光源組件、光源裝置以及發(fā)光方法
【專利摘要】本發(fā)明的各實施例提供了一種光源組件、光源裝置及發(fā)光方法，其中該光源組件包括：第一光源，被配置為發(fā)射第一波長的光；導光元件，被配置為接收所述第一光源所發(fā)射的光；二向色濾光膜層，被配置為透射從所述導光元件出射的所述第一波長的光；以及波長轉換材料層，被配置為接收從所述二向色濾光膜層透射的所述第一波長的光，并且將所接收的第一波長的光轉換為第二波長的光；其中，所述二向色濾光膜層還被配置成反射所述第二波長的光。利用本發(fā)明的光源組件，可以使得出光強度大幅度地提高，并且使得熱量得以有效地控制。
【專利說明】光源組件、光源裝置以及發(fā)光方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明的各實施方式涉及發(fā)光領域，更具體地涉及一種光源組件、光源裝置以及發(fā)光方法。

【背景技術】
[0002]目前，市面上的光源種類繁多，按發(fā)光形式通?？梢苑譃闊彷椛涔庠础怏w放電光源和電致發(fā)光光源3類。這幾種光源各有優(yōu)缺點。例如，傳統(tǒng)的熱輻射光源比如白熾燈、以及氣體放電光源比如超高壓汞燈、氙燈、鈉燈盡管亮度高，但是壽命短、效率低、發(fā)熱量大，不是一種綠色環(huán)保的光源。
[0003]電致發(fā)光光源中的固態(tài)光源如激光光源、LED光源廣泛應用于多個場合，如照明、顯示、表演等。其中，激光光源具備高亮度、色域廣等特征，但是由于其線寬窄，導致存在散斑和有較差的顯色性，且價格昂貴，限制了其應用范圍。LED光源作為一種長壽命、無污染、高效率的固態(tài)光源，由于其較低的亮度，目前大多應用于泛光照明領域，在聚光照明領域，如用于投影顯示的光源、用于光束燈的光源，還較少應用。
[0004]此外，藍色激光激發(fā)綠色和紅色熒光粉也可以產生高亮度的白光光源，但是在這種情況下，都是采用了熒光粉旋轉片，利用旋轉片的高速旋轉降低熒光粉層溫度，防止出現溫度猝滅。
[0005]因此，期望獲得在以上的某些方面有所改進的光源組件和光源裝置。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的光源組件、光源裝置和發(fā)光方法。其充分利用導光元件、二向色濾光膜層的特點，使得發(fā)光亮度得以改善。特別地，結合光腔的技術設計，使得發(fā)光亮度得到大幅的提高，從而可以僅依據例如LED光源而獲得高亮度的光源裝置。同時，本申請結合導光元件的散熱裝置設計可以使得整個光源組件的熱量得到很好的控制。
[0007]根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種光源組件，包括:
[0008]第一光源，被配置為發(fā)射第一波長的光；
[0009]導光元件，被配置為接收所述第一光源所發(fā)射的光；
[0010]二向色濾光膜層，被配置為透射從所述導光元件出射的所述第一波長的光；以及
[0011]波長轉換材料層，被配置為接收從所述二向色濾光膜層透射的所述第一波長的光，并且將所接收的第一波長的光轉換為第二波長的光；
[0012]其中，所述二向色濾光膜層還被配置成反射所述第二波長的光。
[0013]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0014]光腔，被配置成使得大部分所述第二波長的光在經過多次反射之后，經由所述光腔的出光口輸出。
[0015]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0016]所述二向色濾光膜層被配置成向所述光腔內反射所述第二波長的光。
[0017]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0018]所述導光元件具有入射表面和出射表面,所述入射表面大于所述出射表面。
[0019]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0020]所述光腔包括上表面和下表面，所述下表面用于接收經所述波長轉換材料層轉換后的第二波長的光，所述出光口設置于所述上表面上。
[0021]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0022]所述出光口的面積與所述光腔的總表面積之比不超過預定閾值。
[0023]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，所述第一光源位于所述光腔的第一側面方向。
