包括可釋放波長轉換器的發光設備的制造方法

包括可釋放波長轉換器的發光設備的制造方法
【專利摘要】照明設備(100)，其包括：包括鎖定機構(114、302、304)的支撐結構(102、104)；被設置為與支撐結構(102、104)接觸的光源(106)；被配置為將光從第一波長范圍轉換到第二波長范圍的波長轉換器(110)，波長轉換器具有被配置為接收光的光進入表面和被配置為發射光的光出射表面。波長轉換器(110)經由所述鎖定機構被可釋放地連接到支撐結構(102、104)處于鎖定位置，并且光進入表面被設置為與光源(106)光學接觸。
【專利說明】
包括可釋放波長轉換器的發光設備
技術領域
[0001] 本發明設及發光設備。具體而言，本發明設及包括波長轉換器的改善發光設備。
【背景技術】
[0002] 新的并且更加節能的照明設備的開發是社會所面臨的重要技術挑戰之一。比常規 照明解決方案更節能的常用技術通常基于諸如發光二極管(LED)之類的固態光源。
[0003] 大多數(如果不是所有）市場上可買到的具有高效率的固態光源還發射不期望的 波長(例如UV、藍色、紫色等）的光。此外，從固態光源發射的光未被聚焦。高強度光源是包括 聚光照明、數字光投影、車輛照明、燈、W及燈具在內的很多應用所關注的。為了運些目的， 可能使用在高透明發光材料中將較短波長的光轉換為較長波長的光的波長轉換器。為了增 加所發射的光的亮度或者強度，較長波長的光則可W僅從波長轉換器的一個表面被提取。
[0004] 然而，在運種應用中，重要的是有效地將光從光源禪合到通常包括用于提供波長 轉換的透明憐光體的波長轉換器中。此外，期望的是將所生成的光保持在發光層內W避免 來自Lm)光學禪合到發光層處的點的光損失。US7982229描述了包括接收來自藍色L邸的光、 將該光轉換為更長波長的光、并且將其引導到出射表面的憐光體的轉換結構，其中得到的 亮度可W是高的。然而，運種照明設備不允許消費者W任何方式定制或者適配照明設備W 便考慮照明設備的特定的期望特性，諸如顏色、形狀、或者長寬比。此外，新的開發可W提供 應該期望被用于運種照明設備的更高效的波長轉換器。US2009/0086475A1公開了顏色可調 諧發光設備，其中具有變化厚度的憐光體部件可W相對于光源移動。EP2555261A1公開了包 括具有不同的憐光體的部分的憐光體元件并且其中運一元件可W關于發光區域移動。

【發明內容】

[0005] 對于上面提到的發光設備的期望性質而言，本發明的總體目的是通過改善的照明 設備實現照明設備的性能改善，該改善的照明設備是可定制并且可適配的，并且因此能夠 考慮進一步開發或者允許消費者定制改善的照明設備。
[0006] 根據本發明的第一方面，運些目的和其它目的通過包括如下項的照明設備實現： 支撐結構，包括鎖定機構;光源，被設置為與支撐結構接觸;波長轉換器，被配置為將光從第 一波長范圍轉換到第二波長范圍，波長轉換器具有被配置為接收光的光進入表面和被配置 為發射光的光出射表面。波長轉換器經由鎖定機構被可釋放地連接到支撐結構處于鎖定位 置，并且光進入表面被設置為與光源光學接觸。
[0007] 該設備的目的是提供照明，并且光源(通常為發光二極管化ED)或者其它固態光 源)是提供運一功能的主要部件。波長轉換器被配置為將光從第一波長范圍轉換到第二波 長范圍。應該注意的是，運一轉換通常是從較短波長到較長波長。此外，波長轉換器通常W 包括憐光體的發光結構的形式提供。
[000引支撐結構應該被理解為如下結構，該結構被配置為經由所述鎖定機構可釋放地將 波長轉換器連接到包括光源的支撐結構處于鎖定位置，因此應該理解的是，波長轉換器是 可替換波長轉換器，其可w被替換為另一可替換波長轉換器w便定制或者升級照明設備。 支撐結構還包含光源，并且波長轉換器被設置為使得波長轉換器的光進入表面(其被配置 為接收光)接收來自光源的光。在實施例中，光源的光出射表面被定位在波長轉換器的光進 入表面和支撐結構的表面之間。例如，除了光源的光出射表面之外，光源被嵌入在支撐結構 中，并且光源的光出射表面面向波長轉換器的光進入表面。由波長轉換器接收的光則在通 過光出射表面發射之前被轉換到第二波長范圍中。光的一小部分可能保持未被轉換，因為 不太可能針對進入波長轉換器的每個光子發生轉換光的過程。
