熒光材料輪和具有該熒光材料輪和泵浦光源的照明裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種熒光材料輪和一種具有泵浦光源(2)和熒光材料輪(4)的照明裝置(1)。熒光材料輪(4)具有至少兩個(gè)分區(qū)段的熒光材料層。熒光材料層的前側(cè)表面不形成共同的平面而是相反形成一種形貌，其中熒光材料層的表面在不同的假想平面中延伸。當(dāng)熒光材料輪(4)旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)泵浦光的光束腰時(shí)，以該方式調(diào)整泵浦光在相應(yīng)的熒光材料層上的泵浦光斑的大小進(jìn)而還有功率密度分布。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熒光材料輪和具有該熒光材料輪和泵浦光源的照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明基于一種照明裝置，其具有泵浦光源和用于將泵浦光的至少一部分轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光的熒光材料輪。
[0002]這種照明裝置尤其能夠用作為投影器中產(chǎn)生光的單元，這種投影器例如用于視頻投影或數(shù)據(jù)投影。

【背景技術(shù)】
[0003]從現(xiàn)有技術(shù)、例如參考文獻(xiàn)US2010/0245777A1中已知用于投影應(yīng)用的照明裝置，所述照明裝置具有帶有一種或多種熒光材料的熒光材料輪。所述照明裝置在此包括泵浦光源，所述泵浦光源激發(fā)熒光材料以發(fā)射波長(zhǎng)不同于泵浦光波長(zhǎng)的光(借助于熒光材料進(jìn)行泵浦光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換)。通常，熒光材料在熒光材料輪的旋轉(zhuǎn)方向上彼此緊隨地布置，使得時(shí)間上連續(xù)地產(chǎn)生由相應(yīng)的熒光材料所發(fā)射的光(轉(zhuǎn)換光)并且輸送給投影系統(tǒng)。
[0004]優(yōu)選地使用激光器、例如激光二極管作為泵浦光源。在該情況下，該技術(shù)也根據(jù)名稱 LARP ( “Laser Activated RemotePhosphor” 激光激發(fā)遠(yuǎn)程磷光)所已知。
[0005]熒光材料的轉(zhuǎn)換效率(=相對(duì)于泵浦光輻射功率的轉(zhuǎn)換光輻射功率)與熒光材料的溫度相關(guān)進(jìn)而與泵浦光在熒光材料上的強(qiáng)度相關(guān)。熒光材料的轉(zhuǎn)換效率隨著溫度和強(qiáng)度上升而下降。因?yàn)闊晒獠牧系臏囟确植寂c泵浦光在該熒光材料上的強(qiáng)度分布相關(guān)，所以原則上存在熒光材料的轉(zhuǎn)換效率與泵浦光在熒光材料上的強(qiáng)度分布的至少一種間接相關(guān)性。將熒光材料的轉(zhuǎn)換效率隨泵浦強(qiáng)度或熒光材料溫度上升而下降的情況稱作淬滅(Quenching)。
[0006]例如在LARP投影應(yīng)用中熒光材料上的光分布通常是在熒光材料的轉(zhuǎn)換效率和光學(xué)裝置的幾何效率之間的協(xié)調(diào)，所述光學(xué)裝置收集熒光材料的轉(zhuǎn)換光并且為了應(yīng)用而傳播，其在下面也稱作收集光學(xué)裝置。泵浦光強(qiáng)度越低，熒光材料效率就越高。在另一方面，當(dāng)通過(guò)孔徑越來(lái)越多地切去由收集光學(xué)裝置產(chǎn)生的泵浦光面圖像時(shí)，隨著熒光材料上的用泵浦光照射的面積(泵浦光面積)擴(kuò)大，收集光學(xué)裝置的效率下降。因此，泵浦光面的大小是一種協(xié)調(diào)，以便使總效率(這是熒光材料轉(zhuǎn)換效率和收集光學(xué)裝置的效率的乘積)最大化。
