CN206514203U - 发光设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发光设备(1)，具有：至少一个用于发射光(11)的光源(2)；透镜装置(4)，透镜装置具有用于将光(11)的第一部分(12)准直的中央的光入射面(7)和外部的光入射面(8)，外部的光入射面将光(11)的第二部分(13)转向到透镜装置(4)的反射面(9)上；和壳体(5)，其中至少一个光源(2)设置在壳体(5)的内部空间(6)中，并且透镜装置(4)至少区域性地设置在壳体(5)的内部空间(6)中，其中至少一个光源(2)包括半导体激光器(3)。

Description

发光设备

技术领域

本实用新型涉及一种发光设备，其具有：至少一个用于发射光的光源；透镜装置，透镜装置具有用于使光的第一部分准直的中央的光入射面和外部的光入射面，外部的光入射面将光的第二部分转向到透镜装置的反射面上；和壳体，其中至少一个光源布置在壳体的内部空间中，并且透镜装置至少区域性地布置在壳体的内部空间中。

背景技术

当前，令人感兴趣的是如下发光设备，在发光设备中光源设置在壳体的内部空间中并且发光设备具有透镜装置。对此，从现有技术中例如已知具有发光二极管作为光源的发光设备。在此，也能够提出：透镜装置用于：将由发光二极管射出的光准直。于是，这种透镜装置能够构成为TIR透镜(TIR-全内部反射)。TIR透镜包括中央的光入射面，光入射面使发光二极管的光的一部分平行。此外，TIR透镜具有外部的光入射面，其将光的一部分射到反射面上，光在反射面上全反射。在此，将透镜装置或TIR透镜集成到壳体中。

此外，从现有技术中已知发光设备，发光设备具有半导体激光器或激光二极管作为光源。激光二极管例如能够发射蓝色波长范围中的光。该蓝光随后借助于相应的转化装置、例如Cer-YAG转换元件转换成具有第二波长的光、例如黄色波长范围中的光。通过将蓝色的激光和黄色的转换辐射叠加于是得到白色的作用光。这种发光设备也已知为LARP(远程激光激发荧光粉)。发光设备的特征在于其高的光密度。出于该原因，发光设备例如应用在机动车的探照灯中，因为借此能够实现大的作用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提出如何能够以节约结构空间的方式构造前文提出类型的发光设备的解决方案。

根据本实用新型的发光设备包括至少一个用于发射光的光源。此外，发光设备包括透镜装置，透镜装置具有用于将光的第一部分准直的中央的光入射面和外部的光入射面，外部的光入射面将光的第二部分转向到透镜装置的反射面上。此外，发光设备包括壳体，其中至少一个光源布置在壳体的内部空间中，并且透镜装置至少区域性地设置在壳体的内部空间中。此外，至少一个光源包括半导体激光器。

发光设备具有壳体，壳体例如能够由金属形成。在壳体的内部空间中布置有光源，光源包括半导体激光器。光源尤其能够包括激光二极管，激光二极管具有半导体构件。借助半导体激光器能够发射光或激光辐射。由半导体激光器发射的光射到透镜装置上。透镜装置具有用于准直光的第一部分的中央的光入射面和外部的光入射面，外部的光入射面将光的第二部分转向到透镜装置的反射面上。换言之，透镜装置构成为TIR透镜或TIR光学件。在此，中央的光入射面能够类似于非球面透镜地将由半导体激光器发射的光平行化。在此，也能够提出：中央的光入射面不是平坦的，而是具有相应的曲率。外部的光入射面将半导体激光器的光转向至透镜装置的反射面，随后光在反射面处全反射。在此，光如下地被反射，使得其大致被平行化。由半导体激光器射出的光因此部分地通过中央的或前方的光入射面平行化，并且另一方面光部分地经由外部的或侧向的光入射面转向到反射面上并且平行化。

