EP3843611A1 - Wide-band emitter for electromagnetic radiation - Google Patents

Wide-band emitter for electromagnetic radiation

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Publication number
EP3843611A1
EP3843611A1 EP19769716.2A EP19769716A EP3843611A1 EP 3843611 A1 EP3843611 A1 EP 3843611A1 EP 19769716 A EP19769716 A EP 19769716A EP 3843611 A1 EP3843611 A1 EP 3843611A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
emitter
radiation
tertiary
primary
emit
Prior art date
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Pending
Application number
EP19769716.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Holger Zeng
Peter Rotsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osa Opto Light GmbH
Original Assignee
Osa Opto Light GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Osa Opto Light GmbH filed Critical Osa Opto Light GmbH
Publication of EP3843611A1 publication Critical patent/EP3843611A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
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Definitions

  • the invention relates to an emitter for electromagnetic radiation, the use of such an emitter as a radiation source or lighting in a spectrometer, a hyperspectral camera or an endoscope, and a method for generating electromagnetic radiation.
  • semiconductor luminescent diodes are known as emitters for electromagnetic radiation. These are diodes that emit optical radiation directly from the semiconductor material. Diodes in which a primary radiation from the semiconductor material is converted into radiation of longer wavelength by a fluorescent or phosphorescent material, so-called phosphors, are therefore referred to as conversion light-emitting diodes. Usually and in the following, both variants are referred to as LEDs. The common and well-known white light emitting LEDs are based on this solution.
  • Directly emitting diodes typically have an emission spectrum with a half-width of less than 50 nm. This full width at half maximum is a measure of the bandwidth of the emission.
  • Inorganic phosphors typically have half-widths of the emission spectrum in the range from 50 nm to 100 nm. The emission of such phosphors and LEDs with such phosphors is consequently limited.
  • optical radiation sources with a high bandwidth of the spectrum, which is usually well above 100 nm.
  • These can be white light sources of particularly high quality (high Ra or CRI value), but also radiation sources that require radiation in the optical range from ultraviolet to infrared.
  • Typical examples are sunlight simulators, as in IEC 60904-2: Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for reference solar devices. Described in 2007 or radiation sources in the range from 500 nm to 1000 nm, also known as VIS-NIR range, for spectroscopic applications. Radiation sources with a high proportion of thermally determined emission spectrum, for example Halogen or incandescent lamps are sometimes the means of choice for these applications. This is especially true for spectrometers, hyperspectral cameras and endoscopes, especially when the NIR range of radiation is required.
  • the arrangement of 22 different LED types can generate the sunlight spectrum in the range from 350 nm to 1100 nm.
  • This application is highly efficient and flexible.
  • the disadvantage is the high technical complexity both in the control of the LEDs and in the arrangement of the LEDs.
  • Another disadvantage is the inhomogeneity of the spatial dependence of the spectrum in the illuminated area, which is difficult to overcome.
  • the publication W02007 / 070821 A2 discloses an LED spotlight in which the light from an LED chip with an additional conversion layer is combined with the light from other LED chips, e.g. a blue LED with yellow conversion phosphor and additionally cherry red, i.e. with 640 nm dominant wavelength and turquoise green, i.e. with 500 nm dominant wavelength, LEDs. It is inherent to the functioning of this LED that the phosphor is not stimulated by the additional LEDs to a secondary emission.
  • the invention has for its object to provide a broadband emitter of high efficiency, preferably based on a single stimulating LED chip.
  • An emission range of 500 nm to 1100 nm should preferably be able to be represented with a sufficiently high efficiency.
  • the emitter for electromagnetic radiation according to the invention comprises:
  • a primary emitter to emit primary radiation
  • a secondary emitter to emit secondary radiation in response to excitation with the primary radiation
  • a tertiary emitter for emitting tertiary radiation in response to excitation with the secondary radiation
  • the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum.
  • the radiation source according to the invention for a spectrometer comprises an emitter as described above, preferably
  • the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm;
  • the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 800 nm;
  • the tertiary emitter comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue” class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm.
  • the radiation source according to the invention for a hyperspectral camera comprises an emitter as described above, preferably
  • the primary emitter is designed to block the primary radiation in the blue spectral range Emit peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm;
  • the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 700 nm;
  • the further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation with a wavelength in the range from 700 nm to 850 nm;
  • the tertiary emitter comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue” class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm;
  • the supplementary emitter is designed to emit the supplementary radiation with a wavelength in the range from 650 nm to 700 nm.
  • the radiation source for an endoscope according to the invention comprises an emitter as described above, preferably
  • the primary emitter is designed to block the primary radiation in the blue spectral range
  • the secondary emitter is applied directly to the primary emitter
  • the further secondary emitter and the tertiary emitter are attached to and / or in a cover of the primary emitter, the cover preferably comprising an optically transparent material.
  • the method according to the invention for generating electromagnetic radiation comprises the steps:
  • Emitting primary radiation by means of a primary emitter Emitting primary radiation by means of a primary emitter
  • the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum.
  • a compact broadband source can be created by a secondary emitter that emits secondary radiation in response to excitation with the primary radiation and a tertiary emitter that emits tertiary radiation in response to excitation with the secondary radiation.
  • a broadband source can be created that is simple is to be controlled since it preferably has only one active element, that is to say a component to be supplied with current. This component is preferably the primary emitter.
  • the source can be operated very energy-efficiently. In particular, this can create a source with improved durability, since passive components are therefore fail-safe and therefore only the primary emitter can fail. Furthermore, cooling of such a source is associated with less effort since only one active component is present.
  • the emitter has a further secondary emitter, which is designed to emit a further secondary radiation in response to an excitation with the primary radiation.
  • Another secondary radiation is preferably generated or emitted by a further phosphor or a further phosphor mixture.
  • the further secondary emitter can preferably be introduced together with the secondary emitter and / or tertiary emitter, for example by adding a further phosphor. Homogeneity in the spectrum can be improved.
  • the primary emitter comprises an LED chip, the secondary emitter a secondary phosphor or a secondary phosphor mixture, the further secondary emitter a further secondary phosphor or a further secondary phosphor mixture and / or the tertiary emitter a tertiary phosphor or a tertiary phosphor mixture.
  • the tertiary phosphor and / or the tertiary phosphor mixture preferably comprises a phosphor from the group of the compounds cuprorivaite and similar (Ca, Sr, Ba) CuSi 4 O 10 and / or Han blue. This class of phosphors, which has received little attention to date, is described in the literature.
  • the cuprorivait cannot be excited with the usual blue light from LED chips for conversion light LEDs. This phosphor therefore does not seem to be suitable for broadband emitters.
  • Another dye, the Han blue has similar excitation properties as a phosphor, the emission being shifted to longer wavelengths.
  • the emitter With an LED as the primary emitter, the emitter can be made robust and energy efficient. Secondary and tertiary emitters in the form of phosphors or phosphor mixtures can further improve the structural compactness of the source.
  • the source can be controlled and displayed in a technically simple manner. The spectrum obtained can be adjusted by appropriately adding the phosphors during production and therefore remains essentially constant over the operating period. Improper operation of the source can be counteracted.
  • the source is easy to use and can be used immediately without the user having to set it beforehand.
  • the phosphors are applied together with a matrix in a homogeneous mixture.
  • the secondary phosphor is applied in a first layer and the further secondary phosphor and the tertiary phosphor are applied in a second layer, with a spatial separation preferably being arranged between these layers.
  • a technically simple source can be provided.
  • the matrix with the phosphors can be manufactured or bought in externally.
  • the quality of the matrix can be checked before the source is completed.
  • a constant quality in production can be guaranteed.
  • the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range.
  • the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the green-red spectral range.
  • the tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
  • the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range.
  • the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the yellow-red spectral range and the further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 600 nm to 800 nm.
  • the tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
  • the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the ultraviolet spectral range.
  • the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the green spectral range.
  • the further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation in the red spectral range.
  • the tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
  • the spectrum of the source can be expanded to include a high-energy UV range.
  • the secondary phosphor or the secondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in a common matrix. Additionally or alternatively, the secondary phosphor or the secondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in layers. In addition or alternatively, the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture is applied by means of a further separate matrix, preferably with remote phosphor. With this arrangement, an efficiency of the excitation cascade described above can be further improved.
  • the matrix comprises an organic material, preferably silicone. Additionally or alternatively, the matrix comprises an inorganic material, preferably kaolin. These matrix configurations enable a matrix that is tailored to the intended use to be used, and the source can be designed specifically and in an optimized manner.
  • the emitter has a supplementary emitter, preferably comprising a supplemental phosphor or a supplemental phosphor mixture to emit supplemental radiation in response to the primary, secondary and / or tertiary radiation.
  • a supplementary emitter preferably comprising a supplemental phosphor or a supplemental phosphor mixture to emit supplemental radiation in response to the primary, secondary and / or tertiary radiation.
  • the method has the step: emitting a further secondary radiation by means of a further secondary emitter in response to an excitation with the primary radiation.
  • This can further increase the homogeneity and broadband of the spectrum in an efficient manner, since an emission yield for secondary radiation can be efficient.
  • a broadband spectrum can be created without any further active sources, i.e. those powered by electricity.
  • Primary radiation is preferably understood to mean the emission of a semiconductor chip.
  • Secondary radiation is preferably the emission of a dye or phosphor that has been excited by the primary radiation. In general, the secondary radiation has a longer wavelength than the primary radiation.
  • Tertiary radiation is to be understood in particular as the emission of a dye or phosphor which cannot be induced by the primary radiation of the semiconductor, but rather by the secondary radiation from another phosphor. Here, too, the tertiary radiation has a longer wavelength than the secondary one.
  • Dye, phosphor and dye mixture or phosphor mixture are used synonymously in the present case.
  • broadband is to be regarded in particular as comprising several 100 nm.
  • Dyes or phosphors of the "Egyptian blue” class are to be understood in particular as Han blue and the Egyptian blue pigment Cuprorivait (CaCuSi 4 O 10 ), just as phosphors have comparable absorption and emission properties.
  • peak wavelength is to be understood as the wavelength that is emitted with the highest intensity.
  • Narrow-band emitters usually have a peak wavelength, with neighboring wavelength regions losing emission intensity with increasing distance from the peak wavelength.
  • the spectrum can be described and / or approximated by a Gaussian distribution.
  • the Ra or CRI value is to be understood as a color rendering index and provides information about how true to life colors of an object illuminated by an artificial light source are rendered. It is therefore a quality feature of artificial light versus natural light.
  • a light source whose light contains all spectral colors in the same ratio as in sunlight, makes the colors of the illuminated objects look natural - the color rendering is optimal.
  • Remote phosphor is to be understood in particular as an arrangement of the phosphor separately from the radiation source and is often used with white LEDs.
  • Figure 1 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a
  • Figure 2 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a thin
  • Figure 3 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a
  • Figure 4 shows a spectrum of a source according to a first embodiment
  • Figure 5 shows a spectrum of a source according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a spectrum of a source according to a third exemplary embodiment
  • Figure 7 is a schematic representation of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12 which is introduced in a dye mixture 14, the dye mixture 14 being a secondary emitter A in Form of a secondary dye, a further secondary emitter B in the form of a further secondary dye and a tertiary emitter C in the form of a tertiary dye.
  • the LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16.
