CN103116205A - 色轮、光源、投影机及色轮的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种色轮、光源、投影机及色轮的制作方法，其中，色轮包括：依次叠置的基板(10)、波长转换层(50)和透光层(30)，以及外胶层(70)，围设于波长转换层(50)的边缘外侧，外胶层(70)与基板(10)和透光层(30)中的至少一个连接，并且，外胶层(70)向内延伸至波长转换层(50)与基板(10)之间和/或波长转换层(50)与透光层(30)之间以形成粘接层(71)。本发明有效地解决了现有技术中色轮在高速旋转中波长转换层产生位移的问题。
Description
技术领域
本发明涉及色轮技术领域，具体而言，涉及一种色轮、光源、投影机及色轮制作方法。
背景技术
色轮在数字光学处理技术(DLP，Digital Light Procession)投影机中的作用是色彩的分离和处理，色轮实现色彩的分离和过滤是需要通过色轮的高速运转来实现的。
现有技术的圆盘形色轮如图1所示，色轮包括依次叠置的基板10’、波长转换层50’以及透光层30’。透光层30’与基板10’为同心等圆，波长转换层50’呈中心带有通孔的圆环状，该通孔处设有中心胶90’，该中心胶90’固定连接透光层30’与基板10’。由于色轮在工作过程中由固定连接在基板10’的背向波长转换层50’的一侧的马达1’驱动，色轮会高速旋转，为了防止波长转换层50’在旋转过程中飞出，通常在色轮中设置一个外胶层70’，该外胶层70’固定连接透光层30’的下表面边缘与基板10’的上表面边缘之间，将波长转换层50’被封闭在透光层30’与基板10’之间。
在制作上述色轮时，先将波长转换层50’叠置在基板10’上，再在基板10’的中央位置点中心胶90’以将透光层30’粘接在基板10’上，使得波长转换层50’夹设在基板10’和透光层30’之间。然后在波长转换层50’边缘外侧进行点胶以形成外胶层70’，该外胶层70’固定连接在基板10’和透光层30’上，以防止波长转换层50’在转动过程中飞出。
在上述结构中，波长转换层50’设置在基板10’上，而没有任何材料来做波长转换层50’的固定，外胶层70’仅是靠胶堵住波长转换层50’，不让波长转换层50’在高速旋转时脱离基板10’。随着色轮的使用过程中，波长转换层50’会逐渐产生老化，波长转换层50’会有位移的现象，从而影响色轮的光效。同时位移会导致波长转换层50’的各个色段之间的拼接处会出现间隙，甚至间隙还会增大。各个色段之间的间隙，会影响色轮的光效，CCT(色温)，X(色坐标的横坐标)，Y(色坐标的纵坐标)，色彩等效果。
发明内容
本发明旨在提供一种色轮、投影机及色轮的制作方法，以解决现有技术中色轮在高速旋转中的波长转换层产生位移的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种色轮，包括：依次叠置的基板、波长转换层和透光层，以及外胶层，围设于波长转换层的边缘外侧，外胶层与基板和透光层中的至少一个连接，并且，外胶层向内延伸至波长转换层与基板之间和/或波长转换层与透光层之间以形成粘接层。
根据本发明的另一方面，提供了一种光源，具有上述的色轮。
根据本发明的另一方面，提供了一种投影机，具有上述的色轮。
根据本发明的另一方面，提供了一种色轮的制作方法，用于制作上述的色轮，包括以下步骤：将波长转换层叠置于基板的一侧；将透光层叠置于波长转换层的背向基板的一侧；在波长转换层的边缘外侧点胶形成外胶层，其中，外胶层与基板和透光层中的至少一个连接，并且，外胶层向内延伸至波长转换层与基板之间和/或波长转换层与透光层之间以形成粘接层。
应用本发明的技术方案，外胶层向内延伸至波长转换层与基板之间和/或波长转换层与透光层之间以形成粘接层，这样，利用该粘接层可以将波长转换层固定在基板和/或透光层上，有效地避免了色轮在高速旋转中波长转换层产生位移的问题，从而有效地提高了色轮的使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中的色轮的结构示意图；
图2示出了根据本发明的色轮的实施例一的结构示意图；
图3示出了图2的色轮的俯视透视示意图；
图4示出了根据本发明的色轮的实施例二的俯视透视示意图；
图5示出了根据本发明的色轮的实施例三的示意图；
图6示出了根据本发明的色轮制作方法的实施例的流程示意图；
图7示出了根据图6的制作方法制成的色轮的波长转换层和基板的组合俯视示意图，其中图中示出了波长转换层的各个色段之间的拼接间隙；
图8示出了根据图6的制作方法制成的色轮的透光层的俯视示意图；以及
