CN114270093A

CN114270093A - 通过红色磷光体的间接泵浦的高质量白色的基于激光的光源

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Publication number: CN114270093A
Application number: CN202080058400.1A
Authority: CN
Inventors: O·V·维多文; T·范博梅尔; R·A·M·希克梅特; M·P·J·皮特斯; R·范阿塞尔特
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2040-08-17
Also published as: WO2021032690A1; CN114270093B; JP2022537080A; EP4018121A1; EP4018121B1; JP7241239B2; US20220290842A1; US11953194B2

Abstract

本发明提供了一种照明设备(1000)，包括：‑第一光源(110)，被配置为生成第一光源光(111)，具有第一光源光光谱功率分布，其中第一光源(110)包括激光光源(10)，并且其中第一光源光(111)具有光轴(O)；‑第一转换器材料(215)，包括第一发光材料(210)，被配置为将第一光源光(111)的至少一部分转换为具有第一发光材料光光谱功率分布的第一发光材料光(211)，其中第一发光材料光(211)具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长；‑第二转换器材料(225)，包括第二发光材料(220)，被配置为将第一发光材料光(211)的一部分转换为具有第二发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光(221)，第二发光材料光光谱功率分布不同于第一发光材料光光谱功率分布，其中第二发光材料光(221)具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长；其中第一光源(110)、第一转换器材料(215)和第二转换器材料(225)被配置为使得第一光源光(111)在经由第一转换器材料(215)散射之后仅能够到达第二转换器材料(225)；其中光轴(O)被入射到第一转换器材料(215)上，并且不被入射到第二转换器材料(225)上；以及，‑第一导热元件(410)，与第二发光材料(220)的至少一部分热接触。

Description

通过红色磷光体的间接泵浦的高质量白色的基于激光的光源

技术领域

本发明涉及一种照明设备。本发明还涉及一种照明系统，包括这种照明设备中的一个或多个。本发明还涉及一种包括这种照明设备或这种照明系统的投影系统，或者涉及一种包括这种照明设备或这种照明系统的照明器。

背景技术

包括激光器和转换器的照明设备在本领域中是已知的。例如，US2019/0097092描述了一种线性照明设备，包括发射激光的激光光源、转换激光的波长并且发射波长转换光的波长转换器以及被伸长并且引导由波长转换器发射并通过纵向端面引入的波长转换光的线性光导。线状光导包括从线状光导发射由线状光导引导的波长转换光的侧表面。由侧表面发射的波长转换光的比例随着线性光导中的光路长度的增加而逐渐增加。

EP3247764A1公开了一种照明设备，包括光源和光转换器元件，该光转换器元件包括具有第一发光材料和热响应液晶化合物的透光基质。透光基质与光源热接触。光转换器元件被布置用于利用提供给光源的电力来改变照明设备光的色温。

EP2929573A公开了一种照明单元，包括第一发光层、支撑层和第一石墨烯层。支撑层支撑发光层。第一石墨烯层沿着横向导热，使得第一发光层中的温差被减小。

WO2013/055719A1公开了一种发光设备，包括固态光源、第一波长转换部件和第二波长转换部件。第二波长转换部件远离固态光源，并且第一波长转换部件更靠近固态光源并且面积小于第二波长转换部件。

发明内容

制造具有高强度的高效的基于激光的光源似乎是一种趋势。由于眼睛安全、散斑减少和/或光质量考虑，激光的磷光体转换是优选的。为了产生具有高显色指数(CRI)的高质量白光，除了发射绿色或黄色的磷光体(诸如掺杂Ce的石榴石(YAG和/或LuAG)之外)，似乎还需要使用具有红色发射光的磷光体。然而，红色磷光体似乎对温度和/或光饱和度相对更敏感。

基于激光的光源的架构可以包括蓝色泵浦激光器和以透射或反射模式照射的基于YAG的陶瓷磷光体。因此，似乎基本上只有具有低显色指数的高CCT(相关色温)光源可用。为了加宽基于激光的光源的色温范围，似乎需要在红色光谱范围内进行附加的发射(具有高亮度)。使用两个激光(蓝色和红色激光的组合)可能需要使用可能遭受严重热淬火(高Gd和/或Ce含量)的强烈红移石榴石。

因此，本发明的一个方面是提供替代照明设备，该替代照明设备优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。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，或提供有用的替代方案。

在一个方面中，本发明提供了一种照明设备(“设备”)。该照明设备包括第一光源、第一发光材料和第二发光材料(特别地具有光谱不同的发射特性)。特别地，该设备包括第一光源、第一转换器材料(包括第一发光材料)和第二转换器材料(包括第二发光材料)。在实施例中，第一光源特别地被配置为生成第一光源光，其具有第一光源光光谱功率分布。在更进一步的具体实施例中，第一光源包括激光光源。进一步地，在实施例中，第一转换器材料(或“第一光转换器材料”)特别地包括第一发光材料，该第一发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有第一发光材料光光谱功率分布的第一发光材料光。在具体实施例中，第一发光材料光具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长。进一步地，在实施例中，第二转换器材料(或“第二光转换器材料”)特别地包括第二发光材料，该第二发光材料被配置为将第一发光材料光的一部分和/或第一光源光的一部分转换为第二发光材料光，该第二发光材料光具有第二发光材料光光谱功率分布(其特别地不同于第一发光材料光光谱功率分布)。在具体实施例中，第二发光材料光具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长(特别地是590nm至780nm的范围，甚至更特别地是590nm至680nm范围内的一个或多个波长)。特别地，在实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得(至少部分的)第一光源光在(i)通过第一转换器材料的反射，(ii)透射，以及(iii)经由第一转换器材料散射中的一项或多项之后仅能够到达第二转换器材料。特别地，在实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得(至少部分的)第一光源光在经由第一转换器材料散射之后仅能够到达第二转换器材料。甚至更特别地，在实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得第一光源光在经由第一转换器材料散射之后仅能够到达第二转换器材料。

更进一步地，在实施例中，照明设备可以包括第一导热元件。特别地，第一导热元件(被配置为)与第二发光材料的至少一部分热接触。

因此，在具体实施例中，本发明提供了一种照明设备，包括：(a)第一光源，被配置为生成第一光源光，第一光源光具有第一光源光光谱功率分布，其中第一光源包括激光光源；(b)第一转换器材料，包括第一发光材料，第一发光材料被配置为将至少部分第一光源光转换为具有第一发光材料光光谱功率分布的第一发光材料光，其中第一发光材料光具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长；(c)第二转换器材料，包括第二发光材料，第二发光材料被配置为将部分第一发光材料光转换为具有不同于第一发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光，其中第二发光材料光具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长；其中第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得第一光源光在(i)通过第一转换器材料反射，(ii)透射，以及(iii)经由第一转换器材料散射中的一项或多项之后仅能够到达第二转换器材料；以及可选地(d)第一导热元件，与第二发光材料的至少一部分热接触。如上面指示的，特别地在实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得(至少部分的)第一光源光在经由第一转换器材料散射之后仅能够到达第二转换器材料。

进一步地，第一光源光具有光轴(O)。第一光源可以生成具有光轴的光源光束。特别地，光轴可以被定义为虚线，它定义了光从光生成元件(此处特别地是第一光源)开始传播通过系统的路径。在具体实施例中，光轴(O)被入射到第一转换器材料上，并且不被入射到第二转换器材料上。通过这种方式，第二转换器材料(特别地是第二发光材料)可以被保护免受直接的第一(激光)光源光的影响。其中光轴(O)被入射到第一转换器材料上而不被入射到第二转换器材料上的实施例特别地可以在第一光源光仅能够通过经由第一转换器材料散射到达第二转换器材料(或在具体实施例中根本无法达到第二转换器材料)时获得。

如上面指示的，照明设备包括第一光源，其被配置为生成第一光源光，第一光源光具有第一光源光光谱功率分布。特别地，第一光源包括激光光源。术语“光源”可以指半导体发光设备，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、竖直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等...。术语“光源”也可以指有机发光二极管，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在具体实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或者激光二极管)。在实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语LED还可以指代多个LED。进一步地，术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”特别地是指半导体芯片形式的LED芯片，它既不包入也不连接，而是直接安装在衬底(诸如PCB)上。因此，多个半导体光源可以在同一衬底上配置。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”还可以指代多个(基本上相同(或不同)的)光源，诸如2至2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括一个或多个微光学元件(微透镜阵列)，位于单个固态光源(诸如LED)的下游或者多个固态光源(即，例如由多个LED共享)的下游。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括像素化的单个LED(具有或没有光学器件)(在实施例中提供片上光束控制)。术语“激光光源”特别地是指激光器。这种激光器特别地可以被配置为生成具有UV、可见光或红外线中的一个或多个波长的激光光源光，特别地是具有选自200nm至2000nm范围内的波长，诸如300nm至1500nm。术语“激光器”特别地是指通过基于电磁辐射的受激发射的光学放大过程来发射光的设备。特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。

因此，在实施例中，第一光源包括激光光源。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指掺杂铈的锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF、Ce:LiCAF)、掺杂铬的金绿宝石(紫翠玉)激光器、铬ZnSe(Cr:ZnSe)激光器、二价掺杂钐的氟化钙(Sm:CaF₂)激光器、Er:YAG激光器、掺杂铒和共掺杂铒镱的玻璃激光器、F中心激光器、钬YAG(Ho:YAG)激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、掺杂钕的氧硼酸钇钙Nd:YCa₄O(BO₃)₃或Nd:YCOB、掺杂钕的原钒酸钇(Nd:YVO₄)激光器、钕玻璃(Nd:玻璃)激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、掺杂钷147的磷酸盐玻璃(147Pm³⁺:玻璃)固态激光器、红宝石激光器(Al₂O₃:Cr³⁺)、铥YAG(Tm:YAG)激光器、钛蓝宝石(Ti:蓝宝石；Al₂O₃:Ti³⁺)激光器、三价掺杂铀的氟化钙(U:CaF₂)固态激光器、掺杂镱的玻璃激光器(棒、板/芯片和光纤)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、Yb₂O₃(玻璃或陶瓷)激光器等中的一个或多个。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指半导体激光二极管中的一个或多个，诸如GaN、InGaN、AlGaInP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、竖直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。

从下面可以导出，术语“激光光源”也可以指多个(不同或相同的)激光光源。在具体实施例中，术语“激光光源”可以指多个N个(相同的)激光光源。在实施例中，N＝2或更多。在具体实施例中，N可以至少为5，诸如特别地是至少为8。通过这种方式，更高的亮度可以被获得。在实施例中，激光光源可以被布置在激光器组中。在实施例中，激光器组可以包括散热器和/或光学器件，例如用于准直激光的透镜。

激光光源被配置为生成激光光源光(或“激光”)。第一光源光可以基本上由激光光源光组成。第一光源光还可以包括两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光。例如，两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光可以被耦合到光导中，以提供包括两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光的单个光束。