  • the dye mixture 14 is arranged within a reflector 18 in order to achieve a higher radiation efficiency.
  • a primary radiation is generated by the LED chip 12 and emitted into the environment, the LED chip 12 thus represents a primary emitter 11.
  • This primary radiation is then partially absorbed by a secondary emitter A in the form of a secondary dye and in secondary radiation with a other, preferably larger, wavelength changed.
  • Part of the secondary radiation can be absorbed by the tertiary dye and converted into tertiary radiation with a wavelength different from that of the secondary radiation.
  • the tertiary dye is a tertiary emitter C.
  • the tertiary radiation preferably has a longer wavelength than the primary radiation and the secondary radiation.
  • a further secondary dye can also be provided in the dye mixture 14, which partially absorbs the primary radiation and converts it into further secondary radiation with a different, preferably longer, wavelength than the primary radiation.
  • the further secondary dye represents a further secondary emitter B.
  • a supplementary dye can also be provided, which is preferably contained in the dye mixture 14 and which partially absorbs the primary, secondary and / or tertiary radiation and can convert it into supplementary radiation with a different wavelength than the wavelength of the absorbed radiation.
  • a dye mixture can create an emitter 10 with a broadband and essentially homogeneous spectrum, the emitter 10 preferably having only one active radiation source, preferably in the form of an LED chip 12. There is a cascade-like excitation in the emitter 10, from primary to secondary to tertiary radiation.
  • Such an emitter 10 can preferably be used in a spectrometer in order to provide a robust broadband light source.
  • FIG. 2 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12, in which the secondary phosphor is introduced into a matrix 20, the matrix 20 being applied to the LED chip 12.
  • the LED chip 12 with the matrix 20 is introduced in a dye mixture 14, wherein the dye mixture 14 has the further secondary dye and the tertiary dye.
  • the LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16.
  • the dye mixture 14 is arranged within a reflector 18 in order to achieve a higher radiation efficiency.
  • the secondary phosphor is introduced into a matrix 20 and arranged directly on the LED chip 12.
  • the cascade-like excitation in the emitter 10 can be improved; in particular, the efficiency of the secondary dye can be increased, since this arrangement experiences a high radiation throughput by arranging it directly on the primary radiation source, that is to say the LED chip 12, and can therefore preferably be excited.
  • Such an emitter 10 can preferably be used in a hyperspectral camera in order to provide a robust broadband light source.
  • FIG. 3 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12 in which the secondary phosphor is introduced into a matrix 20, the matrix 20 being applied to the LED chip 12.
  • the LED chip 12 with the matrix 20 is inserted in a reflector 18 and arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16.
  • the dye mixture 14 is arranged in a further matrix 24 within a reflector 18.
  • the LED chip 12, the matrix 20 and the further matrix 24 are arranged under a cover 26 in the form of a transparent carrier, for example made of glass.
  • a mechanically stable and resistant emitter 10 can be created.
  • a preferred direction of radiation can be defined, the emitters A, B, C being arranged in only one beam path in this direction. In this way it can be achieved that phosphors are only arranged where they are needed or where they can be used.
  • Such an emitter 10 can preferably be used in an endoscope in order to provide a robust, broadband light source provided with a housing for endoscopy.
  • FIG. 4 shows a spectrum 28 of a first exemplary embodiment.
  • the radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 describing a range from 400 nm to 1100 nm from right to left in the graph of a spectrum 28 shown.
  • the emitter 10 can be constructed as shown in FIG. 1.
  • a blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier.
  • An orange-emitting secondary phosphor is contained in the phosphor mixture 14.
  • the secondary phosphors of this example contain europium-doped (Ca, Sr) AISiN 3 nitrides with the emission SA and the phosphor with the trade name TL-0156 from the manufacturer Tailorlux with the emission SB. Furthermore, a cuprorivait from the group of substances (Ca, Sr, Ba) CuSi 4 Oi 0 with the trade name "Egyptian Blue” is added to the phosphor mixture.
  • Part of the emission of the secondary phosphor A is converted by the tertiary phosphor, “Egyptian Blue” dyes, into radiation in the range from 800 nm to 1000 nm, that is to say in a spectral range SC.
  • This emitter 10 thus has a spectral emission in the range from 550 nm to 1000 nm.
  • This solution has a radiation output in the IR range that is many times higher than that of the known prior art.
  • FIG. 5 shows a spectrum 28 of a second exemplary embodiment.
  • the radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 in the diagram of a spectrum 28 shown from right to left describing a range from 400 nm to 1100 nm.
  • the source can be constructed as shown in FIG. 2.
  • a blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier.
  • An IR phosphor is also included, the emission of which covers the wavelength ranges from 700 nm to 850 nm, ie the spectral range SB.
  • An IR phosphor with the trade name IRF820A from the manufacturer QCR-Solutions was chosen here.
  • Part of the emission of the secondary phosphor is converted by the tertiary phosphor, which belongs to the class of "Egyptian Blue” dyes, into radiation in the range from 800 nm to 1000 nm, that is to say in a spectral range SC.
  • a supplementary emitter D is provided in the form of an additional supplemental phosphor in the red range, which covers the range from 650 nm to 700 nm and raises the spectrum in the spectral range SD, from 650 nm to 700 nm.
  • This can in turn be a Europium-doped (Ca, Sr) AISiN 3 nitride.
  • This emitter 10 thus has a homogeneous spectral emission in the range from 550 nm to 1000 nm.
  • This solution has a radiation power in the IR range that is many times higher than that of prior art solutions.
  • FIG. 6 shows two spectra 28a, 28b of a third exemplary embodiment.
  • the radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 in the diagram of a spectrum from right to left describing a range from 400 nm to 1100 nm.
  • the spectrum 28a of an emitter 10 without tertiary radiation is shown as a continuous line.
  • the spectrum 28b of an emitter 10 with tertiary radiation is shown as a dashed line.
  • the source 10 can be constructed as shown in FIG. 3.
  • a blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 has a directly applied matrix 20 in the form of a phosphor layer and is on a suitable circuit carrier arranged.
  • the phosphor layer has a secondary emitter in the form of a secondary phosphor.
  • the radiation emitted by this chip already contains the primary and secondary radiation.
  • the source can have a cover 26 in the form of a transparent carrier, for example made of glass.
  • a further matrix 24 is arranged on the side of the cover 26 facing the LED chip 12, which matrix has a phosphor mixture 14 which contains the further secondary phosphor B and tertiary phosphor C.
  • the spectrum 28a without tertiary radiation shows two peaks, a first peak at approximately 450 nm corresponding to the emission of the primary emitter, that is to say the LED chip 12.
  • the second peak is at approx. 550 nm and corresponds to the emission of the phosphor A. Its emission covers the spectral range SA, from 550 nm to 650 nm.
  • the phosphors used in the matrix 20 are either YAG phosphors or a mixture of orthosilicate phosphors (Sr, Ba, Ca, Mg) (2-6) Si (1-2) 0 (4-19) : Eu, the under known as BOSE, with green (545 nm) and orange (610 nm) emission.
  • Another secondary phosphor, the fluorescent TL-0156 from the manufacturer Tailorlux and the tertiary phosphor "Egyptian blue" are incorporated in the matrix 24.
  • FIG. 7 shows schematically the steps of a method according to the invention.
  • primary radiation is emitted by means of a primary emitter 11.
  • secondary radiation is emitted by means of a secondary emitter A in response to an excitation with the primary radiation.
  • tertiary radiation is emitted by means of a tertiary emitter C in response to an excitation with the secondary radiation.
  • the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum 28.
  • the phosphors that can be used, reference is made to the previous exemplary embodiments.
  • a durable and energy efficient source can be created using an LED chip 12.
  • the source has a high local homogeneity due to the cascade-like excitation.
  • the source Compared to halogen or incandescent lamps, the source generates significantly less heat. Sometimes cooling of the source can be dispensed with.

Abstract

The invention relates to an emitter (10) for electromagnetic radiation, comprising: a primary emitter (11) in order to emit primary radiation; a secondary emitter (A) in order to emit a secondary radiation in response to an excitation by the primary radiation; and a tertiary emitter (C) in order to emit a tertiary radiation in response to an excitation with the secondary radiation, the primary, secondary and/or tertiary radiation having wavelengths that are at least partially different from one another in order to create a wide-band spectrum. The present invention also relates to a spectroscope, a hyperspectral camera and an endoscope having such an emitter (10), and to a method for generating electromagnetic radiation.

Description

Breitband-Emitter für elektromagnetische Strahlung  Broadband emitter for electromagnetic radiation
Die Erfindung betrifft einen Emitter für elektromagnetische Strahlung, die Verwendung eines solchen Emitters als Strahlungsquelle oder Beleuchtung in einem Spektrometer, einer Hyperspektralkamera oder einem Endoskop sowie ein Verfahren zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung. The invention relates to an emitter for electromagnetic radiation, the use of such an emitter as a radiation source or lighting in a spectrometer, a hyperspectral camera or an endoscope, and a method for generating electromagnetic radiation.
Als Emitter für elektromagnetische Strahlung sind beispielsweise Halbleiterlumineszenzdioden bekannt. Das sind Dioden, die optische Strahlung aus dem Halbleitermaterial direkt emittieren. Dioden, bei denen durch ein geeignetes Material eine primäre Strahlung aus dem Halbleitermaterial durch ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material, sogenannte Leuchtstoffe, in Strahlung längerer Wellenlänge konvertiert wird, werden mithin als Konversionslicht emittierende Dioden bezeichnet. Üblicherweise und im Folgenden werden beide Varianten als LED bezeichnet. Die gängigen und bekannten Weißlicht emittierenden LED basieren auf dieser Lösung. For example, semiconductor luminescent diodes are known as emitters for electromagnetic radiation. These are diodes that emit optical radiation directly from the semiconductor material. Diodes in which a primary radiation from the semiconductor material is converted into radiation of longer wavelength by a fluorescent or phosphorescent material, so-called phosphors, are therefore referred to as conversion light-emitting diodes. Usually and in the following, both variants are referred to as LEDs. The common and well-known white light emitting LEDs are based on this solution.
Direkt emittierende Dioden, vor allem Chipvarianten mit externem Quantenwirkungsgrad von über 20%, weisen typischerweise ein Emissionsspektrum mit einer Halbwertsbreite von weniger als 50 nm auf. Diese Halbwertbreite ist ein Maß für die Bandbreite der Emission. Directly emitting diodes, especially chip variants with an external quantum efficiency of over 20%, typically have an emission spectrum with a half-width of less than 50 nm. This full width at half maximum is a measure of the bandwidth of the emission.
Anorganische Leuchtstoffe haben typischerweise Halbwertsbreiten des Emissionsspektrums im Bereich von 50 nm bis 100 nm. Die Emission solcher Leuchtstoffe und LEDs mit solchen Leuchtstoffen ist folglich begrenzt. Inorganic phosphors typically have half-widths of the emission spectrum in the range from 50 nm to 100 nm. The emission of such phosphors and LEDs with such phosphors is consequently limited.
Verschiedene Anwendungen erfordern optische Strahlungsquellen mit hoher Bandbreite des Spektrums, die zumeist deutlich über 100 nm liegt. Das können weiße Lichtquellen besonders hoher Qualität (Hoher Ra- oder CRI- Wert) sein, aber auch Strahlungsquellen, bei denen Strahlung im optischen Bereich von Ultraviolett bis Infrarot gefordert wird. Various applications require optical radiation sources with a high bandwidth of the spectrum, which is usually well above 100 nm. These can be white light sources of particularly high quality (high Ra or CRI value), but also radiation sources that require radiation in the optical range from ultraviolet to infrared.
