CN112005049A - 高流明密度灯的单面照明 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种照明***(1),该照明***(1)包括:‑被配置为提供光源光(11)的光源(10);‑具有长度(L)的细长发光体(100),细长发光体(100)包括:‑在长度(L)的至少一部分上的多个侧面(140),其中侧面(140)包括第一侧面(143),第一侧面(143)包括辐射输入面(111)以及被配置为平行于第一侧面(143)的第二侧面(144),其中侧面(143,144)限定高度(H),其中细长发光体(100)还包括辐射出射窗口(112),辐射出射窗口(112)在第一侧面(143)与第二侧面(144)之间的横跨高度H的至少一部分;‑石榴石型A3B5O12发光材料(120),包括三价铈,三价铈具有依赖于高度的浓度,依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x‑1和最大浓度ymax=0.17*x‑1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以%为单位的三价铈浓度,并且其中h是以mm为单位的高度(H),其中所述石榴石型A3B5O12发光材料(120)被配置为将光源光(11)的至少一部分转换为转换器光(101);‑一个或多个热传递元件(200),与一个或多个侧面(140)热接触;以及‑反射器(2100),被配置为在第二侧面(144)处并且被配置为将经由第二侧面(144)从细长发光体(100)逸出的光源光(11)反射回到细长发光体(100)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明***,例如用于在投影仪中或用在舞台照明中使用。本发明还涉及包括这种照明***的照明器或投影***。
背景技术
发光棒是本领域已知的。例如,WO2006/054203描述了一种发光器件,该发光器件包括:至少一个LED,该至少一个LED发射的光的波长在>220nm至<550nm的范围内;以及至少一个转换结构,该至少一个转换结构朝向该至少一个LED放置而没有光学接触,该至少一个转换结构将来自至少一个LED的光至少部分转换成波长范围为>300nm至≤1000nm的光,其特征在于,至少一个转换结构的折射率n>1.5且<3并且比率A:E>2:1且<50000:l,其中A和E定义如下:至少一个转换结构包括:至少一个入射表面,其中由至少一个LED发射的光可以进入转换结构;以及至少一个出射表面,其中光可以出射至少一个转换结构,至少一个出射表面中的每个出射表面具有出射表面面积,出射表面面积标记为A1……An,并且至少一个出射表面中的每个出射表面具有出射表面面积,出射表面面积标记为E1……En,并且至少一个入射表面面积A中的每个入射表面面积A的总和为A=A1+A2……+An,并且至少一个出射表面面积E中的每个出射表面面积E的总和为E=E1+E2……+En。
JP2014192127描述了一种荧光光源设备,其包括用于激发荧光材料的激发光源和波长转换构件,该波长转换构件具有荧光材料,该荧光材料用于转换来自激发光源的激发光的波长并且可以抑制由于受到激发光的照射而对波长转换构件的热损伤,在小面积的出射表面上会聚并且发出荧光,并且实现了高可靠性和高效率。波长转换构件由基座支撑,并且分别具有激发光入射到其上的激发光入射表面、通过转换激发光而产生的荧光从其发射的荧光发射表面、以及与基体邻接的散热表面,并且激发光入射表面的面积大于荧光发射表面的面积。
Waetzig等人在材料研究2014第20卷第19期2318-2324页的“Influence ofsample thickness and concentration of Ce dopant on the optical properties ofYAG:Ce ceramic phosphors for white LEDs”中描述了通过固态反应法在真空烧结下制备Y3Al5O12:Ce和(Gd,Y)3Al5O12:Ce陶瓷荧光粉。这些(Gd,Y)AG:Ce陶瓷的纯石榴石相通过X射线衍射(XRD)来确认,其Gd含量分别为0、25%、50%和75%。测量了基于YAG:Ce和(Gd,Y)AG:Ce陶瓷的未封装和封装LED器件的电致发光性能。厚度为0.4mm的YAG:Ce陶瓷荧光粉可以实现130.5lm/W的最高发光效率。但是,基于其的LED器件的相关色温(CCT)较高,这是由于发射光中缺少红色分量。因此,根据色空间色度图设计并且制作了Y3Al5O12:Ce/(Gdx,Y1-x)3Al5O12:Ce双层复合结构陶瓷荧光粉。在一个演示中,通过这些双层结构可以将各种CCT从3100K调节到3600K,而发光效率可以达到109.9lm/W。这些双层荧光粉发出的高发光效率和安全的暖白光使它们成为白光LED器件的有希望的候选。提供了多晶半透明陶瓷。
发明内容
高亮度光源对于各种应用都是令人感兴趣的,包括聚光灯、舞台照明、前照灯和数字光投影以及(荧光)显微镜和内窥镜等。为此,可以使用所谓的聚光器,其中较短波长的光在高度透明的发光材料中被转换为更长的波长。这种透明发光材料的棒可以被LED照明以在该棒内产生更长的波长。转换后的光将以波导模式停留在诸如(三价铈)掺杂的石榴石等发光材料中,并且然后可以从(较小)表面中的一个表面中提取出来,从而获取强度增益。
在实施例中,聚光器可以包括掺杂有(透明)磷光体的高折射率石榴石的矩形杆(棒),能够将蓝光转换成绿光并且将该绿光收集在小展度输出光束中。矩形杆可以具有六个表面,在杆的整个长度上有四个大表面,形成四个侧壁,在杆的端部有两个较小的表面,这些较小的表面中的一个表面形成“鼻部”,在该“鼻部”提取所需要的光线。
在例如蓝光辐射下,假定某些含铈石榴石应用,在磷光体开始向所有方向发射绿光之后,蓝光激发磷光体。由于磷光体通常嵌入在高折射率杆中,因此,转换后的(绿色)光的主要部分被捕获到高折射率杆中,并且被导波到该杆的鼻部处,(绿色)光可以在该鼻部处离开杆。所生成的(绿色)光的量与泵入杆中的蓝色光的量成比例。杆越长,可以施加更多的蓝色LED来泵送杆中的磷光体材料,并且可以使用更多蓝色LED来增加留在杆的鼻部的(绿色)光的亮度。然而,磷光体转换的光可以分为两部分。
第一部分由第一类光线组成,它们将以大于临界反射角的角度撞击杆的侧壁。这些第一光线被捕获在高折射率杆中,并且将遍历到杆的鼻部,在此处,光束可以作为***所需要的光线离开。
相对于一些现有技术***,期望现有技术***的输出强度的增加、效率的提高、更好的热管理、或更高的可靠性。
因此,本发明的一个方面是提供一种包括发光聚光器的备选照明***,其优选地进一步至少部分消除了上述缺点中的一个或多个和/或可以具有相对较高的效率。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的至少一个缺点,或提供一种有用的备选方案。
特别地,本发明提供了一种照明***(“***”),该照明***包括:
-光源,被配置为提供光源光;
-细长发光体,具有长度(L)和高度(H)或直径(D)(“本体”、“发光体”、“细长体”、“聚光器”、“透光体”),细长发光体具有导光特性,并且细长发光体包括:
-在长度(L)的至少一部分上的一个或多个侧面,包括辐射输入面,其中细长发光体还包括辐射出射窗口,该辐射出射窗口横跨高度(H)的至少一部分或直径(D)的至少一部分;
-石榴石型A3B5O12发光材料,包含三价铈,三价铈具有依赖于高度的浓度,依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以摩尔%为单位的三价铈浓度,其中x是以mm为单位的高度(H)或直径(D),其中石榴石型A3B5O12发光材料被配置为将光源光(11)的至少一部分转换为转换器光;
-一个或多个热传递元件,与一个或多个侧面热接触;以及
-反射器,被配置为将从细长发光体逸出的光源光反射回到细长发光体中,其中细长发光体被配置为在光源与反射器之间。
在实施例中,本发明(还)提供了一种照明***(“***”),该照明***包括光源(尤其是多个光源)、细长发光体(“本体”、“发光体”、“细长体”、“聚光器”、“透光板”)、一个或多个热传递元件、和反射器。特别地,照明***包括被配置为提供光源光的光源。此外,照明***特别地包括具有长度(L)的细长发光体,该细长发光体包括在长度(L)的至少一部分上的一个或多个(诸如在实施例中为多个)侧面,其中侧面包括第一侧面和第二侧面,第一侧面包括辐射输入面(“辐射入射窗口”),第二侧面被配置为与第一侧面平行,其中侧面限定高度(H),其中细长发光体还包括辐射出射窗口,辐射出射窗口横跨在第一侧面与第二侧面之间的高度(H)的至少一部分。特别地,透光体包括(n)个侧面,其中n≥3。
更进一步,细长发光体包括石榴石型的A3B5O12发光材料,石榴石型的A3B5O12发光材料包括三价铈,在特定的实施例中,依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以摩尔%为单位的三价铈浓度,并且其中x在实施例中是以mm为单位的高度,其中石榴石型A3B5O12发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为转换器光。
一个或多个热传递元件与一个或多个侧面热接触,并且特别地被配置为在照明***的操作期间将热量传递出去(从发光体)。此外,反射器特别地被配置为在第二侧面(以及不是辐射输入面的其他面)处,并且被配置为将从第二发光面逸出的光源光经由第二发光面反射回到第二发光面内。该反射光可以是转换后的光,也可以是用于照明辐射输入面的光源光,但是在通过发光体传播期间保持不被吸收。
利用这样的***,相对于一些现有技术的***,可以提高效率,可以更好地进行热管理,并且该***可以(因此)更可靠地操作。
高流明密度(HLD)器件的重要问题是发光棒的冷却。在具有两侧照明和横截面为矩形的棒的配置中,仅两侧可用。在这种情况下,最大性能(某种程度上)受到发光棒中发生的热淬灭效应的限制。在具有单面照明的配置中,可以使用三个侧面,以实现更好的冷却。此外,通过实现单侧照明与棒的3侧冷却相结合,可以经由LED板实现单个冷却路径。这表示在棒冷却装置与LED板/PCB冷却装置之间存在热耦合,使得所有热量都通过LED板传递(例如,到外部散热器)。这表示从棒固定器到“外部世界”不需要额外的冷却路径。这使得HLD模块的结构尺寸更加紧凑,使得在体积要求严格的***中易于实现,而体积要求较高的***可以以相对低的光输出功率工作。
另一方面,在大功率应用中,单侧泵浦设计增加了将专用发光棒冷却与LED冷却接口分开的可能性,例如,实现纤薄的外形***。
另一问题涉及棒材料的铈浓度。浓度应当足够高以吸收入射的蓝光。但是,如果它太高,可能会发生一些有害的影响,例如浓度猝灭和重新吸收,所有这些都会导致绿色光的输出减少和更多的热量产生。此外,在转炉材料的生产过程中,较低的铈浓度可能是高度有益的,因为这通常表示更可控的生产过程和更高的生产产量。
此外,特别是当在单侧泵浦***中应用单晶发光转换器时,存在与铈浓度有关的问题。理想地,在蓝光通过转换棒传播期间,来自LED泵的所有蓝光均转换为绿光,转换棒的厚度通常仅为1.2mm或更小。在这种情况下,在晶体生长过程中将足够的铈掺入材料中(这是实现“完全转化”所必需的)是一项艰巨的挑战。在这种情况下,似乎达到了晶体生长过程中可能发生的极限,从而带来了技术挑战和可用晶体产量有限。但是,单面照明可以降低铈的浓度。在这样的***中,铈浓度的公差更大,因为在这样的***中,更容易获取蓝色LED泵的“完全或几乎完全转换”。
在双面泵浦的情况下,需要最小的铈浓度才能达到完全转化,这是很难实现的,并且接近单晶生长过程中可以达到的理论最大极限。实际上,通常会获取过低的铈浓度。但是,从工程学的角度来看,这些铈含量已经在晶体生长过程中引入了很多问题。同样关于***操作,这些铈浓度可能已经引起一些热和光学问题,这将在后面讨论。在单面泵浦的情况下,所需要的最低铈浓度要低得多,并且可以通过标准单晶生长方法轻松满足。此外,如果在生长过程中最终的铈浓度过高(>最低所需要的铈浓度),则不太可能对***性能造成不利影响。
