CN110454688A - 光源以及照明装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源以及照明装置，该光源包括激光光源、条形光波导以及平面光波导，激光光源用于发射激光；条形光波导设置于激光光源的出光光路上，用于接收激光形成线光源以发出线性光；平面光波导设有开口槽，条形光波导至少部分设置于开口槽内，并在发出线性光时，平面光波导接收线性光以形成面光源。通过上述的光源，本申请能够将激光逐步进行分散，从而使得激光照明区域扩大，且利于散热。

Description

光源以及照明装置

技术领域

本申请涉及到照明领域，特别是涉及一种光源以及照明装置。

背景技术

半导体激光器件相比于发光二极管器件，具有功率密度高、发散角度小的优点，容易实现高效的光波导耦合。但作为室内照明领域，高光功率密度反而会带来眩光、发光面积过小、亮度过大、人眼危害等安全问题。

作为替代方案，如果采用微小功率器件(如Micro-LED或Micro-LD),阵列排布降低单位面积发光功率以构成光源，光源则容易产生由于管芯数量增多而导致的系统稳定性变差的问题。

发明内容

本申请提供一种光源以及照明装置，能够通过将激光进行逐步分散，从而扩大光源面积，减少散热需求。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种光源，包括激光光源，用于发射激光；条形光波导，设置于所述激光光源的出光光路上，用于接收所述激光形成线光源以发出线性光；平面光波导，设有开口槽，所述条形光波导至少部分设置于所述开口槽内，并在发出所述线性光时，所述平面光波导接收所述线性光以形成面光源；

其中，所述平面光波导包括第一出光面和与所述第一出光面相对的第一底面，还包括连接所述第一出光面与第一底面的周侧面，

所述开口槽设置于所述周侧面上，且包括分别面向所述第一出光面和所述第一底面设置的两个槽壁及连接所述两个槽壁的槽底。

其中，所述条形光波导包括出光段，所述出光段贴设于所述槽底及所述两个槽壁，并通过所述槽底及所述两个槽壁向所述平面光波导发出所述线性光。

其中，所述出光段包括第二出光面，所述第二出光面贴设于所述槽底，通过所述槽底向所述平面光波导发出所述线性光。

其中，所述出光段在朝向所述槽底的方向上的截面面积增大。

其中，其特征在于，所述条形光波导进一步包括反射段，所述反射段在所述出光段远离所述槽底的一侧与所述出光段连接。

其中，所述反射段与所述出光段的连接面积小于或等于所述出光段的最小截面面积。

其中，所述开口槽包括在朝向所述槽底的方向上依次连接的第一槽段和第二槽段，所述出光段设置于所述第二槽段内，所述反射段至少部分设置于所述第一槽段内。

其中，所述第一出光面上设有荧光转换层，所述荧光转换层用于在所述平面光波导形成面光源以发出平面光时，对所述平面光进行光谱转换。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种照明装置，包括上述的光源。

本申请的有益效果是：提供一种光源以及照明装置，通过条形光波导将激光光源发射的激光形成线性光，在通过与条形光波导通过开口槽固定的平面光波导将线性光进一步形成面性光，也就是利用线光导与面光导的接触，减少线光导侧面的全反射，从而使得光更有效率的耦合进入面光导，提高了面光导出射面的光填充率。从而扩大了光源面积，减少了散热需求以及避免了强激光的直射。

附图说明

图1是本申请提供的光源第一实施方式的分解示意图；

图2是图1中平面光波导与条形光波导的分解示意图；

图3是图2中平面光波导与条形光波导的装配示意图；

图4是本申请提供的光源第二实施方式的分解示意图；

图5是图4中平面光波导与条形光波导一实施例的分解示意图；

图6是图4中平面光波导与条形光波导另一实施例的分解示意图；

图7是图5中平面光波导与条形光波导的装配示意图；

图8是图6中平面光波导与条形光波导的装配示意图；

图9是本申请提供的光源第三实施方式的分解示意图；

图10是图9中平面光波导与条形光波导一实施例的分解示意图；

图11是图9中平面光波导与条形光波导另一实施例的分解示意图；

图12是图10中平面光波导与条形光波导的装配示意图；

图13是图11中平面光波导与条形光波导的装配示意图；

图14是本申请一种照明装置的一实施方式结构示意图。

实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请提供的光源10第一实施方式的分解示意图。本实施中所提供的光源10包括激光光源11、平面光波导12及条形光波导13。

