CN102679209A - 带有光波导的高亮度白光光源 - Google Patents

带有光波导的高亮度白光光源 Download PDF

Info

Publication number
CN102679209A
CN102679209A CN2012100873615A CN201210087361A CN102679209A CN 102679209 A CN102679209 A CN 102679209A CN 2012100873615 A CN2012100873615 A CN 2012100873615A CN 201210087361 A CN201210087361 A CN 201210087361A CN 102679209 A CN102679209 A CN 102679209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
white
fiber waveguide
light source
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100873615A
Other languages
English (en)
Inventor
周宏�
张丽
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2012100873615A priority Critical patent/CN102679209A/zh
Publication of CN102679209A publication Critical patent/CN102679209A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种带有光波导的高亮度白光光源，其不同之处在于：其包括激发光源、与激发光源对应的光波导，光波导具有入射端口和出射端口，在光波导的出射端口连接有白光激发体，白光激发体内设置有荧光粉，所述激发光源所发射的光通过光波导传输后激发白光激发体中的荧光粉从而组合成白光。本发明带有光波导的高亮度白光光源具有较高的电光转换效率和光通量；荧光粉远离激发光源，荧光粉本身不需冷却就可以延缓退化；结构紧凑，很适应于需要使用光波导引导白光的场合。

Description

带有光波导的高亮度白光光源
技术领域
本发明涉及一种带有光波导的高亮度白光光源。
背景技术
照明在人类的现代生活中无处不在。由于人类眼睛只能在可见光波段感光，所以在很多场合光线很弱的时候，都需要使用光源照明。而为了更好的分辨物体的本质，包括物体的自有颜色和质感，白光照明是最普遍使用的照明光源。家用、医用、汽车、船舶以及工业应用中，都需要使用带有光波导的高亮度白光光源。例如医用中使用的内窥镜光源。
传统的带光波导的白光光源一般使用白炽灯泡，有时使用反射镜或者聚焦透镜将光束汇聚，然后导入光波导中，引导到需要照明的部位。随着LED（发光二极管）的快速发展，由于LED相对于白炽灯泡的寿命长、电光转化效率高，使用LED作为激发光源的白光光源陆续出现。这种白光光源的制备方法一般为使用蓝光LED为激发光源，激发黄色荧光粉产生黄色光，由这些黄光与透射的蓝光混合，获得白光。或者直接由红绿蓝三基色LED封装在一起直接混合成白光，还可以由紫外LED或者LD（半导体激光器）作为激发光源，激发红绿蓝三种荧光粉按一定比例调和在一起的混合荧光粉，从而形成白光光源。然而由于高功率LED的发热非常严重，即使采取制冷措施也无法完全解决，而白光荧光粉直接封装在LED管芯上，在高温下其效率下降很快，寿命大大缩短，并且随着温度的变化，所激发出来的白光色温与显色指数都会相应改变，从而影响照明品质，对白光LED的老化研究表明，荧光粉的老化明显快于激发光源的老化速度，是现阶段制约白光LED使用寿命的主要因素。同时，上述白光光源制备方式在需要使用光波导的情况下存在一些问题。虽然随着现代半导体工业的发展，LED和LD的研发进展很快，功率高达几瓦的LD和LED已经出现，但是，单个白光LED光亮度跟普通白炽灯比起来还是不够，在许多要求高亮度的应用中，都无法达到要求。因此一般采用多只白光LED组成阵列的方式加以解决。而在需要使用光波导的多种场合中，由于光波导的耦合效率很低，就相应需要很多根光纤密集排列或者尺寸很大的光波导。另一种解决方式是在光波导耦合前，使用聚焦装置将白光先行聚焦，或者将激发光源的光束聚焦到光波导端面上，再激发白光荧光粉，然后通过光波导将白光引导到需要照明的位置。这两种方式都会大大增加成本以及系统的复杂程度以外，由于被激发出的白光是随机的在空间里往四周随机发射，其发散角是整个空间角，因此即使使用聚焦装置也只能汇聚很小一部分进入光波导之中；聚焦激发光源到光波导端面的方法，不但仅仅只有小于光波导的进入角的一个立体角的光线才能进入光波导传导，耦合效率很低；而且，由于聚焦后激发光源能量高度集中在荧光粉的一个很小的区域，这个区域的荧光粉容易老化，影响整个光源的寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耦合效率的带光波导的高亮度白光光源。
