颜色可调谐的基于激光的源制造技术

本发明专利技术提供一种光生成系统(1000)，光生成系统(1000)包括光源(110)、发光材料(210)和控制系统(300)，其中：光源(110)被配置成在操作模式中生成具有脉冲频率f

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颜色可调谐的基于激光的源


[0001]本专利技术涉及一种光生成系统，并且涉及一种包括这种光生成系统的光生成设备。

技术介绍

[0002]采用磷光体的光源的颜色控制在本领域中是已知的。例如，US2010/0109541描述了一种照明装置，该照明装置包括：光源，包括发射光的照明设备和磷光体材料，磷光体材料将由照明设备发射的光的至少一部分转换为不同波长的光；以及控制器，控制器调节供应给照明设备的电流波形的电流开启时间与电流关闭时间的比率，由此修改由磷光体发射的光对由光源发射的光的颜色的贡献。照明设备包括固态照明设备。

技术实现思路

[0003]通常，在白色LED中，黄色(并且有时附加地，红色)磷光体被位于LED封装中磷光体下方的蓝色LED裸片激发。由于在该过程期间并非所有的蓝光都被转换，蓝光中的部分蓝光将与经转换的黄光混合，从而产生白色光源。所得的色温取决于经转换光与未转换蓝光的比率。在LED中，一般来说，该比率是固定的，并且难以以受控的方式进行动态改变。
[0004]因此，本专利技术的一个方面是提供一种替代的光生成系统，该光生成系统优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个缺点。本专利技术的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点，或提供有用的替代方案。
[0005]看起来，当使用例如蓝色激光泵激黄色发射磷光体时，由蓝色激光源和黄色磷光体产生的白光的颜色可以借助于非常高频的脉冲宽度调制进行修改，非常高频的脉冲宽度调制在使用LED裸片时可能无法实现，因为它们的切换频率是有限的。看起来，当激光二极管电流以发光衰减时间的几倍的周期切换时，蓝光与发光辐射的比率可以通过占空比来进行更改。虽然初级辐射的行为与占空比成比例，但次级辐射在早期衰减过程中被保持，并且因此相当高。该效应可以例如用于在相对平坦的黄色发射水平处降低蓝色分量，这意味着将CCT从冷白色移动到暖白色。给定平均发光衰减时间，例如对于30ns至60ns的Ce掺杂YAG磷光体，0.5MHz
‑
100MHz的调制切换频率可以是有用的，如大约1MHz
‑
50MHz，例如其中斜率为几ns，诸如等于或小于大约5ns，如等于或小于大约2ns。
[0006]因此，在第一方面，本专利技术提供了一种光生成系统(“系统”)，其包括光源(尤其是激光光源)、发光材料和控制系统。尤其是，光源被配置成在操作模式中生成具有脉冲频率f
per
和占空比d的脉冲光源光。此外，尤其是，发光材料被配置成将光源光的(至少)一部分转换成发光材料光。发光材料光具有发光衰减时间τ
L
(在本文中也被指示为“衰减时间”)。尤其是，在实施例中，光生成系统被配置成在操作模式中生成包括光源光和发光材料光的系统光。尤其是，(由此)系统光可以具有可变色点。尤其是，控制系统被配置成在操作模式中控制色点，尤其是通过控制脉冲频率f
per
和占空比d中的一者或多者来控制色点。在更具体的实施例中，f
per
≥1/(10*τ
L
)。尤其是，占空比等于或小于0.95。因此，尤其是在实施例中，本专利技术提供了一种包括光源、发光材料和控制系统的光生成系统，其中：(I)光源被配置成：
在操作模式中生成具有脉冲频率f
per
和占空比d的脉冲光源光；(II)发光材料被配置成：将光源光的一部分转换为发光材料光，其中发光材料光具有衰减时间τ
L
；(III)光生成系统被配置成：在操作模式中生成包括光源光和发光材料光的系统光；其中系统光具有可变色点；并且(IV)控制系统被配置成：在操作模式中通过控制脉冲频率f
per
和占空比d中的一者或多者来控制色点，其中f
per
≥1/(10*τ
L
)。在又一个另外的方面，本专利技术提供了一种包括光源、发光材料和控制系统的光生成系统，其中：(I)光源被配置成：在操作模式中生成具有脉冲周期T
per
和占空比d的脉冲光源光；(II)发光材料被配置成：将光源光的一部分转换为发光材料光，其中发光材料光具有衰减时间τ
L
；(III)光生成系统被配置成：在操作模式中生成包括光源光和发光材料光的系统光；其中系统光具有可变色点；并且(IV)控制系统被配置成：在操作模式中通过控制脉冲周期T
per
和占空比d中的一者或多者来控制色点，其中T
per
≤10*τ
L
，并且其中在具体实施例中T
per
≥1.4*τ
L
，诸如T
per
