【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种照明设备。
技术介绍
1、一些应用(例如汽车领域)需要照明设备具有非常强的亮度。为此使用两种不同的变体方案来产生白光。在第一变体方案中，不同颜色的光由发光二极管或激光器产生并直接混合。例如，红色、绿色和蓝色的激光器可用于此目的，其混合光产生白光。
2、为此可选地还能使用蓝色泵浦光并随后用黄色材料进行转换以产生白光。这种转换元件也称为荧光体。然而，此类应用的缺点是热损耗。如果热负荷较高，转换元件的效率就会降低，并且可能会发生色偏。此外，转换颜色材料的老化速度明显加快，从而导致组件的使用寿命缩短。
3、因此需要提供具有非常高的发光度的照明设备，其中减少上述缺点。
技术实现思路
1、专利技术人已经认识到，激光器与转换元件的热解耦能够实现紧凑的设计并且增加这种照明设备的使用寿命。他们在不同方面共同作用来实现预期目标。
2、在一方面，照明设备包括带光出射区域和布置在光出射区域之下的安装元件的壳体。转换元件布置在安装元件上并且与其热连接。现在，转换元件设计用于将射在转换元件上的表面区域中的一种波长的泵浦光转换为具有第二波长的发射光，并将发射光通过位于光出射区域(16)之下的表面区域射出。此外提供了用于产生泵浦光的表面发射的第一激光器和第二激光器，它们在安装区域上相对于光出射区域侧向错开地布置。第一激光器沿着转换元件的第一侧并与转换元件间隔开地以热耦合方式固定在安装元件上。第二激光器沿着与第一侧相对的第二侧同样与转换元件间隔开地以热耦合方式固
3、最后，照明设备包括与壳体连接的反射元件，其布置在第一和第二激光器之上并且设计用于将由激光器发射的泵浦光反射到表面区域上。因此，照明设备设计用于生成混合光，该混合光一方面由泵浦光分量形成并且另一方面由转换光分量形成。
4、转换程度进而混合光的颜色可以通过转换元件中转换器颗粒的浓度、形状或构造来调节。
5、最后，根据提出的原理，安装元件设计用于将在第一和第二激光器运行期间产生的热量消散并且同时与转换元件基本上热解耦。这一方面可以通过安装元件的合适尺寸来实现，而且还可以通过激光器与转换元件的上述间隔来实现。通过热解耦，可以提高转换元件上的光功率，而其转换效率不会受到来自激光器的废热的显著影响。
6、另一方面涉及对称性，因为转换元件的均匀照明减少了温度梯度并因此增加了使用寿命。此外，混合光在整个辐射空间上分布更加均匀。为此目的，在一些方面，照明设备具有第三激光器和第四激光器，它们彼此相对地布置并且与转换元件间隔开地布置，使得激光器可选地沿着或者在虚拟的矩形的侧边上围绕转换元件布置。
7、在一个方面中，第一和/或第二激光器包括至少一个hcsel(水平腔面发射激光器)或vcsel(垂直腔面发射激光器)。同样，第三激光器和第四激光器可以具有作为表面发射激光器的hcsel或vcsel。此类激光器的特点是一方面设计紧凑并且还提供非常高的发光度和少的废热。这意味着通过混合光可以实现非常高水平的照明。在一个方面，hcsel或vcsel的表面发射区域平行于转换元件的表面区域。因此，泵浦光基本上垂直于表面辐射并由反射元件引导到转换元件的表面区域上。
8、在其他方面中，至少一个hcsel或vcsel分别包括集成在表面发射区域中的光成形光学件，从而实现泵浦光以相对于垂直方向倾斜的角度、特别是在朝转换元件的方向上的辐射。这意味着在某些方面可以在转换元件的表面区域上实现更陡峭的入射角。还在其他方面中，至少一个hcsel或vcsel具有布置在相应表面发射区域上的至少一个光成形光学件，从而实现泵浦光以相对于垂直方向倾斜的角度、特别是在朝转换元件的方向上的辐射。在这一点上应该提出，这里阐述的光学件形成激光器、特别是hcsel或vcsel的一部分。
9、在一些方面中，如所提及的，激光器由一个或多个hcsel形成。这包括激光谐振器，该激光谐振器基本上垂直于转换元件的相邻于激光器的侧面。hcsel的表面发射区域(也称为输出区域)与转换元件相邻。在一些方面中，激光谐振器的高反射区域背向转换元件。
10、在其他方面中，基本上垂直于转换元件的相邻于激光器的侧面放置的激光谐振器具有背离转换元件的输出区域。在一些方面，激光器的至少一个hcsel的激光谐振器至少部分地在转换元件之下延伸，其中激光器的表面发射区域相邻于转换元件。
11、在一些方面中，表面发射激光器(特别是hcsel)的表面发射区域包括沟槽中的尤其具有40°至50°的角度的蚀刻棱面。
12、另一个要点涉及壳体和反射元件。壳体可以至少部分地填充有透明材料。在本文中，反射元件可以布置在壳体上或者集成到壳体的材料中。
13、在另一方面中，反射元件的反射表面平行于转换元件的表面区域地定向。在此，上述光学件存在于激光器中，使得光以不等于90°的角度射在反射器表面上。在一些方面中，反射元件设计为环，其内部的凹部形成光出射区域。这还可以给从外部观看壳体的用户带来更一致的印象。环还可以容易地对齐并集成到壳体的透明材料中或放置在壳体的透明材料上。
