本发明涉及投影显示领域，特别是涉及一种荧光色轮激发装置及其投影模组。
背景技术：
对于激光投影设备而言，荧光色轮作为常见的波长转换装置，是分离和处理色彩的必备部分。光源模组包括激发光源和位于该激发光源光路上的荧光色轮，荧光产生的原理是激发光源发射的激光照射到荧光色轮上时，荧光色轮上的如荧光粉会吸收激发光并产生波长不同的受激发光束，同时荧光色轮上的驱动装置会驱动色轮高速旋转，以使激发光照射到色轮不同区域的荧光粉上发出不同颜色的受激光束，如红色受激光束、绿色受激光束和蓝色受激光束，这些不同颜色的受激光束可合成进行图像投影显示的一束合成光束。
图1为常规色轮激发光斑示意图；如图1所示，常规色轮1转动，激发光源照射激发色轮上的层状波长转换材料2(常规为荧光粉层)所形成的光斑轨迹3为圆环状，当激发光源所对准的圆环上的层状波长转换材料2被激发损耗完后，色轮1则报废停止使用，造成基底等资源的浪费也使得色轮的寿命非常有限。因此，提供一种多激发轨迹或者激发轨迹周长相对圆环长，使色轮表面的层状波长转换材料得以充分利用，进而提高色轮寿命的的荧光色轮装置，成为本领域技术人员急需解决的难题。
技术实现要素：
本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种可以改变激发轨迹的荧光色轮激发装置。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：
一方面，本发明提供一种荧光色轮激发装置及其投影模组，包括：荧光色轮、第一驱动装置、移动杆、第二驱动装置、底座以及激发光源；所述荧光色轮包括色轮基底和色轮基底表面涂覆的荧光粉层；所述色轮基底与第一驱动装置的输出轴连接，所述移动杆的一端连接第一驱动装置，所述移动杆的另一端与第二驱动装置的输出轴连接，所述第二驱动装置安装于所述底座；所述第一驱动装置工作时，所述荧光色轮与第一驱动装置的输出轴同步转动，所述第二驱动装置工作时，所述第二驱动装置的输出轴通过移动杆驱动第一驱动装置同步平移；所述激发光源用于照射由所述第一驱动装置转动的荧光色轮，以转动的所述荧光色轮为参照体，在所述荧光粉层表面形成光斑轨迹，以及照射由所述第二驱动装置平移的荧光色轮从而改变所述光斑轨迹。
可选地，所述第一驱动装置与第二驱动装置分时工作；所述第一驱动装置工作，第二驱动装置不工作，第一驱动装置用于驱动荧光色轮绕第一驱动装置的输出轴转动，所述激发光源用于照射在第一位置转动的荧光色轮，以转动的所述荧光色轮为参照体，在所述荧光粉层区域形成第一光斑轨迹；所述第一驱动装置不工作，所述第二驱动装置工作，所述第二驱动装置用于通过移动杆驱动荧光色轮平移至第二位置，所述第二驱动装置停止工作；所述第一驱动装置工作，所述第二驱动装置不工作，所述激发光源用于照射在第二位置转动的荧光色轮，以转动的所述荧光色轮为参照体，在所述荧光粉层区域形成第二光斑轨迹。
可选地，所述第二驱动装置预设有步距，所述步距为第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮移动的恒定的距离，且所述步距的数值等于光斑轨迹的宽度；所述第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮从第一位置平移一个步距至第二位置，所述第一光斑轨迹与第二光斑轨迹之间没有缝隙。
可选地，所述第一驱动装置与第二驱动装置同时工作；所述第一驱动装置用于驱动荧光色轮绕第一驱动装置的输出轴持续转动；在所述第一驱动装置工作的同时，所述第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮平移；所述第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮朝第一方向平移至第三位置时，所述第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮朝与第一方向相反的第二方向平移至第四位置；所述第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮朝第二方向平移至第四位置时，第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮朝与第二方向相反的第一方向平移至第三位置；所述激发光源往返照射荧光粉层，以转动的所述荧光色轮为参照体，在所述荧光粉层区域形成第三光斑轨迹；所述第三光斑轨迹的外轮廓的形状为非圆环形，或/和，非圆柱形的柱面。
可选地，所述第一驱动装置与第二驱动装置的速率可调。
可选地，所述色轮基底的外轮廓的形状为圆盘状；所述第二驱动装置的输出轴的轴向与第一驱动装置的输出轴垂直。
可选地，所述色轮基底的外轮廓的形状为空心无底的圆柱体状；所述第二驱动装置的输出轴的轴向与第一驱动装置的输出轴平行。
