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专利名称：发光装置的利记博彩app
发光装置
本发明涉及具有光导体的发光装置。
本专利申请要求德国专利申请10 2006 029 203.0的优先权，其公开 内容通过引用并入本文。
例如从文献WO 2006/038502 Al中已知具有光导体的发光装置。
本发明某些实施方案的目的在于提供其它具有光导体的发光装置。
这个目的通过根据权利要求1的发光装置来实现。其它权利要求的 主题是所述发光装置的其它形式以及具有所述发光装置的照明设备和 具有所述发光装置的显示器以及运输工具。
本发明的实施方案提供了发光装置，其包含
-发射第一波长辐射的辐射源，
-将所述辐射源发射的辐射耦合到其中的光导体，和
—转换材料，其将通过光导体传输的辐射转换成更长的第二波长的光。
通过这种发光装置可以提高光转换的效率，其中转换材料不是直接 布置在发射辐射的辐射源附近，而是通过光导体与辐射源分开。由此可 以减少例如更长的第二波长的经过转换的光通过辐射源再吸收。另外， 可见光产生的地点与辐射源的热产生的地点空间上分开，结果是可以降 低转换材料的工作温度，这可以提高其可靠性。转换材料与辐射源的这 类间隔还可以称为"远程磷光体构造(remote phosphor configuration)",通过转换，第一波长的辐射可以被转换成优选可见光 的第二波长的辐射，其中第二波长大于激发辐射的第一波长。
本发明的另一实施方案中，发射辐射的辐射源发射短波辐射，所述 短波辐射为210 nm至500 nm，优选为210 nm至420 nm，另外优选为 360 nm至420 nm或约420 nm至500 nm的更蓝色的区域。转换之后发 出的优选可见的第二波长的经过转换的光具有比最初从辐射源辐射的
6辐射更长的波长，而且可依赖于这种辐射，波长范围为400至800nm。
所述转换材料特别可以是荧光材料，其可以通过所述辐射源发射的 辐射而激发成例如荧光。在近UV中可以使用例如氧化物基荧光材料， 例如铕掺杂的钡镁铝酸盐，例如BaMgAhoOn:Eu"。还可以使用同样是 铕掺杂的锶镁铝酸盐，例如SrMgAl1()017:Eu2+和式(Sr， Ba， Ca)5(P04)3Cl:Eu"的含有锶、钡或钙的氯磷灰石。也可以使用铝酸钡， 例如Ba3Al28045:Eu2+。当他们在近UV被泵浦(pumpen )时，所有这 些化合物发射蓝色波长范围内的光。发射绿色光的荧光材料是例如 SrAl204:Eu2+。发射绿色至黄绿色光的荧光材料是例如铕或锰掺杂的式 CasMg(Si04)4Cl2:Eu2+，Mn2+的氯硅酸盐和通式为AGa2S4:Eu2+,Ce2+的硫 代镓酸盐，其中A可以选自钙、锶、钡、锌和镁。另外，作为发射红色 光的荧光材料和转换材料可以使用例如通式为((A, Sr)S:Ei^+的碱土金 属取代的硫化锶，其中A=碱土金属离子，和式M2Si5NsN8:Eu"的氮化 硅酸盐(Nitridosilikate )，其中M = Ca和Sr。
该转换材料或荧光材料还可以这样使用，即其用短波辐射激发时发 射可见的白光并且因此使得短波辐射转换成可见的白光。例如47重量 %的锶-氯磷灰石、48重量％的铝酸锶和5重量％的氮化硅酸盐的混合 物在于405 nm激发时可以发射CIE标准色表中色度坐标为x = 0.354 和y- 0.386的白光。在本发明的其它实施方案中，通过转换第一波长 的辐射也可以得到第二波长的可见光，观察者没有白色光印象，而具有 例如黄色、红绿色或其它任意颜色。另外，发光装置可能发射未转换的 短波辐射和经过转换的光构成的光的混合。
光导体可以包含例如纤维，其含有选自玻璃和塑料的材料。因此， 光导体还可以包含玻璃纤维光缆或光导纤维。为了耦合和传输一些本发 明的实施方案中辐射源发射的短波光，例如UV光，好的基于玻璃的光 导体是特别适用的。光导体可以如纤维一样构成，其中穿过这类纤维的 横截面示出具有高折射率的核心区，它被折射率小于核心区的护套区围 绕。核心区在此可例如通过干涉和反射来传输光和短波辐射的耦合模 式。