为实现以上发明目的，本发明的技术方案为：带有光波导的高亮度白光光源，其不同之处在于：其包括激发光源、与激发光源对应的光波导，光波导具有入射端口和出射端口，在光波导的出射端口连接有白光激发体，白光激发体内设置有荧光粉，所述激发光源所发射的光通过光波导传输后激发白光激发体中的荧光粉从而组合成白光。
按以上方案，所述白光激发体﹑激发光源和光波导的数量都可分别为一个或多个。
按以上方案，所述激发光源呈线列或阵列分布，光波导为相应的光纤阵列、扁平波导、导光板的一种。
按以上方案，所述激发光源为半导体激光器LD、发光二极管LED 。
按以上方案，所述半导体激光器LD或发光二极管LED发射的特征波长处于蓝光波段、紫外或者近紫外波段。
按以上方案，所述荧光粉能被激发光源所发射的光激发出黄光或者红绿光或者红蓝绿三基色光。
按以上方案，所述的光波导为单模或者多模的光纤，光波导材质包括聚合物或玻璃。
按以上方案，所述白光激发体包括一个或多个用来整形出射白光的反射镜或者透镜、用透明硅胶和环氧树脂调和均匀的白光荧光粉胶体。
按以上方案，所述反射镜或透镜是独立于白光荧光粉胶体以外的独立可换器件或者是与白光荧光粉胶体相对固定的部件。
按以上方案，所述每个光波导都有一个独立的白光激发体与之对应，或者多个光波导共同对应一个白光激发体。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明白光光源具有较高的电光转换效率和光通量；荧光粉远离激发光源，荧光粉本身不需冷却就可以延缓退化；本发明白光光源结构紧凑，很适应于需要使用光波导引导白光的场合。
附图说明
图1为本发明实施例白光光源的单光纤结构图；
图2为本发明实施例白光光源的多光纤结构图；
图3为本发明实施例白光光源的第一种特型波导结构图；
图4为本发明实施例白光光源的第二种特型波导结构图。
具体实施方式
如图1-图4所示，本发明实施方式的总体技术思路为：带有光波导的高亮度白光光源，其包括激发光源1、与激发光源对应的光波导2，光波导2具有入射端口和出射端口，在光波导2的出射端口连接有白光激发体3，白光激发体3内设置有荧光粉，所述激发光源1所发射的光通过光波导2传输后激发白光激发体3中的荧光粉从而组合成白光。
图1为第一个实施例的分解图，实际使用中，各个部件是紧密装配在一起的。光波导2选用单根的多模光纤，激发光源1选用金属管壳封装的半导体激光器或者发光二极管，发射出蓝色可见光或者紫外、近紫外光，这种激发辐射被直接耦合进单根的多模光纤，通过光纤将激发光低损耗的传输到需照明的位置，然后激发白光激发体3中包含的荧光粉，发出指定波长的光，组合形成白光，从而获得照明效果。反射镜4用于将白光会聚往希望的方向，其形状与结构可以根据使用要求与环境加以灵活设计。由于传统的方法是将荧光粉封装在半导体激光器的出射面上，其激发的白光发散角非常大，把这种白光耦合进光纤时，效率会很低。一般半导体激光器发射出来的光束发散角在一个方向上可能有大约120°，另一个方向一般小于30°，而发光二极管的发散角也普遍在120°以内，相比荧光粉胶体被激发出来的全方位角的白光辐射，其发射角小的多。实施例中将半导体激光器或者发光二极管发射出来的角度较小的光束直接耦合进光纤的入射端口5，极大的提高了耦合效率，因此到达光纤出射端口6的光通量得到很大提升，再用这束高亮度的激发辐射来激发白光激发体3获得高亮度的白光，从而满足照明需求。
图2为第二个实施例的示意图。图中使用与实施例一中相同规格的一系列白光光源，组成光源阵列，从而满足更高亮度或者大面积照明的需求。也可以将此实施例中的光纤束分成几组，传输到不同的地方，或者形成不同的照明角度与层次的组合。
图3为第三个实施例示意图。光波导2选用光纤阵列，激发光源1选用激发光源阵列，光纤阵列与激发光源阵列一一对应，然后将激发辐射传导到需要照明的位置，共同激发一个白光激发体3，获得高亮度的白光。白光激发体3可以根据需要制作成任何形状加以应用。
图4为第四个实施例分解示意图。激发光源1选用激发光源线列，光波导2选用扁平波导或者导光板，激发光源线列发出的激发辐射耦合到扁平波导或者导光板中，传输到指定位置，再由公共的白光激发体3激发形成白光输出。此种白光源可能用于平板电视、大型触摸屏等的背光照明中。其中波导部分可以根据需要设计成不同的形状与尺寸。
以上几个实施例中使用的激发光源发射出的激发辐射都可以是蓝光、紫外或者近紫外光，相应配合的白光荧光粉可以是激发出黄光与原有蓝光组合成白光，可以是激发出绿光和红光与原有蓝光组合成白光，也可以是直接激发出红绿蓝三基色光组合成白光。
本发明所述的反射镜与透镜可以是独立于白光荧光粉胶体以外的独立可换器件，也可以是与胶体相对固定的部分。进一步，透明胶体本身就可以按照要求塑性成为具有一定功能的透镜。
本发明所述的激发光源与对应光波导的入射端口之间，可以插入适当的光学元件，进一步提高耦合效率，从而提高白光亮度。光学元件可以是独立的聚焦元件，也可以是直接制作于光波导的输入端口上的透镜。
另外，显而易见，对于本领域的技术人员而言，根据本发明的启示也可以使用其他材料和形式的光波导、其他的激发光源、以及其他的被激发有色光组合形成白光光源。
本发明在不脱离其精神与范围的情况下，可以与上述特定的实施例的解释与说明不同的方式实施。因此这里所公开的具体细节不应理解为对本发明的限制，其只不过是向所属技术领域的技术人员传授本发明的各种使用方式的代表性的基本方式。

