專利名稱：光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可適用為幻燈機的光源的光源裝置。
背景技術(shù)：
通常，短弧型高壓放電管被用作幻燈機的光源。因此，最近已經(jīng)提議利用固體發(fā)光裝置，例如發(fā)光二極管、激光二極管或類似物的幻燈機(參照專利文獻(xiàn)I)。這種利用固體發(fā)光裝置的幻燈機與利用高壓放電管的幻燈機相比具有的優(yōu)勢是不需要高壓電源，作為光源的固體發(fā)光裝置的壽命周期較長且抗沖擊性較高。然而，這種幻燈機具有的問題是由于需要發(fā)射出紅光、綠光和藍(lán)光的三種固體發(fā)光裝置，難以實現(xiàn)低成本；由于不存在發(fā)射大量綠光的廉價固體發(fā)光裝備，難以得到足夠量的發(fā)光量。為了解決上述問題，提議了一種光源裝置，包括用于發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源；以及波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括由將激發(fā)光轉(zhuǎn)化成可見光的熒光材料制成且形成在玻璃基板上的波長轉(zhuǎn)換層(參照專利文獻(xiàn)2)。根據(jù)這種光源裝置，當(dāng)選定構(gòu)成所述波長轉(zhuǎn)換層的熒光材料時，激發(fā)光源發(fā)射的激發(fā)光可被轉(zhuǎn)換為紅色、綠色以及藍(lán)色的可見光，這樣就不需要利用三種固體發(fā)光裝置，并且能夠得到大量的綠光。然而，這種光源裝置也是有問題的，原因如下。通過下列方法中的任意一種形成波長轉(zhuǎn)換元件中的波長轉(zhuǎn)化層(1)在玻璃基板的表面上涂覆含有粘合劑和熒光材料的混合溶液，干燥所述混合溶液且隨后在650 700°C的溫度下燒結(jié)經(jīng)干燥的所述混合溶液；(2)在玻璃基板的表面上涂覆含有粘合劑和熒光材料的溶膠，水解并縮聚所述溶膠以形成凝膠薄膜且隨后煅燒所述凝膠薄膜；(3)將熒光材料沉積在玻璃基板的表面上；以及(4)制造含有透明樹脂(硅樹脂)和熒光體的用于波長轉(zhuǎn)換層的坯塊且隨后將所述坯塊附接至玻璃基板。然而，當(dāng)通過上述方法(I)至(3)中任意一種形成波長轉(zhuǎn)換層時，所得到的波長轉(zhuǎn)換層的厚度較小，使得激發(fā)光源發(fā)射的激發(fā)光的一部分透過激光轉(zhuǎn)換層，這樣的結(jié)果是其難以以較高效率發(fā)射具有所需波長的光。同時，當(dāng)通過上述方法(4)形成波長轉(zhuǎn)換層時，可能得到厚度較大的波長轉(zhuǎn)換層，但是由于激發(fā)光或激發(fā)光引起的熱，構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換層的透明樹脂易于被分解或劣化，這樣得到的光源轉(zhuǎn)換層不適用作需要大量發(fā)光量的幻燈機的光源裝置的波長轉(zhuǎn)換層。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)]日本專利申請No. 2002-268140日本專利申請No. 2004-341105
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，基于上述情況設(shè)計本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種光源裝置，所述光源裝置將激發(fā)光轉(zhuǎn)換為具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波光，所述光源裝置能夠以較高效率發(fā)射具有所需波長的光。技術(shù)方案本發(fā)明的一個方面是提供一種光源裝置，包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源；波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括透光板以及波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層形成在所述透光板上并且接收來自所述激發(fā)光源的所述激發(fā)光并且發(fā)射具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波長光，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光入射在所述波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)；光反射元件，所述光反射元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，并且包括透射所述激發(fā)光的激發(fā)光透射窗口 ；以及濾光元件，所述濾光元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的另一側(cè)，并且反射所述激發(fā)光且透射所述長波長光。本發(fā)明的另一方面提供一種光源裝置，包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源；波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括透光板以及波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層形成在所述透光板上并且接收來自所述激發(fā)光源的所述激發(fā)光并且發(fā)射具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波長光，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光入射在所述波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)；濾光元件，所述濾光元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，并且包括透射所述激發(fā)光且反射所述激發(fā)光且透射所述長波長光的激發(fā)光透射窗口 ；以及光反射元件，所述光反射元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的另一側(cè)。在所述光源裝置中，所述波長轉(zhuǎn)換層發(fā)射的長波長光可以是綠光。