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光激发的照明系统、方法、以及分光、匀光、聚焦系统

申请号 CN202211271709.6 申请日 2022-10-18 公开(公告)号 CN117906097A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 合肥全色光显科技有限公司; 珠海迈特尔金属有限公司; 珠海金印实业发展有限公司; 发明人 田大伟; 张金; 尹亚铁; 郭喜; 叶成伟; 祁云飞; 凌继跃; 张重庆; 谭翠玲;
摘要 本 说明书 提供的一种激 光激发 照明系统包括: 光源 组件110;分光模组120,受激发光组件140以及匀化发光模组130。
权利要求

1.一种激光激发照明系统,用于远距离照明,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
2.一种激光激发的照明方法,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率;
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
3.一种激光激发的照明系统,用于路灯,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率;
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
4.一种激光激发的照明系统,用于护眼灯,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率;
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
5.一种激光激发照明系统,用于交通信号灯,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率;
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
6.一种激光激发照明系统,用于仿日光,所述目标光线的目标光谱模拟预设时间点下预设天气状况下统计规律的阳光的光谱,成为人造阳光,应用于长时间封闭的空间内,为工作人员提供阳光照射,其特征在于,包括:
支撑架160;
光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率;
匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
第二初始光114入射到匀化发光模组130。
第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光
140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
7.一种分光系统,应用于如权要1所述的激光激发的照明系统,其特征在于,包括:
所述分光模组120可以是分光镜,包括特殊的分光晶体,将所述初始光111分成两部分;
分光模组也可以是半透明反光镜,将初始光111分成两部分,包括一个透明基质,上面形成有一层半透明反光膜。这层半透明反光膜可以对第一特定波长的光进行反射,但将第二特定波长的入射光以预设比例进行反射,而剩下的入射光则透射或者反射。
8.一种匀光系统,应用于如权要1所述的激光激发的照明系统,其特征在于,包括:使得第三初始光的光分布与受激光的光分布成比例。
9.一种聚焦系统,应用于如权要1所述的激光激发的照明系统,包括:第一透镜140‑1和第二透镜140‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第二透镜140‑2下表面极短的距离。

说明书全文

光激发的照明系统、方法、以及分光、匀光、聚焦系统

技术领域

[0001] 本说明书涉及照明领域,尤其涉及一种激光激发的照明系统、方法、以及分光、匀光、聚焦系统。

背景技术

[0002] 高的列车由于车速可以达到400Km/hr,远大于一般的陆上交通工具的速度。这就要求其头灯需要照射距离更远,以便让操控列车的司机可以在黑夜看到铁路前面的物体(信号灯、铁轨上的物体)时有足够的时间来反映,从而决定如何操作列车。当前,高铁普遍采用基于LED原理的高铁车灯。但是传统LED车灯的照射距离不够远,不能满足高铁在车速超过300km之后对照射距离的需求。发明内容
[0003] 一种激光激发照明系统,用于远距离照明、路灯照明、护眼灯照明、交通信号灯和/或仿日光照明,其特征在于,包括:
[0004] 支撑架160;
[0005] 光源组件110安装在支撑架上,包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3;
[0006] 光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉;
[0007] 热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率
[0008] 匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀;
[0009] 初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115;
[0010] 第一初始光112入射到受激发光组件140。受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113,所述受激光的光谱不同于所述第一初始光;
[0011] 受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀;
[0012] 受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120,由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150;
[0013] 第二初始光114入射到匀化发光模组130。
[0014] 第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离;
[0015] 匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出;
[0016] 由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116;第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系;
[0017] 第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117;
[0018] 由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的;
[0019] 相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
[0020] 根据本申请中的一些实施例,还公开了一种分光系统,应用于上述述的激光激发的照明系统,其特征在于,包括:所述分光模组120可以是分光镜,包括特殊的分光晶体,将所述初始光111分成两部分;分光模组也可以是半透明反光镜,将初始光111分成两部分,包括一个透明基质,上面形成有一层半透明反光膜。这层半透明反光膜可以对第一特定波长的光进行反射,但将第二特定波长的入射光以预设比例进行反射,而剩下的入射光则透射或者反射。
[0021] 根据本申请中的一些实施例,还公开了一种匀光系统,应用于上述述的激光激发的照明系统,其特征在于,包括:使得第三初始光的光分布与受激光的光分布成比例。
[0022] 根据本申请中的一些实施例,还公开了一种聚焦系统,应用于上述述的激光激发的照明系统,包括:第一透镜140‑1和第二透镜140‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第二透镜140‑2下表面极短的距离。附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1A、图1B示出了本申请的一些实施例中的光激发照明系统结构示意图。
[0025] 图2示出了本申请的一些实施例中的光源组件110的结构示意图。
[0026] 图3示出了本申请的一些实施例中的初始光的光强分布。
[0027] 图4示出了根据本申请的一些实施例的受激发光组件140的结构示意图。
[0028] 图5示出了受激光得到匀化后的光强分布。
[0029] 图6示出了根据本申请的一些实施例的匀化发光模组130的结构示意图。

