CN103807810B - 波长转换装置及相关发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种波长转换装置及相关发光装置，该波长转换装置包括用于吸收激发光并产生受激光的波长转换层；盒子，该盒子包括用于透射所述激发光至波长转换层的第一区域以及用于透射所述受激光的第二区域，还包括一个出风口和一个进风口；管道，设于所述盒子的外部，用于将该进风口和出风口连接起来，以和所述盒子将所述波长转换层密封于该盒子内；热交换器，用于降低所述管道内的气体的温度；气体对流装置，设于由所述盒子和管道围成的密闭空间内，用于驱动所述盒子内的气体和所述管道内的气体进行交换。本发明能提供一种兼顾防尘和散热问题的波长转换装置。

Description

波长转换装置及相关发光装置
技术领域
本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种波长转换装置及相关发光装置。
背景技术
现有技术中的照明系统或者投影系统的发光装置中，常采用激发光对波长转换层中的波长转换材料进行激发以产生受激光。但由于每个波长转换材料颗粒在受激发的过程中的波长转换效率不可能是100％，其中所损失的能量都转化为热量，这就造成了波长转换材料颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了波长转换材料的发光效率和使用寿命。
一种常用的解决方法是，通过驱动装置驱动波长转换层运动，使得激发光在波长转换层上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换层。这样，单位面积内的波长转换材料不会一直处于激发光的照射下，单位面积内的波长转换材料的热量的累积得以减少。
但是，随着照明系统和投影系统对出射光的光功率的要求越来越高，激发光的光功率也随之提高。当激发光的光功率密度越高时，波长转换材料的发光效率越低；当激发光的光功率达到一定程度时，波长转换材料会发生淬灭效应，即波长转换材料的发光效率急剧下降。
因此，为了保证波长转换材料的光转换效率，现有技术中波长转换材料层均工作于敞开式的环境中。
在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，由于波长转换层的工作环境是敞开的，灰尘会掉落在波长转换层以及位于波长转换层附近的光学元件(例如透镜)上，由于灰尘是良好的光能量吸收体，因此灰尘的粘附使得波长转换层和光学元件吸收的光能量增大。灰尘越多，则波长转换层和光学元件吸收的光能量越大。因此当粘附的灰尘越多时，以及激发光的光功率密度较高时，波长转换层和光学元件由于吸收的光能量较大使得表面烧黑，从而影响波长转换层的发光效率以及降低光学元件的使用寿命。因此，波长转换层的防尘和散热问题成为一对无法兼顾的矛盾体。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种波长转换装置及相关发光装置，能够同时兼顾色轮的防尘和散热问题。
本发明实施例提供一种波长转换装置，包括：
用于吸收激发光并产生受激光的波长转换层；
盒子，该盒子包括用于透射所述激发光至波长转换层的第一区域以及用于透射所述受激光的第二区域，还包括一个出风口和一个进风口；
管道，设于所述盒子的外部，用于将该进风口和出风口连接起来，以和所述盒子将所述波长转换层密封于该盒子内；
热交换器，用于降低所述管道内的气体的温度；
气体对流装置，设于由所述盒子和管道围成的密闭空间内，用于驱动所述盒子内的气体和所述管道内的气体进行交换。
本发明实施例还提供一种发光装置，包括上述波长转换装置。
与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：
本发明实施例中，通过盒子和连接盒子上的出风口与进风口的管道将波长转换层密封，从而可以防止灰尘影响波长转换材料的发光效率；并且，通过热交换器降低管道内的气体温度以及通过气体对流装置驱动盒子内的气体与管道内的气体进行交换，能够使得波长转换材料在密闭环境下的工作温度保持较低，以防止热量影响波长转换材料的发光效率，从而同时解决了现有技术中波长转换层的防尘和散热问题。
附图说明
图1是本发明实施例中波长转换装置的一个实施例的结构示意图。
图2A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图2B是图2A所示的实施例中波长转换装置的右视图；