Claims (10)

1.带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：其包括激发光源、与激发光源对应的光波导，光波导具有入射端口和出射端口，在光波导的出射端口连接有白光激发体，白光激发体内设置有荧光粉，所述激发光源所发射的光通过光波导传输后激发白光激发体中的荧光粉从而组合成白光。
2.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述白光激发体﹑激发光源和光波导的数量都可分别为一个或多个。
3.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述激发光源呈线列或阵列分布，光波导为相应的光纤阵列、扁平波导、导光板的一种。
4.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述激发光源为半导体激光器LD、发光二极管LED 。
5.如权利要求4所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述半导体激光器LD或发光二极管LED发射的特征波长处于蓝光波段、紫外或者近紫外波段。
6.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述荧光粉能被激发光源所发射的光激发出黄光或者红绿光或者红蓝绿三基色光。
7.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述的光波导为单模或者多模的光纤，光波导材质包括聚合物或玻璃。
8.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述白光激发体包括一个或多个用来整形出射白光的反射镜或者透镜、用透明硅胶和环氧树脂调和均匀的白光荧光粉胶体。
9.如权利要求8所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述反射镜或透镜是独立于白光荧光粉胶体以外的独立可换器件或者是与白光荧光粉胶体相对固定的部件。
10.如权利要求1所述的带有光波导的高亮度白光光源，其特征在于：所述每个光波导都有一个独立的白光激发体与之对应，或者多个光波导共同对应一个白光激发体。
CN2012100873615A 2012-03-29 2012-03-29 带有光波导的高亮度白光光源 Pending CN102679209A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100873615A CN102679209A (zh) 2012-03-29 2012-03-29 带有光波导的高亮度白光光源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100873615A CN102679209A (zh) 2012-03-29 2012-03-29 带有光波导的高亮度白光光源

