CN204114882U - 积分棒及使用其的发光装置与投影装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种积分棒，包括侧面、入射端面和出射端面，所述至少一部分侧面上设置有第一散热器或/和所述入射端面上设置有第二散热器。通过上述方式，本实用新型的积分棒散热较好，使用该积分棒的发光装置发光效率高，散热可靠，产品稳定高。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学技术领域，特别是涉及一种匀光器件及使用其的发光装置和投影装置。
背景技术
目前，荧光粉作为波长转换材料在发光装置中得到的广泛的应用，但是荧光粉受温度特性的限制，在温度较高时发光效率会急剧下降，现有技术为了解决荧光粉的散热问题，通常采用如图1中的发光装置结构，将荧光粉102置于基板101上，基板101在马达103的带动下旋转使荧光粉轮流激发，激发后产生的受激发光，被反射碗105收集后进入积分棒104匀光，后进入光机内。
这种发光装置结构复杂，反射碗105与积分棒104以及荧光粉102之间位置精度要求极高，并且基板101在旋转时产生噪音，随着使用时间的增加马达的震动增大，引起反射碗105与荧光粉102的位置偏移，导致发光光路改变，容易引起产品故障。另外一方面，积分棒104在工作中积累的热量不能及时散发，进一步影响荧光粉的温度特性，导致发光效率下降。
因此开发一种结构简单，散热良好的发光装置成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种结构简单，便于散热的积分棒。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种积分棒，包括侧面、入射端面和出射端面，所述至少一部分侧面上设置有第一散热器或/和在所述入射端面上设置有第二散热器。
其中，所述积分棒的侧面或者端面上设置有定位结构，所述第一散热器通过所述定位结构固设在所述积分棒的侧面上。
其中，所述第一散热器与所述积分棒的侧面之间设置有反射层。其中，所述反射层为镀设在所述积分棒侧面上的金属反射层或反射介质膜，或为夹持在积分棒与第一散热器之间的金属反射层，或将第一散热器与积分棒接触的表面剖光用做反射层。
其中，所述金属反射层为银膜或铝膜。
其中，所述定位结构为设置在所述银膜上的焊接点，所述第一散热器通过焊接点与银膜焊接后固定在积分棒侧面；或者所述定位结构为通过在所述铝膜上设置焊接辅助剂形成焊接点，所述第一散热器通过该焊接辅助剂形成的焊接点与铝膜焊接后固定在积分棒侧面。
其中，所述定位结构为设置在积分棒侧面或者端面上的第一卡合部，所述第一散热器上设置有与所述第一卡合部匹配的第二卡合部，所述第一散热器通过所述第一卡合部与第二卡合部配合固定在积分棒侧面。
本实用新型提供的另一个技术方案是：一种发光装置，包括波长转换材料和上述的积分棒，所述波长转换材料设置在所述积分棒的入射端面上，所述积分棒收集波长转换材料转换后的受激光并进行匀光处理。
其中，在所述波长转换材料远离入射端面的表面设有透激发光反受激光的介质膜。
其中，所述第二散热器与所述波长转材料之间设置有全反射介质膜或者透激发光反受激光的介质膜。
本实用新型的另一个方面提供了一种投影装置，该投影采用如上所述的发光装置。与现有技术相比，本实用新型的积分棒侧面或者入射端面上设有散热器，及时降低积分棒上的温度，同时，本实用新型的提供的投影装置，波长转换材料设置在积分棒的入射端面，将波长转换装置与积分棒结构巧妙的结合，通过选择高导热材质的积分棒，快速的将波长转换材料的热通过积分棒传导，尤其是在积分棒的散热器高效的对积分棒降温，间接的降低了波长转换材料的温度，保证发光装置能够高效发光。
附图说明
图1是现有技术中发光装置的结构示意图；
图2是采用本实用新型积分棒的发光装置第1实施例结构示意图；
图3是采用本实用新型积分棒的发光装置第2实施例结构示意图；
图4是采用本实用新型积分棒的发光装置第3实施例结构示意图；
图5是采用本实用新型积分棒的发光装置荧光粉改进结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图具体说明本实用新型的技术方案，需要说明的是，本实用新型，如果积分棒收集的光主要是受激光，则所述的积分棒入射端面指的是受激光第一次进入积分棒的端面，如果积分棒收集的是经过滤的光，则入射端面是经过滤后的光第一次进入积分棒的端面。
实施例1
请参见图2，为了对积分棒降温散热，本实施例中的积分棒104的侧面设有第一散热器103。积分棒的材质对散热的影响至关重要，本实施例中积分棒104优选用高导热，高透过率，耐高温材质实心棒，例如蓝宝石材质的积分棒。出于举例本实施方式选用实心棒，当然空心棒同样适用本方案，本方案对积分棒104形状不做限定。
作为光学器件积分棒收集光并对收集的光进行匀光处理，为了提高集光与匀光效率，在积分棒104的侧面与第一散热器103之间设置反射层，该反射层可以是夹持在积分棒104与第一散热器103之间的金属反射层，也可以是镀覆在积分棒侧面的反射介质膜，还可以将第一散热器103与积分棒104接触的表面剖光用做反射层。
