專利名稱：波長轉(zhuǎn)換裝置、發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及照明與顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種波長轉(zhuǎn)換裝置、發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用激發(fā)熒光粉產(chǎn)生受激光是目前廣泛應用于照明以及投影等領(lǐng)域的光源解決方案。圖Ia為現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的發(fā)光裝置，如圖Ia所示，發(fā)光裝置100包括激發(fā)光源110、波長轉(zhuǎn)換裝置120以及驅(qū)動裝置130。激發(fā)光源110產(chǎn)生的激發(fā)光入射到波長轉(zhuǎn)換裝置120的表面，波長轉(zhuǎn)換裝置120設置有熒光粉等波長轉(zhuǎn)換材料，波長轉(zhuǎn)換材料被激發(fā)光激發(fā)產(chǎn)生受激光，波長轉(zhuǎn)換裝置120在驅(qū)動裝置130的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。對于投影顯示等領(lǐng)域來 說，熒光粉的熒光光譜過寬，直接利用熒光粉受激光作為投影光源會使得顯示的畫面的色彩飽和度不高，因此現(xiàn)有技術(shù)中往往還設置濾光片對受激光進行過濾。圖Ib為Ia中發(fā)光裝置100的波長轉(zhuǎn)換裝置120的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖Ib所示，波長轉(zhuǎn)換裝置120往往采用三明治式結(jié)構(gòu)，其包括層疊設置的基板121、波長轉(zhuǎn)換層122以及濾光片123，波長轉(zhuǎn)換層122被設置于基板121和濾光片123之間。現(xiàn)有技術(shù)中使用的濾光片123基本上都是干涉濾光片，干涉濾光片的原理是將入射光中所需的部分透射，不需要的部分進行反射，相對于吸收濾光片來說，其具有較高的耐熱界限因而被廣泛應用。然而干涉濾光片的光學特性的設計具有限制，如圖Ic所示，濾光片123包括濾光膜123a和光學襯底123b，而濾光膜123a只有在其兩側(cè)的介質(zhì)的折射率有一定差值的時候，才能發(fā)揮其選擇透過的特性。而在實際應用中，波長轉(zhuǎn)換層122基本上為熒光粉片，由硅膠等黏接劑將熒光粉顆粒粘接而成，若濾光膜123a是直接與波長轉(zhuǎn)換層122接觸，由于硅膠等粘結(jié)劑與光學襯底的折射率接近，從而會使得濾光膜123a難以設計。因此，如圖Ib所示，濾光片123與波長轉(zhuǎn)換層122之間一般會設置一個空氣隙124，由于空氣隙124的存在,部分被濾光片反射回來未被利用的激發(fā)光會向波長轉(zhuǎn)換層邊緣方向反射，再次激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生受激光向各個方向出射，從而最終的出射光光斑橫向擴散。另外，該空氣隙的存在會使得熒光粉的熱量不能很好地傳遞到濾光片進行散熱。因此，需要提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置代替原有波長轉(zhuǎn)換裝置使得濾光膜的設計比較容易。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置、發(fā)光裝置及其相關(guān)投影系統(tǒng)可以使得濾光膜的設計比較容易。—種波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括波長轉(zhuǎn)換部件，該波長轉(zhuǎn)換部件至少包括波長轉(zhuǎn)換層，該波長包括至少一個波長轉(zhuǎn)換區(qū)，該波長轉(zhuǎn)換區(qū)用于接收激發(fā)光并將該激發(fā)光至少部分轉(zhuǎn)換為受激光；[0009]第一濾光層，該第一濾光層至少覆蓋所述波長轉(zhuǎn)換層的一個表面的至少部分區(qū)域，所述第一濾光層與所述波長轉(zhuǎn)換層表面之間沒有間隙，該第一濾光層至少包括第一濾光膜，所述第一濾光膜的一個表面與空氣接觸，所述波長轉(zhuǎn)換層的出射光入射到所述第一濾光層并經(jīng)該第一濾光層后出射。本實用新型實施例還提供一種發(fā)光裝置，包括上述波長轉(zhuǎn)換裝置，該發(fā)光裝置還包括激發(fā)光源，該激發(fā)光源用于出射激發(fā)光。