本发明的其它实施方案中还可以存在多个光导体，它们例如组合成 光导束，其中每个单个光导体可以分开地将辐射源发射的耦合之后的第一波长辐射传输到转换材料。根据本发明的发光装置的另一实施方案 中还可以包含多个辐射源，其中例如每个光导体可以存在一个辐射源。 从这些辐射源发射的第一波长辐射可以借助于例如光导束中的光导体 集束并且在所述辐射传输通过光导束之后借助于转换材料转换成波长 更长的第二波长光。不同辐射源的辐射由此可以被耦合到不同的光导体 中，借助于不同的转换材料转换成不同的第二波长可见光，其中通过这 些不同波长可见光的混合得到对于观察者来说均质的白光印象。因此可 以使用例如以下将要描述的用于这类混合的光学元件和/或透明体。
此外，根据本发明的其它实施例的发光装置中存在光学元件，所述 光学元件与经过转换的光或者与光导体射出的第 一波长辐射相互作用。 这种光学元件可以例如与经过转换的光或者与光导体射出的第一波长 辐射，例如短波辐射通过散射、折射、反射、偏转或衍射相互作用。所 述光学元件可以例如包含透镜，它例如可以将经过转换的光集束。如果 所述发光装置包含多个例如组合成束的光导体，那么所述束可以例如送 入光学元件的同一个孔中。
本发明的其它实施方案中，所述转换材料可以布置在光导体的一端 且这端布置在光学元件的焦点内。
对于这种发光装置，随后借助于转换材料产生的更长波长的可见光 通过光学元件，例如透镜平行射出，由此可以在特别的发射方向上实现 所述经过转换的光的平行的经过调整的光发射。
此外，具有转换材料的光导体一端可以布置在光学元件的焦点之 外，随后例如可以用于借助于转换产生的可见光的散焦。以这种方式可 以扩大例如点光源的发射，所述点光源的发射可以通过例如短波辐射
(例如uv辐射)在作为光导体的玻璃纤维一端转换成可见辐射而产生， 结果是可以通过所述点光源照明更大的面积。
辐射源可以包含例如短波辐射源，特别是uv激光器二极管，例如
N基激光器二极管例如InGaN激光器二极管。在产生光的层中特别可 以使用通式为AlxInyGazN,其中x, y， z 2 0和x+y+z = 1的材料，例如发 射波长为365 nm至425 nm， In含量为0至10原子％ (例如x = 0; y = 0至0.1; z = 0.9至1.0)的激光器二极管。UV激光器二极管特别好地适用于发射可以很好地耦合到光导体中的经过调整的uv辐射。
根据本发明的发光装置可以例如以如下方式实现特别好的光学成 像质量，其中通过例如玻璃纤维的光导体传输辐射源的第一波长辐射
(例如uv辐射)，从而实现明亮的点状光源。特别好的点光源可以通 过应用具有光导体和转换材料的uv激光器来实现。点光源具有被限制
得很窄的空间扩展，其中照明和没照明的区域之间存在大对比度。
所述辐射源可以出于排出热损耗的目的而例如与散热器相连。所述 辐射源可以由此直接与散热器连接，或与其保持热接触。
在根据发明的发光装置的其它实施方案中，所述转换材料可以包含 纳米粒子。纳米粒子的优点可以在于，由此减少光散射和使得从转换材
料发射的可见光的照明强度更均匀。所述纳米粒子有利地具有几个纳米
大小的粒子直径，例如2nm至50nm，进一步优选2 nm至10 nm，因 为这种小粒子特别好地减少经过转换的可见光的光散射。此外，粒子直 径还可以影响经过转换的光的波长，例如由于量子尺寸效应。因此，利 用直径较小的纳米粒子，与较大直径的纳米离子比较，得到具有更短波 长的经过转换的光。
根据本发明的发光装置的其它实施方案中还可以另外存在检测装置， 其可以检测和指示光导体的损伤。
因为由此可以快速检测光导体是否受损，从而射出可能对观察者有 害的短波光，这可能是特别有利的。
特别有利的是，可以检测光导体损伤的检测设备还控制发射优选短 波辐射的辐射源的能量供应(供电和/或电压供应)并且因此可以在光 导体损伤时切断能量供应，结果是中断了来自受损光导体的有潜在危险 的短波辐射例如UV辐射的发射。
该检测装置可以例如包括用于检测经过转换的光的第 一检测器，其 中对经过转换的光的检测指示光导体的功能能力。
在转换第一波长的辐射，优选短波辐射时，借助于转换材料产生的 更长波长的第二波长光，例如可见波长的光可以从转换材料各向同性地向所有方向发射。在光导体的一端存在检测装置，和在光导体另一端存 在转换材料的情况下，可以使经过转换的光耦合在光导体中，其中这种 经过转换的光通过光导体再次传输到光导体另 一端的第 一检测器上。在 这种情况下，通过第 一检测器对经过转换的光的检测指示光导体是有功 能能力和完好的。在通过第 一检测器不再检测到经过转换的光的情况 下，则原因可能是例如由于光导体的断裂，经过转换的光不能再从转换 材料传输至第一检测器。在这种情况下特别有利的是，第一检测器或检 测装置可以切断辐射源的能量供应。所述检测装置例如可以是电路布置 的组成部分，所述电路布置用电提供辐射源的能量供应并且在检测不到