图3A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图3B是图3A所示实施例中横流风扇的结构示意图；
图4A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图4B是图4A所示实施例中离心风扇的结构示意图；
图4C是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图5A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意；
图5B是图5A所示的波长转换装置中离心鳍片的结构示意图；
图5C是本发明实施例中的波长转换装置中基板、波长转换层和离心鳍片的结构示意图；
图6是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图7A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图7B是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
图7C是图7B所示波长转换装置的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例中波长转换装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示，波长转换装置100包括波长转换层110、盒子120、管道130、热交换器140以及气体对流装置150。
波长转换层110用于吸收激发光并产生受激光。波长转换层110包括波长转换材料。最常用的波长转换材料是荧光粉，例如钇铝石榴石(YAG)荧光粉，它可以吸收蓝光并受激产生黄色的受激光。波长转换材料还可能是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于荧光粉。在很多情况下，波长转换材料往往是粉末状或颗粒状的，难以直接形成波长转换材料层，此时就需要使用一种粘接剂把各个波长转换材料颗粒固定在一起，并形成特定的形状，如片层状。
本实施例中，波长转换装置100还包括与波长转换层110层叠设置的基板111，基板111用于承载波长转换层110。事实上，波长转换材料也可以掺入硬质材料(如透明玻璃片)中形成波长转换层，此时波长转换装置100中则无需另设用于承载波长转换层的基板。
盒子120用于密封波长转换层110。盒子120可以呈规则的或不规则的任何形状，例如，在波长转换层110呈环状设置的场合中，盒子120也可以为与波长转换层110形状匹配的环状。在本实施例中，基底111呈圆盘状，盒子120为与基底111匹配的圆形。
盒子120包括用于透射激发光至波长转换层110的第一区域121以及用于透射波长转换层110产生的受激光的第二区域122，其中该两个区域均不透气。本实施例中，波长转换装置100采用透射式，即波长转换装置的入射光方向与出射光方向一致，因而基板111透射激发光。盒子120的第一区域121与第二区域122均可以采用普通的透光片制成。在只需要受激光的应用场景下，第一区域优选采用只透射激发光的滤光片制成，第二区域122优选采用透射受激光反射激发光的滤光片制成，以提高波长转换装置的出光纯度。在需要受激光与激发光的应用场景下，第二区域122优选采用只透射激发光与受激光的滤光片制成。
本实施例中，基板111位于第一区域121与波长转换层110之间，波长转换层110位于基板111与第二区域122之间，基板111采用透射激发光反射受激光的滤光片制成，以将波长转换层110逆着波长转换装置的出光方向出射的受激光反射成以该出光方向出射，从而提高波长转换装置100的出光效率。
盒子120还包括一个出风口123、一个进风口124。波长转换装置100还包括管道130，设于盒子120的外部，用于将该出风口123和进风口124连接起来，以和盒子120将波长转换层110密封于盒子120内。容易理解的是，该出风口123与进风口124可以位于盒子120除第一区域121和第二区域122以外的任何区域上，以防止管道对激发光和受激光进行挡光而造成光损失。