本實用新型實施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括上述波長轉(zhuǎn)換裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括如下有益效果本實用新型實施例的中，第一濾光層至少覆蓋波長轉(zhuǎn)換層的一個表面，并且至少覆蓋該表面的部分區(qū)域，由于該第一濾光層與波長轉(zhuǎn)換層之間沒有間隙，第一濾光層至少包括第一濾光膜，第一濾光膜的一個表面與空氣接觸，另一個表面與波長轉(zhuǎn)換層或者第一濾光層其它部分接觸，而波長轉(zhuǎn)換層或者第一濾光層的其它部分的折射率與空氣的折射率會有較大的差值，使得第一濾光層的第一濾光膜比較容易設計。因此，本實用新型中發(fā)光裝置能夠使得第一濾光層的第一濾光膜容易設計。

圖Ia是現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib是圖Ia中波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ic為圖Ib中波長轉(zhuǎn)換裝置的波長轉(zhuǎn)換層與濾光片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型發(fā)光裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一種濾光片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a是本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是圖4a中的發(fā)光裝置中的第一濾光層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a是本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b是圖5a中發(fā)光裝置的波長轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5c是圖5a中發(fā)光裝置的第一濾光膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5d是圖5a中發(fā)光裝置的第二濾光膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a是本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6b是圖6a中波長轉(zhuǎn)換裝置中的波長轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6c是圖6a中波長轉(zhuǎn)換裝置中的第一濾光膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6d是圖6a中波長轉(zhuǎn)換裝置的第一濾光膜的光透過率與波長關(guān)系的示意圖；圖7a是本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b是圖7a中發(fā)光裝置中的波長轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7c是圖7a中波長轉(zhuǎn)換裝置中的第一濾光膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7d是入射光以小角度入射時第一濾光膜的光透過率與波長關(guān)系的示意圖；圖7e是入射光以大角度入射時第一濾光膜的光透過率與波長關(guān)系的示意圖。
具體實施方式
本實用新型的發(fā)明思路包括波長轉(zhuǎn)換裝置包括第一濾光層，該第一濾光層至少包括第一濾光膜，并且第一濾光膜的一個表面與空氣接觸。由于第一濾光層至少覆蓋波長轉(zhuǎn)換層的一個表面的至少部分區(qū)域，該第一濾光層與波長轉(zhuǎn)換層之間沒有間隙，因此當?shù)谝粸V光層包括光學襯底時，第一濾光膜的另一個表面與光學襯底緊密接觸，而當?shù)谝粸V光層只包括第一濾光膜時，第一濾光膜的另一個表面與波長轉(zhuǎn)換部件緊密接觸，而波長轉(zhuǎn)換部件或者光學襯底的折射率與空氣的折射率會有較大的差值，因此第一濾光層的第一濾光膜會比較容易設計。