经过转换的光时中断所述电路。另外可能的是辐射源例如小功率的uv
激光器二极管在接通所述发光装置时被接通，随后在激光器加速时关闭 激光器原来的合闸装置，作为替代，其中检测装置构成其部件的控制开 关来接管对激光器的控制。所述激光器因此只是依赖于成功的对经过转 换的光的检测通过检测装置来运行并且可以在不再检测到经过转换的 光的情况下立即关闭。
第一检测器例如可以导光地耦合在光导体的一端，并在所述光导体 的另一端布置转换材料。这种光导体可以是较大的光导体集合，例如光 导束的组成部分。在这种情况下，所述束中的其它光导体可以与辐射源
连接，并且例如仅此光导纤维(Lichtleiterfaser)与第一探测器连接。 也可以将分束器安置在光导体中，该分束器将至少部分通过光导体传回 的经过转换的光传导到第一探测器中(见例如图3)。
另外，光导体的一端和转换材料之间还可以存在一个或更多个涂 层，例如介电反射镜，其对第一波长的辐射是透明的，但是反射第二波 长的经过转换的光的一部分。例如有这样的可能性，即一个或更多个介 质反射镜逆反射经过转换的光的红光部分，结果使得自光导体的发射增 强，但是不反射黄色部分，其中黄色部分随后通过光导体反馈并且例如 可以被第 一检测器检测到。
特别有利的是，如果辐射源和第一探测器存在于光导体或光导束的 同一端。那么可以通过经过转换材料转换的可见光的逆反射特别筒单地 检测光导体实际整个长度的功能能力。另外，光学系统，例如光学元件 或光导体另一端上的透明体的高度构造自由是可能的。
10此外也可以另外存在用于检测周围光的第二检测器。这种检测器例 如可以检测通过不与辐射源连接的光导体传输的周围光和作为第一检 测器检测的经过转换的光的参考和参照点。借助于第 一和第二检测器可 以更容易地提高对经过转换的光检测的灵敏度，从而得到特别灵敏的光 导体的功能能力的控制系统。
可以检测光导体损伤的检测装置还可以包含例如在光导体中延伸 的第一导电连接。此外，存在用于检验所述第一导电连接的功能能力的 装置，其中第一导电连接的功能能力指示光导体的功能能力。
在光缆形式的光导体情况下，例如光导纤维或玻璃纤维，第一导电 连接有利地沿着光导体的主轴延伸并且可以因此特别灵敏地指示光导 体的损伤。用于检验第一导电连接的功能能力的装置可以包含例如在第 一导电连接例如导线中输入电脉冲的供电装置，并且因此检验其在光导 体延伸的整个长度。第一导电连接例如导线的长度通过导线另一端的脉 冲反射和传输时间来确定。
也有可能，额外地第二导电连接通过光导体延伸，它与第一导电连接 形成电路，另外用于检测第一导电连接功能能力的装置包含可以检测电路 中流动的电流的装置。所述装置可以例如是晶体管电路，当电路闭合时它 才提供给辐射源能量，且因此指示光导体的完好性。第一和第二导电连接 可以在布置有转换材料的光导体的 一端，例如借助于金属套筒或金属环合 并成电流回路。
也有可能，第二导电连接与第一导电连接保持一定距离地通过光导体 延伸，且用于检验第 一导电连接的功能能力的装置可以检测第 一和第二 电连接之间施加的电压。例如可以测量彼此有一定距离的第一和第二导电
连接之间的电容器效应(Kondensatoreffekt )，由此通过电容改变或RC谐 振偏移(Resonanzverschiebung)来^"验光导体的完好性。
所述光导体有利地具有护套区和核心区，其中所述导电连接比核心 区更脆。在这种情况下保证了机械负荷下导电连接甚至在光导体断裂或 损坏之前断裂。所述导电连接由此可以在光导体的护套区上或其中延 伸，或者例如在护套区和核心区之间延伸。所述导电连接可以布置在光 导体内或在光导体上，也可以围绕其布置，从而有利地可以检测从不同方向负载在光导体上的机械负荷。所述导电连接还可以设计成如此之 薄，使得它优选在光导体断裂，特别是核心区断裂之前断裂。
对于脆性通常理解为固体在负荷下不是塑性或弹性变形而是断裂
的性质。在这方面请参见Georg-Thieme-Verlag Stuttgart的R6mp化学 词典第9次重新编辑和扩大版中的关键词"脆性"，在此提到的内容全 部作为参考。
