本發明涉及一種光模塊，其包括：構造用于輸出激發射線的激發射線源；至少一個第一發光材料，其構造用于將投落其上的激發射線轉換成第一轉換射線；射線分配裝置，其設置用于生成至少一個第一和第二光學分路，其中，這兩個光學分路中的一個包括至少一個第一發光材料，并且另一個至少在可預設的時間段內包括激發射線；聚合裝置，其設置用于使至少第一和第二光學分路聚集；和出口，在出口處所聚集的光學分路的射線能夠作為輸出信號來提供。

背景技術：

為了在所謂的LARP(Laser Activated Remote Phosphor)系統中利用在黃光的波長范圍內發射的發光材料制造白光，必須在轉換后的黃光中混入藍光。藍光的份額對于總光通量的色域來說至關重要。通常使用光譜在藍光的波長范圍內的射線作為激發射線。

在由現有技術中公知的、使用發光材料輪的LARP系統中，經由發光材料輪中的切口設計一個藍通道，并且藍的激發射線摻入到轉換光中。發光材料輪中的切口在此就其大小及其位置而言是固定的，并且白光中的藍色份額只能通過為生成激發射線使用的激光二極管的、脈沖的電流變化發生一定程度的改變。換句話說，相比于利用其中布置了在黃的波長范圍內發射的發光材料的發光材料輪的范圍內的額定功率運行，發光材料輪的藍光區域內的、即其中設置了切口的區域內的功率最大化。然而，以高的、超過額定功率的功率運行會降低激光二極管的使用壽命。然而，如果藍的分區、也就是切口相反變大，那么為其他的顏色產生留下更少的分區范圍，從而必須為了更大的能調諧范圍在總光通量損耗方面忍受顯著損失。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在于，以如下方式改進這類光模塊，即，在總光通量盡可能高的情況下能夠為給定的激發射線源設置不同的色域，并且在此沒有不利地影響發光二極管的使用壽命，這些色域的特征在于不同的藍光份額。

本發明基于以下認識，即，優選地為了調節理想的白光(可調諧白光)，尤其是可以通過隨著盡可能少地減少總光通量來改變藍光份額實現了色域的改變，此時沒有預定大的、固定且可能不被使用的藍光分區，而是以如下方式將其構造成可變的，即減少藍光分區有利于其他分區并且反之亦然。以這種方式能夠在大部分情況下不中斷地連續使用激發射線，這導致最佳的總光通量。當然，如果愿意也可以在相應的顏色分區內改變激發射線的功率。但是，根據本發明，這或者是完全沒必要的或者至少所使用的脈沖功率不必明顯高于用于激發射線源的激光二極管的額定功率。這一方面導致為激發射線源所使用的激光二極管以及所使用的這種發光材料或所使用的多個發光材料的使用壽命提升，因為發光材料熱受損的危險不再存在或者減少。

利用根據本發明的光模塊尤其是可以制造出可調節的白光(可調諧白光tunable white)。

為了能夠實現藍光份額的這種改變，根據本發明提出，射線分配裝置包括可旋轉地支承的第一濾光輪，該第一濾光輪布置在激發射線源和至少一個第一發光材料之間，并且它具有用于激發射線的至少一個第一透光區和至少一個第一反射區，以及包括至少一個可旋轉地支承的第二濾光輪，該第二濾光輪具有用于激發射線的至少一個第二透光區和至少一個第二反射區，其中，第一和第二濾光輪如下地相對彼此布置，使得至少第一透光區、第一反射區、第二透光區和第二反射區共同起作用以用于限定總透光區和總反射區。

以這種方式首先提供以下可能性，即，第一濾光輪的位置相對于第二濾光輪被改變，使得一個濾光輪的透光區和另一個濾光輪的反射區發生重疊。這個分區然后貢獻給總反射區。于是通過改變重疊度就可以改變總反射區域，從而增加或減少總透光區。正如下面還會更清楚的展述的那樣，經過總透光區的射線或者被用作藍光通道，或者被輸送給至少一個發光材料。相應地，在總反射區上反射的射線被輸送給發光材料，或者被用作藍光通道。

