CN106796346A - 借助于光学装置处理光 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学装置(10)，其包括：‑光成像结构单元(14)，所述光成像结构单元构成用于将输送给光成像结构单元(14)的光(16)聚焦成至少一个聚焦光斑(18)，其中被输送的光(16)包括至少一个能预设的波长；‑转换设备(12)，所述转换设备具有至少一个发光材料(22，24，26，28)，所述发光材料设计用于将具有至少一个能预设的波长的光(16)变换成转换光(30)，其中转换设备(12)设置成，使得至少一个发光材料(22，24，26，28)设置在光成像结构单元的聚焦光斑(18)中；其中光成像结构单元(14)构成用于产生至少两个聚焦光斑(18)，并且转换设备(12)设置成，使得至少两个聚焦光斑(18)定位在至少一个发光材料(22，24，26，28)上。

Description

借助于光学装置处理光

技术领域

本发明涉及一种光学装置，其包括：光成像结构单元，所述光成像结构单元构成用于将输送给光成像结构单元的光聚焦成至少一个聚焦光斑，其中被输送的光包括至少一个可预设的波长；转换设备，所述转换设备具有至少一个发光材料，所述发光材料设计用于将具有至少一个可预设的波长的光变换成转换光，其中转换设备设置成，使得至少一个发光材料设置在光成像结构单元的聚焦光斑中。此外，本发明涉及一种具有光源以及光学装置的光模块。最后，本发明还涉及一种用于借助于光学装置处理光的方法，所述方法具有如下步骤：将光输送给光学装置的光成像结构单元，所述光成像结构单元将输送给光成像结构单元的光聚焦成至少一个聚焦光斑，其中被输送的光包括至少一个可预设的波长，以及将具有至少一个可预设的波长的被输送的光借助于转换设备的至少一个发光材料变换成转换光，其中转换设备设置成，使得至少一个发光材料设置在光成像结构单元的聚焦光斑中。

背景技术

一种光学装置、一种光模块以及一种用于其运行的方法在原理方面从US2010/0245777A1中已知。该文献公开具有激光器作为光源的光投影仪，其中从由激光器产生的激光中借助于发光材料轮通过如下方式产生白光：即所述发光材料轮旋转并且由激光在一个扇区中辐照。在环周方向上，发光材料轮用不同的发光材料覆层，所述发光材料将激光变换成不同的其他波长的相应的转换光。因此，发光材料轮的发光材料沿旋转方向、即沿发光材料轮的环周方向依次设置，使得时间上顺序地产生由相应的发光材料发射的光、即相应的转换光，并且输送给成像系统。在此，由于发光材料轮的旋转引起的时间上的次序和发光材料的选择使得对人眼产生白色光的印象。然而，在该参考文献中，原本的光源是激光器。基于其的技术也以术语激光远程激发磷光粉(LARP)已知。

为了将由激光器发射的激光的光功率分配到发光材料的尽可能大的面积上进而还减少发光材料的热负荷，发光材料通常施加到在运行中旋转的发光材料轮上。在正常运行期间，由于光变换使发光材料变热。该热量通过辐射、对流以及还有热传导，例如经由发光材料轮的轴导出，直至设定固定的运行温度。多种发光材料的转换的效率随着各发光材料的温度增加而降低，尤其在用于红色的光谱范围的氮化物发光材料的情况下如此。因此，为了大的光功率，能够考虑超过比例地提高散热。尽管这能够通过增大发光材料轮来补偿，然而这导致成本提高和结构体积变大。

发明内容

本发明所基于的目的是：如下改进光学装置、光模块以及用于其运行的方法：在光功率高的情况下，能够实现更紧凑的构型。

借助本发明，提出根据独立权利要求1的光学装置以及根据另一独立权利要求14的光模块，作为解决方案。最后，借助本发明，提出根据另一独立权利要求15的方法。根据从属权利要求的特征得出其他有利的设计方案。

特别地，本发明在光学装置中提出：光成像结构单元构成用于产生至少两个聚焦光斑，并且转换设备设置成，使得至少两个聚焦光斑定位在至少一个发光材料上。

在光模块方面尤其提出：光模块具有根据本发明的光学装置。

最后，在方法方面尤其提出：借助于光成像结构单元产生至少两个聚焦光斑，其中转换设备设置成，使得至少两个聚焦光斑定位在至少一个发光材料上。

本发明利用如下认知：借助多个聚焦光斑能够显著改进发光材料的利用率。在此，本发明不限制于两个聚焦光斑，而是其能够提供多个聚焦光斑、例如三个、四个或五个聚焦光斑。在此，证实为有利的是：本发明仅需要唯一的光源输送的光。光学装置从由该优选唯一的光源输送的光中产生多个聚焦光斑，所述聚焦光斑共同地设置在发光材料上，但是设置在不同的位置处。尤其有利的是，聚焦光斑能够设置在一个聚焦平面中，在所述聚焦平面中设置有发光材料。聚焦平面例如能够垂直于光学装置的光学轴线构成。由此，发光材料能够热均匀地负荷，其中能够降低高的局部负荷。此外，也能够在发光材料中实现更均匀的温度分布，使得能够降低发光材料的基于其的内应力。因此，同样能够改进可靠性。

