一种集成式荧光轮的制作方法

本实用新型涉及投影光源技术领域，尤其涉及一种集成式荧光轮。

背景技术：

投影光源所需求的亮度越来越高，目前的投影光源大多采用激发光照射荧光粉产生辐射荧光的方式，即将荧光粉涂覆在荧光轮基板的环形区，激发光源发出的光束照射在旋转的荧光轮的荧光粉上，荧光粉受激发射对应颜色的荧光。荧光粉发射出的荧光为朗伯体光源，在荧光轮表面180度的角度方向上光强度为余弦分布。

目前所采用的投影光源系统通常是在距离荧光轮一定距离的位置处设置汇聚镜片，荧光轮与汇聚镜片是独立的部件，从而对辐射荧光的收光角度小，通常只有120～160度，出射角度较大的辐射荧光无法进入汇聚镜片从而无法作为输出光使用，导致部分光能量损失，降低了输出光的亮度，为了提高投影亮度，通常是采用增加激发光源功率数量的方式，导致投影光源能耗高，成本高。并且，目前所采用的投影光源中还设置有滤色色轮，通常滤色色轮设置在光路的后段，滤色色轮与荧光轮同步高速旋转，在输出光已合光成白光后再利用滤色色轮对各色光进行滤色，投影光源的部件多，占用体积大，难以满足小型化的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种集成式荧光轮，解决目前技术中的投影光源系统采用的独立部件较多，收光效果差，占用体积大，输出亮度难以满足需求的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种集成式荧光轮，包括荧光轮，所述的荧光轮包括基板和设置在基板上并沿圆周分布的若干荧光粉层，在荧光粉层所产生的辐射荧光出射方向所在的基板一侧设置了聚焦镜片，所述的聚焦镜片固定于基板上，或者聚焦镜片固定在用于驱动荧光轮转动的马达上并与荧光轮同步转动，并且所述的聚焦镜片上镀有用于对荧光粉层发出的辐射荧光进行滤光的滤色膜，所述的滤色膜与荧光粉层一一对应并沿着圆周分布。本实用新型所述的集成式荧光轮将传统独立的荧光轮、聚焦镜片和滤色色轮(滤色膜起到滤色色轮的滤光功能作用)集成为一体，聚焦镜片贴靠在荧光轮的基体上对荧光粉层发出的辐射荧光进行收光，聚焦镜片与荧光粉层之间的距离缩小，从而使得180度范围内的辐射荧光都能进入到聚焦镜片内汇聚出射，提高光能利用率，提高输出光亮度，同时荧光轮、聚焦镜片和滤色色轮集成为一体后极大的缩小了投影光学系统所占用的体积，结构更加紧凑，满足小型化的发展需求，光路更加精简，提高光传输效率。

进一步的，所述的荧光轮为反射式荧光轮时，所述的滤色膜对其所对应的荧光粉层发出的辐射荧光波段进行滤光透射，并且滤色膜透射激发光而反射其他波段的光；所述的荧光轮为透射式荧光轮时，所述的滤色膜对其所对应的荧光粉层发出的辐射荧光波段进行滤光透射而反射其他波段的光。对荧光粉层发射出的辐射荧光进行滤色处理，使得投影光源的颜色更加鲜艳。

进一步的，所述的聚焦镜片呈完整的圆环形，结构精简，聚焦镜片通过粘贴、结构件等方式固定在基板上。

进一步的，所述的聚焦镜片为覆盖荧光粉层的环形弧段，聚焦镜片更易于加工，所用的材料更少，制作成本低。

进一步的，所述的聚焦镜片沿径向的宽度大于等于荧光粉层的径向宽度，使得荧光粉层激发产生的辐射荧光尽可能多的被聚焦镜片接收汇聚，减少光能量损失，提高光能利用率，提高输出光亮度。

进一步的，所述的聚焦镜片沿径向的宽度为荧光粉层径向宽度的1.2～1.5倍。

进一步的，所述的聚焦镜片为注塑成型的整个镜片面，结构简单，便于制作、装配，可固定在基体上或者固定在电机上。

进一步的，所述聚焦镜片覆盖荧光粉层的部分呈凸透镜结构、月牙镜结构、非球面镜结构、菲涅尔透镜或复眼结构，能良好的对荧光粉层激发产生的辐射荧光进行收光汇聚，提高汇聚出射的光的方向性。

进一步的，所述的滤色膜镀在聚焦镜片的远离基板一侧的表面。滤色膜存在最优化的入射角度，随着入射角度增大，透过率会快速下降，因此采用先汇聚再滤色的方式，在经过聚焦镜片的汇聚作用后，本来沿着180度方向的辐射荧光被汇聚至一个方向，使得辐射荧光能更好的透过滤色膜，减少光能量损失，提高光能利用率，提高输出光通量，提高投影光源的亮度。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

本实用新型所述的集成式荧光轮，结构简单、紧凑，有效缩小占用体积，满足小型化发展的需求，有效提高收光范围，提高光能的利用率，提高输出光亮度。

附图说明

图1为圆环形聚焦镜片的整体结构示意图；

图2为聚焦镜片的截面呈凸透镜结构的集成式荧光轮的结构示意图；

图3为聚焦镜片的截面呈月牙镜结构的集成式荧光轮的结构示意图；

图4为透射式荧光轮的结构示意图；

图5为呈整个镜片面的聚焦镜片的结构示意图；

图6为聚焦镜片固定在马达上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开的一种集成式荧光轮，结构紧凑，减小占用体积，将传统的荧光轮、汇聚镜片和滤色色轮集成为一体，提高收光范围，提高光能的利用率，提高输出光亮度。

