發(fā)光設備的制造方法
【專利摘要】發(fā)光設備(1)包括：多個第一光源(21、22、23、24、25、26、27、28)，多個第一光源適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的第一光(13)；以及第一光導(3)，第一光導(3)包括第一光輸入表面(31)，第一光導適于在第一光輸入表面處接收具有第一光譜分布的第一光、將具有第一光譜分布的第一光的至少一部分轉換為具有第二光譜分布的第二光(14)、并且將第二光引導到第一光輸入表面，發(fā)光設備進一步包括：一個第一光耦出元件(9、91、92)，用于將光耦合到第一光輸入表面之外，第一光耦出元件被設置在第一光輸入表面中或者第一光輸入表面上，在第一光輸入表面在其中延伸的平面上的預選擇位置處。
【專利說明】
發(fā)光設備
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及具有光導和多個光源的發(fā)光設備。本發(fā)明進一步設及包括運種發(fā)光設 備的燈、燈具、或者照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 高強度光源W及特別地白色高強度光源，是包括聚光燈、舞臺照明、汽車照明W及 數(shù)字光投影在內的各種應用所關注的。針對運種用途，可能利用所謂的光集中器，其中短波 長光在高度透明發(fā)光材料中被轉換到更長波長。運種透明發(fā)光材料被Lm)照射W在該發(fā)光 材料內產(chǎn)生更長的波長。將在發(fā)光材料中被導波的轉換光從表面被提取，從而產(chǎn)生強度增 益并且從而產(chǎn)生亮度增益。
[0003] 文檔WO 2012/056382 Al在一個實施例中描述了用于運種用途的并且包括波導、 一個光源W及多個光禪出（OUtcoupling)裝置的照明設備。波導可W被提供有被設置在波 導上或者波導中的發(fā)光材料，并且可W因此被配置為將來自光源的光轉換為發(fā)光材料發(fā) 射。
[0004] 光輸出則可W通過禪合進更多的光、通過使得光導更長W及增加用于照射發(fā)光集 中器的Lm)的數(shù)目而被增加。然而，由于發(fā)光材料中的自吸收W及由Lm)產(chǎn)生的增加的光禪 出，光導越大(且特別地，越長），將損失越多的光，運轉而導致光導所發(fā)射的光的強度增益 的減少并且因此導致發(fā)光設備所發(fā)射的光的強度增益的減少。因此，發(fā)光設備的可擴展性 被從根本上降低。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服運一問題，并且提供如下發(fā)光設備，使用該發(fā)光設備，發(fā)光設 備中的在不同方向上傳播的光可W被組合，W便獲得改善的可擴展性，并且使用該發(fā)光設 備，可W獲得高強度輸出并且光損失可W被降低或者甚至被消除，對于包括相對大和/或長 的光導的發(fā)光設備也是如此。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，運一目的和其它目的借助于如下發(fā)光設備實現(xiàn)，該發(fā)光 設備包括:多個第一光源，該多個第一光源適于在操作中發(fā)射具有第一光譜分布的第一光； W及第一光導，該第一光導包括第一光輸入表面，第一光導適于在第一光輸入表面處接收 具有第一光譜分布的第一光，將具有第一光譜分布的第一光的至少一部分轉換為具有第二 光譜分布的第二光，并且將第二光引導到第一光輸入表面，該發(fā)光設備進一步包括:第一光 禪出元件，該第一光禪出元件用于將光禪合到第一光輸入表面之外，第一光禪出元件被設 置在第一光輸入表面中或者其上，在第一光輸入表面在其中延伸的平面上的預選擇的位置 處。
[0007] 通過提供多個第一光源，光輸出的強度，并且因此光輸出的亮度可W得到相當大 的改善。
[000引通過提供用于將光禪合到第一光輸入表面之外的第一光禪出元件，并且特別地， 通過將第一光禪出元件設置在第一光輸入表面中或者其上，在第一光輸入表面在其中延伸 的平面上的預選擇的位置處，在光導中在不同方向上傳播的光(特別地來源于多個光源中 的每個光源的光)可W被組合，因為被禪合到光導之外的所有或者大部分光經(jīng)由光禪出元 件被禪合出來。此外，光從光導禪出的確切位置可W在給定應用中根據(jù)要求W運一方式選 擇，例如諸如在期望的方向上將光禪合出來和/或提供被禪合到發(fā)光設備之外的光的期望 的光斑尺寸。從而提供了具有明顯改善的可擴展性的發(fā)光設備。
[0009] 通過提供適于將禪入的光的至少一部分轉換為具有不同的光譜分布的轉換光的 光導，提供了如下光導，使用該光導，特別大量的轉換光將保留在光導中并且可W從表面之 一被提取，運轉而導致了特別高的強度增益。運還有助于改善發(fā)光設備的可擴展性。
[0010] 通過在與光從光源禪進的表面相同的表面處或者表面上提供光禪出元件，獲得了 特別緊湊的發(fā)光設備。
[0011] 在實施例中，第一光禪出元件被設置在第一光輸入表面中或者第一光輸入表面 上，在第一光輸入表面在其中延伸的平面的中屯、處。
[0012] 在實施例中，第一光輸入表面包括周向邊緣，并且第一光禪出元件被設置在第一 光輸入表面上的位置處，該位置處于垂直于周向邊緣的任何距離都盡可能最大的位置，垂 直于周向邊緣的所有距離都被給予相等的權重。
[0013] 通過兩個上述實施例中的任何一個，提供具有特別簡單的結構和特別高的可擴展 性的發(fā)光設備。
[0014] 在實施例中，第一光導進一步適于在第二表面處接收具有第一光譜分布的第一 光，該第二表面平行于第一光輸入表面延伸并且被設置為與第一光輸入表面相反。
[0015] W運一方式，更多的光可W被禪合到第一光導中，從而導致光輸出的強度進一步 增加。
[0016] 在實施例中，第一光禪出元件從如下組中選擇，該組包括:對第一光輸入表面的一 部分的粗糖化、衍射元件、折射元件、反射元件、散射元件、被提供在第一光輸入表面中的成 形凹部、被提供在第一光輸入表面上的成形突出、發(fā)光元件、像素化發(fā)光元件W及其組合。
[0017] 通過提供對第一光輸入表面的一部分的粗糖化、衍射元件、折射元件、反射元件、 散射元件、被提供在第一光輸入表面中的成形凹部W及被提供在第一光輸入表面上的成形 突出中的任何一種的形式的光禪出元件，提供了具有特別簡單的結構的發(fā)光設備，其中借 助于光禪出元件高效率地將光禪合到光出射表面之外。
[0018] 通過提供發(fā)光元件或者像素化發(fā)光元件形式的光禪出元件，提供了如下發(fā)光設 備，使用該發(fā)光設備，可W控制借助于光禪出元件禪合到光出射表面之外的光的顏色，特別 地，W便提供具有不止一種顏色或者由不止一種顏色組成的發(fā)光設備光輸出（諸如白色 光)。
[0019] 在實施例中，用于將光禪合到第一光輸入表面之外的第一光禪出元件包括具有不 同光學特性的至少兩個區(qū)域，該至少兩個區(qū)域被設置為在平行于第一光輸入表面的方向和 基本上垂直于第一光輸入表面的方向中的任一方向上鄰近彼此。
[0020] 因此，光輸出的特性可W通過提供具有不同光學特性(例如包括不同的波長轉換 材料)的兩個區(qū)域進一步調諧。
[0021] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括用于將光禪合到第二表面之外的第二光禪出元 件，第二光禪出元件被設置在第一光導的表面中或表面上，與第一光禪出元件相反，并且該 第二表面平行于第一光輸入表面延伸并且被設置為與第一光輸入表面相反，并且與第一光 禪出元件相反。
[0022] 通過上述實施例，提供了如下發(fā)光設備，使用該發(fā)光設備，光可W同時在不止一個 方向上被禪合出來。
[0023] 通過將第二光禪出元件設置在與第一光輸入表面平行且相反的表面上并且特別 地在與第一光禪出元件相反的位置，第二光禪出元件可W被用于將由第一光禪出元件反射 回到光導中的光禪出。運一設置在反射式第一光禪出元件的情形下是特別有利的。