此外，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光，以所述激發(fā)光的光軸向所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的曲面法線傾斜的狀態(tài)，入射在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，且入射在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的所述激發(fā)光的光軸，可以以3 10°的角度向所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的所述曲面法線傾斜。 此外，所述波長轉(zhuǎn)換層可以通過溶膠凝膠方法或沉積方法形成。有益效果根據(jù)本發(fā)明的所述光源裝置，即使在當(dāng)激發(fā)光源發(fā)射的激發(fā)光的一部分透過波長轉(zhuǎn)換層時，所述濾光元件或光反射元件亦反射所述激發(fā)光，以使得所述激發(fā)光重新入射在所述波長轉(zhuǎn)換層上，這樣的結(jié)果是，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光能夠有效地被轉(zhuǎn)換成長波長光，從而以高效率發(fā)射具有所需波長的光。


圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的示意圖；圖2為示出了光反射元件的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置中的激發(fā)光和長波長光的狀態(tài)的示意圖；圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置的示意圖；圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置中的激發(fā)光和長波長光的狀態(tài)的示意圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的光源裝置的示意圖；圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的改進(jìn)的實施例的示意圖；圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置的改進(jìn)的實施例的示意圖；圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的光源裝置的示意圖；圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明的再一實施方式的光源裝置的示意圖。
具體實施例方式以下，將描述本發(fā)明的光源裝置的優(yōu)選實施方式。[第一實施方式]圖1為示出了本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的示意圖。該光源裝置包括激發(fā)光源10，以及板狀波長轉(zhuǎn)換元件20，激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI施加至板狀波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)(圖1中左側(cè))，且板狀波長轉(zhuǎn)換元件20提供在該激發(fā)光源10的前方。這里，激發(fā)光源10是這樣布置的使得激發(fā)光源10發(fā)射至波長轉(zhuǎn)換元件20的激發(fā)光LI的光軸垂直于波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。波長轉(zhuǎn)換元件20包括透光板22，以及形成在透光板22上且含有用于接收來自激發(fā)光源10的激發(fā)光LI并且發(fā)射具有比激發(fā)光LI的波長更長的長波長光L2的熒光材料的波長轉(zhuǎn)換層21。波長轉(zhuǎn)換層21的表面可提供有玻璃制成的保護層(未示出)。此外，如圖1所示，波長轉(zhuǎn)換元件20可這樣配置波長轉(zhuǎn)換層21與激發(fā)光源10相對，且因此從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI入射在透光板22的未提供有波長轉(zhuǎn)換層21的一個表面上。具有被激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI穿過的激發(fā)光透射窗口 31的板狀光反射元件或片狀光反射元件30提供在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。同時，板狀濾光元件或片狀濾光元件40提供在波長轉(zhuǎn)換元件20的另一面。此外，如圖1所示，用于聚焦從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的準(zhǔn)直鏡片15被提供在激發(fā)光源10和光反射元件30之間。固體發(fā)光裝置，例如發(fā)光二極管，激光二極管或類似物，可被用作激發(fā)光源10。例如，藍(lán)色激光二極管可適用作激發(fā)光源10。從波長轉(zhuǎn)換元件20的波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2可以為紅光、綠光和藍(lán)光中的任意一種，優(yōu)選為綠光。可根據(jù)從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的波長以及從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的光的波長，合適選擇構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換層21的熒光材料。例如，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換層21接收來自藍(lán)色發(fā)光二極管制成的激發(fā)光源10的激發(fā)光LI且發(fā)射綠光時，熒光材料優(yōu)選使用的是β_硅鋁氧氮聚合材料綠色熒光材料，這是因為β-硅鋁氧氮聚合材料綠色熒光材料具有高化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性且當(dāng)在環(huán)境中溫度或濕度改變時，其熒光特性略微改變，且不易劣化。此外，優(yōu)選的是，波長轉(zhuǎn)換層21的厚度是50 100 μ m。