例如能够提出：至少两种发光材料设置成，使得在将所述发光材料的转换光聚集在一起时基本上能够提供白光。当然也能够提出：发光材料选择成，使得与白光不同地能够以可预设的方式提供彩色光。

此外，能够提出：通过替换聚焦光斑的区域中的发光材料，能够简单地改变或切换转换光的类型。为了该目的能够提出：将多个发光材料、优选具有不同转换性能的多个发光材料彼此相邻地例如设置在载体等上。在载体方面能够提出：所述载体能够以预设的方式移动，使得聚焦光斑能够以可相应预设的方式定位到期望的发光材料上。也可行的是：如更下面在图9的实施例中示出那样，移动光学装置，来代替移动载体。

光成像结构单元用于：将被输送的光进行处理，使得形成至少两个聚焦光斑，所述被输送的光例如能够是激光器的光、尤其激光二极管等的光。聚焦光斑也能够是可通过光成像结构单元实现的焦点。但是也能够提出：根据发光材料的要照亮的区域匹配地选择聚焦光斑。光成像结构单元为了该目的能够包括光学聚焦元件，如透镜、反光镜、其组合等。优选地，聚焦光斑彼此相邻地设置。这具有的优点是：至少一个发光材料能够设置在一个平面中，使得能够以简单的方式用被输送的光加载、优选大面积地加载发光材料。例如能够提出：也在多个发光材料的情况下，将聚焦光斑至少大部分地、优选全部地仅定位在发光材料中的唯一的发光材料上。此外，当然能够提出：聚焦光斑定位在发光材料中的至少两个发光材料上。光成像结构单元为了产生多个聚焦光斑的目的能够具有透镜和反光镜的相应的布置。

根据提供要输送的光的光源，被输送的光具有至少一个可预设的波长。然而，本发明的应用不限制于如下光源，所述光源仅产生具有唯一的波长的或具有少量波长的光。当然，本发明尤其也适合于如下光源，所述光源产生宽光谱的光。就此而言，被输送的光也能够是发光二极管、气体放电灯、其组合等的光。

就本发明而言，术语光不限制于可见光，而是同时还包括紫外光以及红外光。这适用于被输送的光和转换光。尤其有利地，本发明当然结合激光适合作为被输送的光，或也结合由发光二极管提供的光作为被输送的光。

基本上，光源能够由唯一的光源形成，所述唯一的光源例如是半导体激光器光源，所述半导体激光器光源例如构成用于：产生基本上唯一的相同波长的激光。此外，当然能够提出：光源将产生不同波长的被输送的光的多个半导体激光器光源和/或发光二极管彼此组合。

转换设备包括至少一个发光材料，所述发光材料设计用于将具有至少一个可预设的波长的光变换成转换光。转换设备为了该目的能够具有多种发光材料，所述发光材料还实现将被输送的光变换成不同的转换光。转换设备对于本发明设置成，使得至少一个发光材料设置在光成像结构单元的至少两个聚焦光斑中。由此，将至少两个聚焦光斑定位在至少一个发光材料上。如果设有多于两个聚焦光斑，那么当然将所述聚焦光斑优选全部定位在发光材料上。此外，能够提出，发光材料由不同发光材料的区域形成，所述区域优选彼此相邻地设置，其中聚焦光斑定位在发光材料中的至少两个上。由此，转换光能够由至少两个不同的发光材料同时产生。发光材料基本上能够构成为盘或者施加在盘形的载体上。这种设计方案也能够称作为发光材料盘或发光材料轮。

原则上，转换设备能够仅由发光材料构成。但是此外也能够提出：转换设备提供用于至少一个发光材料的载体，在所述载体上设置有发光材料。载体能够可移动地、尤其可更换地设置为，使得为了维护目的或也为了适应于特别的应用能够以几乎任意的方式切换或更换发光材料。这当发光材料相对于光成像结构单元固定地、即优选抗扭地设置时证实是尤其有利的。例如，发光材料能够设置在转换设备的载体上。载体(根据应用)能够构成为是透明的或不透明的，尤其反射性的。透镜的载体例如能够由适当的材料、如蓝宝石等形成。

至少一个发光材料例如能够具有基于氮化物和/或基于磷的材料，借助所述材料能够实现将被输送的光转换成具有期望波长的转换光。

根据一个改进形式提出：转换设备具有至少一个第一发光材料和与第一发光材料不同的第二发光材料，其中聚焦光斑中的一个聚焦光斑定位在第一发光材料上并且聚焦光斑中的另一聚焦光斑定位在第二发光材料上。由此能够同时产生不同的发光材料的转换光。此外，通过借助于不同的发光材料并行产生转换光能够实现：与发光材料的移动无关地，总是能够产生两种发光材料的转换光的相同的组合。

