CN211718683U - 色轮及其光源系统、投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种色轮，该色轮包含：波长转换件，该波长转换件包括：陶瓷基层，该陶瓷基层的下表面具有凸部，该凸部自该陶瓷基层的下表面凸出形成；荧光粉层，设于该陶瓷基层的上表面；金属基层，该金属基层上表面具有凹部，该凹部对应于该凸部设置，以使该陶瓷基层的下表面在与该金属基层的上表面进行固定时，该凹部与该凸部也同步相互配合固定。本实用新型中的陶瓷基层及金属基层在通过各自底面结合的同时，还借由凹部及凸部的凹凸配合进一步进行固定，从而增加了两者相互配合的接触面积，如此不但能够确保结构稳定性，还可使陶瓷基层的散热效率有效提升。

Description

色轮及其光源系统、投影装置

技术领域

本实用新型涉及照明及显示领域，尤其涉及一种色轮及其光源系统、投影装置。

背景技术

采用固态光源如激光二极管(LD,Laser Diode)或发光二极管(LED,LightEmitting Diode)发出的激发光以激发荧光粉如荧光粉的波长转换方法能够产生高亮度的波长不同于激发光波长的光。这种方案具有高效、低成本的优势，已成为现有光源提供白光或者单色光的主流技术。

在该种方案中，光源包括激发光源和波长转换装置，其中波长转换装置包括反射基底和涂覆在反射基底上的荧光粉片，以及用于驱动反射基底转动的马达，使得来自激发光源的激发光在荧光粉片上形成的光斑按圆形路径作用于该荧光粉片。

然而，一种常用的反射基底为镜面铝基底，由铝基材和高反射层叠置而成，其中高反射层一般采用高纯铝或者高纯银。而涂覆在反射基底上的荧光粉片一般由硅胶将荧光粉颗粒粘接成片状。由于硅胶的导热性能差，在高温下工作容易发黑，导致整个装置并不适用于大功率激发光源下工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种色轮及其光源系统、投影装置，其能够确保结构稳定，同时散热效率有效提升。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种色轮，该色轮包含：波长转换件，该波长转换件包括：陶瓷基层，该陶瓷基层的下表面具有凸部，该凸部自该陶瓷基层的下表面凸出形成；荧光粉层，设于该陶瓷基层的上表面；金属基层，该金属基层上表面具有凹部，该凹部对应于该凸部设置，以使该陶瓷基层的下表面在与该金属基层的上表面进行固定时，该凹部与该凸部也同步相互配合固定。

较佳的，该金属基层呈圆盘状，该波长转换件呈圆弧或圆环状；其中，该波长转换件与该金属基层共中心轴地固定于该金属基层的上表面。

较佳的，该波长转换件于该金属基层上的正投影呈圆弧状，该凸部对应为弧形凸条结构，该凹部为弧形凹槽结构或者环形凹槽结构。

较佳的，该波长转换件于该金属基层上的正投影呈圆环状，该凸部对应为环形凸条结构，该凹部为环形凹槽结构。

较佳的，该凸部的截面呈倒梯形，该凹部的截面对应呈梯形。

较佳的，该金属基层的下表面具有凸起，该凸起对应该凹部的位置设置。

较佳的，该陶瓷基层上具有一个或多个该凸部。

较佳的，该陶瓷基层与该金属基层通过粘接的方式进行配合固定。

基于上述色轮，本实用新型还提供一种光源系统，该光源系统包含用以产生激发光的激发光源，还包括如上所述的色轮，该色轮的荧光粉层置于该激发光源所产生的激发光的光路上，并将激发光转换为受激光发出。

此外，本实用新型还提供一种投影装置，用以投影成像，该投影装置包含如上所述的光源系统。

与现有技术相比，本实用新型提供的色轮及其光源系统、投影装置中的陶瓷基层及金属基层在通过各自底面结合的同时，还借由凹部及凸部的凹凸配合进一步进行固定，从而增加了两者相互配合的接触面积，如此不但能够确保结构稳定性，还可使陶瓷基层的散热效率有效提升。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的色轮的爆炸示意图；

图2为本实用新型实施例提供的色轮的局部剖面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的色轮的结构示意图。

具体实施方式

为使对本实用新型的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。

请参见图1、图2及图3，图1为本实用新型实施例提供的色轮的爆炸示意图，图2为本实用新型实施例提供的色轮的局部剖面示意图，图3为本实用新型实施例提供的色轮的结构示意图。

