CN106574760B - 具有泵浦辐射源的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明设备(1)，其具有：用于发射泵浦辐射作为射束簇(4)的泵浦辐射源(2)，发光材料元件(22)，和在这两者(2，22)之间的透镜系统(3，5)；所述透镜系统(3，5)具有焦点，发光材料元件(22)设置在所述焦点上，其中所述透镜系统(3，5)的一个透镜(5)具有散射机构(26)，泵浦射束簇(4)穿过所述散射机构并且在此被扩展，使得泵浦射束簇(4)以围绕聚焦点(27)扩展的方式射到发光材料元件上。

Description

具有泵浦辐射源的照明设备
技术领域
本发明涉及一种具有泵浦辐射源和发光材料元件的照明设备，所述泵浦辐射源用于发射泵浦辐射，所述发光材料元件用于将泵浦辐射转换为更长波的转换光。
背景技术
作为泵浦辐射源例如能够使用激光器，并且泵浦辐射例如能够是UV辐射或者优选蓝光。转换光因此至少具有可见光谱中的份额并且例如能够用于照明。
发明内容
本发明基于下述技术问题：提出一种具有泵浦辐射源和发光材料元件的尤其有利的照明设备。
根据本发明，如下照明设备实现了该目的，所述照明设备具有用于发射泵浦辐射作为射束簇的泵浦辐射源、用于将泵浦辐射转换为转换光的发光材料元件以及泵浦辐射源和发光材料元件之间的透镜系统，所述透镜系统由泵浦射束簇穿过，其中透镜系统具有焦点，并且发光材料元件设置在焦点上，并且其中透镜系统的至少一个透镜还具有散射机构，泵浦射束簇穿过所述散射机构并且在此被扩展，使得泵浦射束簇以围绕焦点扩展的方式射到发光材料元件上。
优选的设计方案在说明书和从属权利要求中得出，其中在附图中并非总是详细地在设备方面和应用方面进行区分；在任何情形下，公开内容关于所有的权利要求类型都能够解读为是隐含的。
转换光与泵浦辐射相比优选是波长更长的(降频转换)。通常，替选地，升频转换也是可行的，其中例如更长波的激光辐射被转换为更短波的转换光。
发明人观察到：泵浦辐射点状地聚集在发光材料元件上能够引起发光材料局部过热从而由于此引起发光材料快速地退化。根据本发明的方法途径现在在于：发光材料元件虽然在技术可行性的范围中设置在透镜系统的焦点中，然而通过因散射引起的扩展仍然避免了热点的形成。
由发明人一开始替选地考虑的方法途径可能在于：将发光材料元件设置在焦点外部，即明确地设置在焦平面上游或下游。当然，发明人已证实：小的错位在此最终会引起下述后果：发光材料元件仍然位于焦点中或位于焦点附近，其中所述错位例如也能够还位于常规的生产波动之内。因此，在批量生产中，潜在上可能容易出错的是：通过发光材料元件相对于焦平面的错位而设定准直的泵浦射束簇的扩展。当优选设有越多个泵浦辐射源时，也就是说，当越多个泵浦辐射源必须聚集时，这种情况就越来越显著。
根据本发明，泵浦辐射束簇因此穿过透镜系统引导至发光材料元件，其中后者设置在透镜系统的焦点上。设置在焦点“上”是指：发光材料元件的泵浦辐射入射面(沿着泵浦射束簇的中轴线来观察)距焦点/聚焦点远离例如不大于200μm、150μm、100μm、50μm或20μm(优选程度以所列出的顺序递增)。在技术可行性的范围中，恰好在焦点中的设置是优选的。
这有利地能够参照接下来的详细描述简化安装。为了仍旧避免热点形成，透镜系统的透镜具有散射机构，使得泵浦射束簇在焦点中以围绕聚焦点扩展的方式射到发光材料元件上。因为散射机构扩大光学扩展量(射束簇横截面和投影的空间角的乘积)，即简单而言为由光填充的空间体积，所以于是在发光材料元件和透镜系统之间无意中错位的情况下也不会引起形成热点。如果射束簇在焦点中围绕聚焦点扩展，那么所述射束簇相应地也相对于所述聚焦点错开一段距离的方式(在焦点处)扩展。