Typische Beispiele sind Sonnenlichtsimulatoren, wie in IEC 60904-2: Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for reference solar devices. 2007 beschrieben oder Strahlungsquellen im Bereich von 500 nm bis 1000 nm, auch bekannt als VIS- NIR- Bereich, für spektroskopische Anwendungen. Strahlungsquellen mit hohem Anteil thermisch determinierten Emissionsspektrums, beispielsweise Halogen- oder Glühlampen sind bisweilen für diese Anwendungen das Mittel der Wahl. Dies trifft, vor allem wenn der NIR- Bereich der Strahlung erforderlich ist, insbesondere für Spektrometer, Hyperspektralkameras und Endoskope zu. Typical examples are sunlight simulators, as in IEC 60904-2: Photovoltaic devices - Part 2: Requirements for reference solar devices. Described in 2007 or radiation sources in the range from 500 nm to 1000 nm, also known as VIS-NIR range, for spectroscopic applications. Radiation sources with a high proportion of thermally determined emission spectrum, for example Halogen or incandescent lamps are sometimes the means of choice for these applications. This is especially true for spectrometers, hyperspectral cameras and endoscopes, especially when the NIR range of radiation is required.
Es ist bekannt, die Vorzüge der LED für diese Anwendungen zu erschließen mittels einer Nutzung mehrerer aufeinander abgestimmter LEDs. Beispielsweise kann mit einer Anordnung von 22 verschiedenen LED-Typen das Sonnenlichtspektrum im Bereich von 350 nm bis 1100 nm generiert werden. Diese Anwendung weist eine hohe Effizienz auf und ist flexibel. Nachteilig ist der hohe technische Aufwand sowohl bei der Ansteuerung der LEDs als auch bei der Anordnung der LEDs. Ein weiterer Nachteil ist die nur aufwändig zu überwindende Inhomogenität der Ortsabhängigkeit des Spektrums in der beleuchteten Fläche. It is known to open up the advantages of the LED for these applications by using several coordinated LEDs. For example, the arrangement of 22 different LED types can generate the sunlight spectrum in the range from 350 nm to 1100 nm. This application is highly efficient and flexible. The disadvantage is the high technical complexity both in the control of the LEDs and in the arrangement of the LEDs. Another disadvantage is the inhomogeneity of the spatial dependence of the spectrum in the illuminated area, which is difficult to overcome.
Ferner ist eine Kombination mehrerer Leuchtstoffe in einer aufeinander abgestimmten Mischung bekannt. Diese Lösung hat sich für weiße LEDs mit hoher Lichtqualität, also Farbwiedergabeindex CRI > 85%, durchgesetzt. A combination of several phosphors in a coordinated mixture is also known. This solution has prevailed for white LEDs with high light quality, i.e. color rendering index CRI> 85%.
Die Druckschrift W02007/070821 A2 offenbart einen LED-Strahler, bei dem das Licht aus einem LED-Chip mit zusätzlicher Konversionsschicht mit dem Licht weiterer LED Chips kombiniert wird, z.B. eine blaue LED mit gelbem Konversionsleuchtstoff und zusätzlich kirschrote, also mit 640 nm dominanter Wellenlänge und türkisgrüne, also mit 500 nm dominanter Wellenlänge, LEDs. Für die Funktionsweise dieser LED ist immanent, dass der Leuchtstoff nicht durch die zusätzlichen LEDs zu einer sekundären Emission angeregt wird. The publication W02007 / 070821 A2 discloses an LED spotlight in which the light from an LED chip with an additional conversion layer is combined with the light from other LED chips, e.g. a blue LED with yellow conversion phosphor and additionally cherry red, i.e. with 640 nm dominant wavelength and turquoise green, i.e. with 500 nm dominant wavelength, LEDs. It is inherent to the functioning of this LED that the phosphor is not stimulated by the additional LEDs to a secondary emission.
Ferner ist es bekannt, Leuchtstoffe im IR- Bereich mit Leuchtstoffen im sichtbaren Bereich zu kombinieren, um die gewünschten breitbandigen Emitter mit einem, die primäre Strahlung emittierenden Chip darzustellen. Nachteilig hierbei ist vor allem die viel zu geringe Effizienz dieser Lösung. Dies kann wie folgt begründet werden: Alle Leuchtstoffe müssen mit einem einzigen Chip anregbar sein. Mit blauem Licht anregbare Leuchtstoffe weisen eine sehr geringe Effizienz auf, die bei Emission im Bereich 900 nm zumeist unter 1 % liegt. Rotes und infrarotes Licht emittierende Leuchtstoffe weisen jedoch eine erhebliche Absorption von Strahlung kürzerer Wellenlänge auf, die keine strahlende Rekombination von infraroter oder roter Strahlung anregen. Nachteilig an dieser Lösung ist weiterhin, dass geringe Verschiebungen des Konversionsgrades zu erheblichen Verschiebungen im Emissionsspektrum führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen breitbandigen Emitter hoher Effizienz, vorzugsweise auf Basis eines einzigen anregenden LED-Chips, zu schaffen. Vorzugsweise soll ein Emissionsbereich von 500 nm bis 1 100 nm bei hinreichend hoher Effizienz darstellbar sein. It is also known to combine phosphors in the IR region with phosphors in the visible region in order to represent the desired broadband emitters with a chip that emits the primary radiation. The main disadvantage is that the efficiency of this solution is far too low. This can be explained as follows: All phosphors must be able to be excited with a single chip. Phosphors that can be excited with blue light have a very low efficiency, which is usually below 1% when emitted in the 900 nm range. However, red and infrared light-emitting phosphors have a considerable absorption of radiation of shorter wavelengths, which do not stimulate a radiative recombination of infrared or red radiation. Another disadvantage of this solution is that small shifts in the degree of conversion lead to considerable shifts in the emission spectrum. The invention has for its object to provide a broadband emitter of high efficiency, preferably based on a single stimulating LED chip. An emission range of 500 nm to 1100 nm should preferably be able to be represented with a sufficiently high efficiency.
Diese Aufgabe wird ganz oder teilweise durch einen Emitter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 , einer Strahlungsquelle für ein Spektrometer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 1 , einer Strahlungsquelle für eine Hyperspektralkamera mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 12, einer Strahlungsquelle für ein Endoskop mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13 sowie einem Verfahren mit den Schritten des unabhängigen Anspruchs 14 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen This object is achieved in whole or in part by an emitter with the features of independent claim 1, a radiation source for a spectrometer with the features of independent claim 1 1, a radiation source for a hyperspectral camera with the features of independent claim 12, a radiation source for an endoscope solved the features of independent claim 13 and a method with the steps of independent claim 14. Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims
Der erfindungsgemäße Emitter für elektromagnetische Strahlung umfasst: The emitter for electromagnetic radiation according to the invention comprises:
einen Primäremitter, um eine primäre Strahlung zu emittieren; a primary emitter to emit primary radiation;
einen Sekundäremitter, um in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung eine sekundäre Strahlung zu emittieren; a secondary emitter to emit secondary radiation in response to excitation with the primary radiation;
einen Tertiäremitter, um in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung eine tertiäre Strahlung zu emittieren; a tertiary emitter for emitting tertiary radiation in response to excitation with the secondary radiation;
wobei die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung, zumindest teilweise voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, um ein breitbandiges Spektrum zu schaffen. wherein the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum.
Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle für ein Spektrometer umfasst einen Emitter wie oben beschrieben, wobei vorzugsweise The radiation source according to the invention for a spectrometer comprises an emitter as described above, preferably
der Primäremitter dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm;
der Sekundäremitter dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 500 nm bis 800 nm zu emittieren; und the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 800 nm; and
der Tertiäremitter einen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch der Klasse "Ägyptisch Blau" umfasst und dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. the tertiary emitter comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue" class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm.
Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle für eine Hyperspektralkamera umfasst einen Emitter wie oben beschrieben, wobei vorzugsweise The radiation source according to the invention for a hyperspectral camera comprises an emitter as described above, preferably
der Primäremitter dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; the primary emitter is designed to block the primary radiation in the blue spectral range Emit peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm;
der Sekundäremitter dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 500 nm bis 700 nm zu emittieren; the secondary emitter is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 700 nm;
der weitere Sekundäremitter dazu ausgebildet ist, die weitere sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 nm bis 850 nm zu emittieren; the further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation with a wavelength in the range from 700 nm to 850 nm;
der Tertiäremitter einen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch der Klasse "Ägyptisch Blau" umfasst und dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren; und the tertiary emitter comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue" class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm; and
der Ergänzungsemitter dazu ausgebildet ist, die Ergänzungsstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 650 nm bis 700 nm zu emittieren. the supplementary emitter is designed to emit the supplementary radiation with a wavelength in the range from 650 nm to 700 nm.
Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle für ein Endoskop umfasst einen Emitter wie oben beschrieben, wobei vorzugsweise The radiation source for an endoscope according to the invention comprises an emitter as described above, preferably
der Primäremitter dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einerthe primary emitter is designed to block the primary radiation in the blue spectral range
Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; Emit peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm;
der Sekundäremitter direkt auf den Primäremitter aufgebracht ist; und the secondary emitter is applied directly to the primary emitter; and
der weitere Sekundäremitter und der Tertiäremitter an und/oder in einer Abdeckung des Primäremitters angebracht sind, wobei die Abdeckung vorzugsweise ein optisch transparentes Material umfasst. the further secondary emitter and the tertiary emitter are attached to and / or in a cover of the primary emitter, the cover preferably comprising an optically transparent material.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung umfasst die Schritte: The method according to the invention for generating electromagnetic radiation comprises the steps:
Emittieren einer primären Strahlung mittels eines Primäremitters;  Emitting primary radiation by means of a primary emitter;
Emittieren einer sekundären Strahlung mittels eines Sekundäremitters in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung;  Emitting secondary radiation using a secondary emitter in response to excitation with the primary radiation;
Emittieren einer tertiären Strahlung, mittels eines Tertiäremitters in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung;  Emitting tertiary radiation by means of a tertiary emitter in response to excitation with the secondary radiation;
wobei die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung, zumindest teilweise voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, um ein breitbandiges Spektrum zu schaffen. wherein the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum.