在波長轉(zhuǎn)換元件21過薄的情況下，當(dāng)激發(fā)光源10穿過波長轉(zhuǎn)換元件21時，激發(fā)光LI被吸收的可能性以及其被改變的波長較低，使得激發(fā)光LI在光反射元件30 和濾光元件40之間重復(fù)地相互地反射，且因此從波長轉(zhuǎn)換層21的發(fā)射區(qū)域被擴大，這樣的結(jié)果是作為光源的照度變低，且因此難以得到幻燈機的足夠量的光。同時，在波長轉(zhuǎn)換層21過厚的情況下，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換元件20接收來自激發(fā)光LI的熱史時，構(gòu)成透光板22的材料和構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換層21的材料之間熱膨脹系統(tǒng)的不同引起壓力，使得波長轉(zhuǎn)換層21開裂，且因此波長轉(zhuǎn)換層21吸收光，從而惡化照度性能。此外，如圖1所示，在波長轉(zhuǎn)換元件20被配置為光透過其中的情況下，減少透過波長轉(zhuǎn)換元件20的光量，使得從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2在光反射元件30和波長轉(zhuǎn)換元件20之間重復(fù)地相互反射,這樣的結(jié)果是,在光反射元件30或波長轉(zhuǎn)換元件20中吸收的長波長光L2的量增加，從而惡化光源的照度。通常，形成波長轉(zhuǎn)換層21的方法包括以下步驟在透光板22的表面上涂覆含有粘合劑和熒光材料的混合溶液；干燥所述混合溶液；且在650 700°C的溫度下燒結(jié)經(jīng)干燥的所述混合溶液。然而，在該方法中，熒光材料顆粒暴露在透光板22中，從而形成不平坦的散射面。此外，通過在硅酮樹脂或其他類似物中分散混合溶液可形成波長轉(zhuǎn)換層21，但是，即使在該方法中，也難以得到光學(xué)的平面。由于該原因，優(yōu)選的是，通過溶膠凝膠方法或通過在透光板22的表面沉積熒光材料來形成波長轉(zhuǎn)換層21，該溶膠凝膠方法包括以下步驟在透光板22的表面上涂覆含有堿金屬醇鹽和熒光材料的溶膠；進(jìn)行水解和縮聚反應(yīng)以形成凝膠薄膜；且煅燒所述凝膠薄膜。以這種方法形成的波長轉(zhuǎn)換層21具有光學(xué)平面且可直接在其表面上提供濾光元件40。通過這種方法，能夠得到具有均勻厚度的波長轉(zhuǎn)換層21且在波長轉(zhuǎn)換層21上形成另一光學(xué)層。對于透光板22，可使用由石英、玻璃或類似物制成的且激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI和波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2均能透過的透光板。此外,透光板22的厚度可為O. 6 1. 5mm,盡管厚度取決于透光板22的大小而改變。本質(zhì)上，為了控制由于激發(fā)光LI和長波長光L2的相互反射引起的光的散射，優(yōu)選的是小的透光板22厚度。光反射元件30無特別限制，只要其能夠反射從激發(fā)光源10反射的激發(fā)光LI以及從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2即可。光反射元件30可由具有高光反射率的金屬例如銀、鋁或類似物制成。然而，在使用藍(lán)色激光二極管作為激發(fā)光源10且發(fā)射綠光的熒光材料被用作波長轉(zhuǎn)換層21的情況下，如圖2所示，光反射元件30可為層積體，所述層積體包括由TiO2和SiO2制成且反射具有420 470nm波長帶的藍(lán)光的介電多層膜30a以及由TiO2和SiO2制成且反射具有490 560nm波長帶的綠光的介電多層膜30b。這種光反射元件30可通過沉積形成。此外，光反射元件30可與波長轉(zhuǎn)換元件20 —體形成或可與波長轉(zhuǎn)換元件20分別提供。光反射元件30的激發(fā)光透射窗口 31無特別限制，只要其能夠透射激發(fā)光LI即可。激發(fā)光透射窗口 31可通過開口形成或通過透射激發(fā)光LI的材料形成。然而，優(yōu)選的是，激發(fā)光透射窗口 31反射從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2。特別地，例如，在光反射元件30為包括反射藍(lán)光的介電多層膜30a以及反射綠光的介電多層膜30b的層積體的情況下，如圖2所示，反射藍(lán)光的介電多層膜30a可提供有用于激發(fā)光透射窗口 31的開口 K，且反射綠光的介電多層膜30b可透射藍(lán)光。根據(jù)這種配置，從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2被激發(fā)光透射窗口 31的介電多層膜30b反射,從而能夠防止長波長光L2從激發(fā)光透射窗口 31漏出，得到相對于從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2的較高照度效率。濾光元件40用來反射從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI并透射從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2。
該濾光元件40可由TiO2和SiO2制成的介電多層膜形成。這種濾光元件40可通過沉積形成。此外，這種濾光元件40可與波長轉(zhuǎn)換元件20 —體形成或也可與波長轉(zhuǎn)換元件20分別提供。在光源裝置中，激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI通過準(zhǔn)直鏡片15聚焦，且隨后穿過光反射元件30的激發(fā)光透射窗口 31入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)(例如，透光板22的一側(cè))，如圖3(a)所示。當(dāng)激發(fā)光LI入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的波長轉(zhuǎn)換層21上時，波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射具有比激發(fā)光LI的波長更長的長波長光L2。在長波長光L2中，朝向濾光元件40移動的光穿過濾光元件40發(fā)射至外部，且朝向光反射元件30移動的光被光反射元件30反射，且隨后穿過波長轉(zhuǎn)換元件20和濾光元件40發(fā)射至外部。