CN216210440U - 一种匀光装置及采用其的光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种匀光装置及采用其的光源装置，包括通道件，所述通道件的壁面设置有反射层，沿着通道件的路径方向所述通道件设置有至少一个分区，所述分区中的一个或多个为波长转换区，所述通道件的一端为入光端，激发光从入光端射入打在反射层上以在通道件中连续反射行进，波长转换区被激发光照射以激发产生辐射光。本实用新型所述的匀光装置结构件简单，将波长转换与匀光集成设置，无需设置电机等驱动机构，达到激发产生多色光并混合的目的，无活动部件，结构稳定性好，可靠性更高，实施方便、成本低，占用空间小。

Description

一种匀光装置及采用其的光源装置

技术领域

本实用新型涉及光源技术领域，尤其涉及一种匀光装置及采用其的光源装置。

背景技术

投影仪等常用的光源是采用蓝色激光作为激发光源，激发光源照射荧光材料以转换得到绿色和红色荧光，绿色和红色荧光与蓝色激光一起作为投影显示的三基色光。现有技术中常用的方案是将荧光材料设置在转动的荧光轮上，用于产生不同颜色荧光的荧光材料沿着荧光轮的周向间隔设置，荧光轮转动时激发光源交替照射不同的荧光材料从而产生不同颜色的荧光，此种结构需要设置电机驱动荧光轮转动，结构复杂、占用体积大，实施成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种匀光装置，解决目前技术中传统的光源采用荧光轮结构以转换得到荧光，结构复杂、占用体积大的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种匀光装置，包括通道件，所述通道件的壁面设置有反射层，沿着通道件的路径方向所述通道件设置有至少一个分区，所述分区中的一个或多个为波长转换区，所述通道件的一端为入光端，激发光从入光端射入打在反射层上以在通道件中连续反射行进，波长转换区被激发光照射以激发产生辐射光。本实用新型所述的匀光装置结构件简单，将波长转换产生辐射光与匀光集成设置，无需设置电机等驱动机构，实施方便、成本低，占用空间小，激发光和辐射光都被限制在通道件中进行传输，激发光与辐射光在通道件中进行混合，也就是说，本实用新型所述的匀光装置既实现波长转换得到荧光也实现了混色，结构紧凑，有利于减小光机的整体体积，满足小型化发展的需求，并且由于激发光被反射层不断反射从而呈折线传输，激发光照射的区域会覆盖反射层沿通道件路径方向的整个长度区域，从而激发光会照射到不同的波长转换区或波长转换区的不同部位，波长转换区在激发光照射下会产生辐射光，辐射光与激发光在通道件中混色并进行匀光，无需如现有技术中需要波长转换区与激发光能够相对彼此移动才能实现激发光照射不同的波长转换区来产生不同颜色辐射光，本实用新型省去了传统的驱动机构，结构更加简单紧凑，占用体积小，无活动部件，结构稳定性好，可靠性更高。

进一步的，所述通道件内设置有分光元件，在每个波长转换区远离入光端的一侧分别设置一个所述分光元件，该分光元件反射该波长转换区产生的辐射光而透射其他颜色的光，以使该波长转换区产生的辐射光从入光端出射，避免辐射光随着激发光同向在通道件内不断反射而影响辐射光的出光能量。

进一步的，沿着通道件的路径方向相邻设置有两个波长转换区，该两个波长转换区分别采用不同的波长转换材料以产生不同颜色的辐射光，在该两个波长转换区远离入光端的一侧分别设置一个对应的分光元件。

进一步的，所述分光元件反射出的辐射光平行于通道件的路径方向出射，避免辐射光经过多次反射再出光，降低辐射光的衰减，提高出光能量。

进一步的，所述通道件的另一端设置有反射元件以使激发光和/或辐射光从入光端出射。

进一步的，所述反射元件反射出的光平行于通道件的路径方向出射，避免辐射光和剩余的激发光经过多次反射再出光，降低衰减，提高出光能量。

进一步的，所述辐射光在通道件中连续反射行进，有利用辐射光进行匀光。

进一步的，所述通道件内设置有分光元件，在每个波长转换区远离入光端的一侧分别设置一个所述分光元件，该分光元件透射并扩散该波长转换区产生的辐射光以使该波长转换区产生的辐射光从通道件的另一端出射。