热交换器140设于管道130外部，用于降低管道130内的气体的温度。在实际运用中，热交换器140也可以设于管道130的内部，一样也能达到降低管道130内的气体的温度的效果。但前者中由于热交换器140不需放置在管道130内，管道130的直径可以相对小些，可以减少成本。或者，管道130可以设置为直径可变的，在放置热交换器140处直径设置得可以容下该热交换器140，而其他处则设置为小些。
在实际应用中，热交换器140可以有多种形式，本实施例中热交换器140具体为散热鳍片。散热鳍片140可以固定连接于管道130的外表面，连接方式可以采用焊接、粘接或其它方式。散热鳍片的与管道130外表面接触的面为散热面，由于散热鳍片采用高导热的金属材料加工而成，因而由散热面传导的热量可以在散热鳍片内部快速传导扩散至散热鳍片的其它表面，并通过这些表面与气体的接触把热量传播到外界。通过设计散热鳍片140的形状与尺寸，可以使得散热鳍片通过降低管道130外表面的温度，进而降低管道130内部的气体的温度。
热交换器140也可以采用其它多种形式，例如热管，热管散热技术是利用热管中的液体的挥发将热管第一端的热量快速传导到热管第二端以实现对热管第一端的散热。如果使用热管散热技术来实现本发明的热交换器，则热管第一端所连接的平面为散热面。热交换器140也可以采用制冷器，例如热电制冷装置。热电制冷装置是利用固体的热电效应，通过加在正负两个电极之间的电势差在制冷面和制热面之间产生一定的温度差的制冷装置，其中制冷面的温度低于制热面的温度。如果使用热电制冷装置来实现本发明的热交换器，则热电制冷装置的制冷面与管道130的外表面相接。这样，管道130内的气体的温度更低，更有利于盒子120内的波长转换层110的散热。
在本实施例中，由于热交换器140的作用是为降低管道130内的气体的温度，因此，在实际运用中，热交换器140和管道130也可以合为同一个器件。具体举例来说，管道130采用铜管，并适当延长铜管的长度。由于铜管具有很好的导热系数，当温度较高的气体经过一定长度的铜管后，其热量通过铜管散发到铜管外界的气体中，使得温度降低，这样，也可以达到散热的作用。当然，管道130还可以采用其他金属管，例如铝管、不锈钢管等等。在一些对散热效果要求不是很高的场合，可以采用这种方案。由于节省了热交换器140的使用，该方案的成本较低。
值得说明的是，管道130并不一定指物理意义上的一条管道，只要能实现气体在盒子120外部从出风口123流出并经热交换器140作用后从进风口124进入盒子120内部即可。例如，管道130由两条管道组成，而这两条管道的其中一端分别连接到一个制冷器(例如半导体制冷器)上，该两条管道的另外一端分别连到出风口123和进风口124上。
那么，容易理解的是，管道130不一定是只呈圆柱形的管道，也可以是其他任何形状的，例如长方体，只要能够为从盒子120内部的流出的热气体提供一个散热或者制冷的密闭空间即可。
气体对流装置150设于由盒子120和管道130围成的密闭空间内，用于驱动盒子120内的气体和管道130内的气体进行交换。在本实施例中，气体对流装置150设于管道130内，具体为轴流风扇。轴流风扇的工作原理是通过利用风扇叶片的扬力使得气体沿该轴流风扇的轴向流动。因此，盒子120内的气体在盒子120和管道130的压强差下从盒子120的出风口123进入管道130内，经热交换器140降低温度后，再在气体对流装置150的作用下从盒子120的进风口124进入盒子120内。以此循环地，管道130内的冷气体和盒子120内的热气体不断进行交换，以降低盒子120内的温度。
容易理解的是，为加强气体流动的速度，也可以在管道130内放置两个或多个气体对流装置150，例如在管道130内分别和出风口123和进风口124相接处各放置一个气体对流装置150。或者轴流风扇150也可以放置于盒子120内。由于轴流风扇150是为了驱动盒子120内的气体和管道130内的气体进行交换，限于轴流风扇150的工作原理，在放置于盒子120内时，轴流风扇150需对着盒子120的进风口124或者出风口123。
此外，由于气体对流装置包括驱动线，因此盒子120或者管道130还可以包括一用于使该驱动线恰好伸出的开口(图未示)。优选地，可以采用橡胶圈套设于驱动线并密封该开口，以保证密封性。
