TW201307756A

TW201307756A - 多色發光裝置

Info

Publication number: TW201307756A
Application number: TW101117366A
Authority: TW
Inventors: Yi Li; Yi Yang
Original assignee: Appotronics Corp Ltd
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-02-16
Also published as: TWI475175B

Abstract

本發明係關於多色發光裝置，包括作用於波長轉換裝置的第一光源與第二光源及輸出端，該波長轉換裝置包含至少兩個分段，不承載有波長轉換材料的第一分段和承載有第一波長轉換材料的第二分段；在第一時間段，允許起源於第一光源的光線輸出到輸出端，並阻止起源於第二光源的光線輸出到輸出端；在第二時間段，允許起源於第二光源的光線輸出到輸出端，並阻止起源於第一光源的光線輸出到輸出端；第一時間段為波長轉換裝置的第二分段暴露在入射光的光路中時的時間段，第二時間段為波長轉換裝置的第一分段暴露在入射光的光路中時的時間段。

Description

多色發光裝置

本發明係關於照明裝置和系統，尤指採用波長轉換來產生高亮度多色光的多色發光裝置。

採用固態光源如鐳射二極體(LD，Laser Diode)或發光二極體(LED，Light Emitting Diode)發出的激發光以及波長轉換材料如螢光粉或量子點的波長轉換方法能夠產生高亮度的波長不同于激發光波長的光。傳統裝置中，激發光射到波長轉換材料上，該波長轉換材料吸收激發光並產生波長高於激發光波長的光(受激發光)。為了產生不同的顏色，採用不同的波長轉換材料。

2009.06.16授權的美國專利7547114描述了一種基於波長轉換的多色發光裝置，該裝置採用了激發光源和具有波長轉換材料(如螢光粉)的多段移動盤。激發光源為發出光在紫外和/或藍光區域的發光二極體或鐳射二極體。該移動盤的每個分段均包含不同的波長轉換材料或不含波長轉換材料。盤設為移動以使所述不同分段在不同時間暴露在激發光中。當盤移動時，盤上不同分段的不同波長轉換材料在時間上連續產生不同顏色的光。這種多色發光裝置可用於圖像顯示上具有微顯示成像器的投影系統。 2010.10.13公開的中國專利申請，公開號CN101858496A，描述了一種基於波長轉換的多色發光裝置，該裝置採用了兩個不同顏色的光源。兩個光源，一個發出藍光，另一個發出紫外光，均放置在波長轉換材料之前。藍光和紫外光通過合光裝置結合被引導至轉動波長轉換裝置。該波長轉換裝置包括承載有不同波長轉換材料(如紅色和綠光螢光粉)的多個分段以及不承載有波長轉換材料且能透射藍光的透明分段。紫外光和藍光均可用於激發波長轉換材料。當透明分段轉至入射光的光路中時，紫外光關閉，僅有藍光透射通過該透明分段以產生藍色輸出光。當承載有波長轉換材料的分段轉至入射光的光路中時，藍光和紫外光均打開來激發波長轉換材料。採用感應器來感應轉動波長轉換裝置的位置並發出控制紫外光源開關的信號。

典型的多色發光系統需要產生多種基色光，如紅綠藍光來混合產生其他所需求的光。多色發光系統還可能需要產生黃光，與藍光混合產生白光。為了產生採用波長轉換的多色光，一個關鍵的條件是利用波長轉換材料，該波長轉換材料可將激發光轉換成所需求的光，如紅綠藍黃等(但是藍光光源經常作為藍光直接使用而不是波長轉換)。但是，不同的波長轉換材料常常具有不同的效率。例如，在目前可得到的波長轉換材料中，產生紅色轉換光的螢光粉材料(方便起見用紅色螢光粉來表示)的效率和可靠性低於其他螢光粉，如綠色和黃色螢光粉。

因此，需要提供多色發光裝置，以解決由於現有技術的局限性和缺點導致的上述技術問題。

本發明之目的，在於提供多色發光裝置，可以通過一個控制裝置使對波長轉換裝置的轉動控制與對第一光源與第二光源的輸出功率的控制同步相關起來，從而避免使用紅光螢光粉而導致的光轉換效率較低的問題。

