1〇8、112。因此，在波长转换器110和支撑结构的第二部分104(在 运里提供LED 106)之间引入空气间隙202。空气间隙202小于100微米，优选地小于50微米， 并且最优选地小于20微米。空气间隙202可W通过在支撑结构104中在与LED 106相距一定 距离处创建的小支撑(未示出）实现，使得LED 106和光进入表面之间的光学接触不受干扰， 而仍然将波长转换器110保持在与支撑结构相距一定距离处。空气间隙202将把支撑结构 102、104和波长转换器110光学解禪，而仍然允许大量的热量传输，因为空气薄层是高效的 热量传导器。此外，还可能使用支撑结构的第一部分102和波长转换器110之间的空气间隙 将热量从波长转换器110传导到支撑结构的第一部分102。相似于在支撑结构的第二部分 104和波长转换器110之间的实现，小支撑(未示出）可W被创建在支撑结构的第一部分102 中W实现支撑结构和波长转换器110之间的距离。支撑结构102、104还包括散热器(未示 出），从而使得支撑结构能够吸收在使用中由波长转换器110和LED 106所产生的热量。
[0039] 支撑结构的第一部分102可枢转地连接到支撑结构的第二部分104, W便使得第一 部分102能够沿着由箭头A1指示的方向枢转向第二部分104进入被保持的固定位置，从而牢 固地保持波长转换器110。第一部分通过锁定机构(未示出）被保持在固定位置，锁定机构可 W是任何已知的锁定机构，诸如弹黃锁、或者弹黃或者其它简单的机械部件。相似于图1所 示的实施例，通过将第一部分102从第二部分104枢转开，波长转换器110不再被牢固地保持 在第一部分102和第二部分104之间，从而允许使用另一可替换波长转换器(其可W具有不 同的特性)代替可替换的波长转换器110,由此将波长转换器110经由锁定机构可释放地连 接到支撑结构处于锁定位置。
[0040] 现在参照图3,本发明的实施例，其中与上文描述的两个实施例相反，照明设备300 包括一体式支撑结构306。存在被示出为Ξ个Lm)的Ξ个光源106W及波长转换器110。波长 转换器110和支撑结构306通过如上文描述的空气间隙分离，运将允许空气薄层将热量从波 长转换器传导到包括散热器(未示出）的支撑结构。L抓106也与散热器热接触。在图3所示 的实施例中，支撑结构进一步包括两个突起部分302,并且波长转换器包括两个对应的凹部 304,它们组合提供锁定机构。突起部分302是柔性的或者被成形为使得允许插入波长转换 器110。因此，当波长转换器110朝向锁定位置被插入到支撑结构300中时，突起部分302将暂 时变形并且随后接合凹部304,并且因此保持波长转换器的位置。用户因此可W将波长转换 器110插入到支撑结构306中，该波长转换器110将通过互相接合的突起部分302和凹部304 而被锁定在固定位置。相似地，可W通过使用少量的力去除波长转换器110,从而将突起部 分302从凹部304解锁，从而提供如下波长转换器110,其经由由突起部分302和凹部304形成 的锁定机构被可释放地连接到支撑结构处于锁定位置。在其中支撑结构包括反射层的应用 中，因此在反射层和波长转换器之间形成空气间隙。波长转换器和支撑结构还可W被配置 为使得波长转换器的第一部分与支撑结构接触，而波长转换器的第二部分通过空气间隙与 支撑结构分离。
[0041] 在图4中示出了本发明的另一实施例，其包括相似于图3所示的机构的用于将波长 转换器110可释放地连接到支撑结构306的机构。在图4所示的实施例中，支撑结构306包括 如图3中的实施例那样的突起部分302,然而照明设备进一步包括部分地包围波长转换器 110并且不覆盖朝向光源106的光进入表面或者光出射表面的导热层402。导热层402与支撑 结构306接触W便将热量从波长转换器110传导到包括散热器(未示出）的支撑结构306。相 比于图3所示的实施例，导热层402包括对应于突起部分302的凹部，使得突起部分302可W 与该凹部接合W经由由突起部分302和凹部形成的锁定机构将波长转换器110牢固地保持 在相对于支撑结构306的锁定位置。
[0042] 如本领域技术人员容易认识到的那样，突起部分同样可W被很好地设置为从波长 转换器110突起，被配置为接合支撑结构中的对应凹部。