Durch einen Sekundäremitter, der in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung eine sekundäre Strahlung emittiert und einen Tertiäremitter, der in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung eine tertiäre Strahlung emittiert, kann eine kompakte breitbandige Quelle geschaffen werden. Insbesondere kann eine breitbandige Quelle geschaffen werden, die einfach anzusteuern ist, da sie vorzugweise nur ein aktives Element, also ein mit Strom zu versorgendes Bauteil aufweist. Vorzugsweise ist dieses Bauteil der Primäremitter. Die Quelle kann sehr energieeffizient betrieben werden. Insbesondere kann hierdurch eine Quelle mit verbesserter Haltbarkeit geschaffen werden, da passive Bauteile mithin ausfallsicher sind und somit lediglich der Primäremitter ausfallen kann. Ferner ist eine Kühlung einer solchen Quelle mit weniger Aufwand verbunden, da nur ein aktives Bauteil vorhanden ist. A compact broadband source can be created by a secondary emitter that emits secondary radiation in response to excitation with the primary radiation and a tertiary emitter that emits tertiary radiation in response to excitation with the secondary radiation. In particular, a broadband source can be created that is simple is to be controlled since it preferably has only one active element, that is to say a component to be supplied with current. This component is preferably the primary emitter. The source can be operated very energy-efficiently. In particular, this can create a source with improved durability, since passive components are therefore fail-safe and therefore only the primary emitter can fail. Furthermore, cooling of such a source is associated with less effort since only one active component is present.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Emitter einen weiteren Sekundäremitter auf, der dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung eine weitere sekundäre Strahlung zu emittieren. Vorzugsweise wird durch einen weiteren Leuchtstoff oder ein weiteres Leuchtstoffgemisch eine weitere sekundäre Strahlung erzeugt bzw. emittiert. Hierdurch kann die Breitbandigkeit der Quelle weiter erhöht werden. Insbesondere kann eine sehr breitbandige und dennoch baulich kompakte Quelle geschaffen werden. Es ist möglich, das Spektrum der Quelle zu erweitern, ohne dabei die Quelle im Wesentlichen zu vergrößern. Vorzugsweise kann der weitere Sekundäremitter zusammen mit dem Sekundäremitter und/oder Tertiäremitter eingebracht werden, beispielsweise durch Beimischen eines weiteren Leuchtstoffs. Es kann eine Homogenität im Spektrum verbessert werden. In a preferred embodiment, the emitter has a further secondary emitter, which is designed to emit a further secondary radiation in response to an excitation with the primary radiation. Another secondary radiation is preferably generated or emitted by a further phosphor or a further phosphor mixture. As a result, the broadband nature of the source can be increased further. In particular, a very broadband yet structurally compact source can be created. It is possible to expand the spectrum of the source without essentially enlarging the source. The further secondary emitter can preferably be introduced together with the secondary emitter and / or tertiary emitter, for example by adding a further phosphor. Homogeneity in the spectrum can be improved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Primäremitter einen LED-Chip, der Sekundäremitter einen Sekundärleuchtstoff oder ein Sekundärleuchtstoffgemisch, der weitere Sekundäremitter einen weiteren Sekundärleuchtstoff oder ein weiteres Sekundärleuchtstoffgemisch und/oder der Tertiäremitter einen Tertiärleuchtstoff oder ein Tertiärleuchtstoffgemisch. Der Tertiärleuchtstoff und/oder das Tertiärleuchtstoffgemisch umfasst vorzugsweise einen Leuchtstoff aus der Gruppe der Verbindungen Cuprorivait und ähnliche (Ca, Sr,Ba)CuSi4O10 und/oder Han - Blau. In der Literatur ist diese bisher wenig beachtete Klasse von Leuchtstoffen beschrieben. Dabei handelt es sich um das Pigment Ägyptisch Blau Cuprorivait (CaCuSi4O10), das bisher nur wegen seiner blauen Farbe in der Malerei verwendet wurde. Bei Anregung mit gelb-rotem Licht zeigt dieses Pigment aber auch eine starke Emission im nahen Infrarot (NIR), womit sich dieses Pigment auch als Leuchtstoff nutzen lässt. Für diesen Leuchtstoff wird eine Quanteneffizienz von bis zu 10,4% berichtet. Ferner kann die Effizienz des Leuchtstoffes weiter gesteigert werden, in dem bei der Herstellung vor allem ein Si02-Überschuss bei der Synthese geschaffen wird. Der Effekt der infrarot (IR) Emission bei orange-roter Anregung wurde bisher nur zur Prüfung der Echtheit antiker Malerei genutzt. Cuprorivait kann auch als Referenz für optische Messeinrichtungen genutzt werden. Die Emission von Cuprorivait ist relativ schmalbandig mit einer Halbwertsbreite der Emission von ca. 1 10 nm. Ferner lässt sich das Cuprorivait mit dem üblichen blauen Licht von LED- Chips für konversionslicht-LEDs nicht anregen. Somit scheint dieser Leuchtstoff für breitbandige Emitter nicht geeignet. Ein weiterer Farbstoff, das Han - Blau weist als Leuchtstoff ähnliche Anregungseigenschaften auf, wobei die Emission zu längeren Wellenlängen verschoben ist. In a preferred embodiment, the primary emitter comprises an LED chip, the secondary emitter a secondary phosphor or a secondary phosphor mixture, the further secondary emitter a further secondary phosphor or a further secondary phosphor mixture and / or the tertiary emitter a tertiary phosphor or a tertiary phosphor mixture. The tertiary phosphor and / or the tertiary phosphor mixture preferably comprises a phosphor from the group of the compounds cuprorivaite and similar (Ca, Sr, Ba) CuSi 4 O 10 and / or Han blue. This class of phosphors, which has received little attention to date, is described in the literature. This is the pigment Egyptian Blue Cuprorivait (CaCuSi 4 O 10 ), which was previously only used in painting because of its blue color. When excited with yellow-red light, this pigment also shows a strong emission in the near infrared (NIR), which means that this pigment can also be used as a phosphor. A quantum efficiency of up to 10.4% is reported for this phosphor. Furthermore, the efficiency of the phosphor can be increased further by creating an SiO 2 excess in the synthesis. The effect of infrared (IR) emission with orange-red excitation has so far only been used to check the authenticity of ancient painting. Cuprorivait can also be used as a reference for optical measuring devices. The emission of cuprorivait is relatively narrow-band with a full width at half maximum Emission of approx. 1 10 nm. Furthermore, the cuprorivait cannot be excited with the usual blue light from LED chips for conversion light LEDs. This phosphor therefore does not seem to be suitable for broadband emitters. Another dye, the Han blue, has similar excitation properties as a phosphor, the emission being shifted to longer wavelengths.
Durch eine LED als Primäremitter kann der Emitter robust und energieeffizient ausgeführt werden. Durch Sekundär- und Tertiäremitter in Form von Leuchtstoffen oder Leuchtstoffgemischen, kann eine bauliche Kompaktheit der Quelle weiter verbessert werden. Zudem kann die Quelle technisch einfach angesteuert und dargestellt werden. Das erhaltene Spektrum kann durch das entsprechende Beimischen der Leuchtstoffe bei der Produktion eingestellt werden und bleibt daher über die Betriebsdauer im Wesentlichen konstant. Einer Fehlbedienung der Quelle kann entgegengewirkt werden. Die Quelle ist einfach zu handhaben und sofort, also ohne vorheriges Einstellen durch den Benutzer, verwendbar. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Leuchtstoffe zusammen mit einer Matrix in einer homogenen Mischung aufgebracht. Ergänzend oder alternativ sind der Sekundärleuchtstoff in einer ersten Schicht und der weitere Sekundärleuchtstoff sowie der Tertiärleuchtstoff in einer zweiten Schicht aufgebracht, wobei vorzugsweise zwischen diesen Schichten eine räumliche Trennung angeordnet ist. Durch das Aufbringen der Leuchtstoffe zusammen mit einer Matrix in einer homogenen Mischung kann eine technisch einfache Quelle bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Matrix mit den Leuchtstoffen extern gefertigt oder zugekauft werden. Die Qualität der Matrix kann vor Fertigstellen der Quelle geprüft werden. Es kann somit technisch einfach eine gleichbleibende Qualität in der Produktion gewährleistet werden. Durch das Aufbringen des Sekundärleuchtstoffs in einer ersten Schicht und des weiteren Sekundärleuchtstoffs sowie des Tertiärleuchtstoffs in einer zweiten Schicht kann eine Überprüfung der einzelnen Leuchtstoffe bzw. Leuchtstoffschichten vor dem Zusammenbau der Quelle erfolgen. Die Qualität kann weiter erhöht werden. With an LED as the primary emitter, the emitter can be made robust and energy efficient. Secondary and tertiary emitters in the form of phosphors or phosphor mixtures can further improve the structural compactness of the source. In addition, the source can be controlled and displayed in a technically simple manner. The spectrum obtained can be adjusted by appropriately adding the phosphors during production and therefore remains essentially constant over the operating period. Improper operation of the source can be counteracted. The source is easy to use and can be used immediately without the user having to set it beforehand. In a preferred embodiment, the phosphors are applied together with a matrix in a homogeneous mixture. Additionally or alternatively, the secondary phosphor is applied in a first layer and the further secondary phosphor and the tertiary phosphor are applied in a second layer, with a spatial separation preferably being arranged between these layers. By applying the phosphors together with a matrix in a homogeneous mixture, a technically simple source can be provided. For example, the matrix with the phosphors can be manufactured or bought in externally. The quality of the matrix can be checked before the source is completed. Technically, a constant quality in production can be guaranteed. By applying the secondary phosphor in a first layer and the further secondary phosphor and the tertiary phosphor in a second layer, the individual phosphors or phosphor layers can be checked before the source is assembled. The quality can be further increased.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Primäremitter dazu ausgebildet, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich zu emittieren. Der Sekundäremitter ist dazu ausgebildet, die sekundäre Strahlung im grün-roten Spektralbereich zu emittieren. Der Tertiäremitter ist dazu ausgebildet, die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm, zu emittieren. Durch das Bilden einer Art Anregungs-Kaskade vom Primär- über den Sekundär- zum Tertiäremitter, wobei von kurzen zu langen Wellenlängen angeregt wird, kann eine Anregung erfolgen. Dadurch kann durch die damit ermöglichte Nutzung von im infraroten besonders effizienten Leuchtstoffen die Effizienz des Gesamtsystems gesteigert werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Primäremitter dazu ausgebildet, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich zu emittieren. Der Sekundäremitter ist dazu ausgebildet, die sekundäre Strahlung im gelb-roten Spektralbereich zu emittieren und der weitere Sekundäremitter ist dazu ausgebildet, die weitere sekundäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 600 nm bis 800 nm, zu emittieren. Der Tertiäremitter ist dazu ausgebildet, die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm, zu emittieren. Hierdurch kann mittels der oben beschriebenen Anregungs-Kaskade vom Primär- über den Sekundär- und/oder weiteren Sekundär- zum Tertiäremitter vorteilhaft ein breitbandiges und im Wesentlichen homogenes Spektrum geschaffen werden. In a preferred embodiment, the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range. The secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the green-red spectral range. The tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm. By forming a kind of excitation cascade from the primary to the secondary to the tertiary emitter, with excitation from short to long wavelengths, excitation can take place. As a result, the efficiency of the overall system can be increased through the use of phosphors which are particularly efficient in the infrared. In a preferred embodiment, the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range. The secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the yellow-red spectral range and the further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 600 nm to 800 nm. The tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm. In this way, by means of the excitation cascade described above, a broadband and essentially homogeneous spectrum can advantageously be created from the primary emitter via the secondary emitter and / or further secondary emitter to the tertiary emitter.