一种荧光激发装置和激光投影设备
技术领域
本实用新型涉及光学投影技术领域，具体而言涉及一种荧光激发装置和激光投影设备。
背景技术
相比传统光源的投影显示设备来说，激光光源的投影显示设备所能显示的颜色更多，寿命长，稳定性好，因而应用越来越广泛。激光投影显示设备中最常见投影方式为使高功率激光光源发出的光穿过高速旋转的波长转换装置，波长转换装置上分段涂覆有不同颜色的荧光粉，当波长转换装置高速旋转时，就可以实现不同基色光的发射。
随着设备的运行，照射在波长转换装置上的光斑由于能量集中而产生大量的热量，若是光斑静止不动，很短的时间内就能将荧光激发粉末烧毁。波长转换装置的高速旋转可以平摊每点激发照射的时间，用以保护荧光激发粉末不被烧毁，同时将热量向周围区域扩散出去，此方式结构相对简单，应用也较普遍。然而，上述方式的荧光激发区域仍然局限在同一高度的一个圆面上，不能有效地分摊热量。
因此，有必要提出一种新的荧光激发装置，以至少部分地解决上述问题。
实用新型内容
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
针对目前的不足，本实用新型实施例提供一种荧光激发装置，包括：
波长转换装置；
用于驱动所述波长转换装置自身旋转的驱动马达；以及
连接所述驱动马达的往复运动机构，所述往复运动机构用于带动所述驱动马达以及所述波长转换装置作为一个整体进行往复运动。
在一个实施例中，所述波长转换装置为筒形波长转换装置或盘式波长转换装置，所述往复运动的方向垂直于光路方向。
在一个实施例中，所述往复运动机构包括凸轮机构。
在一个实施例中，所述凸轮机构包括围绕轴心转动的盘形凸轮以及由所述盘形凸轮带动的从动推杆，所述从动推杆的顶部连接所述驱动马达的底部。
在一个实施例中，所述往复运动机构包括涡轮蜗杆机构。
在一个实施例中，所述涡轮蜗杆机构包括连接所述驱动马达的直线蜗杆以及用于带动所述直线蜗杆往复运动的两个扇形涡轮。
在一个实施例中，所述荧光激发装置还包括：
导轨，所述导轨的方向与所述往复运动的方向相平行；以及
支架，所述支架安装在所述驱动马达的外侧，所述支架中设有通道，所述导轨贯穿所述通道，以限定所述驱动马达的往复运动方向。
在一个实施例中，所述荧光激发装置还包括用于容置所述波长转换装置和所述驱动马达的腔体；以及散热装置，用于散发所述腔体内的热量，所述散热装置包括：
内部散热器，设置于所述腔体内部，用于吸收所述腔体内部的热量；
外部散热器，设置于所述腔体外部，与所述内部散热器连通，用于接收所述内部散热器的热量并散发到腔体外部空间；以及
外部风扇，与所述外部散热器并列设置，用于产生气流以对所述外部散热器进行散热。
在一个实施例中，所述荧光激发装置还包括：聚光透镜，用于汇聚由光源激发的激光并投向所述波长转换装置。
本实用新型实施例另一方面提供一种激光投影设备，所述激光投影设备包括上述荧光激发装置。
根据本实用新型的荧光激发装置在由驱动马达带动波长转换装置绕轴转动的同时，采用往复运动机构带动驱动马达和波长转换装置整体往复运动，从而缩短了波长转换装置中每一个点被照射的时间间隔，实现了均热的目的。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
附图中：
图1为一种现有的荧光激发装置的结构示意图；
图2为根据本实用新型一实施例的荧光激发装置的结构示意图；
图3为根据本实用新型另一实施例的荧光激发装置的结构示意图；
图4为根据本实用新型又一实施例的荧光激发装置的结构示意图。
附图标记
100、荧光激发装置 101、腔体
102、波长转换装置 103、驱动马达
104、内部散热器 105、内部风扇
106、外部散热器 107、外部风扇
200、荧光激发装置 201、腔体
202、波长转换装置 203、驱动马达
204、往复运动机构 205、支架
206、导轨 207、光源区域
208、聚光透镜 209、内部散热器
210、外部散热器 211、外部风扇
212、直线蜗杆 213、扇形涡轮
214、盘形凸轮 215、从动推杆
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出具体的实施方案，以便阐释本实用新型如何改进目前存在的问题。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
目前，市场上的荧光激发装置基本上采用驱动马达带动波长转换装置转动，用来平摊每点激发照射的时间，同时由内部散热器和外部散热器散发波长转换装置的热量。参照图1，图1为现有的一种荧光激发装置100的示意图。如图1所示，该装置包括密闭腔体101，位于密闭腔体101内的波长转换装置102以及用于驱动波长转换装置102转动的驱动马达103。荧光激发装置100的散热系统包括位于密闭腔体101内部的内部散热器104和内部风扇105，以及位于密闭腔体101外的外部散热器106以及外部风扇107。在驱动马达103驱动波长转换装置102转动的过程中，光斑照射到波长转换装置102上产生大量热量，内部散热器104与波长转换装置102通过空气对流换热，并且通过热管与外部散热器106进行连接，以将热量通过热管传递给外部散热器106。外部散热器106在外部风扇107的作用下进行散热。
如图1所示的荧光激发装置通过驱动马达带动波长转换装置旋转而使激发点不断变换，然而其激发区域仍然局限在围绕旋转轴的一个圆面上，不能有效利用波长转换装置的波长转换区域。
因此，本实用新型实施例提出一种新的荧光激发装置，如图2所示，所述荧光激发装置200包括：波长转换装置202；用于驱动波长转换装置202自身旋转的驱动马达203；以及连接所述驱动马达203的往复运动机构204，所述往复运动机构204用于带动所述驱动马达203以及所述波长转换装置202往复运动。在一个实施例中，荧光激发装置200还包括用于容置波长转换装置202和驱动马达203的腔体201。根据本实用新型的荧光激发装置200，在由驱动马达203带动波长转换装置202绕轴转动的同时，采用往复运动机构204带动驱动马达203和波长转换装置202整体往复运动，从而缩短了波长转换装置202中每一个点被照射的时间间隔，实现了均热的目的。为了节约光效，往复运动机构204的运动幅度或范围应保证使得光始终照射在波长转换装置202的波长转换区域上。
在一个实施例中，如图2至图4所示，波长转换装置202可以为筒形波长转换装置。筒型波长转换装置可以为圆柱状，由圆形底面及侧壁构成，而在实际应用中，筒型波长转换装置还可以包括多边柱体、半球体、半椭球体等多种形状。筒型波长转换装置的侧壁上涂覆有荧光粉。筒形波长转换装置增加了荧光粉涂布面积、增加激发区域面积、散热效果较好。
参照图2，当波长转换装置202为筒形波长转换装置时，光源区域207激发的激光光源经由聚光透镜208汇聚后，从平行或近似平行于筒型波长转换装置底面的方向照射至筒型波长转换装置的侧壁上，从而实现激发发光效果。对于筒形波长转换装置来说，聚光透镜208设置于筒形波长转换装置一侧，驱动马达203设置于筒形波长转换装置底部，波长转换装置的旋转轴与光路方向垂直。
在本实用新型实施例中，主要以筒形波长转换装置为例进行描述，然而，波长转换装置202也可以为盘型波长转换装置(未图示)。盘形波长转换装置可以为圆盘状。作为示例，盘型波长转换装置的盘面外圈涂覆有荧光粉。光源区域207激发的激光光源经由聚光透镜208汇聚后，从垂直或近似垂直于盘型波长转换装置盘面的方向照射至盘型波长转换装置上，从而实现激发发光效果，盘形波长转换装置的旋转轴与光路方向平行，聚光透镜208与驱动马达203分设于盘面两侧。
如上所述，由于光源区域207激发的激光光源在经过聚光透镜208进行聚焦后，照射到波长转换装置202上的光斑面积很小，且能量密度较大，即使波长转换装置202在驱动马达203的驱动下旋转，若波长转换装置202的水平位置保持不动，激发点将局限围绕旋转轴的一个圆面上，从而可能造成波长转换装置202表面的灼伤。因而，在本实用新型实施例中，采用往复运动机构204带动驱动马达203和波长转换装置202作为一个整体垂直于光路方向往复运动，以此来实现增加荧光激发照射的位置，从而实现激发点位置的均温目的。如图2所示，当波长转换装置202为筒形波长转换装置时，驱动马达203设置于波长转换装置202的下方，则往复运动机构204可以设置在驱动马达203的下方，以带动驱动马达203沿其输出轴方向往复运动。在其他实施例中，当波长转换装置202为盘形波长转换装置时，往复运动机构204可以带动驱动马达203和波长转换装置202垂直于波长转换装置202的旋转轴方向往复运动。
以下参照图3和图4，对根据本实用新型实施例的两种往复运动机构204的具体形式进行描述。
首先，参照图3，在一个实施例中，所述往复运动机构204可以是涡轮蜗杆机构，涡轮和蜗杆分别设有相互啮合的齿面，蜗杆连接驱动马达203，由涡轮带动蜗杆往复运动，进而带动驱动马达203，同时，驱动马达203由带动波长转换装置202，使二者作为一个整体往复运动。
作为示例，所述涡轮蜗杆机构可以包括连接所述驱动马达203的直线蜗杆212以及用于带动所述直线蜗杆212往复运动的两个扇形涡轮213。两个扇形涡轮213同向转动，如图2所示，右侧的扇形涡轮213与直线蜗杆212啮合，从而带动直线蜗杆212向上运动；随着扇形涡轮213顺时针转动，右侧的扇形涡轮213脱离直线蜗杆212，左侧的扇形涡轮与直线蜗杆212啮合，从而带动直线蜗杆212向下运动；由此，实现直线蜗杆212的往复运动。
参照图4，在另一实施例中，所述往复运动机构204为凸轮机构，具体包括围绕轴心转动的盘形凸轮214以及由所述盘形凸轮214带动的从动推杆215，所述从动推杆215的顶部连接所述驱动马达203的底部。其中，所述从动推杆215可以为滚子从动推杆，其与盘形凸轮214之间的摩擦力较小。从动推杆215的运动规律取决于盘形凸轮214的轮廓曲线，因而根据需要选择盘形凸轮214的轮廓曲线，从而调整从动推杆215的运动规律，进而调整驱动马达203和波长转换装置202的运动。
以上描述了涡轮蜗杆机构和凸轮机构两种往复运动机构，但本实用新型实施例的往复运动机构204不限于此，其还包括其他任何合适的往复运动机构，例如曲柄连杆机构、斜面机构等等。
在一个实施例中，为了保证驱动马达203和波长转换装置202运动的稳定性、限制其运动方向，荧光激发装置200还可以包括：导轨206，所述导轨206的方向与往复运动的方向相平行；以及支架206，所述支架206安装在驱动马达203的外侧，所述支架206中设有通道，所述导轨206贯穿所述通道，以限定所述驱动马达203的往复运动方向。其中，所述导轨206的数目可以为一个或多个。当波长转换装置202为筒形波长转换装置时，导轨206和通道的方向与驱动马达203的输出轴方向平行。
作为示例，荧光激发装置200的散热系统包括位于腔体201内部的内部散热器209，用于吸收所述腔体201内部的热量，以及位于腔体201外的外部散热器210以及外部风扇211，外部散热器201与外部风扇211并列设置，外部散热器210与内部散热器209连通，用于接收所述内部散热器209的热量并散发到腔体外部空间，外部风扇211用于产生气流以对所述外部散热器210进行散热.
在驱动马达203驱动波长转换装置202转动、同时往复运动机构204带动驱动马达203和波长转换装置202作为一个整体往复运动的过程中，光斑照射到波长转换装置202上产生热量，内部散热器209与波长转换装置202通过空气对流换热，并且通过热管与外部散热器210进行连接，以将热量通过热管传递给外部散热器210，外部散热器210在外部风扇211的作用下进行散热。
在一个实施例中，腔体201内还可以设置内部风扇，以促进波长转换装置202与内部散热器209之间的换热。
综上所述，根据本实用新型实施例的荧光激发装置在由驱动马达带动波长转换装置绕轴转动的同时，采用往复运动机构带动驱动马达和波长转换装置整体往复运动，从而缩短了波长转换装置中每一个点被照射的时间间隔，实现了均热的目的。
本实用新型还提供了一种激光投影设备，该激光投影设备包括如上所述的荧光激发装置，该荧光激发装置位于激光投影设备的荧光激发区域。在一个实施例中，该激光投影设备还可以包括光源区，即激发激光的区域，例如图2中所示的光源区域207。光源区域207激发的激光用于在荧光激发区域激发荧光。
由于根据本实用新型实施例的荧光激发装置采用往复运动机构带动驱动马达和波长转换装置整体往复运动，从而缩短了波长转换装置中每一个点被照射的时间间隔，实现了均热的目的，因而根据本实用新型的激光投影设备也具有上述优点。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
