TW202107006A

TW202107006A - 用於智慧頭燈應用的led/雷射的混合光源

Info

Publication number: TW202107006A
Application number: TW109120294A
Authority: TW
Inventors: 肯尼斯李; 張永朋
Original assignee: 美商光電自動科技有限公司
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-02-16
Also published as: US20220333757A1; WO2020257091A1

Abstract

設備包括一混合光源，用於智慧汽車頭燈的應用。該混合光源包括：全區域照明的一LED光源；一雷射泵磷光體材料，提供熱點照明；一DMD，具有多個微鏡，耦合以接收該全區域照明與該熱點照明的光，其中每一該些微鏡選擇性地在多個方向其中之一上反射光；以及投影光學元件，接收藉由該些微鏡選擇性地反射的光，並配置成將所接收的光投影為具有一定型照明強度圖案的一光束。另一態樣包括一組件，該組件包括一散熱器；該散熱器上的一LED，發射LED泵光；該LED上的一第一磷光體層，吸收LED泵光並輸出具有波長轉換光與LED泵光的未轉換部分的一全區域照明；以及一雷射泵第二磷光體層，耦合以輸出波長轉換雷射光作為熱點照明。

Description

用於智慧頭燈應用的LED/雷射的混合光源

【相關申請案的交互參照】

本申請案根據美國專利法第119條第(e)項主張以下優先權，包括

- 由肯尼斯李(Kenneth Li)於2019年6月17日提交的美國臨時專利申請案62/862,549，標題為「使用雷射激發增強發光二極體(light-emitting diode，LED)的強度分佈(ENHANCEMENT OF LED INTENSITY PROFILE USING LASER EXCITATION)」；

- 由肯尼斯李於2019年7月16日提交的美國臨時專利申請案62/874,943，標題為「使用雷射激發增強LED的強度分佈(ENHANCEMENT OF LED INTENSITY PROFILE USING LASER EXCITATION)」；

- 由張(Y.P.Chang)等人於2019年11月21日提交的的美國臨時專利申請案62/938,863，標題為「用於智慧頭燈應用的雙光源(DUAL LIGHT SOURCE FOR SMART HEADLIGHT APPLICATIONS)」；以及

- 由肯尼斯李於2019年12月27日提交的美國臨時專利申請案62/954,337，標題為「用於智慧頭燈應用的混合LED/雷射光源(HYBRID LED/LASER LIGHT SOURCE FOR SMART HEADLIGHT APPLICATIONS)」；

上述申請的每一個藉由全文參照併入到本申請中。

本申請是有關於：

- 由張等人於2020年5月24日提交的PCT專利申請案第PCT/US2020/034447號，標題為「整合光達與智慧頭燈以及方法 (LiDAR INTEGRATED WITH SMART HEADLIGHT AND METHOD)」，

- 由張等人於2019年5月28日提交的美國臨時專利申請案第62/853,538號，標題為「使用單一數位微鏡裝置(digital micromirror device，DMD)整合光達與智慧頭燈(LIDAR Integrated With Smart Headlight Using a Single DMD)」，

- 由劉春年(Chun-Nien Liu)等人於2019年6月5日提交的美國臨時專利申請案第62/857,662號，標題為「用於自動駕駛的內置光達的智慧雷射頭燈方案(Scheme of LIDAR-Embedded Smart Laser Headlight for Autonomous Driving)」，以及

- 由肯尼斯李等人於2019年12月18日提交的美國臨時專利申請案第62/950,080號，標題為「使用單一微機電系統(microelectromechanical Systems，MEMS)反射鏡整合光達與智慧頭燈(Integrated LIDAR and Smart Headlight using a Single MEMS Mirror)」，

- 由張等人於2019年6月14日提交的PCT專利申請案PCT/US2019/037231，標題為「具有高強度輸出機制的照明系統及其操作方法(ILLUMINATION SYSTEM WITH HIGH INTENSITY OUTPUT MECHANISM AND METHOD OF OPERATION THEREOF)」(於2020年1月16日以WO2020/013952公開)；

- 由張等人於2019年7月11日提交的美國專利申請案16/509,085，標題為「具有晶體磷光體機制的照明系統及其操作方法(ILLUMINATION SYSTEM WITH CRYSTAL PHOSPHOR MECHANISM AND METHOD OF OPERATION THEREOF)」(於2020年1月23日以US2020/0026169公開)；

- 由張等人於2019年7月11日提交的美國專利申請案16/509,196，標題為「具有高強度投影機制的照明系統及其操作方法(ILLUMINATION SYSTEM WITH HIGH INTENSITY PROJECTION MECHANISM AND METHOD OF OPERATION THEREOF)」(於2020年1月23日以US2020/0026170公開)；

- 由肯尼斯李等人於2019年4月22日提交的美國臨時專利申請案62/837,077，標題為「雷射激發晶體磷光體球形光源(LASER EXCITED CRYSTAL PHOSPHOR SPHERE LIGHT SOURCE)」；

- 由張等人於2019年5月28日提交的美國臨時專利申請案62/853,538，標題為「使用單一DMD整合光達與智慧頭燈(LIDAR INTEGRATED WITH SMART HEADLIGHT USING A SINGLE DMD)」；

- 由肯尼斯李等人於2019年7月8日提交的美國臨時專利申請案62/856,518，標題為「使用雙折射反射鏡的垂直腔面發射雷射(VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASER USING DICHROIC REFLECTORS)」；

- 由肯尼斯李於2019年7月8日提交的美國臨時專利申請案62/871,498，標題為「雷射激發磷光體光源及光回收方法(LASER-EXCITED PHOSPHOR LIGHT SOURCE AND METHOD WITH LIGHT RECYCLING)」；

- 由劉春年等人於2019年6月5日提交的美國臨時專利申請案62/857,662，標題為「用於自動駕駛的內置光達的智慧雷射頭燈方案(SCHEME OF LIDAR-EMBEDDED SMART LASER HEADLIGHT FOR AUTONOMOUS DRIVING)」；

- 由肯尼斯李於2019年7月11日提交的美國臨時專利申請案62/873,171，標題為「使用移動反射鏡和逆向反射器減少光斑(SPECKLE REDUCTION USING MOVING MIRRORS AND RETRO-REFLECTORS)」；

- 由肯尼斯李於2019年8月1日提交的美國臨時專利申請案62/881,927，標題為「藉由對焦回收來增加漫射光的亮度的系統和方法(SYSTEM AND METHOD TO INCREASE BRIGHTNESS OF DIFFUSED LIGHT WITH FOCUSED RECYCLING)」；

- 由肯尼斯李於2019年9月3日提交的美國臨時專利申請案 62/895,367，標題為「對焦回收來增加漫射光的亮度(INCREASED BRIGHTNESS OF DIFFUSED LIGHT WITH FOCUSED RECYCLING)」；

- 由萊恩王(Lion Wang)等人於2019年9月20日提交的美國臨時專利申請案62/903,620，標題為「用於投影顯示器的RGB雷射光源(RGB LASER LIGHT SOURCE FOR PROJECTION DISPLAYS)」；以及

- 由肯尼斯李等人於2020年6月1日提交的PCT專利申請案第PCT/US2020/035492號，標題為「使用雙折射反射鏡的垂直腔表面雷射(VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER USING DICHROIC REFLECTORS)」；

上述申請的每一個藉由全文參照併入本申請中。

本發明涉及雷射、發光二極體(LEDs)以及光源的領域，並且更具體地涉及包括LED以及雷射泵磷光體(laser-pumped phosphor)光源組合在一起的混合光源及方法，以提供適合於各種頭燈-照明範圍的光強度分佈，其中在一些實施例中，該光例如使用多鏡DMD(數位微鏡裝置)以各種投影圖樣進行投影使用，以提高安全性。

道路安全已成為汽車照明要解決的重要課題，包括符號的投影、反應迎面駛來的車輛的接近使頭燈變暗，為行人增加輸出以及其他安全目的。所有的這些功能可以使用主動成像器來完成，使得期望或所需的光圖案能夠被投影出來。一主要障礙在於不同的亮度需求，在於近光(low-beam)、遠光(high-beam)以及極遠光(extreme-high-beam)汽車照明。目前，沒有單一光源使用單個成像器晶片就能達到如此多樣的需求，例如德州儀器(Texas Instruments)的DLP® DMD。其結果是，許多新的汽車是設計為具有多個頭燈，一用於近光、一用於遠光，以及一用於極遠光。在左右側有三個以上大燈的情況並不少見，並且可在像是汽車展覽中許多新的汽車中看到。在另一方面，汽車設計師往往不喜歡看到頭燈，因為他們影響到汽車的「姿態」(profile)以及「外觀」。結果，過去已經有可移動的頭燈罩，以覆蓋巨大的頭燈。最近的大燈設計是針對非常扁平以及極扁平姿態。可看到以及設計在總高度10公分的範圍內。然而，這樣的設計仍需要多種頭燈來提供如上所述的不同範圍的照明。

於1985年5月28日授予詹特曼(Gentilman)等人的美國專利4,520,116，標題為「透明氮氧化鋁及製作方法(Transparent aluminum oxynitride and method of manufacture)」，且藉由參照的方式併入到本申請中。專利4,520,116描述了一種多晶立方氮氧化鋁，其密度為理論密度的至少98%，並且對於0.3至5微米的波長範圍內的電磁輻射是透明的，並且在該範圍內的直線透射率(in-line transmittion)為至少20%。該專利還提供了一種製備光學上透明的氮氧化鋁的方法，該方法包括以下步驟：形成實質上均勻的氮氧化鋁粉末的生坯，並在氮氣氛中以及存在預定的添加物的情況下無壓力地燒結該生坯，該添加物能夠增強燒結過程。較佳的添加物是元素形式或化合物形式的硼和釔。