为使盒子120内的热气体和管道130内的冷气体充分对流，出风口123和进风口124优选设置在盒子120上距离尽量远的两处。且出风口123优选设置在相对靠近激发光在波长转换层110上形成光斑的位置处，以更好地对波长转换层110产生热量的地方进行散热。其中该“相对靠近”指的是，在由盒子120上所有点与激发光在波长转换层110上形成光斑的位置之间的距离组成的一个集合中，出风口123与光斑位置之间的距离位于该集合中距离由小到大的排序的前50％内。由于波长转换层110接收激发光的一面产生热量最多，进风口124优选设在波长转换层110所在平面的激发光入射的一侧。为使对流的气体能经过波长转换层110，相对应地，出风口优选设在波长转换层110所在平面背向激发光入射的一侧。
与现有技术相比，本实施例中，通过盒子和连接盒子上的出风口与进风口的管道将波长转换层密封，从而可以防止灰尘影响波长转换材料的发光效率；并且，通过热交换器降低管道内的气体温度以及通过气体对流装置驱动盒子内的气体与管道内的气体进行交换，能够使得波长转换材料在密闭环境下的工作温度保持较低，以防止热量影响波长转换材料的发光效率，从而同时解决了现有技术中色轮的防尘和散热问题。
请参阅图1B，图1B是本发明实施例中波长转换装置的另一个实施例的结构示意图。在本实施例中，波长转换装置100也可以采用反射式，即波长转换装置100的出射光方向与入射光方向相反，因而第一区域121与第二区域122合为同一区域，波长转换层110位于第一区域121(第二区域122)和基板111之间，且基板111反射波长转换层110产生的受激光。优选地，基板111为反射镜，以将未被波长转换层吸收的激发光也反射回波长转换层110。相对应地，第一区域121和第二区域122采用普通的透光片或者透射激发光与受激光的滤光片制成。相比透射式的波长转换装置，反射式的可以减少受激光的损失，能够更多的收集受激光。为描述方便，以下均采用反射式的波长转换装置来举例。在实际运用中，以下实施例也可以运用于透射式的波长转换装置中。
盒子内的气体中会带着一些灰尘微粒或者其他杂质微粒，这些微粒掉落在波长转换层上并吸收一部分激发光造成光损耗，同时导致波长转换层烧黑。由于盒子内的气体在通过出风口123进入管道130时会带着一些微粒，因此，管道130内优选设有滤网(图未示)，该滤网为可吸附微粒的多孔滤网，用于对气体中悬浮的微粒进行过滤，以阻止这些微粒再进入盒子120内。以此循环地，可净化盒子120内的气体。优选地，滤网设于盒子的出风口123处，相比设于管道130内，设于出风口123处更便于加工，而且设于出风口123处能够防止灰尘进入气体对流装置150并对气体对流装置150造成损伤。当然，还可以在盒子的进风口124处也放置一个滤网。
在本实施例中，由于波长转换层110出射的受激光呈朗伯分布，发散角度较大，因此波长转换层110的受激光出射侧优选依次设有收集透镜11和准直透镜12，用于依次对受激光进行收集和准直。由于收集透镜11一般体积较小，可以放置于盒子120内，位于波长转换层110和第一区域121(第二区域122)之间，用于对该受激光进行收集。而准直透镜12一般体积较大，可以放置于盒子120外临近第一区域121(第二区域122)处。当然，这两个透镜也可以均放置于盒子内或者均放置于盒子外。
实施例二
请参阅图2A和图2B，图2A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图，图2B是图2A所示的实施例中波长转换装置的右视图。波长转换装置200包括波长转换层210、基板211、盒子220、管道230、热交换器240以及气体对流装置250。盒子220包括第一区域221、第二区域222、出风口223与进风口224。
本实施例与图1A所示实施例的区别之处在于：
在本实施例中，气体对流装置250位于盒子220内，且位于基底211背向波长转换层210的一侧。相对应地，盒子220的出风口223和/或进风口224位于基底211所在平面背向波长转换层210的一侧。这样，气体对流装置250通过将基底211背向波长转换层的一侧的热气体和管道230内的冷气体进行交换来达到散热的效果。
具体举例来说。本实施例中，气体对流装置250采用贯流式风扇替代图1A和图1B中的轴流风扇150来驱动盒子220内的气体和管道230内的气体进行交换。贯流式风扇的进气以及出气均垂直于该风扇的轴线。