[0007]不同的熒光材料均具有不同的淬滅特性。由此對(duì)于熒光材料上的泵浦光分布存在不同的要求，以便使總效率最大化。如果熒光材料位于平坦的熒光材料輪上，那么對(duì)于非時(shí)間變化的泵浦光源而言，至今以相同的泵浦光分布照射全部的熒光材料。在此，由于熒光材料轉(zhuǎn)換效率和熒光材料輪上的每種熒光材料的幾何效率的乘積不同，因此會(huì)造成系統(tǒng)總效率損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且尤其是提出一種用于照明裝置的、尤其是用于投影應(yīng)用的照明裝置的熒光材料輪，所述熒光材料輪也適合用于更高的泵浦功率，尤其是也在應(yīng)用具有在泵浦光率密度過(guò)高時(shí)降低的轉(zhuǎn)換效率的熒光材料的情況下適合于更高的泵浦功率。
[0009]所述目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施形式尤其能夠由從屬權(quán)利要求中得出。
[0010]所述目的通過(guò)照明裝置的用于將泵浦光轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光的熒光材料輪來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述熒光材料輪設(shè)計(jì)用于圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述熒光材料輪具有承載基底和至少兩個(gè)設(shè)置在其上的熒光材料區(qū)域，其中第一熒光材料區(qū)域包括具有第一熒光材料的第一熒光材料層以用于發(fā)射第一光色的轉(zhuǎn)換光，第二熒光材料區(qū)域包括具有第二熒光材料的第二熒光材料層以用于發(fā)射第二光色的轉(zhuǎn)換光，第一熒光材料層的設(shè)置用于利用泵浦光進(jìn)行照明的前側(cè)的表面這樣平坦地設(shè)計(jì)，即，使得表面限定假設(shè)的第一平面，第二熒光材料層的設(shè)置用于利用泵浦光進(jìn)行照明的前側(cè)的表面這樣平坦地設(shè)計(jì)，即，使得表面限定假設(shè)的第二平面，并且其中第一平面和第二平面彼此相對(duì)地平行移動(dòng)了間距D。
[0011]本發(fā)明的基本思想在于:在具有不同的轉(zhuǎn)換效率相關(guān)性的、尤其具有不同的泵浦光功率相關(guān)的轉(zhuǎn)換效率的熒光材料上設(shè)有不同的泵浦光分布。為此，將熒光材料輪這樣設(shè)計(jì)，即，使得將不同的熒光材料層的至少前側(cè)(即朝向所出現(xiàn)的泵浦光射束的)表面相對(duì)于所出現(xiàn)的泵浦光射束布置在不同的平面中。因此，熒光材料層的前側(cè)表面仿佛形成一種形貌(Relief)。熒光材料的后側(cè)表面整體上能夠設(shè)計(jì)為平坦的或者也形貌狀的，其中在后一種情況下，相應(yīng)的熒光材料層的厚度也會(huì)是不同的。
[0012]能夠這樣進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，S卩，使得泵浦激光焦點(diǎn)位于熒光材料的前側(cè)表面之前、之中或之后。在后一種情況下，(假設(shè)的)泵浦激光焦點(diǎn)尤其也能夠位于熒光材料層內(nèi)。
[0013]在相應(yīng)的光學(xué)設(shè)計(jì)的情況下，泵浦光射束例如射到熒光材料層在聚焦光學(xué)裝置的焦平面中的前側(cè)表面上，并且射到另一熒光材料層在焦平面之前或之后的前側(cè)表面上。因?yàn)闊晒獠牧蠈拥挠杀闷止馑丈涞拿娣e(=泵浦光面積)隨距離焦平面的間距而擴(kuò)大(更確切地說(shuō)在遠(yuǎn)離焦平面的兩個(gè)方向上在光束腰之內(nèi))，被照射的熒光材料層上的泵浦光強(qiáng)度(=相對(duì)于被照射的面積的泵浦光功率)的泵浦光強(qiáng)度相應(yīng)地降低進(jìn)而熒光材料的局部溫度負(fù)荷降低。