实施方式一

如图1至图3所示，一种集成式荧光轮，包括荧光轮，所述的荧光轮包括基板1和设置在基板1上并沿圆周分布的若干荧光粉层2，不同的荧光粉层2用于在激发光的照射下产生不同颜色的辐射荧光，在荧光粉层2所产生的辐射荧光出射方向所在的基板1一侧设置了聚焦镜片3，在本实施例中，聚焦镜片3呈完整的圆环形，或者聚焦镜片3为环形弧段，即聚焦镜片3不覆盖整个圆周，聚焦镜片3覆盖荧光粉层2所在的环形区域，聚焦镜片3沿径向的宽度大于等于荧光粉层2的径向宽度，优选的聚焦镜片3沿径向的宽度为荧光粉层2径向宽度的1.2～1.5倍，从而保障聚焦镜片3能尽最大限度的接收荧光粉层2产生的辐射荧光，减少损失，提高输出光亮度；

聚焦镜片3覆盖荧光粉层2的部分的截面呈凸透镜结构、月牙镜结构、非球面镜结构、菲涅尔透镜或复眼结构，能良好的对荧光粉层激发产生的辐射荧光进行收光汇聚；

本实施例的荧光轮采用反射式荧光轮，即荧光粉层2产生的辐射荧光沿着激发光的入射反向发射出，则聚焦镜片3和荧光粉层2设置在基板1的同一侧，荧光粉层2被夹在聚焦镜片3和基板1之间，聚焦镜片3通过胶粘、结构件等方式固定在基板1上；荧光粉层2可以是直接涂覆在基板上的方式构成，荧光粉层2还可以是通过陶瓷烧结为整个荧光圆盘薄片再粘在或紧贴在基板上，特别地，当荧光粉层2为陶瓷荧光薄片，聚焦镜片3可以很方便地直接粘贴在荧光薄片上。

聚焦镜片3上镀有用于对荧光粉层2发出的辐射荧光进行滤光的滤色膜4，所述的滤色膜4沿着圆周分布设置有若干个，并且滤色膜4与荧光粉层2一一对应，每个滤色膜4分别对与其对应的荧光粉层2产生的辐射荧光颜色进行滤色，并且滤色膜4镀在聚焦镜片3的远离基板1一侧的表面；

由于本实施例的荧光轮采用反射式荧光轮，聚焦镜片3位于入射的激发光所在一侧，因此，激发光需要穿过滤色膜4才能到达荧光粉层2，滤色膜4对其所对应的荧光粉层2发出的辐射荧光波段进行滤光透射，提高出射的辐射荧光的纯度，并且滤色膜4透射激发光而反射其他波段的光，例如，当激发光为蓝色激光时，产生红色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透红透蓝反其他颜色的膜，产生绿色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透绿透蓝反其他颜色的膜，产生黄色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透黄透蓝反其他颜色的膜，依次类推。

本实施例的集成式荧光轮应用到光源系统中时，激发光先穿透滤色膜4再经聚焦镜片3汇聚后照射到荧光粉层2上，荧光粉层2受激发射出辐射荧光，180度大范围的辐射荧光被聚焦镜片3接收，辐射荧光经过聚焦镜片3的汇聚作用后再经滤色膜4滤色后出射，有效精简光源系统的光路，减少光损失，提高光能利用率，提高投影光源的亮度。

实施方式二

如图4和图5所示，与实施方式一的不同点在于，本实施例的荧光轮为透射式荧光轮，激发光从没有荧光粉层2的基板1一侧入射，激发光透射过基板1后照射在荧光粉层2上产生辐射荧光，则聚焦镜片3和荧光粉层2也设置在基板1的同一侧，荧光粉层2被夹在聚焦镜片3和基板1之间，聚焦镜片3通过胶粘、结构件等方式固定在基板1上，180度大范围的辐射荧光被聚焦镜片3接收，辐射荧光经过聚焦镜片3的汇聚作用后再经滤色膜4滤色后出射；

在本实施例中，滤色膜4对其所对应的荧光粉层2发出的辐射荧光波段进行滤光透射而反射其他波段的光，例如，产生红色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透红反其他颜色的膜，产生绿色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透绿反其他颜色的膜，产生黄色辐射荧光的荧光粉层2所对应的滤色膜为透黄反其他颜色的膜，依次类推。

实施方式三

如图6所示，与实施方式一的不同点在于，聚焦镜片3为注塑成型的整个镜片面，例如聚焦镜片3整体呈圆形，并且聚焦镜片3的与荧光粉层2对应的部分呈凸透镜结构、月牙镜结构、非球面镜结构、菲涅尔透镜或复眼结构，确保能有效的对辐射荧光进行收光汇聚，聚焦镜片3固定在用于驱动荧光轮转动的马达上并与荧光轮同步转动，同样的聚焦镜片3能接受大范围的辐射荧光，辐射荧光经过聚焦镜片3的汇聚作用后再经滤色膜4滤色后出射，有效精简光源系统的光路，减少光损失，提高光能利用率，提高投影光源的亮度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。