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Primäremitter dazu ausgebildet, die primäre Strahlung im ultravioletten Spektralbereich zu emittieren. Der Sekundäremitter ist dazu ausgebildet, die sekundäre Strahlung im grünen Spektralbereich zu emittieren. Der weitere Sekundäremitter ist dazu ausgebildet, die weitere sekundäre Strahlung im roten Spektralbereich zu emittieren Der Tertiäremitter ist dazu ausgebildet, die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. Das Spektrum der Quelle kann um einen hochenergetischen UV-Bereich erweitert werden. In a preferred embodiment, the primary emitter is designed to emit the primary radiation in the ultraviolet spectral range. The secondary emitter is designed to emit the secondary radiation in the green spectral range. The further secondary emitter is designed to emit the further secondary radiation in the red spectral range. The tertiary emitter is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm. The spectrum of the source can be expanded to include a high-energy UV range.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Sekundärleuchtstoff oder das Sekundärleuchtstoffgemisch und der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch in einer gemeinsamen Matrix angeordnet. Ergänzend oder alternativ sind der Sekundärleuchtstoff oder das Sekundärleuchtstoffgemisch und der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch geschichtet angeordnet. Weiter ergänzend oder alternativ ist der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch mittels einer weiteren separaten Matrix, vorzugsweise mit Remote Phosphor, aufgebracht. Durch diese Anordnung kann eine Effizienz der oben beschriebenen Anregungs-Kaskade weiter verbessert werden. In a preferred embodiment, the secondary phosphor or the secondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in a common matrix. Additionally or alternatively, the secondary phosphor or the secondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in layers. In addition or alternatively, the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture is applied by means of a further separate matrix, preferably with remote phosphor. With this arrangement, an efficiency of the excitation cascade described above can be further improved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Matrix ein organisches Material, vorzugsweise Silikon. Ergänzend oder alternativ umfasst die Matrix ein anorganisches Material, vorzugsweise Kaolin. Durch diese Matrixausgestaltungen kann eine für den Einsatzzweck abgestimmte Matrix verwendet werden, die Quelle kann spezifisch und optimiert ausgeführt werden. In a preferred embodiment, the matrix comprises an organic material, preferably silicone. Additionally or alternatively, the matrix comprises an inorganic material, preferably kaolin. These matrix configurations enable a matrix that is tailored to the intended use to be used, and the source can be designed specifically and in an optimized manner.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Emitter einen Ergänzungsemitter auf, vorzugsweise umfassend einen Ergänzungsleuchtstoff oder ein Ergänzungsleuchtstoffgemisch, um in Reaktion auf die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung eine Ergänzungsstrahlung zu emittieren. Hierdurch kann technisch einfach die spektrale Homogenität der Quelle weiter verbessert werden. Die Quelle kann auf den Einsatzzweck abgestimmt werden. In a preferred embodiment, the emitter has a supplementary emitter, preferably comprising a supplemental phosphor or a supplemental phosphor mixture to emit supplemental radiation in response to the primary, secondary and / or tertiary radiation. In this way, the spectral homogeneity of the source can be technically improved further. The source can be tailored to the application.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verfahren den Schritt: Emittieren einer weiteren sekundären Strahlung, mittels eines weiteren Sekundäremitters in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung, auf. Hierdurch kann eine Homogenität und eine Breitbandigkeit des Spektrums weiter auf eine effiziente Art erhöht werden, da eine Emissionsausbeute für eine Sekundärstrahlung effizient sein kann. Es kann ohne weitere aktive, also mit Strom betriebene, Quellen ein breitbandiges Spektrum geschaffen werden. In a preferred embodiment, the method has the step: emitting a further secondary radiation by means of a further secondary emitter in response to an excitation with the primary radiation. This can further increase the homogeneity and broadband of the spectrum in an efficient manner, since an emission yield for secondary radiation can be efficient. A broadband spectrum can be created without any further active sources, i.e. those powered by electricity.
Dabei wird unter primärer Strahlung vorzugsweise die Emission eines Halbleiterchips verstanden. Sekundäre Strahlung ist bevorzugt die Emission eines Färb- oder Leuchtstoffs, der durch die primäre Strahlung angeregt wurde. Im Allgemeinen hat die sekundäre Strahlung eine größere Wellenlänge als die primäre Strahlung. Unter tertiärer Strahlung ist insbesondere die Emission eines Färb- oder Leuchtstoffs zu verstehen, die nicht durch die primäre Strahlung des Halbleiters induziert werden kann, sondern durch die sekundäre Strahlung eines anderen Leuchtstoffs. Auch hier hat die tertiäre Strahlung eine größere Wellenlänge als die Sekundäre. Farbstoff, Leuchtstoff und Farbstoffgemisch bzw. Leuchtstoffgemisch sind vorliegend synonymisch verwendet. Primary radiation is preferably understood to mean the emission of a semiconductor chip. Secondary radiation is preferably the emission of a dye or phosphor that has been excited by the primary radiation. In general, the secondary radiation has a longer wavelength than the primary radiation. Tertiary radiation is to be understood in particular as the emission of a dye or phosphor which cannot be induced by the primary radiation of the semiconductor, but rather by the secondary radiation from another phosphor. Here, too, the tertiary radiation has a longer wavelength than the secondary one. Dye, phosphor and dye mixture or phosphor mixture are used synonymously in the present case.
Vorliegend ist breitbandig insbesondere als mehrere 100 nm umfassend anzusehen. In the present case, broadband is to be regarded in particular as comprising several 100 nm.
Unter Farbstoffen oder Leuchtstoffen der Klasse "Ägyptisch Blau" sind insbesondere Han - Blau und das Pigment Ägyptisch Blau Cuprorivait (CaCuSi4O10) zu verstehen, so wie Leuchtstoffe die vergleichbare Absorptions- und Emissionseigenschaften aufweisen. Dyes or phosphors of the "Egyptian blue" class are to be understood in particular as Han blue and the Egyptian blue pigment Cuprorivait (CaCuSi 4 O 10 ), just as phosphors have comparable absorption and emission properties.
Peakwellenlänge ist vorliegend als die Wellenlänge zu verstehen, die mit der höchsten Intensität emittiert wird. Schmalbandige Emitter weisen zumeist eine Peakwellenlänge auf, wobei benachbarte Wellenlängenregionen mit zunehmendem Abstand von der Peakwellenlänge an Emissionsintensität verlieren. Ein derartiger Verlauf im Intensität- über Wellenlängenschaubild, auch Spektrum genannt, kann durch eine Gauss'sche Verteilung beschrieben und/oder angenähert werden. Der Ra- oder CRI-Wert ist vorliegend als Farbwiedergabeindex bzw. Color Rendering Index zu verstehen und gibt Aufschluss darüber, wie naturgetreu Farben eines von einer künstlichen Lichtquelle angestrahlten Objekts wiedergegeben werden. Er ist folglich ein Qualitätsmerkmal von künstlichem Licht gegenüber natürlichem Licht. Eine Lichtquelle, deren Licht alle Spektralfarben im Verhältnis wie beim Sonnenlicht enthält, lässt die Farben der beleuchteten Gegenstände natürlich aussehen - die Farbwiedergabe ist optimal. In the present case, peak wavelength is to be understood as the wavelength that is emitted with the highest intensity. Narrow-band emitters usually have a peak wavelength, with neighboring wavelength regions losing emission intensity with increasing distance from the peak wavelength. Such a course in the intensity versus wavelength diagram, also called the spectrum, can be described and / or approximated by a Gaussian distribution. In the present case, the Ra or CRI value is to be understood as a color rendering index and provides information about how true to life colors of an object illuminated by an artificial light source are rendered. It is therefore a quality feature of artificial light versus natural light. A light source, whose light contains all spectral colors in the same ratio as in sunlight, makes the colors of the illuminated objects look natural - the color rendering is optimal.
Unter Remote Phosphor ist insbesondere eine Anordnung des Phosphors getrennt von der Strahlungsquelle zu verstehen und wird häufig bei Weißen LED angewandt. Remote phosphor is to be understood in particular as an arrangement of the phosphor separately from the radiation source and is often used with white LEDs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and associated drawings. The figures show:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Emitters in Form einer LED mit einem Figure 1 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a
homogenen Leuchtstoffgemisch;  homogeneous phosphor mixture;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Emitters in Form einer LED mit als dünne Figure 2 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a thin
Schicht aufgebrachtem Leuchtstoff und einer zweiten Leuchtstoffschicht;  Layer of applied phosphor and a second phosphor layer;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Emitters in Form einer LED mit einer Figure 3 is a schematic representation of an emitter in the form of an LED with a
Leuchtstoffschicht auf dem Emitter und einer zweiten Leuchtstoffschicht auf einem separaten, transparenten Träger, in einer Umhausung;  Phosphor layer on the emitter and a second phosphor layer on a separate, transparent support, in a housing;
Figur 4 ein Spektrum einer Quelle gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels; Figure 4 shows a spectrum of a source according to a first embodiment;
Figur 5 ein Spektrum einer Quelle gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels; Figure 5 shows a spectrum of a source according to a second embodiment;
Figur 6 ein Spektrum einer Quelle gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels; und FIG. 6 shows a spectrum of a source according to a third exemplary embodiment; and
Figur 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Figure 7 is a schematic representation of a method according to the invention.
Figur 1 zeigt eine Quelle bzw. einen Emitter 10 in Form eines LED-Chips 12 der in einem Farbstoffgemisch 14 eingebracht ist, wobei das Farbstoffgemisch 14 einen Sekundäremitter A in Form eines Sekundärfarbstoffs, einen weiteren Sekundäremitter B in Form eines weiteren Sekundärfarbstoffs und einen Tertiäremitter C in Form eines Tertiärfarbstoffs aufweist. Der LED- Chip 12 ist auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet und mittels eines Bonddrahts 16 ansteuerbar. Das Farbstoffgemisch 14 ist innerhalb eines Reflektors 18 angeordnet, um eine höhere Abstrahleffizienz zu erreichen. FIG. 1 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12 which is introduced in a dye mixture 14, the dye mixture 14 being a secondary emitter A in Form of a secondary dye, a further secondary emitter B in the form of a further secondary dye and a tertiary emitter C in the form of a tertiary dye. The LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16. The dye mixture 14 is arranged within a reflector 18 in order to achieve a higher radiation efficiency.
Durch den LED-Chip 12 wird eine primäre Strahlung erzeugt und in die Umgebung abgegeben, der LED-Chip 12 stellt also einen Primäremitter 1 1 dar. Diese primäre Strahlung wird dann teilweise von einem Sekundäremitter A in Form eines Sekundärfarbstoffs absorbiert und in Sekundärstrahlung mit einer anderen, vorzugsweise größeren, Wellenlänge gewandelt. A primary radiation is generated by the LED chip 12 and emitted into the environment, the LED chip 12 thus represents a primary emitter 11. This primary radiation is then partially absorbed by a secondary emitter A in the form of a secondary dye and in secondary radiation with a other, preferably larger, wavelength changed.
Ein Teil der Sekundärstrahlung kann vom Tertiärfarbstoff absorbiert werden und in Tertiärstrahlung mit einer von der Sekundärstrahlung verschiedenen Wellenlänge gewandelt werden. Der Tertiärfarbstoff ist in diesem Fall ein Tertiäremitter C. Die Tertiärstrahlung weist vorzugsweise eine größere Wellenlänge als die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung auf. Part of the secondary radiation can be absorbed by the tertiary dye and converted into tertiary radiation with a wavelength different from that of the secondary radiation. In this case, the tertiary dye is a tertiary emitter C. The tertiary radiation preferably has a longer wavelength than the primary radiation and the secondary radiation.
