CN107575829A - 照明装置和具有照明装置的车辆前照灯 - Google Patents

照明装置和具有照明装置的车辆前照灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(1)，具有至少一个激光源(2)和用于对至少一个激光源(2)的激光(20)进行波长转换的光波长转换元件(3)，其中照明装置具有用于均匀化由照明装置(1)发射的光的光色的机构(4)。

Description

照明装置和具有照明装置的车辆前照灯
技术领域
本发明涉及一种照明装置，所述照明装置具有至少一个激光源和光波长转换元件，所述光波长转换元件用于对由至少一个激光源发射的激光进行部分的或者完全的波长转换。此外，本发明涉及一种具有至少一个这种照明装置的车辆前照灯。
背景技术
一个或多个这种照明装置例如用作为根据ECE标准ECE/324/Rev.1/Adb.No.48/Rev.12的用于产生白光的车辆前照灯中的光源，或用作为用于医疗应用或用于显微镜检查或光谱学的光源，或用于投影或效果娱乐照明的光源。
这种照明装置通常发出在颜色上不均匀的光，因为例如由于激光在光波长转换元件中的光散射使得激光在光波长转换元件中的波长转换是局部不均匀的，从而由光波长转换元件放射的光中的未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光的份额也在光波长转换元件的发射光的表面上局部地变化。特别地，从光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射的进行了波长转换的光的份额，其中所述区域距激光在光波长转换元件上的入射位置的距离相对大，高于从光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射的进行了波长转换的光的份额，其中所述区域距激光在光波长转换元件上的入射位置的距离相对小。
发明内容
本发明的目的是：提供一种常规的照明装置，所述照明装置在限定的、局部的区域上发射光，所述光包括由未进行波长转换的激光和在光波长转换元件上进行了波长转换的光构成的在颜色上尽可能均匀的混合。
该目的通过一种照明装置实现，所述照明装置具有至少一个激光源和至少一个光波长转换元件，所述光波长转换元件用于对至少一个所述激光源的激光进行波长转换，其中所述照明装置具有用于均匀化由所述照明装置发射的光的光色的机构。本发明的尤其有利的设计方案在下文中描述。
根据本发明的照明装置具有：至少一个激光源，优选呈一个或多个激光二极管的装置的形式；和用于对由至少一个激光源发射的激光进行波长转换的光波长转换元件。附加地，根据本发明的照明装置具有用于均匀化由所述照明装置发射的光的光色的机构。由此实现：根据本发明的照明装置发射具有尽可能均匀的光色的光。
根据本发明的照明装置的上述用于均匀化光色的机构优选构成为，使得从至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光是由未进行波长转换的激光和由光波长转换元件进行了波长转换的光构成的在颜色上尽可能均匀的混合。
有利地，根据本发明的照明装置的上述机构包括至少一个彩色滤光器。借助于至少一个彩色滤光器，改变未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光的相对份额，使得从根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光具有均匀的光色。
优选地，根据本发明的照明装置的至少一个彩色滤光器的滤光作用与由至少一个激光源发射的激光的或由至少一个光波长转换元件进行波长转换的光的波长或波长范围相配合。至少一个彩色滤光器的过滤作用也能够与由至少一个激光源发射的激光的和由至少一个光波长转换元件进行波长转换的光的波长或波长范围相配合。由此，在从根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光中的未进行波长转换的激光的份额或进行了波长转换的光的份额或者这两个所提出的份额能够被降低为，使得改进从至少一个波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光的颜色均匀性进而改进由根据本发明的照明装置发射的光的颜色均匀性。
根据本发明的一个或多个优选的实施例，至少一个彩色滤光器构成为二向色滤光器，尤其构成为干涉滤光器。由此，借助于具有高低交替的光学折射率的多个滤光层之间的相消干涉，实现过滤作用。二向色滤光器具有下述优点：其过滤作用能够通过调整各个过滤层的层设计和层厚度与进行了波长转换的光或激光的波长相配合。特别地，由此能够将二向色滤光器的滤光器棱边设置到所期望的波长上，所述滤光器棱边限定二向色滤光器的从具有滤光器的高的透射度的光波长范围到具有滤光器的低的透射度的光波长范围的过渡。附加地，也能够通过改变二向色滤光器的层的数量来设置滤光器棱边的斜度。此外，也能够设有具有不同的滤光器棱边的两个或更多个二向色滤光器，以便实现由根据本发明的照明装置发射的光的颜色均匀化。
至少一个二向色滤光器优选构成为至少一个光波长转换元件的表面上的覆层。由此，能够将过滤作用限制于光波长转换元件的表面的所选择的区域上。优选地，二向色彩色滤光器设置在至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段上。附加地或替选地，二向色彩色滤光器也能够设置在至少一个光波长转换元件的借助激光辐照的表面或借助激光辐照的表面部段上。替选地，至少一个二向色彩色滤光器此外还能够设置在与光波长转换元件分开设置的透光载体上。
根据本发明的一个或多个其它优选的实施例，至少一个彩色滤光器构成为吸收滤光器。由此，借助于吸收未进行波长转换的激光或进行了波长转换的光实现滤光作用。在此，吸收度能够借助于滤光器的厚度设置到期望值上。通过适当地选择吸收器能够使吸收滤光器与未进行波长转换的激光的波长或由光波长转换元件进行波长转换的光的波长相配合。
有利地，吸收滤光器作为覆层设置在至少一个光波长转换元件的表面上。由此，不需要用于吸收滤光器的附加的支架，并且吸收滤光器能够构成为具有光波长转换元件的结构单元。
优选地，吸收滤光器作为覆层设置在至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段上。但是替选地或附加地，吸收滤光器也能够设置在至少一个光波长转换元件的借助激光辐照的表面部段或借助激光辐照的表面上。
优选地，覆层的层厚度局部不同地构成。由此，吸收滤光器的吸收度能够在至少一个光波长转换元件的覆层的表面或覆层的表面部段上设计为是局部不同的，以便进一步降低从至少一个光波长转换元件的