可选地，所述荧光色轮激发装置还包括反射镜片；所述反射镜片相对于激发光源固定；所述激发光源发出的光束激发荧光粉层后，照射所述反射镜片的反射面发生反射后从荧光色轮内侧射出。
可选地，所述第一驱动装置的输出轴与色轮基底的中心轴同轴。
另一方面，本发明提供一种投影模组，所述投影模组包括如上所述的荧光色轮激发装置。
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的一种荧光色轮激发装置包括荧光色轮、第一驱动装置、移动杆、第二驱动装置、底座以及激发光源，通过第二驱动装置使荧光色轮平行移动，进而改变光斑轨迹，使光斑轨迹的径程变长，使荧光色轮表面的荧光粉层得以充分利用，提高荧光色轮的使用寿命。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是常规的激发光斑示意图；
图2是本发明实施例提供的荧光色轮激发装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的荧光色轮的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的荧光色轮激发装置的运动示意图；
图5是本发明实施例提供的光斑轨迹的示意图；
图6是本发明实施例提供的光斑区域的示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种光斑轨迹的示意图；
图8是本发明另一个实施例提供的荧光色轮激发装置的结构示意图；
图9是本发明另一个实施例提供的荧光色轮的结构示意图；
图10是本发明另一个实施例提供的荧光色轮激发装置的运动示意图；
图11是本发明另一个实施例提供的光斑轨迹的示意图；
图12是本发明另一个实施例提供的光斑区域的示意图；
图13是本发明另一个实施例提供的另一种光斑轨迹的示意图；
图14是本发明另一个实施例提供的反射镜片的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2，本发明实施方式提供一种荧光色轮激发装置100，包括荧光色轮10、第一驱动装置20、移动杆30、第二驱动装置40、底座50以及激发光源60。所述荧光色轮10与第一驱动装置20的输出轴连接，所述移动杆30的一端与第一驱动装置20连接，其另一端与第二驱动装置40的输出轴连接，所述第二驱动装置40安装于底座50，所述激发光源60相对于底座50固定设置。
请参阅图3，上述荧光色轮10包括色轮基底11和色轮基底11表面涂覆的荧光粉层12。所述色轮基底11的外轮廓的形状为圆盘状，所述荧光粉层12为由色轮基底11表面的第一圆环q1和第二圆环q2所围成的预设宽度的外轮廓的形状为圆环的区域。
上述第一驱动装置20的输出轴为转动轴，即第一驱动装置20工作时，所述第一驱动装置20的输出轴相对于第一驱动装置20转动，比如，直流无刷电机。
上述移动杆30为刚性杆件。
上述第二驱动装置40的输出轴为平移轴，即所述第二驱动装置40的输出轴可以平面内以任意方向移动，比如，两个线性电机。
在本实施例中，第二驱动装置40工作时，所述第二驱动装置40的输出轴相对于第二驱动装置40直线运动。所述第二驱动装置40的输出轴的最大行程小于或者等于第一圆环q1和第二圆环q2所围成的环形区域的宽度(即第一圆环和第二圆环的半径差)。
上述底座50用于安装第二驱动装置40和支撑荧光色轮10。
上述激发光源60为激光光源，在一些实施例中，所述激发光源60为led光源。
上述底座50用于支撑荧光色轮10。
具体装配时，所述荧光色轮10的色轮基底11的中心轴与第一驱动装置20的输出轴同轴连接，所述第一驱动装置20位于荧光色轮10的背离荧光粉层12的一侧；即所述第一驱动装置20的输出轴转动时，将驱动荧光色轮10绕自身中心轴同步转动。所述移动杆30的一端与第一驱动装置20背离荧光色轮10的一侧连接，所述移动杆30的另一端与第二驱动装置40的输出轴连接，所述第一驱动装置20的输出轴的轴向垂直于第二驱动装置40的输出轴的轴向，所述第二驱动装置40安装于底座50；当第二驱动装置40的输出轴直线运动时，将通过移动杆30驱动第一驱动装置20同步直线运动。所述激发光源60的位置相对于底座50固定，所述激发光源60正对于荧光粉层12，即所述激发光源60工作时，激发光源60中心照射荧光粉层12的光线相对于荧光粉层12的表面垂直。
请参阅图4，具体工作时，所述第一驱动装置20的输出轴转动，驱动荧光色轮10绕自身中心轴同步转动，另一方面，所述第二驱动装置40的输出轴直线运动，通过移动杆30驱动第一驱动装置20同步直线运动。
对荧光色轮激发装置100建立运动参考系，以激发光源60为参照体，激发光源60照射荧光粉层12形成光斑s1，光斑s1的形状与激发光源60的出光面的形状有关。以转动的荧光色轮10为参照体，以荧光色轮10转动一周为一个周期，在一个或一个以上的周期内，所述激发光源60照射荧光粉层12形成光斑s1的集合为光斑轨迹。
所述第一驱动装置20与第二驱动装置40可以同时工作也可以分时工作，即所述荧光色轮激发装置100的工作模式分为两种：