[0009] 本發明基于如下認識，通過使用可釋放連接的波長轉換器，波長轉換器可W被代 替或者替換，從而允許通過所使用的材料的可定制的顏色、色點、或者通過光出射表面的形 狀或者長寬比的可定制的從發光設備發射的光的強度。此外，研究和開發可W提供新的并 且更高效的波長轉換器，其于是可W被使用在根據本發明的照明設備中，從而通過重復使 用照明設備的其它部分實現成本節約。
[0010] 根據本發明的一個實施例，支撐結構可W包括熱禪合到光源的散熱器。通過將光 源熱禪合到散熱器，改善了光源的冷卻并且光源將更長時間段或無限地更高效地產生光， 而不發生由過高溫度造成的故障或者性能降低。
[0011] 根據本發明的另一實施例，散熱器可W熱禪合到波長轉換器。通過在波長轉換器 和散熱器之間提供熱禪合，將使得波長轉換器能夠更長時間段或無限地更高效率地轉換 光，而不發生由過高溫度造成的故障或者性能降低。
[001^ 根據本發明的一個實施例，波長轉換器可從通過小于100微米(優選地小于50微米 并且最優選地小于20微米)的空氣間隙與散熱器分離。小于100微米的小空氣間隙將提供好 的導熱性，而將波長轉換器從散熱器光學解禪。通過將波長轉換器從散熱器光學解禪，光可 能從波長轉換器逸出的界面是波長轉換器和空氣之間的界面。因為空氣具有為1的折射率， 光將離開波長轉換器的可能性被降低，而同時保持了設備的有利的冷卻性質。
[0013] 在本發明的一個實施例中，支撐結構可W包括第一部分、第二部分、W及鎖定機 構，第一部分可朝向第二部分移動進入如下位置，在該位置處鎖定機構將第一部分保持在 相對于第二部分的固定位置，使得波長轉換器被牢固地保持在第一和第二部分之間。通過 在可朝向第二部分移動進入鎖定位置的第一部分中提供支撐結構，通過使用鎖定機構，波 長轉換器可W被牢固地保持在將基本上夾住波長轉換器的第一和第二部分之間。提到鎖定 位置，應該理解的是，第一部分將自動保持在相對于第二部分的該位置，從而提供用于保持 波長轉換器的手段。
[0014] 根據本發明的另一實施例，照明設備可W進一步包括設置在光源和光進入表面之 間并且與它們接觸的可壓縮光學元件，該光學元件被配置為將光從光源引導到波長轉換器 中。提到可壓縮光學元件，應該理解的是，光學元件是可壓縮的，使得當波長轉換器被牢固 地保持時，光學元件被壓縮在波長轉換器和支撐結構之間，從而防止波長轉換器和支撐結 構之間的直接物理接觸，因為運種接觸對波長轉換器的表面可能是有害的。此外，通過調整 光學元件的折射率，來自光源的光的一大部分將被光學元件禪合到波長轉換器中，從而改 善照明設備的效率。
[0015] 根據本發明的一個實施例，光學元件可W具有小于1.4(優選地小于1.2)的折射 率。運些折射率將使得光學元件能夠將光的一大部分禪合到波長轉換器中從而進一步改善 設備的效率。對于本發明的各種實施例，波長轉換器通常將具有近似1.7的折射率，并且在 一些實施例中具有高達近似2.0的折射率。
[0016] 根據本發明的一個實施例，照明設備可W進一步包括設置在波長轉換器和支撐結 構之間并且與它們接觸的可壓縮光學元件，可壓縮光學元件被配置為反射在可壓縮光學元 件和波長轉換器之間的界面中折射的光。通過配置設置在支撐結構和波長轉換器之間并且 與它們接觸的可壓縮光學元件W反射光，來自波長轉換器的光的一大部分將從光出射表面 離開波長轉換器，從而改善由照明設備發射的光的亮度。
[0017] 根據本發明的一個實施例，可壓縮光學元件可W是導熱的，優選地具有高于IW/mK 的熱導率。通過提供導熱的可壓縮光學元件，波長轉換器將熱禪合到支撐結構。通過將波長 轉換器熱禪合到支撐結構，將使得波長轉換器能夠更長時間段或無限地更高效率地轉換 光，而不發生由過高溫度造成的故障或者性能降低。
[0018] 根據本發明的另一實施例，可壓縮光學元件可W小于100微米厚，優選地小于20微 米厚。薄(諸如比100微米更薄）的可壓縮光學元件將高效地將熱量從波長轉換器傳導到支 撐結構。
[0019] 根據本發明的一個實施例，支撐結構可W包括可樞轉地連接到第二部分的第一部 分，第一部分可樞轉向第二部分進入鎖定位置，從而將波長轉換器牢固地保持在第一和第 二部分之間。通過在可朝向第二部分樞轉進入鎖定位置的第一部分中提供支撐結構，波長 轉換器可W被牢固地保持在將基本上夾住波長轉換器的第一和第二部分之間。提到鎖定位 置，應該理解的是，第一部分將自動保持在相對于第二部分的該位置，從而提供用于保持波 長轉換器的手段。