进一步的，所述分区还包括未设置波长转换材料的空白区，利用空白区来控制合光中激发光所占的比例，激发光在空白区中依然是不断反射的呈折线行进，反射会存在衰减，通过控制空白区的长度来控制激发光的衰减程度，从而最终控制激发光的混色比例。

进一步的，所述通道件的截面呈多边形或圆形，截面呈多边形的通道件更易于加工制造，截面呈多边形的通道件可分解为多条长边，每条长边分别进行加工，包括加工反射层以及波长转换区，然后再将长边拼合成通道件，实施方便。

进一步的，所述激发光在通道件中呈螺旋形反射行进，激发光能照射覆盖通道件的整个周向，提高波长转换区的利用效率。

进一步的，单个所述波长转换区中波长转换材料覆盖通道件的整个周向或周向的局部，可以根据光路的设计进行对应的设置。

进一步的，单个所述波长转换区采用单一的波长转换材料，或者单个所述波长转换区沿着通道件的周向分为若干个子区，每个子区分别采用不同的波长转换材料，可以根据光路的设计进行对应的设置。

一种光源装置，包括上述的匀光装置。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

本实用新型所述的匀光装置结构件简单，将波长转换与匀光集成设置，无需设置电机等驱动机构，达到激发产生多色光并混合的目的，无活动部件，结构稳定性好，可靠性更高，实施方便、成本低，占用空间小。

附图说明

图1为匀光装置实施例一的结构示意图；

图2为波长转换区中波长转换材料覆盖通道件周向局部的结构示意图；

图3为波长转换区中波长转换材料覆盖通道件周向局部的截面结构示意图；

图4为波长转换区中波长转换材料覆盖通道件整个周向的结构示意图；

图5为波长转换区中波长转换材料覆盖通道件整个周向的截面结构示意图；

图6为匀光装置实施例二的结构示意图；

图7为匀光装置实施例二的另一种结构示意图；

图8为激发光的入射方向与通道件的轴心线相交的结构示意图；

图9为图8中光线路径在通道件截面上的投影示意图；

图10为激发光的入射方向与通道件的轴心线不相交的结构示意图；

图11为图10中光线路径在通道件截面上的投影示意图。

图12为匀光装置实施例三的结构示意图；

图13为匀光装置实施例三的截面结构示意图；

图14为匀光装置实施例四的结构示意图。

图中：

通道件1、反射层2、波长转换区3、空白区4、分光元件5、反射元件6、激发光7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开的一种匀光装置，结构精简，占用体积小，实施成本低。

实施例一

如图1所示，一种匀光装置，包括通道件1，所述通道件1整体呈管道状结构，所述通道件1的内壁设置有反射层2，或者所述通道件1的壁面透明，在通道件1的外壁上设置反射层2，利用反射层2将光线限制在通道件1区域内行进，光线仅能从通道件1的端侧出射，在本实施例中，所述通道件1设置有一个分区，该分区为具有波长转换材料的波长转换区3，具体的，该波长转换区3的波长转换材料为黄色荧光粉或者是橙色荧光粉，黄色荧光粉、橙色荧光粉被蓝色的激发光照射到时产生黄色或者橙色的辐射光，所述通道件1的左端为入光端，蓝色的激发光7从入光端射入通道件1内，激发光7的入射方向倾斜于通道件1路径方向，从而激发光7倾斜的照射到反射层2上，被反射之后会再次倾斜的照射到反射层2上，如此反复以在通道件1中连续反射行进，当激发光7行进至波长转换区3时，激发光7照射波长转换区3中的波长转换材料，从而波长转换材料受激发而产生辐射光，波长转换材料并不能将激发光7完全吸收转换，会剩余一部分激发光，波长转换材料激发产生的辐射光会在反射层2的作用下也沿着通道件1呈折线行进，最终剩余的激发光与辐射光混合并且一同从通道件1的另一端出射，本实施例中波长转换材料为黄色荧光粉或者是橙色荧光粉，从而辐射光为黄色或者是橙色，黄色或者是橙色的辐射光能与蓝色的激发光混合得到白光，本实施例所得到的合光无色光时序，其能用于照射LCD屏幕进行投影。

