波長轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種波長轉(zhuǎn)換裝置和使用這種波長轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]利用激光激發(fā)熒光色輪來產(chǎn)生高亮度的時序光，是目前投影行業(yè)公認(rèn)的下一代高亮度光源解決方案。該方案相比傳統(tǒng)汞燈或氙燈，有著高亮度、長壽命的優(yōu)點(diǎn)。在這個方案中，高強(qiáng)度激光入射于勻速轉(zhuǎn)動的熒光色輪，這樣的好處在于在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)每一處的熒光材料都只被激光激發(fā)一個瞬間，有效的避免了熒光過熱而失效。
[0003]在這個系統(tǒng)中，熒光色輪是一個核心光學(xué)部件，其可靠性決定了整個光源模組的性能。由于熒光色輪是高速轉(zhuǎn)動的，而且它本身又發(fā)出大量的熱，因此目前的方案中熒光色輪都是敞開暴露于空氣中的，也就是至少熒光色輪前后的一小段光路是暴露于空氣中的?？諝庵杏写罅康乃突覊m，長時間工作下會對這一段光路的可靠性形成隱患。而直接用一個外殼對這段光路進(jìn)行封閉，則會導(dǎo)致熒光色輪周圍的封閉的空氣溫度劇烈上升，不僅影響熒光色輪的效率，也影響驅(qū)動色輪轉(zhuǎn)動的馬達(dá)的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是通過合理的散熱設(shè)計(jì)同時實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換裝置的封閉和散熱。
[0005]本實(shí)用新型提出一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤和馬達(dá)，馬達(dá)用于帶動波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動；還包括外殼，用于將波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤封閉在其內(nèi)部；該外殼上包括印刷電路板，該印刷電路板的第一面和第二面分別面向外殼內(nèi)部和外殼外部；該印刷電路板的第一面包括第一電連接裝置，該第一電連接裝置與外殼內(nèi)部的電子器件電連接；該印刷電路板的第二面包括第二電連接裝置，第一電連接裝置與第二電連接裝置通過印刷電路板電連接；其中，外殼包括用于接收激發(fā)光的第一透光窗口，該第一透光窗口對激發(fā)光能夠透射同時又能夠起到封閉波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的作用。
[0006]本實(shí)用新型還提出一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括激發(fā)光源和上述的波長轉(zhuǎn)換裝置，激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光透過波長轉(zhuǎn)換裝置的外殼的第一透光窗口入射于波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤并使其受激產(chǎn)生受激光。
[0007]通過印刷電路板，在解決了為外殼內(nèi)部的電子器件供電的同時，還保持了外殼的封閉完整性。
【附圖說明】
[0008]圖1A是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖1B是圖1A所示實(shí)施例中第一肋片的排布正視圖；
[0010]圖1C是圖1A所示實(shí)施例中第二肋片的排布正視圖；
[0011]圖1D是圖1A所示實(shí)施例中波長轉(zhuǎn)換層的正視圖；
[0012]圖2A是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2B是圖2A所示實(shí)施例中第二肋片的排布正視圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4A是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4B是圖4A所示實(shí)施例中第一肋片的排布正視圖；
[0017]圖4C是圖4A所示實(shí)施例中第二肋片的排布正視圖；
[0018]圖5A是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5B是圖5A所示實(shí)施例中第二肋片的排布正視圖；
[0020]圖6A是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6B是圖6A所示實(shí)施例中第二肋片的排布正視圖；
[0022]圖7是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8是本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1A所示。該波長轉(zhuǎn)換裝置包括波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101和馬達(dá)105，馬達(dá)105用于帶動波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101轉(zhuǎn)動。波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101上包括沿波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤圓周方向排布的一系列第一肋片103，第一肋片的正視圖如圖1B所示，其中至少部分第一肋片103的走向是沿著波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的徑向方向的，用于在波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生沿徑向方向向外流出的氣流(在圖1A和IB中以箭頭141a表示)。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101被馬達(dá)105帶動轉(zhuǎn)動時，相鄰的第一肋片103之間的空氣會由于離心力而沿著第一肋片的走向向波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的外圍流出，同時由于負(fù)壓會有第一肋片靠近波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤中心的一端的空氣流入第一肋片之間。這部分流動于第一肋片之間的氣流能夠?qū)⒉ㄩL轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的熱量沿著氣流流動方向帶走，同時從波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤外圍流出的氣流會被波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤以及第一肋片所加熱。
[0025]在本實(shí)施例中，第一肋片是向心方向的，但實(shí)際應(yīng)用中可能會是彎曲的或其它形狀，這是可以根據(jù)現(xiàn)有的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的，此處不贅述。