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102679209A true CN102679209A (zh) 2012-09-19

Family

ID=46811539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100873615A Pending CN102679209A (zh) 2012-03-29 2012-03-29 带有光波导的高亮度白光光源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102679209A (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103090235A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 重庆绿色智能技术研究院 一种基于激光的白光光源
CN103148395A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 重庆绿色智能技术研究院 基于激光器、光纤和发光部的白光光源及发光部制备方法
CN103883956A (zh) * 2012-12-24 2014-06-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光源及具有该光源的led车灯
CN104132262A (zh) * 2014-06-24 2014-11-05 电子科技大学 光纤直接耦合rgb三基色led冷光源
CN104141898A (zh) * 2014-06-24 2014-11-12 电子科技大学 高亮度光纤直接耦合led冷光源
CN104154498A (zh) * 2014-08-26 2014-11-19 四川汇源塑料光纤有限公司 一种使用单色光传输还原白光提高照度的方法及其装置
CN104315458A (zh) * 2014-11-03 2015-01-28 天津理工大学 一种激光光纤固态照明系统
CN104854398A (zh) * 2012-12-24 2015-08-19 德尔格医疗有限责任公司 用于对照明区域进行照明的照明设备
US9140839B2 (en) 2013-07-15 2015-09-22 Industrial Technology Research Institute Lighting module and optical fiber lighting device using the same
CN105937713A (zh) * 2015-03-02 2016-09-14 巴斯特与潘奇有限责任公司 灯泡
CN107314326A (zh) * 2017-08-18 2017-11-03 张玉森 一种隐形远光灯
CN109140260A (zh) * 2018-09-07 2019-01-04 浙江光塔节能科技有限公司 一种光纤光源系统及光源成型方法
CN109596578A (zh) * 2018-11-12 2019-04-09 中国科学院上海光学精密机械研究所 控温的嵌入式光致发光测试平台
WO2019140783A1 (zh) * 2018-01-18 2019-07-25 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 激光发光装置
USD979104S1 (en) 2020-02-28 2023-02-21 Buster And Punch Limited Light fitting
USD981631S1 (en) 2020-01-30 2023-03-21 Buster And Punch Limited Light fixture
USD987860S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb
USD987859S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1981216A (zh) * 2004-06-30 2007-06-13 3M创新有限公司 具有长波通型反射器的基于荧光物质的照明系统及其制造方法
CN101027520A (zh) * 2004-10-01 2007-08-29 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN101451683A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 口腔照明装置
WO2010150202A2 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 Oree, Advanced Illumination Solutions Inc. Illumination apparatus with high conversion efficiency and methods of forming the same
JP2011249573A (ja) * 2010-05-27 2011-12-08 三菱電機照明株式会社 発光装置及び波長変換シート及び照明装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1981216A (zh) * 2004-06-30 2007-06-13 3M创新有限公司 具有长波通型反射器的基于荧光物质的照明系统及其制造方法
CN101027520A (zh) * 2004-10-01 2007-08-29 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN101451683A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 口腔照明装置
WO2010150202A2 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 Oree, Advanced Illumination Solutions Inc. Illumination apparatus with high conversion efficiency and methods of forming the same
JP2011249573A (ja) * 2010-05-27 2011-12-08 三菱電機照明株式会社 発光装置及び波長変換シート及び照明装置