以下結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型實施例進行詳細說明。實施例一圖2是本實用新型發(fā)光裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，發(fā)光裝置包括激發(fā)光源210、波長轉(zhuǎn)換裝置220。波長轉(zhuǎn)換裝置220包括波長轉(zhuǎn)換部件221以及第一濾光層222。激發(fā)光源210產(chǎn)生激發(fā)光，該激發(fā)光入射到波長轉(zhuǎn)換裝置220中的波長轉(zhuǎn)換部件221，波長轉(zhuǎn)換部件221的出射光入射到第一濾光層222后再次出射。第一濾光層222包括第一濾光膜222b以及光學襯底222a,第一濾光膜222b被鍍在光學襯底222a的表面，因此光學襯底222a與第一濾光膜222b緊密接觸并且二者之間沒有間隙。第一濾光層222的第一濾光膜222b的外表面與空氣接觸,而第一濾光層222的光學襯底222a的外表面與波長轉(zhuǎn)換部件221的表面緊密接觸，且二者之間沒有間隙。此時，第一濾光膜222b的兩側(cè)介質(zhì)分別為光學襯底222a和空氣，很顯然二者之間的折射率差異比較大，因此第一濾光膜222b容易設計。另外，第一濾光層222與波長轉(zhuǎn)換部件221之間直接接觸而沒有間隙，因此波長轉(zhuǎn)換層221b直接與第一濾光層222接觸，波長轉(zhuǎn)換層221b與第一濾光層222之間熱交換效率要比波長轉(zhuǎn)換層221b與空氣之間的熱交換效率高的多，因此提高了波長轉(zhuǎn)換裝置的散熱效果。事實上，本實施例中的第一濾光層222可以是看作光學襯底與波長轉(zhuǎn)換層緊密的干涉濾光片，這種干涉濾光片屬于現(xiàn)有技術(shù)中常用的一種元件。圖3為現(xiàn)有技術(shù)中這種干涉濾光片結(jié)構(gòu)，如圖3所示，該干涉濾光片300包括膜層310和光學襯底320，膜層310往往是鍍在光學襯底320上多層交替的具有一定厚度的高折射率和低折射率的全介質(zhì)膜，也可以是金屬-介質(zhì)混合膜。干涉濾光片300的對光的選擇透過特性是由膜層310實現(xiàn)的，光學襯底320只是對濾光膜起到一個承載的作用。如圖2所示，本實施例中波長轉(zhuǎn)換部件221包括波長轉(zhuǎn)換層221b和基板221a，波長轉(zhuǎn)換層221a設置有波長轉(zhuǎn)換材料，該波長轉(zhuǎn)換材料接收激發(fā)光并將其至少部分轉(zhuǎn)化為受激光。本實施例中波長轉(zhuǎn)換材料具體為熒光粉，而在本實用新型的其它實施例中，波長轉(zhuǎn)換材料還可能是量子點、熒光染料等具有波長轉(zhuǎn)換能力的材料，并不限于熒光粉。本實施例中，波長轉(zhuǎn)換層221b被固定在基板221a上，基板221a是用于承載波長轉(zhuǎn)換層221b的，在波長轉(zhuǎn)換層221a本身剛性足夠的情況下(例如波長轉(zhuǎn)換層221b是通過將熒光粉摻雜在透明玻璃中形成的)，基板221a是可以省略的。如圖2所示，波長轉(zhuǎn)換部件221中的基板221a設置在波長轉(zhuǎn)換層221b遠離第一濾光層222 —側(cè)，優(yōu)選地，基板221a面向熒光粉的表面鍍有膜層，該膜層透射激發(fā)光，反射受激光，可以將入射到基板的受激光反射回去進行重新利用，此時還可以在波長轉(zhuǎn)換層221b與基底221a之間設置空氣隙，使得大角度入射到空氣隙的受激光全反射回到波長轉(zhuǎn)換層221b，同時可以使得膜層兩側(cè)的介質(zhì)折射率有較大差值，便于設計膜層。另外，波長轉(zhuǎn)換部件221中的基板221a還是可以設置在波長轉(zhuǎn)換層221b與第一濾光層222之間,此時,基板221a與第一濾光層222的光學襯底222a之間緊密接觸，二者可以通過粘結(jié)劑粘接固定。在這種情況下，第一濾光膜222b的光學特性同樣易于設計，但是相對于鍍膜的基板221a設置在波長轉(zhuǎn)換層221b面向激發(fā)光的表面，這種設計將使得受激光的損耗將大大增加。優(yōu)選地，發(fā)光裝置還包括可以驅(qū)動裝置，波長轉(zhuǎn)換裝置220在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，使得波長轉(zhuǎn)換裝置220上的不同位置周期性地位于激發(fā)光的出射光路上，并可以保持良好的散熱。但是對于耐熱極限比較高的波長轉(zhuǎn)換材料，在波長轉(zhuǎn)換裝置只設置一種波長轉(zhuǎn)換材料的情況下，也可以不設置驅(qū)動裝置。本實用新型實施例中的第一濾光膜222b可以對波長轉(zhuǎn)換部件221的出射光進行過濾并改變其主波長。第一濾光膜222b的過濾作用可以是反射激發(fā)光出射受激光以提高受激光的純度；也可以是反射部分激發(fā)光而透射受激光和部分激發(fā)光來產(chǎn)生特定顏色的混 合光，如利用藍光激發(fā)黃色熒光粉來產(chǎn)生白色混合光中，第一濾光膜222b對藍光透射部分光譜范圍而反射其它部分，以調(diào)整白光色坐標；還可以是透射部分受激光，反射部分受激光，以對受激光的顏色進行修飾。