铈浓度低的一个优点是浓度淬灭的机会较小。在高浓度下,铈的位置可能彼此非常靠近,以至于能量被转移到其他位置并且有更大的机会转化为热量而不是绿色辐射。同样,在低铈浓度下,温度猝灭(高温下绿色发光的减少)通常较低。另一优点是,在较低的浓度下,重吸收的机会较小。转换后的(绿色)光的一部分可以被棒吸收。它的一部分会再次发射,但是一部分会丢失(由于有限的量子效率和逸散损耗)。因此,在较低的浓度下,更多的绿光可以到达棒的“鼻部”。一个可能的其他优势可能是,在较低的铈浓度下,绿光的局部强度会更小。这样的好处可以是,激发态吸收(即通过吸收蓝光达到的铈水平吸收引起的绿光损失)引起的(局部)光饱和的机会较小。另外,如果可以实现较低的铈浓度并且蓝光两次穿过棒,则在光转换(斯托克斯位移)期间棒中产生的热量会更均匀地分布在总体积上。这样可以防止在晶体中形成局部的“热点”,从而防止局部热淬火和热失控,否则可能导致灾难性的淬火。
通过穿过棒(或杆)两次,基本上所有的光源光都可以被发光材料吸收。术语“基本上”和类似术语在此可以特别地指示至少95%,或者甚至至少97%,例如至少99%。
而且,不可能制造具有高铈掺杂剂浓度的棒材料。要求小展度(例如,显微镜检查)的应用对细棒特别感兴趣。此外,降低单晶棒中的Ce浓度将增加晶体生长期间的产量。
最后,由于改进了棒材料的冷却,有可能增加入射到该材料上的蓝光通量。因此,可以以更高的输出电平驱动蓝色泵浦的LED,或者使用已经具有更高输出通量的LED。通过这样做,可以实现来自HLD模块的更高输出通量,而转换棒的温度仍然可以保持在其临界淬火温度以下。因此,获取了一种***,该***具有更低的热临界性,并且因此可以在更低的输出通量下运行。
特别地,照明***包括被配置为提供光源光的光源。光源尤其是固态光源,例如LED。光源特别地提供在或接近发光材料的激发最大值时具有最大峰值的光源光。因此,在其中发光材料具有激发最大值λxm的实施例中,其中光源被配置为提供具有强度最大值λpx的光源,其中λxm-10nm≤λpx≤λxm+10nm,尤其是其中λxm-5nm≤λpx≤λxm+5nm,例如其中λxm-2.5nm≤λpx≤λxm+2.5nm。特别地,光源波长是(激发)强度为激发最大值(强度)的至少50%的波长,例如激发最大(强度)的至少75%,例如激发最大值(强度)(发光材料的激发最大值)的至少90%。
Lu3Al5O12、Y3Al5O12、(Y,Gd)3Al5O12和Y3(Ga,Al)15O12的激发最大值在约420-470nm的波长范围内。它们在相应激发最大值处的相应吸收系数都在相对窄的范围内,最小的仅比最大的小百分之几。因此,尽管存在很小的差异(基本上小于含铈石榴石的10%,其在激发最大值时具有最大吸收系数),但相应激发最大值的吸收系数基本相同。
特别地,光源被配置为其光轴线垂直于第一侧面,尤其垂直于辐射输入面(也参见下文)。此外,特别地,施加多个光源。因此,在特定实施例中,光源具有被配置为垂直于第一侧面、特别是垂直于辐射输入面的光轴线。此外,当n=4时,特别是单个侧面被光源光照明。当n是例如6或8时,在实施例中,可以分别用光源光照射1-3个侧面,诸如1-2个侧面或1-4个侧面,诸如1-2个侧面。因此,在实施例中,多个光源被配置为将光源光提供给仅一个侧面。
如果发光体具有圆形或基本椭圆形的横截面,尤其是从有限数目的侧面,则棒将被照明。
在具体的实施例中,其中发光体具有圆形或基本椭圆形的横截面,该发光体从单个侧面被照明。
因此,在实施例中,可以从两个或更多个方向来照明发光体,但是使得光源的光轴线相对于伸长轴线在相对于伸长轴线180°的角度内。因此,将在围绕伸长轴线最大180°的圆截面内找到光源。因此,一个或多个热传递元件可以特别地被配置为在至少180°的圆形截面内。
特别地,在实施例中,在与细长体的高度或直径平行的方向上提供光源的光源光。因此,在实施例中,光源光的光轴线可以在与包括细长本体的本体轴线的平面垂直的平面中。
在实施例中,可以应用多个光源。在另外的特定实施例中,这样的多个光源被配置为阵列。这样的光源阵列可以被配置为平行于本体轴线。因此,在这样的特定实施例中,发光体也可以从单个侧面被照明。
因此,在实施例中,照明***可以包括多个光源,其中光源具有被配置为垂直于一个或多个侧面之一的光轴线(在细长本体包括多个侧面的情况下)或当细长本体具有圆形(或椭圆形)横截面形状时垂直于细长本体的单个侧面。
当从单个侧面照明细长发光体时(“单面泵浦”),并且当反射器被配置为与光源相对时,未被细长发光体吸收的光源光可以被反射回到细长发光体。因此,使用较少的铈可以实现高吸收。
因此,在实施例中,反射器可以被配置为将从细长发光体逸出的光源光反射回到细长发光体中,其中细长发光体被配置为在光源与反射器之间。
因此,在实施例中,反射器可以特别地被配置为将从细长发光体的另一侧面或侧面的另一部分逸出的光源光反射回到细长发光体中。因为光源的光轴线可以特别地被配置为垂直于细长的侧面(在具有圆形横截面的棒的情况下)或垂直于侧面中的一个侧面(例如,在具有矩形横截面的棒的情况下),光源光可以从相对侧面(的一部分)逸出。
在实施例中,反射器包括热传递元件或由热传递元件提供。反射器还可以被配置为反射发光材料光。
注意,在除了与光源相反之外的其他位置也可以有一个以上的反射器。
光源及其应用的其他实施例也在下面阐明。
此外,照明***尤其包括发光体,特别是具有长度(L)的细长发光体,(细长)发光体包括在长度(L)的至少一部分上的(n)个侧面,其中n≥3。因此,尤其是(细长)发光体的横截面形状(垂直于伸长轴线)是正方形(n=4)、矩形(n=4)、六边形(n=6)或八边形(n=8),尤其是矩形。如果发光体具有圆形横截面,则n可以被认为是∞。(细长)本体包括第一端或第一面以及第二端或第二面,第一端或第一面通常被配置为垂直于(n)个侧面中的一个或多个侧面、第二端或第二面可以被配置为垂直于一个或多个侧面并且因此平行于第一面,但是第二端或第二面也可以被配置为不等于90°且不等于180°的角度。因此,(细长)发光体包括(n)个侧面,包括第一侧面以及第二侧面,第一侧面包括辐射输入面,第二侧面被配置为平行于第一侧面,其中侧面限定高度(H)。第一侧面和第二侧面被配置为平行于两者之间的发光体材料,从而限定了发光体的宽度。辐射输入面是可以被配置为接收光源光的第一面的至少一部分。(细长)发光体还包括辐射出射窗口,该辐射出射窗口在第一侧面与第二侧面之间横跨高度(H)的至少一部分。特别地,辐射出射窗口包括第二面。在实施例中可以与第二面基本相同的辐射出射窗口可以被配置为与一个或多个侧面处于选自从大于0°且小于180°的范围的一个角度(或多个角度)。在实施例中,一个或多个角度可以选自15°-165°的范围,例如45°-135°。特别地,该角度可以基本上为90°。下面还阐明了其他实施例。
更进一步,细长发光体包括石榴石型A3B5O12发光材料,石榴石型A3B5O12发光材料包括三价铈(Ce3+),其依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以%为单位的三价铈浓度,并且其中h是以mm为单位的高度。此外,高度尤其选自0.1mm-100mm的范围,例如0.1mm-20mm,例如0.1mm-10mm,例如0.5mm-2mm。
在公式中,x也可以是以mm为单位的直径。在其中细长发光体具有不同于圆形或矩形(包括正方形)的横截面形状的实施例中,或者总的来说,x可以是指沿着光源的光轴线通过细长发光体的长度。特别地,光源的光轴线被配置为垂直于一个或多个侧面中的一个侧面。
例如,A可以是钇。当例如高度为1mm时,h=1,因为高度以mm为单位,导致可能的浓度范围为0.036%-0.17%。但是,如果高度为0.1mm,则可以从中选择浓度的浓度范围为0.36%-1.7%。如果用y指示浓度,则可以将A替换为A1-x/100Cex/100。例如,如果x为2.2(请参见示例),则结果为A0.978Ce0.022。
在实施例中,A包括钇、钆和镥中的一者或多者,并且其中B包含铝和镓中的一者或多者。在实施例中,其中A=Lu并且其中B=Al,或其中A包括Y和Lu,并且其中B=Al。
石榴石的元素A以及(其他)实施例在下面进一步阐明。
石榴石型A3B5O12发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为转换器光。特别地,石榴石材料是吸收带在400nm-500nm范围内的材料,例如最大值在420nm-480nm范围内。如本领域中已知的,在被光源光激发时,发光材料生成发射,该发射具有特别地选自500nm-800nm范围内的一个或多个波长。下面还阐明了其他实施例。
该照明***可以包括光学元件,其中该光学元件包括发光体、以及可选的其他光学元件。该照明***还可以包括多个发光体,其中一个或多个、尤其是所有发光体如本文所定义。光学元件可以包括一个或多个发光体。此外,照明***可以包括多个光学元件。下面阐明了其他实施例。
一个或多个热传递元件与一个或多个侧面热接触。一个或多个热传递元件特别地被配置为在照明***的操作期间将热量从发光体传递走。因此,热传递元件也可以被称为“冷却元件”。因此,在实施例中,热传递元件可以是散热器,或者可以在功能上耦合到散热器。特别地,一个或多个热传递元件包括导热材料,例如其导热率为至少约20W/m/K,例如至少约30W/m/K,例如至少约100W/m/K,特别是至少约200W/m/K。
特别地,一个或多个热传递元件被配置为在(细长)发光体的长度(L)的至少一部分上平行于一个或多个侧面的至少一部分。此外,特别地,一个或多个热传递元件被配置为距相应的一个或多个侧面的最短距离(d1)为1μm≤d1≤100μm。以这种方式,在存在良好的热耦合的同时,基本上可以不存在物理接触,这可以导致光源光和/或发光材料光的不期望的出耦合。特别地,最短距离(d1)选自2μm≤d1≤50μm的范围。因此,当最短距离至少为1μm时,实质上可能没有光学接触。
一个或多个热传递元件可以包括一个或多个热传递元件面,该一个或多个热传递元件面指向一个或多个侧面。如上所述,特别是没有物理接触。然而,在实施例中,可以存在物理接触,但是发光体的仅一部分表面与一个或多个热传递元件的一部分接触。因此,在实施例中,相应的一个或多个热传递元件的一个或多个热传递元件面的至少一部分与细长发光体物理接触。特别地,在这样的实施例中,最短距离(d1)是平均距离。因此,在实施例中,一个或多个热传递元件被配置为距相应的一个或多个侧面的平均最短距离(d1)为1μm≤d1≤100μm。
一个或多个热传递元件可以被配置为单片式热传递元件。例如,这种单片式热传递元件可以包括其中可以配置发光体的腔体,诸如狭缝。以这种方式,单片式热传递元件可以包围发光体的n-1个侧面。因此,在实施例中,一个或多个热传递元件至少与除第一侧面之外的所有侧面热接触,并且其中一个或多个热传递元件被配置为单片式热传递元件。可选地,一个或多个热传递元件的一部分也可以与第一侧面热接触。此外,在特定实施例中,一个或多个热传递元件、例如尤其是单片式热传递元件可以被配置为与光源的支撑件热接触。在实施例中,该支撑件可以是导热的,例如具有如上所述的导热性。单片式热传递元件也可以被指示为集成热传递单元。术语“单片式热传递元件”还可以是指多个(不同的)单片式热传递元件。
热传递元件的其他具体实施例在下文中阐明。
如上所述,照明***还包括反射器。特别地,这样的反射器可以被配置为将从细长发光体逸出的光源光经由第二面反射回到细长发光体中。在特定的实施例中,反射器(因此)尤其被配置为在第二侧面处。由于在一个实施例中,一个或多个热传递元件的至少一部分被配置为与第二侧面的至少一部分热接触,所以这种反射器可以被配置为在一个或多个热传递元件之间,或者可以包括一个或多个热传递元件。
一个或多个热传递元件可以包括一个或多个(外部)面,该(外部)面可以被指示为热传递元件面。因此,在实施例中,一个或多个热传递元件中的热传递元件面可以指向包括反射器的第二面。反射器可以包括镜面反射镜,例如铝(涂层)镜。反射器还可以包括漫反射器,例如(高度)反射的金属氧化物或其他反射材料的涂层,特别是在可见(光谱范围)内。因此,反射材料可以是镜面反射材料,例如铝镜。反射材料也可以是漫反射材料,例如白色微粒材料的涂层。用于在可见光中反射的合适的反射材料可以选自TiO2、BaSO4、MgO、Al2O3和聚四氟乙烯。特别地,指向发光体的所有热传递元件面都包括这种反射器。当热传递元件面包括反射器时,反射器与发光体之间的最短距离可以如本文中定义的(对于热传递元件(面)与发光体之间的最短距离)。