[0024] 在實施例中，其它表面被提供有一個光禪出元件。例如，可W提供棒或者桿，其中 四個縱向表面被設置為如下表面，其中在每個表面上設置了光禪出元件。在其它實施例中， 四個光禪出結構被設置為在光導周圍延伸的一個連續(xù)的光禪出元件。在另一實施例中，光 導是圓柱體，其中連續(xù)的、圓形的光禪出元件包圍該圓柱體。
[0025] 在實施例中，第一光禪出元件的面積是第一光輸入表面的面積的二分之一W下、 是第一光輸入表面的面積的十分之一 W下、或者是第一光輸入表面的面積的一百分之一 W 下。
[0026] 通過減少第一光禪出元件的面積，光輸出的強度可W進一步增加，特別是在光僅 在第一光禪出元件處被禪合到光導之外時。
[0027] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括被設置在第一光導的一個或者多個其它表面中 的至少一個其它表面處或者其上的第一反射元件、被設置在平行于第一光輸入表面延伸并 且被設置為與第一光輸入表面相反的表面處的第二反射元件、W及被設置在第一光輸入表 面的一部分處的至少一個第=反射元件中的任何一個或者多個。
[0028] 向發(fā)光設備的光導提供定位在光導的其它表面(特別地，平行于期望的光出射表 面并且與其相反地延伸的其它表面)處的第一反射元件導致的是，入射在運一第一反射元 件上的光線將被反射回來通過光導到達光導的期望的光出射表面，光線可W在運里離開光 導。
[0029] 向發(fā)光設備的光導提供被設置在第一光輸入表面處的至少一個第=反射元件進 一步加強了 W上效應。
[0030] 因此，通過期望的光出射表面離開的光的光強度得到增加。
[0031 ]通過進一步提供定位在平行于第一光輸入表面延伸并且被設置為與第一光輸入 表面相反的表面處的第二反射元件，射中運一第二反射元件的光線朝著相反的表面被反射 回到光導中，第一禪出元件被設置在該表面處或者其上。因此，在第一光禪出元件處離開光 導的光的光強度可W進一步增加。
[0032] W運一方式，通過除光出射表面之外的光導表面損失的光的量被顯著減少。因此， 獲得了由發(fā)光設備發(fā)射的光的強度的顯著增加。而且，獲得了在第一光禪出元件處的更高 的表面強度，運轉而提供更高的光輸出，運在如投影儀(例如光閥投影儀）、聚光燈、車輛的 車頭燈等應用中是特別有利的。
[0033] 在實施例中，發(fā)光設備進一步包括:適于在操作中發(fā)射具有第=光譜分布的第= 光的多個第二光源，W及包括第二光輸入表面的第二光導，第二光導適于在第二光輸入表 面處接收具有第=光譜分布的第=光、將具有第=光譜分布的第=光的至少一部分轉換為 具有第四光譜分布的第四光、并且將第四光引導到第二光輸入表面，發(fā)光設備進一步包括 用于將光禪合到第二光輸入表面之外的一個第=光禪出元件，第=光禪出元件被設置在第 二光輸入表面中或者其上，在第二光輸入表面在其中延伸的平面上的預選擇的位置處。
[0034] 在實施例中，第=光禪出元件被設置在第二光輸入表面中或者其上，在第=光出 射表面在其中延伸的平面的中屯、處。
[0035] 在實施例中，第二光輸入表面包括周向邊緣，并且第=光禪出元件被設置在第二 光輸入表面上的點處，該點位于垂直于周向邊緣的任何一個距離都盡可能最大的地方，垂 直于周向邊緣的所有距離被給予相等的權重。
[0036] 在實施例中，第一光導和第二光導相對于彼此被W如下方式設置，使得第一光輸 入表面的平面和第二光輸入表面的平面背對彼此。運提供了在至少兩個方向上發(fā)光的發(fā)光 設備。
[0037] 在實施例中，第一光禪出元件和第=光禪出元件被提供為一個共同的光禪出元 件。在其它實施例中，共同的光禪出元件至少部分地圍繞第一和第二光導延伸。
[0038] 運些實施例提供發(fā)射具有甚至更高強度或者亮度的光并且具有甚至更加改善的 可擴展性的發(fā)光設備，特別地因為發(fā)射表面積可W簡單地通過向發(fā)光設備添加其它光導來 增加。此外，運些實施例提供其它參數(shù)，運些參數(shù)可用于獲得發(fā)光設備的不同幾何配置和/ 或由發(fā)光設備發(fā)射的光的光束的顏色、尺寸W及形狀的不同幾何配置。
[0039] 本發(fā)明還設及包括根據(jù)前述權利要求中的任一項的發(fā)光設備的燈、燈具、或者照 明系統(tǒng)，燈、燈具W及系統(tǒng)用于W下應用中的一個或者多個應用中：數(shù)字投影、汽車照明、舞 臺照明、商店照明、家庭照明、重點照明、聚光照明、劇場照明、光纖照明、顯示系統(tǒng)、警告照 明系統(tǒng)、醫(yī)療照明應用、裝飾照明應用。
[0040] 注意，本發(fā)明設及權利要求中記載的特征的所有可能組合。
【附圖說明】
[0041] 現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明的（多個)實施例的附圖，更詳細地描述本發(fā)明的運一方面 和其它方面。
[0042] 圖1示出了在出射表面處被提供有用于提供經(jīng)濾波光輸出的濾波器和用于將經(jīng)濾 波的光輸出與來自附加光源的光組合的二色性光學元件的光導的側視圖。
[0043] 圖2A和圖2B示出了被提供有被設置為鄰近光導的表面的散熱器元件的光導的兩 個不同的實施例。
[0044] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例的透視圖。
[0045] 圖4示出了沿著根據(jù)圖3的發(fā)光設備的線X-X的橫截面圖。
[0046] 圖5A至圖5G示出了其特征在于用于將光禪合到發(fā)光設備的光導之外的不同光禪 出元件的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的不同實施例的端部視圖。
[0047] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例的端部視圖。
[0048] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例的端部視圖。
[0049] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例的端部視圖。
[0050] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例的透視圖。
[0051] 圖10示出了沿著根據(jù)圖9的發(fā)光設備的線XVIII-XVIII的橫截面圖。
[0052] 如圖所示，層、元件W及區(qū)域的尺寸為了說明性目的而被夸大，并且因此被提供為 圖示本發(fā)明的實施例的一般結構。自始至終，相同的附圖標記指代相同的元件，使得例如根 據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備通常表示為1，而通過將〇1、〇2、03等添加到通用附圖標記來表示其不 同的具體實施例。對于示出了可W被添加到如下面進一步闡述的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的 實施例中的任何一個實施例的若干特征和元件的圖1至圖2B，一般已經(jīng)將"00"添加到除了 特定于運些圖之一的那些元件之外的所有元件。
【具體實施方式】
[0053] 現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的當前優(yōu) 選實施例。然而，本發(fā)明可WW很多不同形式體現(xiàn)并且不應該被解釋為限于本文中闡述的 實施例;更確切地說，運些實施例被提供用于透徹性和完整性，并且向技術人員充分傳達本 發(fā)明的范圍。
