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
【技術領域】
[0001]本申請涉及數(shù)字光處理領域，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】
[0002]在激光熒光粉技術的應用中，由于激光的功率很高，往往將熒光粉涂覆在可轉動的輪片表面，通過輪片的高速轉動而降低高功率激光照射導致的燒毀失效風險?，F(xiàn)有色輪的結構主要分為兩種，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)的應用環(huán)境下，需要獲得多色光，現(xiàn)有技術中將不同種類的熒光粉涂覆在一個色輪的不同區(qū)域上，形成不同分區(qū)，并利用驅動裝置驅動色輪轉動，使得色輪上的不同分區(qū)依時序接收激發(fā)光照射而產生不同顏色的光。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，而在制備一個熒光粉發(fā)光區(qū)域時，有可能對先前制備的，或后續(xù)待制備的發(fā)光區(qū)域產生不利影響，導致熒光粉輪的制備工藝復雜，熒光粉色輪的良品率不高，特別是當色輪上某一區(qū)域發(fā)生損壞時，必須要替換整個色輪，成本很高，整個制備流程生產效率很低。
[0004]本申請人曾經在一個專利申請201310479838.9中提出過，對不同色彩分區(qū)的色輪進行單獨制備，然后再將各部分組裝在一起形成完整的色輪，即一個熒光粉發(fā)光區(qū)域作為一個發(fā)光模塊，各個發(fā)光模塊單獨生產制備，然后再組裝在一個支承件上。這樣即便其中一個發(fā)光模塊損壞，只需要單獨替換該部分即可，不需要替換整個色輪，并且各個色彩分區(qū)單獨制備，彼此之間不會產生影響，各個色彩分區(qū)批量化生產，提高了生產效率。
[0005]但是，在實踐中發(fā)現(xiàn)，各個色彩分區(qū)色輪即各發(fā)光模塊組裝在一起后，發(fā)光模塊產生的熱量會對發(fā)光模塊與基板之間的組裝部位產生影響，長期時間的運行，容易出現(xiàn)發(fā)光模塊松動甚至脫落，影響使用。
【實用新型內容】
[0006]本申請的目的是提供一種結構改進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和至少兩個發(fā)光模塊2，該至少兩個發(fā)光模塊2層疊設置于支撐基板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的至少一個側面上具有側突出部211，側突出部211與支撐基板I通過機械固件固定連接;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，本申請的關鍵在于，在發(fā)光層支撐塊的側面設計側突出部，通過側突出部與支撐基板固定連接。通過實驗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，本申請在發(fā)光層支撐塊的側面設計用于連接支撐基板的側突出部，側突出部的溫度變化相對于發(fā)光模塊發(fā)光點附近的部分明顯較小，從而避免了側突出部與機械固件因頻繁的熱脹冷縮而松動或脫落的問題。
[0011]本申請的一種優(yōu)選方案中，側突出部的高度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，形成一個阻礙熱量傳播的階梯，最大限度的減小了熱量對側突出部的影響。其中，側突出部的高度、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構圖而言的，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)，一個發(fā)光模塊代表一個色彩分區(qū)。并且，每個發(fā)光模塊都是單獨制備的，有效的避免了各個色彩分區(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色彩分區(qū)，即需要多個發(fā)光模塊進行拼接。例如，熒光粉色輪分為紅、黃、綠、白四個色彩分區(qū)時，整個色輪由四個發(fā)光模塊拼接而成，四個發(fā)光模塊分別單獨制備；受激發(fā)產生黃色受激光的發(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，各個發(fā)光模塊單獨制備，不僅能夠提高生產效率，而且避免各熒光粉層相互影響。
[0014]可以理解，只要發(fā)光層支撐塊的側面具有側突出部即可，至于側突出部的具體形狀或大小，可以根據(jù)具體的生產或使用需求而定，在此不做具體限定。但是，本申請的一種實現(xiàn)方式中，考慮到組裝的穩(wěn)定性，側突出部是與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平的。另外，本申請的一種實現(xiàn)方式中，僅在發(fā)光層支撐塊的一個側面具有側突出部，整個發(fā)光層支撐塊的切面呈階梯狀。而本申請的另外一種實現(xiàn)方式中，在發(fā)光層支撐塊的兩個側面都具有側突出部，整個發(fā)光層支撐塊的切面呈“凸”字形。當然，以上兩種實現(xiàn)方式只是比較正規(guī)的設計，在一些特殊的使用需求中，側突出部可以設計成各種形狀，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構穩(wěn)定性的情況下，還可以將發(fā)光層支撐塊設計成中空結構，以減輕熒光粉色輪的重量，在此不做具體限定。
[0016]優(yōu)選的，側突出部與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平。
[0017]可以理解，側突出部與發(fā)光層支撐塊的下表面齊平是考慮到連接更穩(wěn)固，在側突出部與支撐基板的連接夠穩(wěn)固的情況下，側突出部不一定要與下表面齊平。
[0018]優(yōu)選的，機械固件包括螺釘、鉚釘、彈片中的至少一種。
[0019]需要說明的是，本申請采用機械固件對支撐基板和發(fā)光模塊進行固定連接，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的表面拼接成一個圓環(huán)。
[0021]需要說明的是，本申請的熒光粉色輪在運行時，是轉動狀態(tài)的，因此，按照正常設計，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計成其它形狀，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，支撐基板I包括沿圓周分布的凸起部，凸起部呈圓環(huán)形，或者凸起部呈多個分離的圓弧形的組合。
[0023]優(yōu)選的，支撐基板I上開設有若干個通孔。
[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有若干個通孔，甚至支撐基板可以呈鏤空狀或者其它類似結構，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構，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，經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，熒光粉色輪設置于激發(fā)光源產生的激發(fā)光的光路上，并且將激發(fā)光轉換為受激光發(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)光層支撐塊的側面設計側突出部，通過側突出部與支撐基板固定連接，有效的減小了發(fā)光模塊運行時產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)光模塊單獨制備，最后再組裝在一起，簡化了生產流程，也避免了各區(qū)域制備時相互影響，色輪的設計也更多功能化;最重要的，各個發(fā)光模塊單獨制備，大幅提升了生產效率和產品質量。
【附圖說明】
[0033]圖1是本申請實施例中其中一種結構的熒光粉色輪的切面結構示意圖；
[0034]圖2是本申請實施例中其中一種結構的熒光粉色輪的發(fā)光層支撐塊的切面結構示意圖；
[0035]圖3是本申請實施例中其中一種結構的熒光粉色輪的正面結構示意圖；
[0036]圖4是本申請實施例中另一種結構的熒光粉色輪的切面結構示意圖；
[0037]圖5是本申請實施例中另一種結構的熒光粉色輪的切面結構示意圖；
[0038]圖6是本申請實施例中另一種結構的熒光粉色輪的切面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]本申請人曾經在之前的一件發(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的基礎，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完整的色輪的，因此其組裝方式與固定結構的設計尤為重要。特別是，在之前的專利申請201310479838.9中，其結構不夠完善，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。而經過