本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行具有泵浦輻射源和發(fā)光材料輪的照明設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

高亮度的光源例如能夠應(yīng)用在內(nèi)窺鏡的領(lǐng)域中或投影儀器中，其中當(dāng)前仍最廣泛流行氣體放電燈。較新的研發(fā)涉及高輻射密度的輻射源、例如激光器與轉(zhuǎn)換由其發(fā)射的泵浦輻射的發(fā)光材料元件的組合，所述發(fā)光材料元件與泵浦輻射源間隔開地設(shè)置。發(fā)光材料元件轉(zhuǎn)換例如紫外的或藍(lán)色的泵浦輻射并且發(fā)射更長波長的轉(zhuǎn)換光。

發(fā)光材料輪尤其也能夠設(shè)作為發(fā)光材料元件，所述發(fā)光材料輪圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且在此在圓形軌跡上用泵浦輻射輻照。在此，在環(huán)周方向上彼此相隨地，也能夠?qū)⒉煌陌l(fā)光材料設(shè)置在發(fā)光材料輪上，使得轉(zhuǎn)換光的色彩因此例如順序地共同展開RGB色域。將由色彩、具體地其在色彩空間中的色坐標(biāo)共同展開的面積稱作為“色域”。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于如下技術(shù)問題，提出一種用于運(yùn)行具有發(fā)光材料輪的照明設(shè)備的尤其有利的方法以及提出一種相應(yīng)設(shè)計(jì)的照明設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于運(yùn)行照明設(shè)備的方法解決所述問題，所述照明設(shè)備具有：

用于發(fā)射泵浦輻射的泵浦輻射源，和

發(fā)光材料輪，在所述發(fā)光材料輪上設(shè)有用于發(fā)射第一轉(zhuǎn)換光的第一發(fā)光材料和用于發(fā)射第二轉(zhuǎn)換光的第二發(fā)光材料，

其中第一發(fā)光材料和第二發(fā)光材料以空間上彼此分開的方式設(shè)置在發(fā)光材料輪上，

并且其中基于第一轉(zhuǎn)換光的第一有用光和基于第二轉(zhuǎn)換光的第二有用光具有相同的色彩，然而在CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中具有不同的色坐標(biāo)，

在所述方法中，發(fā)光材料輪圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且在此在輻照區(qū)域中相對于旋轉(zhuǎn)軸線偏心地由泵浦輻射輻照，使得由于發(fā)光材料輪的旋轉(zhuǎn)，輻照圓形軌跡，其中在發(fā)光材料輪旋轉(zhuǎn)360°期間，以第一泵浦輻射功率輻照第一發(fā)光材料，并且以第二泵浦輻射功率輻照第二發(fā)光材料，所述第二泵浦輻射功率與第一泵浦輻射功率不同；

以及

一種照明設(shè)備解決所述問題，所述照明設(shè)備具有用于控制泵浦輻射源的控制單元，所述控制單元針對相應(yīng)的方法設(shè)計(jì)。

優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求和下面的描述中提出，其中不總是詳細(xì)地在方法的描述和照明設(shè)備的描述之間進(jìn)行區(qū)分；在任何情況下都暗含地表示：在全部權(quán)利要求類別方面來理解該公開內(nèi)容。

因此，照明設(shè)備首先設(shè)計(jì)成，使得第一和第二有用光的色彩相同，即例如彼此不是如紅色的和綠色的或者是綠色的和藍(lán)色的(或者是紅色的和藍(lán)色的)，而是具有相同的色彩，然而具有不同的色坐標(biāo)?，F(xiàn)在，借助根據(jù)本發(fā)明的方法，以不同的泵浦輻射功率輻照所基于的發(fā)光材料，即第一有用光所基于的第一發(fā)光材料，和第二有用光所基于的第二發(fā)光材料。

第一和第二泵浦輻射功率例如能夠在如下方面不同：較大的功率能夠比較小的功率大至少25％、50％、75％、100％、125％、150％、175％或200％，其中該順序是遞增優(yōu)選的；就此而言，泵浦輻射功率根據(jù)發(fā)光材料在旋轉(zhuǎn)期間變化，“泵浦輻射功率”涉及分別在(第一或第二發(fā)光材料的)相應(yīng)的環(huán)周部段上形成的平均值。

因此，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，不同地輻照兩個(gè)發(fā)光材料，其中以在旋轉(zhuǎn)期間取平均值的方式得到(例如由用戶感覺到的)有效的色彩，所述色彩具有CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)(在整個(gè)公開范圍內(nèi)為CIE 1931)中的有效的色坐標(biāo)。

針對“不同的色坐標(biāo)”：第一有用光在CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中具有第一色坐標(biāo)并且第二有用光具有第二色坐標(biāo)，這兩個(gè)色坐標(biāo)不相同；如果兩個(gè)色坐標(biāo)處于綠色中，那么所述色坐標(biāo)根據(jù)數(shù)值以例如至少0.02、0.03、0.04或0.05(觀察幾何間距)彼此間隔開；可能的上限例如最高為0.20或最高為0.15。

