CN217584306U - 一种光源组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光源组件，包括波长转换组件，所述波长转换组件包括依次设置的透光件、波长转换材料层和分光滤光元件，所述分光滤光元件透射激发光而反射波长转换材料层受激产生的辐射光，所述透光件采用导热透明材料制成。本实用新型所述的光源组件利用透光件来对激发过程中波长转换材料层产生的热量进行散热，有效提高散热效率，保障波长转换材料层能够长效稳定的工作，保障稳定高效的光转换效率，保障出光量，避免波长转换材料层过度老化，延长使用寿命。

Description

一种光源组件

技术领域

本实用新型涉及光源技术领域，尤其涉及一种光源组件。

背景技术

半导体照明光源中常用到波长转换材料(荧光粉)，激光光源、LED光源等发出的光作为激发光照射在波长转换材料上，波长转换材料受激产生辐射光，波长转换材料在激发产生辐射光的过程中会产生热量，现有光源所采用的光源组件散热效果较差，温度升高会严重影响波长转换材料的光转化效率还会导致波长转换材料加速老化，影响出光质量以及使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种光源组件，解决目前技术中光源组件的散热效果较差，影响波长转换材料的光转化效率和使用寿命的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种光源组件，包括波长转换组件，所述波长转换组件包括依次设置的透光件、波长转换材料层和分光滤光元件，所述分光滤光元件透射激发光而反射波长转换材料层受激产生的辐射光，所述透光件采用导热透明材料制成。本实用新型所述的光源组件利用透光件来对激发辐射光过程中波长转换材料层产生的热量进行散热，有效提高散热效率，保障波长转换材料层能够长效稳定的工作，保障稳定高效的光转换效率，保障出光量，避免波长转换材料层过度老化，延长使用寿命，激发光和辐射光在分光滤光元件的作用下光路分离，分光滤光元件使激发产生的辐射光沿着同一朝向充分出射，减小光损失，提高出光量。

进一步的，所述透光件与分光滤光元件之间还设置有环绕波长转换材料层的反光层。利用反光层阻绝边缘杂光的入射，保障出光质量，并且也能使部分散射的激发光被反光层反射入波长转换材料层中更充分的进行激发，提高出光量。

进一步的，所述反光层包括金属件、镀膜反光件与白胶中的一种，金属件不仅能起到反射作用，还能对波长转换材料层起到散热作用，白胶既能对光线起到反射的作用，还起到有效粘接固定波长转换材料层的作用，保障结构稳定性。

进一步的，所述分光滤光元件为波长转换材料层上的镀膜，结构紧凑，减小光源组件的尺寸体积；

或者所述分光滤光元件为二向色镜片，所述分光滤光元件的基底采用导热透明材料制成，激发过程中波长转换材料层产生的热量传导到分光滤光元件上进行散热，提高散热效率。

进一步的，所述透光件为平板片或者光学透镜，将光学透镜集成在光源组件上，可对光线进行聚焦、准直等，提高集成度，有利于减小光学系统的体积。

进一步的，波长转换组件还包括导热基体，所述透光件承靠在导热基体上。所述透光件虽然采用导热透明材料制成，但透光件还是光路上的光学器件，透光件还需要满足光学性能的要求，需要有较高的光线穿透性能，透光件的实际散热效率相对有限，因此设置专用于散热的导热基体来更好的进行散热，激发过程中波长转换材料层产生的热量通过透光件传导到导热率更高的导热基体上进行散热，有效提高散热效率。

进一步的，所述导热基体采用导热金属材料制成，导热金属材料的热导率高，能够保障良好的散热效果。

进一步的，所述导热基体上设置有散热翅片，能够有效增大散热面积，提高散热效果。

进一步的，所述导热基体上设置有通孔槽，层叠在一起的透光件、波长转换材料层和分光滤光元件安放在通孔槽中，所述透光件的整个周向与导热基体贴合，能有效增大透光件与导热基体直接的热传导面积，在整个周向上都能充分进行散热，提高散热效率。