[0020] 根據本發明的另一實施例，支撐結構可W進一步包括突出部分，并且波長轉換器 包括對應于該突出部分的凹部，使得突出部分可W與凹部接合W將波長轉換器牢固地保持 在鎖定位置。通過提供包括突起部分的支撐結構和包括對應凹部的波長轉換器，波長轉換 器可W通過當處于閉合或者鎖定位置時接合凹部的突起部分被可釋放地連接到支撐結構， 從而牢固地保持波長轉換器。
[0021] 根據本發明的一個實施例，支撐結構進一步包括突起部分，并且波長轉換器進一 步包括部分包圍波長轉換器的導熱層，當波長轉換器連接到支撐結構時導熱層與支撐結構 接觸，導熱層包括對應于突起部分的凹部，使得突起部分可W與凹部接合W將波長轉換器 牢固地保持在相對于支撐結構的鎖定位置。通過提供包括突起部分的支撐結構和包圍包括 對應凹部的波長轉換器的導熱層，波長轉換器可W通過當處于閉合或者鎖定位置時接合凹 部的突起部分被可釋放地連接到支撐結構，從而牢固地保持波長轉換器。此外，部分包圍波 長轉換器的導熱層將把熱量從波長轉換器傳輸到支撐結構，從而使得波長轉換器能夠更長 時間段或者無限地更高效地轉換光，而不發生由過高溫度造成的故障或者性能降低。
[0022] 根據本發明的一個實施例，照明設備可W進一步包括光改向元件，該光改向元件 光學連接到光出射表面并且被設置為將波長轉換器可釋放地保持在光改向元件和支撐結 構之間。光改向元件可W例如是準直器、透鏡、或者任何其它已知光改向元件。光改向元件 優選地設置為使得波長轉換器可W被夾在光改向元件和支撐結構的一部分之間。
[0023] 根據本發明的第二方面，還通過如下照明系統達到運些目的，該照明系統包括:照 明設備，其包括支撐結構;光源，被設置為與支撐結構接觸;波長轉換器，被配置為將光從第 一波長范圍轉換到第二波長范圍，波長轉換器具有被配置為接收光的光進入表面和被配置 為發射光的光出射表面。波長轉換器被可釋放地連接到支撐結構，并且光進入表面被設置 為與光源光學接觸。該系統進一步包括:檢測器，被配置為檢測波長轉換器的至少一個特性 和/或由波長轉換器的光出射表面發射的光的至少一個特性;控制單元，連接到檢測器和光 源，控制單元被配置為基于波長轉換器和/或由波長轉換器的光出射表面發射的所述光的 檢測到的特性來控制光源。
[0024] 本發明的第二方面的很多特征和優勢相似于第一方面的上述特征和優勢。然而， 照明系統進一步包括：用于檢測波長轉換器的至少一個特性和/或由波長轉換器發射的光 的至少一個特性的檢測器;和連接到光源和檢測器的控制單元。控制單元被配置為基于波 長轉換器或者由波長轉換器發射的光的檢測到的特性來控制光源。因此，當波長轉換器被 另一波長轉換器代替時，控制單元能夠根據檢測到的特性或者根據需要從波長轉換器發射 的光的量高效地控制光源輸出更多或者更少的光。
[0025] 本發明的其它特征和優勢將在學習所附權利要求和W下描述時變得明顯。技術人 員意識到，本發明的不同特征可W被組合W創建除了下文所描述的那些之外的實施例，而 不脫離本發明的范圍。
【附圖說明】
[0026] 現在將參照示出了本發明的實施例的附圖更詳細地描述本發明的運一方面和其 它方面。
[0027] 圖1是根據本發明的實施例的照明設備的示意性側視圖；
[0028] 圖2是根據本發明的另一實施例的照明設備的示意性側視圖；
[0029] 圖3是根據本發明的另一實施例的照明設備的示意性側視圖；
[0030] 圖4是根據本發明的另一實施例的照明設備的示意性側視圖；W及
[0031] 圖5是根據本發明的另一實施例的照明設備的示意性側視圖。
【具體實施方式】
[0032] 在本【具體實施方式】中，主要參照包括Lm)光源的發光設備討論根據本發明的發光 設備的實施例。應該注意，運決不限制本發明的范圍，本發明還適用于其它情況，例如用于 與其它類型的光源一起使用。此外，附圖中示出的LED的量僅是示意性表示。在使用中，數 目、裝填率(packing打action)、W及其它運種細節將由每個應用決定。
[0033] 現在將參照附圖描述本發明，在圖中，將首先注意結構，其次將描述照明設備的功 能。