結果，據此可以通過這兩個濾光輪相互之間的相對運動例如設計出一個藍光份額分區，根據實施方式通過總透光區或總反射區的大小來構造它，該藍光份額分區對于制造利用根據本發明的光模塊被投射的圖像的色域是必要的。據此，激發射線的不用于藍光份額的部分為了進行轉換被提供給至少一個發光材料，并且因此有助于最大化相應色域處的總光通量。因此，對于被投射的圖像的最大部分而言，根據本發明的光模塊不用在超過額定功率的功率范圍內脈沖運行為了制造激發射線所使用的激光二極管就夠用了。

相比現有技術，在根據本發明的光模塊中，在發光材料或發光材料輪的上游就已經劃分成了第一和第二光學分路。

優選地，第一濾光輪在從激發射線源出發的光學分路中布置在第二濾光輪的上游，其中，通過不僅穿過第一而且穿過第二透光區的激發射線形成第一光學分路，其中，通過在第一反射區處反射的激發射線形成第二光學分路，其中，通過穿過第一透光區并且在第二反射區處反射的激發射線形成第三光學分路。

在上面提及的兩個實施方式的第一個中，第一光學分路包括至少一個第一發光材料，其中，第二和第三光學分路不包括至少一個第一發光材料。這種實施方式被稱為透射式LARP。在已經提及的兩種實施方式的第二個中，第二和第三光學分路包括至少一個第一發光材料，其中，第一光學分路不包括至少一個第一發光材料。這種實施方式被稱為反射式LARP。

據此，在第一種所提及的實施方式中，穿過這兩個濾光輪的激發射線被引導到至少一個發光材料上，而在濾光輪處反射的激發射線形成藍光通道。在第二種所提及的實施方式中，與第一種所提及的實施方式相反，穿過這兩個濾光輪的激發射線用作藍光通道，而在濾光輪處反射的射線被引導到至少一個發光材料上。

就這兩個濾光輪的布置方式及其驅動而言，又無論如何也能夠有兩種實施方式進行區別：據此，在第一變體中，光模塊又包括用于第一和第二濾光輪的驅動裝置，其中，驅動裝置構造用于將第一和第二濾光輪在同一個方向上轉動(從激發射線源的視角看)。這種變體被稱為重疊操作。這種變體的優點尤其是在于，這兩個濾光輪的空間需求可以保持得非常小，這導致這類光模塊的構造方式極其緊湊。在第二種變體中，光模塊同樣又包括用于第一和第二濾光輪的驅動裝置，然而其中，驅動裝置現在被構造用于將第一和第二濾光輪在相反的方向上旋轉(從激發射線源的視角看)。這種變體被稱為交叉操作。因為在重疊操作中兩個驅動裝置必須相對置，由于這兩個濾光輪的技術公差產生的距離在該變體中不能夠構造成任意小的。如下面還將詳細闡述的，由這兩個濾光輪的距離產生寄生性的射線偏差。在交叉操作中相反，這兩個濾光輪能夠實施成彼此非常緊密的，從而射線偏差且進而輸出射線的空間分布在沒有附加措施的情況下相對于重疊操作變得更小。

在第一種變體中，第一濾光輪優選地具有第一旋轉軸線，第二濾光輪具有第二旋轉軸線，它們相互平行地延伸，其中，第一和第二濾光輪如下地布置，使得第一濾光輪的旋轉軸線的延長線穿過第二濾光輪，并且反之亦然。換句話說，這兩個濾光輪從激發射線源的視角看據此基本上或者實際上依次布置。現在當這兩個濾光輪具有相同的大小時，那么這兩個旋轉軸線略微相互錯開。尤其是當兩個濾光輪沒有一致的大小時，它們也可以位于一個旋轉軸線上，此時透光區和反射區的布置、也就是它們在相應濾光輪上的定位相互協調。

在第一種變體中，第一和第二濾光輪優選地仍然以如下方式布置，即，第一和第二濾光輪延伸到其中的平面相對于從激發射線源發射的激發射線的擴散方向具有可預設的角度，尤其是45度的角度，其中，第一和第二濾光輪相互之間以如下方式布置，即，使得它們在激發射線的方向上的投影重疊。通過這種布置，各個光學分路能夠特別簡單地再次聚集，并且此外還形成這類光模塊的緊湊的構造。