图9示出了根据图6的制作方法制成的色轮的俯视透视示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图2示出了根据本发明的色轮的实施例一的结构示意图，图3示出了图2的色轮的俯视透视示意图。结合参见图2和图3，从图中可以看出，实施例一的色轮为圆盘形色轮，该色轮包括：依次叠置的基板10、透光层30和波长转换层50。该色轮还包括马达1，马达1与基板10的底部连接，该色轮可以在马达1的驱动下转动。
波长转换层50包括波长转换材料，用于吸收激发光并产生波长不同的受激发光。波长转换材料可以为磷光性材料，如磷光体，或者纳米材料，如量子点，或者荧光粉。
色轮一般分为透射式色轮和反射式色轮。当选用透射式色轮时，基板10优选为透射激发光并反射受激发光的滤光片，透光层30优选为透射受激发光反射激发光且能对受激发光的光谱进行修饰的滤光片。当选用反射式色轮时，基板10优选为反射片，也可为反射受激发光透射激发光的滤光片，透光片优选为透射激发光与受激发光且能够对受激发光光谱进行修饰的滤光片。基板10与透光层30也可以不具备滤光或反光特性，此时，可根据需要在基板10与透光层30之外增设滤光片或反射片。
如图3所示，在实施例一中，基板10和透光层30均呈圆盘形，基板10为一块，透光层30是由四块颜色不同的扇形滤光片相互拼接形成，波长转换层50包括四个色段，四个色段相互拼接后呈中心带有通孔的圆环状，波长转换层50的四个色段与透光层30的四块滤光片相对应设置，例如，波长转换层50的四个色段依次为红色荧光段、绿色荧光段、蓝色荧光段以及黄色荧光段，那么透光层30依次为与四个色段对应的红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片以及黄色滤光片，且四个色段之间的拼接处与四块滤光片的拼接处相重合。在上述通孔处设有中心胶90，该中心胶90用于固定连接基板10和透光层30。基板10和透光层30也可以在其它位置通过其它方式固定连接。
当然，在其他图中未示出的实施例中，透光层30也可以为一块完整圆盘形的滤光片或其他数量的滤光片，波长转换层50可以包括一个色段或者其他数量的色段。波长转换层50也可以包括一个不含波长转换材料的色段，例如包含用于对激发光散射的散光材料的色段。
在实施例一中，外胶层70沿径向向内延伸至波长转换层50与基板10之间，并且也沿径向向内延伸至波长转换层50与透光层30之间以形成粘接层71。本领域技术人员可以知道，作为可行的实施方式，也可以仅使外胶层70沿径向向内延伸至波长转换层50与基板10之间，或仅使外胶层70沿径向向内延伸至波长转换层50与透光层30之间。利用该粘接层71，可以将波长转换层50固定在基板10和透光层30上或者仅固定在基板10上或者仅固定在透光层30上，这样，有效地避免了色轮在高速旋转中波长转换层50产生位移的问题，在实施例一中，还可以有效地防止四个色段之间因位移产生拼接间隙增大的问题，从而有效地提高了色轮的使用寿命。
粘接层71可以为连接分布的形式，也可以为彼此间隔开的多段。优选地，如图3所示，粘接层71为连续状，连续状结构对波长转换层50的固定效果最佳。进一步优选地，粘接层71为连续环状，粘接层71的外径与内径之差大于0.09mm且小于1mm。
或者，在实施例二中，如图4所示，粘接层71为彼此间隔开的多个粘接段，其与实施例一可以起到类似的效果，同时，相对于连续状结构而言点胶量减少，有利于成本的降低。优选地，当波长转换层50包括多个色段时，每个色段分别对应至少一个粘接段，以使粘接层71对波长转换层50的每个色段都起到限位和固定作用。
优选地，在实施例三中，如图5所示，实施例三的色轮与实施例一的区别在于：在基板10、透光层30和波长转换层50三个部件中，在垂直于三个部件的叠置方向的方向上，即垂直于色轮转轴的方向上，基板10的尺寸最大，波长转换层50的外径等于透光层30的直径，这样，在基板10上形成有盛胶台阶。实施例三的色轮在为了固定波长转换层50的点胶过程中，波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，进而，在波长转换层50的边缘外侧点胶形成外胶层70时，盛胶台阶上方没有遮挡，无需挤压点胶，可以沿着盛胶台阶方便地进行点胶，使得点胶操作简单且容易控制胶量，点胶过程可以在肉眼下进行操作，这样有效地提高了点胶操作的效率。另外，在本实施例中，由于波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，这样，更容易控制形成粘接层71的点胶量。
基板10的边缘与波长转换层50的边缘之差优选大于等于0.1mm且小于4mm。在实施例三中，波长转换层50的外径和透光层30的直径相等，在点胶过程中，可以沿着透光层30的边缘进行点胶，使得操作更加简单、方便，同时，上述结构中波长转换层50的使用量最小，有利于节约成本。
