[发明专利]发光装置、投影装置和照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及发光装置、投影装置和照明装置。

背景技术

目前，固态光源由于其长寿命、环保等特点，已经在通用照明、特种照明和投影显示中得到了广泛的应用。其中，白光固态光源在照明领域更是有着巨大的发展潜力。

美国专利7547114提出一种光源结构，即利用蓝光半导体光源来激发一个荧光粉色轮，随着色轮的转动产生一个多色光序列。当这个荧光粉色轮上只有一种荧光粉时，例如黄色荧光粉，这个光源可以出射受激产生的黄光和没有被激发的剩余激发光蓝光的混合光，也就是白光。

这是一种白光光源的理想的方案，尤其是当采用蓝色激光为激发光时，由于激光的高能量密度的特点，该白光光源也具有很高的亮度，尤其适用于投影机光源等对光源亮度有特殊要求的应用场合。

然而这种方案的问题在于，该白光光源的发射光的两种组成成分分别是蓝光激光和黄色荧光粉产生的黄光，后者具有各项同性的性质，而前者的光分布则往往不是均匀的。这样产生的效果就是发射的白光中沿各方向的成分比例有差别，例如中心角度偏蓝色，大角度则偏黄色。这种颜色不均匀性已经极大地制约了这种光源的发展。

为了解决这个问题，有人提出利用荧光粉本身对光的散射的特点，对蓝光激光进行强烈的散射，使其形成与黄光一样的各项同性的光分布。然而增多荧光粉的使用必然导致黄光的变强和剩余蓝光的变弱，这样直接导致所产生的白光的色温偏低。

综上所述，目前的技术方案中，发光装置的出射光的颜色均匀性与发光颜色不可同时兼顾，往往构成矛盾。

发明内容

本发明解决的主要技术问题是提出一种基于波长转换材料的发光装置，可以发射颜色可控的均匀混合光。

本发明提出一种发光装置，包括用于产生激发光的激发光源，和包括相对的第一表面和第二表面的波长转换材料层，该波长转换材料层用于吸收入射于第一表面的激发光的一部分并发射与激发光波长不同的受激光；波长转换材料层包括波长转换材料和散射材料。该发光装置还包括设置于波长转换材料层的第一表面的分光滤光片，用于透射所述激发光并反射受激光。

本发明还提出一种投影装置，该投影装置包括上述的发光装置作为光源。

本发明还提出一种照明装置，该照明装置包括上述的发光装置作为光源。

在本发明的发光装置中，通过在波长转换材料层中加入散光材料，可以在保证发光颜色的同时实现均匀发光。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的发光装置的结构示意图；

图2是利用本发明得到的白光的光谱；

图3是本发明第二实施例的光学结构示意图；

图3a和3b是本发明第二实施例中的波长转换材料层和反射衬底的俯视图；

具体实施方式

如背景技术中所述的，在现有方案中发光装置的出射光的颜色均匀性与发光颜色不可同时兼顾，往往构成矛盾。其本质原因在于，通过波长转换材料来散射蓝光激发光的方案中，波长转换材料同时起到吸收蓝光并受激发光和散射蓝光两个作用，而这两个作用都是通过控制波长转换材料的添加量来调节的，这就造成了同时调节的自由度不足的问题。

本发明提出，在波长转换材料中添加适量散射材料，通过控制散射材料的添加比例，可以有效地独立控制蓝光激发光的散射，进而通过波长转换材料和散射材料的添加量的配合，也就是合适的配方，得到发光颜色可控的均匀发光光源。

具体来说，本发明的第一个实施例如图1所示。本实施例中的发光装置100包括用于产生激发光111的激发光源（图中未画出），和包括相对的第一表面114a和第二表面114b的波长转换材料层114，该波长转换材料层114用于吸收入射于第一表面114a的激发光111的一部分并发射与激发光波长不同的受激光。该波长转换材料层114包括波长转换材料和散射材料。该发光装置100还包括设置于波长转换材料层114的第一表面114a的分光滤光片115，用于透射激发光111并反射受激光。

在本发明中，激发光源可以有多种选择，例如激光光源，发光二极管光源，或激光和发光二极管的混合光源，还可能是其它能够产生用于激发光波长转换材料的激发光的其它种类的光源。如果本发明的发光装置光源用于显示或照明等会被人眼所看到的用途，则激发光的光谱中至少包括部分可见光的光谱成分。最常用的激发光源是蓝光激光光源或蓝光发光二极管光源，但此处只是举例说明，并不对光源的种类和颜色进行限定。