在发光材料元件的泵浦辐射入射面上，泵浦射束簇例如应具有至少10μm的点直径，以如下顺序优选程度递增地为：至少50μm、100μm、150μm、200μm、250μm或300μm；可能的上限例如能够为最大1mm，以如下顺序优选程度递增地为最大：0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm或0.5mm(上限与下限不相关能够是让人感兴趣的，并且反之亦然)。在点并非圆形的情况下，直径涉及最小的点延伸和最大的点延伸中的平均值。
“聚焦点”是如下点：当透镜可能不具有散射机构时，穿过透镜系统的射束理论上射入所述点中。射束簇横截面可能在该处减小到点(聚焦点)上。聚焦点就此而言在没有散射机构的透镜系统处根据几何辐射光学的原理来确定。
关于泵浦辐射的路径，“焦点”于是设置在相同的部位处，当然，并非泵浦射束簇的所有射束都在唯一的焦点中射入，而是它们穿过小的面；就此而言，当前对于点直径所公开的值应对于焦点中的这个面而言也是公开的。这通常是指“围绕聚焦点的扩展”。在焦点中，泵浦射束簇的直径变得最小，无论如何都相对于直接位于其上游的区域和相对于直接位于其下游的区域都变得最小(但是在所述区域中，泵浦射束簇随后不继续扩展，而是设置有发光材料元件)。
“透镜系统”通常也由唯一的透镜构成，所述透镜于是具有散射机构；然而，其在此优选是多个透镜。焦点/聚焦点对于透镜系统而言作为整体来确定，即在考虑泵浦辐射源和发光材料元件之间的所有透镜的情况下确定。透镜系统设置在泵浦辐射源和发光材料元件“之间”涉及泵浦射束簇的路径，即例如在将泵浦射束簇引导经过角的情况下不强制涉及几何上最短的连接。
在优选的设计方案中，散射机构将泵浦射束簇的开度角扩展至少0.5°，以如下顺序优选程度递增地为至少1°、1.5°、2°、2.5°、3°、3.5°、4°或4.5°；优选的上限例如能够以如下顺序优选程度递增地为至多10°、9.5°、9°、8.5°、8°、7.5°、7°、6.5°、6°或5.5°(上限能够与下限不相关也能够是令人感兴趣的，并且反之亦然)。如果泵浦射束簇在轴线中应垂直于其重心方向不同程度地扩展，那么观察平均值。然而，优选的是，该扩展应当是均匀的，也就是说，所述扩展在两个彼此垂直的轴线中彼此偏差不超过30％，优选不超过15％(相对于最大的扩展)，这优选适用于所有彼此垂直的且垂直于重心方向的轴线对。
“开度角”在泵浦射束簇的侧表面之间，更确切地说，分别在包含泵浦射束簇的中轴线的剖面中。“中轴线”在相应观察的部段中平行于射束簇的重心方向并且居中地在泵浦射束簇中延伸，即在垂直于重心方向的剖面中观察位于(泵浦射束簇的横截面的)面重心中。泵浦射束簇的侧表面关于距中轴线的间距，即在与其垂直的剖面中来观察，应当位于泵浦辐射功率降低到最大值的一半的位置处(半值宽度)。
在所述公开内容的范围中，“重心方向”涉及射束簇在两个光学元件、尤其透镜之间的相应部段中的所有方向矢量的平均值(所述透镜能够改变重心方向)。在这种平均值形成中，每个方向矢量以其所属的光强来加权。
通常，散射机构例如也能够作为所谓的体积漫射器嵌入到透镜材料的体积中，然而优选的是，所述散射机构设置在透镜的光入射面上。通常，散射例如也能够借助于全息结构或者衍射光栅来进行，例如以覆层的形式施加。此外也可以考虑的是：在几何上特定的表面纹理，使得散射因此会根据几何辐射光学的原理来进行。光入射面的磨砂是优选的，所述光入射面例如也能够作为覆层来施加，然而优选通过表面粗糙化来实现。
在优选的设计方案中，透镜的光入射面是球形的，更优选是平面球形透镜，尤其优选是半球透镜。如接下来将详细阐述的那样，其能够是半球透镜，所述半球透镜的平面侧延伸穿过球中心点，关于批量生产方面也是良好可控的，当焦点位于球中心点中时(是透镜系统的焦点，并非仅半球透镜的焦点)，将发光材料元件设置在所述焦点处或焦点中。因此，发光材料元件能够良好地可复现地设置在平面侧上；通过借助于散射机构进行的扩展，仍然避免了热点形成)。