本实施例中，风扇250位于基板211背向波长转换层210的一侧，且风扇250的扇叶所在的平面与基板211平行。出风口223和进风口224分别位于盒子220的同一个截面上，且该截面与风扇250的扇叶在同一个平面上。容易理解的是，这里所指的同一个平面并不是严格的一个平面，而是宏观上的一个平面。在风扇250工作时，风扇的扇叶在其驱动件(图未示)的驱动下转动，并在风扇250的扇叶的周围产生转动的气流，该气流从出风口223流出并经管道230后从进风口224流进盒子220内，以实现盒子220内的气体和管道230内的气体进行交换。其中风扇250的扇叶的半径越大，尤其扇叶很接近于盒子的边缘时，气体的对流效果越好。因此，风扇250的扇叶的直径优选略小于盒子220的口径。
在风扇250转动时，气流的转动方向沿着该风扇250转动方向的切线。因此，管道230与盒子的出风口223和进风口224分别相接时，优选与盒子220相切，且顺沿着出风口223和进风口224处气体的流动方向，以使得流动的气体更容易进入管道230内。
在本实施例中，由于气流的流动主要在基板211背向波长转换层210的一侧，因此对波长转换层210接收激发光的一侧，也即波长转换层210背向基板211的一侧的散热效果不是很好，但也能起到散热的作用。而本实施例的波长转换装置结构胜在较简单，在对波长转换层的散热效果要求不是很高的场合下可以采用。
在本实施例中，气体对流装置还可以采用其他种贯流式风扇，例如横流风扇。如图3A所示，图3A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。如图3B所示，图3B是图3A所示实施例中横流风扇的结构示意图。横流风扇350包括叶轮351和出风口352。横流风扇的工作原理为通过叶轮351的转动使得气流被带入叶轮351中，然后从出风口352中排出来。
在本实施例中，横流风扇350设置于盒子220内的出风口224处，并且横流风扇350的出风口352与盒子320的出风口224相对。在横流风扇350工作时，其叶轮351的转动使得盒子220内的气体被带入叶轮351中，然后通过其出风口352喷出并经盒子320的出风口224进入管道230内进行散热。由于横流风扇350的作用导致的盒子220内与管道230内的压强差，管道230内的冷气体在该压强差的作用下进入盒子220内，对波长转换层210进行散热。
优选地，盒子220的进风口224位于盒子220面向波长转换层210的一侧，以使管道230内的冷气体吹向波长转换层210，进而更好地给波长转换层210散热。
相比图2A中所示的贯流式风扇，本实施例中采用的横流风扇具有噪声低的优点，且在盒子内低压以及盒子尺寸较小的场合下能够提供相对较高的效率。在本实施例中，气体对流装置也可以位于波长转换层210和第一区域221(第二区域222)之间，以驱动位于波长转换层210的激发光入射侧的热气体直接和管道220内的冷气体进行交换。由于波长转换层210接收激发光的一侧产生的热量最多，而气体对流装置直接对位于波长转换层产生热量最多的一侧的热气体进行散热，相比图2A所示的波长转换装置，本实施例中散热效果更好。
具体举例来说，请参阅图4A，图4A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。本实施例中，气体对流装置450采用一种径流风扇，即离心风扇来替代图2A中的贯流式风扇150来驱动盒子220内的气体和管道230内的气体进行交换。离心风扇的工作原理是将气体从风扇的轴向吸入后利用离心力将气体从圆周方向甩出去。
如图4B所示，图4B是图4A所示实施例中离心风扇的结构示意图。本实施例中，离心风扇450包括环轴451、设置在环轴451上的多个扇叶452和环设于该多个扇叶452的外壳453。外壳453呈哨子状，由环设于多个扇叶的、呈圆柱状的壳体453a和在设置在该圆柱的表面一处、沿该处切线方向的呈长方体的壳体453b一体成型组成，该长方体壳体453b背向该圆柱状壳体453a的一面453c设有开口，即离心风扇450的风扇口453c。
离心风扇450设于盒子220内，其多个扇叶452所在的平面与波长转换层210平行并列。离心风扇450位于波长转换层210的激发光入射侧，且其风扇口453c对着波长转换层210被激发光照射的位置的上方。优选地，离心风扇450的风扇口453c对着波长转换层210上的光斑所在位置，以更好地对波长转换层210进行散热。可通过设置离心风扇450的风扇口453c开口方向，或者采用一个喷嘴与离心风扇450的风扇口453c连接起来，并调整喷嘴的方向至波长转换层210上的光斑所在位置来实现。环轴451背向波长转换层210一侧的径口与进风口224相对，而且离心风扇450的设置位置避开激发光和受激光的传播路径。在本实施例中，进风口224设置于盒子220的第一区域221(第二区域222)所在的一面上，并避开第一区域221(第二区域222)。