在具体实施例中，光源光因此特别地是准直的光源光。在更进一步的实施例中，光源光特别地是(准直的)激光光源光。

短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指代从至少两个不同的箱中选择的多个固态光源。同样地，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指代从相同箱中选择的多个固态光源。

第一光源特别地被配置为生成具有光轴(O)、(光束形状)和第一光谱功率分布的第一光源光。在实施例中，第一光源光可以包括一个或多个带，其具有对于激光器已知的带宽。在具体实施例中，(单个)带可以是相对尖锐的(单个)线，诸如在RT下具有在小于20nm的范围内的半峰全宽(FWHM)，诸如等于或小于10nm。因此，光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的第一光谱功率分布(根据波长的能量标度上的强度)。

在实施例中，光源光束可以相对高度准直，诸如在实施例中≤2°(FWHM)，更特别地是≤1°(FWHM)，最特别地是≤0.5°(FWHM)。因此，≤2°(FWHM)可以被认为是(高度)准直的光源光。

如上面指示的，在实施例中，第一光源光可以基本上由激光光源光组成。在进一步的具体实施例中，第一光源光可以基本上由一个或多个基本上相同的激光光源(诸如来自相同的箱)的激光光源光组成。

第一光源特别地可以被配置为生成具有UV和蓝色的一个或多个波长的光源光，诸如选自200nm至495nm的范围。特别地，第一光源光的光谱功率(以瓦特为单位)的至少90％(诸如至少95％)在200nm至495nm的范围内，诸如在350nm至495nm的范围内，如第一光源光的光谱功率的至少90％在380nm至495nm的范围内。在实施例中，第一光源被配置为生成具有UV(和可选地部分蓝色)的(第一光源光的)光谱功率的至少90％的第一光源光，特别地是在200nm至440nm的波长范围内，甚至更特别地是在380nm至440nm的波长范围内。备选地，在实施例中，第一光源被配置为生成具有蓝色的(第一光源光的)光谱功率的至少90％的第一光源光，特别地是在440nm至495nm的波长范围内。

术语“紫光”或“紫光发射”特别地涉及波长在大约380nm至440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝光发射”特别地涉及波长在大约440nm至490nm范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿光发射”特别地涉及波长在大约495nm至570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄光发射”特别地涉及波长在大约570nm至590nm范围内的光。术语“橙光”或“橙光发射”特别地涉及波长在大约590nm至620nm范围内的光。术语“红光”或“红光发射”特别地涉及波长在大约620nm至780nm范围内的光。术语“粉光”或“粉光发射”指代具有蓝色和红色分量的光。术语“青色”可以指代选自大约490nm至520nm范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以指代选自大约585nm至605nm范围的一个或多个波长，诸如大约590nm至600nm。术语“可见”、“可见光”或“可见光发射”和类似的术语指代一个或多个波长在大约380nm至780nm范围内的光。

第一光源特别地以远程配置配置。因此，第一光源的辐射出射面可能不与(多个)光转换器材料物理接触。例如，该距离可以是至少1μm，特别地是至少10μm，诸如至少100μm，例如至少1mm。然而，特别地，该距离可以等于或小于20mm，诸如等于或小于10mm。在实施例中，第一光源的辐射出射面与第一转换器材料之间的距离可以选自10μm至10mm的范围。然而，其他距离也是可能的。特别地，在具体实施例中，第一光源的辐射出射面可能不与(多个)光转换器材料光学接触(或“光学耦合”)(在下面进一步参见光学接触)。

如上面指示的，照明设备包括第一转换器材料，该第一转换器材料包括第一发光材料，该第一发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有第一发光材料光光谱功率分布的第一发光材料光。

(多个)术语“发光材料光光谱功率分布”和类似术语特别地指发光材料光的光谱功率分布。术语“发光材料光”以及类似术语特别地指发光材料的发光(其可以在发光材料被激发(用(第一)光源光)时生成)。

进一步地，如上面指示的，照明设备还包括第二转换器材料，该第二转换器材料包括第二发光材料，第二发光材料被配置为将部分第一发光材料光转换为具有第二发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光。通过转换部分第一发光材料光，从照明设备发出的第一发光材料光的有效光谱分布在实施例中可以不同于由第一发光材料生成的第一发光材料光。例如，当第一发光材料光具有带状时，第一发光材料光的一部分(特别地在具有较短波长的实施例中)可以被第二发光材料吸收。因此，在实施例中，从照明设备发出的第一发光材料光可以相对于由第一发光材料生成的第一发光材料光发生红移。

术语“发光材料”特别地指可以将第一辐射(特别地是UV辐射和蓝色辐射中的一种或多种)转换为第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，代替术语“发光材料”，术语“发光转换器”或“转换器”也可以被应用。通常，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，在所谓的下转换中就是这种情况。然而，在具体实施例中，第二辐射在比第一辐射更小的波长处具有光谱功率分布，在所谓的上转换中就是这种情况。在实施例中，“发光材料”可以特别地指可以将辐射转换为例如可见光和/或红外光的材料。例如，在实施例中，发光材料可能能够将UV辐射和蓝色辐射中的一种或多种转换为可见光。在具体实施例中，发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此，在用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下转换器，即，较小波长的辐射被转换为具有较大波长的辐射(λ_ex<λ_em)，但在具体实施例中，发光材料可以包括下转换器发光材料，即，较大波长的辐射被转换为具有较小波长的辐射(λ_ex>λ_em)。在实施例中，术语“发光”可以指磷光。在实施例中，术语“发光”还可以指磷光。代替术语“发光”，术语“发射”也可以被应用。因此，术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指激发辐射和发射(辐射)。同样地，术语“发光材料”在实施例中可以指磷光和/或磷光。术语“发光材料”也可以指多种不同的发光材料。

因此，发光材料可以在用辐射激发时发光，诸如该辐射选自一个或多个波长(选自200nm至2000nm的范围，诸如300nm至1500nm)。因此，术语“转换器材料”还可以特别地指至少部分地吸收UV、可见光或红外线中的一个或多个波长(具体地选自200nm至2000nm范围内的一个或多个波长，诸如300nm至1500nm)的光转换器元件，并且将这种辐射至少部分地转换为发光，具体地在另一波长下。

特别地，发光材料是或包括活性物质。此处，术语“活性物质”可以指能够有效地将光源光转换为发光材料光，从而为发光材料(或转换器材料)提供转换器功能的原子、离子、分子组或分子。

相关的活性物质可以是例如Eu²⁺或Ce³⁺。其他活性物质可能是量子点。还有其他的活性物质可以是有机发光染料。

在实施例中，发光材料可以选自石榴石和氮化物，特别地分别掺杂有三价铈或二价铕。石榴石的实施例特别地包括A₃B₅O₁₂石榴石，其中实施例中的A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，特别地是Y、Gd、Tb和Lu中的(至少)一者或多者，甚至更特别地A包括至少钇或镥，并且其中实施例中的B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。特别地，A可以包括Y、Gd和Lu中的一者或多者，诸如特别地是Y和Lu中的一者或多者。特别地，B可以包括Al和Ga中的一者或多者，更特别地至少是Al，诸如基本上完全是Al。这种石榴石可以被掺杂有铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合；然而，特别地掺杂有Ce。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)，特别地高达大约20％的Al，更特别地高达大约10％的Al(即，B离子基本上由90或更多摩尔％的Al以及10或更少摩尔％的Ga、Sc和In中的一者或多者组成)；B可以特别地包括高达大约10％的镓。在另一变型中，B和O可以至少部分地被Si和N取代。元素A可以特别地选自由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)组成的组。进一步地，Gd和/或Tb的存在量特别地仅高达A的大约20％。在具体实施例中，石榴石发光材料包括(Y_1-xLu_x)₃B₅O₁₂:Ce，其中x等于或大于0并且等于或小于1。

术语“:Ce”指示发光材料中的部分金属离子(即，在石榴石中：部分“A”离子)被Ce取代。例如，在(Y_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂:Ce的情况下，部分Y和/或Lu被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce将取代A一般不超过10％；通常，Ce浓度将在0.1％到4％的范围内，特别地0.1％到2％(相对于A)。假设1％Ce和10％Y，完全正确的化学式可能是(Y_0.1Lu_0.89Ce_0.01)₃Al₅O₁₂。

如本领域技术人员已知的，石榴石中的Ce基本或仅处于三价状态。

在实施例中，第一发光材料(因此)包括A₃B₅O₁₂，其中在具体实施例中最多10％的B-O可以被Si-N取代。

在具体实施例中，发光材料包括(Y_x1-x2-x3A'_x2Ce_x3)₃(Al_y1-y2B'_y2)₅O₁₂，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0<x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2，其中A'包括选自由镧系元素组成的组的一种或多种元素，并且其中B'包括选自由Ga、In和Sc组成的组的一种或多种元素。在实施例中，x3选自0.001至0.1的范围。在本发明中，特别地x1>0，诸如>0.2，如至少0.8。具有Y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。

在具体实施例中，最多10％的B-O可以被Si-N取代。此处，B-O中的B是指Al、Ga、In和Sc中的一种或多种(并且O是指氧)；在具体实施例中，B-O可以指Al-O。如上面指示的，在具体实施例中，x3可以选自0.001至0.04的范围。特别地，这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而，参见下文)，具有相对较高的效率，具有相对较高的热稳定性，并且允许高CRI(与第一光源光和第二光源光组合)(和滤光片))。

在具体实施例中，A可以选自由Lu和Gd组成的组。备选地或附加地，B可以包括Ga。因此，在实施例中，发光材料包括(Y_x1-x2-x3(Lu,Gd)_x2Ce_x3)₃(Al_y1-y2Ga_y2)₅O₁₂，其中Lu和/或Gd可能是可用的。甚至更特别地，x3选自0.001值0.1的范围，其中0<x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。进一步地，在具体实施例中，最多1％的B-O可以被Si-N取代。此处，百分比是指摩尔数(如本领域已知的)；还参见例如EP3149108。

在更进一步的具体实施例中，发光材料包括(Y_x1-x3Ce_x3)₃Al₅O₁₂，其中x1+x3＝1，并且其中0<x3≤0.2，诸如0.001至0.1。

在具体实施例中，光生成设备可以仅包括选自包括石榴石的铈类型的发光材料。在甚至进一步的具体实施例中，光生成设备包括单种类型的发光材料，诸如(Y_x1-x2-x3A'_x2Ce_x3)₃(Al_y1-y2B'_y2)₅O₁₂。因此，在具体实施例中，光生成设备包括发光材料，其中至少85重量％，甚至更特别地至少大约90重量％，诸如甚至更特别地至少大约95重量％的发光材料包括(Y_x1-x2-x3A'_x2Ce_x3)₃(Al_y1-y2B'_y2)₅O₁₂。此处，其中A'包括选自由镧系元素组成的组的一种或多种元素，并且其中B'包括选自由GaIn和Sc组成的组的一种或多种元素，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0<x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2。特别地，x3选自0.001至0.1的范围。要注意的是，在实施例中，x2＝0。备选地或附加地，在实施例中，y2＝0。

