专利名称：发光装置、投影装置和照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学技术领域，特别是涉及发光装置、投影装置和照明装置。
背景技术：
目前，固态光源由于其长寿命、环保等特点，已经在通用照明、特种照明和投影显示中得到了广泛的应用。其中，白光固态光源在照明领域更是有着巨大的发展潜力。白光固态光源主要有两种实现方法，一种方法是使用多颗单色的固态光源来合成白光，例如红、绿、蓝发光二极管(LED，Light Emitting Diode) 一起点亮来生成白光；另一种方法是使用蓝光激发黄色荧光粉，利用黄色荧光粉受激产生的黄光与没有被吸收的剩余蓝光混合得到白光。第二种方法由于其较高的效率而被广泛应用。为了降低荧光粉收LED光源发热的影响，远程荧光粉(remote phosphor)技术得到了越来越多的应用，如图Ia和Ib所示。在图Ia中，激发光101入射于涂覆在一个反射镜105上的荧光粉层104上，荧光粉层104受激发射受激光103。102是一个分光滤光片， 作用是透射激发光101同时反射受激光103。受激光103被分光滤光片102的反射后形成出射光。图Ia所示的方案的问题在于，出射光只包含受激光成分，不包含激发光成分。这是因为分光滤光片102的作用是利用波长的差异将受激光从激发光的光路中分离出来，这样原来和受激光一起从荧光粉层104上出射的没有被吸收的剩余激发光也会在分光滤光片102的作用下与受激光分离，最终只有受激光可以出射。在图Ib中，激发光111在入射并透射一个分光滤光片115后，入射于荧光粉层 114。分光滤光片115的作用是透射激发光，反射受激光。荧光粉层114受激后发射的受激光分为两部分，第一部分直接出射到外部空间，第二部分则入射到分光滤光片115后被分光滤光片115反射并出射到外部空间。这两部分光与没有被荧光粉吸收的剩余激发光共同形成出射光113。图Ib所示的方案虽然可以得到受激光和激发光的混合光，但是这样的混合光存在颜色均勻性不好的问题。在混合光的两种成分中，受激光的发光光分布一般为朗伯分布， 即各向同性分布，而激发光的光分布则受到入射到荧光粉前的激发光111的光分布、荧光粉的厚度分布等诸多因素的影响，一般不是理想的各向同性分布，这就造成了在出射光113 的各个方向上激发光和受激光的比例会发生变化，进而使得合成的白光的颜色发生变化， 破坏了光源的颜色均勻性。实际上，荧光粉材料本身对激发光就存在一定的散射作用，因此解决问题的一种方法是增大荧光粉材料的使用量，使得所有激发光都必然经过荧光粉材料的散射而形成各向同性的出射光。但是这种做法的问题在于剩余的激发光过少，最终出射的白光的色温过低。也就是说，白光的色温要求已经将出射光中激发光和受激光的比例限定了，进一步的， 也就是限定了荧光粉材料的使用量。为了增大对激发光的散射同时不提高荧光粉的使用量，散光材料得到了广泛的应用。例如中国专禾Ij 201010162062. 1,200710304216. 7，美国专利 US2009006579U US6791259、US6653765，韩国专利KR2009054841分别提出在荧光粉层中加入散光材料来改善出射光的颜色均勻性。然而加入散光材料的问题在于，由于增大了对激发光的散射，使得激发光在入射到荧光粉层后有相当部分的激发光直接被反射回来，并透射分光滤光片115形成背向的能量损失。容易理解的是，需要的出射光的颜色越均勻，则需要加入的散光材料就越多，背向的激发光能量损失越大，光源的效率越低。综上所述，应用目前的技术方案，激发光和受激光混合出射的光源的颜色均勻性与效率构成一对矛盾。
发明内容
本发明解决的主要技术问题是提出一种基于波长转换材料的发光装置，可以高效率的发射激发光和受激光的均勻混合光。本发明提出一种发光装置，包括用于产生激发光的激发光源；包括相对的第一表面和第二表面的波长转换材料层，该波长转换材料层用于吸收部分激发光并发射与激发光波长不同的受激光；该波长转换材料层包括波长转换材料和散射材料；用于出射该发光装置的出射光的光出射通道；位于波长转换材料层第一表面一侧的光引导装置，该光引导装置用于引导激发光入射于波长转换材料层的第一表面，并引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光出射通道。本发明还提出一种投影装置，包括上述的发光装置作为光源。本发明还提出一种照明装置，包括上述的发光装置作为光源。在本发明的发光装置中，利用位于波长转换材料层第一表面一侧的光引导装置可以有效收集被波长转换材料层反射的激发光，使得加入散光材料并不会对发光装置的效率产生影响，进而解决了颜色均勻性与发光效率之间的矛盾。
