CN107065411A - 荧光滤色轮及其光源系统、投影系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种荧光滤色轮及其光源系统、投影系统，涉及照明及显示技术领域，包括玻璃基板，所述玻璃基板呈环形，所述玻璃基板包括相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面包括第一区域和第二区域，所述第一区域上设置有匀光层，所述第二区域上设置有荧光层，所述荧光层上设置有滤波膜，缓解了现有的投影系统既设置有荧光色轮，又设置有滤色轮，导致光路结构复杂，装配难度很高，制备工艺繁琐，生产效率很低的技术问题，达到了使荧光滤色轮代替荧光色轮和滤色轮，从而使得投影系统的光路结构简单，装配难度下降，制备工艺更容易控制，生产效率提高的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及照明及显示技术领域，尤其是涉及一种荧光滤色轮及其光源系统、投影系统。
背景技术
随着信息化时代的快速发展，能够实现大屏幕显示的投影系统的应用日益广泛，现有的投影系统包括依次设置的发光光源、荧光色轮和滤色轮，发光光源用于产生照射光，荧光色轮接收用于照射光，并将照射光转化成受激光，滤色轮用于过滤受激光，以确保投射出所需要的波长的光线。但是由于现有的投影系统既设置有荧光色轮，又设置有滤色轮，导致光路结构复杂，装配难度很大，制备工艺繁琐，生产效率很低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种兼具荧光色轮和滤色轮作用的荧光滤色轮，以缓解现有的投影系统既设置有荧光色轮，又设置有滤色轮，导致光路结构复杂，装配难度很大，制备工艺繁琐，生产效率很低的技术问题。
本发明提供的荧光滤色轮，包括玻璃基板，所述玻璃基板呈环形，所述玻璃基板包括相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面包括第一区域和第二区域，所述第一区域上设置有匀光层，所述第二区域上设置有荧光层，所述荧光层上还设置有滤波膜。
进一步的，所述第一板面上设置有增透膜，所述第二板面上设置有蓝色二向色片。
进一步的，所述荧光层由胶粘剂和荧光粉混合而成。
进一步的，所述荧光层与所述滤波膜之间还设置有平滑层。
进一步的，所述平滑层由胶粘剂固化而成。
进一步的，所述滤波膜为陷波滤波膜。
本发明的目的之二在于提供一种光源系统，以缓解现有的投影系统既设置有荧光色轮，又设置有滤色轮，导致光路结构复杂，装配难度很大，制备工艺繁琐，生产效率很低的技术问题。
本发明提供的光源系统，包括发光光源、驱动装置和本发明提供的荧光滤色轮，所述发光光源用于产生蓝光，所述荧光滤色轮设置于所述发光光源产生的蓝光的光路上，所述驱动装置用于驱动所述荧光滤色轮转动。
进一步的，所述驱动装置为马达。
本发明的目的之三在于提供一种投影系统，以缓解现有的投影系统既设置有荧光色轮，又设置有滤色轮，导致光路结构复杂，装配难度很大，制备工艺繁琐，生产效率很低的技术问题。
本发明提供的投影系统，包括本发明提供的光源系统、第一光学系统、反射镜和第二光学系统，所述第一光学系统、所述反射镜和所述第二光学系统依次设置于所述发光光源与所述荧光滤色轮之间。
进一步的，所述第一光学系统包括依次设置的第一凸透镜、凹透镜和扩散片，所述第二光学系统包括依次设置的第二凸透镜、第三凸透镜和/或第四凸透镜。
本发明提供的荧光滤波轮通过在第一区域设置匀光层，以使照射光线通过，并使射出的光线分布的更均匀；通过在第二区域上设置荧光层，以将照射光转换成荧光射出，通过在荧光层上设置滤波膜，以将荧光进行过滤，确保投射出荧光的颜色更饱满，从而能够有效替代现有投影系统中的荧光色轮和滤色轮，使得投影系统的结构更简单，装配难度大幅降低，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
本发明提供的光源系统，通过采用本发明提供的荧光滤波轮，代替荧光色轮和滤色轮，使光路的结构更简单，装配难度大幅降低，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
本发明提供的投影系统，通过采用本发明提供的荧光滤色轮替代现有投影系统中的荧光色轮和滤色轮，使得投影系统的结构更简单，装配难度大幅降低，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例1提供的荧光滤色轮的正视图；
图2为图1所示荧光滤色轮A-A向的剖视图；
图3为图2所示荧光滤色轮B-B向的剖视图；
图4为本发明实施例2所提供的光源系统的光路结构示意图；
图5为本发明实施例3提供的投影系统的光路结构示意图。
图标：100-荧光滤色轮；101-玻璃基板；102-匀光层；103-荧光层；104-滤波膜；105-增透膜105；106-蓝色二向色片；107-平滑层；201-发光光源；202-第一凸透镜；203-凹透镜；204-扩散片；205-反射镜；206-第二凸透镜；207-第三凸透镜；208-第四凸透镜。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1为本发明实施例1提供的荧光滤色轮的正视图；图2为图1所示荧光滤色轮A-A向的剖视图；图3为图2所示荧光滤色轮B-B向的剖视图；如图1-3所示，本发明实施例提供的荧光滤色轮100，包括玻璃基板101，玻璃基板101呈环形，玻璃基板101包括相对设置的第一板面和第二板面，第二板面包括第一区域和第二区域，第一区域上设置有匀光层102，第二区域上设置有荧光层103，荧光层103上还设置有滤波膜104。
本实施例提供的荧光滤波轮，通过在第一区域设置匀光层102，以使照射光线通过，并使射出的光线分布的更均匀；通过在第二区域上设置荧光层103，以将照射光转换成荧光射出，通过在荧光层103上设置滤波膜104，以将荧光进行过滤，确保投射出荧光的波长更窄，颜色更饱满，从而能够有效替代现有投影系统中的荧光色轮和滤色轮，使得投影系统的结构更简单，装配难度大幅下降，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
在本实施例中，采用玻璃基板101作为匀光层102及荧光层103的承载件，一方面既可以使得照射光线通过，另外一方面也能够耐受高温，避免承载件因高温照射而发生形变，影响光线的透射效果。
在本实施例中，将玻璃基板101设置为环形，以便于与驱动装置的转轴轴相互匹配，以使得驱动装置的转轴能够穿过玻璃基板101，带动玻璃基板101转动。
在本实施例中，将第二板面设置为第一区域和第二区域，并在第一区域上设置有匀光层102，以使得当采用蓝光作为照射光线时，蓝光透射玻璃基板101后能够通过第一区域的匀光层102过滤后射出，使得射出的光线更加均匀；通过在第二区域设置荧光层103，以使得蓝光通射玻璃基板101后照射到荧光层103，荧光层103受激产生荧光后射出；通过在荧光层103上设置滤波膜104，以将荧光进行过滤，使得射出的光线波长更窄，颜色更饱满。
在本实施例的优选实施方式中，匀光层102由硫酸钡粉末喷涂镀而成。
在本实施例的优选实施方式中，第一板面上设置有增透膜105，第二板面上设置有蓝色二向色片106。
通过在第一板面上设置有增透膜105，以减少第一板面上反射光的强度，增加第一板面透射光的强度，使得照射光的损失更小，更节约能源；通过在第二板面上设置有蓝色二向色片106，以使得蓝光能够通过蓝色二向色片106透射出去，其它波长的光被蓝色二向色片106反射回玻璃基板101中，从而保证透射光的波长范围。
在本实施例中，蓝色二向色片106只允许蓝光透过，其它波长的光进行反射，蓝色二向色片106可从杨明光学、水晶光电等生产镀膜的厂家进行采购。
在本实施例的优选实施方式中，荧光层103由胶粘剂和荧光粉混合而成。
通过在胶粘剂和荧光粉混合制备成荧光层103，使得荧光层103的制备工艺更为简单，只需将混有荧光粉的胶粘剂涂覆于第二区域即可，节约了大量的人力和物力，降低了工作人员的工作强度。
在本实施例的优选实施方式中，胶粘剂为有机胶粘剂或无机胶粘剂，如环氧树脂胶粘剂，无机硅胶胶粘剂、银胶等，进一步优选的，胶粘剂中含有导热填料粒子，以使得荧光层103的耐热性能提升，从而提高荧光滤色轮100的使用寿命；进一步优选的，导热填料粒子为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化钇、氧化锌、氧化钛中的一种或至少两种。
在本实施例的优选实施方式中，荧光层103与滤波膜104之间还设置有平滑层107。
由于荧光层103是由胶粘剂与荧光粉混合均匀后直接涂覆在第二区域固化而成，而荧光粉一般为20μm左右的颗粒，所以荧光层103的表面一般达到几百微米的粗糙度，因此，为了保证滤波膜104的过滤效果，需要先对荧光层103进行平滑处理后再设置滤波膜104。