在第二種變體中優選的是，第一濾光輪具有第一旋轉軸線并且第二濾光輪具有第二旋轉軸線，它們相互平行地延伸，其中，第一和第二濾光輪以如下方式布置，即第一濾光輪的旋轉軸線的延長線不穿過第二濾光輪并且反之亦然。優選地，濾光輪據此相互重疊或相互并排布置，使得它們在激發射線的方向上的投影僅僅在濾光輪的限定了透光區和反射區的邊沿區域的范圍內重疊。就此而言，在這種變體中優選的是，第一和第二濾光輪以如下方式布置，即在旋轉時兩個濾光輪的邊沿區域至少逐相位地(phasenweise)在一個重疊區內重疊，借助邊沿區域形成相應的透光區和相應的反射區，其中，激發射線源以如下方式布置，即，使得它將激發射線輸出到重疊區上，其中，第一和第二濾光輪尤其是如下地布置，即第一和第二濾光輪延伸到其中的平面相對于從激發射線源發射的激發射線的擴散方向形成可預設的角度，尤其是45度的角度。

在所有的所提及的實施方式和變體中，在第二和第三光學分路中由于這兩個濾光輪相互之間不可避免的間距產生寄生性射線錯位。然而，這由于激發射線的與轉換射線相比良好的集光率而大多數被簡單地補償，這種集光率如已提及的尤其通過激光二極管所產生。在這種背景下，特別有利的是以下實施方式，其中，第二和第三光學分路包括發光材料，也就是映射到發光材料上，因為相比激發射線，來自至少一個發光材料的轉換射線自然具有更差的集光率并且就此而言不會因為射線錯位形成缺點。

即使根據本發明的光模塊的構造在使用兩個濾光輪的情況下基本上已經提供了以下可行性，即，第一和第二濾光輪以如下方式相對彼此布置，使得它們共同起作用以限定總透光區和總反射區，當然尤其是優選的是，第一和第二濾光輪以如下方式可相對彼此運動地布置，使得總透光區和總反射區是可變的。通過讓兩個濾光輪可相對運動，使得總透光區因此不利于或者有利于總反射區地進行變化，并且反之亦然。

在這種背景下特別優選的是，光模塊包括控制裝置，其設置用于依據控制信號使第一和第二濾光輪相對于彼此進行調整。這原則上開創了“on the fly”、也就是實時地、尤其是根據需求改變總透光區和總反射區的可行性。尤其是，因此從利用光模塊要投影的圖像的藍光份額中推導出控制信號。以這種方式能夠依據要投影的圖像最佳地設置總透光區從而最佳地設置總反射區，這導致最大的總光通量。

回到兩種所提及的實施方式(透射式和反射式LARP)：為了讓藍光份額盡可能小，在第一個提及的實施方式中，這兩個濾光輪同步運行，且相互之間沒有角度推移。如果藍光份額要盡可能高，那么這兩個濾光輪在相互之間有角度推移的情況下運行，這種角度推移增大了有效的反射面積、也就是總反射區。對于第二提及的實施方式，以正好相反的方式進行。

一般而言，至少一個發光材料可以固定地布置。然而，尤其是在包括多個發光材料的情況下，發光材料可以布置在可旋轉地支承的色輪上。優選地，此時發光材料輪與濾光輪同步，例如以便實現具有多種顏色的所謂的Uni-shape運行。在使用旋轉的發光材料輪的情況下，因此可以設置分區，分區具有在不同的波長范圍內發射的發光材料。