[0024]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0025]第二光源，所述第二光源位于所述光腔的第二側面方向。
[0026]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0027]所述第一側面方向與所述第二側面方向的方向相反。
[0028]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，
[0029]所述第二光源發(fā)射第一波長的光。
[0030]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0031]光學組件，所述光學組件與所述第二光源相關聯并且被配置為將所述第二光源所發(fā)射的光經由所述光腔的出光口入射到所述光腔中。
[0032]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中所述光學組件包括準直光學元件、匯聚光學元件和二向色濾光元件。
[0033]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0034]第三光源，所述第三光源位于所述光腔的第三側面方向，所述第三側面方向與所述第一側面方向垂直。
[0035]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0036]位于所述光腔的其他側面方向上的多個其他光源，從而使得所述光腔能夠從多個側面分別接收來自所述多個其他光源中的相應光源的光。
[0037]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括:
[0038]散熱裝置，其被配置為與所述導光元件的側面熱接觸。
[0039]根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種光源裝置，包括根據以上所述任意一項所述的光源組件。
[0040]根據本發(fā)明的第三方面，提供一種發(fā)光方法，包括，
[0041]將導光元件布置在第一光源的下游，從而接收所述第一光源發(fā)射的第一波長的光;
[0042]將二向色濾光膜層布置在所述導光元件的下游，其中所述二向色濾光膜層(40)被配置成透射從所述導光元件導出的所述第一波長的光；以及
[0043]將波長轉換材料層布置在所述二向色濾光膜層的下游，其中所述波長轉換材料層適于接收來自所述二向色濾光膜層的所述第一波長的光，并且將接收的所述第一波長的光轉換為第二波長的光；
[0044]其中，所述二向色濾光膜層還被配置成反射所述第二波長的光。
[0045]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括:
[0046]將光腔布置所述二向色濾光膜層的下游，所述光腔適于接收所述第二波長的光，并且使得大部分所述第二波長的光在所述光腔內進行多次反射后，經由所述光腔的出光口輸出。
[0047]根據本發(fā)明進一步的實施例，其中，所述第一光源被布置在所述光腔的第一側面方向上，所述方法還包括，
[0048]將多個其他光源分別布置在所述光腔的多個側面方向上，從而使得所述光腔從多個側面分別接收來自所述多個其他光源中的相應光源的光。
[0049]根據本發(fā)明進一步的實施例，還包括，
[0050]將散熱裝置與導光元件的側壁熱接觸，以便將熱從所述導光元件中導出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051 ] 在附圖中，相似/相同的附圖標記通常貫穿不同視圖而指代相似/相同的部分。附圖并不必按比例繪制，而是通常強調對本發(fā)明的原理的圖示。在附圖中:
[0052]圖1示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的光源組件的結構圖；
[0053]圖2示意性示出了圖1所示的光源組件中的光腔的結構圖；
[0054]圖3示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的第一變形實施例的結構圖；
[0055]圖4示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的第二變形實施例的結構圖；
[0056]圖5示意性示出了根據本發(fā)明的第二實施例的光源組件的結構圖；