[0054] W下描述將開始于關于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的應用、合適的光源W及用于各種 元件和特征的合適的材料的一般考慮。為了運一目的，可W被添加到如在下面進一步闡述 的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的實施例中的任何一個實施例的若干特征和元件將參照圖1、圖 2AW及圖2B進行描述。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的具體實施例將參照圖3至圖10進行詳細描 述。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備可W被用于如下應用中，該應用包括但不限于燈、光模塊、 燈具、聚光燈、閃光燈、投影儀、數(shù)字投影設備、諸如例如機動車輛的車頭燈或者車尾燈之類 的汽車照明、場地照明、劇場照明W及建筑照明。
[0056] 其是如下面闡述的根據(jù)本發(fā)明的實施例的一部分的光源適于在操作中發(fā)射具有 第一光譜分布的光。運一光隨后禪合到光導或者波導中。光導或者波導將第一光譜分布的 光轉換為另一光譜分布，并且將光引導到出射表面。光源原則上可W是任何類型的點光源， 但是優(yōu)選地是固態(tài)光源，諸如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管或者有機發(fā)光二極管(OLED)、 多個L抓或者激光二極管或者OL邸、或者L抓或者激光二極管或者化邸的陣列。L抓原則上可 W是任何顏色的LED，但是優(yōu)選地是藍色光源，該藍光光源產(chǎn)生在藍顏色范圍內的光源光， 該藍顏色范圍被限定為380nm和495nm之間的波長范圍。在另一優(yōu)選實施例中，光源為UV光 源或者紫色光源，即在低于42化m的波長范圍內發(fā)射。在多個L抓或者激光二極管或者化ED 或者其陣列的情形下，LED或者激光二極管或者OLED原則上可W是兩個或者更多不同顏色 (諸如但不限于UV、藍色、綠色、黃色或者紅色）的L邸或者激光二極管或者0LED。
[0化7] 光源可W是紅色光源，即在例如600nm和SOOnm之間的波長范圍內發(fā)射。運種紅色 光源可W為例如直接發(fā)射紅光或者被提供有適合于將光源光轉換為紅光的憐光體的上述 類型中的任何類型的紅色光源。在與適于將光源光轉換為IR光（即具有大于大約SOOnm的波 長并且優(yōu)選地具有在從SlOnm到850nm的范圍內的峰值強度的光）的光導組合時，運是特別 優(yōu)選的。運種光導可W包括發(fā)射IR的憐光體。具有運些特性的發(fā)光設備特別有利于在夜視 系統(tǒng)中使用，但是還可W被用于任何上述應用中。
[005引另一示例是在480nm和SOOnm之間的波長范圍內發(fā)光并且將運一光禪合到發(fā)光棒 或者波導中的第一紅色光源、和發(fā)射藍光或者UV光或者紫光（即具有小于48化m的波長)并 且也將其發(fā)射的光禪合到發(fā)光波導或者棒中的第二光源的組合。第二光源的光由發(fā)光波導 或者棒轉換到在48化m和SOOnm之間的波長范圍，并且禪合到發(fā)光波導或者棒中的第一光源 的光將不被轉換。換句話說，第二光源發(fā)射UV光、紫光、或者藍光，并且隨后由發(fā)光集中器轉 換為綠色-黃色-澄色-紅色光譜區(qū)域內的光。在另一實施例中，第一光源在500nm和600nm之 間的波長范圍內發(fā)射，并且第二光源的光由發(fā)光波導或者棒轉換到在500nm和600nm之間的 波長范圍。在另一實施例中，第一光源在600nm和750nm之間的波長范圍內發(fā)射，并且第二光 源的光由發(fā)光波導或者棒轉換到在600nm和75化m之間的波長范圍。在實施例中，第一光源 的光在另一表面處禪合到發(fā)光波導或者棒中，該另一表面為例如與光的出射表面相對的表 面，而不是第二光源的光禪合到發(fā)光波導或者棒中的表面。運些實施例提供在紅光范圍內 W增加的亮度發(fā)射的發(fā)光波導或者棒。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的實施例中的如下面闡述的光導是包括在互相垂直的方向上延伸的 高度H、寬度WW及長度L的桿狀的或者棒狀的光導，并且在實施例中是透明的、或者透明且 發(fā)光的。高度H在一些實施例中<10mm，在另一些實施例中巧，在又一些實施例中<2mm。寬度W 在一些實施例中<l〇mm，在另一些實施例中巧，在又一些實施例中<2mm。長度L在一些實施例 中大于寬度W和高度H，在另一些實施例中是寬度W的至少2倍或者高度H的至少2倍，在又一 些實施例中是寬度W的至少3倍或者高度H的至少3倍。高度H:寬度W的高寬比通常為1:1(對 于例如一般光源應用)或者1:2、1:3或者1:4(對于例如諸如頭燈之類的特殊光源應用)或者 4:3、16:10、16:9或者256:135(對于例如顯示應用）。
[0060] 光導通常包括光輸入表面和光出射表面。為了實現(xiàn)高亮度、集中的光輸出，光出射 表面的面積可W小于光輸入表面的面積。光出射表面可W具有任何形狀，但是優(yōu)選地被成 形為正方形、長方形、圓形、卵形、=角形、五邊形或者六邊形。
[0061] 透明光導可W在實施例中包括透明基板，多個光源(例如LED)被外延生長在該透 明基板上。基板在實施例中是單晶基板，諸如例如藍寶石基板。光源的透明生長基板在運些 實施例中是光集中光導。
[0062] 通常為桿狀的或者棒狀的光導可W具有任何橫截面形狀，但是在實施例中，具有 正方形、長方形、圓形、卵形、=角形、五邊形或者六邊形的橫截面形狀。
[0063] 用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的如下面闡述的光導的合適材料是藍寶石、多晶氧化侶 和/或諸如具有n=1.7的折射率的YAG、LuAG之類的非滲雜透明石惱石。運一材料(勝于例如 玻璃）的附加優(yōu)點是，其具有良好的熱傳導性，從而減少局部發(fā)熱。其它合適材料包括但不 限于玻璃、石英W及透明聚合物。在其它實施例中，光導材料是鉛玻璃。鉛玻璃是玻璃的變 體，其中鉛代替典型鐘玻璃中的巧成分，并且W此方式可W增加折射率。普通玻璃具有n = 1.5的折射率，而鉛的添加產(chǎn)生了范圍高達1.7的折射率。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的如下面闡述的光導可W包括用于將光轉換到另一光譜分 布的合適發(fā)光材料。如在本發(fā)明中使用的合適的發(fā)光材料包括諸如滲雜YAG、LuAG之類的無 機憐光體、有機憐光體、有機巧光染料W及高度適合于如下面闡述的本發(fā)明的實施例的目 的的量子點。
[0065] 量子點是半導體材料的小晶體，通常具有僅幾個納米的寬度或者直徑。當被入射 光激發(fā)時，量子點發(fā)射由晶體的尺寸和材料確定的顏色的光。因此通過適配點的尺寸，可W 產(chǎn)生特定顏色的光。大多數(shù)已知的具有在可見范圍內的發(fā)射的量子點是基于具有諸如硫化 儒(CdS)和硫化鋒(ZnS)之類的殼的砸化儒(CdSe)。還可W使用諸如憐化銅（InP) W及銅銅 硫(化InS2)和/或銀銅硫(AgInS2)之類的無儒量子點。量子點示出非常窄的發(fā)射帶并且因此 它們示出飽和顏色。此外，發(fā)射顏色可W通過適配量子點的尺寸被容易地調諧。本領域已知 的任何類型的量子點可W用于本發(fā)明中。然而，由于環(huán)境安全和關注的原因，可能優(yōu)選使用 無儒量子點或者至少具有非常低的儒含量的量子點。
[0066] 也可W使用有機巧光染料?？蒞設計分子結構，使得光譜峰位置可W被調諧。合適 的有機巧光染料材料的示例是基于巧衍生物的有機發(fā)光材料，例如由BASFWLiimogen⑥ 的名稱出售的化合物。合適的化合物的示例包括但不限于Lumogen⑥I《ed F305、 Lumogen⑥Orange F24〇、Liimogen麼化Iiow F083W及Lumogen⑩H70。
[0067] 發(fā)光材料還可W是無機憐光體。無機憐光體材料的示例包括但不限于姉(Ce)滲雜 的YAG化A1sOi2)或者LuAG(Lu3Ai5〇i2)DCe滲雜的YAG發(fā)射淡黃色的光，而Ce滲雜的LuAG發(fā)射 淡黃綠色的光。發(fā)射紅光的其它無機憐光體材料的示例可W包括但不限于ECAS和BSSN; ECAS是Ca^xAl SiNs: Eiix，其中0<x < 1，優(yōu)選地0<x < 0.2;并且BSSN是Ba2-x-zMxSi5-yAlyN8-yOy: 化Z，其中M表示Sr或者Ca，0<x<l、0<y< 4并且0.0005 < Z < 0.05，并且優(yōu)選地O < X < 0.2。