在本实施例中，所述通道件1的截面成矩形，所述通道件1由四条长边拼合而成，每条长边分别进行加工，加工更加方便、成本更低，所述反射层具体可以是通道件1内壁的磨光表面，或者是在通道件1的壁面上的镀膜或镜片，当通道件1拆分为四条长边时，可分别对每条长边进行磨光处理或者镀膜加工等，然后再在长边上涂覆波长转换材料，最后再将四条长边拼合成通道件1，施工更加简单，降低制作难度。

所述波长转换区3中波长转换材料覆盖通道件的整个周向或周向的局部，可以根据具体的光路设计来进行设置，如图2和图3所示，入射的激发光7仅照射波长转换区3一次，则该波长转换区3中仅需要在激发光7照射区域的局部设置波长转换材料即可，通道件周向上的其他方位可不设置波长转换材料，能降低波长转换材料的用量，降低成本；如图4和图5所示，入射的激发光7照射波长转换区3一次后经过反射再次照射到该波长转换区3，则可设置为波长转换材料覆盖通道件的整个周向，激发光7可以多点照射到波长转换材料，从而提高整体的激发转换效率，还能使辐射光的波长更广，色域更好。

实施例二

如图6所示，与实施例一的不同点在于，沿着通道件的路径方向所述反射层设置有三个分区，从通道件1左端的入光端向右依次是第一个波长转换区3、第二个波长转换区3和空白区4，第一个波长转换区3中的波长转换材料为红色荧光粉，红色荧光粉被蓝色激发光照射产生红色的辐射光，第二个波长转换区3中的波长转换材料为绿色荧光粉，绿色荧光粉被蓝色激发光照射产生绿色的辐射光，空白区4则是未设置波长转换材料仅有反射层的区域；

在第一个波长转换区3远离入光端的一侧设置有第一个分光元件5，所述第一个分光元件5位于第一个波长转换区3与第二个波长转换区3之间，所述第一个分光片反射红色的辐射光而透射其他颜色的光，所述第一个分光片使得红色的辐射光以从通道件1的入光端出射；在第二个波长转换区3远离入光端的一侧设置有第二个分光元件5，所述第二个分光元件5位于第二个波长转换区3与空白区4之间，所述第二个分光片反射绿色的辐射光而透射蓝色的激发光，所述第一个分光片使得绿色的辐射光以从通道件1的入光端出射；所述通道件1的另一端设置有反射元件6，所述反射元件6具体设置在在空白区4远离入光端的一侧，反射元件6对所有的光都进行反射，在本实施例中，能够到达反射元件6的只有剩余的激发光，反射元件6使剩余的激发光反向以从通道件1的入光端出射，可利用空白区来控制合光中激发光所占的比例；

在本实施例中，所述第一个分光元件5、第二个分光元件5以及反射元件6为垂直于通道件路径方向的镜片，从而在经过第一个分光元件5、第二个分光元件5以及反射元件6的反射作用后，红色的辐射光、绿色的辐射光以及蓝色的激发光都会倾斜的照射到反射层2上，进而红色的辐射光、绿色的辐射光以及蓝色的激发光在通道件1中向入光端一侧连续反射行进，最后从入光端出射，匀光性较好，但衰减会较大，影响整体的出光能量，因此，如图7所示，第一个分光元件5、第二个分光元件5以及反射元件6可以倾斜于通道件的路径方向，从而使得由他们反射出的红色的辐射光、绿色的辐射光以及蓝色的激发光平行于通道件1的路径方向出射，减小衰减损耗，提高出光功率。