於1987年8月11日授予馬奎爾(Maguire)等人的美國專利4,686,070，標題為「具有改善的光學特性的氧氮化鋁的製造方法(Method of producing aluminum oxynitride having improved optical characteristics)」，且藉由參照的方式併入本申請中。專利4,686,070描述了一種製備實質上均勻的氮氧化鋁粉末的方法，該方法包括以下步驟：在氮的存在下使伽瑪氧化鋁與碳反應，並將所得粉末分解成預定尺寸範圍的顆粒。該專利還提供了一種由這種粉末製備耐用的光學上透明體的方法，該方法包括以下步驟：形成實質上均勻的立方氮氧化鋁粉末的一生坯，並在氮氣氛中以及以及存在預定的添加物的情況下地燒結該生坯，該添加物能夠增強燒結過程。較佳的添加物是元素形式或化合物形式的硼，以及選自釔和鑭所組成的群組中的至少一元素或其化合物中。燒結後的多晶立方氮氧化鋁具有密度大於理論密度的99%、在0.3至5微米範圍內至少50%的直線透射率，以及1毫弧度或更小的解析角度。

在該領域中仍然有需求在於：以方法與設備來更好地控制汽車頭燈光束的亮度，以及來提供動態地改變此類車輛頭燈光束的各個部分的能力。

【簡述】

在一些實施例中，本發明提供了一種混合光源，具有LED和雷射泵磷光體元件結合在一起，以提供用於汽車駕駛所需的各種範圍的光強度分佈、具有使用單個數位微鏡裝置(DMD)來投影輸出光束、具有投影圖案的能力，以提高安全性。

101:混合LED/雷射泵磷光體光源

111:散熱器

112:磷光體層

113:反射鏡

114:DMD

115:散熱器

121:雷射

122:LED

123:LED組件

131:準直透鏡組件

132:合成光利用透鏡組件

135:透鏡

136:透鏡

137:透鏡

141:雷射光束

143:準直白光寬光束

201:LED組件

202:LED組件

203:光強度分佈

204:光強度分佈

212:磷光體板

214:影像

215:間隙

216:磷光體板

222:LED

241:雷射光束

242:熱點

243:照明

301:混合LED/雷射泵磷光體光源

311:散熱器

312:磷光體板

313:小鏡

314:DMD

315:散熱器外殼

316:散熱器

318:窗口

321:雷射

322:LED

323:LED組件

331:準直透鏡系統

332:耦合透鏡

340:棱鏡組件

341:光

343:光束

344:輸出光束

350:投影透鏡組件

401:混合LED/雷射泵磷光體光源

501:混合LED/雷射泵磷光體光源

601:混合LED/雷射泵磷光體光源

611:散熱器

613:反射鏡

615:外殼

618:窗口

621A:雷射

621B:雷射

622:LED組件

623:LED組件

631:透鏡組件

641A:雷射光束

641B:雷射光束

643:輸出光束

649:中心軸

701:混合LED/雷射泵磷光體光源

801:混合LED/雷射泵磷光體光源

802:LED/雷射泵磷光體光源組件

803:LED/雷射泵磷光體光源組件

804:LED/雷射泵磷光體光源組件

805:LED/雷射泵磷光體光源組件

806:發光結構

807:照明圖案

812:磷光體層

822:LED

823:散熱器

840:DMD

841:輸出

851:晶體磷光體

852:晶體磷光體

853:熱傳導結構

854:間隙

855:晶體磷光體板

856:透明散熱器層

857:散熱器

858:散熱器

859:間隙

860:反射磷光體板

861:LED

862:LED

863:LED

864:LED驅動電路

865:雷射控制電路

866:安全電路

867:雷射

868:雷射光

870:DMD

872:區域

874:區域

878:區域

901:投影照明圖案

910:近光

912:近光等強度線

920:遠光

922:遠光等強度線

930:極遠光

940:DMD

1001:LED

1015:散熱器

1012:矩形發射區域

1101:商用LED組件

1112:發光區域

1201:混合LED/雷射泵磷光體光源

1216:DMD

1221:光源

1231:耦合透鏡

1232:輸出投影透鏡

1233:凹面反射鏡

1301:混合LED/雷射泵磷光體光源

1311:孔洞

1316:DMD

1321:光源

1322:高亮度光源

1324:光源

1331:透鏡

1332:輸出投影透鏡

1334:光束

1335:凹面反射鏡

1401:雷射泵磷光體光源

1411:磷光體板

1412:中心位置

1421:雷射

1431:透鏡

1433:準直透鏡

1434:準直輸出光束

1441:準直藍光雷射光束

1501:混合LED/雷射泵磷光體光源

1511:準直高亮度光源光束

1512:LED

1513:孔洞

1516:DMD

1521:透鏡

1523:第二孔洞

1524:光束

1529:平面反射鏡

1531:凹面反射鏡

1532:準直透鏡組件

1533:透鏡

1534:透鏡

1540:輸出光束

1600:環境

1601:混合LED/雷射泵磷光體光源

1612:磷光體覆蓋層

1614:DMD

1615:遠光

1616:光

1617:近光

1618:光

1621:高強度源

1622:LED

1630:投影透鏡

1641:光收集器

1642:光收集器

1643:光束

1650:方向

1690:控制器

1694:接收的訊號或資料

1695:場景感測器

1696:感測資料

1701:車輛

1711:LED/雷射泵磷光體光源

1743:頭燈光束

1790:處理器

1794:接收的訊號或資料

1795:場景感測器

1796:感測資料

第一圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源101與散熱器111。

第二A圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示LED組件201的一磷光體板212接觸藍色LED 222，使得磷光體板212是藉由LED 222在背側泵送，且選擇性地藉由一雷射光束241在前側泵送，以形成熱點242(見第二D圖)。

第二B圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示LED組件202包括一磷光體板216，該磷光體板216自一藍色LED 222分離，使得磷光體板216是藉由LED 222在背側泵送，且選擇性地藉由一雷射光束241在前側泵送，以形成熱點242(見第二D圖)。

第二C圖為根據本發明的一些實施例的一前視圖，繪示光強度分佈203。

第二D圖為根據本發明的一些實施例的一前視圖，繪示光強度分佈204。

第三圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源301與散熱器外殼315。

第四圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源401。

第五圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源501。

第六圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一側發光的混合LED/雷射泵磷光體光源601。

第七圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源701。

第八A1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件801。

第八A2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件801的一平面視方塊圖。

第八B1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件802。

第八B2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件802的一俯視方塊圖。

第八C1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件803。

第八C2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件803的一平面視方塊圖。

第八D1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件804。

第八D2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件804的一平面視方塊圖。

第八E1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件805。

第八E2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件805的一平面視方塊圖。

第八F圖為根據本發明一些實施例的一示意性前視方塊圖，繪示具有三個白光LED發射器861、862和863以及一反射磷光體板860的一發光結構806。

第八G圖為根據本發明一些實施例的平面視方塊圖，繪示投影到DMD 940上的一照明圖案807。

第九圖為根據本發明一些實施例的一示意性方塊圖，繪示一汽車頭燈的一投影照明圖案901。

第十A圖為使用於本發明的一些實施例中的一前視方塊圖，繪示一商用LED 1001，具有一矩形發射區域1012，其中LED組件1001包括四個並排放置的矩形LED。

第十B圖為LED 1001的一第一側剖視方塊圖。

第十C圖為LED 1001的一第二側剖視方塊圖。

第十一A圖為使用於本發明一些實施例中的一前視、側剖視以及後視方塊圖，繪示另一商用LED組件1101，具有長矩形的一發光區域1112，其中LED組件1101包括五個矩形LED。

第十一B圖為LED 1001的一第一側剖視方塊圖。

第十一C圖為LED 1101的後視方塊圖。

第十二圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源1201。

第十三圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源1301。

第十四圖為一雷射泵磷光體光源1401的一側剖視方塊圖。

第十五A圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示另一混合LED/雷射泵磷光體光源1501。

第十五B圖為一混合LED/雷射泵磷光體光源1501的一俯剖視方塊圖。

第十六圖為根據本發明的一些實施例的一俯剖視方塊圖，繪示基於DMD的一混合LED/雷射泵磷光體的光源1601。

第十七圖為根據本發明的一些實施例的一方塊圖，繪示包括一LED/雷射泵磷光體光源1711的一車輛1701。

儘管以下的詳細描述包含許多以說明為目的的細節，但是本領域具有通常知識者將理解，對以下細節的許多變化和變更都在本發明的範圍內。雖然使用了具體的示例來說明特定的實施例，氮申請專利範圍中描述的本發明不僅僅限於這些示例，而是包括所附申請專利範圍的全部範圍。因此，以下闡述了本發明的較佳實施例，並不失一般性，且不對所要求保護的發明施加限制。此外，在以下對較佳實施例的詳細描述中，參考了構成其一部分的附圖，並且在附圖中以圖示的方式示出了可以實施本發明的特定實施例。應當理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以利用其他實施例，並且可以進行結構上的改變。在圖中示出並且在此描述的實施例可以包括並非在所有特定實施例中都包括的特徵。特定實施例可以僅包括所描述的所有特徵的子集合，或者特定實施例可以包括所描述的所有特徵。

附圖中出現的附圖標記的前導數字通常對應於其中首次引入該組件的附圖編號，使得貫穿全文使用相同的附圖標記來指代出現在多個附圖中的相同組件。訊號和連接可以用相同的附圖標記或標籤來指代，並且透過在說明書內文中的使用，其實際含義將非常清楚。

在某些智慧汽車頭燈的應用中，為了在保持高中心亮度的同時提供寬視場(field of view，FOV)，FOV中心位置的照明光源亮度必須相對FOV的面積增加而成比例地增加。否則，熱點亮度將會與受數位微鏡裝置(DMD)所覆蓋的FOV增加的總面積成反比。有效地，來自FOV提高的亮度的面積稀釋必須透過在光源的亮度的增加來抵消(對於只有中心熱點部分)。例如，如果僅中心區域總面積的1%需要較高的亮度，而沒有熱點，則將要求整個區域具有較高的亮度，從而增加了總輸出功率，從而難以或不可能實現(商業化的限制，例如大小、散熱能力及/或成本)。本發明公開了一種光學配置，其中使用雷射對LED的中央部分進行泵送，從而在輸出照明的中央部分形成熱點，並且在LED輸出照明的外部中急劇下降至相對較低的亮度。