在实施例中,一个或多个侧面的总面积的至少30%可以与一个或多个热传递元件(例如,散热器)热接触。在特定的实施例中,一个或多个侧面的至少约50%的总面积可以与一个或多个热传递元件热接触。
在特定实施例中,反射器和热传递元件可以是同一元件。热传递元件的材料可以具有良好的导热性能和高的光学反射率(例如,>90%),例如在可见光谱范围内。这种材料的一个示例是AlSiMgMn。
如上所述,照明***可以包括多个光源,以提供至少部分由透光体、更特别是透光体的发光材料转换成转换器辐射的光源光。转换的光可以至少部分从第一辐射出射窗口逸出,该第一辐射出射窗口尤其与光学元件光学接触,更特别地与光学元件的辐射入射窗口光学接触。
光学元件可以特别地包括准直仪,该准直仪用于将光束转换(“准直”)成具有期望的角度分布的光束。此外,光学元件特别地包括具有辐射入射窗口的透光体。因此,光学元件可以是光透射材料本体,光透射材料本体被配置为准直来自发光体的转换器辐射。
在特定实施例中,光学元件包括复合抛物线状准直器,例如CPC(复合抛物线聚光器)。
大型准直仪(例如,大型CPC)可以特别地用作光的提取器并且用于准直(发射)辐射。备选地,还可以在棒的鼻部上配置具有光接触(n>1.00)的圆顶或空心准直仪(例如,CPC),以集中(发射)辐射。
光学元件的横截面(垂直于光轴线)的形状可以与发光体的横截面相同(垂直于最长本体轴线(尤其是本体轴线平行于辐射输入面))。例如,如果后者具有矩形横截面,则前者也可以具有这种矩形横截面,尽管尺寸可能会有所不同。此外,光学元件的尺寸可能会在其整个长度上变化(因为它可以具有光束整形功能)。
此外,光学元件的横截面的形状可以沿着光轴线的位置变化。在特定配置中,矩形横截面的长宽比可以沿着光轴线的位置优选地单调地改变。在另一优选的配置中,光学元件的横截面的形状可以沿着光轴线的位置从圆形改变为矩形,反之亦然。
如上所述,(细长透光体的)第一辐射出射窗口与光学元件的辐射入射窗口光学接触。术语“光学接触”和类似术语(诸如“光学耦合”)尤其是指逸出第一辐射出射窗口表面积(A1)的光可以以最小的、由于这些元件的折射率差异引起的损耗(例如,菲涅耳反射损耗或TIR(总内部反射)损耗)进入光学元件辐射入射窗口。可以通过以下一个或多个元素来使损耗最小化:两个光学元件之间的直接光学接触、在两个光学元件之间提供光学胶,优选地,光学胶的折射率大于两个单独的光学元件的最低折射率,提供距离很近的两个光学元件(例如,距离远小于光的波长),使得光将隧穿通过存在于两个光学元件之间的材料,从而在两个光学元件之间提供光学透明的界面材料,优选地是折射率比两个单独的光学元件的最低折射率高的光学透明界面材料,光学透明界面材料可以是液体或凝胶,或者在两个单独光学元件(中的一个或两个)的表面上提供光学抗反射涂层。在实施例中,光学透明界面材料也可以是固体材料。此外,光学界面材料或胶的折射率尤其可以不大于两个单独的光学元件的最高折射率。
代替术语“光学接触”,还可以使用术语“辐射(radationally)耦合”或“辐射(radiatively)耦合”。术语“辐射(radationally)耦合”尤其是指发光体(即,细长透光体)和光学元件彼此相关联,使得由发光体发射的辐射的至少一部分被发光材料接收。发光体和光学元件、特别是所指示的“窗口”在实施例中可以彼此物理接触,或者在其他实施例中可以通过光学胶的(薄)层彼此分开,例如,光学胶的层的厚度小于约1mm,优选地小于100μm。当不施加光学透明的界面材料时,处于光学接触的两个元件之间的距离尤其可以大约为最大相关波长,例如最大发射波长。对于可见波长,它可以小于1μm,例如小于0.7μm,对于蓝色甚至更小。
同样,光源与发光体辐射耦合,尽管通常光源并不与发光体物理接触(另请参见下文)。由于发光体是主体,并且通常光学元件也通常是主体,因此在此的术语“窗口”尤其可以指侧面或侧面的一部分。
因此,发光体包括一个或多个侧面,其中光学元件被配置为在辐射入射窗口处接收从一个或多个侧面逸出的转换器辐射的至少一部分。
该辐射可以经由气体(例如,空气)直接到达入射窗口。同样,辐射可以经由另一种界面材料(诸如液体或透明的固体界面材料)来传递。附加地或备选地,该辐射可以在一次或多次反射(诸如位于发光体附近的反射镜处的反射)之后到达入射窗口。因此,在实施例中,照明***还可以包括第一反射表面,该第一反射表面特别地被配置为平行于一个或多个侧面,并且被配置为与发光体相距第一距离,其中第一反射表面被配置为将从一个或多个侧面逸出的转换器辐射的至少一部分反射回到发光体或光学元件。反射表面与一个或多个侧面之间的空间包括气体,其中该气体包括空气。第一距离例如在0.1μm-20mm的范围内,例如在1μm-10mm的范围内,例如2μm-10mm。
特别地,该距离至少是感兴趣波长,更特别地至少是感兴趣波长的两倍。此外,由于可能存在一些接触,例如为了保持目的或为了距离保持器的目的,平均距离尤其是至少λi,例如至少1.5*λi,例如至少2*λi,例如尤其是大约5*λi,其中λi是感兴趣波长。特别地,然而,出于良好的热接触的目的,在实施例中,平均距离不大于50μm,例如不大于25μm,例如不大于20μm,例如不大于10μm。同样地,这样的平均最小距离可以应用于被配置为在例如端面处的反射器和/或滤光器、或其他光学组件。可选地,在实施例中,元件可以既包括散热功能又包括反射功能,例如具有反射表面的散热器或功能上耦合到散热器的反射器。
照明***可以被配置为提供蓝色、绿色、黄色、橙色或红色的光等。备选地或附加地,在实施例中,照明***可以(也)被配置为提供以下光中的一种或多种:UV,例如接近UV(特别是在320nm-400nm的范围内);以及IR,例如接近IR(特别是在750nm-3000nm的范围内)。此外,在特定实施例中,照明***可以被配置为提供白光。如果需要,可以使用光学滤波器来改善单色性。接近UV和接近红外的定义可以部分地与可见光的常用定义重叠,为380nm-780nm。
术语“聚光器”或“发光聚光器”在此用作一个或多个光源照射光转换器的相对较大的表面(区域),并且很多转换器辐射可能从光转换器的相对较小的区域(出射窗口)逸出。由此,光转换器的特定配置提供其聚光器特性。特别地,聚光器可以提供斯托克斯位移的光,该斯托克斯位移的光相对于泵浦辐射是斯托克斯位移的。因此,术语“发光聚光器”或“发光元件”可以是指相同的元件,特别是细长透光体(包括发光材料),其中术语“聚光器”和类似术语可以是指与一个或多个光源相结合使用,并且术语“元件”可以与一个或多个光源(包括多个光源)相结合使用。当使用单个光源时,这样的光源例如可以是激光器,尤其是固态激光器(例如,LED激光器)。细长透光体包括发光材料,并且在此尤其可以用作发光聚光器。细长透光体在本文也指示为“发光体”。特别地,可以应用多个光源。
术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(在此特别是光源)的光的传播的项目或特征的布置,其中相对于来自光生成装置的光束内的第一位置,更靠近光生成装置的光束中的第二位置是“上游”,而更远离光生成装置的光束中的第三位置是“下游”。
聚光器包括透光体。聚光器特别是关于细长透光体来描述,例如陶瓷棒或晶体,例如单晶。但是,这些方面也可以与其他形状的陶瓷体或单晶有关。在特定实施例中,发光体包括陶瓷体或单晶。
透光体具有光导或波导特性。因此,透光体在此也被指示为波导或光导。由于透光体用作聚光器,因此透光体在此也指示为聚光器。透光体通常在垂直于透光体的长度的方向上具有(N)UV、可见光和(N)IR辐射中的一种或多种(例如,在实施例中至少为可见光)(一些)透射。在没有激活剂(掺杂剂)(诸如三价铈)的情况下,可见光内部的透射率可以接近100%。
透光体对于一种或多种发光波长的透射率可以是至少80%/cm,例如至少90%/cm,甚至更特别是至少95%/cm,例如至少98%/cm,例如至少99%/cm。这表示,例如一块1cm3的透光体在具有选定发光波长(例如,与透光体的发光材料的发光的最大发射相对应的波长)的辐射的垂直辐射下将具有至少95%的透射率。
在此,用于透射的值特别是指不考虑接口(例如,空气)的菲涅耳损耗的透射。因此,术语“透射”尤其是指内部透射。内部透射可以例如是通过测量在其上测量透射率的具有不同宽度的两个或更多个物体的透射率来确定。然后,基于这样的测量,可以确定菲涅耳反射损耗和(因此)内部透射率的贡献。因此,尤其是在此指示的透射率值忽略了菲涅耳损耗。
在实施例中,可以对发光体施加抗反射涂层诸如以抑制菲涅耳反射损耗(在光耦合过程中)。
除了对于感兴趣波长的高透射率,波长的散射也可以特别地低。因此,仅考虑散射效应(因此不考虑可能的吸收(考虑到较高的透射率,应当较低))的感兴趣波长的平均自由程可以是物体的长度的至少0.5倍,例如至少是物体的长度,例如,物体的长度的至少两倍。例如,在实施例中,仅考虑散射效应的平均自由程可以是至少5mm,例如至少10mm。感兴趣波长尤其可以是在发光材料的发光的最大发射时的波长,因此,感兴趣波长的平均自由程尤其是对于感兴趣波长的发射光的平均自由程,可以是最大发射波长(可见光)下的波长。术语“平均自由程”尤其是光线在经历会改变其传播方向的散射事件之前传播的平均距离。用于样品散射的自由程(mfp)尤其可以通过在基本上不存在吸收的波长区域中的在线透射率T_i的测量来确定。(例如,对于所讨论的石榴石,约为650nm),其中mfp=-h/ln(T_i/T_F),其中h为样品厚度,T_F=1-R_F,其中R_F为两个样品表面的菲涅耳反射。
因此,在实施例中,感兴趣波长的平均自由程(仅考虑散射效应)是细长发光体的长度(L)的至少0.5倍,其中感兴趣波长是发光材料的转换器光的最大发射时的波长。代替术语“转换器光”,还可以应用术语“发射”或“发光”。
除非从上下文清楚地看出术语“光”仅是指可见光,否则术语“光”和“辐射”在此可互换使用。因此,术语“光”和“辐射”可以是指UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中,尤其是对于照明应用,术语“光”和“辐射”是指可见光。
在特定实施例中,术语UV辐射可以是指接近UV线辐射(NUV)。因此,在此还应用术语“((N)UV)”以指代一般的UV,并且在特定的实施例中是指NUV。在特定实施例中,术语IR辐射可以是指近IR辐射(NIR)。因此,在此还应用术语“(N)IR”,以泛指IR,并且在特定实施例中是指NIR。
在此,术语“可见光”尤其涉及具有选自380nm-780nm范围内的波长的光。透射率可以通过以下方式确定:在垂直辐射下向透光体提供具有第一强度的特定波长的光,并且将透射通过该材料之后测量的该波长的光的强度与在该特定波长下提供给材料的光的第一强度相关联(另外参见《CRC化学与物理手册》的E-208和E-406,第69版,1088-1989页)。
透光体可以具有任何形状,诸如梁(杆)状或棒状,但是尤其是梁状(立方体状)。透光体(诸如发光聚光器)可以是中空的,例如管,或者可以填充有另一材料,例如装满水的管或填充有另一固体透光介质的管。本发明不限于形状的具体实施例,本发明也不限于具有单个出射窗口或出耦合面的实施例。下面,将更详细地描述一些具体实施例。如果透光体具有圆形横截面,则宽度和高度可以相等(并且可以限定为直径)。然而,特别地,透光体具有长方体状的形状,诸如杆状,并且还被配置为提供单个出射窗口。
在具体实施例中,透光体尤其可以具有大于1的纵横比,即长度大于宽度。通常,透光体是棒或杆(梁)或矩形板,尽管透光体不必具有正方形、矩形或圆形横截面。通常,光源被配置为照射较长的面中的一个或多个(侧边缘),在此指示为辐射输入面,并且辐射从前部(前边缘)的面(在此指示为辐射出射窗口)逸出。光源可以向一个或多个侧面以及可选地向端面提供辐射。因此,可以有一个以上的辐射输入面。
特别地,在实施例中,固态光源或其他光源不与透光体(直接)物理接触。
(光源的光出射窗口与透光体的光入射窗口之间)的物理接触可能会导致不希望的(与透光体的)出耦合,并且从而降低聚光器效率。因此,尤其是基本上没有物理接触。如果实际接触面积保持足够小,则光学影响可以忽略不计或至少可以接受。因此,有一些物理上的接触是完全可以接受的,例如由于某些表面粗糙度或非完美平坦表面而产生的一些小点,或者由于某个表面上故意创建的“最高点”而造成的,这些“最高点”将在两个表面之间限定一定的平均距离,而这些平均距离不会提取大量的光线,同时使得平均距离较短。