以下说明第一散热器103与积分棒104的固定方式：结合上述方案在散热的基础上兼顾积分棒104的光学性能，优选的将上述金属反射层选用高反射的银膜，也可以选用其他反射率高，导热性好且易于焊接的金属反射层或者是多种金属的反射层，本方案并不仅限于银膜。将银膜镀覆在积分棒104侧面，第一散热器103焊接固定在银膜上。由于银膜良好的导热性能可以将积分棒104的热量高效的传导到第一散热器103上，通过第一散热器103散发掉；同时，通过焊接覆盖银膜上的第一散热器103可以保护银膜避免氧化发黑。铝膜具有较高的反射率，通常可以作为银膜的替换材料，但是铝膜在焊接时需要其他辅助材料，本实施方式中选用镍来辅助在铝膜上焊接第一散热器103。第一散热器103也可以通过其他定位结构固定在积分棒104上，例如可以在积分棒104的侧面或者两个端面上设第一卡合部等定位结构，第一散热器103延伸出与积分棒104的第一卡合部配合的第二卡合部，第一散热器通过定位第一卡合部与第二卡合部的配合固定在积分棒上。相互配合的卡合结构可以是设在积分棒104与第一散热器103的燕尾隼与燕尾槽的配合结构或者是在积分棒104端面与第一散热器103上设置凹凸配合结构，甚至可以是卡箍环将第一散热器103固定在积分棒104上。在上述方案中可以在散热器与积分棒之间设置反射层，如上所述反射层既可以镀覆在积分棒侧面的银膜，也可以是夹持在中间的其他金属反射层，或者用剖光的第一散热器103与积分棒104接触的表面，或者是镀覆在在第一散热器上的银膜或其他金属反射膜如铝膜，只要能够有助于积分棒104集光和匀光的反射层都可以设置在积分棒104与第一散热器之间。
作为本方案积分棒的应用之一，可以在积分棒104的入射端面设置有波长转换材料(通常选用荧光粉)102形成一种发光装置，下文中以荧光粉表述，本案中优选的通过烧结将荧光粉固设在入射端面。该发光装置的激发光照射荧光粉102产生受激发光，积分棒104对荧光粉102产生的受激发光进行收集匀光，从该积分棒104最终出射的光可以直接使用。为了进一步的满足不同应用场合的需要，可以在荧光粉102远离入射端面的表面上设二向色介质膜101，该介质膜透激发光反受激光。如图2所述，出于举例选用二向色介质膜101为透蓝反其他的介质膜，该介质膜101反射率可以做到99％以上，激光激发荧光粉102产生的光一部分直接进入积分棒104，另一部分经二向色介质膜101反射后进入积分棒104内。通过介质膜104的透蓝光反受激发光的作用，受激发光更多的进入积分棒104，较大提高了光源利用率。本发明人通过长期研究发现，在介质膜101与荧光粉102之间设置气隙可以进一步的提高反射率，本方案在二向色介质膜与荧光粉102设有气隙以提高在介质膜处的反射率，进一步的提高光源利用率。
请参加图5，上述方案中在积分棒104侧面设置反射层或者在介质膜101与荧光粉102之间设置气隙以使积分棒104尽可能多的收集需要的光束，但荧光粉102具有一定的厚度，有部分需要的光线可能会从荧光粉102的外周面逃逸，造成光损失，为此本实施方式将荧光粉102的外形设成与积分棒104外形相近，通常通过打磨玻璃烧结的荧光粉102使其外形与积分棒104相适应，然后将积分棒104侧面的反射层延伸覆盖住荧光粉的外周面，如此以来荧光粉102外周逃逸的光也被反射进入积分棒104，进而有效利用，进一步的提高了光源利用率。该发光装置可以应用在投影等显示装置上。
实施例2
众所周知，荧光粉在产生激发光时产生大量的热，在高温下荧光粉的发光效率会急剧下降，本实施方式在上述方案的基础上设置第二散热器，进一步的解决的荧光粉散热问题。
请参加图3，本实施例中的积分棒与实施方式1中积分棒相同，发光装置不同之处在于，设置在荧光粉远离入射端面一侧的表面上的受激光反射层为全反射介质膜或者透激发光反射受激发的介质膜。
如图3所示，本实施例中积分棒为101，第一散热器为102，荧光粉为103，第二散热器为104，设置在第二散热器与荧光粉之间全反射介质膜或者透激发光反受激光的介质膜为105。同实施方式1，荧光粉103优选的烧结在入射端面。全反射介质膜或者透激发光反受激光的介质膜105设置在第二散热器104与积分棒101之间。作为优选方式，全反射介质膜选用银膜，也可采用其他金属反射膜如铝膜，该银膜通过镀覆设在荧光粉103表面，第二换热器104通过焊接固定在银膜105上。激发光由积分棒101的出射端面进入，打在荧光粉103上，激发荧光粉103后产生受激发光一部分直接进入积分棒101内，另一部分经银膜105反射后进入积分棒101内，积分棒101收集受激光并匀光后可直接使用。本实施例中在积分棒101侧面设置第一散热器102，在荧光粉103下表面设第二散热器104，第一散热器102对积分棒101和荧光粉103紧贴积分棒101入射端面的一侧进行散热，第二散热器104在荧光粉远离入射端面的一侧散热，散热器从两个方向对荧光粉103直接或者间接散热，散热更好，较好的提高了系统的可靠性。本方案的发光装置可应用在投影等装置。
实施例3