[0034] 圖1是根據本發明的實施例的照明設備100的側視圖，照明設備100包括支撐結構， 該支撐結構包括第一部分102和第二部分104。照明設備進一步包括被配置為將光從第一波 長范圍轉換到第二波長范圍的波長轉換器110。提供光的主要部件在此被示出為Ξ個光源 106,光源106通常為Lm)或者激光二極管并且此后將運樣稱呼，然而在本發明的范圍內還可 能使用其它類型的固態光源。L抓106被設置為與支撐結構104接觸，在運一情形下，L抓被 嵌入在支撐結構104的面向波長轉換器110的表面中并且使得LED 106的發光表面面向波長 轉換器110。被設置為與LED 106接觸的是可壓縮光學元件108,可壓縮光學元件108被設置 為將光從LED 106引導到波長轉換器110。光進入波長轉換器110的表面是光進入表面，光進 入表面則通過可壓縮光學元件108與LED 106光學接觸，并且LED 106的發光表面經由光學 元件108面向波長轉換器110的光進入表面。可壓縮光學元件108還將防止支撐結構和波長 轉換器110之間的可能對波長轉換器110不利的物理接觸。因此，在鎖定位置，光學元件108 被夾在波長轉換器110的光進入表面和LED 106的發光表面之間。在圖1所示的本發明的實 施例中，還有被設置在波長轉換器110和支撐結構的第一部分102之間的可壓縮光學元件 112。可壓縮光學元件112被配置為在可壓縮光學元件112和波長轉換器110之間的界面中反 射光。可壓縮光學元件112還防止波長轉換器110和支撐結構之間的可能對波長轉換器110 有害的物理接觸。可壓縮光學元件1〇8、112還將把熱量從波長轉換器110傳導到支撐結構。 支撐結構102、104還可W包括散熱器(未示出），從而允許更多的熱量通過支撐結構從波長 轉換器110傳輸走。在使用中，在波長轉換器110中的從第一波長范圍到第二波長范圍的轉 換過程期間產生熱量。因此，將熱量從波長轉換器110傳輸走將允許波長轉換器110更長時 間段或者無限地更高效地轉換光，而無由過高溫度造成的故障或者性能降低。包括在支撐 結構102、104中或者是其一部分的散熱器(未示出）還可W禪合到LED 106,從而還使得LED 106能夠更長時間段或者無限地更高效地產生光，而無由過高溫度造成的故障或者性能降 低。
[0035] 支撐結構進一步包括鎖定機構114。鎖定機構114使得第一部分102能夠移動向第 二部分104進入圖1所示的位置，其中鎖定機構114將第一部分保持在相對于第二部分104的 固定位置并且從而將波長轉換器110牢固地保持在支撐結構的第一部分102和第二部分104 之間，使得光學元件108被夾在波長轉換器110的光進入表面和LED 106的發光表面之間。通 過增加第一部分102和第二部分104之間的距離，鎖定機構114將允許波長轉換器110被去除 并且由可W具有諸如顏色、或者光出射表面的形狀或者長寬比之類的不同特性的另一波長 轉換器110代替，從而將波長轉換器110可釋放地連接到支撐結構。波長轉換器因此是可代 替的或者可替換的波長轉換器110。鎖定機構114可W是任何已知的鎖定機構，諸如彈黃鎖 (snap-lock)、棘爪鎖（click-lock)、扭鎖、卡口鎖(bayonet-lock)、或者螺紋鎖。鎖定機構 114可W進一步包括用于實現鎖定功能的彈黃或者其它機械部件。
[0036] 波長轉換器110優選地具有光滑（即拋光)表面并且是如圖1所述的棒形或者桿形 (即細長)的。可壓縮光學元件108、112優選地由娃樹脂材料或者含氣聚合物制成，諸如具有 可W被配置為低于1.4或者甚至低于1.2的折射率的聚四氣乙締(PTFE)。此外，娃樹脂材料 和PTFE可W高效地將熱量傳導到被包括在支撐結構102、104中的散熱器(未示出）。波長轉 換器110優選地包括Ce滲雜的錠侶石惱石(YAG、Y3ALs化2)、錯侶石惱石(LuAG)、LuGaAG、或者 LuYAG。YAG、LuAG、LuGaAG、或者LuYAG將光從較短波長轉換為較長波長。波長轉換器可W基 本上由從包括W下項的組中選擇的材料制成日〇12,其中Ml從包 括Y、Lu或者其混合物的組中選擇，Μ"從包括GcULa、化或者其混合物的組中選擇，Mill從包括 化、口'、〔6、化、刷、611或者其混合物的組中選擇，1"是41，1"從包括6曰、5(3或者其混合物的組 中選擇，并且 0 <x^、〇<y<〇.l、〇<z。；（MVx-yMiix，Miiiy)2〇3，其中 Ml 從包括 Y、Lu 或者其 混合物的組中選擇，Mil從包括Gd、La、孔或者其混合物的組中選擇，Mill從包括化、化、Ce、化、 Nd、Eu、Bi、Sb或者其混合物的組中選擇，并且0<x。