激光光源11用于发射激光，可选的，激光光源11为蓝光激光光源或者其他激光光源，数量可以为一个也可以是多个，这里不做任何限定。

共同参阅图1及图2，平面光波导12设有开口槽121。

具体的，平面光波导12包括周侧面12a及与周侧面12a连接的第一出光面12b及第一底面12c，开口槽121设置于周侧面12a上，数量可以为一个或多个。

可选的，平面光波导12可以为包括但不限于的矩形体或圆柱体的光波导，在本实施例图示中，平面光波导12为矩形体光波导，该矩形体光波导的周侧面12a包括四个侧面，开口槽121的数量为一个，设置于周侧面12a的一个侧面。

其中，开口槽121包括分别面向第一出光面12b与第一底面12c设置的两个槽壁1211以及连接两个槽壁1211的槽底1212。

进一步的，第一出光面12b上还设有荧光转换层122。

条形光波导13设置于激光光源11的出光光路上，用于接收激光光源11发出的激光形成线光源以发出线性光。

可选的，条形光波导13可呈任意形状的条形光波导，比如本实施例图示中的截面为矩形的直线型光波导，在其他实施例中也可以是截面为其他形状的直线型光波导或曲线形光波导。

其中，条形光波导13包括第二出光面131，条形光波导13在发出线性光时，通过第二出光面131发出该线性光。

进一步的，条形光波导13还包括反射面132，反射面132用于在条形光波导13形成线光源时，该线光源向反射面132发出的光，如图2中直线型箭头所示的被反射面132反射至第二出光面131，以提高第二出光面131的出光量及线光源的光源利用率。

可选的，反射面132为漫反射面或镜面反射面。

可选的，条形光波导13的数量可以为一个或多个，在此不做限定。

共同参阅图2及图3，条形光波导13至少部分设置于开口槽121内，并在发出线性光时，平面光波导12接收该线性光以形成面光源。

具体的，条形光波导13至少部分设置于开口槽121内且条形光波导13的第二出光面131贴设于开口槽121的槽底1212，以使得条形光波导13的第二出光面131如图3中直线型箭头所示的，通过槽底1212向平面光波导12发出线性光，从而使得平面光波导12接收该线性光形成面光源。

可选的，为了增加平面光波导12接收线性光的接收量，还可以在槽底1212贴设减反镀膜，以增加槽底1212的透光量。

进一步的，平面光波导12接收线性光形成面光源后，通过第一出光面12b发出平面光。

可选的，为了增加第一出光面12b的出光量及光源的光源利用率，第一底面12c与周侧面12a中没有设置开口槽121的其他侧面为反射面，以在平面光波导12接收线性光时，发向第一底面12c与周侧面12a中没有设置开口槽121的其他侧面的光被反射至第一出光面12b。

进一步的，在平面光波导12通过第一出光面12b发出平面光时，还可以通过荧光转换层122对发出的平面光进行光谱转换，以形成所需颜色的光，比如在本实施例中，激光光源11为蓝光，平面光波导12在形成面光源发出蓝色平面光时，可通过荧光转换层122对蓝色平面光进行光谱转换，形成白色光。

上述实施方式中，通过平面光波导将激光进行的分散成线性激光，随后通过平面光波导光波导将线性激光进一步分散成面性激光，并通过出光面的荧光转换层出射形成照明光，从而形成了一个面光源，降低了散热需求，增强了光匀性，使得照明更为柔和。

特别的，上述实施方式通过将激光进行均匀分散后在通过荧光转换层，可以减少高密度激光对荧光转换层的照射，防止荧光转换层劣化，且使得转换更为彻底，也减少了光损失。

参阅图4，图4是本申请提供的光源20第二实施例的分解示意图，本实施例的光源20包括激光光源21、平面光波导22及条形光波导23。

激光光源21用于发射激光，可选的，激光光源21为蓝光激光光源或者其他激光光源，数量可以为一个也可以是多个，这里不做任何限定。

共同参阅图4、图5及图6，平面光波导22设有开口槽221。

具体的，平面光波导22包括周侧面22a及与周侧面22a连接的第一出光面22b及第一底面22c，开口槽221设置于周侧面22a上，数量可以为一个或多个。

可选的，平面光波导22可以为包括但不限于的矩形体或圆柱体的光波导，在本实施例图示中，平面光波导22为矩形体光波导，该矩形体光波导的周侧面22a包括四个侧面，开口槽221的数量为一个，设置于周侧面22a的一个侧面。