如果兩個(gè)色坐標(biāo)處于紅色中，那么所述色坐標(biāo)例如能夠近似地位于光譜色線上，即例如以小于0.07、0.05、0.03或0.01與其間隔開(又在CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中)，并且第一和第二有用光的相應(yīng)的主波長例如能夠相差至少5nm、優(yōu)選至少10nm、更優(yōu)選至少15nm。

現(xiàn)在，借助在比例上不同的輻照，能夠在第一和第二色坐標(biāo)“之間”移動、即設(shè)定有效的色坐標(biāo)。(第一和第二有用光的)色彩例如能夠與兩個(gè)其他的色彩展開RGB色域，所述其他的色彩通常也能夠由一個(gè)/多個(gè)其他的照明設(shè)備提供。所述RGB色域的面積進(jìn)而可尋址的色域的大小能夠借助根據(jù)本發(fā)明的方法來設(shè)定。

在多種發(fā)光材料的情況下存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得所述發(fā)光材料雖然在其色坐標(biāo)方面提供一些優(yōu)勢(例如展開更大的色域)，然而例如具有小的轉(zhuǎn)換效率。于是此外，在光通量提高的情況下，多次觀察到飽和現(xiàn)象，并且轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步下降(發(fā)光材料在溫度提高的情況下效率降低)。另一方面，高效的發(fā)光材料通常在其色坐標(biāo)方面是不利的。

具體地，需要解釋的是：例如可借助第二色坐標(biāo)尋址的色域能夠是更大的。現(xiàn)在，如果這在應(yīng)用中例如有利于借助投影儀器顯示圖像內(nèi)容，那么第一有用光所基于的第一發(fā)光材料相應(yīng)地比第二發(fā)光材料更少地被輻照，使得有效的色坐標(biāo)朝向第二色坐標(biāo)移動，即色域是相應(yīng)地大的。如果第一發(fā)光材料隨后在另一運(yùn)行模式中部分地被更多輻照，光通量提高，那么然而可尋址的色域更小，因?yàn)橛行У纳鴺?biāo)滑動到更接近第一色坐標(biāo)。這兩個(gè)發(fā)光材料最后能夠在“最大光通量”的運(yùn)行模式中在另外多次連續(xù)的轉(zhuǎn)動期間也由相同的泵浦輻射功率輻照，借此同樣能夠達(dá)到最大的光通量。

在“大色域”的運(yùn)行模式的情況下，第一發(fā)光材料理論上也可能完全不再被輻照，使得第一泵浦輻射功率等于零。于是，盡管有效的色坐標(biāo)處于第二色坐標(biāo)(具有“大色域”的第二色彩)，發(fā)明人在如下范圍內(nèi)觀察到缺點(diǎn)：在泵浦輻射功率在0％和100％之間重復(fù)變化的情況下，100％數(shù)值必須相對大，以便獲得期望的平均光通量。對此，必須保持尺寸相應(yīng)大地設(shè)計(jì)的泵浦輻射源，即對于所得到的小的平均泵浦輻射而言，工程耗費(fèi)相對大。在該背景下，接受不完全優(yōu)化的有效的色坐標(biāo)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)整體上也在制造成本方面有效的照明設(shè)備。

第一和第二有用光具有“相同的色彩”；如果色彩是“綠色”，那么第一和第二有用光的主波長例如能夠至少為520nm、優(yōu)選至少為530nm。更優(yōu)選至少為535nm，并且(與下限無關(guān)地)例如最高為570nm、優(yōu)選最高為565nm、更優(yōu)選最高為560nm。如果色彩是“紅色”，那么第一和第二有用光的主波長例如至少為590nm、優(yōu)選至少為595nm。

術(shù)語“發(fā)光材料輪”通常不應(yīng)暗示：該發(fā)光材料輪必須一定具有圓盤形的或圓環(huán)形的幾何形狀；其通常為旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體由于旋轉(zhuǎn)在圓形軌道上被輻照。因此，該裝置例如也能夠?yàn)閲@其對稱軸線旋轉(zhuǎn)的錐形件，其中入射方向于是垂直于旋轉(zhuǎn)軸線，并且轉(zhuǎn)換光能夠平行于旋轉(zhuǎn)軸線發(fā)出，或者反之。

此外，例如發(fā)光材料設(shè)置在柱形側(cè)表面上、優(yōu)選設(shè)置在圓柱形側(cè)表面上也是可能的，即例如設(shè)置在輥?zhàn)拥膫?cè)表面上。然而優(yōu)選地，發(fā)光材料輪為平坦的體部，所述體部設(shè)計(jì)用于圍繞橫向于(設(shè)置有發(fā)光材料的)面、優(yōu)選垂直于所述面延伸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。