根据本发明的发光装置的其它实施方案中，所述光导体的一端与透 明体导光连接。例如光导体的 一端可以被透明体包围和例如可以插入透 明体的孔中。所述透明体可以例如是玻璃体或塑料体，其中所述透明体 可以构成空心体或者构成实心的。所述透明体有利地对经过转换的可见 光是透明的或者对通过光导体传输的第一波长辐射，优选短波辐射是透 明的。在透明体表面的至少一部分区域上可以提供反射短波辐射的层或 反射第一波长辐射的层或相应的吸收层，从而防止或减少例如所述发光 装置发射未转换的短波光。
有利的是所述光导体的 一端与透明体导光连接或者被其围绕，从所 述透明体中射出在光导体中传输的辐射源的辐射。
此外，在存在透明体的光导体的一端上，存在将第一波长(例如UV 辐射)辐射转换成第二波长光(例如可见光)的转换材料。
此外，至少在透明体表面的一部分区域上可以布置反射经过转换的 光的涂层。这种涂层可以例如将借助于转换材料在光导体的一端产生的 经过转换的可见光在待照明的面上集束。
此外，所述透明体可以具有光出射面，其几何形状最大程度上决定 了待照明面的形状。例如可以在透明体上形成圆形、椭圆形或者例如矩 形或三角形的光出射面，其然后形成相应的自由面，用于周围的照明。 以这种形式和方式，例如可以将在光导体的一端发射借助于转换产生的 可见光的点光源转变成覆盖更大面积的面光源。所述透明体可以例如形 成具有圆形或椭圆形光出射面的抛物面，其随后构成相应的面光源。所 述透明体例如可以具有纵向延伸的例如棒形的光出射面，其可以用于照 明比点光源通常情况下照明的更大面积。
12例如可能在透明体中存在有至少一个空腔，其中布置转换材料，所 述空腔与光导体或光导体的一端导光相连。所述空腔可以例如纵向延 伸，并且沿着同样纵向延伸的透明体的主轴延伸，从而起到扩大点光源 的作用。
举例来说，所述透明体中还可以存在导光介质，例如光导纤维或光 导体例如玻璃纤维，其沿所述透明体的主轴延伸，其中这些导光介质与 光导体的一端导光连接。这种导光介质的表面例如可以是打毛的，因此 产生散射效应，借助于此可以特别简单地将光从导光介质输出耦合到透 明体中。在导光介质中或在其表面上可以布置转换材料。
所述转换材料可以例如片状布置在通过光导体传输的第一波长辐射的 光路上。在这种情况下有利的是，通过^^射器将辐射集束并且传导到转换 层并在那里才转换成可见光。
在根据发明的发光装置的其它实施方案中，反射第一波长辐射的、 可透过可见光的层在所述装置的光路中被设置在转换材料后。所述层可 以例如是短波辐射的介电反射镜。这类层可以有利地防止从发光装置发 射未转换的短波辐射和将未转换的短波辐射重新反射回例如转换材料。 通过这种反射短波辐射的层因此减少或防止从发光装置发射潜在有害 的短波辐射，同时通过逆反射提高光转换的效率。
本发明的其它实施方案的主题还有照明设备，它包含上述发光装置 中的任一种。这种照明设备例如可以是灯、台灯、顶板灯或任何其它照 明设备。
本发明的其它实施方案的主题还有包含上述发光装置中任一种的 显示器。特别有利的是使用所述发光装置作为这类显示器的部件，其发
射窄光带的经过转换的光。这种光带例如特别适合耦合到用于LCD背 光照明装置的玻璃/塑料板中。
因此，根据其它实施方案，本发明的主题还有显示器，其中背光照 明装置包含上述发光装置。该显示器优选不是自发射的并且例如是液晶 显示器。
本发明其它实施方案的主题还有具有包含前述发光装置的车前灯的运输工具。所述运输工具可以例如是机动车辆或轨道车辆，且包含具 有冷却系统的发动机。由此有利的是，所述发光装置的辐射源与所述冷 却系统保持热接触。在这种情况下，尤其可以容易利用所述冷却系统不 仅冷却发动机，而且冷却所述发光装置的辐射源。
以下根据实施例和附图更详细地说明本发明。附图中没有按照尺 寸，只是示意性图。不同的附图中用同样的附图标记表示同样的或起到 同样作用的元件。
图l至3示出才艮据本发明的具有光学元件的发光装置的不同实施方案。
图4至8示出根据本发明的具有透明体的发光装置的其它实施方案。
图9示意性示出具有包含^L据本发明的发光装置的车前灯的汽车。
图IOA至12B示出具有导电连接的光导体的不同实施方案。


图1示出了发光装置1,其中辐射源5例如UV二极管激光器与散 热器6导热连接，发射短波辐射ll (例如UV辐射)，短波辐射ll耦合 到光导体10。在此辐射源5发射的短波光11被耦合到光导体10的10A 端。光导体10还包含护套区IOC。通过光导体10传输的短波辐射11 在光导体10的第二端10B从光导体10输出耦合，且被转换材料15转 换成更长波长的可见光20。