[0057]圖6示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的光源組件的結構圖；
[0058]圖7示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的第一變形實施例的結構圖；以及
[0059]圖8示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的第二變形實施例的結構圖。

【具體實施方式】
[0060]以下將參考附圖對本申請的各個實施例進行詳細描述。
[0061]圖1示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的光源組件的結構圖。如圖1所示，光源組件100可以包括第一光源10、導光兀件30、二向色濾光膜層40和波長轉換材料層50。
[0062]第一光源10,被配置為發(fā)射第一波長的光。導光兀件30,被配置為接收第一光源10所發(fā)射的第一波長的光。這里,第一光源10可以例如為LED芯片的固態(tài)光源,第一光源10發(fā)射的光經由導光元件30的入射面折射進入導光元件30。
[0063]為了減少光能損失以及光學擴展量在傳輸中的損失，第一光源10的發(fā)光表面的尺寸可以與導光元件30的入射面的尺寸一致，而且第一光源10的發(fā)光表面可以與導光元件30的入射面緊密接觸。
[0064]導光兀件30沿著光傳輸方向延伸一定長度,例如延伸長度1mm?60_。導光兀件30的所有面均為光學拋光面，其具有上表面、下表面和側表面。
[0065]這里，下表面為導光元件30的入射面，例如LED芯片所發(fā)射的光可以經由該下表面進入導光元件30。為了進一步促進導光元件30的入射面的光入射，可以在導光元件30的入射面鍍增透膜20。
[0066]導光元件30的側表面可以設置有反射膜層，從而使得光沿著導光元件30的側表面進行全反射。該反射膜層可以為金屬膜層或者介質膜層。經由導光元件30的側表面全反射的光從導光兀件30的上表面，即出射面出射。
[0067]導光兀件30可以為實心或空心的光傳輸兀件,形狀可以為成長方體、圓柱或者拋物面的形狀等，其中拋物面形狀的導光元件30例如可以為復合拋物面聚光器(compoundparabolic concentrator 或者 CPC)。
[0068]導光兀件的材料可以是任何適合導光的材料。
[0069]導光元件30的出射面上設置有二向色濾光膜層40，二向色濾光膜層40的上面設置有波長轉換材料層50。二向色濾光膜層40被設計成允許透過從第一光源10所發(fā)射的經由導光元件30出射的第一波長的光，但是反射經波長轉換材料層50轉換的第二波長的光。
[0070]波長轉換材料層50可以包括散布于層中的波長轉換材料。該波長轉換材料可以例如為熒光粉材料、量子點材料。熒光粉材料可以例如為硅酸鹽熒光粉、鋁酸鹽熒光粉、YAG熒光粉、紅色氮化物熒光粉等。量子點材料可以例如為ZnSe、CdS、CdSe等。
[0071]波長轉換材料可以以顆粒的形式散布于例如樹脂的膠層中，該膠層可以覆蓋在二向色濾光膜層40的上面，從而與二向色濾光膜層40緊密接觸。波長轉換材料層或者膠層50的厚度可以例如為ΙΟμ--?100 μ m。
[0072]—般而言，上述第一波長適合作為短的波長激發(fā)波長轉換材料層50以便產生波長更長的第二波長。另外，本領域技術人員將理解，由于上述二向色濾光膜層40被設計成適合透射經由導光元件30出射的第一波長的光，但是反射經波長轉換材料層50轉換的第二波長的光，這使得本發(fā)明的光源組件能夠獲得更多的前向發(fā)射的第二波長的光。這對于目標在于獲得更多第二波長的光的光源組件而言無疑是非常有利地。
[0073]進一步地，本發(fā)明的光源組件100還進一步包括光腔60，光腔60位于波長轉換材料層50的下游，例如光腔60可以緊接著位于波長轉換材料層50之上，用于接收從波長轉換材料層50出射的光。光腔60的結構是適于使得大部分第二波長的光在光腔60內多次反射的結構。
[0074]光腔60的形狀可以為長方體、圓柱、棱柱或者其他形狀。例如，圖2示意性地示出了長方體形狀的光腔60。
[0075]光腔60可以包括下表面，上表面和側面，其中上表面與下表面相對設置，側面為全反射面，用于全反射入射在其上的光。光腔60的所有面均可以為拋光的光學面。光腔60的下表面可以與波長轉換材料層50緊密接觸，尺寸與之相適應，用于接收從波長轉換材料層50出射的光。為了促進光腔60對光的接收，還可以光腔60的下表面上鍍增透膜。另夕卜，由于二向色濾光膜層40結合波長轉換材料層50位于光腔60的下表面，二向色濾光膜層40由此可以向光腔60內反射第二波長的光，這有益地增加了在光腔60內第二波長的光的數量。