其中，开口槽221包括分别面向第一出光面22b与第一底面22c设置的两个槽壁2211以及连接两个槽壁2211的槽底2212。

可选的，开口槽221在面向槽底2212的方向上的截面面积可如图5所示的逐渐增大或如图6所示的保持不变。

进一步的，第一出光面22b上还设有荧光转换层222。

条形光波导23设置于激光光源21的出光光路上，用于接收激光光源21发出的激光形成线光源以发出线性光。

可选的，条形光波导23可为包括但不限于的直线型光波导或曲线形光波导，本实施例图示中，条形光波导以直线型光波导为例。

共同参阅图5及图7，条形光波导23至少部分设置于平面光波导22的开口槽221内，并在发出线性光时，平面光波导22接收该线性光以形成面光源。

具体的，条形光波导23包括出光段231，在条形光波导23接收激光光源21发出的激光形成线光源时，通过出光段231发出线性光，该出光段231在开口槽221内贴设于开口槽221的两个槽壁2211及槽底2212，以使得出光段231如图7中直线型箭头所示的，通过两个槽壁2211及槽底2212向平面光波导22发出线性光，从而使得平面光波导22接收该线性光形成面光源。

可以理解的，由于出光段231包括多个出光面，因此，在条形光波导23通过出光段231发出线性光时，可提高条形光波导231的出光率及出光亮，且出光段231通过与面向第一出光面22b与第一底面22c设置的两个槽壁2211出光，使得如图7中所示的，平面光波导22中第一出光面22b与第一底面22c位于槽底2212左侧的部分也可以接收到线性光，从而降低甚至消除了该部分在接收不到线性光时出现阴影的情况，减少了甚至消除了平面光波导22的阴影区域，增大平面光波导22的发光区域。

可选的，出光段231在朝向槽底2212的方向上的截面面积逐渐增大。

共同参阅图6及图8，当开口槽221在面向槽底2212的方向上的截面面积保持不变时，相应的，出光段231在朝向槽底2212的方向上的截面面积也保持不变，出光段231在开口槽221内贴设于开口槽221的两个槽壁2211及槽底2212，以使得出光段231如图8中直线型箭头所示的，通过两个槽壁2211及槽底2212向平面光波导22发出线性光，从而使得平面光波导22接收该线性光形成面光源，在这种情况下，同样可使得平面光波导22中第一出光面22b与第一底面22c位于槽底2212左侧的部分也可以接收到线性光，从而降低甚至消除了该部分在接收不到线性光时出现阴影的情况，减少了甚至消除了平面光波导22的阴影区域，增大平面光波导22的发光区域。

可选的，为了增加平面光波导22接收线性光的接收量，还可以在槽底2212贴设减反镀膜，以增加槽底2212的透光量。

进一步参阅图5及图6，条形光波导23还包括反射段232，反射段232在出光段231远离槽底2212的一侧与出光段231连接，用于在条形光波导23形成线光源时，该线光源向反射段232发出的光，如图5或图6中直线型箭头所示的被反射段232反射至出光段231，以提高出光段231的出光量及线光源的光源利用率。

可选的，反射段232与出光段231的连接面积如图5所示的等于出光段的最小截面面积，或如图6所示的小于出光段231的最小截面面积。需要知道的是，在本申请中，出光段231的最小截面面积具体为垂直于面向槽底方向的截面面积。

进一步参阅图7及图8，当条形光波导23的出光段231设置于开口槽221内向平面光波导22发出线型光时，反射段232位于开口槽221外。

进一步的，当平面光波导22接收线性光形成面光源后，通过第一出光面22b发出平面光。

可选的，为了增加第一出光面22b的出光量及光源的光源利用率，第一底面22c与周侧面22a中没有设置开口槽221的其他侧面为反射面，以在平面光波导22接收线性光时，发向第一底面22c与周侧面22a中没有设置开口槽221的其他侧面的光被反射至第一出光面22b。

进一步的，在平面光波导22通过第一出光面22b发出平面光时，还可以通过荧光转换层222对发出的平面光进行光谱转换，以形成所需颜色的光，比如在本实施例中，激光光源21为蓝光，平面光波导22在形成面光源发出蓝色平面光时，可通过荧光转换层222对蓝色平面光进行光谱转换，形成白色光。

