波长转换装置、发光装置及激光照明灯的制作方法

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种波长转换装置、发光装置及激光照明灯。

背景技术：

随着半导体技术的发展，led(lightemittingdiode，发光二极管)光源因具有高效，节能，环保、成本低以及寿命长等优点，正逐步取代传统的白炽灯和节能灯，成为一种通用的照明光源。

在现有的led汽车大灯中，led光源位于车灯反光碗的焦点处，led光源出射的光束经车灯反光碗收集以及后端光学系统(包括挡板、透镜等)的配光，最终投射出所需要的远近光场分布。该种可以得到满足需求的汽车大灯近光的配光分布，然而在形成远光分布时，由于受到当前led光源亮度的限制，通常存在中心照度明显不够的问题，在例如舞台灯光照明、汽车大灯、投影显示等需要超高亮度光源的应用领域，led光源便难以满足要求了。

针对上述问题，现有技术中提出一种激光照明灯，通过在车灯反光碗外侧设置激光源发射激光束并投射至车灯反光碗内侧的荧光材料上，激发出荧光并经过车灯反光碗反射后按指定方向出射，以形成在规定的立体角内行进的光束。由于现有技术中通常将荧光层直接至于反射基板的上表面，当激光束投射到荧光材料上时，由于荧光材料具有一定厚度，因此有一部分光会进入荧光材料的内部并从其侧面发散出去，从而形成非指定方向的杂光，降低照明效果；此外，由于荧光材料的位置需与反光碗内侧的焦点对应，通常情况下要求荧光材料上表面的中心与反光碗内侧的焦点重合，而上述方法对于荧光材料的定位难度大，操作麻烦，且容易存在偏差而影响照明效果。

技术实现要素：

本发明提供了一种波长转换装置、发光装置及激光照明灯，以解决现有技术中存在的照明效果不好，以及荧光层定位难度大、操作麻烦的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种波长转换装置，包括由上至下依次设置的第一反射基板和第二反射基板以及设于所述第一反射基板中的荧光层，所述第一反射基板中设有大于所述荧光层的通孔，所述荧光层位于所述通孔内，荧光层的侧面与所述通孔的侧面之间设有漫反射层，所述荧光层的下表面与所述第二反射基板的上表面接触。

进一步的，所述荧光层的下表面与所述第二反射基板的上表面之间还设有漫反射层。

进一步的，所述漫反射层为铝板或氧化硅和硅胶的混合物或氧化钛和硅胶的混合物或碳化硅和硅胶的混合物。

进一步的，所述第一反射基板和第二反射基板采用铝或陶瓷材料制成。

进一步的，所述通孔与所述第一反射基板同轴设置。

进一步的，所述第一反射基板的厚度与所述荧光层的厚度相适配。

进一步的，所述第二反射基板的上表面设有镀银层。

进一步的，还包括设于所述第二反射基板下方的散热单元。

本发明还提供一种发光装置，包括激光源单元和反射单元，还包括如上所述的波长转换装置，所述反射单元为曲面镜，所述波长转换装置中荧光层的上表面中心与所述曲面镜内侧的焦点重合。

本发明还提供一种激光照明灯，包括如上所述的发光装置。

本发明提供的波长转换装置、发光装置及激光照明灯，该波长转换装置包括由上至下依次设置的第一反射基板和第二反射基板以及设于所述第一反射基板中的荧光层，所述第一反射基板中设有大于所述荧光层的通孔，所述荧光层位于所述通孔内，荧光层的侧面与所述通孔的内壁之间设有漫反射层，所述荧光层的下表面与所述第二反射基板的上表面接触。通过在第一反射基板中设置大于荧光层的通孔，将荧光层置于该通孔内，并在荧光层的侧面与所述通孔的内壁之间设置漫反射层，一方面便于准确定位和限位荧光层，提高荧光层的安装和定位便捷度，避免其在使用过程中发生移动，另一方面，通过漫反射层将从荧光层的侧面发散出去的光线反射回荧光层内，保证光线从荧光层上表面射出，避免形成非指定方向的杂光，提高照明效果；此外，通过在第一反射基板的下方设置第二反射基板，且荧光层的下表面与所述第二反射基板的上表面接触，一方面起到了反射光束的作用，避免激光束从荧光层下方发散出去，提高了光线利用率，保证了照明安全性；另一方面也起到了导热的作用，将荧光层中产生的热量快速导出，便于有效散热，提高了稳定性和照明效果。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中波长转换装置的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中第一反射基板和第二反射基板的结构示意图；

