[发明专利]具有荧光元件的照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明设备，其包括用于将激励光转换为转换的光的荧光元件。

背景技术

对于采用导光器的许多照明应用，特别是对于内窥镜检查术、显微检查术和医疗头灯的照明应用，具有高显色指数（CRI）和光通输出以及高亮度的光源是必需的。传统上，已使用嵌入反光镜中的具有几百瓦输入功率的氙短弧放电灯（例如，欧司朗的XBO）。由于相对较高的输入功率、有限的寿命、发光特性不断变化、以及对照明目标的不利的热冲击，因此对替代的、更节能的光源的需求已经不断增长。对于一般的照明应用，例如发光二级管（LED）的固态光源越来越受欢迎。然而，白色LED仍然不能提供特别的照明应用所需的高光通输出和亮度。

US7,494,228B2公开了一种用于对来自不同LED或激发荧光物质的不同光色进行混合的光生成系统。图7示出了包括蓝色或紫外线LED的阵列的系统，蓝色或紫外线LED通过分色镜（dichroic mirror）82激发绿色荧光物质74。所转换的绿色光由分色镜反射到混合管道90中。此外，由蓝色LED阵列92发射的蓝光和由红色LED阵列98发射的红光由相应的分色镜96、102反射到混合管道90中。相应地，绿光、蓝光和红光在混合管道90中混合并且引导至混合管道90的输出端104。输出端开口匹配至导光器52。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于至少一个固态光源适合用于需要高亮度白光的照明应用的照明设备。

本发明的方面还在于提供一种适合用于技术和医疗的导光器应用的固态照明设备。

本发明的目的通过一种照明设备实现，其包括：用于发射激励光的激励光源；荧光元件，其包括用于将激励光至少部分地转换为黄光的荧光物质；用于发射蓝光的固态光源；光学系统，其用于将激励光引导至荧光元件上并且对蓝光和所转换的黄光进行引导和混合。

优选实施方式的附加特征在从属权利要求中限定。

根据本发明，由荧光物质层在受到激励光激励时发射的转换的黄光与由至少一个固态光源发射的蓝光混合从而形成白光，该至少一个固态光源例如为激光二极管或诸如蓝色高功率多芯片LED之类的发光二极管（LED）。

在本发明的背景下，术语“荧光物质”指任何的波长转换物质，例如荧光性材料或磷光性材料。此外，荧光物质还可包括多于一种荧光物质成分，即，荧光物质可为具有两种或更多种荧光物质成分的混合物。

为了获得尽可能高的光通输出，激励光源可包括至少一个激光光源、优选地为激光二极管、激光二极管堆或激光二极管阵列。在多个激光光源的情形中，每个激光光源均可发射具有相同的特定中心波长（例如，450nm、445nm或405nm）的激光，即，所有的激光光源为相同类型。替代性地，激励光可包括具有不同中心波长的激光的混合物，即，可采用不同类型的多个激光光源。

依据所使用的荧光物质的类型，激励光可为要转换为黄光即具有更长波长（“向下转换”）的光的蓝光或紫光或甚至是紫外光。根据优选实施方式，激光二极管阵列发射具有大约450nm波长的激励光（蓝光）。蓝色激光通过适当的荧光物质例如YAG:Ce或(Y_0.96Ce_0.04)₃Al_3.75Ga_1.25O₁₂至少部分地转换波长至具有近似570nm峰值的宽光谱分布的黄光。可使用发射黄光的任何其他适当的荧光物质，或者甚至可使用作为整体发射黄光的具有两种或更多种荧光物质成分的混合物。转换波长的黄光与例如具有近似为470nm的波长的蓝色LED光混合，从而产生白光。

从照明设备发出的混合光的特别是CRI的发光特性可通过将红光和/或绿光叠加至黄光和蓝光而进一步提高。出于此目的，照明设备还可包括发射红光的和/或发射绿光的LED和/或辅助荧光元件，其包括发射红光的荧光物质例如(Sr，Ba，Ca)₂Si₅N₈或CaAlSiN₃:Eu，和/或发射绿光荧光物质例如(Ba_0.40Eu_0.60Mn_0.30)MgAl₁₀O₁₇。辅助的发射红光和/或发射绿光荧光物质可与发黄光荧光物质混合以发射转换的混合光，转换的混合光包括黄光和红光和/或绿光。最终，转换的混合光与由至少一个固态光源发射的蓝光混合，从而产生具有提高的CRI的混合白光。