、0<y<0.1;(MVx-yMIIχMIIIy)Sl-zSez， 其中Ml從包括化、5'、]\%、8曰或者其混合物的組中選擇，]\111從包括〔6、611、]\111、化、5111、口'、513、511 或者其混合物的組中選擇，Mill從包括Κ、化、Li、Rb、ai或者其混合物的組中選擇，并且ο < X <0.01、0<y<0.05、0<z<l; (MVx-yMiixMiiiy)O,其中Ml從包括 Ca、Sr、Mg、Ba 或者其混合物 的組中選擇，Mil從包括〔6、611、111、化、5111、口'或者其混合物的組中選擇，1111從包括1(、化、^、 肺、化或者其混合物的組中選擇，并且0 <x<0.1、0<y<0.1; (mVxMIIxMIii2)〇7,其中Ml從包 括1^曰、￥、6(1、山、13曰、51'或者其混合物的組中選擇，]\111從包括化、化、？1'、〔6、炯、5111、1'1]1或者其混 合物的組中選擇，Mill從包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或者其混合物的組中選擇，并且0含X < 1; (MVxMiixMiiVyM"y)〇3,其中Ml從包括8曰、5'、化、1^曰、￥、6(1、山或者其混合物的組中選擇，111從 包括611、化、？'、〔6、刷、5111、時1或者其混合物的組中選擇，]\1111從包括冊、2'、1'1、了曰、抓或者其 混合物的組中選擇，并且MIv從包括Al、Ga、Sc、Si或者其混合物的組中選擇，并且0含x含0.1、 0 < y ^ 0.1;或者其混合物。可能用于波長轉換器的另一波長轉換材料是量子點，量子點是 半導體材料的通常具有僅幾個納米的寬度或者直徑的小晶體。運種量子點可W被并入在諸 如聚合物(娃樹脂、PMMA、PET)或者陶瓷/玻璃類型的材料之類的基質材料中。當被入射光激 發時，量子點發射由晶體的尺寸和材料確定的顏色的光。因此通過適配點的尺寸，可W產生 特定顏色的光。大多數已知的具有在可見范圍內的發射的量子點是基于具有諸如硫化儒 (CdS)和硫化鋒(ZnS)之類的殼的砸化儒(CdSe)。還可W使用諸如憐化銅（InP)W及銅銅硫 (化1版)和/或銀銅硫(AgInS2)之類的無儒量子點。量子點示出非常窄的發射帶并且因此它 們示出飽和顏色。此外，發射顏色可W通過適配量子點的尺寸被容易地調諧。本領域已知的 任何類型的量子點可W用于本發明中。然而，由于環境安全和關注的原因，可能優選使用無 儒量子點或者至少具有非常低的儒含量的量子點。有機憐光體也可W用于波長轉換器110。 有機憐光體可分子形式溶解/分散在諸如聚合物(例如娃樹脂、PMMA、PET)之類的基質 材料中。合適的有機憐光體材料的示例是基于巧衍生物的有機發光材料，例如由BASFW Lumogen返做名稱出售的化合物。合適的化合物的示例包括但不限于Lumogen⑩Red F305、Lumogen狼Orange F240、Lumogen駁化Ilow F083W及Lumo呂en⑧F170。
[0037] 在使用中，LED 106將發射第一波長范圍的光，該光將被引導穿過可壓縮光學元件 108并且通過光進入表面進入波長轉換器110。進入波長轉換器110的第一波長范圍的光的 一部分將被轉換為第二波長范圍的光，在該轉換過程之后，該光將在隨機方向上發射。被轉 換的光的部分和可能未被轉換的部分將撞擊在波長轉換器110和周圍介質之間的界面上。 由于折射率的不同，撞擊在波長轉換器110和光學元件1〇8、112之間的界面上的光將有很大 可能發生全內反射(TIR)并且因此被反射回到波長轉換器110中。離開波長轉換器的光可W 由其可W包括反射層的支撐結構反射。通過配置波長轉換器110的光出射表面發射光和波 長轉換器110的其它表面反射光，光將被導向波長轉換器110的光出射表面。波長轉換器110 的光出射表面在運一示例中具有關于波長轉換器110的光進入表面的不為零的角（例如垂 直），其中波長轉換器110在實施例中具有桿形。因為光出射表面面積小于波長轉換器110的 光輸入表面，所W實現了亮度的增加。當光在波長轉換器110內被轉換時，能量將被消散并 且將產生熱量。光學元件1〇8、112將如上文描述那樣有利地將包括散熱器(未示出）的支撐 結構102、104熱禪合到波長轉換器110,并且熱量將通過光學元件108、112傳輸并且因此冷 卻波長轉換器110。