14、在另一方面中，反射元件设计为截锥体。结果是，反射元件的反射表面通常相对于转换元件的表面区域倾斜。在一些实施例中，这可以改善反射，使得光以更陡峭或更平坦的角度射到转换元件的表面区域。
15、在一些示例中，表面由金属、特别是银或铝涂覆或制成。在很简单的情况下，反射元件还能简单地是沉积在壳体上或集成到壳体中的金属薄层。
16、为了进一步对光进行成形，一些方面还提供了特殊的光输出结构。这可以包括光导光学件或光成形光学件，但其也可以简单地用于更好地从壳体材料中提取光。光学件或光输出结构可以集成在光出射区域中或者布置在其上。后者根据所需的应用提供一定的灵活性。
17、另一方面涉及照明设备的壳体内的光的引导或成形。一方面，转换元件具有包围转换元件的表面区域的元件，该元件在表面区域上在光出射区域的方向上延伸。包围的元件可以将散射光重定向或反射到光出射区域上。在一些方面中，其由tio2或另外的白色或反光材料制成。另一方面，包围的元件也可以由金属形成，其在这种情况下也可以发生与壳体或安装元件的热耦合。这进一步减少了可能的热应力并实现良好的散热。
18、为了减少可能的散射光，在一些方面提出将包围的元件提供为具有凹部的环。凹部位于泵浦光穿过包围的元件的位置。在另一方面，包围的元件具有反射表面。替代地或附加地，该元件还可以是倾斜的，使得邻接表面区域的表面形成反射壁，该反射壁将转换元件发射的光反射到光出射区域上。在一些方面中，还可以将转换元件的向内指向的外侧设计为反射的。这意味着泵浦光或转换光被反射回来。在本文中，有利的是至少为转换元件的底部、即安装元件上的接触表面提供反射层。
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1.一种照明设备，具有：
2.根据权利要求1所述的照明设备，还包括第三激光器和第四激光器，所述第三激光器和所述第四激光器彼此相对地布置并且与所述转换元件(12)间隔开地布置，使得激光器可选地沿着或在虚拟的矩形的侧边上围绕所述转换元件布置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述第一激光器和/或所述第二激光器具有至少一个水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器的表面发射区域平行于所述转换元件的所述表面区域(13)。
5.根据权利要求3所述的照明设备，其中，至少一个所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器在相应的表面发射区域中以集成方式具有光成形光学件，从而实现泵浦光以相对于垂直方向倾斜的角度、特别是在朝所述转换元件的方向上的辐射。
6.根据权利要求3所述的照明设备，其中，至少一个所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器具有至少一个光成形光学件，所述光成形光学件布置在相应的表面发射区域上，从而实现所述泵浦光以相对于垂直方向
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，激光器(10a、10b、10c、10d)平行于所述转换元件(12)地布置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，激光器具有激光谐振器(131)，所述激光谐振器基本垂直于所述转换元件的相邻于激光器的侧面，其中，激光器的表面发射区域相邻于所述转换元件。
9.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述激光谐振器(131)的高反射区域背向所述转换元件。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备，其中，激光器(10a、10b、10c、10d)具有在所述转换元件之下延伸的激光谐振器(131)，其中，激光器的表面发射区域相邻于所述转换元件。
11.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述表面发射区域由尤其具有25°至65°、特别是40°至50°的角度的蚀刻棱面形成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述壳体至少部分地填充有透明材料(19')。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述反射元件(20)的反射表面平行于所述转换元件的表面区域(13)地定向。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述反射元件(20)设计为环，所述环的内部的凹部形成所述光出射区域(16)。