此外,通常,透光体包括两个基本平行的面:辐射输入面以及与之相对的相对面。这两个面在此限定了透光体的宽度。通常,这些面的长度限定了透光体的长度。然而,如上面以及下面所指出的,透光体可以具有任何形状,并且还可以包括形状的组合。特别地,辐射输入面具有辐射输入面面积(A),其中辐射出射窗口具有辐射出射窗口面积(E),并且其中辐射输入面面积(A)是辐射出射窗口面积(E)的至少1.5倍,甚至更特别地是其至少2倍,特别地是其至少5倍,诸如在2倍-50,000倍的范围内,特别地在5倍-5,000倍的范围内。因此,特别是细长透光体包括几何聚光因子,该几何聚光因子被限定为辐射输入面的面积与辐射出射窗口的面积之比,该比率为至少1.5,诸如至少2,如至少5,或更大(参见上文)。这允许例如使用多个固态光源(另外参见下文)。对于诸如汽车、数字投影仪或高亮度聚光灯应用中的典型应用,希望有小且高辐射通量或光通量的发射表面。这不能用单个LED获取,而是可以用本照明***获取。特别地,辐射出射窗口的辐射出射窗口面积(E)选自1mm2-100mm2的范围。通过这样的尺寸,发射表面可以很小,但是仍然可以实现高辐射或亮度。如上所述,透光体通常具有(长/宽)的纵横比。这允许较小的辐射出射表面,但是允许较大的辐射输入表面,例如用多个固态光源照射。在具体实施例中,透光体的高度(H)选自0.5mm-100mm(诸如0.5mm-10mm)的范围。因此,透光体尤其是具有在此所示的面的整体。
大体上棒状或杆状的透光体可以具有任何横截面形状,但是在实施例中具有正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、五边形或六边形横截面形状。通常,陶瓷或晶体是长方体。在具体实施例中,本体可以被设置有与长方体不同的形状,并且光输入表面具有略微梯形的形状。通过这样做,光束甚至可以增强,这对于某些应用可能是有利的。因此,在某些情况下(也参见上文),术语“宽度”也可以是指直径,诸如在具有圆形横截面的透光体的情况下。因此,在实施例中,细长透光体还具有高度(H)和高度(H),尤其是L>W并且L>H。特别地,第一面和第二面限定长度,即,这些面之间的距离是细长透光体的长度。这些面尤其可以平行布置。此外,在具体实施例中,长度(L)为至少2cm,例如3cm-20cm,诸如4cm-20cm,诸如最大15cm。然而,其他尺寸也是可能的,例如,0.5cm-2cm。
特别地,透光体具有被选择为吸收大于95%的光源光的高度(H)。在实施例中,透光体的高度(H)选自0.03cm-4cm,尤其是0.05cm-2cm,例如0.1cm-1.5cm,例如0.1cm-1cm。利用在本文指出的铈浓度,该宽度足以吸收光源生成的基本上所有的光(特别是在具有激发最大值强度的激发波长处)。
透光体也可以是圆柱形棒。在实施例中,圆柱形棒具有沿着棒的纵向方向的一个平坦表面,并且光源可以被定位在该平坦表面上,以将由光源发射的光有效地耦合到透光体中。平坦表面也可以用于放置散热器。圆柱形的透光体也可以具有两个平坦表面,例如彼此相对放置或彼此垂直放置。在实施例中,平坦表面沿着圆柱形棒的纵向的一部分延伸。然而,边缘尤其是平坦的并且被配置为彼此垂直。
侧面尤其是这样的平坦表面。平坦表面尤其具有相对较低的表面粗糙度,例如最大100nm的Ra,例如在5nm-100nm的范围内,例如高达50nm。
透光体还可以包括一个或多个管。在实施例中,一个或多个管可以填充有气体,例如空气或具有更高导热率的另一种气体,例如氦气或氢气,或者包含氦气、氢、氮、氧和二氧化碳中的两种或多种的气体。在实施例中,一个或多个管可以填充有诸如水或(另一)冷却液等液体。
如下在根据本发明的实施例中阐述的透光体也可以在长度方向上折叠、弯曲和/或整形以使得透光体不是笔直的线性的杆或棒,而是可以包括例如呈90度或180度弯曲形式的圆角、U形、圆形或椭圆形、环形或具有多个环形的三维螺旋形。这提供了总长度通常相对较大的紧凑的透光体,光通常沿着该总长度被引导,导致相对较高的流明输出,但是同时可以布置在相对较小的空间中。例如,透光体的发光部分可以是刚性的,而透光体的透明部分是柔性的,以提供沿透光体的长度方向的形状。光源可以沿着折叠、弯曲和/或成形的透光体的长度放置在任何地方。
透光体的未用作光入耦合区域的部分或光出射窗口可以设置有反射器。因此,在一个实施例中,照明***还包括反射器,该反射器被配置为将发光材料辐射反射回到光透射本体中。因此,照明***还可以包括一个或多个反射器,特别是被配置为将辐射反射回到透光体中的反射器,该辐射从除辐射出射窗口之外的一个或多个其他面逸出。与辐射出射窗口相对的面尤其可以包括这样的反射器,尽管在一个实施例中不与其物理接触。因此,反射器可以特别地不与透光体物理接触。因此,在一个实施例中,照明***还包括(至少)被配置为在第一面的下游并且被配置为将光反射回到细长透光体中的光学反射器。备选地或附加地,光学反射器也可以布置在未用于将光源光入耦合或将发光光出耦合的其他面和/或面的部分处。特别地,这样的光学反射器可以不与透光体物理接触。此外,这种光学反射器可以被配置为将发光光和光源光中的一个或多个反射回到光透射体中。因此,基本上所有的光源光可以被保留用于由发光材料(即,激活剂元素,尤其是诸如Ce3+)转换,并且发光的大部分可以被保留用于从辐射出射窗口的出耦合。术语“反射器”也可以是指多个反射器。
一个或多个反射器可以由金属反射器(诸如薄金属板)或沉积在基板(例如,玻璃)上的反射金属层组成。一个或多个反射器可以由光学透明体组成,该光学透明体包含用于反射(部分)光的光学结构,诸如棱镜结构。一个或多个反射器可以由镜面反射器组成。一个或多个反射器可以包含微结构,诸如棱镜结构或锯齿形结构,该微结构被设计为将光线朝着期望方向反射。
优选地,这种反射器也存在于光源所处的平面中,使得该平面由具有开口的反射镜组成,每个开口具有与对应光源相同的尺寸,从而允许该对应光源的光通过镜层并且进入细长(第一)透光体,而从(第一)透光体在该平面的方向上传播的光很有可能撞击镜层,并且将被该镜层反射回到(第一)透光体。
术语“耦合到”和类似术语以及“耦合出”和类似术语指示光从介质变化(分别从透光体到透光体的外部变化,反之亦然)。通常,光出射窗口将是被配置为(基本)垂直于波导的一个或多个其他面的面(或面的部分)。通常,透光体将包括一个或多个本体轴(诸如长度轴、宽度轴或高度轴),其中出射窗口被配置为(基本)垂直于该轴。因此,通常,光输入面将被配置为(基本)垂直于光出射窗口。因此,辐射出射窗口特别地被配置为垂直于一个或多个辐射输入面。因此,尤其是包括光出射窗口的面不包括光输入面。
为了进一步提高效率和/或改善光谱分布,可以包括几个光学元件,例如反射镜、滤光器、附加光学器件等。
在具体实施例中,照明***可以具有在第一面处配置为将光反射回细长透光体的反射镜,和/或可以在第二面处具有光学滤波器、(波长选择)镜、反射偏振器、光提取结构和准直仪中的一个或多个。在第二面处,反射镜可以例如是波长选择镜或包括孔的镜。在后一实施例中,光可以被反射回到本体,但是一部分光可以通过孔逸出。特别地,在实施例中,光学元件可以被配置为距本体的距离为约0.01mm-1mm,诸如0.1mm-1mm。这可能尤其适用于例如其中不需要光耦合的反射镜。
当需要光学耦合时,例如在发光材料所位于的(部分)物体的下游,例如与光学元件(如CPC或混合元件)进行光学耦合时,可以使用光学透明的界面材料。在其他实施例中,当不施加光学透明的界面材料时,处于光学接触的两个元件之间的平均距离尤其可以是大约在相关波长的最大值处,例如最大发射的波长。因此,当需要光学接触时,可以存在物理接触。即使在这样的实施例中,也可以存在非零的平均距离,但是随后等于或小于感兴趣波长。
在特定实施例中,尤其是当不需要光学接触时,平均距离可以如上所述,但是在一些地方,例如出于配置目的,可以存在物理接触。例如,与边缘面的接触可以超过侧面的总面积的不到10%,例如超过不到5%。因此,最小平均距离可以是例如如上所述定义的,并且如果存在物理接触,则该物理接触可以是元件(镜和/或散热器)与其物理接触的表面的表面积的最大10%,例如最大5%,例如最大2%,甚至最大1%。例如,对于侧面,平均距离可以例如在大约2μm到10μm之间(下限基本上确定为感兴趣波长的几倍;此处假定例如可见光)。这可以通过在小于相应侧面的总面积的1%上进行物理接触(以确保该距离)来实现。
例如,散热器或反射器、或相关表面可以具有一些突起(例如,表面粗糙度),通过这些突起,表面与元件之间可以发生接触,但平均距离至少为λi(或更大,也请参见上文)(以基本上防止光学接触),但存在等于或小于物体表面(该元件可以热耦合和/或光学不耦合到其)的10%的物理接触,特别是少得多。
在实施例中,光学元件可以被包括在一个或多个侧面处。特别地,可以施加抗反射涂层以增强(激发)光源光和/或(波长选择性)反射涂层对于转换的光的耦合效率。
在辐射出射窗口下游,可以可选地布置滤光器。这种滤光器可以用于去除不希望的辐射。例如,当照明***应当提供红光时,可以去除除了红色以外的所有光。因此,在另一实施例中,照明***还包括滤光器,该滤光器被配置为在辐射出射窗口下游并且被配置为减少不期望的光在转换器辐射中的相对贡献(在辐射出射窗口下游)。为了滤出光源光,可选地可以应用干涉滤光片。
在又一实施例中,照明***还包括准直仪,该准直仪被配置为在辐射出射窗口下游(具有最高阶的发光聚光器)并且被配置为准直转换器辐射。这样的准直仪(例如CPC(复合抛物线聚光器))可以用于准直从辐射出射窗口逸出的光并且提供准直或预准直的光束。在此,术语“准直的”、“预准直的”和类似术语尤其可以是指具有(基本上)小于2π的立体角的光束。
如上所述,照明***可以包括多个光源。该多个光源可以被配置为将光源光提供给单个侧面或面或多个面;例如,另请参见下文。当向多个面提供光时,通常每个面将接收多个光源(多个光源的子集)的光。因此,在实施例中,多个光源将被配置为向辐射输入面提供光源光。同样,该多个光源通常将被配置为一行或多行。因此,透光体是细长的,多个光源可以排成一行,其可以基本平行于透光体的细长轴线。一行光源可以具有与细长透光体基本相同的长度。因此,透光体的长度(L)在该排光源的第二长度(L2)的大约80%-120%的范围内;或者一行光源的长度在透光体长度的约80%-120%的范围内。
光源可以被配置为提供具有选自UV(包括接近UV)、可见光和红外(包括接近IR)的范围的波长的光。
特别地,光源是在操作期间至少发射(光源光)选自200nm-490nm的范围内的波长的光的光源,尤其是在操作期间至少发射选自360nm-490nm(诸如400nm-490nm)的范围内的波长的光的光源(光源光),甚至更特别是在430nm-490nm(诸如440nm-490nm)的范围内,诸如最大480nm。该光可以被发光材料部分地使用。因此,在具体实施例中,光源被配置为生成蓝光。在具体实施例中,光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。术语“光源”还可以涉及多个光源,例如,2-2000,诸如2-500,如2-100,例如至少4个光源,诸如在实施例中,尤其是4-80(固态)光源,尽管可以应用更多光源。因此,在实施例中,可以应用例如4-500个光源,例如,8-200个光源,诸如至少10个光源,甚至至少50个光源。术语“光源”还可以涉及一种或多种光源,该光源被定制以应用于这种聚光发光聚光器,例如,具有与细长发光聚光器的细长光输入表面相匹配的细长辐射表面的一个或多个LED。因此,术语LED也可以是指多个LED。因此,如在此指示的,术语“固态光源”也可以是指多个固态光源。在一个实施例中(也参见下文),这些是基本相同的固态光源,即,提供固态光源辐射的基本相同的光谱分布。在实施例中,固态光源可以被配置为照射透光体的不同面。此外,在实施例中,术语“光源”还可以是指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指半导体芯片形式的LED芯片,其既不封装也不连接,而是直接安装在诸如PCB(“印刷电路板”)等基板上。因此,可以在同一基板上配置多个半导体光源。在实施例中,COB是一起配置为单个照明模块的多LED芯片。