具体实施方式

[0030] 以下描述提供了本说明书的特定应用场景和要求,目的是使本领域技术人员能够制造和使用本说明书中的内容。对于本领域技术人员来说,对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的,并且在不脱离本说明书的精神和范围的情况下,可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此,本说明书不限于所示的实施例,而是与权利要求一致的最宽范围。
[0031] 这里使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的,而不是限制性的。比如,除非上下文另有明确说明,这里所使用的,单数形式“一”,“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时,术语“包括”、“包含”和/或“含有”意思是指所关联的整数,步骤、操作、元素和/或组件存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组。
[0032] 考虑到以下描述,本说明书的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图,所有这些形成本说明书的一部分。然而,应该清楚地理解,附图仅用于说明和描述的目的,并不旨在限制本说明书的范围。还应理解,附图未按比例绘制。
[0033] 本说明书中使用的流程图示出了根据本说明书中的一些实施例的系统实现的操作。应该清楚地理解,流程图的操作可以不按顺序实现。相反,操作可以以反转顺序或同时实现。此外,可以向流程图添加一个或多个其他操作。可以从流程图中移除一个或多个操作。
[0034] 附图标号说明:
[0035] 100:光激发照明系统;
[0036] 110:光源;
[0037] 120:分光模组;
[0038] 130:匀化发光模组
[0039] 140:受激发光模组
[0040] 150:出射透镜组件
[0041] 160:支撑架
[0042] 111:初始光;
[0043] 112:第一初始光;
[0044] 113:受激光或匀化初始光;有一定发散
[0045] 114:第二初始光;
[0046] 115:匀化初始光;有一定发散角或受激光
[0047] 116:第三初始光
[0048] 117:混合光、出射光,
[0049] 图1A、图1B示出了本申请的一些实施例中的光激发照明系统结构示意图。本申请以图1A为例对该系统进行描述。图1B与图1A中所示的光激发照明系统发光的原理相同,但是将受激发光模组和匀光发光模组的位置对调,以及相应地调整了分光模组的工作模式。在阅读完对图1A的描述后,本领域技术人员可以基于图1A的描述理解图1B的工作原理和过程。
[0050] 光激发照明系统中包括支撑架160。
[0051] 光源组件110安装在支撑架上,为点激励辐射光源。图2示出了本申请的一些实施例中的光源组件110的结构示意图。
[0052] 光源组件110至少包括光源热沉110‑1,光源110‑2,以及匀光器件110‑3。光源为半导体材料,与电源(未示出)连接。在通电时,光源半导体处于非平衡系统状态下,光源材料内部具有非平衡载流子,也就是激发态的电子。通过电流的激发作用下,光源材料中处于激发态的电子向低能态跃迁,并以光辐射形式释放出能量,形成光辐射。跃迁的能级差越大,发出的光的能量越大,光波越短。跃迁的能级差越小,发出的光的能量越小,光波越短。可以作为光源的半导体发光材料可以包括ZnS、CdS、ZnSe和GaP、GaAs1‑xPx、GaAlAs、GaN中的任意一种或几种的组合。比如,光源可以为氮化铟镓(InGaN)半导体激光二极管,在外界电流的激发作用下激光二极管发出的光可以是光波处于440nm‑470nm的任意波长的蓝光。比如,光源发出的光波的波长可以为440nm、441nm、442nm、443nm、444nm、445nm、446nm、447nm、448nm、449nm、450nm、451nm、452nm、453nm、454nm、455nm、456nm、457nm、458nm、459nm、
460nm、461nm、462nm、463nm、464nm、465nm、466nm、467nm、468nm、469nm、470nm中的任意一个或者任意两个波长之间的任何值。
[0053] 光源在电流的激发下发出初始光,初始光部分射向匀光器件,部分射向热沉。
[0054] 热沉110‑1起到对光源散热的功能,同时能部分地将光源射向热沉的光向匀光器件方向反射,增加从匀光器件处出射的光通量,提高光源组件110的发光效率。