覆层的层厚度和/或形状优选与由至少一个激光源在至少一个光波长转换元件上产生的光斑的形状相配合，或者与由至少一个激光源产生的激光的轮廓相配合，以便获得对由至少一个光波长转换元件放射的光或混合光的颜色均匀性的进一步改进。覆层在激光射束的轮廓为椭圆形的情况下或者在至少一个光波长转换元件上的光斑具有椭圆轮廓的情况下例如具有椭圆轮廓。
根据一个或多个优选的实施例，根据本发明的照明装置的吸收滤光器构成为，使得所述吸收滤光器优选吸收具有至少一个激光源的激光的波长的光，以便降低在从根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光中的未进行波长转换的激光的份额，从而改进由根据本发明的照明装置发射的光的光色的均匀性。
优选地，在至少一个光波长转换元件的被覆层的表面的如下区域中，其中所述区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离相对小，与在至少一个光波长转换元件的被覆层的表面的如下区域中相比，其中所述区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离相对较大，吸收滤光器的层厚度更大，以便与从如下表面区域放射的未进行波长转换的激光相比，其中所述表面区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离较大，更强地吸收从至少一个光波长转换元件的发射光的表面放射的未进行波长转换的激光，所述激光从激光射到至少一个光波长转换元件上的入射地点附近的表面区域放射。由此，如下光中的未进行波长转换的激光的份额和进行了波长转换的光的份额分别被调整，进而进一步改进从根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光的光色的均匀性，其中所述光从至少一个光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射，所述区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射地点的距离不同。
根据本发明的一个或多个优选的实施例，吸收滤光器构成为，使得所述吸收滤光器优选吸收具有由光波长转换元件进行波长转换的光的波长的光，以便降低在从根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段放射的光中的进行了波长转换的光的份额，从而改进由根据本发明的照明装置发射的光的光色的均匀性。
优选地，在至少一个光波长转换元件的被覆层的表面的如下区域中，其中所述区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离相对大，与在至少一个光波长转换元件的被覆层的表面的如下区域中相比，其中所述区域距激光在至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离较小，吸收滤光器的层厚度更大，以便与从至少一个光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射的进行了波长转换的激光相比，其中所述区域距激光射到至少一个光波长转换元件上的入射位置的距离相对较小，更强地吸收从至少一个光波长转换元件的发射光的表面放射的进行了波长转换的激光，所述激光从至少一个光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射，所述区域距激光射到至少一个光波长转换元件上的入射地点的距离相对大。由此，如下光中的进行了波长转换的光的份额和未进行波长转换的激光的份额分别被调整，进而进一步改进由根据本发明的照明装置发射的光的光色的均匀性，其中所述光从至少一个光波长转换元件的发射光的表面的如下区域放射，所述区域距激光射到至少一个光波长转换元件上的入射地点的距离不同。
替选于或除了至少一个彩色滤光器之外，用于均匀化由照明装置发射的光的光色的机构包括发光材料，所述发光材料包含在至少一个光波长转换元件中，其中优选地，至少一个光波长转换元件的厚度或发光材料在至少一个光波长转换元件中的浓度局部不同地构成，以便使未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光的相对份额彼此匹配，所述未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光从至少一个光波长转换元件的发射光的表面的不同区域放射。出于该目的，至少一个光波长转换元件在至少一个光波长转换元件的用激光辐照的区域中的厚度，例如能够大于在至少一个光波长转换元件的未直接用激光辐照的区域中的厚度，或者，发光材料在至少一个光波长转换元件的用高的激光强度辐照的区域中的浓度，高于在至少一个光波长转换元件的未直接用激光或用低激光强度辐照的区域中的浓度。
有利地，至少一个光波长转换元件的如下区域的形状与由至少一个激光源在至少一个光波长转换元件上产生的光斑的形状或色彩轮廓相配合或与由至少一个激光源产生的激光的轮廓相配合，以便进一步改进从至少一个波长转换元件放射的光的颜色均匀化，其中所述区域具有至少一个光波长转换元件的局部不同的厚度或具有发光材料在至少一个光波长转换元件中的局部不同的浓度。
替选地或附加地，用于均匀化由照明装置发射的光的光色的机构能够包括光波长转换元件的反射热辐射的覆层，所述覆层优选设置在光波长转换元件的表面的表面部段上，以便利用光波长转换元件的波长转换的效率的温度相关性并且在覆层的区域中降低进行了波长转换的光的份额。出于该目的，至少一个光波长转换元件的表面例如能够具有透明的铟锡氧化物层(ITO层)或透光的金层。
此外，用于均匀化由照明装置发射的光的光色的机构能够包括照明机构，所述照明机构构成为，使得所述照明机构用如下光对光波长转换元件照明，所述光与至少一个激光源的激光具有相同或类似的波长，以便增大光波长转换元件的借助未进行波长转换的光照明的区域。由至少一个激光源发射的激光例如能够具有440纳米至460纳米的波长范围中的波长，并且由照明机构发射的光具有400纳米至500纳米的波长范围中的波长。
根据本发明的一个或多个优选的实施例，用于均匀化由根据本发明的照明装置发射的光的光色的机构构成为，使得降低在从至少一个光波长转换元件放射的光中的未进行波长转换的激光的份额和由至少一个波长转换元件进行波长转换的光的份额在至少一个光波长转换元件的发射光的表面或发射光的表面部段上的变化。
优选地，至少一个激光源和根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件彼此配合为，使得根据本发明的照明装置发射白光，所述白光是由未进行波长转换的激光和由至少一个光波长转换元件进行波长转换的光的混合。尤其优选地，至少一个激光源和根据本发明的照明装置的至少一个光波长转换元件彼此配合为，使得根据本发明的装置发射白光，所述白光对应于机动车辆前照灯的法律规定，尤其ECE标准ECE/324/Rev.1/Adb.No.48/Rev.12。
