[发明专利]使用截断球透镜的基于激光的照明的改善热管理

说明书

本发明提供一种系统(1000)，其包括(i)发光层(100)、(ii)第一透镜(200)以及导热体(300)，其中：‑发光层(100)包括发光材料(150)，其中发光材料(150)被配置为在利用来自第一光源(10)的光源光(11)激发时生成发光材料光(151)，光源光包括可以激发发光材料(150)的波长，其中发光层(100)包括光接收区(110)，光接收区具有光接收面积大小A₁；‑第一透镜(200)包括具有弯曲透镜表面(215)和平面透镜表面(225)的截断球形透镜(250)，弯曲透镜表面具有相对于中心点(O)的半径R₀，平面透镜表面被配置在与中心点(O)相距第一距离d₁处，其中平面透镜表面(225)具有平面透镜表面面积大小A₂，其中第一透镜(200)包括在预定波长λ₁处具有折射率n的透镜材料(205)，预定波长λ₁选自UV、可见和红外中的波长，其中d₁＝x*R₀/n，其中0.9≤x≤1.1，其中平面透镜表面面积大小A₂大于光接收面积大小A₁，其中第一透镜(200)被配置为聚集在弯曲透镜表面(215)处接收的光，以提供从平面透镜表面(225)发出的光，其中平面透镜表面(225)指向光接收区(110)；以及‑导热体(300)被配置为与发光层(100)和第一透镜(200)中的一者或多者热接触。

技术领域

本发明涉及一种系统，尤其是一种照明系统，并且涉及一种包括这样的照明系统的照明设备。

背景技术

照明设备和系统在本领域中是已知的。比如，US2012/0268945(或US8616734B1)描述了一种LED照明设备，其包括：发光二极管(LED)；大体上弯曲的透镜，具有与LED的发光表面相邻定位的平坦表面；其中相对于由LED发射的光波长而言，透镜具有大于约1.65的折射率；热杯，该热杯包括中空柱；电路板，该电路板包括孔，其中孔被设置为接纳中空柱，其中电路板被配置为沿着与电路板的表面平行的轴线移动；弹簧，该弹簧设置在中空柱周围；以及接线，其中接线的第一端连接到发光二极管，其中接线的第二端连接到电路板，并且其中接线穿过中空柱的中空部分。

EP1191608A2公开了一种光提取效率提高的发光设备，该发光设备具有层堆叠，该层堆叠包括半导体层，该半导体层包括有源区。该堆叠结合到透明透镜，该透明透镜对于有源区所发射的光的折射率大于约1.5。

Lin Wang等人的“Wide-field high-resolution solid immersionfluorescence microscopy applying an aplanatic solid immersion lens”，AppliedOptics,Optical Society of America，Washington DC，US，第49卷，第31期，2010年11月1日，第6160页至第6169页，公开了在宽场高分辨率光学显微镜中使用由高折射率光学材料制成的消球差固体浸没透镜(ASIL)。

发明内容

用于例如具有反射磷光体的基于激光的照明系统(比如，用于GOBO(“在光学器件之前(goes before optics)”或“在光学器件之间(goes between optics)”)应用)的可能架构可以包括泵浦激光器、透镜、二向色分束器1和陶瓷磷光体。比如，来自一个或多个蓝色泵浦激光器的光可以在混合棒中混合并且利用透镜准直。在通过二向色分束器之后，泵浦光利用例如聚光透镜串而聚焦到陶瓷磷光体上。经转换的光由相同聚光透镜收集，并且由二向色反射镜引导向照明系统的出口。

然而，看起来，透镜并非完全透明的，并且可能会吸收一点光。第二(较小的)聚光透镜内部的蓝色泵浦光的功率密度可能非常高，以至于由于透镜的热致应力和有限热导率而发生破裂。因此，聚光透镜中可能会出现热致应力，这可能导致透镜的损坏、破裂、或甚至爆炸。进一步地，还看起来，由于聚光透镜中的球面像差，所以照明系统的Gobo处的经转换光束的图像质量可能不够高。进一步地，高质量的非球面聚光透镜可能相对昂贵。