发光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种发光装置，其特征在于，包括第一激光光源、偏振分光器、第一波片、第一聚光元件、散射装置、第二聚光元件、第一波长转换装置、二向色镜、第三色光线发生部、聚光零件。本实用新型专利技术提供的一种发光装置，具有亮度高、光学扩展量小、显色指数高、光斑均匀、工作寿命长、效率高等特点。本实用新型专利技术可适用于需要高光照强度和小光学扩展量的系统中，比如娱乐照明系统、投影系统、汽车照明系统、医疗照明系统、探照照明系统、野外作业照明系统、航海照明系统、便携式照明系统等。

【技术实现步骤摘要】
发光装置
本技术属于照明领域，尤其属于固态光源照明领域。本技术提供的一种发光装置可适用于需要高光照强度和小光学扩展量的系统中，比如娱乐照明系统、投影系统、汽车照明系统、医疗照明系统、探照照明系统、野外作业照明系统、航海照明系统、便携式照明系统等。
技术介绍
激光作为理想的点光源，具有光学扩展量小、寿命长且不含汞等优点。由它作为光源，激发荧光粉可以产生彩光或者白光，同时配合使用光学元件，可以得到理想的具有较小光学扩展量的发光装置。图1是现有技术中的一种发光装置的结构示意图。如图1所示，现有的发光装置包括激光光源10、二向色镜20、第一准直透镜组30、黄色荧光粉片40、第二准直透镜组50、朗伯型散射装置60和聚焦透镜70。激光光源10向二向色镜20发出蓝色激光光线，二向色镜20可以反射部分蓝光、透射黄光，激光光源10发出蓝色光线，其中一部分蓝光经二向色镜20反射至第一准直透镜组30，然后经第一准直透镜组30汇聚于黄色荧光粉片40，黄色荧光粉片40吸收蓝光而产生黄光，随后黄光被黄色荧光粉片40底部的反射基板反射回第一准直透镜组30，然后经准直透镜组30准直后射向二向色镜20，由于二向色镜20可以透射黄光，因此黄光得以射出。激光光源10射出的另一部分蓝光透射过二向色镜20，然后经第二准直透镜组50汇聚于朗伯型散射装置60，朗伯型散射装置60可以反射蓝光并且反射的蓝光满足朗伯分布，这些蓝光经第二准直透镜组50准直后射向二向色镜20，其中部分蓝光被二向色镜20反射，与从二向色镜20透射而出的黄光合成白光，最后白光经聚焦透镜70聚焦后射出。在图1所示方案中，由朗伯型散射装置60发射的蓝光在经过二向色镜20时会有部分蓝光透射过二向色镜20而无法与黄光汇合合成白光，因此在整个光路中，会有部分的蓝光的损失，从而使得发光装置的发光效率不高且通常会有蓝光不足的问题。同时由于黄色荧光材料通常无法提供足够的红光，从而会导致发光装置输出的红光不足且输出光的显色指数一般都比较低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：现有发光装置的发光效率不高且通常蓝光不足，同时现有发光装置输出的红光不足且输出光的显色指数一般都比较低。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种发光装置，其特征在于，包括第一激光光源、偏振分光器、第一波片、第一聚光元件、散射装置、第二聚光元件、第一波长转换装置、二向色镜、第三色光线发生部、聚光零件。第一激光光源射出的激光光线同时包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线，第一色光线由第一激光光源内部的一个或多个第一激光器产生。所有这些第一激光器可以随机放置或放置成阵列。这些第一激光器发出中心波长在λ1～λ2之间的光线，它能够激发第一波长转换装置。将偏振分光器与散射装置之间的光路定义为第一光路，将偏振分光器与第一波长转换装置之间的光路定义为第二光路，其中：偏振分光器使波长在λ1～λ2之间且相对于其入射面为S偏振光的光线反射、使波长在λ1～λ2之间且相对于其入射面为P偏振光的光线透射、使波长长于λ2的可见光光线透射或反射。偏振分光器可以是立方体型或者是平板型的，它会根据入射光线的波长和偏振方向，使其发生反射或透射。第一激光光源发出的同时包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线射入偏振分光器，偏振分光器可以反射在某波长范围内的S偏振光、透射在某波长范围内的P偏振光，并且在两个不同的出光面射出，在这两个出光面的光路上分别设有散射装置和第一波长转换装置。这里的两个出光面指的是偏振分光器反射和透射第一激光光源所发出的入射光线的出光面。具体而言，当偏振分光器使波长长于λ2的可见光光线透射时：第一激光光源发出包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线，第一色光线的中心波长在λ1～λ2之间，且它能够激发第一波长转换装置，第一激光光源发出的第一色光线射入偏振分光器。偏振分光器将相对于其入射面为P偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线透射入第一光路、将相对于其入射面为S偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线反射入第二光路。自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线经偏振分光器反射与自第一波长转换装置沿第二光路到达偏振分光器的光线经偏振分光器透射后合为一路光线，然后射向二向色镜。第一聚光元件位于第一光路上，用于将自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线汇聚至散射装置，同时用于将自散射装置反射入第一光路的散射的第一色光线进行准直后沿第一光路射向偏振分光器。