CN103105659B - 色轮、其组装方法及应用该色轮的光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种色轮、其组装方法及应用该色轮的光源，所述色轮包括第一基层、光波长转换层以及第二基层，其中，所述色轮进一步包括位于第一基层和第二基层之间与光波长转换层同层排布且厚度不小于光波长转换层的间隔片。本发明在位于第一基层和第二基层之间与光波长转换层同层设置厚度不小于光波长转换层的间隔片，第一、二基层之间的间距均匀，保证色轮工作过程中有较稳定的出光效率；还可以通过调整间隔片厚度调整第一、二基层之间的间距，进而可以调整色轮的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及照明与显示用的光源技术领域，尤其涉及一种色轮、其组装方法及应用该色轮的光源。
背景技术
目前，投影仪广泛应用于电影播放、会议以及宣传等各种场合。众所周知，在投影仪的光源中，经常采用色轮来提供彩色光序列。其中，将色轮的不同色段轮流且周期性设置于激发光的传播路径上，进而利用激发光来激发色轮的不同色段上的光波长转换材料，以产生不同颜色的受激发光。
图1所示为一种现有的色轮组件，包括色轮2’和驱动色轮2’旋转的马达1’，所述色轮2’包括接收并透射激发光源提供的激发光的第一滤光片23’、接收激发光并将激发光转换为受激发光的光波长转换材料层22’以及透射受激发光的第二滤光片21’，第一滤光片23’和滤光片21’夹持光波长转换材料层22’，现有的色轮一般是直接用胶水或胶带将光波长转换材料层22’的两侧面分别粘合至第一滤光片23’和第二滤光片21’。上述结构的色轮组装过程中，由于通过施加于第一滤光片与第二滤光片之间的压力来控制第一滤光片与第二滤光片之间不同位置的间距，可能出现因为组装过程中使用压力不均导致第一、二滤光片的不同位置之间的间距不均匀，无法夹住光波长转换材料层22’而使光波长转换材料层22’容易移动，从而使得色轮的出光效率不稳定。
鉴于此，有必要提供一种色轮、其组装方法及应用该色轮的光源。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种色轮、其组装方法及应用该色轮的光源，同一色轮的第一基层和第二基层的不同位置之间的间距相等。
为了实现发明目的，本发明采用以下技术方案：提供一种色轮，包括第一基层、光波长转换层以及第二基层，其中，所述色轮进一步包括位于第一基层和第二基层之间与光波长转换层同层排布且厚度不小于光波长转换层的间隔片，所述第一基层与第二基层的不同位置之间的间距相等。
为了实现发明目的，本发明还采用以下技术方案：一种色轮，包括第一基层、光波长转换层、第二基层、厚度不小于光波长转换层的间隔片；其组装步骤包括：a)将所述间隔片的一侧面与所述第一基层粘接；b)将所述光波长转换层和所述第二基层粘接；c)将所述间隔片的另一侧面与所述第二基层粘接，所述间隔片与所述光波长转换层同层设置。
与现有技术相比，本发明通过设置厚度不小于光波长转换层的间隔片，该间隔片的两侧面分别顶着第一基层与第二基层，由于间隔片的两侧面相互平行，因此第一基层与第二基层也相互平行，从而同一色轮的第一基层与第二基层之间各位置的间距相等，使得第一基层与第二基层能够较为稳定地夹持光波长转换层，从而保证色轮工作过程中有较稳定的出光效率。
附图说明
图1是一种现有色轮组件的剖面图；
图2是本发明的色轮组件第一实施例的剖面图；
图3是图2所示色轮的间隔片与光波长转换层排布的俯视图。
图4是图2中的第一间隔片实施之一的示意图；
图5是图2中的第一间隔片实施之二的示意图；
图6是图2中的第一间隔片实施之三的示意图。
图7是图2中的第二间隔片实施之一的示意图；
图8是图2中的第二间隔片实施之二的示意图；
图9是图2中的第二间隔片实施之三的示意图；
图10是图9中的第一间隔片实施之四的示意图；
图11是图9中的第一间隔片实施之五的示意图；
图12是图9中的第二间隔片实施之四的示意图；
图13是图9中的第二间隔片实施之五的示意图；