在此，平行化的程度或者准直的程度与具体的应用和结构空间条件相关，并且应当根据应用来进行调整。此外，要考虑的是，在实际中总是存在离开透镜装置的出射面的光或光束的剩余发散。在此能够提出，反射面构成为旋转对称的。也能够提出：反射面的横截面构成为椭圆形的。于是，尤其也能够提出，反射面沿着激光二极管的快轴和慢轴的不同的相交曲线匹配于快轴或慢轴的角发散，以便有针对性地改变和协调相交曲线。从中例如得到反射面的北向和南向的准线和对于反射面的东向和西向的另一准线。于是，经由准线的可能加权的遮挡形成反射面的三维设计。反射面能够以自由形式相应地进行调整，以便调整发光设备的辐射轮廓。

此外提出：透镜装置至少区域性地布置在壳体中，壳体例如能够构成为TO壳体。也能够提出：透镜装置完全地设置在壳体中。当透镜装置例如集成到半导体激光器或激光二极管所位于的壳体中时，能够确保激光的最佳的收集。此外，能够提供具有尤其紧凑的结构形式的发光设备，其尤其具有出于运行和安全理由密闭封闭的结构形式。因此，发光设备尤其适合于应用在机动车的探照灯中。

在另一实施方式中，透镜装置具有光出射面，其中光出射面构成为平坦的或者具有隆起部或具有多个棱面，例如还有微棱面。透镜装置具有光出射面，光从光出射面中射出透镜装置。在此，原则上能够提出，光出射面平坦地构造。也能够提出：光出射面不是平坦的，而是隆起的或弯曲的。光出射面也能够具有多个棱面，棱面具有倒圆的棱面过渡部又或者还具有不可微分的过渡部。光出射面能够根据解析面的或数字描述的自由形状的方式构成。以该方式能够相应的调整发光设备的辐射轮廓。

在另一实施方式中，至少一个光源具有转化装置，转化装置具有转换元件，其中转换元件设计用于：将由半导体激光器发射的、具有第一波长的光转换成由光源出射的、具有第二波长的光。转换元件例如能够由陶瓷、尤其发光材料陶瓷、例如Cer-YAG陶瓷形成。转换元件还能够包括相应的转换颜料基体。例如，借助半导体激光器能够发射蓝色波长范围中的光。借助于转换元件能够将该光转换成具有第二波长的光、尤其黄色波长范围的光。未被转换的蓝色激光和黄色的转换光的叠加于是根据层密度或转换元件的转换度得到黄白色的(少量激光辐射)或蓝白色有用光(更多的激光辐射)。在此，由半导体激光器发射的光经受所谓的LARP过程并且离开作为朗伯发射体的转换元件或转换颜料。未被转换的激光的发射轮廓和转换光的发射轮廓在此具有高斯强度分布，其中激光具有较窄的高斯分布并且转换光具有较宽的告诉分布。具有其两种不同的入射机制的透镜装置或TIR光学装置为次级光学件。当照明设备用在机动车的探照灯中时，用作为次级光学件的透镜装置能够将光转向到街道上。

此外有利的是：转化装置包括透明的载体元件，载体元件与转换元件连接。载体元件例如能够由蓝宝石或由玻璃形成。载体元件能够与转换元件连接。通过将转换元件与透明的载体元件连接能够确保转化装置的所需要的机械稳定性。此外，能够有效地导出在转换元件运行中产生的热量。

在另一实施方式中，转化装置布置在半导体激光器和透镜装置之间。换而言之，转换颜料直接地集成到发光设备的壳体中。因此，例如也能够弃用初级光学件，初级光学件否则通常设置在LARP应用中。如果将转换元件与激光光源的角发散特性组合并且以距激光光源的相应间距来定位，那么借此能够确定泵浦光斑大小。以该方式能够影响光分布。通过将转化装置和透镜装置集成到壳体中能够提供紧凑构造的且可高效运行的发光设备。借助于透镜装置能够直接且尽可能有效地收集转换的光。

此外有利的是，转化装置能沿着发光设备的主发射方向移动地布置在壳体的内部空间中。主发射方向例如能够垂直于透镜装置的光出射面设置。通过转化装置可移动地支承在壳体中，能够调节转换颜料上的可变的泵浦光斑大小。此外，能够补偿激光光源的角发散公差。根据随后的透镜装置的公差，能够对其进行跟踪。原则上，也能够提出：壳体具有相应的参考标记，将转化装置相对于该参考标记定位。因此，发光设备能够匹配于期望的应用情况。