相應(yīng)的“發(fā)光材料”也能夠是發(fā)光材料混合物，即多種轉(zhuǎn)換材料的混合物；然而優(yōu)選地，為相應(yīng)的發(fā)光材料設(shè)有剛好一種相應(yīng)的轉(zhuǎn)換材料。在發(fā)光材料輪上通常除了所提及的輻照區(qū)域之外也能夠存在另外的一或多個(gè)輻照區(qū)域，因此也能夠輻照一個(gè)或另外的(一個(gè)或多個(gè))圓形軌跡(例如用于另一通道)；然而優(yōu)選為剛好一個(gè)輻照區(qū)域。

發(fā)光材料輪例如由與發(fā)光材料不同的基底、例如由金屬或玻璃構(gòu)成，發(fā)光材料施加到所述基底上，例如通過滴涂、擠出、刮涂、掃涂或噴涂發(fā)光材料懸浮液來施加。由于旋轉(zhuǎn)適宜性，基底優(yōu)選還是圓環(huán)形的/圓盤形的并且旋轉(zhuǎn)軸與基底連接；旋轉(zhuǎn)軸也能夠與圓環(huán)形的基底連接或穿過所述基底。

這種基底通常構(gòu)成為是扁平的，即在面方向中與垂直于所述面方向相比具有更大的延伸，例如是其至少2、5、10、20倍大(在非圓形的幾何形狀的情況下，涉及由最短和最長的延伸構(gòu)成的平均值)；相同內(nèi)容適用于設(shè)置在基底上的發(fā)光材料層，使得發(fā)光材料輪整體上是面狀的(例如除了用于旋轉(zhuǎn)軸等的固定機(jī)構(gòu)之外)。發(fā)光材料輪能夠以透射的方式和/或以反射的方式運(yùn)行。

在360°旋轉(zhuǎn)期間，以第一泵浦輻射功率輻照第一發(fā)光材料，并且以與其不同的第二泵浦輻射功率輻照第二發(fā)光材料。在第一泵浦輻射功率和第二泵浦輻射功率之間的所述變換優(yōu)選在第一多次連續(xù)的360°旋轉(zhuǎn)期間重復(fù)，例如在彼此相隨的至少50轉(zhuǎn)、250轉(zhuǎn)、750轉(zhuǎn)或1000轉(zhuǎn)期間，其中該順序是遞增優(yōu)選的。優(yōu)選地，在第一多次旋轉(zhuǎn)期間，第一和/或第二泵浦輻射功率在轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)之間分別本身是相同的，即第一和第二泵浦輻射功率在每轉(zhuǎn)中彼此不同，然而隨后轉(zhuǎn)中的第一泵浦輻射功率始終與之前轉(zhuǎn)中的第一泵浦輻射功率相同，并且這類似地也適用于第二泵浦輻射功率。

在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，第二多次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)緊接著第一多次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，即緊接著運(yùn)行模式“大色域”，在所述第二多次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)期間，第一和第二發(fā)光材料在運(yùn)行模式“最大光通量”中由相同的泵浦輻射功率輻照。

第一/第二(下面為“相應(yīng)的”)有用光“基于”相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光。這表示：相應(yīng)的有用光或者等同于相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光，或者通過對相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光進(jìn)行濾波提供。因此，換言之，相應(yīng)的有用光在至少一個(gè)光譜子區(qū)域中(所述子區(qū)域未濾除)對應(yīng)于相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光，但是，所述有用光也能夠在整個(gè)光譜范圍中對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換光，即相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光也能夠在未經(jīng)濾波的情況下使用。術(shù)語“有用光”在此不應(yīng)暗示：所述光隨后應(yīng)強(qiáng)制地在沒有另外的改變的情況下提供給應(yīng)用，而是其同樣能夠?yàn)橛烧彰髟O(shè)備輸出的光，例如在投影儀器中也能夠以安裝在所述照明設(shè)備下游的方式設(shè)置有其他的光學(xué)部件。

在有效關(guān)系方面，相應(yīng)的發(fā)光材料、相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光和相應(yīng)的有用光的關(guān)系能夠如下具體化：當(dāng)不輻照相應(yīng)的發(fā)光材料進(jìn)而不發(fā)射相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光時(shí)，也不提供相應(yīng)的有用光(不論在此是否為相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光本身或者為其未經(jīng)濾波的部分)；相應(yīng)的有用光和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光彼此直接成比例。

至少一個(gè)從第一和第二有用光濾波的相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光是優(yōu)選的。就此而言，“濾波”表示：不論如何下述光譜范圍中的光通量減小，所述光譜范圍例如能夠延伸經(jīng)過至少50nm或至少100nm，例如(分別在平均值中)減少至少50％或75％，然而優(yōu)選等于零。所謂的邊緣濾波器能夠是尤其優(yōu)選的，所述邊緣濾波器透射低于極限波長的光并且阻擋高于極限波長的光(例如通過反射)，或者反之。濾波器例如能夠設(shè)置在發(fā)光材料輪本身上，例如施加到相應(yīng)的發(fā)光材料上，或者例如也能夠設(shè)置在本身的濾波輪上或者通常安裝在發(fā)光材料輪下游(與其間隔開)。