在其它實施例中，第一濾光膜還可以具有角度選擇的功能，例如對大角度入射光反射而對小角度入射光透射，使得出射光的發(fā)散角度較小。第一濾光膜還可以對入射光偏振態(tài)進行選擇，透射一種偏振態(tài)的入射光而反射一種偏振態(tài)的光，從而使得出射光具有一定的偏振態(tài)。這里不再對濾光膜的類型進行窮舉，對于干涉濾光膜，即由一系列高低折射率間隔放置的光學薄膜組成的膜層，都落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。為了使得第一濾光膜222b兩側(cè)的介質(zhì)的折射率具有一定的差值，本實施例將第一濾光層222的光學襯底222a與波長轉(zhuǎn)換層221b緊密接觸,此時第一濾光膜222b的另一側(cè)為空氣，第一濾光膜222b的兩側(cè)介質(zhì)的折射率的差值會比較大，此時第一濾光膜222b的光學特性比較容易設計。但是這里的第一濾光層222存在問題是，由于光學襯底222a存在一定厚度，部分被第一濾光膜222b反射回來未被利用的激發(fā)光會向波長轉(zhuǎn)換層221b邊緣方向反射，并再次激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生的受激光向各個方向出射，從而導致出射光的光斑橫向擴散。實施例二圖4a是本實用新型發(fā)光裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4a所示，發(fā)光裝置400包括激發(fā)光源410、波長轉(zhuǎn)換裝置420以及驅(qū)動裝置430。波長轉(zhuǎn)換裝置420包括波長轉(zhuǎn)換部件421以及第一濾光層422。激發(fā)光源410產(chǎn)生激發(fā)光，該激發(fā)光入射到波長轉(zhuǎn)換裝置420后被波長轉(zhuǎn)換部件421至少部分轉(zhuǎn)化為受激光，波長轉(zhuǎn)換部件421的出射的受激光或者受激光與激發(fā)光的混合光經(jīng)第一濾光層422后出射。激發(fā)光源410優(yōu)選為激光二極管、發(fā)光二極管等固態(tài)光源。在本實施例中，激發(fā)光源410具體為產(chǎn)生藍光的激光二極管。與實施例一中的波長轉(zhuǎn)換裝置不同的是，本實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置420的第一濾光層422是將第一濾光膜直接覆蓋在波長轉(zhuǎn)換部件421的表面,而不包括光學襯底,且第一濾光膜與波長轉(zhuǎn)換部件421之間沒有間隙。第一濾光膜422直接覆蓋在波長轉(zhuǎn)換部件421的表面，分別位于第一濾光膜422兩側(cè)的波長轉(zhuǎn)換部件421和空氣的折射率具有較大差值，使得第一濾光膜422更加容易設計。這里的第一濾光膜422可以是通過鍍膜工藝覆蓋在波長轉(zhuǎn)換部件421的表面，優(yōu)選地，鍍膜方式可以包括熱蒸發(fā)鍍膜、電子束蒸發(fā)鍍膜或磁控濺射鍍膜等，其原理都是用某種方式使靶材上的原子或分子揮發(fā)出來并入射于目標面上，并在目標面，即波長轉(zhuǎn)換部件421的表面上通過物理和化學反應形成薄膜，因此這樣的薄膜與目標面之間沒有空氣隙。另夕卜，化學鍍膜、熱噴涂等工藝也可以作為本實用新型的第一濾光膜鍍膜的方法。另外，本實施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置420的第一濾光層422省去了光學襯底的使用，降低了成本，簡化了工藝，從而使得工藝更加穩(wěn)定。由于不存在光學襯底，第一濾光膜422直接與波長轉(zhuǎn)換部件421中波長轉(zhuǎn)換層421b接觸，被第一濾光膜422反射的未激發(fā)的激發(fā)光將回到從波長轉(zhuǎn)換層421b表面出射的原位置，并重新激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料，降低了再次激發(fā)產(chǎn)生的受激光的向邊緣擴散程度，從使得第一濾光膜422出射光的光斑面積不會擴散，同時提高了激發(fā)光的利用效率。另一方面，由于不存在空氣隙，波長轉(zhuǎn)換層421b直接與第一濾光膜422接觸，波長轉(zhuǎn)換層421b與第一濾光膜422之間熱交換效率要比波長轉(zhuǎn)換層 421b與空氣之間的熱交換效率高得多，因此提高了波長轉(zhuǎn)換裝置的散熱效果。本實施例中激發(fā)光源410為激光二極管，產(chǎn)生藍色激發(fā)光，波長轉(zhuǎn)換層421b包括黃色熒光粉，如YAG熒光粉，波長轉(zhuǎn)換層421b接收藍色激發(fā)光并將其部分轉(zhuǎn)換為黃光，黃光與未被激發(fā)的藍光混合成為白光。