图Ia和Ib是两种现有技术的光学结构示意图；图2是本发明第一实施例的光学结构示意图；图3是利用本发明得到的白光的光谱；图4是本发明第二实施例的光学结构示意图；图如和4b是本发明第二实施例中的波长转换材料层和反射衬底的俯视图；图5是本发明第三实施例的光学结构示意图；图6是本发明第五实施例的光学结构示意图；图7是本发明第六实施例的光学结构示意图；图8是本发明第七实施例的光学结构示意图；图9是本发明第四实施例的光学结构示意具体实施例方式如背景技术中所述的，在现有的可以发射激发光和受激发光的混合光的光源方案中，光源发光的均勻性和效率构成一对矛盾，其本质原因在于散射材料的加入造成的反射激发光无法被利用。本发明提出一种新的光源结构，在波长转换材料层的激发光入射的一面设置有光引导装置，该光引导装置在引导激发光入射于波长转换材料层的同时，还能引导被波长转换材料层反射回来的没有被吸收的激发光进入该光源的光出射通道，进而实现了在现有技术中被浪费了的激发光的再利用，从根本上解决了发光均勻性和效率的矛盾。本发明的发光装置可以高效率的发射激发光和受激光的均勻混合光。这样的混合光可能的组成成分有很多种，例如使用蓝色激发光激发黄色波长转换材料产生黄色受激光可以得到两者的混合光白光，或者使用绿色激发光激发红色波长转换材料产生红色受激光可以得到两者的混合光黄光。此处只是举例说明，并不限制其它的激发光和受激光的使用和组合。本发明的第一实施例如图2所示。第二实施例的发光装置包括用于产生激发光 201的激发光源200，和用于吸收部分激发光并发射与激发光波长不同的受激光的波长转换材料层204。该波长转换材料层204包括第一表面20 和第二表面204b两个表面，激发光201入射于其中的第一表面。在本发明中，激发光源可以有多种选择，例如激光光源，发光二极管光源，或激光和发光二极管的混合光源，还可能是其它能够产生用于激发光波长转换材料的激发光的其它种类的光源。如果本发明的发光装置光源用于显示或照明等会被人眼所看到的用途，则激发光的光谱中至少包括部分可见光的光谱成分。最常用的激发光源是蓝光激光光源或蓝光发光二极管光源，但此处只是举例说明，并不对光源的种类和颜色进行限定。本实施例的发光装置还包括用于出射该发光装置的出射光的光出射通道，和位于该光出射通道上的光收集装置206，该光收集装置206包括入光口 206a。本实施例还包括位于波长转换材料层204第一表面20 —侧的光引导装置202，该光引导装置202用于引导激发光201入射于波长转换材料层204的第一表面20 ，并引导从波长转换材料层的第一表面20 发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光的混合光203 进入光收集装置206的入光口 206a并被引导进入光出射通道。在本实施例中，光引导装置202包括带有通光孔20 和位于通光孔四周反射面 202b的反射装置，该反射装置通过通光孔20 以透射的方式引导激发光201入射于波长转换材料层204的第一表面20 ，同时通过反射面202b以反射的方式引导从波长转换材料层204的第一表面20 发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光收集装置206的入光口 206a。在本实施例的发光装置中，还包括带有反射面20 的反射衬底205，用于反射激发光和受激光。波长转换材料层204的第二表面204b设置于该反射衬底的反射面20 上。 存在多种方法可以实现该反射衬底，例如在玻璃或光滑金属衬底的表面上采用溅射的方式镀金属反射层或介质反射层，或者在任意基材的衬底的表面贴附反射膜。值得说明的是，当反射衬底的基材是透明材质例如玻璃时，波长转换材料层204 的第二表面204b也可以设置于反射衬底205的反射面的对面，此时入射于反射衬底的激发光和受激光会穿过反射衬底的透明基材后入射于反射面并被反射。在这种情况下，由于光线会在反射衬底的内部传播，因此光斑面积会有一定的扩散，这会造成光线进入光收集装置206的入光口 206a时的能量损失；这种能量损失可以通过扩大光收集装置206的入光口 206a的面积来避免。在本实施例的发光装置的实际工作过程中，激发光201会分成两部分，其中第一部分激发光被波长转换材料层204吸收，并通过波长转换材料层转换成受激光。该受激光也会分成两部分，其中第一部分受激光会直接发射到外部空间，第二部分受激光则会入射到反射衬底205的反射面20 上并被其反射回来，最终出射到外部空间，并与第一部分受激光一起形成从波长转换材料层的第一表面20 发射的受激光。第二部分激发光不会被波长转换材料层204吸收，而是直接被波长转换材料层204所反射。