積分棒及使用其的發(fā)光裝置與投影裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種積分棒，包括側(cè)面、入射端面和出射端面，所述至少一部分側(cè)面上設(shè)置有第一散熱器或/和所述入射端面上設(shè)置有第二散熱器。通過上述方式，本實(shí)用新型的積分棒散熱較好，使用該積分棒的發(fā)光裝置發(fā)光效率高，散熱可靠，產(chǎn)品穩(wěn)定高。
【專利說明】積分棒及使用其的發(fā)光裝置與投影裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種勻光器件及使用其的發(fā)光裝置和投影裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，熒光粉作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料在發(fā)光裝置中得到的廣泛的應(yīng)用，但是熒光粉受溫度特性的限制，在溫度較高時(shí)發(fā)光效率會(huì)急劇下降，現(xiàn)有技術(shù)為了解決熒光粉的散熱問題，通常采用如圖1中的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)，將熒光粉102置于基板101上，基板101在馬達(dá)103的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)使熒光粉輪流激發(fā)，激發(fā)后產(chǎn)生的受激發(fā)光，被反射碗105收集后進(jìn)入積分棒104勻光，后進(jìn)入光機(jī)內(nèi)。
[0003]這種發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反射碗105與積分棒104以及熒光粉102之間位置精度要求極高，并且基板101在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪音，隨著使用時(shí)間的增加馬達(dá)的震動(dòng)增大，引起反射碗105與熒光粉102的位置偏移，導(dǎo)致發(fā)光光路改變，容易引起產(chǎn)品故障。另外一方面，積分棒104在工作中積累的熱量不能及時(shí)散發(fā)，進(jìn)一步影響熒光粉的溫度特性，導(dǎo)致發(fā)光效率下降。
[0004]因此開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱良好的發(fā)光裝置成為亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于散熱的積分棒。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:一種積分棒，包括側(cè)面、入射端面和出射端面，所述至少一部分側(cè)面上設(shè)置有第一散熱器或/和在所述入射端面上設(shè)置有第二散熱器。
[0007]其中，所述積分棒的側(cè)面或者端面上設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，所述第一散熱器通過所述定位結(jié)構(gòu)固設(shè)在所述積分棒的側(cè)面上。
[0008]其中，所述第一散熱器與所述積分棒的側(cè)面之間設(shè)置有反射層。其中，所述反射層為鍍?cè)O(shè)在所述積分棒側(cè)面上的金屬反射層或反射介質(zhì)膜，或?yàn)閵A持在積分棒與第一散熱器之間的金屬反射層，或?qū)⒌谝簧崞髋c積分棒接觸的表面剖光用做反射層。
[0009]其中，所述金屬反射層為銀膜或鋁膜。
[0010]其中，所述定位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述銀膜上的焊接點(diǎn)，所述第一散熱器通過焊接點(diǎn)與銀膜焊接后固定在積分棒側(cè)面；或者所述定位結(jié)構(gòu)為通過在所述鋁膜上設(shè)置焊接輔助劑形成焊接點(diǎn)，所述第一散熱器通過該焊接輔助劑形成的焊接點(diǎn)與鋁膜焊接后固定在積分棒側(cè)面。
[0011]其中，所述定位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在積分棒側(cè)面或者端面上的第一卡合部，所述第一散熱器上設(shè)置有與所述第一卡合部匹配的第二卡合部，所述第一散熱器通過所述第一卡合部與第二卡合部配合固定在積分棒側(cè)面。
[0012]本實(shí)用新型提供的另一個(gè)技術(shù)方案是:一種發(fā)光裝置，包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料和上述的積分棒，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料設(shè)置在所述積分棒的入射端面上，所述積分棒收集波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)換后的受激光并進(jìn)行勻光處理。
[0013]其中，在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料遠(yuǎn)離入射端面的表面設(shè)有透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜。
[0014]其中，所述第二散熱器與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)材料之間設(shè)置有全反射介質(zhì)膜或者透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜。
[0015]本實(shí)用新型的另一個(gè)方面提供了一種投影裝置，該投影采用如上所述的發(fā)光裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的積分棒側(cè)面或者入射端面上設(shè)有散熱器，及時(shí)降低積分棒上的溫度，同時(shí)，本實(shí)用新型的提供的投影裝置，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料設(shè)置在積分棒的入射端面，將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置與積分棒結(jié)構(gòu)巧妙的結(jié)合，通過選擇高導(dǎo)熱材質(zhì)的積分棒，快速的將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的熱通過積分棒傳導(dǎo)，尤其是在積分棒的散熱器高效的對(duì)積分棒降溫，間接的降低了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的溫度，保證發(fā)光裝置能夠高效發(fā)光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是采用本實(shí)用新型積分棒的發(fā)光裝置第I實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是采用本實(shí)用新型積分棒的發(fā)光裝置第2實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是采用本實(shí)用新型積分棒的發(fā)光裝置第3實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是采用本實(shí)用新型積分棒的發(fā)光裝置熒光粉改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖具體說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，需要說明的是，本實(shí)用新型，如果積分棒收集的光主要是受激光，則所述的積分棒入射端面指的是受激光第一次進(jìn)入積分棒的端面，如果積分棒收集的是經(jīng)過濾的光，則入射端面是經(jīng)過濾后的光第一次進(jìn)入積分棒的端面。
[0022]實(shí)施例1
[0023]請(qǐng)參見圖2，為了對(duì)積分棒降溫散熱，本實(shí)施例中的積分棒104的側(cè)面設(shè)有第一散熱器103。積分棒的材質(zhì)對(duì)散熱的影響至關(guān)重要，本實(shí)施例中積分棒104優(yōu)選用高導(dǎo)熱，高透過率，耐高溫材質(zhì)實(shí)心棒，例如藍(lán)寶石材質(zhì)的積分棒。出于舉例本實(shí)施方式選用實(shí)心棒，當(dāng)然空心棒同樣適用本方案，本方案對(duì)積分棒104形狀不做限定。
[0024]作為光學(xué)器件積分棒收集光并對(duì)收集的光進(jìn)行勻光處理，為了提高集光與勻光效率，在積分棒104的側(cè)面與第一散熱器103之間設(shè)置反射層，該反射層可以是夾持在積分棒104與第一散熱器103之間的金屬反射層，也可以是鍍覆在積分棒側(cè)面的反射介質(zhì)膜，還可以將第一散熱器103與積分棒104接觸的表面剖光用做反射層。
[0025]以下說明第一散熱器103與積分棒104的固定方式:結(jié)合上述方案在散熱的基礎(chǔ)上兼顧積分棒104的光學(xué)性能，優(yōu)選的將上述金屬反射層選用高反射的銀膜，也可以選用其他反射率高，導(dǎo)熱性好且易于焊接的金屬反射層或者是多種金屬的反射層，本方案并不僅限于銀膜。將銀膜鍍覆在積分棒104側(cè)面，第一散熱器103焊接固定在銀膜上。由于銀膜良好的導(dǎo)熱性能可以將積分棒104的熱量高效的傳導(dǎo)到第一散熱器103上，通過第一散熱器103散發(fā)掉；同時(shí)，通過焊接覆蓋銀膜上的第一散熱器103可以保護(hù)銀膜避免氧化發(fā)黑。鋁膜具有較高的反射率，通?？梢宰鳛殂y膜的替換材料，但是鋁膜在焊接時(shí)需要其他輔助材料，本實(shí)施方式中選用鎳來輔助在鋁膜上焊接第一散熱器103。第一散熱器103也可以通過其他定位結(jié)構(gòu)固定在積分棒104上，例如可以在積分棒104的側(cè)面或者兩個(gè)端面上設(shè)第一卡合部等定位結(jié)構(gòu)，第一散熱器103延伸出與積分棒104的第一卡合部配合的第二卡合部，第一散熱器通過定位第一卡合部與第二卡合部的配合固定在積分棒上。相互配合的卡合結(jié)構(gòu)可以是設(shè)在積分棒104與第一散熱器103的燕尾隼與燕尾槽的配合結(jié)構(gòu)或者是在積分棒104端面與第一散熱器103上設(shè)置凹凸配合結(jié)構(gòu)，甚至可以是卡箍環(huán)將第一散熱器103固定在積分棒104上。在上述方案中可以在散熱器與積分棒之間設(shè)置反射層，如上所述反射層既可以鍍覆在積分棒側(cè)面的銀膜，也可以是夾持在中間的其他金屬反射層，或者用剖光的第一散熱器103與積分棒104接觸的表面，或者是鍍覆在在第一散熱器上的銀膜或其他金屬反射膜如鋁膜，只要能夠有助于積分棒104集光和勻光的反射層都可以設(shè)置在積分棒104與第一散熱器之間。
[0026]作為本方案積分棒的應(yīng)用之一，可以在積分棒104的入射端面設(shè)置有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(通常選用熒光粉)102形成一種發(fā)光裝置，下文中以熒光粉表述，本案中優(yōu)選的通過燒結(jié)將熒光粉固設(shè)在入射端面。該發(fā)光裝置的激發(fā)光照射熒光粉102產(chǎn)生受激發(fā)光，積分棒104對(duì)熒光粉102產(chǎn)生的受激發(fā)光進(jìn)行收集勻光，從該積分棒104最終出射的光可以直接使用。為了進(jìn)一步的滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要，可以在熒光粉102遠(yuǎn)離入射端面的表面上設(shè)二向色介質(zhì)膜101，該介質(zhì)膜透激發(fā)光反受激光。如圖2所述，出于舉例選用二向色介質(zhì)膜101為透藍(lán)反其他的介質(zhì)膜，該介質(zhì)膜101反射率可以做到99%以上，激光激發(fā)熒光粉102產(chǎn)生的光一部分直接進(jìn)入積分棒104，另一部分經(jīng)二向色介質(zhì)膜101反射后進(jìn)入積分棒104內(nèi)。通過介質(zhì)膜104的透藍(lán)光反受激發(fā)光的作用，受激發(fā)光更多的進(jìn)入積分棒104，較大提高了光源利用率。本發(fā)明人通過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，在介質(zhì)膜101與熒光粉102之間設(shè)置氣隙可以進(jìn)一步的提聞反射率，本方案在_■向色介質(zhì)I旲與突光粉102設(shè)有氣隙以提聞在介質(zhì)月旲處的反射率，進(jìn)一步的提高光源利用率。
[0027]請(qǐng)參加圖5，上述方案中在積分棒104側(cè)面設(shè)置反射層或者在介質(zhì)膜101與熒光粉102之間設(shè)置氣隙以使積分棒104盡可能多的收集需要的光束，但熒光粉102具有一定的厚度，有部分需要的光線可能會(huì)從熒光粉102的外周面逃逸，造成光損失，為此本實(shí)施方式將熒光粉102的外形設(shè)成與積分棒104外形相近，通常通過打磨玻璃燒結(jié)的熒光粉102使其外形與積分棒104相適應(yīng)，然后將積分棒104側(cè)面的反射層延伸覆蓋住熒光粉的外周面，如此以來熒光粉102外周逃逸的光也被反射進(jìn)入積分棒104，進(jìn)而有效利用，進(jìn)一步的提高了光源利用率。該發(fā)光裝置可以應(yīng)用在投影等顯示裝置上。
[0028]實(shí)施例2
[0029]眾所周知，熒光粉在產(chǎn)生激發(fā)光時(shí)產(chǎn)生大量的熱，在高溫下熒光粉的發(fā)光效率會(huì)急劇下降，本實(shí)施方式在上述方案的基礎(chǔ)上設(shè)置第二散熱器，進(jìn)一步的解決的熒光粉散熱問題。
[0030]請(qǐng)參加圖3，本實(shí)施例中的積分棒與實(shí)施方式I中積分棒相同，發(fā)光裝置不同之處在于，設(shè)置在熒光粉遠(yuǎn)離入射端面一側(cè)的表面上的受激光反射層為全反射介質(zhì)膜或者透激發(fā)光反射受激發(fā)的介質(zhì)膜。
[0031]如圖3所不,本實(shí)施例中積分棒為101,第一散熱器為102,突光粉為103,第二散熱器為104，設(shè)置在第二散熱器與熒光粉之間全反射介質(zhì)膜或者透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜為105。同實(shí)施方式I,突光粉103優(yōu)選的燒結(jié)在入射端面。全反射介質(zhì)膜或者透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜105設(shè)置在第二散熱器104與積分棒101之間。作為優(yōu)選方式，全反射介質(zhì)膜選用銀膜，也可采用其他金屬反射膜如鋁膜，該銀膜通過鍍覆設(shè)在熒光粉103表面，第二換熱器104通過焊接固定在銀膜105上。激發(fā)光由積分棒101的出射端面進(jìn)入，打在熒光粉103上,激發(fā)突光粉103后產(chǎn)生受激發(fā)光一部分直接進(jìn)入積分棒101內(nèi)，另一部分經(jīng)銀膜105反射后進(jìn)入積分棒101內(nèi)，積分棒101收集受激光并勻光后可直接使用。本實(shí)施例中在積分棒101側(cè)面設(shè)置第一散熱器102,在突光粉103下表面設(shè)第二散熱器104,第一散熱器102對(duì)積分棒101和熒光粉103緊貼積分棒101入射端面的一側(cè)進(jìn)行散熱，第二散熱器104在熒光粉遠(yuǎn)離入射端面的一側(cè)散熱，散熱器從兩個(gè)方向?qū)晒夥?03直接或者間接散熱，散熱更好，較好的提高了系統(tǒng)的可靠性。本方案的發(fā)光裝置可應(yīng)用在投影等裝置。
[0032]實(shí)施例3
[0033]請(qǐng)參見圖4，本實(shí)施例中的積分棒與實(shí)施方式2的區(qū)別在于，積分棒側(cè)面不設(shè)置第一散熱器而鍍覆全反射介質(zhì)膜，采用該積分棒的發(fā)光裝置與實(shí)施方式2中的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)相同。圖4中積分棒為101，第二散熱器為103，熒光粉為102，反射銀膜為104，全反射介質(zhì)膜為105。本方案中反射介質(zhì)膜105的反射率可以做到99%以上，與實(shí)施方式2相比，可以提高系統(tǒng)效率，熒光粉102的熱主要由與銀膜焊接的第二散熱器散熱。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種積分棒，包括側(cè)面、入射端面和出射端面，其特征在于:所述至少一部分側(cè)面上設(shè)置有第一散熱器或/和所述入射端面上設(shè)置有第二散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分棒，其特征在于:所述第一散熱器與所述積分棒的側(cè)面之間設(shè)置有反射層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積分棒，其特征在于:所述反射層為鍍?cè)O(shè)在所述積分棒側(cè)面上的金屬反射層或反射介質(zhì)膜，或?yàn)閵A持在積分棒與第一散熱器之間的金屬反射層，或?qū)⒌谝簧崞髋c積分棒接觸的表面剖光用做反射層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積分棒，其特征在于:所述金屬反射層為銀膜或鋁膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的積分棒，其特征在于:所述積分棒的側(cè)面或者端面上設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，所述第一散熱器通過所述定位結(jié)構(gòu)固設(shè)在所述積分棒的側(cè)面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的積分棒，其特征在于:所述定位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述銀膜上的焊接點(diǎn)，所述第一散熱器通過焊接點(diǎn)與銀膜焊接后固定在積分棒側(cè)面；或者所述定位結(jié)構(gòu)為通過在所述鋁膜上設(shè)置焊接輔助劑形成焊接點(diǎn)，所述第一散熱器通過該焊接輔助劑形成的焊接點(diǎn)與鋁膜焊接后固定在積分棒側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的積分棒，其特征在于:所述定位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在積分棒側(cè)面或者端面上的第一卡合部，所述第一散熱器上設(shè)置有與所述第一卡合部匹配的第二卡合部，所述第一散熱器通過所述第一卡合部與第二卡合部的配合固定在積分棒側(cè)面。
8.一種發(fā)光裝置，包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料和權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的積分棒，其特征在于:所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料設(shè)置在所述積分棒的入射端面上，所述積分棒收集波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)換后的受激光并進(jìn)行勻光處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其特征在于:在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料遠(yuǎn)離入射端面的表面設(shè)有透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜；或所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料與所述第二散熱器之間設(shè)置有全反射介質(zhì)膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于:在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料與透激發(fā)光反受激光的介質(zhì)膜之間設(shè)有氣隙；或在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料與所述全反射介質(zhì)膜之間設(shè)有氣隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的外周面與所述積分棒的相應(yīng)側(cè)面平行，所述積分棒的至少部分側(cè)面設(shè)有反射層，所述反射層延伸并覆蓋波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的外周面。
12.一種投影裝置，其特征在于包括權(quán)利要求8至11任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK204114882SQ201420567902
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】胡飛, 楊佳翼 申請(qǐng)人:深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司