[0043] 现在参照图5,示出了包括用于可释放地连接波长转换器110的机制的本发明的另 一实施例的侧视图。照明设备500包括支撑结构502、光源106、W及可压缩光学元件108。照 明设备500进一步包括光改向元件504。为了将波长转换器110可释放地连接到支撑结构 502,波长转换器110在使用中被夹在支撑结构502的一部分和光改向元件502之间。例如，用 户可W沿着指示箭头A2插入波长转换器110。因此，当波长转换器110要被代替时，其通过在 相反方向上被拉动而从夹住位置被去除。注意，当波长转换器110处于固定位置时，光改向 元件504与波长转换器110的光出射表面光学接触。为了便于夹住，支撑结构502的部分和光 改向元件504之间的距离可W略微大于波长转换器110,并且可W使用锁定机构(未示出）将 波长转换器固定住。此外，支撑结构502的部分和光改向元件504之间的距离可W略微小于 波长转换器110,并且支撑部分502的部分可W是略微柔性的从而允许波长转换器110的插 入。光改向元件504可W例如是准直器、透镜、棱镜、或者用于对光改向的任何其它已知光学 元件。
[0044] 在另一实施例中，照明系统包括根据上文描述的实施例中的任何实施例的照明设 备，W及被配置为检测波长转换器的至少一个特性和/或由波长转换器的光出射表面发射 的光的至少一个特性的检测器。照明系统进一步包括连接到检测器和光源的控制单元，其 中控制单元被配置为基于检测到的波长转换器和/或由波长转换器的光出射表面发射的所 述光的特性控制光源。
[0045] 检测器可W例如检测波长转换器的几何尺寸，诸如厚度、宽度、或者长度。检测器 可W附加地或者备选地检测光输出的一个或者多个特性，诸如光谱、颜色、或者亮度。控制 单元则基于例如检测到的光输出来驱动光源，并且因此可W控制光源使得获得所需要的光 输出、或者颜色、或者光谱。检测器可W附加地或者备选地检测波长转换器的溫度。控制单 元则可W基于检测到的溫度来驱动光源，并且因此可W例如防止过热。光改向元件还可W 与光转换器光学接触，例如光改向元件可W是柔性的（例如由娃树脂制成)或者通过在光转 换器和光改向元件之间使用可压缩光学材料。
[0046] 在一些实施例中，W上实施例中图示的波长转换器可W比本文中图示的波长转换 器更大或者更小。波长转换器可W填充支撑结构的不同部分之间的间隙的一部分，或者其 可W延伸到支撑结构之外。
[0047] 虽然参照本发明的特定例示性实施例描述了本发明，很多不同的变更、修改等对 于本领域技术人员将变得明显。例如，光源优选地是固态光发射器。固态光发射器的示例是 发光二极管化邸）、有机发光二极管(0LED)、或者例如激光二极管。使用固态光发射器，因为 它们是相对有成本效益的光源并且总体不贵，具有相对大的效率和长的寿命。所使用的固 态光源因为其高效率优选地为UV、紫色、或者蓝色光源。照明设备还可W包括镜，使得未被 转换的和在波长转换器和周围材料之间的界面中被反射的光被反射回到波长转换器。照明 设备还可W包括附加的光学元件W对不同的光源改向或者组合不同的光源。
[0048] 此外，对所公开的实施例的变化可W由技术人员在实践所要求保护的发明中，从 学习附图、公开内容w及所附权利要求中理解和实现。在权利要求中，词语"包括"不排除其 它元素或者步骤，并且不定冠词"一 (a)"或者"一个(an)"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表示组合不能被有利地使用。
【主权项】
1. 一种照明设备（100)，包括： 支撑结构（102、104)，包括锁定机构（114、302、304)， 光源（106)，被设置为与所述支撑结构接触， 波长转换器（110)，被配置为将光从第一波长范围转换到第二波长范围，所述波长转换 器具有被配置为接收光的光进入表面和被配置为发射光的光出射表面； 其中所述波长转换器（110)经由所述锁定机构（114、302、304)可释放地连接到所述支 撑结构（102、104)、处于锁定位置，并且其中所述光进入表面被设置为与所述光源（106)光 学接触。2. 根据权利要求1所述的照明设备（100)，其中所述支撑结构（102、104)包括散热器，所 述散热器热耦合到所述光源（106)。3. 根据权利要求2所述的照明设备（100)，其中所述散热器热耦合到所述波长转换器 (110)〇4. 