在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式中，第一和第二發(fā)光材料是相同的發(fā)光材料，即第一和第二轉(zhuǎn)換光具有相同的光譜特性，并且因此僅通過濾波設(shè)定不同的色彩。在此，因此僅能夠是從第一和第二有用光濾波的唯一的光，這例如當(dāng)“相同的色彩”是綠色時(shí)能夠是優(yōu)選的。

因此，例如未經(jīng)濾波的綠色發(fā)光材料作為第一發(fā)光材料能夠是更有效的，然而具有較差的色坐標(biāo)(第一發(fā)光材料的光)；與之相對，在第二發(fā)光材料的情況下，綠色發(fā)光材料的光能夠被濾波進(jìn)而第二色彩朝更好的色坐標(biāo)調(diào)整。然而，通過濾波，光效率變差。

此外，在第一和第二發(fā)光材料相同的情況下，第一和第二有用光也能夠分別是經(jīng)過濾波的相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光。因此，如果色彩例如處于紅色，那么例如黃色發(fā)光材料能夠設(shè)作為第一和第二發(fā)光材料，所述黃色發(fā)光材料的初始黃色的轉(zhuǎn)換光隨后以不同地濾波的方式得出紅色的第一有用光和紅色的第二有用光。

已經(jīng)討論了光效率/色坐標(biāo)的相關(guān)性。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式一般性地涉及以第一光效率提供的第一有用光和以第二光效率提供的第二有用光，其中第一光效率比第二光效率大至少20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％，其中該順序是遞增優(yōu)選的。

不同的光效率例如能夠通過不同的濾波器引起，例如如果第一有用光根本未經(jīng)濾波或與第二有用光相比至少更少地被濾波。另一方面，光效率也能夠由于相應(yīng)的發(fā)光材料本身是不同的(即當(dāng)?shù)谝缓偷诙l(fā)光材料不是相同的發(fā)光材料時(shí))，因?yàn)榘l(fā)光材料剛好不僅在其光譜特性方面、而且也在效率方面能夠不同。“光效率”在本公開的范圍內(nèi)涉及每射入到相應(yīng)的發(fā)光材料上的泵浦光功率的相應(yīng)的有用光的光通量，即每瓦特流明。

上面，已經(jīng)參考相應(yīng)的有用光的主波長，所述主波長作為始于白點(diǎn)的伸展經(jīng)過相應(yīng)的色坐標(biāo)的半直線與光譜色線的交點(diǎn)得出。因此，第一有用光具有第一主波長并且第二有用光具有第二主波長。

如果現(xiàn)在一方面“相同的色彩”優(yōu)選是紅色，那么第二主波長優(yōu)選大于第一主波長，例如至少大5nm、優(yōu)選至少大10nm、更優(yōu)選至少大15nm；可能的上限例如能夠?yàn)樽罡?0nm、25nm或20nm。如果另一方面“相同的色彩”在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中是綠色，那么第二主波長優(yōu)選比第一主波長小，例如至少小5nm、優(yōu)選至少小10nm、更優(yōu)選至少小15nm；可能的上限例如能夠?yàn)樽罡?0nm、50nm、30nm或20nm。

典型地，綠色中的較小的主波長或者紅色中的較大的主波長與較大的色域(這稱作為“更好的色坐標(biāo)”)關(guān)聯(lián)，然而同時(shí)光效率較小，這或者由于發(fā)光材料的效率較低或者由于濾波損失。

已經(jīng)在開始討論了：在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，第一和第二有用光的相應(yīng)的色坐標(biāo)與第三和第四色坐標(biāo)共同展開RGB色域。于是，在此，第一色坐標(biāo)連同第三和第四色坐標(biāo)展開RGB色域，并且第二色坐標(biāo)也與第三和第四色坐標(biāo)共同展開RGB色域，其中這兩個(gè)RGB色域在CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中的面積相差至少5％、優(yōu)選至少10％、更優(yōu)選至少15％?？赡艿纳舷蘩缒軌?yàn)?0％或30％。于是，因此，具有“改進(jìn)的色坐標(biāo)”的第二色彩的RGB色域具有相應(yīng)更大的面積(由于第二色坐標(biāo)距白點(diǎn)的更大的間距)。

第三和/或第四有用光通常也能夠與具有(一個(gè)或多個(gè))自身的光源、例如具有(一個(gè)或多個(gè))LED光源的發(fā)光材料輪分開地提供。此外，也可能的是：設(shè)有多個(gè)發(fā)光材料輪。

