CN113671780A - 发光单元、光源系统和激光投影设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光单元、光源系统和激光投影设备，属于投影技术领域。所述发光单元包括：导热基板、封装壳体、支撑座、荧光部及发光芯片。该发光单元中的支撑座可以使得发光芯片发出的光束射向荧光部，激发荧光部发出荧光。由于荧光部是直接与导热基板接触的，二者之间不存在胶体。因此，荧光部所产生的热量可以较快的传至整个导热基板上，以对荧光部进行快速的散热，使得荧光部的工作温度较低。如此，可以有效的提高荧光部的荧光激发效率，且还可以有效的降低荧光部受到损坏的概率。使得发光单元的整体亮度较高。
Description
技术领域
本申请涉及投影技术领域，特别涉及一种发光单元、光源系统和激光投影设备。
背景技术
目前，投影设备的光源主要分为三种，即传统灯泡光源、发光二极管光源(英文：light-emitting diode；简写：LED)和激光光源，其中，激光光源作为投影设备的光源，具有亮度高，色彩鲜艳，能耗低且寿命长，使得投影设备具有画面对比度高，成像清晰的特点。
一种光源系统，包括：激光器、荧光轮和光路组件。激光器包括多个用于发出单色激光的激光单元。荧光轮包括基板，以及位于基板上的荧光层。其中，基板具有第一分区和第二分区，荧光层位于基板的第一分区内，基板的第二分区通常为透射区或反射区。随着荧光轮转动，激光器发出的激光会依次照射到第一分区和第二分区。在激光器发出的激光照射到第一分区后，第一分区内的荧光层会受到激光的激发并发出荧光，其发出的荧光会射向光路组件；在激光器发出的激光照射到第二分区后，第二分区会将激光导向光路组件。这样，光路组件能够将荧光和激光进行混光后输出。
但是，在上述的光源系统中，荧光轮通常依靠基板和自身的旋转进行散热。由于荧光轮中的荧光层通常是通过胶体黏合在基板上，该胶体不利于荧光层的散热。因此，荧光轮的散热效果较差。并且，当荧光轮的工作温度较高时，荧光轮中的荧光层对荧光的激发效率较低，且还会导致荧光层受到损坏。
发明内容
本申请实施例提供了一种发光单元、光源系统和激光投影设备。所述技术方案如下：
根据本申请的第一方面，提供了一种发光单元，所述发光单元包括：
导热基板；
与所述导热基板连接的封装壳体，所述封装壳体远离所述导热基板的一侧具有出光口；
位于所述封装壳体内且与所述导热基板连接的支撑座和荧光部，所述支撑座靠近所述荧光部的一侧具有支撑面，所述支撑面与所述支撑座的底面之间的夹角为锐角，所述底面为所述支撑座与所述导热基板接触的一面，所述荧光部与所述导热基板接触；
以及，位于所述支撑面上的发光芯片；
其中，所述发光芯片用于向所述荧光部发射光束；所述荧光部用于在所述光束中的至少部分光线的激发作用下向所述出光口发出荧光。
根据本申请的另一方面，提供了一种光源系统，所述光源系统包括发光组件、光路整形组件和滤色组件；
所述发光组件包括：阵列排布的多个发光单元，每个所述发光单元为上述的发光单元。
根据本申请的另一方面，提供了一种激光投影设备，该激光投影设备包括：光源系统、至少一个光阀和投影镜头；所述光源系统为上述的光源系统。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
提供了一种发光单元，包括：导热基板、封装壳体、支撑座、荧光部及发光芯片。该发光单元中的支撑座可以使得发光芯片发出的光束射向荧光部，激发荧光部发出荧光，激发荧光部发出荧光。由于荧光部是直接与导热基板接触的，二者之间不存在胶体。因此，荧光部所产生的热量可以较快的传至整个导热基板上，以对荧光部进行快速的散热，使得荧光部的工作温度较低。如此，可以有效的提高荧光部的荧光激发效率，且还可以有效的降低荧光部受到损坏的概率。使得发光单元的整体亮度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种光源系统的结构示意图；
图2是图1所示的光源系统中荧光组件的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的一种发光单元的结构示意图；
