BRPI0715140A2

BRPI0715140A2 - dispositivo de iluminaÇço

Info

Publication number: BRPI0715140A2
Application number: BRPI0715140-3A
Authority: BR
Inventors: J. A. Bierhuizen Serge; De Groot Edwin; Harbers Gerard
Original assignee: Philips Lumileds Lighting Company, Llc
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2013-06-04
Also published as: JP2014078518A; JP5593014B2; TWI420054B; US20080123339A1; CN101501388A; JP5698828B2; EP2052179A2; CN102121571B; TW200827619A; CN102121571A; WO2008018002A3; JP5763737B2; EP2052179B1; JP2008047539A; BRPI0715140A8; BRPI0715140B1; US7663152B2; WO2008018002A2; JP2014044965A

Abstract

DISPOSITIVO DE ILUMINAÇçO. Um dispositivo de iluminação (100) inclui uma fonte e luz (104), tal como um ou mais diodos de emissão de luz em uma matriz, que produz luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda. Um elemento de conversão de comprimento de onda (110) separado é montado para receber a luz emitida pela fonte de luz (104). O elemento de conversão de comprimento de onda (110) é fisicamente separado da fonte de luz (104) ao longo do caminho de feixe de luz. O elemento de conversão de comprimento de onda (110) converte a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda em luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda. Em uma modalidade um elemento de separação de cor (112) é diretamente acoplado ao elemento de conversão de comprimento de onda. O elemento de separação de cor (112) é também fisicamente separado da fonte de luz (104). Em uma outra modalidade, o elemento de conversão de comprimento de onda (110) é preso através de um dissipador de calor (130) pelos lados.

Description

"DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO" CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção é relacionada a um dispositivo de iluminação e, em particular, à conversão de comprimento de onda da luz produzida por fontes de luz de alta radiação, incluindo dispositivos de emissão de luz de semicondutor. CONMHECIMENTO

Dispositivos de iluminação que usam diodos de emissão de luz (LEDs) estão se tornando cada vez mais comum em muitas aplicações de iluminação. De modo geral, LEDs usam conversão de fósforo da emissão primária para gerar luz branca, mas fósforos também podem ser usados para criar mais cores saturadas como vermelho, verde e amarelo.

Dispositivos convencionais que colocam o fósforo em contato físico com os LEDs sofrem de desvantagens tal como uma faixa limitada de temperatura de união. Mais ainda, a escolha do material de união pode impactar em custo assim como confiabilidade, e. g., causada por desgaste mecânico induzido de modo térmico. Conseqüentemente, melhoramentos são desejáveis. SUMÁRIO

De acordo com um aspecto da presente invenção, um dispositivo de iluminação inclui um elemento de separação de cor que é diretamente acoplado ao elemento de conversão de comprimento de onda, ambos os quais são separados da fonte de luz ao longo do caminho da luz. A fonte de luz pode ser, e. g., um ou mais diodos de emissão de luz em uma matriz que produz luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda. O elemento de conversão de comprimento de onda é montado para receber a luz emitida pela fonte de luz e é fisicamente separado da fonte de luz. O elemento de conversão de comprimento de onda de forma parcial, ou totalmente converte a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda em luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda. Em um outro aspecto da presente invenção, o elemento de conversão de comprimento de onda é preso através de um dissipador de calor por pelo menos, um lado tal que nem a luz primária nem a luz secundária são transmitidas através do dissipador de calor. DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

Fig. 1 ilustra um dispositivo de iluminação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Fig. 2 é a fluxograma, de forma esquemática, mostrando a preparação de uma cerâmica luminescente.

Fig. 3 ilustra as características de transmissão de uma modalidade adequada de um revestimento de filtro dicróico como uma função do comprimento de onda para diferentes ângulos de incidência.

Fig. 4 ilustra o desempenho de uma modalidade adequada do revestimento de filtro dicróico com relação a transmissão da luz de emissão azul como a função do comprimento de onda para uma fonte de Lambert.

Fig. 5 ilustra o desempenho de uma modalidade adequada do revestimento de filtro dicróico com relação à reflexão da luz de comprimento de onda convertido.

Fig. 6 ilustra a reflexão média versus ângulo para comprimentos de onda entre 550nm à 660nm em um meio de n=2,5, tal como o elemento de conversão de comprimento de onda.

Fig. 7 ilustra um dispositivo de iluminação que usa um elemento de conversão de comprimento de onda remoto.

Fig. 8 ilustra a características de transmissão de uma modalidade adequada de uma modalidade adequada de um segundo revestimento de filtro dicróico como a função do comprimento de onda como uma média dos diferentes ângulos de incidência.

Figs. 9A e 9B ilustram modalidades dos elementos de conversão de comprimento de onda com lados que fazem ângulos. Fig. 10 ilustra uma modalidade de um elemento de conversão de comprimento de onda com uma superfície áspera.

Figs. IlA e IlB ilustram diferentes possíveis modalidades de dissipadores de calor, que retém o elemento de conversão de comprimento de onda pelo lado.

Fig. 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma outra possível modalidade de um dissipador de calor que retém o elemento de conversão de comprimento de onda.

Fig. 13 ilustra um gráfico da transferência de calor de um elemento de conversão de comprimento de onda.

Fig. 14 ilustra um outro dispositivo de iluminação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Fig. 15 mostra uma vista em proximidade do elemento de conversão de comprimento de onda. Fig. 16 ilustra uma vista de topo de uma extensão de abertura

de saída limitada.

Fig. 17 ilustra um dispositivo de iluminação que usa um elemento de conversão de comprimento de onda remoto e uma abertura (extensão) de luz reciclada. Fig. 18 ilustra a vista de topo da abertura de saída retangular

do dispositivo de iluminação da Fig. 17. DESCRIÇÃO DETALHADA

De acordo com uma modalidade da presente invenção, o elemento de conversão de comprimento de onda é fisicamente separado da fonte de luz e é diretamente revestido com um revestimento de separação de cor. Nesta modalidade, não há necessidade de um elemento de separação de cor separado, e por conseguinte, de forma significativa, melhora a eficiência de extração reciclando a luz convertida de comprimento de onda emitida para trás e também aumenta a polarização externa e abertura de reciclagem já que já que não há perdas de um elemento extra. Em uma outra modalidade, um sistema de resfriamento de borda eficiente é usado para reter o elemento de conversão de comprimento de onda.