[0014]通常，借助于光學(xué)裝置對(duì)轉(zhuǎn)換光進(jìn)行收集和準(zhǔn)直。當(dāng)以反射模式進(jìn)行熒光材料轉(zhuǎn)換時(shí)，前述聚焦光學(xué)裝置也能夠用于此。轉(zhuǎn)換光然后以與射入的泵浦光相反的方向經(jīng)過(guò)光學(xué)裝置。當(dāng)熒光材料輪設(shè)計(jì)用于透射模式時(shí)，借助于單獨(dú)的裝置光學(xué)裝置對(duì)轉(zhuǎn)換光進(jìn)行收集和準(zhǔn)直，所述單獨(dú)的準(zhǔn)直光學(xué)裝置在熒光材料輪的另一側(cè)上設(shè)置為聚焦光學(xué)裝置。
[0015]此外，轉(zhuǎn)換光、可能地連同泵浦光的一部分能夠?yàn)榱丝臻g上的均勻化而耦合輸入到光學(xué)集合器中。為此，熒光材料的基于轉(zhuǎn)換光發(fā)射而發(fā)光的區(qū)域(轉(zhuǎn)換發(fā)光斑)投影到光學(xué)集成器的輸入孔徑中，所述發(fā)光區(qū)域盡可能地與泵浦射束斑一致。典型地在投影應(yīng)用中，投影比為2:1至4:1。因此能夠通過(guò)集成器孔徑有效地弓I導(dǎo)由發(fā)光區(qū)域所發(fā)射的轉(zhuǎn)換光，發(fā)光區(qū)域的尺寸必須受最大尺寸限制。該最大尺寸相應(yīng)于集成器孔徑在熒光材料層的表面上的光學(xué)投影圖像面積。如果擴(kuò)大泵浦射束斑并且進(jìn)而發(fā)光斑超出在該面積，那么光學(xué)效率下降。
[0016]另一方面，在具有強(qiáng)淬滅的熒光材料中，轉(zhuǎn)換效率尤其強(qiáng)地隨著泵浦功率下降而上升。在這種熒光材料中能夠是有利的是擴(kuò)大泵浦射束斑，更確切地說(shuō)當(dāng)熒光材料的轉(zhuǎn)換效率的上升超過(guò)光學(xué)效率的下降時(shí)總是這樣擴(kuò)大。如能夠從在圖6中示出的實(shí)例中得出的，對(duì)于不同的熒光材料(在此為紅色R和黃色Y)得到不同的協(xié)調(diào)，以用于使耦合輸入到集成器孔徑中的輸出功率Pa最大化。因?yàn)榧t色熒光材料R與黃色Y相比更強(qiáng)地隨著泵浦強(qiáng)度淬滅，所以在此有利的是，應(yīng)用更大的泵浦射束斑直徑Φ。此外，在實(shí)施例中在進(jìn)一步在下面應(yīng)用的發(fā)綠色的熒光材料(“綠色熒光材料”)示出與圖6中示出的黃色熒光材料類(lèi)似的性能，尤其是淬滅性能。
[0017]此外，能夠通過(guò)所屬的假設(shè)平面的間距D來(lái)影響在兩個(gè)熒光材料層的相應(yīng)的前側(cè)表面上的相應(yīng)泵浦光斑的尺寸之間的區(qū)別。間距D以下述順序優(yōu)勢(shì)遞增地位于0.1mm和2mm之間的范圍中、0.1mm和Imm之間的范圍中、0.1mm和0.5mm之間的范圍中。
[0018]通過(guò)將不同厚度的兩個(gè)熒光材料層安置在熒光材料輪的承載基底的平坦地或形貌狀地成型的一側(cè)上，由此能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)熒光材料層的前側(cè)表面之間的間距D。
[0019]也能夠借助承載基底和熒光材料層中的至少一個(gè)之間的間隔層實(shí)現(xiàn)間距D。特別地，在所述實(shí)施形式中，熒光材料層也能夠是厚度相同的。由此能夠節(jié)省熒光材料。
[0020]熒光材料表面之間的間距D也能夠由此來(lái)實(shí)現(xiàn)，即承載基底的具有第一熒光材料區(qū)域的區(qū)域和承載基底的具有第二熒光材料區(qū)域的區(qū)域彼此非平坦地成型。特別地，熒光材料層也能夠在該實(shí)施形式中是厚度相同的，即間距D僅僅能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)脑煨蛠?lái)實(shí)現(xiàn)。
[0021]在任何情況下，熒光材料層的前側(cè)表面并不形成共同的平面而是相反地形成一種形貌，其中熒光材料層的表面在不同的假想平面中延伸。優(yōu)選地，假設(shè)的平面垂直于熒光材料輪的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
