一種熒光粉色輪及其光源系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及數(shù)字光處理領(lǐng)域，特別是涉及一種用于數(shù)字光處理的熒光粉色輪及其光源系統(tǒng)和投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光熒光粉技術(shù)的應(yīng)用中，由于激光的功率很高，往往將熒光粉涂覆在可轉(zhuǎn)動(dòng)的輪片表面，通過輪片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)而降低高功率激光照射導(dǎo)致的燒毀失效風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有色輪的結(jié)構(gòu)主要分為兩種，一是在鋁板制成的輪子上依次刷涂硅膠底涂、白色粉末+硅膠反射層、熒光粉+硅膠發(fā)光層；另一種是在陶瓷基板制成的輪子上依次刷涂并燒結(jié)玻璃粉+白色粉末作為反射層、玻璃粉+焚光粉作為發(fā)光層。
[0003]在數(shù)字光處理(縮寫DLP)的應(yīng)用環(huán)境下，需要獲得多色光，現(xiàn)有技術(shù)中將不同種類的熒光粉涂覆在一個(gè)色輪的不同區(qū)域上，形成不同分區(qū)，并利用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)色輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得色輪上的不同分區(qū)依時(shí)序接收激發(fā)光照射而產(chǎn)生不同顏色的光。對于這種多分區(qū)色輪，往往需要在色輪上依次制備不同發(fā)光區(qū)域，而在制備一個(gè)熒光粉發(fā)光區(qū)域時(shí)，有可能對先前制備的，或后續(xù)待制備的發(fā)光區(qū)域產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致熒光粉輪的制備工藝復(fù)雜，熒光粉色輪的良品率不高，特別是當(dāng)色輪上某一區(qū)域發(fā)生損壞時(shí)，必須要替換整個(gè)色輪，成本很高，整個(gè)制備流程生產(chǎn)效率很低。
[0004]本申請人曾經(jīng)在一個(gè)專利申請201310479838.9中提出過，對不同色彩分區(qū)的色輪進(jìn)行單獨(dú)制備，然后再將各部分組裝在一起形成完整的色輪，即一個(gè)熒光粉發(fā)光區(qū)域作為一個(gè)發(fā)光模塊，各個(gè)發(fā)光模塊單獨(dú)生產(chǎn)制備，然后再組裝在一個(gè)支承件上。這樣即便其中一個(gè)發(fā)光模塊損壞，只需要單獨(dú)替換該部分即可，不需要替換整個(gè)色輪，并且各個(gè)色彩分區(qū)單獨(dú)制備，彼此之間不會產(chǎn)生影響，各個(gè)色彩分區(qū)批量化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。
[0005]但是，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，各個(gè)色彩分區(qū)色輪即各發(fā)光模塊組裝在一起后，發(fā)光模塊產(chǎn)生的熱量會對發(fā)光模塊與基板之間的組裝部位產(chǎn)生影響，長期時(shí)間的運(yùn)行，容易出現(xiàn)發(fā)光模塊松動(dòng)甚至脫落，影響使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本申請的目的是提供一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)的熒光粉色輪及其光源系統(tǒng)和投影系統(tǒng)。
[0007]本申請采用了以下技術(shù)方案:
[0008]本申請的一方面公開了一種焚光粉色輪，包括支撐基板I和至少兩個(gè)發(fā)光模塊2，該至少兩個(gè)發(fā)光模塊2層疊設(shè)置于支撐基板I的表面，并在支撐基板I的表面拼接成型，發(fā)光模塊2包括發(fā)光層支撐塊21和熒光粉層22;發(fā)光層支撐塊21的至少一個(gè)側(cè)面上具有側(cè)突出部211，側(cè)突出部211與支撐基板I通過機(jī)械固件固定連接;熒光粉層22置于發(fā)光層支撐塊21的上表面平面212上。
[0009]其中，發(fā)光模塊在在支撐基板的表面拼接成型是指，發(fā)光模塊固定在支撐基板的表面后，各發(fā)光模塊拼接成一定的形狀，本申請的一種實(shí)現(xiàn)方式中是拼接成圓環(huán)狀。
[0010]需要說明的是，本申請的關(guān)鍵在于，在發(fā)光層支撐塊的側(cè)面設(shè)計(jì)側(cè)突出部，通過側(cè)突出部與支撐基板固定連接。通過實(shí)驗(yàn)測量熒光粉色輪在激光照射下的溫度分布，發(fā)現(xiàn)發(fā)光模塊以發(fā)光點(diǎn)為中心，分別向發(fā)光表面四周及發(fā)光模塊的厚度方向傳播熱量，因此，本申請?jiān)诎l(fā)光層支撐塊的側(cè)面設(shè)計(jì)用于連接支撐基板的側(cè)突出部，側(cè)突出部的溫度變化相對于發(fā)光模塊發(fā)光點(diǎn)附近的部分明顯較小，從而避免了側(cè)突出部與機(jī)械固件因頻繁的熱脹冷縮而松動(dòng)或脫落的問題。
[0011]本申請的一種優(yōu)選方案中，側(cè)突出部的高度hi小于發(fā)光層支撐塊的高度h2。
[0012]需要說明的是，側(cè)突出部的高度hi小于發(fā)光層支撐塊的高度h2，這樣使得側(cè)突出部看起來呈階梯狀，熱量在沿發(fā)光模塊的厚度方向傳播熱量時(shí)，形成一個(gè)阻礙熱量傳播的階梯，最大限度的減小了熱量對側(cè)突出部的影響。其中，側(cè)突出部的高度、發(fā)光層支撐塊的高度都是按照發(fā)光層支撐塊的切面結(jié)構(gòu)圖而言的，也可以理解為其厚度。
[0013]還需要說明的是，本申請中，不同的發(fā)光模塊，其熒光粉層的具體熒光材料是不同的，從而形成不同的色彩分區(qū)，一個(gè)發(fā)光模塊代表一個(gè)色彩分區(qū)。并且，每個(gè)發(fā)光模塊都是單獨(dú)制備的，有效的避免了各個(gè)色彩分區(qū)在制備過程中的相互影響。根據(jù)使用需求，熒光粉色輪可以有多個(gè)色彩分區(qū)，即需要多個(gè)發(fā)光模塊進(jìn)行拼接。例如，熒光粉色輪分為紅、黃、綠、白四個(gè)色彩分區(qū)時(shí)，整個(gè)色輪由四個(gè)發(fā)光模塊拼接而成，四個(gè)發(fā)光模塊分別單獨(dú)制備；受激發(fā)產(chǎn)生黃色受激光的發(fā)光模塊，其熒光粉層采用釔鋁石榴石(縮寫YAG)熒光粉，受激發(fā)產(chǎn)生紅色受激光的發(fā)光模塊，其熒光粉層采用紅色熒光粉，由于各熒光粉層的制備條件不相同，因此，各個(gè)發(fā)光模塊單獨(dú)制備，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，而且避免各熒光粉層相互影響。
[0014]可以理解，只要發(fā)光層支撐塊的側(cè)面具有側(cè)突出部即可，至于側(cè)突出部的具體形狀或大小，可以根據(jù)具體的生產(chǎn)或使用需求而定，在此不做具體限定。但是，本申請的一種實(shí)現(xiàn)方式中，考慮到組裝的穩(wěn)定性，側(cè)突出部是與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平的。另外，本申請的一種實(shí)現(xiàn)方式中，僅在發(fā)光層支撐塊的一個(gè)側(cè)面具有側(cè)突出部，整個(gè)發(fā)光層支撐塊的切面呈階梯狀。而本申請的另外一種實(shí)現(xiàn)方式中，在發(fā)光層支撐塊的兩個(gè)側(cè)面都具有側(cè)突出部，整個(gè)發(fā)光層支撐塊的切面呈“凸”字形。當(dāng)然，以上兩種實(shí)現(xiàn)方式只是比較正規(guī)的設(shè)計(jì)，在一些特殊的使用需求中，側(cè)突出部可以設(shè)計(jì)成各種形狀，發(fā)光層支撐塊的切面也可以呈各種不同形狀，在此不做具體限定。
[0015]此外，在保障熒光粉色輪結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況下，還可以將發(fā)光層支撐塊設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)，以減輕熒光粉色輪的重量，在此不做具體限定。
[0016]優(yōu)選的，側(cè)突出部與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平。
[0017]可以理解，側(cè)突出部與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平是考慮到連接更穩(wěn)固，在側(cè)突出部與支撐基板的連接夠穩(wěn)固的情況下，側(cè)突出部不一定要與下表面齊平。
[0018]優(yōu)選的，機(jī)械固件包括螺釘、鉚釘、彈片中的至少一種。
[0019]需要說明的是，本申請采用機(jī)械固件對支撐基板和發(fā)光模塊進(jìn)行固定連接，與粘接或者焊接的方式相比，更能直觀有效的保障支撐基板和發(fā)光模塊的連接穩(wěn)固性。
[0020]優(yōu)選的，支撐基板I呈圓形，發(fā)光模塊2在支撐基板I的表面拼接成一個(gè)圓環(huán)。
[0021]需要說明的是，本申請的熒光粉色輪在運(yùn)行時(shí)，是轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的，因此，按照正常設(shè)計(jì)，支撐基板呈圓形，發(fā)光模塊拼接成圓環(huán);在一些特殊的使用需求中，也可以將支撐基板設(shè)計(jì)成其它形狀，發(fā)光模塊也可以拼接成其它特殊的功能圖形，在此不做具體限定。
[0022]優(yōu)選的，在支撐基板為圓形時(shí)，支撐基板I包括沿圓周分布的凸起部，凸起部呈圓環(huán)形，或者凸起部呈多個(gè)分離的圓弧形的組合。
[0023]優(yōu)選的，支撐基板I上開設(shè)有若干個(gè)通孔。
[0024]需要說明的是，支撐基板最重要的作用就是支撐發(fā)光模塊;可以理解，在能夠保障其支撐作用的前提下，為了減輕熒光粉色輪的重量，可以在支撐基板上開設(shè)有若干個(gè)通孔，甚至支撐基板可以呈鏤空狀或者其它類似結(jié)構(gòu)，在此不做具體限定。
[0025]優(yōu)選的，發(fā)光層支撐塊21包括反射層，熒光粉層22置于反射層上。
[0026]需要說明的是，本申請的反射層可以采用常規(guī)的反射受激光的反射材料和結(jié)構(gòu)，在此不做具體限定;在發(fā)光層支撐塊為金屬塊或者陶瓷塊時(shí)，經(jīng)過處理的金屬塊或陶瓷塊表面本身就具備反射效果，即其本身即為反射層。
[0027]優(yōu)選的，支撐基板I為金屬基板，金屬基板包括銅基板、鋁基板；
[0028]優(yōu)選的，發(fā)光層支撐塊21為金屬塊或陶瓷塊，金屬塊包括銅塊、鋁塊或銅鋁合金塊，陶瓷塊包括氧化鋁陶瓷塊或氮化鋁陶瓷塊。
[0029]本申請的另一面公開了一種光源系統(tǒng)，包括產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源，和本申請的熒光粉色輪，熒光粉色輪設(shè)置于激發(fā)光源產(chǎn)生的激發(fā)光的光路上，并且將激發(fā)光轉(zhuǎn)換為受激光發(fā)出。
[0030]本申請的再一面公開了一種用于投影成像的投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)中所使用的光源系統(tǒng)為含有本申請的熒光粉色輪的光源系統(tǒng)。
[0031]本申請的有益效果在于:
[0032]本申請的熒光粉色輪，在發(fā)光層支撐塊的側(cè)面設(shè)計(jì)側(cè)突出部，通過側(cè)突出部與支撐基板固定連接，有效的減小了發(fā)光模塊運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量對連接部的影響，避免了由此造成的發(fā)光模塊松動(dòng)乃至脫落。另外，由于代表不同色彩分區(qū)的發(fā)光模塊單獨(dú)制備，最后再組裝在一起，簡化了生產(chǎn)流程，也避免了各區(qū)域制備時(shí)相互影響，色輪的設(shè)計(jì)也更多功能化;最重要的，各個(gè)發(fā)光模塊單獨(dú)制備，大幅提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0033]圖1是本申請實(shí)施例中其中一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本申請實(shí)施例中其中一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的發(fā)光層支撐塊的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是本申請實(shí)施例中其中一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本申請實(shí)施例中另一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是本申請實(shí)施例中另一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6是本申請實(shí)施例中另一種結(jié)構(gòu)的熒光粉色輪的切面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本申請人曾經(jīng)在之前的一件發(fā)明專利申請中提出了一種由發(fā)光模塊組裝的熒光粉色輪，專利申請201310479838.9作為本申請研究改進(jìn)的基礎(chǔ)，為了便于理解，其全文引用到本申請。
[0040]需要說明的是，雖然本申請人在專利申請201310479838.9中已經(jīng)提出了組裝發(fā)光模塊的熒光粉色輪;但是，如前面提到的，由于熒光粉色輪的發(fā)光模塊是拼接成一個(gè)完整的色輪的，因此其組裝方式與固定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤為重要。特別是，在之前的專利申請201310479838.9中，其結(jié)構(gòu)不夠完善，以至于發(fā)光模塊與支撐基板之間的固定不夠穩(wěn)固，最終影響熒光粉色輪的穩(wěn)定性。而經(jīng)過