根据本发明的照明装置优选构成为机动车辆前照灯或构成为机动车辆前照灯的组成部分。
此外，根据本发明的照明装置也能够用作为用于其他应用的光源。所述照明装置例如能够应用在投影器、前照灯、舞台和建筑照明以及应用在医疗器械中并且应用在显微镜和光谱学中。
附图说明
下面，根据实施例详细阐述本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的第一实施例的照明装置的示意性的部分剖视图，
图2示出在图1中绘制的照明装置的光波长转换元件的表面的俯视图，
图3示出在图1中绘制的照明装置的滤光器的厚度，所述厚度与距光波长转换元件的中央的距离相关，
图4示出根据本发明的第二实施例的照明装置的示意图，
图5以示意图示出贯穿在图4中绘制的照明装置的滤光器的横截面和滤光器的厚度与距光波长转换元件的中央的距离的相关性，
图6示出根据本发明的第三实施例的照明装置的示意图，
图7示出在图6中绘制的照明装置的滤光器的厚度，所述厚度与距光波长转换元件的中央的距离相关，
图8示出根据本发明的第四实施例的照明装置的示意性的部分剖视图，
图9示出在图9中绘制的照明装置的滤光器的滤光器棱边的示意图，
图10示出根据本发明的第五实施例的照明装置的示意性的部分剖视图，
图11示出根据本发明的第六实施例的照明装置的示意性的部分剖视图，
图12示出根据本发明的第七实施例的照明装置的示意性的部分剖视图，
图13示出根据本发明的第八实施例的照明装置的示意性的部分剖视图。
具体实施方式
在图1至3中以示意性的并且部分剖视的视图示出根据本发明的第一实施例的照明装置的细节。
根据本发明的第一实施例的照明装置1具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或透明的覆盖部11在壳体10的端侧上形成；设置在壳体10内部的激光二极管设备2；和光波长转换元件3；以及滤光器4。该照明装置1的各个部件的比例在图1中以不按比例的方式示出。
激光二极管设备2包括：激光二极管，所述激光二极管在其运行期间产生波长为450纳米并且光功率在1瓦特至4瓦特的范围中的蓝光；和设置在激光二极管下游的、用于使由激光二极管发射的光射束成形的光学装置。
光波长转换元件3由用铈掺杂的钇铝石榴石(YAG:Ce)和透明衬底，例如蓝宝石(未示出)构成。所述光波长转换元件构成为直径为0.8mm的圆盘。光波长转换元件3在壳体10内部设置在激光二极管设备2和光出射开口100之间，使得从激光二极管设备2放射的激光20中心地射到圆盘形的光波长转换元件3的背离光出射开口100的下侧31上。光波长转换元件3的下侧31的中央的表面区域310借助激光二极管设备2的激光20照明。光波长转换元件3的朝向光出射开口100的上侧32上的中央的表面区域320对应于光波长转换元件3的下侧31上的中央的表面区域310。在图2中示意地示出光波长转换元件3的上侧32在没有滤光器4的情况下的俯视图。在中央的表面区域310中射到下侧31上的激光20穿过光波长转换元件3，并且在此部分地转换成其他波长的光，所述其他波长具有在560纳米至590纳米的波长范围中的强度最大值，所述波长范围对应于黄光光谱范围，使得如下光在光波长转换元件3的上侧32上出射，所述光是未进行波长转换的蓝色激光和进行了波长转换的光的混合进而在下文中称作混合光。在此，光波长转换元件3的上侧32上的中央的表面区域320与光波长转换元件3的上侧32的边缘区域321相比发射更高份额的未进行波长转换的蓝色激光。因此，由光波长转换元件3的上侧32发射的混合光具有不均匀的颜色分布。特别地，混合光中的由中央的表面区域320发射的蓝色份额大于混合光中的由光波长转换元件3的上侧32的边缘区域321发射的蓝色份额。此外，混合光中的由中央的表面区域320发射的黄色份额小于混合光中的由光波长转换元件3的上侧32的边缘区域321发射的黄色份额。借助于滤光器4部分地或完全地消除光色分布的不均匀性。
滤光器4构成为吸收滤光器，所述吸收滤光器与进行了波长转换的光的波长相配合，使得所述吸收滤光器主要吸收在光波长转换元件3处进行了波长转换的光。吸收滤光器4构成为光波长转换元件3的上侧32上的覆层并且由如下玻璃构成，所述玻璃对于蓝光是透明的并且设有尤其吸收长波光的掺杂材料。作为适当的掺杂材料，例如使用氧化钴(CoO)，该掺杂材料主要吸收黄色和红色光的光谱范围中的光。
在图3中示意地示出滤光器4的层厚度D4，所述层厚度与距光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央的距离的相关。在竖轴线上绘制关于滤光器4的层厚度D4的最大值Dmax以百分比为单位的层厚度D，而在水平轴线上绘制距光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央的以毫米为单位的距离A。滤光器4的层厚度D4，从圆盘形的光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央起，沿着径向方向增加至最大值Dmax，所述最大值在光波长转换元件3的边缘处达到。滤光器4的层厚度在图3中以百分比示出，其中层厚度的最大值Dmax用作基准。在上侧32的中央中，层厚度D4为最大值Dmax的0％而在边缘处为最大值Dmax的100％。由激光二极管设备2发射的激光射束20指向光波长转换元件3的下侧31的中央，并且穿过光波长转换元件3，其中激光射束被散射并且产生部分地进行波长转换的光。滤光器4的层厚度D4构成为，使得光波长转换元件3的上侧32与滤光器4一起在所有位置处发射如下光，所述光的色坐标与从光波长转换元件3的上侧32放射的、具有最高的蓝色份额的光的色度坐标相配合。由光波长转换元件3发射的光的光色在光波长转换元件3的设有滤光器4的上侧32上基本上是均匀的。
滤光器4的层厚度D4的最大值Dmax与滤光器4的期望的吸收度相关，并且为处于1微米至10毫米的值范围中的值，并且尤其优选为处于10微米至1毫米的值范围中的值。滤光器4的吸收遵循朗伯-比尔定律。因此，滤光器层中的进行了波长转换的光的强度随滤光器4的层厚度指数下降。蓝色的激光几乎不被吸收或完全不被吸收。
吸收滤光器4能够由多个依次涂覆到光波长转换元件3的上侧32上的、不同厚度和扩展的层构成。
在图4和5中示意地示出根据本发明的第二实施例的照明装置。根据第二实施例的照明装置与在上文中所描述的根据本发明的第一实施例的照明装置的区别仅在于：滤光器4’的构成不同。在全部其他细节中，根据本发明的第一和第二实施例的照明装置一致。因此，照明装置的在图1和4中相同的部件以相同的附图标记表示，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