在具体实施例中，A可以特别地包括至少Y，并且B可以特别地包括至少Al。

蓝色发光集中器可以基于YSO(Y₂SiO₅:Ce³⁺)或类似化合物或者BAM(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)或类似化合物，特别地被配置为(多个)单晶。

在实施例中，红色发光材料可以包括选自由(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN₃:Eu和(Ba,Sr,Ca)₂Si₅N₈:Eu组成的组的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本或仅是二价的，并且取代了一种或多种指示的二价阳离子。通常，Eu的存在量不会大于阳离子的10％；相对于它所取代的(多个)阳离子，它的存在量特别地在大约0.5％至10％的范围内，更特别地在大约0.5％至5％的范围内。术语“:Eu”指示部分金属离子被Eu取代(在这些示例中被Eu²⁺取代)。例如，假设CaAlSiN₃:Eu中的Eu为2％，则正确的化学式可能是(Ca_0.98Eu_0.02)AlSiN₃。二价铕通常将取代二价阳离子，诸如以上二价碱土金属阳离子，特别地是Ca、Sr或Ba。

材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu也可以被指示为MS:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或钙和锶，更特别地钙。此处，Eu被引入，并且取代了M的至少一部分(即，Ba、Sr和Ca中的一种或多种)。

进一步地，材料(Ba,Sr,Ca)₂Si₅N₈:Eu也可以被指示为M₂Si₅N₈:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在又一具体实施例中，M由Sr和/或Ba组成(不考虑Eu的存在)，特别地是50％至100％，更特别地是50％至90％Ba和50％至0％(特别地50％至10％)Sr，诸如Ba_1.5Sr_0.5Si₅N₈:Eu(即，75％Ba；25％Sr)。此处，Eu被引入，并且取代了M的至少一部分(即，Ba、Sr和Ca中的一种或多种)。

同样地，材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN₃:Eu也可以被指示为MAlSiN₃:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或钙和锶，更特别地钙。此处，Eu被引入，并且取代了M的至少一部分(即，Ba、Sr和Ca中的一种或多种)。

如本领域技术人员已知的，上面指示的发光材料中的Eu基本或仅处于二价状态。

石榴石型发光材料可以特别地被适用为第一发光材料。

本文中的术语“发光材料”特别地涉及无机发光材料，其有时也被指示为磷光体。这些术语是本领域技术人员已知的。

在实施例中，量子点和/或有机染料可以被应用，并且这些可以可选地被嵌入到透射基质中，如例如聚合物，如PMMA或者聚硅氧烷等。

量子点是半导体材料的小晶体，通常具有仅几纳米的宽度或直径。当被入射光激发时，量子点发出由晶体的大小和材料确定的颜色的光。因此特定颜色的光可以通过调整点的大小来产生。在可见范围中具有发射的大多数已知量子点基于具有壳的硒化镉(CdSe)，诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)。无镉量子点也可以被使用，诸如磷化铟(InP)和铜铟硫化物(CuInS₂)和/或银铟硫化物(AgInS₂)。量子点示出非常窄的发射带，因此它们示出饱和的颜色。此外，发射颜色可以通过调整量子点的大小容易地调谐。本领域中已知的任何类型的量子点都可以被用于本发明中。然而，出于环境安全和关注的原因，可能优选地使用无镉量子点或者至少具有非常低的镉含量的量子点。

代替量子点或除了量子点之外，其他量子限制结构也可以被使用。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应该被理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三脚架、四脚架或纳米线等。

有机磷光体也可以被使用。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝系衍生物的有机发光材料，例如由BASF以名称

销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于

红色F305、

橙色F240、

黄色F083和

F170。

转换器材料可以由发光材料组成。然而，转换器材料也可以包括发光材料。例如，发光材料可以被嵌入本体材料中，如无机材料或聚合材料。在实施例中，转换器材料由活性物质组成。然而，转换器材料也可以包括活性物质。例如，活性物质可以被嵌入本体材料中，如无机材料或聚合材料。例如，三价铈可以在石榴石主晶格中可用。具有三价铈的石榴石主晶格可以是发光材料或转换器元件。然而，无机发光材料或有机发光材料也可以被嵌入例如聚合物中，如硅氧烷或PMMA、本体材料。这种实施例，本体材料和发光材料可以基本上提供转换器材料。术语“嵌入的”和类似的术语可以指分散的、分子分散的、溶解的等。

转换器材料可以特别地针对一个或多个波长在200nm至1500nm范围内(特别地可见波长范围内)的光是至少部分透射的。特别地当其中发光材料被嵌入的本体材料被使用时，该本体材料针对一个或多个波长在200nm至1500nm范围内(特别地可见波长范围内)的光可以是至少部分透射的。因此，在具体实施例中，本体材料包括或可以基本上由透光(本体)材料组成。

术语“透光本体材料”和类似的术语可以特别地指针对可见光中(诸如在绿色和红色中，并且通常也在蓝色中)的一个或多个波长的透光材料，特别地光透明材料(透射的，特别地是透明的)。合适的本体材料可以包括选自由透射有机材料组成的组的一种或多种材料，诸如选自无定形聚合物组，例如PC(聚碳酸酯)、聚甲基丙烯酸酯(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、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，诸如例如聚碳酸酯(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(PEA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸(PHB)、聚(3-羟基丁酸-聚-3-羟基戊酸)(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)。因此，透光材料特别地是聚合透光材料。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)石英、透光陶瓷材料(诸如石榴石)和硅树脂组成的组。玻璃陶瓷材料也可以被应用。而且，包括无机和有机部分的混合材料可以被应用。特别地，透光材料包括PMMA、透明PC或玻璃中的一种或多种。

因此，第一转换器材料(甚至更特别地第一转换器元件)可以是透光的光转换器元件。

以上实施例均涉及第一发光材料、第二发光材料、第一转换器材料和第二转换器材料。

然而，特别地，(至少类型)发光材料不同。

如上面指示的，第一发光材料光具有在绿色和/或黄色波长范围(即，特别地495nm至590nm的范围)中的一个或多个波长。特别地，第一光源光的光谱功率(以瓦特为单位)的至少50％(诸如至少60％，甚至更特别地至少70％，诸如至少80％，如甚至更特别地至少90％)在495nm至590nm范围内。也可以使用在不太期望的波长范围内具有太多发射强度的第一发光材料。在这种实施例中，第一发光材料和(第一)滤光片的组合可以被应用，使得第一发光材料光在495nm至590nm的范围内有效地具有第一光源光的光谱功率的至少80％，如甚至更特别地至少90％。

也如上面指示的，第二发光材料特别地可以被配置为将第一发光材料光的一部分转换为具有与第一发光材料光光谱功率分布不同的第二发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光。例如，在实施例中，第一发光材料光与第二发光材料光的光谱重叠以及第二发光材料光与第一发光材料光的光谱重叠均低于70％，特别地低于60％，甚至更特别地低于50％。

特别地，在实施例中，第二发光材料光具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长。特别地，第一光源光的光谱功率(以瓦特为单位)的至少50％(诸如至少60％，甚至更特别地至少70％，诸如至少80％，如甚至更特别地至少90％)在590nm至780nm范围内。也可以使用在不太期望的波长范围内具有太多发射强度的第二发光材料。在这种实施例中，第二发光材料和(第二)滤光片的组合可以被应用，使得第二发光材料光在590nm至780nm的范围内有效地具有第一光源光的光谱功率的至少80％，如甚至更特别地至少90％。

在具体实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被特别地选择和配置，使得第二发光材料对光源光的吸收导致与由第一发光材料光的吸收(由第二发光材料)引起的发射强度(E2)相比发射强度(E1)更低。例如E1/E2≤1，如特别地E1/E2≤0.5，诸如特别地E1/E2≤0.1，甚或E1/E2≤0.05。

如上面指示的，在实施例中，照明设备在实施例中可以被配置为使得第二发光材料基本上仅被第一发光材料光泵浦。

在(其他)实施例中，第一光源光的一部分可以被第二发光材料转换为发光材料光。特别地，第一光源光的这部分不是直接被转换器材料接收，而是仅在被第一转换器反射和/或散射和/或透射通过第一转换器之后。通过这种方式，第二发光材料可以接收比第一发光材料更低剂量的第一光源光。由于第二发光材料可能不太稳定和/或可能具有较低的淬火温度和/或可能具有较长的衰减时间和/或可能更容易发生光饱和，因此可能需要较低的剂量。因此，在实施例中，第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得第一光源光在经由第一转换器材料散射之后仅能够到达第二转换器材料。

在散射的情况下，第二转换器材料可以接收散射的第一光源光，诸如散射的激光。进一步地，第二转换器材料可以接收第一发光材料光。因此，在实施例中，第二发光材料可以转换(散射的)第一光源光和第一发光材料光中的一者或多者，特别地至少第一发光材料光。

在具体实施例中，第一转换器材料(特别地第一转换器元件)可以是透明的。通过这种方式，在实施例中，基本上没有第一光源光可以被散射到第二转换器材料。因此，在这种实施例中，第二发光材料可以基本上仅将第一发光材料光转换为第二发光材料光。在实施例中，最多10％(第一光源光的光瓦)(诸如最多5％，如最多3％)的第一光源光可以被散射到第二发光材料。甚至更特别地，最多2％(如最多1％)的第一光源光(诸如激光)可以被第一转换器材料散射到第二发光材料。小的散射可以导致第二发光材料与第一光源光的低负载。通过这种方式，较少的热量可以由第二发光材料(诸如红色磷光体)生成。进一步地，通过这种方式，第二发光材料的性能可能会更好。

要注意的是，短语“仅能够到达第二转换器材料”和类似的短语并不一定意味着一些第一光源光完全到达第二发光材料(在反射和/或透射和/或散射之后)。在实施例中，这可能是这种情况，而在其他实施例中，这可能(基本上)不是这种情况。进一步地，短语“仅能够到达第二转换器材料”和类似短语并不意味着没有第一光源光直接到达第二发光材料。然而，在实施例中，这将受到限制。在实施例中，到达第一转换器和第二转换器的第一光源光的所有光子中，等于或小于10％(诸如最多5％，如最多1％)可以到达第二转换器材料，而没有反射在第一转换器处或透射通过第一转换器。因此，特别地到达第二转换器材料的第一光源光的光谱功率(以瓦特为单位)中，等于或大于50％(诸如至少70％，如至少90％)可以在第一转换器处反射或由其散射或透射通过第一转换器之后到达第二转换器材料。更特别地，到达第二转换器材料的第一光源光的光谱功率(以瓦特为单位)中，等于或大于90％(如至少95％，诸如至少97％，如甚至更特别地至少98％)可以在由第一转换器散射之后到达第二转换器材料。