因此从波长转换材料 204上发射的出射光203在波长上可以分成两个成分，第一成分光是激发光，第二成分光是从波长转换材料层204的第一表面20 发射的受激光。波长转换材料204上发射的出射光203在空间上又可以分为两部分，第一部分会入射于弧形反射装置的反射面202b上并被其反射至光收集装置206的入光口 206a从而进入光出射通道，第二部分则会从通光孔20 出射出去形成损失。由于出射光203的第二部分占总的光能量的比例很小，因此出射光203的第二部分所造成的损失往往可以忽略不计。在优选的实施例中，为了提高出射光203的第二部分的利用率，可以在弧形反射装置的通光孔20 的位置设置一滤光部件207，该滤光部件207可以透过激发光201，同时可以反射受激光，因此出射光203的第二部分中的受激光成分会被滤光部件207反射到光收集装置206的入光口 206a从而使其进入光出射通道，但出射光203的第二部分中的激发光成分仍然会出射出去造成损失。综上所述，进入光出射通道的发光装置的出射光是激发光和受激光两种成分的混合光。然而这两个光成分的发光分布是不同的。如背景技术中所述的，其中受激光的光分布是各向同性的，即朗伯分布，而激发光虽然部分经过波长转换材料的散射，其光分布仍无法和受激光相同。这是因为，很多激发光在波长转换材料层204中传播时会穿过波长转换材料之间的空隙直接入射于反射衬底205，在被反射衬底205反射后再次从波长转换材料之间的空隙穿过成为出射光203的一部分。这一部分激发光的光分布，由于没有经过散射过程，是与入射激发光201的光分布相同的。因此，出射光203中激发光和受激光两个光成分的光分布不同，这必然会降低出射光203的颜色均勻性。例如，当使用蓝光激光二极管作为激发光源激发黄色波长转换材料时，由于激光的方向性很强，最终出射光203的沿发光轴线方向传播的光颜色偏蓝，而与发光轴线方向夹角较大的光的颜色偏黄。增加波长转换材料层204中波长转换材料的含量可以减少从波长转换材料的缝隙中直接穿过的激发光的量，但是这同时也必然增多出射光203中的受激光成分的比例， 进而影响到出射光203的颜色。散光材料的加入可以在不改变出射光203的颜色的情况下使出射光203中的激发光成分的光分布变成或接近各向同性，进而大大改善出射光203的颜色均勻性。一般来说， 散射材料为白色或透明的无机粉体材料，例如但不限于白炭黑、钛白粉、氧化铝、硅藻土和硫酸钡。透明的粉体材料虽然其内部不会对光形成散射，但当光线入射其表面时由于界面折射率差异的存在，入射光线仍然会发生部分反射和部分折射，因此总体上看还是会对光线形成散射的效果。实验表明，在波长转换材料层204中，散射材料与波长转换材料的质量比大于0. 1 时，出射光203的均勻性就会得到相当程度的改善；当散射材料与波长转换材料的质量比大于1时，出射光203的均勻性可以满足使用要求。而散射材料与波长转换材料的质量比与出射光203中要求的激发光与受激光的比例有关要求的激发光的比例越高，则散射材料与波长转换材料的质量比就要越大。例如，对于蓝光激光作为激发光被用来激发黄色波长转换材料层来产生白光的出射光的情况，若要求出射的白光的色温为5000-6000K，则需要加入的散射材料与波长转换材料的质量比为2，其发光光谱如图3中的302所示；而若要求出射的白光的色温为 9000-10000K，则需要加入的散射材料与波长转换材料的质量比为10，其发光光谱如图3中的301所示。因此，可以通过调整散射材料与波长转换材料的质量比来调整出射的混合光的颜色。在波长转换材料层204中，波长转换材料与散射材料之间存在多种混合方式，例如最容易实现的混合方式是均勻混合。在本实施例中，第一个优选的混合方式是波长转换材料形成波长转换材料子层，散射材料形成散射材料子层，波长转换材料子层与该散射材料子层分层叠置在一起，且散射材料子层相对于波长转换材料子层更接近波长转换材料层 204的第一表面20如。此时激发光201先入射于散射材料子层，一部分激发光被反射后经过弧形反射装置引导进入光出射通道，其余激发光则入射到波长转换材料子层并被吸收产生受激光。相对于波长转换材料与散射材料均勻混合的方案，该优选的混合方式中入射到波长转换材料的激发光由于受到了散射材料子层的散射而激发功率有所降低，这对于波长转换材料受激发光的转换效率是有帮助的。本实施例中波长转换材料与散射材料的第二个优选的混合方式是，散射材料子层相对于波长转换材料子层更接近反射衬底205，且该散射材料子层设置于反射衬底205上并成为该反射衬底的一部分。该反射衬底利用其表面上的散射材料子层的散射和反射的特性在实现其光反射功能的同时也实现了光散射功能。包含波长转换材料和散射材料的波长转换材料层的做法有多种。例如可以使用粘结剂将波长转换材料和散射材料固定在一起并形成片层状。粘结剂可以是有机粘结剂，例如硅胶或环氧树脂，也可以是无机粘结剂，例如水玻璃等。