[0022]熒光材料輪的承載基底上的區(qū)域優(yōu)選地設(shè)計(jì)為圓形或圓環(huán)形的區(qū)段，在所述區(qū)域中設(shè)置有熒光材料層。
[0023]所述目的還通過(guò)一種照明裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具有如上描述的至少一個(gè)熒光材料輪和至少一個(gè)泵浦光源，尤其是半導(dǎo)體光源，以用于利用泵浦光對(duì)熒光材料輪進(jìn)行照射，所述泵浦光能借助于熒光材料輪的至少兩個(gè)熒光材料區(qū)域至少部分地波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光。
[0024]在一個(gè)改進(jìn)形式中，光學(xué)裝置布置在泵浦光源和熒光材料輪之間，其中光學(xué)裝置設(shè)計(jì)用于，一方面將泵浦光源的泵浦光射束聚焦到熒光材料輪上，另一方面對(duì)轉(zhuǎn)換光進(jìn)行收集和準(zhǔn)直。
[0025]優(yōu)選地，光學(xué)裝置包括彩色物鏡。將彩色物鏡的對(duì)于不同光波長(zhǎng)不同的焦距目的明確地用于熒光材料層的在不同平面中延伸的、并且因此遠(yuǎn)離距物鏡程度不同的前側(cè)表面。優(yōu)選地，一個(gè)突光材料層的前側(cè)表面布置為比另一突光材料層的前側(cè)表面離彩色物鏡遠(yuǎn)了間距D，彩色物鏡對(duì)于這個(gè)熒光材料層的轉(zhuǎn)換光焦距比對(duì)于另一熒光材料層的轉(zhuǎn)換光焦距長(zhǎng)。
[0026]在收集轉(zhuǎn)換光的效率方面，彩色物鏡這樣設(shè)計(jì)并且第一熒光材料層這樣布置，SP，使得在熒光材料輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一熒光材料層的前側(cè)表面旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)彩色物鏡的對(duì)于來(lái)自第一熒光材料層的轉(zhuǎn)換光而言的焦點(diǎn)。同樣優(yōu)選的是，第二熒光材料層的前側(cè)表面旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)彩色物鏡的對(duì)于來(lái)自第二熒光材料層的轉(zhuǎn)換光而言的焦點(diǎn)。
[0027]為了分離泵浦光和轉(zhuǎn)換光，能夠在熒光材料輪和泵浦光源之間、優(yōu)選在泵浦光源和聚集及收集光學(xué)裝置之間設(shè)有二向色性鏡元件。由此，從熒光材料輪到達(dá)的并且在該區(qū)域中相反于泵浦光方向傳播的轉(zhuǎn)換光在不同于泵浦光方向的方向上偏轉(zhuǎn)。
[0028]此外，設(shè)有用于饋入和空間上均勻化轉(zhuǎn)換光并且附加可選地饋入泵浦光的光學(xué)集成器。
[0029]前述照明裝置例如能夠引用在投影器中。為此，從光學(xué)集成器中到達(dá)的光被轉(zhuǎn)向到成像單元上。為了連續(xù)地產(chǎn)生彩色子圖像而將成像單元與熒光材料輪同步。彩色子圖像借助于投影光學(xué)裝置投影到投影面上。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]下面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡明本發(fā)明。附圖示意地示出:
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的一個(gè)實(shí)施例，其具有根據(jù)本發(fā)明的熒光材料輪，
[0032]圖2示出根據(jù)圖1的熒光材料輪，
[0033]圖3示出熒光材料輪的一個(gè)替選的實(shí)施形式，
[0034]圖4示出熒光材料輪的另一替選的實(shí)施形式，
[0035]圖5不出突光材料輪的又一替選的實(shí)施形式，
