具有發光材料輪和激發輻射源的照明裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種照明裝置，具有激發輻射源和用于將至少一部分激發輻射轉換成 波長轉換過的輻射的發光材料輪，波長轉換過的輻射常常在電磁光譜的可見范圍中（"轉換 光"）。
[0002] 這種類型的照明裝置尤其能夠作為產生光的單元應用在投影儀中，例如用于視頻 投影儀或者數據投影儀。
[0003] 本發明還涉及一種用于運行根據本發明的照明裝置的方法。
【背景技術】
[0004] 由現有技術、例如文獻US2010/0245777A1公開了一種用于投影應用的照明裝 置，其具有帶有一種或者多種發光材料的圓盤形的發光材料輪。該照明裝置在此包括激發 輻射源，該激發輻射源對發光材料進行激發，以發射具有與激發輻射的波長不同的波長的 光線（借助發光材料對激發輻射進行波長轉換）。通常，發光材料在旋轉方向上彼此跟隨地 布置在發光材料輪的一側上，從而使得由相應的發光材料發射的光線（轉換的光線）在時 間上順序地產生并且輸送給生成圖像的系統。
[0005] 優選地將激光器、例如激光二極管作為激發輻射源使用。在該種情況中，該技術也 以名稱LARP("LaserActivatedgemote￡hosphor"）為人所熟知。
[0006] 文獻CN102385233A示出了一種用于投影儀的照明裝置，投影儀具有激發激光 器、用于將激發激光波長轉換成轉換光的發光材料輪和過濾器輪，用于光譜過濾轉換光。激 發激光借助于二向色鏡偏轉到發光材料輪上。由發光材料輪向回發射的轉換光通過二向色 鏡并且入射到過濾器輪上。通過在發光材料輪中的透明區段，激發激光能夠通過并且經由 環繞回路（Wrap-Around-Schleife)輸送給二向色鏡。二向色鏡將激發激光反射至過濾器 輪。過濾器輪和發光材料輪布置在共同的軸線上，并且因此同步地以相同的速度旋轉。通 過這種方式，順序地由發光材料輪的發光材料區段產生的轉換光由過濾器輪的對應的過濾 器區段光譜地過濾。
[0007] 文獻EP2 530 520A1公開了一種用于在投影儀中應用的照明裝置。該照明裝置 具有單側涂層的發光材料輪，該發光材料輪由透明的圓盤形的載體材料構成，該發光材料 輪的前側的四分之三被涂覆不同的發光材料。未涂覆的四分之一用作為透明區段。激光束 穿過該透明區段輻射并且經由鏡子偏轉到發光材料輪的背側上。激光束在該處經過透明 的載體材料并且激發在后面在前側上的四分之一區段中涂覆的藍色發光材料，用于發射藍 光。藍色發光材料轉換因此在透射中實現。另外的兩個四分之一區段被涂覆綠色發光材料。 綠色發光材料轉換在此在反射中實現。但是，在每個發光材料成和透明的載體材料之間需 要反射層，由此從前側輻射出由相應的發光材料轉換的光線，并且能夠在共同的方向上聚 集。否則，一部分轉換光線也許穿過透明的基板在相反的方向上損失。至少對于藍色發光 材料區段（透射模式）來說，反射層對此必須對于激光束是透光的。對于紅光通道來說，紅 光由單獨的發光二極管（LED)進行混合。
[0008] 文獻US2012/0243205A1同樣公開了一種用于應用在投影儀中的照明裝置。在該 變體方案中，發光材料輪在彎曲的反射器中的縫隙中運轉、更確切地說穿過反射器的焦點。 發光材料輪在兩側、也就是在發光材料輪的通常圓形的載體圓盤的一側和另一側上具有配 備有發光材料的區域。由此應該提高該布置的光強。但是，為此設置了兩個單獨的激發輻 射源，其中發光材料輪兩個側面中的每一個都通過在反射器中的相應的開口在焦點的區域 中借助各一個激發輻射源進行照射。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于至少部分地克服現有技術中的缺陷并且提出一種照明裝置，尤 其是用于投影應用的照明裝置，具有盡可能高效的、緊湊的和成本有利的構造。
[0010] 本發明的另外的一個方面在于這樣的可行性，區別于現有技術地，沒有過濾器輪、 而是利用至少一個靜態的過濾器產生不同過濾的轉換光的時間上順序的序列。
