CN105431776B - 具有发光材料轮和激发辐射源的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(100)，具有激发辐射源(101)和两侧的发光材料轮(102)。在两侧的发光材料轮(102)的两个侧面上，也就是不仅在前侧(5)上而且在相对的背侧(6)上分别设置有至少一种发光材料。两侧的发光材料在时间上顺序地激发。为此设置有在旋转的发光材料轮中的至少一个透光区域，激发辐射穿过该透光区域发射并且能够借助光学元件(11，12)偏转到背侧(6)上的发光材料上。本发明还涉及一种用于运行照明装置的方法及照明装置在用于数据投影或者视频投影的投影仪中的应用。

Description

具有发光材料轮和激发辐射源的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，具有激发辐射源和用于将至少一部分激发辐射转换成波长转换过的辐射的发光材料轮，波长转换过的辐射常常在电磁光谱的可见范围中(“转换光”)。
这种类型的照明装置尤其能够作为产生光的单元应用在投影仪中，例如用于视频投影仪或者数据投影仪。
本发明还涉及一种用于运行根据本发明的照明装置的方法。
背景技术
由现有技术、例如文献US 2010/0245777A1公开了一种用于投影应用的照明装置，其具有带有一种或者多种发光材料的圆盘形的发光材料轮。该照明装置在此包括激发辐射源，该激发辐射源对发光材料进行激发，以发射具有与激发辐射的波长不同的波长的光线(借助发光材料对激发辐射进行波长转换)。通常，发光材料在旋转方向上彼此跟随地布置在发光材料轮的一侧上，从而使得由相应的发光材料发射的光线(转换的光线)在时间上顺序地产生并且输送给生成图像的系统。
优选地将激光器、例如激光二极管作为激发辐射源使用。在该种情况中，该技术也以名称LARP(“Laser Activated Remote Phosphor”)为人所熟知。
文献CN 102385233 A示出了一种用于投影仪的照明装置，投影仪具有激发激光器、用于将激发激光波长转换成转换光的发光材料轮和过滤器轮，用于光谱过滤转换光。激发激光借助于二向色镜偏转到发光材料轮上。由发光材料轮向回发射的转换光通过二向色镜并且入射到过滤器轮上。通过在发光材料轮中的透明区段，激发激光能够通过并且经由环绕回路(Wrap-Around-Schleife)输送给二向色镜。二向色镜将激发激光反射至过滤器轮。过滤器轮和发光材料轮布置在共同的轴线上，并且因此同步地以相同的速度旋转。通过这种方式，顺序地由发光材料轮的发光材料区段产生的转换光由过滤器轮的对应的过滤器区段光谱地过滤。
文献EP 2 530 520 A1公开了一种用于在投影仪中应用的照明装置。该照明装置具有单侧涂层的发光材料轮，该发光材料轮由透明的圆盘形的载体材料构成，该发光材料轮的前侧的四分之三被涂覆不同的发光材料。未涂覆的四分之一用作为透明区段。激光束穿过该透明区段辐射并且经由镜子偏转到发光材料轮的背侧上。激光束在该处经过透明的载体材料并且激发在后面在前侧上的四分之一区段中涂覆的蓝色发光材料，用于发射蓝光。蓝色发光材料转换因此在透射中实现。另外的两个四分之一区段被涂覆绿色发光材料。绿色发光材料转换在此在反射中实现。但是，在每个发光材料成和透明的载体材料之间需要反射层，由此从前侧辐射出由相应的发光材料转换的光线，并且能够在共同的方向上聚集。否则，一部分转换光线也许穿过透明的基板在相反的方向上损失。至少对于蓝色发光材料区段(透射模式)来说，反射层对此必须对于激光束是透光的。对于红光通道来说，红光由单独的发光二极管(LED)进行混合。
