[发明专利]具有波长转换装置的照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明设备，所述照明设备具有用于发射能用作激发光的初级辐射的激发光源和用于将激发光转换成与激发光源不同的光谱范围中的光(转换光)的波长转换装置。

背景技术

高的光密度的光源例如能够应用在内窥镜检查领域或投影仪器中，其中为此目前仍最广泛地使用气体放电灯。最近的研究在于：将高功率密度的激发光源、例如激光器和与所述激光器间隔开地设置的发光材料元件组合。本发明也能应用在例如用于舞台照明和/或图像投影的娱乐领域中的照明设备上。

从现有技术中已知这类照明设备，所述照明设备具有呈发光材料元件形式的波长转换元件。在此，所述照明设备包括激发光源，所述激发光源激发发光材料，以发射具有与激发光波长不同的波长的光。尤其，也应用蓝色的光谱范围中的激发光。通过将蓝色的激发光和由发光材料发射的转换光适合地偏转，这两个光路能够合并并且输送给光学积分器。

尤其也能够将发光材料轮设置作为波长转换装置，所述发光材料轮围绕旋转轴线旋转并且在此用激发光在环形轨道上进行辐照。在此，不同的色彩发光材料也能够沿旋转方向相继设置在发光材料轮上，使得产生不同颜色的转换光的时间序列，例如红色(R)的、绿色(G)的和蓝色(B)的光的时间序列。然后，转换光的颜色共同连续地展开RGB色彩空间。

文献CN 102385233 A示出一种用于投影仪的照明设备，所述照明设备具有激发激光器、用于将激发激光波长转换成转换光的发光材料轮和用于对转换光进行光谱滤波的滤光轮。滤光轮和发光材料轮设置在共同的轴线上并且以相同的速度转动。激发激光借助于二向色镜反射到发光材料轮上。而由发光材料轮向回辐射的转换光经过二向色镜并且此后射到滤光轮上。通过发光材料轮中的透明区段，激发激光能够以光谱不变的方式经过发光材料轮并且经由所谓的环绕回路(Wrap-Around-Schleife)引向二向色镜并且与转换光路径合并。由于环绕回路需要另外的光学元件，所述光学元件还增大照明设备的外部尺寸。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于使用激发光和转换光的替选的照明设备，此外，所述照明设备使用尽可能少的器件就足够。

本发明的另一方面是照明设备的尽可能紧凑的结构。

所述目的通过用于借助于波长转换装置产生光的照明设备实现，所述照明设备包括：至少一个激发光源，所述激发光源设计用于在激发光路上发射激发光；具有至少一个波长转换元件的设置在激发光路中的波长转换装置，所述波长转换元件设计用于，将由至少一个激发光源在激发光路的部段上至少间歇式地射到波长转换元件上的激发光至少部分地转换成转换光，并且将所述转换光放射到同一半空间中，激发光从所述半空间射到波长转换元件的表面上；和至少一个反射元件，所述反射元件设计用于，将由至少一个激发光源在激发光路的部段上至少间歇式地射到反射元件上的激发光至少部分地作为反射光未经转换地反射到反射光路上；用于将来自至少一个激发光源的激发光偏转到激发光路的部段上的二向色镜，在所述激发光路上激发光射到至少一个波长转换元件上或至少一个反射元件上，其中二向色镜设置并且设计为：使转换光透射穿过二向色镜，并且使反射光在反射光路上偏转绕过二向色镜。

尤其有利的设计方案在从属权利要求中得出。

本发明的基本思想在于，将由转换元件转换的转换光和由反射元件未经转换地反射的激发光引导到共同的光路上。为此，来自第一方向的激发光经由二向色镜沿着第二方向在时间上顺序地镜反射到转换元件或反射元件上。二向色镜设计用于透射来自转换元件的转换光。来自反射元件的反射光引导绕过二向色镜。没有提出：分离成分开的转换光路和用于未经转换的激发光(在此为反射光)的路径，如在现有技术中公开的那样。由此，能够节约用于未经转换的激发光的分开的路径、例如环绕回路所需要的光学器件。

优选的是，将蓝色的光(即在蓝色光谱范围中的光)、尤其蓝色的激光用作激发光，因为除激发波长转换元件、例如发光材料之外，激发光于是能够附加地未经转换地也用作为蓝色的色彩通道(反射光)。

优选的是，聚光光学装置以光学方式设置在二向色镜和波长转换装置之间。聚光光学装置设计用于：一方面将激发光源的激发光聚焦到波长转换装置上，另一方面将由波长转换装置的波长转换元件发射的转换光或者由反射元件未经转换地反射的反射光聚集并且准直。在最简单的情况下，聚光光学装置能够构成为会聚透镜，但也能够构成为透镜系统或具有所提及的光学作用的其他光学元件。