泵浦射束簇在透镜下游射到发光材料元件上，更确切地说，射到其泵浦辐射入射面上。这指的是发光材料元件的整个侧面，泵浦辐射穿过所述侧面入射，即不仅是所述侧面的由泵浦辐射所穿过的区域(点)。如果发光材料元件例如是长方体形的，那么泵浦辐射入射面能够是长方体的矩形的侧面；在发光材料元件为柱形的情况下，圆形的基面例如能够是泵浦辐射入射面。
泵浦辐射入射面具有平均延伸x，所述延伸作为其最小和最大的延伸的平均值产生，例如在矩形的面的情况下作为面对角线和较短的棱边的平均值。球形的光入射面所基于的球具有半径R，并且于是优选适用的是R≥x/2，其中R的其它有利的下限优选以如下顺序优选程度递增地为至少3x/4、x、5x/4、3x/2、7x/4或2x。有利的上限例如能够以如下顺序优选程度递增地至多为10x、8x、6x、4x或3x(上限能够与下限不相关也能够是令人感兴趣的，并且反之亦然)。
在绝对值中，泵浦辐射入射面例如能够具有至少0.7mm、1mm、1.3mm、1.6mm、1.9mm或2.2mm的平均延伸x；可能的上限例如至多为8mm、7mm、6mm、5mm、4mm或3mm(优选程度分别以所提出的顺序递增)，其中上限和下限彼此不相关也能够是令人感兴趣的。矩形形状是优选的，其中更优选的是较长的侧棱边与较短的侧棱边相比应长不超过50％、30％或10％；尤其优选正方形形状。
泵浦辐射入射面的面重心具有沿着面法线的距球形的光入射面的间距d，并且于是优选适用的是d≥0.9·R，更优选d≥0.95·R，尤其优选d≥R。也就是说，尤其有利的是：也如已经提及的那样，d＝R(在技术上常规的偏差的范围中)，因此发光材料元件设置在半球透镜的平面的光出射面上。
发光材料元件设置在光出射面“上”是指与该光出射面直接光学接触，也就是说，要么直接施加要么经由接合连接层、优选粘结层与其连接。这种粘结层能够引起发光材料元件相对于球中心点轻微地错开，当然，这种错开相比于常规的尺寸(x，R，…)是小的并且就此而言是可忽略的。
在优选的设计方案中，泵浦辐射簇朝向球中心点会聚地射到球形的光入射面上。也就是说，因此泵浦射束簇的每个射束垂直于光入射面。泵浦射束簇与之相应无折射地穿过光入射面，也就是说，没有改变重心方向。换而言之，聚焦点位于球中心点中，并且泵浦射束簇在不具有根据本发明的散射机构的情况下在该处会在一个点中聚焦。
基本上，例如也能够替代于具有同心的耦合输入的平面球形透镜而使用平面消球差透镜。该平面消球差透镜以及平面球形透镜都不具有球形的像差，但是具有折光力，所述折光力实现泵浦射束簇的折射。
当球中心点与聚焦点相同时，半球透镜的一个优点一方面在于对于发光材料元件所预先限定的位置。另一方面，任意多个泵浦射束簇因此也可经由相同的球形的光入射面原则上相应地耦合输入并且在球中心点中会聚，以便在该处射到发光材料元件上。在此，泵浦射束簇能够以级联的方式类似于以不同的纬度设置在地表面上的方式设置。也就是说，所述设置可以任意级联，参见图1以进行说明，其中在此示出在共同的纬度上的具有四重旋转对称性的设置。
就此而言，一个优选的实施方式也涉及一种具有多个泵浦辐射源的照明设备。每个泵浦辐射源发射相应的泵浦射束簇，所述泵浦射束簇优选分别穿过具有散射机构的透镜，优选穿过具有(多个)散射机构的共同的透镜。尤其优选的是，相应的泵浦射束簇在具有(多个)散射机构的共同的透镜中会聚，也就是说，所述泵浦射束簇在这些透镜上游分别具有自身的光学装置；换而言之，相应的透镜系统共享具有(多个)散射机构的透镜，但是在其余方面有所不同。
在泵浦辐射源为多个并且泵浦射束簇为相应多个的情况下(优选每个泵浦辐射源恰好一个泵浦射束簇)，优选每个泵浦射束簇以当前所描述的方式借助于散射机构围绕相应的聚焦点扩展。相应的透镜系统的聚焦点优选在技术可行性的范围中重合。也就是说，半球透镜是尤其优选的，聚焦点于是位于球中心点中是尤其优选的。