图3是本发明一具体实施方式中发光装置的结构示意图。

图中所示：100、波长转换装置；10、第一反射基板；110、通孔；20、第二反射基板；30、荧光层；40、漫反射层；50、散热单元；200、激光源单元；300、反射单元；310、通光部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1-2所示，本发明提供了一种波长转换装置100，包括由上至下依次设置的第一反射基板10和第二反射基板20以及设于所述第一反射基板10中的荧光层30，所述第一反射基板10中设有大于所述荧光层30的通孔110，所述荧光层30位于所述通孔110内，荧光层30的侧面与所述通孔110的内壁之间设有漫反射层40，所述荧光层30的下表面与所述第二反射基板20的上表面接触。具体的，通过在第一反射基板10中设置大于荧光层30的通孔110，将荧光层30置于该通孔110内，并在荧光层30的侧面与所述通孔110的内壁之间设置漫反射层40，一方面便于准确定位和限位荧光层，提高荧光层30的安装和定位便捷度，避免其在使用过程中发生移动，另一方面，通过漫反射层40将从荧光层30的侧面发散出去的光线反射回荧光层30内，保证光线从荧光层30上表面射出，避免形成非指定方向的杂光，提高照明效果。通过在第一反射基板10的下方设置第二反射基板20，且荧光层30的下表面与所述第二反射基板20的上表面接触，一方面起到了反射光束的作用，避免激光束从荧光层30下方发散出去，提高了光线利用率，也保证了照明安全性；另一方面也起到了导热的作用，可以将荧光层30中产生的热量快速导出，便于有效散热，提高了稳定性和照明效果。

优选的，所述荧光层30的下表面与所述第二反射基板20的上表面之间还设有漫反射层40，进一步提高反射率，确保光线不会从荧光层30底部泄露出去。

优选的，所述漫反射层40为铝板或氧化硅和硅胶的混合物或氧化钛和硅胶的混合物或碳化硅和硅胶的混合物，当然也可以使用其他具有较高的反射率的物质，用于对激光束进行反射，使其最终从荧光层210的上表面出射，避免出现沿非指定方向出射的杂光，提高照明效果。具体的，当使用铝板时，可以使用一块铝板包覆于荧光层30侧面和底面的外周或使用多块铝板填设于荧光层30与通孔110之间，并保证荧光层30的侧面与通孔110的内壁之间没有间隙，避免荧光层30在使用时发生移动。当使用氧化硅和硅胶的混合物或氧化钛和硅胶的混合物时，可以将混合物填充在荧光层30的侧面和底面的外周与通孔110之间，还可以起到粘结固定的作用。本发明中，漫反射层40的高度略高于荧光层30的高度，只要保证不对入射至荧光层30上的激光束以及从荧光层30上反射并投射至反射单元300上的光线进行遮挡即可，以保证反射效果。此外，为了方便对焦，在放置或者填充漫反射层时，需保证荧光层30与通孔110同轴设置。

请继续参照图1，所述第一反射基板10的厚度与所述荧光层30的厚度相适配。此处的相适配不是指完全等同，在实际应用中，第一反射基板10可以略高于荧光层3或略低于荧光层30，只要不对入射至荧光层30上的激光束以及从荧光层30上反射并投射至反射单元300上的光线进行遮挡即可。

优选的，所述通孔110与所述第一反射基板10同轴设置，即加工时以第一反射基板10的中心为中心轴加工出通孔110，提高了定位准确性。通孔110通常采用线切割的方式进行加工，由于荧光层30的厚度较小，若在第一反射基板10上仅切割出与荧光层30的厚度相适配的凹槽的难度非常大，因此本申请采用两个反射基板，并在第一反射基板10中切割出用于定位荧光层30的通孔110，大大降低了加工难度和时间，进一步降低了加工成本。

