發(fā)光設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光設備，其包括適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的光的光源以 及適于將具有第一光譜分布的光轉換為具有第二光譜分布的光的光導。
【背景技術】
[0002] 高強度光源并且特別是白色高強度光源，對于包括聚光照明（spot)、頭燈、舞臺 照明以及數(shù)字光投影的各種應用是令人關注的。對于這種用途，可能使用所謂的聚光器 (luminescent concentrator)，其中在高度透明的發(fā)光材料中較短波長的光被轉換為較長 波長。這種透明發(fā)光材料由LED照明以便在發(fā)光材料內產生更長的波長。所轉換的光（將 在發(fā)光材料中被導波）從表面被提取，從而導致強度增益或者換句話說亮度的增加。
[0003] 這種光源對于諸如聚光照明和舞臺照明之類的應用是令人關注的。然而，雖然這 種光源可以高效率地用于產生綠色、黃色以及橙色的光，但是難以借助于這種光源產生良 好混合的白光。
[0004] 文檔W0 2012/056382 A1在一個實施例中描述了包括多個波導和兩個光源的照明 設備。波導被提供有布置在波導中的發(fā)光材料。每個波導的發(fā)光材料可以互相不同并且被 配置為將來自光源的光轉換為發(fā)光材料發(fā)射。
[0005] 然而，利用這種照明設備，來自光源和來自發(fā)光材料發(fā)射的光的混合，即不同顏色 的光的混合，是低效率的和不充分的，并且此外增加了光學擴展量（etendue)。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服該問題，并且提供具有備選配置的發(fā)光設備，其提供不同顏 色光的高效率和徹底的混合，并且利用其可以獲得高質量的白光和低的光學擴展量。
[0007] 根據本發(fā)明的第一方面，借助于如下發(fā)光設備實現(xiàn)此目的和其它目的，該發(fā)光設 備包括：至少一個第一光源，適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的第一光，第一光譜分布 包括在430nm到480nm范圍內的峰值波長；至少一個第二光源，適于在操作中發(fā)射具有第二 光譜分布的第二光，第二光譜分布包括在350nm到410nm范圍內的峰值波長；以及光導，包 括至少一個第一光輸入表面、至少一個第二光輸入表面以及第一光出射表面，至少一個第 一光輸入表面和第一光出射表面相對于彼此以不同于零的角度延伸，光導適于在至少一個 第一光輸入表面處接收具有第一光譜分布的第一光，將具有第一光譜分布的第一光的至少 部分轉換為具有第三光譜分布的第三光，第三光譜分布包括在500nm到800nm范圍內的峰 值波長，將具有第三光譜分布的第三光引導到第一光出射表面，以及將具有第三光譜分布 的第三光的至少部分耦合出第一光出射表面，光導還適于在至少一個第二光輸入表面處接 收具有第二光譜分布的第二光，將具有第二光譜分布的第二光引導到第一光出射表面，以 及將具有第二光譜分布的第二光的至少部分耦合出第一光出射表面，發(fā)光設備進一步包括 布置為鄰近于第一光出射表面的發(fā)光元件，發(fā)光元件適于將具有第二光譜分布的第二光的 至少部分轉換為具有第四光譜分布的第四光，第四光譜分布包括在430nm到500nm范圍內 的峰值波長。
[0008] 通過提供適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的第一光的至少一個第一光源，第 一光譜分布包括在430nm到480nm范圍內的峰值波長，并且通過提供適于在操作中發(fā)射具 有第二光譜分布的第二光的至少一個第二光源，第二光譜分布包括在350nm到410nm范圍 內的峰值波長，以及通過提供布置為鄰近于光導的第一光出射表面并且適于將具有第二光 譜分布的第二光的至少部分轉換為具有第四光譜分布的第四光的發(fā)光元件，第四光譜分布 包括在430nm到500nm范圍內的峰值波長，其中剩余的光/光譜分布將被透射而不經發(fā)光 元件轉換，提供了如下發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備可以獲得不同顏色光的高效率和徹底混 合，以及因此高質量的白光和低的光學擴展量。