图14是图9中的第二间隔片实施之六的示意图；
图15是图9中的第二间隔片实施之七的示意图；
图16是本发明的色轮组件第二实施例的剖面图；
图17是图16所示色轮的间隔片与光波长转换层及散光片排布的俯视图。
图18是本发明实施例的色轮组装方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图所示之具体实施例进一步阐述本发明。
请参见图2和图3，图2是本发明的色轮组件第一实施例的剖面图，色轮组件包括色轮2和驱动色轮2转动的马达1。所述色轮2包括层叠设置的第一基层23和第二基层21，以及夹在第一基层23和第二基层21之间的光波长转换层22和间隔片。
光波长转换层22整体呈圆环状，包括至少一个区段(未标示)，每个区段上设置可激发不同于其他区段的颜色的受激发光的光波长转换材料。光波长转换材料包括荧光粉、荧光染料、纳米材料等。光波长转换层22还可以包括至少一个无波长转换材料的激发光透射区段。
色轮一般包括透射式色轮和反射式色轮。当选用透射式色轮时，设置在激发光传播路径上的第一基层23可以选用透射激发光并反射受激发光的第一滤光片；第二基层21可选用透射对应与色轮上不同波长转换区段的不同颜色的受激发光或对应无波长转换材料的激发光透射区的激发光的第二滤光片。
当选用反射式色轮时，设置在激发光传播路径上的第二基层21可选用透射激发光和对应色轮不同区段的不同颜色的受激发光的第三滤光片，第一基层23可选用反射片。
第一基层23和第二基层21也可以不具备滤光或反光特性，此时，可根据需要在第一基层或第二基层之外增设滤光片或反射片。
间隔片的两侧面相互平行。间隔片应选择硬度大、不易变形且抗压力强的材质，例如金属片等。间隔片与光波长转换层22同层设置，且间隔片的厚度不小于光波长转换层22的厚度。间隔片两侧面分别紧贴第一基层23和第二基层21。本实施例中，间隔片的两侧面分别通过点胶的方式粘接至第一基层23和第二基层21。请参照图3，所述间隔片包括位于光波长转换层外圈的第一间隔片25和位于光波长转换层中心的第二间隔片24。第一间隔片25和第二间隔片24厚度相同，二者之间形成空气隙26，光波长转换层22位于所述空气隙26中。所述第一间隔片25和第二间隔片24的厚度为0.02～0.30毫米。
一般情况下，间隔片的厚度大于光波长转换层22的厚度。位于第一基层23和第二基层21之间的光波长转换层可连接至第一基层23或第二基层21。当间隔片的厚度大于光波长转换层的厚度时，若光波长转换层连接至远离出射光界面的第一基层23，则在光波长转换层22和第二基层21之间形成空气隙，该空气隙的存在既有利于光波长转换层22的散热，又能使被光波长转换层转换的入射到空气隙中的大角度出射的受激发光进入到第二基层后折射成小角度的出射光出射使受激发光的光学扩展量变小，从而提高受激发光的出射亮度。空气隙的大小可通过调整间隔片和光波长转换层22之间的厚度差来调控。
当间隔片的厚度大于光波长转换层的厚度时，若光波长转换层22连接至第二基层21，则在光波长转换层22和第一基层23之间形成空气隙。该空气隙的存在有利于光波长转换层22的散热。
本实施例所示为光波长转换层连接到第二基层21的情形，实际应用中根据具体使用需求也可以选择将光波长转换层连接到第一基层23或不连接至任何基层。当光波长转换层22不与基层连接时，可通过在光波长转换层22的圆环中心涂中心胶将第一基层23、第二基层21及光波长转换层的内圈连接从而保证光波长转换层22在色轮中不会朝任一方向窜动；本实施例中，因光波长转换层22的中心设有第二间隔片24，中心胶涂在第二间隔片的外层。光波长转换层22和第一基层23或第二基层21的连接可通过点胶的方式将光波长转换层粘接在第一基层23或第二基层21上。
图4～图6、图10～图11为本实施例中第一间隔片25的具体实施方式。位于光波长转换层22外圈的第一间隔片25总体呈圆环状或类似圆环状，包括如图4所示的整体圆环、由图6所示的多个第一碎片拼接而成以及设有开口的不封闭圆环片三种情形。所述第一间隔片内部空间大小依实际情况而定，一般情况下，所述圆环状或类似圆环状的第一间隔片25的内径等于光波长转换层22的外径。