因此，在具体实施例中，第一转换器材料、第二转换器材料和第一光源可以被配置为使得至少50％(如至少60％，诸如特别地至少70％，甚至更特别地至少90％)的第二发光材料光由第一发光材料光的转换来生成。因此，在具体实施例中，第二发光材料可以基本上基于第一发光材料光的转换来生成第二发光材料光。因此，在实施例中，第二发光材料可以基本上被第一发光材料光泵浦(并且因此基本上不被第一光源光泵浦)；然而，其他实施例也是可能的。

在具体实施例中，第一光源光和/或第一发光材料光可以仅经由第二转换器材料从照明设备逸出。因此，在实施例中，第二转换器材料可以针对光源光的至少一部分是透射的。备选地或附加地，在实施例中，第二转换器元件针对第一发光材料光的至少一部分是透射的。此处，“透射”特别地意味着材料具有允许至少部分(指示光)透射的吸收和厚度。因此，在具体实施例中，第二转换器材料可以针对(i)至少部分第一光源光和(ii)至少部分第一发光材料光中的一者或多者是透射的。因此，特别地第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料可以被配置为使得(a)第一光源的至少一部分和(b)第一发光材料光的至少一部分中的一者或多者经由第二转换器材料从照明设备逸出。

然而，在其他实施例中，第一光源光和/或第二发光材料光可以在具体实施例中仅经由第一转换器材料从照明设备逸出。因此，在实施例中，第一转换器材料可以针对光源光的至少一部分是透射的。备选地或附加地，在实施例中，第一转换器元件针对第二发光材料光的至少一部分是透射的。此处，“透射”特别地也可能意味着材料具有允许至少部分(指示光)透射的吸收和厚度。因此，在具体实施例中，第一转换器材料可以针对(i)至少部分第一光源光和(ii)至少部分第二发光材料光中的一者或多者是透射的。因此，特别地第一光源、第二转换器材料和第一转换器材料可以被配置为使得(a)第一光源的至少一部分和(b)第二发光材料光的至少一部分中的一者或多者经由第一转换器材料从照明设备逸出。

照明设备光可以从光出射窗口或辐射出射面或出射表面发出。在实施例中，辐射出射面可以包括第一出射部分和第二出射部分。第一出射部分可以包括第一转换器材料的至少一部分；第二出射部分可以包括第二转换器材料的至少一部分。然而，在(其他)实施例中，辐射出射面可以不包括第一转换器材料。备选地或附加地，在(其他)实施例中，辐射出射面可以不包括第二转换器材料。

在实施例中，照明设备可以包括单个辐射出射面。

在实施例中，(单个)辐射出射面可以特别地是平面的。在实施例中，(单个)辐射出射面可以具有至少两个对称轴(例如正方形)，或至少三个对称轴(例如六边形)，或者可以是圆形的。照明设备光的光轴可以基本上垂直于(单个)辐射出射面。

在(可选的)实施例中，导热元件可以被提供，以引导来自第一光源的热量、来自第一发光材料的热量和来自第二发光材料的热量中的一者或多者。

特别地，在实施例中，照明设备还可以包括与第二发光材料的至少一部分热接触的第一导热元件。

导热元件可以是散热器。导热元件可以包括导热材料或基本上由导热材料组成。导热材料可以具有至少大约20W/m/K(如至少大约30W/m/K，诸如至少大约100W/m/K，如特别地至少大约200W/m/K)的导热率。在实施例中，导热材料可以包括金属，诸如铜或铝。备选地或附加地，导热材料可以包括石墨或陶瓷材料。

进一步地，导热元件可以反射(第一)光源光和/或(第一和/或第二)发光材料光。因此，两种功能都可以由单个元件提供。术语“元件”也可以指多个(不同的)元件(分别具有这些功能之一或两者)。

该元件可以包括高反射(Miro)反射器以改进光学循环。在本文中，术语“Miro”是指具有高(表面)反射率的反射材料，特别地来自Alanod/Westlake Metal Ind.的反射材料。特别地，这种反射材料是高度镜面反射的，在垂直辐射下具有等于或小于10％(诸如等于或小于6％)的漫反射，其余为镜面反射，特别地在可见光照射下。此处，Miro反射材料可以(在本文中)被用作镜面反射器。在具体实施例中，(反射和/或导热)元件可以包括AlSiMgMn。

(反射和/或导热)元件特别地可以不与转换器材料光学接触。因此，元件和转换器材料之间可能存在非零距离。特别地，该距离至少是感兴趣的波长，更特别地至少是感兴趣波长的两倍。进一步地，因为可能有一些接触，例如出于保持目的或距离保持器目的，特别地平均距离至少为λ_i，诸如至少1.5*λ_i，如至少2*λ_i，诸如特别地大约5*λ_i，其中λ_i是感兴趣的波长。然而，特别是，为了良好的热接触，平均距离在实施例中不大于50μm，诸如不大于25μm，如不大于20μm，如不大于10μm。同样地，这种平均最小距离可以应用于例如也配置在端面或其他光学部件处的反射器和/或滤光片。可选地，在实施例中，元件可以包括散热功能和反射功能，诸如具有反射表面的散热器或者功能上耦合至散热器的反射器。感兴趣的波长(λ_i)特别地可以是(诸如第一发光材料或第二发光材料的)发光材料的发光的最大发射波长。出于安全原因，后者可以被选择。因此，为了防止光学耦合，平均距离可以是至少λ_i，诸如至少1.5*λ_i，如至少2*λ_i，诸如特别地至少大约5*λ_i。

(反射)元件的反射率特别高(在垂直照射下)，诸如至少85％，如至少88％，诸如特别地至少92％。

第一转换器材料可以作为层或本体提供。备选地或附加地，第二转换器材料可以作为层或本体提供。术语“层”和类似术语也可以指代多个(不同)层。术语“本体”和类似术语也可以指代多个(不同)本体。因此，在实施例中，照明设备可以包括(i)包括第一转换器材料的第一转换器元件，其中第一转换器元件包括层或本体，和/或(ii)包括第二转换器材料的第二转换器元件，其中第二转换器元件包括层或本体。在具体实施例中，第一转换器元件可以基本上由第一转换器材料层或第一转换器材料本体组成。备选地或附加地，在具体实施例中，第二转换器元件可以基本上由第二转换器材料层或第二转换器材料本体组成。

例如，在实施例中，第一转换器和第二转换器可以被提供为分层结构。代替术语“分层结构”和类似术语，术语“堆叠结构”也可以被选择。当转换器的分层结构被应用时，第一转换器和第二转换器可以彼此物理接触。因此，第一转换器和第二转换器之间的平均距离可以(基本)小于1μm，特别地小于0.1μm，诸如小于0.01μm，即，实际上是0μm。

然而，在其他实施例中，第一转换器和第二转换器可以被提供为(基本上)分离的层(还参见下文)。因此，在具体实施例中，第一转换器元件和第二转换器元件被配置为分层结构。因此，层可以包括第一转换器元件，并且另一层可以包括第二转换器元件。

在实施例中，一个或多个层(在具体实施例中两个层)可以基本上是平面层。在实施例中，一个或多个层(在具体实施例中两个层)可以被配置为弯曲形状。例如，这些层可以具有圆柱或棒的形状，如圆柱中的圆柱或者如圆柱中的棒。

一层可以是弯曲的，并且另一层可以是平面的。例如，一层可以具有圆锥形状，并且另一层可以是平面的。

在实施例中，第一转换器材料可以(作为层)包围第二转换器材料(作为层或作为本体)。在其他实施例中，第二转换器材料可以(作为层)包围第一转换器材料(作为层或作为本体)。这种分层系统可以是中空的。然而，这种分层系统也可以是固体。

分层系统可以具有正方形或圆形横截面(横截面特别地平行于(多个)层)。然而，其他实施例也是可能的，如六边形或三角形等。

进一步地，第一转换器元件具有第一表面积A1，并且第二转换器元件具有第二表面积A2。术语“表面积”特别地指元件外表面的面积。例如，如果元件是具有顶部表面积At和底部表面积Ab的层，其中通常At＝Ab，那么表面积将基本上为2*At(假设层厚远小于At)。

如上面指示的，第一转换器材料和/或第二转换器材料可以与导热元件热接触。在具体实施例中，至少35％的第二表面面积A2可以与第一导热元件热接触。可能期望将来自第二转换器材料的热量尽可能多地引导走。在进一步的具体实施例中，在大约35％至70％的范围内的第二表面面积A2可以与第一导热元件热接触。例如，在实施例中，40％到大约50％的第二表面面积A2可以与第一导热元件热接触。热接触越大，热量交换可能就越好。

在实施例中，与第一导热元件接触的第二表面面积的部分大于与第一导热元件接触的第一表面面积的部分。备选地或附加地，与第一导热元件接触的第二表面面积的百分比大于与第一导热元件接触的第一表面面积的百分比。

特别地，在实施例中，与第一导热元件热接触的第一表面面积A1的百分比PA1和与第一导热元件热接触的第二表面面积A2的百分比PA2的第一比率R1选自0≤R1<1的范围，诸如0≤R1≤0.75。特别地，在实施例中，百分比PA2基本大于PA1。在进一步的具体实施例中，与第一导热元件热接触的第一表面面积A1的百分比PA1和与第一导热元件热接触的第二表面面积A2的百分比PA2的第一比率R1选自0≤R1<0.5的范围，诸如选自0≤R1≤0.25的范围。通过这种方式，第一转换器材料的热量将基本上不会经由第一导热元件引导走。

在具体实施例中，第二转换器材料可以与第一导热元件热接触。备选地或附加地，在实施例中，第一转换器材料可以与第一导热元件热接触。备选地或附加地，在实施例中，第一转换器材料可以与第二转换器材料热接触。

第一导热元件至少部分地包围第一转换器材料和第二转换器材料，其中第一导热元件包括窗口，其中在具体实施例中，窗口包括透光材料和开口中的一者或多者，其中第一光源被配置在窗口的上游，并且其中第一转换器材料被配置在窗口的下游。因此，(第一)光源光可以经由开口进入，并且在被第二转换器材料(如果有的话)接收之前主要被第一转换器材料接收。窗口可以包括透光材料，如一种或多种上述透光材料，如玻璃、PMMA等。窗口可以可选地具有透镜的形状。窗口也可以是开口。窗口可能是针孔。窗口可以具有例如小于1cm(如小于0.5mm)的等效圆形直径。术语“开口”也可以指多个(不同的)开口。优点是由第一导热元件提供的用于冷却的表面积被增加，从而改进第一转换器材料和第二转换器材料的冷却。

术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(此处特别地是光源)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，光束中靠近光生成装置的第二位置为“上游”，并且光束内远离光生成装置的第三位置为“下游”。