Fig. 1 ilustra um dispositivo de iluminação 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Fig. 1 inclui uma fonte de luz 102, que pode ser, e. g., um dispositivo de emissão de luz de semicondutor, tal como a diodo de emissão de luz (LED) ou uma matriz de LEDs 104, ou outros tipos de fontes de luz que podem produzir comprimento de onda luz curto, tal como uma lâmpada de Xenônio ou uma lâmpada de Mercúrio. A título de exemplo, os LEDs 104 são LEDs azul ou ultravioleta (UV) e podem ser dispositivos de alta radiação, tal como o tipo descrito em U.S. Serial No. 10/652,348, código o título "Package for a Semiconductor Light Emitting Device", por Frank Wall et al., depositada em 29 de agosto de 2003, Pub. No. 2005/0045901, tendo o mesmo cessionário que a presente divulgação e que é incorporada aqui para referência. O padrão de emissão angular dos LEDs 104 pode ser de Lambert ou controlado usando uns cristais fotônicos tais como estruturas em treliça. Os diodos de emissão de luz 104 são mostrados como sendo montados sobre um dissipador de calor 106. Em algumas modalidades, os diodos de emissão de luz 104 podem ser montados em um suporte inferior 105, que é montado no dissipador de calor 106.

O dispositivo de iluminação 100 inclui um elemento de conversão de comprimento de onda 110 que é fisicamente separado da fonte de luz 102 ao longo do caminho óptico (de modo geral, ilustrado pela seta 103), i. e., o lado de entrada 111 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 não está em contato direto com a fonte de luz 102. A fonte de luz 102 e o elemento de conversão de comprimento de onda 110 podem ser separados por um meio 114, tal como ar, gás, silicone ou um vácuo. Assim sendo, a luz emitida pela fonte de luz 102 precisa viajar através do meio 114 antes da luz ser recebida no lado de entrada 111 do elemento de conversão de comprimento de onda 110. O comprimento da separação física entre a fonte de luz 102 e o elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode variar, mas em uma modalidade está na faixa de 50μπι - 250μηι. Em uma modalidade, a separação física entre a fonte de luz 102 e o elemento de conversão de comprimento de onda 110 é suficiente para prevenir substancial aquecimento condutivo do elemento de conversão de comprimento de onda 110 pela fonte de luz 102. Em uma outra modalidade, um material de preenchimento ou de união pode ser usado para separar a fonte de luz 102 do elemento de conversão de comprimento de onda 110. O elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode

ser formado de um laje de cerâmica, algumas vezes referida aqui como uma "cerâmica luminescente". As lajes de cerâmica são de modo geral, camadas auto suportadas e podem ser translúcidas ou transparentes para particulares comprimentos de onda, que podem reduzir a perda por espalhamento associada com camadas de conversão de comprimento de onda transparentes tal como camadas conformes. As camadas luminescentes de cerâmica podem ser mais robustas do que películas finas ou camadas de fósforo conformes. Em algumas modalidades, materiais outros do que cerâmicas luminescentes podem ser usados como o elemento de conversão de comprimento de onda 110, tal como fósforos em um material de aglutinação.

Exemplos de fósforos que podem ser formados nas camadas luminescentes de cerâmica incluem fósforos composto de alumínio com a fórmula geral (Lu i.x.y.a.b YxGdy)3 (Al U2 Gaz)5Oi2:CeaPrbonde 0<x<l, 0<y < 1, 0 < ζ < 0,1, 0 < a < 0,2 e 0 < b < 0,1, tal como Lu3Al5O12ICe3+ e Y3Al5O i2:Ce que emite luz na faixa amarela - verde; e (Sr1^yBax Cay)2.z Si5.

aAlaN8_ aOa:Euz2+ onde 0 < a < 5, 0 < χ < 1, 0 < y < 1, e 0 < ζ < 1 tal como

• 2+

Sr2Si5N8IEu , que emite luz na faixa vermelha. Adequadas lajes de cerâmica de Y3Al5Oi2:Ce3+ podem ser adquiridas da Baikowski International Corporation of Charlotte, N. C. Outros fósforos de emissão de verde, amarelo, e vermelho podem também ser adequados, incluindo (Sri.a. bCabBac)SixNyOz:Eua2+ (a = 0,002 - 0,2, b = 0,0 - 0,25, c = 0,0 - 0,25, χ = 1,5 - 2,5, y = 1,5 - 2,5, ζ = 1,5 - 2,5) incluindo, por exemplo, SrSi2N202 :Eu2+; (Sr1. u.v.xMguCavBax)(Ga2.y.zAlyInzS4):Eu2+ incluindo, por exemplo, SrGa2S^Eu2+;

Sr1^BaxSiO4IEu2+; e (Ca1^Srx)SiEu2+ onde 0 < χ < 1 incluindo, por exemplo, CaS:Eu2+ e SrS:Eu2+.

A cerâmica luminescente pode ser formada aquecendo um fósforo em pó à alta pressão até que a superfície das partículas de partículas de fósforo começa a sinterizar juntas para formar um aglomerado rígido de partículas. Ao contrário de uma película fina, que opticamente se comporta como uma única grande partícula de fósforo com nenhuma descontinuidade óptica, a cerâmica luminescente se comporta como partículas de fósforo individuais hermeticamente embaladas, tal que há pequenas descontinuidades ópticas na interface entre diferentes partículas de fósforo. Assim sendo, as cerâmicas luminescentes são opticamente quase homogêneas e têm o mesmo índice de refração que o material de fósforo formando a cerâmica luminescente. Ao contrário de uma camada de fósforo conformai ou uma camada de fósforo disposta em uns materiais transparentes tais como uma resina, uma cerâmica luminescente de modo geral, não requer nenhum material de aglutinação (tal como uma resina orgânica ou epóxi ) outro do que o próprio fósforo, tal que há muito pouco espaço ou material de um diferente índice de refração entre as partículas individuais de fósforo. Como um resultado, a cerâmica luminescente é transparente ou translúcida, ao contrário de uma camada de fósforo conformai. Para mais informação relacionada à cerâmica luminescente que pode ser usada com a presente invenção, ver Pub. U.S. N0 2005/0269582, que é incorporada aqui para referência.

