基于激光的照明系统和方法技术方案

激光照明系统具有第一激光光源、第二激光光源和光转换元件。来自第一和第二激光光源的输出被定向到光转换元件，该光转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出。第一和第二激光光源产生在光转换元件内具有不同吸收特性的不同波长的激光，使得光转换元件内产生经波长转换的光的深度范围是不同的。经转换的输出中的此不同可用于创建不同的光学效果，以便可执行射束转向或射束成形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于激光的照明系统和方法
本专利技术涉及基于激光的照明。
技术介绍
激光被认为是用于制造特殊效果的未来的光源。它们当前用于制造激光射束被聚焦到诸如磷光体的光转换元件上的高强度白光。这样的光源在诸如舞台照明、投影和汽车前照灯（frontlighting）系统的应用中是引起兴趣的。存在其中期望制造射束形状可被调节的光源的许多应用。一个示例是汽车前灯（headlight），例如其中远射束（mainbeam）照明和近射束（dippedbeam）照明需要不同的射束方向和形状。定向控制也可用于在驾驶员正在做出转弯时提供射束转向。已提出基于激光的汽车照明系统。例如，US8256941公开了一种系统，其中激光输出可光学地切换到不同的磷光体，每个磷光体形成可提供不同定向输出的系统的部分。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据本专利技术的一方面，提供了一种激光照明系统，其包括：第一激光光源；第二激光光源；光转换元件；以及光学元件，其用于将来自第一和第二激光光源的输出定向到光转换元件，该光转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出，其中第一和第二激光光源产生在光转换元件内具有不同吸收特性的不同波长的激光，使得对于第一激光光源的输出和第二激光光源的输出的激发而言，光转换元件内产生经波长转换的光的深度范围是不同的。该系统使用至少两个激光器，其发射两种不同的波长以泵浦光转换器。光转换元件转换激光，并包括诸如无机磷光体的发光材料。发光材料也可以是（多种）有机发光材料和/或基于量子点或量子棒的（多种）发光材料。选择光转换器的吸收特性和激光波长，使得波长的穿透深度不同。以这种方式，可调节来自光转换元件的发光区的长度。通过提供不同大小的光输出，之后可以制造出不同的射束方向和/或大小。光学元件可以例如将来自第一和第二激光光源的输出定向到光转换元件的同一位置。以这种方式，两个激光光源引起光转换元件的相同初始深度部分的输出，而一个激光光源还引起来自更深部分的光输出。光学元件例如是分色棱镜（dichroicprism）或分色十字交叉件（dichroiccross）。在另一实施例中，使用单个分色镜。分色镜反射来自第一激光光源的光并且透射来自第二激光光源的光。该系统还包括光学输出元件，其作为产生经波长转换的光的深度的函数来成形来自光转换元件的输出光。通过调节两个激光光源的强度的比率，可调节最终出射射束的形状。在一个示例中，光学输出元件包括与光转换元件间隔开的镜面反射器。可以设计反射器的形状，使得相比于整体输出射束从光转换元件的较小区域发射之时，当整体输出射束从光转换元件的较大区域发射时，该整体输出射束具有不同的形状和/或方向。在另一示例中，光学输出元件包括提供全内反射的材料的板。反射器可包括与光转换元件的第一深度范围相关联的第一部分和与光转换元件的相邻的第二深度范围相关联的具有不同形状的第二部分。因此，不同成形的反射器部分可用于创建源自两个激光源的照明的期望的输出射束轮廓。在另一示例中，光学输出元件包括衍射、折射、反射、散射或波长转换元件。还存在对光转换元件的各种可能的调适。在最简单的实现方式中，其包括光转换材料的均匀的板，该板在照明的方向上具有大于至少一个激光源的吸收深度的尺寸。在另一示例中，光转换元件在深度方向上具有不均匀的吸收特性。这可用于改变来自沿着光转换元件的不同深度的光输出的强度。在另一示例中，光转换元件具有第一部分和第二部分，该第一部分具有对于第一和第二激光光源的光输出相同的吸收特性，该第二部分具有对于第一和第二激光光源的光输出不同的吸收特性。在另一示例中，光转换元件具有有着不同的光输出特性的不同部分。这些不同的方案使得能够产生不同的光学输出效果。光转换元件可包括：散射粒子；粗糙的散射外表面。这种方式的散射的使用利用减小的全内反射帮助光从光转换元件耦出。光转换元件可具有沿着光转换元件的长度改变的截面形状。这可用于调节沿着光转换元件的不同位置（即深度）处的光输出特性。每个激光光源可包括一个或多个激光二极管。控制器优选地用于控制第一和第二激光光源的输出强度。作为两种不同的操作模式，控制器可以操作激光光源中的一个或另一个，但也可存在操作两个激光光源的第三种操作模式。两个激光光源的输出强度可以是独立可控制的。还可提供用于向控制器提供传感器信息的传感器。这可用于提供输出射束形状的自动控制，例如自动前灯操作、调光或光转向。本专利技术还提供包括上文限定的激光照明系统的汽车前照灯。根据本专利技术的另一方面的其它示例提供一种产生激光照明的方法，该方法包括：操作第一激光光源；操作第二激光光源；将来自第一和第二激光光源的输出定向到光转换元件，从而响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出，其中第一和第二激光光源产生在光转换元件内具有不同吸收特性的不同波长的激光，其中该方法包括从光转换元件内的深度范围产生经波长转换的光，该深度范围对于来自第一激光光源输出的光和来自第二激光光源输出的光是不同的，并且其中该方法还包括：通过光学输出元件，作为产生经波长转换的光的深度的函数，成形来自光转换元件的输出光。