用于產生波長轉換的光的光模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明基于一種用于產生波長轉換的光的光模塊。該光模塊具有:激發(fā)福射源，所述激發(fā)輻射源用于產生具有第一波長范圍中的至少一個波長的激發(fā)輻射；能圍繞轉動軸線轉動的色輪，所述色輪被劃分為第一區(qū)域(BI)和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域不交疊并且在徑向方向上相互設置成使得這兩個區(qū)域中的一個為所述色輪的內部區(qū)域，并且這兩個區(qū)域中的一個為所述色輪的外部區(qū)域，其中所述色輪具有多個扇區(qū)，其中在所述第一區(qū)域中至少在所述色輪的所述扇區(qū)中的一個中設置有波長轉換元件，所述波長轉換元件設計為將具有第一波長范圍中的波長的輻射轉換成具有與所述第一波長范圍不同的第二波長范圍中的主波長的光；其中所述光模塊構成為，使得由所述激發(fā)輻射源發(fā)射的激發(fā)輻射能夠偏轉到所述色輪上，使得在所述色輪圍繞所述轉動軸線旋轉時能夠順序地且在所述第一區(qū)域之內輻照所述扇區(qū)。
【背景技術】
[0002]在光模塊、尤其是LARP(激光活化的遠程磷光體)應用中通常將多種不同的發(fā)光材料設置在色輪的不同的扇區(qū)中，所述扇區(qū)在色輪旋轉時通過激發(fā)輻射源、例如激光器來照射。在此，發(fā)光材料將通常位于藍色和/或UV光譜范圍中的激發(fā)輻射轉換成具有更長主波長的光。通過例如為綠色發(fā)光材料、黃色發(fā)光材料和紅色發(fā)光材料的發(fā)光材料因此能夠產生具有綠色、黃色和紅色光譜范圍中的主波長的光。由發(fā)光材料發(fā)射的光然后被輸送給光模塊的輸出端，例如將積分器連接到所述光模塊上。此外，也能夠將激發(fā)輻射的一部分輸送給輸出端。為此，色輪通常在一個或多個扇區(qū)中具有穿通開口，使得射到所述穿通開口上的激發(fā)輻射能夠未經轉換地引導穿過色輪并且能夠通過適當地偏轉所述射束而引導至光模塊的輸出端。
[0003]LARP光模塊的當前可用的綠色和紅色發(fā)光材料具有不能良好地適合于高要求的投影應用的發(fā)射光譜。在此，綠色通道中的主波長過大并且紅色通道中的過小。為了移動所述發(fā)光材料的主波長，能夠應用相應的濾波器，所述濾波器設置在與色輪同步的濾波輪上，尤其在積分器之前。然而所述濾波輪產生附加的成本，附加的空間需求在操控濾波輪以及與色輪同步時的附加的耗費。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的因此為:提供一種用于產生波長轉換的光的光模塊，所述光模塊以低耗費的手段實現擴大可尋址的色域。
[0005]所述目的通過具有本文所述的光模塊來實現。在下文中提出尤其有利的設計方案。
[0006]用于產生波長轉換的光的根據本發(fā)明的光模塊包括:激發(fā)輻射源，其用于產生具有第一波長范圍中的至少一個波長的激發(fā)輻射。此外，光模塊具有能圍繞轉動軸線轉動的色輪，所述色輪被劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域不交疊并且在徑向方向上相互設置成使得兩個區(qū)域中的一個為色輪的內部區(qū)域并且兩個區(qū)域中的一個為色輪的外部區(qū)域。此外，色輪具有多個扇區(qū)，其中在第一區(qū)域中至少在色輪的扇區(qū)中的一個中設有波長轉換元件，所述波長轉換元件設計為將具有第一波長范圍中的波長的輻射轉換成具有與第一波長范圍不同的第二波長范圍中的主波長的光。