进一步的，所述导热基体环绕波长转换材料层并与波长转换材料层接触，所述导热基体具有用于反射的磨光表面。波长转换材料层产生的热量能直接传导到导热基体进行散热，同时导热基体也起到反射的作用，阻绝边缘杂光的入射，保障出光质量，并且也能使部分散射的激发光被反光层反射入波长转换材料层中更充分的进行激发，提高出光量。

进一步的，还包括激发光源，所述激发光源与所述波长转换组件间隔不接触，所述激发光源发出的激发光从分光滤光元件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光，和/或，所述激发光源发出的激发光从透光件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光。激发光源的热量不会传导到波长转换组件上，保障波长转换材料层能够长效稳定的工作，保障稳定高效的光转换效率，保障出光量。

进一步的，所述激发光源为固态发光芯片，所述波长转换材料层的厚度小于等于固态发光芯片外接圆直径的20％，提高出光量，减少光损耗。

进一步的，所述激发光源包括激发光源一，所述激发光源一发出的激发光从分光滤光元件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光，辐射光从透光件出射；

或者，所述激发光源包括激发光源二和二向色镜，所述二向色镜透射激发光源二发出的激发光并反射波长转换材料层激发产生的辐射光，或者所述二向色镜反射激发光源二发出的激发光并透射波长转换材料层激发产生的辐射光；所述激发光源二发出的激发光由二向色镜引导至从透光件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件反射并从透光件出射至二向色镜以出光；

再或者，所述激发光源包括激发光源一、激发光源二和二向色镜，所述二向色镜透射激发光源二发出的激发光并反射波长转换材料层激发产生的辐射光，或者所述二向色镜反射激发光源二发出的激发光并透射波长转换材料层激发产生的辐射光；所述激发光源一发出的激发光从分光滤光元件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光，辐射光从透光件出射至二向色镜以出光；所述激发光源二发出的激发光由二向色镜引导至从透光件所在一侧射向波长转换材料层以激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件反射并从透光件出射至二向色镜以出光。

本实用新型所述的光源组件采用单激光光源或双激发光源的结构，双激发光源能够提高激发效率，提高辐射光的出光量，结构紧凑、占用体积小。

进一步的，所述二向色镜与透光件之间的光路上设置有聚焦准直透镜组，利用聚焦准直透镜组将激发光源二发出的激发光聚焦在波长转换材料层，提高激发光源二发出的激发光的充分利用率，提高激光效率，激发产生的辐射光在聚焦准直透镜组作用下准直后出射。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

本实用新型所述的光源组件将激发过程中波长转换材料层产生的热量传导到透光件上进行散热，有效提高散热效率，保障波长转换材料层能够长效稳定的工作，保障稳定高效的光转换效率，保障出光量，避免波长转换材料层过度老化，延长使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的光源组件结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的另一种光源组件结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的第三种光源组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的第四种光源组件结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的第五种光源组件结构示意图；

图6为本实用新型实施例一的第六种光源组件结构示意图；

图7为本实用新型实施例一的第七种光源组件结构示意图；

图8为本实用新型实施例二的光源组件结构示意图；

图9为本实用新型实施例二的另一种光源组件结构示意图。

图中：

导热基体1、通孔槽11、散热翅片12、波长转换材料层2、透光件3、分光滤光元件4、反光层5、激发光源一6、激发光源二7、二向色镜8、聚焦准直透镜组9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开一种光源组件，有效提升散热效果，确保能长效稳定的工作在适宜温度范围内，保障稳定的光转化效率，延长使用寿命。

实施例一

如图1所示，一种光源组件，包括波长转换组件，所述波长转换组件主要包括波长转换材料层2、透光件3以及分光滤光元件4，所述透光件3、波长转换材料层2和分光滤光元件4依次层叠设置，所述分光滤光元件4透射激发光而反射波长转换材料层2受激产生的辐射光，所述透光件3采用导热透明材料制成。激发辐射光过程中波长转换材料层2产生的热量传导到透光件3上进行散热，有效提高散热效率，保障波长转换材料层能够长效稳定的工作，保障稳定高效的光转换效率，保障出光量，避免波长转换材料层过度老化，延长使用寿命。

