CN205281102U - 发光装置、投影显示装置和灯具 - Google Patents

Abstract

提出一种发光装置和投影显示装置和灯具，包括波长转换装置，该波长转换装置包括带有通孔的基板，通孔包括入光口和出光口；该波长转换装置还包括依附在所述通孔内壁的第一波长转换层；还包括用于发射激光的激光源，激光从通孔的入光口入射于通孔并激发第一波长转换层使其产生受激光；其中，激光的光轴与通孔的光轴的夹角为锐角。由于激光的光轴与通孔的光轴的夹角为锐角，这样沿着光轴方向的激光就不能直接从通孔中心的被第一波长转换层包围的通道中直接穿过，这样就可以保证入射于通孔内的激光大部分或全部入射于第一波长转换层，大大增强了出射光的颜色均匀性。

Description

发光装置、投影显示装置和灯具

技术领域：

本实用新型涉及照明光源领域，特别是涉及一种发光装置和使用这种发光装置的投影显示装置和灯具。

背景技术：

随着半导体技术的发展，LED光源正在取代传统的白炽灯和节能灯成为一种新型的照明光源，作为一种普通照明光源，它具有高效，节能，环保以及寿命长等优点。然而，在一些特殊的应用领域，例如舞台灯光照明，汽车大灯，投影显示等领域，需要的是高亮度的光源，此时LED就难以满足要求了。与LED同属半导体光源的半导体激光器（以下简称LD），由于其光学扩展量（Etendue）小，特别适合用来制作超高亮度的特种光源。利用LD制作高亮度特种光源时，通常将LD出射的激光会聚成一个很小的光斑入射到荧光粉上，由于会聚光斑小，能量密度高，荧光粉局部区域将产生大量的热引起荧光粉饱和甚至损坏。此外，利用激光激发荧光粉作为光源时，激发光和荧光粉产生的受激光一起作为输出光，如果激发光和受激光混光不均匀，就会产生颜色差异。

发明内容：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种发光装置，包括波长转换装置，该波长转换装置包括带有通孔的基板，通孔包括入光口和出光口；该波长转换装置还包括依附在所述通孔内壁的第一波长转换层；还包括用于发射激光的激光源，激光从通孔的入光口入射于通孔并激发第一波长转换层使其产生受激光；其中，激光的光轴与通孔的光轴的夹角为锐角。

本实用新型还提出一种投影显示装置，包括上述的发光装置作为光源。

本实用新型还提出一种灯具，包括上述的发光装置作为光源。

由于激光的光轴与通孔的光轴的夹角为锐角，这样沿着光轴方向的激光就不能直接从通孔中心的被第一波长转换层包围的通道中直接穿过，这部分激光必然会入射于第一波长转换层。这样就可以保证入射于通孔内的激光大部分或全部入射于第一波长转换层，从而使得出射光中的激光大部分或完全是经过第一波长转换层反射和散射的，这样剩余激光的光分布就与受激光的光分布接近，大大增强了出射光的颜色均匀性。

附图说明：

图1是本实用新型的发光装置的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的发光装置的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式：

本实用新型提出一种发光装置，其第一实施例的结构示意图如图1所示。该发光装置包括波长转换装置，该波长转换装置包括带有通孔106的基板101，通孔106包括入光口107和出光口108。该波长转换装置还包括依附在通孔106内壁的第一波长转换层103。发光装置还包括用于发射激光104的激光源（图中未画出）。激光104从通孔的入光口107入射于通孔并激发第一波长转换层103使其产生受激光。其中，激光104的光轴104a与通孔106的光轴106a的夹角为锐角。

从通孔的出光口108出射的出射光105，由受激光和剩余的未被吸收的激光混合而成。由于激光104的光轴与通孔106的光轴的夹角为锐角，这样沿着光轴方向的激光（也是强度最强部分的激光）就不能直接从通孔106中心的被第一波长转换层包围的通道109中直接穿过，这部分激光必然会入射于第一波长转换层。这样就可以保证入射于通孔106内的激光大部分或全部入射于第一波长转换层，从而使得出射光105中直接出射的激光大大减少甚至完全没有，出射光105中的激光大部分或完全是经过第一波长转换层反射和散射的，这样剩余激光的光分布就与受激光的光分布接近，大大增强了出射光105的颜色均匀性。

可以理解，激光104的光轴104a与通孔106的光轴106a的夹角越大，激光104中从通道109中直接穿过的比例就越少；当夹角大于某一个特定值时，激光104全部入射于第一波长转换层而不会直接从通道109中穿过，此时出射光105的颜色均匀性最佳。但是此时由于激光104的光轴104a与通孔106的光轴106a的夹角较大，可能会出现激光104入射通孔106的入光口效率低的问题。在实际应用中，需要根据激光104的发散角、激光104的光斑大小、通孔106的大小等因素，综合设计激光104的光轴104a与通孔106的光轴106a的夹角值。