[0038] 圖2是根據本發明的另一實施例的照明設備200的側視圖。相比于圖1所示的實施 例，不存在可壓縮光學元件1〇8、112。因此，在波長轉換器110和支撐結構的第二部分104(在 運里提供LED 106)之間引入空氣間隙202。空氣間隙202小于100微米，優選地小于50微米， 并且最優選地小于20微米。空氣間隙202可W通過在支撐結構104中在與LED 106相距一定 距離處創建的小支撐(未示出）實現，使得LED 106和光進入表面之間的光學接觸不受干擾， 而仍然將波長轉換器110保持在與支撐結構相距一定距離處。空氣間隙202將把支撐結構 102、104和波長轉換器110光學解禪，而仍然允許大量的熱量傳輸，因為空氣薄層是高效的 熱量傳導器。此外，還可能使用支撐結構的第一部分102和波長轉換器110之間的空氣間隙 將熱量從波長轉換器110傳導到支撐結構的第一部分102。相似于在支撐結構的第二部分 104和波長轉換器110之間的實現，小支撐(未示出）可W被創建在支撐結構的第一部分102 中W實現支撐結構和波長轉換器110之間的距離。支撐結構102、104還包括散熱器(未示 出），從而使得支撐結構能夠吸收在使用中由波長轉換器110和LED 106所產生的熱量。
[0039] 支撐結構的第一部分102可樞轉地連接到支撐結構的第二部分104, W便使得第一 部分102能夠沿著由箭頭A1指示的方向樞轉向第二部分104進入被保持的固定位置，從而牢 固地保持波長轉換器110。第一部分通過鎖定機構(未示出）被保持在固定位置，鎖定機構可 W是任何已知的鎖定機構，諸如彈黃鎖、或者彈黃或者其它簡單的機械部件。相似于圖1所 示的實施例，通過將第一部分102從第二部分104樞轉開，波長轉換器110不再被牢固地保持 在第一部分102和第二部分104之間，從而允許使用另一可替換波長轉換器(其可W具有不 同的特性)代替可替換的波長轉換器110,由此將波長轉換器110經由鎖定機構可釋放地連 接到支撐結構處于鎖定位置。
[0040] 現在參照圖3,本發明的實施例，其中與上文描述的兩個實施例相反，照明設備300 包括一體式支撐結構306。存在被示出為Ξ個Lm)的Ξ個光源106W及波長轉換器110。波長 轉換器110和支撐結構306通過如上文描述的空氣間隙分離，運將允許空氣薄層將熱量從波 長轉換器傳導到包括散熱器(未示出）的支撐結構。L抓106也與散熱器熱接觸。在圖3所示 的實施例中，支撐結構進一步包括兩個突起部分302,并且波長轉換器包括兩個對應的凹部 304,它們組合提供鎖定機構。突起部分302是柔性的或者被成形為使得允許插入波長轉換 器110。因此，當波長轉換器110朝向鎖定位置被插入到支撐結構300中時，突起部分302將暫 時變形并且隨后接合凹部304,并且因此保持波長轉換器的位置。用戶因此可W將波長轉換 器110插入到支撐結構306中，該波長轉換器110將通過互相接合的突起部分302和凹部304 而被鎖定在固定位置。相似地，可W通過使用少量的力去除波長轉換器110,從而將突起部 分302從凹部304解鎖，從而提供如下波長轉換器110,其經由由突起部分302和凹部304形成 的鎖定機構被可釋放地連接到支撐結構處于鎖定位置。在其中支撐結構包括反射層的應用 中，因此在反射層和波長轉換器之間形成空氣間隙。波長轉換器和支撐結構還可W被配置 為使得波長轉換器的第一部分與支撐結構接觸，而波長轉換器的第二部分通過空氣間隙與 支撐結構分離。
[0041] 在圖4中示出了本發明的另一實施例，其包括相似于圖3所示的機構的用于將波長 轉換器110可釋放地連接到支撐結構306的機構。在圖4所示的實施例中，支撐結構306包括 如圖3中的實施例那樣的突起部分302,然而照明設備進一步包括部分地包圍波長轉換器 110并且不覆蓋朝向光源106的光進入表面或者光出射表面的導熱層402。導熱層402與支撐 結構306接觸W便將熱量從波長轉換器110傳導到包括散熱器(未示出）的支撐結構306。相 比于圖3所示的實施例，導熱層402包括對應于突起部分302的凹部，使得突起部分302可W 與該凹部接合W經由由突起部分302和凹部形成的鎖定機構將波長轉換器110牢固地保持 在相對于支撐結構306的鎖定位置。
[0042] 如本領域技術人員容易認識到的那樣，突起部分同樣可W被很好地設置為從波長 轉換器110突起，被配置為接合支撐結構中的對應凹部。