Em uma modalidade, a cerâmica luminescente é eCAS, que é Ca0i99AlSiN3--EuoiOi sintetizada de 5,436g Ca3N2 (> 98% de pureza), 4,099 g de AlN (99%), 4,732 g de Si3N4 (> 98% de pureza) e 0,176 g de Eu2O3 (99.99% de pureza). Os pós são misturados através de bola giratória de moagem, e aquecidos por 4 horas à 1500°C na atmosfera de H2/N2 (5/95%). O pó granulado é pressionado em um sentido em pelotas à 5 kN e isostaticamente pressionado à frio (CIP) em 3200 bar. As pelotas são sinterizadas à 1600°C na atmosfera de H2/N2 (5/95%) por 4 horas. As pelotas resultantes mostram uma porosidade fechada e são isostaticamente pressionado à quente em 2000 bar e 1700°C para obter cerâmicas densas com > 98% da densidade teórica.

Em uma modalidade, a cerâmica luminescente é BSSNE, que é Ba2.x.yMxSi5.yAlyN8. yOy:Euz (M = Sr, Ca; 0 < χ < 1, 0 < y < 4, 0,0005 < ζ < 0,05). O fluxograma representado na

Fig. 2 mostra, de forma esquemática, como cerâmicas de Ba2.x. zMxSi5.yAlyN8.yOy:Euz (M = Sr, Ca; O < χ < 1, O < y < 4, 0,0005 < ζ < 0,05) são preparadas. Primeiramente Ba2.x.zMxSi5.yAlyN8.yOy:Euz (M = Sr, Ca; 0 < χ < 1, 0 < y < 4, 0,0005 < ζ < 0,05) é preparado em forma de pó. Vários métodos podem ser aplicados para este propósito. Fig. 2 ilustra um exemplo da preparação por redução térmica, que inclui misturar 60 g de BaCO3, 11,221 g de SrCO3 e 1,672 g de Eu2O3 (todo de 99.99% de pureza) através de bola giratória de moagem usando 2-propanol como agente de dispersão (bloco 182). Após secagem, a mistura é aquecida formando uma atmosfera de gás à 10000C por 4 horas (bloco 184) e 10 g do assim sendo Ba0,8Sr0,2O:Eu (2%) obtido são misturados com 5.846 g de Si3N4 (>98% de pureza), 0,056 g de AlN (99% de pureza) e 1,060 g de grafite (grade de micro cristais) (bloco 186). Os pós são misturados profundamente por bola giratória de moagem em 20 min. e aquecidos por 4 horas à 14500C formando atmosfera de gás (bloco 188) para obter um pó anterior de Ba2.x.zMxSi5.yAlyN8.yOy:Euz (M = Sr, Ca; 0 <x<l,0<y<4, 0,0005 < ζ < 0,05) (bloco 190). O pó é lavado com HCl e moído de novo (bloco 192). O pó anterior obtido é então pressionado à quente em 1550°C e 80 MPa produzindo corpos de cerâmica densos (bloco 194). Eles são cortados, polidos e picados para obter a forma e propriedades de superfície ópticas desejadas (bloco 196). Se necessário cozimento à 1300°C em nitrogênio pode ser aplicado para remover defeitos (bloco 198).

Em uma modalidade, a cerâmica luminescente é SSONE, que é fabricada misturando 80,36 g SrCO3 (99.99% de pureza), 20,0 g SiN4/3 (> 98% de pureza) e 2,28 g Eu2O3 (99.99% de pureza) e aquecendo à 1200°C por 4 horas em uma atmosfera N2/H2 (93/7). Após lavagem, o pó anterior é pressionado em um sentido em 10 kN e de forma subseqüente pressionado isostaticamente à frio em 3200 bar. União é tipicamente feita em temperaturas entre 1550°C e 1580°C sob atmosfera de H2/N2 (5/95) ou de nitrogênio puro.

Referindo de volta à Fig. 1, em uma modalidade, o lado de entrada 111 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 é diretamente coberto com um elemento de separação de cor 116. O elemento de separação de cor 116 transmite a luz de emissão azul e reflete os comprimentos de onda na faixa da luz convertida pelo elemento de conversão de comprimento de onda 110. O elemento de separação de cor 116 pode ser a revestimento de alta aceitação angular que é diretamente aplicado ao lado de entrada 111 do elemento de conversão de comprimento de onda 110, que está fazendo face à fonte de luz 102. Em outras palavras, o elemento de separação de cor 116 está entre a fonte de luz 102 e o elemento de conversão de comprimento de onda 110. Como ilustrado na Fig. 1, nem o elemento de separação de cor 116 não está em contato direto com a fonte de luz 102, i. e., ambos o elemento de separação de cor 116 e o elemento de conversão de comprimento de onda 110 são fisicamente separados da fonte de luz 102.

O elemento de separação de cor 116 pode ser, e. g., um revestimento dicróico diretamente aplicado com alta aceitação angular. Se desejado, outro material de separação de cor pode ser usado, tal como uma película colestérica, um filtro de difração ou holográfico, particularmente onde a emissão angular da fonte de luz 102 é reduzida tal como de um LED com cristais fotônicos. Fig. 3 ilustra as características de transmissão como uma função do comprimento de onda para diferentes ângulos de incidência para uma modalidade adequada d em uma maneira revestimento dicróico diretamente aplicado que pode ser usado como o elemento de separação de cor 116. Os filtros com alta aceitação angular podem ser projetados especificamente para este propósito. Por exemplo, um revestimento dicróico pode ser formado no elemento de conversão de comprimento de onda 110 usando uma pilha de múltiplas camadas de materiais de maior ou menor refração. Tipicamente, um filtro é desejado com uma alta aceitação angular escolhendo apropriadamente diferentes materiais de revestimento com índices de refração maiores e espessura otimizada. O projeto e fabricação de tal um filtro está bem dentro das habilidades daqueles com qualificação simples na arte. O uso de um revestimento dicróico de alta aceitação angular dicróico para o elemento de separação de cor 116 é vantajoso porque elimina a necessidade de uma elemento óptico extra para colimar a luz antes do elemento de separação de cor 116, e por meio disso, reduzir o custo e dimensões do dispositivo.