散射装置是反射式的，用于接收自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线，形成反射入第一光路的散射的第一色光线。第一波片位于第一光路上，用于使得自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线的偏振方向不同于自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线的偏振方向，当第一色光线入射到第一波片时，第一色光线的偏振面与第一波片的快轴或慢轴的夹角为θ且θ≠0。第二聚光元件位于第二光路上，用于将自偏振分光器反射入第二光路的第一色光线汇聚至第一波长转换装置，同时用于将自第一波长转换装置反射入第二光路的光线进行准直后沿第二光路射向偏振分光器。第一波长转换装置是反射式的，吸收自偏振分光器反射入第二光路的第一色光线后，受激产生第二色光线且该第二色光线的中心波长长于第一色光线的中心波长，第二色光线被第一波长转换装置反射回第二光路。这里包含两种情况：第一色光线被第一波长转换装置全部转换为第二色光线，第二色光线被第一波长转换装置反射回第二聚光元件；或者仅有部分第一色光线被第一波长转换装置转换为第二色光线，第二色光线与剩余未被转换的第一色光线一起被第一波长转换装置反射回第二聚光元件。第三色光线发生部用于发出经过准直的第三色光线，第三色光线中至少有部分光线的波长长于或等于λ3且λ3＞λ2，这些第三色光线射向二向色镜。二向色镜可以反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线或透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线。当二向色镜反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜透射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜反射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出。当二向色镜透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜反射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜透射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出。当偏振分光器使波长长于λ2的可见光光线反射时：第一激光光源发出包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线，第一色光线的中心波长在λ1～λ2之间，且它能够激发第一波长转换装置，第一激光光源发出的第一色光线射入偏振分光器。偏振分光器将相对于其入射面为S偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置，其特征在于，包括第一激光光源、偏振分光器、第一波片、第一聚光元件、散射装置、第二聚光元件、第一波长转换装置、二向色镜、第三色光线发生部、聚光零件，将偏振分光器与散射装置之间的光路定义为第一光路，将偏振分光器与第一波长转换装置之间的光路定义为第二光路，其中：/n偏振分光器使波长在λ

【技术特征摘要】
20200307 CN 2020101544249;20200307 CN 2020202764081.一种发光装置，其特征在于，包括第一激光光源、偏振分光器、第一波片、第一聚光元件、散射装置、第二聚光元件、第一波长转换装置、二向色镜、第三色光线发生部、聚光零件，将偏振分光器与散射装置之间的光路定义为第一光路，将偏振分光器与第一波长转换装置之间的光路定义为第二光路，其中：
偏振分光器使波长在λ1～λ2之间且相对于其入射面为S偏振光的光线反射、使波长在λ1～λ2之间且相对于其入射面为P偏振光的光线透射、使波长长于λ2的可见光光线透射或反射；
当偏振分光器使波长长于λ2的可见光光线透射时：
第一激光光源发出包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线，第一色光线的中心波长在λ1～λ2之间，且它能够激发第一波长转换装置，第一激光光源发出的第一色光线射入偏振分光器；
偏振分光器将相对于其入射面为P偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线透射入第一光路、将相对于其入射面为S偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线反射入第二光路；
自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线经偏振分光器反射与自第一波长转换装置沿第二光路到达偏振分光器的光线经偏振分光器透射后合为一路光线，然后射向二向色镜；
第一聚光元件位于第一光路上，用于将自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线汇聚至散射装置，同时用于将自散射装置反射入第一光路的散射的第一色光线进行准直后沿第一光路射向偏振分光器；
散射装置，用于接收自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线，形成反射入第一光路的散射的第一色光线；
第一波片位于第一光路上，用于使得自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线的偏振方向不同于自偏振分光器透射入第一光路的第一色光线的偏振方向，当第一色光线入射到第一波片时，第一色光线的偏振面与第一波片的快轴或慢轴的夹角为θ且θ≠0；
