[发明专利]高循环率固态光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态光源装置，特别地涉及使用光再循环以提高输出亮度的固态光源装置。

背景技术

发光二极管(LED)已成为常见光源。然而，LED光源的亮度通常不能满足一些特定的应用领域，比如大显示设备、汽车前灯、舞台照明系统等。为了改善LED光源的亮度，一种方法是提高每个LED芯片的输入功率。但是高功率增加了热耗散的需求，因为蓄积的热量可引起LED芯片的温度升高，降低了LED芯片的发光效率。这通常导致LED光源亮度的上限。此外，大的驱动电流可缩短LED装置的寿命和降低其可靠性。因此，不能通过无限增加驱动电流的方式提高LED光源的亮度。

由LED装置或形成于LED装置表面上的波长转换材料发射的光，通常具有近朗伯分布，即其亮度在所有方向上近似均匀。已经使用一些技术来减少LED光源的光分布角度，以提高其亮度。图13示例了光源装置20，其中来自LED芯片21的小角度光，即相对接近垂直于LED芯片表面的法线方向的光，被光学元件22比如透镜、反射器、光纤等输出。大角度光B，即相对远离法线方向的光，被球面反射器23朝向LED芯片21反射。反射回LED芯片21的光被该芯片向所有方向散射；在散射光中，小角度光由光学元件22输出，大角度光被反射器23再次反射。以这种方法，大角度光被循环，而输出光具有相对小的发散角(即，低集光率)，引起光源装置20的亮度提高。

发明内容

图13中所示光源装置存在有一个问题，因为球面反射器23对于大角度光具有相对大的光行差，在被反射器23反射之后，大部分的大角度光并没有回落到LED芯片21上，因此未被循环。这降低了所述装置的光循环效率。

因此，本发明涉及LED光源，其基本上避免了由于相关技术的局限和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提高LED光源的光循环效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书部分中阐述，并且部分根据说明书将是显而易见的，或者可通过实施本发明来获得。本发明的目的及其它优点将通过在书面说明和其权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些及其它优点，并根据如上具体和广泛描述的本发明的目的，本发明提供一种光源装置，其包括∶具有发光面的第一光源，其在一定方向范围内发射光和/或散射光，包括小角度光和大角度光，相对于发光面的法线方向，所述小角度光具有比大角度光更小的夹角；和光再循环系统，包括各自设置在第一光源一侧的两个反射器，用于将小角度光导向返回第一光源。

在另一个方面，本发明提供一种光源装置，其包括：发射光的片状光源；光漫射器，其漫射光使其分成在一定方向范围，包括小角度光和大角度光，相对于光漫射器的法线方向，所述小角度光具有比大角度光更小的夹角，所述光漫射器不同于光源；和光再循环系统，其包括两个反射器，其中所述光源和光漫射器位于两个反射器之间，并且其中所述两个反射器将来自光漫射器的小角度光导向返回光漫射器。

在另一个方面，本发明提供一种产生输出光的方法，其包括：由第一光源的发光面产生光，所述光具有一定方向范围，包括小角度光和大角度光，相对于发光面的法线方向，所述小角度光具有比大角度光更小的夹角；将小角度光导向返回光源的发光面；收集和输出大角度光。

应当理解，前述的一般说明及随后的详细说明仅仅为示例性的和说明性的，以便于为本发明提供进一步的解释说明。

附图说明

图1示例根据本发明的第一个实施例的光源装置，其使用球面反射器循环小角度光，且使用光收集系统收集大角度光用于输出。

图2示例了根据本发明的第二个实施例的光源装置，其使用波长转换元件和作为光源的远端激励光。

图2A和2B示例出图2实施例中波长转换元件的两个方式。

图2C示例图2实施例中光源的另一个方式。

图3示例根据本发明的第三个实施例的光源装置，其设置有第二激励源。

图4示例根据本发明的第四个实施例的光源装置，其使用相对的两个LED。

图5示例根据本发明的第五个实施例的光源装置，其使用两个光源。

图6示例根据本发明的第六个实施例的光源装置，其使用第二激励光源。

图7示例根据本发明的第七个实施例的光源装置，其为第五个实施例的替代方式。

图8示例根据本发明的第八个实施例的光源装置，其使用两个相对的LED，且LED之间具有反射器。