因此，当例如由于机械负荷(震动、撞击、不同的热膨胀等等)使发光材料元件从半球透镜脱落时，涉及照明设备的安全性的另一优选的实施方式能够是令人感兴趣的。为了在这种情况下避免随后在原本导出转换光的位置处(使用者侧)出现高能的泵浦辐射，优选进行到球形的光入射面的耦合输入，使得当在光出射面处不设置有发光材料元件时(即发光材料元件脱落时)，泵浦辐射在光出射面处被全反射。
透镜具有临界角θc，所述临界角从透镜材料的折射率n中得出，优选相对于作为环境介质的空气为θc≈acrsin(1/n)；也就是说，在折射率为大约1.78(在400nm时)的蓝宝石的情况下，θc例如能够为大约34°。如果贴上发光材料元件，那么能够共同考虑粘结剂的折射率nKlebst.，θc≈acrsin(nKlebst./n)。
临界角θc涉及如下面法线，所述面法线在光出射面的情况下与透镜的光学轴线重合。相应地，泵浦射束簇应当以重心方向(无折射地)穿过光入射面，所述重心方向以角度θ≥θc相对于光学轴线倾斜。θ的其它有利的下限为1.05·θc、1.1·θc、1.15·θc、1.2·θc、1.25·θc或1.3·θc(优选程度以所提出的顺序递增)。
如果在优选的设计方案中设有多个泵浦辐射源，那么优选相应地耦合输入每个泵浦射束簇。在此尤其优选的是设置成，使得第一泵浦射束簇和第二泵浦射束簇关于光学轴线彼此旋转对称，更确切地说，以180°的旋转角精确二重旋转对称。也就是说，通过围绕光学轴线旋转180°，能够将第一泵浦射束簇转换为第二泵浦射束簇，并且反之亦然。在此分别观察位于半球透镜内部的部段，也就是说，泵浦辐射源的所述设置通常也不必强制性是相应旋转对称的，尽管这是优选的。彼此旋转对称地设置的泵浦射束簇的优点因此例如在于：在所提到的故障情况下(发光材料元件脱落)，一个泵浦射束簇能够在另一泵浦射束簇的路径上离开透镜，并且反之亦然。也就是说，透镜能够如接下来将进一步详细阐述的那样，除了泵浦射束簇的区域中的开口外，在光入射面处也能够进行镜反射，这能够提供效率方面的优势。也就是说，就此而言，旋转对称的设置能够保证：在故障情况下全反射的泵浦辐射也能够再次离开透镜，更确切地说，远离发光材料元件从而远离“使用者侧”。
通常，也能够设有多个泵浦射束簇并且它们彼此旋转对称，也具有多重的旋转对称性(多于双重)。如果例如设有四个泵浦射束簇，那么能够提供两个第一泵浦射束簇和两个第二泵浦射束簇(就刚刚的描述而言)，每一对都精确地双重旋转对称；整体上，四个泵浦射束簇因此四重旋转对称地设置。通常，任意多重的旋转对称性是可行的，尤其2n重的旋转对称性是可行的，其中n＝1、2、3、4…等等。
通常，在优选的设计方案中，透镜的光入射面至少局部地设有反射层。一般而言，其在此例如也能够是二色性的反射层，所述二色性的反射层对于泵浦辐射而言在很大程度上是是透射的(例如至少80％、优选至少90％的透射度)，然而转换光是至少部分地反射的，即例如至少反射在泵浦辐射入射面处发出的转换光的30％、40％、50％、60％或70％(优选程度以所提出的顺序递增)。
也就是说，虽然发光材料元件的转换层放射面与泵浦辐射入射面相反，即发光材料元件以透射运行，但是在泵浦辐射入射面处也发出转换光(向回散射的转换光)。在发光材料元件中，在任何情况下原则上全方向地进行转换光的发射。
借助于透镜的光入射面处的反射层，在发光材料元件的泵浦辐射入射面处发出的转换光能够向回反射。也就是说，所述转换光因此具有至少一个沿着转换光在转换光放射面处的重心放射方向的方向分量。因此提高了效率，也就是说，更多转换光可用。