优选的是，如图2所示，波长转换组件还包括导热基体1，所述透光件3承靠在导热基体1上，在本实施例中，所述导热基体1上设置有通孔槽11，层叠在一起的透光件3、波长转换材料层2和分光滤光元件4安放在通孔槽11中，所述透光件3的整个周向与导热基体1贴合，换言之，所述导热基体1环绕在透光件3的周向外围，能有效增大导热基体1与透光件3之间的接触面积，也就是增大热交换面积，从而能提高散热效果，具体的，所述通孔槽11中设置有内径变化构成的台阶部，所述透光件3承靠在台阶部上，所述透光件3具体为平板片，所述透光件3的两个表面都与导热基体1接触，即，所述透光件3的周向上的端面与导热基体1接触，所述透光件3的板平面靠近外围边缘处的局部也与导热基体1接触，接触面积大，传热效率高，从而有效的将在激发产生辐射光的过程中波长转换材料层2产生的热量通过透光件3传导到导热基体1上进行散发；

所述透光件3具体可采用碳化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅以及金刚石等材料，既具有较好的导热性能，同时又具有较好的光学性能，具有较高的光线穿透性，减小光损失，保障出光量；所述导热基体1采用导热金属材料制成，具体可采用铜、银、铝等高高热导率的金属材料，相对于透光件3是实际能所采用的介质而言，铜、银、铝等金属材质的散热效果更好，因此透光件3上的热量能通过导热基体1更充分有效的进行散热；进一步的，所述分光滤光元件4可以是波长转换材料层2上的镀膜，能够提高结构紧凑性，减小波长转换组件的尺寸体积，所述分光滤光元件4还可以是二向色镜片，所述分光滤光元件4采用导热透明材料制成基底，所述分光滤光元件4承靠在导热基体1上，从而波长转换材料层2激发产生辐射光的过程中产生的热量还能通过分光滤光元件4传导到导热基体1上进行散发，有效提高散热效率，分光滤光元件4的基底材料可与透光件3相同也可不同，根据需要进行具体设置；如图3所示，所述导热基体1上还设置有散热翅片12，有效增大导热基体1的散热表面积，提高散热效果。

如图1至图3所示，所述透光件3与分光滤光元件4之间还设置有环绕波长转换材料层2的反光层5，主要是利用反光层5阻绝边缘杂光的入射，同时也使部分散射的激发光进入波长转换材料层2进一步充分激发，提升激发效率，提高出光量，所述反光层5可以是金属件、镀膜反光件与白胶中的一种，金属件表面磨光处理的方式来达到反光的作用，并且金属件的反光层5与导热基体1接触，从而能将波长转换材料层2传导到导热基体1上进行散热，进一步的提高散热效率，镀膜反光件则是采用镀膜的方式来达到反光的作用，镀膜反光件优选导热性能良好的材质，有利于将波长转换材料层2传导到导热基体1上进行散热，提高散热效果，反光层5由白胶构成时，白胶既能对光线起到反射的作用，还起到有效粘接固定波长转换材料层的作用，保障结构稳定性。

如图4所示，将反光层与导热基体结合为一体，即所述导热基体1环绕波长转换材料层2并与波长转换材料层2接触，所述导热基体1具有用于反射的磨光表面，所述导热基体1既用于提高散热效果，也用于阻绝边缘杂光的入射，同时也使部分散射的激发光进入波长转换材料层2进一步充分激发，提升激发效率。

如图5所示的一种光源组件，光源组件还包括激发光源，所述激发光源具体为激发光源一6，所述激发光源一6设置在分光滤光元件4所在一侧并且与波长转换组件间隔不接触，激发光源一6的热量不会传导到波长转换组件上，有利于避免波长转换材料层的温度过高，保障高效稳定的光转化效率，所述激发光源一6发出的激发光从分光滤光元件4所在一侧射向波长转换材料层2以激发产生辐射光，辐射光从透光件3出射，在透光件3一侧可设置聚焦准直透镜组9，辐射光经聚焦准直透镜组9准直后出光，所述激发光源一6具体可采用激光光源或固态发光芯片，固态发光芯片包括但不限于半导体发光芯片，例如发光二极管芯片，激发光源一6为固态发光芯片时，激发光源一6与分光滤光元件4之间预留有空气间隙，并且空气间隙尽量小，确保激发光源一6产生的激发光能更充分的照射至波长转换材料层2，保障光源效率，所述波长转换材料层2的厚度小于等于固态发光芯片外接圆直径的20％，例如固态发光芯片的发光表面尺寸大小为1mm×1mm，则固态发光芯片的外接圆直径为1.41mm，则波长转换材料层2的厚度小于等于0.282mm，固态发光芯片的出光发散角度大，波长转换材料层2的厚度越大会导致越多的大角度光线由于全反射而从波长转换材料层2d侧面出射损耗掉，波长转换材料层2的厚度较小有利于光更充分的从波长转换材料层2的表面出射，减少从波长转换材料层2侧面出射损耗的光，提高出光量。