根据本发明的第二实施例的照明装置1’具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖部11形成；设置在壳体10内部的激光二极管设备2；和光波长转换元件3；以及滤光器4’。该照明装置1’的各个部件的比例在图4中以不按比例的方式示出。
壳体10连同光出射开口100和透明的覆盖部11以及激光二极管设备2和光波长转换元件3与根据第一实施例的照明装置相同地构成。对于其描述参考对第一实施例的这些部件的描述。
根据本发明的第二实施例的照明装置1’的滤光器4’，构成为吸收滤光器，所述吸收滤光器与未进行波长转换的激光的波长相配合，使得所述吸收滤光器主要吸收蓝色的激光。吸收滤光器4’构成为光波长转换元件3的上侧32上的覆层并且由如下玻璃构成，所述玻璃对于黄光基本上是透明的并且设有主要吸收短波的光的掺杂材料。二氧化钛(TiO2)例如用作为适当的掺杂材料，二氧化钛主要吸收蓝光的光谱范围中的光。替选地或附加地，出于该目的也能够将二氧化铈(CeO2)用作为掺杂材料。
在图5中借助于实线示意地示出滤光器4’的层厚度D4’，所述层厚度与距光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央的距离相关。在竖轴线上绘制关于滤光器4’的层厚度D4’的最大值D’max以百分比为单位的层厚度D，而在水平轴线上以毫米为单位绘制距光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央的距离A。滤光器4’的层厚度D4’从最大值D’max起沿着径向方向减小至值0，所述最大值在圆盘形的光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央中达到，所述值0在光波长转换元件3的边缘处达到。滤光器4’的层厚度D4’在图5中以百分比示出，其中层厚度的最大值D’max用作基准。在上侧32的中央中，层厚度D4’为最大值D’max的100％而在边缘处为最大值D’max的0％。由激光二极管设备2发射的激光射束20指向光波长转换元件3的下侧31的中央，并且穿过光波长转换元件3，其中激光射束被散射并且产生部分地进行了波长转换的光。滤光器4’的层厚度D4’构成为，使得光波长转换元件3的上侧32与滤光器4’一起在所有位置处发射如下光，所述光的色坐标与从光波长转换元件3的上侧32放射的、具有最高黄色份额的光的色坐标相配合。由光波长转换元件3发射的光的光色在光波长转换元件3的设有滤光器4’的上侧32上基本上是均匀的。
滤光器4’的层厚度D4’的最大值D’max与滤光器4’的期望的吸收度相关，并且为在1微米至10毫米的数值范围中的值，并且尤其优选为在10微米至1毫米的数值范围中的值。滤光器4’的吸收遵循朗伯-比尔定律。因此，滤光器层中的蓝色的激光的强度随滤光器4’的层厚度指数下降。进行了波长转换的光几乎不被吸收或完全不被吸收。
在图5中示意性地示出的吸收滤光器4’能够由多个依次涂覆到光波长转换元件3的上侧32上的、不同厚度和扩展的层构成。
在图6和7中示意性地示出根据本发明的第三实施例的照明装置。根据第三实施例的照明装置与根据本发明的第一实施例的上述照明装置的区别仅在于：滤光器4”的构成不同。在全部其他细节中，根据本发明的第一实施例和第三实施例的照明装置一致。因此，照明装置的在图1和6中相同的部件以相同的附图标记表示，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
根据本发明的第三实施例的照明装置1”具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖部11形成；设置在壳体10内部的激光二极管设备2；和光波长转换元件3；以及两个滤光器41、42。该照明装置1”的各个部件的比例在图6中以不按比例的方式示出。
在光波长转换元件3的上侧32上施加两个不同的吸收滤光器41、42作为覆层。
第一滤光器41构成为光波长转换元件3的上侧32的边缘区域321的圆环形的覆层并且由如下玻璃构成，所述玻璃设有掺杂材料，所述掺杂材料用于吸收进行了波长转换的光。氧化钴(CoO)例如用作为掺杂材料。第一滤光器41的层厚度D41从最大值D41max起沿着径向方向朝向被激光辐照的中央减小到最小值0，在圆盘形的光波长转换元件3的边沿处达到所述最大值。
第二滤光器42构成为光波长转换元件3的上侧32的中央区域320的圆盘形的覆层并且由如下玻璃构成，所述玻璃设有掺杂材料，所述掺杂材料用于吸收蓝色的激光。二氧化钛(TiO2)例如用作为掺杂材料。第二滤光器42的层厚度从最大值D42max起沿着径向方向直至边缘下降到值0，在圆盘形的光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央中达到所述最大值。在该实施例中，第二滤光器42的层厚度D42的最大值D42max对应于第一滤光器41的层厚度D41的最大值的75％。
滤光器41、42的层厚度D在图7中以百分比为单位并且与距光波长转换元件3的上侧32上的发射光的表面的中央以毫米为单位的距离A相关地示出，其中第一滤光器41的层厚度的最大值D41max用作为这两个滤光器41、42的层厚度的基准，并且用100％表示。滤光器41、42的层厚度变化在图6中未示出。
在光波长转换元件3的上侧32的边缘处，第一滤光器41的层厚度D41为最大值D41max的100％而沿着径向方向朝向中央减小到值0％。第二滤光器42的层厚度D42在光波长转换元件3的上侧32的边缘处为0％而沿着径向方向朝向中央增加到最大值75％。
在距上侧32的中央距离小的圆环形的区域中，这两个滤光器41、42在光波长转换元件3的上侧32上叠加。
由激光二极管2发射的激光射束20指向光波长转换元件3的下侧31的中央并且穿过光波长转换元件3，其中激光射束被散射并且产生部分地进行了波长转换的光。滤光器41、42的层厚度构成为，使得光波长转换元件3的上侧32与滤光器41、42一起发射如下光，所述光的色坐标在根据CIE1931的CIE标准比色表中具有x＝0.32和y＝0.34的值。由光波长转换元件3发射的光的光色在光波长转换元件3的设有滤光器41、42的上侧32上基本上是均匀的。所述光色对应于白光，所述白光由于滤光器41、42是未进行波长转换的蓝色的激光和在光波长转换元件3处进行了波长转换的光的近似均匀的混合。
在图8和9中示意地示出根据本发明的第四实施例的照明装置1”’。根据第四实施例的照明装置与根据本发明的第一实施例的上述的照明装置的区别仅在于：滤光器5的构成不同。在全部其他细节中，根据本发明的第一实施例和第四实施例的照明装置一致。因此，照明装置1、1”’的在图1和8中相同的部件以相同的附图标记表示，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