图4是图3所示的发光单元的光路示意图；
图5是本申请实施例示出的另一种发光单元的结构示意图；
图6是本申请实施例示出的另一种透镜组的示意图；
图7是图5所示的发光单元中荧光部的结构示意图；
图8是本申请实施例示出的另一种发光单元的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种光源系统的结构示意图；
图10是图9所示的光源系统中滤色组件的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
激光光源系统中使用激光激发荧光材料，产生不同颜色的荧光作为光源，用于投影显示系统，与使用传统的灯泡光源的投影显示光源相比，激光激发产生荧光的光源具有亮度高，色彩鲜艳，能耗低且寿命长，使得投影设备具有画面对比度高，成像清晰的特点。
荧光是物质吸收光照或者其他电磁辐射后发出的光。即当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)；很多荧光物质一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。
如图1所示，图1是一种激光光源系统的结构示意图，该激光光源系统包括激光器101、荧光轮102、光路组件103、输出组件104以及聚光组件105。激光器101包括多个用于发出单色激光的激光单元1011。自然界中蓝光波长短，且蓝色激光单元的成本相对低，通常选用蓝色激光单元。
如图2所示，图2是图1所示的激光光源系统中荧光组件的结构示意图。该荧光轮102包括基板1022，以及位于基板上的荧光层1021。其中，基板具有第一分区和第二分区。荧光层1021位于基板1022的第一分区内，基板1022的第二分区通常为透射区或反射区。随着荧光轮102转动，激光器发出的激光会依次照射到第一分区和第二分区。在激光器发出的激光照射到第一分区后，第一分区内的荧光层1021会受到激光的激发并发出荧光，其发出的荧光会射向光路组件；在激光器发出的激光照射到第二分区后，第二分区会将激光导向光路组件。这样，光路组件能够将荧光和激光进行混光后输出。
因照射至荧光轮102的光束能量密度较大，荧光轮102还包括驱动部件1023，驱动荧光轮102旋转以避免荧光轮102被高能激光损坏。
如图1所示，光路组件103包括第一透镜组件1031和第二透镜组件1032，当蓝色激光到达荧光轮102时，荧光轮102的入射面前方设置有第一透镜组件1031，第一透镜组件1031具有聚焦和准直的双重作用。当激光经第一透镜组件1031入射荧光轮102时，能够使激光光束会聚成较小的光斑，荧光轮102旋转至反射部位置时，蓝色激光光斑照射到荧光轮102反射部的荧光层上，激发出荧光。其中受激的荧光被轮状表面反射并透过第一透镜组件1031，由于荧光的发散角度比较大，因此经过第一透镜组件1031后就进行了准直，转换成平行的光束射出。当荧光轮102旋转至透射部位置时，允许蓝色激光光斑从荧光轮102的透射部透射过去，且由于光沿直线传播，蓝光先经过第一透镜组件1031被聚焦后还会发散，因此根据光路可逆，蓝色激光到达荧光轮102的背面时还需要再次经过第二透镜组件1032进行准直，以平行的光束传播。蓝色激光经过光学回路，输出蓝光。光路组件103用于提供不同颜色荧光的光路，以使激光光源系统中的荧光和蓝光构成了激光显示所需的基色。
输出组件104可以为滤色轮。该激光光源系统可以用于数字光处理(英文：DigitalLight Processing；简写：DLP)显示系统需要时序的输出红、绿、蓝三种基色，其中，蓝色基色由蓝色激光光束提供，而红色和绿色基色则由滤色轮从荧光光束中滤出。
但是，上述激光光源系统存在以下问题：该激光光源系统中，荧光轮通常依靠基板和自身的旋转进行散热。由于荧光轮中的荧光层通常是通过胶体黏合在基板上，该胶体不利于荧光层的散热。因此，荧光轮的散热效果较差。导致其热量无法快速散出而聚集在荧光层上，导致荧光层的热量较高，荧光的转换效率较差，进而导致显示系统的显示效果较差。并且，当荧光轮的工作温度较高时，荧光轮中的荧光层对荧光的激发效率较低，且还会导致荧光层受到损坏。
本申请实施例提供了一种发光单元、光源系统和激光投影设备，能够解决上述相关技术中存在的问题。
如图3所示，图3是本申请实施例示出的一种发光单元的结构示意图，该发光单元20包括：导热基板21、封装壳体22、支撑座23、荧光部24和发光芯片25。
封装壳体22与导热基板21连接，且该封装壳体22远离导热基板21的一侧具有出光口221。
支撑座23和荧光部24均位于封装壳体22内且与导热基板21连接。其中，支撑座23靠近荧光部24的一侧具有支撑面231，且支撑座23的支撑面231与支撑座23的底面232之间的夹角α为锐角，该支撑座23的底面232为支撑座23与导热基板21接触的一面。荧光部24与导热基板21接触。在这种情况下，由于荧光部24是直接与导热基板21接触的，二者之间不存在胶体。因此，荧光部24所产生的热量可以较快的传至整个导热基板21上，以对荧光部24进行快速的散热，使得荧光部24的工作温度较低。
发光芯片25位于支撑座23的支撑面231上，且可以与支撑座23的支撑板231连接。
在本申请实施例中，如图4所示，图4是图3所示的发光单元的光路示意图。发光芯片25用于向荧光部24发射光束。该发光芯片25可以包括半导体发光元件，示例性的，该半导体发光元件可以发射波长范围为420nm～470nm(即为蓝色光波段)的激光光束。需要说明的是，本申请实施例中的发光芯片25还可以发射另外波长范围的光束。例如，发光芯片25还可以发射波长范围为410nm～450nm的光束，本申请实施例在此不做限制。
荧光部24可以用于将发光芯片25发射的光束中的一部分光线激发为荧光，并将激发的荧光导向封装壳体22的出光口221。荧光部24还用于将发光芯片25发射的光束中的另一部分光线直接导向封装壳体22的出光口221。该发光芯片25发射的光束中的另一部分光线可以指发光芯片25发射的光束中未被荧光部24激发的光线。也即是，荧光部24可以将其激发出的荧光与未被其激发的光线一同导向封装壳体22的出光口221。示例性的，发光芯片25射出的光束为蓝色激光，荧光部24将该蓝色光束中的一部分光线激发为黄色荧光，并将激发的黄色荧光与未被其激发的蓝色光线一同导向封装壳体22的出光口221，出光口221输出白色光束。
综上所述，本申请实施例提供了一种发光单元，包括：导热基板、封装壳体、支撑座、荧光部及发光芯片。该发光单元中的支撑座可以使得发光芯片发出的光束射向荧光部，激发荧光部发出荧光。由于荧光部是直接与导热基板接触的，二者之间不存在胶体。因此，荧光部所产生的热量可以较快的传至整个导热基板上，以对荧光部进行快速的散热，使得荧光部的工作温度较低。如此，可以有效的提高荧光部的荧光激发效率，且还可以有效的降低荧光部受到损坏的概率。使得发光单元的整体亮度较高。
示例性的，该发光单元20中的发光芯片25照射至荧光部24的光束的能量可以小于或等于20W。而相关技术中激光器照射至荧光组件的激光光束的能量为60W～100W。因此，本申请实施例中荧光部24接收的能量较小，可以避免荧光部24出现温度较高的问题，使得荧光部24的荧光激发效率较高。
或者，该发光单元20中的发光芯片25照射至荧光部24的光束的能量可以大于20W。由于本申请实施例中的荧光部24的散热较快，可以使得荧光部24在接收到较高的能量的情况下，保持较高的激发效率。
可选地，如图4所示，导热基板21中与荧光部24接触的区域为反射区。其中，荧光部24可以用于在发光芯片25发出的光束中的一部分光线的激发作用下发出荧光，并透射光束中的另一部分光线。即就是，荧光部24可以用于在发光芯片25发射的光束中的一部分光线的激发作用下向封装壳体22的出光口221发出荧光。荧光部24还用于将发光芯片25发射的光束中的透射至导热基板21的反射区。导热基板21的反射区用于将光束中从荧光部24透射的至少部分光线反射向出光口221。
该发光芯片25发射的光束中的另一部分光线可以指发光芯片25发射的光束中未激发荧光部24的光线。也即是，荧光部24发出的荧光可以与导热基板21的反射区反射的至少部分未激发荧光部24的光线混合导向封装壳体22的出光口221。示例性的，发光芯片25射出的光束为蓝色激光，荧光部24在该蓝色光束中的一部分光线的激发作用下发出黄色荧光，导热基板21的反射区反射至少部分蓝色光线至出光口221。即就是，黄色荧光与未激发荧光部24的蓝色光线可以一同射向封装壳体22的出光口221，出光口221输出白色光束。
通常情况下，荧光部24的厚度与荧光部24的荧光激发比例有关，一般情况下，当荧光部24的材质相同时，荧光部24越厚，荧光部24在发光芯片25射出光束中的光线的激发作用下产生的荧光的比例越高，直接穿过荧光部24的发光芯片25射出光束中的光线的比例越低。激发的荧光和直接被反射的光束的比例可以由红绿蓝色彩模式的色彩配比决定，不同比例时光束的色温不同。当设置的色温较低的情况下，可以通过增加荧光部24的厚度，以增加荧光部24激发的荧光，减少反射的光线来实现。红绿蓝色彩模式(英文：red green bluecolor mode)是工业界的一种颜色标准，是通过对红、绿和蓝三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，红、绿和蓝即是代表红、绿和蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是运用最广的颜色系统之一。
色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。示例性的，红色的色温最低，然后逐步增加的是橙色、黄色、白色和蓝色，蓝色是最高的色温；色温越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。
示例性的，荧光部24可以用于激发出黄色荧光，发光芯片25发出的光束为蓝色激光；荧光部24发出的黄色荧光与发光芯片25发出的蓝色激光的部分光束，在出光口处汇聚产生白色光束。现有的蓝色激光的部分光束与黄色荧光形成的白色光束的色温达不到在色温比例要求时，可以通过调整荧光部24中的荧光层252的厚度以调整未激发荧光部24的蓝色激光的比例。
在一种可选的示例中，导热基板21的反射区可以包括白色漫反射层或者金属反射层。该白色漫反射层或者金属反射层可以与导热基板21连接。其中，白色漫反射层可以对反射的光束起匀光作用。金属反射层发材料可以包括铝或者银等，金属反射层的反射效果较好。或者，导热基板21可以具有反射功能，如此，无需在导热基板21上设置白色漫反射层或者金属层，即可以起到反射作用。
可选地，金属反射层可以通过镀膜的方式形成在导热基板21上。荧光部24可以通过键合或者高温烧结的方式固定在导热基板上。如此，可以使得发光芯片25发出的光束中的一部分光线在直接穿过荧光部24后照射至导热基板21的反射区，再经过反射区的反射照射至出光口。
在一种可选示例中，如图5所示，图5是本申请实施例示出的另一种发光单元的结构示意图。发光单元20还可以包括：位于支撑面231上的透镜组26。且透镜组26位于发光芯片25靠近荧光部24的一侧，透镜组26用于将发光芯片25射出的光束汇聚到荧光部24上。透镜组26可以对透过的光束进行聚焦和准直的双重作用，以减少发光芯片25射出的光束在传输过程中的扩散程度，从而使得荧光部24以较高的效率激发荧光。
进一步地，如图5所示，透镜组26可以包括至少一个透镜261，每个透镜261的形状呈棱柱状，且该透镜261的侧面261a与支撑座23的支撑面231连接，以固定透镜261。示例性的，透镜261可以通过胶体贴合、机械固定、烧结银烧结、焊接或者键合的方式封装在支撑座23的支撑面231上。透镜261朝向发光芯片25的一端的端面和远离发光芯片25的一端的端面中的至少一个具有曲面261b。
可选地，如图5所示，透镜组26可以包括一个透镜261，该透镜261的形状呈棱柱状，透镜261的侧面261a与支撑座23的支撑面231连接，透镜261远离发光芯片25的一端的端面具有曲面261b，且该曲面261b可以为非球面曲面。
或者，在一种可实现方式中，如图6所示，图6是本申请实施例示出的另一种透镜组的结构示意图。透镜组26可以包括一个透镜262，该透镜262的形状呈棱柱状，且该透镜261的侧面262a与支撑座23的支撑面231连接，以固定透镜262。该透镜262朝向发光芯片25的一端的端面和远离发光芯片25的一端的端面均具有曲面(262b和262c)。两个曲面(262b和262c)可以分别为球面曲面和非球面曲面。其中球面曲面可以靠近荧光部24设置。
或者，透镜组可以包括两个透镜，该两个透镜朝向发光芯片的一端的端面均具有曲面。两个曲面可以分别为球面曲面和非球面曲面。
或者，透镜组可以包括球面透镜、非球面透镜以及固定结构，该固定结构用于将球面透镜以及非球面透镜固定在支撑座的支撑面上。
可选地，如图5所示，发光芯片25发射的光束的中心线与透镜261的曲面261b的轴心线共线。如此，可以使得经过透镜的光束聚焦成较小的光斑，且可以在很大程度避免照射至荧光部24的光束变形。
可选地，如图5所示，发光单元20还可以包括：位于支撑座23的支撑面231上的芯片基座27，芯片基座27远离支撑座23的支撑面231的一侧与发光芯片25连接。芯片基座27可以增大发光芯片25与支撑座23的支撑面231之间的距离，可以避免发光芯片25发出的光束照射到支撑座23的支撑面231上导致支撑面温度过高。同时，芯片基座27可以使得更多的发光芯片25发出的光束照射到荧光部24上，以提高发光芯片25发出的光束的利用率。芯片基座27可以通过机械固定、烧结银烧结、焊接或者键合的方式封装在支撑座23的支撑面231上。
可选地，如图5所示，发光单元20还可以包括：与封装壳体22连接，且位于出光口221处的光学元件28。该光学元件28可以用于对出光口221出射的光束进行准直、汇聚和/或匀光。该光学元件28可以包括复眼透镜组件、非球面透镜、菲涅尔透镜和球面镜中的至少一种。示例性的，该光学元件28为复眼透镜，可以用于接收荧光部24发射的光束，并对接收的光束进行光束匀化以及光斑优化。
可选地，如图7所示，图7是图5所示的发光单元中荧光部的结构示意图。该荧光部24可以包括与导热基板连接的荧光层241。其中，中，荧光层241可以在激光光束的照射下产生荧光，导热基板的反射区可以有效反射荧光层241产生的荧光。该荧光可以被导热基板的反射区反射后射向出光口。
在一种可选示例中，荧光层241的材料可以包括：钇铝石榴石(英文：YttriumAluminum Garnet；简写：YAG)及其衍生荧光粉材料或者单晶荧光材料。该钇铝石榴石及其衍生荧光粉材料可以包括铈掺杂的钇铝石榴石(ce:YAG)荧光粉。
荧光层241的材料还可以包括荧光粉和硅胶、玻璃或者陶瓷等组合而成的无机复合波长转换材料。其中，硅胶可以为无机硅胶。
可选地，荧光层241的材料为钇铝石榴石晶体荧光粉与陶瓷材料高温烧结的荧光陶瓷，或者单结晶钇铝石榴石荧光粉晶体。
即可以采用钇铝石榴石晶体荧光粉和陶瓷通过晶体生长的方式形成荧光层241，该荧光层241也可以称为陶瓷荧光片。或者，可以仅采用钇铝石榴石荧光粉通过晶体生长的方式形成荧光层241，该荧光层241也可以称为单晶荧光层。示例性的，荧光层241中的钇铝石榴石荧光粉可以在激光光束的照射下产生波长范围为400nm～780nm(即为可见光范围)的荧光。
需要说明的是，本申请实施例中荧光层241的荧光粉还可以为其他材质以及其他颜色。示例性的，荧光层241中的材料包括红色的钇铝石榴石荧光粉，则该荧光层241中的红色的钇铝石榴石荧光粉，可以在发光芯片射出的激光光束的照射下产生红色荧光，即可以产生波长范围为625nm～740nm的荧光。本申请实施例对此不做限制。
可选的，荧光层241的厚度范围可以为0.01mm～1mm。进一步的，荧光层241的厚度范围可以为0.1mm～0.3mm。
荧光陶瓷片可以通过机械固定、键合或者焊接的方式封装在承载导热基板上。或者，也可以通过高温烧结将陶瓷荧光材料烧结封装在导热基板上。以使得陶瓷荧光片固定在导热基板上。如此，荧光陶瓷片上产生的温度可以传输至导热基板上，以使得荧光陶瓷片可以快速散热。
可选地，如图7所示，该荧光部24还可以包括光学增透膜242。该光学增透膜242可以位于该荧光层241远离导热基板的一面。
也即是，当发光芯片射出的激光光束照射至该荧光部24时，可以从该光学增透膜242透射后再照射至荧光层241。其中，该光学增透膜242可以有效减少激光光束被反射。示例性的，假设激光光束为蓝色激光光束，则该光学增透膜242可以减少蓝光被反射，即可以减少波长范围为420nm～470nm的光被反射。
可选地，如图8所示，图8是本申请实施例示出的另一种发光单元的结构示意图。支撑座23的个数与发光芯片25的个数均为两个，两个支撑座23分别位于荧光部24的两侧，且两个发光芯片25分别位于两个支撑座23的支撑面231上。一般情况下，照射光越强，荧光材料上被激发到激发态的分子数量越多，从而产生的荧光强度越强。如此，可以增强发光单元20射出的光束的亮度。
可选地，导热基板21、封装壳体22和支撑座23均由导热材料制成。其中，导热基板21的材料可以包括：金属及其合金材料、碳化硅、氮化铝、陶瓷材料或者玻璃体等导热材料。示例性的，导热基板21的材料可以为铝合金或者导热陶瓷片，导热陶瓷片可以为绝缘且导热良好的陶瓷片，荧光部24被激光光束照射后产生的热量，可以传导至导热基板的各个区域，可以进一步降低荧光部24的温度。从而可以避免由于该荧光部24中被激光光束照射的区域的热量较高导致荧光部24转换荧光的效率较差，进而影响发光单元的亮度。可选的，该导热基板21的厚度范围可以为0.2毫米～10毫米。
可选的，芯片基座27的材料可以为碳化硅、氮化铝或者硅等导热材料。支撑座23的材料可以包括：金属及其合金材料、碳化硅、氮化铝或者导热陶瓷等导热材料。封装壳体22的材料可以包括金属材料或者陶瓷材料等导热材料。
发光芯片25通过芯片基座27与支撑座23的支撑面231连接，支撑座23还具有与封装壳体22接触的支撑侧面233，如此，发光芯片25产生的热量，可以通过芯片基座27与支撑座23传导至封装壳体22的各个区域，从而可以提高对发光芯片25的散热效率。
封装壳体22可以为其内部的发光芯片25、荧光部24和透镜组26提供密封保护，并且可以为出光口221处的光学元件提供固定位置。
需要说明的是，本申请实施例中的导热基板21、封装壳体22、芯片基座27和支撑座23的材料也可以为其他具有导热性能的材料，本发明实施例对此不做限定。
可选地，如图5所示，发光单元20还可以包括电路(图中未示出)及管脚211，用于给发光芯片25提供驱动电流。
综上所述，本申请实施例提供了一种发光单元，包括：导热基板、封装壳体、支撑座、荧光部及发光芯片。该发光单元中的支撑座可以使得发光芯片发出的光束射向荧光部，激发荧光部发出荧光。由于荧光部是直接与导热基板接触的，二者之间不存在胶体。因此，荧光部所产生的热量可以较快的传至整个导热基板上，以对荧光部进行快速的散热，使得荧光部的工作温度较低。如此，可以有效的提高荧光部的荧光激发效率，且还可以有效的降低荧光部受到损坏的概率。使得发光单元的整体亮度较高。
如图9所示，图9是本申请实施例提供的一种光源系统的结构示意图。该光源系统30可以包括：发光组件31、光路整形组件32和滤色组件33。
其中，发光组件31可以包括：阵列排布的多个发光单元20，每个发光单元20为上述的发光单元20，例如，图3、图4、图5、图6或者图8示出的发光单元20。发光组件31还可以包括集成基座311，该多个发光单元20可以阵列分布在集成基座311上。其中，集成基座311的材料可以为金属及其合金材料、碳化硅、氮化铝或者导热陶瓷等导热材料。该集成基座311可以具有为多个发光单元20提供结构支撑、散热和电气连接的作用。
当发光单元20仅出射荧光时，发光组件31中还可以包括单色发光元件，该单色发光元件可以用于发出单色光束，并与发光单元20发出的荧光混合生成白光光束。示例性的，发光单元20可以射出光色荧光，单色发光元件可以发出蓝色激光。
当发光单元20可以出射白色混合光束时，发光组件31可以包括阵列排布的多个发光单元20。
光路整形组件32可以用于接收发光组件31发出的光束，并对该光束进行缩束、匀化后形成较小的能量均匀的斑再入射到滤色组件33。
如图10所示，图10是图9所示的光源系统中滤色组件的结构示意图。滤色组件33可以包括绿色滤色片331、蓝色滤色片332和红色滤色片333。滤色组件33还可以包括驱动部件334，驱动部件334用于驱动滤色组件33时序旋转，发光组件发出的光束经过滤色组件33滤色，以时序输出红、绿、蓝三种基色。
示例性的，当光源系统的控制信号指示输出红光时，滤色组件33可以转动至红色滤色片333，发光组件射出的光束照射到该红色滤色片333，该光束中的除红色光束以外的光束被阻挡，红色的光束通过红色滤色片333射出光源系统。
此外，图9所示的光源系统30还可以包括聚光准直透镜34，该聚光准直透镜34可以光路整形组件32的出光侧，用于对光路整形组件32透过的光束进行汇聚。光源系统30还可以包括匀光组件35，该匀光组件35可以位于滤色组件33输出光束的一侧，用于对滤色组件33输出的光束进行匀光。
该匀光组件35可以为复眼透镜或者光导管。复眼透镜通常由一系列小透镜组合形成，将两列复眼透镜阵列平行排列，以对输入的激光光束的光斑分割，在通过后续聚焦透镜将分割的光斑累加，从而得到对光束的匀化以及光斑优化。光导管是一种由四片平面反射片拼接而成的管状器件，也即为空心光导管，光线在光导管内部多次反射，达到匀光的效果。光导管也可以采用实心光导管，光导管的入光口和出光口为形状面积均一致的矩形，光束从光导管的入光口进入，再从光导管的出光口射出，在经过光导管的过程中完成光束匀化以及光斑优化。
可选地，光源系统中可以包括多个发光组件和/或发光二极管，以增加光源系统并获得较好的色彩显示效果。
在相关技术中，如图1所示，光源系统中的光路组件103用于提供不同颜色光束的光路，可以明显看出，该光路组件103的结构较为复杂，体积较大，进而导致光源系统的结构较为复杂，体积较大。
而本申请实施例提供的光源系统中的荧光部减少了较为复杂的驱动组件和光路组件，使得光源系统的结构较为简单，光源系统的体积较小。并且由于该荧光部减少了驱动组件，荧光部可以减少工作时的噪音与摩擦，进而提高了光源系统的性能。
图11是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。参考图11可以看出，该激光投影设备可以包括：光源系统30，至少一个光阀40以及投影镜头50。光源系统30出射光束，至少一个光阀40对光束进行处理，并将处理后的光束导向投影组件50，进而实现成像功能。
至少一个光阀40可以用于对光源装置出射的光束进行数字化调制。通过至少一个光阀40上的微镜的快速翻转，实现光束颜色的反射。至少一个光阀40的分辨率可以为2k、3k或4k。本申请实施例对此不作限制。
该激光投影设备可以包括至少两个光阀以及上述实施例中的光源系统。
可选地，该激光投影设备中的光源系统可以参照上述实施例中提供的光源系统，例如，图9所示的光源系统，该光源系统可以包括发光组件、光路整形组件和滤色组件。发光组件可以包括阵列排布的多个发光单元，每个发光单元可以参照上述实施例中提供的发光单元。
可选地，光阀的数量为三，三个光阀用于分别处理光源系统提供的三种色光。由于该光源系统可以直接出射白光，因此可以匹配三光阀的照明系统。即光阀组件包括光阀、光阀以及光阀，用于分别处理光源系统提供的三种色光。
其中，光阀可以为数字微镜元件(英文：digital micromirror device，简写：DMD)，硅基液晶微型器件(英文：Liquid Crystal on Silicon；简写：LCOS)或液晶显示微型器件(英文：Liquid Crystal Display；简写：LCD)。
光阀组件可以包括三块LCD，其中LCD是利用了液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而产生不同灰度层次及色彩的图像，LCD的主要成像器件是液晶板，将红、绿和蓝三色液晶板上的光，通过透镜放大和反光镜透射出。
示例性的，三片式LCD投影机是用红、绿和蓝三块液晶板分别作为红、绿和蓝三色光的控制层。光源系统发射出来的白色光经过镜头组后会聚到分色镜组，红色光首先被分离出来，投射到红色液晶板上，液晶板形成图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上，形成图像中的绿色光信息，同样蓝色光经蓝色液晶板后生成图像中的蓝色光信息，三种颜色的光在棱镜组中会聚，由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。
或者，光阀组件可以包括三块LCOS，LCOS是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置，LCOS的两层基板中间填充液晶于基板间形成光阀，可以由电路的开关以推动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种发光单元，其特征在于，包括：
导热基板；
与所述导热基板连接的封装壳体，所述封装壳体远离所述导热基板的一侧具有出光口；
位于所述封装壳体内且与所述导热基板连接的支撑座和荧光部，所述支撑座靠近所述荧光部的一侧具有支撑面，所述支撑面与所述支撑座的底面之间的夹角为锐角，所述底面为所述支撑座与所述导热基板接触的一面，所述荧光部与所述导热基板接触；
以及，位于所述支撑面上的发光芯片；
其中，所述发光芯片用于向所述荧光部发射光束；所述荧光部用于在所述光束中的至少部分光线的激发作用下向所述出光口发出荧光。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述导热基板中与所述荧光部接触的区域为反射区；
其中，所述荧光部用于在所述光束中的一部分光线的激发作用下发出所述荧光，并透射所述光束中的另一部分光线；
所述反射区用于将所述光束中从所述荧光部透射的至少部分光线反射向所述出光口。
3.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括：位于所述支撑面上的透镜组，且所述透镜组位于所述发光芯片靠近所述荧光部一侧，所述透镜组用于将所述发光芯片射出的光束汇聚到所述荧光部上。
4.根据权利要求3所述的发光单元，其特征在于，所述透镜组包括至少一个透镜，每个所述透镜的形状呈棱柱状，所述透镜的侧面与所述支撑面连接，所述透镜朝向所述发光芯片的一端的端面和远离所述发光芯片的一端的端面中的至少一个具有曲面。
5.根据权利要求4所述的发光单元，其特征在于，所述发光芯片发射的光束的中心线与所述曲面的轴心线共线。
6.根据权利要求1至5任一所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括：位于所述支撑面上的芯片基座，所述芯片基座远离所述支撑面的一侧与所述发光芯片连接。
7.根据权利要求1至5任一所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括：与所述封装壳体连接，且位于所述出光口处的光学元件，所述光学元件用于对所述出光口出射的光束进行准直、汇聚和/或匀光。
8.根据权利要求1至5任一所述的发光单元，其特征在于，所述支撑座的个数与所述发光芯片的个数均为两个，两个所述支撑座分别位于所述荧光部的两侧，且两个所述发光芯片分别位于两个支撑座的支撑面上。
9.根据权利要求1至5任一所述的发光单元，其特征在于，所述导热基板、所述封装壳体和所述支撑座均由导热材料制成。
10.一种光源系统，其特征在于，包括：发光组件、光路整形组件和滤色组件；
所述发光组件包括：阵列排布的多个发光单元，每个所述发光单元为权利要求1至9任一所述的发光单元。
11.一种激光投影设备，其特征在于，包括光源系统、至少一个光阀和投影镜头；
所述光源系统为权利要求10所述的光源系统。
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