CN117999437A - 基于多个光源的均匀性良好的高强度白光源 - Google Patents

基于多个光源的均匀性良好的高强度白光源 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光产生系统(1000)，包括：(i)包括n1个第一光产生装置(110)的第一集合(1100)，(ii)第一光学元件(410)，以及(iii)发光体(200)，其中：n1个第一光产生装置(110)被配置为产生第一装置光(111)；其中n1个第一光产生装置(110)可以选自激光器和超发光二极管的组；第一集合(1100)包括k1个第一子集(1115)，每个第一子集具有n1个第一光产生装置(110)中的至少一个第一光产生装置(110)，其中n1≥3，尤其是n1≥5，并且2≤k1≤n1；发光体(200)被配置为：(i)将第一装置光(111)的一部分转换为发光材料光(211)，以及(ii)透射第一装置光(111)的一部分；n1个第一光产生装置(110)和第一光学元件(410)被配置为向发光体(200)提供第一装置光(111)的第一束(115)，其中k1个第一子集(1115)的两个或多个第一光产生装置(110)的两个或多个第一束(115)相对于发光体(200)的法线具有不同的第一入射角(α1)；并且在光产生系统(1000)的操作模式中，k1个第一子集(1115)的第一装置光(111)的第一强度取决于第一入射角(α1)。

Description

基于多个光源的均匀性良好的高强度白光源
技术领域
本发明涉及一种光产生系统以及包括这种光产生系统的光产生装置。
背景技术
在相对于LED的不同视角下发射的光的色温的变化在本领域中是已知的。例如，US20110001151A1描述了一种常见类型的LED封装，其中在LED上引入磷光体，该封装被称为“杯中球(glob-in-a-cup)”方法。LED芯片位于杯状凹陷的底部，并且将包含磷光体的材料(例如，分布在诸如硅树脂或环氧树脂的封装物中的磷光体颗粒)注入并充满杯子，包围并封装LED。然后固化封装物材料以使其在LED周围硬化。然而，这种封装可导致LED封装在相对于封装的不同视角具有发射光的色温的显著变化。这种颜色变化可以由许多因素引起，包括光可以穿过转换材料的不同路径长度。在包含磷光体的基质材料在LED所在的杯的“边缘”上方延伸的封装中，此问题可以变得更糟，从而导致侧向发射到高视角(例如，与光轴成90度)的转换光占优势。结果是由LED封装发射的白光变得不均匀，并且可以具有有着不同颜色或强度的光带或光片。US20110001151A1提出一种发光二极管(LED)封装件，包括：在LED发射轮廓中发射LED光的至少一个LED；以及第一多个散射粒子，用于散射第一目标波长，以及第二多个散射粒子，用于散射不同于所述第一目标波长的第二目标波长，所述第一散射粒子和所述第二散射粒子被布置在所述LED周围，用于散射所述LED光以改善所述LED发射轮廓的均匀性。
发明内容
白色LED源可以给出例如高达约300lm/mm2的强度；静态磷光体转换的激光白光源可以给出甚至高达约20.000lm/mm2的强度。Ce掺杂的石榴石(例如，YAG，LuAG)可以是最适合的发光转换器，由于石榴石基质具有非常高的化学稳定性，其可以用于用蓝色激光进行泵浦。此外，在低Ce浓度(例如低，于0.5％)，温度猝灭可能仅在约200℃以上发生。此外，来自Ce的发射具有非常快的衰减时间，从而基本上可以避免光学饱和。假设例如反射模式操作，蓝色激光可以入射到磷光体上。在实施例中，这可以实现蓝光的几乎完全的转换，导致转换光的发射。正是由于这个原因，建议使用具有相对高稳定性和导热性的石榴石磷光体。然而，也可以应用其它磷光体。当使用极高功率密度时，热管理可能仍然是一个问题。
高亮度光源可用于诸如投影、舞台照明、聚光照明和汽车照明的应用中。为此，可以使用激光-磷光体技术，其中激光器提供激光，并且例如(远程)磷光体将激光转换成转换光。在实施例中，可以将磷光体布置在散热器上或插入散热器中，以改善热管理并因此提高亮度。
可能与这种(激光)光源相关联的问题之一是(陶瓷)磷光体的热管理。与这种激光光源相关联的其它问题可能是需要制造紧凑的高功率装置。此外，尤其在透射模式中，基于磷光体的照明装置的问题可能是颜色不均匀性，也称为角度上颜色(color over angle)(CoA)问题或角度上颜色效应。然而，现有技术中提供的解决方案可能相对复杂并且对生产变化敏感。此外，光源、或磷光体的一部分、或树脂中的散射粒子、或树脂的一部分的可能劣化也可能不能用现有技术的解决方案来解决。
因此，本发明的一个方面是提供一种备选的光产生系统，其优选地还至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的备选。
在第一方面，本发明提供一种光产生系统(“系统”)，其包括：(i)包括n1个第一光产生装置的第一集合，(ii)第一光学元件，和(iii)发光体。n1个第一光产生装置可以被配置为产生第一装置光。此外，第一集合可以包括k1个第一子集，每个第一子集具有n1个第一光产生装置中的至少一个第一光产生装置。在实施例中，n1≥3，特别是n1≥5。此外，2≤k1≤n1。特别地，发光体被配置为将第一装置光的一部分转换为发光材料光。此外，特别地，发光体可以被配置为透射部分第一装置光。在实施例中，n1个第一光产生装置和第一光学元件可以被配置为向发光体提供第一装置光的第一束。特别地，(来自)k1个第一子集(的两个或多个不同的第一子集)的两个或更多个第一光产生装置的两个或更多个第一束可以相对于发光体的法线具有不同的第一入射角(α1)。在光产生系统的操作模式中，k1个第一子集的第一装置光的第一强度取决于第一入射角(α1)。因此，特别地，本发明在实施例中提供一种光产生系统，其包括：(i)包括n1个第一光产生装置的第一集合，(ii)第一光学元件，和(iii)发光体，其中：(A)nl个第一光产生装置被配置为产生第一装置光；(B)第一集合包括k1个第一子集，每个第一子集具有n1个第一光产生装置中的至少一个第一光产生装置，其中n1≥3，特别地n1≥5并且2≤k1≤n1；(C)发光体被配置为：(i)将第一装置光的一部分转换为发光材料光，以及(ii)透射第一装置光的一部分；(D)nl个第一光产生装置和第一光学元件被配置为向发光体提供第一装置光的第一束，其中(特别是来自)kl个第一子集中(的两个或多个不同的第一子集)的两个或多个第一光产生装置的两个或多个第一束相对于发光体的法线具有不同的第一入射角(α1)；并且(E)在光产生系统的操作模式中，k1个第一子集的第一装置光的第一强度取决于第一入射角(α1)。n1个第一光产生装置选自激光器和超发光二极管的组。
利用这种系统，可以减少或基本上避免至少部分的角度上颜色问题。第一光的强度可以在各个方向上被控制，而转换光的分布受到第一光提供给发光体的不同角度的影响却可能小得多。转换光可以例如基本上具有朗伯分布，基本上与第一光相对于发光体提供的方向无关。然而，因为路径长度可以在角度上变化，所以更多的第一光可以在更大的角度处被转换，导致更少的第一光在更大的角度处和更多的第一光在更小的角度处。通过相对于较大角度处的第一光衰减较小角度处的第一光的强度，可以至少部分地解决角度上颜色问题。因此，利用本发明可以获得基本上与视角无关的颜色更均匀的光。
特别地，系统可以被配置为在系统的操作模式期间产生系统光。特别地，系统光包括可见光。在具体实施例中，系统光的光谱功率的大部分(如至少85％，如至少90％，更特别地至少95％，如(基本上)100％)可以在可见波长范围内。
如上所述，光产生系统尤其可以包括：(i)包括n1个第一光产生装置的第一集合，(ii)第一光学元件，和(iii)发光体。
如下所述，可以有一个或多个集合。因此，至少存在第一集合。在具体实施例中，可以仅有第一集合。在另外的实施例中，可以存在至少第一集合和第二集合。
每个集合可以被配置为产生具有特定光谱功率分布的装置光。特别地，每个相应集合的装置光的光谱功率的大部分，(如至少85％，如至少90％，更特别地至少95％，如(基本上)100％)可以在可见波长范围内。
每个集合可以包括多个光产生装置。光产生装置被配置为产生(相应集合的)装置光。
每个集合可以包括子集。子集可以包括一个或多个光产生装置。集合内的不同子集尤其可以被产生为产生基本上相同的光谱功率分布。然而，不同子集中的光产生装置的装置光可以以不同角度照射发光体(也见下文)。
如上所述，光产生系统尤其可以包括(i)包括n1个第一光产生装置的第一集合。
在具体实施例中(如下面进一步说明的)，光产生系统还可以包括第二集合，该第二集合包括n2个第二光产生装置。特别地，第二光产生装置可以被配置为产生第二装置光(具有不同于第一装置光的光谱功率分布)。
第一光产生装置可以包括一个或多个(第一)光源，更特别地一个或多个(第一)固态光源。此外，第一光产生装置可以包括光学器件。在实施例中，从一个或多个光源逸出的光，即，(来自一个或多个第一光源的)第一光源光可以经由光学器件被光束成形。第一装置光尤其可以包括第一光源光。更特别地，第一装置光可以由一个或多个第一光源的(第一光源)光组成。
第二光产生装置可以包括一个或多个(第二)光源，更特别是一个或多个(第二)固态光源。此外，第二光产生装置可以包括光学器件。在实施例中，从一个或多个光源逸出的光，即，(来自一个或多个第二光源的)第二光源光可以经由光学器件被光束成形。第二装置光尤其可以包括第二光源光。更特别地，第二装置光可以由一个或多个第二光源的(第二光源)光组成。
下面描述与光源有关的一些一般方面，其可应用于第一光产生装置(的光源)和第二光产生装置(的光源)。
术语“光源”原则上可以涉及本领域已知的任何光源。它可以是常规(钨)灯泡、低压汞灯、高压汞灯、荧光灯、LED(发光二极管)。
在具体实施例中，光源包括固态LED光源(诸如LED或激光二极管(或“二极管激光器”))。
术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2-200个(固态)LED光源。因此，术语LED也可以指多个LED。此外，术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不被封装也不被连接而是直接安装到诸如PCB的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个发光半导体光源可以被配置在同一基板上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
光源具有光逸出表面。参考常规光源，诸如灯泡或荧光灯，其可以是玻璃或石英外壳的外表面。对于LED，它例如可以是LED管芯，或者当将树脂被施加到LED管芯时，可以是树脂的外表面。原则上，它也可以是光纤的终端。术语逸出表面尤其涉及光源的一部分，其中光实际上离开光源或从光源逸出。光源被配置为提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逸出。
同样，光产生装置可以包括光逸出表面，诸如端窗。此外，同样地，光产生系统可以包括光逸出表面，诸如端窗。
术语“光源”可以指半导体发光装置，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以指有机发光二极管(OLED)，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在具体实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语“光源”或“固态光源”也可以指超发光二极管(SLED)。