[0068] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，發(fā)光材料基本上由從包括W下項的組中選擇的材料制 成：（1<1〉(1-口仙<11^1<111\)3(1<1￥〉(1-3仙<￥〉3)日〇12，其中齡1〉從包括￥、山或者其混合物 的組中選擇，M< II〉從包括Gd、Tb、La、化或者其混合物的組中選擇，M< III〉從包括化、Pr、Ce、 化、NcUEu或者其混合物的組中選擇，M<IV>是A1，M<V>從包括Ga、Sc或者其混合物的組中選 擇，并且 O <x<l、0<y<0.1、0<z<l; (M<I〉(i-x-y)M<II〉x M<III〉y)2〇3,其中 M<I>從包括 Y、 Lu或者其混合物的組中選擇，M< II〉從包括Gd、La、孔或者其混合物的組中選擇，M< III〉從包 括l'b、Pr、Ce、Er、Nd、Eu、Bi、?或者其混合物的組中選擇，并且0<x<l、0<y<0.1;(M<I 〉(i-x-y)M<II〉x M<III〉y)S(i-z)Sez，其中M<I>從包括Ca、Sr、Mg、Ba或者其混合物的組中選擇，M <11〉從包括Ce、Eu、Mn、Tb、Sm、Pr、Sb、Sn或者其混合物的組中選擇，M<III〉從包括K、化、Li、 肺、Zn 或者其混合物的組中選擇，并且 O <x<0.01、0<y<0.05、0<z。；（M<I〉(i-x-y)M<II〉x M< III〉y) O，其中M< I〉從包括Ca、Sr、Mg、或者其混合物的組中選擇，M< II〉從包括Ce、Eu、 Mn、Tb、Sm、Pr或者其混合物的組中選擇，M< III〉從包括K、化、Li、Rb、Zn或者其混合物的組中 選擇，并且 O <x<0.1、0<y<0.1; (M<I〉(2-x)M<II〉x M<III〉2)07,其中 M<I>從包括 La、Y、Gd、 Lu、Ba、Sr或者其混合物的組中選擇，M< II〉從包括Eu、Tb、Pr、Ce、Nd、Sm、I'm或者其混合物的 組中選擇，M<III〉從包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或者其混合物的組中選擇，并且0< = x< = 1; (M<I 〉(l-x)M<II〉xM<III〉(l-y)M<IV〉y)03，其中M<I〉從包括Ba、Sr、Ca、La、Y、Gd、Lu或者其混合物的 組中選擇，M< II〉從包括Eu、化、Pr、Ce、Nd、Sm、Tm或者其混合物的組中選擇，M< III〉從包括 冊、2'、1'1^曰、抓或者其混合物的組中選擇，并且齡1￥〉從包括41、6曰、5(3、51或者其混合物的 組中選擇，并且O < X < 0.1、0 < y < 0.1;或者其混合物。
[0069] 發(fā)光光導可W包括在藍顏色范圍內或者綠顏色范圍內或者紅顏色范圍內的中屯、 發(fā)射波長。藍顏色范圍被限定在380皿和495nm之間，綠顏色范圍被限定在495皿和590nm之 間，并且紅顏色范圍被限定在590nm和SOOnm之間。
[0070] 作為上述憐光體的備選或者除了上述憐光體之外，可W用于實施例中的憐光體的 選擇連同最大發(fā)射波長在下面的表1中給出。
[0071] L0072J 表1
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的如下面闡述的光導可W包括具有不同密度的用于將光轉 換為另一光譜分布的合適發(fā)光材料的區(qū)域。在實施例中，透明光導包括彼此鄰近的兩個部 分，并且其中的僅一個部分包括發(fā)光材料，而另一個部分是透明的或者具有相對低濃度的 發(fā)光材料。在另一實施例中，光導包括鄰近第二部分的又一第=部分，第=部分包括不同的 發(fā)光材料或者不同濃度的相同發(fā)光材料。不同的部分可W-體形成，從而形成整體式或者 一個光導。在實施例中，部分反射元件可W被設置在光導的不同部分之間，例如在第一部分 和第二部分之間。部分反射元件適于透射具有一個特定波長或者光譜分布的光，并且適于 反射具有另一不同特定波長或者光譜分布的光。部分反射元件因此可W是諸如二色性鏡之 類的二色性元件。
[0074] 在如下面闡述的根據(jù)發(fā)明的發(fā)光設備的實施例中，禪合結構或者禪合介質可W被 提供用于將由光源發(fā)射的光高效率地禪合到光導中。禪合結構可W是具有諸如例如形成波 形結構的突出和凹部之類特征的折射結構。禪合結構的特征的典型尺寸是扣m到500WI1。特 征的形狀可W是例如半球形(透鏡）、棱柱形、正弦曲線形或者雜亂無章的（例如噴砂的）。通 過選擇適當?shù)男螤?，可W調諧禪合到光導中的光的量。折射結構可W通過機械手段制作，諸 如通過攜刻、噴砂等。備選地，折射結構可W通過在諸如例如聚合物或者溶膠凝膠材料之類 的適當材料中的復制來制作。備選地，禪合結構可W是衍射結構，其中衍射禪合結構的特征 的典型尺寸是0.2凹1到2曲1。光導內的衍射角0in由光柵方程VA =Iiin ? sin0in-n〇ut ? sin0〇ut 給出，其中、^LED光的波長，A是光柵周期，riin和riDut分別是光導內和光導外的折射率，0in 和0Dut分別是光導內的衍射角和光導外的入射角。如果我們針對低折射率層和禪合介質假 設相同的折射率n〇ut = 1，通過全內反射條件run S in0in = n〇ut，我們發(fā)現(xiàn)W下條件:V A = 1 -sin0〇ut，即對于法線入射0〇ut = O, A =A。通常，不是所有其它角0〇ut都被衍射到光導中。僅如 果其折射率run足夠高，運才會發(fā)生。從光柵方程得出對于條件IUn^ 2,如果A =A,則所有角 都被衍射。還可W使用其它周期和折射率，從而導致更少的光被衍射到光導中。此外，一般 透射大量的光(0階）。衍射的光的量依賴于光柵結構的形狀和高度。通過選擇適當?shù)膮?shù)， 可W調諧禪合到光導中的光的量。運種衍射結構最容易通過復制已經(jīng)通過例如電子束光刻 或者全息術制成的結構來制作。復制可W通過像軟納米壓印光刻那樣的方法完成。禪合介 質可W例如是空氣或者另一合適的材料。
[0075] 圖1示出了照明系統(tǒng)(例如數(shù)字投影儀）的側視圖，該照明系統(tǒng)具有光導407,該光 導適于轉換入射光1300,使得所發(fā)射的光1700在黃色和/或澄色波長范圍內，即大致在 560nm到600nm的波長范圍內。為此，光導407可W例如被提供為由諸如Ce滲雜的化u，Gd) 3A1日Oi2、（Y，Gd)3Al日〇12、或者(Y，Tb)3Al日Oi込類的陶瓷材料制成的透明石惱石。利用更高的 Ce含量和/或WCe取代例如Gd和/或化的更高替代水平，由光導發(fā)射的光的光譜分布可W被 位移到更高的波長。優(yōu)選地，光導407完全透明。
[0076] 在光出射表面4200處，提供了光學元件9090。光學元件9090包括:濾波器9091，用 于對從光導4070發(fā)射的光1700進行濾波，W便提供經(jīng)濾波的光1701;至少一個其它光源 9093、9094; W及光學部件9092,適于組合經(jīng)濾波的光1701和來自至少一個其它光源9093、 9094的光，W便提供共同光輸出1400。
[0077] 濾波器9091可W是吸收濾波器或者反射濾波器，其可W是固定的或者可切換的。 可切換濾波器可W例如通過提供反射式二色性鏡和可切換鏡并且將可切換鏡放置在光傳 播方向上所見的二色性鏡的上游來獲得，該反射式二色性鏡根據(jù)期望的光輸出可W是低 通、帶通或者高通的。此外，還可行的是，組合兩個或者更多濾波器和/或鏡W便選擇期望的 光輸出。圖1所示的濾波器9091是可切換濾波器，從而根據(jù)濾波器9091的切換狀態(tài)使得能夠 透射未濾波的黃光和/或澄光或者經(jīng)濾波的光(特別地并且在示出的實施例中為經(jīng)濾波的 紅光）。經(jīng)濾波的光的光譜分布依賴于所采用的濾波器9091的特性。如示出的光學部件9092 可W是十字二色性棱鏡(還稱為X-CUbe),或者在備選方案中其可W是合適的單獨二色性濾 波器的集。