Como pode ser visto na Fig. 3, o elemento de separação de cor 116 tem uma alta transmissão de para comprimentos de onda de emissão azuis, e. g., de 415nm à 465nm. Assim sendo, a luz emitida pela fonte de luz 102 será transmitida através do elemento de separação de cor 116 para dentro do elemento de conversão de comprimento de onda 110. O elemento de conversão de comprimento de onda 110 internamente emite luz de forma isotrópica. A luz emitida à frente, i. e., a luz emitida em direção ao lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110, tem uma chance de escapar diretamente. Contudo, uma grande porção da luz emitida pelo elemento de conversão de comprimento de onda 110 será, ou emitida de volta, i. e., emitida na direção do lado de entrada 111, ou será emitida à frente, mas será refletida de volta do lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 devido à grande diferença no índice de refração entre o elemento de conversão de comprimento de onda 110, e. g., η = 1,7 — 2,6, e o meio no qual a luz é emitida, e. g., η = 1,0. Como pode ser visto na Fig. 3, o elemento de separação de cor 116 tem uma baixa transmissão, i. e., alta reflexão, nos comprimentos de onda da luz convertida, e. g., comprimentos de onda maiores do que 500nm. Assim sendo, o elemento de separação de cor 116 previne a luz refletida para trás ou emitida para trás de escapar do elemento de conversão de comprimento de onda 110 em direção a fonte de luz 102.

Como discutido acima, dois critérios importantes para o

desempenho do dispositivo de iluminação 100 incluem a transmissão dos comprimentos de onda de emissão azuis, e. g., algum lugar de 415nm à 465nm, e a reflexão da luz de comprimento de onda convertido, e. g., luz convertida laranja, verde, ou vermelho. Fig. 4 ilustra o desempenho de uma modalidade adequada do elemento de separação de cor 116 com relação à transmissão da luz de emissão azul como uma função do comprimento de onda para uma fonte de Lambert. Para propósitos de referência, Fig. 4 mostra curvas de transmissão 152 e 154 para ambos um de Lambert de 60° e um de Lambert de hemisfera completa (±90°), respectivamente. Por motivos de comparação, a transmissão de uma cerâmica luminescente nua é mostrado como a curva 156, enquanto o espectro da luz de emissão azul é ilustrados como curva 158. Enquanto um cone menor do que 60° pode ser interessante, e. g., onde uma estrutura em treliça fotônica emite mais luz em um menor ângulo de cone, Fig. 4 mostra que mesmo em ±90°, o desempenho de transmissão pode ainda ser, de modo significativo, melhor do que uma cerâmica luminescente não revestida. Como pode ser visto na Fig. 4, os comprimentos de onda que são eficientemente transmitidos pelo elemento de separação de cor 116 devem cobrir um grande faixa tal que uma faixa de comprimentos de onda de emissão azuis pode ser acomodado, o que reduz a necessidade de ordenar ou guardar os diodos de emissão de luz 104 pelo comprimento de onda, particularmente quando o espectro de absorção do elemento de conversão de comprimento de onda 110 é de forma similar amplo.

Fig. 5 ilustra o desempenho de uma modalidade adequada do

elemento de separação de cor 116 com relação à reflexão da luz de comprimento de onda convertido. Fig. 5 mostra a reflexão isotrópica dentro do meio que é revestido com o elemento de separação de cor 116 conforme a curva 162 e a curva de meio de ar externo como uma de Lambert conforme a curva 164, i. e., a curva 164 mostra a reflexão de Lambert externa média para um cone médio de ±90° cone sobre 550 - 660nm. Fig. 5 também mostra a emissão de Vermelho saturada de um fósforo de CaAlSiN conforme a curva 166 e a emissão espectral de Vermelho ponderada com curva de sensibilidade fotópica do olho de CIE Y conforme a curva 168. As curvas 166 e 168 são fornecidas para mostrar que banda de comprimento de onda é mais importante para a maioria das aplicações. O intento de projeto principal é to refletir dentro do elemento de conversão de comprimento de onda 110a luz colorida que fornece o ponto de cor correto e a maioria dos lúmens.

Fig. 6 ilustra a reflexão média versus o ângulo para comprimentos de onda entre 550nm to 660nm em um meio de η = 2,5 meio, tal como o elemento de conversão de comprimento de onda 110. A luz emitida dentro do elemento de conversão de comprimento de onda 110 tem uma distribuição angular isotrópica. Como ilustrado na Fig. 6, o maior ângulo luz será totalmente internamente refletido (TIR) e dentro do cone de escape regular, a luz refletida será controlada pelo elemento de separação de cor 116 de alta aceitação angular. Um dispositivo de iluminação 100 com tais propriedades vai refletir mais do que 98% da luz emitida de volta do elemento de conversão de comprimento de onda 110 em cada reflexão de fundo no lado de entrada do elemento de conversão de comprimento de onda 110, e por meio disso, fornecer uma outra chance que a luz seja emitida a partir do lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda 110.

Por motivo de comparação, Fig. 7 ilustra um dispositivo de iluminação 800 que é descrito em mais detalhe na U.S. Pub. 2005/0270775, com o título de "Remote Wavelength Conversion in an Illumination Device", por Gerard Harbers et al, que tem o mesmo cessionário que a presente aplicação e a integralidade do qual é incorporada aqui para referência. O dispositivo de iluminação inclui uma fonte de luz de LED azul/UV 802 que produz luz que é colimada por um colimador 808 e refletida por um espelho dicróico 810 e concentrada através de um outro colimador 814 em direção a um elemento de fósforo 812. O elemento de fósforo 812 é montado em um substrato reflexivo 815 e um dissipador de calor 816. A estrutura intensificada de radiação 822 (e/ou o componente de recuperação de polarização) é ilustrada como montada sobre o elemento de fósforo 812. A luz convertida pelo fósforo é colimada pelo colimador 814 e transmitida através do espelho dicróico 810. A luz não convertida é refletida fora substrato reflexivo 815 e espelho dicróico 810 para ser reciclada pelo LED 802. Em uma outra modalidade, o espelho dicróico 810 pode ser substituído por um filtro dicróico que transmite a luz de emissão azul/UV e reflete a luz convertida pelo fósforo, conforme ilustrado na Fig. 17. O elemento de fósforo emite luz emitida à frente para fora do sistema e a luz emitida para trás é colimada de novo e refletida pelo filtro dicróico. Tal uma modalidade é descrita em mais detalhes no U.S. N0 de Ser. 11/248.945, código o título "Illumination System With Optical Concentrator And Wavelength Converting Element", por Serge J. Bierhuizen et al., depositada em 11 de outubro de 2005, que tem o mesmo cessionário que a presente aplicação e a integralidade do qual é aqui incorporada para referência. Em ambas as modalidades, recurso ópticos de colimação/concentração são usados antes e após a filtragem de comprimento de onda pelo filtro/espelho dicróico. Conseqüentemente, a eficiência de tal um dispositivo de iluminação depende enormemente da eficiência dos componentes ópticos de colimação e concentração.