同時，如圖3(b)所示，穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被濾光元件40反射，且隨后入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，且因此從波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射長波長光。此外，穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被光反射元件30反射且隨后入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，因此波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)身寸長波長光。根據(jù)光源裝置，即使當(dāng)從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的一部分穿過波長轉(zhuǎn)換層21時，濾光元件40或光反射元件30亦反射激發(fā)光LI，故而從而反射的激發(fā)光重新入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，這樣的結(jié)果是激發(fā)光LI能夠以較高效率轉(zhuǎn)換成長波長光L2，從而以較高效率發(fā)射具有所需波長的光。[第二實施方式]圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置的示意圖。該光源裝置包括激發(fā)光源10，以及板狀波長轉(zhuǎn)換元件20，激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI施加至板狀波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)(圖4中左側(cè))，且板狀波長轉(zhuǎn)換元件20提供在該激發(fā)光源10的前方。激發(fā)光源10是這樣布置的使得激發(fā)光源10發(fā)射至波長轉(zhuǎn)換元件20的激發(fā)光LI的光軸垂直于波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。該波長轉(zhuǎn)換元件20包括透光板22，以及形成在透光板22上且含有用接收來自激發(fā)光源10的激發(fā)光LI并且發(fā)射具有比激發(fā)光LI的波長更長的長波長光的熒光材料的波長轉(zhuǎn)換層21。波長轉(zhuǎn)換層21的表面可提供有玻璃制成的保護層(未示出)。此外，如圖4所示，波長轉(zhuǎn)換元件20可這樣配置波長轉(zhuǎn)換層21與激發(fā)光源10相對，且因此從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI入射在透光板22的未提供有波長轉(zhuǎn)換層21的一個表面上。具有激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI穿過、反射激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI且透射波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2的激發(fā)光透射窗口 41的板狀濾光兀件或片狀濾光兀件40提供在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。同時，板狀光反射元件或片狀光反射元件30被提供在波長轉(zhuǎn)換元件20的另一側(cè)。此外，如圖4所示，用于聚焦從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的準(zhǔn)直鏡片15被提供在激發(fā)光源10和濾光元件40之間。此外，透射激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI并反射波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2的板狀波長選擇鏡45傾斜地，例如相對于波長轉(zhuǎn)換元件20以45度的角度，布置在準(zhǔn)直鏡片15和濾光元件40之間。根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置的激發(fā)光源10和波長轉(zhuǎn)換元件20可以與根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的那些相同。此外，構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置的光反射元件30和濾光元件40的材料可以與根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的那些相同。濾光元件40的激發(fā)光透射窗口 41無特定限制，只要其能夠透射激發(fā)光LI即可。然而，優(yōu)選的是激發(fā)光透射窗口 41透射波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射的長波長光L2。特別是，激發(fā)光透射窗口 41可通過開口形成或可由透射激發(fā)光LI和長波長光L2的材料形成。波長選擇鏡45可由TiO2和SiO2制成的介電多層膜形成。在光源裝置中，激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI通過準(zhǔn)直鏡片15聚焦，穿過波長選擇鏡45，且隨后穿過濾光元件40的激發(fā)光透射窗口 41入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)(例如，透光板22的一側(cè))，如圖5 (a)所示。在該情況下，當(dāng)激發(fā)光LI入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的波長轉(zhuǎn)換層21上時，波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射具有比激發(fā)光LI的波長更長的長波長光L2。在長波長光L2中，朝向濾光元件40移動的光穿過濾光元件40并且被波長選擇鏡45反射以發(fā)射至外部，朝向光反射元件30移動的光被光反射元件30反射，穿過波長轉(zhuǎn)換元件20和濾光元件40，且隨后被波長選擇鏡45反射以發(fā)射至外部。