為了達成本發明上述之目的，本案之發明人提出多色發光裝置，包括第一光源，用於發射第一光線；第二光源，用於發射第二光線；波長轉換裝置，包含至少兩個分段，不承載有波長轉換材料的第一分段和承載有第一波長轉換材料的第二分段，第一波長轉換材料吸收第一光線並產生第三光線；光學裝置，用於引導第一和第二光線作為入射光射至波長轉換裝置，波長轉換裝置相對於第一和第二光源可移動，以使第一和第二分段依次暴露在入射光的光路中；以及輸出端，用於接收波長轉換裝置發出的出射光。

其中，在第一時間段，允許起源于第一光源的光線輸出到輸出端，並阻止起源于第二光源的光線輸出到輸出端；在第二時間段，允許起源于第二光源的光線輸出到輸出端，並阻止起源于第一光源的光線輸出到所述輸出端；第一時間段為波長轉換裝置的第二分段暴露在入射光的光路中時的時間段，第二時間段為波長轉換裝置的第一分段暴露在入射光的光路中時的時間段。

另外，本案之發明人還提出另多色發光裝置，包括第一光源，用於產生第一光線，第一光線為藍光或紫外光；第二光源，用於產生第二光線，第二光線為紅光；波長轉換裝置，包含至少兩個分段，不承載有波長轉換材料的第一分段和承載有第一波長轉換材料的第二分段，第一波長轉換材料吸收第一光線並產生第三光線；以及光學裝置，用於引導第一和第二光線作為入射光射至波長轉換裝置。

其中，波長轉換裝置相對於第一和第二光源可移動，以使第一和第二分段依次暴露在入射光的光路中；此外，第一光源至少在第一時間段打開，第一時間段為波長轉換裝置的第二分段暴露在入射光的光路中時的時間段；並且，第二光源至少在第二時間段打開，第二時間段為波長轉換裝置的第一分段暴露在入射光的光路中時的時間段。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之多色發光裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

請參見第一圖，係本發明多色發光裝置的第一實施例的結構示意圖，本發明實施例所提供的多色發光裝置包括第一光源1、第二光源2、合光裝置3以及波長轉換裝置4。第一光源1用於產生一激發光(第一光線)，優選的，第一光線為藍光或紫外光。第二光源2用於產生第二激發光(第二光線)，在優選的實施例中，第二光線為紅光。在其他實施例中，第二光線可能為綠光或者其他顏色光。第一光源和第二光源可為發光二極體、鐳射二極體或者其他固態光源。波長轉換裝置4上承載的波長轉換材料吸收第一光線並產生第三光線。

較佳的，第二光線與第三光線的光譜部分交疊，例如，第二光線為紅光時，第三光線為黃光或橙光；或者，第二光線為綠光時，第三光線為黃光或青光。

合光裝置3置於波長轉換裝置4和兩個光源(第一光源1與第二光源2)之間，且引導第一光線與第二光線射往波長轉換裝置4。作為一個例子，合光裝置3為分光濾光片，反射第一和第二光線中的一個且同時透射第一和第二光線中的另一個。在第1圖所示的典型結構中，分光濾光片3透射第一光源1發出的第一光線(如箭頭A所示)並反射第二光源2發出的第二光線(如箭頭B所示)。具體地，第一光線和第二光線在合光裝置3後的光路相同。(第1圖中並未標示，所畫箭頭A和B僅為方便闡述的平面表示。)合光裝置3的另一實施例為具有分支埠和結合埠的光纖束。為便於描述，以下將經合光裝置3合光後的，入射到波長轉換裝置4的第一光線與第二光線稱為入射光A/B。

合光裝置3為可選的。例如，該裝置在第一和第二光源1、2為鐳射的情況下是不必要的，因為通常鐳射的出射角度小，可從不同角度引導至波長轉換裝置4。此外，如第一和第二光源是以相反的方嚮導往波長轉換裝置，則沒有必要使用合光裝置。