为了使得波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，在图中未示出的实施例中，基板10的尺寸最大，波长转换层50的外径也可以大于透光层30的直径。此时，波长转换层50的边缘点胶处也没有处于缝隙中，无需挤压点胶，进而有效地提高了点胶操作的效率。为了固定波长转换层50，防止其在旋转过程中飞出，外胶层70需要覆盖在波长转换层50的边缘外侧，并且，该外胶层70需要连接在基板10和波长转换层50中的至少一个上，或者同时连接在基板10和波长转换层50上。上述连接是指外胶层70也覆盖在基板10或波长转换层50的边缘外侧，或者外胶层70与基板10和波长转换层50的朝向波长转换层50的侧面边缘连接。
优选地，外胶层70同时覆盖在透光层30和波长转换层50的边缘外侧，并且该外胶层70还与基板10的朝向波长转换层50的表面边缘连接。外胶层70完全覆盖在透光层30的边缘外侧，即在周向上将透光层30包裹在内，由于透光层30可以由多个滤光片拼接组成，这样设置的外胶层70对于滤光片的固定也有一定的作用，有效地防止了滤光片在高速旋转中产生位移或者各个滤光片之间的拼接间隙变大。在图中未示出的实施例中，外胶层70可以部分地覆盖透光层30的周向外侧，其与上述实施例可以起到类似的效果，同时，更节约点胶量。在这种部分覆盖透光层30的边缘外侧的实施例中，优选地，对于透光层30的各个滤光片沿周向外侧都配置有外胶层70的覆盖部分，以使外胶层70对透光层30的每个滤光片都起到限位和固定作用。
优选地，外胶层70在周向上将基板10、透光层30和波长转换层50都包裹在内。这样，增大了外胶层70的体积，使得外胶层70的强度有所增加，有利于整个色轮的稳定性。在图中未示出的实施例中，外胶层70可以仅覆盖在波长转换层50和基板10的边缘外侧，或者外胶层70也可以部分地覆盖基板10的周向外侧。
进一步优选地，外胶层70的外表面呈鼓形，并且外胶层70的上端延伸到透光层30的上表面边缘，外胶层70的下端延伸到基板10的下表面边缘。这样，使得色轮的整体结构更加美观，同时相对于回转母线呈直线的外胶层而言，节约了点胶量，有利于成本的降低。
优选地，外胶层70的外表面的回转母线呈直线或弧线。外胶层70的回转母线呈弧线时，外胶层70的回转母线可以向外凸出或者向内凹入，向外凸出的外胶层70强度较高，向内凹入的外胶层70点胶量较少，有利于成本的降低。
在其他实施例中，为了使得波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，在垂直于三个部件的叠置方向的方向上，只要满足波长转换层的边缘超出或者重合于基板和透光层中的至少一个的边缘的实施例，就能实现波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，进而，在波长转换层的边缘外侧点胶时，无需挤压点胶，可以方便地进行点胶。
另外，除了上述实施例示出的圆盘形的色轮，本发明的技术方案同时适用于圆筒形色轮和矩形色轮(图中未示出)。圆筒形色轮的运动方式与圆盘形色轮一样，均为转动，矩形色轮的运动方式与圆盘形色轮不同，矩形色轮的运动方式为振动(往返运动)。相应的，在圆筒形色轮和矩形色轮中，只要外胶层向内延伸至波长转换层与基板之间和/或波长转换层与透光层之间以形成粘接层即可解决现有技术中色轮在高速旋转中的波长转换层产生位移的问题。因此，圆筒形色轮和矩形色轮也在本发明的保护范围内。
本发明还提供了一种光源，具有上述的色轮。该色轮避免了在高速旋转中波长转换层产生位移的问题，从而有效地提高了色轮的使用寿命，也同时提高了光源的稳定性。
本发明还提供了一种投影机，具有上述的色轮，该色轮避免了在高速旋转中波长转换层产生位移的问题，从而有效地提高了色轮的使用寿命。该投影机的其他结构请参见现有技术，在此不再赘述。
图6示出了根据本发明的色轮的制作方法的实施例的流程示意图。如图6所示，从图中可以看出，该色轮制作方法包括以下步骤：
S10：将波长转换层50的多个色段之间相互拼接，形成中心带有通孔的圆环形的波长转换层后，叠置于基板10的一侧。在本实施例中，波长转换层50的外径小于基板10的直径。
优选地，波长转换层50包括至少两个色段，如图7所示，在本实施例中，波长转换层50包括四个色段，拼接时可以利用夹具将四个色段进行拼接在一起，四个呈部分环形的色段相互拼接，形成中心带有通孔的圆环形的波长转换层，波长转换层50的四个色段之间的拼接间隙A(为四个)优选小于0.1mm。
S20：将多个扇形的滤光片相互拼接，形成完整圆盘形的透光层30，将透光层30叠置于波长转换层50的背向基板10的一侧。本实施例中，透光层30的直径小于基板10的直径，并且透光层30的直径与波长转换层50的外径相等。
