荧光组件以及激光投影仪的制作方法

本申请涉及激光投影仪技术领域，特别涉及一种荧光组件以及激光投影仪。

背景技术：

激光投影设备中的光源系统采用激光光源作为输入，在光源系统中布置荧光组件，以将激光光源射出的蓝色激光的部分转换为荧光，荧光与未转换的激光作为光源系统的输出。

相关技术中一种荧光组件，包括荧光轮以及驱动组件，该荧光组件启动后，驱动组件驱动荧光轮高速旋转，激光光源发出的激光照射在该荧光轮后，可以激发出荧光。其中，荧光轮高速旋转可以避免激光始终照射在同一位置，提高荧光轮的散热性能。

但是，上述荧光组件的稳定性较低。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种荧光组件以及激光投影仪。所述技术方案如下：

根据本申请的第一方面，提供了一种荧光组件，所述荧光组件包括：

荧光层，金属导热层以及半导体散热器；

所述金属导热层位于所述荧光层的一侧，所述半导体散热器位于所述金属导热层远离所述荧光层的一侧。

可选的，所述荧光组件还包括辅助散热器，所述辅助散热器与所述半导体散热器连接。

可选的，所述金属导热层的材料包括铜、银、金和铝中的一种或多种。

可选的，所述金属导热层的厚度范围为10微米-200微米。

可选的，所述荧光组件还包括反射层，所述反射层位于所述金属导热层远离所述半导体散热器的一侧。

可选的，所述反射层包括介质反射膜或金属反射膜。

可选的，所述荧光组件还包括阻焊层和第一可焊性金属层，

所述阻焊层位于所述金属导热层远离所述反射层的一侧，所述第一可焊性金属层位于所述阻焊层远离所述反射层的一侧，所述第一可焊性金属层与所述半导体散热器连接。

可选的，所述半导体散热器包括散热器本体、第二可焊性金属层以及两个导热陶瓷，

所述半导体集合具有制冷端以及放热端，所述两个导热陶瓷分别位于所述制冷端以及所述放热端，所述第二可焊性金属层的一侧与位于所述制冷端的导热陶瓷接触，另一侧与所述第一可焊性金属层焊接。

可选的，所述荧光层的材料包括荧光陶瓷或单晶荧光材料。

可选的，所述荧光组件还包括增透膜，所述增透膜位于所述荧光层远离所述反射层的一侧。

另一方面，提供了一种激光投影仪，所述激光投影仪包括如第一方面所述的荧光组件。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供了一种荧光组件，该荧光组件包括荧光层，金属导热层以及半导体散热器，荧光组件在工作时产生的热量通过金属导热层的传导，由半导体散热器进行散热，如此结构提高了荧光组件的散热能力，进而可以避免荧光组件在工作时出现稳定性较低的问题。解决了相关技术中荧光组件的稳定性较低的问题，达到了提高荧光组件稳定性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例所涉及的实施环境示意图；

图2是一种激光投影仪的光路图；

图3是本申请实施例提供的一种荧光组件的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种荧光组件的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的再一种荧光组件的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种激光投影仪中光源装置的结构示意图；

图7是图6所示光源装置中，一种滤色轮的结构示意图；

图8是本申请实施例提供另一种激光投影仪中光源装置的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

目前，在一种荧光组件中，包括荧光轮以及驱动组件，该荧光组件启动后，驱动组件驱动荧光轮高速旋转，激光光源发出的激光照射在该荧光轮后，可以激发出荧光。其中，荧光轮高速旋转可以避免激光始终照射在同一位置，提高荧光轮的散热性能。

但是，上述荧光组件的稳定性较低。

图1是本申请实施例所涉及的实施环境示意图，该实施环境可以包括激光投影仪100和投影幕布200。

激光投影仪100可以包括光源装置110和光机照明装置120。光源装置110用于向光机照明装置120提供光源，而光机照明装置120用于根据光源装置110提供的光源来将预设图案投影到投影幕布200上。

投影幕布200用于承载光机照明装置120投影的图案。投影幕布200可以由各种材料构成，如聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)、金属、玻璃纤维和玻珠等，本申请实施例不作出限制。

其中，光源装置110，通常包括激光器、二向色镜以及荧光轮。激光器用于提供某个颜色光线，而二向色镜能够根据控制透过激光器发出的激光，或者反射荧光轮被激发而发出的激发光线。