根据本发明的另一设计方案提出：光成像结构单元具有两个轴棱镜，所述轴棱镜的光学轴线彼此同轴地定向并且与被输送的光的光入射轴线同轴地定向，其中轴棱镜设置成，使得轴棱镜的锥形构成的面彼此相向。轴棱镜是特定的、磨成锥形的透镜。借助轴棱镜能够用准直的光进行辐照，所述准直的光优选能够来自点光源并且例如首先借助透镜准直。借助轴棱镜还可行的是：将被输送的光、尤其激光成像为环。本发明将最后的特性用于产生至少两个聚焦光斑。借助彼此间呈上述布置的两个轴棱镜能够将以光束的形式的被输送的光、例如激光变换成环，所述环例如直接用于将光输送至发光材料。由此能够实现：通过另外的简单的光学器件能够产生至少两个聚焦光斑，借助所述聚焦光斑能够加载至少一个发光材料。

此外提出：光成像结构单元构成用于：使聚焦光斑至少部分地在与光学轴线同轴的环上产生。该设计方案尤其结合轴棱镜证实为是有利的，因为所述轴棱镜已经能够提供光环，所述光环优选与光学轴线同轴。

轴棱镜的设计优选根据要产生的聚焦光斑来设计。在当前的设计方案中提出：借助于轴棱镜彼此间的布置和相对于被输送的光的光入射轴线的布置，将被输送的光成像成环。优选地，透镜设置在所述部位处，借助所述透镜，将从被输送的光中由轴棱镜产生的光环成像为聚焦光斑。原则上，代替或补充于透镜，也能够设有一个或多个反射镜。

根据一个改进形式提出：转换设备构成为转换盘，并且具有至少一个第一发光材料和与第一发光材料不同的第二发光材料，其中至少一个第一发光材料和第二发光材料关于光学轴线径向地彼此相邻地设置在转换盘上，并且光成像结构单元构成用于沿着光学轴线设定轴棱镜彼此间的间距，使得根据所设定的间距将聚焦光斑分别定位在第一发光材料和/或第二发光材料上。借助该设计方案能够实现：通过设定轴棱镜的间距能够选择如下发光材料，所述发光材料当前以期望的方式产生用于期望的应用的转换光。以该方式能够实现光学结构单元，其中通过简单的机械的间距设定能够以任意的方式设定转换光。在此，该设计方案利用如下效应：即通过轴棱镜彼此间的间距能够设定通过所述轴棱镜产生的光环的直径。如果发光材料关于通过轴棱镜产生的光环的轴线设置在径向相邻的区域中，那么能够通过选择轴棱镜的间距来将光环设定成，使得根据期望的要选择的发光材料的位置提供所述光环。由此，能够借助于聚焦元件、即例如之前描述的透镜或者反射镜，实现在分别期望的发光材料上产生聚焦光斑。因此，无需干预转换设备，存在如下可行性：以期望的方式产生转换光并且以期望的方式改变所述转换光。例如能够提出：在第一位置中，借助于转换光产生白光，相反在间距的第二设定中产生第二发光材料的径向相邻的区域，所述区域产生红外光作为转换光。总体上，由此也能够关于切换可行性方面进一步改进在产生转换光方面的灵活性。

另一设计方案提出：转换盘关于光学轴线沿转换盘的环周方向彼此相邻地具有至少一个第一发光材料和第二发光材料。由此可行的是：同时由两个不同的发光材料产生转换光并且进行利用。为了该目的，光学装置能够补充地具有用于将发光材料的转换光聚集在一起的光学引导机构。该设计方案不强制性需要相对于光学装置旋转的发光材料盘。尽管如此，能够设有这种装置。

借助本发明原则上不再需要：将发光材料设置在旋转的发光材料盘上。因此，发光材料根据本发明也能够相对于光学装置固定地、尤其位置固定地设置。通过提供至少两个聚焦光斑已经能够实现充分的转换。

还提出：光成像结构单元具有用于产生聚焦光斑的透镜装置。透镜装置优选设置成，使得其产生至少两个聚焦光斑。特别地，透镜装置结合轴棱镜证实为是有利的，其中透镜装置具有至少两个透镜，所述透镜设置在通过轴棱镜产生的光环的区域中。优选地，透镜装置对于每个要产生的聚焦光斑具有至少一个透镜，所述透镜与所述聚焦光斑相关联。由此能够以简单的方式、尤其也可调节地产生至少两个聚焦光斑。