图6所示的第一碎片的横截面是圆环段，实际应用中，第一碎片的横截面还可以是其他的形状，例如三角形、梯形、正方形等凸多边形，星形等凹多边形，圆形、椭圆形、月牙形等弧线围成的封闭图形，以及由直线段和弧线共同构成的封闭图形等。由第一碎片拼接在一起形成的拼接圆环中的第一碎片的大小、形状都可以不同。由多个第一碎片组成的第一间隔片包括至少两个第一碎片；相邻的第一碎片之间可以互相紧靠或分离。
为了将第一间隔片25组装至第一、二基层23、21时点胶方便，可在所述整体圆环、不封闭圆环或第一碎片上贯穿顶着第一基层23和第二基层21的两侧面开设第一小孔，整体圆环上开设第一小孔的示例请参考图5，不封闭圆环上开设第一小孔的示例请参考图11；所述第一小孔的直径为1.0～1.5毫米。
图7～图9、图12～图15为本实施例第二间隔片24的具体实施方式。位于光波长转换层22内圈的第二间隔片24包括如图7所示的实心圆片、如图8所示的空心圆片、图12所示自圆心开设切口的实心圆片12、图15所示自圆心开设切口的空心圆片以及第二碎片(未图示)几种情形。本实施例中对第二碎片的形状不做限制；当第二间隔片24为第二碎片时，包括由一个第二碎片直接构成第二间隔片24的情形，也包括有两个以上第二碎片相结合共同构成第二间隔片的情形；当由多个第二碎片共同组成第二间隔片时，组成在一起的第二间隔片大小、形状均可不同。一般情况下，第二间隔片24的尺寸与光波长转换层22的内径相匹配；当第二间隔片24为实心圆片或空心圆片时，第二间隔片24的直径等于光波长转换层22的内径。
为了将第二间隔片24组装至第一、二基层23、21时点胶方便，可在所述空心圆片、实心圆片、自圆心开设切口的实心圆片、自圆心开设切口的空心圆片、第二碎片上贯穿顶着第一基层23、第二基层21的两侧面开设第二小孔，空心圆片上开设第二小孔的示例请参考图9，自圆心开设切口的实心圆片的示例请参考图13，自圆心开设切口的空心圆片的示例请参考图14；所述第二小孔的直径为1.0～1.5毫米。
间隔片与第一、二基层23、21之间的固定除前述提到的点胶粘接外，还可以有其他的固定方式，例如，将固定片机械连接至第一、二基层23、21，或者在第一、二基层23、21的外周增加固定装置等。
本实施例中，通过设置厚度不小于光波长转换层的间隔片，该间隔片的两侧面分别顶着第一基层23与第二基层21，由于间隔片的两侧面相互平行，因此第一基层与第二基层也相互平行，从而同一色轮的第一基层与第二基层之间各位置的间距相等，使得第一基层与第二基层能够较为稳定地夹持光波长转换层，从而保证色轮工作过程中有较稳定的出光效率。还可以通过调整间隔片厚度调整第一、二基层23、21之间的间距大小。而且，通过内、外两圈间隔片的设置，使第一基层和第二基层的各部分得到比较均匀的支撑力，可以有效避免组装过程中治具压裂玻璃等较脆材质的第一、二基层23、21。
请参见图16和图17，图16是本发明的色轮组件第二实施例的剖面图，色轮组件包括色轮2和驱动色轮2转动的马达1。所述色轮2包括层叠设置的第一基层23和第二基层21，以及夹在第一基层23和第二基层21之间的光波长转换层22和间隔片。光波长转换层22连接至第二基层21，间隔片两侧面分别紧贴第一基层23和第二基层21。
与第一实施例不同，本实施例中的光波长转换层22为不完整的圆环状。光波长转换层22包括至少一个区段(未图示)，每个区段上设置可激发不同于其他区段的颜色的受激发光的光波长转换材料。第二基层21上未被光波长转换层覆盖的区域是可透射激发光的激发光透射区(未标示)。
请参照图16和图17，所述间隔片包括第一间隔片25和第二间隔片24。一散光片26被放置在激发光透射区，散光片26和光波长转换层22拼接形成圆环，该圆环位于第一间隔片25与第二间隔片24之间；散光片26的厚度不大于间隔片24、25的厚度。
所述第一间隔片25是位于散光片26和光波长转换层22拼接的圆环的外围；第二间隔片24是位于散光片26和光波长转换层22拼接的圆环的内部。第一间隔片25和第二间隔片24的具体实现手段与本发明色轮组件的第一实施中一致。