[0043] 現在參照圖5,示出了包括用于可釋放地連接波長轉換器110的機制的本發明的另 一實施例的側視圖。照明設備500包括支撐結構502、光源106、W及可壓縮光學元件108。照 明設備500進一步包括光改向元件504。為了將波長轉換器110可釋放地連接到支撐結構 502,波長轉換器110在使用中被夾在支撐結構502的一部分和光改向元件502之間。例如，用 戶可W沿著指示箭頭A2插入波長轉換器110。因此，當波長轉換器110要被代替時，其通過在 相反方向上被拉動而從夾住位置被去除。注意，當波長轉換器110處于固定位置時，光改向 元件504與波長轉換器110的光出射表面光學接觸。為了便于夾住，支撐結構502的部分和光 改向元件504之間的距離可W略微大于波長轉換器110,并且可W使用鎖定機構(未示出）將 波長轉換器固定住。此外，支撐結構502的部分和光改向元件504之間的距離可W略微小于 波長轉換器110,并且支撐部分502的部分可W是略微柔性的從而允許波長轉換器110的插 入。光改向元件504可W例如是準直器、透鏡、棱鏡、或者用于對光改向的任何其它已知光學 元件。
[0044] 在另一實施例中，照明系統包括根據上文描述的實施例中的任何實施例的照明設 備，W及被配置為檢測波長轉換器的至少一個特性和/或由波長轉換器的光出射表面發射 的光的至少一個特性的檢測器。照明系統進一步包括連接到檢測器和光源的控制單元，其 中控制單元被配置為基于檢測到的波長轉換器和/或由波長轉換器的光出射表面發射的所 述光的特性控制光源。
[0045] 檢測器可W例如檢測波長轉換器的幾何尺寸，諸如厚度、寬度、或者長度。檢測器 可W附加地或者備選地檢測光輸出的一個或者多個特性，諸如光譜、顏色、或者亮度。控制 單元則基于例如檢測到的光輸出來驅動光源，并且因此可W控制光源使得獲得所需要的光 輸出、或者顏色、或者光譜。檢測器可W附加地或者備選地檢測波長轉換器的溫度。控制單 元則可W基于檢測到的溫度來驅動光源，并且因此可W例如防止過熱。光改向元件還可W 與光轉換器光學接觸，例如光改向元件可W是柔性的（例如由娃樹脂制成)或者通過在光轉 換器和光改向元件之間使用可壓縮光學材料。
[0046] 在一些實施例中，W上實施例中圖示的波長轉換器可W比本文中圖示的波長轉換 器更大或者更小。波長轉換器可W填充支撐結構的不同部分之間的間隙的一部分，或者其 可W延伸到支撐結構之外。
[0047] 雖然參照本發明的特定例示性實施例描述了本發明，很多不同的變更、修改等對 于本領域技術人員將變得明顯。例如，光源優選地是固態光發射器。固態光發射器的示例是 發光二極管化邸）、有機發光二極管(0LED)、或者例如激光二極管。使用固態光發射器，因為 它們是相對有成本效益的光源并且總體不貴，具有相對大的效率和長的壽命。所使用的固 態光源因為其高效率優選地為UV、紫色、或者藍色光源。照明設備還可W包括鏡，使得未被 轉換的和在波長轉換器和周圍材料之間的界面中被反射的光被反射回到波長轉換器。照明 設備還可W包括附加的光學元件W對不同的光源改向或者組合不同的光源。
[0048] 此外，對所公開的實施例的變化可W由技術人員在實踐所要求保護的發明中，從 學習附圖、公開內容w及所附權利要求中理解和實現。在權利要求中，詞語"包括"不排除其 它元素或者步驟，并且不定冠詞"一 (a)"或者"一個(an)"不排除多個。僅憑在互相不同的從 屬權利要求中記載某些措施的事實不表示組合不能被有利地使用。
【主權項】
1. 一種照明設備（100)，包括： 支撐結構（102、104)，包括鎖定機構（114、302、304)， 光源（106)，被設置為與所述支撐結構接觸， 波長轉換器（110)，被配置為將光從第一波長范圍轉換到第二波長范圍，所述波長轉換 器具有被配置為接收光的光進入表面和被配置為發射光的光出射表面； 其中所述波長轉換器（110)經由所述鎖定機構（114、302、304)可釋放地連接到所述支 撐結構（102、104)、處于鎖定位置，并且其中所述光進入表面被設置為與所述光源（106)光 學接觸。2. 根據權利要求1所述的照明設備（100)，其中所述支撐結構（102、104)包括散熱器，所 述散熱器熱耦合到所述光源（106)。3. 根據權利要求2所述的照明設備（100)，其中所述散熱器熱耦合到所述波長轉換器 (110)〇4. 