圖4b是本實施例中發(fā)光裝置中的第一濾光膜422的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4b所示，第一濾光膜422為覆蓋波長轉(zhuǎn)換部件421表面的一個整體。本實施例中的第一濾光膜422具有透射黃光與部分藍光，反射部分藍光的功能，可以對出射的混合光的色坐標進行調(diào)節(jié)，使得白光更加符合投影顯示或者照明光源的要求。當然在其它實施例中，激發(fā)光源可以是非藍光的光源，波長轉(zhuǎn)換層也可以是其它波長轉(zhuǎn)換材料或者散射材料，對應地，第一濾光膜的光學特性也可以不同于本實施例中的光學特性。實施例三圖5a為本實用新型中發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5a所示，發(fā)光裝置500包括激發(fā)光源510、波長轉(zhuǎn)換裝置520以及驅(qū)動裝置530。激發(fā)光源510產(chǎn)生激發(fā)光，用來激發(fā)波長轉(zhuǎn)換裝置520的波長轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生受激光。本實施例中，激發(fā)光源510具體為紫外發(fā)光二極管。本實施例與圖4a所示不同之處包括(I)本實施例中的波長轉(zhuǎn)換部件522只包括波長轉(zhuǎn)換層，而不包括基板。波長轉(zhuǎn)換層522包括多個分區(qū)，對應地，第一濾光膜523也包含相應的分區(qū)。圖5b為本實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5c為第二濾光層521的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5b所示，波長轉(zhuǎn)換裝置的波長轉(zhuǎn)換層522分為3個波長轉(zhuǎn)換區(qū)，具體為藍光轉(zhuǎn)換區(qū)，紅光轉(zhuǎn)換區(qū)，綠光轉(zhuǎn)換區(qū)，三個區(qū)域分別設置有不同波長轉(zhuǎn)換材料以產(chǎn)生對應顏色的受激光。波長轉(zhuǎn)換裝置520在驅(qū)動裝置530的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，使得上述3個區(qū)域周期性地位于光路上。如圖5c所示，對應于波長轉(zhuǎn)換層522,第一濾光層523同樣具有3個區(qū)域,具體為藍光濾光區(qū)、紅光濾光區(qū)、綠光濾光區(qū)。波長轉(zhuǎn)換層522的各個區(qū)域與第一濾光層523的各個區(qū)域一一對應。容易理解的是，本實用新型中，波長轉(zhuǎn)換層可以只有一個分區(qū)，此時，對應地，第一濾光膜可以包括一個分區(qū)，例如對波長轉(zhuǎn)換層的出射光進行修飾，第一濾光膜也可以是包括兩個以上分區(qū)，不同的分區(qū)具有不同的光學特性，例如波長轉(zhuǎn)換層設置有黃色熒光粉，黃色熒光粉被藍色激發(fā)光激發(fā)產(chǎn)生的黃光與未激發(fā)的藍光混合成白光，而第一濾光膜包括紅、綠、藍三色濾光區(qū)，使得最終出射紅綠藍三色序列光；波長轉(zhuǎn)換層可以包括兩個以上分區(qū)，而第一濾光膜可以包括一個分區(qū)，也可以包括兩個以上分區(qū)與波長轉(zhuǎn)換層的分區(qū)一一對應，如本實施例中，波長轉(zhuǎn)換層522設置有紅光轉(zhuǎn)換區(qū)、綠光轉(zhuǎn)換區(qū)以及藍光轉(zhuǎn)換區(qū)三個分區(qū)，而第一濾光膜對應地設置有紅綠藍三個濾光區(qū)。波長轉(zhuǎn)換層的各個分區(qū)也可以沿徑向分布，或采用其它分布方式；波長轉(zhuǎn)換層的各個分區(qū)可以設置波長轉(zhuǎn)換材料、散射材料或者其它材料。(2 )本實施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置520除了包括第一濾光層523、波長轉(zhuǎn)換層522外，還包括第二濾光層521,第一濾光層523和第二濾光層521分別覆蓋波長轉(zhuǎn)換層522的兩個相對的表面，并且該第一濾光層523只包括第一濾光膜,第二濾光層521只包括第二濾光膜，第一濾光膜與波長轉(zhuǎn)換層522以及第二濾光膜與波長轉(zhuǎn)換層522之間沒有空氣隙。圖5d為本實施例中第二濾光層521的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例中波長轉(zhuǎn)換層522本身剛性足夠強，不需要基板進行支撐，第二濾光層521直接覆蓋在波長轉(zhuǎn)換層522的激發(fā)光入射的表面且與該表面之間沒有空氣隙。