文献US 2012/0243205 A1同样公开了一种用于应用在投影仪中的照明装置。在该变体方案中，发光材料轮在弯曲的反射器中的缝隙中运转，更确切地说穿过反射器的焦点。发光材料轮在两侧、也就是在发光材料轮的通常圆形的载体圆盘的一侧和另一侧上具有配备有发光材料的区域。由此应该提高该布置的光强。但是，为此设置了两个单独的激发辐射源，其中发光材料轮两个侧面中的每一个都通过在反射器中的相应的开口在焦点的区域中借助各一个激发辐射源进行照射。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地克服现有技术中的缺陷并且提出一种照明装置，尤其是用于投影应用的照明装置，具有尽可能高效的、紧凑的和成本有利的构造。
本发明的另外的一个方面在于这样的可行性，区别于现有技术地，没有过滤器轮、而是利用至少一个静态的过滤器产生不同过滤的转换光的时间上顺序的序列。
该目的通过一种照明装置实现，其包括：用于发射激发辐射的激发辐射源；发光材料轮，其包括具有前侧和背侧的载体基板，其中发光材料轮如此地布置在激发辐射的光路中，即激发辐射能到达该前侧，并且其中发光材料轮还包括以下部件：至少一种布置在前侧上的发光材料，用于利用激发辐射发光并且将激发辐射波长转换成波长转换过的辐射，至少一种布置在背侧上的发光材料，用于利用激发辐射发光并且将激发辐射波长转换成波长转换过的辐射，用于激发辐射的第一透光区域，设计用于能够使激发辐射到达背侧，并且其中该照明装置还包括光学装置，光学装置设计用于使得对载体基板的前侧进行照射的并且穿过基板的第一透光区域辐射的激发辐射偏转到载体基本的背侧上。
以下对于根据本发明的照明装置和照明装置的设计方案可能性所描述的特征、优点和功能方式只要能够应用、以类似的方式也适用于根据本发明的方法并且反之亦然。
本发明的基本思想在于，在圆盘形的发光材料轮的两侧上，也就是说不仅在“前侧上”而且也在相对的“背侧”上相应地设置至少一种发光材料，并且这两侧的发光材料在时间上顺序地激发，也就是说该“两侧的发光材料轮”的前侧和背侧交替地利用激发辐射来发光。
激发辐射到转换光的转换优选实现为从较短的波长至较长的波长(“下转换”)，因为这不需要附加的能量。激发辐射的波长在该种情况中也就是说短于转换光的波长。例如，激发辐射源的激发辐射能够包括蓝色的激光辐射和/或蓝紫色的和/或紫外的激光辐射。
作为激发辐射的蓝色激光辐射具有的优点是，一部分未转换的光能够作为蓝光一同使用(环绕光路)。用于蓝光通道的蓝色的发光材料在该种情况中是不需要的。
激光器基于伴随的可能很高的功率密度而特别优选地作为激发辐射源。合适的激光器装置尤其能够包括至少一个半导体激光器，尤其是二极管激光器或者激光器二极管。多个相同类型的和/或不同类型的激光二极管也能够成组地共同运行，例如作为堆栈(“激光器堆”)或者矩阵。
发光材料可以理解为实现了波长转换的所有的、尤其是固体的材料。波长转换能够例如以荧光或者磷光为基础。
发光材料区在发光材料轮的载体基板的前侧和背侧上可以是相同的或者也可以是不同的-视应用情况而定。
优选的是，设置用于对背侧进行照射的载体基板的至少一个透光区域以及在前侧或背侧上的发光材料设计成圆环形的区段。
两侧的圆环形的区段可以在前侧上或者背侧上也能够以不同的半径布置。由此获得用于发光材料区段的不同的设计的更多的自由空间。如果两侧的圆环形区段具有相同的半径，那么在两侧上的发光材料区段在相同的角度宽展时强制地是相同大小的。
为了利用激发辐射不仅仅能够照射发光材料轮的前侧而且还照射背侧，载体基板具有用于激发辐射的第一透光区域。由此，入射到前侧上的激发辐射通过透光的区域并且偏转到背侧上。通过这种方式，激发辐射在时间上顺序地辐射到发光材料轮的前侧或者背侧上。利用在两侧涂覆在发光材料轮上的发光材料，例如以发光材料区段的形式，因此不仅获得了前侧的转换光路而且还获得了背侧的转换光路。
通过发光材料轮的相应的区段分布，也就是至少一个透光区域以及两侧的各至少一个发光材料区段，能将三个不同的光路以确定的时间顺序运转：
○用于激发光的路径，该激发光交替地照射前侧或背侧(前侧的或者背侧的激发光路)，
○用于由在前侧上的发光材料区段转换的光线的路径(前侧转换光路)，
○用于由在背侧上的发光材料区段转换的光线的路径(背侧转换光路)。
○可选的是：用于激发辐射的附加路径，只要该激发辐射是蓝光并且发光材料轮具有两个另外的透光区段(环绕光路)的话。