[0055] 匀光器件可以将入射的初始光在光柱直径方向使得光强分布更加均匀。比如,如图3所示,初始光的光强分布为Ω0
[0056] 光源组件110由电子激发,发出初始光111,所述初始光具有第一光谱。
[0057] 受激辐射是处于激发态的发光原子在外来辐射场的作用下,向低能态或基态跃迁时,辐射光子的现象。因此受激辐射所发出的光的光谱很窄,也就是颜色很单纯,不存在光谱的颜色分布。
[0058] 在一些实施例中,所诉第一光谱可以是蓝光,比如波长在465nm的激光。
[0059] 初始光111入射到分光模组120,并被分光模组120分成至少两条光线:第一初始光112和第二初始光115。所述分光模组120可以是分光镜。比如,分光模组可以包括特殊的分光晶体,将所述初始光111分成两部分;分光模组也可以是半透明反光镜,将初始光111分成两部分。比如可以包括一个透明基质,上面形成有一层半透明反光膜。这层半透明反光膜可以对第一特定波长的光进行反射,但将第二特定波长的入射光以预设比例进行反射,而剩下的入射光则透射过去。比如,所述预设波长可以包括初始光的波长。因此,所述分光模组
120可以将初始光以预设比例分成第一初始光112和第二初始光115。所述预设比例可以是第一初始光:第二初始光=50:50~100:0之间的任何比例关系。比如第一初始光可以占初始光光强总量的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%,或者这些数字中任一两个之间的任何值。
[0060] 第一初始光112入射到受激发光组件140。图4示出了根据本申请的一些实施例的受激发光组件140的结构示意图。
[0061] 第一透镜140‑1和第二透镜140‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第二透镜140‑2下表面极短的距离。比如,第一初始光112经过第一透镜140‑1和第二透镜140‑2后,被汇聚到下表面0.5mm之内。在一些实施例中,第一初始光被汇聚在下表面0.1‑0.2mm的距离内。第一初始光被聚焦在受激体140‑3的上表面。受激体为半导体材料,工作时处于非平衡系统状态下,光源材料内部具有非平衡载流子,也就是激发态的电子。在第一初始光的激发作用下,受激体材料中处于激发态的电子向低能态跃迁,并以光辐射形式释放出能量,形成光辐射。跃迁的能级差越大,发出的光的能量越大,光波越短。跃迁的能级差越小,发出的光的能量越小,光波越短。在一些实施例中,受激体可以包括以Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce)为代表的石榴石结构荧光粉及衍生出的一系列的单晶、荧光玻璃(PiG)、荧光陶瓷等光转换器件[0062] 受激体热沉140‑4连接受激体,起到对受激体散热的功能,同时能部分地将受激体向热沉的光向第一、第二透镜方向反射,增加从第一、第二透镜处出射的光通量,提高受激发光组件的发光效率。
[0063] 受激发光组件140收到第一初始光的激发,发射出受激光113。所述受激光的光谱不同于所述第一初始光。因为是被第一初始光113所激发,受激光140的能量不会超过第一初始光113,也就是说,受激光140的波长一定大于等于所述第一初始光113的波长,但是不包括第一初始光的波长。
[0064] 第一初始光113所激发的受激光140的波长是可控的。比如,所述第一初始光的的波长范围在465nm的时候,所述受激光140的波长范围为500‑700nm之间。也就是说,所述受激光140的颜色包含绿光黄光以及红光的可见光范围。
[0065] 此外,受激光140还在受激发光组件140中得到匀化,使得在光柱直径上的光强分布更加均匀。在一些实施例中,所述分布满足预设的分布Ω,见图5。
[0066] 受激光113从受激发光组件140处出射出来到达分光模组120。由于分光模组120只对第二特定波长的入射光为半反射半透明状态,而受激光113的波长并不在第二特定波长之内,因此受激光113在分光模组120处发生反射,从而入射到出射透射组件150.[0067] 第二初始光114入射到匀化发光模组130。图6示出了根据本申请的一些实施例的匀化发光模组130的结构示意图。
[0068] 第三透镜130‑1和第四透镜130‑2都是凸透镜,可以将入射光聚焦在第四透镜130‑2下表面极短的距离。比如,第一初始光112经过第三透镜130‑1和第四透镜130‑2后,被汇聚到下表面0.5mm之内。在一些实施例中,第二初始光被汇聚在下表面0.1‑0.2mm的距离内。第而初始光被聚焦在匀光体130‑3的上表面。