第一圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源101與散熱器111。在一些實施例中，混合LED/雷射泵磷光體光源101包括用於頭燈照明的一LED組件123，其中雷射光束141在從反射鏡113反射之後入射在磷光體層112的一中心區域上，以在磷光體層112的那一中心區域上提供增加的光強度，使得輸出的強度分佈是不均勻的，但現在在照射區域內包括一「熱點」(較高的光輸出強度的區域)。在一些實施例中，來自雷射121的雷射光束141被反射鏡113反射，並且用於另外泵送LED組件123的磷光體的中心部分，從而產生熱點。在一些實施例中，LED組件123包括一LED 122(例如，在一些實施例中，一LED發射藍光，其中心波長在約420nm至約490nm的範圍內)，LED 122安裝到一散熱器111，以將熱量從LED 122傳導離開，並將熱量散發到本地環境中。在一些實施例中，LED 122是由一磷光體層112覆蓋，磷光體層112吸收LED 122的一些光再發射更長波長的光(例如，在一些實施例中，吸收在約420nm至約490nm的範圍內的藍色LED光，並重新發射具有一峰值中心波長在約560nm至約660nm範圍內的黃光)。一些未轉換的藍光與一些轉換成黃光的組合所產生的光，對人眼視覺為白光。因此，LED組件123可以視為發白光的LED(也稱為白色LED組件123)。在一些實施例中，為了使反射鏡113不會阻擋大部分的熱點輸出光，反射鏡113為一二向分色反射鏡，優先地反射大部分藍光並優先地透射大部分的其它波長光(像是藉由磷光體層112重新發射的黃光)。在一些實施例中，反射鏡113是偏心的(與第一圖中所示的實施例相反)並且成一定角度，使得雷射光束141的反射部分入射在磷光體層112的期望區域上。在一些實施例中，一個以上的透鏡(例如，透鏡135和透鏡136)形成準直透鏡組件131，該準直透鏡組件131用於準直白光寬光束143(其包括來自LED 122的一未轉換部分的藍光與一些LED泵的黃光以及來自雷射121的一未轉換部分的藍光與一些來自磷光體層112的雷射泵黃光)，且該合成光利用透鏡組件132投影到一數位反射鏡裝置(digital-mirror device，DMD)114，DMD 114安裝到散熱器115。在一些實施例中，泵雷射121包括具有一準直透鏡的一雷射二極體，使得泵雷射121的輸出雷射光束141為一準直平行光束。在一些實施例中，輸出光143(從雷射泵與LED泵白色LED組件123所獲得的)利用準直透鏡131準直成為平行。在一些實施例中，來自LED組件123的廣域光與熱點光具有相似的角度分佈，也就朗伯分佈(Lambertian)。LED組件123所輸出的廣域光與熱點光由準直透鏡組件131所準直，而成為光束143。在一些實施例中，部分的光束143被反射鏡113所阻擋(若是113是藍色反射和黃色透射，則部分地阻擋)。來自熱點的光為平行光束143的一部分。當投影時，具有雷射泵熱點的LED組件123的圖像被投影到道路上。光源101是一投影系統，其中具有熱點的LED的強度分佈，投影為單一光束。在一些實施例中，光束143是在準直透鏡組件131的輸出位置附近被準直且平行，小反射鏡113覆蓋平行輸出光束143的一小部分但大於輸入雷射光束141，小反射鏡113用於反射藍色雷射光束141朝向白色LED組件123。由反射鏡113所反射的平行雷射光束141被準直透鏡組件131聚焦，從而選擇性地(在空間和時間兩者上)向磷光體層112提供額外的泵送。這種選擇性的泵送，例如，在一些實施例中，在LED的磷光體112的中心部分，提供一熱點到磷光體112上，且使用耦合透鏡組件132將輸出耦合到DMD 114。

在一些實施例中，磷光體層112與LED 122是直接接觸，像是第二A圖中所示的磷光體層212和LED 222，而在其它實施例中，磷光體層112以一小間隙與LED 122稍微分隔，像是第二B圖所示的磷光體層216和LED 222。

第二A圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示LED組件201包括接觸藍色LED 222的一磷光體板212，使得磷光體板212是藉由LED 222在背側泵送，且選擇性地藉由一雷射光束241在前側泵送。在一些實施例中，LED組件201用於白色LED組件123。在一些實施例中，LED組件201包括一藍色LED 222與它的藍色光輸出泵送一磷光體層212，磷光體層212直接地沉積在藍色LED 222的一表面上。在其他實施例(未示出)的磷光體層212包括一玻璃、陶瓷或晶體磷光體板，放置在藍色LED 222的表面上並且用膠水所保持。在一些實施例中，一雷射光束241用於在磷光體層212的一相對較小的區域(例如，在一些實施例中，在中心附近)中泵送亮度增加的一熱點。

第二B圖為為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示的一磷光體板216，該磷光體板216自一藍色LED 222分離，使得磷光體板216是藉由LED 222在背側泵送，且選擇性地藉由一雷射光束241在前側泵送，以形成熱點242(請參見第二C圖，其中沒有熱點242的原因是LED 222打開，但是雷射光束241關閉所致，而第二D圖有熱點242有熱點的原因在於LED 222打開，並且雷射光束241也打開所致。在一些實施例中，雷射光束的亮度由控制電路調變，並因此調節熱點的亮度。在一些實施例中，磷光體板216為一玻璃、陶瓷或晶體磷光體板，且磷光體板216藉由LED 222和磷光體板216之間的一間隙215而與LED 222保持一小距離(透過此處未示出的結構)。

第二C圖為根據本發明的一些實施例的一前視圖，繪示當藉由LED 122對磷光體板112背側泵送(形成實質上均勻的照明243(對應於第一圖的光束部分143))，而不是藉由雷射光束241前側泵送時，一影像214的光強度分佈203(即，磷光體板112的影像投影到DMD 114(參見第一圖)))。

第二D圖為根據本發明的一些實施例的一前視圖，繪示當藉由LED 122對磷光體板112背側泵送(形成實質上均勻的照明243)，且藉由雷射光束241前側泵送而形成一熱點照明242時，一影像214在投影到DMD 114(再次參見第一圖)時的光強度分佈204。

在一些實施例中，如第二D圖與第二C圖對比所示，DMD 114上的光強度分佈203或204與可選擇性啟動的熱點242，會接著作為一頭燈光束朝向目標道路投影(使用在第一圖、第二C圖和第二D圖未示出的投影光學系統)，而可選擇性地在被照明區域的中心施加更高強度。這個可選擇的熱點是理想的汽車智慧頭燈應用，其中用於靠近車輛的近光照明時，較低的強度分佈243就足夠了。另一方面，對於用在更遠的被照射區域的遠光，需要更高的強度，但是光束角小得多，因此可以透過DMD 114上選擇性啟動的熱點242來照射。

第三圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示用於智慧頭燈應用的一混合LED/雷射泵磷光體光源301與散熱器外殼315。在一些實施例中，光源301包括一LED組件323，其包括安裝在一散熱器311的一LED 322(例如，在一些實施例中，發射中心波長在約420nm至約490nm範圍內的藍光的一LED)，散熱器311將LED 322的熱量傳導遠離，且將該熱量傳導到外殼315，外殼315提供了額外的外表面面積來進行散熱。在一些實施例中，散熱器311和外殼315是單片金屬或其他熱傳導材料。在一些實施例中，省略散熱器311而直接固定LED 322到外殼315。在一些實施例中，外殼315包括多個外部鰭片(作為外殼結構的一部分或作為夾具或其他外部附接的附加結構)，以提供額外的表面積來將熱量輻射或傳導到本地環境。在一些實施例中，雷射321安裝到外殼315，以使外殼315也對來自雷射321的熱量進行散熱。在一些實施例中，小鏡313以45°角定向，以將雷射光束341引向磷光體板312的中心。來自LED組件323的總光藉由準直透鏡組件331進行準直，以形成光束343。光束343實質上是平行的白光(包括來自LED 322的未轉換的藍光和來自磷光體板312的經過波長轉換且由LED 322所泵送的黃光，以及來自雷射321的一未轉換部分的藍光和來自磷光體板312經波長轉換且由雷射321的光341所泵送的黃色熱點光)。在一些實施例中，來自LED組件323的廣區域的光與熱點光兩者具有相似的角度分佈，即朗伯分佈(Lambertian)。在一些實施例中，平面透明窗口318密封外殼315的光出射端。在一些實施例中，耦合透鏡332將光束343通過全內反射(total-internal-reflection，TIR)棱鏡組件340而成像到安裝在散熱器316上的DMD 314上。在一些實施例中，TIR棱鏡組件340實質上透射所有以與一表面法線角成一定角度或接近於表面法線角的角度入射到一表面的光，但是實質上反射所有以與表面法線角不同的一角度入射到一內表面的光。

在一些實施例中，光束343被成像到DMD 314上，以產生一輸出光束344，輸出光束344用以提供一智慧頭燈用可選擇地啟動熱點作為遠光。在一些實施例中，DMD 314包括多個可單獨啟動的微鏡。在一些實施例中，光源301具有白色LED組件323、準直透鏡組件331、泵雷射321以及藍色反射鏡313，上述元件容置於另作為散熱器的外殼315內部。在一些實施例中，透明窗口318密封外殼315，以保護光源301的內部結構免受灰塵、濕氣和腐蝕。在一些實施例中，耦合透鏡332用於將LED/雷射/磷光體的光穿過TIR棱鏡組件340而成像到DMD 314，且可選擇地使用可選擇的投影透鏡組件350(其包括一個以上透鏡；在其他實施例中，投影透鏡組件350由一凹面投影反射鏡組件(未示出)代替)，而將DMD 314的輸出344投影到道路。在各種實施例中，第二A圖、第二B圖、第八A1圖、第八B1圖、第八C1圖、第八D1圖，第八E1圖、第八F圖，或第八 G圖所示的任何LED結構用於白色LED組件323。

第四圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源401。在一些實施例中，光源401是實質上相當於第三圖的光源301，不同之處在於，如第四圖所示的光源401中，耦合透鏡332是置於外殼315內部且位於透明窗口318後面，使得輸出光343直接從外殼315通過TIR棱鏡組件340而照射到DMD 314。