此外，光模塊構成為，使得由激發(fā)輻射源發(fā)射的激發(fā)輻射能夠偏轉到色輪上，使得在色輪圍繞轉動軸線旋轉時能夠順序地且在第一區(qū)域之內輻照扇區(qū)。此外，第二區(qū)域的至少一個子區(qū)域對于可見波長范圍的至少一部分構成為是透光的，其中光模塊構成為，使得由至少一個第一波長轉換元件轉換的和發(fā)射的光的至少一部分能夠穿過第二區(qū)域的對于可見波長光譜范圍的至少一部分構成為是透光的至少一個子區(qū)域被引導至光模塊的輸出端。
[0007]通過構成具有色輪的第二區(qū)域中的對于可見波長光譜的至少一部分可透光的子區(qū)域的色輪提供多種可能性，以便尤其對于色輪具有用于提供不同顏色的光、即具有不同主波長的光的多個波長轉換元件的情況下，實現在沒有附加的濾波輪的情況下濾波波長轉換元件的發(fā)射光譜。在此，本發(fā)明以有利的方式利用下述事實:色輪“相對于本身自同步”。由此能夠通過色輪提供附加功能，所述附加功能超越用于承載波長轉換元件的承載功能。特別地，通過至少一個至少部分透光的區(qū)域和引導穿過色輪的至少一個光學路徑能夠實現將色輪同時用作為斬光輪(Chopperrad)，這例如能夠實現靜態(tài)濾波器的應用，以便也在多個波長轉換元件旋轉時能夠實現發(fā)射光譜，并且這以尤其有效的、緊湊的且低成本的結構類型實現。此外，通過構成具有第二區(qū)域的對于可見波長光譜的至少一個子區(qū)域透光的至少一個子區(qū)域的色輪并且引導由波長轉換元件發(fā)射的光穿過該子區(qū)域例如也可行的是:色輪同時也構成為濾波輪，進而濾波穿引的光。
[0008]在本發(fā)明的一個有利的設計方案中，在色輪的多個扇區(qū)中分別在色輪的第一區(qū)域之內設置有波長轉換元件，并且其中第二區(qū)域的至少一個子區(qū)域構成為是不透光的。特別地，第二區(qū)域在此也能夠具有多個不透光的子區(qū)域和多個至少部分透光的、即對于可見波長光譜的至少一部分透光的子區(qū)域。在此，第二區(qū)域的所述子區(qū)域優(yōu)選設置成，使得至少部分透光的子區(qū)域和不透光的子區(qū)域位于虛擬的圓周線或具有轉動軸線作為中點和第一半徑的環(huán)上。此外，也將波長轉換元件在第一區(qū)域中設置成，使得其位于虛擬的圓周線或具有轉動軸線作為中點和具有與第一半徑不同的第二半徑的環(huán)上。因此，能夠以簡單的方式實現:激發(fā)輻射以相應于第二半徑的距轉動軸線的第一間距射到色輪上，進而在色輪轉動時順序地激發(fā)波長轉換元件。此外，也能夠以簡單的方式實現:由波長轉換元件發(fā)射的光至少部分地又射到色輪上，更確切地說，以距轉動軸線的相應于第一半徑的間距射入。由于色輪轉動并且尤其由于“相對于本身自同步的”轉動或旋轉將第二區(qū)域的相應的子區(qū)域與第一區(qū)域中的每個扇區(qū)、尤其每個波長轉換元件區(qū)域或部段通過下述方式關聯，即從該扇區(qū)或波長轉換元件區(qū)域發(fā)射的光的至少一部分射到第二區(qū)域的相應的子區(qū)域上，尤其是時間相同地射到其上，因為光運行時間是能夠忽略的。因此能夠通過構成具有不透光的和至少部分透光的區(qū)域的色輪能夠以簡單方式預設:何種光份額由色輪的第一區(qū)域的哪個扇區(qū)被穿引經過或者不經過色輪的第二區(qū)域。