术语LED还可以指多个LED。此外，术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不被封装也不被连接而是直接安装到诸如PCB的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个半导体光源可以被配置在同一衬底上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
术语“光源”还可以涉及多个(基本上相同的(或不同的))光源，例如2-2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括单个固态光源(诸如LED)下游或多个固态光源(即，例如，由多个LED共享的固态光源)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上束控向)。
在实施例中，光源可以被配置为提供初级辐射，该初级辐射被这样使用，诸如像蓝色LED的蓝光源、或诸如绿色LED的绿光源、以及诸如红色LED的红光源。可以不包括发光材料(“磷光体”)的此类LED可以表示为直接色彩LED。
然而，在其他实施例中，光源可以被配置为提供初级辐射，并且部分初级辐射被转换成次级辐射。次级辐射可以基于由发光材料进行的转换。因此，次级辐射也可以表示为发光材料辐射。在实施例中，发光材料可以由光源包括，诸如具有发光材料层的LED或包括发光材料的圆顶。这种LED可以表示为磷光体转换的LED或PC LED(磷光体转换的LED)。在其他实施例中，发光材料可以被配置在距光源一定距离(“远程”)处，诸如具有不与LED的管芯物理接触的发光材料层的LED。因此，在具体实施例中，光源可以是在工作期间至少发射波长选自380-470nm范围的光的光源。然而，其它波长也是可能的。这种光可以部分地由发光材料使用。
在实施例中，光产生装置可以包括发光材料。在实施例中，光产生装置可以包括PCLED。在其它实施例中，光产生装置可包括直接LED(即，无磷光体)。在实施例中，光产生装置可以包括激光装置，如激光二极管。在实施例中，光产生装置可以包括超发光二极管。因此，在具体实施例中，光源可以从激光二极管和超发光二极管的组中选择。在其它实施例中，光源可以包括LED。
光源尤其可以被配置为产生具有光轴(O)(光束形状)和光谱功率分布的光源光。在实施例中，光源光可以包括一个或多个带，其具有激光器已知的带宽。
术语“光源”可以(因此)指的是这样的光产生元件，如例如固态光源，或者例如指的是光产生元件的封装，诸如固态光源，以及一个或多个包括发光材料的元件和(其它)光学器件，如透镜、准直器。光转换器元件(“转换器元件”或“转换器”)可以包括包含发光材料的元件。例如，像蓝色LED这样的固态光源是光源。(作为光产生元件的)固态光源和光学耦合到固态光源的光转换器元件的组合(诸如蓝色LED和光转换器元件)也可以是光源(但也可以表示为光产生装置)。因此，白色LED是光源(但也可以例如表示为(白色)光产生装置)。
本文中的术语“光源”可以指包括固态光源的光源，诸如LED或激光二极管或超发光二极管。
在实施例中，“术语光源”可以(因此)还指代基于光转换的光源，诸如与发光转换器材料组合的光源。因此，术语“光源”还可以指LED与被配置为转换至少部分LED辐射的发光材料的组合，或者(二极管)激光器与被配置为转换至少部分(二极管)激光辐射的发光材料的组合。
在实施例中，术语“光源”还可以指光源(如LED)和滤光器的组合，滤光器其可以改变由光源产生的光的光谱功率分布。特别地，术语“光产生装置”可用于描述光源和其它(光学部件)，如滤光器和/或光束成形元件等。
短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从至少两个不同的箱中选择的多个固态光源。同样地，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从相同的箱中选择的多个固态光源。
术语“固态光源”或“固态材料光源”和类似术语可尤其指半导体光源，诸如发光二极管(LED)、二极管激光器或超发光二极管。
术语“激光源”尤其指激光器。这种激光器尤其可以被配置为产生具有在UV、可见或红外中的一个或多个波长，尤其具有从200-2000nm的光谱波长范围中选择的波长(诸如300-1500nm)的激光光源光。术语“激光器”尤其指通过基于电磁辐射的受激发射的光放大过程发射光的装置。
特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。在具体实施例中，术语“激光器”或“激光光源”或类似术语是指激光二极管(或二极管激光器)。
因此，在实施例中，光源包括激光光源。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”或“固态材料激光器”可以指以下中的一项或多项：铈掺杂的锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF，Ce:LiCAF)、铬掺杂的金绿宝石(翠绿宝石)激光器、铬掺杂的ZnSe(Cr:ZnSe)激光器、二价钐掺杂的氟化钙(Sm:CaF2)激光器、Er:YAG激光器、掺铒和铒-镱共掺玻璃激光器、F-中心激光器、钬YAG(Ho:YAG)激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、掺钕的氧硼酸钇钙Nd:YCa4O(BO3)3或Nd:YCOB、掺钕原钒酸钇(Nd:YVO4)激光器、钕玻璃(Nd：玻璃)激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、钷147掺杂的磷酸盐玻璃(147Pm3+：玻璃)固态激光器、红宝石激光器(Al2O3:Cr3+)、铥YAG(Tm:YAG)激光器、钛蓝宝石(Ti：蓝宝石；Al2O3:Ti3+)激光器、三价铀掺杂氟化钙(U:CaF2)固态激光器、掺镱玻璃激光器(棒，板/芯片，光纤)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、Yb2O3(玻璃或陶瓷)激光器等。
例如，包括第二谐波和第三谐波产生的实施例，光源可以包括以下中的一项或多项：F中心激光器、原钒酸钇(Nd:YVO4)、激光器、钷147掺杂的磷酸盐玻璃(147Pm3+：玻璃)和钛蓝宝石(Ti：蓝宝石；Al2O3:Ti3+)激光器。例如，考虑到第二和第三谐波的产生，这样的光源可以用于产生蓝光。
在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”或“固态材料激光器”可以指半导体激光二极管中的一者或多者，诸如GaN、InGaN、AlGaInP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
激光器可以与上转换器组合，以便达到更短的(激光)波长。例如，利用一些(三价)稀土离子可以获得上转换，或者利用非线性晶体可以获得上转换。备选地，激光器可以与诸如染料激光器的下转换器组合，以达到更长的(激光)波长。
如可以从下面导出的，术语“激光光源”还可以指多个(不同或相同的)激光光源。在具体实施例中，术语“激光光源”可指N个(相同的)激光光源。在实施例中，N＝2或更大。在具体的实施例中，N可以是至少5，例如特别是至少8。以此方式，可以获得更高的亮度。在实施例中，激光光源可以布置在激光器库中(也参见上文)。在实施例中，激光器库可以包括散热和/或光学器件，例如，用于校准激光的透镜。
激光光源被配置为产生激光光源光(或“激光”)。光源光可以基本上由激光光源光组成。光源光还可以包括两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光。例如，两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光可以耦合到光导中，以提供包括两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光的单束光。在具体实施例中，光源光因此特别是准直光源光。在又一实施例中，光源光尤其是(准直)激光光源光。
在实施例中，激光光源光可以包括一个或多个带，其带宽对于激光器是已知的。在具体实施例中，(多个)带可以是相对尖锐的(多条)线，诸如在RT下具有小于20nm范围内的半峰全宽(FWHM)，诸如等于或小于10nm。因此，光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的光谱功率分布(作为波长的函数的能量标度上的强度)。
(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦或准直束。术语“聚焦”尤其是指会聚成小斑点。该小斑点可以在离散的转换器区域处，或(稍微)在其上游或(稍微)在其下游。特别地，聚焦和/或准直可以使得在离散的转换器区域(在侧面)处的光束的(垂直于光轴的)横截面形状基本上不大于离散的转换器区域(其中光源光照射离散的转换器区域)的(垂直于光轴的)横截面形状。聚焦可以用一个或多个光学器件如(聚焦)透镜来执行。特别地，可以应用两个透镜来聚焦激光光源光。准直可以用一个或多个(其它)光学器件来执行，如准直元件，诸如透镜和/或抛物面镜。在实施例中，(激光)光源光束可以是相对高度准直的，诸如在实施例中≤2°(FWHM)，更特别地≤1°(FWHM)，最特别地≤0.5°(FWHM)。因此，≤2°(FWHM)可以被认为是(高度)准直的光源光。光学器件可用于提供(高度)准直(也参见上文)。
术语“固态材料激光器”和类似术语可以指代固态激光器，例如基于掺杂有离子(如过渡金属离子和/或镧系元素离子)的晶体或玻璃体的固态激光器，指代光纤激光器，指代光子晶体激光器，指代半导体激光器，诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等。
术语“固态光源”和类似术语可尤其指半导体光源，诸如发光二极管(LED)、二极管激光器或超发光二极管。
超发光二极管在本领域中是已知的。超发光二极管可以被表示为半导体装置，其能够像LED一样发射宽光谱的低相干光，同时具有激光二极管量级的亮度。