同時，如圖5(b)所示，穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被光反射元件30反射，且隨后入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，且因此波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射長波長光。此外，穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被濾光元件40反射且隨后入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，因此波長轉(zhuǎn)換層21發(fā)射長波長光。根據(jù)光源裝置，即使當(dāng)從激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的一部分穿過波長轉(zhuǎn)換層21,光反射元件30或濾光元件40亦反射激發(fā)光LI，故而反射的激發(fā)光重新入射在波長轉(zhuǎn)換層21上，這樣的結(jié)果是激發(fā)光LI能夠以較高效率轉(zhuǎn)換成長波長光L2，從而以較高效率發(fā)射具有所需波長的光。[第三實施方式]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的光源裝置的示意圖。該光源裝置與根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置相同方式配置，除了激發(fā)光源10這樣的布置激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI在激發(fā)光LI的光軸向波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的曲面法線傾斜的方向上入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。在這種配置的光源裝置中，優(yōu)選的是，入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的激發(fā)光LI的光軸，以3 10°的角度向波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的曲面法線傾斜。這種光源裝置可顯示出和根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置相同的效果，且也可顯示出下列效果。也就是，當(dāng)穿過光反射元件30的激發(fā)光透射窗口 31的激發(fā)光LI沿激發(fā)光LI的光軸向波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的曲面法線傾斜的方向入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)時，當(dāng)已經(jīng)穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被濾光元件40反射時，其反射角度大于0°，從而能夠防止或抑制當(dāng)激發(fā)光LI重新穿過波長轉(zhuǎn)換層21時，被濾光元件40反射的激發(fā)光LI從光反射元件30的激發(fā)光透射窗口 31中漏出，從而得到更高的照度效率。[其他實施方式]以上描述了根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實施方式的光源裝置。然而，本發(fā)明的光源裝置并不限于上述的實施方式，且可進(jìn)行各種改進(jìn)。
例如，在第一和第二實施方式中，如圖7和圖8所示，波長轉(zhuǎn)換元件20可這樣布置波長轉(zhuǎn)換層21面向激發(fā)光源10，以使得激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI可入射在波長轉(zhuǎn)換層21的表面上。此外,在第二實施方式中，激發(fā)光源10可這樣布置激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI沿激發(fā)光LI的光軸向波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的曲面法線傾斜的方向入射在波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)。在這種情況下，光源裝置的配置可顯示出與本發(fā)明的第三實施方式的光源裝置的相同效果。也就是，當(dāng)已穿過波長轉(zhuǎn)換層21的激發(fā)光LI被光反射元件30反射時，該反射角大于0°，從而能夠防止或抑制當(dāng)激發(fā)光LI重新穿過波長轉(zhuǎn)換層21時，被光反射元件30反射的激發(fā)光LI從濾光元件40的激發(fā)光透射窗口 41中漏出，得到更高的照度效率。此外，如圖9所示，本發(fā)明的光源裝置可提供有多個激發(fā)光源10，可這樣配置多個激發(fā)光源10被布置為各個激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI的光軸與(例如以90°的角度)波長轉(zhuǎn)換元件20的一側(cè)的曲面法線相交，并且可提供有用于反射各個激發(fā)光源10發(fā)射的激發(fā)光LI朝向波長轉(zhuǎn)換元件20的光反射板16 ;以及，用于在激發(fā)光LI從激發(fā)光源至波長轉(zhuǎn)換層20的光路上聚焦通過光反射板16反射的激發(fā)光LI的聚焦鏡片17。本發(fā)明的模型<實施例>以下，將參照下列實施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于此。<實施例1>如圖10所示，在下列條件下裝配光源裝置。激發(fā)光源(10)12個IW藍(lán)色激光二極管(峰值波長445nm)被布置作為激發(fā)光源(10)。波長轉(zhuǎn)換元件(20)利用含有分散的18 μ m中間粒徑的β -硅鋁氧氮聚合材料顆粒作為熒光材料通過溶膠凝膠方法制造波長轉(zhuǎn)換元件(20)，包括以下步驟在石英玻璃制成的厚度為O. 8mm的透光板(22)上形成厚度為55 μ m的波長轉(zhuǎn)換層(21);磨削波長轉(zhuǎn)換層(21)的表面。光反射元件(30)具有厚度為I μ m的光反射元件(30)提供有激發(fā)光透射窗口(31)，激發(fā)光透射窗口(31)包括直徑為Imm的開口，所述開口通過在未提供有波長轉(zhuǎn)換層(21)的波長轉(zhuǎn)換元件(20)的一側(cè)上沉積銀形成。濾光元件(40)包括幾十個由TiO2和SiO2制成的介電多層膜且具有2μπι厚度的濾光元件(40)形成在波長轉(zhuǎn)換元件(20)的波長轉(zhuǎn)換層(21)的表面上。被濾光元件(40)反射的光的波長帶為420 480nm。<實施例2>除了波長轉(zhuǎn)換層(21)的厚度為95 μ m外，以與實施例1中相同的方式裝配光源裝置。〈對比例1>除了未形成有濾光元件(40)外 ，以與實施例1中相同的方式裝配光源裝置。