透明体35通过插塞连接17固定在光导体10上。光导体和透明体 之间存在转换材料15,转换材料15也可以施加在光导体上或者可以借 助于透明体35 (玻璃或塑料体)中的孔来安置。这个透明体35对经过 转换的光20是透明的且其表面上有利地具有UV吸收或UV反射的涂 层(在此未示出)。在光路中，光学元件30，即透镜设置在透明体35 之后。转换材料15有利地位于光学元件30的焦点(Brennpunkt)内， 使得与光学元件30相互作用的经过转换的光20平行且经过调整地在最 佳方向上辐射。透镜和透明体都起到扩大光导体10的IOB端出现的点 光源的作用。光学元件30和透明体35也可以是整体成型的。图2示出了根据本发发明的发光装置的另一实施方案，其中存在检 测装置25，其可以检测光导体10的损伤。在此，在光导体10的护套区 10C中互相平行地延伸导线形式的第一导电连接25A和也是导线形式 的第二导电连接25B。两种导电连接25A和25B闭合在联接构成电路并 且与用于检验导电连接的功能能力的装置25C电接触。由图2可以看出， 装置25C例如晶体管电路同时控制辐射源5的能量供应。如果由于光导 体10的损伤使得导电连接25A和25B构成的闭合电路中断，可以立即 切断辐射源5的能量供应，并且因此防止从发光装置1发射出潜在有害 的短波辐射11 (例如UV辐射)。转换材料15直接连接作为光学元件 30的透镜，透镜负责经过转换的光20的经过调整的集束和辐射。
图3中所示发光显示装置1具有另一检测装置25C,其可以检测光 导体10的损伤。在这种情况下使用光导束，其中束中光导体IO的10A 端与可见光的检测器25C导光连接。辐射源5发射的短波辐射11在光 导束的IOA端耦合到光导体中，并且在光导体10的另一端IOB借助于 转换材料15转换成波长更长的可见光20。应该认识到，经过转换的可 见光20的一部分被作为光学元件30的透镜聚焦并且经过调整地从发光 装置射出。经过转换的光20的另一部分被转换材料层15反馈到光导体 10中，且随后可以被检测器25C检测到。这种检测器25C也控制辐射 源5 (UV激光器二极管)的能量供应，且可以在未检测到可见的经过 转换的光20时切断供电，从而抑制从激光器进一步发射短波光。
代替集束或聚焦光学系统，散焦光学系统、散射透镜或散射透镜系 统和可调节的变焦光学系统也可以用在才艮据本发明的发光装置中。
图4示出照明设备100，其中整合了根据本发明一个实施方案的发 光装置。在这种情况下，辐射源5发射的短波辐射也在光导体的IOA端 被耦合到光导体10中，通过光导体10传输之后在光导体的另 一端10B 借助于转换材料15转换成可见光。转换材料15直接位于光导体10的 IOB端，从而将意外的短波辐射的发射降至最低。经过转换的可见光20 被耦合到透明体35例如全玻璃体中，且通过反射性涂层35A反射到透 明体35的表面上，从而实现经过转换的光在待照明的面40上经过调整 的辐射。透明体35具有抛物面形。转换材料15位于该抛物面镜的焦点 内，从而达到特别好的经转换辐射的聚焦。另外，透明体35的光出射面35D上布置有反射短波辐射的涂层45,防止未转换的短波辐射的意外发射。透明体35还可以是空心体，例如弯曲的反射镜。这种空心体可以在光出射面35D上具有对可见光透明的覆盖物，所述覆盖物用UV反射涂层45涂敷。反射UV的涂层45可以例如是介电反射镜，调整介电反射镜以适应短波辐射源的波长。反射性涂层35A可以是施加反射涂层的面或者可以借助于折射率跳变(Brechungsindexsprung )实现对经过转换的辐射的全反射，或者还包含施加反射涂层的面与折射率跳变的组合。例如可能的是， 一部分区域施加反射涂层和另一部分区域具有平面的光入射角，因此通过折射率跳变迁没有损失地反射。另外，反射性涂层35A下面可以是低折射性(niederbrechend )中间层。透明体35的3D几何形状还可以这样构成，使得抛物面的曲率在两个彼此围绕光学轴旋转的截面不同，由此得到椭圆的光分布。
这类照明设备100可产生清晰的光斑40并且可以用作例如阅读灯、车前灯、甚至舞台大灯和聚光灯。