例如，US2020192017指出利用当前技术，单个SLED能够在800-900nm波长范围内的例如至多50-70nm的带宽上以足够的光谱平坦度和足够的输出功率进行发射。在用于显示器应用的可见范围内，即，在450-650nm波长范围内，利用当前技术，单个SLED能够在至多10-30nm的带宽上发射。这些发射带宽对于需要红色(640nm)、绿色(520nm)和蓝色(450nm)即RGB发射的显示器或投影仪应用来说太小。此外，在“Edge Emitting Laser Diodes andSuperluminescent Diodes”，Szymon Stanczyk,Anna Kafar,Dario Schiavon,StephenNaj da,Thomas Slight,Piotr Perlin,Book Editor(s):Fabrizio Roccaforte,MikeLeszczynski,首次发表日期：2020年8月3日https://doi.or/10.1002/9783527825264，第9.3章超发光二极管中，其中描述了超发光二极管。该书，特别是9.3章，通过引用并入本文。其中，它指出其中超发光二极管(SLD)是结合了激光二极管和发光二极管的特征的发射器。SLD发射器利用受激发射，这意味着这些装置以类似于激光二极管的电流密度工作。LD和SLD之间的主要差别在于，在后一种情况下，可以以防止形成驻波和产生激光的特殊方式来设计装置波导。而且，波导的存在确保了具有高度光空间相干性的高质量光束的发射，但是光同时具有低时间相干性的特征。并且，“当前，氮化物SLD的最成功的设计是弯曲的、曲线的或倾斜的波导几何形状以及倾斜的琢面几何形状，而在所有情况下，波导的前端以倾斜的方式与装置琢面相遇，如图9.10所示。倾斜波导通过将其引导到装置芯片的有损耗的未泵浦区域之外来抑制光从琢面到波导的反射”。因此，SLD尤其可以是半导体光源，其中自发发射光通过装置的有源区中的受激发射而被放大。这种发射被称为“超发光”。超发光二极管将激光二极管的高功率和亮度与常规发光二极管的低相干性相结合。光源的低(时间)相干性的优点在于散斑显著减少或不可见，并且发射的光谱分布比激光二极管宽得多，这可以更好地适用于照明应用。特别地，随着电流的变化，超发光二极管的光谱功率分布可以变化。以此方式，光谱功率分布可以被控制，参见例如Abdullah A.Alatawi等人，OpticsExpress Vol.26,Issue 20,pp.26355-26364,https://doi.org/10.1364/QE.26.026355。
垂直腔表面发射激光器或VCSEL在本领域中是已知的，并且尤其可以是与边缘发射半导体激光器(也是平面激光器)相反的、具有垂直于顶表面的激光束发射的半导体激光二极管类型，边缘发射半导体激光器从通过将单个芯片从晶片劈开而形成的表面发射。VCSEL可以是发射波长可调谐的，如本领域已知的。举例来说，Dupont等人，AppliedPhysics Letters 98(16):161105-161105-3,DOI:10.1063/1.3569591，或Wendi Chang等人，Applied Physics Letters105(7):073303,DOI:10.1063/1.4893758，或Thor Ansbaek，IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 19(4):1702306-1702306,DOL10.1109/JSTQE.2013.2257164，或C.J.Chang-Hasnain，IEEE Journal of SelectedTopics in Quantum Electronics(Volume:6,Issue:6,Nov.-Dec.2000)，DOI:10.1109/2944.902146描述了发射波长可调谐的VCSEL，所有文献通过引用并入本文。特别地，随着电压的变化，VCSEL的光谱功率分布可以变化。
光产生装置可以包括多个不同的光源，诸如光源的两个或多个子集，每个子集包括一个或多个光源，一个或多个光源被配置为产生具有基本上相同的光谱功率分布的光源光，但是其中不同子集的光源被配置为产生具有不同光谱分布的光源光。在这样的实施例中，控制系统可以被配置为控制多个光源。在具体实施例中，控制系统可以单独控制光源的子集，也见下文。
如上所述，n1个第一光产生装置被配置为产生第一装置光。n1个第一光产生装置被配置为产生具有选自380-495nm范围的波长的第一装置光。特别地，n1个第一光产生装置可以被配置为产生具有选自380-495nm范围的质心波长的第一装置光。因此，第一装置光的基本上所有光谱功率，特别是至少85％，如至少90％，更特别是至少95％，如(基本上)100％，可以在380-495的波长范围内。在实施例中，第一装置光的质心波长可以选自380-440nm的范围(尤其是紫光)。在其它实施例中，第一装置光的质心波长可以从440-495nm的范围中选择(尤其是蓝光)。
术语“质心波长”，也表示为λc，是本领域已知的，并且是指其中一半的光能处于较短波长而一半的能量处于较长波长的波长值；该值以纳米(nm)为单位表示。它是将光谱功率分布的积分分成两个相等部分的波长，如公式λc＝∑λ*I(λ)/(∑I(λ)所表示的，其中求和是在感兴趣的波长范围上进行的，并且I(λ)是光谱能量密度(即，被归一化到积分强度的、波长和强度的乘积在的发射频带上的积分)。质心波长可以例如在操作条件下确定。
特别地，第一集合可以包括至少2个，甚至更特别地至少3个,更特别是像至少5个第一光产生装置。此外，第一集合可以包括至少两个第一子集。在具体实施例中，第一集合由2个子集组成。在其它实施例中，第一集合包括至少三个第一子集。如上所述，在实施例中，第一集合中的第一光产生装置在操作期间在产生的光谱功率分布方面可以是基本相同的。
因此，在实施例中，第一集合包括k1个第一子集，每个第一子集具有n1个第一光产生装置中的至少一个第一光产生装置，其中n1≥2，更特别地其中n1≥3，特别地其中n1≥5，并且2≤k1≤n1。特别地，n1个第一光产生装置可以包括激光器。因此，在具体实施例中，每个第一光产生装置可以包括激光二极管。
特别地，在实施例中，n1个第一光产生装置包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。因此，第一光产生装置可以包括VCSEL。在具体实施例中，第一光产生装置由(第一)多通道VCSEL(如k1个通道的VCSEL)提供。
在下文中，首先描述关于发光体的一些方面和实施例，随后返回到光产生装置和发光体的布置的方面和实施例(特别是与第一光学元件组合)。
发光体包括发光材料。特别地，发光材料被配置为将第一装置光的至少一部分转换成发光材料光。
术语“发光材料”尤其是指可以将第一辐射，尤其是UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，代替术语“发光材料”，也可以应用术语“发光转换器”或“转换器”。通常，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，这是在所谓的下转换中的情况。然而，在具体实施例中，第二辐射具有强度在比第一辐射小的波长处的光谱功率分布，这是在所谓的上转换中的情况。
在实施例中，“发光材料”可以特别地指代可以将辐射转换成例如可见光和/或红外光的材料。例如，在实施例中，发光材料能够将UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成可见光。在具体实施例中，发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此，在用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下转换器，即，较小波长的辐射被转换成具有较大波长的辐射(λex＜λem)，尽管在具体实施例中，发光材料可以包括上转换器发光材料，即，较大波长的辐射被转换成具有较小波长的辐射(λex＞λem)。
在实施例中，术语“发光”可指磷光。在实施例中，术语“发光”还可以指荧光。代替术语“发光”，也可以应用术语“发射”。因此，术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指代激发辐射和发射(辐射)。同样地，术语“发光材料”在实施例中可以指代磷光和/或荧光。
术语“发光材料”还可以指多种不同的发光材料。可能的发光材料的示例如下所示。因此，术语“发光材料”在具体实施例中还可以指发光材料组合物。
在实施例中，发光材料选自石榴石和氮化物，特别是分别掺杂有三价铈或二价铕的石榴石和氮化物。术语“氮化物”还可以指氮氧化物或氮硅酸盐等。
在具体的实施例中，发光材料包含A3B5O12：Ce类型的发光材料，其中在实施例中A包括以下中的一者或多者：Y、La、Gd、Tb和Lu，特别地以下中的至少一者或多者：Y、Gd、Tb和Lu，并且其中在实施例中B包括以下中的一者或多者：Al、Ga、In和Sc。特别地，A可以包含Y、Gd和Lu中的一者或多者，诸如特别是Y和Lu中的一者或多者。特别地，B可以包括Al和Ga中的一者或多者，更特别地至少Al，诸如基本上完全是Al。因此，特别合适的发光材料是含铈的石榴石材料。石榴石的实施例尤其包括A3B5O12石榴石，其中A至少包括钇或镥，并且其中B至少包括铝。这种石榴石可以掺杂铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合；然而特别是掺杂Ce。特别地，B包括铝(Al)，然而，B也可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别地高达约20％的Al，更特别地高达约10％的Al(即，B离子基本上由90或更多摩尔％以上的Al和10或更少摩尔％以下的Ga、Sc和In中的一者或多者组成)；B可以特别地包括高达约10％的镓。在另一个变体中，B和O可以至少部分地被Si和N取代。元素A尤其可以选自由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)。此外，Gd和/或Tb特别地仅以高达约20％A的量存在。在具体实施例中，石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3B5O12：Ce，其中x等于或大于0且等于或小于1。术语“:Ce”表示发光材料中的部分金属离子(即，在石榴石中：部分“A”离子)被Ce取代。例如，在(Y1-xLux)3Al5O12：Ce的情况下：Ce、Y和/或Lu的一部分被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce将取代A一般不多于10％；通常，Ce浓度将在(相对于A的)0.1-4％，特别是0.1-2％的范围中。假设1％Ce和10％Y，完全正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。如本领域技术人员已知的，石榴石中的Ce基本上或仅为三价状态。
在实施例中，发光材料(因此)包含A3B5O12，其中在具体实施例中，最多10％的B-O可被Si-N取代。
在具体的实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其0≤y2≤0.2，其中A'包括一种或多种从由镧系元素组成的组中选择的元素，并且其中B'包括一种或多种从由Ga、In和Sc组成的组中选择的元素。在实施例中，x3选自0.001-0.1的范围。在本发明中，特别地x1>0，诸如>0.2，如至少0.8。具有Y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。