根据权利要求3所述的照明设备（100、200、300、500)，其中所述波长转换器（110)通 过小于100微米、优选地小于50微米、并且最优选地小于20微米的空气间隙（202)与所述散 热器分离。5. 根据权利要求1所述的照明设备（100)，其中所述支撑结构（102、104)进一步包括第 一部分（102)、第二部分（104)，其中所述第一部分（102)能够朝向所述第二部分（104)移动 进入如下位置，在所述位置处所述锁定机构将所述第一部分（102)保持在相对于所述第二 部分（104)的固定位置，使得所述波长转换器（110)被牢固地保持在所述第一部分（102)和 所述第二部分（104)之间。6. 根据权利要求5所述的照明设备（100)，进一步包括可压缩光学元件（108)，所述可压 缩光学元件被设置在所述光源（106)和所述波长转换器（110)的所述光进入表面之间并且 与所述光源和所述波长转换器的所述光进入表面接触，所述光学元件（108)被配置为将光 从所述光源（106)引导到所述波长转换器(110)。7. 根据权利要求6所述的照明设备（110)，其中所述可压缩光学元件（108)具有低于 1.4、优选地小于1.2的折射率。8. 根据权利要求4所述的照明设备（100)，进一步包括可压缩光学元件（112)，所述可压 缩光学元件被设置在所述波长转换器（110)和所述支撑结构（102、104)之间并且与所述波 长转换器和所述支撑结构接触，所述光学元件（112)被配置为反射在所述可压缩光学元件 (112)和所述波长转换器(110)之间的界面中折射的光。9. 根据权利要求6或者8所述的照明设备（100)，其中所述光学元件（108、112)小于100 微米厚，优选地小于20微米厚。10. 根据权利要求6或者8所述的照明设备（100)，其中所述光学元件（108、112)是导热 的，优选地具有高于lW/mK的热导率。11. 根据权利要求1所述的照明设备（100)，其中所述支撑结构（102、104)包括能够枢转 地连接到第二部分（104)的第一部分（102)，所述第一部分（102)能够朝向所述第二部分 (104)枢转进入锁定位置，从而将所述波长转换器（110)牢固地保持在所述第一部分（102) 和所述第二部分（104)之间。12. 根据权利要求1所述的照明设备(300)，其中所述支撑结构(306)进一步包括突起部 分(302)，并且所述波长转换器（110)包括对应于所述突起部分(302)的凹部(304)，使得所 述突起部分(302)能够与所述凹部(304)接合以将所述波长转换器（110)牢固地保持在相对 于所述支撑结构(306)的锁定位置。13. 根据权利要求1所述的照明设备(400)，其中所述支撑结构(306)进一步包括突起部 分(302)，并且所述波长转换器（110)进一步包括部分地包围所述波长转换器（110)的导热 层(402)，当所述波长转换器（110)连接到所述支撑结构(306)时所述导热层(402)与所述支 撑结构(306)接触，所述导热层(402)包括对应于所述突起部分(302)的凹部，使得所述突起 部分(302)可以与所述凹部接合以将所述波长转换器（110)牢固地保持在相对于所述支撑 结构(306)的锁定位置。14. 根据权利要求1所述的照明设备（500)，进一步包括光改向元件（504)，所述光改向 元件光学连接到所述光出射表面并且被设置为将所述波长转换器(110)可释放地保持在所 述光改向元件(504)和所述支撑结构(502)之间。15. -种照明系统，包括根据权利要求1至14中的任一项所述的照明设备，所述照明系 统包括： 检测器，被配置为检测所述波长转换器的至少一个特性和/或由所述波长转换器的所 述光出射表面发射的光的至少一个特性；以及 控制单元，连接到所述检测器和所述光源，所述控制单元被配置为基于所述波长转换 器的检测到的所述特性和/或由所述波长转换器的所述光出射表面发射的所述光的检测到 的所述特性来控制所述光源。
【文档编号】H01L33/50GK105874616SQ201480072123
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】T·范博梅尔, R·A·M·希克梅特, D·M·布鲁尔斯, P·J·M·范奥斯
【申请人】飞利浦照明控股有限公司