第一圖所示的實施例中，波長轉換裝置4為透射式，即波長轉換裝置產生的出射光(如箭頭C所示)的行進方向與入射光A/B相同。在另一實施例中，波長轉換裝置4為反射式，即波長轉換裝置產生的出射光的行進方向與入射光A/B相比大致相反或者成一角度。在另一實施例中，第一和第二光線A、B從相反方嚮導往波長轉換裝置，且波長轉換裝置為透射、反射的混合形式。例如，在一個這樣的實施例中，第一光線從第一方嚮導往波長轉換裝置，第二光線從第二方向(即與第一方向相反的方向)導往波長轉換裝置，且出射光以第一方向行進(在這種情況下，波長轉換裝置產生的光以第一方向行進且波長轉換裝置將第二光線反射回第一方向)。在另一個這樣的實施例中，第一光線從第一方嚮導往波長轉換裝置，第二光線從第二方嚮導往波長轉換裝置，且出射光以第二方向行進(在這種情況下，波長轉換裝置產生的光以第二方向行進且波長轉換裝置透射第二光線往第二方向)。以下的具體描述集中在透射式(第一圖)上；為了實現各種類型的裝置，可改變不同部件的位置，以及可採用各種不同的或額外的光學裝置如分光濾光片作為波長轉換裝置的一部分或適當放置于光路中的其他位置。本發明涵蓋所有這些不同種類的裝置。基於本發明公開的描述和本領域熟知的現有技術可以在勿需過多試驗的情況下實現可選類型的裝置。

多色發光裝置的輸出端用裝置7來表示。輸出端可用任何合適的光學裝置來收集和接收波長轉換裝置4發出的出射光。

其他光學裝置可能出現在發光裝置中但並未在圖一中標示，如置於波長轉換裝置4之前的聚焦和/或光線成形光學裝置，置於波長轉換裝置之後的光收集光學裝置，顏色濾光片等等。

波長轉換裝置4的一個面包含多個分段。每個分段承載有吸收激發光並產生受激發光的波長轉換材料，或者不承載有波長轉換材料(此處用“透明”來描述)。波長轉換裝置4安裝在一支撐結構上(圖中未標示)，並隨其移動，在移動過程中波長轉換裝置的不同分段依次落在入射光A/B的光路上。

在第一圖和第二圖所示的實施例中，波長轉換裝置4為一環形結構，其放置平面垂直於入射光A/B的方向，且圍繞平行於入射光的軸轉動(如箭頭D所示)。波長轉換裝置4環形的圓周區域沿角度方向排列劃分為多個分段 41-44。當波長轉換裝置4轉動時，不同分段在不同的時間段暴露在入射光的光路中。

在另一個替代方案中(圖中未顯示)，波長轉換裝置4為一包含沿線性方向排列的多個分段的盤，以往復運動的形式沿該線性方向移動。在另一個替代方案中(圖中未顯示)，波長轉換裝置4為一包含在柱面沿角度方向排列的多個分段的轉動圓柱體。實現波長轉換裝置移動的機構和電學結構與相關領域的現有技術相類似。

第2圖所示的較佳實施例中，波長轉換裝置4包含4個貼近的分段41、42、43和44。分段43和44分別承載有綠色和黃色波長轉換材料，該波長轉換材料吸收第一光源產生的光並分別發出綠光和黃光。當激發光為藍光時，分段42不承載有波長轉換材料，並透射激發光；當激發光為紫外光時，分段42承載有藍色波長轉換材料並被激發光激發產生藍光。分段41不承載有波長轉換材料且透射第二光源2產生的紅光。承載有黃色螢光粉的分段44可選擇地省略。

在綠色和黃色分段後可選擇地採用一濾光片來阻止殘餘的藍光或紫外光。同時，可選擇地用足夠厚的波長轉換材料層來減少殘餘的藍光或紫外光。另外可選擇地在色輪後的光路中使用阻擋紫外光的濾光片。

第一實施例中，第一和第二光源1、2根據一個特定模式被控制其開或關，且其開/關的時間段與波長轉換裝置4的移動同步，以在不同時間段產生具有不同顏色的出射光C。具體的，第一光源1(藍色或紫外激發光)當分段42、43和44轉至入射光的光路時受控打開，且當分段41轉至入射光的光路時受控關閉。第二光源2(紅色直接出射光)當分段41轉至入射光的光路時受控打開，且當分段42、43和44轉至入射光的光路時受控關閉。結果，波長轉換裝置4後收集的出射光C當分段42、43和44轉至入射光的光路時分別為藍光、綠光和黃光，當分段41轉至入射光的光路時為紅光。在此模式下，第二光源3產生的紅光作為出射光直接射出，而不是作為波長轉換材料的激發光。