在具体实施例中，最大10％的B-O可被Si-N取代。这里，B-O中的B是指Al、Ga、In和Sc中的一者或多者(并且O是指氧)；在具体实施例中，B-O可以指Al-O。如上所述，在具体实施例中，x3可选自0.001-0.04的范围。特别地，这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而参见下文)、具有相对高的效率、具有相对高的热稳定性并且允许高CRI(与第一光源光和第二光源光(以及滤光器)组合)。因此，在具体实施例中，A可以选自由Lu和Gd组成的组。备选地或附加地，B可以包括Ga。因此，在实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3(Lu，Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12，其中Lu和/或Gd是可用的。甚至更特别地，x3选自0.001-0.1的范围，其中0＜x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。此外，在具体实施例中，最大1％的B-O可被Si-N取代。在此，百分比是指摩尔数(如本领域已知的)；也参见例如EP3149108。在又一具体实施例中，发光材料包括(Yx1-x3Cex3)3Al5O12，其中x1+x3＝1，并且其中0＜x3≤0.2，诸如0.001-0.1。
在具体实施例中，光产生装置可仅包括选自含铈的石榴石类型的发光材料。在又一具体实施例中，光产生装置包括单一类型的发光材料，诸如(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。因此，在具体的实施例中，光产生装置包含发光材料，其中至少85重量(wt.)％，甚至更特别地至少约90wt.％，诸如还甚至更特别地至少约95重量％的发光材料包括(Yx1-x2- x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。此处，其中A'包括一种或多种从由镧系元素组成的组中选择的元素，并且其中B'包括一种或多种从由Ga、In和Sc组成的组中选择的元素，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2。特别地，x3选自0.001-0.1的范围。注意，在实施例中x2＝0。备选地或附加地，在实施例中，y2＝0。
在具体的实施例中，A可以特别地至少包括Y，并且B可以特别地至少包括Al。
备选地或附加地，其中发光材料可以包括A3Si6N11：Ce3+型发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，如在实施例中包括La和Y中的一者或多者。
在实施例中，发光材料可以备选地或附加地包括以下中的一项或多项：M2Si5N8：Eu2+和/或MAlSiN3：Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5：Eu2+等，其中M包含Ba、Sr和Ca中的一者或多者，特别是在实施例中至少包括Sr。因此，在实施例中，发光材料可以包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种材料：(Ba，Sr，Ca)S：Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu和(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或仅仅是二价的，并且取代一种或多种所指示的二价阳离子。通常，Eu将不以大于阳离子的10％的量存在；相对于它所取代的阳离子，它的存在尤其在约0.5-10％的范围内，更尤其在约0.5-5％的范围内。术语“:Eu2+”指示部分金属离子被Eu取代(在这些实施例中被Eu2+取代)。例如，假设CaAlSiN3：Eu中有2％的Eu，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常取代二价阳离子，诸如上述二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。材料(Ba，Sr，Ca)S：Eu还可以表示为MS:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更特别地包括钙。这里，引入Eu并取代至少部分M(即，Ba，Sr和Ca中的一者或多者)。此外，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu也可以表示为M2Si5N8：Ei的形式，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，特别是50-100％，更特别是50-90％的Ba和50-0％，特别是50-10％的Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8：Eu(i.e.75％Ba；25％Sr)(即，75％Ba；25％Sr)。这里，引入Eu并取代至少部分M，即，Ba、Sr和Ca中的一种或多种。同样，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu也可以表示为MAlSiN3：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更特别是钙。这里，引入Eu并取代至少部分M(即，Ba，Sr和Ca中的一者或多者)。如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。
在实施例中，红色发光材料可以包括选自由(Ba，Sr，Ca)S：Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu、(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu组成的组中的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或仅仅是二价的，并且取代一种或多种所指示的二价阳离子。通常，Eu将不以大于阳离子的10％的量存在；相对于它所取代的(多个)阳离子，它的存在尤其在约0.5-10％的范围内，更尤其在约0.5-5％的范围内。术语“:Eu”表示部分金属离子被Eu2+取代(在这些实施例中被Eu2+取代)。例如，假设CaAlSiN3：Eu中有2％的Eu，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常取代二价阳离子，诸如上述二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。
材料(Ba，Sr，Ca)S：Eu还可以表示为MS：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更特别地包括钙。这里，引入Eu并取代至少部分M(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
此外，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu也可以表示为M2Si5N8：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，特别是50％至100％，更特别是50％至90％的Ba和50％至0％，特别是50％至10％的Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8：Eu(即，75％Ba；25％Sr)。这里，引入Eu并取代至少部分M，即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者。
同样，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu也可以表示为MAlSiN3:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更特别是钙。这里，引入Eu并取代至少部分M(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。
蓝色发光材料可包括YSO(Y2SiO5:Ce3+)，或类似的化合物，或BAM(BaMgAl10O17:Eu2 +)，或类似化合物。
本文中的术语“发光材料”尤其涉及无机发光材料。
术语“磷光体”也代替术语“发光材料”。这些术语是本领域技术人员已知的。
备选地或附加地，也可以应用其它发光材料。例如，可以施加量子点和/或有机染料，并且可以可选地将其嵌入透射基质中，入聚合物，如PMMA或聚硅氧烷等。
量子点是通常具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时，量子点发出由晶体的尺寸和材料决定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。大多数已知的具有可见范围内的发射的量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)。量子点表现出非常窄的发射带，因此它们表现出饱和色。此外，通过调整量子点的尺寸可以容易地调节发射颜色。在本发明中可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，出于环境安全和关注的原因，优选使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点。
代替量子点或除了量子点之外，也可以使用其它量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三脚架、四脚架或纳米线等。
也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料，例如由BASF以名称销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于红色F305、/>橙色F240、/>黄色F083和/>F170。
不同的发光材料可以具有相应发光材料光的不同光谱功率分布。备选地或附加地，这种不同的发光材料尤其可以具有不同的色点(或主波长)。
如上所述，其它发光材料也是可能的。因此，在具体的实施例中，发光材料选自以下各项的组：含二价铕的氮化物、含二价铕的氧氮化物、含二价铕的硅酸盐、含铈的石榴石和量子结构。量子结构可以例如包括量子点或量子棒(或其它量子类型粒子)(参见上文)。量子结构还可以包括量子阱。量子结构还可以包括光子晶体。
可以选择发光材料使得获得至少40nm，例如至少50nm的(发光材料光的)半峰全宽的发射带。例如，可以选择发光材料使得获得至少60nm的半峰全宽的发射带。这可以是例如包含三价铈的石榴石发光材料(如本文所述)的情况。因此，特别地，发光材料可以包括宽带发射器。发光材料还可以包括多个宽带发射器。特别地，当应用两种或更多种发光材料以转换至少部分第一装置光和/或至少部分第二装置光时，两种或多种发光材料中的至少两种发光材料可被配置为提供相应的发光材料光，每种发光材料光具有有着至少40nm，诸如至少50nm的(发光材料光的)半峰全宽的发射带。
特别地，发光材料光可以包括可见光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”和类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。术语“光”和“辐射”在本文中可互换使用，除非从上下文清楚地看出术语“光”仅指可见光。因此，术语“光”和“辐射”可以指UV辐射、可见光和IR辐射。在具体实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”(至少)是指可见光。