Im Farbstoffgemisch 14 kann zudem ein weiterer Sekundärfarbstoff vorgesehen sein, der die Primärstrahlung teilweise absorbiert und in weitere Sekundärstrahlung mit einer anderen, vorzugsweise größeren, Wellenlänge als die Primärstrahlung, wandelt. Der weitere Sekundärfarbstoff stellt einen weiteren Sekundäremitter B dar. A further secondary dye can also be provided in the dye mixture 14, which partially absorbs the primary radiation and converts it into further secondary radiation with a different, preferably longer, wavelength than the primary radiation. The further secondary dye represents a further secondary emitter B.
Es kann auch ein Ergänzungsfarbstoff vorgesehen sein, der vorzugsweise im Farbstoffgemisch 14 enthalten ist und die Primär-, Sekundär- und/oder Tertiärstrahlung teilweise absorbiert und in Ergänzungsstrahlung mit einer anderen Wellenlänge als die Wellenlänge der absorbierten Strahlung wandeln kann. Durch ein derartiges Farbstoffgemisch, kann ein Emitter 10 mit einem breitbandigen und im Wesentlichen homogenen Spektrum geschaffen werden, wobei der Emitter 10 vorzugsweise nur eine aktive Strahlungsquelle, vorzugsweise in Form eines LED-Chips 12 aufweist. Es erfolgt eine kaskadenartige Anregung im Emitter 10, von Primär- über Sekundär- hin zu Tertiärstrahlung. Ein solcher Emitter 10 kann vorzugsweise in einem Spektrometer eingesetzt werden, um eine robuste breitbandige Lichtquelle bereitzustellen. A supplementary dye can also be provided, which is preferably contained in the dye mixture 14 and which partially absorbs the primary, secondary and / or tertiary radiation and can convert it into supplementary radiation with a different wavelength than the wavelength of the absorbed radiation. Such a dye mixture can create an emitter 10 with a broadband and essentially homogeneous spectrum, the emitter 10 preferably having only one active radiation source, preferably in the form of an LED chip 12. There is a cascade-like excitation in the emitter 10, from primary to secondary to tertiary radiation. Such an emitter 10 can preferably be used in a spectrometer in order to provide a robust broadband light source.
Figur 2 zeigt eine Quelle bzw. einen Emitter 10 in Form eines LED-Chips 12, bei dem der Sekundärleuchtstoff in eine Matrix 20 einbracht ist, wobei die Matrix 20 auf dem LED-Chip 12 aufgebracht ist. Der LED-Chip 12 mit der Matrix 20 ist in einem Farbstoffgemisch 14 eingebracht, wobei das Farbstoffgemisch 14 den weiteren Sekundärfarbstoff und den Tertiärfarbstoff aufweist. Der LED-Chip 12 ist auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet und mittels eines Bonddrahts 16 ansteuerbar. Das Farbstoffgemisch 14 ist innerhalb eines Reflektors 18 angeordnet, um eine höhere Abstrahleffizienz zu erreichen. FIG. 2 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12, in which the secondary phosphor is introduced into a matrix 20, the matrix 20 being applied to the LED chip 12. The LED chip 12 with the matrix 20 is introduced in a dye mixture 14, wherein the dye mixture 14 has the further secondary dye and the tertiary dye. The LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16. The dye mixture 14 is arranged within a reflector 18 in order to achieve a higher radiation efficiency.
Im Unterschied zu dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist also der Sekundärleuchtstoff in eine Matrix 20 eingebracht und direkt auf dem LED-Chip 12 angeordnet. Flierdurch kann die kaskadenartige Anregung im Emitter 10 verbessert werden, insbesondere kann eine Effizienz des Sekundärfarbstoffs erhöht werden, da dieser durch das Anordnen direkt an der Primärstrahlungsquelle, also dem LED-Chip 12 einen hohen Strahlungsdurchsatz erfährt und somit bevorzugt angeregt werden kann. Ein solcher Emitter 10 kann vorzugsweise in einer Hyperspektralkamera eingesetzt werden, um eine robuste breitbandige Lichtquelle bereitzustellen. In contrast to the example shown in FIG. 1, the secondary phosphor is introduced into a matrix 20 and arranged directly on the LED chip 12. In this way, the cascade-like excitation in the emitter 10 can be improved; in particular, the efficiency of the secondary dye can be increased, since this arrangement experiences a high radiation throughput by arranging it directly on the primary radiation source, that is to say the LED chip 12, and can therefore preferably be excited. Such an emitter 10 can preferably be used in a hyperspectral camera in order to provide a robust broadband light source.
Figur 3 zeigt eine Quelle bzw. einen Emitter 10 in Form eines LED-Chips 12 bei dem der Sekundärleuchtstoff in eine Matrix 20 eingebracht ist, wobei die Matrix 20 auf dem LED-Chip 12 aufgebracht ist. Der LED-Chip 12 mit der Matrix 20 ist in einem Reflektor 18 eingebracht und auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet und mittels eines Bonddrahts 16 ansteuerbar. Das Farbstoffgemisch 14 ist innerhalb eines Reflektors 18 in einer weiteren Matrix 24 angeordnet. FIG. 3 shows a source or an emitter 10 in the form of an LED chip 12 in which the secondary phosphor is introduced into a matrix 20, the matrix 20 being applied to the LED chip 12. The LED chip 12 with the matrix 20 is inserted in a reflector 18 and arranged on a suitable circuit carrier and can be controlled by means of a bonding wire 16. The dye mixture 14 is arranged in a further matrix 24 within a reflector 18.
Im Unterscheid zu dem in Figur 2 gezeigten Beispiel sind der LED-Chip 12, die Matrix 20 und die weitere Matrix 24 unter einer Abdeckung 26 in Form eines transparenten Trägers, beispielsweise aus Glas angeordnet. Hierdurch kann ein mechanisch stabiler und widerstandsfähiger Emitter 10 geschaffen werden. Es kann eine bevorzugte Abstrahlrichtung definiert werden, wobei die Emitter A, B, C nur in einem Strahlengang in dieser Richtung angeordnet sind. Hierdurch kann erreicht werden, dass nur dort Leuchtstoffe angeordnet sind, wo sie benötigt werden, bzw. wo sie verwendet werden können. Ein solcher Emitter 10 kann vorzugsweise in einem Endoskop eingesetzt werden, um eine robuste mit einer Umhausung versehene breitbandige Lichtquelle zur Endoskopie bereitzustellen. In contrast to the example shown in FIG. 2, the LED chip 12, the matrix 20 and the further matrix 24 are arranged under a cover 26 in the form of a transparent carrier, for example made of glass. As a result, a mechanically stable and resistant emitter 10 can be created. A preferred direction of radiation can be defined, the emitters A, B, C being arranged in only one beam path in this direction. In this way it can be achieved that phosphors are only arranged where they are needed or where they can be used. Such an emitter 10 can preferably be used in an endoscope in order to provide a robust, broadband light source provided with a housing for endoscopy.
Figur 4 zeigt ein Spektrum 28 eines ersten Ausführungsbeispiels. Auf der Ordinate 30 ist die Strahlungsintensität aufgetragen und auf der Abszisse 32 die Wellenlänge, wobei die Abszisse 32 im gezeigten Schaubild eines Spektrums 28 von rechts nach links einen Bereich von 400 nm bis 1 100 nm beschreibt. Der Emitter 10 kann dabei wie in Figur 1 gezeigt aufgebaut sein. Ein blau emittierender Chip mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm, vorzugsweise von 450 nm +/- 10 nm, in Form eines LED-Chips 12 ist auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet. Im Leuchtstoffgemisch 14 ist ein orange emittierender Sekundärleuchtstoff enthalten. Dessen Emission deckt einen Spektralbereich SA von 550 nm bis 650 nm, ab. Weiterhin ist ein IR- Leuchtstoff enthalten, dessen Emission einen Spektralbereich SB, also die Wellenlängenbereiche von 650 nm bis 800 nm, abdeckt. In den sekundären Leuchtstoffen dieses Beispiels sind Europium- dotierte (Ca,Sr)AISiN3 Nitride mit der Emission SA und der Leuchtstoff mit der Handelsbezeichnung TL-0156 des Herstellers Tailorlux mit der Emission SB enthalten. Ferner ist dem Leuchtstoffgemisch ein Cuprorivait der Stoffgruppe (Ca, Sr,Ba)CuSi4Oi0 mit der Handelsbezeichnung „Ägyptisch Blau“ zugesetzt. Ein Teil der Emission des Sekundärleuchtstoffes A wird durch den Tertiärleuchtstoff, „Ägyptisch Blau“ Farbstoffe in Strahlung des Bereiches von 800 nm bis 1000 nm, also in einen Spektralbereich SC, umgewandelt. FIG. 4 shows a spectrum 28 of a first exemplary embodiment. The radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 describing a range from 400 nm to 1100 nm from right to left in the graph of a spectrum 28 shown. The emitter 10 can be constructed as shown in FIG. 1. A blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier. An orange-emitting secondary phosphor is contained in the phosphor mixture 14. Its emission covers a spectral range SA from 550 nm to 650 nm. An IR phosphor is also contained, the emission of which covers a spectral range SB, that is to say the wavelength ranges from 650 nm to 800 nm. The secondary phosphors of this example contain europium-doped (Ca, Sr) AISiN 3 nitrides with the emission SA and the phosphor with the trade name TL-0156 from the manufacturer Tailorlux with the emission SB. Furthermore, a cuprorivait from the group of substances (Ca, Sr, Ba) CuSi 4 Oi 0 with the trade name "Egyptian Blue" is added to the phosphor mixture. Part of the emission of the secondary phosphor A is converted by the tertiary phosphor, “Egyptian Blue” dyes, into radiation in the range from 800 nm to 1000 nm, that is to say in a spectral range SC.
Dieser Emitter 10 weist somit eine spektrale Emission im Bereich von 550 nm bis 1000 nm auf. Diese Lösung weist eine im Vergleich zu Lösungen nach dem bekannten Stand der Technik vielfach höhere Strahlungsleistung im IR-Bereich auf. This emitter 10 thus has a spectral emission in the range from 550 nm to 1000 nm. This solution has a radiation output in the IR range that is many times higher than that of the known prior art.
Figur 5 zeigt ein Spektrum 28 eines zweiten Ausführungsbeispiels. Auf der Ordinate 30 ist die Strahlungsintensität aufgetragen und auf der Abszisse 32 die Wellenlänge, wobei die Abszisse 32 im gezeigten Schaubild eines Spektrums 28 von rechts nach links einen Bereich von 400 nm bis 1 100 nm beschreibt. FIG. 5 shows a spectrum 28 of a second exemplary embodiment. The radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 in the diagram of a spectrum 28 shown from right to left describing a range from 400 nm to 1100 nm.