该照明***包括多个光源。特别地,多个(m)个光源中的光源光具有光谱重叠,甚至更特别地,它们是相同类型的并且提供基本相同的光(因此具有基本相同的光谱分布)。因此,光源可以基本上具有相同的发射最大值(“峰值最大值”),例如在10nm的带宽内,尤其是在8nm内,例如在5nm内(例如,通过分档获取)。然而,在其他实施例中,照明***可以包括单个光源,特别是具有相对较大的管芯的固态光源。因此,在此也可以应用短语“一个或多个光源”。
在实施例中,可以存在两种或更多种不同的发光材料,例如,例如。当应用两个或更多个不同的透光体时。在这样的实施例中,光源可以包括具有两个或更多个不同发射光谱的光源,从而能够激发两种不同的发光材料。这样的两个或更多个不同的光源可以属于不同的档。
光源特别地被配置为向透光体(即,向辐射输入面)提供至少0.2瓦特/平方mm的蓝光功率(Wopt)。蓝光功率被定义为在能量范围内的能量,该能量范围被定义为光谱的蓝色部分(也参见下文)。特别地,光子通量平均至少为4.5×1017个光子/(s.mm2),诸如至少6.0×1017个光子/(s.mm2)。假定蓝色(激发)光,这可以例如对应于提供给至少一个辐射输入面的、平均至少分别为0.067瓦特/平方mm和0.2瓦特/平方mm的蓝色功率(Wopt)。在此,术语“平均”特别地指示在(至少一个辐射输入表面的)区域上的平均值。当照射多于一个辐射输入表面时,特别是这些辐射输入表面中的每个辐射输入表面接收这样的光子通量。此外,特别地,所指示的光子通量(或者当施加蓝光源辐射时的蓝光功率)也是随时间的平均值。
在又一实施例中,特别是对于(DLP(数字光处理))投影仪应用,多个光源以脉冲操作的方式工作,其占空比选自10%-80%,例如25%-70%的范围。
在又一实施例中,特别是对于使用动态对比度技术的(LCD或DLP)投影仪应用(如WO0119092或USRE42428(E1)中所述),多个光源以视频信号内容受控的PWM脉冲操作来操作,其占空比选自0.01%-80%,例如0.1%-70%的范围。
在又一实施例中,特别是对于使用动态对比度技术的(LCD或DLP)投影仪应用(如在美国专利WO0119092或US6631995(B2)中所述),多个光源以视频信号内容受控的强度调制操作来操作,其中强度变化选自0.1%-100%,例如2%-100%的范围。
照明***可以包括多个发光聚光器,例如在2-50的范围内,例如2-20个聚光器(例如,可以被堆叠)。
聚光器可以辐射地与一个或多个光源耦合,特别是多个光源,例如2至1000个光源,诸如2至50个光源。术语“辐射耦合”尤其是指光源和聚光器彼此相关联,使得由光源发射的辐射的至少一部分被聚光器接收(并且至少部分转换成发光)。代替术语“发光”之外,还可以应用术语“发射”或“发射辐射”。
因此,发光聚光器在一个或多个辐射输入面上接收来自上游配置的聚光器或上游配置的光源的辐射(泵浦辐射)。此外,聚光器包括发光材料,该发光材料被配置为将在一个或多个辐射输入面处接收的泵浦辐射的至少一部分转换为发光材料辐射,并且该发光聚光器被配置为在辐射出射窗口将发光材料辐射的至少一部分耦合出作为转换器辐射。该转换器辐射尤其用作照明***光的组成部分。
短语“被配置为在辐射出射窗口处提供发光材料辐射”和类似短语尤其是指这样的实施例:其中发光材料辐射在发光聚光器内(即,在透光体内)生成,并且发光材料辐射的一部分将到达辐射出射窗口并且从发光聚光器逸出。因此,在辐射出射窗口的下游,提供了发光材料辐射。在辐射出射窗口的下游的转换器辐射至少包括从光转换器经由辐射出射窗口逸出的发光材料辐射。代替术语“转换器辐射”,也可以应用术语“聚光器光”。可以将泵浦辐射施加到单个辐射输入面或多个辐射输入面。
在实施例中,长度(L)选自范围1cm-100cm,例如尤其是2cm-50cm,例如至少3cm,例如5cm-50cm,例如最大30cm。因此,这可以适用于所有发光聚光器。但是,该范围指示在该范围内,不同的发光聚光器可以具有不同的长度。
在另外的实施例中,(发光聚光器的)细长透光体包括细长陶瓷体。例如,掺杂有Ce3+(三价铈)的发光陶瓷石榴石可以用于将蓝光转换为更长波长的光,例如,在绿色到红色的波长范围内,例如在约500nm-750nm的范围内,或者甚至在青色中。为了在期望的方向上获取足够的吸收和光输出,有利的是使用透明棒(特别是基本上成形为光束)。这种棒可以用作聚光器,以将光源光转换成转换器辐射并且在出射表面提供(大量)(集中)转换器辐射。投影仪应用例如对基于聚光器的照明***很感兴趣。对于投影仪,红色、黄色、绿色和蓝色的发光聚光器是令人感兴趣的。基于石榴石的绿色和/或黄色发光棒可能相对有效。这样的聚光器尤其基于YAG:Ce(即,Y3Al5O12:Ce3+)或LuAG,其可以指示为(Y1-xLux)3Al5O12:Ce3+,其中0≤x≤1,例如在实施例中为Lu3Al5O12:Ce3+。“红色”石榴石可以通过在YAG石榴石中掺入Gd(“YGdAG”)制成。青色发射器可以通过例如用Ga代替Al(的一部分)(例如,LuAG)(以提供“LuGaAG”)制成。蓝色发光聚光器可以基于YSO(Y2SiO5:Ce3+)或类似的化合物,或基于BAM(BaMgAl10O17:Eu2+)或类似的化合物,特别是被配置为单晶。术语类似化合物特别是指具有相同晶体结构但其中一个或多个阳离子至少部分被替换为另一种阳离子的化合物(例如,Y被替换为Lu和/或Gd,或Ba被替换为Sr)。可选地,也可以至少部分置换阴离子、或阳离子阴离子组合,例如用Si-N置换至少一部分Al-O。
因此,特别地,细长的光透射体包括陶瓷材料,该陶瓷材料被配置为将(蓝色)光源光的至少一部分波长转换为例如绿色、黄色和红色中的一种或多种的转换辐射,该转换辐射至少部分从辐射出射窗口逸出。
在实施例中,陶瓷材料尤其包括A3B5O12:Ce3+陶瓷材料(“陶瓷石榴石”),其中A包括钇(Y)和/或(Lu)和/或g(Gd),并且其中B包括铝(Al)和/或镓(Ga),尤其是至少Al。如下进一步指出的,A也可以是指其他稀土元素,并且B可以仅包括Al,但是可以可选地还包括镓。式A3B5O12:Ce3+特别指示化学式,即不同类型的元素A、B和O(3:5:12)的化学计量。然而,如本领域已知的,由该式指示的化合物还可以可选地包括与化学计量的小的偏差。
在另一方面,本发明还提供了这种细长透光体本身,即具有第一面和第二面的细长透光体,这些面尤其限定了细长透光体的长度(L),即,细长透光体包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗口,其中第二面包括辐射出射窗口,其中细长透光体包括陶瓷材料,该陶瓷材料被配置为将(蓝色)光源光的至少一部分波长转换为转换器辐射,例如(至少)绿色、黄色和红色转换器辐射中的一种或多种(当用蓝色光源光照射细长透光体时,其至少部分从辐射出射窗口逸出),其中陶瓷材料包括本文中定义的A3B5O12:Ce3+陶瓷材料。这样的透光体因此可以用作光转换器。特别地,这种透光体具有长方体的形状。
如上所述,在实施例中,陶瓷材料包括石榴石材料。但是,也可以应用其他(晶体学)立方***。因此,细长体特别地包括发光陶瓷。石榴石材料、特别是陶瓷石榴石材料在此也指示为“发光材料”。发光材料包括A3B5O12:Ce3+(石榴石材料),其中A特别地选自Sc、Y、Tb、Gd和Lu(特别是至少Y和/或Lu,以及可选地Gd),其中B尤其选自Al和Ga(特别是至少Al)。更特别地,A(基本上)包括(i)镥(Lu),(ii)钇,(iii)钇(Y)和(Lu),(iv)钆(Gd),可选地与前述一者组合,并且B包括铝(Al)或镓(Ga)或两者的组合。这样的石榴石掺有铈(Ce),并且可选地掺有其他发光物质,例如(Pr)。
如上所述,元素A尤其可以选自钇(Y)和g(Gd)。因此,A3B5O12:Ce3+特别是指(Y1- xGdx)3B5O12:Ce3+,其中特别是x在0.1-0.5的范围内,甚至更特别是在0.2-0.4的范围内,甚至更特别是0.2-0.35。因此,A可以包含50-90原子%的Y,甚至更特别地至少60-80原子%的Y,甚至更特别地的65-80原子%的A包括Y。此外,A尤其包括至少10原子%的Gd,例如在10-50原子%的Gd的范围内,例如20-40原子%,甚至更特别是20-35原子%的Gd。
特别地,B包括铝(Al),然而,B还可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In),尤其是高达约20%的Al,更特别地,高达约10%的Al可以被置换(即,A离子基本由90%或更多摩尔%的Al和10摩尔%或更少摩尔%的Ga、Sc和In中的一种或多种组成);B可以特别地包含高达约10%的镓。因此,B可以包含至少90原子%的Al。因此,A3B5O12:Ce3+特别是指(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3+,其中特别是x在0.1-0.5的范围内,甚至更特别地在0.2-0.4的范围内。
在另一变体中,B(特别是Al)和O可以至少部分被Si和N替代。可选地,高达约20%的Al-O可以被Si-N替代,诸如高达10%。
对于铈的浓度,指示n摩尔%的Ce指示n%的A被铈替代。因此,A3B5O12:Ce3+也可以限定为(A1-nCen)3B5O12,其中n在0.001-0.036的范围内,诸如0.0015-0.01。因此,基本包含Y和摩尔Ce的石榴石实际上可以是指((Y1-xGdx)1-nCen)3B5O12,其中x和n如上限定。
特别地,陶瓷材料可以通过烧结过程和/或热压过程,可选地随后在(轻微)氧化气氛中退火而获取。术语“陶瓷”尤其涉及一种无机材料,该无机材料尤其是可以通过在如下条件下加热(多晶)粉末而获取的:至少500℃,特别是至少800℃,例如至少1000℃的温度,例如至少1400℃,在减压、大气压或高压下,例如在10-8MPa至500MPa的范围内,例如特别是至少0.5MPa,特别是至少1MPa,例如1MPa至大约500MPa,例如至少5MPa或至少10MPa,尤其是在单轴或等静压下,尤其是在等静压下。获取陶瓷的一种特定方法是热等静压(HIP),而HIP工艺可以是烧结后HIP、胶囊HIP或烧结HIP组合工艺,例如在上述温度和压力条件下。通过这种方法可获取的陶瓷可以原样使用,或者还可以处理(如抛光)。陶瓷尤其是具有密度理论(即,单晶的密度)的至少90%(或更高,见下文),例如至少95%,例如在97%-100%的范围内的密度。陶瓷可能仍然是多晶的,但晶粒(压制颗粒或压制附聚物颗粒)之间的体积减小或大大减小。可以在惰性气体(例如包含N2和氩气(Ar)中的一种或多种)中在例如HIP等高压下执行加热。特别地,在升高的压力下的加热之前是在选自1400℃-1900℃,例如1500℃-1800℃的温度下的烧结过程。这种烧结可以在减压下,例如在10-2Pa或更低的压力下进行。这种烧结可能已经导致密度达到理论密度的至少95%,甚至更特别是至少99%。在预烧结和加热之后,特别是在诸如HIP等升高的压力下,透光体的密度可以接近单晶的密度。但是,不同之处在于,由于透光体是多晶的,因此在透光体中存在晶界。这样的晶界可以例如通过光学显微镜或SEM检测。因此,此处的透光体特别是指密度与单晶(相同材料的)基本相同的烧结多晶。这样的物体因此对于可见光可以是高度透明的(除了被诸如Ce3+等吸光物质吸收)。
发光聚光器也可以是晶体,例如单晶。这样的晶体可以在较高温度的过程中从熔体中生长/提取。通常称为锭子的大晶体可以切成片以形成透光体。上面提到的多晶石榴石是也可以是备选地以单晶形式生长的材料的示例。
在获取透光体之后,可以对该本体进行抛光。在抛光之前或之后,可以执行退火工艺(在氧化性气氛中),尤其是在抛光之前。在另一具体实施例中,退火过程持续至少2小时,例如在至少1200℃下持续至少2小时。此外,氧化气氛尤其包括例如O2。
照明***还可以包括与发光聚光器热接触的冷却元件。冷却元件可以是散热器或主动冷却的元件,例如珀耳帖元件。此外,冷却元件可以经由其他方式与透光体热接触,包括经由空气或者与可以传递热的中间元件(诸如导热油脂)的热传递。然而,特别地,冷却元件与透光体物理接触。术语“冷却元件”也可以是指多个(不同的)冷却元件。