[0036]圖6示出與所涉及的熒光材料層上的泵浦光斑直徑相關(guān)的黃色或紅色轉(zhuǎn)換光的耦合輸入到集成器中的功率的測(cè)量曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0037]相同的或同類(lèi)的特征在下面為了簡(jiǎn)單性也能夠設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0038]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的照明裝置I的示意圖。
[0039]照明裝置I具有激光裝置2作為泵浦光源。激光裝置2設(shè)計(jì)用于發(fā)射藍(lán)色光譜范圍中的激光，因?yàn)檫@一方面對(duì)于大多數(shù)熒光材料而言是適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)波長(zhǎng)。另一方面，這能夠?qū)⑽崔D(zhuǎn)換的藍(lán)色激光用作藍(lán)光通道(B)，例如用于RGB投影單元。藍(lán)色激光射束Ib的發(fā)射波長(zhǎng)優(yōu)選地位于例如大約400-470nm的范圍中。泵浦光源2例如能夠設(shè)計(jì)為激光二極管矩陣，所述激光二極管矩陣具有多個(gè)激光二極管。
[0040]藍(lán)色激光Ib (=泵浦光)借助于光學(xué)透鏡系統(tǒng)3聚焦到熒光材料輪4上。熒光材料輪4具有圓盤(pán)形的承載基底5，所述承載基底具有與其垂直并且設(shè)置在中央的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線6。
[0041]現(xiàn)在，在下面也參考圖2a、2b，所述附圖示出熒光材料輪4的示意圖，更確切地說(shuō)示出俯視圖以及沿著切線AA的剖面圖。熒光材料輪4的承載基底5的朝向激光裝置2的平面?zhèn)染哂袌A環(huán)形的區(qū)域，所述區(qū)域被劃分成兩個(gè)半圓形的區(qū)段。第一區(qū)段7涂覆有綠色熒光材料G，并且第二區(qū)段8涂覆有紅色熒光材料R。兩種熒光材料的層厚度d是不同的，即綠色熒光材料G的層厚度為de = 250 μ m并且紅色熒光材料R的層厚度為dK = 100 μ m。綠色熒光材料層和紅色熒光材料層的朝向激光裝置2的(=前側(cè)的)相應(yīng)的表面因此位于不同的假想平面八(；和41；中，所述平面彼此間具有0 = (1(；-(11；=15(^111的間距。為了更好地可識(shí)別，在圖2b中加粗地示出熒光材料層。相反在圖1中無(wú)法識(shí)別熒光材料輪4上的熒光材料層。
[0042]熒光材料輪原則上也能夠具有兩個(gè)以上的熒光材料區(qū)段，特別是帶有不同的彩色熒光材料的熒光材料區(qū)段，其例如具有附加的黃色熒光材料也或者附加的色差，例如不同的紅色熒光材料。此外，熒光材料輪也能夠具有一個(gè)或多個(gè)透光區(qū)段，所述透光區(qū)段至少對(duì)于泵浦光是透明的。因此，例如能夠?yàn)楸闷止夂娃D(zhuǎn)換光的在時(shí)間上連續(xù)的組合實(shí)現(xiàn)繞排支路(Wrap-Around-Zweig)(例如參見(jiàn)參考文獻(xiàn) US2010/0245777A 的圖 6)。
[0043]熒光材料輪4相對(duì)于光學(xué)透鏡系統(tǒng)3這樣設(shè)置，即，使得激光Ib的聚焦平面位于綠色熒光材料G的該層的平面Ae中。因此，綠色熒光材料層7的前側(cè)表面旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)藍(lán)色激光Ib的聚焦斑be。因此，激光束在綠色熒光材料層7的前側(cè)表面上(對(duì)應(yīng)于聚焦平面)具有最小的直徑Φκ(=聚焦斑)。紅色熒光材料R的該層的平面Ae相反地以間距D位于聚焦平面之后。因此，紅色熒光材料層8的前側(cè)表面旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)藍(lán)色激光Ib的、具有ΦΡΦ,的斑直徑的較大的光斑bK。因此，激光在紅色熒光材料層R上的(局部)強(qiáng)度比在綠色熒光材料層G上的小。