特别地，发光材料包括发光体。发光体可以是层，如自支撑层。发光体也可以是涂层。特别地，发光体可以基本上是自支撑的。在实施例中，发光体可以是陶瓷体或单晶体。因此，在实施例中，发光材料可以被提供为陶瓷体或单晶体，诸如可以使用例如含铈的石榴石发光材料(见本文别处)。在其它实施例中，发光体可以包括透光体，其中嵌入有发光材料。例如，发光体可以包括玻璃体，其中嵌入有发光材料。或者玻璃本身可以是发光的。在其它实施例中，发光体可以包括其中嵌入有发光材料的聚合体。
发光材料体可以被配置为处于反射模式或透射模式。在透射模式中，可以相对容易地将光源光混合在发光材料光中，这可以用于产生期望的光谱功率分布。在反射模式中，热管理可以更容易，因为发光体的主要部分可以与导热元件(如散热器或热扩散器)热接触。在反射模式中，在实施例中，光源光的一部分可以被发光材料和/或反射器反射，并且可以被混合在发光材料光中。反射器(在反射模式中)可以被配置在发光材料的下游。
特别地，发光体被配置在透射模式中。因此，发光体可以特别地被配置在第一光产生装置的下游。术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光产生装置(这里尤其是光源)的光的传播的物体或特征的布置，其中相对于来自光产生装置的光束内的第一位置，光束内更靠近光产生装置的第二位置是“上游”，并且光束内更远离光产生装置的第三位置是“下游”。因此，发光体可以被配置为与第一光产生装置成光接收关系。术语“光-接收关系”或“光接收关系”以及类似术语可以表示在光源(如光产生装置或光产生元件或光产生系统)的操作期间，物品可以从该光源接收光。因此，该物品可以被配置在该光源的下游。在光源和物品之间可以配置光学器件。
发光体可以具有任何形状。然而，通常，发光体可以包括两个基本上平行的面，限定(发光体的)高度。此外，发光体可以包括桥接两个基本上平行的面的边缘面。边缘面可以在一维或二维中被弯曲。边缘面可以是平面的。发光体可以具有矩形或圆形横截面，尽管其它横截面也是可能的。这两个基本上平行的面也可以表示为“主面”，因为它们尤其可以提供发光体的最大外部面积。
在实施例中，主体具有横向尺寸宽度或长度(W1或L1)或直径(D)以及厚度或高度(H1)。在实施例中，(i)D≥H1或(ii)且W1≥H1和/或L1≥H1。发光瓦片可以是透明的或光散射的。在实施例中，瓦片可以包括陶瓷发光材料。在具体实施例中，L1≤10mm，例如特别是L1≤5mm，更特别是L1≤3mm，最特别是L1≤2mm。在具体的实施例中，W1≤10mm，诸如特别是W1≤5mm，更特别是W1≤3mm，最特别是W1≤2mm。在具体实施例中，H1≤10mm，诸如尤其是H1≤5mm，更尤其是H1≤3mm，最尤其是H1≤2mm。在具体的实施例中，D≤10mm，诸如特别是D≤5mm，更特别是D≤3mm，最特别是D≤2mm。在具体实施例中，在实施例中，主体可具有在50μm-1mm范围内的厚度。此外，主体可具有在100μm-10mm范围内的横向尺寸(宽度/直径)。在其它具体实施例中，(i)D>H1或(ii)W1>H1且W1>H1。特别地，横向尺寸如长度、宽度和直径比高度大至少2倍，如至少5倍。在具体实施例中，发光体具有第一长度L1，第一高度H1和第一宽度W1，其中H1≤0.5*L1且H1≤0.5*WL。
特别地，第一装置光的至少一部分透射通过发光体。因此，在实施例中，系统光可以包括第一装置光(以及发光材料光)。因此，在实施例中，发光体可以被配置为：(i)将第一装置光的一部分转换为发光材料光，以及(ii)透射第一装置光的一部分。
如上所述，该系统还可以包括第一光学元件。术语“第一光学元件”还可以指多个(不同的)第一光学元件。特别地，第一光产生装置和第一光学元件被配置为使得至少两束第一装置光在不同角度下照射发光体。至少两束第一装置光可以由k1个第一子集中的至少两个第一子集提供。光束的方向可以沿着光束的光轴。
特别地，光轴可以被定义为假想线，该假想线定义了光从光产生元件(这里特别是(第一)光产生装置)开始沿其传播通过系统的路径。特别地，光轴可以与具有最高辐射通量的光的方向一致。
第一光学元件可以被配置为将第一装置光聚焦在发光体上。在实施例中，第一光学元件可以包括单个透镜。在实施例中，第一光学元件可以包括光轴。在具体实施例中，第一光学元件的光轴可以被配置为基本上平行于发光体的法线。第一光学元件可以被配置为使得配置在第一光学元件上游的两个或多个第一光产生装置的两个或多个第一光束的平行光轴获得相互角度，并且当到达发光体时不再平行。因此，第一光产生装置的第一装置光束可以平行于第一光学元件提供。然而，在其他实施例中，两个或多个第一光产生装置的两个或多个第一光束可以以相互角度提供给第一光学元件。在实施例中，由于第一光学元件可以具有聚焦功能，所以在第一光学元件下游的相互角度可以更大。发光体的法线尤其可以是发光体的上游面的法线。在实施例中，这可以是主面之一(也见上文)。
因此，在实施例中，n1个第一光产生装置和第一光学元件可以被配置为向发光体提供第一装置光的第一束，其中(来自)k1个第一子集中(两个或多个不同的第一子集)的两个或多个第一光产生装置的两个或多个第一束(尤其是它们的光轴)相对于发光体的法线具有不同的第一入射角(α1)。在具体实施例中，k1个第一子集的两个或多个第一光产生装置的两个或多个第一束中的至少两个第一束相对于发光体的法线具有第一入射角(α1)，该第一入射角(α1)与选自5-175°的范围，诸如10-135°，如在实施例中选自15-135°的范围，诸如例如选自15-90°的范围的相互角度(γ)不同。
为了在实施例中补偿颜色对角度的影响，可能希望向发光体提供第一辐射光束，其不仅具有不同的角度(相对于法线)，而且光束的强度取决于角度。在具体实施例中，在光产生系统的操作模式中，k1个第一子集的第一装置光的第一强度可以取决于第一入射角(α1)。如上所述，在实施例中，可能希望第一装置光的更多倾斜光束可以具有比更少倾斜光束更高的强度，或者具有基本上垂直于发光体的光束。在操作模式中，k1个第一子集的第一装置光的第一强度随着第一入射角(α1)的增加而增加。
因此，在具体实施例中，与大角度相比，更少的第一装置光可以在垂直入射下照射发光体。因此，在磷光体中心的第一装置光不一定较少(空间不均匀)，但是具体来说垂直照射较少(角度不均匀)，使得未转换的第一装置光以更宽的分布出现。
特别地，在实施例中，第一装置光可以是蓝光。
在具体实施例中的操作模式中，发光体上游的k1个第一子集的第一装置光的最高第一强度(I1，max)与最低第一强度(I1，min)的比率选自以下范围：1.04≤(I1，max/I1，min)≤10。例如，在实施例中1.08≤(I1，max/I1，min)≤8。
在本文中，尤其相对于彼此使用强度。然而，在确定两个强度的比率的实施例中，可以应用辐射通量。更特别地，可以应用辐照度。术语“辐射通量”尤其是指每单位时间(由光产生装置)发射的辐射能量。代替术语“辐射通量”，也可以应用术语“强度”或“弧度功率”。术语“辐射通量”可以具有作为单位的能量，特别是如瓦特。术语“光谱功率分布”尤其是指作为波长(尤其是以纳米为单位)的函数的光(尤其是以瓦特为单位)的功率分布，尤其是在人类可见波长范围(380-780nm)上的实施例中。特别地，术语“谱功率分布”可指每单位频率或波长的辐射通量，通常以瓦特/nm表示。代替术语“光谱功率分布”，也可以应用术语“光谱通量”。因此，代替短语“可控光谱功率分布”，也可以应用短语“可控光谱通量”。光谱通量可以表示为每单位频率或波长的功率(瓦特)。特别地，本文中光谱通量表示为每单位波长的辐射通量(W/nm)。此外，本文中光谱通量和辐射通量尤其基于380-780nm波长范围上的装置光的光谱功率。术语“辐照度”尤其是指由每单位面积的表面(这里，表面尤其可以是发光体的表面)接收的辐射通量。
尽管发光体可以特别地被配置为转换至少部分第一装置光，但是也可以期望至少部分第一装置光透射通过发光体。因此，发光体对于第一装置光也可以是相对透射的，或者甚至是透明的。因此，发光体可以对于第一装置光具有相对低的散射。在具体实施例中，发光体具有主体高度(H1)和第一装置光的散射平均自由程(ls)，其中在具体实施例中，ls>1/5*H1。例如，在实施例中，第一装置光的散射平均自由程(ls)可以选自1/4*H1至H1的范围，诸如选自1/4*H1至1/3*H1的范围。此外，在具体实施例中，发光体对于垂直提供的第一装置光可以具有5-20％范围内对的透射率。
因此，发光体可以具有上游面(也见上文)和下游面，上游面被配置为与n1个第一光产生装置成光接收关系，在操作模式期间，(a)第一装置光在透射通过发光体之后，以及(b)发光材料光从下游面逸出。特别地，在实施例中，光产生系统可以被配置为产生系统光，其中在操作模式中，系统光包括第一装置光和发光材料光，其中在操作模式中的第一入射角(α1)和第一强度被选择为使得在垂直于下游侧的平面中在至少90°的角度β上，(在该平面中)在该角度上u'的颜色变化或v'的颜色变化最大为0.03。在具体实施例中，这可以应用于两个垂直平面(彼此垂直(并且特别是都垂直于下游侧))。
为了减少角度上颜色效应，垂直光束的强度可以低于更倾斜的光束的强度。在具体实施例中，可能需要控制强度。这可以允许随时间调节强度(诸如辐射通量)。然而，这可能不仅允许其中角度上颜色效应被减小或甚至不存在的操作模式，还可以允许其中—相反地—角度上颜色效应被减小的操作模式。在这种操作模式中，垂直光束的强度可以高于更倾斜的光束的强度。
当光束的强度被控制时，控制系统可以被包括在系统中或功能性地耦合到系统。
在具体实施例中，系统还可以包括控制系统，其中(每个是n1个第一光产生装置中的至少一个第一光产生装置的)k1个第一子集是单独可控的，并且其中该控制系统被配置为控制k1个第一子集。特别地，控制系统可以被配置为控制第一子集的第一光产生装置的辐射通量。
术语“控制”和类似术语尤其是指至少确定元件的行为或监督元件的运行。因此，这里的“控制”和类似术语例如可以指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，例如，测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监视。因此，术语“控制”和类似术语可以包括在元件上施加行为以及在元件上施加行为并监视元件。元件的控制可以用控制系统完成，该控制系统也可以表示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地功能性地耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理地耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统，这些控制系统尤其是功能上耦合的，并且其中例如一个控制系统可以是主控制系统，而一个或多个其它控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括用户接口或可以功能性地耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的App来控制，该设备例如是便携式设备、诸如智能电话或I-电话、平板电脑等。因此，该设备不必耦合到照明系统，而是可以(临时)功能性地耦合到照明系统。
