熒光濾色輪及其光源系統、投影系統的制作方法

本發明涉及照明及顯示技術領域，尤其是涉及一種熒光濾色輪及其光源系統、投影系統。

背景技術：

隨著信息化時代的快速發展，能夠實現大屏幕顯示的投影系統的應用日益廣泛，現有的投影系統包括依次設置的發光光源、熒光色輪和濾色輪，發光光源用于產生照射光，熒光色輪接收用于照射光，并將照射光轉化成受激光，濾色輪用于過濾受激光，以確保投射出所需要的波長的光線。但是由于現有的投影系統既設置有熒光色輪，又設置有濾色輪，導致光路結構復雜，裝配難度很大，制備工藝繁瑣，生產效率很低。

有鑒于此，特提出本發明。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于提供一種兼具熒光色輪和濾色輪作用的熒光濾色輪，以緩解現有的投影系統既設置有熒光色輪，又設置有濾色輪，導致光路結構復雜，裝配難度很大，制備工藝繁瑣，生產效率很低的技術問題。

本發明提供的熒光濾色輪，包括玻璃基板，所述玻璃基板呈環形，所述玻璃基板包括相對設置的第一板面和第二板面，所述第二板面包括第一區域和第二區域，所述第一區域上設置有勻光層，所述第二區域上設置有熒光層，所述熒光層上還設置有濾波膜。

進一步的，所述第一板面上設置有增透膜，所述第二板面上設置有藍色二向色片。

進一步的，所述熒光層由膠粘劑和熒光粉混合而成。

進一步的，所述熒光層與所述濾波膜之間還設置有平滑層。

進一步的，所述平滑層由膠粘劑固化而成。

進一步的，所述濾波膜為陷波濾波膜。

本發明的目的之二在于提供一種光源系統，以緩解現有的投影系統既設置有熒光色輪，又設置有濾色輪，導致光路結構復雜，裝配難度很大，制備工藝繁瑣，生產效率很低的技術問題。

本發明提供的光源系統，包括發光光源、驅動裝置和本發明提供的熒光濾色輪，所述發光光源用于產生藍光，所述熒光濾色輪設置于所述發光光源產生的藍光的光路上，所述驅動裝置用于驅動所述熒光濾色輪轉動。

進一步的，所述驅動裝置為馬達。

本發明的目的之三在于提供一種投影系統，以緩解現有的投影系統既設置有熒光色輪，又設置有濾色輪，導致光路結構復雜，裝配難度很大，制備工藝繁瑣，生產效率很低的技術問題。

本發明提供的投影系統，包括本發明提供的光源系統、第一光學系統、反射鏡和第二光學系統，所述第一光學系統、所述反射鏡和所述第二光學系統依次設置于所述發光光源與所述熒光濾色輪之間。

進一步的，所述第一光學系統包括依次設置的第一凸透鏡、凹透鏡和擴散片，所述第二光學系統包括依次設置的第二凸透鏡、第三凸透鏡和/或第四凸透鏡。

本發明提供的熒光濾波輪通過在第一區域設置勻光層，以使照射光線通過，并使射出的光線分布的更均勻；通過在第二區域上設置熒光層，以將照射光轉換成熒光射出，通過在熒光層上設置濾波膜，以將熒光進行過濾，確保投射出熒光的顏色更飽滿，從而能夠有效替代現有投影系統中的熒光色輪和濾色輪，使得投影系統的結構更簡單，裝配難度大幅降低，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

本發明提供的光源系統，通過采用本發明提供的熒光濾波輪，代替熒光色輪和濾色輪，使光路的結構更簡單，裝配難度大幅降低，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

本發明提供的投影系統，通過采用本發明提供的熒光濾色輪替代現有投影系統中的熒光色輪和濾色輪，使得投影系統的結構更簡單，裝配難度大幅降低，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的熒光濾色輪的正視圖；

