带荧光粉激发腔的单色光源封装结构及投影光学引擎制造技术

一种带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，包括出射泵浦光的至少一个发光芯片，包覆发光芯片的透明封装胶体，与透明封装胶体粘结的滤光片，设置在滤光片上的荧光粉层及光学透镜。其中，荧光粉层用于吸收泵浦光，并激发出波长不同与该泵浦光的荧光。光学透镜朝向荧光粉层的表面镀有第一薄膜，用于透射荧光，反射泵浦光。滤光片朝向荧光粉层的表面镀有第二薄膜，用于透射泵浦光，反射荧光。本实用新型专利技术的封装结构，利用滤光片、光学透镜上设置的波通特性相反的两种薄膜，形成激发腔，提高荧光粉的转换效率，从而增加荧光的出射亮度和光输出纯度，同时，与传统的大芯片相比，成本低。另外，还提供一种使用该光源封装结构的投影光学引擎。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及单色光源的封装结构及投影显示技术，尤其涉及一种带荧光粉激 发腔的单色光源封装结构及使用其的投影光学引擎。
技术介绍
光源是液晶投影机重要的部件之一，其亮度、光利用率和发热量直接影响到投影 图像的质量、投影机的功耗、投影机使用和维护成本等问题。在过去，大多数投影机均采用 超高压汞灯(UHP)或金卤灯作为光源，这类光源虽然亮度能满足要求，但是其耗能高寿命 短，光转换效率较低，发热量大，而且会对环境造成污染，因此不是很适合用作投影光源。如 今，越来越多的液晶投影机都开始使用环保、转换效率高的发光二极管(Light Emitting Diode, LED)作为光源。作为显示和照明领域的LED光源，现有的低成本LED光源通常采用荧光转换，即， 利用预定波长的发射光来激发荧光粉，产生白光。例如日本日亚(Nichia)公司的白光专 利，就是利用蓝光LED来激发黄色YAG荧光粉来产生白光。然而，如果利用这种荧光转换方 式来获得单色光，由于部分未被荧光粉吸收利用的泵浦光会直接射往光源出射面，使这些 泵浦光得不到充分利用，降低转换效率，局限了光源的输出亮度；同时，这部分光与荧光粉 受激发射出来的荧光混合输出，降低光输出纯度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种转换效率高、光源输出亮度及纯度高的 带荧光粉激发腔的单色光源封装结构。另外，还需提供一种成本较低、投影显示效果好的投影光学引擎。本技术的专利技术目的是通过以下技术方案来实现的—种带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，包括出射泵浦光的至少一个发光芯 片，包覆所述发光芯片的透明封装胶体，所述透明封装胶体上还设置有与其粘结的滤光片， 所述滤光片上还设置有荧光粉层及光学透镜。其中，荧光粉层用于吸收泵浦光，并激发出波 长不同与该泵浦光的荧光。所述光学透镜朝向荧光粉层的表面镀有第一薄膜，用于透射荧 光，反射泵浦光。所述滤光片朝向荧光粉层的表面镀有第二薄膜，用于透射泵浦光，反射荧 光。一种投影光学引擎，包括微显示面板，投影镜头以及照明装置。其中，微显示面板 对入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。投影镜头用于将所述微显示面板上 的图像信息投影成像到屏幕上。照明装置照射所述微显示面板。该照明装置包括至少一个 上述所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构。一种投影光学引擎，包括照明装置，数字微镜器件，全内反射棱镜以及投影镜头。 其中，照明装置用于提供入射光线，其包括至少一个上述所述的带荧光粉激发腔的单色光 源封装结构。数字微镜器件选择性的反射所述入射光线以产生影像光线。全内反射棱镜设置于所述照明装置与数字微镜器件之间，将入射光线导入所述数字微镜器件并反射所述数 字微镜器件出射的影像光线。投影镜头用于接收该数字微镜器件所出射的影像光线，并将 该影像光线投影成影像画面。本技术的封装结构，通过荧光粉层吸收泵浦光激发出荧光，获得单色的输出 光，其利用滤光片、光学透镜上设置的波通特性相反的两种薄膜，形成激发腔，使荧光粉层 充分吸收泵浦光，激发出更多的荧光，提高转换效率，从而增加荧光的出射亮度，与传统的 大芯片相比，成本低；同时，使得向发光芯片散射的荧光得到利用，由光源的出射面出射，进 一步提高光源的输出亮度；另外，还避免了射到荧光粉层上未被吸收利用的泵浦光由光源 的出射面出射，提高光输出纯度。而使用这种封装结构的投影光学引擎，转换效率高、光源 输出亮度及纯度高的光源封装结构出射的光照射微显示面板/数字微镜器件，之后，由微 显示面板/数字微镜器件调制出图像光，从投影镜头输出到外部屏幕，结构简单，亮度高， 生产成本较低，投影显示效果好。附图说明为了易于说明，本技术由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本技术第一实施方式的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构平面结 构示意图。图2为本技术第二实施方式的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构平面结 构示意图。图3为本技术第一实施方式投影光学引擎的平面结构示意图。图4为本技术第二实施方式投影光学引擎的平面结构示意图。具体实施方式图1所示为本技术第一实施方式的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构的 平面结构示意图。