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CN102798085B - 光源装置以及照明装置 - Google Patents

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CN102798085B CN201210234725.8A CN201210234725A CN102798085B CN 102798085 B CN102798085 B CN 102798085B CN 201210234725 A CN201210234725 A CN 201210234725A CN 102798085 B CN102798085 B CN 102798085B
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Abstract

本发明涉及光源装置以及照明装置。光源装置可以包括：被构造为发出作为激励光的蓝光的固体光源，以及被来自固体光源的激励光激励并且发出波长比固体光源发出的光波长长的荧光的荧光体区域。光源装置可以设置尺寸大致相同的蓝光出射区域和荧光出射区域以防止照射变化(颜色变化)，而不降低光利用率。在光源装置中，被构造为透射来自固体光源的激励光并反射来自荧光体区域的荧光的波长选择部件可以设置在荧光体区域和固体光源之间。波长选择部件可以具有在如下范围内的尺寸，该范围小于荧光体区域的尺寸并比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。

Description

光源装置以及照明装置
技术领域
本发明涉及一种光源装置以及照明装置。
背景技术
通常，例如图1所示，日本专利申请特开第2009-266437号公开了一种光源装置，其可以包括：LED模块103，LED模块103被构造为发出蓝光作为激励光；以及荧光体(例如荧光板)104，其被来自LED模块103的激励光激励，发出黄色荧光。光源装置被设计为混合蓝光以及黄光，以产生白光(伪白光)。在该光源装置中，已经提出了一种用于提高光利用率的方法。该方法可以包括在LED模块103和荧光板104之间设置波长选择滤波器106，该波长选择滤波器106透过来自LED模块103的蓝光并且反射从荧光板104发出的黄光。注意到在图1中，附图标记108表示荧光体固定用透明体，而附图标记107表示从荧光板104的光提取面104a提取的光束(激励光和荧光)。
在图1的结构中，来自LED模块103的蓝光可以在已透过荧光体固定用透明体108和波长选择滤波器106之后，入射在荧光板104上。入射在荧光板104上的激励光的一部分可以透过荧光板104并且从荧光板104的光提取面104a出射。而，另一部分可以在荧光板4中被用于激励荧光板4发出荧光，或者可被光提取面104a反射并且被导向波长选择滤波器106以透过波长选择滤波器106。因此，来自LED模块103的蓝光主要从荧光板104的激励光照射部分(激励光照射点)主要出射。
与此相反，荧光板104各向同性地发出黄光，使得黄光的一部分从荧光板104的光提取面104a出射，而另一部分被光提取面104a反射并且被导向波长选择滤波器106，被波长选择滤波器106选择性地反射。然后，黄光中被波长选择滤波器106选择性反射的部分反射光可以从光提取面104a出射，而另一部分光可以被提取面104a反射并且被再次导向波长选择滤波器106，以成为被波长选择滤波器106进一步选择性反射的所谓的多重反射光。因此，黄光从整个荧光板104出射。除此之外，波长选择滤波器106使得黄光从周边部以更大的强度出射。
为了容易组装，荧光板104优选地制造成比激励光照射点更大。然而，在这种情况下，具有整个荧光板104作为出射区的黄光出射区将会比与激励光照射点的尺寸大致相同的蓝光出射区大。图2是示出了荧光板104的发光状态的视图。在图2中，蓝光和黄光的光束在与激励光照射点大致相同尺寸的区域110中混合成白光。然而，在与激励光照射点大体上相同尺寸的区域110外侧的区域111发现黄光。
因此，如图3所示，凭借被设计为使得图1的光源装置利用透镜组等放大投影在预定投影面上的照明装置，存在如下问题，即该投影面反映了光源颜色的变化，因此引起了中心部是蓝白而周边部是黄色的照射变化(颜色变化)。注意到在图3中，附图标记102表示透镜组，而附图标记105表示投影面。
发明内容
本发明的设计是鉴于上述及其他问题和特征，并且与惯用技术相结合。根据本发明的一个方面，光源装置可以包括固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光，以及波长转换区域(例如荧光体区域)，其被来自固体光源的激励光激励并且发出波长比固体光源发出的光的波长长的荧光。通过使蓝光出射区域的尺寸与荧光出射区域的尺寸大致相同，光源装置可以防止照射变化(颜色变化)，并且没有减少光利用率。根据本发明的另一个方面，照明装置可以包括提供上述有益效果的光源装置。
根据本发明的另一个方面，光源装置可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；波长转换区域(荧光体区域)，其被构造为被来自固体光源的激励光激励以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光；以及设置在波长转换区域和固体光源之间的波长选择单元，其被构造为透射来自固体光源的激励光并且反射来自波长转换区域的荧光。在该光源装置中，波长选择单元可以具有如下范围内的尺寸，即小于波长转换区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。