在转换光放射面处，转换光例如能够借助于光学装置，例如成像的光学装置聚集，并且随后用于照明。在优选的设计方案中，如果光入射面从而反射层是球形的并且球中心点在技术上常规的偏差的范围中位于泵浦辐射入射面中，那么向回散射的转换光有利地在很大程度上垂直地射到反射层上(在任何情况下，是在围绕球中心点的区域中发出的向回反射转换光)。
与之相应地，向回散射的转换光也基本上再次向回反射到发光材料元件上，也就是说，向回散射的转换光因此能够在转换光放射面处与原本在该处发出的转换光一起使用(设置在该处的光学装置不必考虑经过发光材料元件的光，这能够简化耗费)。
在优选的设计方案中，反射层对于泵浦辐射而言也是反射性的，也就是说，其是全镜反射。转换光和泵浦辐射的反射率例如能够为至少80％、85％、90％、95％或97％(优选程度以所提出的顺序递增)。也就是说，例如能够将金属膜施加到光入射面上，例如银膜或者ITO覆层。
在泵浦射束簇穿过光入射面的位置处，相应的反射光因此中断，也就是说，例如设有考虑泵浦射束簇直径的孔或留空部。另一方面，在泵浦射束簇相对于光学轴线以角度倾斜地耦合输入的情况下(尤其θ≥θc)，仅光入射面的围绕光学轴线的区域镜反射，即角度<θ的拱顶。
关于在上文中提到的故障情况(发光材料元件脱落)，局部镜反射的光入射面在以θ≥θc进行耦合输入时是有利的，在泵浦射束簇并非双重旋转对称设置的情况下也如此。在故障情况下在光出射面处全反射的泵浦辐射于是射到透镜的光入射面处的反射层上，并且从该反射层处(尤其在优选的半球透镜的情况下)射回到光出射面上，即朝向发光材料元件所处位置射回。所述泵浦辐射在该处重新全反射并且能够经由散射机构沿着初始的耦合输入路径射出。确保在使用者侧的安全性。
本发明也涉及当前公开的照明设备作为照明的光源的应用。一个应用领域例如是投影设备或者内窥镜。尤其优选的是在机动车辆外部照明的领域中的应用，更优选作为机动车辆前照灯的光源。通常，并非全部泵浦辐射都必须被转换(全转换)，而是也能够仅其中一部分被转换并且使用由泵浦辐射(泵浦光)和转换光构成的混合(部分转换)。全转换是优选的。蓝色的泵浦光作为泵浦辐射是优选的。
泵浦辐射源优选是激光器，尤其优选是激光二极管。
也就是说，在多个泵浦辐射源的情况下，因此优选相同频率或者不同频率(波长)和放射特性的以及具有相同或不同的运行方式(DC、时钟控制的、相继运行、同时运行)的多个激光二极管以阵列设置。
附图说明
在下文中根据实施例详细阐述本发明，其中各个特征在并列的权利要求的范围中也能够以其它组合而对于本发明是实质性的，并且此外在细节中也不总是对不同的权利要求类型进行区分。
以细节示出：
图1示出具有四个激光二极管的根据本发明的照明设备的示意性概览图；
图2示出贯穿半球透镜的示意性的剖面，所述半球透镜具有散射机构、反射层和发光材料元件；
图3示出在根据图2的发光材料元件的泵浦辐射入射面处发出的向回散射的转换光；
图4示出多个泵浦射束簇的耦合输入。
具体实施方式
图1示出根据本发明的照明设备1的示意性概览图。可见作为泵浦辐射源的四个激光二极管2。激光二极管在大约450nm中进行发射并且具有1.5瓦至3.0瓦的辐射功率。一个平凸透镜3与每个激光二极管2相关联，所述平凸透镜将由相应的激光二极管2发出的泵浦辐射(蓝色的泵浦光)聚集成束并且转向到半球透镜5上。
泵浦射束簇4射到由蓝宝石构成的半球透镜5的光入射面6上并且穿过半球透镜直至相反的光出射面21。光出射面关于根据图1的观察方向背离后侧，由此为了进行图解说明也参照图2。经由光出射面21，泵浦辐射射到发光材料元件22上。发光材料元件设置在半球透镜5的光出射面21上，更确切地说，经由薄的粘结层(<50μm)与其连接。
泵浦辐射射到发光材料元件22的泵浦辐射入射面23上并且由该发光材料元件(当前为黄色的YAG:Ce发光材料)至少部分地转换为更长波的转换光24。转换光24以及可能未被转换的泵浦光在发光材料元件22的转换光放射面25处发出，所述转换光放射面与泵浦辐射入射面23相反。对于每个激光二极管2，相应的平凸透镜3和半球透镜5形成透镜系统，通过所述透镜系统，泵浦辐射被引导到发光材料元件22上。
图2此外图解说明：半球透镜5的光入射面6例如在如下区域中粗糙化，在所述区域中，泵浦射束簇4射到所述光入射面上(出于概览的原因仅示出四个泵浦射束簇中的一个)。该表面粗糙化部26是散射机构，泵浦射束簇4在穿过时被扩展。开度角增大大约5°。
在图2中以虚线表明在未受干扰的情况下的辐射扩展；泵浦射束簇4以在聚焦点27中聚集的方式射到发光材料元件22上，这可能引起发光材料元件22的局部过热(热点)。为了避免这种情况，泵浦射束簇4通过散射扩展，也就是说，所述泵浦射束簇与之相应地以围绕聚焦点27扩展的方式射到发光材料元件22上。发光材料元件虽然设置在焦点上，但是泵浦射束簇4在该处并非点状地聚集。
此外，光入射面6设有反射层28，更确切地说，银膜。因为该银膜也会反射泵浦辐射，所以反射层28在泵浦射束簇4耦合输入的位置处中断。
图3图解说明反射层28的功能，其中在该视图中，经由散射机构26入射的泵浦射束簇4出于概览的原因未示出。在借助泵浦辐射激发时在发光材料元件22中产生的转换光也在泵浦辐射入射面23上发出，即作为向回散射的转换光31发出。在泵浦辐射入射面23中央处发出的向回散射的转换光31a，即在聚焦点27处从而在球中心点处发出的向回散射的转换光，垂直地射到反射层28上并且与之相应地再次向回反射到泵浦辐射入射面23的相同部位上。
在泵浦辐射入射面23的边缘侧上发出的向回散射的转换光31b尽管并不精确地射到反射层28上，然而至少近似垂直地射到反射层28上并且也大部分向回反射到泵浦辐射入射面23上。如此向回引导到发光材料元件22的向回散射的转换光于是能够在转换光放射面25上与原本在该处发出的转换光24一起使用。
不仅转换光向回散射，而且泵浦辐射的一部分也向回散射。这种向回散射关于方向与向回散射的转换光31类似。向回散射的泵浦辐射也在反射层28上被反射从而向回引导至泵浦辐射入射面23，这进一步提高效率。
根据图4的示意图再次示出相同的构造，其中在这种情况下示出两个泵浦射束簇4a、b，即穿过根据图1的装置的示意性的剖面。每个泵浦射束簇4a、b经由相应的散射机构26耦合输入并且相应地围绕聚焦点27扩展。
这两个泵浦射束簇4a、b还相对于半球透镜5的光学轴线41是旋转对称的，更确切地说恰好双重旋转对称。此外，这两个泵浦射束簇4a、b相对于光学轴线41倾斜，使得泵浦辐射以θ>θc的入射角射到半球透镜5的光出射面21上。
在故障情况下，当发光材料元件22从半球透镜5处脱落时，这两个泵浦射束簇4a、b由此在光出射面21上全反射，并且第一泵浦射束簇4a随后能够在第二泵浦射束簇4b的路径上(沿着相反的方向)离开半球透镜5，并且反之亦然。

Claims (16)

1.一种照明设备(1)，具有：
用于发射泵浦辐射作为泵浦射束簇(4)的泵浦辐射源(2)，
用于将所述泵浦辐射转换为转换光的发光材料元件(22)，和
在所述泵浦辐射源(2)和所述发光材料元件(22)之间的透镜系统(3，5)，所述透镜系统由所述泵浦射束簇(4)穿过，
其中所述透镜系统(3，5)具有焦点并且所述发光材料元件(22)设置在所述焦点上，
并且其中所述透镜系统(3，5)的一个透镜(5)还具有散射机构(26)，所述泵浦射束簇(4)穿过所述散射机构(26)并且在此被扩展，使得所述泵浦射束簇(4)以围绕聚焦点(27)扩展的方式射到所述发光材料元件(22)上，
其中具有所述散射机构(26)的所述透镜(5)具有球形的光入射面(6)，
其中所述泵浦射束簇(4)射到所述发光材料元件(22)的泵浦辐射入射面(23)上，所述泵浦辐射入射面具有平均延伸x，并且球形的所述光入射面(6)所基于的球具有半径R，其中R≥x/2。