第一驱动装置20与第二驱动装置40分时工作。
请参阅图5，第一驱动装置20工作，第二驱动装置40不工作，所述荧光色轮10位于第一位置，第一驱动装置20用于驱动荧光色轮10绕第一驱动装置40的输出轴转动。所述激发光源60用于照射在第一位置转动的荧光色轮10，以转动的荧光色轮10为参照体，在荧光粉层12区域形成第一光斑轨迹g1。
所述第一驱动装置20不工作，第二驱动装置40工作，第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10平移至第二位置，第二驱动装置40停止工作。
所述第一驱动装置20工作，第二驱动装置40不工作，所述激发光源60用于照射在第二位置转动的荧光色轮10，以转动的荧光色轮10为参照体，在荧光粉层区域形成第二光斑轨迹g2(或g2'),实现多轨迹激发，充分利用荧光粉层12。
请参阅图6，进一步地，在上述工作模式中，第二驱动装置40预设有步距d1，所述步距d1为第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10移动的恒定距离，且所述步距d1的数值等于光斑轨迹的宽度(相对于荧光色轮径向)。第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10从第一位置平移一个步距d1至第二位置，第一光斑轨迹g1和第二光斑轨迹g2(或g2)的宽度等于步距d1的数值，且第一光斑轨迹g1与第二光斑轨迹g2或(g2')之间没有缝隙。对第二驱动装置40设置步距d1，实现光斑轨迹基本覆盖荧光粉层12，使荧光粉层12的利用更充分。
第一驱动装置20与第二驱动装置40同时工作。
请参阅图7，第一驱动装置20用于驱动荧光色轮10绕第一驱动装置20的输出轴持续转动。
第一驱动装置20工作的同时，第二驱动装置20通过移动杆30驱动荧光色轮10平移。
第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝第一方向平移至第三位置时，第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝与第一方向相反的第二方向平移至第四位置。
第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝第二方向平移至第四位置时，第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝与第二方向相反的第一方向平移至第三位置。
所述激发光源60往返照射荧光粉层12区域，以转动的所述荧光色轮10为参照体，在所述荧光粉层12区域形成第三光斑轨迹g3。
所述第三光斑轨迹g3的外轮廓的形状为非圆环形，实现了加长了光斑轨迹的径程。
进一步地，所述第一驱动装置20的输出轴的转动速度与第二驱动装置40的输出轴的移动的速度可调，由于第二驱动装置40在第三位置和第四位置进行往复运动的速率大小并不恒定，设第一驱动装置20的输出轴转动一周的所需的时间为t1，设第二驱动装置40的输出轴重复一次往复运动所需的时间为t2，则t1与t2的比值约小，光斑轨迹的径程更长，例如g4；t1与t2的比值约大，光斑轨迹的径程更短，例如g4'。通过调节第一驱动装置20和第二驱动装置40的速度可以使光斑轨迹更加密集，荧光粉层12利用得越充分。
请参阅图8，本发明另一实施例提供的荧光色轮激发装置200与上述实施例提供的荧光色轮激发装置100基本相同，区别在于所述荧光色轮激发装置200的荧光色轮70不同。
请参阅图9，所述荧光色轮70包括色轮基底71和色轮基底71表面涂覆的荧光粉层72。所述色轮基底71的外轮廓的形状为空心无底的圆柱体状，所述圆柱体柱面s2表面涂覆有荧光粉层62，荧光粉层72为由圆柱体柱面s2的第一圆环q3和第二圆环q4所述围成的预设宽度的外轮廓为圆柱面的区域。
具体装配时，所述荧光色轮70的色轮基底71的中心轴与第一驱动装置20的输出轴同轴，所述第一驱动装置20的输出轴通过连接块(图未示)连接圆柱体柱面s4的非荧光粉层72区域；即所述第一驱动装置20的输出轴转动时，将驱动荧光色轮70绕自身中心轴同步转动。所述移动杆30的一端与第一驱动装置20连接，所述移动杆30的另一端与第二驱动装置40的输出轴连接，所述第一驱动装置20的输出轴的轴向平行于所述第二驱动装置40的输出轴的轴向，所述第二驱动装置40安装于底座50；当第二驱动装置40的输出轴直线运动时，将通过移动杆30驱动第一驱动装置20同步直线运动。所述激发光源60的位置相对于底座50固定，所述激发光源60位于色轮基底71的荧光粉层72的一侧，所述激发光源60工作时，激发光源60中心照射荧光粉层72的光线垂直于荧光色轮70的中心轴。
请参阅图10，具体工作时，所述第一驱动装置20的输出轴转动，驱动荧光色轮70绕自身中心轴60同步转动，另一方面，所述第二驱动装置40的输出轴直线运动，通过移动杆30驱动第一驱动装置20同步直线运动。所述第一驱动装置20与第二驱动装置40可以同时工作也可以分时工作，所述荧光色轮激发装置200的工作模式分为两种：
第一驱动装置20与第二驱动装置40分时工作。
请参阅图11，第一驱动装置20工作，第二驱动装置40不工作，所述荧光色轮10位于第一位置(图未示)，第一驱动装置20用于驱动荧光色轮70绕第一驱动装置40的输出轴转动。所述激发光源60用于照射在第一位置(图未示)转动的荧光色轮10，以转动的荧光色轮70为参照体，在荧光粉层72区域形成第一光斑轨迹g5。
所述第一驱动装置20不工作，第二驱动装置40工作，第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮70平移至第二位置(图未示)，第二驱动装置40停止工作。
所述第一驱动装置20工作，第二驱动装置40不工作，所述激发光源60用于照射在第二位置(图未示)转动的荧光色轮70，以转动的荧光色轮70为参照体，在荧光粉层区域形成第二光斑轨迹g6(或g6'),实现多轨迹激发，充分利用荧光粉层72。
请参阅图12，进一步地，在上述工作模式中，第二驱动装置40预设有步距d2，所述步距d2为第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮70移动的恒定距离，且所述d2的数值等于光斑轨迹的宽度(相对于荧光色轮轴向)。第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮70从第一位置平移一个步距d2至第二位置，第一光斑轨迹g5和第二光斑轨迹g6(或g6')的宽度等于步距d2的数值，且第一光斑轨迹g5与第二光斑轨迹g6或(g6')之间没有缝隙。对第二驱动装置40设置步距d2，实现光斑轨迹基本覆盖荧光粉层72，使荧光粉层72的利用更充分。
第一驱动装置20与第二驱动装置40同时工作。
请参阅图13，第一驱动装置20用于驱动荧光色轮70绕第一驱动装置20的输出轴持续转动。
第一驱动装置20工作的同时，第二驱动装置20通过移动杆30驱动荧光色轮70平移。
第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝第一方向(图未示)平移至第三位置(图未示)时，第二驱动装置通过移动杆驱动荧光色轮朝与第一方向相反的第二方向平移至第四位置。
第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝第二方向平移至第四位置时，第二驱动装置40通过移动杆30驱动荧光色轮10朝与第二方向相反的第一方向平移至第三位置。
所述激发光源60往返照射荧光粉层72区域，以转动的所述荧光色轮70为参照体，在所述荧光粉层72区域形成第三光斑轨迹g7。
所述第三光斑轨迹g7的外轮廓的形状为非圆柱形的柱面，实现了加长了光斑轨迹的径程。
进一步地，所述第一驱动装置20的输出轴的转动速度与第二驱动装置40的输出轴的移动的速度可调，由于第二驱动装置40在第三位置和第四位置进行往复运动的速率相对恒定，设第一驱动装置20的输出轴转动速率为v1，设第二驱动装置40的移动速率为v2，则v1与v2的比值约大，光斑轨迹的径程更长，光斑s5的轨迹越密集，荧光粉层72利用得越充分。
请参阅图14，在本实施例中，所述荧光色轮激发装置200还包括反射镜片80，所述反射镜片80相对于激发光源60固定，且所述反射镜片80的反射面与色轮基底的中心轴的夹角为45°，所述反射镜片80的反射面与激发光源60中心光轴的夹角为45°。当激发光源60发出的光束垂直于荧光粉层72的表面射入，激发荧光粉层72后经过反射镜片80的反射面发生反射，光束平行于荧光色轮71的中心轴射出。
在本实施例中，激发光源60的出光方向与荧光粉层12,72所在面的夹角大于0°小于或等于90°。
在本实施例中，所述第一位置与第二位置的距离，或/和，第三位置与第四位置的距离，均在第二驱动装置40的行程范围内。本发明还提供了一种投影设备300，包括上述任一项所述的荧光色轮激发装置100或200。
与现有技术相比，所述荧光色轮激发装置100或200以及其投影模组300可以改变光斑轨迹，进而使光斑轨迹的径程变长，使荧光色轮表面的荧光粉层得以充分利用，提高荧光色轮的使用寿命。
另一方面，通过对第二驱动装置设置步距，对第一驱动装置和第二驱动装置的输出轴的速率的调整，可以进一步提高荧光粉层的利用率。
可以理解的是，在本发明中，荧光色轮的色轮基底的形状并不限于上述的圆盘状或者空心无底圆柱体状，比如圆锥状、椭圆盘状等；所述第二驱动装置的驱动方式也不限制与上述的直线运动；凡是通过改变激发光源对准荧光色轮照射位置，实现多轨迹激发或者延长轨迹激发来提高荧光色轮的使用寿命，降低成本的方式均为本发明所保护的范围。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。