此外，证实为有利的是：转换盘抗扭地设置。以该方式能够避免对于可转动地设置转换盘所需要的安装和支承装置，此外，也能够省去用于转换盘的驱动器，如所述驱动器例如根据US2010/0245777A1的原理是必需的。总体上，由此能够在光学装置正常运行中节约耗费和运行。

根据本发明的另一设计方案提出：转换设备构成为是反射性的，并且光成像结构单元在光输送侧具有光学分离单元，所述光学分离单元用于将被输送的光与由转换设备反射的转换光分离。由此能够实现：在光输送侧和在光导出侧能够利用光成像结构单元。总体上由此能够降低器件耗费。借助光学分离单元能够将被输送的光与转换光分离。分离单元例如能够具有二向色镜、彩色透镜、其组合等。

根据一个改进形式提出：转换设备具有用于透射被输送的光的至少一部分的区域，并且光成像结构单元包括光引导组件，所述光引导组件构成用于将由转换设备透射的光与由转换设备反射的光聚集在一起。该设计方案具有的优点是：能够产生混合光，所述混合光不仅包括一个或多个发光材料的转换光而且包括被输送的光的未被转换的部分。转换设备为了该目的能够具有窗口或开口，被输送的光的一部分能够穿过所述开口或窗口经过转换设备，而没有射到发光材料上。这例如能够通过如下方式实现：在聚焦光斑中的一个的位置的区域中设有不具有发光材料的、尤其针对被输送的光的透明窗口或在发光材料中的开口。借助于适当的光引导组件偏转透射的被输送的光，使得其能够与一个或多个发光材料的转换光聚集在一起。同时，转换设备在发光材料的区域中构成为，使得转换光沿被输送的光的方向发射。就此而言，术语方向不应受限制地理解成刚好相同的方向，而是更确切地说理解为在该方向上敞开的空间角。

例如能够提出：作为被输送的光使用蓝光，并且设有两个发光材料，当所述发光材料加载蓝光时，所述发光材料分别发射红光和绿光作为转换光。于是，当产生至少三个聚焦光斑时，其中两个定位在相应的发光材料上并且一个定位在透射窗口上，发光材料的转换光能够与透射的光聚集在一起，以便获得白光。

优选地，光学装置还包括光导出结构单元，其用于将基于至少两个聚焦光斑由转换设备发射的光聚集在一起，其中光导出结构单元具有两个轴棱镜的如下布置，即两个轴棱镜关于转换设备根据光成像结构单元镜像地布置。该设计方案尤其在如下转换设备中证实为是有利的，所述转换设备设置用于透射光，即在一侧上，转换设备用被输送的光加载并且在相对置的侧上发射转换光。通过光导出结构单元的相应的布置能够将通过转换设备提供的转换光优选聚集成共同的光束，使得提供混合光，所述混合光优选是白光。由此，不仅例如当转换设备仅具有唯一的发光材料时能够整体上提高功率，而且也还能够产生几乎任意的光色。

根据一个改进形式提出：光导出结构单元构成用于：根据光成像结构单元的轴棱镜的间距沿着光学轴线设定轴棱镜的间距，以便基于聚焦光斑的定位，将由转换设备的发光材料发射的光聚集在一起。该设计方案允许：优选将被输送的光的唯一的光束借助于转换设备转换成具有转换光、必要时混合光的同样这种光束。此外，存在如下可行性：在需要时(如上面讨论的那样)通过选择聚焦光斑所定位于的发光材料来设定转换光。因此，光学装置允许：尤其为了照明目的，提供具有期望的颜色和/或强度的光。

此外提出：光导出结构单元在转换设备侧具有对应于多个聚焦位置构成的会聚透镜装置。由此能够实现：根据聚焦位置将转换光聚集在一起。能够提出：会聚透镜装置根据光的期望的提供而不捕捉全部聚焦位置，而是仅捕捉可预设的选择的聚集位置。就此而言，通过仅捕捉预设数量的聚焦位置的方式，会聚透镜装置能够是可设定的。

其他的优点和特征从实施例的根据附图的下面描述中得出。在附图中，相同的器件和功能设有相同的附图标记。

附图说明

图1示出根据本发明的光学装置的第一设计方案的示意原理图；

图2示出用于根据图1的光学装置的发光材料盘的示意俯视图；

图3示出根据图1的光学装置的光成像结构单元的立体图；

图4示出根据图2的发光材料盘的示意侧视图；

图5示出根据图4的发光材料盘的示意剖面图；

图6示出用于使用在根据图1的光学装置中的另一发光材料盘的示意图，其中发光材料在环中彼此相邻地设置成，使得借助于聚焦光斑分别总是仅产生发光材料的转换光，并且发光材料盘构成用于旋转运行；