圖2為圖1所示熒光濾色輪a-a向的剖視圖；

圖3為圖2所示熒光濾色輪b-b向的剖視圖；

圖4為本發明實施例2所提供的光源系統的光路結構示意圖；

圖5為本發明實施例3提供的投影系統的光路結構示意圖。

圖標：100-熒光濾色輪；101-玻璃基板；102-勻光層；103-熒光層；104-濾波膜；105-增透膜105；106-藍色二向色片；107-平滑層；201-發光光源；202-第一凸透鏡；203-凹透鏡；204-擴散片；205-反射鏡；206-第二凸透鏡；207-第三凸透鏡；208-第四凸透鏡。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

圖1為本發明實施例1提供的熒光濾色輪的正視圖；圖2為圖1所示熒光濾色輪a-a向的剖視圖；圖3為圖2所示熒光濾色輪b-b向的剖視圖；如圖1-3所示，本發明實施例提供的熒光濾色輪100，包括玻璃基板101，玻璃基板101呈環形，玻璃基板101包括相對設置的第一板面和第二板面，第二板面包括第一區域和第二區域，第一區域上設置有勻光層102，第二區域上設置有熒光層103，熒光層103上還設置有濾波膜104。

本實施例提供的熒光濾波輪，通過在第一區域設置勻光層102，以使照射光線通過，并使射出的光線分布的更均勻；通過在第二區域上設置熒光層103，以將照射光轉換成熒光射出，通過在熒光層103上設置濾波膜104，以將熒光進行過濾，確保投射出熒光的波長更窄，顏色更飽滿，從而能夠有效替代現有投影系統中的熒光色輪和濾色輪，使得投影系統的結構更簡單，裝配難度大幅下降，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

在本實施例中，采用玻璃基板101作為勻光層102及熒光層103的承載件，一方面既可以使得照射光線通過，另外一方面也能夠耐受高溫，避免承載件因高溫照射而發生形變，影響光線的透射效果。

在本實施例中，將玻璃基板101設置為環形，以便于與驅動裝置的轉軸軸相互匹配，以使得驅動裝置的轉軸能夠穿過玻璃基板101，帶動玻璃基板101轉動。

在本實施例中，將第二板面設置為第一區域和第二區域，并在第一區域上設置有勻光層102，以使得當采用藍光作為照射光線時，藍光透射玻璃基板101后能夠通過第一區域的勻光層102過濾后射出，使得射出的光線更加均勻；通過在第二區域設置熒光層103，以使得藍光通射玻璃基板101后照射到熒光層103，熒光層103受激產生熒光后射出；通過在熒光層103上設置濾波膜104，以將熒光進行過濾，使得射出的光線波長更窄，顏色更飽滿。

在本實施例的優選實施方式中，勻光層102由硫酸鋇粉末噴涂鍍而成。

在本實施例的優選實施方式中，第一板面上設置有增透膜105，第二板面上設置有藍色二向色片106。

通過在第一板面上設置有增透膜105，以減少第一板面上反射光的強度，增加第一板面透射光的強度，使得照射光的損失更小，更節約能源；通過在第二板面上設置有藍色二向色片106，以使得藍光能夠通過藍色二向色片106透射出去，其它波長的光被藍色二向色片106反射回玻璃基板101中，從而保證透射光的波長范圍。

在本實施例中，藍色二向色片106只允許藍光透過，其它波長的光進行反射，藍色二向色片106可從楊明光學、水晶光電等生產鍍膜的廠家進行采購。

在本實施例的優選實施方式中，熒光層103由膠粘劑和熒光粉混合而成。

通過在膠粘劑和熒光粉混合制備成熒光層103，使得熒光層103的制備工藝更為簡單，只需將混有熒光粉的膠粘劑涂覆于第二區域即可，節約了大量的人力和物力，降低了工作人員的工作強度。

在本實施例的優選實施方式中，膠粘劑為有機膠粘劑或無機膠粘劑，如環氧樹脂膠粘劑，無機硅膠膠粘劑、銀膠等，進一步優選的，膠粘劑中含有導熱填料粒子，以使得熒光層103的耐熱性能提升，從而提高熒光濾色輪100的使用壽命；進一步優選的，導熱填料粒子為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化釔、氧化鋅、氧化鈦中的一種或至少兩種。