根据本发明的第四实施例的照明装置1”’具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖部11形成；设置在壳体10内部的激光二极管设备2；和光波长转换元件3；以及滤光器5。该照明装置1”’的各个部件的比例在图8中以不按比例的方式示出。
在光波长转换元件3的上侧32上施加干涉滤光器5作为覆层。干涉滤光器5仅设置在光波长转换元件3的上侧32上的中央区域320中。光波长转换元件3的上侧32的边缘区域321以无滤光器5的方式构成。干涉滤光器5由交替的在光学上低折射率的层51和高折射率的层52构成。在光学上低折射率的层51例如由二氧化硅(SiO2)构成而在光学上高折射率的层52由二氧化钛(TiO2)构成。这些层51、52的层厚度和数量例如构成为，使得滤光器5的透射曲线500(图9)具有在大约470纳米至500纳米的波长范围中的滤光器棱边501，所述滤光器棱边位于蓝色的激光20的波长之上并且对于波长大于滤光器棱边的波长的光具有高的透射而对于波长小于滤光器棱边的波长的光具有低的透射。在图9中在竖轴线上示意地示出滤光器5的以百分比为单位的透明度T，所述透明度与射到滤光器5上的光的波长相关，其中百分比值涉及射到滤光器5上的光的强度。例如，值T＝100％表示：入射的光的100％由滤光器5透射。通过干涉滤光器5，在光波长转换元件3的发射光的上侧32的中央区域320中减弱激光辐射20的强度，所述激光辐射中央地指向光波长转换元件3的下侧31并且穿过光波长转换元件3。由此，由光波长转换元件3的上侧32发射的光的蓝色份额在上侧32的中央区域320中相应降低地，而由上侧32发射的光的进行了波长转换的份额近似无减弱地经过滤光器5。在光波长转换元件3的上侧32的不构成有滤光器5的边缘区域321中，不发生由光波长转换元件3的上侧32发射的光的蓝色份额的减弱。整体上，由此实现未进行波长转换的激光和在光波长转换元件3中进行波长转换的光的份额的更均匀的分布，进而实现光色在光波长转换元件3的发射光的上侧32上的更均匀的分布。
通过改变干涉滤光器5的层设计能够改变滤光器棱边501的透射曲线500并且尤其改变滤光器棱边的位置和斜度，使得更高或更少份额的激光20能够经过滤光器5。与之相应地能够改变由光波长转换元件3的上侧32发射的光中的未进行波长转换的激光的份额。
此外，干涉滤光器5能够与吸收滤光器组合，以便例如降低干涉滤光器5的滤光作用与光入射到滤光器5上的入射角的相关性。
在图10中示意地示出根据本发明的第五实施例的照明装置。根据本发明的第五实施例的照明装置具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖被11形成；和设置在壳体10内部的激光二极管设备2以及光波长转换元件6。该照明装置1的各个部件的比例在图10中以不按比例的方式示出。壳体10、光出射开口100、透明的覆盖部11和激光二极管设备2与根据第一实施例的照明装置的相应的部件相同地构成。因此，在图1和10中对于相同的部件使用相同的附图标记，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
光波长转换元件6由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)60和透明衬底600构成，所述透明的衬底例如是蓝宝石。所述光波长转换元件构成为直径为0.8mm的圆盘。光波长转换元件6在壳体10内部设置在激光二极管设备2和光出射开口100之间，使得从激光二极管设备2处放射的激光20中心地射到圆盘形的光波长转换元件6的背离光出射开口100的下侧61上。光波长转换元件6的下侧61的中央的表面区域610借助激光二极管设备2的激光20照明。光波长转换元件6的朝向光出射开口100的上侧62上的中央的表面区域620对应于光波长转换元件6的下侧61上的中央的表面区域610。在中央的表面区域610中射到下侧61上的激光20穿过光波长转换元件6，并且在此部分地转换成其他波长的光，所述其他波长的光具有处于560纳米至590纳米的波长范围中的强度最大值，所述波长范围对应于黄光的光谱范围，使得如下光在光波长转换元件6的上侧62上出射，所述光是未进行波长转换的蓝色的激光和进行了波长转换的光的混合。
在圆盘形的光波长转换元件6的上侧62上的中央区域620中，与在上侧62的边缘区域621中相比，衬底600上的由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)构成的层60更厚。层60的层厚度改变在图10中仅示意地示出。层厚度变化尤其也能够是连续的而非阶梯形的。
由激光二极管设备2发射的激光射束20指向光波长转换元件6的下侧61的中央，并且穿过光波长转换元件6，其中激光被散射并且产生部分地进行波长转换的光。衬底600上的由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)构成的层60的厚度构成为，使得由光波长转换元件6的上侧62的中央的表面区域620发射的光，与由光波长转换元件6的上侧62的边缘区域621发射的光相比，包含相同份额的未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光，进而确保从上侧62处放射的光的均匀的光色。
在图11中示意地示出根据本发明的第六实施例的照明装置。根据第六实施例的照明装置与根据本发明的第五实施例的上述的照明装置的区别仅在于：光波长转换元件7的构成不同。在全部其他细节中，根据本发明的第五实施例和第六实施例的照明装置一致。因此，在图10和11中，照明装置的相同的部件以相同的附图标记表示，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第五实施例的描述。
光波长转换元件7由透明的衬底600与设置在其上的覆层70构成，所述衬底例如是蓝宝石，所述覆层由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)构成。所述光波长转换元件构成为直径为0.8mm的圆盘。光波长转换元件7在壳体10内部设置在激光二极管设备2和光出射开口100之间，使得从激光二极管设备2处放射的激光20中心地射到圆盘形的光波长转换元件7的背离光出射开口100的下侧71上。光波长转换元件7的下侧71的中央的表面区域710借助激光二极管设备2的激光20照明。光波长转换元件7的朝向光出射开口100的上侧72上的中央的表面区域720对应于光波长转换元件7的下侧71上的中央的表面区域710。在中央的表面区域710中射到下侧71上的激光20穿过光波长转换元件7，并且在此部分地转换成其他波长的光，所述其他波长的光具有处于560纳米至590纳米的波长范围中的强度最大值，所述波长范围对应于黄光的光谱范围，使得如下光在光波长转换元件7的上侧72上出射，所述光是未进行波长转换的蓝色的激光和进行了波长转换的光的混合。