[0044]此外，透鏡系統(tǒng)3收集由相應(yīng)的熒光材料R，G在泵浦光斑bK，bG內(nèi)發(fā)射的轉(zhuǎn)換光(在此是紅色的或綠色的)，因此對(duì)于轉(zhuǎn)換光而言用作收集光學(xué)裝置。為了該目的，將透鏡系統(tǒng)3設(shè)計(jì)為具有兩個(gè)收集透鏡31，32的彩色物鏡。彩色物鏡3優(yōu)選地出于效率原因而這樣設(shè)計(jì)，即，使得其對(duì)于紅色或綠色的光的焦距差至少大致對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)平面Ae或Ak的間距D。因?yàn)榧t光的焦距長(zhǎng)于綠光的焦距，所以彩色物鏡3尤其優(yōu)選地收集由以間距D遠(yuǎn)離設(shè)置的紅色熒光材料層8所發(fā)射的紅光或者由相應(yīng)靠近布置的綠色熒光材料層7所發(fā)射的綠光。
[0045]由根據(jù)泵浦光斑bK，bG旋轉(zhuǎn)繞過(guò)的相應(yīng)熒光材料層R或G射回的、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的彩色光(=轉(zhuǎn)換光)被彩色透鏡系統(tǒng)3 (透鏡31和透鏡32)收集、準(zhǔn)直，并且經(jīng)由二向色性鏡9借助于反射從泵浦光光路中耦合輸出。為此，二向色性鏡9在泵浦光源2和透鏡系統(tǒng)3之間以相對(duì)于泵浦光光路或相反的轉(zhuǎn)換光光路成45°的傾斜位置布置。此外，二向色性鏡9盡管設(shè)計(jì)用于使藍(lán)色光譜范圍(即尤其是藍(lán)色泵浦光Ib)中的光透射，但相反地也設(shè)計(jì)用于反射在非藍(lán)色光譜范圍中的光(即尤其是轉(zhuǎn)換光)。由此，藍(lán)色泵浦光Ib —方面能夠穿過(guò)二向色性鏡9到達(dá)熒光材料輪4，另一方面，二向色性鏡9將時(shí)間上連續(xù)發(fā)射的轉(zhuǎn)換光、SP綠光Ie或紅光Ik垂直地從泵浦光光路中耦合輸出。因此，二向色性鏡9在此用作波長(zhǎng)選擇性的射束偏轉(zhuǎn)器，所述射束偏轉(zhuǎn)器將泵浦光透射并且反射轉(zhuǎn)換光。轉(zhuǎn)換光例如經(jīng)由另一聚焦透鏡系統(tǒng)10聚焦到投影模塊的光學(xué)集成器11中。
[0046]根據(jù)對(duì)于光學(xué)結(jié)構(gòu)的幾何形狀的要求，也能夠?qū)⒈闷止庠?的位置與耦合輸出的光的輸出端交換。為此，僅改變二向色性鏡，使得其反射藍(lán)色的泵浦光Ib并且將轉(zhuǎn)換光透射。此外，二向色性鏡也能夠以不同于45°的傾角布置。
[0047]在圖3a，3b中，示意地示出圖2a，2b中的熒光材料輪的替選的實(shí)施形式。其區(qū)別在于，綠色熒光材料層7和紅色熒光材料層8甚至具有相同的厚度。當(dāng)然，在承載襯底5和綠色熒光材料層7之間設(shè)置有厚度為D的間隔層12。以該方式，能夠節(jié)約綠色熒光材料G進(jìn)而將綠色熒光材料層和紅色熒光材料層的相應(yīng)的表面以間距D布置在不同的假設(shè)平面中。優(yōu)選地，間隔層的材料具有高熱導(dǎo)率和低吸收效果。
[0048]熒光材料輪的另一替選的實(shí)施形式在圖4a，4b中示意地示出。在此，熒光材料輪的承載基底5’在紅色熒光材料層8的半圓環(huán)形的區(qū)域中以向后偏移的方式、即遠(yuǎn)離泵浦光源2地成型。承載基底5’的剩余部分是平坦的，即還有半圓環(huán)形的區(qū)域，在所述半圓環(huán)形的區(qū)域上安置有綠色熒光材料層7。以該方式，這兩個(gè)熒光材料R，G的表面也在層厚度相同的情況下以間距D布置在不同的假設(shè)平面中。在此能夠放棄如在上面的實(shí)例中的附加的間隔層。