根據權利要求3所述的照明設備（100、200、300、500)，其中所述波長轉換器（110)通 過小于100微米、優選地小于50微米、并且最優選地小于20微米的空氣間隙（202)與所述散 熱器分離。5. 根據權利要求1所述的照明設備（100)，其中所述支撐結構（102、104)進一步包括第 一部分（102)、第二部分（104)，其中所述第一部分（102)能夠朝向所述第二部分（104)移動 進入如下位置，在所述位置處所述鎖定機構將所述第一部分（102)保持在相對于所述第二 部分（104)的固定位置，使得所述波長轉換器（110)被牢固地保持在所述第一部分（102)和 所述第二部分（104)之間。6. 根據權利要求5所述的照明設備（100)，進一步包括可壓縮光學元件（108)，所述可壓 縮光學元件被設置在所述光源（106)和所述波長轉換器（110)的所述光進入表面之間并且 與所述光源和所述波長轉換器的所述光進入表面接觸，所述光學元件（108)被配置為將光 從所述光源（106)引導到所述波長轉換器(110)。7. 根據權利要求6所述的照明設備（110)，其中所述可壓縮光學元件（108)具有低于 1.4、優選地小于1.2的折射率。8. 根據權利要求4所述的照明設備（100)，進一步包括可壓縮光學元件（112)，所述可壓 縮光學元件被設置在所述波長轉換器（110)和所述支撐結構（102、104)之間并且與所述波 長轉換器和所述支撐結構接觸，所述光學元件（112)被配置為反射在所述可壓縮光學元件 (112)和所述波長轉換器(110)之間的界面中折射的光。9. 根據權利要求6或者8所述的照明設備（100)，其中所述光學元件（108、112)小于100 微米厚，優選地小于20微米厚。10. 根據權利要求6或者8所述的照明設備（100)，其中所述光學元件（108、112)是導熱 的，優選地具有高于lW/mK的熱導率。11. 根據權利要求1所述的照明設備（100)，其中所述支撐結構（102、104)包括能夠樞轉 地連接到第二部分（104)的第一部分（102)，所述第一部分（102)能夠朝向所述第二部分 (104)樞轉進入鎖定位置，從而將所述波長轉換器（110)牢固地保持在所述第一部分（102) 和所述第二部分（104)之間。12. 根據權利要求1所述的照明設備(300)，其中所述支撐結構(306)進一步包括突起部 分(302)，并且所述波長轉換器（110)包括對應于所述突起部分(302)的凹部(304)，使得所 述突起部分(302)能夠與所述凹部(304)接合以將所述波長轉換器（110)牢固地保持在相對 于所述支撐結構(306)的鎖定位置。13. 根據權利要求1所述的照明設備(400)，其中所述支撐結構(306)進一步包括突起部 分(302)，并且所述波長轉換器（110)進一步包括部分地包圍所述波長轉換器（110)的導熱 層(402)，當所述波長轉換器（110)連接到所述支撐結構(306)時所述導熱層(402)與所述支 撐結構(306)接觸，所述導熱層(402)包括對應于所述突起部分(302)的凹部，使得所述突起 部分(302)可以與所述凹部接合以將所述波長轉換器（110)牢固地保持在相對于所述支撐 結構(306)的鎖定位置。14. 根據權利要求1所述的照明設備（500)，進一步包括光改向元件（504)，所述光改向 元件光學連接到所述光出射表面并且被設置為將所述波長轉換器(110)可釋放地保持在所 述光改向元件(504)和所述支撐結構(502)之間。15. -種照明系統，包括根據權利要求1至14中的任一項所述的照明設備，所述照明系 統包括： 檢測器，被配置為檢測所述波長轉換器的至少一個特性和/或由所述波長轉換器的所 述光出射表面發射的光的至少一個特性；以及 控制單元，連接到所述檢測器和所述光源，所述控制單元被配置為基于所述波長轉換 器的檢測到的所述特性和/或由所述波長轉換器的所述光出射表面發射的所述光的檢測到 的所述特性來控制所述光源。
【文檔編號】H01L33/50GK105874616SQ201480072123
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月22日
【發明人】T·范博梅爾, R·A·M·希克梅特, D·M·布魯爾斯, P·J·M·范奧斯
【申請人】飛利浦照明控股有限公司