[发明专利]荧光材料轮和具有该荧光材料轮和泵浦光源的照明装置有效

专利信息
申请号: 201410168054.9 申请日: 2014-04-24
公开(公告)号: CN104141924B 公开(公告)日: 2017-11-14
发明(设计)人: 乌尔里希·哈特维格;马丁·丹尼尔斯 申请(专利权)人: 欧司朗有限公司
主分类号: F21V9/10 分类号: F21V9/10;F21K2/00;G03B21/20
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司11240 代理人: 余刚,李慧
地址: 德国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 荧光 材料 具有 光源 照明 装置
【说明书】:

技术领域

发明基于一种照明装置,其具有泵浦光源和用于将泵浦光的至少一部分转换成转换光的荧光材料轮。

这种照明装置尤其能够用作为投影器中产生光的单元,这种投影器例如用于视频投影或数据投影。

背景技术

从现有技术、例如参考文献US2010/0245777A1中已知用于投影应用的照明装置,所述照明装置具有带有一种或多种荧光材料的荧光材料轮。所述照明装置在此包括泵浦光源,所述泵浦光源激发荧光材料以发射波长不同于泵浦光波长的光(借助于荧光材料进行泵浦光的波长转换)。通常,荧光材料在荧光材料轮的旋转方向上彼此紧随地布置,使得时间上连续地产生由相应的荧光材料所发射的光(转换光)并且输送给投影系统。

优选地使用激光器、例如激光二极管作为泵浦光源。在该情况下,该技术也根据名称LARP(“Laser Activated RemotePhosphor”激光激发远程磷光)所已知。

荧光材料的转换效率(=相对于泵浦光辐射功率的转换光辐射功率)与荧光材料的温度相关进而与泵浦光在荧光材料上的强度相关。荧光材料的转换效率随着温度和强度上升而下降。因为荧光材料的温度分布与泵浦光在该荧光材料上的强度分布相关,所以原则上存在荧光材料的转换效率与泵浦光在荧光材料上的强度分布的至少一种间接相关性。将荧光材料的转换效率随泵浦强度或荧光材料温度上升而下降的情况称作淬灭(Quenching)。

例如在LARP投影应用中荧光材料上的光分布通常是在荧光材料的转换效率和光学装置的几何效率之间的协调,所述光学装置收集荧光材料的转换光并且为了应用而传播,其在下面也称作收集光学装置。泵浦光强度越低,荧光材料效率就越高。在另一方面,当通过孔径越来越多地切去由收集光学装置产生的泵浦光面图像时,随着荧光材料上的用泵浦光照射的面积(泵浦光面积)扩大,收集光学装置的效率下降。因此,泵浦光面的大小是一种协调,以便使总效率(这是荧光材料转换效率和收集光学装置的效率的乘积)最大化。

不同的荧光材料均具有不同的淬灭特性。由此对于荧光材料上的泵浦光分布存在不同的要求,以便使总效率最大化。如果荧光材料位于平坦的荧光材料轮上,那么对于非时间变化的泵浦光源而言,至今以相同的泵浦光分布照射全部的荧光材料。在此,由于荧光材料转换效率和荧光材料轮上的每种荧光材料的几何效率的乘积不同,因此会造成系统总效率损失。

发明内容

本发明的目的在于,至少部分地克服现有技术的缺点并且尤其是提出一种用于照明装置的、尤其是用于投影应用的照明装置的荧光材料轮,所述荧光材料轮也适合用于更高的泵浦功率,尤其是也在应用具有在泵浦光率密度过高时降低的转换效率的荧光材料的情况下适合于更高的泵浦功率。

所述目的通过根据独立权利要求的特征来实现。优选的实施形式尤其能够由从属权利要求中得出。

所述目的通过照明装置的用于将泵浦光转换成转换光的荧光材料轮来实现,所述荧光材料轮设计用于围绕旋转轴线旋转,所述荧光材料轮具有承载基底和至少两个设置在其上的荧光材料区域,其中第一荧光材料区域包括具有第一荧光材料的第一荧光材料层以用于发射第一光色的转换光,第二荧光材料区域包括具有第二荧光材料的第二荧光材料层以用于发射第二光色的转换光,第一荧光材料层的设置用于利用泵浦光进行照明的前侧的表面这样平坦地设计,即,使得表面限定假设的第一平面,第二荧光材料层的设置用于利用泵浦光进行照明的前侧的表面这样平坦地设计,即,使得表面限定假设的第二平面,并且其中第一平面和第二平面彼此相对地平行移动了间距D。

本发明的基本思想在于:在具有不同的转换效率相关性的、尤其具有不同的泵浦光功率相关的转换效率的荧光材料上设有不同的泵浦光分布。为此,将荧光材料轮这样设计,即,使得将不同的荧光材料层的至少前侧(即朝向所出现的泵浦光射束的)表面相对于所出现的泵浦光射束布置在不同的平面中。因此,荧光材料层的前侧表面仿佛形成一种形貌(Relief)。荧光材料的后侧表面整体上能够设计为平坦的或者也形貌状的,其中在后一种情况下,相应的荧光材料层的厚度也会是不同的。

能够这样进行光学设计,即,使得泵浦激光焦点位于荧光材料的前侧表面之前、之中或之后。在后一种情况下,(假设的)泵浦激光焦点尤其也能够位于荧光材料层内。

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