堆叠式发光聚光器制造技术

本发明专利技术提供了一种照明设备，该照明设备包括第一发光聚光器，该照明设备还在第一发光聚光器的旁边使用具有另一组成的第二发光材料(特别地是没有光学接触和/或使用二向色镜在光学上分离)。特别地，该第二材料具有与第一材料的发射带重叠的吸收带。结果，由第一发光材料生成的光的大部分将由第二材料吸收，从而产生效率提高的高亮度白光源。

Stacked luminescent concentrator

The present invention provides an lighting device that includes a first luminescent concentrator, which also uses another second light-emitting material (especially without optical contact and / or using a two color mirror) beside the first luminescent concentrator. In particular, the second material has an absorption band overlapped with the emission band of the first material. As a result, most of the light generated by the first luminous material will be absorbed by the second material, resulting in a high-brightness white light source with improved efficiency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】堆叠式发光聚光器
本专利技术涉及照明设备，诸如用在投影仪或汽车照明中或者用于舞台照明的照明设备。
技术介绍
发光棒在本领域中是已知的。例如，WO2006/054203描述了一种发光设备，其包括发射在>220nm至<550nm的波长范围的光的至少一个LED和朝向至少一个LED放置而没有光学接触的至少一个转换结构，至少一个转换结构至少部分地将来自至少一个LED的光转换成在>300nm至≤1000nm的波长范围内的光，其特征在于，至少一个转换结构具有>1.5且<3的折射率n，并且比率A:E是>2:1且<50000:1，其中A和E如下限定：至少一个转换结构包括至少一个进入表面和至少一个出射表面，在至少一个进入表面处由至少一个LED发射的光可以进入转换结构，在至少一个出射表面处光可以离开至少一个转换结构，至少一个进入表面中的每一个具有进入表面面积，(一个或多个)进入表面面积被编号为A1...An，并且至少一个出射表面中的每一个具有出射表面面积，(一个或多个)出射表面面积被编号为E1...En并且至少一个进入表面面积中的每一个的总和A为A＝A1+A2...+An，并且至少一个出射表面面积中的每一个的总和E为E＝E1+E2...+En。WO2014/198619描述了一种发光设备，其包括：适于在操作中发射具有第一光谱分布的光的光源、包括彼此相对布置的第一光输入表面和第一光出射表面的第一光导，并且还包括相对于第一光输入表面垂直延伸的端表面、以及包括相对于彼此垂直延伸的第二光输入表面和第二光出射表面的第二光导。第一光导适于：在第一光输入表面处接收来自光源的具有第一光谱分布的光，将具有第一光谱分布的光引导至第一光出射表面和端表面，并且将具有第一光谱分布的光的一部分从第一光出射表面耦合到第二光导中，并且将具有第一光谱分布的光的另一部分耦合出端表面。第二光导适于：在第二光输入表面处接收从第一光导耦合出的具有第一光谱分布的光，将光引导至第二光出射表面，将具有第一光谱的光的至少一部分转换成具有第二光谱分布的光，并且将具有第二光谱分布的光耦合出第二光出射表面。EP1795798描述了一种发光设备，其包括：发射激发光的激发光源；波长转换构件，其吸收从激发光源发射的激发光、转换其波长、并释放预定波长带的光；光导，其横截面的中心部分(芯)具有比周边部分(覆层)的折射率高的折射率，并且其将从波长转换构件发射的光引导到外部；并且其中波长转换构件通过层压对不同波长的光进行波长转换的多个层来产生。