色轮10包括波长转换件100及金属基层200，波长转换件100包括陶瓷基层101及荧光粉层，陶瓷基层101的下表面具有凸部，凸部自陶瓷基层101的下表面凸出形成；荧光粉层则设于陶瓷基层101的上表面，二者可通过焊接、粘接等固定连接方式以进行安装。色轮10还包括驱动模块300，其与金属基层200固定连接。上述驱动模块300具体为马达。

金属基层200呈圆盘状，由金属、金属合金或者金属-无机复合材料制成，金属如铝、铜、银等，金属合金如黄铜、铝合金、铜绿合金等，金属-无机复合材料为金属材料和无机材料的混合材料，例如金刚石-铜，氮化硼-铜等。

如图1至图3所示，金属底板的上表面具有凹部2011，其凹部2011对应于陶瓷基层101中的凸部1011设置，可以理解的是，凹部2011及凸部1011的形状、尺寸及数量均是对应设置。从而使得，陶瓷基层101的下表面在与金属基层200的上表面进行固定时，举例而言，陶瓷基层101及金属基层200通过粘接的方式进行配合固定，如此一来，陶瓷基层101的的下表面与金属基层200的上表面可通过无机胶进行初步的粘接固定，同时借由凹部2011及凸部1011进行进一步的配合固定，由于凹部2011及凸部1011之间还通过粘接进行固定，最终能够大幅减少波长转换件100在旋转过程中脱落的可能性，确保了整体结构稳定。

上述波长转换件100于金属基层200的上表面的正投影可以呈弧形或圆环状，其与金属基层200共中心轴地固定于金属基层200的上表面。当波长转换件100呈圆弧状时，凸部1011则对应为弧形凸条结构，凹部2011则可以为弧形或环形凹槽结构，例如，波长转换件100的数量可以为一个或多个，多个波长转换件100可均呈圆弧状，并在金属基层200上拼成弧形或圆环形。当波长转换件100呈圆环状时，凸部1011则对应为环形凸条结构，凹部2011则是环形凹槽结构。

优选地，当波长转换件100为圆弧状且其数量为多个时，其不同金属基层200上的荧光粉层所含有的荧光粉受激发而产生的受激光的颜色不同；当波长转换件100为圆环状时，则其同样可提供不同的荧光粉层以使提供不同颜色的受激光；需要说明的是，波长转换件100及其金属基层200、荧光粉层的设置方式还可以是其他方式的，本实用新型并不以此为限。

进一步地，单个陶瓷基层101的下表面可具有一个或多个凸部1011，当陶瓷基层101下表面具有多个凸部1011时，可进一步增加陶瓷基层101与金属基层200之间的接触面积，从而确保色轮10的结构稳定，陶瓷基层101的散热效率也能够得到进一步地改善。可以理解的是，凸部1011于单个陶瓷基层101上的数量可根据具体需求以进行设定，此处不再赘述。

如图2及图3所示，凸部1011的截面呈倒梯形，凹部2011的截面对应呈梯形，可以理解的是，凸部1011及凹部2011的具体结构并不以此为限，例如，在凸部1011的下底面小于凹部2011的开口的前提下，即能够便于凸部1011及凹部2011之间的配合安装。同时，如此设置可使得凸部1011在与凹部2011粘接时，粘接面之间的附着力更强。

此外，金属基层200的下表面设有凸起2012，凸起2012对应凹部2011的位置设置，如此设置能够使得金属基层200本身的结构不会发生弱化，从而确保整体结构稳定，同时，由于增设凸起2012部分，金属基层200底部的面积也得到增加，从而可借由凸起2012部分提升散热效果。

上述陶瓷基层101可以为氧化铝基层、氮化铝基层、氮化硅基层、碳化硅基层、氮化硼基层或者氧化铍基层，它们都是具有致密结构的陶瓷板，并不具有多孔结构。这些材料的导热率在80W/mK以上，且熔点基本上在2000摄氏度以上，因此它们在实现导热的同时，还可以耐受较高的温度。当然，在对陶瓷基层101的导热率要求不是很高的场合中，陶瓷基层101也可以采用其他种类的陶瓷板制成。

优选地，陶瓷基层101及荧光粉层之间还设有反射层(图中并未绘示)，反射层用以反射荧光粉受激发所发出的受激光。本实施例中，反射层可以为反射介质膜，例如银膜、铝膜等。该全反射介质膜可以通过电镀、化学镀、电子束溅射、等离子溅射、蒸镀等方式沉积在陶瓷载体顶面上。