第五圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源501。在一些實施例中，光源501是實質上等同於第三圖的光源301，不同之處在於，對於如第五圖所示的光源501，若是不需要窗口318的附加保護；透明窗口318是移除的，而露出耦合透鏡532到外部。在一些實施例中，耦合透鏡532包括相似於第三圖的透明窗口318的一硬質外塗層，且耦合透鏡532密封到外殼315，以提供該窗口的密封功能。

第六圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一側發光的混合LED/雷射泵磷光體光源601。在一些實施例中，光源601包括一LED組件623，其包括安裝到一散熱器611的LED組件622(例如，在一些實施例中，發射藍光並結合一磷光體波長轉換層(在方塊圖中未單獨標記)的一LED)。散熱器611將熱量從LED組件622傳導離開，並將該熱量傳導到外殼615，外殼615提供了額外的外部表面積來散熱。在各種實施例中，第二A圖、第二B圖、第八A1圖、第八B1圖、第八C1圖、第八D1圖、第八E1圖、第八F圖，或第八G圖所示的任何LED-磷光體結構用於LED組件622。在一些實施例中，散熱器611和外殼615是單片金屬或其他熱傳導材料。在一些實施例中，省略散熱器611而直接將LED組件622固定到外殼615。在一些實施例中，外殼615包括多個外部鰭片(作為外殼結構的一部分或作為夾具或其他外部附接的附加結構)以提供額外的外表面面積來將熱量輻射或傳導到本地環境。在一些實施例中，多個雷射621A...621B安裝到外殼615的端部，以使外殼615也對來自多個雷射621A...621B的熱量進行散熱。在一些實施例中，反射鏡613包括對應於該些雷射光束641A...641B的多個通孔，雷射光束641A...641B由透鏡組件631 聚焦到LED組件622的中央位置，以類似於第三圖的光源301的方式，形成增加的光輸出的一熱點。在一些實施例中，當從該些雷射621A...621B發射時，該些雷射光束641A...641B最初圍繞中心軸649彼此平行。在其他實施例中，當從該些雷射621A...621B發射時，該些雷射光束641A...641B最初匯聚到中心軸649。在一些實施例中，雷射621A...621B的數量為兩個，而在其他實施例中，提供三個、四個、六個、七個或其他合適數量的雷射而對稱圍繞一中心軸佈置。在一些實施例中，使用單個雷射621A(並且可選地沿著中心軸線649位於中心)。在一些實施例中，反射鏡613以45°角(或其他合適的角度)定向以引導輸出光束643穿過一側開口，在一些實施例中，該側開口被窗口618覆蓋並密封。來自LED組件623最終總光包括另外由該些雷射光束641A...641B所泵送的熱點，且由準直透鏡組件631所準直，並由反射鏡613反射，以形成輸出光束643。輸出光束643實質上為準直白色光(包括來自該些雷射光束641A...641B的未轉換的藍光和來自LED組件622的磷光體部分的經波長轉換的黃光，這些光被來自該些雷射光束641A...641B的光所泵送)。在一些實施例中，平面的透明窗口618密封外殼的615的出光側開口。在一些實施例中，一耦合透鏡(未示出)將光束643成像到一DMD(未示出)。

第七圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一混合LED/雷射泵磷光體光源701。在一些實施例中，光源701是實質上等同於第三圖的光源301，不同之處在於光源701省略了光源301的耦合透鏡和TIR棱鏡組件。

第八A1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件801。為了簡單、清楚和通用，頂部磷光體所泵送的一個以上雷射光束示意性地在第八A1圖、第八B1圖、第八C1圖、第八D1圖和第八E1圖中以雷射光束841所表示。

在一些實施例中，組件801包括固定至散熱器823的一藍光LED 822、固定至藍光LED 822的一磷光體層812，以及固定至磷光體層812的一晶體磷光體層851。相比於第二A圖，LED/雷射泵磷光體的光源組件801在磷光體層812的頂部具有附加的晶體磷光體層851，磷光體層 812沉積在藍光LED 822。在一些實施例中，此附加的晶體磷光體層851被膠合或融合(例如，經由熱及/或超音波及/或其他能量)到磷光體層812上，使得其成為光源組件801的一整合零件。如此結構的一個優點是，晶體磷光體851相對於標準矽系磷光體具有高得多的溫度額定值和/或功率密度額定值，且晶體磷光體851相比於陶瓷磷光體或玻璃磷光體層對於黃光更為透明。結果，來自磷光體層812的經波長轉換的LED光的黃色部分將以很小的損失通過此層的晶體磷光體851。在一些實施例中，LED光的藍色部分將部分地被晶體磷光體851吸收(並且波長被轉換為額外的黃光)，從而由於藍光的比例減小而降低了輸出光的色溫。在一些實施例中，藍光LED 822設計為及/或電驅動以輸出額外藍光，使得穿過晶體磷光體層851(和部分地波長轉換通過)後，將獲得期望的藍色輸出量。使用該附加層的晶體磷光體851，能夠增加前側泵組件801(例如，第一圖的雷射121、或第三圖-第五圖和第七圖的雷射321、或第六圖的雷射621A...621B)的雷射的輸出841可以增加，由於晶體磷光體層851是在操作溫度和功率密度兩者有較高的額定值下，對雷射進行吸收並轉換波長，從而在LED/雷射泵磷光體光源801上允許一更高強度的熱點。

第八A2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件801的一平面視方塊圖。

第八B1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件802。在一些實施例中，LED/雷射泵磷光體光源組件802包括固定到散熱器823的一藍光LED 822、固定到藍光LED 822的一磷光體層812以及固定到熱傳導結構853的一晶體磷光體852，熱傳導結構853固定到散熱器823且以一偏移距離與磷光體層812的側邊分隔。熱傳導結構853設置成提供從晶體磷光體板852到散熱器823的一熱傳導路徑，並且給定尺寸，使得晶體磷光體板852以一間隙854(空氣或其它氣體或真空的)與磷光體層812分隔。在這種配置下，原來的LED 822及其磷光體層812不會在物理上被附加元件852和853「接觸」，因此保留了原本組裝的LED 822及其磷光體層812的整合性。已經有大量的研究和開發完成在改善白光LED的性能上，且當進行改善時，重要的是從這些開發結果獲得效益。在標準白色LED結構812/822和晶體磷光體板852之間具有小間隙854之下，可以使用最好可取得的市售LED，對於此「熱點」LED組件802使用雷射泵送來提供最好的可行系統。以類似於如第八A圖的白色LED 812/822的方式，在一些實施例中，第八B圖所示的白色LED 812/822設計為及/或電驅動以輸出額外的藍光，使得在穿過晶體磷光體層852後可以獲得期望的藍色輸出量。由於晶體磷光體層852是在操作溫度和功率密度兩者有較高的額定值下，對雷射光進行吸收，使用該附加層852，可以增加前側泵組件802的雷射光束841的輸出功率，從而在LED/雷射泵磷光體光源802上允許一更高強度的熱點輸出。

第八B2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件802的一平面視方塊圖。

第八C1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件803。在一些實施例中，組件803包括固定到散熱器823的一藍光LED 822、固定到藍光LED 822的一磷光體層812，以及小於磷光體層812並且固定至磷光體層812的一部分的一晶體磷光體板855。相較於第八A1圖，LED/雷射泵磷光體光源組件803具有附加層的晶體磷光體855固定在磷光體層812的一部分的頂部，磷光體層812沉積在藍光發光二極體822。在一些實施例中，組件803實質上等同於第八A1圖的組件801，不同之處在於附加層的晶體磷光體855僅覆蓋磷光體層812的外表面的一部分(在一些實施例中，小於一半)。

第八C2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件803的一平面視方塊圖。

第八D1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件804。在一些實施例中，組件804包括固定至散熱器823的一藍光LED 822、固定至或沉積在藍光LED 822上的一磷光體層812、固定至一熱傳導環繞壁853的一透明散熱器窗口856，熱傳導環繞壁853圍繞藍光LED 822和磷光體層812的週界(但是以一間隙從中分隔)，以及一晶體磷光體板855，其是小於磷光體層812且固定到透明散熱器層856的一部分。與第八A1圖相比，LED/雷射泵磷光體光源組件804具有固定在透明散熱器層856的一部分的頂部上的晶體磷光體層855，透明散熱器層856覆蓋了藍光LED 822和磷光體層812。在一些實施例中，組件804實質上相當於第八B1圖的組件802，不同之處在於熱傳導環繞壁853圍繞藍光LED 822和磷光體層812的整個周界(但由一間隙從中隔開)，並且被透明的散熱窗口856覆蓋與密封，從而密封了藍光LED 822和磷光體層812；且附加的晶體磷光體板855僅覆蓋磷光體層812的外表面的一部分(在一些實施例中，不到一半)，且由透明散熱器窗口856從中分隔。在一些實施例中，透明散熱器窗口856是由藍寶石、石英，或其它合適的材料所形成，使得從LED發射的光的阻擋最小化。在一些實施例中，透明的散熱器層856是依次安裝在圍繞LED組件822-812的散熱器壁853，使得來自磷光體板856的熱量通過透明散熱器窗口856傳導離開到LED散熱器823。在一些實施例中，透明散熱器窗口856是由透明的散熱器材料製造，例如合成鑽石或氮氧化鋁(AlON陶瓷，例如蘇美(Surmet)公司所建立的艾昂(ALON)品牌，或如詹特曼等人所申請的標題為「透明氮氧化鋁及製作方法」的美國專利4,520,116中所描述的材料，或馬奎爾等人所申請的標題為「具有改善的光學特性的氧氮化鋁的製造方法」美國專利4,686,070中所描述的材料等)。在其他實施例中，在不需要密封元件的情況下，透明散熱器層856可以使用穿孔的金屬，例如鋁蜂巢板，或具有穿過其中的蝕刻或沖孔的鋁板等。