实际上，也可以不使用粘结剂而直接利用散射材料本身将波长转换材料连接固定在一起。例如当散射材料是纳米二氧化硅颗粒时，可以利用纳米二氧化硅颗粒与波长转换材料颗粒之间的范德华力和分子间作用力将波长转换材料颗粒连接并固定在一起。以上材料的使用只是举例，并不限制其它材料的使用。需要说明的是，本发明并不限制散射材料的颗粒的粒径大小，但是为了实现较好的光散射效果，散射材料的颗粒的平均粒径存在一个优选范围，即0. 1微米至50微米，其中最常用的范围是1微米至20微米。在本实施例的发光装置中，反射装置是弧形反射装置。作为一个优选的实施例，弧形反射装置呈半球形或半球形的一部分，波长转换材料层204被激发光201入射的位置位于靠近该半球形球心的第一点，光收集装置206的入光口 206a位于靠近该半球形球心的第二点，第一点和第二点关于该半球形的球心对称。这样可以较好的保证从波长转换材料层204被激发光201入射的位置发射的出射光203经过弧形反射装置的反射面202b反射后入射到光收集装置206的入光口 206a。在这个优选实施例中，呈半球形或半球形的一部分的弧形反射装置的优点在于易于加工，而在另一个优选实施例中，弧形反射装置呈半椭球形或半椭球形的一部分，波长转换材料层204被激发光201入射的位置位于半椭球形的一个焦点，光收集装置206的入光口 206a位于该半椭球形的另一个焦点。这个实施例中光收集效率更高，但缺点在于呈半椭球形或半椭球形的一部分的弧形反射装置的加工成本较高。综上所述，在本实施例的发光装置中，通过在波长转换材料层204中加入散光材料，可以有效的改善出射光的颜色均勻性；同时，由于光引导装置202可以有效引导被波长转换材料层反射的激发光进入光出射通道，从而散光材料的加入并不会引起发光装置效率的降低，进而解决了出射光的颜色均勻性和发光装置的效率之间的矛盾。在本发明的第二实施例的发光装置中，与第一实施例不同的是，还包括驱动装置， 用于驱动波长转换材料层与激发光发生相对运动，如图4所示。具体来说，在本实施例的发光装置中，波长转换材料层404被切割成圆环状，反射衬底405被切割成圆形，如图如的俯视图所示。波长转换材料层404和驱动装置410分别与反射衬底405连接固定。在本实施例中，驱动装置410是一个马达，可以带动反射衬底405和波长转换材料层绕马达的转动轴转动。本实施例的优点在于，每一个局部的波长转换材料只有运动到激发光401的照射位置才会被激发并发出热量，在其它位置则会由于空气流动的作用而迅速的冷却，所以相对于第一实施例，本实施例中的波长转换材料层的温度更低。在本实施例的发光装置中，如图4b所示，在圆形的反射衬底405上，还可以包括其它波长转材料层40 和404b。随着马达的转动，波长转换材料层404、404a和404b依次被激发光403照射并在光出射通道出射不同颜色的光。值得强调的是，波长转换材料层 404a和404b中可以不加入了散光材料，使得相应的出射光中的激发光成分很少。本发明的第三个实施例如图5所示，与第二实施例不同的，本实施例中的反射装置包括带有通光孔50 和位于通光孔四周的反射面502b的第一平面反射装置502，该第一平面反射装置502通过通光孔50 以透射的方式引导激发光501入射到波长转换材料层 504的第一表面，同时通过一平面反射装置502的反射面502b以反射的方式引导从波长转换材料层504的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光的混合光503进入光出射通道506。值得指出的，本实施例中还包括一个收集透镜509，用于透射激发光501，并收集从波长转换材料层反射的激发光和受激光的混合光503使其形成一个光束，该光束的直径大于激发光501的光束直径。利用混合光503和激发光501的光束直径大小的差异，第一平面反射镜可以将二者的光路相分离。这与图Ia所示的实施例的区别在于，由于没有利用波长来将激发光和受激光的光路分离，所以在光出射通道506上同时存在激发光和受激光。本发明的第四个实施例如图9所示。与第二实施例不同的是，本实施例中的反射装置是锯齿形反射装置902，其中至少包括两个锯齿面902bl和902b2，每一个锯齿面都是一组同心球面的一部分。参考第二实施例中的工作原理描述可以知道，锯齿面902bl和 902 都分别可以起到第二实施例中弧形反射装置的作用，因此锯齿形反射装置可以看作是一组弧形反射装置的嵌套组合，因此对于的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光的混合光具有和弧形反射装置相同的作用。锯齿形反射装置与弧形反射装置的区别在于，锯齿形反射光装置所占的空间更小，结构更紧凑。