2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中所述散射机构(26)将所述泵浦射束簇(4)的开度角扩展至少0.5°并且至多10°。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备(1)，其中所述散射机构(26)设置在所述透镜(5)的光入射面(6)上。
4.根据权利要求3所述的照明设备(1)，其中所述散射机构(26)作为覆层或者表面粗糙化部设置在所述光入射面上。
5.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中所述泵浦射束簇(4)射到所述发光材料元件(22)的泵浦辐射入射面(23)上，并且所述泵浦辐射入射面(23)的面重心距球形的所述光入射面(6)具有沿着面法线所获得的间距d，并且球形的所述光入射面(6)所基于的球具有半径R，其中d≥0.9·R。
6.根据权利要求5所述的照明设备(1)，其中d＝R。
7.根据权利要求1或5所述的照明设备(1)，其中所述透镜(5)具有平面球形的透镜(5)，即所述透镜(5)的与球形的所述光入射面(6)相反的光出射面(21)是平面的，其中所述发光材料元件(22)设置在所述光出射面(21)上。
8.根据权利要求1或5所述的照明设备(1)，其中球形的所述光入射面(6)所基于的球具有中心点，并且所述泵浦射束簇(4)以会聚于所述中心点的方式射到球形的所述光入射面(6)上。
9.根据权利要求8所述的照明设备(1)，其中所述透镜(5)具有平面球形的透镜(5)，即所述透镜(5)的与球形的所述光入射面(6)相反的光出射面(21)是平面的，其中所述发光材料元件(22)设置在所述光出射面(21)上，并且其中所述透镜(5)具有光学轴线(41)，所述光学轴线垂直于所述光出射面(23)，其中θc是所述光出射面(23)处的全反射的临界角，并且其中所述泵浦射束簇(4)以重心方向穿过球形的所述光入射面(6)，所述重心方向相对于所述光学轴线(41)倾斜θ≥θc的角度。
10.根据权利要求1或2所述的照明设备(1)，所述照明设备具有多个泵浦辐射源(2)。
11.根据权利要求9所述的照明设备，其中所述照明设备具有多个泵浦辐射源(2)，并且其中第一泵浦射束簇(4a，c)和第二泵浦射束簇(4b，d)在所述平面球形透镜中关于所述光学轴线(41)是彼此旋转对称的，即以180°的旋转角精确的二重旋转对称，所述第一泵浦射束簇始于第一泵浦辐射源(2a，c)，所述第二泵浦射束簇始于第二泵浦辐射源(2b，d)。
12.根据权利要求3所述的照明设备(1)，其中所述透镜(5)的所述光入射面(6)至少局部地设有反射层(28)。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其中所述反射层(28)不仅对于所述转换光是反射性的而且对于所述泵浦辐射也是反射性的，其中所述光入射面的由所述泵浦射束簇(4)穿过的区域不具有所述反射层(28)。
14.一种根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备(1)的应用，其用于照明。
15.一种根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备(1)应用，其用于机动车辆外部照明。
16.一种根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备(1)应用，其应用在前照灯中。
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