以上两个实施例都列举的是做圆周运动的圆形色轮的例子，为了取得更优的使用效果在色轮的第一、二基层之间增加了内、外两圈间隔片，不仅使同一色轮的第一、二基层之间不同位置处的间距相等且间距尺寸可通过调整间隔片的厚度调整；同时能够在组装时避免治具压裂第一、二基层，提高成品率。所以实际应用中，为了使同一色轮的第一、二基层之间不同位置处的间距相等，仅需要使用上述提到的第一、二间隔片中的一个即可。在内、外两个间隔片中，优选位于外圈的第二间隔片，因为外圈间隔片能更好地提供两基层间均匀的间距。
同理，间隔片还可以应用在线性运动的矩形色轮中。比如，在矩形色轮的周边增加一个大致为矩形框状的间隔片，将所述间隔片夹在第一、二基层之间波长转换层的外围，就能够达到同一矩形色轮的第一基层和第二基层之间不同位置处的间距相等的要求。
请参照图18，本发明还提供一种色轮的组装方法，以第一实施例的色轮为例来进行说明。
色轮包括第一基层23、第二基层21、光波长转换层22、间隔片。间隔片包括第一间隔片24和第二间隔片25。图16是色轮组装方法第一实施例的流程图。包括如下步骤：
S1，将所述间隔片的一侧面与所述第一基层粘接。
其中，将第一间隔片的一侧面粘接在第一基层上的靠近边缘的位置处，第二间隔片的一侧面粘接在第一基层的中心位置处；将第一间隔片的一侧面、第二间隔片的一侧面分别粘接至第一基层的粘接过程中，控制粘接胶水的厚度不超过0.01毫米。
S2，将所述光波长转换层粘接至所述第二基层。
本步骤中，通过点胶的方式将光波长转换层粘接至第二基层时。点胶时，控制粘接点的直径为1.0～1.5毫米。
实际上，步骤S1和步骤S2是没有先后之分的，同时进行或更换先后次序均可。
S3，将所述间隔片的另一侧面与所述第二基层粘接，所述间隔片和光波长转换层同层分布。
该步骤中，将所述第一间隔片的另一侧面粘接在第二基层上靠近边缘的位置处，将第二间隔片的另一侧面粘接在第二基层的中心位置处；第一间隔片与第二间隔片之间形成空气隙，光波长转换层位于所述空气隙中。将第一间隔片的另一侧面、第二间隔片的另一侧面分别粘接至第二基层的粘接过程中，控制粘接胶水的厚度不超过0.01毫米。
与现有技术相比，通过上述方法组装色轮，第一基层23和第二基层21之间的间隙均匀且组装方法简单，组装过程可控，组装效率较高。
上述色轮组装方法的第一实施例是将光波长转换层22连接至第一基层23的情形。将前述色轮组装方法中的第一基层和第二基层调换，则为光波长转换层22连接至第二基层的实施例。
本发明还提供一种光源的实施例。
该光源包括激发光源以及如上述实施例所述的色轮。该激发光源可以是激光光源；还可以是半导体光源，例如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源。该激发光源发出光线入射至色轮以产生激发光。
与现有技术相比，本发明通过设置厚度不小于光波长转换层的间隔片，该间隔片的两侧面分别顶着第一基层与第二基层，由于间隔片的两侧面相互平行，因此第一基层与第二基层也相互平行，从而同一色轮的第一基层与第二基层之间各位置的间距相等，使得第一基层与第二基层能够较为稳定地夹持光波长转换层，从而保证色轮工作过程中有较稳定的出光效率。
以上仅为本发明的优选实施例，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。
Claims (16)
1.一种色轮，包括依次层叠设置的第一基层、光波长转换层以及第二基层，其特征在于，所述色轮进一步包括位于第一基层和第二基层之间与光波长转换层同层排布的间隔片，所述间隔片的厚度不小于光波长转换层的厚度，所述间隔片的两侧面分别顶着第一基层与第二基层，所述第一基层与第二基层的不同位置之间的间距相等。
2.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片是金属片。
3.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片厚度为0.02～0.30毫米。