[0078] 在所示的實施例中，提供了兩個其它光源9093和9094,其它光源9093是藍色光源 并且其它光源9094是綠色光源。其它顏色和/或更大數(shù)目的其它光源也可W是可行的。其它 選項是使用由濾波器9091濾除的光作為其它光源。
[0079] 共同光輸出1400因此是由光導407發(fā)射的并且由濾波器9091濾波的光1701和由相 應兩個其它光源9093和9094發(fā)射的光的組合。有利地，共同光輸出1400可W是白光。
[0080] 圖1所示的解決方案的優(yōu)勢在于，其是可擴展的、有成本效益的、并且根據(jù)針對根 據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備的給定應用的要求容易適配的。
[0081 ] 圖2A和圖2B分別示出了光導4090A和光導4090B的側視圖，光導4090A和光導4090B 分別包括散熱器元件7〇〇〇A、7000B，散熱器元件7000A、7000B分別設置在光導4090A、4090B 的不同于光輸入表面(優(yōu)選地在離光輸入表面大約30WI1或者更小的距離）的表面之一上。不 論實施例，相應散熱器元件7000A、7000B包括用于改善的散熱的翅片7100、7200、7300，然而 翅片是可選元件。不論實施例，相應散熱器元件7000A、7000B是適于與光導的表面形狀適形 的散熱器元件，并且因此適于在與光導的整個接觸區(qū)域之上提供適形熱接觸。因此，獲得改 善的光導冷卻，并且現(xiàn)有的對于散熱器元件的定位的容許限變得不太關鍵。
[0082] 圖2A示出，散熱器元件7000A包括多個散熱器部分，此處是四個散熱器部分7001、 7002、7003W及7004,其中的一個或者多個(此處是所有四個)散熱器部分可W被提供有翅 片。明顯地，散熱器元件7000A包括的散熱器部分越多，散熱器元件7000可W越精確地與光 導的表面適形。每個散熱器部分7001、7002、7003、7004適于提供在與光導的整個接觸區(qū)域 上的適形熱接觸。散熱器部分可W被設置為與光導的表面相距互相不同的距離。此外，散熱 器元件7000A包括共同載體7050,散熱器部分7001、7002、7003^及7004分別借助于附接元 件7010、7020、7030 W及7040被單獨附接到共同載體7050。備選地，每個散熱器部分可W被 分配其自己的載體。注意，運些元件是可選的。
[0083] 圖2B示出，散熱器元件7000B包括底部部分7060,底部部分7060適于與其要被設置 在的光導4090B的表面的形狀適形。底部部分7060是柔性的并且可W例如是諸如銅層之類 的熱傳導金屬層。散熱器元件7000B進一步包括設置在底部元件7060和散熱器元件7000B的 剩余部分之間的熱傳導層7070, W用于改善散熱器元件7000B的柔性和適形性。熱傳導層 7070可W例如是熱傳導流體或者膏。熱傳導層7070優(yōu)選地是高度反射的，和/或包括高度反 射涂層。散熱器元件7000B進一步包括設置在散熱器元件7000B內部的流體蓄存器7080, W 用于生成用于改善散熱的流體流。在備選方案中，流體蓄存器7080還可W被外部設置在散 熱器元件7000B上，例如沿著散熱器元件7000B的一部分或者整個外部外圍延伸。流體流可 W借助于累來增強。注意，傳導層7070和流體蓄存器7080是可選元件。
[0084] 不論實施例，散熱器元件7000A、7000B可W由從W下項中選擇的材料制成:銅、侶、 銀、金、碳化娃、氮化侶、氮化棚、侶碳化娃、氧化被、娃-碳化娃、侶碳化娃、銅鶴合金、銅碳化 鋼、碳、金剛石、石墨W及其中兩個或者更多的組合。此外，組合上述實施例的特征的散熱器 元件是可行的。還可行的是，將根據(jù)W上實施例中的任何實施例的散熱器元件設置在光導 4090A或者4090B的不止一個表面處。
[0085] 最后注意，在采用在紅色波長范圍內發(fā)射和/或例如通過包括發(fā)射IR的憐光體而 適于在紅外波長范圍內發(fā)射光的光源的發(fā)光設備的實施例中，提供如上面描述的散熱器元 件是特別有利的。
[0086] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一和一般實施例的發(fā)光設備1的透視圖，并且圖4示出 了發(fā)光設備1的沿著根據(jù)圖3的發(fā)光設備的線X-X的橫截面圖。發(fā)光設備1通常包括多個第一 光源21、22、23、24、25、26、27、28(圖3中其中的僅一些第一光源可見）、第一光導3^及用于 將光禪合到光導之外的一個光禪出元件9(其在圖3中不可見）。
[0087] 本文中描述的光源優(yōu)選地是諸如L邸之類的固態(tài)光源，合適類型的Lm)在上面進行 了描述。優(yōu)選地，多個第一光源21、22、23、24、25、26、27、28全部發(fā)射具有相同光譜分布的 光，但是可W在備選實施例中發(fā)射具有兩個或者更多不同光譜分布的光。
[0088] 第一光源21、22、23、24、25、26、27、28可W被設置在散熱器形式的基體或者基板15 上，基體或者基板15優(yōu)選地由諸如銅、鐵、或者侶之類的金屬制成。散熱器可W包括用于改 善的熱量消散的翅片（未示出）。注意，在其它實施例中，基體或者基板不需要是散熱器。通 過提供散熱器，由光源產(chǎn)生的熱量可W W高效率方式從光導消散走。運轉而提供了發(fā)光設 備的最大可獲得輸出光強度的增加，W及對由光導中的過多熱量引起的對發(fā)光設備的光學 性能的不利影響的減少或者甚至消除。然而，散熱器不是必要元件，并且因此可W在又一些 實施例中被省略。
[0089] 如可W看到的，在本實施例中，第一光源被設置在兩個3x3陣列中，每個陣列具有 一共九個第一光源。圖3中所示的第一光源21-28是長方形的。然而，第一光源可W是方形的 也無妨。注意，原則上可W存在任何其它數(shù)目的第一光源，諸如例如十個、二十個、或者=十 個第一光源。
[0090] 第一光導3被示出為大體上被成形為方形板，該方形板具有相對于彼此平行延伸 的第一光輸入表面31和第二表面32,使得第一光輸入表面31和第二表面32分別是第一光導 3的下表面和上表面。第一光導3進一步包括側表面33、34、35、36。第一光導3還可W是棒狀 或者桿狀的，或者被成形為類似十字、多十字、碟形、或者六邊形，或者成形為例如長方形、 圓形、或者六邊形板。第一光源21、22、23、24、25、26、27、28被設置為鄰近第一光導3的第一 光輸入表面31并且與其光學接觸。
[0091] 此外，第一光導3可W包括透明材料、發(fā)光材料、石惱石、光集中材料、或者其組合， 合適的材料和石惱石在上文進行了描述。在任何情形下，第一光導3是適于或者能夠將具有 一種光譜分布的光轉換為具有不同或者部分重疊的光譜分布的光的光導。因此，還可行的 是，第一光導可W包括互相光學接觸的兩個部分，一個部分是透明的并且另一部分適于或 者能夠將具有一種光譜分布的光轉換為具有不同或者部分重疊的光譜分布的光。
[0092] 因此，在實施例中，第一光導3是包括適于將具有一種光譜分布的光轉換為具有第 二光譜分布的光的材料的透明光導。適于將具有一種光譜分布的光轉換為具有第二光譜分 布的光的材料可W被設置在第一光導3的表面處，并且在實施例中被嵌入在第一光導3中。
[0093] 發(fā)光設備1進一步包括用于將光禪合到光導之外的一個第一光禪出元件9。一般 地，第一光禪出元件被設置在光導的表面中或者表面上，在運一表面在其中延伸的平面上 的預選擇位置處。根據(jù)本發(fā)明，第一光禪出元件9被設置在第一光輸入表面31上。因此，根據(jù) 本發(fā)明，第一光輸入表面31通過接收由第一光源21、22、23、24、25、26、27、28發(fā)射的光而部 分地用作光輸入表面區(qū)域，并且通過經(jīng)由第一禪出元件9出射光而部分地用作光出射表面 區(qū)域。換句話說，光輸入表面和光出射表面是光導的相同平面或者表面的區(qū)段或者區(qū)域。