图7示出用于旋转运行的如图6的发光材料盘的另一设计方案的示意图，其中发光材料在环中彼此相邻地设置成，使得借助于聚焦光斑总是产生白光作为混合光；

图8示出如图6和7的发光材料盘的另一设计方案的示意图，其中发光材料盘构成用于不旋转的运行，并且借助于环形地彼此相邻设置的发光材料产生白色光作为混合光；

图9示出具有两个同轴的轴棱镜的光成像结构单元的示意图，所述轴棱镜在其彼此间的间距方面是可设定的；

图10示出具有两个环形地且径向地彼此间隔开的发光材料区域的发光材料盘的示意图，其中沿环周方向彼此相邻地设置不同的发光材料，其中在上部示图中用聚焦光斑加载外环，并且在下部示图中用聚焦光斑加载内环；

图11示出根据本发明的另一设计方案的光学装置的示意图，其中应用构成为是反射性的发光材料盘；

图12示出根据本发明的另一设计方案的另一光学装置的示意图，其中发光材料盘具有窗口，被输送的光通过所述窗口透射并且借助于光引导组件以将发光材料盘的转换光与被输送的光聚集在一起；

图13示出根据本发明的另一设计方案的另一光学装置的示意图，其中与根据图1不同，设有用于将转换光聚集在一起的会聚透镜装置；以及

图14示出基于根据图13的设计方案的根据本发明的另一设计方案的另一光学装置的示意图，其中设有光导出结构单元，借助所述光导出结构单元将转换光输送给光学积分器。

具体实施方式

图1示出具有光成像结构单元14的根据本发明的光学装置10的示意原理图，所述光成像结构单元构成用于：将输送给光成像结构单元14的光16聚焦成八个聚焦光斑18，在图1中示出所述聚焦光斑中的两个。被输送的光16当前是波长大致为450nm的激光。

光学装置10还包括转换设备12，所述转换设备当前具有三个发光材料22、24、26以及透射窗口28。转换设备12当前构成为发光材料盘，所述发光材料盘可转动地安装。每个发光材料22、24、26设计成：将被输送的光16变换成相应的转换光64、66。在当前的设计方案中，未示出六个另外的聚焦点的转换光。

发光材料盘12针对基于透射构成的转换设备构成并且设置成，使得发光材料22、24、26以及透射窗口28设置在光成像结构单元14的聚焦光斑18中。

为了该目的，光成像结构单元14构成用于产生当前的八个聚焦光斑18，在图1中示出所述聚焦光斑中的两个。发光材料盘12设置成，使得八个聚焦光斑18定位在发光材料22、24、26以及透射窗口28上。

被输送的光16当前是激光二极管的光，所述激光二极管在附图中未进一步示出。激光二极管与光学装置10同样是未进一步示出的光模块的组成部分。被输送的光16以光入射轴线20输送给光成像结构单元14。

图2示出构成为发光材料盘的转换设备12的示意俯视图。能够识别的是：环形地彼此相邻地设置发光材料22、24、26和透射窗口28。发光材料盘12在正常运行中旋转，使得聚焦光斑18定位到相对于其环绕的发光材料22、24、26以及透射窗口28上。在发光材料盘12基本上恒定地旋转时，发光材料22、24、26的和透射窗口28的位置相对于聚焦光斑18规则地变换。

如从图1中还可见：光成像结构单元14具有两个轴棱镜40、42，所述轴棱镜的光学轴线36彼此同轴地且与被输送的光16的光入射轴线20同轴地定向。轴棱镜40、42还设置成，使得轴棱镜40、42的锥形构成的面44、46彼此相向。通过轴棱镜的该布置实现：沿着光入射轴线20输送的光16环形地成像。优选地，通过光成像结构单元14产生的光环对应于发光材料盘12的发光材料22、24、26以及透射窗口28的圆环形布置。

此外，从图1中可见：光成像结构单元14具有用于从由轴棱镜40、42产生的光环中产生聚焦光斑18的透镜装置34。当前，为了该目的设有八个凸透镜68，在图1中示出所述凸透镜中的两个。每个凸透镜68产生聚焦光斑18中的一个。

形成转换设备12的发光材料盘当前设置在垂直于光学轴线36设置的、未进一步绘出的聚焦平面中，聚焦光斑18定位在所述聚焦平面中。聚焦光斑18当前在与光学轴线36同轴的环上产生(也参见图2)。

图3示出光成像结构单元14和通过其引起的辐射路径的立体图。在图3的左侧区域中，示意地示出被输送的激光16的直径。所述激光沿着光入射轴线20输送给第一轴棱镜40。图示70以横截面示出被输送的光16的强度。能够识别的是：在被输送的光16的直径之内，存在基本上均匀的光强度，并且在外直径的区域中所述光强度强烈地朝零的方向降低。第一轴棱镜40将被输送的光16偏转到第二轴棱镜42上。这两个轴棱镜40、42同轴地彼此间隔开地设置并且这两个轴棱镜的锥形构成的面44、46彼此相向。