Die Quelle kann dabei wie in Figur 2 gezeigt aufgebaut sein. Ein blau emittierender Chip mit einer Peakwellenlänge 450 nm +/- 30 nm, vorzugsweise von 450 nm +/- 10 nm, in Form eines LED- Chips 12 ist auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet. Im Leuchtstoffgemisch 14, das in einem Silikon als organische Matrix 20 eingemischt wird, ist ein orange emittierender Sekundärleuchtstoff enthalten, dies kann wiederum ein Europium- dotierte (Ca,Sr)AISiN3 Nitrid sein. Dessen Emission deckt den Spektralbereich SA, von 600 nm bis 650 nm ab. Weiterhin ist ein IR-Leuchtstoff enthalten, dessen Emission die Wellenlängenbereiche von 700 nm bis 850 nm, also den Spektralbereich SB abdeckt. Hier wurde ein IR-Leuchtstoff mit der Handelsbezeichnung IRF820A des Herstellers QCR-Solutions gewählt. Ein Teil der Emission des Sekundärleuchtstoffes wird durch den Tertiärleuchtstoff, der der Klasse der„Ägyptisch Blau“-Farbstoffe zugehörig ist, in Strahlung des Bereiches von 800 nm bis 1000 nm, also in einen Spektralbereich SC, umgewandelt. Ein Ergänzungsemitter D ist in Form eines zusätzlichen Ergänzungsleuchtstoffs im roten Bereich vorgesehen, der den Bereich von 650 nm bis 700 nm abdeckt und das Spektrum im Spektralbereich SD, als von 650 nm bis 700 nm, anhebt. Dies kann wiederum ein Europium- dotiertes (Ca,Sr)AISiN3 Nitrid sein. Dieser Emitter 10 weist somit eine homogene spektrale Emission im Bereich von 550 nm bis 1000 nm auf. Diese Lösung weist eine im Vergleich zu Lösungen nach dem bekannten Stand der Technik vielfach höhere Strahlungsleistung im IR- Bereich auf. The source can be constructed as shown in FIG. 2. A blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 is arranged on a suitable circuit carrier. The phosphor mixture 14, which is mixed in a silicone as the organic matrix 20, contains an orange-emitting secondary phosphor, which in turn can be a Europium-doped (Ca, Sr) AISiN 3 nitride. Its emission covers the spectral range SA, from 600 nm to 650 nm. An IR phosphor is also included, the emission of which covers the wavelength ranges from 700 nm to 850 nm, ie the spectral range SB. An IR phosphor with the trade name IRF820A from the manufacturer QCR-Solutions was chosen here. Part of the emission of the secondary phosphor is converted by the tertiary phosphor, which belongs to the class of "Egyptian Blue" dyes, into radiation in the range from 800 nm to 1000 nm, that is to say in a spectral range SC. A supplementary emitter D is provided in the form of an additional supplemental phosphor in the red range, which covers the range from 650 nm to 700 nm and raises the spectrum in the spectral range SD, from 650 nm to 700 nm. This can in turn be a Europium-doped (Ca, Sr) AISiN 3 nitride. This emitter 10 thus has a homogeneous spectral emission in the range from 550 nm to 1000 nm. This solution has a radiation power in the IR range that is many times higher than that of prior art solutions.
Figur 6 zeigt zwei Spektren 28a, 28b eines dritten Ausführungsbeispiels. Auf der Ordinate 30 ist die Strahlungsintensität aufgetragen und auf der Abszisse 32 die Wellenlänge, wobei die Abszisse 32 im gezeigten Schaubild eines Spektrums von rechts nach links einen Bereich von 400 nm bis 1100 nm beschreibt. Das Spektrum 28a eines Emitters 10 ohne Tertiärstrahlung ist als durchgängige Linie dargestellt. Das Spektrum 28b eines Emitters 10 mit Tertiärstrahlung ist als gestrichelte Linie dargestellt. FIG. 6 shows two spectra 28a, 28b of a third exemplary embodiment. The radiation intensity is plotted on the ordinate 30 and the wavelength on the abscissa 32, the abscissa 32 in the diagram of a spectrum from right to left describing a range from 400 nm to 1100 nm. The spectrum 28a of an emitter 10 without tertiary radiation is shown as a continuous line. The spectrum 28b of an emitter 10 with tertiary radiation is shown as a dashed line.
Die Quelle 10 kann dabei wie in Figur 3 gezeigt aufgebaut sein. Ein blau emittierender Chip mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm, vorzugsweise von 450 nm +/- 10 nm, in Form eines LED-Chips 12 weist eine direkt aufgebrachte Matrix 20 in Form einer Leuchtstoffschicht auf und ist auf einem geeigneten Schaltungsträger angeordnet. Die Leuchtstoffschicht weist einen Sekundäremitter in Form eines Sekundärleuchtstoffs auf. In der von diesem Chip emittierten Strahlung ist die Primär- und die Sekundärstrahlung bereits enthalten. Die Quelle kann eine Abdeckung 26 in Form eines transparenten Trägers, beispielsweise aus Glas, aufweisen. Wobei an der dem LED-Chip 12 zugewandten Seite der Abdeckung 26 eine weitere Matrix 24 angeordnet ist, die ein Leuchtstoffgemisch 14, das den weiteren Sekundärleuchtstoff B und Tertiärleuchtstoff C enthält, aufweist. The source 10 can be constructed as shown in FIG. 3. A blue-emitting chip with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm, preferably 450 nm +/- 10 nm, in the form of an LED chip 12 has a directly applied matrix 20 in the form of a phosphor layer and is on a suitable circuit carrier arranged. The phosphor layer has a secondary emitter in the form of a secondary phosphor. The radiation emitted by this chip already contains the primary and secondary radiation. The source can have a cover 26 in the form of a transparent carrier, for example made of glass. A further matrix 24 is arranged on the side of the cover 26 facing the LED chip 12, which matrix has a phosphor mixture 14 which contains the further secondary phosphor B and tertiary phosphor C.
Das Spektrum 28a ohne Tertiärstrahlung zeigt zwei Peaks, wobei ein erster Peak, bei ca. 450 nm der Emission des Primäremitters, also dem LED-Chip 12 entspricht. Der zweite Peak ist bei ca. 550 nm und entspricht der Emission des Leuchtstoffs A. Dessen Emission deckt den Spektralbereich SA, von 550 nm bis 650 nm ab. The spectrum 28a without tertiary radiation shows two peaks, a first peak at approximately 450 nm corresponding to the emission of the primary emitter, that is to say the LED chip 12. The second peak is at approx. 550 nm and corresponds to the emission of the phosphor A. Its emission covers the spectral range SA, from 550 nm to 650 nm.
Im Spektrum 28b mit Tertiärstrahlung ist zu sehen, dass ein Teil der Emission des Sekundärleuchtstoffes A durch den Tertiäremitter C in Form des Tertiärleuchtstoffs, der der Klasse der„Ägyptisch Blau“-Farbstoffe zugehörig ist, in Strahlung des Bereiches von 800 nm bis 1000 nm, also einen Spektralbereich SC, umgewandelt wird und ein Teil der primären Strahlung durch den zusätzlichen Sekundärleuchtstoff in Strahlung im Bereich 600 nm bis 800 nm. In spectrum 28b with tertiary radiation it can be seen that part of the emission of the secondary phosphor A by the tertiary emitter C in the form of the tertiary phosphor corresponds to that of the class belonging to the "Egyptian Blue" dyes, is converted into radiation in the range from 800 nm to 1000 nm, i.e. a spectral range SC, and part of the primary radiation is converted into radiation in the range 600 nm to 800 nm by the additional secondary phosphor.
Die in der Matrix 20 eingesetzten Leuchtstoffe sind entweder YAG-Leuchtstoffe oder ein Gemisch aus Orthosilikat-Leuchtstoffen (Sr,Ba,Ca,Mg)(2-6)Si(1-2)0(4-19):Eu, die unter der Bezeichnung BOSE bekannt sind, mit grüner (545 nm) und oranger (610 nm) Emission. In der Matrix 24 sind ein weiterer Sekundärleuchtstoff, der Leuchtstoff TL-0156 des Herstellers Tailorlux und der Tertiärleuchtstoff„Ägypisch blau“ eingebracht. The phosphors used in the matrix 20 are either YAG phosphors or a mixture of orthosilicate phosphors (Sr, Ba, Ca, Mg) (2-6) Si (1-2) 0 (4-19) : Eu, the under known as BOSE, with green (545 nm) and orange (610 nm) emission. Another secondary phosphor, the fluorescent TL-0156 from the manufacturer Tailorlux and the tertiary phosphor "Egyptian blue" are incorporated in the matrix 24.
Figur 7 zeigt schematisch die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einen Schritt S1 wird eine primäre Strahlung mittels eines Primäremitters 11 emittiert. In einem Schritt S2 wird eine sekundäre Strahlung mittels eines Sekundäremitters A in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung emittiert. In einem Schritt S3 wird eine tertiäre Strahlung mittels eines Tertiäremitters C in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung emittiert. Die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung weisen dabei zumindest teilweise voneinander verschiedene Wellenlängen auf, um ein breitbandiges Spektrum 28 zu schaffen. Hinsichtlich der einsetzbaren Leuchtstoffe wird auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen. Figure 7 shows schematically the steps of a method according to the invention. In step S1, primary radiation is emitted by means of a primary emitter 11. In a step S2, secondary radiation is emitted by means of a secondary emitter A in response to an excitation with the primary radiation. In a step S3, tertiary radiation is emitted by means of a tertiary emitter C in response to an excitation with the secondary radiation. The primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum 28. With regard to the phosphors that can be used, reference is made to the previous exemplary embodiments.
Die Erfindung wurde ausführlich beschrieben. Mit der offenbarten Lehre können insbesondere durch wenigstens eine Ausführungsform die folgenden Vorteile erreicht und/oder Probleme gelöst werden: The invention has been described in detail. With the disclosed teaching, the following advantages and / or problems can be solved in particular by at least one embodiment:
Eine langlebige und energieeffiziente Quelle kann durch die Verwendung eines LED-Chips 12 geschaffen werden. A durable and energy efficient source can be created using an LED chip 12.
Die Quelle hat durch das kaskadenartige Anregen intrinsisch eine hohe örtliche Homogenität. The source has a high local homogeneity due to the cascade-like excitation.
Im Vergleich zu Halogen- oder Glühlampen weist die Quelle eine deutlich geringere Wärmeentwicklung auf. Bisweilen kann auf ein Kühlen der Quelle verzichtet werden. Compared to halogen or incandescent lamps, the source generates significantly less heat. Sometimes cooling of the source can be dispensed with.
Es versteht sich, dass ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen können. Bezugszeichen It is understood that a single element or a single unit can perform the functions of several of the units mentioned in the patent claims. Reference numerals
10 Emitter 10 emitters
1 1 Primäremitter  1 1 primary emitter
12 LED-Chip  12 LED chip
14 Farbstoffgemisch  14 dye mixture
16 Bonddraht  16 bond wire
18 Reflektor  18 reflector
20 Matrix  20 matrix
24 weitere Matrix  24 more matrix
26 Abdeckung  26 cover
28 Spektrum  28 spectrum
28a Spektrum ohne Tertiärstrahlung  28a spectrum without tertiary radiation
28b Spektrum mit Tertiärstrahlung  28b spectrum with tertiary radiation
30 Ordinate  30 ordinate
32 Abszisse  32 abscissa
S1-S3 Verfahrensschritte  S1-S3 process steps
A Sekundäremitter A secondary emitter
B weiterer Sekundäremitter  B further secondary emitter
C Tertiäremitter  C tertiary emitter
D Ergänzungsemitter  D supplementary emitter
SA Spektralbereich  SA spectral range
SB Spektralbereich  SB spectral range
SC Spektralbereich  SC spectral range
SD Spektralbereich  SD spectral range

Claims

Patentansprüche claims
1. Emitter (10) für elektromagnetische Strahlung mit: 1. Emitter (10) for electromagnetic radiation with:
einem Primäremitter (1 1 ), um eine primäre Strahlung zu emittieren;  a primary emitter (1 1) to emit primary radiation;
einem Sekundäremitter (A), um in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung eine sekundäre Strahlung zu emittieren;  a secondary emitter (A) for emitting secondary radiation in response to excitation with the primary radiation;
einem Tertiäremitter (C), um in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung eine tertiäre Strahlung zu emittieren;  a tertiary emitter (C) for emitting tertiary radiation in response to excitation with the secondary radiation;
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung, zumindest teilweise voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, um ein breitbandiges Spektrum (28) zu schaffen.  the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum (28).