本专利技术不限于两个激光光源的使用。可以存在具有不同的发射波长的多于两个的激光光源。附图说明现在将参考附图详细地描述本专利技术的示例，在附图中：图1以简化示意形式示出根据本专利技术的照明系统的部分的示例；图2示出在图1的系统中使用的光转换元件的吸收特性和激光光源的发射特性；图3示出特定磷光体的透射与波长的标绘图；图4示出特定磷光体的透射与波长的标绘图；图5以一般形式示出光学输出元件的使用；图6至18示出根据本专利技术的照明系统的不同示例；以及图19示出可利用根据本专利技术的示例的照明系统的汽车照明应用。具体实施方式本专利技术提供一种激光照明系统，其具有第一激光光源、第二激光光源和光转换元件。来自第一和第二激光光源的输出被定向到光转换元件，该光转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出。第一和第二激光光源产生在光转换元件内具有不同吸收特性的不同波长的激光，使得光转换元件内产生经波长转换的光的深度范围是不同的。经转换的输出中的此差异可用于创建不同的光学效果，使得可以执行射束转向或射束成形。图1用于以简化示意形式解释本专利技术的方案。图1（a）示出第一激光光源10、第二激光光源12和光转换元件14的基本部件。光学元件16将来自第一和第二激光光源10、12的输出定向到光转换元件14。光学元件16可包括将激光波长的光反射到光转换元件的一对分色镜。在另一配置中，可使用单个分色元件。此分色元件可布置成反射第一激光光源的光并透射第二激光光源的光。在此配置中，第一激光光源相对于转换元件以不为零角度的定位，而第二激光光源相对于光转换元件以零度角定位（未示出）。当然，用于将来自两个（或更多个）激光光源的光输出输送到共用的光转换元件14的其它配置是可能的。来自第一和第二激光光源的输出可被定向到光转换元件的同一位置（即完全重叠）或者到至少部分重叠的光转换元件的区域。波长转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出。光转换元件例如包括诸如磷光体的发光材料。第一和第二激光光源10、12产生不同波长的激光，并且该不同波长的激光在光转换元件内具有不同的吸收特性。作为结果，当被第一激光光源输出和第二激光光源输出激发时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光照明系统，包括：第一激光光源（10）；第二激光光源（12）；光转换元件（14）；以及光学元件（16），其用于将来自第一和第二激光光源（10、12）的输出定向到所述光转换元件（14），所述光转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出，其中所述第一和第二激光光源（10、12）产生在所述光转换元件（14）内具有不同吸收特性的不同波长的激光，使得对于所述第一激光光源的输出和所述第二激光光源的输出的激发，所述光转换元件（14）内产生经波长转换的光的深度范围是不同的，所述系统还包括光学输出元件（30），所述光学输出元件（30）作为产生经波长转换的光的深度的函数，成形来自所述光转换元件（14）的输出光（18、20）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.02 EP 14195824.91.一种激光照明系统，包括：第一激光光源（10）；第二激光光源（12）；光转换元件（14）；以及光学元件（16），其用于将来自第一和第二激光光源（10、12）的输出定向到所述光转换元件（14），所述光转换元件响应于激光的激发而产生经波长转换的光输出，其中所述第一和第二激光光源（10、12）产生在所述光转换元件（14）内具有不同吸收特性的不同波长的激光，使得对于所述第一激光光源的输出和所述第二激光光源的输出的激发，所述光转换元件（14）内产生经波长转换的光的深度范围是不同的，所述系统还包括光学输出元件（30），所述光学输出元件（30）作为产生经波长转换的光的深度的函数，成形来自所述光转换元件（14）的输出光（18、20）。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学元件（16）将来自所述第一和第二激光光源（10、12）的输出定向到所述光转换元件（14）的同一位置。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述光学输出元件（30）包括衍射、折射、反射、散射或波长转换元件（60）。4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述光学输出元件（30）包括与所述光转换元件（14）间隔开的镜面反射器（40）或提供全内反射的材料的板（50）或其组合。5.根据权利要求4所述的系统，包括镜面反射器（40）或板（50），所述镜面反射器（40）或板（50）包括与所述光转换元件（14）的第一深度范围相关联的第一部分（70），和与所述光转换元件（14）的相邻的第二深度范围相关联的具有不同形状的第二部分（72）。6.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述光转换元件（14）在深度方向上具有不均匀的吸收特性。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：T范博梅尔，RAM希克梅特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL