CN103946629A - 在能运动的载体上具有荧光材料的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(11)，其具有用于产生初级光(P)的光生成装置(12)、用于使初级光(P)波长转换成第一次级光(S1)的第一荧光材料(16)和用于使初级光(P)波长转换成第二次级光(S2)的第二荧光材料(20)，其中，第一荧光材料(16)位于能运动的载体(15)上，该载体被设置用于使第一荧光材料交替地引入并移出初级光(P)的光路，并且第二荧光材料位于静态的载体(21)上。本发明还涉及一种用于从初级光中产生波长转换后的次级光的方法，包括通过初级光交替地照射位于能运动的载体上的第一荧光材料和位于静态的载体上的第二荧光材料。本发明尤其是能够用作投影装置，特别是用于电影及视频投影，用在内窥镜中，用于娱乐产业的光效果中，用于医学照明以及用在汽车领域，特别是用于机动车的探照灯。

Description

在能运动的载体上具有荧光材料的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，其具有用于产生初级光的光生成装置、用于使初级光的波长转换成第一次级光的第一荧光材料和用于使初级光的波长转换成第二次级光的第二荧光材料，其中，该荧光材料位于能运动的载体上，该载体被设置用于将荧光材料交替地引入并移出初级光的光路。本发明还涉及一种用于从借助光生成装置产生的初级光中产生波长转换后的次级光的方法。本发明尤其是能够用作投影装置，特别是用于电影及视频投影，用在工艺及医学内窥镜中，用于娱乐产业的光影效果中，用于医学照明以及用在汽车领域，特别是用于机动车的探照灯。
背景技术
在公知的照明装置中，荧光材料涂在作为能运动的载体的荧光材料轮上，借助这些照明装置能够交替地用初级光交替地照射不同的荧光材料，并且因此能够交替地产生不同颜色的次级光。因此，从照明装置中发出的光是一系列轮流出现的不同的次级光，并且可能是一系列轮流出现的初级光，这些光在轮流速度够快的情况下让人感觉是混合光。涂到荧光材料轮上具有以下缺点，即，由于初级光的照射而升温的荧光材料的热量排导效率不高，并且因此第一方面局限了光输出率，并且另一方面存在荧光材料衰变的危险。
还公知许多这样的照明装置，其中，荧光材料涂在用作载体的不能运动的或者静态的散热体上。这就使得荧光材料的有效散热成为可能，但是不利的是，如果要产生超过一种次级光，光学构造方面的耗费就很大。
发明内容
本发明的任务是，至少部分地克服现有技术的各个缺点并且特别是提供一种照明装置，借助它能够在构造简单并且有效散热的情况下产生系列产生的混合光。
该任务根据独立权利要求所述特征得以解决。优选的实施方式特别是能够从从属权利要求中得出。
该任务通过一种照明装置得以解决，其具有至少一个用于产生初级光的光生成装置；用于使初级光的波长转换成第一次级光的第一荧光材料；和用于使初级光的波长转换成第二次级光的第二荧光材料；其中，第一荧光材料在能运动的载体上，该载体被设置用于将第一荧光材料交替地引入并移出初级光的光路，并且第二荧光材料位于静态的载体上。
初级光、第一次级光和第二次级光特别是分别具有相互不同的对应的光谱组成，并且特别是可能分别具有相互不同的对应的峰值波长。
借助第一荧光材料或第二荧光材料能够分别使初级光完全地或者部分地波长转换成第一次级光和/或第二次级光。特别优选地是基本上完全转换。
优选地从较短的波长转换成较长的波长(“下转换(DownConversion)”)，因为这不需要额外的能量。初级光的波长在这种情况下就小于次级光的波长。
荧光材料特别是可以理解为那些能够转换波长的材料，特别是固体的材料。例如可能基于荧光现象或者磷光现象转换波长。
这种照明装置具有以下优点，即，它能够将位于能运动的载体上的第一荧光材料的优点(也就是能够借助比较简单的构造实现提供不同颜色的光)与位于静态的载体上的第二荧光材料的优点(也就是能够简单地散热)组合起来。在此得以利用的是，斯托克斯移位越大，也就是初级光的激励波长与次级光的激励波长的区别越大，荧光材料(在这里是第一荧光材料和第二荧光材料)的升温就越大。此外还有不同的材料属性，如不同的耐温性。因此，特别是当第一荧光材料即使在导热效果差的荧光材料轮上也能够完成适宜的波长转换，同时特别是第二荧光材料可能为此通过静态的载体更强烈地得以冷却。静态的载体特别是散热体。特别是如果照明装置仅仅具有刚好一个静态的载体，那么特别简单的构造就是可能的。