在本實施例的優選實施方式中，熒光層103與濾波膜104之間還設置有平滑層107。

由于熒光層103是由膠粘劑與熒光粉混合均勻后直接涂覆在第二區域固化而成，而熒光粉一般為20μm左右的顆粒，所以熒光層103的表面一般達到幾百微米的粗糙度，因此，為了保證濾波膜104的過濾效果，需要先對熒光層103進行平滑處理后再設置濾波膜104。

在本實施例的優選實施方式中，平滑層107由膠粘劑固化而成。

采用膠粘劑對熒光層103進行平滑處理，膠粘劑冷卻固化后形成平滑層107。優選的，所采用的膠粘劑與熒光層103所采用的膠粘劑的種類相同，以保證平滑層107與熒光層103之間粘接的更牢固，以延長熒光濾色輪100的使用壽命。

在本實施例的優選實施方式中，平滑層107的制備工藝包括如下步驟：

(a)將涂覆有熒光層103的玻璃基板101水平放置，并使第二板面向上設置；

(b)將膠粘劑涂覆在熒光層103上；

(c)待膠粘劑自流平后，高溫烘烤，以使得膠粘劑固化形成平滑層107。

在本實施例的優選實施方式中，高溫烘烤的溫度為180-220℃，更優選為200℃，烘烤時間為55-65分鐘，更優選為60分鐘。

在本實施例的優選實施方式中，濾波膜104為陷波濾波膜。

陷波濾波膜由二氧化硅和/或二氧化鈦制備而成，其制備方法包括如下步驟：將涂覆有熒光層103的玻璃基板101在真空條件下，將二氧化硅和/或二氧化鈦濺鍍于熒光層103上，即制得陷波濾波膜。

在本實施例的優選實施方式中，陷波濾波膜也可以由其它高折射率材料或低折射率材料制備而成。

通過在熒光層103上制備陷波濾波膜，使得通過陷波濾膜后的光線變換成所需波長的光線，從而使得通過陷波濾膜后的出射光線更能滿足客戶需求。

在本實施例的優選實施方式中，熒光粉為黃色熒光粉，黃色熒光粉為鈰激發的釔石榴石體系，即y3-xal5o12:cex(yag)，也可以根據需要選擇其它類型的黃色熒光粉。

傳統采用熒光粉生產白光的方式主要為藍光發光光源201配合紅色熒光粉和綠色熒光粉，但是這需要在第二區域分別設置紅色熒光層和綠色熒光粉層，并在紅色熒光層上設置紅光波段的紅光濾波膜，在綠色熒光層上設置綠光波段的綠光濾波膜，制備工藝繁瑣復雜，耗費大量的人力和物力。在本實施例的優選實施方式中，采用藍光發光光源201配合熒光濾色輪100產生白光，只需在第一區域設置勻光層102，用于透射藍光，第二區域設置黃色熒光層103，并在在黃色熒光層103上濺鍍陷波濾波膜，使得經過黃色熒光層103激發產生的黃光通過陷波濾波膜后變換成紅光和綠光，紅光、濾光再和勻光層102透射的藍光混合，即可形成白光，從而大大簡化了熒光濾色輪100的制備工藝，節省了大量的人力和物力。

實施例2

圖4為本發明實施例2所提供的光源系統的光路結構示意圖；如圖4所示，本實施例提供了一種光源系統，本實施例是在實施例1基礎上的進一步改進，實施例1描述的技術方案也屬于本實施例，在此不再贅述。

本實施例提供的光源系統，包括發光光源201、驅動裝置(未圖示)和實施例1提供的熒光濾色輪100，發光光源201用于產生藍光，熒光濾色輪100設置于發光光源201產生的藍光的光路上，驅動裝置用于驅動熒光濾色輪100轉動。

本發明提供的光源系統，通過采用本發明提供的熒光濾波輪，代替熒光色輪和濾色輪，使光路系統的結構更簡單，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