對於透射式波長轉換裝置4，透明分段41和42分別用於透射紅光和藍光。對於反射式波長轉換裝置4，透明分段41和42分別用於反射紅光和藍光。

第二圖中需說明的是，分段41-44的顏色標示對應於出射光顏色，而不是波長轉換材料顏色，這是因為分段41和42可能不包含波長轉換材料。

如第二圖所示的波長轉換裝置4，出射光C的顏色序列為紅-藍-綠-黃-紅-......由於此四個分段41-44的大小相同，出射的每種顏色約占時間的25%。較佳的，波長轉換裝置4可設計為輸出其他所需的顏色序列，和/或不同的顏色具有不同的持續時間。

可用控制系統來同步第一和第二光源1、2的開關狀態和波長轉換裝置4的移動。如第三圖所示，控制系統包括感應器5，用於感應波長轉換裝置4的位置並產生指示感應位置的信號。基於感應器5的此信號，控制器6可產生控制第一和第二光源1、2的打開和關閉的控制信號。控制器6可為控制兩個兩元的一個單元，或者可為分別控制兩個光源的兩個單元。

任何合適的感應系統均可能用於實現感應器5，且感應器可在任何合適的方式下耦合感應波長轉換裝置4的移動。例如，感應器5可能為光學解碼器、解析器、霍爾感測器等，用於感應波長轉換裝置4的位置。可選的，感應器可為光學感測器，用於感應波長轉換裝置4發出的出射光C的顏色，且與波長轉換裝置的位置有關。

開關光源1和2的實際原理可包括開關光源的電源，或者可包括用機構上、光學上或其他方式光閘來阻止各光源發出的光。如使用光閘，其可位於各光源1、2和合光裝置3之間。光閘也可為光源的一個組成部分。因此，術語“打開和關閉光源”可廣義解釋為可覆蓋任何允許或阻止光源發出的光到達波長轉換裝置4的實施。在實際實施中，使用光閘會造成光能量的浪費，而開關光源電源由於具有節能的優點，且實現起來並不困難，成為較為優選的控制方式。

在一特定實施例中，每當波長轉換裝置4轉至一特定位置時感應器5產生一脈衝信號，此時分段44(黃色)和分段41(紅色)之間的邊界處通過激發光的光路。當控制器6接收到感應器5發出的脈衝時，控制器6控制第二光源打開且第一光源關閉；再經過一預定時間段後，第二光源關閉且第一光源打開。之後當接收到感應器5的另一脈衝時，控制器打開第二光源並關閉第一光源，且此事件序列重複。在一例中，波長轉換裝置4的轉動週期為10ms且預定時間段為2.5ms。

第四圖為本實施例的波長轉換裝置4、感應器5和光源1、2的時序示意圖。(a)-(d)行具有相同的時間軸(任意單位)。(a)行表示波長轉換裝置4的移動及波長轉換裝置的出射光顏色。例如，標示“R”的方塊表示當紅色分段41位於入射光光路且紅光出射的時間段；標示“B”的方塊表示當藍色分段42位於入射光光路且藍光出射的時間段；等等。(b)行表示感應器5產生的脈衝信號。(c)行和(d)行分別表示第二光源(紅光光源)和第一光源(藍光光源)的開關狀態；標示“R”的方塊表示當第二光源(紅光光源)打開的時間段；標示“B”的方塊表示當第一光源(藍光或紫外光光源)打開的時間段。

第四圖所示的時序僅為一個例子；也可採用其他時序。例如，脈衝信號可在紅色分段41和藍色分段42的邊界處產生，或者在波長轉換裝置4轉動中的其他位置產生。

第五A圖至第五C圖是本發明的第二、第三、第四實施例中的波長轉換裝置的示意圖。除波長轉換裝置4的結構以外，第二、第三、第四實施例中的光學排列與第一實施例(第一圖)大致相同。在第二、第三、第四實施例中，合適的分光濾光片可固定於(且因此同步移動與)波長轉換裝置的某些分段，從而免去了開關光源1和2的需要。