请参见图4，本实施例中的积分棒与实施方式2的区别在于，积分棒侧面不设置第一散热器而镀覆全反射介质膜，采用该积分棒的发光装置与实施方式2中的发光装置结构相同。图4中积分棒为101，第二散热器为103，荧光粉为102，反射银膜为104，全反射介质膜为105。本方案中反射介质膜105的反射率可以做到99％以上，与实施方式2相比，可以提高系统效率，荧光粉102的热主要由与银膜焊接的第二散热器散热。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种积分棒，包括侧面、入射端面和出射端面，其特征在于：所述至少一部分侧面上设置有第一散热器或/和所述入射端面上设置有第二散热器。
2.根据权利要求1所述的积分棒，其特征在于：所述第一散热器与所述积分棒的侧面之间设置有反射层。
3.根据权利要求2所述的积分棒，其特征在于：所述反射层为镀设在所述积分棒侧面上的金属反射层或反射介质膜，或为夹持在积分棒与第一散热器之间的金属反射层，或将第一散热器与积分棒接触的表面剖光用做反射层。
4.根据权利要求3所述的积分棒，其特征在于：所述金属反射层为银膜或铝膜。
5.根据权利要求4所述的积分棒，其特征在于：所述积分棒的侧面或者端面上设置有定位结构，所述第一散热器通过所述定位结构固设在所述积分棒的侧面上。
6.根据权利要求5所述的积分棒，其特征在于：所述定位结构为设置在所述银膜上的焊接点，所述第一散热器通过焊接点与银膜焊接后固定在积分棒侧面；或者所述定位结构为通过在所述铝膜上设置焊接辅助剂形成焊接点，所述第一散热器通过该焊接辅助剂形成的焊接点与铝膜焊接后固定在积分棒侧面。
7.根据权利要求2至5任一项所述的积分棒，其特征在于：所述定位结构为设置在积分棒侧面或者端面上的第一卡合部，所述第一散热器上设置有与所述第一卡合部匹配的第二卡合部，所述第一散热器通过所述第一卡合部与第二卡合部的配合固定在积分棒侧面。
8.一种发光装置，包括波长转换材料和权利要求1至7任一项所述的积分棒，其特征在于：所述波长转换材料设置在所述积分棒的入射端面上，所述积分棒收集波长转换材料转换后的受激光并进行匀光处理。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于：在所述波长转换材料远离入射端面的表面设有透激发光反受激光的介质膜；或所述波长转换材料与所述第二散热器之间设置有全反射介质膜。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于：在所述波长转换材料与透激发光反受激光的介质膜之间设有气隙；或在所述波长转换材料与所述全反射介质膜之间设有气隙。
11.根据权利要求8至10任一项所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换材料的外周面与所述积分棒的相应侧面平行，所述积分棒的至少部分侧面设有反射层，所述反射层延伸并覆盖波长转换材料的外周面。
12.一种投影装置，其特征在于包括权利要求8至11任一项所述的发光装置。
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Address after: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee after: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Address before: 518000 Nanshan District, Shenzhen, Guangdong, Guangdong Province, Guangdong Road, 63 Xuefu Road, high-tech zone, 21 headquarters building, 22 floor. Patentee before: SHENZHEN GUANGFENG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address after: 518000 Nanshan District, Shenzhen, Guangdong, Guangdong Province, Guangdong Road, 63 Xuefu Road, high-tech zone, 21 headquarters building, 22 floor. Patentee after: SHENZHEN GUANGFENG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518055 Guangdong province Shenzhen Nanshan District Xili town Cha Guang road Shenzhen integrated circuit design application Industrial Park 401 Patentee before: APPOTRONICS Corp.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150121 |