上述实施例通过对出光段增大的从而加强了进入到平面光波导光的区域，从而减少了平面光波导的阴影面积，且加强了固定。

参阅图9，图9是本申请提供的面板第三实施例30的分解示意图，本实施例的光源30包括激光光源31、平面光波导32及条形光波导33。

激光光源31用于发射激光，可选的，激光光源31为蓝光激光光源或者其他激光光源，数量可以为一个也可以是多个，这里不做任何限定。

共同参阅图9、图10及图11，平面光波导32设有开口槽321。

具体的，平面光波导32包括周侧面32a及与周侧面32a连接的第一出光面32b及第一底面32c，开口槽321设置于周侧面32a上，数量可以为一个或多个。

可选的，平面光波导32可以为包括但不限于的矩形体或圆柱体的光波导，在本实施例图示中，平面光波导32为矩形体光波导，该矩形体光波导的周侧面32a包括四个侧面，开口槽321的数量为一个，设置于周侧面32a的一个侧面。

其中，开口槽321包括分别面向第一出光面32b与第一底面32c设置的两个槽壁3211以及连接两个槽壁3211的槽底3212。

进一步的，开口槽321包括在朝向槽底3212的方向上依次连接的第一槽段321a及第二槽段321b。

可选的，第二槽段321b在朝向槽底3212的方向上的截面面积如图10所示的保持不变，或如图11所示的逐渐增大，第一槽段321a与第二槽段321b的连接面积，如图10所示的小于第二槽段321b的最小截面面积，或如图11所示的等于第二槽段321b的最小截面面积。

进一步的，第一出光面32b上还设有荧光转换层322。

条形光波导33设置于激光光源31的出光光路上，用于接收激光光源31发出的激光形成线光源以发出线性光。

可选的，条形光波导33可为包括但不限于的直线型光波导或曲线形光波导，本实施例图示中，条形光波导以直线型光波导为例。

共同参阅图10及图12，条形光波导33至少部分设置于平面光波导32的开口槽321内，并在发出线性光时，平面光波导32接收该线性光以形成面光源。

具体的，条形光波导33包括出光段331，出光段331设置于第二槽段321b内，在条形光波导33接收激光光源31发出的激光形成线光源时，通过出光段331发出线性光，该出光段331在第二槽段321b内贴设于开口槽321的槽底3212以及两个槽壁3211中位于第二槽段321b内的部分，以使得出光段331如图12中直线型箭头所示的，通过槽底3212及两个槽壁3211中位于第二槽段321b内的部分向平面光波导32发出线性光，从而使得平面光波导32接收该线性光形成面光源。

可以理解的，由于出光段331包括多个出光面，因此，在条形光波导33通过出光段331发出线性光时，可提高条形光波导331的出光率及出光亮，且出光段331通过与面向第一出光面32b与第一底面32c设置的两个槽壁3211出光，使得如图12中所示的，平面光波导32中第一出光面32b与第一底面32c位于槽底3212左侧的部分也可以接收到线性光，从而降低甚至消除了该部分在接收不到线性光时出现阴影的情况，减少了甚至消除了平面光波导32的阴影区域，增大平面光波导32的发光区域。

可选的，出光段331在朝向槽底3212的方向上的截面面积保持不变。

共同参阅图11及图13，当开口槽321的第二槽段321b在面向槽底3212的方向上的截面面积逐渐增大时，相应的，出光段331在朝向槽底3212的方向上的截面面积也逐渐增大，出光段331在第二槽段321b内贴设于开口槽321的槽底3212及两个槽壁3211中位于第二槽段321b内的部分，以使得出光段331如图13中直线型箭头所示的，通过槽底3212及两个槽壁3211中位于第二槽段321b内的部分向平面光波导32发出线性光，从而使得平面光波导32接收该线性光形成面光源，在这种情况下，同样可使得平面光波导32中第一出光面32b与第一底面32c位于槽底3212左侧的部分也可以接收到线性光，从而降低甚至消除了该部分在接收不到线性光时出现阴影的情况，减少了甚至消除了平面光波导32的阴影区域，增大平面光波导32的发光区域。

可选的，为了增加平面光波导32接收线性光的接收量，还可以在槽底3212贴设减反镀膜，以增加槽底3212的透光量。

进一步参阅图10及图11，条形光波导33还包括反射段332，反射段332在出光段331远离槽底3212的一侧与出光段331连接，用于在条形光波导33形成线光源时，该线光源向反射段332发出的光，如图10或图11中直线型箭头所示的被反射段332反射至出光段331，以提高出光段331的出光量及线光源的光源利用率。

