光源系统、波长转换装置及相关投影系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种光源系统、波长转换装置及相关投影系统，该光源系统包括用于产生激发光的激发光源和波长转换装置，该激发光入射于该波长转换装置，该波长转换装置包括：微结构阵列，包括多个呈凸起物状的微结构体，其中每个微结构体包括波长转换材料，任意相邻的两个微结构体之间的间距大于零且均覆设有散射面；所述微结构阵列具有起伏的一面面向所述入射的激发光，且所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑覆盖一个微结构体的至少部分，还覆盖该微结构体与相邻的一个微结构体之间的散射面的至少部分，以使所述激发光经该散射面散射后与该受激光混合并出射。本发明专利技术能提供一种高效且出射激发光与受激光的混合光的光源系统。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是基于申请号为201210395090.X，专利技术名称为光源系统、波长转换装置及相关投影系统，申请日为2012年10月17日的专利申请的分案。
本专利技术涉及照明及显示
，特别是涉及一种光源系统、波长转换装置及相关投影系统。
技术介绍
现有技术中的照明系统或者投影系统的发光装置中，常采用激发光对波长转换材料进行激发以产生受激光。但由于每个波长转换材料颗粒在受激发的过程中，由于其波长转换效率不可能是100％，其中所损失的能量都转化为热量，这就造成了波长转换材料颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了波长转换材料的发光效率和使用寿命。一种常用的解决方法是，通过驱动装置驱动波长转换材料运动，使得激发光在波长转换材料上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换材料。这样，单位面积内的波长转换材料不会一直处于激发光的照射下，以减少单位面积内的波长转换材料的热量的累积。但是，随着照明系统和投影系统对出射光的光功率的要求越来越高，激发光的光功率也随之提高。当激发光的光功率密度越高时，波长转换材料的光转换效率越低；当激发光的光功率达到一定程度时，波长转换材料会发生淬灭效应，即波长转换材料的光转换效率急剧下降。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种高效且出射激发光与受激光的混合光的光源系统。本专利技术实施例提供一种光源系统，包括用于产生激发光的激发光源和波长转换装置，该激发光入射于该波长转换装置，该波长转换装置包
括：微结构阵列，包括多个微结构体，各微结构体呈柱状、圆锥状、棱锥状、圆台状、棱台状、棱柱状或者表面呈其他曲面的凸起物状，其中每个微结构体包括波长转换材料，任意相邻的两个微结构体之间的间距大于零，并且各微结构体之间均覆设有散射面；所述微结构阵列具有起伏的一面面向所述入射的激发光，且所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑覆盖一个微结构体的至少部分，以对微结构体内的波长转换材料进行激发而产生受激光，该光斑还覆盖该微结构体与相邻的一个微结构体之间的散射面的至少部分，以使所述激发光经该散射面散射后与该受激光混合并出射。本专利技术实施例还提供一种波长转换装置，包括：微结构阵列，包括多个微结构体，各微结构体呈柱状、圆锥状、棱锥状、圆台状、棱台状、棱柱状或者表面呈其他曲面的凸起物状，其中每个微结构体包括波长转换材料，任意相邻的两个微结构体之间的间距大于零，并且各微结构体之间均覆设有散射面。本专利技术实施例还提供一种投影系统，包括上述光源系统。与现有技术相比，本专利技术包括如下有益效果：本专利技术通过将波长转换材料设置为多个微结构体，且各微结构体呈圆锥状、棱锥状、圆台状、棱台状、柱状或者表面呈其他曲面的凸起物状，微结构阵列具有起伏的一面面向所述激发光，使得在沿平行于微结构阵列的延伸方向内，单位平面面积内的接收激发光的波长转换材料的表面积增大，相比一个整体的且表面为平面的波长转换层，本专利技术中波长转换装置中的波长转换材料接收到的光功率密度下降，进而光转换效率提高；同时，由于任意相邻的两个微结构体之间的间距大于零，且各微结构体之间均覆设有散射面，使得部分激发光未用于激发而经散射面散射后和波长转换材料产生的受激光合光成另一颜色光。附图说明图1A是本专利技术的光源系统的一个实施例的结构示意图；图1B是图1A所示的光源系统中的波长转换装置的结构示意图；图1C是本专利技术的光源系统的另一实施例中波长转换装置的立体图；图1D是本专利技术的光源系统的另一实施例中波长转换装置的侧视图；图2A是图1A所示的光源系统中的光路结构的一个实施例的示意图；图2B是图1A所示的光源系统中的光路结构的另一个实施例的示意图；图3是本专利技术的光源系统的又一个实施例的结构示意图；图4是本专利技术的光源系统的又一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例进行详细说明。