在本实施例的优选实施方式中，平滑层107由胶粘剂固化而成。
采用胶粘剂对荧光层103进行平滑处理，胶粘剂冷却固化后形成平滑层107。优选的，所采用的胶粘剂与荧光层103所采用的胶粘剂的种类相同，以保证平滑层107与荧光层103之间粘接的更牢固，以延长荧光滤色轮100的使用寿命。
在本实施例的优选实施方式中，平滑层107的制备工艺包括如下步骤：
(a)将涂覆有荧光层103的玻璃基板101水平放置，并使第二板面向上设置；
(b)将胶粘剂涂覆在荧光层103上；
(c)待胶粘剂自流平后，高温烘烤，以使得胶粘剂固化形成平滑层107。
在本实施例的优选实施方式中，高温烘烤的温度为180-220℃，更优选为200℃，烘烤时间为55-65分钟，更优选为60分钟。
在本实施例的优选实施方式中，滤波膜104为陷波滤波膜。
陷波滤波膜由二氧化硅和/或二氧化钛制备而成，其制备方法包括如下步骤：将涂覆有荧光层103的玻璃基板101在真空条件下，将二氧化硅和/或二氧化钛溅镀于荧光层103上，即制得陷波滤波膜。
在本实施例的优选实施方式中，陷波滤波膜也可以由其它高折射率材料或低折射率材料制备而成。
通过在荧光层103上制备陷波滤波膜，使得通过陷波滤膜后的光线变换成所需波长的光线，从而使得通过陷波滤膜后的出射光线更能满足客户需求。
在本实施例的优选实施方式中，荧光粉为黄色荧光粉，黄色荧光粉为铈激发的钇石榴石体系，即Y3-XAl5O12:Cex(YAG)，也可以根据需要选择其它类型的黄色荧光粉。
传统采用荧光粉生产白光的方式主要为蓝光发光光源201配合红色荧光粉和绿色荧光粉，但是这需要在第二区域分别设置红色荧光层和绿色荧光粉层，并在红色荧光层上设置红光波段的红光滤波膜，在绿色荧光层上设置绿光波段的绿光滤波膜，制备工艺繁琐复杂，耗费大量的人力和物力。在本实施例的优选实施方式中，采用蓝光发光光源201配合荧光滤色轮100产生白光，只需在第一区域设置匀光层102，用于透射蓝光，第二区域设置黄色荧光层103，并在在黄色荧光层103上溅镀陷波滤波膜，使得经过黄色荧光层103激发产生的黄光通过陷波滤波膜后变换成红光和绿光，红光、滤光再和匀光层102透射的蓝光混合，即可形成白光，从而大大简化了荧光滤色轮100的制备工艺，节省了大量的人力和物力。
实施例2
图4为本发明实施例2所提供的光源系统的光路结构示意图；如图4所示，本实施例提供了一种光源系统，本实施例是在实施例1基础上的进一步改进，实施例1描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。
本实施例提供的光源系统，包括发光光源201、驱动装置(未图示)和实施例1提供的荧光滤色轮100，发光光源201用于产生蓝光，荧光滤色轮100设置于发光光源201产生的蓝光的光路上，驱动装置用于驱动荧光滤色轮100转动。
本发明提供的光源系统，通过采用本发明提供的荧光滤波轮，代替荧光色轮和滤色轮，使光路系统的结构更简单，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
在本实施例中，发光光源201设置于玻璃基板101的第一板面所在的一侧，发光光源201用于产生蓝光，蓝光照射到荧光滤色轮100上，射出受激光和蓝光，受激光和蓝光混合成白光，以供照明使用。
在本实施例中，驱动装置用于驱动荧光滤色轮100转动，以使得发光光源201发出的光依次照射到荧光滤色轮100的不同区域，从而依次产生透射的蓝光和受激光，蓝光和受激光混合后成为白光。
在本实施例的优选实施方式中，荧光滤色轮100上的荧光层103为黄色荧光层103，以使得蓝光照射到荧光滤色轮100后，透射出的蓝光和荧光层受激产生的受激光混合形成白光，以简化光源系统的制备工艺，节约人力和物力。
在本实施例的优选实施方式中，发光光源201为蓝光LED灯或蓝色激光二极管，更优选为蓝色激光二极管。通过采用蓝色激光二极管作为发光光源201，能够使得光源系统射出的白光的光强更大，光效更高。
在本实施例的优选实施方式中，驱动装置为马达。
马达又称电动机，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其它装置的电气设备。
在本实施例的优选实施方式中，马达的转轴穿过荧光滤色轮100的中间孔，以带动荧光绿色轮绕中心轴转动。