照明设备可以在操作期间提供照明设备光。照明设备光可以包括第一发光材料光和第二发光材料光，并且在具体实施例中还包括(第一)光源。在实施例中，第一光转换器、第二光转换器和(第一)光源被选择，以便白色照明设备光可以被生成。因此，在具体实施例中，照明设备被配置为生成(在一种或多种操作模式下)(白色)照明设备光，包括第一发光材料光、第二发光材料光和光源光。

因此，本发明还提供了实施例，其中第一光源、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得第一光源光的一部分从照明设备逸出，而不被第一发光材料或第二发光材料转换(并且因此被包括在照明设备光中)。

例如，高达大约30％的第一光源光(如高达大约25％的第一光源光，如在10％至25％范围内的第一光源光)可以从照明设备逸出(作为照明设备光的一部分)。进一步地，在55％至80％的范围内(诸如60％至75％，诸如特别地在60％至72％的范围内)的第一光源光可以被转换为第一发光材料光。进一步地，在大约20％至75％的范围内(诸如22％至70％，诸如特别地在25％至67％的范围内，如例如27％至65％)的第一发光材料光可以被转换为第二发光材料光。此处，百分比基于光瓦。例如，从1瓦蓝色开始，其10％至25％可能保持未转换(并且75％至90％可能已被转换)。由于斯托克斯损失，0.75至0.9瓦的蓝色可以被转换为达约0.6至0.72瓦的绿色。这提供了例如上面指示的60％至72％的百分比(而不是75％至90％)。类似地，这适用于将第一发光材料光转换为第二发光材料光。

本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。它特别地涉及具有在大约1800K和20000K之间(诸如在2000K和20000K之间，特别地2700K至20000K)的相关色温(CCT)的光，通常照明特别地在大约2700K和6500K的范围内。在实施例中，为了背光的目的，相关色温(CCT)特别地可以在大约7000K和20000K的范围内。更进一步地，在实施例中，相关色温(CCT)特别地在与BBL(黑体轨迹)大约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，特别地在与BBL大约10SDCM内，甚至更特别地在与BBL大约5SDCM内。

在具体实施例中，照明设备可以被配置为生成(在一种或多种操作模式下)白色照明设备光，显色指数选自至少80的范围，并且相关色温选自1800K至10000K(如2000K至10000K，诸如至少2700K，如至少3000K，如高达8000K)的范围。在具体实施例中，CRI可以至少为85，甚至更特别地至少为90。

在具体实施例中，第二发光材料可以被配置为将(i)部分第一发光材料光和(ii)部分第一光源光中的一者或多者转换为第二发光材料光，特别地可以被配置为将(i)第一发光材料光的一部分和(ii)第一光源光的一部分转换为第二发光材料光。如上面指示的，从照明设备发出的第一发光材料光可以相对于由第一发光材料生成的第一发光材料光发生红移。在具体实施例中，第二发光材料可以被配置为将(i)部分第一发光材料光和(ii)部分第一光源光中的一者或多者转换为一个或多个波长在琥珀色-红色波长范围(即，特别地585nm至780nm的范围，甚至更特别地至少选自585nm至680nm的范围)中的第二发光材料光。如上面指示的，第二发光材料光光谱功率分布不同于第一发光材料光光谱功率分布。

在实施例中，第一转换器材料可以相对于光源和第二转换器材料被配置为使得(第一)光源光的至少一部分可以基本上仅经由通过第一转换器材料的透射到达第二转换器材料。具体地，透射可以通过活性物质的浓度和第一转换器材料的层厚来控制。备选地，第一转换器材料可以相对于光源和第二转换器材料被配置为使得(第一)光源光的至少一部分可以基本上仅经由通过第一转换器材料的散射到达第二转换器材料。

因此，在具体实施例中，第一转换器材料针对第一光源光是至少部分透射的。

更进一步地，在具体实施例中，第一转换器材料和第二转换器材料中的一者或多者被提供为陶瓷体。因此，第一转换器材料可以由陶瓷体构成或者可以是陶瓷体。备选地或附加地，第二转换器材料可以由陶瓷体构成或者可以是陶瓷体。在(非常)具体的实施例中，第一转换器材料和第二转换器材料可以由(单个)陶瓷体构成或可以是(单个)陶瓷体。

更进一步地，在具体实施例中，第二发光材料被配置为将第一发光材料光的一部分和第一光源光的一部分转换为第二发光材料光。在替代实施例中，第二发光材料特别地可以被配置为基本上仅转换第一发光材料光的一部分。后者可以例如通过应用在第一光源光的波长处基本上没有吸收的第二发光材料和/或通过将设备配置为使得基本上没有第一光源光到达第二发光材料光来实现。

当单个第一光源被应用时，照明设备光的光谱分布可以(在实施例中)基本上是固定的。例如，这可能是白色照明设备光。如果多个(基本上相同的)第一光源(例如来自同一箱的固态激光光源)被应用，则在实施例中，照明设备光的光谱分布可以基本上是固定的，但在其他实施例中，照明设备光的光谱分布可以是可控的。当两个或多个第一光源具有到达第二转换器材料和第一转换器材料的不同的光子数量比率时，特别地可能会出现这种情况。例如，这可能取决于光源相对于第一转换器材料的配置和/或取决于转换器材料的形状或配置。因此，在这种实施例中，照明设备光的光谱分布可以是可控的。

备选地或附加地，可能期望使用第二光源，其被配置为生成第二光源光，其具有不同于第一光源光的光谱分布。这种第二光源可以被用于增加色域、光谱分布可控性、显色指数(CRI)等中的一者或多者。特别地，在实施例中，第二光源可以被配置为生成红色的第二光源光。因此，在实施例中，照明设备还可以包括第二光源，被配置为生成具有与第一光源光光谱功率分布不同的第二光源光光谱功率分布的第二光源光，其中第二光源光具有在红色波长范围内的一个或多个波长，其中照明设备被配置为在一种或多种操作模式下生成包括第一发光材料光、第二发光材料光、第一光源光和第二光源光的照明设备光(可以是白色照明设备光)。

针对第二光源，与上面关于(第一)光源描述的基本相同的实施例适用。例如，特别地，第二光源可以(也)包括激光光源；也进一步参见上文。进一步地，特别地术语“第二光源”还可以指多个第二光源，包括两个或多个不同(类型)的第二光源。因此，例如青色发射的第二光源和/或红光发射的第二光源可以被应用。当第二光源被配置为生成红色的第二光源光时，在实施例中，基本上所有的第二光源光都可以从照明设备逸出(并且可以被包括在从照明设备发出的照明设备光中)。

如上面指示的，在实施例中，可以控制光谱分布，诸如通过控制(多个)第一光源和/或(多个)第二光源。

因此，在具体实施例中，照明设备还可以包括(或在功能上耦合至)控制系统，其中控制系统被配置为控制照明设备光的光谱功率分布。控制设备光的光谱功率可以通过例如控制多个第一光源，或者通过控制第一光源和第二光源(当可用时)，或者特别地通过控制一个或多个第一光源和一个或多个第二光源来实现。备选地或附加地，设备光的光谱功率的控制可以通过例如控制可控反射偏振器来实现(还进一步参见下文)。

系统或装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作模式”下执行动作。同样地，在方法中，动作或阶段或步骤可以在“模式”或“操作模式”或“操作模式”下执行。术语“模式”也可以被指示为“控制模式”。这不排除该系统或装置或设备也可以适用于提供另一控制模式或多种其他控制模式。同样地，这可能不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后，一种或多种其他模式可以被执行。

然而，在实施例中，控制系统可能是可用的，其适用于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选择特别地可以经由用户界面执行，尽管其他选项(如根据传感器信号或(时间)方案执行模式)也是可能的。操作模式在实施例中还可以指仅能够在单种操作模式下操作(即，“开启”，没有进一步的可调性)的系统、装置或设备。因此，在实施例中，控制系统可以根据用户界面的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者进行控制。术语“定时器”可以指代时钟和/或预定的时间方案。还进一步参见下文。

特别地，可以存在多种操作模式，诸如至少两种，如至少三种，诸如至少五种，如至少8种，诸如至少16种。操作模式之间的改变可以是逐步的或无级。控制可以是类推的或数字的。

术语“控制”和类似术语至少特别地指确定行为或监督元件的运行。因此，本文中的“控制”和类似的术语可以例如指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、位移、改变温度等…除此之外，术语“控制”和类似术语可以附加地包括监测。因此，术语“控制”和类似的术语可以包括对元件施加行为以及对元件施加行为并且监测该元件。元件的控制可以利用控制系统来完成，该控制系统也可以被指示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地在功能上耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不被物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控件完成。术语“控制系统”也可以指多个不同的控制系统，这些控制系统特别地是功能耦合的，例如一个控制系统可以是主机控制系统，并且一个或多个其他控制系统可以是从机控制系统。控制系统可以包括或可以在功能上耦合至用户界面。

控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的应用来控制，诸如便携式设备，如智能手机或苹果手机、平板计算机等。因此，该设备不必被耦合至照明系统，而是可以(临时)在功能上耦合至照明系统。

因此，在实施例中，控制系统可以(也)被配置为由远程设备上的应用控制。在这种实施例中，照明系统的控制系统可以是从机控制系统或从机模式下的控件。例如，照明系统可以用代码来标识，特别地相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制，该外部控制系统基于(唯一)代码的知识(由具有光学传感器(例如QR码读取器)的用户界面输入)访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其他系统或设备通信的装置，诸如基于蓝牙、WIFI、ZigBee、BLE或WiMAX或另一无线技术。

可能期望分离第一转换器元件和第二转换器元件的热通路。在这种实施例中，当第一转换器元件和第二转换器元件不物理接触，或仅针对有限面积，或不热接触，或仅在有限面积上时，可能是合乎需要的。因此，在具体实施例中，以下一项或多项可以适用：(i)等于或小于10％的第一表面面积A1可以与第二转换器元件热接触，以及(ii)等于或小于10％的第二表面面积A2可以与第一转换器元件热接触。如上面指示的，当平均距离等于或小于50μm，诸如不大于25μm，如不大于20μm，如不大于10μm，诸如在(完全)物理接触时，热接触可能是这种情况。

当脸部的一部分与另一张脸物理接触并且脸部的其他部分不与另一张脸物理接触时，平均非零距离可以例如被获得。例如，粗糙度可以提供物理接触的部分和非物理接触的部分。备选地或附加地，距离保持器可以被应用，如颗粒(或珠子)。通过这种方式，基本上平坦的面(平行配置的面)可能仍然处于平均非零距离。因此，通过这种方式，光学耦合或热耦合可以被控制。进一步地，通过这种方式，物理耦合可以被最小化。物理耦合可能会导致光损失。因此，尽管考虑到热传递可能期望(完全)物理接触，但考虑到光学效率的原因，可以选择使用具有平均非零距离的热接触。