轴棱镜40、42的该布置产生光环，如所述光环在强度图示72中在第二轴棱镜42和具有透镜68的光学上随后的透镜装置34之间示出那样。

透镜装置34当前包括八个透镜68，所述透镜设置在光环的区域中。借助透镜68，将由轴棱镜40、42产生的环形的光聚焦成八个聚焦光斑18，如这根据强度图74得出。

在根据图1的设计方案中提出：发光材料盘12构成用于透射。在该设计方案中，在与聚焦光斑18相对置的侧上发射转换光64、66。借助光导出结构单元50，捕捉转换光64、66以及通过透射窗口28透射的光，并且将其聚集成混合光30。当前，混合光30是白光。

光导出结构单元50具有会聚透镜装置56，所述会聚透镜装置与每个聚集光斑18相关联。会聚透镜装置56将发光材料盘12的透射光以及转换光64、66成像到两个轴棱镜52、54的布置上。轴棱镜52、54的布置关于辐射走向相对于光成像结构单元14的轴棱镜40、42的布置镜像地构成。由此，将发光材料盘12的透射的光和转换光64、66聚集成共同的光束，由此形成混合光30。混合光30的色彩组合选择成，使得形成白光作为混合光30。为了改进混合效果，将混合光30输送给微透镜阵列30。

图4示出没有聚焦光斑18的图2的发光材料盘12。可识别的是：发光材料22、24、26设置在发光材料盘12上的圆环中。此外，透射窗口28同样设置在相同的环中。发光材料22、24、26以及透射窗口28环绕地直接彼此相邻地、即彼此邻接地设置。

图5在左上方视图中示出根据图4的示意竖直剖面图，其中可见的是：发光材料盘12具有未绘出的圆形的载体，所述载体当前由蓝宝石形成。在载体的上侧上施加发光材料22、24、26。在透射窗口28的区域中，蓝宝石没有发光材料。

在图5的右下方的视图中示出放大的局部。可见的是：在蓝宝石和发光材料、在此发光材料26之间设有二向色覆层60。在透射窗口28的区域中未设有该覆层60。在由蓝宝石构成的载体和发光材料22、24、26之间设有二向色覆层60，所述二向色覆层使短波的被输送的光16透射，然而反射转换光64、66。由此，能够改进变换的效率。因此，在传播方向上，蓝宝石作为载体设置在二向色覆层60和相应的发光材料22、24、26上游。

图6至8示出发光材料轮形式的转换设备12的其他设计方案。图6至8的发光材料轮同样原理上如根据图5阐述的那样构成。因此，补充地，参考所述实施方案。

在图6中示出发光材料盘12的与图2类似的视图，所述发光材料盘具有环形地彼此相邻设置的不同的发光材料22、24、26。此外，设有透射窗口28。发光材料22、24、26和透射窗口28设置成，使得在发光材料盘12旋转时，八个聚焦光斑18总是射到相同的发光材料上或透射窗口28上。因此，在相应的角位置中分别仅产生唯一的发光材料的转换光，或者进行被输送的光16的透射。所述发光材料盘12设置用于顺序的运行。通过发光材料盘12的旋转确保：期望的色彩组合、即时间上交替的色彩的总和基本上总是保持相同。

图7示出图6的替选的设计方案，其中与根据图6的设计方案不同，在特定的角位置中，所应用的发光材料22、24、26中的至少一个以及至少一个透射窗口28分别由聚焦光斑18加载。所述发光材料盘12设置用于非顺序的运行。因此，每个聚焦光斑18相对于相邻的聚焦光斑18产生不同的转换光。然而，在此也能够提出：所产生的光的总和总是白光。

图8示出发光材料盘12的另一设计方案，所述发光材料盘设置用于非旋转的运行以及非顺序的运行。在该设计方案中，聚焦光斑18总是定位在相同的发光材料22、24、26或透射窗口28上。优选地，在此同样提出：变换的光的总和是白光。也当该设计方案适合于非旋转的发光材料盘时，可选地还是能够进行旋转。光变换的作用由此不受损害。

图9和10示意地示出根据本发明的另一实施例。图10示出发光材料盘12，所述发光材料盘具有环绕地径向彼此相邻的环区域，所述环区域具有发光材料22、24、26和透射窗口28。在内部的环区域中，发光材料22、24、26以及透射窗口28彼此相邻地设置。相对于其径向外置地，设有另一发光材料区域，在所述另一发光材料区域中同样设有发光材料22、24、26以及透射窗口28。然而，在当前的设计方案中，发光材料22、24、26以及透射窗口28的角区域不同，使得在将聚焦光斑18定位在相应的环区域上时总体上产生具有不同颜色的光。