相對于第二實施例中的具有附有藍光透過層的基板，本實施 例中的第二濾光膜521與波長轉(zhuǎn)換層522的表面緊密接觸，沒有空氣隙的影響，降低了其發(fā)散角度，提高了散熱能力，另外還具有成本低、工藝簡單穩(wěn)定的優(yōu)點，同時保證了第二濾光膜521兩側(cè)的介質(zhì)的折射率具有一定的差值，便于第二濾光膜521的設計。實施例四圖6a為本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6a所示，發(fā)光裝置600包括激發(fā)光源610、光調(diào)整裝置620、波長轉(zhuǎn)換裝置630以及驅(qū)動裝置640。其中，波長轉(zhuǎn)換裝置630包括第一濾光層633、波長轉(zhuǎn)換部件632和第二濾光層631。波長轉(zhuǎn)換部件632只包括波長轉(zhuǎn)換層而沒有設置基板。激光光源610產(chǎn)生激發(fā)光，用來激發(fā)波長轉(zhuǎn)換裝置630的波長轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生受激光。發(fā)光裝置中還包括了光調(diào)整裝置620，用來對激發(fā)光進行調(diào)整，降低其發(fā)散角度。圖6b為本實施例中波長轉(zhuǎn)換層632的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6c為第一濾光層633的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6b與圖6c所示，波長轉(zhuǎn)換裝置630的波長轉(zhuǎn)換層632包括紅光轉(zhuǎn)換區(qū)，綠光轉(zhuǎn)換區(qū)、藍光散射區(qū)，第一濾光層633同樣具有3個區(qū)域,具體為藍光濾光區(qū)、紅光濾光區(qū)、綠光濾光區(qū)。本實施例中與圖5a所示實施例的不同之處在于，第二濾光膜631還具有角度選擇特性，可以透過小角度的激發(fā)光，反射大角度激發(fā)光以及全部的受激光。圖6d為第二濾光膜631的光透過率與波長的關(guān)系示意圖，如圖6d所示，當藍光以小于30度的入射角度入射到第二濾光層631的角度上時，藍光可以被第二濾光層631透射。當激發(fā)光的入射角度大于30度時，絕大部分藍光將不能透過第二濾光層631而被反射。因此當激發(fā)光源610出射的藍色激發(fā)光的發(fā)散角度小于30度，并且垂直入射到第二濾光層631的表面時會被透射,透射后的激發(fā)光中的部分光激發(fā)波長轉(zhuǎn)換層632中的波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生受激光，另外部分激發(fā)光會被反射或散射回第二濾光膜631，由第二濾光膜631的光學特性可知，大角度的激發(fā)光將被反射會波長轉(zhuǎn)換層632重新利用，從而進一步提高了激發(fā)光的利用效率。容易理解的是，本實用新型中的第二濾光膜631可以通過設計對任意光譜的激發(fā)光具有角度選擇特性。[0066]實施例五圖7a為本實用新型發(fā)光裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7a所示，發(fā)光裝置700包括激發(fā)光源710、光路區(qū)分裝置720、波長轉(zhuǎn)換裝置730以及驅(qū)動裝置740。波長轉(zhuǎn)換裝置730包括反射層731、波長轉(zhuǎn)換部件732以及第一濾光層733，該波長轉(zhuǎn)換部件732即為波長轉(zhuǎn)換層。本實施例中，激發(fā)光源710產(chǎn)生激發(fā)光，并入射到波長轉(zhuǎn)換裝置730，激發(fā)波長轉(zhuǎn)換裝置730中波長轉(zhuǎn)換層732產(chǎn)生受激光。本實施例中還包括了光路區(qū)分裝置720，該光路區(qū)分裝置具體為弧形反射裝置，包括透光孔與透光孔外部的反射面的弧面反射裝置，激發(fā)光經(jīng)過透光孔入射至第一濾光層733即第一濾光膜上并經(jīng)過濾后入射到波長轉(zhuǎn)換層732，波長轉(zhuǎn)換層732的出射光經(jīng)第一濾光膜733后，大部分被弧面反射裝置的反射面反射并作為發(fā)光裝置700的出射光，小部分從透光孔泄漏。與其它實施例的波長轉(zhuǎn)換裝置不同的是，如圖7a所示，本實施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置730包括了設置在波長轉(zhuǎn)換層732背面的反射層731。第一濾光層733只包括第一濾光膜，第一濾光膜覆蓋在波長轉(zhuǎn)換層732的激發(fā)光入射方向的表面,且該第一濾光膜與波長轉(zhuǎn)換層732之間沒有間隙。反射層731設置在波長轉(zhuǎn)換層732背向第一濾光膜733的表面上。激發(fā)光透過第一濾光膜733后激發(fā)波長轉(zhuǎn)換裝置730的波長轉(zhuǎn)換層732。波長轉(zhuǎn)換層732的波長轉(zhuǎn)換材料受激產(chǎn)生受激光，部分受激光直接向第一濾光膜733出射，另一部分受激光會背向第一濾光膜733出射,波長轉(zhuǎn)換層732表面的反射層731將這部分受激光反射往第一濾光膜733方向出射。圖7b為本實施例中波長轉(zhuǎn)換層732的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7c為本實施例中第一濾光膜733的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7b與7c所示，波長轉(zhuǎn)換裝置的波長轉(zhuǎn)換層732包括3個區(qū)域，具體為紅光轉(zhuǎn)換區(qū)，綠光轉(zhuǎn)換區(qū)，以及藍光散射區(qū)，而第一濾光膜733只包括一個區(qū)域。圖7d為入射光小角度入射時第一濾光膜的透過率與波長關(guān)系示意圖，圖7e為入射光大角度入射時第一濾光膜的透過率與波長關(guān)系示意圖。如圖7d與7e所示，當激發(fā)光以小角度入射時，如入射角度小于40度，第一濾光膜733可以透射綠光、紅光以及絕大部分的藍光，而當激發(fā)光的入射角度為大角度入射時，如大于40度，由于角度漂移特性，第一濾光膜733只能透過綠光以及紅光以及小部分的藍光。當發(fā)散角度較小的藍色激發(fā)光光軸垂直于第一濾光膜733的表面入射,該藍色激發(fā)光絕大部分將透射至波長轉(zhuǎn)換層732。當藍色激發(fā)光入射到波長轉(zhuǎn)換層的藍光散射區(qū)，被藍光散射區(qū)散射消除相干性，并且以小角度的出射的光將被透射，大角度的出射光將被第一濾光膜733反射至藍光散射區(qū)進行散射，多次循環(huán)后，絕大部分的藍光都將以小角度出射。當藍色激發(fā)光入射到波長轉(zhuǎn)換層的紅光轉(zhuǎn)換區(qū)，藍色激發(fā)光激發(fā)紅光波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生紅光，紅光透射至第一濾光膜733會全部出射，而對于未被吸收的藍色激發(fā)光，如果該藍色激發(fā)光以大角度的入射角度入射到第一濾光膜733將會被反射至波長轉(zhuǎn)換層732重新進行利用，從而提高了對藍色激發(fā)光的利用率，減少了出射光中的藍光，因而同時提高了熒光發(fā)光的色純度。綠光轉(zhuǎn)換區(qū)的情況與紅光轉(zhuǎn)換區(qū)類似。綜上所述，本實施例中，第一濾光膜733大大提高了對激發(fā)光的利用效率與熒光發(fā)光的色純度，并且由于第一濾光膜733與波長轉(zhuǎn)換層之間沒有空氣隙，其第一濾光膜733的出射光的光斑的擴散程度降低，散熱能力提高。另外，在本實施例中，第一濾光膜733可以通過設計其光學特性來改變?nèi)肷浣嵌鹊呐R界值。由于第一濾光膜733直接鍍在波長轉(zhuǎn)換層732的表面,第一濾光膜733的另一側(cè)表面為空氣,波長轉(zhuǎn)換層732和第一濾光膜733的折射率具有較大差值，因此第一濾光膜733比較容易設計。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。本實用新型實施例還提供一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括用于出射激發(fā)光的激光光源，該發(fā)光裝置還包括波長轉(zhuǎn)換裝置，該波長轉(zhuǎn)換裝置可以具有上述各實施例中的結(jié)構(gòu)與功能。本實用新型實施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置可以具有上 述各實施例中的結(jié)構(gòu)與功能。該投影系統(tǒng)可以采用各種投影技術(shù)，例如液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)投影技術(shù)、數(shù)字光學處理器(DLP,Digital Light Processor)投影技術(shù)。此外，上述發(fā)光裝置也可以應用于照明系統(tǒng)，例如舞臺燈照明。