然而，優(yōu)選地，第三和第四有用光基于與第一和第二有用光相同的發(fā)光材料輪，即在所述發(fā)光材料輪上也設(shè)有第三和/或第四發(fā)光材料。因此，第三和/或第四有用光在當(dāng)前描述的范圍中“基于”第三和第四發(fā)光材料，即相應(yīng)的轉(zhuǎn)換光能夠是直接的或經(jīng)過濾波的。第三或第四有用光另一方面也能夠是未經(jīng)轉(zhuǎn)換使用的泵浦輻射，即藍(lán)色的泵浦光(參見下面的細(xì)節(jié))。

盡管至今為止在色域的上下文中提及的是RGB色域，所述色域當(dāng)然也能夠以又一個(gè)其他的色彩補(bǔ)充，例如以黃色(Yellow)和/或白色(White)補(bǔ)充。即換言之，也能夠提供第五色彩的有用光(或者另一色彩的另一有用光)，因此，相應(yīng)第五或另一色坐標(biāo)能夠位于RGB三角形之內(nèi)或位于其之外。

因此，在首先提到的情況下，相應(yīng)的有用光例如能夠用于提高光通量，而在后一提到的情況下，擴(kuò)大色域，剛好例如是四邊形(或通常也為更多邊數(shù)的多邊形)。因此，一方面，全部涉及RGB色域的說明也應(yīng)明確地適用于RGBY、RGBYW或通常更高邊數(shù)的RGB色域；換言之，另一方面，僅僅由三個(gè)通道RGB構(gòu)成的RGB色域當(dāng)然也能夠是優(yōu)選的。

在RGB色域的情況下，通常能夠優(yōu)選的是：盡管藍(lán)色的通道引導(dǎo)經(jīng)過發(fā)光材料輪，然而在此其不為轉(zhuǎn)換光，而是為泵浦輻射本身，即藍(lán)色的泵浦光。藍(lán)色的泵浦光于是射到發(fā)光材料輪上，其中在應(yīng)提供藍(lán)色的通道的部段中，于是例如能夠設(shè)有透射窗，使得泵浦光穿過發(fā)光材料輪。窗例如能夠是基底的透明部段，或者也能夠簡單地沖裁出相應(yīng)的區(qū)域。另一方面，也可能的是：泵浦光在藍(lán)色的通道的區(qū)域中反射和/或散射，即例如設(shè)有具有高反射率的散射器或反射鏡。

一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式涉及發(fā)光材料輪，在所述發(fā)光材料輪上不僅設(shè)有第一第一發(fā)光材料和第一第二發(fā)光材料，而且也設(shè)有第二第一發(fā)光材料和第二第二發(fā)光材料。由第一和第二發(fā)光材料構(gòu)成的發(fā)光材料對在此設(shè)為用于綠色的(第一和第二)有用光，并且第二發(fā)光材料對設(shè)為用于紅色的(第一和第二)有用光。

于是，在運(yùn)行中，例如也能夠以根據(jù)本發(fā)明的方法借助在旋轉(zhuǎn)期間不同的功率輻照一個(gè)發(fā)光材料對或另一發(fā)光材料對。換言之，即能夠設(shè)定綠色中的有效色坐標(biāo)或紅色中的有效色坐標(biāo)。

然而優(yōu)選的是：在旋轉(zhuǎn)期間，以不同的泵浦輻射功率不僅輻照綠色的第一發(fā)光材料和綠色的第二發(fā)光材料，而且還有紅色的第一發(fā)光材料和紅色的第二發(fā)光材料(在相同的旋轉(zhuǎn)期間)。換言之，在分別由第一和第二發(fā)光材料構(gòu)成的兩個(gè)發(fā)光材料對的情況下，即在“綠色的”和“紅色的”發(fā)光材料對的情況下，優(yōu)選每個(gè)發(fā)光材料對以根據(jù)本發(fā)明的方法運(yùn)行；就此而言，明確地，全部上面一般性地涉及“第一和第二發(fā)光材料、轉(zhuǎn)換光、有用光等”的說明也應(yīng)明確地對具有兩個(gè)發(fā)光材料對的發(fā)光材料輪公開，所述發(fā)光材料對分別相應(yīng)地運(yùn)行。

如開始已經(jīng)提到的：本發(fā)明也涉及一種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備具有泵浦輻射源、發(fā)光材料輪和控制單元，其中所述控制單元設(shè)為用于控制泵浦輻射源并且針對根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)。盡管根據(jù)本發(fā)明的方法、即具體地在旋轉(zhuǎn)期間變化的泵浦輻射功率通常也能夠通過光學(xué)機(jī)構(gòu)、即例如通過出自輻照路徑的泵浦輻射的(部分的)反射或?yàn)V波實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地，射到相應(yīng)的發(fā)光材料上的泵浦輻射功率經(jīng)由泵浦輻射源本身的輸出功率的變化來設(shè)定。因此，能夠簡化實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴恍枰馁M(fèi)的光學(xué)部件；另一方面，出于能量效率因素，有利的是：泵浦輻射源僅提供分別也實(shí)際上需要的輸出功率。