与图4中照明设备100不同，图5所示的照明装置100照射矩形的待照明面40。在这种情况下，透明体35具有纵向延伸的抛物面形，其例如包含具有矩形截面的光出射面35D。明显应该看出，光出射面35D的几何形状最大程度上决定了待照明面40的几何形状，其中待照明面40比光出射面35D伸展的稍微长一些。这种照明设备100也通过光导体传输短波光11且在光导体10的10B端耦合到透明体35中。在透明体35中存在孔，其沿着透明体35的主轴延伸且用转换材料15填充，所述转换材料将短波光11转换成可见光20。这种转换材料15可以例如包含纳米粒子，因为由此防止光散射并且因此具有转换器的孔的光强度更均匀。在这种透明体35的表面上，经过转换的可见光20可以例如借助于折射指数跃迁或通过反射性涂层或这两种方式来反射和通过光出射面35D输出耦合。透明体35的光出射面35D具有UV反射涂层45，其防止未转换的短波辐射的发射。
通过这种布置可以形成良好定义的发光带，同时可以通过包含纳米粒子的转换材料达到均勻的亮度。另外通过这类棒形照明设备IOO的定位可以在抛物面体中达到清晰的明暗界限。
图6示出了与图5所示照明设备类似的装置100。在图6中，透明体35的孔中存在导光介质35C,例如玻璃棒或玻璃纤维，其与光导体 10的10B端导光连接。所述光导介质可以如所述的是具有转换涂层的 玻璃棒。所述玻璃棒可以例如小于1 mm 厚，例如小于100 jnm。在使 用激光器二极管作为辐射源5时，由于照明棒(Leuchtstab)的小尺寸， 可以实现结构非常紧凑的具有高光密度的照明装置100。这类照明设备 可以例如作为具有高输入效率的背光照明板中的显示器背光照明装置， 例如笔记本电脑中。这类装置中，光出射面也可以是打毛的或包含散射 中心，这在应产生较大的照射自由面时特别有利。
也有可能，导光介质25C不包含转换材料。在这种布置下，光出射 面35D也可以优选是打毛的或者包含散射中心，因此自身是次级发光 面。当需要可以任选地在待照明面或物体上光学成像的自由发光面时， 这类实施方式是有利的。导光介质35C的表面上可以优选是打毛的(打 毛的棒或纤维)或者包含散射中心并且由此改善自导光介质的光输出耦 合。反射短波辐射的涂层也可以与转换涂层15和45 —起布置在光出射 面35D上。
图7示出顶板照明装置100,其中存在用于固定在顶板上的灯悬挂 装置110。在这种情况下，通过光导体IO传输的短波光在光导体的一端 通过转换材料15转换成可见光20，随后耦合到可以是实心体或空心体 的球形透明体35中。另外，在透明体35上存在光导体固定件IOD。在 这种透明球体的外表面上可以存在UV反射涂层45，其反射未转换的短 波辐射。
图8的顶板照明设备100中，短波辐射11在光导体10的10A端借 助于可以包#射透镜或散射光学系统的光学元件30耦合到透明体35 中，所述透明体可以是空心体或实心体并且例如可以由玻璃或塑料构 成。在空心体的情况下，例如可以在空心体35的内表面上布置转换材 料15，其将短波辐射11转换成经过转换的光20。在这种空心球的外表 面上可以存在UV反射涂层45，其反射或吸收未转换的短波辐射。经过 转换的光20可以从这种体35中输出耦合并且例如实现摆照明。这种顶 板照明设备100的优点在于，转换材料15的照射密度与直接布置在光 导体10的IOA端的这种材料15的布置相比要低。由此可以达到更高的 转换效率。光学元件30还可以包含偏转棱镜，其负责使得短波辐射以平面角 射入，使短波辐射通常在反射短波辐射的涂层上被反射回到透明体35 中，从而在转换后得到更均匀的照明。
另外，在所有所述实施方案中，如果透明体35是实心体，则转换材 料或转换纳米粒子可布置在透明体35的体积内。
图9示出具有车前灯160的运输工具150,车前灯160包含才艮据本 发明的实施方案的发光装置1。在此可以认识到，在车前灯160中布置 有透明体35以及任选地其它光学元件30，负责所产生的辐射20的经过 调整的放射。此外，存在用于冷却发动机的冷却器170，其中特别有利 的是具有散热器6的辐射源5接近冷却系统170布置，以便进行热耦合 并且冷却系统170还冷却辐射源5 。
图10A和10B示出光导体10，其包含核心区IOE和围绕核心区10E 的护套区10C，其中核心区比护套区具有更高的折射率。核心区可以通 过反射和干涉传导光或辐射，例如短波辐射。在护套区10C的表面上存 在第一导电连接25A,其围着护套区缠绕或围绕着光导体布置，因此可 以检测不同位置上光导体的损伤或断口。图IOB是在用200标注的位置 上穿过光导体的横截面。代替导电连接25A，护套区IOC上还可以延伸 两个这类导电连接，其中它们例如形成如上所述的闭合电路或者可以确 定平行延伸的连接之间的电容器效应，因此可以检测光导体的损伤。