实施例一请参阅图1A，图1A是本专利技术的光源系统的一个实施例的结构示意图。光源系统100包括激发光源101和波长转换装置11。波长转换装置11包括微结构阵列103。微结构阵列包括多个微结构体103a，其中每个微结构体103a包括波长转换材料，用于吸收一种波长范围的光并出射另一种波长范围的光。常用的波长转换材料包括荧光粉。波长转换材料还可能是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于荧光粉。如图1B所示，图1B是图1A所示的光源系统中的波长转换装置的结构示意图。在本实施例中，各微结构体103a呈三棱锥状，并呈方形阵列排布。任意相邻的两个微结构体之间的间距大于零，并且各微结构体之间均设有散射面107。微结构阵列103具有起伏的一面面向激发光源101。激发光源101用于产生激发光L1，以对波长转换装置103中的波长转换材料进行激发进而产生受激光。常用的激发光源有LED光源、激光光源或者其他固态发光光源。激发光L1在波长转换装置11上形成的光斑覆盖一个微结构体103a的至少部分，以对该微结构体内的波长转换材料进行激发而产生受激光；该光斑还覆盖该微结构体与相邻的一个微结构体之间的散射面107
的至少部分，以使所述激发光未被波长转换材料吸收而直接被该散射面107散射。经散射的激发光部分入射至微结构体以对该微结构体中的波长转换材料进行激发，其余的激发光未用于激发而是直接与受激光混合后出射，以使得该波长转换装置出射受激光和未被吸收的激发光的混合光。由于激发光经散射面107散射后再与受激光混合出射，使得该两种光混合得更加均匀。波长转换装置11还包括基底105，该基底包括相对的第一表面105a和第二表面105b。微结构阵列103设置于该第一表面105a上。相对应地，微结构阵列103中各微结构体之间的散射面107可通过将基底105的对应于各微结构之间区域的表面粗糙化来实现，或者在基底105的对应于各微结构之间区域的表面上设置散射材料或者其他散射结构来实现。基底可采用一些导热材料制成，例如铝，以降低微结构阵列103的工作温度，进而提高波长转换装置11的工作寿命。本实施例通过将波长转换材料设置为多个微结构体，且各微结构体呈三棱锥状，使得在沿平行于微结构阵列的延伸方向内，单位平面面积内的接收激发光的波长转换材料的表面积增大，相比一个整体的且表面为平面的波长转换层，本专利技术中波长转换装置中的波长转换材料接收到的光功率密度下降，进而光转换效率提高。在本实施例中，各微结构体103a还可以呈其他形状的棱锥状，如四棱锥。或者，各微结构体103a还可以呈柱状、圆锥状、圆台状、棱台状、棱柱状或者表面呈其他曲面的凸起物状，或者是以上不同微结构体的组合。这些列举的微结构体的形状都能够使得在沿平行于微结构阵列的延伸方向内，单位平面面积内的接收激发光的波长转换材料的表面积增大，进而提高波长转换材料的光转换效率。请参阅图1C，图1C是本专利技术的光源系统的另一实施例中波长转换装置的立体图。如图1C所示，本实施例与图1所示实施例的区别之处在于：本实施例中的微结构阵列中的各微结构体12呈三棱柱状，各三棱柱相互平行并列，往同一个方向延伸排布。请参阅图1D，图1D是本专利技术的光源系统的另一实施例中波长转换
装置的侧视图。如图1D所示，本实施例与图1所示实施例的区别之处在于：本实施例中，微结构阵列中的各微结构体13呈方柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源系统，包括激发光源和波长转换装置，其特征在于：所述激发光源用于产生蓝色激发光；所述波长转换装置包括依次设置的反射层、基底和波长转换材料；所述波长转换装置设置波长转换材料的一侧面向激发光，所述波长转换材料设置于所述激发光的光路上；所述基底由透光材料制成，激发光入射在波长转换材料上未被波长转换材料吸收的激发光透射过所述基底，被反射层反射回波长转换材料。

【技术特征摘要】
1.一种光源系统，包括激发光源和波长转换装置，其特征在于：所述激发光源用于产生蓝色激发光；所述波长转换装置包括依次设置的反射层、基底和波长转换材料；所述波长转换装置设置波长转换材料的一侧面向激发光，所述波长转换材料设置于所述激发光的光路上；所述基底由透光材料制成，激发光入射在波长转换材料上未被波长转换材料吸收的激发光透射过所述基底，被反射层反射回波长转换材料。2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述基底包括第一表面和第二表面，所述第二表面所在侧设置反射层，第一表面侧设置波长转换材料，其中，所述第一表面至少部分通过表面粗糙化制成散射面。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，李屹，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44