第八D2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件804的一平面視方塊圖。

第八E1圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示一LED/雷射泵磷光體光源組件805。在一些實施例中，組件805包括固定至散熱器823的一藍光LED 822、固定至或沉積在藍光LED 822上的一磷光體層812、固定至一熱傳導壁858的一懸臂式散熱器平台857，熱傳導壁858鄰近藍光LED 822和磷光體層812的周界(但是以一間隙從中分隔開)，以及一晶體磷光體板855，其是小於磷光體層812且固定到散熱器平台857的一部分，散熱器平台857是在磷光體層812上方懸浮並分離。在一些實施例中，組件805包括一反射晶體磷光體板855，該反射晶體磷光體板855放置在懸臂式散熱器857-858的頂部上，該懸臂散熱器857-858連接到LED散熱器823，LED散熱器823圍繞LED 822及其磷光體層812，從而由反射晶體磷光體板855產生的熱量被消散到散熱器823。晶體磷光體板855的散熱器857-858與LED組件812-822以及晶體磷光體板855之間有一小間隙859。

在另一實施例中，磷光體板855(在一些實施例中，可以是一晶體磷光體或其他含磷光體的層)是部分透明的並且安裝在透明散熱器857上，例如藍寶石，石英，人造金剛石或其他合適的材料，使得部分的LED發射(例如，在一些實施例中，來自LED 822的藍光以及來自磷光體層812的黃光)透射穿過磷光體板855，從而增加了磷光體板區域處的輸出。在這種情況下，磷光體板855與原來LED的磷光體層812一起形成複合層，使得原來LED的磷光體層812吸收了來自LED 822的大部分LED藍光，而磷光體板855幾乎沒有吸收。同時，大部分雷射光被磷光體板855吸收，而LED的磷光體層812幾乎沒有吸收。這種組合允許使用高效率的LED磷光體812為寬區域發射和使用高溫磷光體板855為小點發射。相比於第八C1圖的LED/雷射泵磷光體光源組件803，LED/雷射泵磷光體光源組件805具有晶體磷光體855的附加層，固定到散熱器平台857頂部的一部分，散熱器平台857覆蓋一小部分藍光LED 822和磷光體層812。在一些實施例中，散熱器平台857是由具有高導熱性的金屬所製作的，並具有一高反射上表面，以向上反射任何向下的泵光或經波長轉換的黃光而返回向上到或通過磷光體板855。在其他實施例中，散熱器平台857是透明板，例如以上針對第八D1圖和第八D2圖所描述的透明散熱器層856。在一些實施例中，組件805實質上相當於第八C1圖的組件803，不同之處在於熱傳導壁858是靠近藍光LED 822和磷光體層812的周界(但由一間隙從中隔開)，且磷光體層812保持懸臂式散熱器平台857，從而通過一小間隙859將附加的晶體磷光體板855與藍光LED 822和磷光體層812分開。在一些實施例中，懸臂式散熱器平台857和晶體磷光體板855僅覆蓋磷光體層812的外表面的一部分(在一些實施例中，小於一半)。

第八E2圖為LED/雷射泵磷光體光源組件805的一平面視方塊圖。

第八F圖為根據本發明一些實施例的一示意性前視方塊圖，繪示具有三個白光LED發射器861、862和863以及一反射磷光體板860的一發光結構806。如第八F圖所示，使用第八C1圖、第八D1圖或第八E1圖描述之類似的組裝製程，各種本發明的實施例包括一混合光源806與一LED磷光體結構861-862-863，伴隨反射磷光體板860一起，組裝在相同的散熱器823。在一些實施例中，磷光體板860為晶體磷光體板，直接安裝在散熱器823的一表面上，在一些實施例中，晶體磷光體板是反射性的。在一些實施例中，由於在磷光體板860下方沒有LED區域，所以使磷光體板860在其底表面上反射，使得藍色雷射光和黃色經波長轉換的光朝著頂部發射輸出表面反射回去。在該特定實施例中，使用了三個LED 861-862-863來提供U形發射區域，而一矩形反射磷光體板860用於填充該區域的其餘部分。在一些實施例中，LED 861-862-863以及磷光體板860焊接到散熱器823上，並且LED 861-862-863經打線接合到散熱器823上的LED驅動電路864。在一些實施例中，磷光體板860由一個以上的雷射867光學地泵送，並且不具有與LED驅動電路864的打線接合。在一些實施例中，出於安全原因，一安全電路866(在雷射控制電路865和雷射867之間串聯電連接)被整合到磷光體板860中或與磷光體板860緊密相關，使得當板860損壞時，安全電路866斷開，從而中斷供給雷射867的電流流動，及/或由雷射控制電路865檢測到損壞時，然後關閉雷射867，減少洩漏雷射光868到頭燈外的風險。

第八G圖為根據本發明一些實施例的平面視方塊圖，繪示投影到DMD 870上的一照明圖案807。在一些實施例中，DMD 870的有源區域具有2：1的縱橫比。在一些實施例中，為了使完整分佈朝向道路(在某些實施例中，需要8：1的縱橫比)進行投影，包含在DMD 840的有源區域內的縱橫比為2：1，來自DMD 840的輸出使用具有4：1的水平放大縱橫比的散光透鏡來投影到道路上，以便將來自DMD 840的光的2：1縱橫比放大為8：1。在這種情況下，根據本發明的一些實施例，DMD 870的微鏡陣列的內部區域如第八G圖所示，具有以LED泵磷光體光照明區域 872投影作為近光，以來自一雷射泵晶體磷光體或其它磷光體層的一中高強度區域874投影作為遠光，以及以來自一更高雷射泵晶體磷光體的一非常高強度區域878用於投影作為極遠光。

第九圖顯示了結合了近光、遠光和超遠光的強度分佈。在一些實施例中，使用提供如第八G圖所示的照明圖案807的一光源，具有用於區域872的一基本亮度、用於區域874的一中熱點，以及用於區域878的一高熱點，以照射一2：1縱橫比DMD，一8：1縱橫比的強度分佈可以用一4：1膨脹比的變形透鏡來產生。有了這樣的一分佈投影到道路，且伴隨著DMD的強度調變能力受一控制器的控制下(例如，如第十七圖所示，如下所述)，產生所期望的輸出強度分佈，如僅近光、僅遠光，或僅超遠光，或者一期望的組合。在一些實施例中，所得的近光、遠光和極遠光的照明圖案如9圖所示。

接續，第九圖為根據本發明一些實施例的汽車頭燈的一照明圖案901的示意圖。照明圖案901所示的一汽車頭燈的強度分佈，具有依次更高的朝向中心區域的等強度線，近光910、遠光920，以及極遠光930，在水平和垂直兩個方向上具有8：1的縱橫比。在一些實施例中，近光910從-8°(低於水平)垂直延伸到0°(水平)，並且從-40°(中心左側)水平延伸到+40°(中心右側)，並由虛線-點-點線所包圍)，且近光等強度線912朝向近光910的中心區域依次地提高。在一些實施例中，遠光920從垂直延伸-2°(低於水平)到+3°(高於水平)，並從水平延伸約-12°(中心左側)到約+12°(中心右側)，並由點劃線所包圍的)，且遠光等強度線922朝向遠光920的中心區域依次地提高。在一些實施例中，極-高光束930從垂直延伸-1°(低於水平)到+2°(高於水平)，並從大約-3°(中心左側)水平延伸到大約+3°(中心右側)，並由粗實線包圍)，而極遠光等強度線朝向極遠光930的中心區域依次地提高。

為了提供對汽車頭燈所需的強度分佈，本發明一些實施例中的光源，在頭燈光束的頂部中心提供更高強度，且對其餘區域提供一更均勻的低強度。

第十A圖為使用於本發明的一些實施例中的一前視方塊圖，繪示一商用LED組件1001。在一些實施例中，LED組件1001具有矩形發射區域1012，其中LED組件1001包括並排放置以形成矩形發射區域1012的四個矩形LED。在一些實施例中，LED組件1001包括散熱器1015，並且用於智慧頭燈應用。在一些實施例中，LED組件1001用於混合光源(像是第一圖的LED組件123、或第三圖、第四圖、第五圖或第七圖的LED組件323用於DMD頭燈，其中來自混合光源的輸出是使用準直透鏡系統331進行準直)。一個以上的準直後雷射(像是第一圖的雷射121或第三圖、第四圖、第五圖或第七圖的雷射321或第六圖的雷射621A...621B，其中來自混合光源的輸出是使用準直透鏡系統331進行準直)可選地與反射藍光的波長選擇濾光片(例如第三圖、第四圖、第五圖或第七圖的反射鏡313)或第六圖的反射鏡613一起使用，使得雷射的輸出入射到混合光源的磷光體板上。

第十B圖為來自第十A圖的虛線-點-點線10B的LED組件1001的一方塊圖。

第十C圖為來自第十A圖的虛線-點-點線10C的LED組件1001的一側剖視方塊圖。

第十一A圖為使用於本發明一些實施例中的一前視方塊圖，繪示另一商用LED組件1101，具有長矩形的一發光區域1112，其中LED組件1101包括五個矩形LED。在一些實施例中，將一列LED連接在一起並作為單個單元進行控制，而在另一些實施例中，每個LED藉由自己的接點而單獨地進行控制。從這些示例中，吾人可以認識到將LED彼此靠近安裝是一種現有製程，並且已經認證可以在汽車應用中使用。

第十一B圖為來自第十一A圖的虛線-點-點線11B的LED 1001的一側剖視方塊圖。

第十一C圖為LED 1101的後視方塊圖。

第十二圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示又一混合LED/雷射泵磷光體光源1201。在一些實施例中，光源1201是一標準DMD投影元件，其中在一些實施例中，光源1221的輸出是或包括一LED，使用一個以上耦合透鏡1231和一凹面反射鏡1233來耦合到DMD 1216。在一些實施例中，光學元件1231-1233是放置為使得由凹面反射鏡1233反射的光是以24度入射在DMD 1216上，使得當所選擇的各個反射鏡DMD 1216轉-12度，光被反射到輸出投影透鏡1232。針對第十二圖所描述的24度和12度是按照DMD規格來用於給定DMD。其他角度則可採用不同的DMD，搭配不同規格來使用。耦合透鏡1231和凹面反射鏡1233的組合將光源1221的影像投影到DMD 1216上，從而提供有效的耦合。使用此配置之下，可以藉由在DMD上加入熱點而將熱點加入到輸出，而不是在光源處添加熱點。特別地，如第十三圖所示，對於這種配置，熱點可以通過在凹面反射鏡的一孔洞加入。