[0076]圖2示出了光腔為長方體的結構，如圖2所示，該上表面可以分為第一區(qū)域61和第二區(qū)域62，該第一區(qū)域61仍然為全反射面或者適于使得第二波長的光在光腔60內全反射的二向色濾光膜；第二區(qū)域62為光腔60的出光口，用于使得光腔60內的光輸出。為了促進光腔60內的光輸出，可以在第二區(qū)域62設置增透膜。
[0077]第二區(qū)域62的形狀可以為圓形、正方形或者任意其他形狀。第二區(qū)域62的位置可以在光腔62的上表面的中心、邊緣或者其他任意位置。
[0078]特別地，本領域技術人員可以根據實際出光需要，設計第二區(qū)域62和第一區(qū)域62的面積比R，以控制從光腔60輸出的光。該面積比R可以小于預定閾值，例如，該預定閾值可以為小于1: 5、1: 1U: 20或1: 30等。
[0079]本領域技術人員將理解，通過控制上述面積比R，可以控制光在光腔60內的反射次數，從而控制光腔60的出光強度。具體地，面積比R越小，意味著光腔60的出光口相對越小，光在光腔60內反射的次數相對越多，則在光腔60內積聚的光越多，從光腔60的出光口出射的光強度越大。反之，面積比R越大，意味著光腔60的出光口相對越大，光在光腔60內反射的次數相對越少，從光腔60的出光口出射的光強度越小。
[0080]由此,通過上述光腔60的設計,可以從光腔60輸出數倍于第一光源10所發(fā)射光的光強度。
[0081]盡管上面示出了光腔60的出光口位于光腔60的上表面，但是光腔60的出光口可以位于光腔的除下表面之外的其他任何區(qū)域，比如光腔60的側表面。同樣地，如果期望獲得提高的光強度的出射光，光腔60的出光口必須設計地充分小，例如限定出光口的面積相對于光腔60的整個表面積之比小于預定閾值，例如，該預定閾值可以為1: 30、1: 60、I: 120 或 1: 180 等。
[0082]另外，可以從另一個角度來定義本發(fā)明所要求的光腔的結構。例如，本發(fā)明的光腔的結構可以是被設計成使得大部分第二波長的光在其內進行多次反射，然后經由出光口出射的結構。其中，大部分第二波長的光可以例如為大于50%的第二波長的光,優(yōu)選地,大于60%、70%、80%、90%、95%、甚至是 99%的光。
[0083]從光腔60的出光口輸出的光可以直接作為本發(fā)明的光源組件100的出射光。盡管如此，本發(fā)明的光源組件100還可以包括其他的光學元件，例如聚光透鏡等以便進一步對從光腔60輸出的光進行聚光或者整形，然后進行最終輸出，這進一步提高了發(fā)光亮度。
[0084]本領域技術人員將理解，由于上述二向色濾光膜層40、波長轉換材料層50以及特別是光腔60的結構設計，本發(fā)明的光源組件100可以輕易地獲得至少數倍于第一光源10所發(fā)射的初始光的發(fā)光亮度，從而即便在第一光源10例如為LED的固態(tài)光源的情況下，也可以從光腔60輸出的高亮度的光。
[0085]如上所述，本發(fā)明的光源組件可以產生高亮度的光，然而，其同時將產生大量的熱。如果這些熱不能及時導出，其可能導致例如LED光源的壽命降低，并且可能導致波長轉換材料的溫度猝滅等。
[0086]為了促進本發(fā)明的光源組件的熱導出，可以選擇本發(fā)明的導光元件30不僅適合于導光，而且適合于導熱。這樣的導熱且導光元件例如可以為導熱的透明陶瓷、藍寶石、YAG晶體和石英等。由此，整個光源組件100所產生的熱可以經由導熱導光元件30的側表面釋放到周圍環(huán)境中。
[0087]更進一步地，光源組件100還可以包括散熱裝置70，散熱裝置70例如可以部分或者全部環(huán)繞導光元件30的側壁布置。例如，散熱裝置70可以由諸如銅或鋁等金屬制成，其可以被構造成直接緊密貼合導光元件30的側壁。
[0088]另外，散熱裝置70還可以經由導熱介質與導光元件30的側壁緊密結合。例如，導熱介質可以為導熱硅脂、銦箔、低熔點金屬薄膜、導熱石墨或者導熱硅膠墊等。
[0089]散熱裝置70還可以為流體介質，例如水等冷卻液。該流體介質例如可以直接與導光元件30的側壁接觸。
[0090]通過上述對散熱裝置70的描述，本領域技術人員容易理解，本發(fā)明的散熱裝置70包圍導光元件30的設計有利地增加了散熱接觸面積，大幅度地提高了散熱性能，防止了波長轉換材料的溫度猝滅并且延長了 LED芯片的壽命，而且圍繞導光元件的側壁的設計使得整個光源組件的結構更加緊湊。