本发明的第五个实施例如图6所示，与第三实施例不同的，本实施例中光引导装置包括第二平面反射装置602，该第二平面反射装置602以反射的方式引导激发光601入射到波长转换材料层604的第一表面；波长转换材料层604的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光的混合光603经第二平面反射装置602周围射出并进入光出射通道606。本发明的第六个实施例如图7所示，与第二实施例不同的，光引导装置包括带有通光孔70 和位于通光孔四周的反射面702b的弧形反射装置702，该弧形反射装置702通过通光孔70 以透射的方式引导激发光701入射于波长转换材料层704的第一表面，同时通过反射面702b以反射的方式引导从波长转换材料层704的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光的混合光703a重新入射于波长转换材料704 的第一表面，并在穿透波长转换材料层704后进入光出射通道706形成出射光703。在本实施例中，波长转换材料层的衬底705为透明材质，例如玻璃，可以允许光线透过。在本实施例中，混合光703a被弧形反射装置702的反射面702b反射后入射于波长转换材料层704的第一表面，其中部分会穿透波长转换材料层704并进入光出射通道706，其余部分则被波长转换材料层704反射回来，并再次被弧形反射装置702的反射面 702b反射入射于波长转换材料层704的第一表面；这样不断循环，每循环一次都有部分混合光703a透射波长转换材料层进入光出射通道706。最终，所有的混合光703a都得以透射波长转换材料层704进入光出射通道706。在本实施例中，弧形反射装置呈半球形或半球形的一部分，波长转换材料层被激发光入射的位置位于半球形的球心。根据几何学的知识，从球心发出的光被球面反射后会返回球心。参考第四实施例，本发明的第六实施例中的弧形反射装置也可以换成锯齿形反射装置，并对光线起到和弧形反射装置相同过的作用。本发明的第七实施例如图8所示，与第五实施例不同的是，本实施例中的光引导装置包括干涉滤光片802，该干涉滤光片802以透射的方式引导激发光801入射于波长转换材料层的第一表面。干涉滤光片802的光谱特点是，它透射入射角小于第一预定角度的激发光，并反射入射角大于第二预定角度的激发光，同时反射受激光。本实施例在实际工作过程中的光线示意图如图8a所示。激发光801穿过干涉滤光片802后入射于波长转换材料层804后分为三部分，第一部分激发光被吸收而用于产生受激发光，第二部分激发光803a2被反射至干涉滤光片802，第三部分激发光则直接穿透波长转换材料层804形成出射光的一部分803al而进入光出射通道806。被反射的激发光 803a2中的入射角大于第二预定角度的激发光被干涉滤光片802反射后重新入射于波长转换材料层804的第一表面80 ，并在穿透波长转换材料层804后进入光出射通道806。受激光则分为两个部分，第一部分受激光803bl直接发射到外部空间并进入光出射通道806，第二部分受激光80北2则入射到干涉滤光片802上并被反射而重新入射于波长转换材料804的第一表面80 ，并在穿透波长转换材料层804后进入光出射通道806。在本实施例中，波长转换材料层804中散射材料的加入会增加被反射的激发光的能量，但是由于干涉滤光片会将这些被反射的激发光中的入射角度大于第二预定角度的光线的再次反射回去，使这些激发光得以最终从光出射通道806出射，从而使由于散射材料的加入所产生的能量损失大大降低。被波长转换材料804反射的激发光中，入射角度小于第二预定角度的光线803a3 会穿透干涉滤光片而形成能量损失，但这部分损失往往很小。例如，最常用的第一预定角度的范围是10度至25度，对应的第二预定角度的范围是20度至40度。当第二预定角度为 20度时，被波长转换材料层反射的激发光中，88%都可以被干涉滤光片再次反射回来加以利用。以上的角度范围只是举例，并不限制其它角度的使用。在本实施例中，为了使激发光801透射干涉滤光片802时的反射损失较小，优选的，应调整激发光801的入射于干涉滤光片802的入射角小于第一预定角度。另外，为了避免光线在干涉滤光片802和波长转换材料层804之间不断反射所引起的光斑尺寸的扩大， 优选的，干涉滤光片802与波长转换材料层804紧密相邻；更加优选的，干涉滤光片802的镀膜面应面对波长转换材料层804，且干涉滤光片802与波长转换材料层804之间存在空气隙。该空气隙对于干涉滤光片802对受激光反射率的提高有明显帮助。本发明还提出一种投影装置，在该投影装置中，使用了上述的发光装置作为光源。本发明还提出一种照明装置，在该投影装置中，使用了上述的发光装置作为光源。