具体来说，在本实施例中，入光口107平面垂直于激光光轴104a，且通孔106的光轴106a与入光口107平面相倾斜，即通孔106是在基板101上的一个“斜孔”。优选的，基板的材料为白色多孔陶瓷或金属铝，这样的基板材料本身就具有比较高的反射率，这样可以尽量多的反射受激光和激光，提高波长转换装置的转换效率。当然，也可以在通孔的内表面镀膜或涂膜以增强其反射率。

在本实施例中，优选的，发光装置还包括位于通孔的入光口107一侧并覆盖入光口的第一分光装置102，用于透射激光同时反射受激光。这样从入光口107泄露出来的受激光可以反射回通孔并最终大部分从出光口出射出来，提高了发光装置的发光效率。

在实际应用中，可以使用蓝光激光二极管作为激光源，而使第一波长转换层包括黄色或橙色波长转换材料，蓝色激光激发第一波长转换层使其发射黄色或橙色受激光，该受激光与剩余蓝色激光混合在一起可以得到白光。第一波长转换层中还可以包括散射材料，这样可以调节剩余的蓝色激光的量，以调节最终出射的白光的色温。而值得注意的是，散射材料也可能出现在通孔内的其它地方，例如通孔的入光口，这样可以起到散射激光的作用，散射的激光功率密度降低，这样第一波长转换层的光转换效率可以提高。再例如散射材料还可以位于第一波长转换层的表面，这样既可以起到散射激光的作用，也可以起到调节剩余激光的量的作用。

本实用新型发光装置的另一个实施例的结构示意图如图2所示。与图1所示的实施例不同的是，在本实施例中，入光口207平面垂直于通孔206的光轴206a，即通孔206是基板201上的“直孔”，而激光204的光轴204a与入光口207平面相倾斜的入射而不是垂直入射。这样当然也能够达到大部分激光204不能直接从通道209透过的目的。

与图1所示的实施例的另一个不同点在于，在本实施例中，还包括位于通孔的出光口208的并封住出光口的第二波长转换层211。这样通孔就变得完全封闭，全部激光都会入射于第一波长转换层或第二波长转换层上，这样的出射光205的均匀性更好。而且，第二波长转换层还可能与第一波长转换层使用不同的波长转换材料，两种波长转换层可以互补的使用。例如，第一波长转换层使用绿色波长转换材料，而第二波长转换层使用红色波长转换材料，这样出射光就同时包括蓝光、绿光和红光的成分，光谱成分更丰富，显色指数更高。而且，第二波长转换层还可能吸收第一波长转换层发射的受激光而产生第二受激光。

与图1所示的实施例的另一个不同点在于，在本实施例中，还包括位于通孔的出光口208一侧并覆盖出光口的第二分光装置212，用于至少部分的反射从出光口出射的光回到通孔内。

第二分光装置根据所需功能的不同可以有多种选择。例如，第二分光装置可以是反射型偏振片，它透射一个特定偏振方向的光同时反射正交的偏振方向的光，被反射回通孔的光在通孔内散射反射后改变了偏振态，在出射时可以有部分可以出射，剩余部分再次回到通孔内循环；这样可以是发光装置得到偏振的出射光。

再例如，第二分光装置也可以透射一部分波长的光而反射其余部分光会通孔。例如激发源使用紫外激光，考虑到紫外激光对人眼有危害，第二分光装置就可以设计成透射可见光同时反射紫外光，这样既可以防止紫外光出射出来，同时也可以将这部分紫外光返回到通孔内进行二次激发。

与图1所示的实施例的另一个不同点在于，在本实施例中，还包括位于波长转换装置和激光源光路之间的散射装置，例如散射片。这样可以降低激光入射于第一波长转换层或第二波长转换层时的局部功率密度，从而提高波长转换效率。

可以理解，以上针对实施例的说明仅为了表达方便，并不构成限制。应用于上述实施例的不同特征可以交叉使用和组合使用，都属于本实用新型的保护范围。例如，图2所示的实施例中，第二波长转换层、散射装置、第二分光装置等特征也可以应用与第一实施例中，或者与第一实施例的特征相结合使用。

本实用新型还提出一种投影显示装置，包括上述的发光装置作为光源。

本实用新型还提出一种灯具，包括上述的发光装置作为光源。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分相互参见即可。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于：

包括波长转换装置，该波长转换装置包括带有通孔的基板，所述通孔包括入光口和出光口；该波长转换装置还包括依附在所述通孔内壁的第一波长转换层；

还包括用于发射激光的激光源，所述激光从通孔的入光口入射于通孔并激发第一波长转换层使其产生受激光；其中，激光的光轴与通孔的光轴的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括位于通孔的入光口一侧并覆盖入光口的第一分光装置，用于透射激光同时反射受激光。

3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述基板的材料为白色多孔陶瓷或金属铝。

4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述入光口平面垂直于激光光轴，或者所述入光口平面垂直于通孔的光轴。

5.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，还包括位于所述通孔的出光口并封住出光口的第二波长转换层。

6.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，还包括位于波长转换装置和激光源光路之间的散射装置。

7.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述通孔内还包括散射材料。

8.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，还包括位于通孔的出光口一侧并覆盖出光口的第二分光装置，用于至少部分的反射从出光口出射的光回到通孔内。

9.一种投影显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置作为光源。

10.一种灯具，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置作为光源。