4.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片厚度大于光波长转换层的厚度，光波长转换层连接至第一基层，并在光波长转换层与第二基层之间形成空气隙。
5.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片厚度大于光波长转换层的厚度，光波长转换层连接至第二基层，并在光波长转换层与第一基层之间形成空气隙。
6.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片的两侧面分别粘接在第一基层、第二基层上。
7.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述间隔片包括位于光波长转换层外围的第一间隔片。
8.如权利要求7所述的色轮，其特征在于：所述光波长转换层呈环形，所述间隔片还包括位于该环形中心的第二间隔片，所述第一间隔片与第二间隔片厚度相等。
9.如权利要求7或8所述的色轮，其特征在于：所述第一间隔片为一圆环片或一设开口的圆环片。
10.如权利要求7或8所述的色轮，其特征在于：所述第一间隔片为至少两段第一碎片，所述至少两段第一碎片拼接在一起形成的拼接圆环，其中，相邻的第一碎片之间互相紧靠或分离。
11.如权利要求9所述的色轮，其特征在于：所述圆环片、设开口的圆环片上贯穿顶着第一基层和第二基层的两侧面设有第一小孔。
12.如权利要求10所述的色轮，其特征在于：所述第一碎片上贯穿顶着第一基层和第二基层的两侧面设有第一小孔。
13.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述光波长转换层呈环形，所述间隔片包括位于该环形中心的第二间隔片。
14.如权利要求8或13所述的色轮，其特征在于：所述第二间隔片为一圆片、一自圆心开设切口的圆片、一圆环片、一自圆心开设切口的圆环片。
15.如权利要求8或13所述的色轮，其特征在于：所述第二间隔片为至少两段第二碎片，所述至少两段第二碎片共同组成尺寸与所述光波长转换层的内径相匹配第二间隔片。
16.如权利要求1至15项中任意一项所述的色轮的组装方法，其特征在于，包括：
a)将所述间隔片的一侧面与所述第一基层粘接；
b)将所述光波长转换层和所述第二基层粘接；
c)将所述间隔片的另一侧面与所述第二基层粘接，所述间隔片与光波长转换层同层设置。
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Date of cancellation: 20180716 Granted publication date: 20150527 Pledgee: CITIC Bank Limited by Share Ltd. Shenzhen branch Pledgor: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Registration number: 2016440020007 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Address after: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee after: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Address before: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee before: SHENZHEN GUANGFENG TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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