附圖說明

下面就在參照附圖的情況下更詳盡地描述本發明的各個實施例。圖中示出：

圖1示出了根據本發明的光模塊的第一實施例，其中，在濾光輪處反射的激發射線形成藍光通道(透射式LARP)；

圖2示出了根據本發明的光模塊的第二實施例，其中，穿過濾光輪的激發射線形成藍光通道(反射式LARP)；

圖3示出了根據本發明的光模塊的一種變體，其中，僅僅這兩個濾光輪的限定了反射區和透光區的邊沿區域重疊(交叉操作)；以及

圖4示出了根據本發明的光模塊的一種變體，其中，這兩個濾光輪布置在一個共同的旋轉軸線上(重疊操作)。

在不同的附圖中，相同的和作用相同的構造元件配有相同的附圖標記。為了概覽起見，這些附圖標記只引進一次。

具體實施方式

圖1a用示意圖示出了根據本發明的光模塊10的第一實施例。這種光模塊包括激發射線源12，其尤其包括至少一個激光二極管，激光二極管優選地輸出在藍的波長范圍內(350到550nm)的激發射線14。第一濾光輪16在從激發射線源12出發的光路中布置在第二濾光輪18的上游。第一濾光輪16經由第一驅動裝置20驅動，第二濾光輪18經由第二驅動裝置22驅動。第一濾光輪16的旋轉軸線用A1表示，第二濾光輪18的旋轉軸線用A2表示。圖1b和1c示出從激發射線源12的視角看向這兩個濾光輪16，18的視圖。正如參照圖1b和c能夠清楚地看出的那樣，每個濾光輪16，18當前在邊沿區域24內具有用于激發射線14的兩個透光區和兩個反射區。第一濾光輪16的透光區用56a和56b表示，第二濾光輪18的透光區用58a和58b表示。

圖1b和1c示出了兩個濾光輪16，18的重疊，這些濾光輪由此限定出總透光面，總透光面包括子透光面26a和26b，以及這些濾光輪由此限定出總反射面，總反射面包括子反射面28a和28b。即使圖1a公開了濾光輪16，18的布置，對于圖1b和1c的示圖也示例性地假設，它們以參照圖4更詳盡闡述的方式和方法相對彼此布置。在圖1b的示圖中，這兩個濾光輪16，18相對于彼此沒有角度推移地布置，從而得到最小的總反射區28a，28b。在圖1c中，這兩個濾光輪16，18相對于彼此以可預設的角度推移布置，使得總反射區28a，28b最大，由此使得總透光區26a，26b相應地最小。

回到圖1a，通過不僅經過第一濾光輪16的透光區還經過第二濾光輪18的透光區的激發射線14得到第一光學分路30。以這種方式經過濾光輪16，18的激發射線14經由二向色鏡32指向發光材料34，其中，發光材料34構造用于將投落到發光材料上的激發射線轉換成轉換射線36。轉換射線穿過二向色鏡32、后面將要細講的另一個二向色鏡38，并且在出口A處作為光模塊10的輸出信號被提供。第二光學分路40由此產生，即，激發射線14在第一濾光輪16的反射區56a，56b處被反射。激發射線經由鏡子46輸送給二向色鏡38，該二向色鏡同樣也使其轉向，使得這個部分作為藍光通道的第一部分在出口A被提供。第三光學分路42通過以下激發射線14構成，它經過第一濾光輪16的透光區，并且在第二濾光輪18的反射區58a，58b處被反射。第三光學分路42中的信號同樣也首先在鏡子46處、然后在二向色鏡38處被反射，并且作為藍光通道的第二部分在出口A處被提供。正如能夠很好地看出的那樣，二向色鏡32和38以及鏡子46用作用于這三個光學分路30，40，42的聚合裝置。

至少一個發光材料34可以固定地布置，然而它也可以布置是在可旋轉地支承的色輪上，色輪優選地包括多個發光材料，它們發射出不同波長范圍內的轉換射線。

濾光輪16，18相對于從激發射線源12發射的激發射線14的擴散方向呈角度α延伸，其中，這個角度優選地等于45度。

控制裝置44設置用于依據控制信號S使濾光輪16，18相對于彼此進行調整，從而改變光模塊10的總反射區并且相應地改變總透光區。優選地，控制信號S從利用光模塊10被投影的圖像的藍光份額中推導出。

在圖1所示的實施方式中，在濾光輪16，18處被反射的激發射線14形成在光模塊10的在出口A處提供的輸出信號中的藍光通道，而在圖2示意性示出的實施方式中，穿過這兩個濾光輪16，18的激發射線14作為在出口A處的藍光通道被提供。根據圖2中所示的實施例，第二和第三光學分路40，42通過對于激發射線14是可穿透的二向色鏡48轉向到發光材料34上，發光材料將激發射線14轉換成轉換射線36。轉換射線在對于激發射線14是可透的并且對于轉換射線36是可反射的二向色鏡48和50處被反射并且在出口A處被提供。第一光學分路30的信號在鏡子46處被反射、穿過二向色鏡50并且在出口A處作為藍光通道被提供。