此外有利的是，透镜装置设置在壳体处，使得透镜装置密闭地封闭壳体。因此，透镜装置同时能够用作为壳体的覆盖件。特别地，壳体能够具有开口或贯通开口，开口或贯通开口能够通过透镜装置密闭地密封。通过壳体通过透镜装置密闭封闭，能够保证半导体激光器的可靠的运行。

在另一实施方式中，发光设备具有覆盖元件，覆盖元件设置在壳体的内部空间中并且密闭地封闭内部空间中的以下区域，在该区域中设置有半导体激光器。覆盖元件例如能够是平坦平行的透明板。覆盖元件例如能够由玻璃、蓝宝石或透明塑料形成。特别提出，覆盖元件不具有光学功能。覆盖元件用于：密闭地密封激光光源。这例如适用于当透明装置应是扩散开放的(diffusionsoffen)或者出于工艺理由不能够保证壳体和透镜装置之间的密闭封闭时。

在另一实施方式中，发光设备包括多个光源，并且透镜装置设计用于将多个光源的相应的光进行准直。相应的激光光源或者半导体激光器在此能够单独地设置在相应的壳体中。也能够提出：多个半导体激光器设置在共同的壳体中。在此，相应的半导体激光器能够设置在保持元件上并且半导体激光器能够线性定向地设置在保持元件上。也能够提出，保持元件具有相应的曲率。在此能够提出，透镜装置对于每个半导体激光器都具有中央的光入射面和外部的光入射面。替选于此，透镜装置对于全部激光光源能够具有共同的中央的光入射面。

发光设备尤其能够使用在机动车的探照灯中。在此尤其能够提出：探照灯具有多个发光设备。发光设备能够任意地设置在探照灯中。例如，发光设备根据阵列的方式或根据矩阵的方式设置。原则上，发光设备能够规则地，又或者也不规则分散地设置。通过发光设备的紧凑的结构形式能够实现多种光分布。优选地也提出：能够彼此独立地控制相应的发光设备。这表示：相应的发光设备能够彼此独立地接通或断开。也能够提出：相应的发光设备的激光光源以调光的方式运行。由此能够提供根据矩阵束探照灯类型的不同的光功能。此外，例如能够提供如无遮光的远光等功能。整体上，探照灯的光分布能够匹配于环境情况。

从附图和附图描述中得出本实用新型的其他特征。上面在描述中列出的特征和特征组合、以及下面在附图描述中提出的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能够以相应说明的组合来应用，而且也以不同的组合或单独地应用，而没有偏离本实用新型的范围。

附图说明

现在，根据优选的实施例以及参考所附的附图详细阐述本实用新型。在此示出：

图1示出根据本实用新型的一个实施方式的发光设备，其中发光设备具有半导体激光器、透镜装置和壳体；

图2示出图1的发光设备的透镜装置和光源；

图3示出根据另一实施方式的发光设备，该发光设备具有转化装置；

图4示出根据另一实施方式的发光设备，该发光设备还具有覆盖元件；

图5示出根据另一实施方式的转化装置，转化装置可移动地支承在壳体中；

图6示出根据另一实施方式的发光设备，该发光设备具有多个半导体激光器；和

图7示出另一实施方式的根据图6的发光设备。

在附图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出根据本实用新型的一个实施方式的发光设备1的剖面侧视图。发光设备1例如能够用于机动车的探照灯中。发光设备1包括光源2，光源包括半导体激光器3。半导体激光器3尤其能够是激光二极管。此外，发光设备1包括透镜装置4，如下面详细阐述，透镜装置构造为TIR透镜。此外，发光设备1包括壳体5，光源2布置在壳体的内部空间6中。壳体尤其能够构成为TO壳体。此外，透镜装置4至少区域性地布置在壳体5的内部空间6中。