在这种照明装置中，初级光、第一次级光和第二次级光特别是作为混合光发出。特别是可以一系列地产生这些光成分，并且将它们的光路或者光路集中到一起。如果这些光成分在时间上的轮流速度比人类眼睛在时间上的分辨速度更快，那么一系列的光流就会让人感到是具有许多光成分的混合光。混合光在这里特别是可以由第一次级光和第二次级光这些成分组成。根据构造方式，混合光也可以具有初级光的成分。
此外，所述照明装置不局限于仅使用两种荧光材料。因此，“第一荧光材料”特别是要理解为“至少一种第一荧光材料”(因此也可以包括多种不同的第一荧光材料)。“第二荧光材料”也特别是可以理解为“至少一种第二荧光材料”(因此也可以包括多种不同的第二荧光材料)。
也可以使用超过一个的能运动载体和超过一个的静态载体。然而，优选地使用刚好一个能运动载体和刚好一个静态载体，因为这样就让特别简单的构造成为可能。
一种构造方案是，能运动的载体是具有多个在初级光的光路中穿行的区段的能旋转的荧光材料轮，至少一个区段(荧光材料区段)具有第一荧光材料，至少一个区段(透光区段)是至少对于初级光和第二次级光来说可穿透的区段，至少一个区段(反射区段)是至少反射初级光的区段，由光生成单元射出的初级光能够穿过透光区段照射到第二荧光材料上，并且由第二荧光材料反射的第二次级光能够穿过透光区段反射回去。
该荧光材料区段特别是可以具有荧光材料层。借助荧光材料层的厚度和/或荧光材料层中的荧光材料的浓度能够设定转换率，特别是大于98％的转换率。为了实现特别高的光利用率，该荧光材料区段在底部的荧光材料层上可以构造成反射式的。
透光区段例如可以是简单的穿通口或者是荧光材料轮中的孔，或者可以具有可透光的窗元件。
因此，借助这种荧光材料轮能够依系列地(i)使初级光转换成第一次级光并且特别是反射回去，(ii)让初级光和第二次级光在实际中同时穿过，并且(iii)反射初级光。于是由初级光和次级光成分依系列地产生光。
还有一种构造方案是，照明装置具有第一选色反射元件，它布置在光生成单元和荧光材料轮之间，并且设计为对于光生成单元射出的初级光是能穿透的，并且设计为对由荧光材料轮反射的初级光、第一次级光和/或第二次级光是反射的。这种构造方案具有以下优点，即，能够简单地通过选色反射元件实现初级光的馈给，并且能够以同样简单的方式传递形成混合光的各个光成分中的至少一种。由此提供一种特别紧凑的照明装置。
另一种构造方案是，第一选色反射元件设计为对于由荧光材料轮反射的初级光、第一次级光和第二次级光是反射的，并且照明装置被设置用于：在荧光材料区段被引入初级光的光路中时将由该区段反射的光反射到第一选色反射元件；在反射区段被引入初级光的光路时将射出到该反射区段上的初级光反射回到选色反射元件；并且在透光区段被引入初级光的光路中时让由第二荧光材料反射的光穿过透光区段照射到选色反射元件上。这种构造方案具有以下优点，即，能够利用少量的光学元件并且因此能够特别廉价且紧凑地产生由照明装置发出的一系列的混合光线。
于是在这种构造方案中，当荧光材料区段位于光路中时，特别是由第一选色反射元件射出的初级光对准第一荧光材料并且在那里至少部分地转换成第一次级光。由这个荧光材料区段反射的(至少部分地转换波长的)光到达第一选色反射元件，并且从那里为了去耦被反射。
那么，当反射区段位于光路中时，特别是由第一选色反射元件发射的初级光在该反射区段上反射回到第一选色反射元件上，并且从那里为了去耦再次被反射。因此，第一选色反射元件在特定的边沿条件下能够透射初级光，并且在其他的边沿条件下能够反射初级光，例如根据初级光的极化状况。
那么，当透光区段位于光路中时，特别是初级光因此照射到第二荧光材料上并且在那里至少部分地转换成第二次级光。由这个荧光材料区段反射的(至少部分地转换波长的)光穿过该透光区段反射回到第一选色反射元件上，并且从那里为了去耦被反射。
于是，在荧光材料轮旋转时，初级光、第一次级光(可能含有剩余的初级光成分)和第二次级光(可能含有剩余的初级光成分)依系列地从照明装置中去耦，特别是形成混合光。
还有另一种构造方案是，第一选色反射元件设计为对于由荧光材料轮反射的初级光、第一初级光和第二次级光是反射的，并且照明装置被设置用于：在荧光材料区段被引入初级光的光路中时将由该区段反射的光反射到第一选色反射元件上；在反射区段被引入初级光的光路时将射出到该反射区段上的初级光反射回到选色反射元件上；并且在透光区段被引入初级光的光路中时让由第二荧光材料反射的光穿过透光区段照射到选色反射元件上。这种构造方案具有以下优点，即，能够利用少量的光学元件并且因此能够特别廉价且紧凑地产生由照明装置发出的一系列的混合光线。
于是，在这种构造方案中，当荧光材料区段位于光路中时，特别是由第一选色反射元件射出的初级光就朝向第一荧光材料，并且在那里部分地转换成第一次级光。由该荧光材料区段反射的(至少部分地转换波长的)光到达第一选色反射元件上，并且从那里为了去耦被反射。