因此，在实施例中，控制系统(也)可以被配置为由远程设备上的App控制。在这样的实施例中，照明系统的控制系统可以是从控制系统或以从模式控制。例如，照明系统可以用代码来标识，特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制，该外部控制系统基于(由具有光学传感器(例如，QR码读取器)的用户接口输入的)(唯一的)代码的知识来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其它系统或设备通信的装置，诸如基于蓝牙、WIFI、LiFi、ZigBee、BLE或WiMAX，或其它无线技术。
系统、装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“操作性模式”中执行动作。术语“操作性模式”也可以表示为“控制模式”。同样地，在方法中，可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“操作性模式”中来执行动作或阶段或步骤。这并不排除系统、装置或设备也可以适用于提供另一控制模式或多个其它控制模式。同样，这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其它模式。
然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选择尤其可以经由用户接口来执行，尽管其他选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也是可能的。在实施例中，操作模式还可以指仅能够以单个操作模式操作(即，“开启”，而没有另外的可调谐性)的系统、设备或装置。
因此，在实施例中，控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者进行控制。术语“定时器”可以指时钟和/或预定时间方案。
在实施例中，可能希望准直来自第一光产生装置的第一装置光。例如，当使用可能具有相对宽的光束(相对大的光束角)的激光二极管时，这可能是所希望的。因此，在具体实施例中，光产生系统还可以包括第二光学元件，其中在实施例中第二光学元件可以包括(i)具有m1个小透镜的透镜阵列或(ii)准直器元件。特别地，m1个小透镜或准直器元件可以被配置在n1个第一光产生装置的下游和第一光学元件的上游。此外，在具体实施例中，m1＝n1。此外，在实施例中，m1个小透镜或准直器元件可以特别地被配置为准直n1个第一光产生装置的第一装置光。第二光学元件可以包括准直器、透镜和透镜阵列中的一者或多者。例如，在每个第一光产生装置的下游。这种透镜可以相对较小，并且可以表示为小透镜。
在具体实施例中，发光体可以被配置为将第一装置光的至少一部分转换为绿色或黄色(或琥珀色)光。在具体实施例中，发光体可以被配置为将第一装置光的一部分转换为具有在495-605nm中的波长的发光材料光。在具体实施例中，系统光的光谱功率的大部分(如至少85％，如至少90％，更特别地至少95％，如(基本上)100％)可以被配置在495-605nm波长范围内。在实施例中，质心波长可以被配置在495-605nm波长范围内。更特别地，质心波长可以被配置在510-590nm波长范围内，甚至更特别地在570-590nm波长范围内。因此，在具体实施例中，第一装置光可以是蓝光，发光材料光可以是黄光，或者可以包括黄光和红光的组合。
如上所述，光产生系统还可以包括第二集合，该第二集合包括n2个第二光产生装置。特别地，第二光产生装置可以被配置为产生第二装置光(具有不同于第一装置光的光谱功率分布)。特别地，第二集合可以包括k2个第二子集，每个第二子集具有n2个第二光产生装置中的至少一个第二光产生装置。在具体的实施例中，n2≥3，特别是n2≥5。此外，在实施例中，2≤k2≤n2。此外，在具体实施例中，发光体对于垂直提供的第二装置光可以具有至少50％，诸如至少约60％，如在实施例中至少约65％，诸如甚至至少约70％的透射率。特别地，n2个第二光产生装置和第一光学元件可以被配置为向发光体提供第二装置光的第二束，其中(来自)k2个第二子集中(两个或多个不同的第二子集)的两个或多个第二光产生装置的两个或多个第二光束可以相对于发光体的法线具有不同的第二入射角(α2)。在具体实施例中，在光产生系统的操作模式中，k2个第二子集的第二装置光的第二强度可以取决于第二入射角(α2)。因此，本发明还提供一种光产生系统，其还包括第二集合，第二集合包含n2个第二光产生装置，其中：(a)第二光产生装置被配置为产生第二装置光；(b)第二集合包括k2个第二子集，每个第二子集具有n2个第二光产生装置的至少一个第二光产生装置，其中n2≥3，尤其是n2≥5并且2≤k2≤n2；(c)发光体对于垂直提供的第二装置光的透射率为至少50％，例如至少约60％，如在实施例中至少约65％，诸如甚至至少约70％；(d)n2个第二光产生装置和第一光学元件被配置为向发光体提供第二装置光的第二束，其中(来自)k2个第二子集中(两个或多个不同的第二子集)的两个或多个第二光产生装置的两个或多个第二束相对于发光体的法线具有不同的第二入射角(α2)；并且(e)在光产生系统的操作模式中，k2个第二子集的第二装置光的第二强度取决于第二入射角(α2)。
在实施例中，n2个第二光产生装置可以被配置为提供具有在605-780nm中的波长的第二装置光。特别地，n2个第二光产生装置可以被配置为产生具有选自605-780nm范围的质心波长的第二装置光。因此，第二装置光的基本上所有光谱功率，特别是至少85％，如至少90％，更特别是至少95％，诸如(基本上)100％，可以在605-780nm的波长范围内。特别地，质心波长可以在605-680nm的波长范围内，诸如在610-650nm的波长范围内。
特别地，第二集合可以包括至少2个，甚至更特别地至少3个，更特别地至少5个第二光产生装置。此外，第二集合可以包括至少2个第二子集。在具体实施例中，第二集合由2个子集组成。在其它实施例中，第二集合包括至少三个第二子集。如上所述，在实施例中，第二集合中的第二光产生装置在操作期间在产生的光谱功率分布方面可以是基本上相同的。
特别地，n2个第二光产生装置可以包括激光器。因此，在具体实施例中，每个第二光产生装置可以包括激光二极管。特别地，在实施例中，n2个第二光产生装置包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。因此，第二光产生装置可以包括VCSEL。在具体实施例中，第二光产生装置由(第二)多通道VCSEL，如k1个通道的VCSEL提供。因此，以下中的一项或多项可以适用：(i)n1个第一光产生装置包括垂直腔表面发射激光器，以及(ii)n2个第二光产生装置包括垂直腔表面发射激光器。
在实施例中，可能希望准直来自第一光产生装置的第一装置光。例如，当使用激光二极管时，这可能是所希望的。为此，也可以应用如上所述的第二光学元件，但是随后尤其专用于第二光产生装置。
与第一装置光相反，在(第一)操作模式中，第二装置光可以在基本上垂直的角度下提供有较高的强度，而在更倾斜的角度下具有较低的强度。在具体实施例中，在操作模式中，k2个第二子集的第二装置光的第二强度随着第二入射角(α2)的增大而减小。
第一装置光和第二装置光可以在到达第一光学元件之前被组合。因此，在具体实施例中，系统还可以包括第三光学元件，其中第三光学元件可以包括束组合器，其中第三光学元件被配置在n1个第一光产生装置和n2个第二光产生装置的下游以及第一光学元件的上游，并且其中第三光学元件被配置为组合第一装置光和第二装置光。在实施例中，束组合器可以包括偏振分束器。在实施例中，束组合器可以包括二向色束组合器。然而，在实施例中，束组合器可以包括衍射光栅。
在实施例中，系统光在操作模式中可以包括白光。更特别地，在另外的具体实施例中，系统光在操作模式中可以是白光。本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。其尤其涉及具有在大约1800K和20000K之间，例如在2000K和20000K之间，尤其是在2700-20000K之间，对于一般照明尤其是在大约2700K和6500K的范围内的相关色温(CCT)的光。在实施例中，为了背光的目的，相关色温(CCT)可以特别地在大约7000K和20000K的范围内。此外，在实施例中，相关色温(CCT)特别地在距BBL(黑体轨迹)大约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，尤其在距BBL约10SDCM内，甚至更尤其在距BBL约5SDCM内。
光产生系统可以是例如以下各项中的一部分或应用于以下各项：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(户外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或LCD背光照明。光产生系统(或灯具)可以是例如光通信系统或消毒系统的一部分或者可以应用在例如光通信系统或消毒系统中。
在又一方面，本发明还提供一种包括如本文所定义的光产生系统的灯或灯具。该灯具还可以包括外壳、光学元件、百叶窗等等。灯或灯具还可包括封装光产生系统的外壳。灯或灯具可以包括外壳中的光窗口或外壳开口，系统光可以通过该光窗口或外壳开口从外壳中逸出。在又一方面，本发明还提供一种包括如本文所限定的光产生系统的投影装置。特别地，投影装置或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到诸如投影屏幕的表面上的光学设备。投影装置可以包括一个或多个如本文所述的光产生系统。因此，在一个方面中，本发明还提供了一种光产生装置，其选自灯、灯具、投影仪装置、消毒装置和光学无线通信装置的组，光产生装置包括如本文所限定的光产生系统。光产生装置可以包括外壳或载体，外壳或载体被配置为容纳或支撑光产生系统的一个或多个元件。例如，在实施例中，光产生装置可以包括外壳或载体，外壳或载体被配置为容纳或支撑第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料中的一者或多者。例如，在实施例中，光产生装置可以包括外壳或载体，外壳或载体被配置为容纳或支撑第一光产生装置、第一光学元件和发光体中的一者或多者，并且可选地还包括第二光产生装置中的一者或多者和一个或多个另外的光学元件。
术语“可见”、“可见光”或“可见发射”和类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。在本文中，UV尤其是指选自200-380nm范围的波长。
术语“光”和“辐射”在本文中可互换使用，除非从上下文清楚地看出术语“光”仅指可见光。因此，术语“光”和“辐射”可以指UV辐射、可见光和IR辐射。在具体实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”(至少)是指可见光。