因此,照明***可以包括散热器,该散热器被配置为有助于冷却固态光源和/或发光聚光器。散热器可以包括以下各项或由其组成:铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、碳化铝硅、氧化铍、碳化硅硅、碳化硅铝、钨铜合金、碳化铜钼、碳、金刚石、石墨、以及其两种或更多种的组合。备选地或附加地,散热器可以包括氧化铝或由氧化铝组成。术语“散热器”也可以是指多个(不同的)散热器。照明***还可以包括被配置为冷却透光体的一个或多个冷却元件。对于本发明,可以使用冷却元件或散热器来冷却透光体,并且可以使用相同或不同的冷却元件或散热器来冷却光源。冷却元件或散热器还可以提供到其他冷却装置的接口,或者允许冷却传输以将热量散发到周围环境。例如,冷却元件或散热器可以连接到热管或水冷却***,该热管或水冷却***连接到更远处放置的散热器,或者可以被诸如风扇生成的空气流直接冷却。被动冷却和主动冷却可以被应用。
在特定实施例中,散热器(或冷却元件)与透光体之间没有物理接触。特别地,该平均值至少是通过发光材料的发光而透射的光的强度平均波长。在实施例中,透光体与散热器或冷却元件之间的平均值为至少1μm,例如至少2μm,如至少5μm。此外,为了良好的热传递,透光体与散热器或冷却元件之间的平均距离不大于50μm,例如不大于25μm,例如不大于20μm,例如等于或小于15μm,最大10μm。
因此,在实施例中,照明***还可以包括散热器,该散热器与细长透光体的平均距离为至少1μm,例如至少2μm,尤其是至少5μm,或者其中散热元件与细长透光体的侧面的总面积的最大10%、例如最大5%物理接触。因此,该平均值尤其不大于50μm。代替术语“散热器”,也可以应用术语冷却元件。
在特定的实施例中,细长发光聚光器被夹在两个金属板之间或被夹在由高导热材料组成的壳体内,使得细长发光聚光器之间仍然存在足够的气隙,以提供被捕获在细长发光聚光器内的光的TIR(全内反射),同时足够的热量可以从细长发光聚光器通过气隙流向高导热外壳。气隙的厚度大于光的波长,例如大于0.1μm,例如大于0.5μm。细长发光聚光器通过以下方式固定在壳体中:在细长发光聚光器与壳体之间提供小颗粒,例如直径大于0.1μm的小球或棒,例如大于0.5μm,例如至少1μm,例如至少5μm,尤其是等于或小于20μm,例如等于或小于10μm(另请参见上面定义的平均值)。备选地,可以通过在高导热壳体的接触细长发光集光器的表面上提供一些表面粗糙度来将细长发光集光器固定在壳体中,该表面粗糙度在大于0.1μm的深度上变化,例如,大于0.5μm,优选地等于或小于约10μm。
高导热壳体的粗糙表面的这些球、棒或接触点的密度相对很小,因此细长透光体的大部分表面积保持不变,确保了在细长透光体内被捕获的光的高水平的TIR反射。
因此,照明***可以基本上由细长透光体组成,该细长透光体包括发光材料和一个或多个、尤其是多个光源,光源泵浦发光材料以提供从(端面(第二面)的)辐射出射窗口逃逸的发光材料光。
此外,照明***可以包括光学元件,例如CPC或(其他)提取光学元件,光学元件可以被配置为在透光体的下游,但是在实施例中可以与透光体集成在一起。
可选地,在该光学元件与透光体之间,可以配置辐射混合元件。因此,可以配置附加元件的透光体的一部分,该一部分用作转换器与CPC(或提取光学元件)之间的光学混合棒(优选地不是圆形的,而是例如六角形的)。备选地或附加地,提取光学元件被设计为使得其也混合光。
此外,照明***可以包括用于保持透光体的一个或多个保持元件。特别地,这些保持元件与边缘表面接触,但是仅与边缘表面的一小部分接触以使光损失最小化。例如,(一个或多个)保持元件((例如一个或多个)夹紧设备)与边缘面的接触小于侧面总面积的10%,例如小于侧面总面积的5%。此外,照明***可以包括散热器和/或冷却元件。(一个或多个)保持元件可以由散热器和/或冷却元件构成。
照明***可以是例如以下各项的一部分或可以应用在其中:办公照明***、家庭应用***、商店照明***、家庭照明***、重点照明***、点光源***、剧院照明***、建筑照明、光纤应用***、投影***、自发光显示***、像素化显示***、分段显示***、警告标志***、医疗照明应用***、指示标志***、装饰照明***、便携式***、汽车应用、温室照明***、园艺照明或LCD背光等。照明***也可以是例如以下各项的一部分或可以应用在其中:材料固化***、增材制造***、度量衡***、UV杀菌***、(IR)成像***、光纤照明***等。一方面,本发明还提供一种包括本文描述的照明***、或多个这样的照明***的投影***或照明设备。
一方面,本发明还提供了一种包括本公开限定的***的投影***或照明器。
在又一方面,本发明还提供了如本公开限定的***,其用作(荧光)显微镜和内窥镜中的光源,并且因此还提供了一种包括这样的***的(荧光)显微镜或内窥镜。
在另一方面,本发明提供了一种包括如本文限定的照明***的投影仪。如上所述,当然,投光器还可以包括多个这种照明***。
在此,术语“照明***”也可以用于(数字)投影仪。此外,照明设备可以用于例如舞台照明(另外参见下文)或建筑照明,或应用于(荧光)显微镜或内窥镜照明***中。因此,在实施例中,本发明还提供了如本文限定的照明***,其中该照明***包括数字投影仪、舞台照明***或建筑照明***。照明***可以包括本文限定的一个或多个照明***,以及可选地包括被配置为提供第二照明***光的一个或多个第二照明***,其中照明***光包括(a)在此限定的转换器辐射中的一个或多个,以及可选地(b)第二照明***光。因此,本发明还提供一种被配置为提供可见光的照明***,其中该照明***包括至少一个如在此限定的照明***。例如,这种照明***还可以包括一个或多个(附加)光学元件,例如滤光器、准直仪、反射器、波长转换器、透镜元件等中的一种或多种。照明***可以是例如用于汽车应用的照明***,例如前灯。因此,本发明还提供了一种被配置为提供可见光的汽车照明***,其中汽车照明***包括至少一个本文限定的照明***和/或包括至少一个本文限定的照明***的数字投影仪***。特别地,照明***可以被配置(在这样的应用中)以提供红光。汽车照明***或数字投影仪***还可以包括多个本文所述的照明***。
备选地,照明***可以被设计为提供高强度的UV辐射,例如,用于3D打印技术或UV杀菌应用。备选地,照明***可以被设计为提供高强度的IR光束,例如,以投射IR图像以用于(军事)训练目的。
在此的术语白光是本领域技术人员已知的。本发明尤其涉及相关色温(CCT)在约2000至20000K之间的光,特别是在2700K-20000K之间,对于一般照明,尤其是在约2700K至6500K的范围内,以及对于背光目的,尤其是在约7000K至20000K的范围内,并且尤其是在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内,尤其是在距BBL约10SDCM内,甚至更特别是在距BBL约5SDCM内,诸如在距BBL约3SDCM内。
术语“紫光”或“紫光发射”尤其涉及波长在约380nm-440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝光发射”尤其涉及波长在约440nm-490nm范围内的光(包括一些紫色和青色)。术语“绿光”或“绿色发射”尤其涉及波长在约490nm-560nm范围内的光。术语“黄光”或“黄光发射”尤其涉及波长在约560nm-570nm范围内的光。术语“橙色光”或“橙色发射”尤其涉及波长在约570nm-600范围内的光。术语“红色光”或“红色发射”尤其涉及波长在约600nm-780nm范围内的光。术语“粉红色光”或“粉红色发射”是指具有蓝色和红色分量的光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”是指具有在380nm-780nm范围内的波长的光。术语UV光可以是UV-A(315nm-400nm);UV-B(280nm-315nm)或UV-C(200nm-280nm)。术语IR光可以是在780nm以上范围内的光。在实施例中,术语“白光”可以是指由波长在380-nm780nm之间的特定光谱成分组成的光,这些光在温度约为1000K及以上的普朗克黑体辐射器附近被感知。
细长透光体以及可选的光学元件可以包括透光主体材料(因此不考虑发光材料,或更特别地在实施例中为发光物质,例如三价铈),特别是可见光中的一个或多个波长的透光材料,例如绿色和红色,通常还包括蓝色。合适的主体材料可以包括选自由透光有机材料组成的组的一种或多种材料,诸如选自由以下各项组成的组:PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚乙烯萘)、PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(有机玻璃或防风玻璃)、醋酸丁酸纤维素(CAB)、硅树脂、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET),在一个实施例中包括(PETG)(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)和COC(环烯烃共聚物)。特别地,透光材料可以包括芳族聚酯或其共聚物,例如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(P(M)MA)、聚乙交酯或聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);特别地,透光材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。因此,透光材料尤其是聚合物透光材料。
然而,在另一实施例中,透光材料可以包括无机材料。特别地,无机透光材料可以选自由玻璃、(熔融的)石英、透光陶瓷材料(诸如石榴石)和硅树脂组成的组。也可以应用玻璃陶瓷材料。也可以应用包括无机和有机部分两者的混合材料。特别地,透光材料包括PMMA、透明PC或玻璃中的一种或多种。
当诸如无机发光材料、量子点、有机分子等发光材料被嵌入主体基质中时,在实施例中,发光材料的浓度可以选自0.01wt%-5wt%(重量%)的范围,例如0.01wt%-2wt%。
高亮度光源可以用于例如前投影仪、后投影仪、工作室照明、舞台照明、娱乐照明、汽车前照明、建筑照明、增强照明(包括数据/内容)、显微镜、计量学、医疗应用,例如数字病理学等。
代替Al3B5O12,本发明还可以与另一种包含铈的材料一起应用,例如M2SiO5:Ce3+,其中M是指选自镧系元素和钇的一种或多种元素,特别地,其中M包括Y、La、Gd和Lu中的一种或多种。在此描述的所有实施例也可以关于这种发光材料来应用。
因此,一方面,本发明还提供一种照明装置,该照明装置包括:(i)照明***,该照明***包括:(i)被配置为提供光源光的光源;以及(ii)具有长度(L)的细长发光体,该细长发光体包括(iia)在长度(L)的至少一部分上的多个侧面,其中该侧面包括第一侧面,第一侧面包括辐射输入面,以及被配置为与第一侧面平行的第二侧面,其中侧面限定高度(H),其中细长发光体还包括在第一侧面与第二侧面之间横跨高度(H)的至少一部分的辐射出射窗口;(iib)的M2SiO5型发光材料,包含三价铈,在实施例中,三价铈依赖于高度的浓度特别地选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于M元素的、以%为单位的三价铈浓度,并且其中h是以mm为单位的高度(H),其中M2SiO5型发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为转换器光,其中M是指选自镧系元素和钇的一种或多种元素,特别地,其中M包括Y、La、Gd和Lu中的一种或多种;(iii)一个或多个热传递元件,与一个或多个侧面热接触;(iv)反射器,被配置为在第二侧面,并且被配置为将从细长发光体逸出的光源光经由第二面反射回到细长发光体中。特别地,M=Y。
附图说明
现在将仅通过示例的方式,参考所附的示意图来描述本发明的实施例,附图中的对应的附图标记指示对应的部件,并且在附图中:
图1a-1e示意性地描绘了本发明的一些方面;