优选的是一个或者两个转换光路具有静态的过滤器(波长或者偏振过滤器)。由于两个转换光路的原因，区别于现有技术地，没有过滤器轮、取而代之利用至少一个静态的过滤器实现了时间上顺序的一些列不同地过滤的转换光。
例如，在前侧上可以设置绿色发光材料并且在发光材料轮的背侧上可以设置黄色的发光材料。黄色发光材料的宽带的转换光谱甚至在黄色的光伏范围中具有其重点，但是具有也进入到红色的光谱范围中的翼型边缘区域。因此，在背侧上转换的黄色的光线例如能够通过合适的过滤器过滤成红色的光。在前侧上转换的绿色的光能够进行不同地过滤或者也能够在光谱上不进行过滤。
在另外的设计方案中，在前侧上能够设置黄色的发光材料并且在发光材料轮的背侧上能够设置绿色和红色的发光材料。现在借助于适当设计的带阻过滤器能够这样地改变背侧的转换光的光谱，即扩展出由此跨越的颜色空间，该带阻过滤器过滤掉绿色转换光的较长的波长和红色转换光的较短的波长。
根据本发明的解决方案的相对于现有技术的优点此外在于，即不需要第二轮(＝过滤器轮)与发光材料轮同步。此外，静态的过滤器能够布置在这样的位置处，在该位置处光线大约是平行的。由此，陡峭的过滤器边缘能够通过二色性的层转换。此外，在具有一个或者多个静态的过滤器的根据本发明的解决方案中，不会出现通过过滤器轮限定的轮辐效果(激发辐射穿过从一个色彩过滤器段至另一个色彩过滤器段的旋转的通道)。
在发光材料轮中的第一个或者每个用于激发辐射透光的区域能够通过在载体基板中的开口形成，例如以穿孔的圆环区段的形式。该开口也能够利用透明的或者半透明的材料填充。
在用于发光材料区段的照射的第一用于激发辐射透光的区域设置在发光材料轮的背侧时，载体基板能够可选地具有第二和第三用于激发辐射透光的区域，其设置用于在该种情况中有利的蓝色的激发光线的围绕光路。两个附加的透光区域如此地设计，即对载体基板的前侧进行照射的激发辐射能够穿过载体基板的第二透光区域辐射。借助于光学装置，透射的激发辐射被偏转到载体基板的背侧上并且因此穿过载体基板的第三透光区域辐射，也就是说再次到达发光材料轮的前侧。在那里，该激发辐射可以借助适当的光学元件向着光输出端被引导或者与两侧的转换光路聚集。对于另外的细节参阅实施例。
第一和/或另外的或者还有每个透光的区域也可以配备有色彩过滤器或者偏振过滤器或者偏振旋转的光学元件。
光学装置能够设计用于，使得由在载体基板的背侧上的发光材料发射的转换光(＝“背侧的转换光”)穿过发光材料轮的第一透光区域向回地辐射。在该种情况中，背侧的转换光因此在相反的方向上通过光学装置的相同的光学元件向回经过激发辐射的光路。以这种方式，背侧的转换光能够借助于光学装置穿过第一透光区域向回偏转到发光材料轮的前侧上，并因此耦合到前侧的转换光路上，也就是相对于前侧的转换光时间上顺序地进行。由此，前侧的转换光路也就是交替地由前侧的或背侧的转换光线使用。
可替选的是，光学装置包括二向色镜，该二向色镜将由在载体基板的背侧上的发光材料发射的转换光从对向的激发辐射中分出。为此目的，二向色镜设计成对于激发辐射是反射的并且对于对向的背侧转换光是透射的。在该种情况中，背侧的转换光因此不必再穿过载体基板的第一透光区域向回偏转。
光学装置优选地包括至少一个光学元件，该光学元件作为用于激发辐射和背侧的转换光的偏转镜起作用。
在由载体基板的背侧发射的转换光的光路中，也就是在背侧的转换光路中能够布置一个过滤器元件。该过滤器元件能够设计成取决于波长的和/或取决于偏转的过滤器。
为了耦合输出前侧的转换光，在激发辐射源和发光材料轮的载体基板的前侧之间的光路中，也就是在前侧的转换光路中，可以设置一个光学元件，该光学元件将转换光分支到一个与对向的激发辐射方向不同的方向上。为此目的，能够将该光学元件设计为二向色镜，该二向色镜透射激发辐射并且反射转换光，或者相反地实现。转换光的光谱也能够通过该二向色镜按照需求地进行改变。
此外，能够设置有用于转换光和可选附加的激发光的输入和空间上均匀化的光学集成器。