以上所述僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括 波長轉(zhuǎn)換部件，該波長轉(zhuǎn)換部件至少包括波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層包括至少一個波長轉(zhuǎn)換區(qū)，所述波長轉(zhuǎn)換區(qū)用于接收激發(fā)光并將該激發(fā)光至少部分轉(zhuǎn)換為受激光； 第一濾光層，該第一濾光層至少覆蓋所述波長轉(zhuǎn)換部件的一個表面的至少部分區(qū)域，所述第一濾光層與所述波長轉(zhuǎn)換部件表面之間沒有間隙，該第一濾光層至少包括第一濾光膜，所述第一濾光膜的一個表面與空氣接觸，所述波長轉(zhuǎn)換層的出射光入射到所述第一濾光層并經(jīng)該第一濾光層后出射。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一濾光層的第一濾光膜通過鍍膜工藝覆蓋在波長轉(zhuǎn)換部件的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一濾光層還包括光學襯底，該光學襯底的一個表面與所述波長轉(zhuǎn)換部件緊密接觸并且二者之間沒有間隙，所述第一濾光膜被鍍在該光學襯底，并且所述第一濾光膜位于該光學襯底的背向所述波長轉(zhuǎn)換層的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述波長轉(zhuǎn)換層包括兩個以上區(qū)域，并且該兩個以上區(qū)域至少包括一個波長轉(zhuǎn)換區(qū)，所述第一濾光層由兩個以上不同區(qū)域組成，該第一濾光層的兩個以上不同區(qū)域具有不同的光學性質(zhì)，并且所述波長轉(zhuǎn)換層的兩個以上區(qū)域與所述第一濾光層的兩個以上不同區(qū)域一一對應。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述波長轉(zhuǎn)換裝置還包括第二濾光層，該第二濾光層覆蓋所述波長轉(zhuǎn)換部件的背向所述第一濾光層的表面的至少部分區(qū)域，并且所述第二濾光層與所述波長轉(zhuǎn)換部件的表面之間沒有間隙，所述第二濾光層至少包括第二濾光膜，該第二濾光膜的背向所述波長轉(zhuǎn)換部件的表面與空氣接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第二濾光層對所述激發(fā)光具有角度選擇作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述波長轉(zhuǎn)換部件還包括基板，所述波長轉(zhuǎn)換層被設置在基板上，并且所述基板位于所述波長轉(zhuǎn)換層的背向所述第一濾光層的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述波長轉(zhuǎn)換裝置還包括反射層，所述反射層位于所述波長轉(zhuǎn)換部件的背向入射光的表面。
9.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至8中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，該發(fā)光裝置還包括激發(fā)光源，該激發(fā)光源用于出射激發(fā)光。
10.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至8中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換裝置。
專利摘要本實用新型提供了一種波長轉(zhuǎn)換裝置、發(fā)光裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)，其特征在于，包括波長轉(zhuǎn)換層，該波長轉(zhuǎn)換層包括至少一個波長轉(zhuǎn)換區(qū)，該波長轉(zhuǎn)換區(qū)用于接收激發(fā)光并將該激發(fā)光至少部分轉(zhuǎn)換為受激光；第一濾光層，該第一濾光層至少覆蓋波長轉(zhuǎn)換層的一個表面的至少部分區(qū)域，第一濾光層與波長轉(zhuǎn)換層表面之間沒有間隙，該第一濾光層至少包括第一濾光膜，第一濾光膜的一個表面與空氣接觸，波長轉(zhuǎn)換層的出射光入射到第一濾光層并經(jīng)該第一濾光層后出射。本實用新型具有第一濾光層的濾光膜易于設計的優(yōu)點。
文檔編號G03B21/14GK202708991SQ20122031405
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者胡飛, 李屹 申請人:深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司