带荧光粉激发腔的单色光源封装结构包括至少一个发光芯片10，包覆发 光芯片10的透明封装胶体20，与透明封装胶体20粘结的滤光片30，设置在滤光片30上的 荧光粉层40和光学透镜50。发光芯片10出射泵浦光。本技术实施方式中，为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)芯片，用于发出180°的光(泵浦光)。该LED芯片的数量可以为一个，也可以 为以阵列方式排列的多个。采用多个LED芯片以阵列方式的排列，有利于提高整个光源的 光通量，进而增加光亮度。具体实施方式中，该LED芯片的数量为2个，可以是蓝光芯片，发 出蓝色泵浦光，或者是UV芯片，发出UV泵浦光。透明封装胶体20包覆发光芯片10，为发光芯片提供可靠的保护，且，该透明封装 胶体与滤光片30粘结。此外，发光芯片10还焊接有金线(图中未示出)，透明封装胶体20 同时包覆发光芯片10以及金线，进行机械保护，提高光源封装的可靠性。本技术实施 方式中，封装胶体20为硅胶。滤光片30、荧光粉层40、光学透镜50顺序设置透明封装胶体20上。S卩，荧光粉层 40设置在滤光片30与光学透镜50之间，用于吸收泵浦光，激发出波长不同与该泵浦光的荧 光。本技术实施方式中，荧光为单色的输出光，其波长范围为490nm 680nm。荧光粉层40为红、黄、绿、蓝单色荧光粉中的一种或者其结合。又，光学透镜50朝向荧光粉层的表面镀有第一薄膜501，用于透射荧光，反射泵浦 光。滤光片30朝向荧光粉层的表面镀有第二薄膜301，用于透射泵浦光，反射荧光。因此， 本技术中，荧光粉层40与发光芯片10分离，利用第二薄膜301对荧光的反射，第一薄 膜501对荧光的透射，使得向泵浦光源散射的荧光得到利用，由单色光源的出射面出射；另 外，利用第一薄膜501对泵浦光的反射，第二薄膜301对泵浦光的透射，避免了射到荧光粉 层40上未被吸收利用的泵浦光由单色光源的出射面出射，提高光输出纯度。本技术实施方式中，光学透镜50为平凸透镜，会聚出射的荧光；滤光片30为 平板滤光片。荧光粉层40是均勻的涂覆在光学透镜50与滤光片30之间。因此，本技术的单色光源封装结构，通过荧光粉层吸收泵浦光激发出荧光，获 得单色的输出光，其利用滤光片、光学透镜上设置的波通特性相反的两种薄膜，形成激发 腔，使荧光粉层充分吸收泵浦光，激发出更多的荧光，提高转换效率，从而增加荧光的出射 亮度，与传统的大芯片相比，成本低；同时，使得向发光芯片散射的荧光得到利用，由光源的 出射面出射，进一步提高光源的输出亮度；另外，还避免了射到荧光粉层上未被吸收利用的 泵浦光由光源的出射面出射，提高光输出纯度。图2所示为本技术第二实施方式带荧光粉激发腔的单色光源封装结构平面 结构示意图，该光源封装结构与第一实施方式的光源封装结构基本相同，区别在于图2所 示的光学透镜50’为弯月透镜，采用这种结构，避免镀膜引起的大角度出射光的透过率低。 此时，滤光片30’为平凸滤光片，当然，该滤光片30’本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，包括出射泵浦光的至少一个发光芯片及包覆所述发光芯片的透明封装胶体，其特征在于，所述透明封装胶体上还设置有与其粘结的滤光片，所述滤光片上还设置有荧光粉层及光学透镜；其中，荧光粉层用于吸收泵浦光，并激发出波长不同与该泵浦光的荧光；所述光学透镜朝向荧光粉层的表面镀有第一薄膜，用于透射荧光，反射泵浦光；所述滤光片朝向荧光粉层的表面镀有第二薄膜，用于透射泵浦光，反射荧光。

【技术特征摘要】
一种带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，包括出射泵浦光的至少一个发光芯片及包覆所述发光芯片的透明封装胶体，其特征在于，所述透明封装胶体上还设置有与其粘结的滤光片，所述滤光片上还设置有荧光粉层及光学透镜；其中，荧光粉层用于吸收泵浦光，并激发出波长不同与该泵浦光的荧光；所述光学透镜朝向荧光粉层的表面镀有第一薄膜，用于透射荧光，反射泵浦光；所述滤光片朝向荧光粉层的表面镀有第二薄膜，用于透射泵浦光，反射荧光。2.根据权利要求1所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，其特征在于，所述发 光芯片为LED芯片或者LD芯片。3.根据权利要求2所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，其特征在于，所述发 光芯片为蓝光芯片或者UV芯片。4.根据权利要求2所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，其特征在于，所述发 光芯片还焊接有金线，所述封装胶体包覆所述金线。5.根据权利要求1所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，其特征在于，所述荧 光粉层为红、黄、绿、蓝单色荧光粉中的一种或者其结合。6.根据权利要求1所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，其特征在于，所述光 学透镜为平凸透镜或者弯月透镜。7.根据权利要求1所述的带荧光粉激发腔的单色光源封装结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲鲁杰，黄鹏，廖深财，
申请(专利权)人：红蝶科技深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]