那么，当反射区段位于照明路径中时，特别是由第一选色反射元件发射的初级光就在该反射区段上反射回到第一选色反射元件上，并且从那里为了去耦再次被反射。因此，第一选色反射元件在特定的边沿条件下能够透射初级光，并且在其他的边沿条件下能够反射初级光，例如根据初级光的极化状况。
那么，当透光区段位于光路中时，特别是初级光就因此照射到第二荧光材料上并且在那里至少部分地转换成第二次级光。由这个荧光材料区段反射的(至少部分地转换波长的)光穿过该透光区段反射回到第一选色反射元件上，并且从那里为了去耦被反射。
还有一种构造方案是，第一选色反射元件设计为至少对于第一次级光是反射的，并且照明装置具有布置在荧光材料轮和第二荧光材料之间的第二选色反射元件，它设计为对于穿过透光区段照射的初级光是可穿透的，并且对于由第二荧光材料反射的第二次级光是反射的，并且该照明装置被设置用于：在荧光材料区段被引入初级光的光路中时，由该区段反射的光在选色反射元件上进行反射；在反射区段被引入初级光的光路时，将照射到该反射区段上的初级光反射回到选色反射元件上；并且在透光区段被引入初级光的光路中时让穿透过该透光区段的初级光穿过第二选色反射元件照射到第二荧光材料上，并且借助第二选色反射元件反射由第二荧光材料反射的第二次级光。这种构造方案使得能够分开地、不通过第一选色反射元件引导地对由第二荧光材料反射的光进行去耦。
第一选色反射元件特别是可以只能够透射其中一种光成分(初级光、初级的和次级的次级光)。第一选色反射元件特别是可以是二向色镜。
一种对于紧凑的光引导和构造方式来说特别优选的改进方案是，第一选色反射元件可变地(也就是根据至少一个可设置的参量)透光。这个参量尤其可以是极化或者说极化率。例如，第一选色反射元件也许能够透射由光生产单元反射的初级光，因为这个初级光具有适合透射的极化或者极化方向。至少被反射的初级光可能具有不适于进行透射的极化或者极化方向并且因此被反射。
此外还有一种构造方案是，第一选色反射元件对于初级光具有取决于极化的透射率，并且在选色反射元件和荧光材料轮之间布置着作用于初级光的、能改变极化的光学元件。通过这个能改变极化的光学元件能够在第一选色反射元件后方有目的性地如下设置初级光的极化，即，使得在初级光重新投射上来时被反射。能改变极化的光学元件尤其可以是波片，特别是四分之一波片(Viertelwellenlaengenplaettchen)或者λ/4波片。作为代替或者作为补充也可以使用其他对于专业技术人员来说公知的、能够改变极化的装置，例如法拉第旋转器或者克尔盒。
此外还有一种构造方案是，第一选色反射元件设计为至少对于第二次级光是反射的，并且照明装置具有另一个选色反射元件，它布置在初级光、和第一次级光的位于荧光材料轮后方的光路中，并且在第二次级光的位于第一选色反射元件后方的光路中，并且它设计为对于初级光和第一次级光是反射的，并且设计为对于第二次级光是能穿透的，并且荧光材料轮倾斜地布置在初级光的光路中，并且所述照明装置设置成用于：在荧光材料区段被引入初级光的光路中时，将由该荧光材料区段反射的光照射到另一个选色反射元件上；在反射区段被引入初级光的光路时将由反射区段反射的初级光照射到另一个选色反射元件上；并且在透光区段被引入初级光的光路中时让由第二荧光材料反射的光穿过透光区段照射到第一选色反射元件上，并且在那里反射到另一个选色反射元件上。在这种构造方案中，能够实现通过简单地设置荧光材料轮的斜度来分开地、不通过第一选色反射元件引导地对由荧光材料轮反射的光(初级光和第一次级光)进行去耦。因此可以省去波片。
光生成单元可以具有至少一个光源。特别优选的是，光生成单元具有至少一个激光光源。激光光源具有以下优点，即，它能够产生高频率的窄带光谱。然而，例如也可以将宽范围照射的光源与下游连接的光谱滤器组合起来使用。
优选地，至少一个光源包括至少一个半导体光源，因为可以提供很小巧并且便宜的半导体光源。至少一个半导体光源特别是可以包括至少一个激光二极管或者至少一个发光二极管，然而不局限于此。然而光源不受此局限，而是尤其可以包括所有类型的激光光源，特别是具有极化的射线。
光一般可以理解为紫外光、可见光和/或红外光。
还有一种构造方案是，初级光是蓝光，特别是具有大约445nm的峰值波长，一个次级光是绿光并且另一个次级光是红光。特别是可以在不需要额外输入能量的情况下将蓝光转换成红光和绿光。这三种光成分作为混合光特别是能够囊括大面积的颜色空间，并且特别是能够产生白色的混合光。
一种改进方案是，第一次级光是红光并且第二次级光是绿光。作为代替，第二次级光可以是红光并且第一次级光是绿光。
然而，照明装置不局限于选择这些颜色。例如作为红色和/或绿色的次级光的代替，作为附加或者作为代替使用其他颜色的次级光。