优选地，透光层30的各个滤光片之间可以利用夹具进行拼粘在一起，如图8所示，本实施例中，四个呈扇形的滤光片相互拼接，形成完整圆盘形的透光层，透光层30的四个滤光片之间的拼接间隙B(为四个)优选小于0.1mm。
优选地，如图9所示，在基板10上表面中心处具有中心点胶区，圆环形波长转换层50的通孔避让了该中心点胶区，透光层30的各个滤光片利用位于中心点胶区的中心胶90与基板10粘接。粘接后需要固化。固化时间优选在30min至720min。
S30：在波长转换层50的周向外侧利用点胶针进行点胶以形成外胶层70。其中，外胶层70与基板10和透光层30中的至少一个连接，并且，外胶层70沿径向向内延伸至波长转换层50与基板10之间和/或波长转换层50与透光层30之间以形成粘接层71。点胶后需要固化，固化时间优选在30min至720min。
粘接层71可以为连续分布的形式，也可以为彼此间隔开的多段。优选地，如图9所示，粘接层71为连续状，连续状结构对波长转换层50的固定效果最佳。进一步优选地，粘接层71为连续环状，粘接层71的外径与内径之差大于0.09mm且小于1mm。
优选地，在垂直于三个部件的叠置方向的方向上，波长转换层50的边缘超出或者重合于基板和透光层中的至少一个的边缘，这样，就能实现波长转换层50的边缘点胶处不再处于缝隙中，进而，在波长转换层的边缘外侧点胶时，无需挤压点胶，可以方便地进行点胶，有效地提高了点胶的工作效率进而提高了色轮的生产效率。
根据上述方法进行色轮的制作有效解决了在高速旋转中波长转换层产生位移的问题，从而有效地提高了色轮的使用寿命。
另外需要说明的是，为了描述方便，本发明的上述实施例仅以四段式(透光层包括四个滤光片和波长转换层包括四个色段)为例进行了说明，本发明的技术方案并不限于此，本领域技术人员知道，其他段式也均可使用本发明的技术方案，也均在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种色轮，包括：
依次叠置的基板(10)、波长转换层(50)和透光层(30)，以及
外胶层(70)，围设于所述波长转换层(50)的边缘外侧，
其特征在于，所述外胶层(70)与所述基板(10)和所述透光层(30)中的至少一个连接，并且，所述外胶层(70)向内延伸至所述波长转换层(50)与基板(10)之间和/或所述波长转换层(50)与透光层(30)之间以形成粘接层(71)。
2.根据权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述粘接层(71)为连续状。
3.根据权利要求2所述的色轮，其特征在于，所述粘接层(71)为环状，所述粘接层(71)的外径与内径之差大于0.09mm且小于1mm。
4.根据权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述波长转换层(50)包括至少两个色段，所述粘接层(71)包括彼此间隔开的多个粘接段，每个所述色段分别对应至少一个所述粘接段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的色轮，其特征在于，在垂直于叠置方向的方向上，所述波长转换层(50)的边缘超出或者重合于所述基板(10)和所述透光层(30)中的至少一个的边缘。
6.根据权利要求5所述的色轮，其特征在于，所述基板(10)和所述透光层(30)固定连接。
7.一种光源，具有色轮，其特征在于，所述色轮为权利要求1至6中任一项所述的色轮。
8.一种投影机，具有色轮，其特征在于，所述色轮为权利要求1至6中任一项所述的色轮。
9.一种用于制作权利要求1至6中任一项所述色轮的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将波长转换层(50)叠置于基板(10)的一侧；
将透光层(30)叠置于所述波长转换层(50)的背向所述基板(10)的一侧；
在所述波长转换层(50)的边缘外侧点胶形成外胶层(70)；
其中，所述外胶层(70)与所述基板(10)和所述透光层(30)中的至少一个连接，并且，所述外胶层(70)向内延伸至所述波长转换层(50)与所述基板(10)之间和/或所述波长转换层(50)与所述透光层(30)之间以形成粘接层(71)。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在垂直于叠置方向的方向上，所述波长转换层(50)的边缘超出或者重合于所述基板(10)和透光层(30)中的至少一个的边缘。
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