第五A圖是第二實施例的波長轉換裝置4A的示意圖。波長轉換裝置4A包括四個貼近的分段41A-44A。從分段上承載波長轉換材料與否上看，分段41A-44A與第一實施例的分段41-44相同。但是，藍色、綠色和黃色分段42A、43A和44A上放置有一反射第二(紅色)光線且透射第一(藍色或紫外)光線的分光濾光片。紅色分段41A上未放置濾光片。採用這種波長轉換裝置4A，當藍色、綠色和黃色分段42A、43A和44A轉至入射光A和B的光路中時，第二(紅色)光源勿須關閉。換句話說，第二(紅色)光源可持續點亮。第一(藍色或紫外)光源當紅色分段41A轉至入射光A和B的光路中時仍須關閉。

第五B圖是第三實施例的波長轉換裝置4B的示意圖。波長轉換裝置4B包括四個貼近的分段41B-44B。從分段上承載波長轉換材料與否上看，分段41B-44B與第一實施例的分段41-44相同。但是，紅色分段41B上放置有一反射第一(藍色或紫外)光線且透射第二(紅色)光線的分光濾光片。藍色、綠色和黃色分段42B、43B和44B上未放置濾光片。採用這種波長轉換裝置4B，當紅色分段41B轉至入射光A和B的光路中時，第一(藍色或紫外)光源勿須關閉。換句話說，第一(藍色或紫外)光源可持續點亮。第二(紅色)光源當藍色、綠色和黃色分段42B、43B和44B轉至入射光A和B的光路中時仍須關閉。

第五C圖是第四實施例的波長轉換裝置4C的示意圖。波長轉換裝置4C包括四個貼近的分段41C-44C。從分段上承載波長轉換材料與否上看，分段41C-44C與第一實施例的分段41-44相同。但是，藍色、綠色和黃色分段42C、43C和44C上放置有一反射第二(紅色)光線且透射第一(藍色或紫外)光線的分光濾光片，且紅色分段41C上放置有一反射第一(藍色或紫外)光線且透射第二(紅色)光線的分光濾光片。採用這種波長轉換裝置4C，第一(藍色或紫外)光源和第二(紅色)光源均可持續點亮。對於第四實施例，包含感應器5和控制器6(第三圖)的控制系統可以省略。

在第二至第四實施例中，分光濾光片位於對應分段的整個區域。在第二和第四實施例中，分光濾光片可較佳地位於波長轉換材料面向激發光的一面。濾光片也可位於出射光的一面。但是在後者的結構中，可能產生光損失，例如，波長轉換材料(如黃光)的出射光和第二光線(如紅光)有光譜重疊。

此外，如波長轉換裝置4A/4B/4C為反射式，濾光片的分光濾光特性相反。換句話說，用於紅色分段41A/41C的分光濾光片反射第二(紅色)光線且透射第一(藍色或紫外)光線。用於藍色、綠色和黃色分段42A/42A、43A/43C和44A/44C的分光濾光片反射第一(藍色或紫外)光線且透射第二(紅色)光線。在此結構中，分光濾光片位於波長轉換材料面對遠離入射光的一面。

從上述第一至第四實施例的描述上看，多色發光裝置功能性上的必要條件如下：在“紅色”時間段(即當紅色分段41/41A/41B/41C位於入射光的光路中)，第二光源發出的紅光在波長轉換裝置4以後出射，而第一光源發出的藍光不能出射。在“非紅色”時間段(即當非紅色分段的分段位於入射光的光路中)，受激發光或第一光源發出的藍光出射，而第二光源發出的紅光不能出射。

更廣義上來說，本發明上述實施例的多色發光裝置的特性為，在第一時間段(如非紅色時間段)，波長轉換裝置4之後僅出射起源於第一光線的光(如藍光本身或波長轉換材料受藍光或紫外光激發產生的受激發光)；在第二時間段(如紅色時間段)，僅出射起源於第二光線的光(如紅光自身)。兩時間段在時間上沒有重疊。本發明論述中使用的 “起源於A”的光，包括A本身發出的光，和A本身發出的光經過激發螢光粉產生的受激發光。此處的“包括”並不限於形成A本身發出的光和該受激發光的混合光。