第十三圖為根據本發明的一些實施例的一側剖視方塊圖，繪示更一混合LED/雷射泵磷光體光源1301。在一些實施例中，光源1301包括一高亮度光源1322，用於提供熱點而投影到道路上。如在第十三圖中所示，來自高亮度光源1322的輸出使用一個以上耦合透鏡1335來耦合到DMD 1316。使用透鏡1331和凹面反射鏡1335將來自光源1321(例如，在一些實施例中，一LED源)的光1324耦合到DMD 1316上。為了使亮度最大化，使用耦合透鏡將光源成像到DMD上，從而節省了從高亮度光源1322到DMD 1316上的亮度(集光)。由於高亮度光束1334通過凹面反射鏡1335的孔洞1311耦合的，所以能夠定位熱點光(即，來自光束1334)到DMD 1316的任何位置，且該反射光將有效地耦合到輸出投影透鏡1332。在一些實施例中，如第八G圖所示，該熱點光的位置是DMD 1316的中心，而在其它一些實施例中，所述熱點光的位置是在DMD的頂部位置。在一些實施例中，使用了一個以上的高亮度光源1322，它們的光通過相同的孔洞1311或使用多個這樣的孔洞，使得所希望的強度分佈得以實現。在各種實施例中，凹面反射鏡1335是球形、拋物線形或非球形的。

第十四圖為根據本發明的一些實施例，可用於第十三圖的高亮度光源1322的一雷射泵磷光體光源1401的一側剖視方塊圖。在一些實施例中，雷射泵磷光體光源1401包括雷射1421，該雷射1421發射準直藍光雷射光束1441(由虛線箭頭指示)，由透鏡1431或其他光學元件聚焦到磷光體板1411的中心位置1412。在一些實施例中，磷光體板1411包括磷光體材料，例如玻璃磷光體、陶瓷磷光體或晶體磷光體。在一些實施例中，磷光體板1411變小，且熱量(由所吸收的光和波長轉換過程所生成的)是傳導通過磷光體材料所安裝的一載體板(未示出)及/或藉由該載體板消散。磷光體板1411的磷光體吸收來自雷射1421的聚焦藍光，且以非常小的剖面面積發出一強輻射光束，從而提供非常明亮的光源。在一些實施例中，較短波長(例如，藍色)的泵光(由點-線箭頭指示)的一部分穿過磷光體板1411，而另一部分經波長轉換為波長較長(例如，黃色)的波長轉換光(由虛線箭頭指示)，並且將合併的藍色泵光及黃色波長轉換光由準直透鏡1433(在一些實施例中，透鏡136和透鏡137)準直，以形成準直輸出光束1434，其是，在一些實施例中，用作第十三圖的高亮度光束1334或第十五A圖和第十五B圖的高亮度光束1511。

第十五A圖和第十五B圖示出使用藍色雷射二極體作為高亮度光源1501的結構。在一些實施例中，使用一個以上的雷射泵磷光體光源(像是第十四圖的源1401)與準直光束1511。如在第十五A圖的側視圖與第十五B圖的俯視圖所示，所提供的高亮度光源光束1511通過在凹面反射鏡1531(在剖面中部分地示出)的一第一孔洞1513，使得成像到DMD 1516上的準直高亮度光源光束1511通過一第二孔洞1523，而投影到準直透鏡組件1532(在某些實施例中，包括透鏡1533和透鏡1534)，以形成輸出光束1540的遠光部分。在一些實施例中，來自LED 1512的一LED泵白色光束1524使用透鏡1521、平面反射鏡1529，以及凹面反射鏡1531投影到DMD 1516，從而獲得一寬光束較低強度光圖案。此在DMD 1516上的寬光束較低強度光圖案也通過孔洞1513傳播，以形成輸出光束1540的近光部分。

第十六圖為根據本發明的一些實施例的一俯剖視方塊圖，繪示基於DMD的一混合LED/雷射泵磷光體的光源1601，其中光路是基於一低成本的商用投影機。在一些實施例中，光源1601包括由藍光LED 1622及其磷光體覆蓋層1612所形成的一白光LED，以及一高強度源1621和DMD 1614。DMD 1614具有多個微鏡，每個微鏡在控制器1690的控制下，個別以一第一預定角度或一第二預定角度(在一些實施例中，角度為-12°或+12°)傾斜。在一些實施例中，控制器1690還選擇性地控制近光1617和遠光1615的亮度。在一些實施例中，藍光LED 1622及其磷光體覆蓋層1612一起提供相對寬且相對低強度的白色光束1617(用於頭燈輸出1643的近光部分)，而成像到DMD 1614的該些可單獨選擇的微鏡上，當它們以-12°(每個微鏡在控制器1690的控制下的角度)傾斜時，每個微鏡會將其光1618的一部分反射到光收集器1642，但是當角度在+12°處時，每個微鏡會將它們的光的一部分在方向1650上反射到投影透鏡1630，投影透鏡1630將該光投影為光束1643的近光部分。類似地，高強度光源1621提供相對較窄且相對較高強度的白色光束1615(用於頭燈輸出1643的遠光部分)成像到DMD 1614的該些可單獨選擇的微鏡的一中央子集上，當它們成+12°角時(每個微鏡在控制器1690的控制下所成的角度)，每個微鏡將其光1616的一部分反射到光收集器1641，但是當成-12°角度時，每個微鏡將光1616沿方向1650反射到投影透鏡1630，該投影透鏡1630將該光投影為頭燈光束1643的遠光部分。因此，DMD 1614的每個微鏡在以第二角度(例如+12°)傾斜時，選擇來自LED 1622和磷光體1612的光1617輸出到頭燈光束1643，但是在以第一角度傾斜時(例如-12°)，來自高強度光源1621光線1615輸出到頭燈光束1643。在一些實施例中，DMD 1614的各個微鏡元件的位置由控制器1690控制，以使近光1617和遠光1615兩者組合在一起，作為在透鏡1640投影的頭燈光束1643中的一近光和遠光組合圖案。在一些實施例中，投影透鏡1640由凹面投影反射鏡代替，該凹面反射鏡反射近光1617和遠光1615兩者，近光1617和遠光1615組合在一起，作為如上所述頭燈光束1643中的一近光和遠光組合圖案。在一些實施例中，該感測/控制功能可選地可由人類駕駛員啟動和停用(類似於汽車「巡航控制」)。

在一些實施例中，場景感測器1695配置為主動地(例如，使用LiDAR等)及/或被動地(使用照相機等)感測車輛周圍的環境1600，該車輛容納有基於DMD的LED雷射泵磷光體光源1601，並且將感測器1695接收的訊號或資料1694處理成感測資料1696，並且可操作地耦合至處理器1690，然後處理器1690調整成如上所述的頭燈光束1643的近光、遠光及/或極遠光部分的各種形狀、方向及/或強度。

第十七圖為根據本發明的一些實施例的一方塊圖，繪示包括一LED/雷射泵磷光體光源1711的一車輛1701。在一些實施例中，場景感測器1795配置為主動(例如，使用LiDAR等)及或被動(使用照相機等)感測車輛1701周圍的環境，車輛1701容納LED/雷射泵磷光源1711，並且由感測器1795所接收的訊號或資料1794處理成感測資料1796，並且可操作地耦合到處理器1790，然後處理器1790調整如上所述的頭燈光束1743的各種近光、遠光和/或極遠光部分的形狀、方向及/或強度。在一些實施例中，該感測/控制功能可選地可由人類駕駛員去啟動和停用(類似於汽車「巡航控制」)。

在一些實施例中，本發明提供了一種第一設備(如在第一圖、第三圖、第四圖、第五圖、第六圖、或第七圖所示)，包括：一混合光源，用於智慧汽車頭燈的應用，其中，該混合光源包括：全區域照明的一發光二極體(LED)光源；一雷射泵磷光體材料，提供一個以上熱點照明區域；一數位微鏡裝置(DMD)，可操作地耦合以接收來自該全區域照明及該熱點照明的光，其中該DMD包括多個微鏡，其中該DMD的每一該些微鏡配置成選擇性地反射多個方向其中之一的光；以及投影光學元件，可操作地耦合以接收由該DMD選擇性反射的光，並配置成將所接收的光投影為具有一定型照明強度圖案(shaped illumination intensity pattern)的一光束。

在第一設備的一些實施例中，LED源還包括：一散熱器；一藍光LED，安裝於該散熱器，其中該藍光LED輸出具有LED泵波長的藍色LED泵光；以及一磷光體層，定位於該藍光LED上，且可操作地耦合以接收該藍色LED泵光以及對該藍色LED泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換LED光，其中該波長轉換LED光具有比該LED泵波長更長的波長。

第一設備的一些實施例還包括一泵雷射，輸出具有一泵雷射波長的一雷射光束，其中該雷射泵磷光體材料為一晶體磷光體板，該晶體磷光體板可操作地耦合以接收該雷射光束且配置為對該雷射光束泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換雷射光，該波長轉換雷射光具有比該泵雷射波長更長的波長。

在第一設備的一些實施例中，LED源還包括：一第一散熱器，一藍光LED，安裝於該散熱器，其中該藍光LED輸出具有LED泵波長的藍色LED泵光；以及一第一磷光體層，定位於該藍光LED上，且可操作地耦合以接收該藍色LED泵光以及對該藍色LED泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換LED光，其中該波長轉換LED光具有比該LED泵波長更長的波長；以及其中該雷射泵磷光體材料為一晶體磷光體板，該晶體磷光體板安裝為接觸該第一磷光體層且覆蓋該第一磷光體層的一表面的至少一部分。

在第一設備的一些實施例中，LED源還包括：一散熱器，一藍光LED，安裝於該散熱器，其中該藍光LED輸出具有LED泵波長的藍色LED泵光；以及一第一磷光體層，定位於該藍光LED上，且可操作地耦合以接收該藍色LED泵光以及對該藍色LED泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換LED光，其中該波長轉換LED光具有比該LED泵波長更長的波長；且該雷射泵磷光體材料為一晶體磷光體板，該晶體磷光體板安裝為接觸該第一磷光體層且覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於50%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於40%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於30%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於20%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於10%。