[0091]圖3示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的第一變形實施例的結構圖。
[0092]圖3的光源組件的結構類似于圖1的光源組件的結構，其不同之處在于導光元件30以及相適配的散熱裝置70的形狀不同。如圖3所示，導光元件30的截面形狀為梯形，其特點在于用于接收光的下表面(即入射面)大于上表面(即出射面)。這樣的設計可以使得來自第一光源10的光在導光元件30的出射面進行匯聚，從而進一步增強了最終的出光強度。
[0093]散熱裝置70圍繞導光元件30的四周進行布置，其表面熱接觸導光元件30的側壁。可以看出，導光元件30的整個側壁均作為散熱表面以將熱量擴散到散熱裝置70，這有利的促進了光源組件100中的熱量的排出。另外，散熱裝置70的形狀匹配導光裝置的形狀，使得兩者的結合形成規(guī)則的形狀，這使得光源組件的結構更加的緊湊和美觀。
[0094]圖4示意性示出了根據本發(fā)明的第一實施例的第二變形實施例的結構圖。
[0095]圖4的光源組件的結構也類似于圖1的光源組件的結構，其不同之處同樣在于導光元件30以及相適配的散熱裝置70的形狀不同。如圖4所示，導光元件30的截面形狀為復合拋物面聚光器(CPC)的形狀，其特點在于用于接收光的下表面(即入射面)大于上表面(即出射面)以復合拋物面的設計。其中，復合拋物面的設計使得光更加容易匯聚在出射面上，由此進一步增加了出光面的出光強度。
[0096]散熱裝置70同樣圍繞導光元件30的四周進行布置，其表面熱接觸導光元件30的側壁?？梢钥闯?，導光元件30的整個側壁均作為散熱表面以將熱量擴散到散熱裝置70，這有利的促進了光源組件100中的散熱的排出。另外，散熱裝置70的形狀匹配導光裝置的形狀，使得兩者的結合形成規(guī)則的形狀，這使得光源組件的結構更加的緊湊和美觀。
[0097]盡管本發(fā)明在圖1、圖3和圖4給出了導光元件30和散熱裝置70的示例形狀和匹配設計，但本領域技術人員應理解，所示出的形狀和匹配僅僅是示例，本領域技術人員可以采用其他的導光元件形狀和其他的散熱裝置形狀設計。
[0098]圖5示意性示出了根據本發(fā)明的第二實施例的光源組件的結構圖。
[0099]圖5的光源組件200的部分結構類似于本發(fā)明的第一實施例的光源組件100，其不同之處在于光源組件200還包括用于發(fā)射第三波長的第二光源10’以及相應的光學組件80,90和81，該光學組件用于將來自第二光源10’的第三波長的光入射到光腔60中。
[0100]如圖5所不,第二光源10’相對于第一光源10相向布置,從而使得第二光源10’和第一光源10的出光方向相反?；蛘哒f，第二光源10’位于光腔60的另一個側面方向，該另一側面方向與第一光源所在的光腔的側面方向相反。
[0101]光學組件80、90和81與第二光源10’相關聯，其例如可以包括準直光學元件80、二向色濾光元件90和匯聚光學元件81。其中，來自第二光源10’的光被準直光學元件80轉換為平行光，并且該平行光透射通過二向色濾光元件90，然后經由匯聚光學元件81入射到光腔60中。其中，二向色濾光元件90可以相對于光腔60的出光方向傾斜布置，例如以傾斜45度進行布置。
[0102]根據本發(fā)明的設計，該第二光源10’可以發(fā)射第三波長等于第一波長的光。此時，第二光源10’所發(fā)射的第一波長可以經由上述光學組件80、90和81入射到光腔60中。
[0103]在光腔60的上表面的第一區(qū)域61為二向色濾光膜(參見前面討論)的情況下，可以將入射的光匯聚到光腔60的上表面的任何位置，從而使得該第一波長的光從光腔60的上表面的任何位置進入光腔60 ;而在光腔60的上表面的第一區(qū)域61為全反射膜(參見前面討論)的情況下，可以僅將入射的光匯聚到光腔60的出光口 62上，從而使得光經由該出光口 62進入光腔中。
[0104]如前所述，波長轉換材料層50和二向色濾光膜層40位于光腔60的下表面。當第二光源10’所發(fā)射的第一波長的光經由光腔的上表面進入光腔60后，將首先被直接或間接引導到波長轉換材料層50上。然后，波長轉換材料層50將第二光源10’所發(fā)射的第一波長的光也轉換成第二波長的光，進一步地，由于二向色濾光膜層40對于該第二波長的光的反射設計，該第二波長的光將被反射回光腔60中。本領域技術人員將理解，由此光腔60中特別是第二波長的光的數量將得到顯著增加。