在离心风扇450工作时，由于离心风扇450的离心作用，管道230内的冷气体从进风口224被吸入环轴451，并通过多个扇叶452的转动被带动从圆周方向甩出去。因此，离心风扇450的环轴451的径口优选相对靠近进风口224。由于外壳453的设置，使得环轴451内的气体从外壳453的壳体453b上的风扇口453c变为高压气体喷至波长转换层210上光斑所在位置处，以将波长转换层210受激发时产生的热量带走，进而达到对波长转换层210散热的目的。
在实际运用中，进风口224也可以不设置于盒子220的第一区域221(第二区域222)所在的一面上，而设置在盒子220的其他面上。那么离心风扇450可通过一个弯管将进风口224与其环轴451的径口相接起来。
当然，壳体453b上的风扇口453c也可以不朝向波长转换层上光斑所在位置处而朝向其他地方，只要喷向盒子220内就可以带来对波长转换层210的散热效果。
如图4C所示，图4C是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。以下结合图4B和图4C进行描述。在本实施例中，离心风扇450也可以位于基板211背向波长转换层210的一侧。由于进风口224需和离心风扇450的环轴451背向波长转换层210一侧的径口相对，则进风口224设于该径口所面对的盒子220的一面220a上。离心风扇450位于面220a和基底211之间，其多个扇叶452所在的平面平行于基底211。
为增强对波长转换层210的散热效果，离心风扇450还可以包括弯管(图未示)。弯管包括第一端和第二段，其中第一端和离心风扇450的外壳453上长方体壳体453b的风扇口453c相接，第二端设置于激发光入射于波长转换层210上形成的光斑附近并对着波长转换层210上光斑所在位置。这样，由离心风扇450的风扇口453c喷出的冷气体可通过弯管通向波长转换层并喷向其光斑所在位置，以对波长转换层上受激发产生热量的位置进行散热。
由于将离心风扇设于背向波长转换层的激发光入射侧(也即出射侧)的一侧，得以防止离心风扇对波长转换层的出射光的部分光进行散射和反射而造成的光损失，并且同时通过弯管实现对波长转换层产生热量最多的一侧进行散热。
在本实施例中，波长转换层也可以位于气体对流装置内部，以使得波长转换装置的结构更加紧凑。请参阅图5A，图5A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。本实施例中，气体对流装置550采用另一种径流风扇，即离心鳍片替代图4A中的离心风扇450，来驱动盒子220内的气体和管道230内的气体进行交换。如图5B所示，图5B是图5A所示的波长转换装置中离心鳍片的结构示意图。离心鳍片550包括环轴551和设置在环轴551上的多个扇叶552。离心鳍片和离心风扇的区别在于，离心鳍片没有用于环设在多个扇叶的外壳。
波长转换层210和基底211均设置在离心鳍片550的环轴551内，并垂直于环轴551的走向。
在离心鳍片550工作时，由于离心鳍片550的离心作用造成管道230内和盒子220内存在压强差，管道230内的冷气体被从进风口234吸入盒子220至离心鳍片550的环轴551内，喷向位于环轴551内的基板211，以对位于基板背向进风口234的波长转换层210进行散热。而波长转换层210产生的热量则被离心鳍片550的扇叶552带出该离心鳍片，并在盒子220和管道230的压强差的作用下进入管道230进行散热。
本实施例中，离心鳍片相比离心风扇去除外壳，设计更加紧凑，散热噪音更小。
在本实施例中，离心鳍片550还可以设置在基板211的中心区域上，而波长转换层210呈环状，环设在离心鳍片550的外围。如图5C所示，图5C是本发明实施例中的波长转换装置中基板、波长转换层和离心鳍片的结构示意图。
在离心鳍片550工作时，在离心鳍片550的离心作用下，在管道230内的冷气体从进风口524被吸入离心鳍片550的环轴551，并通过多个扇叶552的转动被带动从圆周方向甩出去时，由于没有外壳的设置，气体从离心鳍片喷出时并不是从一个开口喷出，而是从离心鳍片四周的切线方向喷出。这样，离心鳍片喷出的冷气体并不是对波长转换层上的某一具体位置进行散热，而是对波长转换层上的多处位置同时进行散热。