由泵浦輻射源發(fā)射的泵浦輻射在輻照區(qū)域中射到發(fā)光材料輪上，并且所述發(fā)光材料輪的不同的區(qū)段、即至少第一和第二發(fā)光材料在發(fā)光材料輪旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動經(jīng)過輻照區(qū)域。以轉(zhuǎn)動角來表達(dá)(所述轉(zhuǎn)動角涉及圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn))，輻照區(qū)域例如能夠延伸經(jīng)過不超過30°、優(yōu)選不超過20°、更優(yōu)選不超過10°。

發(fā)光材料輪通常例如能夠以每分鐘3600轉(zhuǎn)(U/min)、7200U/min、10800U/min或14400U/min旋轉(zhuǎn)。

通常，相應(yīng)的(第一或第二)平均的泵浦輻射功率也能夠經(jīng)由脈沖的泵浦輻射來實(shí)現(xiàn)，即通過脈沖寬度調(diào)制來實(shí)現(xiàn)。然而優(yōu)選的是幅值調(diào)制；通常在此不必強(qiáng)制性地在整個(gè)相應(yīng)的區(qū)段之上輻照，而是區(qū)段本身例如也能夠僅分部段地被輻照(決定性的當(dāng)然是平均值)。然而，優(yōu)選地，泵浦輻射在相應(yīng)的發(fā)光材料的區(qū)段之上(即當(dāng)所述發(fā)光材料移動經(jīng)過輻照區(qū)域時(shí))以恒定的泵浦輻射功率射入，可能除了在相應(yīng)的區(qū)段開始或結(jié)束時(shí)的下降或上升之外。

通常，在360°旋轉(zhuǎn)期間，例如通過將由激光二極管構(gòu)成的陣列設(shè)作為泵浦輻射源，也能夠與區(qū)段相關(guān)地(從第一發(fā)光材料至第二發(fā)光材料)改變泵浦輻射的波長，其中所述激光二極管的波長不同并且剛好特定地接通或斷開。由激光二極管構(gòu)成的陣列通常作為泵浦輻射源能夠是優(yōu)選的。然而優(yōu)選地，泵浦輻射的波長在360°旋轉(zhuǎn)期間保持恒定并且僅改變泵浦輻射功率。

因此優(yōu)選地，借助控制單元，隨發(fā)光材料輪以時(shí)鐘脈沖的方式改變泵浦輻射的幅值，使得剛好對于相應(yīng)的發(fā)光材料存在相應(yīng)的泵浦輻射功率。通常，控制單元和發(fā)光材料輪例如能夠經(jīng)由過零傳感器是同步的，所述過零傳感器為控制單元顯示隨發(fā)光材料輪的每次旋轉(zhuǎn)經(jīng)過特定的位置。

如已經(jīng)在開始提到的那樣，所有公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)也明確地適用于相應(yīng)的照明設(shè)備，其中剛好控制單元設(shè)計(jì)用于相應(yīng)地控制泵浦輻射源，即不僅是適合的，而且也是相應(yīng)配置的，例如設(shè)有或提供有相應(yīng)的數(shù)據(jù)組，所述數(shù)據(jù)組例如能夠包含用于(有用光的)不同的有效的色坐標(biāo)的泵浦輻射圖案。

然而，照明設(shè)備的其余的部件也能夠設(shè)計(jì)用于當(dāng)前描述的方法，即例如發(fā)光材料輪剛好相應(yīng)地構(gòu)成，即例如配設(shè)有第三或第四發(fā)光材料。

最后，本發(fā)明也還涉及相應(yīng)的照明設(shè)備作為投影儀器的或內(nèi)窺鏡的光源或者用于空間照明目的或更普遍地說用于工業(yè)和/或醫(yī)療應(yīng)用的應(yīng)用。

在投影儀器的情況下，例如也能夠通過改變第一和第二泵浦輻射功率的比例來用戶限定地或根據(jù)情況調(diào)整所述投影儀器的圖像質(zhì)量?！案鶕?jù)情況”就此而言能夠表示：當(dāng)環(huán)境亮度高時(shí)，即例如在日光條件下，根據(jù)環(huán)境亮度，有效的色坐標(biāo)例如更靠近第一色坐標(biāo)移動，進(jìn)而提高光效率。

在環(huán)境光亮度小的其他情況下，例如在昏暗的空間中，有效的色坐標(biāo)相反地更靠近具有更大色域的第二色坐標(biāo)移動。“根據(jù)情況”附加地或替選地也能夠涉及顯示的內(nèi)容，使得例如對于文本內(nèi)容能夠選擇高的光通量，并且對于圖像內(nèi)容能夠選擇高的色彩飽和度。