也可以使用紫外光(UV)作为初级光。特别是在这种情况下也可以作为反射区段的代替在荧光材料轮上使用另一个荧光材料区段。那么例如就可以通过荧光材料轮上的第一和第三荧光材料并且通过静态的载体行的第二荧光材料将紫外光转换成可见的次级光。例如，第一荧光材料可以将紫外光转换成绿光或红光，第二荧光材料可以将紫外光转换成红光或绿光，并且第三荧光材料可以将紫外光转换成蓝光。
然而，作为紫外光的代替也可以会用短波的蓝光，例如具有大约445nm的峰值波长，并且通过第三荧光材料转换成波长较长的蓝光，例如具有大约460nm的峰值波长。
总的来说也可以不用反射区段，并且仅使用由这些荧光材料反射的光，也就是可以含有初级光成分的次级光。
照明装置特别是可以额外地具有用于形成光束的光学元件，如至少一个透镜，特别是聚光透镜、遮光板。
照明装置特别是可以具有至少一个用于(以任意的组合方式)统一初级光和次级光的光束组合件。特别是可以使用选色镜，特别是二向色镜，作为光束组合件。
该任务还通过一种用于从借助光生成装置产生的初级光中产生波长转换的次级光的方法得以解决，其中，该方法包括用初级光交替地照射位于能运动的载体上的第一荧光材料和位于静态的载体上的第二荧光材料。这种方法具有和所述照明装置一样的优点，并且可以类似地构造而成。
附图说明
本发明的上述属性、特征和优点以及实现这些属性、特征和优点的方式和方法结合下面对结合附图详尽阐述的实施例的示意性描述更清楚并且更明白地得到了解释。其中，为了清楚起见，相同的或者作用相同的元件可以配有相同的附图标记。
图1用侧视图示出荧光材料轮处于第一旋转位置的、根据本发明的第一照明装置的简图；
图2示出荧光材料轮处于第二旋转位置的、根据本发明的第一照明装置；
图3示出荧光材料轮处于第三旋转位置的、根据本发明的第一照明装置；
图4用侧视图示出荧光材料轮处于集中概括在一幅图中的各个位置下的、根据本发明的第二照明装置的简图；以及
图5用侧视图示出荧光材料轮处于集中概括在一幅图中的各个位置下的、根据本发明的第三照明装置的简图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一照明装置11。该照明装置11具有包括至少一个激光二极管13的光生成装置12，它产生出峰值波长为大约445nm的蓝色的初级光P。初级光P在从光生成装置12发出去以后在垂直方向上(也就是在图平面内)具有横向的极化效果T1。
在光生成装置12的后方连接着透射率与极化有关的第一二向色镜14形式的第一选色反射元件。二向色镜14为对于具有通过光生成装置12产生的横向极化T1的蓝色初级光P是可穿透的。
从光生成装置12出发，在二向色镜14的光学路径后方布置着用作能运动的载体的能旋转的荧光材料轮15。荧光材料轮15以原则上公知的方式具有多个区段，它们通过荧光材料轮15的旋转能够交替地穿行过初级光P的光路。在这幅图中，涂有第一荧光材料16的荧光材料层的荧光材料区段17位于初级光P的光路中。在这里，初级光P通过第一荧光材料16基本上被完全转换成第一(例如绿色的或红色的)初级光1，并且返回照射到二向色镜14上。为此可以在荧光材料轮15的前方接上聚光透镜(如图)。
布置在二向色镜14和荧光材料轮15之间的光路中的、能够改变极化的、四分之一波片18形式的光学透光元件对于第一次级光S1的生成和光束成形没有实际作用。
因为二向色镜14不能透射第一次级光S1，而是设计为镜面式的，所以第一次级光S1在这里被反射，并且为了从照明装置11中去耦而被反射出去。
在荧光材料轮15继续旋转的情况下，荧光材料区段17从光路中向外旋转出去，并且透光区段19旋转进入光路中，在图2中示出了它的位置。透光区段19例如可以设计为荧光材料轮15中的孔。于是，透光区段19能够透过所有的光。
投射到透光区段19上的初级光P穿透过去并且投射到第二荧光材料轮20上。第二荧光材料轮20作为荧光材料层被涂在静态的散热体21上。在这里，初级光P通过第二荧光材料20基本上被完全转换成第二(例如红色的或绿色的)次级光1，并且穿过透光区段19返回照射到二向色镜14上。为此可以在荧光材料20前方连接聚光透镜(如图)。四分之一波片18对第二次级光2的生成和光束成形也没有实际作用。因为第一个二向色镜14对于第二次级光S2也是镜面式的，所以第二次级光S2也在这里被反射，并且为了从照明装置11中去耦被反射出去。
在荧光材料轮15继续旋转的情况下，透光区段19从光路中向外旋转出去，并且反射区段22旋转进入光路中，在图3中示出了它的位置。反射区段22具有镜面式的表面，因此特别是能够反射初级光P。
在初级光P朝着反射区段22的方向第一次穿过四分之一波片18时，初级光P最开始的横向极化T1变为圆周极化。在反射区段22上反射以后，圆周极化的光的旋转方向变化。在下一次重新穿过四分之一波片18时(在反方向上朝着二向色镜14)，又从圆周极化的初级光变为横向极化的光。但是，由此形成的横向极化方向T2垂直于最开始的极化方向T1(垂直于图平面)。二向色镜14具有如下形成的、与极化有关的透射率，即，它能够反射横向极化T2的蓝色初级光P。因此，极化方向T2的初级光也在这里被反射，并且为了从照明装置11中去耦被反射出去。
图4示出荧光材料轮15处于集中概括在一幅图中的各个位置下的、根据本发明的第二照明装置31。
照明装置31与照明装置11的区别在于，由第二荧光材料22反射的第二次级光S1不穿过透光区段19，而是被引导绕过该区段。为此在初级光P位于荧光材料轮15和第二荧光材料20之间的光路中布置着第二个二向色镜32，它能够透射初级光P并且能够反射第二次级光S2。第二个二向色镜32将第二次级光S2反射到第三个二向色镜33上。
第三个二向色镜33设计为能够透射初级光P和第一次级光S1，并且能够反射第二次级光S2。用被(第一个)二向色镜14反射的初级光P和第一次级光S2从后方照射第三个二向色镜22(通过非选色镜34)，而第二初级光S2从前侧照射上去。因此，所有的光成分P、S1、S2都在相同的方向上从照明装置31中去耦。因此，第三个二向色镜33也用作光束组合件。
此外照明装置31还有以下优点，即，由于在这里不再需要考虑第二次级光S2所以对第一个二向色镜14的要求更低，因此能够选择更加简单并且更加便宜的二向色镜。
图5示出荧光材料轮15处于集中概括在一幅图中的各个位置下的、根据本发明的第三照明装置41。荧光材料轮15现在倾斜地放置，因此，在这里被反射的初级光P以及第一次级光S1都不照射到第一个二向色镜14上，而是照射到第四个二向色镜42上。第四个二向色镜42设计为能够反射初级光P和第一次级光S1，并且能够透射第二次级光S2。第二次级光S2从后方照射第四个二向色镜42，而初级光P和第一次级光S1从前侧照射上去。接下来，所有的光成分P、S1、S2依系列地在相同的方向上从照明装置41中去耦。因此，第四个二向色镜42也用作光束组合件。在照明装置41中，特别是可以省去用于提高光衍射的初级光P的波片。
此外，照明装置41还具有以下优点，即，由于在这里不再需要考虑初级光P，所以对第一个二向色镜14的要求更低，因此能够选择更加简单并且更加便宜的二向色镜，特别是不需要再设计为依赖极化情况的。也可以省去四分之一波片18，这能提高光利用率。
尽管通过所示的实施例更详尽地阐述并描述了本发明的细节，但是本发明不局限于此，并且专利技术人员能够从中推导出其他的变化方案，而不离开本发明的保护范围。
因此，光生成装置可以包括多个光源，特别是半导体光源，特别是激光二极管，它们具有相同的和/或不同的射出波长。

Claims (10)

1.照明装置(11；31；41)，至少具有
-用于产生初级光(P)的光生成装置(12)；
-用于使所述初级光(P)波长转换成第一次级光(S1)的第一荧光材料(16)；以及
-用于使所述初级光(P)波长转换成第二次级光(S2)的第二荧光材料(20)；
其中，
-所述第一荧光材料(16)位于能运动的载体(15)上，所述能运动的载体设置用于使所述第一荧光材料(16)交替地引入和移出所述初级光(P)的光路，并且
-所述第二荧光材料(20)位于静态的载体(21)上。
2.根据权利要求1所述的照明装置(11；31；41)，其中
-所述能运动的载体是具有多个在所述初级光(P)的所述光路中穿行的区段(17；19；22)的能旋转的荧光材料轮(15)，
-至少一个荧光材料区段(17)具有所述第一荧光材料(16)，
-至少一个透光区段(19)是至少对于所述初级光(P)和所述第二次级光(S2)来说可穿透的区段，
-至少一个反射区段(22)是至少能够反射所述初级光(P)的区段，
-由所述光生成单元(12)射出的所述初级光(P)能够穿过所述透光区段(19)照射到所述第二荧光材料(16)上，并且
-由所述第二荧光材料(20)反射的所述第二次级光(S2)能够穿过所述透光区段(19)反射回去。
3.根据权利要求2所述的照明装置(11；31；41)，其中，所述照明装置(11；31；41)具有第一选色反射元件(14)，所述第一选色反射元件布置在所述光生成单元(12)和所述荧光材料轮(15)之间，并且所述第一选色反射元件设计为对于由所述光生成单元(12)射出的所述初级光(P)是能穿透的，并且设计为对于所述初级光(P)、所述第一次级光(S1)和/或所述第二次级光(S2)是反射的。
