[發(fā)明專利]光源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310131462.2
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103292254A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡飛;李屹;楊毅
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: F21V13/00
• 分類號: F21V13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為申請?zhí)枮?01110403775.X、申請日為2011年12月7日、發(fā)明名稱為“光源”的專利申請的分案申請。本發(fā)明涉及光源，尤其涉及基于光波長轉(zhuǎn)換的光源。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)光源如熒光燈、白熾燈、超高性能燈或氙燈等難以做到高效率、長壽命。隨著固態(tài)光源的發(fā)展，發(fā)光二極管（LED,Light?Emitting?Diode）和半導(dǎo)體激光器逐步走入照明和顯示市場。

產(chǎn)生白光或色光的方式一般有兩種：一種是直接利用色光光源如紅、綠或藍光LED來提供色光，或利用這些色光來合成白光；另一種是基于光波長轉(zhuǎn)換用激發(fā)光源來激發(fā)光波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生色光，進而利用激發(fā)光或激發(fā)產(chǎn)生的各種色光來合成白光。例如以能產(chǎn)生短波長如藍光或UV光的光源為激發(fā)光源來激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料，例如但不限于如熒光粉。以綠光為例，目前的綠光LED或綠光激光器因難以做到高效，價格很高；反之，藍光和UV光的固態(tài)器件效率高且價格低，采用后一種方案來產(chǎn)生綠光無疑具有更大的市場前景。

以熒光粉為例，傳統(tǒng)基于光轉(zhuǎn)換及采用LED芯片的光源一般將熒光粉設(shè)在LED芯片表面。其不足之處在于：部分受激發(fā)光穿透熒光粉層背向散射回LED芯片時，由于LED芯片對光具有一定的吸收率，這部分受激發(fā)光不會被完全反射成光源的出射光，會具有一定的損耗；另外，LED芯片發(fā)出的熱與熒光粉發(fā)出的熱之間存在互相影響，將降低LED芯片的發(fā)光效率和熒光粉的轉(zhuǎn)換效率，甚至縮短LED器件的壽命。因此，此類結(jié)構(gòu)的光源難以做到高亮度。

美國專利US?7,070,300B2為克服上述缺陷，采用一種分離LED和熒光粉的方法，具體如圖1所示。將來自一個或多個LED光源102的激發(fā)光以光學(xué)準直裝置108來準直，再利用波長選擇片110來把這些激發(fā)光反射到另一個準直裝置114進行聚焦后投射往熒光粉片112，來自該熒光粉片112的受激發(fā)光透射所述波長選擇片110而提供為光源的出射光。在該方案中，受激發(fā)光不會回射到LED芯片，LED芯片產(chǎn)生的熱和熒光粉產(chǎn)生的熱不會互相影響。而波長選擇片110對激發(fā)光和受激發(fā)光起到的光路區(qū)分作用有助于受激發(fā)光的提取，及使絕大部分背向散射的受激發(fā)光或激發(fā)光得到循環(huán)利用，基本能解決上述傳統(tǒng)技術(shù)所存在的問題。但該方案也存在其不足之處：基于現(xiàn)有LED芯片一般呈方形或矩形，其出射光呈朗伯分布，能高效率收集并準直來自該LED芯片的光的光學(xué)模組較難以被設(shè)計并制作出來；這或也是該發(fā)明產(chǎn)品至今未見商業(yè)化的一個重要原因。此外，由于波長選擇片110的分光，激發(fā)光未能被提供為光源的出射光，以當選擇藍光LED為激發(fā)光源時為例，光源若需要藍光成份需得再加一組藍光LED和準直系統(tǒng)來進行合光，勢必增加光源成本且加大了光源的體積和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種光源，以簡單的光路和結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)激發(fā)光源和光波長轉(zhuǎn)換材料的分離。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思為：在分離激發(fā)光源和光波長轉(zhuǎn)換材料的同時，既要允許受激發(fā)光單獨被提取的情況存在，也要容許受激發(fā)光和未被吸收利用的激發(fā)光同時被提取的情況存在，為此為節(jié)省光源的占體空間而考慮使激發(fā)光和受激發(fā)光共用光路時，還要注意避免引入激發(fā)光的引入裝置對受激發(fā)光反射或透射所造成的損失；本發(fā)明注意到光波長轉(zhuǎn)換材料的受激發(fā)光具有近似朗伯分布的特點，其對應(yīng)的光收集裝置應(yīng)有較大的光血擴展量，而同時入射的激發(fā)光束最好具有較小的光學(xué)擴展量來提高光波長轉(zhuǎn)換材料的光轉(zhuǎn)換效率，從而本發(fā)明想到可以通過限制所述引入裝置的光學(xué)擴展量來減少該引入裝置對受激發(fā)光的影響，即，可以利用入射光源的光學(xué)擴展量和光波長轉(zhuǎn)換材料的受激發(fā)光的光學(xué)擴展量的差異來將激發(fā)光的入射光路引入到受激發(fā)光的出射光路中，同時降低該引入對未被吸收的受激發(fā)光造成的損耗，這樣達到區(qū)分受激發(fā)光和激發(fā)光光路的同時，便于簡化光源的結(jié)構(gòu)。

作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)方案是，提供一種光源，包括用來提供激發(fā)光的激發(fā)光源，遠離激發(fā)光源的光波長轉(zhuǎn)換部件，該光波長轉(zhuǎn)換部件包括用來將激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激發(fā)光的光波長轉(zhuǎn)換材料；還包括用來引導(dǎo)激發(fā)光入射到光波長轉(zhuǎn)換材料上的光引導(dǎo)部件，以及用來收集源自光波長轉(zhuǎn)換材料的受激發(fā)光的光收集部件；尤其是，為了區(qū)分開受激發(fā)光和激發(fā)光的光路，所述光引導(dǎo)部件的光學(xué)擴展量小或等于所述光收集部件的光學(xué)擴展量的1/4，從而利用該光引導(dǎo)部件來引入激發(fā)光的同時避免受激發(fā)光通過該光引導(dǎo)部件過度逃逸。