在具有上述构造的该光源装置中，波长选择单元的尺寸可以在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源照射的激励光点的尺寸。
此外，在具有上述构造的该光源装置中，除了波长选择单元的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择单元和反射单元二者中的任一方，第二波长选择单元被构造为反射来自固体光源的激励光并且透射来自波长转换区域的荧光，该反射单元被构造为反射来自固体光源的激励光以及来自波长转换区域的荧光。
根据本发明的又一方面，光源装置可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；波长转换区域(荧光体区域)，其被构造为被来自固体光源的激励光激励，以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光；以及防反射单元，其设置在波长转换区域和固体光源之间，该防反射单元被构造为防止来自固体光源的激励光在入射到波长转换区域上时的反射。在光源装置中，防反射单元可以具有在如下范围内的尺寸，该范围小于波长转换区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置。此外，在光源装置中，除了防反射单元的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择单元和反射单元二者中的任一方，该第二波长选择单元被构造为反射来自固体光源的激励光并且透射来自波长转换区域的荧光，该反射单元被构造为反射来自固体光源的激励光以及来自波长转换区域的荧光。
在具有上述构造的该光源装置中，防反射单元可以的尺寸在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于由固体光源照射的激励光点的尺寸。
根据本发明的又一方面，光源装置可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；波长转换区域(荧光体区域)，其被构造为被来自固体光源的激励光激励，以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光；第一区域，其设置在波长转换区域和固体光源之间，该区域具有在如下范围内的尺寸，该范围小于波长转换区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。进一步的，在光源装置中，除了上述第一区域之外的第二区域可以设置有第二波长选择单元和反射单元二者的任一方，该第二波长选择单元被构造为反射来自固体光源的激励光并且透射来自波长转换区域的荧光，该反射单元被构造为反射来自固体光源的激励光以及来自波长转换区域的荧光。
进一步的，在具有上述构造的光源装置中，第一区域可以具有在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源照射的激励光点的尺寸的尺寸。
根据本发明的又一方面，照明装置可以被构造为包括前述任一构造的光源装置。
如上所述的基本构造之一可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光，以及波长转换区域或荧光体区域，其被构造为被来自所述固体光源的激励光激励，以发出波长比从所述固体光源发出的光的波长长的荧光。在荧光体区域和固体光源之间进一步设置有波长选择单元(例如，波长选择滤波器)，波长选择单元可以具有透射来自固体光源的激励光并且反射来自荧光体区域的荧光的特性。波长选择单元可以具有在如下范围内的尺寸，该范围小于荧光体区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。通过使蓝光出射区域与荧光出射区域尺寸大致相同，可以防止照射变化(颜色变化)，而没有降低光利用率。
如上所述的另一个基本构造可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光，以及波长转换区域或荧光体区域，其被构造为被来自固体光源的激励光激励，以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光。在荧光体区域和固体光源之间进一步设置有防反射单元(例如，防反射膜)，该防反射单元被构造为防止来自固体光源的激励光在入射到荧光体区域上时的反射。该防反射单元可以具有在如下范围内的尺寸，该范围小于荧光体区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。除了防反射单元的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择单元，该第二波长选择单元可以具有反射来自固体光源的激励光并且透射来自荧光体区域的荧光的特性，另选地，除了防反射单元的设置区域之外的区域可以设置有反射单元，该反射单元被构造为反射来自固体光源的激励光以及来自荧光体区域的荧光。这也可以通过使蓝光出射区域与荧光出射区域尺寸大致相同，防止照射变化(颜色变化)，而没有降低光利用率。
如上所述的另一个基本构造可以包括：固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光，以及波长转换区域或荧光体区域，其被构造为被来自固体光源的激励光激励，以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光。在荧光体区域和固体光源之间进一步设置第一区域，该第一区域具有在如下范围内的尺寸，该范围小于荧光体区域的尺寸并且比固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源照射的激励光点的位置而设置的。除了第一区域之外的第二区域可以设置有第二波长选择单元，该第二波长选择单元可以具有反射来自固体光源的激励光并且透射来自荧光体区域的荧光的特性，或者另选地，除了第一区域之外的第二区域可以设置有反射单元，该反射单元被构造为反射来自固体光源的激励光以及来自荧光体区域的荧光。这也可以通过使蓝光出射区域与荧光发射区域尺寸大致相同，防止照射变化(颜色变化)，而没有降低光利用率。
附图说明
参考附图和下面的详细描述，本发明的这些及其它特点、特征和优点将变得清楚，在附图中：
图1是传统光源装置的示意性截面图；
图2是示出了传统荧光板发光的前视图；
图3是示出了图1的传统光源装置利用透镜组等在预定投影面上进行投影放大的照明装置的示意性透视图；
图4是示出了本发明的光源装置的第一结构示例的示意性截面图；
图5是示出了本发明的光源装置的第二结构示例的示意性截面图；
图6是示出了本发明的光源装置的第三结构示例的示意性截面图；
图7是示出了本发明的光源装置的第四结构示例的示意性截面图；
图8是示出了本发明的光源装置的第五结构示例的示意性截面图；
图9是示出了本发明的光源装置的第六结构示例的示意性截面图；
图10是示出了本发明的光源装置的第七结构示例的示意性截面图；
图11是示出了在荧光体固定用透明体的表面上设置有防反射件的结构示例的示意性截面图，其中该防反射件被构造为防止来自固体光源的激励光(蓝光)在进入荧光体固定用透明体时的反射；
图12是示出了荧光体固定用透明体形成为环状物的形状以使得荧光体固定用透明体不存在于具有来自固体光源的激励光照射点尺寸的区域中的结构示例的示意性截面图；
图13示出了用另一种反射单元代替图6、图8、图10中所示提供的反射部件的结构示例的示意性截面图。
具体实施方式
下文中，将根据示例性实施方式参照附图来描述本发明的光源装置。
图4是示出了示出了本发明的光源装置的第一结构示例的示意性截面图。参照图4，根据第一结构示例的光源装置可以包括：固体光源3，其构造为发出蓝光作为激励光；以及荧光体区域(荧光板)4，其是波长转换区域并且可以被来自固体光源3的激励光激励，发出波长比固体光源发出的光的波长长的荧光(例如，黄光)。此外，在荧光体区域4和固体光源3之间进一步设置有波长选择部件(例如，波长选择滤波器)6，其可以具有透过来自固体光源3的激励光并且反射来自荧光体区域4的荧光的特性。
这里，本发明的第一结构示例被构造为使得波长选择部件6的尺寸可以在以下范围内，该范围小于荧光体区域4的尺寸，并且比固体光源3照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调节固体光源3照射的激励光点的位置而设置的。
更具体地说，波长选择部件6的尺寸(例如，直径)可以在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源3照射的激励光点的尺寸(例如，直径)。
注意到在图4中，附图标记8表示荧光体固定用透明体，而附图标记7表示从荧光体区域4的光提取面4a提取的光(包括激励光(蓝光)和荧光(例如，黄光))。此外，在以下各示例中，为了便于解释，从荧光体区域4发出的荧光假设为黄光。
在图4的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8和波长选择部件6，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4上的一部分激励光可以透过荧光体区域4，然后从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或者可以被光提取面4a反射并且通过荧光体区域4朝向固体光源3返回，以透过荧光体固定用透明体8并且朝向固体光源3出射。因此，来自固体光源3的激励光可以主要从与荧光体区域4中的激励光照射部分(激励光照射斑)相对应的光提取面4a出射。
与此不同，来自荧光体区域4的荧光可以各向同性地出射，使得荧光中的一部分可以从荧光体区域4的光提取面4a出射，而另一部分例如可被光提取面4a反射，朝向固体光源3返回。此时，在波长选择部件6的设置区域后面的荧光可以被波长选择部件6反射并且被导向荧光体区域4的光提取面4a。这样可以提高光利用率。同时，在除了波长选择部件6的设置区域之外的区域后面的荧光可以透过荧光体固定用透明体8并且朝向固体光源3出射。因此，来自荧光体区域4的荧光也可以主要从与荧光体区域4的荧光照射部分(荧光照射斑)相对应的光提取面4a出射。
如上所述，图4的结构设置有尺寸在如下范围内的波长选择部件6，该范围小于荧光体区域4并且比固体光源3照射的激励光点大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源3照射的激励光点的位置而设置的。这可以提高光利用率，同时荧光体区域4的光提取面4a中的蓝光照射区域和黄光照射区域可以具有与激励光照射点大致一样的尺寸，使得蓝光和黄光光束混合成白光，不会发生照射变化(颜色变化)。也就是说，图4中的荧光体区域4的光提取面4a中的蓝光出射区域和黄光出射区域可以具有与激励光照射点大致一样的尺寸的结构，可以有效防止在图1的结构中发生的、使得黄光出现在与激励光照射点大致一样尺寸的区域外侧的照射变化(颜色变化)。
因此，利用图4的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图5是示出了本发明的光源装置的第二结构示例的示意性截面图。注意到在图5中，与图4中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图5，根据第二结构示例的光源装置可以被构造为使得在图4所示的根据第一结构示例的光源装置中，除了波长选择部件6的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择部件(例如，第二波长选择滤波器)10，该第二波长选择部件10可以具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。
在图5的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8和波长选择部件6，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4的激励光中的一部分可以透过荧光体区域4，然后从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或可以被光提取面4a反射并且被导向第二波长选择部件10，以被第二波长选择部件10选择性地反射。然后，第二波长选择部件10已经选择性反射的激励光的反射光中的一部分可以从光提取面4a出射。同时，另一部分可以被光提取面4a反射，然后被导向第二波长选择部件10，以成为被第二波长选择部件10进一步选择性反射的、所谓的多重反射光。这里，当激励光作为前面提到的多重反射光通过荧光体区域4传播时，激励光可以激励荧光体区域4，使得从荧光体区域4发出荧光。在图5所示的第二结构示例中，这使得荧光体区域4的光提取面4a中的蓝光出射区域和黄光出射区域大于激励光照射点(允许进一步提高光利用率)，并且即使当大于激励光照射点时，蓝光和黄光的光束混合成白光，不会发生照射变化(颜色变化)。也就是说，在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射，同时有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
注意到在图5中所示的第二结构示例中，在除了波长选择部件6的设置区域之外的区域后面的荧光透过第二波长选择部件10，然后朝向固体光源3出射。因此，在图5所示的第二结构示例中，来自荧光体区域4的荧光将不会变成多重反射光。
如上所述，图5的结构可以被构造为使得图4所示的根据第一结构示例的光源装置，除了波长选择部件6的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择部件10，该第二波长选择部件10具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。这可以进一步提高光利用率，而且有效地防止在图1结构中出现的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图5的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图6是示出了本发明的光源装置的第三结构示例的示意性截面图。注意到在图6中，与图4中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图6，根据第三结构示例的光源装置可以被构造为使得在图4所示的根据第一结构示例的光源装置中，除了波长选择部件6的设置区域之外的区域可以设置有反射部件11，该反射部件11被构造为反射来自固体光源3的激励光以及来自荧光体区域4的荧光。
在图6的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8和波长选择部件6，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4上的激励光中的一部分可以透过荧光体区域4，然后从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或可被光提取面4a反射并且被导向反射部件11以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的激励光的反射光的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
此外，在图6的结构中，在除了波长选择部件6的设置区域之外的区域后面的荧光可以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的荧光的反射光中的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
如此，在图6的结构中，激励光和荧光变为多重反射光，使得即使在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射(即使，在大于激励光照射点的区域内，蓝光和黄光的光束可以混合成白光)。这允许有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