图2示出图1的光源2和透镜装置4的放大图。在此要识别的是，透镜装置4具有中央的光入射面7。中央的光入射面7使得光11的第一部分12平行化，该光由半导体激光3发射。中央的光入射面7根据非球面透镜的方式构造。此外，透镜装置4具有外部的光入射面8。该外部的光入射面8将光11的第二部分13转向反射面9。光11的第二部分13在反射面9处被全反射。光11在透镜装置4的出射面10处射出。整体上，光11借助于透镜装置4准直或者平行化。

在本实施例中，光出射面10构造成平面的。原则上，光出射面10也能够拱起地构造或者具有多个棱面、尤其微棱面。通过设计中央的光入射面7、外部的光出射面8以及光出射面10能够调整发光设备1的光路。在根据图2的实施例中，光能够基本上沿着主发射方向14从光出射面10中射出。在此，主发射方向14基本上垂直于光出射面10。

图3示出根据另一实施方式的发光设备1的剖面侧视图。在此，在当前的视图中仅示出壳体5的上部分。当前，透镜装置4完全地布置在壳体5的内部空间6中。在此，尤其提出：壳体5和透镜装置4如下地彼此连接，使得透镜装置4密闭地封闭壳体5。在当前的实施例中，光源2还包括转化装置15。转化装置15又包括转换元件16以及载体元件17。转换元件16用于：将由半导体激光器3射出的且具有第一波长的光转换成具有第二波长的光。例如，借助半导体激光器3能够射出蓝色波长范围的光。借助例如能够包括转换颜料的转换元件16能够将该蓝色光、例如在应用Cer-YAG发光材料的情况下转换成具有黄色波长的光，这连同未被转换的穿过转换元件射出的蓝色激光一起形成白色的作用光。随后，由透镜装置4将由光源2射出的白色的作用光准直。在载体元件17处保持转换元件16。载体元件17例如能够由玻璃或由蓝宝石形成。在此，转化装置15保持在壳体5的相对应的凹处18中。

图4示出根据另一实施方式的发光设备1。在此，发光设备1与根据图3的发光设备1相比附加地包括覆盖元件18，覆盖元件保持在壳体5的相对应的凹处20中。在此，覆盖元件19与壳体20如下地连接，使得壳体5的内部空间6中的如下区域通过覆盖元件19密闭地密封，在该区域中还存在光源2。覆盖元件19不具有光学功能，并且例如能够由玻璃、透明的塑料或由蓝宝石形成。

图5示出根据另一实施方式的发光设备1的部分视图。在此提出：转化装置15能够相对于半导体激光器3移动。当前，转化装置15能够沿着主发射方向14移动。通过转化装置15被可移动地支承，能够调节在转换元件16上的可变的泵浦光斑大小。此外，能够补偿半导体激光器3的角发散公差。当前，借助实线的线束和虚线的线束示出两种不同的角发散。当转化装置15设置在位置A处时，得到具有通过虚线描述的角发散的光斑大小。如果半导体激光器3具有根据实线的角发散，那么需要将转化装置15移动到位置B中，以便产生与具有根据虚线的角发散相同的光斑大小。

图6示出根据另一实施方式的发光设备1的剖面侧视图。在此，发光设备1具有三个光源2。每个光源2包括半导体激光器3。此外，每个光源2包括转换元件16。在此提出：所有转换元件16设置在共同的载体元件17上。透镜装置4还构成为，使得其对于每个光源2而言都具有单独的中央的光入射面7以及外部的光入射面8。此外，为光源2设有反射面9。

图7示出根据另一实施方式的发光设备1的剖面侧视图。当前，壳体5未被示出。在当前的实施例中，发光设备1包括五个光源2，五个光源中的每个都具有半导体激光器3以及转换元件16。在此，转换元件16也设置在共同的载体元件17上。透镜装置4与根据图6的透镜装置4的区别在于：该透镜装置具有用于全部光源2的共同的中央的光入射面7。