在本实施例中，离心鳍片450的放置位置也可以和离心风扇350的放置位置一样，放置在基板211背向波长转换层210的一侧，或者放置在基板设有波长转换层210的一侧，但避开激发光的传播路径。这样，相比将波长转换层210环设在离心鳍片450的外围，波长转换装置的半径能够较小。值得说明的是，以上实施例中的气体对流装置也可以放置在其他位置，例如放置在管道内，并不限于以上所描述的位置。
实施例三
请参阅图6，图6是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。如图6所示，波长转换装置600包括波长转换层610、基板611、盒子620、管道630、热交换器640、气体对流装置650以及驱动装置660。盒子620包括第一区域621、第二区域622、出风口623与进风口624。
本实施例与以上所示实施例的区别之处包括：
本实施例中，波长转换装置600还包括驱动装置660(例如马达)，与基板611固定连接，用于驱动波长转换层610使波长转换层周期性转动。驱动装置660的背向基板611的表面固定连接于盒子620的内壁。此时基板611优选为圆盘状，沿周向设置有至少两个区域，各区域设有不同的波长转换层610，以将激发光转换为不同的受激光。当驱动装置660带动基板611以带动波长转换层610转动时，基板611的各区域上的波长转换层610依次设置于激发光的照射路径上，从而波长转换层610依序出射不同的受激光。上述至少两个区域也可以至少一个设有波长转换层的区域、以及至少一个无波长转换层的透明区域。当然，基板611也可以沿周向只有一个区域。
此外，由于驱动装置包括驱动线，因此盒子620还可以包括一用于使该驱动线恰好伸出的开口(图未示)。优选地，可以采用橡胶圈套设于驱动线并密封该开口，以保证盒子的密封性。在其它实施例中，也可以定制无驱动线的驱动装置，此时可将驱动装置的各驱动端焊接于一PCB的一面上，在盒子上设一开口，该PCB覆盖该开口，并在盒子外部设置多条导线，该导线电连接于PCB与驱动端的各焊接点，从而将驱动装置的驱动线转移至盒子的外部。
本实施例中，波长转换装置上的不同位置周期性的位于激发光的传播路径上被激发，这样对于每一个位置来说被激发的时间都只是转动到激发光的传播路径上的一瞬间，其温度得以大大降低，效率则大幅度的提高。
在本实施例中，也可以将以上实施例所描述的气体对流装置的扇叶与驱动装置660相互固定，或者直接将气体对流装置的扇叶固定在驱动装置上，使得扇叶和基板611均在驱动装置的驱动下同步运动。例如，如图7A所示，图7A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。如图7A所示，波长转换装置700包括波长转换层710、基板711、盒子720、管道730、热交换器740、气体对流装置750以及驱动装置760。盒子720包括第一区域721、第二区域722、出风口723与进风口724。
本实施例与图2A所示实施例的区别之处在于：
波长转换层710呈环状设置于基板711面向第一区域721(第二区域722)的一侧上，且贯流式风扇750的扇叶直接固定在基板711背向波长转换层710的一侧。驱动装置760(例如马达)与基板711设有波长转换层710的一侧的中心区域连接固定，用于驱动基板711、波长转换层710和贯流式风扇750的扇叶同步转动。
在本实施例中，驱动装置的驱动件同时起到了气体对流装置的驱动件的作用，使得波长转换装置的结构更加简单；由于节省了气体对流装置的驱动件，使得成本降低。
在图7A所示的波长转换装置中，贯流式风扇750也可以是离心鳍片。如图7B所示，图7B是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图。
本实施例与图4A所示实施例的区别之处在于：
如图7C所示，图7C是图7B所示波长转换装置的局部结构示意图。本实施例中，离心鳍片850固定于基底711背向波长转换层710的一侧。驱动装置760设于基底711设有波长转换层710一侧的中心区域上，用于驱动基底711转动。由于波长转换层710和离心鳍片750均与基底711固定，则该三者在驱动装置的驱动下同步转动。