4.根据权利要求3所述的照明装置(11)，其中
-所述第一选色反射元件(14)设计为对于由所述荧光材料轮(15)反射的所述初级光(P)、对于所述第一初级光(S1)和对于所述第二次级光(S2)是反射的，并且
所述照明装置(11)设置用于：
-在荧光材料区段(17)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由这个区段反射的光(S1)反射到所述第一选色反射元件(14)上；
-在反射区段(22)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使照射到所述反射区段(22)上的所述初级光(P)反射回到所述选色反射元件(14)上；并且
-在透光区段(19)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由所述第二荧光材料(20)反射的所述光(S2)穿过所述透光区段(19)照射到所述选色反射元件(14)上。
5.根据权利要求3所述的照明装置(31)，其中，所述
-所述第一选色反射元件(14)设计为至少对于所述第一次级光(S1)是反射的，并且
-所述照明装置(31)具有布置在所述荧光材料轮(15)和所述第二荧光材料(20)之间的第二选色反射元件(32)，所述第二选色反射元件设计为对于穿过所述透光区段(19)照射的所述初级光(P)是能穿透的，并且对于由所述第二荧光材料(20)反射的所述第二次级光是反射的，并且所述照明装置被设置用于：
-在荧光材料区段(17)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由这个区段(17)反射的光(S1)反射在所述第一选色反射元件(14)上；
-在反射区段(22)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使照射到所述反射区段(22)上的所述初级光(P)反射回到所述第一选色反射元件(14)上；并且
-在透光区段(19)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使穿透过这个区段(19)的所述初级光(P)穿过所述第二选色反射元件(32)照射到所述第二荧光材料(20)上，并且借助所述第二选色反射元件(32)反射由所述第二荧光材料(20)反射的所述第二次级光(S2)。
6.根据权利要求4或5所述的照明装置(11；31)，其中
-所述第一选色反射元件(14)对于所述初级光(P)具有取决于极化的透射率，并且
-在所述选色反射元件(14)和所述荧光材料轮(15)之间布置着作用于所述初级光(P)的、改变极化(T1；T2)的光学元件，特别是四分之一波片(18)。
7.根据权利要求3所述的照明装置(41)，其中
-所述第一选色反射元件(16)设计为至少对于所述第二次级光(S2)是反射的，并且
-所述照明装置(41)具有另一选色反射元件(42)，所述另一选色反射元件布置在所述初级光(P)和所述第一次级光(S1)的位于所述荧光材料轮(15)后方的光路中，并且在所述第二次级光(S2)的位于所述第一选色反射元件(14)后方的光路中，并且所述另一选色反射元件设计为对于所述初级光(P)和所述第一次级光(S1)反射的，并且设计为对于所述第二次级光(S2)是能穿透的，并且
-所述荧光材料轮(15)倾斜地布置在所述初级光(P)的所述光路中，并且所述照明装置(41)设置成用于：
-在荧光材料区段(17)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由这个区段反射的光(S1)照射到所述另一选色反射元件(42)上；其中
-在反射区段(22)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由所述反射区段(22)反射的所述初级光(P)照射到所述另一选色反射元件(42)上；并且
-在透光区段(19)被引入所述初级光(P)的所述光路的情况下，使由所述第二荧光材料(20)反射的光(S2)穿过所述透光区段(19)照射到所述第一选色反射元件(14)上，并且在那里反射到所述另一选色反射元件(42)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(11；31；41)，其中，所述光生成装置(12)具有至少一个激光光源(13)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(11；31；41)，其中，
-所述初级光(P)是蓝光，特别是具有大约445nm的峰值波长，
-一次级光(S1；S2)是绿光，并且另一次级光(S2；S1)是红光。
10.一种用于从由光生成装置(12)产生的初级光(P)中产生波长转换的次级光(S1；S2)的方法，其中，所述方法包括用所述初级光(P)交替地照射位于能运动的载体(15)上的第一荧光材料(16)和位于静态的载体(21)上的第二荧光材料(20)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110543073A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543072A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN113728522A (zh) * 2019-04-24 2021-11-30 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗***、电子设备及检验方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102061593B1 (ko) * 2012-11-29 2020-02-20 엘지전자 주식회사 광원유닛과 이를 포함하는 영상투사장치
US20160062220A1 (en) * 2013-05-30 2016-03-03 Nec Display Solutions, Ltd. Light source device and projection-type display device
CN104298057A (zh) * 2013-07-17 2015-01-21 海信集团有限公司 光源组件及投影仪
DE102013215054A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit Leuchtstoffrad und Anregungsstrahlungsquelle
DE102014202090B4 (de) * 2014-02-05 2024-02-22 Coretronic Corporation Beleuchtungsvorrichtung mit einer Wellenlängenkonversionsanordnung
DE102014217326A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit einer Wellenlängenkonversionsanordnung
DE102014221382A1 (de) * 2014-10-21 2016-04-21 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit Pumpstrahlungsquelle
FR3036775B1 (fr) * 2015-05-29 2017-06-16 Valeo Vision Module d'eclairage securise avec source lumineuse laser
JP6798863B2 (ja) * 2016-12-08 2020-12-09 スタンレー電気株式会社 車両用灯具及び照明器具
US11874591B2 (en) * 2021-03-23 2024-01-16 Casio Computer Co., Ltd. Light source apparatus, projection apparatus and color wheel device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070019408A1 (en) * 2005-06-07 2007-01-25 Mcguire James P Jr Phosphor wheel illuminator
US20090034284A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-05 Ylx Corp. Multicolor illumination device using moving plate with wavelength conversion materials
CN101539270A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 绎立锐光科技开发(深圳)有限公司 具有发射角度选择特性的光波长转换方法