备选地或附加地，当第一转换器元件与除了第二转换器元件之外的另一导热元件热接触时，热通路可以被(进一步)分离。因此，在具体实施例中，第一转换器元件被配置为与第二导热元件热接触，并且其中第二转换器元件被配置为与第一导热元件热接触。特别地，第一导热元件和第二导热元件彼此不热接触(或仅在有限面积上(还参见上文关于第一转换器元件和第二转换器元件的热接触)。

在实施例中，光混合室可以被使用。这种光混合室可以被用于混合第一发光材料光和第二发光材料光以及可选的第一光源光和/或可选的第二光源光。通过这种方式，从照明设备发出的照明设备光可以被(很好地)混合。因此，在实施例中，照明设备可以包括光混合室，其中光混合室包括封包和室窗，(基本上)共同限定腔室容积。在更进一步的具体实施例中，封包可以包括至少部分的第二发光材料(包括第二发光材料的第二转换器材料)和/或室窗可以包括至少部分的第一发光材料(包括第一发光材料的第一转换器材料)。在替代的进一步的具体实施例中，封包可以包括至少部分的第一发光材料(包括第一发光材料的第一转换器材料)和/或室窗可以包括至少部分的第二发光材料(包括第二发光材料的转换器材料)。取决于第一光源的位置，第一光源光可以基本上仅在以下一项或多项之后到达第二转换器材料：(i)由第一转换器材料反射，(ii)透射，以及(iii)经由第一转换器材料散射。特别地，如上面在实施例中指示的，第一光源光可以基本上仅通过经由第一转换器材料的散射而到达第二转换器材料。

在生成白色设备光时，第一光源光特别地可以是蓝光，例如使用蓝色激光光源。然而，也可以使用UV光源。在后一种情况下，蓝色发光材料可能必须被使用，其被配置为将至少部分UV光转换为蓝色发光材料光。

在这种实施例中，第一发光材料可以被配置为将第一光源光和蓝色发光材料光中的一者或多者转换为第一发光材料光。进一步地，在这种实施例中，第二发光材料可以被配置为将第一光源光、蓝色发光材料光和第一发光材料光中的一者或多者转换为第二发光材料光。在实施例中，第一光源、蓝色发光材料、第一转换器材料和第二转换器材料被配置为使得第一光源光和/或蓝色发光材料光在(i)通过第一转换器材料的反射，(ii)透射，以及(iii)经由第一转换器材料散射中的一项或多项之后仅能够到达第二转换器材料。在具体实施例中，蓝色发光材料可以被配置为转换至少90％(光瓦)的第一光源光，其具有基本上在UV中的波长。进一步地，如上面指示的，第一光源光在经由第一转换器材料散射之后可以基本上仅到达第二转换器材料(并且因此基本上不仅经由透射或仅经由反射)。

因此，在具体实施例中，照明设备还可以包括第三转换器材料，包括第三发光材料，该第三发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有第三发光材料光光谱功率分布的第三发光材料光，其中第三发光材料光具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长，其中第一发光材料被配置为转换第三发光材料光和第一光源光中的一者或多者的至少一部分。如上面指示的，特别地第一光源光在UV中具有(在这种实施例中)一个或多个波长。进一步地，在实施例中，术语“第三发光材料”特别地指蓝色发光材料(还参见上文)。

在再一方面中，本发明还提供了一种照明系统，包括本文定义的一个或多个照明设备和被配置为控制该一个或多个照明设备的控制系统。特别地，照明系统被配置为生成照明系统光，其中在照明系统的一种或多种操作模式中，照明系统光包括一个或多个照明设备的一个或多个照明设备光。特别地，本发明还提供了一种照明系统，包括根据前述权利要求中任一项的两个或多个照明设备和系统控制系统，其中照明系统被配置为生成照明系统光，其中在照明系统的一种或多种操作模式下，照明系统光包括两个或多个照明设备中的一个或多个照明设备光。

在再一方面中，本发明还提供了一种投影系统或照明器，其包括本文定义的照明设备或本文定义的照明系统。

照明设备可以是以下的一部分或者可以被应用在以下中，例如办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自点亮显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示器标志系统、装饰性照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或者LCD背光照明。

附图说明

本发明的实施例现在将仅通过示例参照所附示意图来描述，其中对应的参考符号指示对应的部分，并且其中：

图1示意性地描绘了一些参考变型；

图2a至图2f示意性地描绘了一些进一步的变型；

图3a至图3f示意性地描绘了一些进一步的变型；

图4a至图4e示意性地描绘了一些方面和变型；

图5a至图5b示出了实施例的一些发射光谱；

图6a至图6c示意性地描绘了一些实施例和变型；以及

图7a至图7b分别示意性地描绘了根据本发明的投影系统和照明器。

示意图不一定按比例绘制。

具体实施方式

实施例可以包括双组分磷光体系统(绿色和红色磷光体)。绿色磷光体被蓝色激光器泵浦。蓝色激光源可以是直接激光器，或者可以是由光学部件预成型的光束，或者是用于远程光传输的光纤的输出。通过绿色磷光体和绿色发射透射的部分蓝光被入射到红色磷光体上。红色磷光体部分吸收并且部分透射蓝光和绿光。由于红色磷光体的吸收光谱和绿色磷光体的发射光谱之间存在重叠，部分绿色磷光体发射被再吸收，并且绿色光谱有效地位移到更长的波长范围。这有助于降低色温并且达到更高的CRI。这种架构的另一优点是红色磷光体不是直接由蓝色激光器泵浦，而是经由具有较低功率密度的绿色磷光体间接泵浦，这有助于降低热和光饱和负载。该架构的可能实施方式如图1所描绘的，右侧为透射模式(左)和反射(右)模式。透射模式可能更适合紧凑性，但在热管理方面可能更具挑战性。绿色和红色磷光体可能都需要充分冷却。这可以通过将磷光体嵌入白色反射陶瓷基质中或放置在具有良好导热性的光学透明部件(例如蓝宝石)之间来实现。在光出射侧，初级光学部件可以被附接，该部件还具有冷却磷光体的功能。二向色镜可以被附接或沉积在激光器入口侧，仅透射泵浦波长的(多个)窄光谱范围并且将转换后的光反射到输出。附加的二向色层可以被应用在红色和绿色磷光体之间，以防止红色发射在与预期光输出相反的方向上进行；这在透射配置中可能特别地相关。

在实施例中，透射模式可以提供良好的热管理。在这种情况下，红色磷光体可以被直接附接至散热器。而且，在这种情况下，绿色光谱的量或再吸收和红移会高得多，因为红色磷光体被夹在绿色磷光体和反射散热器之间，因此所有的红光都需要通过红色磷光体才会退出封装。在该版本中，不建议在两个磷光体之间放置二向色镜，因为它会防止绿色发射激发红色磷光体(考虑到较小的斯托克斯位移损失，这种激发是优选的)。

除其他外，图1示意性地描绘了照明设备1000的两个(参考)示例，其实施例在本文中描述。

照明设备1000包括被配置为生成第一光源光111的第一光源110。第一光源光111具有第一光源光光谱功率分布。第一光源110包括激光光源10。激光光源被配置为生成激光光源光。第一光源光可以在实施例中基本上由激光光源光组成。附图标记113指的是第一光源110的辐射出射面，第一光源光111从该辐射出射面发出。

照明设备1000还包括第一转换器材料215，该第一转换器材料215包括第一发光材料210。第一发光材料210特别地被用于将第一光源光111的至少一部分转换为第一发光材料光211。第一发光材料光具有第一发光材料光光谱功率分布(不同于第一光源光光谱功率分布)。第一发光材料光211具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长(还参见图5)。

照明设备1000还包括第二转换器材料225，其包括第二发光材料220。第二发光材料220特别地被配置为将第一发光材料光211的一部分转换为第二发光材料光221。第二发光材料220具有不同于第一发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光光谱功率分布。第二发光材料光221具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长。

如在两个实施例中示意性地描绘的，即，透射的(I)和反射的(II)，第一光源110、第一转换器材料215和第二转换器材料225被配置为使得第一光源光111在(i)被第一转换器材料215反射(实施例II)，(ii)透射(实施例I)，以及(iii)经由第一转换器材料215散射中的一项或多项之后仅能够到达第二转换器材料225。

图1的示例I和II是为了参考目的而特别地示出的。在实施例I和II中，第一光源光111可以在经由第一转换器材料215透射之后到达第二转换器材料225。如下面示意性地描绘的实施例中所示，参见图2a至图2f，第一光源光111在经由第一转换器材料215散射之后基本上仅能够到达第二转换器材料225。

进一步地，在两个实施例中，与第二发光材料220的至少一部分热接触的第一导热元件410被示意性地描绘。

在实施例中，照明设备1000可以包括第一转换器元件1215，第一转换器元件1215包括第一转换器材料215，其中第一转换器元件1215包括层或本体。备选地或附加地，在实施例中，照明设备1000可以包括第二转换器元件1225，第二转换器元件1225包括第二转换器材料225，在实施例中，第二转换器元件1225包括层或本体。

第一转换器元件1215具有第一表面积A1，并且第二转换器元件1225具有第二表面积A2。

在实施例中，第一转换器元件1215和第二转换器元件1225可以被配置为分层结构1245。

特别地，第二表面面积A2的至少35％可以与第一导热元件410热接触。特别地，在(其他)实施例中，与第一导热元件410热接触的第一表面面积A1的百分比PA1和与第一导热元件410热接触的第二表面面积A2的百分比PA2的第一比率R1选自0≤R1≤0.5的范围。

附图标记O指示第一光源光111(的光束)的光轴。此处，光轴O被入射到第一转换器材料215和第二转换器材料225上。

照明设备光1001可以从光出射窗口或辐射出射面发出。照明设备光1001可以从照明设备1000发出的面用附图标记425指示。

除其他外，参照图2至3，在实施例中，第一导热元件410可以至少部分地包围第一转换器材料215和第二转换器材料225。

在具体实施例中，第一导热元件410包括窗口415。这种窗口415可以包括透光材料和开口中的一者或多者。如示意性地描绘的，第一光源110可以被配置在窗口415的上游，并且第一转换器材料215可以被配置在窗口415的下游。

也如示意性地描绘的，在若干实施例中，第二转换器材料225可以被配置在第一转换器材料215的下游。

如示意性地描绘的，照明设备1000特别地被配置为生成照明设备光1001。照明设备光1001可以是白色照明设备光。照明设备光1001特别地可以包括第一发光材料光211、第二发光材料光221和光源光111。

在具体实施例中，第一转换器材料215、第二转换器材料225和第一光源110被配置为使得至少90％的第二发光材料光221由第一光源光111的转换生成。

因此，除其他外，本发明通过间接泵浦红色磷光体提供高质量的白色的基于激光的光源。

因此，除其他外，本文建议在具有绿色/黄色发射磷光体的配置中使用红色磷光体，使得红色磷光体仅被绿色磷光体激活以发射红光(图2a至图2f)。由于减少了从黄色/绿色变为红色而不是蓝色激光变为红色的斯托克斯位移，红色的温度升高也被减少。此外，在这些配置中，红色磷光体的更大表面积与散热器接触以避免温度淬火。参照图2，可以使用透射模式(图2a至图2c)或反射模式(图2d至图2e)。进一步地，也如图2所示，可以使用针孔(图2a至图2c、图2e、图2f)或不使用针孔(图2d)。针孔可以例如位于底部(图2a至图2c)或侧面(图2e至图2f)。

因此，除其他外，本发明提供了一种照明设备，在实施例中包括：被配置为发射激光的激光光源；发光布置，被布置在相对于激光光源不为零的距离处；其中发光布置包括能够将激光转换为第一转换光的第一发光元件和能够将激光和第一转换光转换为第二转换光的第二发光元件；其中第二发光元件仅由第一转换光激活。

第一发光元件(例如绿色/黄色磷光体)可以以部分转换模式布置，即，部分蓝光不被转换(图2a至图2f)。不用说，照明设备也可以基于图2中的完全转换(参见虚线箭头)。

第一光源可以被配置为提供蓝光。然而，第一光源也可以被配置为生成UV辐射，参见例如图3。

也可以添加蓝色发光材料，参见图4a，或使用蓝色和绿色发光材料的混合物，参见图4b。可以使用蓝色发光材料和绿色发光材料的叠层，参见图4c。

因此，例如图4b至图4c还可以示意性地描绘照明设备1000的实施例，该照明设备1000还包括第三转换器材料235，该第三转换器材料235包括第三发光材料230，该第三发光材料230被配置为将第一光源光111的至少一部分转换为具有第三发光材料光光谱功率分布的第三发光材料光231。特别地，在实施例中，第三发光材料光231可以具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长，其中第一发光材料210被配置为转换第三发光材料光231和第一光源中的一者或多者的至少一部分。特别地，在这种实施例中，第一光源光111在UV中具有一个或多个波长。

也可以使用分层系统，参见图4d。

还可以在发光元件的上游使用附加的光学部件510，诸如透镜，和/或也可以在发光元件的下游使用附加的光学部件，诸如透镜。此处，在图4e中，通过示例，两个光学部件510被示意性地描绘，可选的第一光学部件511位于发光元件的下游；第二可选的第一光学部件512在下面讨论。进一步地，可以将建议的光源与其他固态光源(诸如LED或激光器)组合起来(图4e)。

图4e还示意性地描绘了照明设备1000的实施例，该照明设备1000还包括第二光源120，第二光源120被配置为生成具有不同于第一光源光光谱功率分布的第二光源光光谱功率分布的第二光源光121。第二光源光121可以例如具有在红色波长范围内的一个或多个波长，其中照明设备1000被配置为在一种或多种操作模式下生成(白色)照明设备光1001，包括第一发光材料光211、第二发光材料光221、第一光源光111和第二光源光121，还参见例如图5a至图5b。此处，通过示例，第二光源被配置在第一转换器材料和第二转换器材料的下游。然而，第二光源也可以被配置在其上游，特别地当第一转换器材料和/或第二转换器材料针对第二光源光121的至少一部分是透射的时。例如，二向色镜也可以被配置在第一光源110和窗口415之间。通过这种方式，第二光源光121也可以通过窗口415传播，并且从第一转换器材料215和/或第二转换器材料发出。

特别地，在实施例中，第二光源可以被配置为生成橙色和/或红色光源光。特别地，第二光源包括或是激光光源，被配置为生成橙色或红色光源光。

图4e还示意性地描绘了照明设备1000的实施例，还包括控制系统300。控制系统300被配置为控制照明设备光1001的光谱功率分布。

图4e还示意性地描绘了第二光学元件512，其例如可以被配置为混合光或准直光等。图4e示意性地描绘了多个元件，其中的一者或多者还可以被用于本文描绘的其他实施例中。图4e的元件不一定包括在单个实施例中。

参照例如图2a至图2d、图3a至图3d、图4a至图4e，一个或多个层(在具体实施例中，两个层)都可以被配置为弯曲形状。例如，这些层可以具有圆柱或棒的形状，如圆柱中的圆柱或如圆柱中的棒。在实施例中，第一转换器材料可以(作为层)包围第二转换器材料(作为层或作为本体)。在其他实施例中，第二转换器材料可以(作为层)包围第一转换器材料(作为层或作为本体)。这种分层系统可以是中空的。然而，这种分层系统也可以是固体。分层系统可以具有正方形或圆形横截面。然而，其他实施例也是可能的，如六边形或三角形等。

参照图2、3和4，光轴O被入射到第一转换器材料215上，并且不被入射到第二转换器材料225上。

许多照明设备被研究，并且发现基于基于石榴石的发光材料和红色激光，诸如波长为620nm，不容易或者几乎不可能生成R9>50的相关色温为2700K的照明设备。

令人惊讶地发现，具有良好颜色质量(显色指数CRI>90并且CCT在2700K至4000K范围内)并且同时提供比现有LED源高一个数量级的高亮度的基于激光的光源的照明设备是可能的。所提出的架构允许通过提出的磷光体部件相对于彼此和泵浦激光源的布置方式、热管理和添加红色激光以最小化红色磷光体上的热负载和光学负载的方式来减轻红色磷光体的热和光饱和问题。特别地，黄色/绿色和红色磷光体之间的相互作用(再吸收)导致石榴石发射的红移，而无需高Gd和/或Ce掺杂，从而产生热更稳定的石榴石系统。

除其他外，本文提出了一种(固态高亮度光源封装)照明设备的实施例，其中该照明设备包括：蓝色泵浦激光器；在绿色-黄色光谱范围内发射的第一(陶瓷，例如基于YAG型的)磷光体；在琥珀色-红色光谱范围内发射的第二磷光体(特别地(也)是陶瓷)。特别地，两个磷光体部件可以被布置为使得第二磷光体被蓝色激光和来自第一磷光体的发射两者激发，因此再吸收绿色发射光谱并且将来自第一磷光体的发射移向更长的波长。进一步地，在具体实施例中，附加的红色激光可以被用于释放红色磷光体上的热负载和光学负载，增加CRI并且调谐光源的色点。

3000K暖白光可以使用YAG石榴石磷光体(0.4摩尔％Ce)、460nm蓝色激光与632nm红色激光组合生成。CRI＝82并且R9等于15。似乎在系统中添加一些红色磷光体(红色磷光体的输出仅为黄色的9％)并且将其与632nm的红色激光组合产生90的CRI和69的R9；针对包括这两种磷光体的光谱组合物，参见图5a至图5b。图5a描绘了YAG:Ce(0.4摩尔％)的陶瓷体，没有再吸收(E1曲线)并且在被红色磷光体再吸收之后(E2曲线；磷光体不被蓝色LED激发)。在CIE u'中，磷光体发射被红移25pts。当仅使用这两种磷光体与蓝色激光组合生成3000K光谱时，导致CRI为68，并且R9为-45。橙色-红色对光谱的贡献为35％。所以我们仅生成少量的红色磷光体光，光谱的附加红移是由黄光和红色激光的再吸收引起的(图5a)。图5b示出了使用YAG陶瓷体与460nm蓝色激光和632nm红色激光(S1)组合的3000K光源的光谱功率分布。在S2情况下，一些橙色/红色磷光体被添加。在S1情况下，CRI＝82并且R9＝15。在S2情况下：CRI＝90并且R9＝69。

与先前的情况一样，光学部件可以被附接在封装的出射(顶部)侧，这有助于顶部磷光体部件的附加冷却。

在实施例中，红色和绿色磷光体可以不直接接触，并且被布置在混合室中(图6a)。这可以辅助进一步降低红色磷光体上的泵浦光学功率密度水平，并且给出为两个磷光体系统拆分热管理路径的可能性。特别地，主要蓝色泵浦光激发位于出射窗口中的绿色磷光体。蓝光可以通过小的光学窗口或透镜部件(例如负透镜或自由形式透镜)将激发光均匀地分布在绿色磷光体上来进入混合盒。蓝光在磷光体中部分转换，并且被部分透射到输出方向。部分绿光(大约50％)被重新发射回混合室，其中它激发红色磷光体。由于磷光体中的菲涅耳反射和散射，蓝光也被绿色磷光体部分反射。这种背向反射的蓝光和绿光激发了位于混合盒侧面的红色磷光体。红色磷光体的厚度和面积被调谐，以吸收至少部分入射绿光和蓝光，特别地是发射带的短波长侧。发射到混合盒中的红光通过绿色磷光体朝向输出。

混合室的形状不被限于图6a中示意性地描绘的形状。混合室的高度与宽度尺寸之比、壁的倾斜度(也可以是直壁)以及出射窗口相对于激光入口的尺寸可以被优化以获得最大效率、需要的光源亮度和红色磷光体所需的面积量。

绿色和红色磷光体不直接相互接触的这种架构提供了拆分热管理路径的可能性。例如，绿色磷光体可以被嵌入(共烧结)到陶瓷板中，并且从侧面冷却或者在出口处以良好的导热性附接至光学部件(顶部冷却)。红色磷光体可以被附接至混合盒的侧壁，构成单独的散热器。混合盒可以包括附接至不同侧壁的不同类型的红色磷光体或者红色和琥珀色磷光体的组合。

因此，图6a示意性地描绘了包括光混合室500的照明设备1000的实施例。光混合室500包括封包510和室窗515，它们共同限定了腔室体积501。在示意性描绘的实施例中，封包510包括(至少部分)第二发光材料220，并且室窗515包括(至少部分)第一发光材料210。室窗515可以包括辐射出射面425。

进一步地，一种变型被示意性地描绘，其中以下一项或多项适用：(i)等于或小于10％的第一表面面积A1可以与第二转换器元件1225热接触，以及(ii)等于或小于10％的第二表面面积A2可以与第一转换器元件1215热接触。

进一步地，一种变型被示意性地描绘，其中第一转换器元件1215被配置为与第二导热元件420热接触，并且其中第二转换器元件1225被配置为与第一导热元件410热接触。特别地，第一导热元件410和第二导热元件420可以不彼此热接触。