如图2所示，其为一种激光投影仪的光路图，激光器发出的光线透过二向色镜，并经过透镜聚焦后照射到荧光轮上，荧光轮可以通过转动来改变激光器发出的光线照射到荧光轮上的位置，进而使光源装置向光机照明装置输入不同颜色的光线，在激光器发出的光线照射到荧光轮上的透光区域时，激光器发出的光线会依次经反射镜1、反射镜2和反射镜3的反射而输入光机照明装置。在光源装置运行时，荧光轮可以高速转动，并持续不断的向光机照明装置输入多种色光。

其中，激光器通常为蓝光激光器，其发出的蓝色激光通常被设置为经过各种镜片后射入光机照明装置。因此，蓝色激光的光强满足激光器的发光特征，即驱动电流和光强成线性关系。

而其他的基色光(基色光为光源模组提供给光机模组的用于合成各种色光的光线，其通常包括红光、绿光和蓝光，也可能包括黄光等)则为由蓝色激光经荧光轮上的荧光粉激发而出的荧光，荧光的光强则由蓝光的亮度及荧光粉的转化效率而决定，荧光粉的转化效率通常有随着温度的上升而下降的特点。

在光源装置工作时，荧光轮由于受到了激光的照射，因而荧光轮上的荧光粉的温度变化是不可避免的，且为了提高亮度，通常会使用功率较大的激光器，进而导致荧光粉的温度会非常高。随着荧光粉温度的升高，其转化效率降低，进而导致激光投影仪的能耗较高。

本申请实施例提供了一种荧光组件以及激光投影仪。

图3是本申请实施例提供的一种荧光组件的结构示意图。参考图3可以看出，该荧光组件10可以包括：

荧光层11，金属导热层13以及半导体散热器14。

金属导热层13位于荧光层11的一侧，半导体散热器14位于金属导热层13远离荧光层11的一侧。

其中，激光射入荧光组件10中的荧光层11，荧光层11中的荧光材料受激产生荧光，并将受激产生的荧光反射出荧光组件10，荧光层11工作时产生的热量传导至金属导热层13，金属导热层13可以将热量较为快速地传导至整个荧光组件10，半导体散热器14可以对荧光组件10进行散热。

综上所述，本申请实施例提供了一种荧光组件，该荧光组件包括荧光层，金属导热层以及半导体散热器，荧光组件在工作时产生的热量通过金属导热层的传导，由半导体散热器进行散热，如此结构提高了荧光组件的散热能力，进而可以避免荧光组件在工作时出现稳定性较低的问题。解决了相关技术中荧光组件的稳定性较低的问题，达到了提高荧光组件稳定性的效果。

图4是本申请实施例提供的另一种荧光组件的结构示意图。

可选地，荧光组件10还包括反射层12，反射层12位于金属导热层13远离半导体散热器14的一侧。

反射层12可以增强荧光组件10的反射能力。

可选地，反射层12包括介质反射膜或金属反射膜，该介质反射膜或金属反射膜的厚度范围可以为0.1微米-500微米。在本申请实施例中，反射层12对光的光谱范围420纳米-680纳米的可见光有较高的反射率。

反射层12可以镀在荧光层11的一侧。

当荧光层11中的荧光材料受激产生荧光后，反射层12可以将受激产生的荧光反射出荧光组件。可选地，荧光组件10还包括辅助散热器15，辅助散热器15与半导体散热器14连接。

荧光组件10中的辅助散热器15可以为常规的散热器(例如风冷、液冷，或者是导热金属结构等)，通过将辅助散热器15与半导体散热器14连接，可以将荧光组件10工作时产生的热量通过反射层12，金属导热层13以及半导体散热器14传递至辅助散热器15，由辅助散热器15进行散热，可以进一步保证荧光组件10的稳定性。

示例性的，辅助散热器15可以通过高导热介质与半导体散热器14连接，以便给半导体散热器14散热。

可选地，荧光组件10还包括阻焊层16和第一可焊性金属层17。

阻焊层16可以镀在金属导热层13远离反射层12的一侧，第一可焊性金属层17可以镀在阻焊层16远离反射层12的一侧，第一可焊性金属层17还可以沉淀在阻焊层16远离反射层12的一侧，第一可焊性金属层17与半导体散热器14连接。

在焊接时，阻焊层16可以防止预设的不该被焊接的区域被焊接。阻焊层16的材料可以包括金属镍或钛，阻焊层16的厚度范围可以为0.1微米-5微米。第一可焊性金属层17可以用于与半导体散热器14进行连接。第一可焊性金属层17的材料可以为金，第一可焊性金属层17的厚度范围可以为0.1微米-2微米。