通常，將所述發(fā)光設(shè)備用作為投影儀器的光源是優(yōu)選的，更確切地說，尤其優(yōu)選用作為具有DLP(Digital Light Processing，數(shù)字光處理)、LCoS(Liquid Crystal on Silicon，液晶覆硅)或LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶顯示器)圖像生成器的投影儀器的光源。

在投影儀器中，根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備例如也能夠設(shè)為用于3D顯示，即所述照明設(shè)備例如能夠顯示兩個(gè)色彩空間，所述色彩空間于是借助相應(yīng)的眼鏡選擇性地以與眼睛相關(guān)的方式被濾波。

附圖說明

下面，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明，其中此外也不詳細(xì)地在權(quán)利要求類別之間進(jìn)行區(qū)分，并且在從屬權(quán)利要求的范圍中的特征也能夠以不同的組合的形式對于本發(fā)明是實(shí)質(zhì)性的。

詳細(xì)地示出：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的發(fā)光材料輪的示意斜視圖；

圖2示出關(guān)于在360°旋轉(zhuǎn)期間射入到根據(jù)圖1的發(fā)光材料輪上的泵浦輻射功率的表格概覽；

圖3示出CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)，以圖解說明不同的、借助根據(jù)圖1的發(fā)光材料輪可達(dá)到的色域。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意地圖解說明根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的發(fā)光材料輪1的結(jié)構(gòu)。在發(fā)光材料輪1上設(shè)置有紅色的第一發(fā)光材料2a和紅色的第二發(fā)光材料2b，所述發(fā)光材料提供紅色的第一有用光和紅色的第二有用光。相應(yīng)的色坐標(biāo)根據(jù)圖3更詳細(xì)地闡述并且在圖2中以表格的方式詳述。

首先總結(jié)性地，紅色的第二有用光連同其余的色彩與紅色的第一有用光連同相同的其余的色彩相比展開更大的色域。然而，另一方面，紅色的第一有用光以更高的光效率提供，因此，在泵浦輻射功率相同的情況下，得到更高的光通量。紅色的第一有用光的光效率是紅色的第二有用光的光效率的將近兩倍。

對此的理由是：在紅色的第二有用光的情況下，濾除光譜更大的區(qū)域，以便色坐標(biāo)進(jìn)一步移動到紅色中。然而原則上，在這兩種情況下，相應(yīng)的有用光因此與由相應(yīng)的發(fā)光材料發(fā)射的轉(zhuǎn)換光不相同。在紅色的第一和第二發(fā)光材料的情況下，所基于的發(fā)光材料是相同的，即黃色發(fā)光材料。隨后，借助濾波，最后設(shè)定相應(yīng)的色坐標(biāo)。

這例如借助如下結(jié)構(gòu)是可能的：發(fā)光材料輪1以反射的方式運(yùn)行，即從一側(cè)射入藍(lán)色的泵浦光(在輻照區(qū)域中)并且在同一側(cè)導(dǎo)出轉(zhuǎn)換光。于是，關(guān)于轉(zhuǎn)換光的傳播路徑以安裝在發(fā)光材料輪下游的方式設(shè)置有剛好相應(yīng)的濾波器，更確切地說，設(shè)置在濾波輪上(未示出)，所述濾波輪在其分區(qū)和旋轉(zhuǎn)(速度和相位)方面與發(fā)光材料輪相協(xié)調(diào)。

安裝在發(fā)光材料輪1下游的濾波器能夠分別是多層系統(tǒng)，其中能夠經(jīng)由層序列的介電特性和層厚度設(shè)定透射特性。此外，濾波輪也具有透射窗口，在相應(yīng)的區(qū)段中，轉(zhuǎn)換光或反射的泵浦光(參見下文)以無交互作用的方式經(jīng)過所述透射窗口。

紅色的第一和第二有用光所基于的黃色發(fā)光材料是用Cer摻雜的釔鋁石榴石。

此外，在發(fā)光材料輪1上設(shè)置有綠色的第一發(fā)光材料3a和綠色的第二發(fā)光材料3b，更確切地說用于發(fā)射綠色的第一和綠色的第二有用光。綠色的第二有用光具有更好的色坐標(biāo)，即展開更大的色域；然而，綠色的第一有用光能夠以更高的光效率提供，所述光效率高大約15％。

綠色的第一有用光為未經(jīng)濾波的由綠色的第一發(fā)光材料3a發(fā)射的轉(zhuǎn)換光，即綠色發(fā)光材料的轉(zhuǎn)換光。在該情況下，Cer摻雜的镥鋁石榴石設(shè)作為綠色發(fā)光材料。綠色的第二發(fā)光材料3b是相同的綠色發(fā)光材料，當(dāng)然，綠色的第二有用光通過對綠色的第二轉(zhuǎn)換光濾波來提供。從中一方面得到更高的色坐標(biāo)，然而另一方面剛好也得到降低的光效率。