[0009] 通過還提供適于將入耦合（incouple)的光的至少部分轉換為具有不同光譜分布 的轉換光的光導，提供了如下光導，利用該光導，特別大量的轉換光將留在光導中，可以從 表面之一提取轉換光，這轉而導致特別高強度的增益。
[0010] 還有，通過提供以不同于零的角度延伸到第一光輸入表面的第一光出射表面，獲 得了如下發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，更多的光耦合到光導中，并且更多的光借助于全內反 射（TIR)被引導向相應的光出射表面。這轉而極大地降低了由于通過其它表面而非第一 光出射表面離開光導所損耗的光的量，并且因此增加了通過第一光出射表面發(fā)射的光的強 度。
[0011] 在實施例中，光導包括至少兩個第一光輸入表面，至少兩個第一光輸入表面中的 每個第一光輸入表面相對于第一光出射表面以不同于零的角度延伸，并且光導適于在至少 兩個第一光輸入表面中的每個第一光輸入表面處接收具有第一光譜分布的第一光，將具有 第一光譜分布的第一光的至少部分轉換為具有第三光譜分布的第三光，第三光譜分布包括 在500nm到800nm范圍內的峰值波長，將具有第三光譜分布的第三光引導到第一光出射表 面，并且將具有第三光譜分布的第三光的至少部分耦合出第一光出射表面。
[0012] 因此，提供了發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，可能栗激具有甚至更大數(shù)目的第一光源 的光導，這轉而提供了增加的光輸出增益并且因此增加的強度增益，并且此外由發(fā)光設備 發(fā)射的特別高的光亮度。
[0013] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括布置在第二光輸入表面處的耦合元件，耦合元 件適于將具有第二光譜分布的第二光耦合到光導中。
[0014] 通過提供這種耦合元件，提供了發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，由至少一個第二光源 發(fā)射的第二光可以以特別高效率的方式耦合到光導中，并且具有特別低的耦合損耗或者可 能無親合損耗。
[0015] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括布置在第一光輸入表面處的第一光學元件，第 一光學元件適于透射在430nm到480nm波長范圍內的光并且反射具有大于480nm波長的 光。
[0016] 通過提供這種第一光學元件，提供了發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，耦合到光導中的 第一光被提供有定義特別良好的第一光譜分布。這轉而提供了光導中的第一光的特別高的 轉換度，并且提供了發(fā)光元件中的被轉換的第一光（即第三光）的特別高的透射度，并且因 此轉而提供了由發(fā)光設備發(fā)射的光的定義特別良好的光譜分布并且提供了特別高質量的 白光。
[0017] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括布置在第二光輸入表面處的第二光學元件，第 二光學元件適于透射在350nm到410nm波長范圍內的光并且反射具有大于430nm波長的 光。
[0018] 通過提供這種第二光學元件，提供了發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，耦合到光導中的 第二光被提供有定義特別良好的第二光譜分布。這轉而提供了光導中的第二光的特別高的 透射度并且提供了發(fā)光元件中的第二光的特別高的轉換度，并且因此轉而提供了由發(fā)光設 備發(fā)射的光的定義特別良好的光譜分布并且提供了特別高質量的白光。
[0019] 在實施例中，至少一個第一光源被布置為與至少一個第一光輸入表面光學接觸。