[0049]圖5a，5b最后示出熒光材料輪的前述實(shí)施形式的一個(gè)變型形式的示意圖。熒光材料輪的承載基底5’相同地成型。當(dāng)然，在此沒(méi)有用紅色熒光材料7涂覆半圓環(huán)形的成形件的向后偏移的側(cè)面，而是用綠色熒光材料8涂覆向前偏移的另外的側(cè)面。半圓環(huán)形的綠色熒光材料層7安置在熒光材料輪的承載基底5’的平坦的區(qū)域上。以該方式，兩個(gè)相同厚度的熒光材料層7,8的前側(cè)的表面同樣以間距D設(shè)置在不同的假設(shè)平面中。
[0050]本發(fā)明提出具有泵浦光源和熒光材料輪的照明裝置。熒光材料輪具有至少兩個(gè)分區(qū)段的熒光材料層。熒光材料層的前側(cè)表面并不形成共同的平面而是相反地形成一種形貌，其中熒光材料層的表面在不同的假想平面中延伸。當(dāng)熒光材料輪旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)泵浦光的光束腰時(shí)，以該方式調(diào)整泵浦光在相應(yīng)的熒光材料層上的泵浦光斑的大小進(jìn)而還有功率密度分布。
【權(quán)利要求】
1.一種用于照明裝置(I)的熒光材料輪(4)，用于將泵浦光轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光，所述熒光材料輪設(shè)計(jì)用于圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(6)旋轉(zhuǎn)，所述熒光材料輪具有承載基底(5)和至少兩個(gè)設(shè)置在所述承載基底上的熒光材料區(qū)域(7，8)，其中 第一熒光材料區(qū)域(7)包括具有第一熒光材料的第一熒光材料層(G)以用于發(fā)射第一光色的轉(zhuǎn)換光， 第二熒光材料區(qū)域(8)包括具有第二熒光材料的第二熒光材料層(R)以用于發(fā)射第二光色的轉(zhuǎn)換光， 所述第一熒光材料層(G)的設(shè)置用于利用所述泵浦光進(jìn)行照明的前側(cè)的表面平坦地構(gòu)成，使得所述表面限定了假設(shè)的第一平面(Ag), 所述第二熒光材料層(R)的設(shè)置用于利用所述泵浦光進(jìn)行照明的前側(cè)的表面平坦地構(gòu)成，使得所述表面限定了假設(shè)的第二平面(Ak)， 所述第一平面(Ae)和所述第二平面(Ak)彼此相對(duì)地平行移動(dòng)了間距D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光材料輪，其中，假設(shè)的所述第一平面和所述第二平面(Ag, Ae)垂直于所述突光材料輪的旋轉(zhuǎn)軸線(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光材料輪，其中，所述間距D以下述順序優(yōu)勢(shì)遞增地位于0.1mm和2mm之間的范圍中、0.1mm和Imm之間的范圍中、0.1mm和0.5mm之間的范圍中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的突光材料輪，其中，所述第一突光材料層(G)和所述第二熒光材料層(R)設(shè)計(jì)為彼此厚度是不同的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熒光材料輪，其中，所述熒光材料輪具有在所述承載基底(5)和所述熒光材料層中的至少一個(gè)熒光材料層(G)之間的間隔層(12)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熒光材料輪，其中，所述承載基底(5，)的具有所述第一熒光材料區(qū)域(7)的區(qū)域和所述承載基底(5，)的具有所述第二熒光材料區(qū)域(R)的區(qū)域彼此非平坦地成形。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熒光材料輪，其中，所述熒光材料區(qū)域(7，8)設(shè)計(jì)為圓形的或圓環(huán)形的區(qū)段。
