具有内反射的反射层的透镜制造技术

本发明专利技术涉及一种具有内反射的反射层的透镜。透镜(12)具有透明基体(13)，其中基体表面(14，15)至少部分地敷设有内反射的反射层(17)，透镜具有至少一个第一焦点(F1)和至少一个第二焦点(F2)，至少第一焦点至少部分地处在基体(15)的未敷设的表面区域上，并且基体上的至少一个荧光材料元件(18)贴靠在具有至少一个第一焦点的接触区域(19)处。发光装置(11)具有至少一个透镜和至少一个光源(21)，以使初级光(P)穿过透镜的基体照射到至少一个第一焦点上，其中布置在至少一个第一焦点处的至少一个荧光材料元件设置用于，使初级光至少部分地转换为不同波长的次级光(S)。透镜特别地能应用在车辆探照灯、投影仪、工业化的图像处理或医疗照明以及诊断应用中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内反射的反射层的透镜
本专利技术涉及一种具有透明的基体的透镜，其中基体的表面至少部分地敷设有内反射的反射层，并且透镜具有至少一个第一焦点和至少一个第二焦点。本专利技术特别地能应用在车辆照明中、特别是利用探照灯的车辆照明中，以及用于图像投影(例如用于影像投影仪等等)，用于工业化的图像处理以及用于医疗照明和诊断应用中。
技术介绍
WO2011/127286A1公开了一种发光设备，其应用初级光或激发光以及用于发光的转换波长的荧光材料，其中荧光材料由多个激发光源在两侧激发，以便达到增高的亮度。入射到两侧的激发光可以具有相同的颜色或不同的颜色。光分离结构设置在荧光材料的两侧上，以便分离激发光和由荧光材料转换波长的(次级)光。在一个设计方案中，可以存在具有小窗口的椭圆形的空心反射器的形式的第二光分离结构。荧光材料布置在空心反射器的焦点处或在其附近，并且光汇集元件布置在空心反射器的另一焦点处或在其附近。激发光经过该窗口射到荧光材料上。经过转换的光借助于空心反射器反射到光汇集元件上。US2007/019408A1公开了一种发光装置，其具有用于制造彩色光的、敷设有荧光材料的色轮。在一个设计方案中，发光装置除了色轮之外具有反射器、光源和光汇集元件。反射器能够构造为例如由玻璃或塑料构成的、具有第一和第二弯曲的表面的光学上能穿透的元件。第一表面能够具有用于容纳光源的凹槽，而第二个、例如椭圆形的表面是反射表面，其对于光源的(初级)光是反射的，但是对于由色轮的荧光材料转换的(次级)光而言是可穿透的。为此，由光源穿过反射器射出的光反射到在光学上可穿透的光学元件下方有间距的旋转色轮上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，至少部分地克服了现有技术的缺点。该目的通过具有透明的主体(“基体”)的透镜来实现，其中基体的表面至少部分地敷设有内反射的反射层。内反射的反射层可以特别地理解为以下的层，即其具有至少一个在基体的方向上反射的表面。在这种关联下，光学上透明特别地意味着，透明的基体至少不仅对于初级射线而言，而且也对于次级射线(转换射线)而言是光学上可穿透的。基体例如可以由玻璃(例如BK7玻璃，石英玻璃或蓝宝石玻璃)或者由塑料构成。反射层可以是单层的或多层的层，例如单层的银涂层或铝涂层或多层的银涂层和/或铝涂层(例如MIRO或MIRO-SILVER)或多层的干涉层叠。透镜(特别是作为透明的基体的和反射层的组合)还具有至少一个第一焦点和至少一个第二焦点。“至少一个焦点”特别地可以理解为单个的焦点或多个(两个或多个)焦点。焦点特别地可以理解为(至少近似)点状的焦点。但是，焦点也可以理解为一维伸展的聚焦区域，例如封闭的或不封闭的线。这种线也可以理解为可能的点状焦点的连续的依次排列。(焦)线例如能够在旋转对称设计的透镜中出现，而且作为由围绕旋转轴线转动得到的可能的焦点的环状线。焦点在此可以理解为二维伸展的聚焦区域，例如焦斑。透镜具有至少一个焦点，特别地可以意味着，这个至少一个焦点是能够借助透镜来实现的，但是在与使用透镜的发光装置的相互作用中不必强制性地实现。此外，至少一个第一焦点至少部分地处在基体的未(由反射层)敷设的表面区域上。此外，透镜具有至少一个荧光材料元件，其在接触区域处(因此，特别是平面地)抵靠在基体上，该接触区域具有至少一个第一焦点。因此，接触区域的至少一个焦点特别地置于基体和荧光材料元件之间的界面中。由此得出以下的优点，第一荧光材料元件的废热能够有效地通过此时也作为热膨胀元件或冷却体起作用的透镜来输出，并且避免在界面处(特别是空气处)的第二个多重的、含损耗的光反射，例如其他情况下在色轮中出现的这种光反射。荧光材料元件特别地可以理解为以下的固体，其具有一种或多种荧光材料。荧光材料特别地可以使指定波长的或指定的波长范围(例如蓝光)的入射(激发或初级)光转换为具有典型的更大波长的次级光(例如红光或绿光)，其中废热以所谓的斯托克斯热的形式产生，其在此能通过基体导出。荧光材料元件可以例如是粘接到基体上的固体、例如是陶瓷的荧光材料薄板、或者是具有作为透明的矩阵材料(例如硅树脂)的填充材料的荧光材料的薄板。荧光材料元件还可能是或具有金属磷酸盐。荧光材料元件例如可以烧结到、挤水(aufgesprengt)、借助氢键连接施加到、借助EPD方法(例如通过使用光学透明的、有传导能力的中间涂层，如ITO涂层)施加到、喷镀到、加印到(例如通过刮涂)等方式加到基体上。荧光材料元件还可能是一个集成到基体中的区域，其中荧光材料在该区域中作为混合物而存在，这例如能借助溶胶/凝胶方法来实施。