术语“紫光”或“紫色发射”和类似术语尤其涉及波长在约380-440nm范围内的光。在具体实施例中，紫光可以具有380-440nm范围内的质心波长。术语“蓝光”或“蓝光发射”和类似术语尤其涉及波长在约440-490nm范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。在具体实施例中，蓝光可以具有在440-490nm范围内的质心波长。术语“绿光”或“绿色发射”和类似术语尤其涉及波长在约490-560nm范围内的光。在具体实施例中，绿光可以具有在490-560nm范围内的质心波长。术语“黄光”或“黄色发射”和类似术语尤其涉及具有在约560-590nm范围内的波长的光。在具体实施例中，黄光可以具有560-590nm范围内的质心波长。术语“橙色光”或“橙色发射”和类似术语尤其涉及波长在约590-620nm范围内的光。在具体实施例中，橙光可具有590-620nm范围内的质心波长。术语“红光”或“红色发射”和类似术语尤其涉及波长在约620-750nm范围内的光。在具体实施例中，红光可以具有620-750nm范围内的质心波长。术语“青色光”或“青色发射”和类似术语尤其涉及波长在约490-520nm范围内的光。在具体实施例中，青色光可以具有490-520nm范围内的质心波长。术语“琥珀色光”或“琥珀色发射”和类似术语尤其涉及具有在约585-605nm，例如约590-600nm范围内的波长的光。在具体实施例中，琥珀色光可以具有585-605nm范围内的质心波长。
在具体实施例中，当第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u'相差至少0.01和/或对于v'相差至少0.01，甚至更特别地对于u'相差至少0.02和/或对于v'相差至少0.02时，第一类型的光和第二类型的光的颜色或色点可以不同。在更具体的实施例中，第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u'可以相差至少0.03和/或对于v'可以相差至少0.03。这里，u'和v'是光在CIE 1976UCS(均匀色度标度)图中的色坐标。特别地，不同的光谱功率分布在实施例中可以指具有不同色点的光。
短语“具有在一波长范围内的一个或多个波长的光”和类似短语可尤其指示所指示的光(或辐射)具有光谱功率分布，该光谱功率分布在指示波长范围内的这些一个或多个波长处具有至少一个或多个强度。例如，蓝色发射固态光源将具有强度在440-495nm波长范围内的一个或多个波长处的光谱功率分布。
附图说明
将仅通过举例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且在附图中：
图1示意性地示出了一个实施例；
图2a-图2b示意性地示出了一些方面；以及
图3示意性地示出了光产生系统的一个实施例；
图4示意性地示出了一些实施例和应用。
示意图不必按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地描绘了光产生系统1000的一个实施例，该光产生系统1000包括：(i)包括n1个第一光产生装置110的第一集合1100，(ii)第一光学元件410，以及(iii)发光体200。
n1个第一光产生装置110被配置为产生第一装置光111。第一集合1100可以包括k1个第一子集1115，每个第一子集具有n1个第一光产生装置110中的至少一个第一光产生装置110。特别地，n1≥3，特别是n1≥5且2≤k1≤n1。这里，示意性地示出了两个子集1115，一个子集表示为第一子集1115a，一个子集表示为第二子集1115b。这里，在该示意性横截面图中。第一子集1115a包括至少单个第一光产生装置110，并且第二子集1115b包括至少两个第一光产生装置110。
在光产生系统1000的实施例中，n1个第一光产生装置110包括激光器。
特别地，n1个第一光产生装置110被配置为产生具有选自380-495nm范围的波长的第一装置光111。
发光体200可以被配置为：(i)将第一装置光111的一部分转换为发光材料光211，以及(ii)透射第一装置光111的一部分。
n1个第一光产生装置110和第一光学元件410被配置为向发光体200提供第一装置光111的第一束115，(来自)k1个第一子集1115中(两个或多个不同的第一子集1115)的两个或多个第一光产生装置110的两个或多个第一束115相对于发光体200的法线具有不同的第一入射角α1。第一束115a可以基于第一子集1115a的(多个)第一光产生装置110，并且第二束115b可以基于第二子集1115b的第一光产生装置110。第一光学元件410下游的束115可以由它们的光轴来表征，光轴可以具有与发光体200的法线的相应第一入射角α1。第一束115a的第一入射角α1基本上为0°，并且在该示意图中，第一入射角α1可以约为25°。
在光产生系统1000的操作模式中，k1个第一子集1115的第一装置光111的第一强度可以取决于第一入射角α1。在(光产生系统1000的)具体实施例中，在操作模式中，k1个第一子集1115的第一装置光111的第一强度随着第一入射角α1的增加而增加。示意性地，倾斜束115b用较粗的箭头表示，表示比基本上平行于法向传播光束115a的更高强度。
特别地，k1个第一子集1115的两个或多个第一光产生装置110的两个或多个第一束115中的至少两个束相对于发光体200的法线具有第一入射角(α1)，第一入射角(α1)与选自15-135°范围的相互角度γ不同。注意，这里示出了三个入射角，或三个光轴，其中两个束与法线具有角度α1。注意，这两个束不必具有相同的入射角。然而，在实施例中，可以选择对称配置。
在具体实施例中，在操作模式中，在发光体200上游的k1个第一子集1115的第一装置光111的最高第一强度(I1，max)与最低第一强度(I1，min)的比率可选自1.04≤(I1，max/I1，min)≤10的范围。
在实施例中，发光体200具有主体高度H1和第一装置光111的散射平均自由程ls。特别地，ls>l/4*H1。宽度用附图标记W1表示。在具体实施例中，宽度W1可以是直径D。在矩形实施例中，可以有垂直于宽度W1和高度H1的长度L1(也见图2b)。
在实施例中，发光体200可以包括单晶体或陶瓷体。
在实施例中，发光体200针对垂直提供的第一装置光111具有5-20％范围内的透射率。
发光体200可以被配置为将第一装置光111的一部分转换为具有495-605nm波长的发光材料光211。
特别地，发光体200具有上游面201和下游面202，上游面201被配置为与n1个第一光产生装置110成光接收关系，在操作模式期间，(a)第一装置光111在透射通过发光体200之后，以及(b)发光材料光211从下游面202逸出。上游面201和下游面202也可以表示为主面。主面可以由边缘桥接。发光体200的与主面中的一个主面平行的横截面可以是例如圆形或矩形。
光产生系统1000可以被配置为产生系统光1001。在操作模式中，系统光1001可以包括第一装置光111和发光材料光211。在实施例中，在操作模式中，系统光1001可以是白光。
在具体实施例中，光产生系统1000还可以包括控制系统300。
在实施例中，(每个第一子集具有n1个第一光产生装置110中的至少一个第一光产生装置110)k1个第一子集1115可以是单独可控的。控制系统300可以被配置为控制k1个第一子集1115。
还参考图2a，在实施例中，选择操作模式中的第一入射角(α1)和第一强度，使得在垂直于下游侧的平面中，在至少90°的角度β上(在该平面中)，在该角度上的u'的颜色变化或v'的颜色变化可以最大为0.03。
图2b(也参见图1)示意性地描绘了可能的发光体200的俯视图，其中虚线表示垂直于发光体的下游侧202的平面。左边示出了矩形发光体200，右边示出了圆形发光体200。其它形状也是可能的。虚线圆表示从发光体200的下游侧202逸出的发光光和装置光。这可以是系统光1001。
还参考图3，在实施例中，光产生系统1000还可以包括第二光学元件420。第二光学元件420可以包括具有m1个小透镜425或准直器元件426的透镜阵列。m1个小透镜425或准直器元件426可以被配置在n1个第一光产生装置110的下游和第一光学元件410的上游。在实施例中，m1＝n1。在实施例中，m1个小透镜425或准直器元件426可以被配置为准直n1个第一光产生装置110的第一装置光111。
在具体实施例中，光产生系统1000还可以包括第二集合1200，第二集合1200包括n2个第二光产生装置120。第二光产生装置120可以被配置为产生第二装置光121(具有不同于第一装置光111的光谱功率分布)。
第二集合1200可以包括k2个第二子集1125，每个第二子集具有n2个第二光产生装置120中的至少一个第二光产生装置120。在实施例中，n2≥3，特别地n2≥5。特别地，在实施例中，2≤k2≤n2。
在实施例中，发光体200对于垂直提供的第二装置光111具有至少50％的透射率。
n2个第二光产生装置120和第一光学元件410被配置为向发光体200提供第二装置光121的第二束125。
(来自)k2个第二子集1125中(两个或多个不同的第二子集1125)的两个或多个第二光产生装置120的两个或多个第二束125相对于发光体200的法线具有不同的第二入射角α2。
在光产生系统1000的操作模式中，k2个第二子集1125的第二装置光121的第二强度可以取决于第二入射角α2。特别地，在操作模式中，k2个第二子集1125的第二装置光121的第二强度可以随着第二入射角α2的增加而减小。这用虚线示意性地表示，其中较大强度在较垂直的束中，较小强度在较倾斜的束中。
在实施例中，n2个第二光产生装置120包括激光器。
这里，作为示例，第一集合1100现在具有配置在其下游的准直器元件426，而第二集合1200具有配置在其下游的m1个小透镜425。当然，其它实施例也是可能的。
特别参考图1和图3，可以应用以下中的一项或多项：(i)n1个第一光产生装置110包括垂直腔表面发射激光器，以及(ii)n2个第二光产生装置120包括垂直腔表面发射激光器。
在具体实施例中，n2个第二光产生装置120可以被配置为提供波长在605-780nm内的第二装置光121。
参照图3，光产生系统1000还可以包括第三光学元件430。第三光学元件可以包括束组合器。第三光学元件430可以被配置在n1个第一光产生装置110和n2个第二光产生装置120的下游，以及第一光学元件410的上游。第三光学元件430可以被配置为组合第一装置光111和第二装置光121。
光学建模被执行，其显示可以获得角度上颜色效应的显著降低。
图4示意性地示出了包括如上所述的光产生系统1000的灯具2的一个实施例。附图标记301表示用户接口，该用户接口可以与控制系统300功能性地耦合，该控制系统300由光产生系统1000所包括，或者功能性地耦合到光产生系统1000。图3还示意性地示出了包括光产生系统1000的灯1的一个实施例。附图标记3指示投影仪装置或投影仪系统，其可以用于诸如在墙壁上投影图像，该投影仪装置或投影仪系统还可以包括光产生系统1000。因此，图4示意性地描绘了从灯1、灯具2、投影仪装置3、消毒装置和光学无线通信装置的组中选择的照明装置1200的实施例，该照明装置1200包括如本文所述的光产生系统1000。在实施例中，这种照明装置可以是灯1、灯具2、投影仪装置3、消毒装置或光学无线通信装置。从照明装置1200逸出的照明装置光用附图标记1201表示。照明装置光1201可以基本上由系统光1001组成，并且因此在特定实施例中可以是系统光1001。
参考前面的附图，在具体实施例中，在操作模式中，k1个第一子集1115的第一装置光111的第一强度可以随着第一入射角(α1)的增加而增加，n1个第一光产生装置110包括激光器，并且光产生装置1200可以被配置为产生具有从2700-4000k的范围中选择的CCT并且具有至少80的CRI的白光1201。
术语“多个”是指两个或更多个。