在第一設備的一些實施例中，LED源還包括：一散熱器，一藍光LED，安裝於該散熱器，其中該藍光LED輸出具有LED泵波長的藍色LED泵光；以及一第一磷光體層，定位於該藍光LED上，且可操作地耦合以接收該藍色LED泵光以及對該藍色LED泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換LED光，其中該波長轉換LED光具有比該LED泵波長更長的波長；且該雷射泵磷光體材料為一晶體磷光體板，該晶體磷光體板安裝至一熱傳導結構，該熱傳導結構接觸該散熱器但以一間隙相對該藍光LED與該第一磷光體層分離，且其中該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的全部。

在所述第一設備的一些實施例中，LED源還包括：一散熱器，一藍光LED，安裝於該散熱器，其中該藍光LED輸出具有LED泵波長的藍色LED泵光；以及一第一磷光體層，定位於該藍光LED上，且可操作地耦合以接收該藍色LED泵光以及對該藍色LED泵光的一部分進行波長轉換成波長轉換LED光，其中該波長轉換LED光具有比該LED泵波長更長的波長；且該雷射泵磷光體材料為一晶體磷光體板，該晶體磷光體板安裝至一熱傳導結構，該熱傳導結構接觸該第一散熱器且以一間隙相對該藍光LED與該第一磷光體層分離，且其中該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於50%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於40%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於30%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於20%。在一些這樣的實施例中，該晶體磷光體板覆蓋該第一磷光體層的一表面的比例小於10%。

在第一設備的一些實施例中，投影光學元件還包括：耦合光學元件，可操作地耦合以接收來自該LED光源與該雷射泵磷光體材料的光；一全內反射(TIR)稜鏡組件(例如，第三圖的組件340)，可操作地耦合以接收來自該耦合光學元件的光；一投影鏡片組件(例如，第三圖的組件350)，可操作地耦合以接收由該TIR稜鏡組件所重定向的光，且基於來自該TIR稜鏡組件的光而投影一頭燈光束。

在第一設備的一些實施例中，投影光學元件還包括：耦合光學元件，可操作地耦合以接收來自該LED光源與該雷射泵磷光體材料的光；一全內反射(TIR)稜鏡組件，可操作地耦合以接收來自該耦合光學元件的光；以及一凹面投影反射鏡組件，可操作地耦合以接收由該TIR稜鏡組件所重定向的光，且基於來自該TIR稜鏡組件的接收光而投影一頭燈光束。

第一設備的一些實施例還包括控制器，一控制器(像是第十七圖中所示)，可操作地耦合至該DMD，並配置成選擇性地控制該DMD的該多個微鏡，以調整該定型照明強度圖案用於一車輛頭燈的近光與遠光。一些這樣的實施例還包括一個以上感測器(像是，如前面提到的PCT專利申請號PCT/US2020/034447的專利中描述的)，進行主動感測(像是，藉由投影一脈衝LiDAR照射，且感測脈衝反射以進行飛時間分析(time-of-flight analyses)而確定對一個以上外部物體之距離)及/或進行被動感側(像是，藉由使用適當的相機設備，來接收可見、紫外線或紅外線輻射)，並使用感測到的訊號來調整頭燈照明圖案的形狀、方向及/或強度。

第一設備的一些實施例還包括一車輛(像是第十七圖所示)，其中該混合光源安裝於該車輛，且控制為提供智慧頭燈功能。

在一些實施例中，本發明提供的第二設備(如在第八A1圖、第八B1圖、第八C1圖、第八D1圖、第八E1圖、第八F圖、或第八G圖所示出)，其包括：一光源組件，其中該光源組件包括：一散熱器；一第一發光二極體(LED)光源，固定在該散熱器，且配置為發射LED泵光，其中該LED泵光的波長介於一第一波長範圍內；一第一磷光體層，固定在該第一LED光源，且配置為吸收至少一部分的該LED泵光，使得該第一磷光體層輸出一全區域照明，該全區域照明由波長轉換LED光與該LED泵光的一未轉換部分所結合而成，該波長轉換LED光的波長介於一第二波長範圍內，該LED泵光的該未轉換部分的波長介於該第一波長範圍內；以及一雷射泵第二磷光體層，熱耦合至該散熱器，其中該雷射泵第二磷光體可操作地耦合以接收該雷射泵光且輸出波長轉換雷射光，使得在該第一磷光體層的該全區域照明內產生一熱點照明。

在第二設備的一些實施例中，該第一波長範圍為約420奈米(nm)以上至約490nm以下，且其中該第二波長範圍為約560nm以上至約660nm以下。

在第二設備的一些實施例中，該第二磷光體層為一晶體磷光體層。

第二設備的一些實施例還包括一車輛，其中該光源組件安裝於該車輛，且控制為提供智慧頭燈功能。

第二設備的一些實施例還包括一數位微鏡裝置(DMD)，可操作地耦合以接收該全區域照明及該熱點照明，其中該DMD包括多個微鏡，其中該DMD的每一該些微鏡配置成選擇性地反射多個方向其中之一的光；以及投影光學元件，可操作地耦合以接收由該DMD選擇性反射的光，並配置成將所接收的光投影為具有一定型照明強度圖案的光束。

在第二設備的一些實施例中，第二磷光體層直接與該第一磷光體層相融合。

第二設備的一些實施例還包括一個以上熱傳導結構，耦合至該散熱器與該第二磷光體層兩者，使得該一個以上熱傳導結構提供從該第二磷光體層到該散熱器的一熱傳導路徑，其中該一個以上熱傳導結構以一偏移距離與該第一磷光體層的側邊分隔，且其中該一個以上熱傳導結構給定尺寸，使得該第二磷光體層以一間隙與該第一磷光體層的一主要表面分隔。

在第二設備的一些實施例中，該第二磷光體層直接與該第一磷光體層的一第一部分相融合。

在第二設備的一些實施例中，該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，其中該第二面積小於該第一面積，且其中該第二磷光體層直接與該第一磷光體層的一第一部分相融合。

第二設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口熱耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口與該熱傳導壁傳導到該散熱器。

第二設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界的至少一部分，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口傳導到該散熱器，其中該透明散熱器窗口分隔該第一磷光體層與第二磷光體層，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

第二設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口熱耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口與該熱傳導壁傳導到該散熱器，其中，該透明散熱器窗口是由包括氮氧化鋁(AlON)的一材料所製成。

第二設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式散熱器平台，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式散熱器平台與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式散熱器平台在該第一磷光體層上方懸浮並分離。

第二設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式散熱器平台，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式散熱器平台與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式散熱器平台在該第一磷光體層上方懸浮並分離，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

第二設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式透明散熱器，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式透明散熱器與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式透明散熱器在該第一磷光體層上方懸浮並分離，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

在第二設備的一些實施例中，該第一LED光源是多個LED光源其中之一，其中該些LED光源的每一相應的LED光源包括固定於該相應LED光源的一對應第一磷光體層，其中該第二磷光體層為一反射磷光體板，且該反射磷光體板直接與該些LED光源的至少一第一者相融合。

在第二設備的一些實施例中，該第一LED光源是多個LED光源其中之一，其中該些LED光源的每一相應的LED光源包括固定於該相應LED光源的一對應第一磷光體層，其中該第二磷光體層為一反射磷光體板，且該反射磷光體板直接與該些LED光源的至少一第一者相融合，該光源組件還包括：一個以上雷射，配置為光學地泵送該反射磷光體板，其中該一個以上雷射供應有一電流；以及一安全電路，整合到該反射磷光體板中，且可操作地耦合至該一個以上雷射，其中該安全電路配置為當反射磷光體板破裂時，中斷供應至該一個以上雷射的該電流。

在一些實施例中，本發明提供的第三設備(像是第八A1圖、第八B1圖、第八C1圖、第八D1圖、第八E1圖、第八F圖、或第八G圖所示)，其包括一散熱器；一第一發光二極體(LED)光源，固定在該散熱器；一第一磷光體層，固定在該LED光源；以及一雷射泵第二磷光體層，熱耦合至該散熱器，其中該雷射泵第二磷光體層為一晶體磷光體層。

在第三設備的一些實施例中，第一LED光源提供全區域照明，並且其中雷射泵第二磷光體層提供熱點照明，並且光源組件還包括：一數位微鏡裝置(DMD)，可操作地耦合以接收來自該全區域照明及該熱點照明的光，其中DMD包括多個微鏡，其中該DMD的每一該些微鏡配置成選擇性地反射多個方向其中之一的光；以及投影光學元件，可操作地耦合以接收由該DMD選擇性反射的光，並配置成將所接收的光投影為具有一定型照明強度圖案的一光束。

在第三設備的一些實施例中，第二磷光體層直接與該第一磷光體層相融合。

第三設備的一些實施例還包括一個以上熱傳導結構，耦合至該散熱器與該第二磷光體層兩者，使得該一個以上熱傳導結構提供從該第二磷光體層到該散熱器的一熱傳導路徑，其中該一個以上熱傳導結構以一偏移距離與該第一磷光體層的側邊分隔，且其中該一個以上熱傳導結構給定尺寸，使得該第二磷光體層以一間隙與該第一磷光體層的一主要表面分隔。

在第三設備的一些實施例中，該第二磷光體層直接與該第一磷光體層的一第一部分相融合。

在第三設備的一些實施例中，該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，其中該第二面積小於該第一面積，且其中該第二磷光體層直接與該第一磷光體層的一第一部分相融合。

第三設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口熱耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口傳導到該散熱器。

第三設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口傳導到該散熱器，其中該透明散熱器窗口分隔該第一磷光體層與第二磷光體層，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

第三設備的一些實施例還包括一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該熱傳導壁圍繞該第一LED光源與該第一磷光體層的一周界，其中該熱傳導壁以一間隙與該第一LED光源與該第一磷光體層的該周界分隔；以及一透明散熱器窗口，其中該透明散熱器窗口耦合至該熱傳導壁以及該第二磷光體層，使得來自該第二磷光體層的熱量經由該透明散熱器窗口傳導到該散熱器，其中，該透明散熱器窗口是由包括氮氧化鋁(AlON)的一材料所製成。在其他實施例中，透明散熱器窗口由包括金剛石、藍寶石及/或玻璃的材料製成。