可选的，反射段332与出光段331的连接面积如图10所示的小于出光段的最小截面面积，或如图11所示的等于出光段331的最小截面面积。

进一步参阅图12及图13，反射段332至少部分设置于开口槽321的第一槽段321a内，也即当条形光波导33的出光段331设置于开口槽321的第二槽段321b内向平面光波导32发出线型光时，反射段332至少部分设置于第一槽段321a内。

进一步的，当平面光波导32接收线性光形成光面源后，通过第一出光面32b发出平面光。

可选的，为了增加第一出光面32b的出光量及光源的光源利用率，第一底面32c与周侧面32a中没有设置开口槽321的其他侧面为反射面，以在平面光波导32接收线性光时，发向第一底面32c与周侧面32a中没有设置开口槽321的其他侧面的光被反射至第一出光面32b。

进一步的，在平面光波导32通过第一出光面32b发出平面光时，还可以通过荧光转换层322对发出的平面光进行光谱转换，以形成所需颜色的光，比如在本实施例中，激光光源31为蓝光，平面光波导32在形成面光源发出蓝色平面光时，可通过荧光转换层322对蓝色平面光进行光谱转换，形成白色光。

请参阅图14，图14是本申请一种照明装置的一实施方式结构示意图。一种照明装置40，其照明装置包括了上述实施方式所制备的光源50，其光源50可以是上述实施方式中的光源10,光源20以及光源30，或者其他可以通过上述实施方式所制备的光源，这里不做限制，其中，光源50包括了激光光源、反射组件以及平板光波导，这里就不在赘述，其可以是路灯，探照灯以及其他的激光照明灯，这里不作限制。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本申请通过提供一种光源以及照明装置，通过条形光波导以及通过开口槽与条形光波导进行固定平面光波导，使得激光由点状的逐步分散成线性，在分散成面性的激光，并通过设置在出光面的荧光层出射成为照明光，从而增大了散热面积，降低了散热需求，且能使得激光在光波导中来回传导，增强了光波导内部的热稳定性，从而增大了发光效率，避免了集中的激光直射，大大增强了发光效率且减少了光损耗，提高了实用性。特别的，本申请将激光进行均匀分散并最后通过荧光转换层形成照明光，相对一般技术中的先进行荧光转换在进行分散而言，有如下的优点，不会因为荧光转换层接触到高密度的强激光照射而使得荧光转换层劣化，其中，不会导致激光在到达面光导的出射面之前改变光分布为朗伯分布，导致更多的光要经过多次散射后到达光出射面，从而导致光损失。从而大大提高了荧光转换层的寿命，改善了光源的优良性，且减少了损失。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源，其特征在于，所述光源包括：

激光光源，用于发射激光；

条形光波导，设置于所述激光光源的出光光路上，用于接收所述激光形成线光源以发出线性光；

平面光波导，设有开口槽，所述条形光波导至少部分设置于所述开口槽内，并在发出所述线性光时，所述平面光波导接收所述线性光以形成面光源。

2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述平面光波导包括周侧面及与所述周侧面连接的第一出光面及第一底面，所述开口槽设置于所述周侧面上，且包括分别面向所述第一出光面和所述第一底面设置的两个槽壁及连接所述两个槽壁的槽底。

3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述条形光波导包括第二出光面，所述第二出光面贴设于所述槽底，以通过所述槽底向所述平面光波导发出所述线性光。

4.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述条形光波导包括出光段，所述出光段贴设于所述槽底及所述两个槽壁，并通过所述槽底及所述两个槽壁向所述平面光波导发出所述线性光。

5.根据权利要求4所述的光源，其特征在于，所述出光段在朝向所述槽底的方向上的截面面积逐渐增大或保持不变。

6.根据权利要求5所述的光源，其特征在于，所述条形光波导进一步包括反射段，所述反射段在所述出光段远离所述槽底的一侧与所述出光段连接。

7.根据权利要求6所述的光源，其特征在于，所述反射段与所述出光段的连接面积小于或等于所述出光段的最小截面面积。

8.根据权利要求6所述的光源，其特征在于，所述开口槽包括在朝向所述槽底的方向上依次连接的第一槽段和第二槽段，所述出光段设置于所述第二槽段内，所述反射段至少部分设置于所述第一槽段内。

9.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述第一出光面上设有荧光转换层，所述荧光转换层用于在所述平面光波导形成面光源以发出平面光时，对所述平面光进行光谱转换。

10.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括权利要求1～9中任一项所述的光源。