EP2947484描述了一种发光设备，其包括：适于在操作中发射具有第一光谱分布的第一光的至少一个第一光源；适于在操作中发射具有第二光谱分布的第二光的至少一个第二光源；包括至少一个第一光输入表面、至少一个第二光输入表面和第一光出射表面的光导，至少一个第一光输入表面和第一光出射表面相对于彼此以不同于零的角度延伸；以及邻近第一光出射表面布置的发光元件，光导适于将具有第一光谱分布的第一光的至少一部分转换成具有第三光谱分布的第三光、引导第二光、并且将第三光的至少一部分和第二光的至少一部分耦合出第一光出射表面，发光元件适于将第二光的至少一部分转换成具有第四光谱分布的第四光。WO2015/058979描述了一种发光设备，其包括：适于在操作中分别发射具有第一光谱分布的光和具有第二光谱分布的光的第一光源和第二光源；分别包括第一光输入表面和第一光出射表面的第一光导和第二光导，相应光导的光输入表面和光出射表面相对于彼此以不同于零的角度延伸，第一光导和第二光导适于：分别在第一和第二光输入表面处接收具有第一和第二光谱分布的光，将所接收的光的至少一部分分别转换成具有第三光谱分布的光和具有第四光谱分布的光，将光分别引导至第一和第二光出射表面，并且分别将具有第三和第四光谱分布的光的至少一部分耦合出第一和第二光出射表面，其中具有第一光谱分布的光和具有第二光谱分布的光具有不同的光谱分布，并且具有第三光谱分布的光和具有第四光谱分布的光具有不同的光谱分布。
技术实现思路
高亮度光源对于包括聚光、舞台照明、前灯和数字光投影的各种应用而言是令人感兴趣的。为此，可以利用所谓的聚光器，其中较短波长的光在高度透明的发光材料中被转换成较长的波长。可以使用这样的透明发光材料的棒。当由LED照射时，由于发光材料对LED光的转换，在棒内产生较长波长的光。经转换的光将以波导模式停留在诸如掺杂石榴石的发光材料中并且然后可以从其中一个表面提取，从而导致强度增益。因此，可以使用LED与发光聚光器结合来创建高亮度源。诸如陶瓷转换器之类的转换器应当特别是极其透明的，以使高效的(光应当保持全内反射(TIR)直到棒的末端)。在棒中生成的光基本上是各向同性分布的。因此，很大一部分光可能不会通过TIR而被光导至棒的鼻部，从而导致受限的效率。发光聚光器基于发光材料(也被称为“磷光体”)。通常可以使用的磷光体系统在激发与发射光谱之间具有小的重叠，导致重新吸收。因此，反射回棒中的光中的仅一小部分将经历重新吸收，并且具有在TIR中再次被捕获的变化。因此，发光聚光器概念的效率是有限的，因为所生成的光的大部分将不会在TIR中被捕获并且显现为从棒的长边逸出。此外，当使用多个相互关联的聚光器时，可以提供设备光的限定的光谱分布，其可能是不容易调节的。例如，该设备可以被配置为提供白光，但是可能不可以提供例如用于提供白光的一个或多个原色(诸如蓝色、绿色、黄色等)。因此，本专利技术的一个方面是提供一种替代性照明设备，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个，并且可以具有相对良好的效率和高强度的照明设备光。本文中，提出在第一发光聚光器旁边使用具有另一组成的第二发光材料(特别地是没有光学接触和/或使用二向色镜在光学上分离)。特别地，该第二发光材料具有与第一发光材料的发射带重叠的吸收带。结果，由第一发光材料生成的大部分光将由第二发光材料吸收，从而产生效率提高的高亮度白光源。在第一方面中，本专利技术提供了一种照明设备(本文中也指示为“设备”)，包括：(i)多个发光聚光器(在本文中也指示为“聚光器”)，特别地，每个发光聚光器包括具有第一面和第二面的细长透光体，第一面和第二面限定细长体的长度(L)，细长体包括一个或多个侧边缘，其中一个或多个侧边缘包括一个或多个辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗口；每个细长透光体包括被配置为将在一个或多个辐射输入面处接收的泵浦辐射的至少一部分转换成发光材料光的发光材料，并且每个发光聚光器被配置为在辐射出射窗口处将发光材料光的至少一部分耦合出来作为转换器光；(ii)多个光源，被配置为向第一发光聚光器的一个或多个辐射输入面提供光源辐射作为第一泵浦