8.一種照明裝置(I)，具有根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)熒光材料輪(4)和至少一個(gè)泵浦光源(2)，尤其是半導(dǎo)體光源，以用于利用泵浦光(Ib)對(duì)所述熒光材料輪(4)進(jìn)行照射，所述泵浦光能借助于所述熒光材料輪(4)的至少兩個(gè)熒光材料區(qū)域(7，8)至少部分地波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換光。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明裝置(I)，其中，所述照明裝置具有光學(xué)裝置(3)，所述光學(xué)裝置布置在所述泵浦光源(2)和所述熒光材料輪(4)之間，其中所述光學(xué)裝置(3)設(shè)計(jì)用于，一方面將所述泵浦光源(2)的所述泵浦光射束(Ib)聚焦到所述熒光材料輪(4)上，另一方面對(duì)所述轉(zhuǎn)換光(Ie，Ie)進(jìn)行收集和準(zhǔn)直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置(1)，其中，所述光學(xué)裝置(3)包括彩色物鏡，并且一個(gè)突光材料層(R)的前側(cè)表面布置為比另一突光材料層(G)的前側(cè)表面離所述彩色物鏡遠(yuǎn)了間距D，所述彩色物鏡對(duì)于所述一個(gè)熒光材料層的轉(zhuǎn)換光焦距比對(duì)于所述另一熒光材料層(G)的轉(zhuǎn)換光焦距長(zhǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項(xiàng)所述的照明裝置(I)，其中，所述彩色物鏡設(shè)計(jì)并且所述第一突光材料層(G)布置使得在所述突光材料輪(4)旋轉(zhuǎn)時(shí),所述第一突光材料層(G)的所述前側(cè)表面旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)所述彩色物鏡的對(duì)于來(lái)自所述第一熒光材料層(G)的轉(zhuǎn)換光而言的所述焦點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項(xiàng)所述的照明裝置(I)，其中，所述彩色物鏡設(shè)計(jì)并且所述第二熒光材料層(R)布置使得在所述熒光材料輪(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述第二熒光材料層(R)的所述前側(cè)表面對(duì)于來(lái)自所述第二熒光材料層(R)的轉(zhuǎn)換光而言旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)所述彩色物鏡的所述焦點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項(xiàng)所述的照明裝置(I)，其中，所述照明裝置具有在所述熒光材料輪(4)和所述泵浦光源(2)之間的二向色性鏡元件(9)，以將所述泵浦光(Ib)與所述轉(zhuǎn)換光ae，Ie)分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任一項(xiàng)所述的照明裝置(I)，其中，所述照明裝置具有用于饋入所述轉(zhuǎn)換光并且附加可選地饋入所述泵浦光的光學(xué)集成器(11)。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的熒光材料輪或根據(jù)權(quán)利要求8至14中的任一項(xiàng)所述的照明裝置在投影器中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】F21K2/00GK104141924SQ201410168054
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】烏爾里?！す鼐S格, 馬丁·丹尼爾斯 申請(qǐng)人:歐司朗有限公司