一种液冷型荧光轮的制作方法

本实用新型专利属于激光投影机光源技术领域，具体涉及一种液冷型荧光轮。

背景技术：

激光电视、激光投影机中使用的激光光源作为新一代显示光源，具有亮度高、色彩丰富、寿命长的特点。采用荧光轮光源的激光投影机在新一代显示光源中具有亮度高，寿命长，成本低的特点，被广泛应用在激光电视、激光投影机中，采用一般通过450—470nm的蓝色激光激发荧光粉来获得黄色荧光、绿色荧光、红色荧光，将获得的黄色荧光、绿色荧光、红色荧光，与蓝色激光混合，合成D65或D75的白光，同光光学整形后聚焦入投影机光学引擎中，实现高亮度投影画面。

蓝色激光—荧光的转换效率与被激发荧光粉的温度成反比，激发功率越高，荧光粉的温度也越高，转换效率越低，一般荧光粉最高工作温度200℃，超过200℃后荧光粉转换效率会快速下降，混合荧光粉的胶水也会因无法长期承受该温度快速老化，影响使用寿命。

转换效率随温度变化是荧光粉本身特性，为了获得更高亮度的光源，通常采用风扇为荧光轮散热。

采用设计好的风道，使风快速吹向荧光轮，将轮片上的温度带着，达到降温的目的。也有在荧光轮基片背部设计有翅片、换热柱等增加换热面积的结构。

采用风扇散热方法虽然结构简单，但散热效果差，降低荧光轮上温度的效果不明显，无法大幅提高荧光轮对激光的转换效率。

技术实现要素：

本实用新型专利解决的技术问题在于，针对荧光轮散热的难题，提出了一种通过液冷方式降低荧光轮温度的装置，有效的降低荧光轮温度，提高激发光到荧光的转换效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液冷型荧光轮，包括封装前壳和封装后壳构成的密封腔以及设置在密封腔内的荧光轮，所述的密封腔内装有传导冷却液，所述的封装后壳上穿设有转轴，所述的荧光轮固定在转轴上，所述的密封腔外设有与转轴连接的电机，所述的封装前壳和封装后壳上均设有通光孔，所述的通光孔处设置有收光透镜，所述的封装前壳或/和封装后壳上设置有散热器。

所述的一种液冷型荧光轮，其散热器为散热鳍片，所述的散热鳍片通过导热硅胶粘结在封装前壳或/和封装后壳外表面。

所述的一种液冷型荧光轮，其收光透镜外设有透镜座，所述的透镜座上设置有聚光透镜。

所述的一种液冷型荧光轮，其收光透镜粘接在通光孔上，所述的透镜座通过螺丝分别固定在封装前壳和封装后壳上，所述的聚光透镜粘结在透镜座上。

所述的一种液冷型荧光轮，其封装前壳上设有注液口，所述的注液口上通过螺纹旋接有堵头。

所述的一种液冷型荧光轮，其封装前壳和封装后壳通过密封胶粘结在一起。

所述的一种液冷型荧光轮，其密封胶为耐腐蚀的紫外固化胶。

所述的一种液冷型荧光轮，其转轴位于密封腔内的部分设置有平面推力球轴承，转轴位于密封腔外的部分设置有机封静环。

所述的一种液冷型荧光轮，其转轴通过轴联器与电机的输出轴连接。

所述的一种液冷型荧光轮，其轴联器和机封静环之间设置有机封动环。

本实用新型的有益效果是：电机带动荧光轮高速转动搅动传导冷却液，将荧光轮产生的热量快速的传到至封装前壳和封装后壳上，散热器将封装前壳和封装后壳的热量散发到空气中，从而大幅降低荧光轮温度，提高荧光粉转换效率；与现有技术相比，本实用新型可通过传导冷却液，能快速的将荧光轮上的热量传导致散热器上，从而降低荧光轮的温度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2、图3、图4、图5是本实用新型的荧光轮在不同波长的蓝光激发下辐射出的荧光分区示意图。

各附图标记为：1—荧光轮，2—转轴，3—平面推力球轴承，4—机封静环，5—机封动环，6—轴联器，7—电机，8—轴联器固定螺丝，9—封装前壳，10—封装后壳，11—散热器，12—传导冷却液，13—收光透镜，14—聚光透镜，15—透镜座，16—通光孔，17—堵头，18—注液口，101—红光反射区，102—绿光反射区，103—蓝光投射区，104—黄光反射区，105—基片，107—黄光反射区，108—蓝光投射区，109—绿光反射区，110—黄光反射区，111—蓝光投射区，112—，113—黄光反射区。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，本实用新型公开了一种液冷型荧光轮，包括封装前壳9和封装后壳10构成的密封腔以及设置在密封腔内的荧光轮1，所述的密封腔内装有传导冷却液12，荧光轮1浸泡在传导冷却液12中，所述的封装后壳10上穿 设有转轴2，所述的荧光轮1固定在转轴2上，荧光轮1与转轴2通过胶粘结的方式固定，所述的密封腔外设有与转轴2连接的电机7，所述的封装前壳9和封装后壳10上均设有通光孔16，所述的通光孔16处设置有收光透镜13，收光透镜13外设有透镜座15，所述的透镜座15上设置有聚光透镜14，所述的收光透镜13粘接在通光孔16上，所述的透镜座15通过螺丝分别固定在封装前壳9和封装后壳10上，所述的聚光透镜14粘结在透镜座15上，所述的封装前壳9上，或者封装后壳10上，或者封装前壳9上和封装后壳10上均设置有散热器11，所述的散热器11为散热鳍片，所述的散热鳍片通过导热硅胶粘结在封装前壳9或/和封装后壳10外表面。