上述不同結構所實現的功能在於：在第一時間段允許起源於第一光線的光出射到輸出端且阻止起源於第二光線的光出射到輸出端，以及在第二時間段允許起源於第二光線的光出射到輸出端且阻止起源於第一光線的光出射到輸出端，第二時間段與第一時間段不重疊。在上述第一實施例中，實現上述功能的結構包括控制結構，用於控制兩光源的開關與波長轉換裝置同步。在上述第二和第三實施例中，實現上述功能的結構包括控制結構，用於控制兩光源之一的開關與波長轉換裝置同步，同時配合採用對應於波長轉換裝置所選分段的合適的分光濾光片。在上述第四實施例中，實現上述功能的結構包括對應於波長轉換裝置所選分段的合適的分光濾光片。其他結構也可能存在。

在某些情況下，上述兩時間段不能重疊的必要條件可放寬。例如，當第一光線為藍光且第二光線為紅光，以及當分段41和分段42均為透明(如第二圖)時，則可控制藍光和紅光的開關，以使當分段41和/或42位於入射光的光路中的時間段時，藍光和紅光同時打開。這可能使得在一時間段內紫色光出射。

本發明的實施例與背景技術中的中國專利申請 CN101858496A所描述系統的不同之處在於：後者的方案中承載有波長轉換材料的分段同時被兩光源激發，此時起源於該兩光源(紫外和藍光)的受激發光同時出射，因此要求該兩光源均能發出激發光(如藍光或UV光)；而本發明的方案中，起源於第一光源的光和起源於第二光源的光沒有設計為同時出射，承載有第一波長轉換材料的分段(第二分段)只被第一光源的光激發，因此不要求第二光源能發出激發光，本發明在光源上具有更廣泛的選擇範圍。因為後者的方案要求兩光源均為激發光源，例如作用於不承載有波長轉換材料的分段的光源(相當於本發明中的第二光源)，由於激發光源的波長較短，因此該光源的選擇範圍很小，主要包括藍光光源；而本發明中第二光源不限定為激發光源，即可以為比激發光源的波長更長的光源，根據斯托克漂移原理，相對於後者的方案，本發明用該波長更長的光源出射的光代替螢光粉發光，具有光轉換效率較高的優點。事實上，後者的方案中使用藍光代替螢光粉發光，是僅出於藍光為可見光的原因，另外，採用藍光更重要的原因是要與UV光一起作為激發光源激發綠色螢光粉，因此後者的方案中使用藍光並不是出於提高光轉換效率的原因，否則應會採用比藍光波長更長的光源。

此外，上述後者的方案中波長轉換裝置同時被兩光源激發，因此在整個時間段的大部分時間內，起源於兩光源 (紫外和藍光)的受激發光同時出射；而本發明的方案使用一個單色光光源(如紅光光源)直接代替相應的螢光粉(如紅色螢光粉)發光。CN101858496A由於第二光源的引入而使激發光的能量得以增強，進而增大了整個光源系統的光能量輸出；但是由於第二光源的引入同時增大了電能的消耗，因此整個系統的能量轉換效率(指的是單位電能轉化成的光能)並沒有提高。而本發明中雖然同樣引入了第二光源，但是由於第一光源和第二光源是可以交互點亮的，因此並沒有增加電能的輸入；同時由於使用高效率的單色光替代了低效率的螢光粉發光，提高了系統的能量轉化效率，本發明也有效地提高了光源系統的光能量輸出，但是並沒有以提高電能的消耗為代價，因此更為節能。

2009.12.12公開的中國專利申請，公開號CN 101592308A，描述了一種基於波長轉換的多色發光裝置，該裝置採用了兩個光源。第一光源產生激發光(如藍光或紫外光)，用於激發波長轉換材料。激發光引導至轉盤，該轉盤包含多個具有波長轉換材料的分段。第二光源(藍光或紅光)發出的光與波長轉換材料受激發出的光通過分光濾光片相結合，該分光濾光片位於波長轉換材料發光光路的下游。可控制第二光源的開關，例如只有當轉盤轉至臨近兩個分段的邊界處時第二光源才會打開。此系統可解決轉盤所帶來的輪輻光(spoke light)問題。輪輻光涉及發生在轉盤兩分段邊界處的不同顏色光的無效混合，是由受激發光的分散和/或其他因素造成的。