此外，在發(fā)光材料輪1上設(shè)有兩個(gè)黃色的區(qū)段4a、b和兩個(gè)藍(lán)色的區(qū)段5a、b，其中在所述黃色的區(qū)段中設(shè)置有前述的黃色發(fā)光材料，所述黃色發(fā)光材料的轉(zhuǎn)換光在該情況下不經(jīng)濾波。兩個(gè)區(qū)段的黃色有用光是相同的。

對于兩個(gè)藍(lán)色的通道5a、b，發(fā)光材料輪1設(shè)有兩個(gè)反射區(qū)段，因此，藍(lán)色的泵浦光由發(fā)光材料輪1以無轉(zhuǎn)換的方式反射，并且隨后在作為藍(lán)色的有用光的應(yīng)用中使用。

在該情況下，具有452nm波長的激光器設(shè)作為泵浦輻射源。然而替選地，也能夠?yàn)樗{(lán)色的通道設(shè)有藍(lán)色發(fā)光材料，并且例如借助UV輻射或405nm的紫色輻射來激發(fā)；于是，藍(lán)色的轉(zhuǎn)換光例如具有460nm的波長。

因此，從12點(diǎn)處開始逆時(shí)針地，RGBY序列在發(fā)光材料輪1上設(shè)置兩次，其中黃色(Y)和藍(lán)色(B)在兩個(gè)序列中是相同的，但是紅色(R)和綠色(G)的確有所不同。

圖2根據(jù)表格圖解說明：發(fā)光材料輪如何在第一運(yùn)行模式中發(fā)光。即紅色的第一發(fā)光材料2a和綠色的第一發(fā)光材料3a以與紅色的第二發(fā)光材料2b和綠色的第二發(fā)光材料3b相比更小的泵浦光功率(P)運(yùn)行。在360°旋轉(zhuǎn)開始時(shí)，泵浦光功率為25％，并且隨后在綠色的第一發(fā)光材料3a經(jīng)過輻照區(qū)域之后，所述泵浦光功率提高，更確切地說，首先在藍(lán)色的區(qū)段5a中提高到大約53％并且隨后對于剩余的旋轉(zhuǎn)提高到100％。因此，結(jié)果是紅色的第一發(fā)光材料2a和綠色的第一發(fā)光材料3a分別用僅25％的最大功率照射，然而紅色的第二發(fā)光材料2b和綠色的第二發(fā)光材料3b用100％照射。在此，相應(yīng)變化的照射重復(fù)多次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。

此外，在表格中為發(fā)光材料輪1的每個(gè)區(qū)段說明相應(yīng)的有用光的色坐標(biāo)，即CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中的坐標(biāo)。第一行對應(yīng)于X值并且第二行對應(yīng)于Y值。此外，在第三行中說明轉(zhuǎn)動角度，相應(yīng)的區(qū)段延伸經(jīng)過所述轉(zhuǎn)動角度。

圖3圖解說明CIE標(biāo)準(zhǔn)色彩系統(tǒng)中的剛才提出的色坐標(biāo)。綠色的第一色坐標(biāo)31a和第二色坐標(biāo)31b都處于綠色中。綠色的第二有用光與綠色的第一有用光相比具有更好的色坐標(biāo)，因此，綠色的第二色坐標(biāo)31b連同其余的色坐標(biāo)(RBY)一起與綠色的第一色坐標(biāo)31a相比展開更大的四邊形。

在根據(jù)圖2闡述的運(yùn)行模式中，綠色的第一發(fā)光材料3a相對少地泵浦，使得(在360°旋轉(zhuǎn)期間平均得出的)有效的綠色的色坐標(biāo)位于綠色的第二色坐標(biāo)31b附近。因此，該運(yùn)行模式適合于良好的顯色性并且針對其設(shè)計(jì)。一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用實(shí)例是借助投影儀器顯示圖像內(nèi)容。

然而，因?yàn)榫G色的第一發(fā)光材料3a剛好僅部分地被照射，另一方面，(有用光的)光通量更小。因此，另一方面，如果應(yīng)借助投影儀器顯示文本內(nèi)容和/或在環(huán)境亮度高的情況下、如在日光條件下的內(nèi)容，那么能夠切換到第二運(yùn)行模式中，在所述第二運(yùn)行模式中，用100％的泵浦光功率照射所有區(qū)段。

由此，有效的綠色的色坐標(biāo)更靠近綠色的第一色坐標(biāo)31a移動，因此，由此展開的四邊形的面積變小。

所述內(nèi)容類似地適用于紅色的第一色坐標(biāo)21a和紅色的第二色坐標(biāo)21b。在圖2中列出的運(yùn)行模式中，通過取平均值得到的有效的紅色的色坐標(biāo)更靠近紅色的第二色坐標(biāo)21b移動。另一方面，如果紅色的第一發(fā)光材料2a以100％的泵浦光功率運(yùn)行，那么有效的紅色的色坐標(biāo)更靠近紅色的第一色坐標(biāo)21a移動。因此，色域更小，然而光通量更大。