示例性的，本申请实施例可以选用导热能力较高的镍作为阻焊层16的材料。

可选地，荧光组件10还包括增透膜18，增透膜18位于荧光层11远离反射层12的一侧。

增透膜18可以镀在荧光层11远离反射层的一侧。增透膜18可以减少反射光的强度，从而增加透射光的强度。其中，增透膜18的厚度范围可以为0.1微米-500微米。

示例性的，当荧光组件10的入射光为蓝光时，增透膜18在蓝光的光谱范围为420纳米-470纳米时，具有减少蓝光反射的作用。

可选地，半导体散热器14包括散热器本体141、第二可焊性金属层142以及两个导热陶瓷143。

散热器本体141具有制冷端以及放热端，两个导热陶瓷143分别位于制冷端以及放热端，散热器本体141靠近荧光层11的一端为制冷端，远离荧光层11的一端为放热端，第二可焊性金属层142的一侧与位于制冷端的导热陶瓷接触143，另一侧与第一可焊性金属层17焊接。

散热器本体141的制冷端与放热端可以根据散热器本体141连接的电源的正负极确定。散热器本体141包括间隔设置的p型半导体和n型半导体组成的半导体集合1412，半导体集合1412中的p型半导体和n型半导体通过金属导体1411以及金属导体1413进行连接，金属导体1411以及金属导体1413可以包括铜，铝或其它金属导体，在本申请实施例提供的荧光组件10中，可以使用金属铜连接p型半导体和n型半导体，一个p型半导体，一个n型半导体以及一个金属导体组成热电偶，半导体集合1412包括多个热电偶。

第二可焊性金属层142镀在于制冷端连接的导热陶瓷143，第二可焊性金属层142的材料可以包括镍金或钛铂金。

导热陶瓷片143可以为绝缘且导热良好的陶瓷片，这样可以方便荧光组件10散热，且可以避免半导体集合141发生故障。

导热陶瓷片143可以通过连接层191或192与散热器本体141中的金属导体1411或金属导体1413进行连接，连接层191或192的材料可以包括导热硅脂，连接层191与192也可以是在导热陶瓷片143以及半导体集合1412中的金属导体的特定区域镀金镍层，通过焊接的方案实现导热陶瓷片143与金属导体1411或金属导体1413的连接。

可选地，荧光层11的材料包括荧光陶瓷或单晶荧光材料。

其中，荧光层11的材料可以包括钇铝石榴石晶体(yttriumaluminumgarnet，yag)基质荧光粉与陶瓷材料高温烧结的荧光陶瓷，或者，荧光层11还可以包括通过沉积等制造工艺在基底(该基底可以为反射层)上制成的荧光陶瓷。荧光层11的厚度范围可以为0.05毫米-1毫米。

当激光器发出的激光射入荧光组件10中时，荧光层11中的荧光材料受激产生荧光，该荧光被反射层12反射，射出荧光组件10。

示例性的，可以在反射层12上通过沉积工艺制造制成荧光陶瓷。

可选地，金属导热层13的材料包括铜、银、金和铝中的一种或多种，金属导热层13的厚度范围为10微米-200微米。

金属导热层13可以镀在反射层12远离荧光层11的一侧。

金属导热层13可以将荧光层11中激光激发点产生的热量迅速传导到整个荧光组件10，避免出现荧光组件10部分区域温度较高，导致荧光组件10的发光效率较低的问题，设置金属导热层13可以增加荧光组件10的散热能力，提高荧光组件10的稳定性。

示例性的，在本申请实施例中，金属导热层13的材料可以为铜，如此便可减小荧光组件10的制造成本。

图5是本申请实施例提供的再一种荧光组件的结构示意图。其中，荧光组件10可以包括荧光层11，半导体散热器14，辅助散热器15以及第一可焊性金属层17，荧光层11与半导体散热器14通过第一可焊性金属层17焊接，半导体散热器14包括散热器本体141，导热陶瓷143，散热器本体141具有制冷端以及放热端，散热器本体141靠近荧光层11的一端为制冷端，远离荧光层11的一端为放热端，荧光层11通过第一可焊性金属层17与制冷端连接，导热陶瓷143通过连接层191与散热器本体141的放热端的导热陶瓷143连接，辅助散热器15与导热陶瓷143连接(例如辅助散热器15可以通过高导热介质与导热陶瓷143连接)。