如上所述，图6的结构可以被构造成，使得在图4所示的根据第一结构示例的光源装置中，除了波长选择部件6的设置区域之外的区域可以设置有反射部件11以反射来自固体光源3的激励光以及来自荧光体区域4的荧光。这可以进一步提高光利用率，以及有效地防止在图1结构中发生的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图6的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图7是示出了本发明的光源装置的第四结构示例的示意性截面图。注意到在图7中，与图4和图5中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图7，根据第四结构示例的光源装置包括：固体光源3，其被构造为发出蓝光作为激励光；以及荧光体区域4，其被来自固体光源3的激励光激励以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光(例如，黄光)。在荧光体区域4和固体光源3之间可以设置有防反射部件9(例如，防反射膜)，该防反射部件9被构造为防止来自固体光源3的激励光在进入荧光体区域4时在荧光体区域4上的反射。
这里，在本发明的第四结构示例中，防反射部件9可以具有在以下范围内的尺寸，该范围小于荧光体区域4的尺寸并且比固体光源3照射的激励点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源3照射的激励光点的位置而设置的。
更具体地说，防反射部件9的尺寸(例如，直径)可以在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源3照射的激励点的尺寸(例如，直径)。
此外，根据第四结构示例的光源装置可以被构造为，使得除了防反射部件9的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择部件10，该第二波长选择部件10具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。
在图7的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8和防反射部件9，然后入射到荧光体区域4上。此时，由于防反射部件9可以设置为防止来自固体光源3的激励光在进入荧光体区域4时在荧光体区域4上的反射，来自固体光源3的激励光可以有效地入射到荧光体区域4上(具有较小的反射率)。这允许提高光利用率。入射到荧光体区域4上的激励光的一部分可以透过荧光体区域4然后从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或可以被光提取面4a反射并且被导向第二波长选择部件10，以被第二波长选择部件10选择性地反射。然后，第二波长选择部件10已经选择性反射的激励光的反射光的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向第二波长选择部件10，以成为进一步被第二波长选择部件10选择性反射的所谓的多重反射光。这里，当作为前面提到的多重反射光通过荧光体区域4传播时，激励光可以激励荧光体区域4以使得从荧光体区域4发出荧光。在图7所示的第四结构示例中，这使得荧光体区域4的光提取面4a中的蓝光出射区域和黄光出射区域大于激励光照射点(允许进一步提高光利用率)，并且即使当大于激励光照射点时，蓝光和黄光的光束可以混合成白光，不会发生照射变化(颜色变化)。也就是说，在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射，同时有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
注意到在图7中所示的第四结构示例中，在除了防反射部件9的设置区域之外的区域后面的荧光可以透过第二波长选择部件10，然后朝向固体光源3出射。因此，在图7所示的第四结构示例中，来自荧光体区域4的荧光将不会变成多重反射光。
如上所述，在图7的结构中，除了防反射部件9的设置区域之外的区域可以设置有第二波长选择部件10，该第二波长选择部件10具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。这可以进一步提高光利用率，以及有效地防止在图1结构中发生的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图7的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图8是示出了本发明的光源装置的第五结构示例的示意性截面图。注意到在图8中，与图6和图7中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图8，根据第五结构示例的光源装置可以被构造为，使得在根据第四结构示例的光源装置中，可以设置反射部件11来代替第二波长选择部件10。
在图8的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8和防反射部件9，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4上的激励光中的一部分可以透过荧光体区域4，然后从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或者可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的激励光的反射光的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
此外，在图8的结构中，在除了防反射部件9的设置区域之外的区域后面的荧光可以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的荧光的反射光的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
如此，在图8的结构中，激励光和荧光可以变为多重反射光，使得即使在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射(即使在大于激励光照射点的区域内，蓝光和黄光的光束可以混合成白光)。这允许有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
如上所述，图8的结构可以被构造为使得除了防反射部件9的设置区域之外的区域可以设置有反射部件11，以反射来自固体光源3的激励光以及来自荧光体区域4的荧光。这可以进一步提高光利用率，以及有效地防止图1结构中出现的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图8的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图9是示出了本发明的光源装置的第六结构示例的示意性截面图。注意到在图9中，与图4和图5中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图9，根据第六结构示例的光源装置可以包括：固体光源3，其被构造为发出蓝光作为激励光；以及荧光体区域4，其可以被来自固体光源3的激励光激励以发出波长比从固体光源发出的光的波长长的荧光(例如，黄光)。在荧光体区域4和固体光源3之间设置有第一区域(第一部段)(其中没有设置任何东西)15，该第一区域15具有在如下范围内的尺寸，该范围为小于荧光体区域4的尺寸并且比固体光源3照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源3照射的激励光点的位置而设置的。除了第一区域15之外的第二区域(第二部段)可以设置有第二波长选择部件10，第二波长选择部件10具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。
这里，更具体地说，第一区域15的尺寸(例如，直径)可以在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源3照射的激励光点的尺寸(例如，直径)。
在图9的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4上的激励光的一部分可以透过荧光体区域4，从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或可以被光提取面4a反射并且被导向第二波长选择部件10，以被第二波长选择部件10选择性反射。然后，第二波长选择部件10已经选择性反射的激励光的反射光中的一部分可以从光提取面4a出射。同时，另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向第二波长选择部件10，以成为进一步被第二波长选择部件10选择性反射的所谓的多重反射光。这里，当作为前面提到的多重反射光通过荧光体区域4传播时，激励光可以激励荧光体区域4，使得从荧光体区域4发出荧光。在图9所示的第六结构示例中，这使得荧光体区域4的光提取面4a中的蓝光出射区域和黄光出射区域大于激励光照射点(允许进一步提高光利用率)，并且即使当大于激励光照射点时，蓝光和黄光的光束可以混合成白光，不会发生照射变化(颜色变化)。也就是说，在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射，同时有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
注意到在图9中所示的第六结构示例中，在除了第一区域15之外的第二区域后面的荧光可以透过第二波长选择部件10，并且朝向固体光源3出射。因此，在图9所示的第六结构示例中，来自荧光体区域4的荧光将不会变成多重反射光。
如上所述，图9的结构可以被构造成，使得除了第一区域15之外的第二区域可以设置有第二波长选择部件10，该第二波长选择部件10具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光的特性。这可以进一步提高光利用率，以及有效地防止在图1结构中出现的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图9的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
图10是示出了本发明的光源装置的第七结构示例的示意性截面图。注意到在图10中，与图6和图9中的部件类似的部件由相同附图标记表示。参照图10，根据第七结构示例的光源装置可以被构造为，使得在根据第六结构示例的光源装置中，可以设置反射部件11来代替第二波长选择部件10。
在图10的结构中，来自固体光源3的激励光可以透过荧光体固定用透明体8，然后入射到荧光体区域4上。入射到荧光体区域4上的激励光中的一部分可以透过荧光体区域4，并且从荧光体区域4的光提取面4a出射。同时，另一部分可以在荧光体区域4中用于激励荧光体区域4发出荧光，或者可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的激励光的反射光的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
此外，在图10的结构中，在除了区域15之外的区域后面的荧光可以被反射部件11反射。然后，反射部件11已经反射的荧光的反射光中的一部分可以从光提取面4a出射，而另一部分可以被光提取面4a反射并且被导向反射部件11，以成为进一步被反射部件11反射的所谓的多重反射光。
因而，在图10的结构中，激励光和荧光可以变为多重反射光，使得即使在激励光照射点外侧的区域中，激励光和荧光可以从荧光体区域4的光提取面4a出射(即使在大于激励光照射点的区域中，蓝光和黄光的光束可以混合成白光)。这允许有效地防止照射变化(颜色变化)，并且进一步提高光利用率。
如上所述，在图10的结构中，除了第一区域15之外的第二区域可以设置有反射部件11以反射来自固体光源3的激励光以及来自荧光体区域4的荧光。这可以进一步提高光利用率，以及有效防止在图1结构中发生的照射变化(颜色变化)。
因此，合并有图10的光源装置的、使用透镜组件等在预定投影面上进行放大投影的照明装置，将有利地使得在投影面上光源没有颜色变化(照射变化)。
注意到上述各个结构示例可以使用可以发出波长在蓝光区域中的光的发光二极管或激光二极管(半导体激光器)，作为固体光源3。例如，可以使用由GaN基材料制造并且发出大约460nm的蓝光的激光二极管。
此外，在各个前述的结构示例中，从荧光体区域4发出的荧光是黄光。然而，从荧光体区域4发出的荧光也可以是混合光，例如，红光和绿光的混合光。
也就是说，荧光体区域4可以含有至少一种类型的荧光体，该至少一种类型的荧光体可以被来自固体光源3的激励光激励并且发出波长比从固体光源3发出的光的波长长的荧光。更具体地说，对于发出蓝光的固体光源3，荧光体区域4可以含有至少一种类型的荧光体，例如绿荧光体、红荧光体以及黄荧光体。对于发出蓝光的固体光源3以及例如仅含有黄荧光体的荧光体区域4，可以用来自固体光源3的蓝光照射荧光体区域4，使得蓝光和黄光混合成白光。此外，当固体光源3发出蓝光而荧光体区域4包含例如绿荧光体和红荧光体(其中绿荧光体和红荧光体均匀地分散并且彼此混合)时，当用来自固体光源3的蓝光照射荧光体区域4时，蓝光、红光和绿光可以混合成白光。
更具体地说，例如假设固体光源3是发出波长为大约460nm蓝光的、GaN基材料的发光二极管或半导体激光器，而且用波长大约440nm至大约470nm的蓝光激励荧光体区域4。在这种情况下，用于荧光体区域4的材料的示例可以包括：CaAlSiN3:Eu2+、Ca2Si5N8:EU2+、KSiF6:Mn4+以及KTiF6:Mn4+作为红荧光体；以及Lu3Al5O12:Ce3+、Y3(Ga，Al)5O12:Ce3+、Ca3Sc2Si3O12:Ce3+、CaSc2O4:Eu2+、(Ba，Sr)2SiO4:Eu2+、Ba3Si6O12N2:Eu2+和(Si，Al)6(O，N)8:Eu2+作为绿荧光体。同时，假定用波长为大约440nm至470nm的蓝光来完成激励，用于黄荧光体的材料示例可以包括Y3A15O12:Ce3+(YAG)、(Sr，Ba)2SiO4:Eu2+和Cax(Si，Al)12(O，N)16:Eu2+。
此外，在各个前述结构示例中，荧光体区域4可以通过在高透明树脂(例如硅酮树脂)中分散荧光体或向高透明树脂涂布荧光体而得到，以降低成本或提高材料的可加工性。然而，如果需要更高的耐热性，更加有利的是将荧光粉分散至玻璃中，利用发光中心掺杂玻璃，或使用陶瓷荧光体。
此外，在各个前述结构示例中，所采用的波长选择部件6可以通过交替地层叠多层不同折射率的电介质形成为镜面，以具有透射来自固体光源3的激励光并且反射来自荧光体区域4的荧光(例如，黄光)的特性。此外，所采用的第二波长选择部件10可以通过交替地层叠多层不同折射率的电介质形成镜面，以具有反射来自固体光源3的激励光并且透射来自荧光体区域4的荧光(例如，黄光)的特性。此外，可以采用金属层(例如铝或银)或者光学多层膜(例如多层层叠的钛氧化物或二氧化硅)作为反射部件11以反射在透过荧光体区域4时已经扩射的激励光以及已经被激励光激励的荧光(例如，黄光)。此外，作为AR涂层所采用的防反射部件9可以包括例如由多层层叠的钛氧化物或二氧化硅制成的并且具有防反射功能的光学多层膜。
此外，在各个前述结构示例中，为了固定并且使用荧光体区域4(例如，没有旋转)，荧光体区域4可以被冷却效率高的物质(例如，金属)包围，以通过周边部散发荧光体区域4产生的热量，从而防止荧光体区域4转换效率的恶化。也就是说，由于荧光体在转换光时产生热量并且荧光体具有由于周围温度增加而导致转换效率下降的温度淬冷特性(temperature quenching property)，荧光体区域4产生的热量可以通过周边部散热，从而防止荧光体区域4转换效率恶化。
此外，在各个前述结构示例中，所采用的荧光体区域4可以具有例如大约100μm的厚度。然而，期望的是厚度为100μm以下的极薄荧光体因为荧光体趋向于容易折断并且引起强度问题而应该被加强。例如，荧光体区域4可以附着至如图4至图10中所示的荧光体固定用透明体8(例如，像一块蓝宝石玻璃的透明体)，从而增强荧光体区域4。注意到在使用如图4至图10中所示的荧光体固定用透明体8的情况下，荧光体固定用透明体8的表面可设置有例如图11中所示(注意到图11与图4对应)的防反射部件(例如，防反射膜(AR涂层))17，该防反射部件17被构造为防止来自固体光源3的激励光在进入荧光体固定用透明体8时的反射。这里，防反射部件17可以具有在以下范围内的尺寸，该范围为比固体光源3照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整固体光源3照射的激励光点的位置而设置的。更具体地说，防反射部件17的尺寸(例如，直径)可以在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于固体光源3照射的激励光点的尺寸(例如，直径)。
此外，为了提供图4至图10中所示的荧光体固定用透明体8，荧光体固定用透明体8可以形成为例如图12中所示的(注意到图12与图4对应)环状，以使荧光体固定用透明体不存在于与固体光源3照射的激励光点相同尺寸的区域内。
此外，当采用如图6、图8和图10中的反射部件11时，可以使用如图13中所示的反射部件11(注意到图13与图6对应)代替图12中所示的环状的荧光体固定用透明体8，环状的、高反射率的金属板(例如银或铝)也可以用作荧光体区域4的加强件。
本发明可应用于车辆用照明装置(例如车前灯)、投影仪以及普通发光电器中的照明单元。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以做出各种修改和变型。因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求书及其同等物的范围之内的本发明的修改和变型。上述所有涉及的现有技术将通过引用完全合并于此。

Claims (7)

1.一种光源装置，该光源装置包括：
固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；
波长转换区域，其被构造为被来自所述固体光源的激励光激励，以发出波长比从所述固体光源发出的光的波长长的荧光，并且包括光提取面，光通过所述光提取面出射；以及
波长选择单元，其设置在所述波长转换区域和所述固体光源之间，并且被构造为透射来自所述固体光源的激励光并且反射来自所述波长转换区域的荧光，所述波长选择单元具有如下范围内的尺寸，该范围小于所述波长转换区域的尺寸并且比所述固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整所述固体光源照射的激励光点的位置而设置的，其中，
位于所述波长转换区域和所述固体光源之间并且除了所述波长选择单元的设置区域之外的区域设置有第二波长选择单元，该第二波长选择单元位于与所述波长选择单元相同的平面上，并且被构造为反射来自所述固体光源的激励光并且透射来自所述波长转换区域的荧光，并且
入射在所述波长转换区域上的所述激励光的一部分被所述波长转换区域的所述光提取面朝着所述第二波长选择单元反射，以被所述第二波长选择单元选择性地反射。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述波长选择单元的尺寸在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于所述固体光源照射的激励光点的尺寸。
3.一种光源装置，该光源装置包括：
固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；
波长转换区域，其被构造为被来自所述固体光源的激励光激励，以发出波长比从所述固体光源发出的光的波长长的荧光；以及
防反射单元，其设置在所述波长转换区域和所述固体光源之间，该防反射单元被构造为防止来自所述固体光源的激励光在入射到所述波长转换区域上时的反射，该防反射单元具有如下范围内的尺寸，该范围小于所述波长转换区域的尺寸并且比所述固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整所述固体光源照射的激励光点的位置而设置的，其中，
除了所述防反射单元的设置区域之外的区域设置有第二波长选择单元，该第二波长选择单元被构造为反射来自所述固体光源的激励光并且透射来自所述波长转换区域的荧光，并且
所述第二波长选择单元位于与所述防反射单元相同的平面上。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中，所述防反射单元的尺寸在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于所述固体光源照射的激励光点的尺寸。
5.一种光源装置，该光源装置包括：
固体光源，其被构造为发出蓝光，作为激励光；
波长转换区域，其被构造为被来自所述固体光源的激励光激励，以发出波长比从所述固体光源发出的光的波长长的荧光；
第一区域，其设置在所述波长转换区域和所述固体光源之间，该区域具有如下范围内的尺寸，该范围小于所述波长转换区域的尺寸并且比所述固体光源照射的激励光点的尺寸大操作公差的量，该操作公差是为了调整所述固体光源照射的激励光点的位置而设置的；
除了所述第一区域之外的第二区域，该第二区域设置有第二波长选择单元，该第二波长选择单元被构造为反射来自所述固体光源的激励光并且透射来自所述波长转换区域的荧光，并且
所述第二区域位于与所述第一区域相同的平面上。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其中，所述第一区域的尺寸在0.0毫米至0.2毫米的范围内等于或大于所述固体光源照射的激励光点的尺寸。
7.一种照明装置，其包括权利要求1至6中任一项所述的光源装置。
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