CN112578618A

CN112578618A - 荧光色轮

Info

Publication number: CN112578618A
Application number: CN202010143030.3A
Authority: CN
Inventors: 张盟胜; 王晖雄
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-03-30
Also published as: US20210096356A1; TW202115481A

Abstract

本发明公开了一种荧光色轮，该荧光色轮包含轮盘本体、光致发光层、多个叶片。光致发光层设置在轮盘本体的前表面上。叶片设置在轮盘本体的后表面上，且光致发光层于轮盘本体的垂直投影至少部分地重叠叶片于轮盘本体的垂直投影，其中叶片位在轮盘本体的后表面的部分区域并各自沿着曲形路径延伸，且自轮盘本体的对称中心至轮盘本体的边界的直线连线会与两个以上的叶片相交。

Description

荧光色轮

技术领域

本发明内容涉及一种荧光色轮。

背景技术

近年来，光学投影机已经被应用于许多领域之中，且应用范围也日渐扩大，例如从消费性产品到高科技设备。各种的光学投影机也被广泛应用于学校、家庭和商业场合，以将信号源所提供的显示图案放大，并显示在投影屏幕上。

对于光学投影机的光源配置而言，其可以是通过雷射光源驱使荧光材料发光。对此，可将荧光材料涂布在轮盘上，并利用马达带动轮盘致使其高速旋转，借以使得荧光材料于单位时间内接受到的雷射光源能量降低，从而达到散热的目的。然而，随着光学投影机的亮度需求不断升高，对于荧光材料的散热需求也趋渐严苛。因此，如何能使轮盘及其上的荧光材料有更佳的散热方式，已成为当前重要的研发课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明内容的一实施方式提供一种荧光色轮，包含轮盘本体、光致发光层、多个叶片。光致发光层设置在轮盘本体的前表面上。叶片设置在轮盘本体的后表面上，且光致发光层于轮盘本体的垂直投影至少部分地重叠叶片于轮盘本体的垂直投影，其中叶片位在轮盘本体的后表面的部分区域并各自沿着曲形路径延伸，且自轮盘本体的对称中心至轮盘本体的边界的直线连线会与两个以上的叶片相交。

于部分实施方式中，叶片各自具有第一端与第二端，且第一端相对第二端较远离轮盘本体的对称中心，其中第一端至轮盘本体的对称中心的连线与第二端至轮盘本体的对称中心的连线相夹一角度，且该角度介于20度至45度之间。

于部分实施方式中，叶片各自具有第一端与第二端，且第一端相对第二端较远离轮盘本体的对称中心，其中叶片的第一端于曲形路径的切线方向与轮盘本体于边界的切线方向相夹一角度，且角度小于45度。

于部分实施方式中，荧光色轮还包含承载基板。承载基板设置于轮盘本体与光致发光层之间，并配置为环状，其中叶片各自具有第一端与第二端，且第一端相对第二端较远离轮盘本体的对称中心，其中环状的承载基板于轮盘本体的垂直投影的内侧边界切齐叶片各自的第二端于轮盘本体的垂直投影。

于部分实施方式中，荧光色轮还包含承载基板。承载基板设置于轮盘本体与光致发光层之间，并配置为环状，其中叶片各自具有第一端与第二端，且第一端相对第二端较远离轮盘本体的对称中心，其中环状的承载基板于轮盘本体的垂直投影的内侧边界相对叶片各自的第二端于轮盘本体的垂直投影较靠近轮盘本体的对称中心。

