發(fā)光裝置、投影顯示裝置和燈具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光源領域，特別是涉及發(fā)光裝置和使用該發(fā)光裝置的燈具和投影顯示裝置。
【背景技術】
[0002]目前，激光激發(fā)轉動的熒光粉轉盤產(chǎn)生分時的熒光，這種方法已經(jīng)被比較廣泛的應用于投影顯示產(chǎn)業(yè)中。這種方案由于使用全固態(tài)發(fā)光材料因此理論上使用壽命很高，可以達到數(shù)萬小時。然而實際的情況是，這種方法制造的光源的使用壽命僅為數(shù)千小時，真正長壽命的光源產(chǎn)品方案始終沒有出現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述激光光源的使用壽命問題，本實用新型提出一種發(fā)光裝置，包括激光源和光學系統(tǒng)，光學系統(tǒng)由至少一個光學元件組成，用于引導激光源發(fā)出的激光。還包括第一外殼，該第一外殼由至少兩個第一外殼組件拼裝而成，用于將激光源和光學系統(tǒng)封閉在其內部；該第一外殼包括激光出射口，用于引導激光出射到第一外殼外面；該第一外殼外表面還包括第一散熱區(qū)。還包括波長轉換轉盤，用于接收從第一外殼的激光出射口射出的激光，并將其至少部分的轉換為受激光。還包括第二外殼，該第二外殼由至少兩個第二外殼組件拼裝而成，用于將第一外殼和波長轉換轉盤封閉在其內部；其中，第二外殼內表面包括與第一散熱區(qū)位置對應的第二散熱區(qū)，第一散熱區(qū)與第二散熱區(qū)熱連接。
[0004]本實用新型還提出一種投影顯示裝置，包括上述的發(fā)光裝置作為光源。
[0005]本實用新型還提出一種燈具，包括上述的發(fā)光裝置作為光源。
[0006]在本實用新型的發(fā)光裝置中，激光源和光學系統(tǒng)經(jīng)過了第一外殼和第二外殼兩次的封閉，相對于一次封閉來說，灰塵穿過兩次封閉進入到激光光路中的概率要低幾個數(shù)量級。同時第一散熱區(qū)與第二散熱區(qū)熱連接，可以保證把激光源和光路產(chǎn)生的熱量傳導到第二外殼上并經(jīng)過第二外殼傳導出去。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的發(fā)光裝置的第一實施例的結構示意圖；
[0008]圖2是本實用新型的發(fā)光裝置的另一個實施例的結構示意圖；
[0009]圖3A是本實用新型的發(fā)光裝置的另一個實施例的結構示意圖；
[0010]圖3B是圖3A實施例中波長轉換轉盤的正視圖；
[0011]圖4A是本實用新型的發(fā)光裝置的另一個實施例的結構示意圖；
[0012]圖4B是圖4A實施例中波長轉換轉盤的正視圖；
[0013]圖5是本實用新型的發(fā)光裝置的另一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如【背景技術】中所述的，現(xiàn)有激光光源的使用壽命都不過數(shù)千小時。雖然市場上很多產(chǎn)品的規(guī)格指標上標的使用壽命達到兩萬小時甚至更長，但是從實測數(shù)據(jù)可以看到關于使用壽命存在大量虛假宣傳的情況。當然這種市場化的宣傳手段不需要在此討論。
[0015]實際上，為了延長激光光源產(chǎn)品的使用壽命，產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)花了大量的時間、人力物力來研究，并且也取得了一些研究成果。研究發(fā)現(xiàn)，在激光光路上，由于激光的作用光學元件表面容易沉積灰塵，灰塵的不斷堆積造成了亮度不斷降低，最終下降到初始亮度值的一半時，根據(jù)標準認為使用壽命終了。為了防止灰塵堆積，有人提出對光源進行“密封”以防止外界的灰塵進入光源內部，并制作了外殼將光源“密封”在其內部，實驗下來壽命有所提升，但提升不顯著。也有人依照同樣道理提出對光源進行“氣密”封裝，但實驗下來壽命仍然只提升到數(shù)千小時。
[0016]經(jīng)過發(fā)明人長達一年時間的不斷實驗，這個問題終于有了答案。由于光源內部光路是發(fā)熱的一一熱量可能由波長轉換裝置發(fā)出，也可能由光學元件或光源殼體吸收光產(chǎn)生一一光源內部的溫度比環(huán)境溫度高20至40度。溫度差產(chǎn)生了壓力差，使得光源內部和外部有空氣流動的動力。而在實際生產(chǎn)中，無論是“密封”還是“氣密”，例如使用橡膠圈填充接縫等，由于外殼接縫很多而且形狀不規(guī)則，很難做到密封到完全阻止空氣流動的程度；這樣隨著光源內部和外部空氣的微弱流動灰塵還是會逐漸進入到光路中，從而造成光源亮度衰減。
[0017]為了提升發(fā)光裝置的密封性，同時保證可生產(chǎn)性，本實用新型提出一種發(fā)光裝置，其結構示意圖如圖1所示。該發(fā)光裝置包括激光源101和光學系統(tǒng)，光學系統(tǒng)由至少一個光學元件組成，用于引導激光源101發(fā)出的激光141。具體而言在本實施例中光學系統(tǒng)包括分光裝置111、透鏡112和透鏡113。發(fā)光裝置還包括第一外殼121，該第一外殼121由至少兩個第一外殼組件拼裝而成，用于將激光源101和光學系統(tǒng)封閉在其內部。第一外殼121由至少兩個第一外殼組件拼裝而成主要是出于實際組裝的需要。該第一外殼121包括激光出射口 122，用于引導激光出射到第一外殼外面。在本實施例中，激光源101發(fā)出的激光141依次透射分光裝置111、透鏡112和透鏡113后，從激光出射口 122出射到第一外殼121外部，其中透鏡112和113的作用是將激光141匯聚的出射。
[0018]發(fā)光裝置還包括波長轉換轉盤114，用于接收從第一外殼121的激光出射口 122射出的激光141，并將其至少部分的轉換為受激光142。在本實施例中，波長轉換轉盤是反射式的，即波長轉換轉盤包括反射底盤和附著在反射底盤上的波長轉換材料層，這樣激光141從波長轉換層一側入射并激發(fā)，產(chǎn)生的受激光會受到反射底盤的作用沿著激光入射的方向反向的出射。這部分受激光會依次透射透鏡113和透鏡112，并被分光裝置111反射后從第一外殼121的出光口 123出射。對受激光142來說，透鏡113和透鏡112起到收集并準直的作用，而分光裝置111則起到分離激光141和受激光142的作用。出光口 123是第一外殼121的一部分，它可以起到封閉激光源和光學系統(tǒng)的作用，例如出光口就是一個透明玻璃片。
[0019]在本實施例中，發(fā)光裝置還包括驅動裝置115，用于驅動波長轉換轉盤轉動。這樣，波長轉換轉盤上的每個點會周期性的被激發(fā)而不是始終處于被激發(fā)狀態(tài)，激發(fā)所發(fā)出的熱量就會比較分散，從而避免波長轉換材料的熱猝滅效應。另一方面，波長轉換轉盤上還可以分布有多個區(qū)，不同區(qū)有不同的波長轉換特性；這樣隨著驅動裝置115驅動波長轉換轉盤轉動，受激光142呈現(xiàn)不同的光特性，這在投影顯示中有特殊的應用。
[0020]第一外殼121外表面還包括第一散熱區(qū)121a。發(fā)光裝置還包括第二外殼151，該第二外殼151由至少兩個第二外殼組件拼裝而成，用于將第一外殼121和波長轉換轉盤封閉在其內部。第二外殼151由至少兩個第二外殼組件拼裝而成主要是出于實際組裝的需要。其中，第二外殼151內表面包括與第一散熱區(qū)121a位置對應的第二散熱區(qū)，第一散熱區(qū)121a與第二散熱區(qū)熱連接。
[0021]在本實施例中，第一散熱區(qū)121a為激光源101的散熱區(qū)，用于為激光源101散熱。當然第一散熱區(qū)也可以為其它元件散熱，或者為第一外殼本身散熱，只要第一散熱區(qū)與第二散熱區(qū)熱連接，就可以保證把熱量傳導到第二外殼上并經(jīng)過第二外殼傳導出去。
[0022]在本實施例中，第二外殼上還包括出光口 152，用于引導從第一外殼的出光口 123出射的光出射到第二外殼外部。出光口 152是第二外殼的一部分，它可以起到封閉的作用，例如出光口 152就是一個透明玻璃片。
[0023]在本實施例中，激光源和光學系統(tǒng)經(jīng)過了第一外殼和第二外殼兩次的封閉，相對于一次封閉來說，灰塵穿過兩次封閉進入到激光光路中的概率要低幾個數(shù)量級，這樣可以大幅度的提升發(fā)光裝置的使用壽命。實驗證明這樣的發(fā)光裝置壽命長達30000小時。同時第一散熱區(qū)與第二散熱區(qū)熱連接，可以保證把激光源101和光路產(chǎn)生的熱量傳導到第二外殼上并經(jīng)過第二外殼傳導出去。
[0024]在本實施例中，驅動裝置115包括驅動線115a，激光源101也可能包括驅動線(圖中未畫出)，這些線需要穿出第二外殼151。此時可以在第二外殼151上打孔使這些線穿出，然后再用膠水或橡膠塞將孔封住。
[0025]本實用新型的發(fā)光裝置的另一個實施例的結構如圖2所示。與圖1所示的實施例不同的是，該發(fā)光裝置中波長轉換轉盤214是透射式的，即受激光242是沿著激發(fā)光241的入射方向同向出射的。具體來說，激光241經(jīng)過透鏡212和213匯聚后從第一外殼的激光出射口出射并入射于波長轉換轉盤214，受激光242沒有返回第一外殼221內部而是經(jīng)過第二外殼內的收光透鏡216收集后從第二外殼251上的出光口 252出射。本實施例與圖1所示的實施例有相同的有益效果，只是在光學結構上有所不同。
[0026]在圖1所示的實施例中，波長轉換轉盤114也會發(fā)出熱量。由于波長轉換轉盤是轉動的，無法通過直接接觸的熱傳導來將其熱量導出。當激光功