15.根据权利要求13所述的照明设备，其中，所述反射元件设计为截锥体；和/或所述反射元件(20)的反射表面相对于所述转换元件(12)的表面区域(13)倾斜。
16.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述反射元件的至少一个表面具有金属、特别是银或铝。
17.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，还包括布置在所述光出射区域(16)之中或之上的输出结构(16a，16b)、特别是光导光学件或光成形光学件。
18.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述反射元件布置在所述壳体上。
19.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，还包括围绕所述转换元件(12)的表面区域(13)的元件(40)，该元件在所述表面区域(13)之上在朝所述光出射区域(16)的方向上延伸。
20.根据权利要求18所述的照明设备，其中，围绕所述转换元件(12)的表面区域(13)的元件(40)配备有用于激光器的泵浦激光的凹部。
21.根据权利要求18或19中任一项所述的照明设备，其中，围绕的元件(40)具有反射表面和/或与所述表面区域连接的倾斜表面。
22.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述转换元件的向内指向的外侧设计为反射的。
23.根据权利要求21或22中任一项所述的照明设备，其中，围绕的元件和/或向内指向的外侧由TiO2形成。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种照明设备，具有：
2.根据权利要求1所述的照明设备，还包括第三激光器和第四激光器，所述第三激光器和所述第四激光器彼此相对地布置并且与所述转换元件(12)间隔开地布置，使得激光器可选地沿着或在虚拟的矩形的侧边上围绕所述转换元件布置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述第一激光器和/或所述第二激光器具有至少一个水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器的表面发射区域平行于所述转换元件的所述表面区域(13)。
5.根据权利要求3所述的照明设备，其中，至少一个所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器在相应的表面发射区域中以集成方式具有光成形光学件，从而实现泵浦光以相对于垂直方向倾斜的角度、特别是在朝所述转换元件的方向上的辐射。
6.根据权利要求3所述的照明设备，其中，至少一个所述水平腔面发射激光器或垂直腔面发射激光器具有至少一个光成形光学件，所述光成形光学件布置在相应的表面发射区域上，从而实现所述泵浦光以相对于垂直方向倾斜的角度、特别是在朝所述转换元件的方向上的辐射。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，激光器(10a、10b、10c、10d)平行于所述转换元件(12)地布置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，激光器具有激光谐振器(131)，所述激光谐振器基本垂直于所述转换元件的相邻于激光器的侧面，其中，激光器的表面发射区域相邻于所述转换元件。
9.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述激光谐振器(131)的高反射区域背向所述转换元件。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备，其中，激光器(10a、10b、10c、10d)具有在所述转换元件之下延伸的激光谐振器(131)，其中，激光器的表面发射区域相邻于所述转换元件。
11.根据权利要求8所述的照明设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡贝特·哈尔布里特，布鲁诺·延奇，
申请(专利权)人：艾迈斯欧司朗国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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