于此实施例中，荧光粉设置在反射层表面上以形成荧光粉层，该荧光粉用于吸收激发光并受激产生不同于激发光波长的光，例如YAG(钇铝石榴石)荧光粉，YAG荧光粉可以吸收蓝光、紫外光等而产生黄色受激光。此外，荧光粉还可以是红光荧光粉，用于吸收激发光以产生红色受激光；或者还可以是绿光荧光粉等产生其他颜色受激光的荧光粉。举例而言，一个波长转换件100的陶瓷基层101上设有红色荧光粉形成的荧光粉层，另一个波长转换件100的陶瓷基层101上一半区域设有黄色荧光粉，另一半区域设有绿色荧光粉。当然，其他颜色的单色荧光粉组合而铺设在任何其中一个陶瓷基层101上也是可行的。

荧光粉层是通过荧光粉和粘接剂封装成的一个整体，粘接剂可选用硅胶粘接剂，其化学性质稳定、有较高的机械强度。但是硅胶粘接剂的可耐受温度较低，一般在300摄氏度至500摄氏度。为了应用于大功率的发光装置中，优选地，采用无机粘接剂来将荧光粉粘接成一个整体，例如水玻璃、玻璃粉等烧结成玻璃体，以实现耐高温的反射式荧光粉轮。需要说明的是，本实用新型并不排除硅胶作为粘接剂粘接荧光粉的方案，因为由于陶瓷载体的存在，荧光粉层的热量能够迅速地传导给陶瓷载体并散热，且不易变形，相对于传统的铝基板工艺已经能够具有较好的优势。

基于上述色轮10，本实用新型提供一种光源系统，包括用以产生激发光的激发光源，还包括上述的色轮10，色轮10的荧光粉层置于激发光源所产生的激发光的光路上，并将激发光转换为受激光发出。

本实用新型还提供一种投影装置，用以投影成像，包括上述的光源系统。该投影系统可以采用各种投影技术，例如液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)投影技术、数码光路处理器(DLP，Digital Light Processor)投影技术。此外，上述光源系统也可以应用于照明系统，例如舞台灯照明。

综上，本实用新型提供的色轮10及其光源系统、投影装置中的陶瓷基层101及金属基层200在通过各自底面结合的同时，还借由凹部2011及凸部1011的凹凸配合进一步进行固定，从而增加了两者相互配合的接触面积，如此不但能够确保结构稳定性，还可使陶瓷基层101的散热效率有效提升。

本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种色轮，其特征在于，该色轮包含：

波长转换件，该波长转换件包括：

陶瓷基层，该陶瓷基层的下表面具有凸部，该凸部自该陶瓷基层的下表面凸出形成；

荧光粉层，设于该陶瓷基层的上表面；

金属基层，该金属基层上表面具有凹部，该凹部对应于该凸部设置，以使该陶瓷基层的下表面在与该金属基层的上表面进行固定时，该凹部与该凸部也同步相互配合固定。

2.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，该金属基层呈圆盘状，该波长转换件呈圆弧或圆环状；

其中，该波长转换件与该金属基层共中心轴地固定于该金属基层的上表面。

3.如权利要求2所述的色轮，其特征在于，该波长转换件于该金属基层上的正投影呈圆弧状，该凸部对应为弧形凸条结构，该凹部为弧形凹槽结构或者环形凹槽结构。

4.如权利要求2所述的色轮，其特征在于，该波长转换件于该金属基层上的正投影呈圆环状，该凸部对应为环形凸条结构，该凹部为环形凹槽结构。

5.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，该凸部的截面呈倒梯形，该凹部的截面对应呈梯形。

6.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，该金属基层的下表面具有凸起，该凸起对应该凹部的位置设置。

7.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，该陶瓷基层上具有一个或多个该凸部。

8.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，该陶瓷基层与该金属基层通过粘接的方式进行配合固定。

9.一种光源系统，其特征在于，该光源系统包含用以产生激发光的激发光源，还包括如权利要求1至8中任一项所述的色轮，该色轮的荧光粉层置于该激发光源所产生的激发光的光路上，并将激发光转换为受激光发出。

10.一种投影装置，用以投影成像，其特征在于，该投影装置包含如权利要求9所述的光源系统。

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