所述通道件1的截面可以为圆形或者是多边形，如图8和图9所示，激发光7的入射方向与通道件1的轴心线相交，从而激发光7的整体行进路径大致在一个平面范围内，激发光7照射到的区域处在通道件1直径方向的两侧，能被激发光7照射的区域相对较小；如图10和图11所示，激发光7的入射方向与通道件1的轴心线呈异面直线，从而激发光7在通道件1中呈螺旋形反射行进，激发光7照射到的区域能够覆盖通道件1的整个周向，相对前者而言，能被激发光7照射的波长转换区3区域更多，提高波长转换区3的利用效率，提高整体的激发转换效率。

实施例三

如图12和图13所示，单个所述波长转换区3仅覆盖通道件周向的三分之二，该波长转换区3沿着通道件1的周向分为两个子区，每个子区分别采用不同的波长转换材料，具体的，一个子区的波长转换材料为红色荧光粉，另一个子区的波长转换材料为绿色荧光粉，光源装置设置有三组激发光7，第一组激发光7只照射红色荧光粉的子区，第二组激发光7只照射绿色荧光粉的子区，第三组激发光7只照射反射层，从而通过控制三组激发光7按照时序进行工作就可实现色光的时序。

实施例四

如图14所示，所述通道件1内设置有分光元件5，在每个波长转换区3远离入光端的一侧分别设置一个所述分光元件5，与实施例二不同的是，该分光元件5透射并扩散该波长转换区3产生的辐射光以使该波长转换区3产生的辐射光从通道件1的右端出射，辐射光透过分光元件5的同时进行扩散，使得辐射光在通道件1中更充分的进行反射，提高匀光效果。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种匀光装置，其特征在于，包括通道件(1)，所述通道件(1)的壁面设置有反射层(2)，沿着通道件(1)的路径方向所述通道件(1)设置有至少一个分区，所述分区中的一个或多个为波长转换区(3)，所述通道件(1)的一端为入光端，激发光(7)从入光端射入打在反射层(2)上以在通道件(1)中连续反射行进，波长转换区(3)被激发光(7)照射以激发产生辐射光。

2.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述通道件(1)内设置有分光元件(5)，在每个波长转换区(3)远离入光端的一侧分别设置一个所述分光元件(5)，该分光元件(5)反射该波长转换区(3)产生的辐射光而透射其他颜色的光，以使该波长转换区(3)产生的辐射光从入光端出射。

3.根据权利要求2所述的匀光装置，其特征在于，沿着通道件(1)的路径方向相邻设置有两个波长转换区(3)，该两个波长转换区(3)分别采用不同的波长转换材料以产生不同颜色的辐射光，在该两个波长转换区(3)远离入光端的一侧分别设置一个对应的分光元件(5)。

4.根据权利要求2所述的匀光装置，其特征在于，所述分光元件(5)反射出的辐射光平行于通道件(1)的路径方向出射。

5.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述辐射光在通道件(1)中连续反射行进。

6.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述通道件(1)的另一端设置有反射元件(6)以使激发光和/或辐射光从入光端出射。

7.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述通道件(1)内设置有分光元件(5)，在每个波长转换区(3)远离入光端的一侧分别设置一个所述分光元件(5)，该分光元件(5)透射并扩散该波长转换区(3)产生的辐射光以使该波长转换区(3)产生的辐射光从通道件(1)的另一端出射。

8.根据权利要求1至7任一项所述的匀光装置，其特征在于，所述分区还包括未设置波长转换材料的空白区(4)。

9.根据权利要求1至7任一项所述的匀光装置，其特征在于，所述通道件(1)的截面呈多边形或圆形。

10.根据权利要求1至7任一项所述的匀光装置，其特征在于，所述激发光(7)在通道件(1)中呈螺旋形反射行进。

11.根据权利要求1至7任一项所述的匀光装置，其特征在于，单个所述波长转换区(3)覆盖通道件(1)的整个周向或周向的局部。

12.根据权利要求1至7任一项所述的匀光装置，其特征在于，单个所述波长转换区(3)采用单一的波长转换材料，或者单个所述波长转换区(3)沿着通道件(1)的周向分为若干个子区，每个子区分别采用不同的波长转换材料。

13.一种光源装置，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的匀光装置。

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