辐射；(iii)包括第一发光材料(“第一材料”)的上述第一发光聚光器，第一发光材料被配置为将第一泵浦辐射的至少一部分转换成第一发光材料光，并且被配置为在第一辐射出射窗口处将第一发光材料光的至少一部分耦合出来作为第一转换器光；(iv)被配置为平行于第一发光聚光器的第二发光聚光器，其中第一发光聚光器的侧边缘被配置为平行于第二发光聚光器的侧边缘，其中第二发光聚光器被配置为在第二发光聚光器的上述侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明设备(1)，包括：‑多个发光聚光器(5)，每个发光聚光器(5)包括具有第一面(141)和第二面(142)的透光细长体(100)，所述第一面(141)和所述第二面(142)限定所述细长体(100)的长度(L)，所述细长体(100)包括一个或多个侧边缘(147)，其中一个或多个侧边缘(147)包括一个或多个辐射输入面(111)，其中所述第二面(142)包括辐射出射窗口(112)；每个透光细长体(100)包括发光材料(120)，所述发光材料(120)被配置为将在一个或多个辐射输入面(111)处接收的泵浦辐射(7)的至少一部分转换成发光材料光(8)，并且每个发光聚光器(5)被配置为在所述辐射出射窗口(112)处将所述发光材料光(8)的至少一部分耦合出来作为转换器光(101)；‑多个光源(10)，被配置为向第一发光聚光器(15)的所述一个或多个辐射输入面(111)提供光源辐射(11)作为第一泵浦辐射(17)；‑包括第一发光材料(1120)的所述第一发光聚光器(15)，所述第一发光材料(1120)被配置为将所述第一泵浦辐射(17)的至少一部分转换成第一发光材料光(18)，并且被配置为在第一辐射出射窗口(1112)处将所述第一发光材料光(18)的至少一部分耦合出来作为第一转换器光(1101)；‑第二发光聚光器(25)，被配置为平行于所述第一发光聚光器(15)，其中所述第一发光聚光器(15)的侧边缘(147)被配置为平行于所述第二发光聚光器(25)的侧边缘(147)，其中所述第二发光聚光器(25)被配置为在所述第二发光聚光器的所述侧边缘(147)处接收从所述第一发光聚光器(15)的所述侧边缘(147)逸出的所述第一泵浦辐射(17)和所述第一发光材料光(18)中的一个或多个作为第二泵浦辐射(27)，所述第二发光聚光器(25)包括第二发光材料(2120)，所述第二发光材料(2120)被配置为将所述第二泵浦辐射(27)的至少一部分转换成第二发光材料光(28)，并且被配置为在第二辐射出射窗口(2112)处将所述第二发光材料光(28)的至少一部分耦合出来作为第二转换器光(2101)；其中所述发光聚光器(15，25，...)中的一个或多个发光聚光器比其他发光聚光器(15，25，...)中的一个或多个其他发光聚光器长，从而提供相对于所述一个或多个其他发光聚光器(15，25，...)延长的一个或多个发光聚光器延长部分(415，425，...)，并且其中一个或多个光源(10)的子集(1400)被配置为向所述一个或多个发光聚光器延长部分(415，425，...)提供光源辐射(11)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.11 EP 15199578.41.一种照明设备(1)，包括：-多个发光聚光器(5)，每个发光聚光器(5)包括具有第一面(141)和第二面(142)的透光细长体(100)，所述第一面(141)和所述第二面(142)限定所述细长体(100)的长度(L)，所述细长体(100)包括一个或多个侧边缘(147)，其中一个或多个侧边缘(147)包括一个或多个辐射输入面(111)，其中所述第二面(142)包括辐射出射窗口(112)；每个透光细长体(100)包括发光材料(120)，所述发光材料(120)被配置为将在一个或多个辐射输入面(111)处接收的泵浦辐射(7)的至少一部分转换成发光材料光(8)，并且每个发光聚光器(5)被配置为在所述辐射出射窗口(112)处将所述发光材料光(8)的至少一部分耦合出来作为转换器光(101)；-多个光源(10)，被配置为向第一发光聚光器(15)的所述一个或多个辐射输入面(111)提供光源辐射(11)作为第一泵浦辐射(17)；-包括第一发光材料