〈對比例2>除了未形成有濾光元件(40)外，以與實施例2中相同的方式裝配光源裝置。[光源裝置的照度的測量]如圖10所示，照明光度計⑵被布置在各個實施例1和2以及對比例2和2的光源裝置的前方，且隨后測量各個光源裝置發(fā)射的光的照度。這里，波長轉(zhuǎn)換元件(20)和照明光度計⑵之間的距離是30cm。它們的結(jié)果在下表I中示出，各自為當(dāng)從對比例I的光源裝置發(fā)射的光的照度設(shè)置為100時的相對照度。[表I]
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，包括 發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源； 波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括透光板以及波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層形成在所述透光板上并且接收來自所述激發(fā)光源的所述激發(fā)光并且發(fā)射具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波長光，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光入射在所述波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)；光反射元件，所述光反射元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，并且包括透射所述激發(fā)光的激發(fā)光透射窗口 ；以及 濾光元件，所述濾光元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的另一側(cè)，并且反射所述激發(fā)光且透射所述長波長光。
2.一種光源裝置，包括 發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源； 波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括透光板以及波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層形成在所述透光板上并且接收來自所述激發(fā)光源的所述激發(fā)光并且發(fā)射具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波長光，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光入射在所述波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)； 濾光元件，所述濾光元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，并且包括透射所述激發(fā)光且反射所述激發(fā)光且透射所述長波長光的激發(fā)光透射窗口 ；以及 光反射元件，所述光反射元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的另一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源裝置，其中，所述波長轉(zhuǎn)換層發(fā)射的長波長光為綠光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源裝置，其中，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光，以所述激發(fā)光的光軸向所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的曲面法線傾斜的狀態(tài)，入射在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置，其中，入射在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的所述激發(fā)光的所述光軸，以3 10°的角度向所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的曲面法線傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源裝置，其中，所述波長轉(zhuǎn)換層通過溶膠凝膠方法或沉積方法形成。
全文摘要
提供一種用于將激發(fā)光轉(zhuǎn)換為波長較所述激發(fā)光更長的長波長光的光源裝置，以更有效地發(fā)射具有所需波長的光。所述光源包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源；波長轉(zhuǎn)換元件，所述波長轉(zhuǎn)換元件包括透光板以及波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層形成在所述透光板上并且接收來自所述激發(fā)光源的所述激發(fā)光并且發(fā)射具有比所述激發(fā)光的波長更長的長波長光，所述激發(fā)光源發(fā)射的所述激發(fā)光入射在所述波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)；光反射元件，所述光反射元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)，并且包括透射所述激發(fā)光的激發(fā)光透射窗口；以及濾光元件，所述濾光元件提供在所述波長轉(zhuǎn)換元件的另一側(cè)，并且反射所述激發(fā)光且透射所述長波長光。
文檔編號F21S2/00GK103052841SQ201180038388
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者蕪木清幸, 堀川好廣, 吉田和弘 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社