[0094] 第一光禪出元件9(根據(jù)本發(fā)明）被設置在第一光禪出元件9被設置在其上的表面 在其中延伸的平面的中屯、處。更具體而言，第一光禪出元件9被設置在其上的表面包括周向 邊緣81，第一光禪出元件9被設置在運一表面上的點P處，并且點P位于垂直于周向邊緣81的 任何一個距離都盡可能最大的地方，其中垂直于周向邊緣81的所有距離都被給予相等的權 重。
[0095] 然而，注意，第一光禪出元件9的位置不限于圖4所示的位置，而是原則上可W是第 一光導3的表面上的任何預選擇位置。此外，第一光禪出元件9原則上可W是下文參照圖7A 至圖7G描述的類型中的任何一種類型。
[0096] 參照圖4,根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備大體上按如下方式工作。具有第一光譜分布的第 一光13由多個第一光源21、22、23、24、25、26、27、28中的每個光源發(fā)射。具有第一光譜分布 的第一光13接著在第一光輸入表面31的一部分處禪合到第一光導3中。具有第一光譜分布 的第一光13的至少一部分被光導3轉換為具有第二光譜分布的第二光14。光導將被設計為 使得第一光13的主要部分將被吸收并且僅少量的第一光13將在光導中被導波。運可W通過 在光導中提供在第一光13行進的方向上具有足夠高的吸收率的轉換材料實現(xiàn)，運種材料的 合適示例在上文進行了詳細說明。最后，具有第二光譜分布的第二光14借助于第一光禪出 元件9被禪合到第一光導3之外，并且從而被發(fā)光設備1發(fā)射。第二光14在波長轉換之后在光 導中被各向同性地發(fā)射。光導的材料的折射率確定光從光導的表面出射的臨界角。例如，假 設光導的材料的折射率具有1.8的值，則臨界角將為大約33° (經(jīng)由sin(臨界角）= 1/(折射 率）），并且第二光的大約6%從光導的每個表面逸出或者出射。因此，通過選擇光導的最佳 折射率，第二光14的大部分將在光導中被導波。發(fā)射面積被限制于第一光禪出元件9的尺 寸，從而獲得光集中效應。
[0097] 圖5A至圖5G圖示了不同類型的用于將光禪合到第一光導3之外的可能第一光禪出 元件被示出。
[0098] 圖5A中所示的發(fā)光設備102包括被提供在第一光導3的第一光輸入表面31的預選 擇部分上的粗糖表面形式的第一光禪出元件910。
[0099] 圖5B中所示的發(fā)光設備103包括被嵌入在第一光導3的第一光輸入表面31的預選 擇部分中的光改向元件形式的第一光禪出元件911，諸如優(yōu)選地，反射光的僅一些波長的散 射元件，或者衍射元件或者折射元件或者反射元件。
[0100] 圖5C中所示的發(fā)光設備104包括通過對第一光導3的第一光輸入表面31的預選擇 部分成形而提供的第一光禪出元件912。如圖5C所示，第一光禪出元件912被提供為第一光 輸入表面31中的壓痕或者凹部的形式。在備選實施例中，成形可W是被設置在第一光輸入 表面31上的突出也無妨。此外，無論是壓痕還是突出，光禪出元件912的形狀不限于圖5C中 所示的=角形形狀，而還可W是任何其它可行的形狀，諸如四邊形、彎曲的等。
[0101] 圖加中所示的發(fā)光設備105包括被提供在第一光導3的第一光輸入表面31的預選 擇部分上并且包括憐光體W便實現(xiàn)對所提取光的進一步波長轉換的第一光禪出元件913。 在備選的但是密切相關的實施例中，光禪出元件913可W被提供為用于經(jīng)由散射的光提取 和部分波長轉換的憐光體。
[0102] 圖祀中所示的發(fā)光設備106包括一個第一光禪出元件，第一光禪出元件包括兩個 不同發(fā)光元件(優(yōu)選地為憐光體)形式的具有不同光學特性的兩個區(qū)域91、92,其被設置為 在平行于第一光導3的第一光輸入表面31的方向上鄰近彼此并且被提供在第一光導3的第 一光輸入表面31的預選擇部分上。備選地，兩個區(qū)域91、92中的每個區(qū)域原則上可W是具有 與本文中描述的光禪出元件類型中的任何一種類型相似的性質和配置的區(qū)域。
[0103] 圖5F中所示的發(fā)光設備107包括一個第一光禪出元件，第一光禪出元件包括兩個 不同發(fā)光元件(優(yōu)選地為憐光體)形式的具有不同光學特性的兩個區(qū)域91、92,其被設置為 在基本上垂直于第一光導3的第一光輸入表面31的方向上鄰近彼此并且被提供在第一光導 3的第一光輸入表面31的預選擇部分上。兩個區(qū)域91、92在運一情形下是堆疊區(qū)域。備選地， 兩個區(qū)域91、92原則上可W各自是具有與本文中描述的光禪出元件類型中的任何一種類型 相似的性質和配置的區(qū)域。
[0104] 而且，提供具有=個或者更多區(qū)域的第一光禪出元件是可行的。
[0105] 圖5G中所示的發(fā)光設備108包括像素化發(fā)光元件(優(yōu)選地為像素化憐光體)形式的 第一光禪出元件914,其被提供在第一光導3的第一光輸入表面31的預選擇部分上。運一實 施例特別適合于期望發(fā)射白光的發(fā)光設備。
[0106] 無論具體實施例，第一光禪出元件9或者其至少兩個區(qū)域中的每個區(qū)域可W W適 于提供由發(fā)光設備發(fā)射的光的期望的光斑尺寸和/或光斑形狀的尺寸和/或形狀來提供。
[0107] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備109的實施例的端部視圖，其與圖3和圖4所示的 并且在上文描述的實施例的不同在于，其包括第一、第二W及第S反射元件76、781、782、 79、73,第一、第二W及第=反射元件76、781、782、79、73被提供用于減少或者甚至消除否則 將會通過其它表面或者表面的除了光禪出元件9被設置在其上或者其中的部分之外的其它 部分損失的光的量。
[0108] 更具體地，發(fā)光設備109包括:被設置在第一光導的一個或者多個其它表面33、34、 35、36中的至少一個其它表面處或者其上的第一反射元件781、782、76;被設置在第二表面 32處的第二反射元件73; W及被設置在第一光輸入表面31的一部分處的至少一個第=反射 元件79。其它表面35(其在圖6中不可見)還可W被提供有反射元件。
[0109] 如圖所示，第=反射元件79被設置為與第一光輸入表面31光學接觸，同時在運一 示例中，間隙分別被提供在第一和第二反射元件73、76、781、782與光出射表面32和其它表 面33、34、36之間。運種間隙可W使用例如空氣或者諸如娃樹脂或者玻璃材料之類的光學粘 合劑填充。
[0110] 第一、第二W及第=反射元件可W例如是其可W被粘合（例如借助于光學粘合 劑）、涂覆、或者沉積到光導3的相應表面上的鏡板、鏡錐、或者鏡涂層。合適的沉積方法包括 但不限于薄膜沉積方法、化學沉積方法W及物理沉積方法。
[0111] 相應的第一反射元件76、781、782覆蓋它們被提供在其上的相應表面33、34、36的 基本上完整表面區(qū)域。第二反射元件73覆蓋第二表面32的基本上完整表面區(qū)域。第=反射 元件79覆蓋光輸入表面31的未被提供有光源21-26的并且未被提供有光禪出元件9的基本 上完整表面區(qū)域。
[0112] 第=反射元件79可W例如被提供為被設置在光輸入表面31上、在光禪出元件9的 不同側的兩個或者更多反射元件。備選地，第=反射元件79可W包括具有透明部分的一個 反射元件，該透明部分限定了光輸入表面31的光可W通過其逸出W便從發(fā)光設備109發(fā)射 的部分，其中通孔被提供有與光禪出元件9的形狀相對應的形狀。
[0113] 注意，不是所有所述反射元件都需要存在，并且在本發(fā)明的其它實施例中可W提 供反射元件中的僅一個或者一些反射元件。而且，根據(jù)本文中描述的任何實施例的發(fā)光設 備可W被提供有如上文描述的一個或者多個反射元件。