(1120)的所述第一发光聚光器(15)，所述第一发光材料(1120)被配置为将所述第一泵浦辐射(17)的至少一部分转换成第一发光材料光(18)，并且被配置为在第一辐射出射窗口(1112)处将所述第一发光材料光(18)的至少一部分耦合出来作为第一转换器光(1101)；-第二发光聚光器(25)，被配置为平行于所述第一发光聚光器(15)，其中所述第一发光聚光器(15)的侧边缘(147)被配置为平行于所述第二发光聚光器(25)的侧边缘(147)，其中所述第二发光聚光器(25)被配置为在所述第二发光聚光器的所述侧边缘(147)处接收从所述第一发光聚光器(15)的所述侧边缘(147)逸出的所述第一泵浦辐射(17)和所述第一发光材料光(18)中的一个或多个作为第二泵浦辐射(27)，所述第二发光聚光器(25)包括第二发光材料(2120)，所述第二发光材料(2120)被配置为将所述第二泵浦辐射(27)的至少一部分转换成第二发光材料光(28)，并且被配置为在第二辐射出射窗口(2112)处将所述第二发光材料光(28)的至少一部分耦合出来作为第二转换器光(2101)；其中所述发光聚光器(15，25，...)中的一个或多个发光聚光器比其他发光聚光器(15，25，...)中的一个或多个其他发光聚光器长，从而提供相对于所述一个或多个其他发光聚光器(15，25，...)延长的一个或多个发光聚光器延长部分(415，425，...)，并且其中一个或多个光源(10)的子集(1400)被配置为向所述一个或多个发光聚光器延长部分(415，425，...)提供光源辐射(11)。2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中以下中的一项或多项：(i)所述多个光源(10)被配置为提供UV光源辐射(11)作为第一泵浦辐射(17)，其中所述第一发光材料(1120)被配置为将所述第一泵浦辐射(17)的至少一部分转换成蓝色第一发光材料光(18)，并且其中所述第二发光材料(2120)被配置为将所述第二泵浦辐射(27)的至少一部分转换成黄色第二发光材料光(28)；以及(ii)所述多个光源(10)被配置为提供蓝色光源辐射(11)作为第一泵浦辐射(17)，其中所述第一发光材料(1120)被配置为将所述第一泵浦辐射(17)的至少一部分转换成绿色第一发光材料光(18)，并且其中所述第二发光材料(2120)被配置为将所述第二泵浦辐射(27)的至少一部分转换成黄色第二发光材料光(28)和红色第二发光材料光(28)中的一个或多个。3.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中所述第一发光聚光器(15)被配置为透射所述光源辐射(11)的至少一部分，并且其中所述第二泵浦辐射(27)包括由所述第一发光聚光器(15)透射的所述光源辐射(11)的至少一部分。4.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，还包括：-被配置为平行于所述第二发光聚光器(25)的第三发光聚光器(35)，其中所述第二发光聚光器(25)的侧边缘(147)被配置为平行于所述第三发光聚光器(35)的侧边缘(147)，其中所述第三发光聚光器(35)被配置为在所述第三发光聚光器(35)的所述侧边缘(147)处接收从所述第二发光聚光器(25)的所述侧边缘(147)逸出的所述第一泵浦辐射(17)、所述第一发光材料光(18)和所述第二发光材料光(28)中的一个或多个作为第三泵浦辐射(37)，所述第三发光聚光器(35)包括第三发光材料(3120)，所述第三发光材料(3120)被配置为将所述第三泵浦辐射(37)的至少一部分转换成第三发光材料光(38)，并且被配置为在第三辐射出射窗口(3112)处将所述第三发光材料光(38)的至少一部分耦合出来作为第三转换器光(3101)。5.根据权利要求4所述的照明设备(1)，其中所述多个光源(10)被配置为提供UV光源辐射(11)作为第一泵浦辐射(17)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·J·皮特斯，R·C·布罗尔斯玛，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL