专利名称：白色光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白色光源装置，尤其涉及一种包括棒状透镜的白 色光源装置。2. 背景技术一般地，已经存在下述一种白色光源装置，其通过将从用包含荧 光材料的透明粘合剂密封的蓝色发光元件发射的蓝色光，与从其上落 有蓝色光的荧光材料发射的激发光混合来发射白色光。由于在蓝色发 光元件和荧光材料中较大的光吸收，所以在具有这种结构的白色光源 装置中，白色光的输出效率较低。从蓝色发光元件发射的相当大的一 部分光被荧光材料反射，并返回到蓝色发光元件。在蓝色发光元件中， 由于较高的折射率，所以光不容易再次出射到外部，最终导致较高的 光吸收率。此外，进入荧光材料层的相当大的一部分光在荧光材料层 中吸收，最终导致从荧光材料层发射的白色光的光输出效率较低。作为用于组合发光元件与荧光材料的一个可选择的手段，存在将 发光元件与分散有荧光材料的片远离设置的方法。例如，日本待审专 利No.2006-49814公开了一种发光设备，其中设置有两层反射元件和波 长转换层，该反射元件包围基板上的发光元件且其中具有圆形反射表 面，而该波长转换层用于转换光波长，并且包含荧光材料、设置在发 光元件的上部。曰本待审专利No.2004-212469公开了一种发光装置，其中来自多个LED (发光二极管)的出射光进入棒状积分器，从而发射具有高光 强度的均匀出射光。此外，日本待审专利No.2005-99328公开了一种发 光装置，其中在棒状透镜入射端侧上的凹部中设置有LED芯片，这提 供了均匀的照度分布，减小的尺寸、重量和成本。然而，日本待审专 利No.2005-99328中公开的结构在其中没有设置荧光材料片。日本待审专利No.2005-339853公开了一种光源装置，其中从包围 蓝色LED的荧光物质发射的白色光进入棒状透镜，从而抑制照明表面 中的颜色的不均匀度。然而，日本待审专利No.2005-339853没有描述 其中来自蓝色LED的出射光通过棒状透镜进入荧光物质的结构。来自LED的光具有下述特性，即光强度根据光出射角而变化。因 此，在LED的情形中，与灯泡的情形相比，很难通过使用反射器控制 光分布。根据将分散有荧光材料的片远离发光元件放置以提供白色光 源的方法，来自LED的光不均匀地照射在片的表面上，在中部和端部 之间产生相当不均匀的颜色。尤其是当白色光用作一般照明时，颜色 的不均匀度是很严重的问题，从而必需尽可能地减小颜色的不均匀度。发明内容本发明的一个目的是提供一种白色光源装置，其能通过组合发光 元件与其中分散有荧光材料的片来减小颜色的不均匀度。为了获得上述的目的，本发明的白色光源装置包括LED光源； 棒状透镜，其用于在使从LED光源进入入射端面的入射光均匀之后， 从出射端面发射均匀的光束；和靠近棒状透镜的出射端面设置的荧光 材料片。设置集光透镜，用于将从LED光源出射的光束聚集在棒状透镜的 入射端面上。此外，设置反射器，用于将从LED光源出射的光束聚集 在棒状透镜的入射端面上。而且，LED光源可靠近棒状透镜的入射端面直接设置。LED光源是蓝色LED光源。另外，荧光材料片可以是其上设置有 黄色荧光材料的半透明片，将从通过从LED光源入射的蓝色光激发的 荧光材料发射的光与从LED光源入射的蓝色光混合，以发射白色光。此外，LED光源可以是蓝色LED光源。另外，荧光材料片可以是 其上设置有红色荧光材料和绿色荧光材料的半透明片，将从通过从 LED光源入射的蓝色光激发的荧光材料发射的光与从LED光源入射的 蓝色光混合，以发射白色光。LED光源可以是近紫外发射LED光源。另外，荧光材料片可以是 其上设置有红色荧光材料、绿色荧光材料和蓝色荧光材料的半透明片， 从通过从LED光源入射的近紫外线激发的荧光材料发射白色光。插入来自LED的指向性强的光的通路中的棒状透镜提高了棒状透 镜出射面处的光均匀度，并且被均匀化的光直接照射在荧光材料片上， 这提供了均匀着色的白色光。依照本发明，因为在LED光源与其中分散有荧光材料的片之间放 置有棒状透镜，所以高度均匀的光可照射在荧光材料片上，从而抑制 荧光材料片中的颜色分离，这可提供没有颜色不均匀度的白色光。
图l是示意性图解第一个示例性实施例的白色光源装置的侧视图； 图2是示意性图解第二个示例性实施例的白色光源装置的侧视图； 图3是示意性图解第三个示例性实施例的白色光源装置的侧视图。
具体实施方式
现在，将参照附图以下描述本发明的示例性实施例。图1是示意性图解第一个示例性实施例的白色光源装置的侧视图。第一个示例性实施例的白色光源装置1包括光源单元10，其包括由蓝色LED组成的蓝色LED光源11和用于将从蓝色LED光源11 发射的蓝色光束聚集在棒状透镜21的入射面上的集光透镜12;棒状透镜21;粘结到棒状透镜21出射面的荧光材料片31;和形成框架的外壳41。通过图中没有示出的电源，经由开关给LED光源11供给电流。 棒状透镜21是具有二次棱镜形状的透明体，并且其外圆周壁的内面被 构造为反射面。进入棒状透镜21的光束在棒状透镜21内偶尔被反复 反射的同时行进，由此在棒状透镜21的出射端减小亮度的不均匀度。 此外，这里将提供在棒状透镜情形下的说明，但在其中使用具有中空 和四角柱体形状的光隧道的情形中，也可提供类似的效果。此外，透 明的具有圆柱形状的光学元件可用于光隧道。荧光材料片31是其上设置有黄色荧光材料的半透明片，将从通过 从蓝色LED光源11入射的蓝色光激发的荧光材料发射的光与从蓝色 LED光源11入射的蓝色光混合，以发射白色光。如上所述，来自LED的光具有下述特性，即其中光强度根据光出 射角度而变化。因此，存在一个问题，即当LED光照射在荧光材料片 31上时，在从荧光材料片31发射的白色光中产生颜色的不均匀度。通过集光透镜12会聚从光源单元10的蓝色LED光源11发射的 蓝色光束，从而进入棒状透镜21的入射端面，并且蓝色光束在棒状透 镜21内反复被反射几次的同时行进。因此，减小了亮度的不均匀度， 并且作为具有均匀照度的蓝色光，光从出射端进入粘结到棒状透镜21 出射端的荧光材料片31。因此，从荧光材料片31发射其颜色在荧光材 料片31任意方向上看为相同颜色的白色光32。接下来，将参照附图描述第二个示例性实施例。图2是示意性图 解第二个示例性实施例的白色光源装置的侧视图。除了用于将蓝色LED光源11的出射光束聚集在棒状透镜21上的 光聚集部件从集光透镜12变为反射器13之外，第二个示例性实施例 的白色光源装置2具有与第一个示例性实施例相同的结构和功能。因 此，通过相同的标记表示与第一个示例性实施例的组件相同的组件， 并且省略其描述。在第二个示例性实施例的白色光源装置2中包含的光源单元50被 构造成包括蓝色LED光源11和反射器13。在白色光源装置2中，来 自蓝色LED光源11的出射光束通过反射器13聚集，从而进入棒状透 镜21的入射端面。接下来，将参照附图描述第三个示例性实施例。图3是示意性图 解第三个示例性实施例的白色光源装置的侧视图。在第三个示例性实施例的白色光源装置3中，蓝色LED光源11 的出射面与棒状透镜21的入射端面直接接触。除了从蓝色LED光源 11发射的光直接进入棒状透镜21之外，本示例性实施例具有与第一个 示例性实施例相同的结构和功能。因此，通过相同的标记表示与第一 个示例性实施例的组件相同的组件，并且省略其描述。从蓝色LED光源11直接进入棒状透镜21的蓝色光在棒状透镜21 的入口附近扩散，并且蓝色光在棒状透镜21内反复被反射几次的同时 行进。尽管需要将棒状透镜21延伸扩散距离，但不需要集光透镜12 和反射器13，由此能使结构紧凑。荧光材料片31已经广泛使用。荧光材料片31己经被描述为其上设置有荧光材料的半透明片，将从通过从蓝色LED光源11入射的蓝色 光激发的黄色荧光材料发射的光与从蓝色LED光源11入射的蓝色光混 合，以发射白色光。然而，作为荧光材料片，本发明还可类似用于通 过组合发光体和荧光着色材料形成的并能提供白色光的结构。对于能提供白色光的发光体和荧光着色材料的组合，例如可使用 下述组合形成的结构，即"蓝色发光二极管"和"荧光绿色着色材料" + "荧光褐色着色材料"的组合，或者"近紫外发光二极管"和"荧光 蓝色着色材料"+"荧光绿色着色材料"+"荧光红色着色材料"的组 合。在这样的结构中，通过在发光二极管与其上设置有荧光材料的荧 光材料片之间放置棒状透镜21，可从荧光材料片31发射其颜色在荧光 材料片31任意方向上看为相同颜色的白色光32。除了这些结构，还可使用下述结构，如"蓝色发光二极管"和"荧 光黄色着色材料"+"荧光红色着色材料"的组合，或"近紫外发光二 极管"和"荧光蓝色着色材料"+ "荧光绿色着色材料"+ "荧光褐色 着色材料"的组合。在这样的结构中，可类似地使用棒状透镜。尽管特别参照其示例性实施例已经显示和描述了本发明，但本发 明并不限于这些实施例。本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由 权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进 行各种改变。
权利要求
1.一种白色光源装置，包括LED光源，棒状透镜，该棒状透镜用于在使从所述LED光源进入入射端面的入射光束均匀之后，从出射端面发射均匀的光束，和荧光材料片，该荧光材料片靠近所述棒状透镜的所述出射端面设置。
2. 根据权利要求1所述的白色光源装置，进一步包括 集光透镜，该集光透镜用于将从所述LED光源出射的光束聚集在所述棒状透镜的所述入射端面上。
3. 根据权利要求l所述的白色光源装置，进一步包括-反射器，该反射器用于将从所述LED光源出射的光束聚集在所述棒状透镜的所述入射端面上。
4. 根据权利要求l所述的白色光源装置，其中，所述LED光源直接靠近所述棒状透镜的所述入射端面设置。
5. 根据权利要求l所述的白色光源装置，其中 所述LED光源是蓝色LED光源，并且所述荧光材料片是其上设置有黄色荧光材料的半透明片，将从通 过从所述LED光源入射的蓝色光激发的荧光材料发射的光与从所述 LED光源入射的所述蓝色光混合，以发射白色光。
6. 根据权利要求l所述的白色光源装置，其中 所述LED光源是蓝色LED光源，并且所述荧光材料片是其上设置有红色荧光材料和绿色荧光材料的半 透明片，将从通过从所述LED光源入射的蓝色光激发的荧光材料发射的光与从所述LED光源入射的所述蓝色光混合，以发射白色光。
7.根据权利要求l所述的白色光源装置，其中所述LED光源是近紫外发射LED光源，并且所述荧光材料片是其上设置有红色荧光材料、绿色荧光材料和蓝 色荧光材料的半透明片，从通过从所述LED光源入射的近紫外线激发 的荧光材料发射白色光。
全文摘要
通过集光透镜会聚从光源单元的蓝色LED光源发射的光束，从而进入棒状透镜的入射端面，光束在棒状透镜内被反复反射几次的同时行进。因此，减小了亮度的不均匀度，作为照度均匀的蓝色光，光从出射端进入粘结到棒状透镜出射端的荧光材料片，并且可从荧光材料片发射其颜色在荧光材料片的任意方向上看为相同颜色的白色光。
文档编号F21V5/04GK101270854SQ200810087110
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者金周作 申请人:Nec照明株式会社