[0026]本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置還包括外殼121，用于將波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101封閉在其內(nèi)部。該外殼121的內(nèi)壁包括一系列第二肋片123，至少部分相鄰的第二肋片形成風(fēng)道，該風(fēng)道用于引導(dǎo)從波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101徑向向外流出的氣流141a至少部分地回到第一肋片靠近圓心的一端，形成氣流141b，以形成氣流回路，再次流入第一肋片之間。在本實(shí)施例中，第二肋片俯視圖如圖1C所示。同時參考圖1A和圖1C可以看出，被加熱的氣流141a進(jìn)入到第二肋片所形成的風(fēng)道后，首先會被該風(fēng)道所引導(dǎo)向下(圖1A中的下方向)流動，然后再向圓心方向彎折，最后沿著徑向排列的第二肋片(如圖1C所示的)所形成的風(fēng)道向圓心方向流動，最終形成氣流回路再次流入到第一肋片之間。在這個過程中，氣流141b會將熱量傳遞給第二肋片123以及外殼121，同時氣流的溫度會由于熱量的傳出而降低。因此當(dāng)這個氣流Hlb再次進(jìn)入下一個氣流循環(huán)時(即進(jìn)入到第一肋片之間時)，它已經(jīng)變成了冷空氣，這樣就可以在形成氣流141a時繼續(xù)吸收波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤和第一肋片的熱量。
[0027]綜上所述，利用波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動和第一肋片所形成的氣流，以及利用第一肋片、第二肋片所形成的風(fēng)道對該氣流進(jìn)行引導(dǎo)形成氣流回路，能夠使得該氣流有效的將波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的熱量傳遞到外殼上。這樣在實(shí)現(xiàn)了使用外殼封閉波長轉(zhuǎn)換色輪的同時，又能夠?qū)崃坑行У纳l(fā)到外殼上，保證了波長轉(zhuǎn)換效率和馬達(dá)的使用壽命。
[0028]如圖1A所示的，波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101上包括波長轉(zhuǎn)換層102。其中，外殼121包括用于接收激發(fā)光161的第一透光窗口 125，該第一透光窗口對激發(fā)光能夠透射同時又能夠起到封閉波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的作用。例如在本實(shí)施例中，第一透光窗口為一個凸透鏡125，它能夠透射并聚焦激發(fā)光161于波長轉(zhuǎn)換層102上，同時也能夠起到封閉波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，第一透光窗口也可以是透明玻璃片，或者其它透光元器件，此處并不做限制。
[0029]波長轉(zhuǎn)換層102的俯視圖如圖1D所示，可見波長轉(zhuǎn)換層102就是依附于波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的一個環(huán)形涂層。參考圖1A，當(dāng)激發(fā)光161透過第一透光窗口 125入射于波長轉(zhuǎn)換層時，隨著波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，波長轉(zhuǎn)換層的每一個被激發(fā)點(diǎn)都只會在轉(zhuǎn)動到激發(fā)光161的光路的瞬間被激發(fā)而發(fā)熱，轉(zhuǎn)過去后就開始降溫，直到下一個周期再次轉(zhuǎn)到激發(fā)光光路后再次發(fā)光，這種脈沖式的激發(fā)方式使得波長轉(zhuǎn)換層的溫度不會過高，保證了發(fā)光效率。由此可見，本實(shí)用新型的巧妙之處還在于，馬達(dá)105驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤101轉(zhuǎn)動能夠同時達(dá)到兩個效果:使波長轉(zhuǎn)換層工作于脈沖模式以保證其發(fā)光效率，同時也產(chǎn)生了流動于第一肋片和第二肋片上的氣流以實(shí)現(xiàn)熱交換。
[0030]在本實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換層102是均勻的一個環(huán)形，而在實(shí)際應(yīng)用中，也可能是沿著圓周方向分布的多段的環(huán)形段，每個環(huán)形段包含不同的波長轉(zhuǎn)換屬性，例如不同的波長轉(zhuǎn)換材料或不同的配方，甚至可能不包括波長轉(zhuǎn)換材料而使得激發(fā)光直接反射或透射而形成出射光的一部分。這樣，隨著波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，不同的環(huán)形段周期性的依次被激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生不同顏色光，這在投影顯示中有特定的應(yīng)用。
[0031]本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例如圖2A。與圖1A所示的實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置的外殼221內(nèi)壁上的第二肋片223更為簡化，圖2B為第二肋片的排布正視圖。具體來說，參考圖2A和2B，第二肋片223包括第一引導(dǎo)段223，該第一引導(dǎo)段靠近第一肋片203遠(yuǎn)離圓心的一端，用于接收波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的氣流。相鄰的第二肋片223的第一引導(dǎo)段形成第一風(fēng)道，該第一風(fēng)道引導(dǎo)流入的氣流向著第一肋片靠近圓心的一端轉(zhuǎn)向，并形成氣流241a。該氣流流出第二肋片后，會由于第一肋片旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓而形成氣流241b，從而被吸入第一肋片之間，形成氣流回路。
[0032]本實(shí)施例與圖1A所示的實(shí)施例相比，去除掉了氣流241b附近的第二肋片，這樣的好處在于重量減輕了，但問題是氣流241與外殼的熱交換程度降低了，氣流241b吹進(jìn)第一肋片的溫度要比圖1A的情況稍高一些。
[0033]本實(shí)用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實(shí)施例如圖3所示。與圖1A所示實(shí)施例不同的是，外殼321內(nèi)壁的第二肋片323包括第二引導(dǎo)段323，第二引導(dǎo)段的一端靠近第一肋片接近圓心的一端，用于流出氣流341b至第一肋片303以形成氣流回路。相鄰的第二肋片的第二引導(dǎo)段形成第二風(fēng)道，該第二風(fēng)道將波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的氣流341a沿著波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)盤的徑向方向向第一肋片303的接近圓心的一端進(jìn)行引導(dǎo)從而形成氣流341b。
[0034]本實(shí)施例中，外殼321包括凹陷321a，用于更好的引導(dǎo)氣流341a流入第二引導(dǎo)段323。實(shí)際上，即使沒有凹陷321a，由于負(fù)壓的存在氣流341a也會大部分的流入第二引導(dǎo)段323，而凹陷231a提高了流入第二引導(dǎo)段的氣流量。
[0035]結(jié)合圖1A、圖2A和圖3可以看出，實(shí)際上圖1A中的第二肋片就等同于圖2A中的第二肋片與圖3中的第二肋片的組合，即圖3中的第二引導(dǎo)段323可以用于接收圖2A中的第一引導(dǎo)段223中流出的氣流，這樣也就構(gòu)成了與圖1A中一樣的氣流回路和熱交換方式。
[0036]優(yōu)選的，在圖3所示的本實(shí)施例中，第二風(fēng)道包括位于第二肋片的第二引導(dǎo)段和第一肋片之間的分隔板