Em comparação ao dispositivo de iluminação 800, um dispositivo de iluminação 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção reduz custo e dimensões, enquanto melhorando reciclagem da luz emitida para trás ou da luz emitida à frente que é reciclada. Mais ainda, a luz não necessita ser colimada antes do elemento de filtro de cor no dispositivo de iluminação 100. Ainda, o dispositivo de iluminação 100 evita união do fósforo para uma fonte de luz, o que reduz efeitos negativos tais como desgaste termicamente induzido causado pelo erro de CTE em comparação com o dispositivo mostrado na Fig. 7.

Referindo de volta à Fig. 1, deve ser entendido que dependendo da espessura e concentração do material de conversão de comprimento de onda no elemento de conversão de comprimento de onda 110, nem toda luz de emissão azul pode ser convertida. A luz de emissão azul não convertida pode ser permitida escapar através do lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110. Em uma modalidade, contudo, um segundo elemento de separação de cor 118 é usado para refletir a luz de emissão não convertida de volta para o elemento de conversão de comprimento de onda. Como mostrado na Fig. 1, o lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ser diretamente revestido com um filtro dicróico para servir como o segundo elemento de separação de cor 118. Fig. 8 ilustra as características de transmissão como uma função do comprimento de onda como uma média dos diferentes ângulos de incidência para uma modalidade adequada do revestimento dicróico que serves como o segundo elemento de separação de cor 118. Como ilustrado na Fig. 8, o segundo elemento de separação de cor 118 é configurado para refletir a maioria da luz azul e transmitir a luz convertida laranja/vermelha neste exemplo. Como discutido acima, a produção de um adequado elemento de separação de cor 118 que produz as características de transmissão desejadas está bem dentro do conhecimento daqueles qualificados na arte. Deve ser entendido, contudo, que o segundo elemento de separação de cor 118 não necessita ser usado se desejado.

Em adição, se desejado, os lados 120 do elemento de

conversão de comprimento de onda 110 podem ser revestidos com um revestimento de reflexão protegido 122, tal como prata ou alumínio, para refletir qualquer luz que bate nos lados 120 de volta no elemento de conversão de comprimento de onda 110 para eficiência de extração melhorada. Os lados 120 podem também ser ásperos para espalhar a luz refletida. Em uma outra modalidade, a luz dentro do elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ser espalhada através de regiões de espalhamento internas, tal como buracos intencionais ou micro-cavidades no elemento de conversão de comprimento de onda 110 causando espalhamento de MIE dentro do elemento de conversão de comprimento de onda 110. Em algumas modalidades, os lados 120 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 podem ser ângulos tais que o lado de entrada Ille o lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda têm diferentes áreas. As Figs. 9 A e 9B ilustram modalidades dos elementos de conversão de comprimento de onda 110a e 110b, respectivamente, com ângulos laterais. Como ilustrados na Fig. 9 A, os lados 120a estão com ângulos para fora tal que o lado de entrada Illa tem uma área menor do que o lado de saída 112a do elemento de conversão de comprimento de onda 110a. Contrariamente, como ilustrado na Fig. 9B, os lados 120b estão com ângulos para dentro tal que o lado de entrada Illb tem uma área maior do que o lado de saída 112b do elemento de conversão de comprimento de onda 110b. O ângulo ótimo dos lados (ou para dentro ou para fora) depende da aplicação que pode aumentar ou diminuir a área de superfície de emissão e por meio disso, aumenta ou diminui o brilho da fonte. Em uma outra modalidade, o lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ter superfície áspera para intensificar a extração de luz no lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda. Fig. 10, à título de exemplo, ilustra uma modalidade de um elemento de conversão de comprimento de onda 110' com um elemento de separação de cor 116 no lado de entrada 111 do elemento de conversão de comprimento de onda 110' e o lado de saída 112' é uma superfície áspera. A aspereza da superfície do lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110' pode ser efetuada usando métodos de processamento bem conhecidos, tal como estampa à banho químico, secagem química e técnicas relacionadas.

Como ilustrado na Fig. 1, o elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ser acoplado termicamente à e preso por um ou mais lados 120 por um dissipador de calor 130 para fornecer resfriamento compacto e de baixo custo. A porção, i. e., menos do que aproximadamente 30%, de, ou o lado de saída 112 ou o lado de entrada 111 (ou ambos) do elemento de conversão de comprimento de onda 110, pode também estar em contato com o dissipador de calor 130, e. g., para estabilidade. Assim sendo, a área de entrada área do elemento de conversão de comprimento de onda 110, i. e., a área do lado de entrada 111 que recebe luz proveniente da fonte de luz 102, e a área de saída do elemento de conversão de comprimento de onda 110, i. e., a área do lado de saída 112 pela qual a luz é externamente emitida do elemento de conversão de comprimento de onda 110, não são suportadas pelo dissipador de calor 130. Em algumas modalidades, o revestimento de reflexão 122 pode também ser depositado na porção do lado de saída 112 (ou o lado de entrada 111) que é coberto com o dissipador de calor 130 para auxiliar na reciclagem. Alternativamente, o revestimento de reflexão 122 pode ser depositado no dissipador de calor 130 ou pode ser parte do próprio dissipador de calor 130, e. g., onde o dissipador de calor 130 é fabricado de um material reflexivo. O dissipador de calor 130 e/ou o revestimento de reflexão 122 no lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ser usado para controlar a área de saída e por meio disso, a extensão do sistema. A laje de cerâmica luminescente que pode servir como o elemento de conversão de comprimento de onda 110 pode ser facilmente suportado pelos lados 120. Mais ainda, a cerâmica luminescente tem boa condutividade térmica, aproximadamente maior do que 10W/(mK). O uso de um dissipador de calor 130, que retém o elemento de conversão de comprimento de onda 110 somente, por pelo menos, um lado 120 (e uma possível pequena porção do lado de saída 112 e/ou lado de entrada 111) é vantajoso que isto reduz perdas de óptica causada por recipientes de calor convencionais que suportam os elementos de conversão de comprimento de sobre o inteiro lado de saída ou de entrada. Mais ainda, porque os recipientes de calor convencionais, usados com elementos de conversão de comprimento de onda são produzidos com safira ou outro material similar, o custo é reduzido com o dissipador de calor 130.