[0069] 匀化发光模组130将第二初始光114匀化后转化成匀化初始光115输出。匀化初始光115波长分布与入射的第二初始光114相同,但是光强分布在光柱直径上更加均匀。在一些实施例中,所述分布Ω’与所述预设分布Ω呈等比关系。
[0070] 由于匀化初始光115与第二初始光的波长分布相同,因此匀化初始光115入射到分光模组后120,一部分光116’被反射,剩余的光透射,为第三初始光116。第三初始光的光强分布Ω”与Ω也呈等比关系。
[0071] 第三初始光116与受激光113混合,成为出射光117。
[0072] 由于分光模组120透射‑反射比可以是预先设定的,初始光的颜色是可以预先选择的(蓝色),而受激光113的波长中的红色和绿色的波长也是可以通过选择正确的受激发光模组而被预先确定,因此混合后的出射光117的颜色就是可以确定的。可以通过所需出射光的光谱分布和/或色坐标等参数确定。通过调节红绿蓝三色的比例,我看可以调节出射光相应的颜色。在一些实施例中,所述颜色为白色。同时,由于第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω呈等比关系,因此混合光117在光柱直径方向的颜色分布就是均匀的。
[0073] 相应地,还可以使第三初始光的光强分布Ω”和受激光140的光强分布Ω不同,从而将出射光调节成彩色光,也就是沿着光柱的径向呈不同颜色的分布。
[0074] 上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者是可能有利的。
[0075] 综上所述,在阅读本详细公开内容之后,本领域技术人员可以明白,前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现,并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明,本领域技术人员可以理解本说明书需求囊括对实施例的各种合理改变,改进和修改。这些改变,改进和修改旨在由本说明书提出,并且在本说明书的示例性实施例的精神和范围内。
[0076] 此外,本说明书中的某些术语已被用于描述本说明书的实施例。例如,“一个实施例”,“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征,结构或特性可以包括在本说明书的至少一个实施例中。因此,可以强调并且应当理解,在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外,特定特征,结构或特性可以在本说明书的一个或多个实施例中适当地组合。
[0077] 应当理解,在本说明书的实施例的前述描述中,为了帮助理解一个特征,出于简化本说明书的目的,本说明书将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而,这并不是说这些特征的组合是必须的,本领域技术人员在阅读本说明书的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说,本说明书中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。
[0078] 本文引用的每个专利,专利申请,专利申请的出版物和其他材料,例如文章,书籍,说明书,出版物,文件,物品等,可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容,除了与其相关的任何起诉文件历史,可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的,或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说,如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时,使用本文件中的术语为准。
[0079] 最后,应理解,本文公开的申请的实施方案是对本说明书的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本说明书的范围内。因此,本说明书披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本说明书中的实施例采取替代配置来实现本说明书中的申请。因此,本说明书的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。