工作时，电机7带动荧光轮1高速转动搅动传导冷却液12，将荧光轮1产生的热量快速的传到至封装前壳9和封装后壳10上，散热器11将封装前壳9和封装后壳10的热量散发到空气中，还可使用风扇来加强散热效果，从而大幅降低荧光轮温度，提高荧光粉转换效率。

进一步，所述的封装前壳9上设有注液口18，所述的注液口18上通过螺纹旋接有堵头17，便于注入或排出传导冷却液12。

更进一步，所述的封装前壳9和封装后壳10通过密封胶粘结在一起，所述的密封胶为耐传导冷却液12腐蚀的紫外固化胶。粘接后要达到密封传导冷却液12的效果。

再进一步，所述转轴2位于密封腔内的部分设置有平面推力球轴承3，转轴2和平面推力球轴承3将荧光轮1夹持在中间，通过粘结方式固定在一起，转轴2位于密封腔外的部分设置有机封静环4，转轴2穿过机封静环4和封装后壳10上的两个同心孔，机封静环4通过粘结方式与封装后壳10固定，粘结机封静环4和封装后壳10之间缝隙的胶要达到密封传导冷却液12的效果。

再进一步，所述的转轴2通过轴联器6与电机7的输出轴连接，轴联器6通过固定螺丝8固定在转轴2和电机7的输出轴上，所述的轴联器6和机封静环4之间设置有机封动环5，机封动环5穿过转轴2后给予机封动环弹簧一定压力后通过螺丝。

装配时，如图1所示，荧光轮1的转动与密封等部件以转轴2为起点依次装配荧光轮1、平面推力球轴承3、封装后壳10、机封静环4、机封动环5、轴联器6、电机7；荧光轮1为中心带孔的圆形铝合金材质，中间带圆形孔，孔直径略大于转轴2的直径，转轴2穿过荧光轮1中心孔，采用粘结或焊接工艺固定；封装后壳10与机封静环4采用粘结方式固定。

装配好的荧光轮后壳体模组，整体做动平衡，封装前壳9与封装后壳10外形尺寸相同，采用密封胶方式密封；封装前壳9与封装后壳10在荧光轮1发光区域处有一圆形的孔通光16，直径略小于收光透镜13，收光透镜13在平面外边缘涂有紫外光固化密封胶，将涂抹紫外光固化密封胶的收光透镜13粘接到封装前壳9与封装后壳10上的通光孔16位置；紫外光固化密封胶选用耐传导冷却液腐蚀型胶水，利用两片透镜分别堵住封装前壳9和封装后壳10的圆形孔，达到密封传导冷却液的目的；散热器11采用高导热系数的铝合金制成，通过导热硅胶粘贴在封装前壳9和封装后壳10上，在光学和结构不产生干涉的前提下，最大程度覆盖封装前壳9和封装后壳10表面，增大散热面积，最后在注液口18处注入传导冷却液，注液时排空内部空气。

荧光轮1作为波长转换装置，在受到440—460nm的蓝光激发后会辐射出荧光，荧光轮颜色分区，可分为四中实施例，如图2、图3、图4、图5所示，转轴2是基片105，基片105外是颜色区域。

实施例1如图2所示，其中包括四个颜色区域，红光反射区101、绿光反射 区102、黄光反射区104和蓝光投射区103。

实施例2如图3所示，其中包括三个颜色区域，绿光反射区109、黄光反射区107和蓝光投射区108。

实施例3如图4所示，其中包括两个颜色区域，黄光反射区110和蓝光投射区111。

实施例4如图5所示，其中包括一个颜色区域，即黄光反射区113。

三个反射区为金属转盘经过抛光工艺和镀膜工艺加工，在可见光波段反射率大于98％，蓝光投射区采用切割方法，将对应角度区域金属转盘切割，可使激发的蓝光穿过该区域，实现透射。

上述四种实施例中的红光反射区、绿光反射区、黄光反射区材料相同。

在红光反射区涂抹了含有红光荧光粉的耐高温无机透光胶，红光荧光粉在蓝光激发后产生红色荧光，通过荧光轮基盘将红光反射。

在绿光反射区涂抹了含有绿光荧光粉的耐高温无机透光胶，绿光荧光粉在蓝光激发后产生绿色荧光，通过荧光轮基盘将绿光反射。

在黄光反射区涂抹了含有黄光荧光粉的耐高温无机透光胶，黄光荧光粉在蓝光激发后产生黄色荧光，通过荧光轮基盘将黄光反射。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。