本發明的實施例與上述中國專利申請CN 101592308所描述系統的不同之處在於合光裝置(分光濾光片)在光路中的位置。在本發明的實施例中，合光裝置3位於波長轉換材料光路的上游。而在CN 101592308中，合光裝置位於波長轉換材料光路的下游。

CN 101592308結構的一個因素為：在該裝置中，第二光源的功能為校正由轉動色輪產生的輪輻光問題，因此第二光源不適合放置在轉動色輪光路的上游。在該裝置中，第二光源的光與波長轉換材料的受激發光通過分光濾光片相結合。分光濾光片結合兩種光的基礎是兩種光光譜沒有重疊。因此在CN 101592308的系統中，第二光源的波長光譜和受激發光的波長光譜必須大部分分離以使它們通過分光濾光片結合。如兩者光譜重疊，兩者之一的重疊部分會損失掉。這一問題限定了波長轉換材料的選擇和第二光源的顏色。例如，典型的黃色螢光粉的光譜與典型的紅光LED光譜大部分重疊。因此，如第二光源為紅光LED，則黃色螢光粉不適合作為轉動色輪的波長轉換材料。這是一個很關鍵的限制，因為黃色螢光粉具有很高的螢光轉換效率而被廣泛使用。

在本發明的實施例中，由於第一和第二時間段在時間上沒有重疊，起源於第一光線(激發光，藍光或紫外光；受激發光，綠光或黃光)的光和起源於第二光線(直接出射光，紅光或綠光或其他顏色光)的光的光譜沒有要求必須不重疊，可以為不重疊，也可以為部分交疊，分光濾光片3可以結合這兩種光而不產生非必要的損失，因此可避免上述專利CN 101592308的問題。

在本發明的實施例中，由於第二光線直接用於出射光而不是激發光，第二光線不需要(儘管可能)具有激發波長轉換材料的特性。當上述實施例中的第二光源2為紅光光源時，綠光光源可選擇地用作綠色直接出射光。在此可選實施例中，波長轉換裝置的分段41承載有紅色波長轉換材料，且分段43不承載有波長轉換材料並能透過綠光。其他對應此系統的調整可相應作出。

考慮到現有技術紅色螢光粉的光轉換效率較低不利於顯色指數的提高，在第一光源產生的第一光線為藍光，且第二光源產生的第二光線為紅光時，可以採用合光裝置對藍光和紅光進行合光，將合光得到的合光光束投射到波長轉換材料上。波長轉換裝置中的第二分段可以承載吸收藍光並產生綠光的波長轉換材料(如綠光螢光粉)，波長轉換裝置還可以包括不承載有波長轉換材料的第三分段。可以通過一個控制裝置使對波長轉換裝置的轉動控制與對第一光源與第二光源的輸出功率的控制同步相關起來。例如，當波長轉換裝置的第一分段暴露在入射光(合光光束)的光路中時(即在第一時間段)只打開第二光源(紅光光源)而關閉第一光源(藍光光源)，使多色發光裝置輸出的紅光輸出完全由紅光光源提供，從而避免使用紅光螢光粉而導致的光轉換效率較低的問題。藍光光源只在第二分段與第三分段暴露在入射光的光路中時打開。實際應用中，根據所選擇的激發光的波長和波長轉換材料的光轉換特性的差異，第二光源可以是紅光光源以外的其他光源。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。

1‧‧‧第一光源

2‧‧‧第二光源

3‧‧‧合光裝置

4‧‧‧波長轉換裝置

41-44、41A-44A、41B-44B、41C-44C‧‧‧分段

5‧‧‧感应器

6‧‧‧控制器

7‧‧‧輸出端用裝置

A、B‧‧‧入射光

C‧‧‧出射光

D‧‧‧箭頭

第一圖係本發明多色發光裝置的第一實施例的結構示意圖；第二圖係第一圖所示的多色發光裝置中的承載有波長轉換材料的移動盤的結構示意圖；第三圖係第一圖所示的多色發光裝置中的控制系統的結構示意圖；第四圖係第一圖所示的多色發光裝置中的移動盤、感應信號以及光源的時間序列的示意圖；及第五A圖至第五C圖係本發明多色發光裝置的第二、第三、第四實施例中的波長轉換裝置的結構示意圖。