[0011] 該目的通過一種照明裝置實現，其包括：用于發射激發輻射的激發輻射源；發光 材料輪，其包括具有前側和背側的載體基板，其中發光材料輪如此地布置在激發輻射的光 路中，即激發輻射能到達該前側，并且其中發光材料輪還包括以下部件：至少一種布置在前 側上的發光材料，用于利用激發輻射發光并且將激發輻射波長轉換成波長轉換過的輻射， 至少一種布置在背側上的發光材料，用于利用激發輻射發光并且將激發輻射波長轉換成波 長轉換過的輻射，用于激發輻射的第一透光區域，設計用于能夠使激發輻射到達背側，并且 其中該照明裝置還包括光學裝置，光學裝置設計用于使得對載體基板的前側進行照射的并 且穿過基板的第一透光區域輻射的激發輻射偏轉到載體基本的背側上。
[0012] 特別優選的設計方案在從屬權利要求中獲得。
[0013] 此外，在用于運行根據本發明的照明裝置的方面的目的通過具有獨立的方法權利 要求的特征的方法實現。
[0014] 以下對于根據本發明的照明裝置和照明裝置的設計方案可能性所描述的特征、優 點和功能方式只要能夠應用、以類似的方式也適用于根據本發明的方法并且反之亦然。
[0015] 本發明的基本思想在于，在圓盤形的發光材料輪的兩側上，也就是說不僅在"前側 上"而且也在相對的"背側"上相應地設置至少一種發光材料，并且這兩側的發光材料在時 間上順序地激發，也就是說該"兩側的發光材料輪"的前側和背側交替地利用激發輻射來發 光。
[0016] 激發輻射到轉換光的轉換優選實現為從較短的波長至較長的波長（"下轉換"）， 因為這不需要附加的能量。激發輻射的波長在該種情況中也就是說短于轉換光的波長。例 如，激發輻射源的激發輻射能夠包括藍色的激光輻射和/或藍紫色的和/或紫外的激光輻 射。
[0017] 作為激發輻射的藍色激光輻射具有的優點是，一部分未轉換的光能夠作為藍光一 同使用（環繞光路）。用于藍光通道的藍色的發光材料在該種情況中是不需要的。
[0018] 激光器基于伴隨的可能很高的功率密度而特別優選地作為激發輻射源。合適的激 光器裝置尤其能夠包括至少一個半導體激光器，尤其是二極管激光器或者激光器二極管。 多個相同類型的和/或不同類型的激光二極管也能夠成組地共同運行，例如作為堆棧（"激 光器堆"）或者矩陣。
[0019] 發光材料可以理解為實現了波長轉換的所有的、尤其是固體的材料。波長轉換能 夠例如以熒光或者磷光為基礎。
[0020] 發光材料區在發光材料輪的載體基板的前側和背側上可以是相同的或者也可以 是不同的-視應用情況而定。
[0021] 優選的是，設置用于對背側進行照射的載體基板的至少一個透光區域以及在前側 或背側上的發光材料設計成圓環形的區段。
[0022] 兩側的圓環形的區段可以在前側上或者背側上也能夠以不同的半徑布置。由此獲 得用于發光材料區段的不同的設計的更多的自由空間。如果兩側的圓環形區段具有相同的 半徑，那么在兩側上的發光材料區段在相同的角度寬展時強制地是相同大小的。
[0023] 為了利用激發輻射不僅僅能夠照射發光材料輪的前側而且還照射背側，載體基板 具有用于激發輻射的第一透光區域。由此，入射到前側上的激發輻射通過透光的區域并且 偏轉到背側上。通過這種方式，激發輻射在時間上順序地輻射到發光材料輪的前側或者背 側上。利用在兩側涂覆在發光材料輪上的發光材料，例如以發光材料區段的形式，因此不僅 獲得了前側的轉換光路而且還獲得了背側的轉換光路。
[0024] 通過發光材料輪的相應的區段分布，也就是至少一個透光區域以及兩側的各至少 一個發光材料區段，能將三個不同的光路以確定的時間順序運轉：
[0025]〇用于激發光的路徑，該激發光交替地照射前側或背側（前側的或者背側的激發 光路），
[0026]〇用于由在前側上的發光材料區段轉換的光線的路徑（前側轉換光路），
[0027]〇用于由在背側上的發光材料區段轉換的光線的路徑（背側轉換光路）。
[0028]〇可選的是：用于激發輻射的附加路徑，只要該激發輻射是藍光并且發光材料輪 具有兩個另外的透光區段（環繞光路）的話。
[0029] 優選的是一個或者兩個轉換光路具有靜態的過濾器（波長或者偏振過濾器）。由 于兩個轉換光路的原因，區別于現有技術地，沒有過濾器輪、取而代之利用至少一個靜態的 過濾器實現了時間上順序的一些列不同地過濾的轉換光。
[0030]例如，在前側上可以設置綠色發光材料并且在發光材料輪的背側上可以設置黃色 的發光材料。黃色發光材料的寬帶的轉換光譜甚至在黃色的光伏范圍中具有其重點，但是 具有也進入到紅色的光譜范圍中的翼型邊緣區域。因此，在背側