[0105]大部分第二波長的光在光腔60中經過多次反射將從出光口，例如圖2所示的出光口 62出射。在該第二實施例中，從光腔60的出光口出射的光將經由匯聚光學元件81入射到傾斜設置的二向色濾光元件90上，而該二向色濾光元件90將反射入射在其上的光作為整個光源組件的輸出光。
[0106]從上面的描述可知，兩個光源10和10’可以一起對整個光源組件的輸出作出貢獻。與僅具有一個光源10的第一實施例相比，引入了第二光源10’的光源組件將更加顯著地增加出射光的發(fā)光亮度。
[0107]圖6示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的光源組件的結構圖。
[0108]其中，光源組件300示意性地示出3組類似于第一實施例中的光源組件100的光源結構，這3組光源結構分別位于光腔60的三個側面。其中，第一組光源結構位于光腔60的一個側面(圖中示出為下側)，其包括光源10、導光元件30、二向色濾光膜層40和波長轉換材料層50 ;第二組光源結構位于光腔60的另一個側面(圖中示出為左側)，其包括光源10’、導光兀件30’、二向色濾光膜層40’和波長轉換材料層50’ ；第三組光源結構位于光腔60的又一側面(圖中示出為右側)，其包括光源10”、導光元件30”、二向色濾光膜層40”和波長轉換材料層50”。
[0109]參照第一實施例中描述的，導光元件30，30’，30”分別接收來自光源10，10’，10”的光，二向色濾光膜層40，40’，40”分別透射經由導光元件30，30’，30”出射的光并且反射經由波長轉換材料層50，50 ’，50 ”轉換的光。
[0110]在本實施例中，這三組光源結構可以完全相同，其中，光源10，10’，10”均可以發(fā)射第一波長的光，波長轉換材料層50, 50’，50”均可以適于將該第一波長的光轉換成第二波長的光。在另外的實施例中，這三組光源結構可以有所不同。
[0111]光腔60作為唯一的光腔位于這三組光源結構之間，其適于分別經由其三個側面接收來自這三組光源結構輸出的光，其中這三個側面分別作為光腔的光入射面。類似于第一實施例中的光腔60，光腔60的結構被設計成適于使得大部分光在光腔中經過多次反射之后，從光腔中輸出。
[0112]為了從光腔60輸出光，可以光腔60的除了上述3個側面之外的一個側面上設置出光口。如圖6所示，該出光口可以設置于光腔60的上表面。除了上述光入射面以及出光口之外，光腔60的其他表面可以為全反射膜或者為二向色濾光膜，由此使得大部分光在光腔60中經過多次反射之后經由從光腔60的出光口輸出。
[0113]本領域技術人員將理解，由于這三組光源結構對于光輸出的共同貢獻，將使得從光腔60輸出的光強度得以大幅提高。例如，相比于單個光源結構的光源組件100，具有三組光源結構的光源組件300將產生大約3倍的光強度。
[0114]另外，盡管圖6中示出了 3組光源結構位于光腔60的三個側面，但本領域技術人員將理解，還可以布置更多或更少的光源結構在光腔60的多個側面。
[0115]例如，在光腔60為長方體或立方體的情況下，可以僅在光腔60的2個側面方向布置上述光源結構；或者，可以在光腔60的4個或5個側面方向布置上述光源結構。
[0116]更進一步地，結合第二實施例中的第二光源10’的布置方式甚至可以在長方體或立方體光腔60的6個側面均布置上述光源結構。
[0117]又例如，在光腔60例如為多面棱柱體的情況下，多個光源結構可以布置在多面棱柱體的多個側面方向。
[0118]同樣地，為了散熱，可以圍繞各個導光元件30，30’，30”部分或者全部地布置散熱裝置70，散熱裝置的尺寸匹配附近的導光元件30，30’，30”的尺寸。如圖6所示，散熱裝置70的布置可以使得整個光源組件300的結構非常規(guī)則且緊湊。
[0119]圖7示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的第一變形實施例的結構圖。
[0120]圖7的光源組件的結構類似于圖6的光源組件的結構，其也具有位于光腔60的三個側面的3組光源結構，但不同之處在于導光元件30，30’，30”以及相適配的散熱裝置70的形狀有所不同。如圖7所示，導光元件30的截面形狀為梯形，其特點在于用于接收光的下表面(即入射面)大于上表面(即出射面)。這樣的設計可以使得來自光源10，10’，10”的光在導光元件30，30’，30”的出射面進行匯聚，從而進一步增強了最終的出光強度。
[0121]散熱裝置70部分或者全部地圍繞導光元件30，30’，30”的四周進行布置，其表面熱接觸導光元件30，30’，30”的側壁?？梢钥闯觯瑢Ч庠?0，30’，30”的整個側壁均可以作為散熱表面以將熱量擴散到散熱裝置70，這有利地促進了光源組件300中的熱量的排出。另外，散熱裝置70的形狀匹配導光裝置的形狀，使得兩者的結合形成規(guī)則的形狀，這使得光源組件的結構更加的緊湊和美觀。