于部分实施方式中，荧光色轮还包含承载基板。承载基板设置于轮盘本体与光致发光层之间，且承载基板与轮盘本体包含相同的材料。

于部分实施方式中，荧光色轮还包含承载基板。承载基板设置于轮盘本体与光致发光层之间，且承载基板与轮盘本体包含相异的材料。

于部分实施方式中，光致发光层配置为环状，且环状的光致发光层的外侧边界与轮盘本体的边界为相分隔的。

于部分实施方式中，叶片各自具有第一端与第二端，第一端相对第二端较远离轮盘本体的对称中心，且第一端延伸至轮盘本体的边界。

于部分实施方式中，叶片的总面积介于6000平方毫米至32000平方毫米之间。

附图说明

图1A为根据本发明内容的第一实施方式绘示荧光色轮的立体示意图。

图1B绘示图1A的荧光色轮的立体示意图，其中图1A与图1B的视角彼此相反。

图1C为沿着图1A的线段1C-1C’绘示荧光色轮的侧剖面示意图。

图1D绘示图1A的荧光色轮的后视示意图。

图2A为根据本发明内容的第二实施方式绘示荧光色轮的立体示意图，且图2A的视角雷同图1A。

图2B为沿着图2A的线段2B-2B’绘示荧光色轮的侧剖面示意图。

其中，附图标记：

100A、100B 荧光色轮

110 轮盘本体

120 承载基板

130 光致发光层

140 叶片

142 第一端

144 第二端

1C-1C’、2B-2B’ 线段

C 对称中心

D 距离

E 边界

I1、I2 内侧边界

L1 直线连线

L2、L3 连线

R 半径

O1、O2 外侧边界

S1 前表面

S2 后表面

T1、T2 切线

θ1、θ2 角度

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明内容的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明内容。也就是说，在本发明内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

在本文中，使用第一、第二与第三等词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层也可被称为第二元件、组件、区域、层，而不脱离本发明内容的本意。

本文使用的“约”或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”或“实质上”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。

本发明内容中，为了使荧光色轮能有更好的散热效率，在荧光色轮的轮盘本体上配置了多个叶片，其中这些叶片可通过沿着曲形路径配置，借以提升其延伸长度并因此增加散热面积。此外，叶片可以是位在轮盘本体的后表面的部分区域内，而不用占据轮盘本体的后表面的全部区域，借以避免叶片风阻太大及避免荧光色轮过重。如此一来，当使用马达带动荧光色轮转动并进行散热时，将可更易于使荧光色轮具有高转速，从而能稳定地进行散热。

请先参照图1A、图1B及图1C，图1A为根据本发明内容的第一实施方式绘示荧光色轮100A的立体示意图，图1B绘示图1A的荧光色轮100A的立体示意图，其中图1A与图1B的视角彼此相反，而图1C为沿着图1A的线段1C-1C’绘示荧光色轮100A的侧剖面示意图。

荧光色轮100A可以是一种反射式色轮，其可通过光束激发后产生激发光，例如可被激光束激发。此外，荧光色轮100A可通过驱动轴(未绘示)连接至马达(未绘示)，当马达带动驱动轴转动后，即可连带转动荧光色轮100A。荧光色轮100A可包含轮盘本体110、承载基板120、光致发光层130以及多个叶片140。

轮盘本体110为圆盘状，并具有彼此相对的前表面S1与后表面S2。圆盘状的轮盘本体110会是呈现圆对称的外观，并具有对称中心C及边界E，其中边界E的整体轮廓相对对称中心C呈现辐射对称。为了便于后续说明，在轮盘本体110的前表面S1与后表面S2分别标示有对称中心C。轮盘本体110的材料可包含金属，像是铜、铝或其他合适的金属材料。于部分实施方式中，连接至马达的驱动轴可直接连接或间接连接轮盘本体110，并覆盖轮盘本体110的对称中心C，使得驱动轴会与轮盘本体110的对称中心C相交。

承载基板120及光致发光层130设置在轮盘本体110的前表面S1上，其中承载基板120为设置于轮盘本体110与光致发光层130之间。承载基板120及光致发光层130可配置为环状，且其可位在轮盘本体110的前表面S1的部分区域。更进一步来说，环状的承载基板120会具有内侧边界I1，其中内侧边界I1围绕轮盘本体110的对称中心C，并与轮盘本体110的对称中心C相隔一段距离。此外，于部分实施方式中，环状的承载基板120会具有外侧边界O1，且外侧边界O1切齐轮盘本体110的边界E。

光致发光层130的配置面积可小于承载基板120的配置面积。具体来说，光致发光层130的内侧边界I2与外侧边界O2会位在承载基板120的内侧边界I1与外侧边界O1之间，并分别与承载基板120的内侧边界I1与外侧边界O1相隔一段距离。

于部分实施方式中，光致发光层130可形成在承载基板120上，例如可通过涂布的方式形成，而承载基板120则可贴合至轮盘本体110的前表面S1，例如可通过使用胶体层贴合，且胶体层会位在承载基板120与轮盘本体110之间。于部分实施方式中，光致发光层130可包含荧光材料，像是YAG、TAG、LuAG的石榴石(garnet)结构的荧光粉、硅化物(Silicate)荧光粉、氮化物(Nitride)荧光粉或其组合。于部分实施方式中，承载基板120与轮盘本体110可包含相异的材料，举例来说，承载基板120可以是蓝宝石基板、玻璃基板、硼硅玻璃基板、浮法硼硅玻璃基板、熔凝石英基板或氟化钙基板、陶瓷基板或其组合。然而，本发明内容的承载基板120不以上述材料为限，承载基板120所包含的材料可依据制程需求散热需求而调整，于其他实施方式中，承载基板120与轮盘本体110也可包含相同的材料，即其可以是皆包含金属材料。

叶片140设置在轮盘本体110的后表面S2上，且可与承载基板120及光致发光层130形成重叠区域。具体而言，承载基板120及光致发光层130于轮盘本体110的垂直投影会至少部分地重叠叶片140于轮盘本体110的垂直投影。

通过此配置，当对荧光色轮100A的光致发光层130提供光束，以使其产生激发光时，累积在光致发光层130内的热量将可经承载基板120及轮盘本体110而传导至叶片140，并通过叶片140与外界进行热交换而达到散热，从而避免光致发光层130累积过多热量。于部分实施方式中，叶片140的材料可包含金属，像是铜、铝或其他合适的金属材料，其中叶片140与轮盘本体110可以是一体成形。或者叶片140也可以是黏合至轮盘本体110。

本实施方式中，可通过叶片140的配置方式来提升对光致发光层130的散热效率，请再看到以下说明。请参照图1D，其绘示图1A的荧光色轮100A的后视示意图。为了方便说明，图1D也以虚线绘示出图1A的承载基板120及和光致发光层130于轮盘本体110的垂直投影的内侧边界I1、I2及外侧边界O2。

叶片140可位在轮盘本体110的后表面S2的部分区域。更进一步来说，叶片140各自可具有相对的第一端142与第二端144，其中第一端142相对第二端144较远离轮盘本体110的对称中心C，且第二端144与轮盘本体110的对称中心C会相隔一段距离。举例来说，叶片140的第二端144至轮盘本体110的对称中心C的距离D可大于轮盘本体110的半径R的一半，如此配置可利于降低叶片140的风阻，借以降低转动荧光色轮100A时的阻抗。

此外，承载基板120于轮盘本体110的垂直投影的内侧边界I1相对叶片140各自的第二端144于轮盘本体110的垂直投影会较靠近轮盘本体110的对称中心C，此将可增加自承载基板120至轮盘本体110的散热路径。然而，本发明内容不以此为限，于其他实施方式中，也可以因荧光色轮100A的整体重量需求而变更承载基板120的内侧边界I1的位置，使得承载基板120于轮盘本体110的垂直投影的内侧边界I1会是切齐叶片140各自的第二端144于轮盘本体110的垂直投影。

叶片140各自可沿着曲形路径延伸，并呈现弯曲状外观。在此，所述的“沿着曲形路径延伸”指的是，在叶片140自第一端142至第二端144的各端点上，会存在不同的切线方向。在叶片140被配置为呈现弯曲状外观的情况下，可利于提升叶片140的配置密度，并也利于增加其散热面积。

在提升叶片140的配置密度方面，由于叶片140各自为沿着曲形路径延伸，故在轮盘本体110的后表面S2的任意一个径向方向上，会配置超过一个叶片140，从而增加叶片140于轮盘本体110的后表面S2上的每单位面积的配置数量。在此，所述的“在轮盘本体110的后表面S2的任意一个径向方向上，会配置超过一个叶片140”意思可以是：自轮盘本体110的对称中心C至轮盘本体110的边界E的直线连线将可与两个以上的叶片140相交，例如像是直线连线L1即与四个叶片140相交。

在增加叶片140的散热面积方面，由于叶片140的散热面积会与其延伸长度有正相关，故在叶片140各自为沿着曲形路径延伸的情况下，其将可以有更长的延伸空间，从而具有更长的延伸长度并因此具有更大的散热面积。具体而言，对单一叶片140来说，其可延伸为使其第一端142至轮盘本体110的对称中心C的连线L2与其第二端144至轮盘本体110的对称中心C的连线L3相夹角度θ1，且角度θ1可介于20度至40度之间。

通过上述配置，可因提升叶片140的配置密度及增加其散热面积，而提升其对光致发光层130的散热效率，同时，也会因叶片140是位在轮盘本体110的后表面S2的部分区域，而致使叶片140的风阻降低，从而可减少转动荧光色轮100A时的阻抗，如此一来，将可进一步地降低使荧光色轮100A达到高转速转动的门槛，也就是马达可使用较低的输出功率来让荧光色轮100A达到高转速，从而能稳定地对光致发光层130进行散热。

此外，沿着曲形路径延伸的叶片140的弯曲程度也会与其所产生的风阻有相关性。于部分实施方式中，叶片140的弯曲程度可以是通过调整叶片140的第一端142于曲形路径的切线方向与轮盘本体110于边界E的切线方向之间的夹角而定。具体来说，图1D中，可先对叶片140的第一端142作出其在曲形路径上的切线T1，其中切线T1会与轮盘本体110的边界E交于一点。接着，对轮盘本体110的边界E于此点上作出切线T2，使得切线T1与T2相交，且其于锐角侧所相夹的角度θ2会小于45度，此可配置将可利于避免叶片140产生过大的风阻。举例来说，在图1D所绘的荧光色轮100A被逆时针转动的情况下，将角度θ2配置为小于45度，将可避免叶片140于转动过程中产生过大的风阻。

另一方面，叶片140于轮盘本体110的后表面S2的向外延伸终点为可调整的。举例来说，本实施方式中，叶片140可延伸至使其各自的第一端142可触及轮盘本体110的边界E，使得叶片140各自的第一端142于轮盘本体110的垂直投影会交于轮盘本体110的边界E。然而，本发明内容不以此为限，于其他实施方式中，叶片140也可延伸至使其各自的第一端142靠近轮盘本体110的边界E而未切齐边界E，即叶片140各自的第一端142于轮盘本体110的垂直投影未交于轮盘本体110的边界E。对此，第一端142延伸所至的位置会与叶片140的风阻及散热面积有相关，此可依据散热需求而调整。

于部分实施方式中，叶片140的总面积可介于6000平方毫米至32000平方毫米之间，此可依据操作需求而调整，例如可依据雷射光的输出功率来调整叶片140的总面积。于部分实施方式中，当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为400瓦特时，叶片140的总面积约为6000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为500瓦特时，叶片140的总面积约为9000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为600瓦特时，叶片140的总面积约为12000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为700瓦特时，叶片140的总面积约为17000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为800瓦特时，叶片140的总面积约为22000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为900瓦特时，叶片140的总面积约为27000平方毫米；当雷射光源对荧光色轮输出雷射光的功率为1000瓦特时，叶片140的总面积约为32000平方毫米。对此，于部分实施方式中，叶片140的总面积可配置成其与雷射光源的输出功率符合方程式(I)：

Y≈(-3)*(10^-7)*(X²)+(0.0323)*X+C……(I)

其中参数Y为雷射光源输出雷射光的功率，单位为瓦特。参数X为叶片140的总面积，单位为平方毫米。数值C为常数，其可以是介于220至240的数字。于实际应用上，叶片140的总面积可大于参数X。

请再看到图2A及图2B，图2A为根据本发明内容的第二实施方式绘示荧光色轮100B的立体示意图，且图2A的视角雷同图1A，而图2B为沿着图2A的线段2B-2B’绘示荧光色轮100B的侧剖面示意图。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于，本实施方式的荧光色轮100B省略设置了承载基板(例如图1A的承载基板120)。

具体而言，本实施方式中，光致发光层130可直接形成在轮盘本体110的前表面S1上，例如可直接涂布在轮盘本体110的前表面S1上，并且光致发光层130可因此而接触轮盘本体110的前表面S1。换言之，光致发光层130与轮盘本体110之间的交界面是由荧光材料与金属材料形成。通过此配置，可降低荧光色轮100B整体的重量，从而减低负重，并能更进一步地降低使荧光色轮100B达到高转速转动的门坎。

综上所述，本发明内容的荧光色轮包含轮盘本体、光致发光层以及多个叶片，其中光致发光层与叶片分别设置在轮盘本体的前表面与后表面上，且光致发光层于轮盘本体的垂直投影至少部分地重叠叶片于轮盘本体的垂直投影。叶片会位在轮盘本体的后表面的部分区域，并各自沿着曲形路径延伸，且自轮盘本体的对称中心至轮盘本体的边界的直线连线会与两个以上的叶片相交。通过此配置，由于叶片为位在轮盘本体的后表面的部分区域内，故其可不用占据轮盘本体的后表面的全部区域，借以避免叶片风阻太大及避免荧光色轮过重。如此一来，当使用马达带动荧光色轮转动并进行散热时，将可更易于使荧光色轮具有高转速，从而能稳定地进行散热。

虽然本发明内容已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种荧光色轮，其特征在于，包含：

一轮盘本体；

一光致发光层，设置在该轮盘本体的一前表面上；以及

多个叶片，设置在该轮盘本体的一后表面上，且该光致发光层于该轮盘本体的垂直投影至少部分地重叠该些叶片于该轮盘本体的垂直投影，其中该些叶片位在该轮盘本体的该后表面的部分区域并各自沿着一曲形路径延伸，且自该轮盘本体的一对称中心至该轮盘本体的一边界的直线连线会与两个以上的该些叶片相交。

2.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，该些叶片各自具有一第一端与一第二端，且该第一端相对该第二端较远离该轮盘本体的该对称中心，其中该第一端至该轮盘本体的该对称中心的连线与该第二端至该轮盘本体的该对称中心的连线相夹一角度，且该角度介于20度至45度之间。

3.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，该些叶片各自具有一第一端与一第二端，且该第一端相对该第二端较远离该轮盘本体的该对称中心，其中该些叶片各自的该第一端于该曲形路径的切线方向与该轮盘本体于该边界的切线方向相夹一角度，且该角度小于45度。

4.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，还包含一承载基板，设置于该轮盘本体与该光致发光层之间，并配置为环状，其中该些叶片各自具有一第一端与一第二端，且该第一端相对该第二端较远离该轮盘本体的该对称中心，其中环状的该承载基板于该轮盘本体的垂直投影的内侧边界切齐该些叶片各自的该第二端于该轮盘本体的垂直投影。

5.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，还包含一承载基板，设置于该轮盘本体与该光致发光层之间，并配置为环状，其中该些叶片各自具有一第一端与一第二端，且该第一端相对该第二端较远离该轮盘本体的该对称中心，其中环状的该承载基板于该轮盘本体的垂直投影的内侧边界相对该些叶片各自的该第二端于该轮盘本体的垂直投影较靠近该轮盘本体的该对称中心。

6.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，还包含一承载基板，设置于该轮盘本体与该光致发光层之间，且该承载基板与该轮盘本体包含相同的材料。

7.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，还包含一承载基板，设置于该轮盘本体与该光致发光层之间，且该承载基板与该轮盘本体包含相异的材料。

8.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，该光致发光层配置为环状，且环状的该光致发光层的外侧边界与该轮盘本体的该边界为相分隔的。

9.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，该些叶片各自具有一第一端与一第二端，该第一端相对该第二端较远离该轮盘本体的该对称中心，且该第一端延伸至该轮盘本体的该边界。

10.根据权利要求1所述的荧光色轮，其特征在于，该些叶片的总面积介于6000平方毫米至32000平方毫米之间。