一种能够转换来自于光源的光的光学发射体。光学发射体包括第一锥形反射器，其限定用于接收光源的孔口；与第一锥形反射器相对的第二锥形反射器，其用于校准通过光源发射的光；以及立体面光转换元件，其在第一反射器的至少一部分与第二反射器的至少一部分之间延伸。光学发射体还可包括邻近第二锥形反射器的顶点的凸镜和邻近第一锥形反射器的椭圆形元件。光转换元件可包括分散在树脂中的磷光体，磷光体用以将光从第一波长转换成更长的第二波长的光，其中转换光从光转换元件发射。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光源和光源的制造。具体而言，本专利技术涉及光源和"光引擎"，"光引擎"用于特定的光任务，例如包括闪光灯、机动车辆的灯、街道和公共区域以及工业区域的照明和医学照明。
技术介绍
随着用于在照明工业中使用的发光二极管(LED)的发展，对于个人和整个社会而言，节能的机会继续很重要。然而，阻碍实现节能的主要障碍是安装成本或制造成本。具体而言，极大地改进白色LED的发光效能的许多改进的新技术伴随着制造工艺中的缺点。在普通白光LED的制造中，通常将磷光粉混合物与密封剂相混合，且作为一层沉积到发射结的表面上。许多发射结是窄波长带的蓝色或近紫外(UV) 二极管，其中半峰全宽 (FffHM)仅为40nm。产生磷光体混合物来吸收蓝色波长或UV波长，且再发射宽带的绿色至红色的波长。蓝色吸收与二级绿色至红色的发射的比例确定发射白光的色温。这是简单的工艺，且因此，用以增加发光度输出的任何改进都会增加该工艺的复杂性，这会增加制造成本。困扰以上途径的故障包括磷光体由于其邻近发射结而热分解。发射结在相对于环境背景(25°C )相对较高的温度(> 70°C )下运行。密封剂在较高温度的情况下分解，通常导致发射器低效和蓝色波长区或可见光波长区中的变色。此外，密封剂用作发射结的顶部上的隔热层，导致进一步的效率损失。磷光体层与发射结的紧邻也造成附加的白色发光度的损失，因为根据定义的有效发射体(热动力黑体)也必须是有效吸收体，因而发射体附近生成的白光损失能量。以上途径存在另一个限制相对较小的发射区域。这造成发光度的增加，但在较小的锥角内传播光输出，因而造成很高的亮度。此种亮度水平可对人的视觉系统造成危害，且可促进偏头痛、癫痫发作和人眼的暂时失明。以上途径的又一限制在于其不是可直接地调节的。通过增加更多的发射结和较厚的磷光体层来增加发光度这不是容易的任务。此种努力将以非线性方式增大热负载，同时增加来自于磷光体密封剂的更大的"覆盖"效果。
技术实现思路
通过本专利技术来克服上述问题,本专利技术包括立体面光发射体(volumetric lightemitter)，立体面光发射体可独立于发射结制造。立体面光发射体包括第一锥形反射器，其包括用于光源或发射结的孔口 ；与第一锥形反射器相对的第二锥形反射器，其用于校准通过光源发射的光；以及，立体面光转换元件，其在第一反射器的至少一部分与第二反射器的至少一部分之间延伸。在本专利技术的一个方面中，光转换元件包括磷光体颗粒，磷光体颗粒分散在树脂中用以将通过光源发射的光从第一波长转换成第二波长，第二波长比第一波长更长。如公开的那样，光转换元件大致为固体的，且包括环形外表面，其中经由环形外表面以大体上环面图案来发射光。此外，光转换元件优选为包括与第一锥形反射器和第二锥形反射器同轴的圆柱形部分或截头圆锥形部分。在本专利技术的另一方面中，第一锥形反射器为椭圆形，而第二锥形反射器为抛物线形。立体面光发射体包括邻近第二锥形反射器的顶点的负镜(negative mirror)。此外,立体面光发射体包括邻近第一锥形反射器的椭圆形元件，其中第一锥形反射器和椭圆形元件限定用于光源的共同延伸的孔口。立体面光发射体可光学地连结到一个或多个发射结上来作为最后步骤，因而产生了任何位置都可使用光丝或光弧的简单的立体面光引擎。本专利技术用作LED结制造商与发光设备制造商之间的桥接技术，本专利技术将照明要求传递给最终使用者。这允许了用多种LED结和热沉装置来执行的普通设计。