在根据图10的上部视图中，将聚焦光斑18定位在外部的环区域上。在图10的下部视图中，相反，聚焦光斑18定位在内部的环区域上。

为了实现聚焦光斑18的不同的定位，在本发明的该设计方案中提出：轴棱镜40、42的彼此间的间距是可设定的(图9)。在图9中的上部视图中，轴棱镜40、42彼此远离地间隔开，使得产生光环，所述光源的直径匹配于图10中的发光材料盘12的外部的环区域。借助相应构成的透镜装置34产生八个聚焦点，所述聚焦点定位在根据图10的发光材料盘12的外部的环区域上。

相反，在根据图9的下部视图中，轴棱镜40、42相对于上部视图间隔更近。这造成：所产生的光环具有更小的直径。当前提出：在此产生的光环直径对应于图10中示出的发光材料盘12的内部的环区域。透镜装置34也针对该设定状态具有匹配的透镜装置34，所述透镜装置同样产生八个聚焦光斑，所述聚焦光斑定位在发光材料盘12的内部的环区域上。

以该方式，能够在不同的发光材料和色彩组合之间进行切换。当前的设计方案提出：所述发光材料盘12在正常运行中以旋转的方式运行。

图11示意地示出本发明的另一设计方案，其中不需要如根据图1的光导出结构单元50那样的单独的光导出结构单元。在该设计方案中设置的发光材料盘12构成为是反射性的。这就是说，光成像单元14不仅用于输送被输送的光16而且用于导出转换光64、66。与之相关地，相应的光成像结构单元14又具有图1的结构。因此与之相关地，补充地参考图1的实施方案。

为了将被输送的光16与转换光64、66分离，在输入侧设有二向色镜32，所述二向色镜对于被输送的光16是反射的，但是对于转换光64、66是透射的。补充地，将蓝光80输送给二向色镜32，所述蓝光在二向色镜32上同样是反射的并且与转换光64、66聚集在一起，以便形成设置用于照明的光30。在一个替选的设计方案中，具有透射蓝光并且反射转换光的二向色镜的实施方案是可行的。

图12示意地示出本发明的另一设计方案，所述另一设计方案基于根据图11的实施例。为了避免单独地输送根据图11的蓝光80，在本设计方案中提出：发光材料盘12具有图12中未示出的透射窗口，被输送的光16的一部分穿过所述透射窗口通过发光材料盘12透射，并且借助于光引导单元48引导至二向色镜32。在那里，如之前针对图11描述那样，将所述光输送给转换光64、66，以便为了照明目的形成光30。在本设计方案中，也如图11中那样提出：转换光64、66与被输送的光16相反地使用光成像结构单元14。

根据图13和14示意地示出本发明的其他基于根据图1的实施例的设计方案。因此补充地，参考该实施例的实施方案。与根据图1的设计方案不同，根据图13的设计方案在光导出结构组件50中代替轴棱镜52、54具有会聚透镜82，借助所述会聚透镜将转换的光64、66输送给凹透镜84。

图14示出另一设计方案，该设计方案与根据图13的设计方案的区别在于：代替会聚透镜82设有会聚透镜86，所述会聚透镜86将转换光64、66聚焦到光学积分器88的入射面上。光学积分器88当前通过柱形的、尤其矩形或六边形的玻璃棒或反射镜隧道形成。

原则上，能够任意地选择并且按需调整聚焦光斑18的数量。此外，当然可行的是：对不同的发光材料分别加载不同数量的聚焦光斑，以便由此影响转换光的组成。为了该目的还能够提出：发光材料设置在不同大的面区域上。

本发明允许：光学装置按需要能够简单地且快速地进行调整。由此，不仅能够变换使用过的发光材料轮，而且也按需要调整色彩空间。此外，本发明允许：降低发光材料上的唯一的聚焦光斑的功率，因为这能够基于聚焦光斑的数量来补偿。由此，局部地在发光材料中产生更小的损失热量，使得发光材料本身能够以更高效率运行。

之前阐述的实施例仅用于阐述本发明并且对本发明进行限制。本发明能够用于任意的照明目的，例如室内照明、场地照明，但是也在投影仪、探照灯等中使用。

最后，当然，权利要求和说明书的特征能够以几乎任何方式彼此组合，以便在本发明的范围内得到其他的设计方案。还要注意的是：针对根据本发明的装置描述的优点和特征以及实施方式同样地适用于根据本发明的光模块或相应的方法并且反之亦然。因此，针对设备特征能够设有相应的方法特征并且反之亦然。

Claims (15)

1.一种光学装置(10)，其包括：

-光成像结构单元(14)，所述光成像结构单元构成用于将输送给所述光成像结构单元(14)的光(16)聚焦成至少一个聚焦光斑(18)，其中所述被输送的光(16)包括至少一个能预设的波长；

-转换设备(12)，所述转换设备具有至少一个发光材料(22，24，26，28)，所述发光材料设计用于将具有所述至少一个能预设的波长的光(16)变换成转换光(30)，其中所述转换设备(12)设置成，使得至少一个所述发光材料(22，24，26，28)设置在所述光成像结构单元的所述聚焦光斑(18)中；