附图标记列表

1 发光设备

2 光源

3 半导体激光器

4 透镜装置

5 壳体

6 内部空间

7 中央的光入射面

8 外部的光入射面

9 反射面

10 光出射面

11 光

12 第一部分

13 第二部分

14 主发射方向

15 转化装置

16 转换元件

17 载体元件

18 凹处

19 覆盖元件

20 凹处

21 区域

A 位置

B 位置。

Claims (16)

1.一种发光设备(1)，具有：至少一个用于发射光(11)的光源(2)；透镜装置(4)，所述透镜装置具有用于使所述光(11)的第一部分(12)准直的中央的光入射面(7)和外部的光入射面(8)，所述外部的光入射面使得所述光(11)的第二部分(13)转向到所述透镜装置(4)的反射面(9)上；和壳体(5)，其中至少一个所述光源(2)布置在所述壳体(5)的内部空间(6)中，并且所述透镜装置(4)至少区域性地布置在所述壳体(5)的所述内部空间(6)中，其特征在于，至少一个所述光源(2)包括半导体激光器(3)。

2.根据权利要求1所述的发光设备(1)，其特征在于，所述透镜装置(4)具有光出射面(10)，其中所述光出射面(10)构成为平坦的或者具有隆起部或具有多个棱面。

3.根据权利要求1或2所述的发光设备(1)，其特征在于，至少一个所述光源(2)具有转化装置(15)，所述转化装置具有转换元件(16)，其中所述转换元件(16)设计用于，使得由所述半导体激光器出射的、具有第一波长的光转换成由所述光源发射的、具有第二波长的光(11)。

4.根据权利要求3所述的发光设备(1)，其特征在于，所述转化装置(15)包括透明的载体元件(17)，所述载体元件与所述转换元件(16)连接。

5.根据权利要求3所述的发光设备(1)，其特征在于，所述转化装置(15)布置在所述半导体激光器(3)和所述透镜装置(4)之间。

6.根据权利要求4所述的发光设备(1)，其特征在于，所述转化装置(15)布置在所述半导体激光器(3)和所述透镜装置(4)之间。

7.根据权利要求3所述的发光设备(1)，其特征在于，所述转化装置(15)能沿着所述发光设备(1)的主发射方向(14)移动地布置在所述壳体(5)的所述内部空间(6)中。

8.根据权利要求6所述的发光设备(1)，其特征在于，所述转化装置(15)能沿着所述发光设备(1)的主发射方向(14)移动地布置在所述壳体(5)的所述内部空间(6)中。

9.根据权利要求1或2所述的发光设备(1)，其特征在于，所述透镜装置(4)布置在所述壳体(5)处，使得所述透镜装置(4)密闭地封闭所述壳体(5)。

10.根据权利要求8所述的发光设备(1)，其特征在于，所述透镜装置(4)布置在所述壳体(5)处，使得所述透镜装置(4)密闭地封闭所述壳体(5)。

11.根据权利要求1或2所述的发光设备(1)，其特征在于，所述发光设备(1)具有覆盖元件(19)，所述覆盖元件布置在所述壳体(5)的所述内部空间(6)中并且在所述内部空间(6)中密闭地封闭的布置有所述半导体激光器(3)的区域(21)。

12.根据权利要求10所述的发光设备(1)，其特征在于，所述发光设备(1)具有覆盖元件(19)，所述覆盖元件布置在所述壳体(5)的所述内部空间(6)中并且在所述内部空间(6)中密闭地封闭的布置有所述半导体激光器(3)的区域(21)。

13.根据权利要求1或2所述的发光设备(1)，其特征在于，所述发光设备(1)包括多个光源(2)，并且所述透镜装置(4)设计用于使得多个所述光源(2)的相应的光(11)准直。

14.根据权利要求12所述的发光设备(1)，其特征在于，所述发光设备(1)包括多个光源(2)，并且所述透镜装置(4)设计用于使得多个所述光源(2)的相应的光(11)准直。

15.根据权利要求13所述的发光设备(1)，其特征在于，所述透镜装置(4)具有用于多个所述光源(2)的共同的、中央的光入射面(7)。

16.根据权利要求14所述的发光设备(1)，其特征在于，所述透镜装置(4)具有用于多个所述光源(2)的共同的、中央的光入射面(7)。