[0122]同樣地，圖7的光源組件也進一步適合更多或更少的上述光源結構。
[0123]圖8示意性示出了根據本發(fā)明的第三實施例的第二變形實施例的結構圖。
[0124]圖8的光源組件的結構也類似于圖6的光源組件的結構，其也具有位于光腔60的三個側面的3組光源結構，但不同之處也在于導光元件30，30’，30”以及相適配的散熱裝置70的形狀不同。如圖8所示，導光元件30，30’，30”的截面形狀為復合拋物面聚光器(CPC)的形狀，其特點在于用于接收光的下表面(即入射面)大于上表面(即出射面)，側面為復合拋物面的設計。其中，復合拋物面的設計使得光更加容易匯聚在出射面上，由此增加了出光面的出光強度。
[0125]散熱裝置70同樣部分或者全部地圍繞導光元件30，30’，30”的四周進行布置，其表面熱接觸導光元件30，30’，30”的側壁?？梢钥闯觯瑢Ч庠?0，30’，30”的整個側壁均可以作為散熱表面以將熱量擴散到散熱裝置70，這有利的促進了光源組件300中的熱量的排出。另外，散熱裝置70的形狀匹配導光裝置的形狀，使得兩者的結合形成規(guī)則的形狀，這使得光源組件的結構更加的緊湊和美觀。
[0126]同樣地，圖8的光源組件也進一步適合更多或更少的上述光源結構。
[0127]上面已經通過圖1-圖8示例性地描繪了本申請的高亮度光源組件的結構。本領域技術人員將理解，通過本申請的該結構設計，可以輕易地實現數倍、甚至數十倍以上的光源強度，而同時利用本申請的散熱裝置設計可以有效地導出熱量，延長了器件的使用壽命。
[0128]此外，盡管上面描繪了產品的結構，但本申請還可以涉及實現該產品的方法。具體地，該方法例如可以至少包括以下步驟:
[0129]步驟1，將導光元件布置在第一光源的下游，用于接收第一光源所發(fā)射的第一波長的光；
[0130]步驟2，將二向色濾光膜層布置在導光元件的下游，用于接收從導光元件出射的光，該二向色濾光膜被配置成允許透射第一波長的光；
[0131]步驟3，將波長轉換材料層布置在二向色濾光膜層的下游，以接收來自二向色濾光膜層的光，并且將所接收的第一波長的光轉換為第二波長的光。特別地，該二向色濾光膜層適于反射第二波長的光。
[0132]進一步地，該方法還可以包括以下步驟:
[0133]將光腔布置在二向色濾光膜層的下游，該光腔適于接收第二波長的光，并且使得大部分第二波長的光在光腔內進行多次反射后，經由光腔的出光口射出，以實現光的增強輸出。
[0134]更進一步地，該方法還可以包括以下步驟:
[0135]將多個光源分別布置在光腔的多個側面方向，從而使得光腔可以從多個側面分別接收來自多個光源中的相應光源的光。
[0136]此外，該方法還可以包括以下步驟:
[0137]將散熱裝置與導光元件的側壁熱接觸，用于將熱從導光元件中導出。
[0138]本發(fā)明的上述方法毫無疑問并不限于上述的方法步驟。本領域技術人員還將理解，根據本發(fā)明的方法與根據本發(fā)明的產品結構相對應，因此，本領域技術人員可以基于以上對上述產品結構的描述，獲知相應的方法步驟。同樣地，類似于上述對產品的結構描述，基于本發(fā)明的方法可以使得光強度得以大幅提高，而同時使得熱量得到有效地控制。
[0139]雖然已經在附圖和前述描述中詳細說明和描述了本發(fā)明，但這些說明和描述應被認為是說明性的或示例性的而不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。本領域技術人員在實踐所請求保護的發(fā)明中，通過研究附圖、公開和所附權利要求可以理解并且實踐所公開的實施例的其它變形。
[0140]在權利要求中，詞語“包括”并不排除其它元件，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。單個元件或其它單元可以滿足在權利要求中闡述的多個項目的功能。僅在互不相同的實施例或從屬權利要求中記載某些特征的僅有事實，并不意味著不能有利地使用這些特征的組合。在不脫離本申請的精神和范圍的情況下，本申請的保護范圍涵蓋在各個實施例或從屬權利要求中記載的各個特征任何可能組合。