本文中的术语“基本上”或“大体上”以及类似术语将为本领域技术人员所理解。术语“基本上”或“大体上”还可以包括具有“完全”、“完整”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词“基本上”或“大体上”也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，例如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。
术语“包括”还包括其中术语“包括”是指“由……组成”的实施例。
术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项目。例如，短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一者或多者。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由……组成”，但在另一个实施例中也可以是指“至少含有所定义的种类和任选的一种或多种其它种类”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够以不同于在此描述或示出的其他顺序操作。
这些设备，装置或系统在这里可以在操作期间进行描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法、或操作中的设备、装置或系统。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，且所属领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多备选实施例。
在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变形的使用不排除除了权利要求中所述的那些之外的元件或步骤的存在。除非上下文清楚地另有要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括有”等应被解释为性意义，而不是排他性或穷举性意义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。
元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。
本发明可以通过包括几个不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在列举了几个装置的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些装置中的几个装置可以由同一项硬件来实现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。在又一方面，本发明(因此)提供了一种软件产品，当在计算机上运行时，其能够实现如本文所述的方法(的一个或多个实施例)。
本发明还提供了一种控制系统，其可以控制设备、装置或系统，或者可以执行这里描述的方法或过程。此外，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合到设备、装置或系统或由设备、装置或系统所包括的计算机上运行时，控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及一种方法或工艺，该方法或工艺包括：在说明书中描述和/或在附图中示出的更多表征特征。
本专利中讨论的各个方面可以被组合以便提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且也可以组合多于两个的实施例。此外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种光产生系统(1000)，包括：(i)包括n1个第一光产生装置(110)的第一集合(1100)，(ii)第一光学元件(410)，以及(iii)发光体(200)，其中：
所述nl个第一光产生装置(110)被配置为产生第一装置光(111)；其中所述n1个第一光产生装置(110)选自激光器和超发光二极管的组，并且其中所述n1个第一光产生装置(110)被配置为产生具有选自380nm至495nm范围的波长的第一装置光(111)；
所述第一集合(1100)包括k1个第一子集(1115)，每个第一子集(1115)具有所述n1个第一光产生装置(110)中的至少一个第一光产生装置(110)，其中n1≥3，并且2≤k1≤n1；
所述发光体(200)被配置为：(i)将所述第一装置光(111)的一部分转换为发光材料光(211)，以及(ii)透射所述第一装置光(111)的一部分；
所述n1个第一光产生装置(110)和所述第一光学元件(410)被配置为向所述发光体(200)提供第一装置光(111)的第一束(115)，其中来自所述k1个第一子集(1115)的两个或多个不同的第一子集(1115)的两个或多个第一光产生装置(110)的两个或多个第一束(115)相对于所述发光体(200)的法线具有不同的第一入射角(α1)；并且
在所述光产生系统(1000)的操作模式中，所述k1个第一子集(1115)的所述第一装置光(111)的第一强度随着第一入射角(α1)的增加而增加。
2.根据权利要求1所述的光产生系统(1000)，其中在所述操作模式中，所述k1个第一子集(1115)的两个或多个第一光产生装置(110)的两个或多个第一束(115)中的至少两个束相对于所述发光体(200)的所述法线具有第一入射角(α1)，所述第一入射角(α1)与选自15°至135°范围的相互角度(γ)不同。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中在所述操作模式中，在所述发光体(200)上游的所述k1个第一子集(1115)的所述第一装置光(111)的最高第一强度(I1，max)与最低第一强度(I1，min)的比率选自1.04≤(I1，max/I1，min)≤10的范围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述n1个第一光产生装置(110)选自激光器的组。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光体(200)具有主体高度(H1)和所述第一装置光(111)的散射平均自由程(ls)，其中ls>1/3*H1。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光体(200)对于垂直提供的第一装置光(111)具有在5％至20％范围内的透射率；其中所述发光体(200)被配置为将所述第一装置光(111)的一部分转换为具有在495nm至605nm中的波长的发光材料光(211)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光体(200)具有上游面(201)和下游面(202)，所述上游面(201)被配置为与所述n1个第一光产生装置(110)成光接收关系，在所述操作模式期间(a)在透射通过所述发光体(200)之后的第一装置光(111)和(b)发光材料光(211)从所述下游面(202)逸出，其中所述光产生系统(1000)被配置为产生系统光(1001)，其中在所述操作模式中，所述系统光(1001)包括所述第一装置光(111)和所述发光材料光(211)，其中在所述操作模式中的所述第一入射角(α1)和所述第一强度被选择为使得在垂直于所述下游面的平面中在至少90°的角度β上，u'的颜色变化或v'的颜色变化在所述角度上最大为0.03。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，还包括控制系统(300)，其中所述k1个第一子集(1115)是单独可控的，并且其中所述控制系统(300)被配置为控制所述kl个第一子集(1115)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，还包括第二光学元件(420)，其中所述第二光学元件(420)包括具有m1个小透镜(425)或准直器元件(426)的透镜阵列，其中所述m1个小透镜(425)或所述准直器元件(426)被配置在所述n1个第一光产生装置(110)的下游和所述第一光学元件(410)的上游，其中m1＝n1。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，还包括第二集合(1200)，所述第二集合(1200)包括n2个第二光产生装置(120)，其中：
所述第二光产生装置(120)被配置为产生第二装置光(121)；
所述第二集合(1200)包括k2个第二子集(1125)，每个第二子集(1125)具有所述n2个第二光产生装置(120)中的至少一个第二光产生装置(120)，其中n2≥3并且2≤k2≤n2；
所述发光体(200)对于垂直提供的第二装置光(111)具有至少65％的透射率；
所述n2个第二光产生装置(120)和所述第一光学元件(410)被配置为向所述发光体(200)提供第二装置光(121)的第二束(125)，其中来自所述k2个第二子集(1125)的两个或多个不同的第二子集(1125)的两个或多个第二光产生装置(120)的两个或多个第二束(125)相对于所述发光体(200)的所述法线具有不同的第二入射角(α2)；并且
在所述光产生系统(1000)的操作模式中，所述k2个第二子集(1125)的所述第二装置光(121)的第二强度取决于所述第二入射角(α2)。
11.根据权利要求10的光产生系统(1000)，其中在所述操作模式中，所述k2个第二子集(1125)的所述第二装置光(121)的所述第二强度随着第二入射角(α2)的增加而减小。
12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的光产生系统(1000)，其中以下中的一项或多项适用：(i)所述n1个第一光产生装置(110)包括垂直腔表面发射激光器，以及(ii)所述n2个第二光产生装置(120)包括垂直腔表面发射激光器；并且其中所述n2个第二光产生装置(120)被配置为提供波长在605nm至780nm内的第二装置光(121)。
13.根据前述权利要求11至12中任一项所述的光产生系统(1000)，还包括第三光学元件(430)，其中所述第三光学元件包括束组合器，其中所述第三光学元件(430)被配置在所述n1个第一光产生装置(110)和所述n2个第二光产生装置(120)的下游和所述第一光学元件(410)的上游，并且其中所述第三光学元件(430)被配置为组合所述第一装置光(111)和所述第二装置光(121)。
14.一种光产生装置(1200)，选自灯(1)、灯具(2)、投影仪装置(3)、消毒装置和光学无线通信装置的组，所述光产生装置(1200)包括根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)。
15.根据权利要求14所述的光产生装置(1200)，其中：
所述nl个第一光产生装置(110)包括激光器；并且
所述光产生装置(1200)被配置为产生具有选自2700K至4000K范围的CCT并且具有至少80的CRI的白光(1201)。
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