使用本申请实施例提供的荧光组件可以减少荧光层与半导体散热器14之间的热阻，提高荧光组件10的散热能力。在图5所示的荧光组件10中，荧光层11通过第一可焊性金属层17与制冷端连接，相较于图4所示的荧光组件10，半导体散热器14中位于制冷端的导热陶瓷143被荧光层11替换，且半导体散热器14中的制冷端的电极可以复用为金属导热层，使得荧光组件的结构较为简单。

本申请实施例中，荧光组件可以为方形也可以为圆形，本申请实施例对此不进行限制。

相较于相关技术，本申请实施例中的荧光组件10减少了较为复杂的驱动组件，使得荧光组件10结构较为简单，荧光组件10的体积较小，进而可以减小包括该荧光组件10的激光投影仪的体积。且由于减少了驱动组件，荧光组件10减少了工作时的噪音与摩擦，进而提高了荧光组件10的可靠性。此外，相较于相关技术中的荧光材料为环形，本申请实施例中的荧光层为方形或圆形，可以减少荧光层材料的使用量，进而减少荧光组件的制作成本。

综上所述，本申请实施例提供了一种荧光组件，该荧光组件包括荧光层，金属导热层以及半导体散热器，荧光组件在工作时产生的热量通过金属导热层的传导，由半导体散热器进行散热，如此结构提高了荧光组件的散热能力，进而可以避免荧光组件在工作时出现稳定性较低的问题。解决了相关技术中荧光组件的稳定性较低的问题，达到了提高荧光组件稳定性的效果。

在图4所示的荧光组件10中，荧光组件10包括荧光层11，反射层12，金属导热层13，半导体散热器14，辅助散热器15，阻焊层16，第一可焊性金属层17以及增透膜18。半导体散热器14还包括半导体集合141，第二可焊性金属层142以及两个导热陶瓷，其中，半导体集合141还包括制冷端a与放热端b，制冷端a与放热端b可以根据半导体集合141连接的电源的正负极确定。荧光层11的材料为yag基质荧光粉与陶瓷材料高温烧结的荧光陶瓷，该荧光层11的厚度范围可以为0.5毫米。反射层的材料为介质膜，该反射层12的厚度范围可以为5微米。金属导热层13的材料为铜，该金属导热层13的厚度范围为100微米。阻焊层16的材料为镍，该阻焊层16的厚度可以为3微米。第一可焊性金属层17的材料为金，第一可焊性金属层17的厚度可以为1微米。增透膜18的厚度为5微米。

反射层12镀在荧光层11的一侧，增透膜18镀在荧光层11远离反射层12的一侧，金属导热层13镀在反射层12远离荧光层11的一侧，阻焊层16镀在金属导热层13远离反射层12的一侧，第一可焊性金属层17镀在阻焊层16远离反射层12的一侧，半导体散热器14以第一可焊性金属层17焊接，辅助散热器15通过高导热介质与半导体散热器14连接。

使用本申请实施例提供的荧光组件，荧光组件在工作时不会发生温度较高导致荧光组件转化率较低的问题，可以提高荧光组件的散热能力，提高荧光组件的稳定性。

本申请实施例还提供了一种激光投影仪，该激光投影仪中的光源装置包括图4所示的荧光组件。

图6所示为本申请实施例提供的一种激光投影仪中光源装置的结构示意图。

荧光光路子组件322的数量为1，光源组件31包括第一激光器311以及第二激光器312。

第一激光器311发出的激光射向蓝光光路子组件321，并由蓝光光路子组件321输出至光机照明装置40。

第二激光器312发出的激光射向荧光光路子组件322，并由荧光光路子组件322输出至荧光组件33，荧光组件33被激发出荧光，并将荧光输出至荧光光路子组件322，并由荧光光路子组件322将荧光输出至光机照明装置40。

光源装置包括滤色轮34，荧光组件33激发出的荧光为黄光(光谱范围500nm-700nm)，滤色轮34用于将黄光中的绿光过滤，将红光输出至光机照明装置40，或者，滤色轮用于将黄光中的红光过滤，将绿光输出至光机照明装置40。

如图7所示，其为图6所示光源装置中，一种滤色轮的结构示意图。该滤色轮34包括蓝光透过区q1、红光透过区q2和绿光透过区q3。其中的蓝光透过区q1仅能够通过蓝光，红光透过区q2仅能够透过红光，绿光透过区q3仅能够透过绿光。

如图6所示，第一激光器311和第二激光器312均为蓝光激光器。

荧光光路子组件322包括二向色镜322a，二向色镜322a用于透射蓝光并反射除蓝光外的其他色光。可选地，该二向色镜322a可以透射蓝光(蓝光波段光谱范围420nm-470nm)，反射荧光(荧光波段光谱范围500nm-700nm)。

第二激光器312发出的蓝色激光射向二向色镜322a，并在透过二向色镜322a后射向荧光组件，荧光组件33激发出黄色荧光后，将黄色荧光反射向二向色镜322a，并由二向色镜322a反射向滤色轮34，滤色轮34转动至红光透过区q2或者绿光透过区q3，黄光中的红光通过红光透过区q2射向光机照明装置40，或者，黄光中的绿光通过绿光透过区q3射向光机照明装置40。

示例性的，当控制信号指示输出红光时，滤色轮34可以转动至红光透过区q2，荧光组件33激发出黄色荧光照射到该红光透过区q2，黄色荧光中的绿光被阻挡，红光通过红光透过区q2射向光机照明装置40。

当控制信号指示输出绿光时，滤色轮34可以转动至绿光透过区q3，荧光组件33激发出黄色荧光照射到该绿光透过区q3，黄色荧光中的红光被阻挡，绿光通过绿光透过区q3射向光机照明装置40。

可选地，蓝光光路子组件321包括反射镜321a，第一激光器311发出的蓝色激光经反射镜321a反射向二向色镜322a，并在通过二向色镜322a后射向滤色轮34，滤色轮34转动至蓝光透过区q1，第一激光器311发出的蓝色激光透过蓝光透过区q3射向光机照明装置40。

示例性的，当控制信号指示输出蓝光时，滤色轮34可以转动至蓝光透过区q1，第一激光器311发出的蓝色激光照射到蓝光透过区q1后通过蓝光透过区q1并射向光机照明装置40。

此外，图6所示的光源装置还可以包括其他的一些结构，例如整形光路35，该整形光路35位于第一激光器311以及第二激光器312的出光侧，用于对这两个激光器发出的激光进行汇聚。还可以包括匀光组件36，该匀光组件36位于滤色轮34输出光线的一侧，用于对向光机照明装置40输出的光线进行匀光。

另外，该光源装置还可以包括一些准直组件，本申请实施例在此不再赘述。

图8是本申请实施例提供另一种激光投影仪中光源装置的结构示意图。

可选地，至少一个荧光组件包括第一荧光组件331。

至少一个荧光光路子组件包括红光光路子组件3221，光源组件包括第一蓝色激光器l1。

红光光路子组件3221包括第一二向色镜g1，第一二向色镜g1用于透射蓝光反射红光，第一蓝色激光器l1发出的蓝色激光射向第一二向色镜g1，并在透过第一二向色镜g1后射向第一荧光组件331，第一荧光组件331被激发出黄光后，将黄光反射向第一二向色镜g1，第一二向色镜g1将黄光中的红光反射向光机照明装置40。

可选地，至少一个荧光组件包括第二荧光组件332。

至少一个荧光光路子组件包括绿光光路子组件3222，光源组件包括第二蓝色激光器l2。

绿光光路子组件3222包括第二二向色镜g2，第二二向色镜g2用于透射蓝光反射绿光，第二蓝色激光器l2发出的蓝色激光射向第二二向色镜g2，并在透过第二二向色镜g2后射向第二荧光组件332，第二荧光组件32被激发出绿光(光谱范围480nm-660nm)后，将绿光反射向第二二向色镜g2，第二二向色镜g2将绿光反射向第一二向色镜g1，并透过第一二向色镜g1射向光机照明装置40。

可选地，至少一个荧光光路子组件包括蓝光光路子组件3223，光源组件包括第三蓝色激光器l3。

蓝光光路子组件包括反射镜g3，第三蓝色激光器l3发出的蓝色激光射向反射镜g3，并由反射镜g3反射后依次透过第二二向色镜g2和第一二向色镜g1后射向光机照明装置40。

此外，图8所示的光源装置还可以包括其他的一些结构，例如整形光路35，该整形光路35位于每个激光器的出光侧，用于对这每个激光器发出的激光进行汇聚。

使用本申请实施例提供的激光投影仪，激光投影仪中的荧光组件无需转动，因而激光投影仪的稳定性和可靠性较高。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。