图2a示意性地示出了具有发光棒的单面照明的配置的横截面的实施例。冷却块的内侧可以被制成反光的或用反射镜覆盖;
图2b提供了单面概念的示意图;
图3a示出了包含A3B5O12石榴石的铈中的铈浓度与厚度的关系,根据在单面配置中的厚度获取90%吸收率(最低曲线)或99%吸收率(最高曲线)。Ce的浓度尤其在两条线之间的区域中;以及
图3b示意性地描绘了激发、发射和光源发射的一些方面;竖直虚线例如描绘在激发最大值附近的+/-10nm范围。
示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
根据本发明的发光设备可以用于各种应用,包括但不限于灯、光模块、照明器、聚光灯、闪光灯、投影仪、(数字)投影设备、汽车照明(诸如汽车的前灯或尾灯)、舞台照明、剧院照明和建筑照明。
如下所述,作为根据本发明的实施例的部分的光源可以适于在操作中发射具有第一光谱分布的光。该光随后被耦合到光导或波导中;在此是透光体。光导或波导可以将第一光谱分布的光转换为另一光谱分布,并且将光引导到出射表面。
图1a中示意性地描绘了如本文中定义的照明***的实施例。图1a示意性地描绘了包括多个固态光源10和发光聚光器5的照明***1000,发光聚光器5包括细长透光体100,细长透光体100具有第一面141和第二面142,第一面141和第二面142限定细长透光体100的长度L。细长透光体100包括一个或多个辐射输入面111(在此例如是两个相对布置的面),以附图标记143和144指示(其限定例如高度H),其在本文中也被指示为边缘面或边缘侧147。此外,透光体100包括辐射出射窗口112,其中第二面142包括该辐射出射窗口112。整个第二面142可以被使用或被配置作为辐射出射窗口。多个固态光源10被配置为向一个或多个辐射输入面111提供(蓝色)光源光11。如上所述,它们特别地被配置为向辐射输入面111中的至少一个辐射输入面111提供平均至少为0.067瓦/mm2的蓝色功率Wopt。附图标记BA指示本体轴线,其将在立方体实施例中基本上平行于边缘侧147。附图标记140通常是指侧面或边缘表面。
在本文中的实施例中,在实施例中可以与第二面142基本相同的辐射出射窗口112可以被配置为与一个或多个侧面140成基本上90°的(一个或多个)角度。
细长透光体100可以包括陶瓷材料120,陶瓷材料120被配置为将(蓝色)光源光11的至少一部分波长转换成转换器光101,诸如绿色和红色转换器光101中的至少一个或多个。如上所述,陶瓷材料120包含A3B5O12:Ce3+陶瓷材料,其中A包括例如钇(Y)、钆(Gd)和镥(Lu)中的一种或多种,并且其中B包括例如铝(Al)。附图标记20和21分别指示滤光器和反射器。前者可以减少例如当需要绿光时的非绿光,或者可以减少当需要红光时的非红光。后者可以用于将光反射回透光体或波导中,从而提高效率。注意,可以使用比示意性描绘的反射器更多的反射器。注意,透光体也可以基本上由单晶组成,在实施例中也可以是A3B5O12:Ce3 +。
光源原则上可以是任何类型的光源,但在实施例中是固态光源,诸如发光二极管(LED)、激光二极管或有机发光二极管(OLED)、多个LED或激光二极管或OLED、或者一系列LED或激光二极管或OLED、或者这些中的任何的组合。原则上LED可以是任何颜色的LED或这些的组合,但是在实施例中是产生在UV和/或蓝色范围(其被定义为380nm到490nm的波长范围)中的光源光的蓝色光源。在另一实施例中,光源是UV或紫光源,即在低于420nm的波长范围内发射。在多个或一系列LED或激光二极管或OLED的情况下,LED或激光二极管或OLED原则上可以是具有两种或更多种不同颜色的LED或激光二极管或OLED,诸如但不限于UV、蓝色、绿色、黄色或红色。
光源10被配置为提供用作泵浦辐射7的光源光11。发光材料120将光源光转换成发光材料光8(还参见图1e)。在光出射窗口处逸出的光被指示为转换器光101,并且将包括发光材料光8。注意,由于重新吸收,发光聚光器5内的发光材料光8的一部分可以被重新吸收。因此,光谱分布可以相对于例如低掺杂***和/或相同材料的粉末被红移。照明***1000可以用作发光聚光器以泵浦另一发光聚光器。
图1a至1b示意性地描绘了照明***的类似实施例。此外,照明***可以包括另外的光学元件,其或者与波导分离和/或集成在波导中,如例如聚光元件,诸如复合抛物面聚光元件(CPC)。图1b中的照明***1还包括诸如CPC的准直器24。
如图1a-图1b和其他附图所示,光导具有至少两个端部,并且在光导的一个端部处的第一底表面(也指示为第一面141)与光导的另一端部处的第二底表面(也指示为第二面142)之间在轴向方向上延伸。
图1c示意性地描绘了可能的陶瓷体或晶体作为波导或发光聚光器的一些实施例。这些面用附图标记141-146指示。第一变体(板状或束状透光体)具有面141-146。未示出的光源可以布置在面143-146中的一个或多个处(边缘面的一般指示是附图标记147)。第二变体是具有第一面141和第二面142以及圆周面143的管状棒。未示出的光源可以布置在透光体周围的一个或多个位置处。这种透光体将具有(基本)圆形横截面。第三变体基本是两个先前变体的组合,具有两个弯曲的侧面和两个平坦的侧面。在具有圆形横截面的实施例中,侧面的数目可以被认为是无限的(∞)。
在本申请的上下文中,光导的侧面应当理解为沿其延伸部的光导的外表面或面。例如,在光导将为圆柱体的情况下,在光导的一端处的第一底表面由圆柱体的底面构成并且在光导的另一端处的第二底表面由圆柱体的顶面构成,侧面是圆柱体的侧面。在此,侧面也用术语端面或面140指示。
图1c所示的变体不是限制性的。更多形状是可能的;即例如参考WO2006/054203,其通过引用并入本文。用作光导的陶瓷体或晶体通常可以是棒状或杆状的光导,其具有在相互垂直的方向上延伸的高度H、宽度W和长度L,并且在实施例中是透明的、或透明的且发光的。通常在长度L方向上引导光。在实施例中,高度H<10mm,在其他实施例中H<5mm,在其他实施例中H<2mm。在实施例中,宽度W<10mm,在其他实施例中W<5mm,在其他实施例中W<2mm。在实施例中,长度L大于宽度W和高度H,在其他实施例中,长度L至少为宽度W的2倍或高度H的2倍,在其他实施例中,长度L至少为宽度W的至少3倍或高度H的3倍。因此,(长/宽)的长宽比尤其大于1,诸如等于或大于2,诸如至少5,甚至更特别地在10-300的范围内,诸如10-100,如10-60,如10-20。除非另有说明,否则术语“长宽比”是指长/宽比。图1c示意性地描绘了具有四个长侧面的实施例,其中可以用光源光照射其中的两个或四个长侧面。
高度H:宽度W的纵横比通常为1:1(例如,用于一般光源应用)或1:2、1:3或1:4(例如,用于特殊光源应用,诸如前灯)或4:3、16:10、16:9或256:135(例如,用于显示应用)。光导通常包括未布置在平行平面中的光输入表面和光出射表面,并且在实施例中,光输入表面垂直于光出射表面。为了实现高亮度的集中的光输出,光出射表面的面积可以小于光输入表面的面积。光出射表面可以具有任何形状,但是在一个实施例中,其形状为正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、五边形或六边形。
注意,在此示意性地描绘的所有实施例中,辐射出射窗口特别地被配置为垂直于辐射输入面。因此,在实施例中,辐射出射窗口和辐射输入面被垂直地配置。在又一实施例中,辐射出射窗口可以相对于一个或多个辐射输入面以小于或大于90°的角度配置。
注意,特别是对于使用激光源提供光源光的实施例,辐射出射窗口可以被配置为与辐射输入面相对,而反射镜或反射器21可以由具有孔的反射镜组成以允许激光通过反射镜,而转换后的光很有可能在反射镜或反射器21处反射。备选地或附加地,反射镜可以包括二向色镜。反射器21可以特别地被配置为将发光材料光反射回到细长发光体100中。
图1d非常示意性地描绘了包括如本文中定义的照明***1000的投影仪或投影仪设备2。举例来说,在此的投影仪2包括至少两个照明***1000,其中第一照明***1000a被配置为提供例如绿光101,并且其中第二照明***1000b被配置为提供例如红光101。光源10例如被配置为提供蓝光。这些光源可以用于提供突出部(光)3。注意,被配置为提供光源光11的附加光源10不一定与用于泵浦发光聚光器的光源相同。此外,在此的术语“光源”也可以是指多个不同的光源。投影仪设备2是照明***1000的示例,该照明***特别地被配置为提供照明***光1001,该照明***光1001将特别包括照明***光101。
高亮度光源适用于各种应用,包括光点、舞台照明、前大灯和数字光投影。
为此,可以使用所谓的发光聚光器,其中较短波长的光在高度透射的发光材料中被转换成较长的波长。可以使用这样的透射发光材料的棒,然后用LED照射以在棒内产生更长的波长。转换后的光将停留在荧光材料中,诸如波导模式下的掺杂石榴石,并且然后可以从表面中的一个表面被提取,从而导致强度增益(图1e)。
用于投影机应用的基于高亮度LED的光源似乎很重要。例如,高亮度可以通过由一组离散的外部蓝色LED泵浦发光聚光器棒来实现,因此包含在发光棒中的磷光体随后将蓝色光子转换为绿色光子或红色光子。由于发光棒基质材料的高折射率(通常为约1.8),转换后的绿色光子或红色光子由于全内反射而几乎完全在棒内部被捕获。在棒的出口面上,光子借助于一些提取光学器件(例如复合抛物线聚光器(CPC)或微折射结构(微球或金字塔结构))从棒中被提取。结果,可以在相对小的出射表面上提取在棒内部生成的高发光功率,从而产生高的光源亮度,使得(1)较小的光学投影架构和(2)各种组件的成本降低,因为这些可以做得更小(特别是相对昂贵的投影显示板)。
图2a至2b示意性地描绘了照明***1的实施例,该照明***1包括被配置为提供光源光11的光源10和具有长度L的细长发光体100(参见图2b)。
如上所述,细长发光体100在长度的至少一部分上包括(n)个侧面140,此处为4个。(n)个侧面140包括第一侧面143,第一侧面143包括辐射输入面111;以及被配置为平行于第一侧面143的第二侧面144,其中侧面143、144限定高度h。
如上所述,细长发光体100还包括辐射出射窗口,该辐射出射窗口在第一侧面143与第二侧面144之间横跨高度h的至少一部分(尤其参见图1a)。发光体100包括石榴石型A3B5O12发光材料120,石榴石型A3B5O12发光材料120包括三价铈的,其中石榴石型A3B5O12发光材料120被配置为将光源光11的至少一部分转换为转换器光101。
此外,照明***1000包括一个或多个热传递元件200和反射器2100,一个或多个热传递元件200与一个或多个侧面140热接触,反射器2100被配置为在第二侧面144处并且被配置为将经由第二面144从细长发光体100逸出的光源光11反射回到细长发光体100中。
一个或多个热传递元件200特别地被配置为在细长发光体100的长度的至少一部分上以距相应一个或多个侧面140的最短距离(d1)平行于一个或多个侧面140的至少一部分。最短距离d1特别地是1μm≤d1≤100μm。
如图2a至2b所示,一个或多个热传递元件200包括指向一个或多个侧面140的一个或多个热传递元件面201。如这些示意图所示,一个或多个热传递元件200至少与除第一侧面143之外的所有侧面140热接触。此外,也如这些示意图所示,一个或多个热传递元件200可以被配置为单片式热传递元件220。在实施例中,该单片式热传递元件220被配置为与光源10的支撑件240热接触。
一个或多个热传递元件200的指向第二面144的热传递元件面201包括反射器2100。在此,指向发光体100的所有面201都包括这种反射器2100。
图2b示意性地示出了单片式热传递元件220的另一实施例,其包括被配置为容纳发光体100的狭缝205。光源10可以被设置为LED杆。单片式热传递元件220用于冷却发光体100。
用附图标记250指示的可选的中间板可以用作将发光体保持在距光源所需要的距离处的间隔物,并且还可以用作针对从发光体侧面逸出的光的反射器。作为备选,间隔物可以与一个或多个热传递元件200、特别是顶部的一个或多个热传递元件200(例如,顶部冷却块)集成在一起。
在图2a至2b中,一个或多个热传递元件被配置为在至少180°的圆形截面内,实际上在此约为270°内。