当前描述的照明装置例如能够应用在投影仪中。为此，顺序产生的光线通常被偏转到光学集成器中并且从该处偏转到输出图像的单元上。为了顺序地产生彩色图像，该输出图像的单元与发光材料轮同步。彩色图像借助于投影光学元件投影到投影面上。
一种用于运行根据本发明的照明装置的方法包括以下步骤：
·前侧的转换阶段：利用激发辐射对布置在旋转的发光材料轮的载体基板的前侧上的至少一种发光材料进行照射，
·背侧的转换阶段：从前侧利用激发辐射透射第一透光区段，并且将透射的激发辐射偏转到布置在旋转的发光材料轮的载体基板的背侧上的至少一种发光材料上。
如果作为激发辐射使用蓝色光线，那么还能够得到以下方法步骤：
·环绕阶段：从前侧起利用激发辐射透射第二透光区段，将透射的激发辐射偏转到第三透光区段上，并且从背侧起利用偏转过的激发辐射透射第三透光区段。
由于旋转的发光材料轮而顺序地产生的前侧的和背侧的转换光和可选附加的蓝色激发光通过光学元件、例如偏转镜和/或二向色镜以及透镜在共同的方向上汇聚，并且例如偏转到光学集成器中。
本发明以及在装置和方法方面的另外的优点、特征和细节从优选设计方案的以下描述中及根据附图来获得。
附图说明
接下来应该根据实施例进一步对本发明进行详细描述。图中示出：
图1是根据第一实施例的具有两侧的发光材料轮的照明装置，
图2a是根据图1的发光材料轮的前侧，
图2b是根据图1的发光材料轮的背侧，
图3是具有光学透镜的根据图1的照明装置，
图4是根据第二实施例的具有两侧的发光材料轮的照明装置，
图5是适用于3D投影的变体方案中的具有两侧的发光材料轮的照明装置，
图6a是根据图5的发光材料轮的前侧，
图6b是根据图5的发光材料轮的背侧。
具体实施方式
相同的或者相同类型的特征能够在接下来出于简化的目的标以相同的参考标号。
图1示出了根据本发明的第一实施例的照明装置100的示意图。出于更好的概览的原因，在该种类型的装置中用于光束整形的通常的光学透镜在图1中并未示出(但是对此可参见图3)。此外，光学光路仅仅示意性地示出。
照明装置100具有作为激发辐射源的激光器装置101。该激光器装置101设计为发射蓝色光谱范围中的激光，因为这一方面对于多数的发光材料来说代表合适的激发波长。另一方面，这允许使用未转换的蓝色激光(环绕光路)作为蓝光通道(B)，例如用于RGB投影单元。蓝色激光束1的发射波长优选地处于大约400-470nm的范围中。激发辐射源101能够例如设计成具有大量的激光二极管的激光二极管矩阵。
蓝色的激光1(＝激发光)-在其经过二向色镜之后10之后-借助光学透镜系统(在图1中并未示出)聚焦到发光材料轮102上。发光材料轮102具有圆盘形的载体基板7，载体基板具有与其垂直的并且居中布置的旋转轴线8。载体基板7例如由金属制成，从而能够良好地排出由发光材料转换产生的损失热。
接下来，此时也参考图2a，2b，图2a和2b以示意图示出了发光材料轮102，并进而示出了前侧5和背侧6。在前侧的转换阶段期间由入射的激光1照射的发光材料轮102的载体基板7的平坦的前侧5具有圆环形的区域，该圆环形的区域被分成六个圆环形的区段5a-5e和5a’。三个区段5a，5a’和5b设计为对于蓝色的激光1是透明的并进而设计成金属的载体基板中的穿孔的形式。区段5c-5e涂覆有发光材料，例如用于将蓝色的激光1顺序地波长转换成黄色的(借助黄色发光材料)、绿色的(借助绿色发光材料)以及青色的光线(借助青色发光材料)。按照希望的色彩光线顺序，发光材料区段5c至5e能够具有相同的或者不同的发光材料。在背侧的转换阶段期间由激光1照射的发光材料轮102的载体基板7的平坦的背侧6同样具有圆环形的区域，该圆环形的区域被分成六个圆环形的区段6a-6e和6a’。三个区段6a，6a’和6b(＝贯通孔的背侧)是相对于前侧的三个区段5a，5a’和5b的对称物，并且因此必然地对于蓝色的激光1同样是透明的。区段6c例如由黄色发光材料涂覆。按照希望的色彩光线顺序，发光材料区段6b和6e能够具有相同的或者不同的发光材料。
在运行中，蓝色的激光1在旋转的发光材料轮102的一个相应的旋转阶段期间入射到在发光材料轮102的前侧5上的发光材料区段5c，5d，5e上。由前侧的刚好被照射的发光材料区段波长转换过的、向回散射的转化过的光线2由二向色镜10从激光光路1中出来反射至用于根据应用而进一步使用的光输出端L。在此能够通过设计二向色镜10的光谱特性来有针对性地影响转换过的光线2的光谱，因此根据需要来改变光线颜色。
可替选的是，二向色镜10设计为对于蓝色的激光1是反射的并且对于转换过的光线2是透射的。然后，激光源101和光输出端L必须交换位置并且匹配二向色镜10的倾斜角(未示出)。
如果蓝色的激光1在旋转的发光材料轮102的一个相应的旋转阶段期间入射到透明的区段5b(或者6b)上，那么激光通过两个镜子11，12偏转到发光材料轮的背侧上。在该背侧的转换阶段期间，被偏转的蓝色的激光1入射到旋转通过的背侧的发光材料区段6c-6e上。由背侧的发光材料区段6c-6e向回散射的被转换的光线3(背侧的转换光)经过相同的光路返回直至二向色镜10，该光线在该处从激光光路1中出来在光输出端L的方向上反射。
优选的是，在背侧的光路中布置有波长过滤器9，从而以希望的方式来修改背侧的转换过的光线3的光谱，也就是说，在经过波长过滤器9之后获得具有变化的光线颜色的光线4。尤其以该方式例如能够将由黄色发光材料区段6c转换过的宽带的转换光借助波长过滤器9过滤成红色的光线(黄色发光材料的转换光光谱虽然在黄色光谱区域中具有其重点，但是在两侧具有在绿色和红色光谱范围中的翼型的边缘区域)。如已经对于用于前侧转换的光线2的光路所提及的那样，背侧转换过的和也许过滤过的光线4的光谱能够附加地通过二色性镜10的适当设计的光谱特性按照希望地进一步修改。
如果蓝色的激光1在旋转的发光材料轮102的一个相应的旋转阶段期间前侧地入射到透明的区段5a上或者在发光材料102的180°旋转之后入射到透明的区段5a’上，那么激光在那里透射，通过两个镜子11，12偏转到背侧的另外的透明区段6a’(或者6a)上，并且同样辐射穿过该区段再次射到发光材料轮102的前侧上。通过另外的镜子13，再次穿过发光材料轮102辐射的蓝色的激光1向回偏转到二向色镜10上并且穿过二向色镜10到达至光输出部L(用于蓝色的激光1的“环绕”光路)。
图3示出了已经在图1中简化地示出的装置100，在此现在具有用于光束成型的光学透镜。激光装置101例如设计成包括初级透镜的由蓝色激光二极管103构成的8乘4矩阵。8行乘4个激光二极管中的每一个都分配有一个阶梯镜部件104，该阶梯镜部件将蓝色的激光在发光材料轮102的方向上偏转了90°。此外，通过这种方式，激光射束的横截面被压缩。连接在下游的第一光学透镜组201进一步压缩激光射束并且对其进行准直。
直接在第一透镜组201之后布置有均匀器202，从而实现蓝色的激光1在发光材料轮102的发光材料区段上的尽可能均匀的功率密度分布。
准直的和均匀化的激光借助聚焦透镜组203聚焦到发光材料轮102的前侧上(激光焦点不必一定刚好处于前侧上)。该聚焦透镜组203还收集和准直在发光材料轮102的前侧上由发光材料区段5c-5e转换的向回散射的光线(前侧的转换光)，该光线由二向色镜10向着光输出端L耦合输出。聚焦透镜204将耦合输出的光线最后聚焦到棒形的光学整合器205中。
由发光材料轮102的前侧穿过透光的区段聚焦的激光通过另外的透镜组206准直。该透镜组206此外用于使得在发光材料轮102的背侧上由发光材料区段向回散射的转换过的光(背侧的转换光)穿过透光的区段来聚焦。背侧的转换过的光的另外的光路然后相应于前侧的转换过的光的光路。
另外的聚焦透镜组207将由另外的透镜组206准直的激光聚焦到发光材料轮102的背侧上。该另外的聚焦透镜组207也用于-类似与在前侧上的聚焦透镜组203-收集和准直在发光材料轮102的背侧上由发光材料区段转换的向回的光。最后，另外的聚焦透镜组207也用于使得蓝色的激光从背侧穿过发光材料轮102的透光的区段被聚焦。该透射的蓝色激光通过另外的透镜系统208准直，并且通过偏转镜13向回引导到二向色镜10上(“环绕”光路)。
环绕光路可替选地也可以围绕发光材料轮的“上”端部引导(未示出；因此接下来的描述参考图1)。为了使激光的光路能够分成用于照射背侧的光路和用于围绕照射发光材料轮的光路，设置有偏振的激光。此外，用于激光的偏转镜12取决于偏振地设计，例如对于S偏振的光线是反射的并且对P偏振的光线是透射的。为了时间上顺序地改变偏振，在发光材料轮中的透光的区段具有λ/2过滤器。S偏振的蓝色激光然后首先在λ/2过滤器区段中转换成P偏振的光线，并且现在由镜子12透射。P偏振的蓝色光线由附加的偏转镜围绕发光材料轮102引导并且通过错置的偏转镜13偏转到二向色镜10上。
在发光材料轮102的背侧上的镜子11和12和波长过滤器9可替选地也能够通过二色性覆层的椭球形反射器和/或合适的二色性覆层的自由形状反射器代替(未示出)。
对于蓝色的激光透射的区段也能够部分地设计具有色彩或者偏振过滤器或者偏振旋转的光学部件。因此，不仅蓝色的激光而且转换过的光线都可以被进一步处理。
图4示出了根据本发明的第二实施例的照明装置110的示意图。在此，用于在背侧转换过的光线3，4的光路相对于在图1中示出的构造发生了变化。镜子11’现在实施成(第二)二向色镜(高反射(HR)445-470nm并且抗反射(AR)480-750nm)，该二向色镜反射蓝色的激光，然而使转换的(并且通过波长过滤器9过滤的)光线4透射。背侧转换过的光线4在该变体方案中并不穿过发光材料轮102。背侧转换过的光线4更确切地是从激光光路1中通过第二二向色镜11’偏转出去。对于来自前侧和背侧的转换的光线在空间上的汇聚来说，设置有偏转镜14和另外的(第三)二向色镜15。偏转镜14将前侧转换过的光线2和环绕光路的蓝色激光1偏转到第三二向色镜15的反射侧上。背侧偏转过的光线4通过第三二向色镜15的透射侧与蓝色的激光1和前侧转换过的光线2汇聚。在通过第三二向色镜15预设的光谱范围内，前侧转换过的光线2和背侧转换过的光线4能够不取决于彼此地光谱过滤。背侧转换过的光线4的光谱过滤可以通过波长过滤器9和/或第二二向色镜11’的光谱特性实现。
照明装置110例如适用于利用发光材料轮产生由红色的和绿色的转换过的光线构成的时间上的序列。为此目的，例如能够在发光材料轮的前侧上设置绿色发光材料，并且在背侧上设置黄色发光材料。在前侧上转换的绿色光线能够根据需要通过第一二向色镜10光谱地改变。来自背侧的转换过的黄色光线通过第二二向色镜11’过滤成红色光线。
此外，照明装置110尤其能够用于3D投影显示。在此，使用者需要眼镜，其与激发的激光的光谱特性和偏振特性和过滤器或者二向色镜协调。
在使用光线的特殊的特性(波长，偏振)时，对于左侧的和右侧的部分画面，也就是对于左眼和右眼来说在3D眼镜中使用互补的过滤器。互补在此意味着：通过3D投影仪发射的用于左眼和右眼的画面内容能够通过相应地使用的眼镜过滤器解码，从而在观察者处产生3D效果。在此能够使用不同的方法，如干涉过滤器方法(例如3D)、快门眼镜方法(例如XPAND 3D)或者偏振滤镜方法(例如RealD 3D)。
图5示出了照明装置120的示意图，该照明装置基本上相应于图4中示出的炸照明装置110，但是特定地匹配于之前提及的用于3D投影的干涉过滤器方法。
在此，还使用了用于蓝色激光的两个不同的波长。为此，激发辐射源121包括两个激光器类型，它们发射具有两个不同的波长的激光辐射，例如450nm和465nm，其中，两个激光器类型在电子上顺序地接通。因为激光是窄带的就足够了，因此不需要波长过滤器。第一二色性镜10设计为对于激光是透明的(AR 445nm-470nm)。3D眼镜的过滤器仅仅透射相应地为左眼或右眼设置的波长。
此外，前侧转换过的光线匹配于3D眼镜的第一过滤器特性(例如用于右眼)。为此，第一二色性镜10利用第一过滤器特性反射地设计，也就是匹配于3D眼镜的第一过滤器。在过滤器轮102的前侧5上转换的光线2a因此由第一二向色镜10相应于第一过滤器特性地反射。如此过滤的前侧转换的光线2b通过偏转镜14到达第三二向色镜15上，第三二向色镜同样根据第一过滤器特性反射地设计并且该过滤的前侧转换的光线2b在光谱上并不继续改变地反射。