2. Emitter (10) nach dem vorstehenden Anspruch mit einem weiteren Sekundäremitter (B), der dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung eine weitere sekundäre Strahlung zu emittieren. 2. Emitter (10) according to the preceding claim with a further secondary emitter (B) which is designed to emit a further secondary radiation in response to an excitation with the primary radiation.
3. Emitter (10) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei der Primäremitter (11 ) einen LED- Chip (12) umfasst, der Sekundäremitter (A) einen Sekundärleuchtstoff oder ein Sekundärleuchtstoffgemisch umfasst, der weitere Sekundäremitter (B) einen weiteren Sekundärleuchtstoff oder ein weiteres Sekundärleuchtstoffgemisch umfasst; und/oder der Tertiäremitter (C) einen Tertiärleuchtstoff oder ein Tertiärleuchtstoffgemisch umfasst, wobei der Tertiärleuchtstoff und/oder das Tertiärleuchtstoffgemisch vorzugsweise einen Leuchtstoff aus der Gruppe der Verbindungen Cuprorivait (CaCuSi4O10 ) und/oder Han - Blau umfasst. 3. Emitter (10) according to the preceding claim, wherein the primary emitter (11) comprises an LED chip (12), the secondary emitter (A) comprises a secondary fluorescent substance or a mixture of secondary fluorescent substances, the further secondary emitter (B) comprises a further secondary fluorescent substance or another Secondary phosphor mixture includes; and / or the tertiary emitter (C) comprises a tertiary phosphor or a tertiary phosphor mixture, wherein the tertiary phosphor and / or the tertiary phosphor mixture preferably comprises a phosphor from the group of the compounds cuprorivaite (CaCuSi 4 O 10 ) and / or Han blue.
4. Emitter (10) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Leuchtstoffe zusammen mit einer Matrix (20) in einer homogenen Mischung aufgebracht sind und/oder der Sekundärleuchtstoff in einer ersten Schicht und der weitere Sekundärleuchtstoff sowie der Tertiärleuchtstoff in einer zweiten Schicht aufgebracht sind, wobei vorzugsweise zwischen diesen Schichten eine räumliche Trennung angeordnet ist. 4. Emitter (10) according to the preceding claim, the phosphors being applied together with a matrix (20) in a homogeneous mixture and / or the secondary phosphor being applied in a first layer and the further secondary phosphor and the tertiary phosphor being applied in a second layer, wherein a spatial separation is preferably arranged between these layers.
5. Emitter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich zu emittieren; der5. emitter (10) according to any one of the preceding claims, wherein the primary emitter (1 1) is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range; the
Sekundäremitter (A) dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung im grün-rotenSecondary emitter (A) is designed to emit the secondary radiation in green-red
Spektralbereich zu emittieren; und der Tertiäremitter (C) dazu ausgebildet ist die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. Emit spectral range; and the tertiary emitter (C) is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
6. Emitter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich zu emittieren; der6. Emitter (10) according to any one of the preceding claims, wherein the primary emitter (1 1) is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range; the
Sekundäremitter (A) dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung im gelb-rotenSecondary emitter (A) is designed to emit the secondary radiation in yellow-red
Spektralbereich zu emittieren; der weitere Sekundäremitter (B) dazu ausgebildet ist, die weitere sekundäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 600 nm bis 800 nm, zu emittieren; und der Tertiäremitter (C) dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. Emit spectral range; the further secondary emitter (B) is designed to emit the further secondary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 600 nm to 800 nm; and the tertiary emitter (C) is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
7. Emitter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im ultravioletten Spektralbereich zu emittieren; der Sekundäremitter (A) dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung im grünen7. Emitter (10) according to any one of the preceding claims, wherein the primary emitter (1 1) is designed to emit the primary radiation in the ultraviolet spectral range; the secondary emitter (A) is designed to emit the secondary radiation in the green
Spektralbereich zu emittieren; der weitere Sekundäremitter (B) dazu ausgebildet ist, die weitere sekundäre Strahlung im roten Spektralbereich zu emittieren; und der Tertiäremitter (C) dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung im infraroten Spektralbereich, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. Emit spectral range; the further secondary emitter (B) is designed to emit the further secondary radiation in the red spectral range; and the tertiary emitter (C) is designed to emit the tertiary radiation in the infrared spectral range, preferably with a wavelength of 800 nm to 1000 nm.
8. Emitter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Sekundärleuchtstoff oder das8. emitter (10) according to any one of claims 3 to 7, wherein the secondary phosphor or the
Sekundärleuchtstoffgemisch und der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch in einer gemeinsamen Matrix (20) angeordnet sind; der Sekundärleuchtstoff oder dasSecondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in a common matrix (20); the secondary phosphor or that
Sekundärleuchtstoffgemisch und der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch geschichtet angeordnet sind; und/oder der Tertiärleuchtstoff oder das Tertiärleuchtstoffgemisch mittels einer weiteren separaten Matrix (24), vorzugsweise mit Remote Phosphor, aufgebracht ist. Secondary phosphor mixture and the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture are arranged in layers; and / or the tertiary phosphor or the tertiary phosphor mixture is applied by means of a further separate matrix (24), preferably with remote phosphor.
9. Emitter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Matrix (20, 24) ein organisches Material, vorzugsweise Silikon als Bindemittel, umfasst; und/oder die Matrix (20, 24) ein anorganisches Material, vorzugsweise Kaolin als Bindemittel umfasst. 9. emitter (10) according to any one of claims 4 to 8, wherein the matrix (20, 24) comprises an organic material, preferably silicone as a binder; and / or the matrix (20, 24) comprises an inorganic material, preferably kaolin, as a binder.
10. Emitter (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Emitter (10) einen Ergänzungsemitter (D) aufweist, vorzugsweise umfassend einen Ergänzungsleuchtstoff oder ein Ergänzungsleuchtstoffgemisch, um in Reaktion auf die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung eine Ergänzungsstrahlung, zu emittieren. 10. Emitter (10) according to any one of claims 2 to 9, wherein the emitter (10) has a supplementary emitter (D), preferably comprising a supplemental phosphor or a supplemental phosphor mixture, in order to respond to the primary, secondary and / or tertiary radiation, supplementary radiation to emit.
11. Strahlungsquelle für ein Spektrometer mit einem Emitter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; der Sekundäremitter (A) dazu ausgebildet ist die sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 500 nm bis 800 nm zu emittieren; und der Tertiäremitter (C) einen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch der Klasse "Ägyptisch Blau" umfasst und dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren. 11. Radiation source for a spectrometer with an emitter (10) according to any one of the preceding claims, wherein preferably the primary emitter (1 1) is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm; the secondary emitter (A) is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 800 nm; and the tertiary emitter (C) comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue" class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm.
12. Strahlungsquelle für eine Flyperspektralkamera mit einem Emitter (10) nach Anspruch 10, wobei vorzugsweise der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; der Sekundäremitter (A) dazu ausgebildet ist, die sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 500 nm bis 700 nm zu emittieren; der weitere Sekundäremitter (B) dazu ausgebildet ist, die weitere sekundäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 nm bis 850 nm zu emittieren; der Tertiäremitter (C) einen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch der Klasse "Ägyptisch Blau" umfasst und dazu ausgebildet ist, die tertiäre Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 800 nm bis 1000 nm zu emittieren; und der Ergänzungsemitter (D) dazu ausgebildet ist, die Ergänzungsstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 650 nm bis 700 nm zu emittieren. 12. Radiation source for a Flyperspektralkamera with an emitter (10) according to claim 10, wherein preferably the primary emitter (1 1) is designed to emit the primary radiation in the blue spectral range with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm; the secondary emitter (A) is designed to emit the secondary radiation with a wavelength in the range from 500 nm to 700 nm; the further secondary emitter (B) is designed to emit the further secondary radiation with a wavelength in the range from 700 nm to 850 nm; the tertiary emitter (C) comprises a dye or a dye mixture of the "Egyptian Blue" class and is designed to emit the tertiary radiation with a wavelength in the range from 800 nm to 1000 nm; and the supplementary emitter (D) is designed to emit the supplementary radiation with a wavelength in the range from 650 nm to 700 nm.
13. Strahlungsquelle für ein Endoskop mit einem Emitter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei vorzugsweise der Primäremitter (1 1 ) dazu ausgebildet ist, die primäre Strahlung im blauen Spektralbereich mit einer Peakwellenlänge von 450 nm +/- 30 nm zu emittieren; der Sekundäremitter (A) direkt auf den Primäremitter (1 1 ) aufgebracht ist; der weitere Sekundäremitter (B) und der Tertiäremitter (C) an und/oder in einer Abdeckung (26) des13. radiation source for an endoscope with an emitter (10) according to any one of claims 1 to 10, wherein preferably the primary emitter (1 1) is designed to the primary radiation in the blue spectral range with a peak wavelength of 450 nm +/- 30 nm emit; the secondary emitter (A) is applied directly to the primary emitter (1 1); the other Secondary emitter (B) and the tertiary emitter (C) on and / or in a cover (26) of the
Primäremitters (1 1 ) angebracht sind, wobei die Abdeckung (26) vorzugsweise ein optisch transparentes Material umfasst. Primary emitters (1 1) are attached, the cover (26) preferably comprising an optically transparent material.
14. Verfahren zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit den Schritten: 14. Method for generating electromagnetic radiation with the steps:
Emittieren (S1 ) einer primären Strahlung mittels eines Primäremitters (1 1 );  Emitting (S1) primary radiation by means of a primary emitter (1 1);
Emittieren (S2) einer sekundären Strahlung, mittels eines Sekundäremitters (A) in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung;  Emitting (S2) secondary radiation by means of a secondary emitter (A) in response to an excitation with the primary radiation;
Emittieren (S3) einer tertiären Strahlung, mittels eines Tertiäremitters (C) in Reaktion auf eine Anregung mit der sekundären Strahlung;  Emitting (S3) a tertiary radiation by means of a tertiary emitter (C) in response to an excitation with the secondary radiation;
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die primäre, sekundäre und/oder tertiäre Strahlung, zumindest teilweise voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, um ein breitbandiges Spektrum (28) zu schaffen.  the primary, secondary and / or tertiary radiation have at least partially different wavelengths in order to create a broadband spectrum (28).
15. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch mit dem Schritt: 15. The method according to the preceding claim with the step:
Emittieren einer weiteren sekundären Strahlung, mittels eines weiteren Sekundäremitters (B) in Reaktion auf eine Anregung mit der primären Strahlung.  Emitting a further secondary radiation, by means of a further secondary emitter (B) in response to an excitation with the primary radiation.
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