CN206514947U - 色轮信号检测装置及投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种色轮信号检测装置及投影装置。该色轮信号检测装置，用于检测色轮所发出的光的亮度值和色轮的转速，所述色轮至少包括色轮基板，所述色轮基板设置至少一个透光口，该透光口能够透光；还包括：探测单元，用于探测透过所述透光口的光的亮度值和所述透光口单位时间周期内明暗变化次数，以获得对应的所述色轮发出的光的亮度值和所述色轮的转速。该投影装置，其包括所述的色轮信号检测装置。本实用新型能同时检测色轮的亮度信号和色轮的转速信号，同时减少了元器件的使用，降低了成本。

Description

色轮信号检测装置及投影装置

技术领域

本实用新型涉及照明和投影技术领域，特别是涉及一种色轮信号检测装置、色轮及投影装置。

背景技术

目前，投影装置已经广泛应用于各个领域，但是，投影装置的亮度衰减是影响用户体验，甚至是影响产品正常使用的大问题。特别是传统灯泡光源亮度衰减快，使用寿命短，对用户体验和产品正常使用影响尤为突出。随着固态光源在投影装置中的应用，使得光源的使用寿命得到极大提升，同时固态光源的亮度衰减也较为缓慢。但是，由于一些其他因素的影响，如固态光源模组部分失效、波长转换层老化失效等因素的影响，造成光源亮度的衰减。在产品设计中，通常都会采用某种方法来监测光源亮度的衰减情况，若衰减程度大于产品的设计指标，则能够及时发现功能异常，以便进行维修处理及时排除异常情况。另外，在投影装置中，色轮与光调制单元是需要进行同步的，即色轮的转速信号需要实时与投影装置中的其他组件进行同步。同时色轮转速的异常也会影响色轮的散热，加快色轮的老化，较少色轮的使用寿命，甚至影响产品的正常使用。因此，检测光源的亮度变化以及色轮的转速是投影装置的所需要的功能。而目前所采用的方案是用两套检测单元分别检测亮度值和色轮转速。如，在现有技术的一种同步方法中，在色轮的非发光部分贴附一块黑色的吸光胶带，并设置一个红外发射探头和接收探头。当吸光胶带转动到红外发射探头前时，红外发射探头所发射的红外信号被吸光胶带吸收，此时，接收探头无法探测到该红外信号；当吸光胶带不在红外发射探头前时，该红外信号则会被接收探头探测到。通过上述方法可判断到马达的转动位置，检测到色轮的转速，并产生同步信号。与此同时，若需要检测色轮的出光亮度时，则需要增设另一探测单元来检测色轮出光亮度，以获得色轮的亮度值。

在上述方案中，采用了至少2套探测单元来分别获取色轮的转速及及色轮出光亮度值，所使用的元器件较多，成本高，同时结构复杂。

因此，如何保证投影装置能够获取色轮的转速及出光亮度值的同时又精减元器件数量并降低成本成为本领域技术人员急需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的问题，本实用新型提供了一种元器件使用少、成本低的色轮信号检测装置。

本实用新型提供一种色轮信号检测装置，用于检测色轮所发出光的亮度值和色轮的转速，其特征在于，

所述色轮至少包括色轮基板，所述色轮基板设置至少一个透光口，该透光口能够透光；还包括：

探测单元，用于探测透过所述透光口的光的亮度值和所述透光口单位时间周期内明暗变化次数，以获得对应的所述色轮发出的光的亮度值和所述色轮的转速。

优选地，所述色轮为反射式色轮；所述色轮基板上承载有波长转换层和/或散射层，所述色轮在所述激发光照射下发出受激光和/或散射光；

所述透光口用于透射部分受激光和/或散射光。

优选地，当所述色轮基板达到预设厚度时，所述色轮基板设置至少一个透光口，透光口用于透射部分受激光和/或激发光；或，当所述色轮基板小于预设厚度时，所述色轮基板上入射光的相对面设置遮光底板，并在所述遮光底板设置至少一个透光口，透光口用于透射部分受激光和 /或激发光。