与图IOA和图10B不同，图IIA和IIB所示的光导体中第一导电 连接25A和第二导电连接25B在光导体10的护套区10C中延伸。图11B 也是穿过图IIA所示光导体的横截面。代替两个导电连接25A和25B， 也可以只有一个导电连接穿过护套区10C延伸。两个导电连接可以例如 与光导体的主轴300平行地延伸，或者如图10A和10B中所示围绕其 缠绕。
对于图12A中和图12B的横截面中所示的光导体，在光导体10的 护套区10C表面上延伸有第一导电连接25A和与之平行的第二导电连 接25B。这些导电连接可以例如如上所述联接构成电路，或者可以测量 在这些平行的连接中出现的电容器效应，由此检测可靠地检测光导体的 损伤。
18本发明不限于在这里说明的各种实施方案。特别是某些实施方案示出
的技术特征还可以在其它实施方案中实施。其它变化例如关于透明体35 的几何构形的变化也是可能的。
权利要求
1. 一种发光装置(1)，其包含-发射第一波长辐射的辐射源(5)，-光导体(10)，从辐射源发射的辐射被耦合到其中，和-转换材料(15)，其将通过光导体(10)传输的辐射转换成更长波长的第二波长的光(20)。
2. 根据前述权利要求的装置，-其中辐射源(5)包含短波辐射源，特别是UV激光器二极管。
3. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中转换材料(15)选自包含下列化合物的组- Ca8Mg (Si04)4Cl2: Eu2+， Mn2+; Y203: Eu2+， Bi3+; (Sr, Ba，Ca)5(P04)3Cl: Eu2+; BaMgAl10O17: Eu2+; SrMgAl10O17: Eu2+; Ba3Al28045:Eu2+; (Sr， Ba)2Al6Ou : Eu2+; SrAl204 : Eu2+; M2Si5NsN8: Eu2+,其中M=Ca或Sr; AGa2S4: Eu2+, Ce2+,其中A选自Ca、 Sr、 Ba、 Zn和Mg;(A, Sr) S: Eu2+，其中A-碱土金属离子；和BaMg2Al16027: Eu2+。
4. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中转换材料(15)包含纳米粒子。
5. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中另外存在检测装置(25)，它可以检测到光导体(10)的损伤。
6. 根据前述权利要求的装置，-其中检测装置(25)包含用于检测经过转换的光(20)的检测器(25D)，其中对经过转换的光(20)的检测显示光导体(10)的功能能力。
7. 根据前述权利要求的装置，—其中检测装置(25)能够依赖于对经过转换的光的检测来切断辐射源(5)的能量供应。
8. 根据权利要求6或7中任一项的装置，-其中第一检测器(25D)存在于光导体(10)的一端(IOA)，转换材料(15)存在于光导体(10)的另一端(IOB)。
9. 根据前述权利要求6~8中任一项的装置，-其中辐射源(5)和第一检测器(25D)存在于光导体(10)的 相同端(IOA)。
10. 根据前述权利要求6~9中任一项的装置，-其中另外存在用于检测周围光的第二检测器。
11. 根据权利要求5的装置，-其中在光导体(10)中延伸有第一导电连接(25A)，和-存在用于检验第一导电连接(25A)的功能能力的装置(25C)，-所述第一导电连接的功能能力指示光导体(10)的功能能力。
12. 根据前述权利要求的装置，-其中所述光导体包含核心区(10E)并且第一导电连接(10A) 比核心区(10E)更脆。
13. 根据权利要求11或12中任一项的装置，-其中存在辐射源(5)的能量供应，在没有成功检测到经过转换 的光(20)的情况下可以切断所述能量供应。
14. 根据权利要求10~13中任一项的装置，-其中第二导电连接(25B)通过光导体(10)延伸，其与第一导 电连接(25A)构成电路，和-用于检验所述第一导电连接的功能能力的装置(25C)包含可以 检测电路中流动的电流的装置。