本专利技术的另一个利益在于将三个特定的光学任务整体结合成一个简单的且可制造的形式。三个光学任务为1)来自于发射结的光的聚集和放置；2)改进泵浦光的使用和容纳；以及3)白光的下转换和发射。这种整体结合开发了用于发 光设备的新设计，且拥有使具有LED源的旧结构改造简便的利益。通过参看附图和当前实施例的描述将更完整地理解和认识本专利技术的这些和其它优点以及特征。附图说明图I为本专利技术的第一实施例的透视图。图2为图I中的立体面光发射体的截面视图。图3为图I中的立体面光发射体的变型的截面视图的光线轨迹。图4为图I中的立体面光发射体的变型的截面视图的光线轨迹。图5为图I中的立体面光发射体的截面视图的光线轨迹。图6为图I中的立体面光发射体的截面视图的光线轨迹，示出冲击凸镜的光线轨迹。图7为图I中的立体面光发射体的光线轨迹，示出了冲击光转换元件的环形外表面的光线轨迹。图8为图I中的立体面光发射体的变型的截面视图的光线轨迹。图9为本专利技术的第二实施例的截面视图的光线轨迹。图10为本专利技术的第三实施例的截面视图的光线轨迹。图11为本专利技术的第四实施例的截面视图的光线轨迹。图12为示出根据本专利技术的一个实施例的约束折叠路径腔内的磷光体光转换元件的输出光谱分布的图表。具体实施例方式常规LED研究的主要焦点在于最大限度地增大发光度同时减少能量消耗，S卩，发光效能。即使这看起来是达到成功的最佳途径，但这伴随着发光度的增益，这对于基于白色LED的发光设备将需要的在其下批量生产环境是不实际的。更明智的途径是考虑产生白色发光度的成本。这些成本将分摊至操作成本和实施成本。对于我们业界，操作成本的较大节省将驱动该技术的发展。然而，实施成本将变成向前进展的最大障碍。本专利技术解决了这种成本障碍一实施成本障碍。这是我们作为业界努力解决的问题；最大限度增大白色发光度同时减少达到最终使用的发光设备中所涉及的制造步骤的数目。如本文所述，本专利技术可在单个模制构件中执行三个相异的光学功能。第一光学任务在于聚集来自于LED结源的光且将光转换成更有用的形式。第二光学任务在于产生深蓝光(DBL)的强度的增益函数，同时约束DBL损失。第三光学任务在于产生用于良好下转换效率的光学环境。如下文所述，三个光学功能导致七个参数的改进，这导致发光度来产生高性能，且这提供了简单的可制造的设计。由于其单件布局，故本专利技术还使其自身是成本效益合算的制造。随着着眼于以上光学任务，本专利技术提供了一种立体面光发射体，其将DBL约束到光转换室中，以便从而控制损失和最大限度地增大通过磷光生成白光的概率。这部分地通过利来自于激光物理的构想实现共振腔。共振腔的目的在于限制DBL，使得DBL中的损失仅来自于共振器结构内的磷光体的激励。申请人承认操作激光共振腔的要求(高Q状态、腔长度=NX波长，光谱线宽为Inm等)不可通过LED源实现。用语'共振腔'和'共振结构'用作产生可见基准的描述词来描述本专利技术。该共振结构或约束折叠路径腔(CFPC)拥有在相对端处的反射器。CFPC的一个目的在于导致DBL重复超过其传播路径一定次数，同时减少允许DBL散逸的离开路径的数目。当前的重复传播在4次至40次之间变化，这取 决于选择的共振模型，而不是针对激光共振腔所需的上千次或上百万次。这将增大DBL的强度，同时保持DBL容纳在已知的体积内。共振结构的一个实施例为图I至图8中所示的半共焦腔结构，但本专利技术可使用其它形式的多通折叠结构。除了将DBL约束在共振腔中之外，立体面光发射体以环面图案或球形图案来辐射下转换的白光(DCWL)。这通过使用混合到树脂材料中的远程磷光体实现，这在CFPC的共振结构中形成了三维或立体面光转换元件，因而产生了立体面白光辐射体。在本实施例中，磷光体，如Intematix的EY4453,预先混合到丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·W·小布伦特，P·L·布尔盖，
申请(专利权)人：光通量公司，
类型：
国别省市：
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