优选地，所述透光口的深度小于所述色轮基板的厚度；所述透光口的开孔端位于所述色轮基板上入射光的相对面。

优选地，所述色轮至少包括两个不同的颜色区域，用于发射对应颜色的光；

所述透光口设置于所述两个不同的颜色区域的分界处。

优选地，所述色轮遮光底板设置有用于散热的散热片。

优选地，所述散热片为钉状、片状或二者的结合。

优选地，在所述色轮遮光底板对应于所述透光口的位置设置导光柱；所述探测单元对应于导光柱设置。

优选地，所述导光柱的高度不小于散热片的高度。

本实用新型还提供一种投影装置，包括上述的任意一项色轮信号检测装置。

本实用新型还提供一种色轮，包括：

色轮遮光底板；所述色轮遮光底板设置有用于散热的散射片；所述色轮遮光底板上设置有透光口，所述透光口上设置有导光柱。

优选的，所述导光柱的高度不小于散热片的高度。

相对于现有技术，本实用新型在色轮基板上入射光的相对面设置有透光口和/或色轮遮光底板上设置有透光口，当色轮的光透过所述透光口被探测单元检测到，一方面探测单元获得了色轮的亮度信号，另一方面根据亮度信号的周期性变化即可获得色轮转速信号；因此，仅采用了一个探测单元即获得了色轮的亮度信号和转速信号；减少了探测单元等元器件的使用，节约了成本。

同时，当有较高散热要求，需要在色轮遮光底板设置散热片情况下，由于直接在色轮遮光底板开透光口时，探测单元和色轮透光口距离较远，探测单元受到透过的受激光发散及环境杂光双重影响不能准确测量亮度值。通过设置导光柱在透光口上，避免了透射光的损失，并且减小了环境杂光的影响，提高了探测单元检测色轮亮度信号和色轮转速信号的准确度。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2为实施例一透光口位置示意图；

图3为实施例二透光口位置示意图；

图4为实施例三结构示意图；

图5为实施例四结构示意图；

图6为实施例四色轮一种结构示意图；

图7为实施例四色轮另一种实施方式结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细说明。

实施例一

如图1所示，光源101能够发射出一激发光108，色轮包括波长转换层106，以及承载波长转换层106的色轮基板104，色轮基板104上对应于波长转换层106上光斑位置设置有一透光口103，透射光107经过透光口103，进入检测单元102，检测单元102检测透射光107的亮度值。本领域技术人员应该理解，上述的光斑位置为入射激发光入射的位置，同时也是出射受激光的出光位置。

应该理解，本实施例中，色轮基板104达到预设厚度，色轮基板104 不透光。在色轮基板104上入射光的相对面设置透光口103就能实现透射光107的透射。本实施例中的入射光为激发光108。

本实施例中，还包括用于驱动色轮转动的驱动装置105。应当理解，驱动装置105能驱动色轮进行周期性的转动，因此检测单元102检测到透射光107是周期性变化的，只需要根据设定时间内亮度变化的次数则可以计算出色轮转速，由此检测到色轮的转速信号。例如，本实施例中，设置1个透光口的情况下，10秒内检测到600次亮度变化，即探测单元 102检测到了600次透过透光口的透射光的亮度值，则色轮转速是 3600RPM。可以理解，在其他实施方式中，同一色轮上可以设置多个透光口。

本实施例中，光源101为固体光源中如激光二极管、LED中的任意一种；发出的激发光108可以为紫外光、蓝光中的任意一种，目的在于能够实现入射到波长转换层激发出受激发光。波长转换层106由波长转换材料组成，波长转换层所能发出光的颜色由波长转换材料的种类决定。应当理解的是，波长转换层106可以由一种或者多种颜色区域组成，多种颜色区域以时序的方式获得多种颜色光，同时配合上投影装置的调制单元，对时序光进行调整就可以得到投影图像。