[0114] 現(xiàn)在轉到圖7,示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備110的實施例的端部視圖。發(fā)光設備 110與上文描述的圖3和圖4所示的發(fā)光設備的不同在于兩點。
[0115] 第一，除了被提供在第一光輸入表面31處的第一光源21和22之外，附加的第一光 源23、24還被提供在第一光導3的與第一光輸入表面31相反的另一表面處，運里為第二表面 32。因此，在圖7所示的實施例中，第一光源21和22 W及附加的第一光源23和24被設置在互 相相反并且平行的表面上，使得對于附加的第一光源23和24而言，第二表面32的一部分用 作光輸入表面區(qū)域。換句話說，第一光輸入表面31通過接收由第一光源21、22發(fā)射的光而部 分地用作光輸入表面區(qū)域，并且通過經(jīng)由第一禪合結構9出射光而部分地用作光出射表面 區(qū)域，并且第二表面32通過接收由（附加的）第一光源23、24發(fā)射的光而部分地用作光輸入 表面區(qū)域，并且通過經(jīng)由第一禪合結構93出射光而部分地用作光出射表面區(qū)域。
[0116] 第一光源21、22、23、24被設置在相應的基體151、152、153、154上。因此，更多的光 可W禪合到第一光導3中，從而提供來自第一光導3的光輸出的更高的強度和亮度。
[0117] 第二，第二光禪出元件93被提供用于將光禪合到第二表面32的一部分之外。第二 光禪出元件93被設置在第一光導3的平行于第一光輸入表面31延伸并且被設置為與第一光 輸入表面31相反的平面上，即在所示的實施例中在第二表面32上，并且與第一光禪出元件9 相反。因此，更多的光可W借助于現(xiàn)在的被設置在不同并且相反的平面上的兩個光禪出元 件9、93被禪合到第一光導3之外，從而同樣提供來自第一光導3的光輸出的更高的強度和亮 度，W及提供同時在兩個不同方向上將光禪合出來。
[0118] 注意，附加的第一光源23、24原則上可W被提供在第一光導3的任何表面處，和/或 附加的第一光源還可W被提供在第一光導3的除了第一光輸入表面31之外的不止一個表面 處。而且，原則上，可W提供任何數(shù)目的附加的第一光源。
[0119] 同樣地，注意，第二光禪出元件93原則上可W被提供在第一光導3的任何表面處。 而且，第二光禪出元件93可W被提供在第一光導3的除了第二表面32之外的不止一個表面 處。第二光禪出元件93此外可W是參照針對第一光禪出元件9的圖5A至圖5G描述的類型中 的任何類型的。
[0120] 現(xiàn)在轉到圖8,示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設備111的實施例的端部視圖。
[0121] 發(fā)光設備111與圖7所示的并且在上文描述的發(fā)光設備的不同僅在于一點，即作為 提供第二光禪出元件93的備選方案或者除此之外，第一光禪出元件9被提供為W便部分地 或者完全地(如圖所示)圍繞第一光導3延伸。
[0122] 在根據(jù)圖7和圖8的實施例中，光可W同時從不止一個表面或者平面、并且因此在 不止一個方向上被禪合到第一光導3之外。
[0123] 此外，在根據(jù)圖7和圖8的實施例中，第一光導3的在光禪出元件9、93的每側延伸的 端部截面還可W被成形，例如W便具有如在與圖7和圖8中的端部視圖對應的端部視圖中所 見的梯形橫截面。
[0124] 對于根據(jù)本發(fā)明的并且在上文描述的發(fā)光設備的所有實施例，還可行的是，提供 不止一個光導，例如兩個或者=個光導。運樣的兩個或者更多光導可W W任何期望的配置 進行設置，非限制性示例為，當從上方查看得到的發(fā)光設備時，光導與彼此平行，具有十字、 加號、弓形、T形、或者L形的形狀。
[0125] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)光設備112的透視圖。圖10示出了發(fā)光設備 112的沿著根據(jù)圖9的發(fā)光設備的線XVIII-XVIII的橫截面圖。
[0126] 發(fā)光設備112包括根據(jù)上文描述的實施例中的任何實施例的被設置在第一基體 151、152上的第一光源211、221、第一光導3^及第一光禪出元件9。
[0127] 發(fā)光設備112進一步包括被設置在第二基體153、154上的多個第二光源212、222、 第二光導4W及一個第=光禪出元件94。第二光源、第二基體、第二光導W及第=光禪出元 件各自是對應于根據(jù)上文描述的實施例中的任何實施例的第一光源、第一基體、第一光導 W及第一光禪出元件的類型的。
[0128] 因此，發(fā)光設備112本質上包括根據(jù)聯(lián)系圖3至圖8在上文描述的實施例中的任何 實施例的兩個相同的發(fā)光設備U101-111。備選地，圖9所示類型的發(fā)光設備可W包括根據(jù) 聯(lián)系圖3至圖8在上文描述的實施例中的任何實施例的兩個不同的發(fā)光設備U101-111。而 且，包括根據(jù)聯(lián)系圖3至圖8在上文描述的實施例中的任何實施例的=個或者更多發(fā)光設備 UlOl-Ill的發(fā)光設備同樣是可行的。
[0129] 第二光導4被示出為總體上被成形為具有第二光輸入表面41的方形板。第二光導4 進一步包括側表面42、43、44、45、48。第二光導4還可^是棒形或者桿形的，或者被成形為例 如長方形板。第二光源212、222被設置為鄰近第二光導4的第二光輸入表面41并且與其光學 接觸。
[0130] 第一光導3和第二光導4關于彼此被W如下方式設置，使得第一光輸入表面31的平 面和第二光輸入表面41的平面背對彼此。
[0131] 此外，第二光導4可W包括與第一光導3的材料不同或者相同的透明材料、發(fā)光材 料、石惱石、光集中材料、或者其組合。合適的材料和石惱石在上文進行了描述。
[0132] 然而，優(yōu)選地，第二光導4是包括適于將具有一種光譜分布的光轉換為具有第二光 譜分布的光的材料的透明光導。適于將具有一種光譜分布的光轉換為具有另一光譜分布的 光的材料可W被設置在第二光導4的表面處，并且在實施例中被嵌入在第二光導4中，并且 該材料可W與第一光導3的材料不同或者相同。
[0133] 因此，第一和第=光譜分布W及第二和第四光譜分布分別可W是相同或者不同的 光譜分布。
[0134] 如圖9所示，第=光禪出元件94被設置在第二光輸入表面41上，在第二光輸入表面 41在其中延伸的平面的中屯、處。更具體而言，第二光輸入表面41包括圓周邊緣82,第=光禪 出元件94被設置在第二光輸入表面41上的點P處，并且點P位于垂直于周向邊緣82的任何一 個距離都盡可能最大的地方，垂直于周向邊緣82的所有距離都被給予相等的權重。
[0135] 然而，注意，第S光禪出元件94的位置不限于圖9中所示的位置，而是原則上可W 是第二光導4的第二光輸入表面41在其中延伸的平面上的任何預選擇位置。此外，第=光禪 出元件94原則上可W為參照圖5A至圖5G關于第一光禪出元件9在上文描述的類型中的任何 一種類型，并且第=光禪出元件94可W為與第一光禪出元件9相同類型或者不同類型的。
[0136] 備選地，還可行的是，第二光禪出元件可W包括具有不同光學特性的兩個或者更 多區(qū)域。
[0137] 在其它備選方案中，第一和/或第S光禪出元件9、94可W部分或者完全地圍繞第 一光導3和第二光導4中的一個或者兩個延伸，和/或第一和第S光禪出元件9、94可W是一 個連續(xù)的光禪出元件。
[0138] 根據(jù)圖9和圖10的發(fā)光設備112通常按如下方式工作。具有第一光譜分布的第一光 13由多個第一光源21U221中的每個光源發(fā)射。具有第一光譜分布的第一光13接著在第一 光輸入表面31的一部分處禪合到第一光導3中。具有第一光譜分布的第一光13的至少一部 分被光導3轉換為具有第二光譜分布的第二光14。最后，具有第二光譜分布的第二光14第一 光禪出元件9被禪合到第一光導3之外，并且從而被發(fā)光設備112發(fā)射。發(fā)射面積被限制為第 一光禪出元件9的尺寸，從而獲得光集中效應。同時，具有第=光譜分布的第=光17由多個 第二光源212、222中的每個光源發(fā)射。具有第一光譜分布的第=光17接著在第二光輸入表 面41的一部分處禪合到第二光導4中。具有第=光譜分布的第=光17的至少一部分被第二 光導4轉換為具有第四光譜分布的第四光18。最后，具有第四光譜分布的第四光18在第=光 禪出元件94處被禪合到第二光導4之外，并且從而被發(fā)光設備112發(fā)射。發(fā)射面積被限制為 第=光禪出元件94的尺寸，從而獲得光集中效應。