在圆盘形的光波长转换元件7的上侧72上的中央区域720中，与在光波长转换元件7的上侧72上的边缘区域721中相比，衬底700上的由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)构成的层70具有更高的铈浓度。从中央区域720朝向边缘区域721的铈浓度改变例如能够是连续的。
衬底700上的由掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)构成的层70中的发光材料铈的浓度构成为，使得由光波长转换元件7的上侧72的中央的表面区域720发射的光，与由光波长转换元件7的上侧72的边缘区域721发射的光相比，包含相同份额的未进行波长转换的激光和进行了波长转换的光，进而确保从上侧72处放射的光的均匀的光色。
在图12中示意地示出根据本发明的第七实施例的照明装置。
根据本发明的第七实施例的照明装置具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖部11形成；和设置在壳体10内部的九个激光二极管设备200、201、202以及光波长转换元件3。该照明装置1的各个部件的比例在图12中以不按比例的方式示出。壳体10、光出射开口100、透明的覆盖部11和光波长转换元件3与根据第一实施例的照明装置的相应的部件相同地构成。因此，在图1和10中对于相同的部件使用相同的附图标记，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
根据本发明的第七实施例的照明装置具有九个激光二极管设备200、201、202，所述九个激光二极管设备在三行和三列中彼此并排地设置在壳体10内部。在图12中仅绘制九个激光二极管设备中的三个。激光二极管设备分别由激光二极管和设置在下游的用于使相应的激光二极管的激光射束轮廓成形的光学装置构成。九个激光二极管设备200、201、202分别借助蓝色的激光20、21、22辐照光波长转换元件3的下侧31，所述蓝色的激光穿过光波长转换元件3并且在此被散射并且部分地转换成其他波长的光，所述其他波长的光具有处于560纳米至590纳米的波长范围中的强度最大值，使得在光波长转换元件3的上侧32上发射如下光，所述光是未进行转换的激光和在光波长转换元件3中进行了波长转换的光的混合。九个激光二极管设备200、201、202之间的间距被设置为，使得光波长转换元件3的上侧32发射如下光，所述光沿着上侧32包含相同份额的未进行波长转换的激光进而具有均匀的光色。特别地，激光二极管设备200、201、202之间的间距与由激光二极管设备200、201、202发射的激光射束的强度和轮廓相配合以及与激光射束因在光波长转换元件3中的光散射而引起的激光射束的扩展的程度相配合。在激光射束轮廓不旋转对称的情况下，矩阵状设置的激光二极管设备200、201、202之间的行间距例如能够与激光二极管设备200、201、202之间的列间距不同。
在图13中示意地示出根据本发明的第八实施例的照明装置。根据第八实施例的照明装置与根据本发明的第一实施例的上述照明装置的区别仅在于：在光波长转换元件3上设置热反射覆层8来代替滤光器4。在全部其他细节中，根据本发明的第一实施例和第八实施例的照明装置一致。因此，在图1和13中，照明装置的相同的部件以相同的附图标记表示，并且对于其描述参考对根据本发明的照明装置的第一实施例的描述。
根据本发明的第八实施例的照明装置具有：柱形的壳体10，所述壳体具有光出射开口100，所述光出射开口通过透明的壳体壁或壳体10的端侧处的透明的覆盖部11形成；设置在壳体10内部的激光二极管设备2；和光波长转换元件3；以及热反射覆层8。该照明装置的各个部件的比例在图13中以不按比例的方式示出。
壳体10连同光出射开口100和透明的覆盖部11以及激光二极管设备2和光波长转换元件3与根据第一实施例的照明装置相同地构成。对于其描述参考对第一实施例的这些部件的描述。
光波长转换元件3在其朝向光出射开口100且背离激光二极管设备2的上侧32上设有透明的热反射覆层8。覆层8构成为ITO层并且仅在上侧32的圆环形的边缘区域321上延伸。上侧32的中央区域320以无覆层8的方式构成。覆层8由铟锡氧化物构成。覆层8将红外辐射反射回光波长转换元件3中进而有助于附加地加热光波长转换元件3，所述红外辐射例如通过借助激光20对光波长转换元件3照明产生或通过在光波长转换元件3中对激光20进行部分的波长转换产生。通过附加地加热光波长转换元件3，降低从光波长转换元件3的上侧32处放射的光中的进行了波长转换的光的份额。特别地，因此在光波长转换元件的发射光的上侧32的表面区域321中降低由这些表面区域321发射的光的黄色份额，进而引起从光波长转换元件3处放射的光的更好的颜色均匀化，其中所述表面区域位于光波长转换元件3的边缘附近。
本发明不限制于本发明的在上文中详细阐述的实施例。
在上文中所描述的实施例中的激光二极管设备2例如能够包括多个激光二极管和用于使激光二极管设备2的激光射束的轮廓成形的共同的光学装置或单独的光学装置。特别地，激光二极管设备2的多个激光二极管的激光射束能够结合成激光二极管设备2的共同的激光束簇。
此外，在本发明的在图1至9中示出的实施例中。至少一个光波长转换元件上的构成为吸收滤光器或干涉滤光器的覆层的形状，能够与从激光二极管设备2处放射的激光束簇20的轮廓的形状相配合。特别地，至少一个光波长转换元件上的这些覆层的形状不必构成为是圆环形或圆盘形的，而是例如在激光束簇20在至少一个光波长转换元件上的轮廓为椭圆的情况下同样能够具有椭圆对称性。
类似地，在本发明的在图10和11中示出的实施例中，光波长转换元件的层厚度改变的形状或几何尺寸，以及光波长转换元件中的发光材料浓度的改变或梯度，能够匹配于激光束簇20的轮廓。
此外，本发明的在图8和9中绘出的实施例的干涉滤光器5例如也能够构成为，使得所述干涉滤光器主要减弱进行了波长转换的光。
此外，根据在图13中示出的实施例的热反射覆层8也能够附加地在根据另外的实施例的照明装置中使用。
此外，根据本发明的在图1至11和13中示出的实施例的照明装置，也能够分别具有多个激光二极管设备2或激光二极管，所述激光二极管设备2或激光二极管在至少一个光波长转换元件上产生共同的光斑或多个单独的、彼此叠加的或未叠加的光斑，并且滤光器关于其层厚度、其几何尺寸和其空间设置能够与激光二极管设备的设置相配合并且与由激光二极管设备产生的激光的强度相配合。
此外，在根据本发明的照明设备的在图12中示出的实施例中，激光二极管设备200、201、202的数量能够不同于九个。此外，激光二极管设备200、201、202例如也能够线性地设置或以圆环设置或以多个同心的圆环设置或以椭圆设置或以多个同心的椭圆设置来代替矩阵状地设置。激光二极管设备的线性的设置对于在照明装置在扫描仪中应用是尤其有利的。此外，激光二极管设备能够设置和构成为，使得由其产生的光斑在光波长转换元件上叠加。