由荧光材料元件发射的次级光经过基体，至少部分地射到反射层上并且在那里，因为接触区域具有至少一个第一焦点，而接着聚焦到至少一个第二焦点上。由于初级光针对性的照射到至少一个荧光材料元件上，因此在第二焦点处(或在其附近)至少能够使次级光脱耦。因此，一种设计方案是，反射层至少对于由至少一个荧光材料元件产生的次级光而言是反射的。反射层可能原则上对于初级光而言是透过的，例如对于使初级光完全转换为次级光的情况(全转换)，其中初级光特别地大面积地照射到透镜上。替代地，反射层能够对于初级光是反射的，以使得待脱耦的初级光部分也是能够精准地调节的。荧光材料元件可以使入射的初级光例如至少基本完全地(例如具有高于95％的转换率)转换(全转换)为次级光。在存在多个荧光材料的情况下，次级光可以具有多个波长。然而，荧光材料元件仅能使入射的初级光部分地转换为次级光(部分转换)。未经转换的初级光典型地由荧光材料元件再次发射，例如漫射。如果反射层对于初级光而言是可穿透的，初级光可能特别是未利用地再此从透镜中出射。如果反射层对于初级光而言是反射的，由初级光和次级光构成的混合光能够在第二焦点处脱耦。还有一种设计方案是，基体的表面具有或者是具有为椭圆的基本形状的、敷设有反射层的罩面。由此能简单实现提供至少一个第一和第二焦点。然而形状并不局限于此，并且也可能是球截面形状或任意形状。还有一种设计方案是，基体的表面具有在主平面中延伸的平坦的平面(“基面”)，焦点置于该基面中。这种透镜是能特别简单地制造的。基面也可以视为沿着椭圆的、特别是旋转椭圆的主平面的平坦的截面。另一种设计方案是，基体的表面具有部分地在主平面中延伸的、切割的基面，在该基面中，至少一个焦点在其边缘(称为“切割边缘”，即使其无需由切割过程制造时)上或在其边缘的附近。如此实现了基体中在光延伸方向上的更高的灵活性。切入的基面也可以视为沿着椭圆、特别是旋转椭圆的主平面的平坦的截面，在该主平面上至少一个、优选地两个其他的截面形成到剩余的椭圆中。对其的一种改进方案是，至少一个第一焦点和一个第二焦点、特别是全部焦点位于边缘的附近或切割边缘上。此外，一种设计方案是，基体的表面具有倾斜的基面，该基面中，互补的或相关的第一和第二焦点位于彼此相对倾斜的区域中。这也实现了基体中在光延伸方向上的更高的灵活性，并且能避免在切割边缘上部安装荧光材料元件。倾斜的区域例如可以在(“切割”)边缘处彼此嵌入。替代性地，倾斜基面能够具有例如具有尖的、或钝的锥形壳的基本形状。此外，一种设计方案是，基体具有用于光脱耦的脱耦区域，其具有至少一个第二焦点。这实现了小面积的脱耦区域，其能实现已脱耦的光的高的光密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有透明的基体(13；43；53)的透镜(12；32；42；52)，其中‑所述基体(13；43；53)的表面(14；15；14，45；54，55)至少部分地敷设有内反射的反射层(17)，‑所述透镜(12；32；42；52)具有至少一个第一焦点(F1)和至少一个第二焦点(F2)，‑至少所述第一焦点(F1)至少部分地位于所述基体(15；45；55)的未经敷设的表面区域上，并且‑至少一个荧光材料元件(18)贴靠在接触区域(19)处的所述基体(13；43；53)上，所述接触区域具有至少一个第一焦点(F1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 DE 102012209172.61.一种具有透明的基体(13；43；53)的透镜，其中-所述基体(13；43；53)的表面至少部分地敷设有内反射的反射层(17)，-所述透镜具有至少一个第一焦点(F1)和至少一个第二焦点(F2)，-至少所述第一焦点(F1)至少部分地位于所述基体的未经敷设的表面区域上，并且-至少一个荧光材料元件(18)贴靠在接触区域(19)处的所述基体(13；43；53)上，所述接触区域具有至少一个第一焦点(F1)。2.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述反射层(17)至少对于由至少一个所述荧光材料元件(18)产生的次级光(S)是反射的。3.根据权利要求1或2所述的透镜，其中，所述基体的所述表面具有敷设有所述反射层(17)的、带有椭圆的基本形状的罩面(14)，并且具有在主平面(H)中延伸的平坦的基面(15)，所述第一焦点(F1)和所述第二焦点(F2)位于所述基面(15)中。4.根据权利要求1或2所述的透镜，其中，所述基体的所述表面具有敷设有所述反射层(17)的、带有椭圆形的基本形状的罩面(54)，并且具有部分在主平面中延伸的、切割的基面(55)，至少一个焦点(F1，F2)在所述基面中位于切割边缘(K1，K2)上或位于切割边缘(K1，K2)的附近。5.根据权利要求1或2所述的透镜，其中，所述基体的所述表面具有敷设有所述反射层(17)的、带有椭圆形的基本形状的罩面(14)，并且具有倾斜的基面(45)，在所述基面(45)中，互补的第一焦点(F1)和第二焦点(F2)位于彼此相对地倾斜的区域(45a，45b)上。6.根据权利要求1或2所述的透镜，其中所述基体(13；43；53)具有脱耦区域(20a)，所述脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·哈德拉斯，乌尔里希·哈特维格，亨宁·伦恩，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE