CN114675414A - 一种扰流散热式荧光轮 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光投影技术领域，提出一种扰流散热式荧光轮。包括圆形基板，圆形基板表面涂覆有荧光介质；所述圆形基板的边缘向外均匀延伸形成散热环片，在散热环片的表面以辐射状均匀固定有凸条。该荧光轮应用于单一荧光轮架构的激光投影机，通过增加荧光轮散热面积以及增加扰流现象后可以将单体荧光轮的温度降低,因此让R的色坐标降低幅度变小,从而提高整机的色域。
Description
技术领域
本发明属于激光投影技术领域，尤其涉及一种扰流散热式荧光轮。
背景技术
随着激光投影技术的日益成熟，采用单一色光激光光源发光，应用荧光轮激发其他原色光，经扩散色轮将光束均匀化后，形成投影所需的红绿蓝三原色光源的新型激光投影机逐渐替代了原有的高压汞灯以及LED固态光源投影技术。然而，激光荧光色轮投影技术的亮度是以激光的高能量为代价的，为了得到更好的亮度和色彩，势必要提高激光光源的能量，携带过高能量的单色激发光投射在荧光介质上，这本身就对荧光轮产生了一定的能量冲击，加之光的转化效率并不是百分之百，在荧光轮激发其他原色光的同时，一定有大量的能量转化为热量，这些热量如果不能持续高效的散发出去，长期留存在荧光轮上，对荧光轮本身的耐热疲劳强度提出了很大的挑战，势必会造成荧光轮的寿命衰减，甚至导致荧光轮烧毁。
现阶段用的蓝色激光器激发荧光粉的投影已经是相当普遍的技术，但核心的技术上依旧存在一些问题：①色轮的选取，决定纯色色坐标以及效率的高低；②荧光轮以及色轮的同步是否准确，影响灰阶顺畅度③投影颜色是否鲜艳取决各纯色是否有掺到其他的颜色。传统的DLP激光投影机，三原色中的R跟G的产生主要是激光器发出光线打到荧光轮激发出YG或是全Y的颜色的光线搭配上色轮上的滤光片后将R、G颜色滤出，虽然这种方式可以有效的将三原色产生，但由于使用两个马达，导致在同步上需要花费较多的心力去做准确的调整，在成本上则需要增加马达、sensor去做同步，在效率上因为增加色轮上玻璃的材料吸收以及穿透率损失，导致亮度降低。
发明人经过多年探索，发现使用单轮荧光轮的投影机，因为没有色轮的滤光片，三原色都需要从荧光轮产生，G跟Y的荧光粉上敏感性相对较低，在使用不同的瓦特数的激光器去做激发，参看表一：
| 粉 | 功率 | x | y |
| G | 74W | 0.315 | 0.556 |
| G | 95W | 0.315 | 0.555 |
| G | 190W | 0.316 | 0.547 |
Gx、Gy也不会有太大的差异，但在荧光轮上的红粉相对于其他颜色的粉对温度有高敏感性，导致在红粉使用较大电流激发后，因为荧光轮上的温度慢慢提高，导致红色的色坐标在投影机稳定前Rx色坐标会一直变小直到稳定，参看表二：
| 粉 | 功率 | x | y |
| R | 74W | 0.625 | 0.365 |
| R | 95W | 0.622 | 0.375 |
| R | 190W | 0.595 | 0.396 |
单色红色亮度也是一值降低，因此降低荧光轮单体的温度则可以缩小Rx的变化量。
发明内容
针对上述问题，发明人经过多年探索和研究，目的是提出一种扰流散热式荧光轮，该荧光轮应用于单一荧光轮架构的激光投影机，通过增加荧光轮散热面积以及增加扰流现象后可以将单体荧光轮的温度降低，因此让R的色坐标降低幅度变小，从而提高整机的色域。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，设计一种扰流散热式荧光轮，其结构包括：圆形基板，圆形基板表面涂覆有荧光介质；其中，所述圆形基板的边缘向外均匀延伸形成散热环片，在散热环片的表面以辐射状均匀固定有凸条；
进一步地，所述圆形基板采用铝片制作，所述圆形基板和散热环片连成一体；
进一步地，所述凸条为胶条，胶条与散热环片表面粘结在一起；
进一步地，所述凸条由圆形基板自身压制形成与圆形基板连成一体。
本发明创造采用上述技术手段，在有限的光源模块空间里面增加荧光轮的散热面积以及散热结构，利用马达转动时散热铝片的面积加大、胶条与铝片的高度差或是不平整的铝片增加扰流状况，如此一来就能有效的降低在荧光轮单体的温度，进而减小红色荧光粉因热产生的亮度衰减以及Rx减小幅度，更可以提高REC709的比例，并且在成本以及效率上因为缺少色轮，除了成本就可以大幅的降低，因此效率上也就没有玻璃的材料吸收以及镀膜穿透率损失，减少亮度的损失，提升了整机色域。
附图说明
图1为现有技术中的荧光轮结构示意图；
图2为本发明一种扰流散热式荧光轮的结构示意图；
图3为本发明中散热环片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，其结构和优点将更加清楚。
参看图2，一种扰流散热式荧光轮,其结构包括：圆形基板1，圆形基板1表面涂覆有荧光介质2；其中，所述圆形基板1的边缘向外均匀延伸形成散热环片3，在散热环片3的表面以辐射状均匀固定有凸条4；
进一步地，所述圆形基板1采用铝片制作，所述圆形基板1和散热环片3连成一体；
进一步地，所述凸条4为胶条，胶条与散热环片3表面粘结在一起；
进一步地，所述凸条4由圆形基板1自身压制形成与圆形基板1连成一体。
本发明在现阶段使用蓝色激光器激发荧光粉的光路系统中，荧光轮与前后镜片的间隙是非常小的，若要增大前后距离则会有光效率损失的问题，因此在不影响效率的前提下，要降低荧光轮温度除了可以往横向发展，并增加散热结构，在不变更原本的光学设计架构下去做更好的色彩以及亮度的提升。
本发明采用以下技术方案，①加大荧光轮的直径，参看图1，原本荧光轮是直径60mm的铝片，在相同的位置上往外延伸铝片尺寸，参看图3，散热铝片直径每增加Xmm，散热面积则增加(60+X)2/602倍，也由于散热面积的增大，可以达到降低荧光轮的温度。②定义散热条的摆放的位置以及结构设计，在原本的荧光轮直径延伸的铝片做胶条结构，在荧光轮转动时胶条与铝片的高度差产生扰流，可以降低在荧光轮单体的温度；或是延伸的铝片上做凹凸的不平整铝片，转动后就可以产生扰流来降低在荧光轮单体的温度。
Claims (4)
1.一种扰流散热式荧光轮,包括圆形基板，圆形基板表面涂覆有荧光介质；其特征是：所述圆形基板的边缘向外均匀延伸形成散热环片，在散热环片的表面以辐射状均匀固定有凸条。
2.如权利要求1所述的一种扰流散热式荧光轮，其特征是：所述圆形基板采用铝片制作，所述圆形基板和散热环片连成一体。
3.如权利要求1所述的一种扰流散热式荧光轮，其特征是：所述凸条为胶条，胶条与散热环片表面粘结在一起。
4.如权利要求1所述的一种扰流散热式荧光轮，其特征是：所述凸条由圆形基板自身压制形成与圆形基板连成一体。
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