Ainda, o dissipador de calor 130 fornece a habilidade para mecanicamente posicionar o elemento de conversão de comprimento de onda 110 próximo à fonte de luz 102 enquanto controlando a temperatura do elemento de conversão de comprimento de onda 110 para melhorar eficiência do elemento de conversão de comprimento de onda 110. Como ilustrado na Fig. 1, o dissipador de calor 130 pode ser acoplado ao dissipador de calor 106 da fonte de luz 102. Alternativamente, o dissipador de calor 130 e o dissipador de calor 106 pode ser um único dissipador de calor. Alternativamente, o dissipador de calor 130 pode ser separado do dissipador de calor 106. Adicionalmente, o dissipador de calor 130 pode incluir elementos de resfriamento tais como barbatanas 131. Outros elementos de resfriamento ou transferência de calor podem ser usados se desejados, tal como tubos térmicos. O dissipador de calor 130 pode ser produzido e. g., usando cobre ou outro material condutivo, tal como alumínio ou grafite. Cobre, à título de exemplo, tem uma condutividade térmica alta de aproximadamente 390 W/(mK). A condutividade térmica do grafite no plano basal (>1000 W/(mK)) é muito maior do que a condutividade térmica do grafite através do plano basal (<100 W/(mK)). Assim sendo, um dissipador de calor 130 fabricado com grafite deve ser orientado com o plano basal direcionado para longe do elemento de conversão de comprimento de onda 110. Figs. IlA e IlB ilustram vistas de lado de diferentes possíveis modalidades de um dissipador de calor 132 e 134, respectivamente, que retém o elemento de conversão de comprimento de onda 110 pelo lado. Onde os recipientes de calor 132 e 134 são fabricados de grafite, o plano basal é ilustrados pelas setas 133 e 135. Fig. 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma outra possível modalidade de um dissipador de calor 136, que retém o elemento de conversão de comprimento de onda 110 pelo lado.

Fig. 13 ilustra um gráfico ilustrando a transferência de calor de um elemento de conversão de comprimento de onda 110 que é uma cerâmica luminescente de Imm de espessuras e que é de 20mm χ 20mm e tem uma condutividade térmica de 14W/(mK) e é envolvido por um dissipador de calor fabricado de cobre que é similar àquele mostrado na Fig. 12. O retângulo do centro no gráfico ilustra a posição da fonte de calor, i. e., a área do elemento de conversão de comprimento de onda 110 que é aquecida pela fonte de luz 102, que é centrada relativa ao elemento de conversão de comprimento de onda e tendo dimensões de 7mm χ 4mm e produz 7W de calor. Como pode ser visto na Fig. 13, o elemento de conversão de comprimento de onda 110 de cerâmica luminescente eficientemente transfere a energia absorvida pelos lados onde o calor pode ser retirado pelo dissipador de calor 130.

Como ilustrado na Fig. 1, o dispositivo de iluminação 100 pode também incluir recursos ópticos de reflexão 140 que podem ser usados para colimar e/ou reciclar o luz. Recursos ópticos de reflexão 140 são similares aqueles descritos no U.S. Serial No. 11/104,220, com o título "Illuminators Using Reflective Optics With Recycling and Color Mixing", por Gerard Harbers et al, depositada em 11 abril de 2005, que tem o mesmo cessionário que a presente divulgação e a integralidade do qual é aqui incorporada para referência. Recursos de reflexão 140 incluem uma porção de lado 142 que forma, e. g., um refletor parabólica para colimar a luz emitida pela fonte de luz 102 através da entrada dos recursos de reflexão 140, que são opticamente acoplados ao lado de saída 112 do elemento de conversão de comprimento de onda 110. A porção do lado 142 pode ter formas outras do que parabólica se desejado. O refletor vai tipicamente ter a seção transversal circular ou retangular. A porção do lado do refletor parabólico 142 é feito de ou revestido com um material reflexivo, tal como alumínio, prata, ou película reflexiva de 3M ESR ou qualquer outro material reflexivo apropriado. Alternativamente, o recurso óptico de reflexão 140 pode ser um material transparente sólido, tal como plástico ou vidro, usa reflexão interna total (TIR) causada pela diferença entre índices de retração de material e ar para colimação de luz para refletir e colimar a luz.

Os recursos ópticos de reflexão 140 podem também incluir uma abertura de reflexão, que é formada de um disco de reflexão 144 que define uma saída na forma de abertura 146. O disco de reflexão 144 pode ser integrado com os recursos ópticos de reflexão 140 ou pode ser um pedaço separado que é acoplado com os recursos ópticos de reflexão 140. A abertura 146 pode ser de forma circular, quadrada ou qualquer outra desejada. Qualquer luz que não seja direcionada através da abertura 146 é refletida de volta nos recursos ópticos 140. A luz refletida é então eventualmente refletida de novo em direção à abertura 146 para criar um feixe de luz colimada concentrada. A abertura 146 pode incluir um espelho de polarização tal que a luz tendo somente um certo estado de polarização é transmitido enquanto a luz com outros estados de polarização é refletida de volta nos recursos ópticos 140.

Fig. 14 ilustra um outro dispositivo de iluminação 200 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O dispositivo de iluminação 200, similar ao dispositivo de iluminação 100, inclui uma fonte de luz 202, que pode ser, e. g., um ou mais LEDs azul ou UV 204 montados em um dissipador de calor 206. Em algumas modalidades, os diodos de emissão de luz 204 pode ser montados em um suporte inferior (não mostrado), que é montado no dissipador de calor 206. O padrão de emissão angular dos LEDs 204 pode ser de Lambert ou controlados usando, e. g., uma estrutura em treliça fotônica. Um elemento concentrador 210 é posicionado tal que a entrada ou lado de entrada 212 do elemento concentrador 210 é preso próximo à fonte de luz 202 para capturar uma grande porção da total distribuição angular. Um elemento de separação de cor de alta aceitação angular 214 pode ser diretamente ou indiretamente aplicado ao lado de entrada 212 do elemento concentrador 210. O elemento de separação de cor 214 pode ser similar ao elemento de separação de cor 116 descritas acima.