本实施例中，色轮为反射式色轮，反射式色轮是指色轮的激发光和受激光位于色轮的同一侧。色轮基板上入射光的相对面是指色轮的非出光侧。

可以理解，只要能实现色轮基板104不透光的实施方式均可，色轮基板104的材料可以为陶瓷、金属或玻璃等；当选用可以部分透光的陶瓷材料时，达到预设厚度色轮基板不透光；当选用透光性良好的玻璃等材料时，需要对其做相应的处理，以实现色轮基板不透光，如蒸镀反射层、设置遮光/反射层等方式。可以理解，当选用部分透光的陶瓷材料作为色轮基板104时，色轮基板104的厚度较厚时，色轮基板104不透光；因此，通过在色轮基板104上设置透光口103，即对色轮基板进行减薄，用于实现部分光线的透射；透光口103的开孔端位于色轮基板上入射光的相对面，以实现对波长转换层和/或散射层的承载同时又有良好的透光效果。在其它实施方式中，色轮基板104采用陶瓷材料并且陶瓷层较薄时，色轮基板能够透光或部分透光，因此，需要在色轮基板上入射光的相对面设置一遮光底板，同时在遮光底板设置一透光口，用于透射部分受激光和/或散射光。或者，在其他形式的色轮基板上设置透光口，透光口用于透射部分受激光和/或散射光即可。

如图1所示，波长转换层106直接设置于色轮基板104上，透光口 103位于波长转换层106下方。如图2所示，透光口103的至少部分位于波长转换层光斑的位置；应该理解的是，这样的好处在于能够至少使部分透射光107通过透光口103被探测单元102检测到。进一步地，可以将透光口103全部位于波长转换层106上光斑所在位置(图中未标示)；这样可以使得透射光能最大限度的透过透光口103被探测单元102 检测到，以获得更高的检测准确性。

本实施例中，探测单元102应该尽可能的靠近色轮基板104；可以理解，探测单元102靠近色轮基板104的好处在于能够尽量减小与色轮基板104的距离，从而减小透射光的传播距离，减小透射光在传播过程中的损失，进而准确的检测到色轮的亮度信号，同时更小的间距能够避免环境杂光的影响。进一步地，探测单元102与色轮基板104的距离小于1mm；特别优选地，探测单元102与色轮基板104的距离小于0.5mm。

本实施例的一个完整的检测过程如下：

光源101发射出激发光108，激发光108入射到波长转换层106转换为受激光109，同时小部分受激光透过透光口103成为透射光107，透射光107被探测单元102检测，以获得色轮的亮度信号。同时，随着在驱动装置105的驱动下，色轮周期性转动；根据设定时间内探测到的亮度变化的次数则可以计算出色轮转速，由此检测到色轮的转速信号。本实施例中，只采用了一组探测单元同时检测到了色轮的亮度信号和转速信号，相对于现有技术减少了元器件的使用，节约了成本。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例中，所采用的色轮为多段式的色轮。如图3所示，色轮包括蓝色光色段1061、红色光色段1062和绿色光色段1063。应该理解的是，上述各个色段的区域大小依据投影装置的白平衡要求及各个色段的发光亮度等具体参数来设置。

本实施例中，如图3所示，在不同颜色区域的交界处设置了2个透光口分别为红绿光透光口1072和红蓝光透光口1071。应当理解的是，在本实施方式中，探测单元会获得不同区域的色轮亮度信号。有益效果在于，能同时获得色轮不同颜色区域的亮度信号，根据这些颜色区域具体的亮度信号就可以进行针对性的调制，使用户获得更好的投影显示体验。

可以理解，本实施例中，透光口也可以设置在各个具体的颜色区域中。

在一个具体的实施方式中，激发光源采用蓝色激光光源，其发出蓝色激光。在色轮的蓝色光色段不设置波长转换层，与之对应的是在蓝色光色段设置散射层；需要要说明的是，由于激光具有极高的相干性，因此散射层对激光进行散射作用，使散射后的蓝色光能满足照明和投影的需求；此时的蓝色光没有经过波长转换，因此透过透光口的光为散射光。

实施例三

本实施例中，如图4所示，在实施例一的基础上，色轮进一步包括了遮光底板110，色轮基板104设置于遮光底板110上。

同时，色轮遮光底板110上设置有透光口111，用于透射部分受激光和/或散射光。

本实施例中，采用的色轮基板104较薄，因此色轮基板104本身可以部分透光。因此，色轮基板104可以不设置如实施例一中的透光口。本实施例中，设置遮光底板110于色轮基板104上入射光的相对面，实现对色轮基板的挡光作用。同时，透光口111用于透射部分受激光和/或散射光。