背侧转换的光线最后匹配于3D眼镜的第二过滤器特性(例如用于左眼)。第二过滤器特性因此与第一过滤器特性在上述的意义中互补。为此，波长过滤器9如第一和第三二向色镜10或者15一样配备有相同的涂层并且以45°的角度布置在背侧转换的光线3的光路中。由此，波长过滤器9相应于第一过滤器特性将背侧转换的光线3的一部分反射出去，该部分由吸收器16接收。背侧转换的光线4的相应于反转的光谱的一部分相反由波长过滤器9透射，匹配于3D眼镜的第二过滤器。如此根据第二过滤器特性过滤的、背侧转换的光线匹配于第二二向色镜11(HR445-470nm和AR480-750nm)并且通过第三二向色镜15(对于反转的光谱是透射的，相应与第二过滤器特性)与蓝色激光光路(具有第二激光波长)和根据第一过滤器特性过滤的、前侧转换的光线2b在空间上汇聚。
可替选的是，也可以放弃波长过滤器9来实施用于470nm-700nm的高反射的(HR)的第一二向色镜10，并且仅仅将第三二向色镜15实施作为表现过滤器特性的部件。然后所有预设的光线色彩在二向色镜15的两个侧面上顺序地表现出，过滤具有相应的过滤器特性。借助两个投影装置(两个DMD，LCD和光学件)，在二向色镜15的每个耦合输出侧上各一个投影装置，能够实现将所有的光线都用于投影。
为了区分两个对于3D投影来说必要的通道，也可以利用偏振过滤器进行处理。
图6a，b以示意性的前视图和后视图示出了发光材料轮5，其适用于图5中的照明装置120和在该处设置的双过滤(不仅前侧转换的光线而且背侧转换的光线都被光谱地过滤)。
前侧和背侧分别被分成六个圆环形的区段5a-5e和5a’以及6a-6e和6a’。三个区段5a，5a’和5b以及6a，6a’或6b设计对于蓝色的激光1是透明的。区段5c-5e以及6c-6e利用绿色、黄色和红色的发光材料涂层。优选的是，在前侧和背侧上发光材料的分布是相同的或者必要时稍微不同，从而也许对不同的损失进行平衡。
在之前阐述的实施例中，镜子的角度位置仅仅例如示出为相对于入射的光束的45°并且也能够选择为另外的角度。
本发明提出一种照明装置(100)，具有激发辐射源(101)和两侧的发光材料轮(102)。在两侧的发光材料轮(102)的两个侧面上，也就是不仅在前侧(5)上而且在相对的背侧(6)上分别设置有至少一种发光材料。两侧的发光材料在时间上顺序地激发。为此设置有在旋转的发光材料轮中的至少一个透光区域，激发辐射穿过该透光区域发射并且能够借助光学元件(11，12)偏转到背侧(6)上的发光材料上。

Claims (15)

1.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括
a.用于发射激发辐射(1)的激发辐射源；
b.发光材料轮(102)，包括具有前侧(5)和背侧(6)的载体基板(7)，其中，所述发光材料轮(102)布置在所述激发辐射(1)的光路中，使得所述激发辐射(1)能够到达所述前侧，并且其中所述发光材料轮(102)还包括以下部件：
i.至少一种布置在所述前侧(5)上的发光材料，用于利用所述激发辐射(1)发光并且将所述激发辐射波长转换成波长转换过的辐射(2)，
ii.至少一种布置在所述背侧(6)上的发光材料，用于利用所述激发辐射(1)发光并且将所述激发辐射波长转换成波长转换过的辐射(3)，
iii.用于所述激发辐射(1)的第一透光区域，所述第一透光区域设计用于能够使所述激发辐射到达所述背侧(6)，
c.并且其中，所述照明装置(100；110；120)还包括光学装置(11，12)，所述光学装置设计用于使得对所述载体基板(7)的所述前侧(5)进行照射的并且穿过所述基板的所述第一透光区域辐射的所述激发辐射(1)偏转到所述载体基板(7)的所述背侧(6)上。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光学装置(11，12)设计为使得由在所述载体基板(7)的所述背侧(6)上的所述发光材料发射的所述波长转换过的辐射(3)相反于所述激发辐射(1)向回穿过所述发光材料轮(102)的所述第一透光区域辐射。