O elemento concentrador 210 pode ser formado com os lados 216 feitos de ou revestidos com um material reflexivo, tal como alumínio, prata, ou película reflexiva de 3M ESR ou qualquer outro material reflexivo apropriado. Alternativamente, o elemento concentrador 210 pode ser um material transparente sólido, tal como plástico ou vidro, usa reflexão interna total (TIR) causada pela diferença entre índices de refração de material e ar para colimação de luz para refletir e colimar a luz. O elemento concentrador 210 reflete e concentra a luz em um elemento de conversão de comprimento de onda 220 posicionado na saída ou lado de saída 218 do elemento concentrador 210, e por meio disso, aumentando o nível de irradiação de uma luz (W/mm2) entrando o elemento de conversão de comprimento de onda 220. O elemento de conversão de comprimento de onda 220 pode ser similar ao elemento de conversão de comprimento de onda 110 discutido em referência à Fig. 1.

Fig. 15 mostra um vista em proximidade do elemento de conversão de comprimento de onda 220. Como pode ser visto na Fig. 15, os lados do elemento de conversão de comprimento de onda 220 são revestidos com um revestimento reflexivo 222, tal como prata ou alumínio, que fornece reciclagem de abertura (extensão). O revestimento de reflexão 222 reflete a luz de volta no elemento de conversão de comprimento de onda 220 e no elemento concentrador 210 para reciclagem, como ilustrados pelas setas na Fig. 15. Um dissipador de calor 230 retém o elemento de conversão de comprimento de onda 220 pelos lados. Adicionalmente, o dissipador de calor 230 e o revestimento de reflexão 222 se entende sobre o lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda 220 para servir como uma abertura de reflexão. Mais ainda, a extensão do dissipador de calor 230 sobre o lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda aumenta a área de resfriamento ativo que benéfico devido à densidade de energia aumentada no elemento de conversão de comprimento de onda 220. Fig. 16 ilustra uma vista de topo de uma abertura de saída retangular formada pelo elemento concentrador 210, o elemento de conversão de comprimento de onda 220 e o dissipador de calor 230, que limita a área de emissão e a extensão do sistema para estreitamente coincidir a aceitação de sistema e o projeto dos subseqüentes recursos ópticos.

Dependendo da espessura e concentração de material de conversão de comprimento de onda no elemento de conversão de comprimento de onda 220, nem toda luz pode ser convertida. Um segundo elemento de separação de cor 224 pode ser diretamente revestido no lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda 220 ou, alternativamente, a superfície do lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda 220 pode ser áspera. Em uma outra modalidade, o segundo elemento de separação de cor 224 pode ser posicionado próximo mas não diretamente revestidos no elemento de conversão de comprimento de onda 220. As características de transmissão como uma função do comprimento de onda como uma média dos diferentes ângulos de incidência para uma modalidade adequada do revestimento dicróico que serve como o segundo elemento de separação de cor 224 são ilustrados na Fig. 8.

Por motivo de comparação, a Fig. 17 ilustra um dispositivo de iluminação 850 que é descrito em mais detalhes em U.S. Ser. No. 11/248,945, com título "Illumination System With Optical Concentrator And Wavelenght Converting Element", por Serge J. Bierhuizen et al., depositado em 11 de Outubro, 2005, e em U.S. N0 de Série 11/104,220, com título ""Illuminators Using Reflective Optics With Recycling and Color Mixing", por Gerard Harbers et al., depositados entrada 11 de abril de 2005, ambos do quais têm o mesmo cessionário que a presente divulgação e a integralidade de cada um é aqui incorporada para referência. O dispositivo de iluminação 850 inclui um LED de fonte de luz azul/UV 852 que produz luz que é colimada por um colimador 854 e transmitida por um filtro dicróico 856 e concentrada por um concentrador sólido 858 em direção a um elemento de fósforo 862 que é montado em um disco de safira cônico 860 revestido de prata/alumínio, que é usado para resfriar o elemento de fósforo 862. A luz convertida pelo fósforo é transmitido para fora do sistema ou reciclada através do filtro dicróico 856. A luz convertida que é transmitida para fora do sistema é parcialmente reciclada por um colimador 864 com uma abertura de reflexão 866 que forma uma abertura retangular para limitar a extensão para a aceitação do sistema. Fig. 18 ilustra a vista de topo da abertura retangular formada pela abertura de reflexão e o colimador de reciclagem 864.

Em comparação ao dispositivo de iluminação 850, um dispositivo de iluminação 200 da Fig. 14, de acordo com uma modalidade da presente invenção, reduz custo e dimensões, enquanto melhorando a reciclagem da luz emitida para trás ou a luz reciclada secundária. Ainda, a eficiência do dispositivo de iluminação 200 é aumentada conforme a luz reciclada (extensão) da abertura não é primeiro colimada, então refletida por uma abertura externa como no dispositivo de iluminação 850, mas é diretamente reciclada na interface do elemento de conversão de comprimento de onda 220 interface. Ainda, com o dissipador de calor 230 que retém o elemento de conversão de comprimento de onda 220 primeiramente pelos lados, o disco de safira 860 que suporta o elemento de fósforo862 sobre a superfície de entrada é eliminado, e por meio disso, melhorando o custo e eficiência.

Conseqüentemente, o dispositivo de iluminação 200 aumenta o brilho e reduz tamanho e custo através da reciclagem de abertura (extensão) diretamente no elemento de conversão de comprimento de onda 220 em vez de usar reciclagem secundária usando um colimador 864, que resulta em perdas não queridas. Reciclagem de abertura direta no elemento de conversão de comprimento de onda 220 também possibilita uma melhorada e projeto térmico de menor custo que não requer um disco de safira revestido de prata 860 através de um aumento efetivo de área de superfície de resfriamento.

Embora a presente invenção é ilustrada em conexão com modalidades específicas para propósitos de instrução, a presente invenção não é aqui limitada. Várias adaptações e modificações podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção. Por conseguinte, o espírito e escopo das reivindicações anexas não devem ser limitados à precedente descrição.

Claims

1. Dispositivo de iluminação, caracterizado pelo fato de compreender: - uma fonte de luz emitindo luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda; - um elemento de conversão de comprimento de onda que recebe a emitida luz proveniente da fonte de luz, o elemento de conversão de comprimento de onda pelo menos, de forma parcial, convertendo a luz emitida tendo uma primeira faixa de comprimento de onda em luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda; e - um dissipador de calor termicamente retendo o elemento de conversão de comprimento de onda tal que o elemento de conversão de comprimento de onda não está em contato com a fonte de luz, o dissipador de calor retendo o elemento de conversão de comprimento de onda por pelo menos, um lado do elemento de conversão de comprimento de onda tal que, nem uma área de entrada do elemento de conversão de comprimento de onda que recebe a luz emitida proveniente da fonte de luz nem uma área de saída do elemento de conversão de comprimento de onda a partir do qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida pelo elemento de conversão de comprimento de onda, são suportados pelo dissipador de calor.

2. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dissipador de calor cobre uma porção de um lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda para definir a área de saída do elemento de conversão de comprimento de onda.

3. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a porção do lado de saída coberto pelo dissipador de calor é aproximadamente 30% ou menor.

4. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz inclui pelo menos, um diodo de emissão de luz.

5. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, ainda caracterizado pelo fato de compreender um elemento de separação de cor diretamente acoplado ao elemento de conversão de comprimento de onda, em que o dissipador de calor retém o elemento de conversão de comprimento de onda e o elemento de separação de cor tal que nem o elemento de conversão de comprimento de onda nem o elemento de separação de cor estão em contato direto com a fonte de luz.

6. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação de cor é um revestimento aplicado com o elemento de conversão de comprimento de onda.

7. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação de cor é posicionado entre a fonte de luz e o elemento de conversão de comprimento de onda.

8. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda um segundo elemento de separação de cor, o elemento de separação de cor e o segundo elemento de separação de cor estando em lados opostos do elemento de conversão de comprimento de onda.

9. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, ainda caracterizado pelo fato de compreender um elemento óptico tendo uma entrada e uma saída, a entrada é opticamente acoplada ao elemento de conversão de comprimento de onda para receber a luz tendo uma segunda faixa de comprimentos de onda do elemento de conversão de comprimento de onda.

10. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um elemento óptico tendo uma superfície de entrada e uma superfície de saída, a superfície de entrada opticamente acoplada à fonte de luz para receber a luz tendo uma primeira faixa de comprimentos de onda da fonte de luz, o dissipador de calor retendo o elemento de conversão de comprimento de onda da superfície de saída.

11. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 10, ainda caracterizado pelo fato de compreender um elemento de separação de cor acoplado à superfície de entrada do elemento óptico.

12. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz é termicamente acoplada ao dissipador de calor.

13. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um revestimento de reflexão entre o dissipador de calor e o elemento de conversão de comprimento de onda.

14. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o revestimento de reflexão é um de, prata e alumínio.

15. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a superfície do elemento de conversão de comprimento de onda coberta pelo revestimento de reflexão é áspera.

16. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de conversão de comprimento de onda tem um lado de entrada que recebe a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda proveniente de uma fonte de luz e um lado de saída a partir do qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida e lados angulares entre o lado de entrada e lado de saída tal que o lado de entrada e lado de saída têm diferentes áreas.

17. Dispositivo de iluminação, caracterizado pelo fato de compreender: - uma fonte de luz emitindo luz ao longo de um caminho óptico, a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda; - um elemento de conversão de comprimento de onda montado no caminho óptico para receber a luz emitida tendo uma primeira faixa de comprimento de onda, o elemento de conversão de comprimento de onda convertendo a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda em luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda; e - um elemento de separação de cor diretamente acoplado ao elemento de conversão de comprimento de onda, caracterizado pelo fato de que o elemento de conversão de comprimento de onda e o elemento de separação de cor não estão em contato direto com a fonte de luz ao longo do caminho óptico.

18. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação de cor é um revestimento aplicado ao elemento de conversão de comprimento de onda.

19. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação de cor é posicionado entre o elemento de conversão de comprimento de onda e a fonte de luz.

20. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de conversão de comprimento de onda tem um lado de entrada que recebe a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda proveniente da fonte de luz e um lado de saída a partir do qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida, o dispositivo de iluminação ainda compreendendo um segundo elemento de separação de cor, o elemento de separação de cor sendo diretamente acoplado ao lado de entrada e o segundo elemento de separação de cor sendo acoplado ao lado de saída.

21. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda um dissipador de calor, o dissipador de calor sendo termicamente acoplado à e retendo o elemento de conversão de comprimento de onda, o dissipador de calor sendo configurado para manter o elemento de conversão de comprimento de onda tal que uma área de entrada do elemento de conversão de comprimento de onda que recebe a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda proveniente da fonte de luz e uma área de saída do elemento de conversão de comprimento de onda a partir do qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida, não são suportados pelo dissipador de calor.

22. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o dissipador de calor retém o elemento de conversão de comprimento de onda por pelo menos, um lado.

23. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o dissipador de calor é acoplado para um lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda, o dissipador de calor definindo a área de saída do elemento de conversão de comprimento de onda.

24. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz é termicamente acoplada ao dissipador de calor.

25. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz inclui pelo menos, um diodo de emissão de luz.

26. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de conversão de comprimento de onda tem um lado de entrada que recebe a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda proveniente da fonte de luz e um lado de saída a partir do qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida e lados entre o lado de entrada e o lado de saída, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de iluminação ainda compreende um revestimento de reflexão em pelo menos, um lado do elemento de conversão de comprimento de onda.

27. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o revestimento de reflexão é um de prata e alumínio.

28. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os lados do elemento de conversão de comprimento de onda são ásperos.

29. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os lados fazem ângulos tal que o lado de entrada e lado de saída têm áreas diferentes.

30. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de conversão de comprimento de onda tem um lado de entrada que recebe a luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda proveniente da fonte de luz e um lado de saída a partir da qual a luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda é emitida, o lado de saída do elemento de conversão de comprimento de onda sendo áspero.

31. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda um colimador óptico tendo uma entrada e uma saída, a entrada é opticamente acoplada ao elemento de conversão de comprimento de onda para receber a luz tendo uma segunda faixa dos comprimentos de onda proveniente do elemento de conversão de comprimento de onda, o colimador óptico aproximadamente colimando a luz recebida na entrada proveniente do elemento de conversão de comprimento de onda.

32. Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um concentrador óptico tendo uma superfície de entrada e uma superfície de saída, a superfície de entrada opticamente acoplada à fonte de luz para receber a luz tendo uma primeira faixa dos comprimentos de onda provenientes da fonte de luz, o concentrador óptico concentrando a luz recebida na superfície de entrada para a superfície de saída que é menor do que a superfície de entrada, o elemento de conversão de comprimento de onda montado na superfície de saída; e - um segundo elemento de separação de cor acoplado à superfície de entrada do concentrador óptico .