[发明专利]具有荧光材料元件的照明单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有设计用于将泵浦光转换为转换光的荧光材料元件的照明单元。

背景技术

与传统的白炽灯相比，目前研发的光源的出色之处例如在于其能量效率有所提高，然而，与作为热辐射器而能够在较宽的光谱范围内进行光发射的白炽灯相比，由这些光源发射的光通常局限在较窄的光谱范围内。如果例如将发光二极管(LED，Light Emitting Diode)设计为光源，那么为了改变光的光谱特性，通常将荧光材料直接涂在LED上。也就是说，LED半导体部件例如发射蓝色泵浦光，并且荧光材料至少部分地吸收该蓝色泵浦光并且发射经过转换的、波长较长的光(转换光)。荧光材料颗粒也例如能够嵌入安置在LED半导体部件上的硅胶基体中，在运行时，泵浦光从硅胶基体中穿射而过。

发明内容

本发明以该技术性问题为基础，说明一种与现有技术相比更为有利的照明单元。

根据本发明，该难题通过一种照明单元解决，该照明单元具有荧光材料元件，该荧光材料元件设计用于在辐射面处发出转换光；并具有至少两个设计用于发射泵浦光的泵浦光源；其中，该照明单元设计为使得由第一泵浦光源发射的初级泵浦光照射区别于辐射面的、优选与辐射面相对的入射面处的荧光材料元件并且由第二泵浦光源发射的次级泵浦光照射辐射面处或辐射面上的荧光材料元件。

根据本发明，荧光材料元件由此不仅被初级光从后面照射，即透射式地运行，而且也附加地被次级泵浦光从其它的面、特别是“从前面”、即例如反射地照射。次级泵浦光照射在发出经过转换的光的辐射面上。

也就是说，通常在荧光材料透射式运行的情况下仅设计用于发射转换光的辐射面也被用于输入耦合(Einkopplung)附加的泵浦光，这会提高经过输入耦合的泵浦光量、即例如光通量，或者表述地更具有普遍性，这会提高输入耦合的照射功率。与此相应地，经过转换的泵浦光量也会更大，也就是说，对于转换光来说，也会实现光通量的提高或者说实现照射功率的提高。与构造相同的、但仅利用一个泵浦光源透射式运行的荧光材料元件相比，从中能够有利地实现更高的光密度(每增加一个平面部件和每增加一度投影立体角，都会输出更多的光通量或者说照射功率)。由于通常仅被用于发射转换光的辐射面是利用泵浦光来照射的，因此也能够例如利用结构紧凑的荧光材料元件实现照射功率的提高，有利的是，这能够有助于降低其空间需求。

这种具有较高的光密度的照明单元能够应用在不同的领域中，例如应用在内窥镜检查中以及投影设备中，但也可以应用在室内照明中以及普遍意义上的工业和/或医学照明应用中。

荧光材料元件可以例如是荧光材料-嵌入式-基体、例如已在开头提及的硅酮或陶瓷，荧光材料颗粒嵌入其中。然而优选的是，荧光材料本身也被作为涂层而涂覆在基底上，例如(直接)涂覆在LED半导体部件上。一般来说，可以将例如A_xB_yC_zAl₅O₁₂(其中A、B、C来自Y、Al、Lu、Ga等元素)形式的石榴石荧光材料、例如添加了铈的钇铝石榴石(YAG)、正硅酸盐(Orthosilikat)或纯氮化物-荧光材料设为荧光材料；然而，“荧光材料”这一概念也包括多种这些荧光材料类型的、即纯荧光材料的混合物。

“辐射面”的存在并不一定意味着，经过转换的光仅从该面上射出；然而存在这种可能性，例如在侧面相应地镜面化和入射面二向分色(dichroitisch)镜面化的情况下即存在这种可能。即使在假定荧光材料元件能够输出各向同性的转换光的情况下，当仅在一个面上截取转换光以作他用时，也不可能存在在整个荧光材料元件上延伸的辐射面。也就是说，“辐射面”指的是荧光材料元件的主要输出随后作为有用光进一步供使用的转换光的那一平面。

当然，次级泵浦光也不一定要照射整个辐射面，它可以只照射其中的部分区域，所照射的面积按优选程度从低到高依次为辐射面的至少5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％。

例如设计为荧光材料元件的外界面的辐射面不是一定要平面地和/或持续地延伸，而是也可以例如在荧光材料元件被设计为半球体的情况下例如设计为拱形，和/或例如在荧光材料元件设计为金字塔形或圆锥形时具有边缘以及顶部；此外还能够设有子结构，例如具有例如菲涅耳透镜式的表面层级的微结构。