其特征在于，

所述光成像结构单元(14)构成用于产生至少两个聚焦光斑(18)，并且

所述转换设备(12)设置成，使得所述至少两个聚焦光斑(18)定位在至少一个所述发光材料(22，24，26，28)上。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述转换设备(12)具有至少一个第一发光材料和与所述第一发光材料不同的第二发光材料(22，24，26，28)，其中所述聚焦光斑(18)中的一个聚焦光斑定位在所述第一发光材料上并且所述聚焦光斑(18)中的另一聚焦光斑定位在所述第二发光材料(22，24，26，28)上。

3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述光成像结构单元(14)具有两个轴棱镜(40，42)，所述轴棱镜的光学轴线(36)彼此同轴地定向并且与所述被输送的光(16)的光入射轴线(20)同轴地定向，其中所述轴棱镜(40，42)设置成，使得所述轴棱镜(40，42)的锥形构成的面(44，46)彼此相向。

4.根据权利要求2或3所述的光学装置，其特征在于，所述转换设备(12)构成为转换盘，并且具有至少一个第一发光材料和与所述第一发光材料不同的第二发光材料(22，24，26，28)，其中至少一个所述第一发光材料和所述第二发光材料(22，24，26，28)关于所述光学轴线(36)径向地彼此相邻地设置在所述转换盘(12)上，并且所述光成像结构单元(14)构成用于沿着所述光学轴线(36)设定所述轴棱镜(40，42)彼此间的间距，使得根据所设定的间距将所述聚焦光斑(18)分别定位在所述第一发光材料和/或所述第二发光材料(22，24，26，28)上。

5.根据权利要求3或4所述的光学装置，其特征在于，所述转换盘(12)关于所述光学轴线(36)沿所述转换盘(12)的环周方向彼此相邻地具有所述至少一个第一发光材料和第二发光材料(22，24，26，28)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述光成像结构单元(14)具有用于产生所述聚焦光斑(18)的透镜装置(34)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述光成像结构单元(14)构成用于至少部分地在与所述光学轴线(36)同轴的环上产生所述聚焦光斑(18)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述转换盘(12)抗扭地设置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述转换设备(12)构成为是反射性的，并且所述光成像结构单元(14)在光输送侧具有光学分离单元(32)，所述光学分离单元用于将所述被输送的光(16)与由所述转换设备(12)反射的光(30)分离。

10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述转换设备(12)具有用于透射所述被输送的光(16)的一部分的区域，并且所述光成像结构单元(14)包括光引导组件(48)，所述光引导组件构成用于将由所述转换设备(12)透射的光与由所述转换设备(12)反射的光(30)聚集在一起。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学装置，其特征在于，设有光导出结构单元(50)，其用于将基于至少两个所述聚焦光斑(18)由所述转换设备(12)发射的光(30)聚集在一起，其中所述光导出结构单元(50)具有两个轴棱镜(52，54)的如下布置，即所述两个轴棱镜关于所述转换设备(12)根据所述光成像结构单元(14)镜像地布置。

12.根据权利要求11所述的光学装置，其特征在于，所述光导出结构单元(50)构成用于：沿着所述光学轴线(36)，与所述光成像结构单元(14)的所述轴棱镜(40，42)的间距相关地设定所述轴棱镜(52，54)的间距，以便基于所述聚焦光斑(18)的定位将由所述转换设备(12)的所述发光材料(22，24，26，28)发射的光(30)聚集在一起。

13.根据权利要求11或12所述的光学装置，其特征在于，所述光导出结构单元(50)在转换设备侧具有对应于多个所述聚焦位置(18)构成的会聚透镜装置(56)。

14.一种光模块，其具有光源以及根据上述权利要求中任一项所述的光学装置，其中所述光模块构成用于将借助于所述光源产生的光输送至所述光学装置。

15.一种用于借助于光学装置(10)处理光的方法，所述方法具有如下步骤：

-将光输送给所述光学装置(10)的光成像结构单元(14)，所述光成像结构单元将输送给所述光成像结构单元(14)的光(16)聚焦成至少一个聚焦光斑(18)，其中所述被输送的光(6)包括至少一个能预设的波长，以及

-将具有所述至少一个能预设的波长的所述被输送的光(16)借助于转换设备(12)的至少一个发光材料(22，24，26，28)变换成转换光(30)，其中所述转换设备(12)设置成，使得至少一个所述发光材料(22，24，26，28)设置在所述光成像结构单元(14)的所述聚焦光斑(18)中，

其特征在于，

借助于所述光成像结构单元(14)产生至少两个聚焦光斑(18)，其中所述转换设备(12)设置成，使得所述至少两个聚焦光斑(18)定位在至少一个所述发光材料(22，24，26，28)上。