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种发光装置，其特征在于，包括 用于产生激发光的激发光源；包括相对的第一表面和第二表面的波长转换材料层，所述波长转换材料层用于吸收部分激发光并发射与激发光波长不同的受激光；所述波长转换材料层包括波长转换材料和散射材料；用于出射该发光装置的出射光的光出射通道；位于波长转换材料层第一表面一侧的光引导装置，该光引导装置用于引导激发光入射于所述波长转换材料层的第一表面，并引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光出射通道。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述激发光为蓝光。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述散射材料为白色或透明的无机粉体材料。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述散射材料与所述波长转换材料的质量比大于0. 1。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于所述散射材料与所述波长转换材料的质量比大于1。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于所述散射材料与所述波长转换材料的质量比大于2且小于10。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述波长转换材料与散射材料均勻混合ο
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述波长转换材料形成波长转换材料子层，所述散射材料形成散射材料子层，所述波长转换材料子层与散射材料子层分层叠置在一起。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于所述波长转换材料子层相对于所述散射材料子层更接近所述第一表面。
10.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于所述散射材料子层相对于所述波长转换材料子层更接近所述第一表面。
11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述波长转换材料层还包括粘结剂，用于粘结固定所述波长转换材料和散射材料。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于还包括驱动装置，用于驱动所述波长转换材料层与所述激发光发生相对运动。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的发光装置，其特征在于还包括反射衬底，用于反射所述激发光和所述受激光；所述波长转换材料层的第二表面设置于该反射衬底上。
14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于所述散射材料设置于所述反射衬底上并成为该反射衬底的一部分；该散射材料利用自身的散射和反射的特性实现所述反射衬底的光反射功能。
15.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于所述光引导装置包括带有通光孔和位于通光孔四周反射面的反射装置，该反射装置通过所述通光孔以透射的方式引导激发光入射于波长转换材料层的第一表面，同时通过所述反射面以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入所述出射光通道。
16.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于还包括位于所述光出射通道上的光收集装置，所述光收集装置包括入光口 ；所述反射装置包括弧形反射装置，该弧形反射装置通过所述反射面以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光收集装置的入光口。
17.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于所述弧形反射装置呈半球形或半球形的一部分，所述波长转换材料层被激发光入射的位置位于靠近所述半球形球心的第一点，所述光收集装置的入光口位于靠近所述半球形球心的第二点，第一点和第二点关于所述半球形的球心对称。