除了激光二极管设备外或作为激光二极管设备200、201、202中的一些的替代，根据本发明的在图12中示出的实施例的照明装置也能够具有其他的光源，例如激光二极管，所述光源与至少一个激光二极管设备2相比以类似波长的光照明至少一个光波长转换元件。
此外，本发明不限制于根据本发明的照明装置的光波长转换元件的在图1至13中示出的设计方案。光波长转换元件例如也能够具有其他的几何形状和尺寸来代替圆盘形的设计，特别地，所述光波长转换元件能够具有方形的或矩形的或椭圆形的轮廓或任意其他形状的几何形状。同样地，所述光波长转换元件也能够具有其他尺寸。优选地，至少一个光波长转换元件的尺寸和形状匹配于激光源的设置和数量以及匹配于期望的应用。至少一个光波长转换元件如在上文中所阐述的实施例中公开的那样能够包括透明衬底与设置在其上的掺杂铈的钇铝石榴石，所述衬底例如由蓝宝石构成。替选地，至少一个光波长转换元件也能够包括掺杂铈的钇铝石榴石陶瓷。
此外，本发明并不局限于具有一个或多个透光的光波长转换元件的照明装置。作为替代方案，根据本发明的照明装置也能够具有一个或多个以反射光的方式构成的光波长转换元件。在这种情况下，至少一个光波长转换元件例如能够具有以反射光的方式构成的衬底，在所述衬底上例如设置有掺杂铈的钇铝石榴石。至少一个激光源在这种情况下设置成，使得其激光以不同于零度的入射角射到反射光的衬底的设有掺杂铈的钇铝石榴石的表面上，使得所述激光在反射光的衬底处进行部分的波长转换和反射之后作为白光再次离开掺杂铈的钇铝石榴石，所述白光是由未进行波长转换的蓝色的激光和进行了波长转换的光构成的混合。在这种情况下，至少一个光波长转换元件的发射光的表面与至少一个光波长转换元件的被激光辐照的表面相同。
附图标记列表
1、1’、1”、1”’ 照明装置
2、200、201、202 激光二极管
3、6、7 光波长转换元件
4、4’、5 滤光器
10 壳体
11 透明覆盖件
20、21、22 激光束
31、61、71 光波长转换元件的下侧
32、62、72 光波长转换元件的上侧
310、610、710 下侧的中央区域
320、620、720 光波长转换元件的上侧上的中央区域
321、621、721 光波长转换元件的上侧上的边缘区域
100 光射出开口
41 第一滤光器
42 第二滤光器
51 在光学上低折射的层
52 在光学上高折射的层
500 透射曲线
501 滤光器棱边
60,70 由YAG:Ce构成的层
600、700 衬底
D4、D4’、D41、D42 层厚度
8 热反射覆层

Claims (15)

1.一种照明装置(1)，具有至少一个激光源(2)和至少一个光波长转换元件(3)，所述光波长转换元件用于对至少一个所述激光源(2)的激光(20)进行波长转换，其中所述照明装置具有用于均匀化由所述照明装置(1)发射的光的光色的机构(4)。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述机构包括至少一个彩色滤光器(4)。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中至少一个所述彩色滤光器(4)的滤光作用与由至少一个所述激光源(2)发射的激光(20)的波长或波长范围相配合，或与由至少一个所述光波长转换元件(3)进行波长转换的光的波长或波长范围相配合，或者与由至少一个所述激光源(2)发射的激光(20)的波长或波长范围和由至少一个所述光波长转换元件(3)进行波长转换的光的波长或波长范围相配合。
4.根据权利要求2或3所述的照明装置，其中至少一个所述彩色滤光器构成为二向色滤光器(5)。
5.根据权利要求2或3所述的照明装置，其中至少一个所述滤光器构成为吸收滤光器(4，4’，41，42)。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其中所述吸收滤光器(4，4’，41，42)作为覆层设置在至少一个所述光波长转换元件(3)的表面(31，32)上。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述覆层的层厚度(D4，D4’，D41，D42)局部不同。
8.根据权利要求6或7所述的照明装置，其中所述覆层的层厚度(D4，D4’，D41，D42)和/或形状与由至少一个所述激光源(2)在至少一个所述光波长转换元件(3)上产生的光斑的形状或色彩轮廓相配合，或与由至少一个所述激光源(2)产生的激光(20)的轮廓相配合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置，其中所述机构包括发光材料，所述发光材料包含在至少一个光波长转换元件(3)中。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中至少一个所述光波长转换元件(6)的厚度或所述发光材料在至少一个所述光波长转换元件(7)中的浓度局部不同。
11.根据权利要求9或10所述的照明装置，其中至少一个所述光波长转换元件(6，7)的如下区域的形状与由至少一个所述激光源(2)在至少一个所述光波长转换元件(6，7)上产生的光斑的形状相配合，或与由至少一个所述激光源(2)产生的激光(20)的轮廓相配合，其中所述区域具有至少一个所述光波长转换元件(6)的局部不同的厚度或具有所述发光材料的在至少一个所述光波长转换元件(7)中的局部不同的浓度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的照明装置，其中所述机构包括所述光波长转换元件(3)的反射热辐射的覆层(8)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的照明装置，其中所述机构包括照明机构(201，202)，所述照明机构构成为，使得所述机构借助如下光对至少一个所述光波长转换元件(3)照明，所述光与至少一个所述激光源(2，200)的激光(20)相比具有相同的或类似的波长。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的照明装置，其中至少一个所述激光二极管设备(2)和至少一个所述光波长转换元件(3)构成为，使得所述激光二极管设备和所述光波长转换元件产生白光，所述白光是由至少一个所述激光二极管设备(2)发射的激光和由至少一个所述光波长转换元件(3)进行波长转换的光的混合。