如图6所示的另一种光源组件，激发光源具体包括激发光源二7和二向色镜8，所述激发光源二7和二向色镜8设置在透光件3所在一侧，激发光源二7具体可采用固态发光芯片或激光光源，二向色镜8与透光件3之间的光路上设置有聚焦准直透镜组9，所述激发光源二7具体可采用固态发光芯片或激光光源，所述二向色镜8射激发光源二7发出的激发光并反射波长转换材料层2激发产生的辐射光，或者所述二向色镜8反射激发光源二7发出的激发光并透射波长转换材料层2激发产生的辐射光；所述激发光源二7发出的激发光由二向色镜8引导至从透光件3所在一侧射向波长转换材料层2以激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件4反射并从透光件3出射，辐射光经聚焦准直透镜组9准直后射向二向色镜8，然后二向色镜8将辐射光引导至出光方向。

如图7所示的另一种光源组件，激发光源包括激发光源一6、激发光源二7和二向色镜8，所述二向色镜8透射激发光源二7发出的激发光并反射波长转换材料层2激发产生的辐射光，还可以是，所述二向色镜8反射激发光源二7发出的激发光并透射波长转换材料层2激发产生的辐射光，激发光源一6和激发光源二7具体可采用固态发光芯片或激光光源，所述激发光源一6设置在分光滤光元件4所在一侧并且与波长转换组件间隔不接触，所述激发光源二7和二向色镜8设置在透光件3所在一侧，二向色镜8与透光件3之间的光路上设置有聚焦准直透镜组9；

激发光源一6采用固态发光芯片时，其出光发散角度大，激发光源一6与分光滤光元件4之间预留有空气间隙，并且空气间隙尽量小，确保激发光源一6产生的激发光能更充分的照射至波长转换材料层2，减少激发光损失，保障光源效率，提高出光量，激发光源一6采用激光光源时，激光光源的方向性好，激发光源一6与分光滤光元件4之间采用较大的空气间隙，波长转换材料层2激发产生的辐射光从透光件3透射而出，辐射光经聚焦准直透镜组9准直后射向二向色镜8，然后二向色镜8将辐射光引导至出光方向；

所述激发光源二7发出的激发光射向二向色镜8，激发光由二向色镜8向透光件3所在方向引导，二向色镜8与透光件3之间的聚焦准直透镜组9对激发光进行聚焦处理，激发光从透光件3所在一侧射向波长转换材料层2并聚焦在波长转换材料层2上，减少激发光损失，提高光源效率，激发光照射在波长转换材料层2上激发产生辐射光，辐射光向各向散射，辐射光被分光滤光元件4反射后从透光件3透射而出，辐射光经聚焦准直透镜组9准直后射向二向色镜8，然后二向色镜8将辐射光引导至出光方向。

实施例二

如图8所示，与实施例一的不同点在于，所述透光件3为光学透镜，即光学透镜集成在光源组件上，所述透光件3不仅仅用于将波长转换材料层2产生的热量传导到导热基体1上进行散发，还用于对光进行聚焦或准直，有效提高集成度，减小体积。

一种光源组件，如图9所示，还包括激发光源一6、激发光源二7和二向色镜8，所述二向色镜8透射激发光源二7发出的激发光并反射波长转换材料层2激发产生的辐射光，所述激发光源一6设置在分光滤光元件4所在一侧，所述激发光源二7和二向色镜8设置在透光件3所在一侧；