第二聚光元件位于第二光路上，用于将自偏振分光器反射入第二光路的第一色光线汇聚至第一波长转换装置，同时用于将自第一波长转换装置反射入第二光路的光线进行准直后沿第二光路射向偏振分光器；
第一波长转换装置吸收自偏振分光器反射入第二光路的第一色光线后，受激产生第二色光线且该第二色光线的中心波长长于第一色光线的中心波长，第二色光线被第一波长转换装置反射回第二光路；
第三色光线发生部用于发出经过准直的第三色光线，第三色光线中至少有部分光线的波长长于或等于λ3且λ3＞λ2，这些第三色光线射向二向色镜；
二向色镜可以反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线或透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线；
当二向色镜反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜透射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜反射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出；
当二向色镜透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜反射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜透射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出；
当偏振分光器使波长长于λ2的可见光光线反射时：
第一激光光源发出包含有相对于偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线，第一色光线的中心波长在λ1～λ2之间，且它能够激发第一波长转换装置，第一激光光源发出的第一色光线射入偏振分光器；
偏振分光器将相对于其入射面为S偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线反射入第一光路、将相对于其入射面为P偏振光且波长在λ1～λ2之间的第一色光线透射入第二光路；
自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线经偏振分光器透射与自第一波长转换装置沿第二光路到达偏振分光器的光线经偏振分光器反射后合为一路光线，然后射向二向色镜；
第一聚光元件位于第一光路上，用于将自偏振分光器反射入第一光路的第一色光线汇聚至散射装置，同时用于将自散射装置反射入第一光路的散射的第一色光线进行准直后沿第一光路射向偏振分光器；
散射装置，用于接收自偏振分光器反射入第一光路的第一色光线，形成反射入第一光路的散射的第一色光线；
第一波片位于第一光路上，用于使得自散射装置沿第一光路到达偏振分光器的第一色光线的偏振方向不同于自偏振分光器反射入第一光路的第一色光线的偏振方向，当第一色光线入射到第一波片时，第一色光线的偏振面与第一波片的快轴或慢轴的夹角为θ且θ≠0；
第二聚光元件位于第二光路上，用于将自偏振分光器透射入第二光路的第一色光线汇聚至第一波长转换装置，同时用于将自第一波长转换装置反射入第二光路的光线进行准直后沿第二光路射向偏振分光器；
第一波长转换装置吸收自偏振分光器透射入第二光路的第一色光线后，受激产生第二色光线且该第二色光线的中心波长长于第一色光线的中心波长，第二色光线被第一波长转换装置反射回第二光路；
第三色光线发生部用于发出经过准直的第三色光线，第三色光线中至少有部分光线的波长长于或等于λ3且λ3＞λ2，这些第三色光线射向二向色镜；
二向色镜可以反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线或透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线；
当二向色镜反射波长长于或等于λ3的光线、透射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜透射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜反射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出；
当二向色镜透射波长长于或等于λ3的光线、反射波长短于λ3的光线时，自偏振分光器射向二向色镜的至少部分光线经二向色镜反射和自第三色光线发生部射向二向色镜的至少部分第三色光线经二向色镜透射后合为一路光线，光线经聚光零件收敛后从发光装置射出。


2.如权利要求1所述的一种发光装置，其特征在于，所述第一激光光源内包含第一激光器及第一准直元件：
第一激光器发出的光线为线偏振光；
第一准直元件集成于第一激光器内或设于第一激光器外，用于准直光线；
所有第一激光器的出光方向和初始偏振方向相同，以第一激光器的出光方向为轴，轴向旋转所述第一激光光源内部分第一激光器，改变这部分第一激光器发出的第一色光线的偏振方向，使得所述第一激光光源发出包含有相对于所述偏振分光器的入射面为S偏振光和P偏振光的第一色光线；
或者，所有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼·友瀚·范·贝赫库姆，郑华，
申请(专利权)人：赫尔曼·友瀚·范·贝赫库姆，郑华，
类型：新型
国别省市：荷兰;NL