15.一种车辆前照灯，所述车辆前照灯具有至少一个根据权利要求14所述的照明装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110429167A (zh) * 2019-07-17 2019-11-08 武汉大学 实现高空间颜色均匀性的led封装方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10240737B2 (en) * 2017-03-06 2019-03-26 Ford Global Technologies, Llc Vehicle light assembly
WO2019091107A1 (zh) * 2017-11-07 2019-05-16 青岛海信电器股份有限公司 量子点led及其制备方法以及显示装置
DE102019107075A1 (de) * 2019-03-20 2020-09-24 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1674315A (zh) * 2004-03-26 2005-09-28 株式会社小糸制作所 光源组件和车辆用前照灯
US20080116473A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
CN101493216A (zh) * 2008-01-24 2009-07-29 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 发光二极管光源模组
US20110249422A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Kum Soon Wong Light emitting device using filter element
CN104365181A (zh) * 2012-06-15 2015-02-18 欧司朗股份有限公司 光电子半导体器件

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252254B1 (en) * 1998-02-06 2001-06-26 General Electric Company Light emitting device with phosphor composition
US6747406B1 (en) * 2000-08-07 2004-06-08 General Electric Company LED cross-linkable phospor coating
US6635987B1 (en) * 2000-09-26 2003-10-21 General Electric Company High power white LED lamp structure using unique phosphor application for LED lighting products
CN101335322B (zh) * 2001-09-03 2010-12-08 松下电器产业株式会社 荧光体层、半导体发光装置及半导体发光元件的制造方法
US8684560B2 (en) * 2009-11-18 2014-04-01 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light source apparatus and lighting unit
US20110216550A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Teruo Koike Vehicle light
JP5722702B2 (ja) * 2011-05-19 2015-05-27 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP2013047091A (ja) * 2011-07-25 2013-03-07 Sharp Corp 照明装置および当該照明装置を備えた車両用前照灯
EP3012523A4 (en) * 2013-06-21 2016-06-01 Panasonic Ip Man Co Ltd WAVE LENGTH CONVERSION ELEMENT, LIGHT SOURCE AND VEHICLE HEADLAMP
US9863595B2 (en) * 2013-08-28 2018-01-09 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting unit with optical plate reflecting excitation light and transmitting fluorescent light, and light-emitting device, illumination device, and vehicle headlight including the unit
JP6328501B2 (ja) * 2014-06-27 2018-05-23 シャープ株式会社 照明装置、車両用前照灯および車両用前照灯の制御システム
JP6565755B2 (ja) * 2016-03-25 2019-08-28 日亜化学工業株式会社 発光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1674315A (zh) * 2004-03-26 2005-09-28 株式会社小糸制作所 光源组件和车辆用前照灯
US20080116473A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
CN101493216A (zh) * 2008-01-24 2009-07-29 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 发光二极管光源模组
US20110249422A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Kum Soon Wong Light emitting device using filter element
CN104365181A (zh) * 2012-06-15 2015-02-18 欧司朗股份有限公司 光电子半导体器件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110429167A (zh) * 2019-07-17 2019-11-08 武汉大学 实现高空间颜色均匀性的led封装方法

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US20180003356A1 (en) 2018-01-04
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