[0139] 本領域技術人員要意識到，本發(fā)明決不限于上文描述的優(yōu)選實施例。相反地，很多 修改和變化在所附權利要求的范圍內是可能的。
[0140] 另外，對所公開的實施例的變化可W由技術人員在實踐所要求保護的發(fā)明中，從 學習附圖、公開內容W及所附權利要求中理解和實現(xiàn)。在權利要求中，詞語"包括"不排除其 它元素或者步驟，并且不定冠詞"一 (a)"或者"一個(an)"不排除多個。僅憑在互相不同的從 屬權利要求中記載某些措施的事實不表示運些措施的組合不能被有利地使用。
【主權項】
1. 一種發(fā)光設備（1)，包括： 多個第一光源（21、22、23、24、25、26、27、28、211、221)，適于在操作中發(fā)射具有第一光 譜分布的第一光(13)，以及 第一光導(3)，包括第一光輸入表面(31)， 所述第一光導適于在所述第一光輸入表面(31)處接收具有所述第一光譜分布的所述 第一光、將具有所述第一光譜分布的所述第一光的至少一部分轉換為具有第二光譜分布的 第二光(14)、并且將所述第二光(14)引導到所述第一光輸入表面(31)， 所述發(fā)光設備進一步包括:第一光親出元件(9)，用于將光親合到所述第一光輸入表面 (31) 之外，所述第一光親出元件(9)被設置在所述第一光輸入表面(31)中或者所述第一光 輸入表面(31)上，在所述第一光輸入表面(31)在其中延伸的平面上的預選擇位置處。2. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光設備，其中所述第一光耦出元件(9)被設置在所述第一光 輸入表面(31)中或者所述第一光輸入表面(31)上，在所述第一光輸入表面(31)在其中延伸 的所述平面的中心處。3. 根據(jù)權利要求1或者2所述的發(fā)光設備，其中所述第一光輸入表面(31)包括周向邊緣 (81)，并且其中所述第一光耦出元件被設置在所述第一光輸入表面(31)上的位置處，所述 位置處于垂直于所述周向邊緣的任何一個距離都盡可能最大的位置，垂直于所述周向邊緣 的所有距離都被給予相等的權重。4. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，所述第一光導進一步適于在第二表 面(32)處接收具有所述第一光譜分布的所述第一光，所述第二表面(32)平行于所述第一光 輸入表面(31)延伸并且被設置為與所述第一光輸入表面(31)相反。5. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，其中所述第一光耦出元件（9、91、 92)從如下組中選擇，所述組包括:對所述第一光輸入表面的一部分的粗糙化、衍射元件、折 射元件、反射元件、散射元件、被提供在所述第一光輸入表面中的成形凹部、被提供在所述 第一光輸入表面上的成形突出、發(fā)光元件、像素化發(fā)光元件以及其組合。6. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，其中用于將光耦合到所述第一光輸 入表面之外的所述第一光耦出元件包括具有不同光學特性的至少兩個區(qū)域(91、92)，所述 至少兩個區(qū)域被設置為在平行于所述第一光輸入表面的方向和實質上垂直于所述第一光 輸入表面的方向中的任何一個方向上鄰近彼此。7. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，進一步包括用于將光耦合到第二表 面(32)之外的一個第二光耦出元件(93)，所述第二光耦出元件被設置在所述第一光導的所 述第二表面中或者所述第二表面上，與所述第一光耦出元件(9)相反，并且所述第二表面 (32) 平行于所述第一光輸入表面(31)延伸并且被設置為與所述第一光輸入表面(31)相反。8. 根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的發(fā)光設備，其中所述第一光耦出元件(9)的面 積是所述第一光輸入表面的面積的二分之一以下、是所述第一光輸入表面的面積的十分之 一以下、或者是所述第一光輸入表面的面積的一百分之一以下。9. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，進一步包括以下中的任何一個或者 多個： 第一反射元件（781、782、76)，被設置在所述第一光導的一個或者多個其它表面（33、 34、35、36)中的至少一個其它表面處或者所述至少一個其它表面上， 第二反射元件(73)，被設置在平行于所述第一光輸入表面(31)延伸并且被設置為與所 述第一光輸入表面(31)相反的表面處，以及至少一個第三反射元件(79)，被設置在所述第 一光輸入表面(31)的一部分處。10. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備，進一步包括： 多個第二光源(212、222)，適于在操作中發(fā)射具有第三光譜分布的第三光（17)，以及 第二光導(4)，包括第二光輸入表面(41)， 所述第二光導適于在所述第二光輸入表面處接收具有所述第三光譜分布的所述第三 光（17)、將具有所述第三光譜分布的所述第三光的至少一部分轉換為具有第四光譜分布的 第四光(18)、并且將所述第四光引導到所述第二光輸入表面(41)， 所述發(fā)光設備進一步包括:第三光耦出元件(94)，用于將光耦合到所述第二光輸入表 面(41)之外，所述第三光耦出元件被設置在所述第二光輸入表面中或者所述第二光輸入表 面上，在所述第二光輸入表面(41)在其中延伸的平面上的預選擇位置處。11. 根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光設備，其中所述第三光耦出元件(94)被設置在所述第 二光輸入表面(41)中或者所述第二光輸入表面(41)上，在所述第二光輸入表面(41)在其中 延伸的平面的中心處。12. 根據(jù)權利要求10或者11所述的發(fā)光設備，其中所述第二光輸入表面(41)包括周向 邊緣(82)，并且其中所述第三光耦出元件被設置在所述第二光輸入表面(41)上的點(P)處， 所述點（P)位于垂直于所述周向邊緣的任何一個距離都盡可能最大的地方，垂直于所述周 向邊緣的所有距離都被給予相等的權重。13. 根據(jù)權利要求10至12中的任一項所述的發(fā)光設備，其中所述第一光導（3)和所述第 二光導(4)相對于彼此被以如下方式設置，使得所述第一光輸入表面(31)的平面和所述第 二光輸入表面(41)的平面背對彼此。14. 根據(jù)權利要求10至13中的任一項所述的發(fā)光設備，其中所述第一光耦出元件(9)和 所述第三光耦出元件(94)被提供為至少部分地圍繞所述第一光導（3)和所述第二光導(4) 延伸的一個共同的光親出元件。15. -種燈、燈具、或者照明系統(tǒng)，包括根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的發(fā)光設備， 所述燈、燈具和系統(tǒng)被用于以下應用中的一個或者多個應用中：數(shù)字投影、汽車照明、舞臺 照明、商店照明、家庭照明、重點照明、聚光照明、劇場照明、光纖照明、顯示系統(tǒng)、警告照明 系統(tǒng)、醫(yī)療照明應用、裝飾照明應用。
【文檔編號】F21V8/00GK105829797SQ201480069157
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】T·范博梅爾, R·A·M·?？嗣诽?
【申請人】飛利浦照明控股有限公司