在实施例中，激发绿色磷光体并且反射向红色磷光体的蓝色激光的量可以被调谐，从而提供实现色点可调架构的方式。这种可调性可以使用正好位于绿色磷光体下方(在绿色和红色转换器之间)的反射偏振器元件来实现(参见图6b)。当蓝色激光的偏振方向与偏振器的允许方向重合时，几乎所有的蓝光都会向绿色磷光体透射。如果这两个定向未对准，则蓝色泵浦光将被部分透射到绿色，并且部分反射向红色磷光体，从而允许调谐色点。例如，调谐可以被实现，将反射偏振器元件固定在混合盒中，并且旋转(例如机械地)蓝色激光的定向及其相对于混合盒的偏振平面。这种反射偏振器的示例可以是3M的DBEF箔或基于玻璃的线栅(例如由Moxtec制造的)偏振器部件。图6b示意性地描绘了具有反射偏振器的颜色可调实施例，该反射偏振器具有对准的(左)和未对准的(右)偏振方向。

在实施例中，释放红色磷光体上的热负载和光学负载的替代方式是使用附加的红色激光，例如在630至635nm的波长范围内。这也允许调谐光谱色点，并且有助于附加增加光源的CRI。该架构可以类似于红色激光可以被设置为与蓝色激光共线传播/组合的实施例。这在关于图6a描述的实施例的架构中也是可能的。

在关于图6b描述的实施例的版本中，当红色激光进入混合盒时，其偏振平面的定向可能与蓝色激光中的一个蓝色激光不重合。在蓝色和红色激光的偏振平面相对于包括反射偏振器的混合盒可以被独立设置(旋转)的情况下，在颜色可调性方面的更大的自由度可以被获得。

在实施例中，与更多激光的其他组合以实现颜色可调系统是可能的。除了主要泵浦蓝色激光外，红色或琥珀色磷光体还可以通过混合盒的一侧(具有二向色反射器的透明散热器或通过小孔进入腔室的激光)被另一个泵浦，例如绿色激光。或者备选地，红色激光也可以通过混合盒的包含或不含磷光体的一侧进入。具有多个激光器的混合盒几何形状的可能配置如图6c所呈现的。

参照例如图6a至图6c，一层可以是弯曲的(第二转换器元件)，并且另一层可以是平面的(第一转换器元件)。例如，一层可以具有圆锥形状，并且另一层可以是平面的。然而，第二转换器元件的形状也可以是金字塔形的(并且第一转换器元件的形状是矩形的)。

上面示意性描绘的许多实施例示出了照明设备1000的实施例，其中第二发光材料220被配置为将(i)第一发光材料光211的一部分和(ii)第一光源光111的一部分中的一者或多者转换为具有在琥珀色-红色波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光221(具有不同于第一发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光光谱功率分布，其中第二发光材料光221)。进一步地，特别地第二发光材料220可以被配置为将第一发光材料光211的一部分和第一光源光111的一部分转换为第二发光材料光221。再进一步地，特别地第一转换材料215可以针对第一光源光111是至少部分透射的。更进一步地，在具体实施例中，第一转换器材料215和第二转换器材料225中的一者或多者被提供为陶瓷体。

图7a示意性地描绘了包括生成照明设备光1001的照明设备1000的投影系统2000。投影系统2000可以可选地进一步包括用于控制照明设备1000的控制器(图7a中未示出)。

图7b示意性地描绘了包括生成照明设备光1001的照明设备1000的照明器3000。照明器3000可以可选地进一步包括用于控制照明设备1000的控制器(图7b中未示出)。

在本文示意性地描绘的实施例中，(第一)光源特别地被配置为远程配置。例如，第一光源110的用附图标记113指示的辐射出射面与第一转换器材料210之间的距离可以选自10μm至10mm的范围。

术语“多个”是指两个或多个。

本文中的术语“基本”或“基本上”以及类似的术语将由本领域技术人员理解。术语“基本”或“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本或基本上也可以被移除。在适用的情况下，术语“基本”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括110％。

术语“包括”还包括其中术语“包括”表示“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中的一者或多者。术语“包括”在实施例中可以指代“由...组成”，但是在另一实施例中也可以指代“至少包含所定义的物种和可选的一种或多种其他物种”。

此外，本描述和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区分类似的元件，而不一定用于描述相继顺序或时间顺序。要理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或图示的序列之外的其他序列操作。

设备、装置或系统可以在本文中在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不被限于操作方法或操作中的设备、装置或系统。

应该注意的是，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脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。

在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求。

动词“包括”及其词形变化的使用不排除权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文另有清晰要求，否则在整个描述和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应被解释为包括性的意义，而不是排他性或穷举性的意义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。

元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。

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实施。在列举若干装置的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些装置中的若干装置可以由一个相同的硬件项目来实施。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不指示这些措施的组合无法被有利地使用。

本发明还提供了一种控制系统，该控制系统可以控制设备、装置或系统，或者可以执行本文描述的方法或过程。更进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合至设备、装置或系统或由其包括的计算机上运行时，控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。

本发明还适用于包括在本描述中描述和/或在所附附图中示出的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及包括在描述中描述和/或在所附附图中示出的一个或多个表征特征的方法或过程。

本专利中讨论的各个方面可以被组合以提供附加优点。进一步地，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合，并且多于两个实施例也可以被组合。此外，一些特征可以形成用于一个或多个分案申请的基础。

Claims

1.一种照明设备(1000)，包括：

-第一光源(110)，被配置为生成第一光源光(111)，所述第一光源光(111)具有第一光源光光谱功率分布，其中所述第一光源(110)包括激光光源(10)，并且其中所述第一光源光(111)具有光轴(O)；

-第一转换器材料(215)，包括第一发光材料(210)，所述第一发光材料(210)被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换为具有第一发光材料光光谱功率分布的第一发光材料光(211)，其中所述第一发光材料光(211)具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长；

-第二转换器材料(225)，包括第二发光材料(220)，所述第二发光材料(220)被配置为将(i)所述第一发光材料光(211)的一部分以及(ii)所述第一光源光(111)的一部分中的一者或多者转换为具有第二发光材料光光谱功率分布的第二发光材料光(221)，所述第二发光材料光光谱功率分布不同于所述第一发光材料光光谱功率分布，其中所述第二发光材料光(221)具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长；其中所述第一光源(110)、所述第一转换器材料(215)和所述第二转换器材料(225)被配置为使得所述第一光源光(111)在经由所述第一转换器材料(215)散射之后仅能够到达所述第二转换器材料(225)；其中所述光轴(O)被入射到所述第一转换器材料(215)上、并且不被入射到所述第二转换器材料(225)上；以及

-第一导热元件(410)，与所述第二发光材料(220)的至少一部分热接触，

其中所述第一导热元件(410)至少部分地包围所述第一转换器材料(215)和所述第二转换器材料(225)，其中所述第一导热元件(410)包括窗口(415)，其中所述窗口(415)包括透光材料和开口中的一者或多者，其中所述第一光源(110)被配置在所述窗口(415)的上游，并且其中所述第一转换器材料(215)被配置在所述窗口(415)的下游。

2.根据权利要求1所述的照明设备(1000)，其中所述第二转换器材料(225)针对(i)所述第一光源光(111)的至少一部分以及(ii)所述第一发光材料光(211)的至少一部分中的一者或多者一个或多个是透射的；其中所述第一光源(110)、所述第一转换器材料(215)和所述第二转换器材料(225)被配置为使得(a)所述第一光源光(111)的至少一部分以及(b)所述第一发光材料光(211)的至少一部分中的一者或多者经由所述第二转换器材料(225)从所述照明设备(1000)逸出。

3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，包括：(i)第一转换器元件(1215)，所述第一转换器元件(1215)包括所述第一转换器材料(215)，其中所述第一转换器元件(1215)包括层或本体；以及(ii)第二转换器元件(1225)，所述第二转换器元件(1225)包括所述第二转换器材料(225)，其中所述第二转换器元件(1225)包括层或本体；其中所述第一转换器元件(1215)具有第一表面面积A1，并且其中所述第二转换器元件(1225)具有第二表面面积A2，

其中所述第一转换器元件(1215)和所述第二转换器元件(1225)以分层结构(1245)配置，其中所述第二表面面积A2的至少35％与所述第一导热元件(410)热接触，并且其中与所述第一导热元件(410)热接触的所述第一表面面积A1的百分比PA1和与所述第一导热元件(410)热接触的所述第二表面面积A2的百分比PA2的第一比率R1选自0≤R1≤0.5的范围。

4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，其中所述第一导热元件(410)包括在垂直辐射下具有等于或小于10％漫反射的反射材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，其中所述第一导热元件(410)包括AlSiMgMn。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，其中所述照明设备(1000)被配置为生成白色照明设备光(1001)，所述白色照明设备光(1001)包括所述第一发光材料光(211)、所述第二发光材料光(221)和所述光源光(111)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，其中所述第一转换器材料(215)、所述第二转换器材料(225)和所述第一光源(110)被配置为使得所述第二发光材料光(221)的至少90％通过所述第一光源光(111)的转换来生成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，其中所述第二发光材料光(221)具有在琥珀色-红色波长范围内的一个或多个波长。

9.根据权利要求8所述的照明设备(1000)，其中所述第一转换器材料(215)针对所述第一光源光(111)是至少部分透射的，并且其中所述第一转换器材料(215)和所述第二转换器材料(225)中的一者或多者被提供为陶瓷体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，还包括第二光源(120)，所述第二光源(120)被配置为生成具有第二光源光光谱功率分布的第二光源光(121)，所述第二光源光光谱功率分布与所述第一光源光光谱功率分布不同，其中所述第二光源光(121)具有在红色波长范围内的一个或多个波长，其中所述照明设备(1000)被配置为在一种或多种操作模式下生成白色照明设备光(1001)，所述白色照明设备光(1001)包括所述第一发光材料光(211)、所述第二发光材料光(221)、所述第一光源光(111)和所述第二光源光(121)。

11.根据权利要求10所述的照明设备(1000)，还包括控制系统(300)，其中所述控制系统(300)被配置为控制所述照明设备光(1001)的光谱功率分布。

12.根据前述权利要求中任一项并且根据权利要求4所述的照明设备(1000)，其中以下一项或多项适用：(i)等于或小于所述第一表面面积A1的10％与所述第二转换器元件(1225)热接触，以及(ii)等于或小于所述第二表面面积A2的10％与所述第一转换器元件(1215)热接触。

13.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，包括光混合室(500)，其中所述光混合室(500)包括封包(510)和室窗(515)，所述封包(510)和所述室窗(515)共同限定腔室容积(501)，其中所述封包(510)包括所述第二发光材料(220)的至少一部分，并且其中所述室窗(515)包括所述第一发光材料(210)的至少一部分。

14.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1000)，还包括第三转换器材料(235)，所述第三转换器材料(235)包括第三发光材料(230)，所述第三发光材料(230)被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换为具有第三发光材料光光谱功率分布的第三发光材料光(231)，其中所述第三发光材料光(231)具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长，其中所述第一发光材料(210)被配置为转换所述第三发光材料光(231)和所述第一光源光(111)中的一者或多者的至少一部分。

15.一种投影系统(2000)或照明器(3000)，包括根据前述权利要求1至14中任一项的照明设备。