US20100328632A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Casio Computer Co., Ltd. Light source device and projector
DE102010001945A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 81543 Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008186777A (ja) 2007-01-31 2008-08-14 Seiko Instruments Inc 照明装置及びこれを備える表示装置
CN101680992B (zh) * 2007-06-04 2016-10-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 颜色可调的照明***、灯和照明设备
JP2011517027A (ja) * 2008-04-01 2011-05-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 発光システム
DE102008031996A1 (de) 2008-07-07 2010-02-18 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierende Vorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070019408A1 (en) * 2005-06-07 2007-01-25 Mcguire James P Jr Phosphor wheel illuminator
US20090034284A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-05 Ylx Corp. Multicolor illumination device using moving plate with wavelength conversion materials
CN101539270A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 绎立锐光科技开发(深圳)有限公司 具有发射角度选择特性的光波长转换方法
US20100328632A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Casio Computer Co., Ltd. Light source device and projector
DE102010001945A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 81543 Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110543073A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543072A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543072B (zh) * 2018-05-29 2021-08-31 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543073B (zh) * 2018-05-29 2022-03-15 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN113728522A (zh) * 2019-04-24 2021-11-30 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗***、电子设备及检验方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103946629B (zh) 2016-08-31
US20140328044A1 (en) 2014-11-06
JP2015502018A (ja) 2015-01-19
WO2013075859A1 (de) 2013-05-30
US9732943B2 (en) 2017-08-15
DE102011087112A1 (de) 2013-05-29
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