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光学装置包括二向色镜(11’)，所述二向色镜透射由在所述载体基板(7)的所述背侧(6)上的所述发光材料发射的所述波长转换过的辐射(3)。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光学装置包括至少一个光学元件，所述光学元件作为用于所述激发辐射(1)和由在所述载体基板(7)的所述背侧(6)上的所述发光材料发射的所述波长转换过的辐射(3)的偏转镜(11；12)起作用。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置具有在由所述载体基板(7)的所述背侧(6)发射的所述波长转换过的辐射的光路中布置的过滤元件(9)。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，所述过滤元件(9)设计成取决于波长的和/或取决于偏振的过滤器。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置具有布置在所述激发辐射源和所述发光材料轮(102)的所述载体基板(7)的所述前侧(5)之间的光路中的光学元件(10)，所述光学元件设计用于透射所述激发辐射(1)并且反射所述波长转换过的辐射(2，4)或者反射所述激发辐射并且透射所述波长转换过的辐射。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述载体基板(7)包括用于所述激发辐射的第二透光区域和第三透光区域，并且所述照明装置(100)设计为，使得对所述载体基板(7)的所述前侧(5)进行照射的所述激发辐射(1)能够穿过所述第二透光区域(5a，6a)辐射，借助于所述光学装置(11，12)偏转到所述载体基板(7)的所述背侧(6)上并且穿过所述第三透光区域(6a，6a’)辐射。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述激发辐射源包括激光二极管矩阵(103)。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一或者每个透光区域通过在所述载体基板(7)中的开孔形成。
11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述开孔利用透明的或者半透明的材料填充。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述第一透光区域和/或另外的或者每个透光区域配备有色彩过滤器或者偏振过滤器或者偏振旋转光学元件。
13.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的照明装置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·前侧的转换阶段：利用所述激发辐射(1)对布置在旋转的所述发光材料轮(102)的所述载体基板(7)的前侧(5)上的至少一种发光材料进行照射，
·背侧的转换阶段：从所述前侧(5)利用所述激发辐射(1)透射第一透光区段，并且将透射的所述激发辐射(1)偏转到布置在旋转的所述发光材料轮(102)的所述载体基板(7)的背侧(6)上的至少一种发光材料上。
14.根据权利要求13所述的方法具有以下的附加方法步骤：
·环绕阶段：从所述前侧(5)起利用所述激发辐射(1)透射所述第二透光区段，将透射的所述激发辐射(1)偏转到所述第三透光区段上，并且从所述背侧(6)起利用偏转过的所述激发辐射透射所述第三透光区段。
15.一种根据权利要求1至12中任一项所述的照明装置在用于数据投影或者视频投影的投影仪中的应用。
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