本实施例提供的光源系统可以应用与照明系统，如舞台灯照明等。
实施例3
图5为本发明实施例3提供的投影系统的光路结构示意图；如图5所示，本实施例提供了一种投影系统，本实施例是在实施例2基础上的进一步改进，实施例2描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。
如图5所示，本实施例提供的投影系统，包括实施例2提供的光源系统、第一光学系统、反射镜205和第二光学系统，第一光学系统、反射镜205和第二光学系统依次设置于发光光源201与荧光滤色轮100之间。
本发明实施例提供的投影系统，通过采用本发明实施例1提供的荧光滤色轮100替代现有投影系统中的荧光色轮和滤色轮，使得投影系统的结构更简单，制备工艺更容易控制，既能够节约大量的人力和物力，又能够有效提高生产效率。
在本实施例中，发光光源201用于产生蓝光，具体发光光源201结构同实施例2中发光光源201的结构，在此不再赘述。
第一光学系统用于将发光光源201照射的发散光转化成平行光射出；反射镜205用于改变平行光的光路，以满足光路设计，节约投影系统的结构空间；第二光学系统用于接收从反射镜205射出的平行光并将平行光汇聚成光斑点后再照射到荧光滤色轮上，以使得荧光滤色轮的入射光的光强更大，光效更高。
在本实施例的优选实施方式中，第一光学系统包括依次设置的第一凸透镜202、凹透镜203和扩散片204，第二光学系统包括依次设置的第二凸透镜206、第三凸透镜207和第四凸透镜208。
如图5所示，第一凸透镜202、凹透镜203和沿光路的射出方向依次设置，第二凸透镜206、第三凸透镜207和第四凸透镜208也沿光路的射出方向依次设置。在本实施例中，第一凸透镜202用于接收发光光源201射出的发散光并射出汇聚光线，凹透镜203用于接收汇聚光线并转化成平行光射出；扩散片204用于使射出的平行光更加均匀；第二凸透镜206用于接收反射镜205反射过来的平行光并将平行光进行一级汇聚后射出，第三凸透镜207用于接收一级汇聚光并进行二级汇聚后射出，第四凸透镜208用于接收二级汇聚光并进行三级汇聚后射出，从而使得三级汇聚后射出的光照射到荧光滤色轮上的光斑更小。
在本实施例的优选实施方式中，第二光学系统也可以只包括第二凸透镜206和第三凸透镜207，将经过反射镜205反射过来的平行光进行二级汇聚即可汇聚成很小的光斑。
本实施例提供的投影系统，用于投影成像，该投影系统可以采用各种投影技术，如液晶显示器投影技术、数码光路处理器投影技术等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种荧光滤色轮，其特征在于，包括玻璃基板，所述玻璃基板呈环形，所述玻璃基板包括相对设置的第一板面和第二板面，所述第二板面包括第一区域和第二区域，所述第一区域上设置有匀光层，所述第二区域上设置有荧光层，所述荧光层上还设置有滤波膜。
2.根据权利要求1所述的荧光滤色轮，其特征在于，所述第一板面上设置有增透膜，所述第二板面上设置有蓝色二向色片。
3.根据权利要求1所述的荧光滤色轮，其特征在于，所述荧光层由胶粘剂和荧光粉混合而成。
4.根据权利要求3所述的荧光滤色轮，其特征在于，所述荧光层与所述滤波膜之间还设置有平滑层。
5.根据权利要求4所述的荧光滤色轮，其特征在于，所述平滑层由胶粘剂固化而成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的荧光滤色轮，其特征在于，所述滤波膜为陷波滤波膜。
7.一种光源系统，其特征在于，包括发光光源、驱动装置和权利要求1-6任一项所述的荧光滤色轮，所述发光光源用于产生蓝光，所述荧光滤色轮设置于所述发光光源产生的蓝光的光路上，所述驱动装置用于驱动所述荧光滤色轮转动。
8.根据权利要求7所述的光源系统，其特征在于，所述驱动装置为马达。
9.一种投影系统，其特征在于，包括权利要求7或8所述的光源系统、第一光学系统、反射镜和第二光学系统，所述第一光学系统、所述反射镜和所述第二光学系统依次设置于所述发光光源与所述荧光滤色轮之间。
10.根据权利要求9所述的投影系统，其特征在于，所述第一光学系统包括依次设置的第一凸透镜、凹透镜和扩散片，所述第二光学系统包括依次设置的第二凸透镜、第三凸透镜和/或第四凸透镜。
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