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9869451B2 (en) 2012-12-24 2018-01-16 Drägerwerk AG & Co. KGaA Illumination device for illuminating an illumination area
CN103883956A (zh) * 2012-12-24 2014-06-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光源及具有该光源的led车灯
CN104854398A (zh) * 2012-12-24 2015-08-19 德尔格医疗有限责任公司 用于对照明区域进行照明的照明设备
CN103090235B (zh) * 2013-01-30 2016-08-24 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种基于激光的白光光源
CN103090235A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 重庆绿色智能技术研究院 一种基于激光的白光光源
CN103148395A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 重庆绿色智能技术研究院 基于激光器、光纤和发光部的白光光源及发光部制备方法
US9140839B2 (en) 2013-07-15 2015-09-22 Industrial Technology Research Institute Lighting module and optical fiber lighting device using the same
CN104132262A (zh) * 2014-06-24 2014-11-05 电子科技大学 光纤直接耦合rgb三基色led冷光源
CN104141898A (zh) * 2014-06-24 2014-11-12 电子科技大学 高亮度光纤直接耦合led冷光源
CN104154498A (zh) * 2014-08-26 2014-11-19 四川汇源塑料光纤有限公司 一种使用单色光传输还原白光提高照度的方法及其装置
CN104315458A (zh) * 2014-11-03 2015-01-28 天津理工大学 一种激光光纤固态照明系统
CN105937713A (zh) * 2015-03-02 2016-09-14 巴斯特与潘奇有限责任公司 灯泡
US10365421B2 (en) 2015-03-02 2019-07-30 Buster And Punch Limited Lighting device with light pipe enclosed within a bulb and having colored lines
CN107314326A (zh) * 2017-08-18 2017-11-03 张玉森 一种隐形远光灯
CN107314326B (zh) * 2017-08-18 2023-06-02 张玉森 一种隐形远光灯
WO2019140783A1 (zh) * 2018-01-18 2019-07-25 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 激光发光装置
CN109140260A (zh) * 2018-09-07 2019-01-04 浙江光塔节能科技有限公司 一种光纤光源系统及光源成型方法
CN109140260B (zh) * 2018-09-07 2024-01-16 浙江光塔安全科技有限公司 一种光纤光源系统及光源成型方法
CN109596578A (zh) * 2018-11-12 2019-04-09 中国科学院上海光学精密机械研究所 控温的嵌入式光致发光测试平台
USD981631S1 (en) 2020-01-30 2023-03-21 Buster And Punch Limited Light fixture
USD979104S1 (en) 2020-02-28 2023-02-21 Buster And Punch Limited Light fitting
USD987860S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb
USD987859S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102679209A (zh) 带有光波导的高亮度白光光源
EP2032895B1 (en) Illumintion system and method for recycling light to increase the brightness of the light source
US7744241B2 (en) High brightness light source using light emitting devices of different wavelengths and wavelength conversion
US20130329448A1 (en) Lighting apparatus with phosphor element
CN102124397B (zh) 用于使用具有一个或更多个光源的光导管增加亮度的再循环系统和方法以及结合其的投影仪
RU2011134897A (ru) Офтальмологическая эндоиллюминация с использованием света, генерируемого волокном
CN205351102U (zh) 照明装置及车辆照明灯
CN106939991A (zh) 一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯
CN103988014A (zh) 具有多个导光路径的光源系统
WO2013140484A1 (ja) 発光装置
CN204437921U (zh) 基于激光技术的汽车远近光灯模组
CN101968170B (zh) 采用led补色光的led照明光源装置
US20140347842A1 (en) Radiation generating apparatus and a method of generating radiation
CN202270015U (zh) 一种用于医用内窥镜的光源
CN109000208A (zh) 一种导光照明系统
CN103899990A (zh) 背光模组及显示装置
CN104075211B (zh) 一种汽车激光远光灯的光学结构
CN203980073U (zh) 一种汽车激光远光灯的光学结构
CN207796611U (zh) 一种用于激光照明的光学结构及照明灯具
CN110989278A (zh) 一种光纤传导绿光光源及全光纤激光背光源装置
CN204028471U (zh) 多彩激光景观照明装置
CN211600585U (zh) 采用棱镜压缩激光束的激光照明模块及激光照明装置
CN103904558A (zh) 一种新型的蓝紫激光光源
CN208764877U (zh) 一种导光照明系统
CN110575121A (zh) 一种内窥镜合光照明系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120919