15. 根据权利要求10 ~ 13中任一项的装置，-其中第二导电连接(25B)与第一导电连接(25A)保持一定距 离地通过光导体(10)延伸，和-用于检验所述第一导电连接的功能能力的装置(25C )可以检测 第一和第二电连接之间施加的电压。
16. 根据前述权利要求中任一项的装置，—其中光导体(10)包含纤维，所述纤维含有选自下列的材料 —玻璃和塑料。
17. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中存在光学元件(30),它与经过转换的光(20)或者与由光 导体射出的辐射(11)相互作用。
18. 根据前述权利要求的装置，-其中光学元件(30)包含透镜。
19. 根据权利要求17或18中任一项的装置，-其中在光导体(10)的一端(10B)上布置有转换材料并且这端 (10B)布置在光学元件(30)的焦点内。
20. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中光导体(10)的一端(10B)导光地与透明体(35)连接。
21. 根据前述权利要求的装置，-其中光导体(10)的一端(10B)被透明体(35)围绕，在光导 体中传输的辐射源(5)的辐射由所述透明体中射出。
22. 根据权利要求20或21中任一项的装置，-其中在透明体(35)的表面上布置有反射经过转换的光的涂层 (35A )。
23. 根据权利要求20~22中任一项的装置，-其中在所述透明体(35)中存在至少一个空腔(35B),其中布 置有转换材料(15)，所述空腔导光地与光导体(10)连接。
24. 根据权利要求20~23中任一项的装置，-其中空腔(35B)纵向延伸并且沿着透明体(35)的主轴延伸。
25. 根据权利要求20~24中任一项的装置，-其中导光的介质(35C)在透明体(35)中沿着透明体的主轴延伸。
26. 根据前述权利要求的装置，-其中导光的介质(35C)的表面是被打毛的。
27. 根据权利要求20~26中任一项的装置，-其中所述透明体包含光出射面(35D),其几何形状最大程度上决定了待照明面(40)的形状。
28. 根据前述权利要求17~ 19中任一项的装置，-其中光学元件(30)包含反射体，其与光导体射出的辐射或经 过转换的光相互作用。
29. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中转换材料(15)以层状布置在通过光导体传输的第一波长 辐射的光路中。
30. 根据前述权利要求中任一项的装置，_其中所述转换材料布置在光导体(10)的一端(10B)上，通过 光导体传输的辐射从这一端射出。
31. 根据前述权利要求中任一项的装置，-其中反射第一波长的辐射且对第二波长的光透过性的层(45) 在所述装置的光路中被设置在转换材料(15)后。
32. —种照明设备(IOO)，其包含-根据前述权利要求中任一项的发光装置(1)。
33. —种显示器，其包含-根据前述权利要求1 31中任一项的发光装置。
34. 根据前述权利要求的显示器，其由液晶显示器构成，-其中背光照明装置包含根据前述权利要求1 31中任一项的发 光装置。
35. —种包含车前灯(160)的运输工具(150),所述车前灯包含根 据前述权利要求1 ~31中任一项的发光装置(1 )。
36. 根据前述权利要求的运输工具(150 )，其被构造成机动车辆 或轨道车辆，—具有发动机和发动机的冷却系统(170)，-其中发光装置(1)的辐射源(5)被布置成与所述冷却系统热 接触。
全文摘要
本发明的实施方案提出了一种发光装置，其包含发射第一波长辐射的辐射源(5)，将从辐射源发射的辐射耦合到其中的光导体(10)和将通过光导体(10)传输的辐射转换为更长的第二波长的光(20)的转换材料(15)。这类发光装置可以具有更好的光转换效率。
文档编号G02B6/42GK101479635SQ200780023876
公开日2009年7月8日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年6月26日
发明者乌韦·施特劳斯, 福尔克尔·黑勒, 胡贝特·奥特, 艾尔弗雷德·莱尔, 诺贝特·斯塔特 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司