[发明专利]一种光源装置

说明书

本发明保护一种光源装置，包括：激发光源，用于出射激发光；旋转筒，包括设置在其侧面并沿周向分布的多个波长转换单元，波长转换单元包括波长转换材料，用于吸收激发光并发出受激光，驱动装置，用于驱动旋转筒绕其中心轴旋转；激发光沿旋转筒的径向入射至波长转换单元，受激光沿旋转筒的轴向从波长转换单元中出射。通过将波长转换单元设置在旋转筒的周侧，使激发光沿旋转筒的径向入射至波长转换单元，并使得受激光沿旋转筒的轴向从波长转换单元出射，使得激发光的入射光斑与受激光的出射光斑完全分离，从而可以在不改变出射光斑尺寸的情况下，任意扩大入射光斑的面积，以实现光源装置的高亮度和紧凑型结构。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种光源装置。

背景技术

现有的照明光源主要为LED、氙灯和卤素灯光源，这几种光源分别有亮度不够高、使用寿命不够长、光束发散角较大导致照明距离不够远等缺点。作为新兴的照明技术，激光照明由于其亮度高、使用寿命长，且激光光束准直发散角小等特性，成为未来照明的发展趋势。

为了得到能够为照明、显示所用的白光，需要利用红绿蓝三色激光或者通过激光激发波长转换材料(如荧光粉)的方式。其中，红绿蓝三色激光获得的白光具有大色域范围、高亮度以及高成本，适于应用到高端显示领域。对于照明领域，红绿蓝三色激光覆盖的波长范围窄、显示指数低，并不实用。激光激发波长转换材料的方式获得的白光，同样具有高亮度的特性，而且相对于红绿蓝三色激光的方案更具有经济性，其瓶颈主要在于波长转换材料能否耐受住高功率密度的激光照射，波长转换材料在高温下容易发光效率下降。

在现有技术中的高亮度投影显示领域，有人利用激光激发旋转的荧光色轮获得高能量密度的荧光，以作为显示使用。该技术方案利用荧光色轮的旋转，避免了波长转换材料被高功率密度的激光连续照射，使得其产生的热量能够尽快发散。为了进一步提高出射的荧光功率密度，采用的荧光色轮直径越来越大，使得激光光源“小体积”的优势逐渐减小；另一方面，通过扩大激光在波长转换材料上的入射光斑大小来降低单位面积的激发光功率，无论是透射式色轮还是反射式色轮，出射光斑的面积大小都直接与入射光斑的面积相关(近似相等)，这使得出射光的光收集系统也随之尺寸变大，不利于紧凑型的结构设计。此外，通过扩大光斑面积带来的散热效果的提高是非线性的，光斑中心的热量越来越难以发散出去，这导致散热收益递减，这种技术方案的亮度提高不具备可拓展性。

发明内容

针对上述现有技术的光源难以同时解决散热和高亮度的问题，本发明提供一种高亮度、小体积的光源装置，包括：激发光源，用于出射激发光；旋转筒，包括设置在其侧面并沿周向分布的多个波长转换单元，所述波长转换单元包括波长转换材料，用于吸收所述激发光并发出受激光，驱动装置，用于驱动所述旋转筒绕其中心轴旋转；所述激发光沿所述旋转筒的径向入射至所述波长转换单元，所述受激光沿所述旋转筒的轴向从所述波长转换单元中出射。

与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：通过将波长转换单元设置在旋转筒的周侧，使激发光沿旋转筒的径向入射至波长转换单元，并使得受激光沿旋转筒的轴向从波长转换单元出射，使得激发光的入射光斑与受激光的出射光斑完全分离，从而可以在不改变出射光斑尺寸的情况下，任意扩大入射光斑的面积，以实现光源装置的高亮度和紧凑型结构。

在一个实施方式中，所述激发光入射至所述波长转换单元的入射光斑总面积大于所述受激光从所述波长转换单元出射的出射光斑总面积。该技术方案使得在激发光能量相同的情况下，出射光的光功率密度相较于常规的色轮方案更高。

在一个实施方式中，所述激发光包括子激发光束阵列，在所述波长转换单元表面形成沿所述旋转筒的轴向排布的入射子光斑阵列。该技术方案使得入射光斑在平行于旋转筒轴的方向的尺寸增大，大大增加了入射光斑总面积，使得波长转换单元的单位面积产热减少，有利于波长转换材料在较低温度下工作，从而具备更高的发光效率。