相比图7A所示的实施例，本实施例中的离心鳍片的散热效果要比图7A所示实施例中的贯流式风扇的散热效果更好。以上各实施例均以驱动装置驱动圆盘状的波长转换层周期性转动为例进行说明，但并不以此限定本发明。在其他实施例中，波长转换层也可以设置成在驱动装置的驱动下周期性转动的筒状结构；或者，驱动装置也可以驱动波长转换层周期性往返移动，此时波长转换层可以是在驱动装置驱动下周期性平移的带状结构。在这种情况中，驱动装置也可以同时用于驱动气体对流装置工作，这可根据驱动装置和气体对流装置的实际工作原理来设计。此为公知技术，此处不作赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本发明实施例还提供一种发光装置，包括用于产生上述激发光的激发光源，以及波长转换装置，该波长转换装置可以具有上述各实施例中的结构与功能。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种波长转换装置，其特征在于，包括：
用于吸收激发光并产生受激光的波长转换层；
盒子，该盒子包括用于透射所述激发光至波长转换层的第一区域以及用于透射所述受激光的第二区域，还包括一个出风口和一个进风口；
管道，设于所述盒子的外部，用于将该进风口和出风口连接起来，以和所述盒子将所述波长转换层密封于该盒子内；
热交换器，用于降低所述管道内的气体的温度；
气体对流装置，设于由所述盒子和管道围成的密闭空间内，用于驱动所述盒子内的气体和所述管道内的气体进行交换。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述波长转换装置还包括滤网，设置于所述管道内、所述盒子的出风口处或者进风口处。
3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述热交换器和所述管道为同一个器件，该器件包括金属管。
4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述出风口与进风口位于所述波长转换层所在平面的两侧，使得所述波长转换层位于所述出风口与进风口之间。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述气体对流装置位于所述波长转换层背向所述受激光出射的一侧。
6.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述气体对流装置包括径流风扇，该径流风扇位于所述管道内或者所述盒子内。
7.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于：所述径流风扇包括离心风扇，该离心风扇位于所述盒子内，且该离心风扇的环轴的一个径口与所述进风口相对应。
8.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于：所述径流风扇包括离心鳍片，该离心鳍片位于所述盒子内，且该离心鳍片的环轴的一个径口与所述进风口相对应。
9.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述波长转换装置还包括驱动装置，用于驱动所述波长转换层，使得所述激发光在该波长转换层上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换层。
10.根据权利要求9所述的波长转换装置，其特征在于，所述气体对流装置包括多个扇叶，该多个扇叶与所述驱动装置相互固定，使得该多个扇叶和所述波长转换层在所述驱动装置的驱动下同步运动。
11.根据权利要求10所述的波长转换装置，其特征在于：所述波长转换装置还包括基底，所述波长转换层设于该基底上；
所述扇叶设于所述基底背向所述波长转换层的一侧。
12.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述出风口设置在相对靠近激发光在波长转换层上形成光斑的位置处，
其中该“相对靠近”指的是，在由所述盒子上所有点与激发光在所述波长转换层上形成光斑的位置之间的距离组成的一个集合中，该出风口与该光斑位置之间的距离位于该集合中距离由小到大的排序的前50％内。
13.一种发光装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至12中任一项所述的波长转换装置；
激发光源，用于产生所述激发光。
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