所述激发光源一6发出的激发光从分光滤光元件4所在一侧射向波长转换材料层2以激发产生辐射光，辐射光从透光件3透射而出，辐射光经透光件3准直后射向二向色镜8，然后二向色镜8将辐射光引导至出光方向；

所述激发光源二7发出的激发光射向二向色镜8，激发光由二向色镜8向透光件3所在方向引导，透光件3对激发光进行聚焦处理，激发光从透光件3透过并聚焦在波长转换材料层2上，波长转换材料层2被激发光照射激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件4反射后从透光件3透射而出，辐射光经透光件3准直后射向二向色镜8，然后二向色镜8将辐射光引导至出光方向。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种光源组件，其特征在于，包括波长转换组件，所述波长转换组件包括依次设置的透光件(3)、波长转换材料层(2)和分光滤光元件(4)，所述分光滤光元件(4)透射激发光而反射波长转换材料层(2)受激产生的辐射光，所述透光件(3)采用导热透明材料制成。

2.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述透光件(3)与分光滤光元件(4)之间还设置有环绕波长转换材料层(2)的反光层(5)。

3.根据权利要求2所述的光源组件，其特征在于，所述反光层(5)包括金属件、镀膜反光件与白胶中的一种。

4.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述分光滤光元件(4)为波长转换材料层(2)上的镀膜；

或者所述分光滤光元件(4)为二向色镜片，所述分光滤光元件(4)的基底采用导热透明材料制成。

5.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述透光件(3)为平板片或者光学透镜。

6.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，波长转换组件还包括导热基体(1)，所述透光件(3)承靠在导热基体(1)上。

7.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述导热基体(1)采用导热金属材料制成。

8.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述导热基体(1)上设置有散热翅片(12)。

9.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述导热基体(1)上设置有通孔槽(11)，层叠在一起的透光件(3)、波长转换材料层(2)和分光滤光元件(4)安放在通孔槽(11)中，所述透光件(3)的整个周向与导热基体(1)贴合。

10.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述导热基体(1)环绕波长转换材料层(2)并与波长转换材料层(2)接触，所述导热基体(1)具有用于反射的磨光表面。

11.根据权利要求1至10任一项所述的光源组件，其特征在于，还包括激发光源，所述激发光源与所述波长转换组件间隔不接触，所述激发光源发出的激发光从分光滤光元件(4)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光，和/或，所述激发光源发出的激发光从透光件(3)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光。

12.根据权利要求11所述的光源组件，其特征在于，所述激发光源为固态发光芯片，所述波长转换材料层(2)的厚度小于等于固态发光芯片外接圆直径的20％。

13.根据权利要求11所述的光源组件，其特征在于，所述激发光源包括激发光源一(6)，所述激发光源一(6)发出的激发光从分光滤光元件(4)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光，辐射光从透光件(3)出射；

或者，所述激发光源包括激发光源二(7)和二向色镜(8)，所述二向色镜(8)透射激发光源二(7)发出的激发光并反射波长转换材料层(2)激发产生的辐射光，或者所述二向色镜(8)反射激发光源二(7)发出的激发光并透射波长转换材料层(2)激发产生的辐射光；所述激发光源二(7)发出的激发光由二向色镜(8)引导至从透光件(3)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件(4)反射并从透光件(3)出射至二向色镜(8)以出光；

再或者，所述激发光源包括激发光源一(6)、激发光源二(7)和二向色镜(8)，所述二向色镜(8)透射激发光源二(7)发出的激发光并反射波长转换材料层(2)激发产生的辐射光，或者所述二向色镜(8)反射激发光源二(7)发出的激发光并透射波长转换材料层(2)激发产生的辐射光；所述激发光源一(6)发出的激发光从分光滤光元件(4)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光，辐射光从透光件(3)出射至二向色镜(8)以出光；所述激发光源二(7)发出的激发光由二向色镜(8)引导至从透光件(3)所在一侧射向波长转换材料层(2)以激发产生辐射光，辐射光被分光滤光元件(4)反射并从透光件(3)出射至二向色镜(8)以出光。

14.根据权利要求13所述的光源组件，其特征在于，所述二向色镜(8)与透光件(3)之间的光路上设置有聚焦准直透镜组(9)。

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