在本實施例中，發光光源201設置于玻璃基板101的第一板面所在的一側，發光光源201用于產生藍光，藍光照射到熒光濾色輪100上，射出受激光和藍光，受激光和藍光混合成白光，以供照明使用。

在本實施例中，驅動裝置用于驅動熒光濾色輪100轉動，以使得發光光源201發出的光依次照射到熒光濾色輪100的不同區域，從而依次產生透射的藍光和受激光，藍光和受激光混合后成為白光。

在本實施例的優選實施方式中，熒光濾色輪100上的熒光層103為黃色熒光層103，以使得藍光照射到熒光濾色輪100后，透射出的藍光和熒光層受激產生的受激光混合形成白光，以簡化光源系統的制備工藝，節約人力和物力。

在本實施例的優選實施方式中，發光光源201為藍光led燈或藍色激光二極管，更優選為藍色激光二極管。通過采用藍色激光二極管作為發光光源201，能夠使得光源系統射出的白光的光強更大，光效更高。

在本實施例的優選實施方式中，驅動裝置為馬達。

馬達又稱電動機，是一種將電能轉化成機械能，并可再使用機械能產生動能，用來驅動其它裝置的電氣設備。

在本實施例的優選實施方式中，馬達的轉軸穿過熒光濾色輪100的中間孔，以帶動熒光綠色輪繞中心軸轉動。

本實施例提供的光源系統可以應用與照明系統，如舞臺燈照明等。

實施例3

圖5為本發明實施例3提供的投影系統的光路結構示意圖；如圖5所示，本實施例提供了一種投影系統，本實施例是在實施例2基礎上的進一步改進，實施例2描述的技術方案也屬于本實施例，在此不再贅述。

如圖5所示，本實施例提供的投影系統，包括實施例2提供的光源系統、第一光學系統、反射鏡205和第二光學系統，第一光學系統、反射鏡205和第二光學系統依次設置于發光光源201與熒光濾色輪100之間。

本發明實施例提供的投影系統，通過采用本發明實施例1提供的熒光濾色輪100替代現有投影系統中的熒光色輪和濾色輪，使得投影系統的結構更簡單，制備工藝更容易控制，既能夠節約大量的人力和物力，又能夠有效提高生產效率。

在本實施例中，發光光源201用于產生藍光，具體發光光源201結構同實施例2中發光光源201的結構，在此不再贅述。

第一光學系統用于將發光光源201照射的發散光轉化成平行光射出；反射鏡205用于改變平行光的光路，以滿足光路設計，節約投影系統的結構空間；第二光學系統用于接收從反射鏡205射出的平行光并將平行光匯聚成光斑點后再照射到熒光濾色輪上，以使得熒光濾色輪的入射光的光強更大，光效更高。

在本實施例的優選實施方式中，第一光學系統包括依次設置的第一凸透鏡202、凹透鏡203和擴散片204，第二光學系統包括依次設置的第二凸透鏡206、第三凸透鏡207和第四凸透鏡208。

如圖5所示，第一凸透鏡202、凹透鏡203和沿光路的射出方向依次設置，第二凸透鏡206、第三凸透鏡207和第四凸透鏡208也沿光路的射出方向依次設置。在本實施例中，第一凸透鏡202用于接收發光光源201射出的發散光并射出匯聚光線，凹透鏡203用于接收匯聚光線并轉化成平行光射出；擴散片204用于使射出的平行光更加均勻；第二凸透鏡206用于接收反射鏡205反射過來的平行光并將平行光進行一級匯聚后射出，第三凸透鏡207用于接收一級匯聚光并進行二級匯聚后射出，第四凸透鏡208用于接收二級匯聚光并進行三級匯聚后射出，從而使得三級匯聚后射出的光照射到熒光濾色輪上的光斑更小。

在本實施例的優選實施方式中，第二光學系統也可以只包括第二凸透鏡206和第三凸透鏡207，將經過反射鏡205反射過來的平行光進行二級匯聚即可匯聚成很小的光斑。

本實施例提供的投影系統，用于投影成像，該投影系統可以采用各種投影技術，如液晶顯示器投影技術、數碼光路處理器投影技術等。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。