[0009]通過不透光區(qū)域以及通過將光偏轉到該區(qū)域上例如也能夠實現:通過同一靜態(tài)的濾波器分離光譜份額而并且通過偏轉到色輪的不透光的區(qū)域上來移除要濾波的光譜份額，其中同時可行的是，為特定的轉換元件通過相應地透光地構成第二區(qū)域的相應的子區(qū)域使用偏轉到色輪上的光譜份額。這能夠以有利的方式實現在沒有單獨的濾波輪的情況下對波長光譜進行濾波。
[0010]此外有利的是，在第一區(qū)域中的至少一個扇區(qū)具有用于透射激發(fā)輻射的穿通開口，其中尤其該扇區(qū)在第二區(qū)域中構成為是不透光的。通過引導激發(fā)輻射穿過尤其同樣優(yōu)選位于上述虛擬的圓周線或具有第二半徑的環(huán)上的該穿通開口，能夠以有利的方式實現:也將未經轉換的激發(fā)輻射為了與另外的光色組合而引導至輸出端并且進行使用。
[0011]在本發(fā)明的另一有利的設計方案中，光模塊具有至少一個靜態(tài)的第一濾波元件，所述第一濾波元件尤其設計為用于根據波長反射或透射光。
[0012]使用靜態(tài)的、即不可移動或固定設置的不可轉動的濾波元件來尤其對波長轉換元件的發(fā)射光譜的特定的光譜份額進行濾波在此僅通過色輪的之前描述的設計方案來實現。因為當靜態(tài)的濾波元件設置在全部波長轉換元件的發(fā)射光的光路中時，靜態(tài)的濾波元件因此對全部波長轉換元件起作用。然而因為所述濾波器根據波長進行反射或透射，能夠使用透射的和/或反射的部分光并且將其引導至輸出端。然而何時應當尤其由何種波長轉換元件使用透射的或反射的份額，能夠通過將色輪的相應的第二區(qū)域構成為透光的或不透光的來確定。
[0013]在本發(fā)明的一個有利的設計方案中，光模塊構成為，使得由色輪至少部分地相反于激發(fā)輻射到色輪上的入射方向發(fā)射的光的一部分在第一光學路徑上被引導至光模塊的輸出端，并且光的一部分在至少部分與第一光路不同的第二光路上引導至輸出端，其中色輪的至少第二區(qū)域至少部分地設置在第一光學路徑中，并且其中色輪不設置在第二光學路徑中，并且其中尤其第一光學路徑和第二光學路徑從色輪直至至少一個靜態(tài)的第一濾波元件相同地伸展并且通過至少一個靜態(tài)的第一濾波元件分離。因此，通過光學路徑的該分離結合構成具有至少部分透光的和不透光的子區(qū)域的色輪能夠有針對性地以有利的方式控制對于相應的波長轉換元件的濾波作用。
[0014]在另一有利的設計方案中，光模塊構成為，使得由色輪發(fā)射的、射到靜態(tài)的第一濾波元件上的且由靜態(tài)的第一濾波元件透射的光在第一光學路徑上引導至輸出端，并且由靜態(tài)的第一濾波元件反射的光在第二光學路徑上射到色輪的第二區(qū)域的至少一個第二子區(qū)域上。
[0015]這提供光引導的尤其簡單且緊湊的可能性，因為由色輪發(fā)射的、又應當射到色輪上的光無論如何必須向回引導、即反射。
[0016]在本發(fā)明的一個有利的設計方案中，靜態(tài)的第一濾波元件具有濾波平面，其中靜態(tài)的第一濾波元件的朝向色輪的一側的該濾波平面的法線向量相對于激發(fā)輻射的入射方向以下述角度沿朝色輪的轉動軸線的方向傾斜到靜態(tài)的第一濾波元件上，所述角度位于0°至45°的、其中不包括45°，尤其5°至30°的、其中包括30°，尤其優(yōu)選10°至20°的、其中包括20°，尤其優(yōu)選10°至15°的、其中包括15°的范圍中。特別地，在此，法線向量、色輪的轉動軸線和激發(fā)輻射到靜態(tài)的第一濾波元件的入射方向位于一個平面中。這是尤其簡單的進而有利的設計方案。但是也能夠提出其他的設計方案，其中法線向量不