优选的，所述第一反射基板10和第二反射基板20采用铝或陶瓷材料制成。一方面，铝或陶瓷材料价格低廉，降低了使用成本；另一方面，两者均具有高反射率，不仅可以起到发射光线的作用，避免光线从荧光层30的底面或侧面发散出去而降低了激光束的利用效率，甚至还会导致激光束外泄而引起安全问题；此外铝或陶瓷材料还具有良好的导热性，可以将荧光层30上产生的热量快速导出，避免荧光层30温度过高而影响其正常工作以及降低寿命的问题。

优选的，所述第二反射基板20的上表面设有镀银层(图中未示出)。在第二反射基板20上表面镀银层用于进一步提高反射率和导热效果。

优选的，所述第二反射基板20的尺寸不小于所述第一反射基板10的尺寸，本发明中主要指第二反射基板20的长和宽均不小于第一反射基板10的长和宽，以保证反射效果的同时加快导热速度。

优选的，所述第一反射基板10和第二反射基板20同轴设置，以便于安装和定位，同时提高对荧光层30的均匀散热效果。需要说明的，第一反射基板10与第二反射基板20之间通过透明胶粘接或通过其他方式连接，且在使用过程中需保持两者的位置相互稳定，不发生偏移。

优选的，上述波长转换装置还包括设于所述第二反射基板20下方的散热单元50，用于将荧光层30上的热量快速散发出去，该散热单元50可以实镂空或其他结构，保证散热效果即可。

本发明还提供了一种发光装置，包括激光源单元200和反射单元300，还包括如上所述的波长转换装置100，所述反射单元300为曲面镜，所述波长转换装置100中荧光层30的上表面中心与所述曲面镜内侧的焦点重合。如图3所示，激光源单元200发射的激光束投射至所述波长转换装置100上并激发出荧光，所述荧光经过所述反射单元300反射后按指定方向出射，以形成在规定的立体角内行进的照明光束，由于波长转换装置100中荧光层30的上表面中心与所述曲面镜内侧的焦点重合，因此从波长转换装置100上激发出荧光通过反射单元300反射后便会形成沿水平方向出射的平行光。且本实施例中，所述激光源单元200和波长转换装置100分设于所述反射单元300的两侧，反射单元300上设有用于透过激光束的通光部310。

本发明还提供了一种激光照明灯，包括如上所述的发光装置，该照明灯可适用于舞台灯、探照灯、汽车大灯、投影显示等需要超高亮度光源的应用领域，如汽车前照灯。

综上所述，本发明提供的波长转换装置100、发光装置及激光照明灯，该波长转换装置100包括由上至下依次设置的第一反射基板10和第二反射基板20以及设于所述第一反射基板10中的荧光层30，所述第一反射基板10中设有大于所述荧光层30的通孔110，所述荧光层30位于所述通孔110内，荧光层30的侧面与所述通孔110的内壁之间设有漫反射层40，所述荧光层30的下表面与所述第二反射基板20的上表面接触。具体的，通过在第一反射基板10中设置大于荧光层30的通孔110，将荧光层30置于该通孔110内，并在荧光层30的侧面与所述通孔110的内壁之间设置漫反射层40，一方面便于准确定位和限位荧光层，提高荧光层30的安装和定位便捷度，避免其在使用过程中发生移动，另一方面，通过漫反射层40将从荧光层30的侧面发散出去的光线反射回荧光层30内，保证光线从荧光层30上表面射出，避免形成非指定方向的杂光，提高照明效果。通过在第一反射基板10的下方设置第二反射基板20，且荧光层30的下表面与所述第二反射基板20的上表面接触，一方面起到了反射光束的作用，避免激光束从荧光层30下方发散出去，提高了光线利用率，也保证了照明安全性；另一方面也起到了导热的作用，可以将荧光层30中产生的热量快速导出，便于有效散热，提高了稳定性和照明效果。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。