[0141]在權利要求中的任何參考標記不應被理解為限制本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種光源組件，包括: 第一光源(10),被配置為發(fā)射第一波長的光； 導光元件(30)，被配置為接收所述第一光源(10)所發(fā)射的光； 二向色濾光膜層(40)，被配置為透射從所述導光元件(10)出射的所述第一波長的光；以及 波長轉換材料層(50)，被配置為接收從所述二向色濾光膜層(40)透射的所述第一波長的光，并且將所接收的第一波長的光轉換為第二波長的光； 其中，所述二向色濾光膜層(40)還被配置成反射所述第二波長的光。
2.根據權利要求1所述的光源組件，還包括: 光腔(60)，被配置成使得大部分所述第二波長的光在經過多次反射之后，經由所述光腔的出光口(62)輸出。
3.根據權利要求2所述的光源組件，其中， 所述二向色濾光膜層(40)被配置成向所述光腔￠0)內反射所述第二波長的光。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的光源組件，其中， 所述導光元件(30)具有入射表面和出射表面,所述入射表面大于所述出射表面。
5.根據權利要求2或3所述的光源組件，其中， 所述光腔￠0)包括上表面和下表面，所述下表面用于接收經所述波長轉換材料層(50)轉換后的第二波長的光,所述出光口(62)設置于所述上表面上。
6.根據權利要求2或3所述的光源組件，其中， 所述出光口 ￠2)的面積與所述光腔￠0)的總表面積之比不超過預定閾值。
7.根據權利要求2或3所述的光源組件，其中，所述第一光源(10)位于所述光腔(60)的第一側面方向。
8.根據權利要求7所述的光源組件，還包括， 第二光源(10’)，所述第二光源(10’ )位于所述光腔￠0)的第二側面方向。
9.根據權利要求8所述的光源組件，其中， 所述第一側面方向與所述第二側面方向的方向相反。
10.根據權利要求8或9所述的光源組件，其中， 所述第二光源(10’ )發(fā)射第一波長的光。
11.根據權利要求8或9所述的光源組件，還包括， 光學組件(80，81，90)，所述光學組件與所述第二光源(10’)相關聯并且被配置為將所述第二光源(10’ )所發(fā)射的光經由所述光腔￠0)的出光口入射到所述光腔￠0)中。
12.根據權利要求11所述的光源組件，其中所述光學組件(80，81，90)包括準直光學元件(80)、匯聚光學元件(81)和二向色濾光元件(91)。
13.根據權利要求8或9所述的光源組件，還包括， 第三光源(10”)，所述第三光源(10”)位于所述光腔￠0)的第三側面方向，所述第三側面方向與所述第一側面方向垂直。
14.根據權利要求7所述的光源組件，還包括， 位于所述光腔￠0)的其他側面方向上的多個其他光源(10’，10”)，從而使得所述光腔(60)能夠從多個側面分別接收來自所述多個其他光源中的相應光源的光。
15.根據權利要求1-3中任一項所述的光源組件，還包括: 散熱裝置(70)，其被配置為與所述導光元件(30)的側面熱接觸。
16.一種光源裝置，包括根據權利要求1-15中任意一項所述的光源組件。
17.—種發(fā)光方法,包括， 將導光元件(30)布置在第一光源(10)的下游，從而接收所述第一光源(10)發(fā)射的第一波長的光； 將二向色濾光膜層(40)布置在所述導光元件(30)的下游，其中所述二向色濾光膜層(40)被配置成透射從所述導光元件(30)導出的所述第一波長的光；以及 將波長轉換材料層(50)布置在所述二向色濾光膜層(40)的下游，其中所述波長轉換材料層(40)適于接收來自所述二向色濾光膜層(40)的所述第一波長的光，并且將接收的所述第一波長的光轉換為第二波長的光； 其中，所述二向色濾光膜層(40)還被配置成反射所述第二波長的光。
18.根據權利要求17所述的方法，還包括: 將光腔￠0)布置所述二向色濾光膜層(50)的下游，所述光腔￠0)適于接收所述第二波長的光，并且使得大部分所述第二波長的光在所述光腔￠0)內進行多次反射后，經由所述光腔的出光口輸出。
19.根據權利要求17或18所述的方法，其中，所述第一光源(10)被布置在所述光腔(60)的第一側面方向上，所述方法還包括， 將多個其他光源分別布置在所述光腔出0)的多個側面方向上，從而使得所述光腔(60)從多個側面分別接收來自所述多個其他光源中的相應光源的光。
20.根據權利要求17或18所述的方法，還包括， 將散熱裝置(70)與導光元件(30)的側壁熱接觸，以便將熱從所述導光元件(30)中導出。
【文檔編號】F21V29/70GK104298060SQ201410563266
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權日:2014年10月15日
【發(fā)明者】郭振揚 申請人:郭振揚