≥2*τ
L
。
[0007]利用这种光生成系统，可以变化发光材料光与光源光的比率。以相对简单的方式，所得光的色点可以被控制。例如，在实施例中，可以以该方式控制相关色温(CCT)。此外，这允许非常简单和非常小的设备，该设备可能具有非常高的强度，其色点可以被控制。因此，除其他之外，本专利技术提供了一种颜色可调谐的基于激光的源，尤其是一种颜色可调谐的白色的基于激光的源。除其他之外，利用本专利技术，提供了一种(单源)(非常高频的)频率调制颜色可调谐的白色的基于激光的源，例如以用于一般照明。
[0008]如上所述，光生成系统包括光源、发光材料和控制系统。其他元件也可以可用。这里在下面，讨论光源、发光材料和控制系统。
[0009]如上所述，光源被配置成在操作模式中生成脉冲光源光。术语光源原则上可以涉及本领域已知的任何光源。它可以是常规(钨)灯泡、低压汞灯、高压汞灯、荧光灯、LED(发光二极管)。优选地，光源是在操作期间至少发射选自380nm
‑
450nm范围的波长处的光的光源。这种光可以部分地由光转换元件使用(见下文)。在具体实施例中，光源包括固态LED光源(诸如LED或激光二极管)。术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2
‑
200个(固态)LED光源。因此，术语LED也可以指代多个LED。此外，术语“光源”在实施例中也可以指代所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其指代半导体芯片形式的LED芯片，该半导体芯片既未被包封也未被连接，而是被直接安装到诸如PCB的基板上。因此，多个光半导体光源可以被配置在相同的基板上。在实施例中，COB是配置在一起作为单个照明模块的多LED芯片。
[0010]光源具有光逸出表面。参考诸如灯泡或荧光灯的常规光源，它可以是玻璃或石英外壳的外表面。对于LED，它可以是例如LED裸片，或者当树脂被施加到LED裸片时，它可以是树脂的外表面。原则上，它也可以是光纤的末端。术语逸出表面尤其涉及光源的、光实际上在该处离开光源或从光源逸出的那部分。光源被配置成提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逸出。
[0011]术语“光源”可以指代半导体发光设备，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光生成系统(1000)，包括光源(110)、发光材料(210)和控制系统(300)，其中：所述光源(110)被配置成：在操作模式中生成具有脉冲频率f
per
和占空比d的脉冲光源光(111)；所述发光材料(210)被配置成：将所述光源光(111)的一部分转换为发光材料光(211)，其中所述发光材料光(211)具有发光衰减时间τ
L
；所述光生成系统(1000)被配置成：在所述操作模式中生成包括光源光(111)和所述发光材料光(211)的系统光(1001)；其中所述系统光(1001)具有可变的色点；并且所述控制系统(300)被配置成：在所述操作模式中通过控制所述脉冲频率f
per
和所述占空比d中的一者或多者来控制所述色点，其中f
per
≥1/(10*τ
L
)。2.根据权利要求1所述的光生成系统(1000)，其中f
per
≤1/(1.4τ
L
)。3.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000)，其中所述控制系统(300)被配置成：在所述操作模式中通过在恒定占空比d处控制所述脉冲频率f
per
来控制所述色点。4.根据权利要求3所述的光生成系统(1000)，其中所述控制系统(300)被配置成：在所述操作模式中通过将所述脉冲频率f
per
控制在1/(8*τ
L
)到1/(1.4*τ
L
)的范围内来控制所述色点。5.根据前述权利要求3
‑
4中任一项所述的光生成系统(1000)，其中d≤0.5。6.根据前述权利要求3
‑
5中任一项所述的光生成系统(1000)，其中所述占空比d选自0.02
‑
0.5的范围。7.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000)，所述控制系统(300)被配置成：在所述操作模式中通过在恒定脉冲频率f
per
处控制所述占空比d来控制所述色点。8.根据权利要求7所述的光生成系统(1000)，其中所述控制系统(300)被配置成：在所述操作模式中通过在恒定脉冲频率处将所述占空比d控制在0.05
‑
0.5之间来控制所述色点，其中f
per
≤1/(2*τ
L
)。9.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：