正如已經提到的那樣，至少一個發光材料34能夠固定地布置，然而它也可以與多個其他的發光材料并排地旋轉地布置在發光材料輪上。可以設置準直裝置，其用于使從激發射線源12發射的射線14準直、用于聚焦指向至少一個發光材料34的射線以及用于準直轉換射線36，但是為了更好地概覽起見，在圖1和圖2中沒有繪出這些。作為發光材料34的基材，可以使用玻璃、金屬、藍寶石或者陶瓷。作為發光材料34，可以使用有機或無機基質(Matrix)的、粉末狀的發光材料，或者使用陶瓷轉換器。發光材料34尤其是指可以利用350到500nm的范圍內的激發射線14激發的發光材料。正如已經提及的那樣，在旋轉的發光材料輪中可以施加具有不同發光材料的多個分區，也就是在不同的波長范圍內放射的發光材料。在使用發光材料輪的情況下，優選的是，讓發光材料輪與濾光輪16，18同步地運行，從而實現具有多種顏色的、所謂的Uni-Shape運行。

通過本發明，可以通過改變這兩個濾光輪16，18的重疊部在色溫上調適出口A處提供的光，尤其是白光。相比現有技術，通過本發明可以在不同的色域(Farborten)上實現明顯更高的輸出功率。在脈沖的藍光分區中，可以實現特別高的功率。在此，相比其他相位，激發射線源12在藍光相位中以更高的輸出功率運行。

在脈沖的Uni-Shape運行狀態下，可以在發光材料輪上設置沿著CIExy表格中的連接線的所有色域或者單個顏色。

正如已經提及的那樣，由這兩個濾光輪16，18的間距導致的寄生性射線錯位引起與轉換射線36的集光率的匹配。

就濾光輪16，18的布置方式而言，基本上可以根據下面參照圖3和4所示的兩種變體轉換使用參照圖1和圖2介紹的兩種基本方案。

參照圖3介紹的變體被稱為“交叉操作(interleaved operation)”。在這里，濾光輪16，18基本上相互并排，尤其是上下疊合地布置，并且以它們的邊沿區域52，54在重疊區域60中相互重疊，邊沿區域在圖3a中用虛線繪出。濾光輪16的反射區用56a和56b表示，而濾光輪18的反射區用58a和58b表示。濾光輪16的透光區用62a和62b表示，濾光輪18的透光區用64a和64b表示。激發射線14指向到該重疊區域60，具體來說優選的是以45度的角度，正如在圖1和2中已經示出的那樣。濾光輪16，18的角度位置可以相對于彼此通過控制裝置44改變，例如通過將一個濾光輪固定地保持在它的位置上，而另一個以可預設的旋轉角旋轉的方式來改變。

當設置濾光輪16，18使得反射區56a，56b，58a，58b不相互重疊時，得到最大的總反射區，正如參照圖3b所示的那樣。如果這兩個濾光輪16，18就其角度位置而言如圖3c中所示的那樣定向，那么這兩個濾光輪16，18的反射區56a，56b，58a，58b相互重疊，從而得到最小的總反射區。

參照圖4所示的變體被稱為“重疊操作(overlapping operation)”。在此，在本實施例中，這兩個濾光輪16，18布置在共同的旋轉軸線A1上，并且由驅動裝置20共同地在同一個方向旋轉。驅動裝置20或者另一個驅動裝置可以構造用于依據控制裝置44的控制信號改變這兩個濾光輪16，18相對于彼此的角度位置。如果像圖4中所示的那樣設置兩個濾光輪16，18的角度位置，那么一方面反射區56a，58b并且另一方面56b，58a在周向方向上相互并排，從而得到最大的總反射區。激發射線源14指向區域60，優選地以45度角度。

如果如下地設置這兩個濾光輪16，18相對于彼此的角度位置，即，使得一方面反射區56a，58b并且另一方面56b和58a重疊，那么得到最小的總反射區。