在实施例中,例如由热传递元件200组成或提供给热传递元件200的反射器2100的可用性尤其是当被配置为与光源10相对且其间具有细长发光体时可以将可能已经从细长发光体100逸出的光源光反射回到其中。因为光源的光轴线可以特别地被配置为垂直于细长的侧面(在具有圆形横截面的棒的情况下)或垂直于侧面中的一个侧面(例如,在具有矩形横截面的棒的情况下),所以光源光可以从相反的侧面(一部分)逸出。
如图3a所示,发光体具有依赖于高度的的浓度,依赖于高度的的浓度尤其可以选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以%为单位的三价铈浓度,其中x是以mm为单位的高度或直径。在此,在图2c中示出了实施例,其中依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围。
图3a特别地涉及包含A3B5O12:Ce3+(石榴石材料)的发光材料,其中A特别地选自由Sc、Y、Tb、Gd和Lu(特别是至少Y和/或Lu,并且可选地是Gd),其中B特别地选自Al和Ga(特别是至少Al)。对于LuAG、YAG、YGdAG和YGaAG,在大约460nm附近的相应激发最大值处的吸收系数基本相同。
图3b非常示意性地描绘了具有激发最大值λxm的、用EX指示的激发光谱左曲线以及用EM指示的发射光谱右曲线。诸如LED的发光等光源发光由具有最大值λpx的光源光11指示。在特定的实施例中,λxm-5nm≤λpx≤λxm+5nm。发射曲线的最大值是最大发射。在最大发射时的波长在此也被指示为“发光材料的转换器光在最大发射时的波长”。对于石榴石,该最大值可以例如在绿黄色波长范围内。
因此,如上所述,对于不同类型的石榴石,激发最大值的顶部仅略有变化,并且所有LuAG、YAG、YGdAG和YGaAG均符合该公式,例如在图3a所示。
在该公式中,x也可以是以mm为单位的直径。在其中细长发光体具有不同于圆形或矩形(包括正方形)的横截面形状的实施例中,或者总的来说,x可以是指沿着光源的光轴线通过细长发光体的长度。特别地,光源的光轴线被配置为垂直于一个或多个侧面中的一个侧面。因此,参考图1a和2a,x是指高度H。参考图1c,在顶部和底部实施例中,假定从下方或从顶部照明,x也可以是高度H。在中间实施例中,即横截面形状为圆形的实施例中,x是指直径D(或者是指宽度或高度,因为它们都相同)。
注意,术语高度和宽度实际上仅是标签。例如图2a中的细长发光体100被不同地配置,例如将光源10指向较小的侧面(例如,发光体旋转90°),x可以是指宽度。例如,参考图1c。
在图2a中,多个侧面140中的三个侧面140与一个或多个热传递元件200热接触。因此,一个或多个侧面140的总面积的至少50%可以与一个或多个热传递元件200热接触。当细长发光体100具有另一种形状,例如具有圆形横截面时,这也可以适用。
术语“多个”是指两个或更多个。
本领域技术人员将理解在此的术语“基本上”或“本质上”以及类似的术语。术语“基本上”或“本质上”还可以包括使用“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。因此,在实施例中,形容词“基本上”或“本质上”也可以被去除。在适用的情况下,术语“基本上”或“本质上”还可以涉及90%或更高,诸如95%或更高,尤其是99%或更高,甚至更特别是99.5%或更高,包括100%。
术语“包括”还包括其中术语“包括”是指“由……组成”的实施例。
术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项目。例如,短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。在一个实施例中,术语“包括”可以是指“由……组成”,但是在另一实施例中可以是指“至少包含所定义的种类以及可选地一种或多种其他种类”。
此外,说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元素,而不必用于描述顺序或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且在此描述的本发明的实施例能够以不同于在此描述或示出的其他顺序来操作。
在此的设备、装置或***尤其可以是在操作期间描述的。对于本领域技术人员将很清楚的是,本发明不限于操作方法或操作中的设备、装置或***。
应当注意,上述实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计很多替代实施例。
在权利要求中,放在括号之间的任何附图标记不应当被解释为对权利要求的限制。
动词“包括”及其词形变化的使用不排除权利要求中所述的元素或步骤之外的元素或步骤的存在。除非上下文另外清楚地要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应当被理解为包容性含义,而不是排他性或穷举性含义;也就是说,在“包括但不限于”的意义上理解。
元件之前的冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个这样的元件的存在。
本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举若干装置的设备权利要求、装置权利要求或***权利要求中,这些装置中的若干装置可以由同一硬件来体现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
本发明还提供了一种控制***,该控制***可以控制设备、装置或***,或者可以执行在此描述的方法或过程。更进一步,本发明还提供了一种计算机程序产品,当在功能上耦合到该设备、装置或***的计算机上运行或在由该设备、装置或***所包括的计算机上运行时,该计算机程序产品控制该设备、装置或***的一个或多个可控元件。
本发明还适用于一种包括说明书中描述的和/或附图中示出的一个或多个特性特征的设备、装置或***。本发明还涉及一种包括说明书中描述的和/或附图中示出的一个或多个特性特征的方法或过程。
该专利中讨论的各个方面可以组合以提供附加的优点。此外,本领域技术人员将理解,可以组合实施例,并且也可以组合两个以上的实施例。此外,某些特征可以构成一个或多个分区应用的基础。
Claims (15)
1.一种照明***(1),包括:
-光源(10),被配置为提供光源光(11);
-细长发光体(100),具有长度(L)和高度(H)或直径(D),所述细长发光体(100)具有导光特性,并且所述细长发光体(100)包括:
-在所述长度(L)的至少一部分上的一个或多个侧面(140),包括辐射输入面(111),其中所述细长发光体(100)还包括辐射出射窗口(112),所述辐射出射窗口(112)横跨所述高度(H)的至少一部分或所述直径(D)的至少一部分;
-石榴石型A3B5O12发光材料(120),包括三价铈,所述三价铈具有依赖于高度的浓度,所述依赖于高度的浓度选自由最小浓度ymin=0.036*x-1和最大浓度ymax=0.17*x-1限定的浓度范围,其中y是相对于A元素的、以摩尔%为单位的三价铈浓度,并且其中x是以mm为单位的所述高度(H)或所述直径(D),其中所述石榴石型A3B5O12发光材料(120)被配置为将所述光源光(11)的至少一部分转换为转换器光(101);
-一个或多个热传递元件(200),与一个或多个侧面(140)热接触;以及
-反射器(2100),被配置为将从所述细长发光体(100)逸出的光源光(11)反射回到所述细长发光体(100)中,其中所述细长发光体(100)被配置为在所述光源(10)与所述反射器(2100)之间。
2.根据权利要求1所述的照明***(1000),其中所述最小浓度ymin=0.04*x-1。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中A包括钇、钆和镥中的一者或多者,并且其中B包括铝和镓中的一者或多者。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中A=Lu并且其中B=Al,或者其中A包括Y和Lu,并且其中B=Al。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),细长发光体(100)包括陶瓷体或单晶,并且其中感兴趣的波长的平均自由程是所述细长发光体(100)的所述长度(L)的至少0.5倍,其中所述感兴趣的波长是所述发光材料的所述转换器光(101)的最大发射时的波长。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中所述一个或多个热传递元件(200)被配置为:在所述细长发光体(100)的长度(L)的至少一部分上,以距相应的一个或多个侧面(140)的最短距离(d1),平行于所述侧面(140)中的一个或多个侧面(140)的至少一部分,其中1μm≤d1≤100μm。
7.根据权利要求6所述的照明***(1000),其中2μm≤d1≤50μm,并且其中所述一个或多个热传递元件(200)包括散热器,或在功能上耦合到散热器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中所述一个或多个热传递元件(200)包括指向一个或多个侧面(140)的一个或多个热传递元件面(201),其中相应的一个或多个热传递元件(200)的所述一个或多个热传递元件面(201)的至少一部分与所述细长发光体(100)物理接触,并且其中根据前述权利要求6至7中任一项所述的最短距离(d1)是平均距离。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),包括在所述长度(L)的至少一部分上的多个侧面(140),其中所述侧面(140)包括第一侧面(143)和第二侧面(144),所述第一侧面(143)包括所述辐射输入面(111),所述第二侧面(144)被配置为平行于所述第一侧面(143),其中所述侧面(143,144)限定所述高度(H),其中所述细长发光体(100)还包括横跨在所述第一侧面(143)与所述第二侧面(144)之间的所述高度(H)的至少一部分的所述辐射出射窗口(112),其中所述反射器(2100)被配置为在所述第二侧面(144)处,并且被配置为将从所述细长发光体(100)逸出的光源光(11)经由第二面(144)反射回到所述细长发光体(100)中。
10.根据权利要求9所述的照明***(1000),其中所述一个或多个热传递元件(200)至少与除所述第一侧面(143)之外的所有侧面(140)热接触,并且其中所述一个或多个热传递元件(200)被配置为单片式热传递元件(220),所述单片式热传递元件(220)被配置为与用于所述光源(10)的支撑件(240)热接触,其中所述一个或多个热传递元件(200)的、指向所述第二面(144)的热传递元件面(201)包括所述反射器(2100)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中所述反射器(2100)包括镜面反射镜或漫反射器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),包括多个光源(10),其中所述光源(10)具有光轴线(O),所述光轴线(O)被配置为垂直于所述一个或多个侧面(140)中的一个或多个侧面(140)光轴线。
13.根据权利要求12所述的照明***(1000),其中所述多个光源(10)被配置为向所述一个或多个侧面(140)中的仅一个侧面(140)提供所述光源光(11)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明***(1000),其中所述发光材料(120)具有激发最大值λxm,其中所述光源(10)被配置为以强度最大值λpx提供所述光源光(11),其中λxm-5nm≤λpx≤λxm+5nm。
15.一种投影***或照明器,包括根据前述权利要求中任一项所述的***(1000)。
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