18.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于所述弧形反射装置呈半椭球形或半椭球形的一部分，所述波长转换材料层被激发光入射的位置位于所述半椭球形的一个焦点，所述光收集装置的入光口位于所述半椭球形的另一个焦点。
19.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于所述通光孔上设有滤光部件，该滤光部件透射所述激发光并反射所述受激光。
20.如权利要求15所述的发光装置，其特征在于，所述反射装置包括第一平面反射装置。
21.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于还包括位于所述光出射通道上的光收集装置，所述光收集装置包括入光口 ；所述反射装置包括锯齿形反射装置，该锯齿形反射装置通过所述反射面以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光收集装置的入光口。
22.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于所述光引导装置包括带有反射面的第二平面反射装置，该第二平面反射装置通过所述反射面以反射的方式引导激发光入射到所述波长转换材料层的第一表面；波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光经所述第二平面反射装置周围射出并进入所述光出射通道。
23.根据权利要求1至12所述的发光装置，其特征在于所述光引导装置包括带有通光孔和位于通光孔四周的反射面的反射装置，该反射装置通过通光孔以透射的方式引导激发光入射于波长转换材料层的第一表面，同时通过所述反射面以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光重新入射于所述波长转换材料的第一表面，并在穿透波长转换材料层后进入所述光出射通道。
24.根据权利要求23所述的发光装置，其特征在于所述反射装置包括弧形反射装置， 该弧形反射装置呈半球形或半球形的一部分，所述波长转换材料层被激发光入射的位置位于所述半球形的球心。
25.根据权利要求23所述的发光装置，其特征在于所述反射装置包括锯齿形反射装置，该锯齿形反射装置中的每一个锯齿的形状都呈半球形或半球形的一部分，所述波长转换材料层被激发光入射的位置位于每一个所述半球形的球心。
26.根据权利要求1至12所述的发光装置，其特征在于所述光引导装置包括干涉滤光片，该干涉滤光片透射入射角小于第一预定角度的激发光，并反射入射角大于第二预定角度的激发光，同时反射受激光；所述干涉滤光片以透射的方式引导激发光入射于波长转换材料层的第一表面；所述干涉滤光片以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光重新入射于所述波长转换材料的第一表面，并在穿透波长转换材料层后进入所述光出射通道；所述干涉滤光片以反射的方式引导从波长转换材料层的第一表面发射出来没有被波长转换材料层吸收的且入射角大于第二预定角度的剩余激发光重新入射于所述波长转换材料层的第一表面，并在穿透波长转换材料层后进入所述光出射通道。
27.根据权利要求沈所述的发光装置，其特征在于所述激发光入射于所述干涉滤光片的入射角小于第一预定角度。
28.根据权利要求沈所述的发光装置，其特征在于所述干涉滤光片与所述波长转换材料层紧密相邻。
29.根据权利要求观所述的发光装置，其特征在于所述干涉滤光片与所述波长转换材料层之间存在空气隙。
30.一种投影装置，其特征在于包括如权利要求1至四中任意一项所述的发光装置作为光源。
31.一种照明装置，其特征在于包括如权利要求1至四中任意一项所述的发光装置作为光源。
全文摘要
本发明提出一种发光装置和投影装置以及照明装置，包括包含相对的第一表面和第二表面的波长转换材料层，该波长转换材料层包括波长转换材料和散射材料；还包括位于波长转换材料层第一表面一侧的光引导装置，该光引导装置用于引导激发光入射于波长转换材料层的第一表面，并引导从波长转换材料层的第一表面发射出来的受激光和没有被波长转换材料层吸收的剩余激发光进入光出射通道。在本发明的发光装置中，利用位于波长转换材料层第一表面一侧的光引导装置可以有效收集被波长转换材料层反射的激发光，使得加入散光材料并不会对发光装置的效率产生影响，进而解决了颜色均匀性与发光效率之间的矛盾。
文档编号G03B21/20GK102563410SQ20111039641
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者张利利, 许颜正 申请人:深圳市光峰光电技术有限公司