[0020] 在實施例中，至少一個第二光源被布置為與第二光輸入表面光學接觸。
[0021] 因此，提供了發(fā)光設備，利用該發(fā)光設備，可以分別在光導的第一光輸入表面和第 二光輸入表面處以特別高效率的方式接收分別由第一光源和第二光源發(fā)射的光，并且具有 特別低的耦合損耗或者可能無耦合損耗。
[0022] 在實施例中，發(fā)光元件具有在430nm到480nm波長范圍內的最大吸光度，在430nm 到480nm波長范圍內的最大吸光度是其在350nm到410nm波長范圍內的最大吸光度的10 倍、30倍或者50倍高。
[0023] 在其它實施例中，發(fā)光元件在350nm到410nm波長范圍內具有大于1、大于1.2或 者大于1. 5的吸光度。
[0024]因此，特別大量的第二光在發(fā)光元件中被轉換，并且轉而獲得由發(fā)光設備發(fā)射的 光的定義特別良好的光譜分布。注意，一般，發(fā)光元件在350nm到410nm波長范圍內的吸收 增加將導致被轉換的第二光的增加。
[0025] 在實施例中，光導在350nm到410nm波長范圍內具有小于0.2的吸光度。
[0026] 在其它實施例中，光導在350nm到410nm波長范圍內具有小于0? 15、小于0? 1或者 小于0.01的吸光度。
[0027] 因此，特別大量的第二光透射通過光導到達發(fā)光元件而未損耗，并且轉而獲得了 由發(fā)光設備發(fā)射的光的定義特別良好的光譜分布。注意，一般，發(fā)光元件在350nm到410nm 波長范圍內的吸收越低，透射的第二光的量越大。
[0028] 在實施例中，當在與至少一個第一光源相對的表面上或者表面處存在反射器和/ 或反射部件時，光導在430nm到480nm的波長范圍內具有大于0? 5、大于0? 7、大于0? 8或者 大于0. 9的吸光度。
[0029] 在其它實施例中，當在與至少一個第一光源相對的側面上不存在反射部件的情況 下，光導在430nm到480nm的波長范圍內具有大于1、大于1. 2或者大于1. 5的吸光度。
[0030]因此，特別大量的第一光在光導中被轉換，并且轉而獲得了由發(fā)光設備發(fā)射的光 的定義特別良好的光譜分布。注意，一般，光導在430nm到480nm波長范圍內的吸收增加將 導致被轉換的第一光的增加。
[0031] 在實施例中，光導是發(fā)光的、聚光的、由石榴石制成的以及其任何組合中的任何一 種。
[0032] 通過提供發(fā)光光導，發(fā)光設備被提供為具有特別良好和高效率的光轉換性質。
[0033] 通過提供聚光光導，發(fā)光設備被提供為發(fā)射具有特別高亮度的光。
[0034] 通過提供由石榴石或者另一透明發(fā)光材料制成的光導，發(fā)光設備被提供為具有特 別良好和尚效率的光導性質。
[0035] 在實施例中，至少一個第一光源是LED、激光二極管或者0LED。
[0036] 在實施例中，至少一個第二光源是LED、激光二極管或者0LED。
[0037] 本發(fā)明進一步涉及包括根據本發(fā)明的發(fā)光設備的燈、照明設備或者照明系統(tǒng)，燈、 照明設備和系統(tǒng)用于以下應用中的一個或者多個應用中：數(shù)字投影、汽車照明、舞臺照明、 商店照明、家庭照明、重點照明、聚光照明、劇場照明、光纖照明、顯示系統(tǒng)、警示照明系統(tǒng)、 醫(yī)療照明應用、顯微照明、用于分析設備的照明、裝飾性照明應用。
[0038] 注意，本發(fā)明涉及權利要求中記載的特征的所有可能組合。
【附圖說明】
[0039] 現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明的實施例的附圖，更詳細地描述本發(fā)明的此方面和其它方 面。
[0040] 圖1示出了包括磷光體輪的發(fā)光設備的剖視圖。
[0041] 圖2示出了在出射表面處被提供有光學元件的光導的側視圖。
[0042] 圖3示出了貫穿其長度被塑形以便提供塑形的光出射表面的光導的透視圖。
[0043] 圖4示出了在其長度的一部分上被塑形以便提供塑形的光出射表面的光導