第三設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式散熱器平台，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式散熱器平台與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式散熱器平台在該第一磷光體層上方懸浮並分離。

第三設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式散熱器平台，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式散熱器平台與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式散熱器平台在該第一磷光體層上方懸浮並分離，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

第三設備的一些實施例還包括一第一熱傳導壁，熱耦合至該散熱器，其中該第一熱傳導壁以一偏移距離與該第一磷光體層的一第一側邊分隔；以及一懸臂式透明散熱器，耦合至該第一熱傳導壁與該第二磷光體層兩者，使得來自該第二磷光體層的熱量流經該懸臂式透明散熱器與該第一熱傳導壁再到該散熱器，其中該懸臂式透明散熱器在該第一磷光體層上方懸浮並分離，其中該第一磷光體層具有一第一面積，其中該第二磷光體層具有一第二面積，且其中該第二面積小於該第一面積。

在第三設備的一些實施例中，該第一LED光源是多個LED光源其中之一，其中該些LED光源的每一相應的LED光源包括固定於該相應LED光源的一對應第一磷光體層，其中該第二磷光體層包括一反射磷光體板，且該反射磷光體板直接與該些LED光源的至少一第一者相融合。

在第三設備的一些實施例中，該第一LED光源是多個LED光源其中之一，其中該些LED光源的每一相應的LED光源包括固定於該相應LED光源的一對應第一磷光體層，其中該第二磷光體層為一反射磷光體板，且該反射磷光體板直接與該些LED光源的至少一第一者相融合，該光源組件還包括：一個以上雷射，配置為光學地泵送該反射磷光體板，其中該一個以上雷射供應有一電流；以及一安全電路，整合到該反射磷光體板中，且可操作地耦合至該一個以上雷射，其中該安全電路配置為當反射磷光體板破裂時，中斷供應至該一個以上雷射的該電流。

在一些實施例中，本發明提供了第四設備(像是第十三圖、第十四圖、第十五A圖、第十五B圖、第十六圖、或第十七圖所示)，該第四設備包括一混合光源，用於智慧汽車頭燈的應用，其中，該混合光源包括：全區域照明的一第一光源；一第二光源，提供熱點照明的至少一光束；一數位微鏡裝置(DMD)，可操作地耦合以接收來自該全區域照明及該熱點照明的光，其中該DMD包括多個微鏡，其中該DMD的每一該些微鏡配置成選擇性地反射多個方向其中之一的光；以及投影光學元件，可操作地耦合以接收由該DMD選擇性反射的光，並配置成將所接收的光投影為具有一定型照明強度圖案的一光束。

第四設備的一些實施例還包括一控制器，可操作地耦合至該DMD；一第一光收集器；以及一第二光收集器，其中該控制器控制該DMD的該些微鏡的反射方向，使得來自該第一光源的光反射到該投影光學元件或該第一光收集器，且來自該第二光源的光反射到該投影光學元件或該第二光收集器。

第四設備的一些實施例還包括一車輛，其中該混合光源安裝於該車輛，且控制為提供智慧頭燈功能。

第四設備的一些實施例還包括一凹面反射鏡，其中全區域照明的該第一光源藉由該凹面反射鏡的反射而投影到該DMD上，且其中熱點照明的該第二光源穿過該凹面反射鏡中的一孔洞而投影到該DMD上。

在第四設備的一些實施例中，全區域照明的該第一光源還包括：一發光二極體(LED)組件；一透鏡，可操作地耦合以接收來自該發光二極體(LED)組件的光；一平面反射鏡，可操作地耦合以接收藉由該透鏡所聚焦的光；以及一凹面反射鏡，可操作地耦合以接收該平面反射鏡所反射的光，其中來自全區域照明的該第一光源的光藉由該凹面反射鏡的反射而投影到該DMD上，且其中熱點照明的該第二光源穿過該凹面反射鏡中的一孔洞而投影到該DMD上。

在第四設備的一些實施例中，熱點照明的第二光源還包括一磷光體板；一藍光雷射，產生聚焦在該磷光體板上的一藍光雷射光束，其中該藍光雷射光束的一部分經波長轉換為黃光；以及準直光學元件，可操作地耦合以接收該波長轉換的黃光以及該藍光雷射光束的一未轉換部分，且配置成輸出準直光作為熱點照明的該光束。

在第四設備的一些實施例中，熱點照明的第二光源還包括一磷光體板；一聚焦透鏡；一藍光雷射，產生由該聚焦透鏡所聚焦在該磷光體板上的一藍光雷射光束，其中該藍光雷射光束的一部分經波長轉換為黃光，且藍光雷射光束的第二部分未轉換且傳輸通過該磷光體板；以及準直光學元件，可操作地耦合以接收該波長轉換的黃光以及該藍光雷射光束的未轉換部分，且配置成輸出準直光作為熱點照明的該光束。

在一些實施例中，本發明提供了一種第五設備(像是第三圖、第四圖、第五圖、第六圖、或第七圖所示)，其包括一散熱器；一藍色LED，安裝於該散熱器上，其中該藍色LED發射藍光；一磷光體結構，具有一第一面以及相對該第一面的一第二面，且安裝成使得來自該LED的藍光通過該磷光體結構的該第一面傳播到該磷光體結構中；以及一雷射，佈置成發射雷射光，該雷射光具有通過該磷光體結構的該第二面進入該磷光體結構中的一主雷射光波長。

第五設備的一些實施例還包括：一準直光學結構，配置為接收來自該磷光體結構的光，且將來自該磷光體結構的光準直成具有一準直光束軸以及一準直光束方向的一準直光束；一反射鏡濾鏡，配置為選擇性地至少反射該主雷射光波長的光，且定位為在與該準直光束方向相反的方向上反射沿著該準直光束軸的雷射光通過該準直透鏡結構朝向該磷光體結構的一中心。一些這樣的實施例還包括一耦合透鏡結構，配置為接收來自該磷光體結構的光，且將來自該磷光體結構的該光準直成具有一準直光束軸和一準直光束方向的一準直光束；以及一數位微鏡裝置(DMD)，定位且配置為反射來自該準直光束的光。一些這樣的實施例還包括一投影透鏡組件；以及一全內反射(TIR)棱鏡，配置以接收該準直光束且引導一得到的光束到該DMD，並配置以接收來自該DMD所反射的光且引導一得到的光束朝向該投影透鏡組件。

第五設備的一些實施例還包括一車輛，其中該混合光源安裝於該車輛，且控制為提供智慧頭燈功能。

第五設備的一些實施例還包括一封閉窗口，其中該散熱器形成一中空外殼，該中空外殼具有密封至該中空外殼的光出射端的該封閉窗口，且其中該藍色LED與該雷射實質上安裝在該中空外殼內部。

在一些實施例中，本發明提供了第六設備(像是第十六圖所示)，其包括一雙光源，用於智慧汽車頭燈的應用，雙光源包括：一數位微鏡裝置(DMD)，具有多個微鏡；一全區域光源，從該DMD的一第一側邊以一第一角度施加光到該DMD上，其中該第一角度是相對於該DMD的一主表面的一法線角線，以及一熱點光源，從該DMD的一第二側邊以一第二角度施加光到該DMD上，其中該第二角度是在該第一角度的相反側上相對於該DMD的該主表面的該法線角線；一第一側光收集器，以大於該第一角度的一第三角度定位於該DMD的該第一側邊上；一第二側光收集器，以大於該第二角度的一第四角度定位於該DMD的該第二側邊上，且輸出光學元件沿該DMD的該主表面的該法線角線所定位，其中當該些微鏡中的一第一選定者定位在引導來自該全區域光源的光朝向該輸出光學元件時，該些微鏡中的該第一選定者引導來自該熱點光源的光朝向該第一側光收集器。在一些這樣的實施例中，當該些微鏡中的一第二選定者定位在引導來自該熱點光源的光朝向該輸出光學元件時，該些微鏡中的該第二選定者引導來自該全區域光源的光朝向該第二側光收集器。

在一些實施例中，本發明提供了第七設備(像是第八F圖所示)，包括一混合光源用於智慧汽車頭燈的應用，其中該混合光源包括：一散熱器；一藍色LED，安裝在該散熱器上，其中該藍色LED發射藍光；一第一磷光體結構，具有一第一面以及相對該第一面的一第二面，且安裝成使得來自該LED的藍光通過該第一磷光體結構的該第一面傳播到該磷光體結構中，且波長轉換黃光與來自該LED的該藍光的一未轉換部分從該第一磷光體結構的該第二面傳播出去；以及一第二磷光體結構，具有一第一面以及相對該第一面的一第二面，其中該第一面安裝於該散熱器上，使得來自一雷射的藍光通過該第二磷光體結構的該第二面傳播到該磷光體結構中，且波長轉換黃光與來自該雷射的藍光的一未轉換部分從該第二磷光體結構的該第二面傳播出去。

第七設備的一些實施例還包括一雷射，佈置成發射具有一藍色雷射光波長的雷射光通過該第二磷光體結構的該第二面進入該第二面磷光體結構。一些這樣的實施例還包括一安全電路，該安全電路在該第二磷光體結構破裂時自動關閉該雷射。在一些這樣的實施例中，該第二磷光體結構為一晶體磷光體板，且其中該安全電路包括在該晶體磷光體板上的一導電走線。

應當理解，以上描述是旨在用來說明，而不是限制性的。儘管在前面的描述中已經闡明了本文描述的各種實施例的許多特徵和優點，以及各種實施例的結構和功能的細節，但是對於本領域具有通常知識者而言，在解讀上述描述時，許多其他實施例和對細節的改變是顯而易見的。。因此，本發明的範圍應參考所附申請專利範圍以及這些申請專利範圍所賦予的均等物的全部範圍來確定。在所附申請專利範圍中，術語「包括(including)」和「其中(in which)」分別與相應術語「包括(comprising)」和「其中(wherein)」在一般英語上是等效的。此外，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅用作標籤，並不旨在對其對象施加數字上的要求。