应该理解的是，用于承载波长转换层的基板可以选择导热率相对较高的陶瓷材料或玻璃等材料。若采用的基板为透光性相对较差的陶瓷材料，当基板较厚时，波长转换层所发出的受激光不能透过基板被检测单元检测到。

因此，在其它实施方式中，在遮光底板110上对应于透光口111的位置上也可以设置一个透光口103。设置透光口103的有益效果在于能够减薄此处的基板，便于透射光透过基板并通过透光口103，使得透射光107能够被检测单元102检测到。透光口103的深度小于色轮基板 104的厚度。

实施例四

本实施例中，由于色轮上的热功耗很大，依靠色轮本身的旋转散热不能满足散热要求，如图5所示，在实施例三的基础上，需要在色轮遮光底板附加散热片112进行散热。应该理解，散热片112可以是片状或钉状中的一种或二者的组合；散热片的材质一般选择与色轮遮光底板相同的金属材料；散热片112一般可以选择直接和色轮遮光底板一体加工成型，当然其它加工方式如焊接、粘接等方式也是常规的选择方式之一，对于此本申请不做具体限定。

进一步地，本实施例中，具体的实施方式是直接在遮光底板110上开透光口，开透光口位置的散热片也部分去除。但是由于散热片112有一定高度，探测单元102与遮光底板110的透光口111之间距离较远，探测单元102受到透射光107的发散及环境杂光双重影响不能准确测量亮度值。进一步地，本实施例中，在遮光底板上透光口111的位置上对应设置导光柱113。可以理解的是，柱体的一端应该固定于色轮遮光底板上，另一端端面应该尽可能的靠近探测单元102；如果公差允许，可以做到小于0.5mm的距离。导光柱113的作用在于将发散的透射光107 引导到探测单元102探测面上，使探测单元获得亮度信号；可以理解，光线沿柱体内传播，从而避免透射光107发散的影响，同时也排除了杂光的干扰。因此，探测单元102能获得更准确的色轮的亮度信号和转速信号。

进一步地，如图6和图7所示，导光柱113可以为实心导光柱1132 或空心导光柱1131中的一种；可以理解，采用实心导光柱1132时，实心导光柱应该选用透光性好的材料，以减少光的传播损失；光线在实心导光柱内发生全反射，避免了较大的传播距离透射光发散时损失部分光线，由此对探测单元102探测结果的产生影响。可以理解，采用空心导光柱1131时，应保证外壁不透光，从而保证不受外界杂光的影响；同时，空心导光柱内壁应涂有反射层，实现光线在空心导光柱内的反射传播过程中不受到损失。

本实用新型还提供一种色轮，如图6和图7所示，包括色轮遮光底板110；色轮遮光底板设置有用于散热的散射片1121；色轮遮光底板上设置有透光口，透光口上设置有导光柱。可以理解，色轮遮光底板还可以设置波长转换层和/或散射层，用于在激发光照射下发出受激光和/或散射光。

进一步地，散热片可以是片状或钉状中的一种或二者的组合；散热片的材质一般选择与色轮遮光底板相同的金属材料；散热片一般可以选择直接和色轮遮光底板一体加工成型，当然其它加工方式如焊接、粘接等方式也是常规的选择方式之一，对于此本申请不做具体限定。可以理解，在其他实施方式中，散热片的材质和色轮遮光底板可以不同。

进一步地，片状的散热片的设置方式可以为沿色轮径向方向设置，或者色轮周向方向设置，或者沿螺旋线方向设置。

优选地，所述导光柱的高度不小于散热片的高度。

本实用新型还提供了一种投影装置，该投影装置包括上述色轮信号检测装置的结构与功能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，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 (10)

1.一种色轮信号检测装置，用于检测色轮所发出的光的亮度值和色轮的转速，其特征在于，

所述色轮至少包括色轮基板，所述色轮基板设置至少一个透光口，该透光口能够透光；还包括：

探测单元，用于探测透过所述透光口的光的亮度值和所述透光口单位时间周期内明暗变化次数，以获得对应的所述色轮发出的光的亮度值和所述色轮的转速。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述色轮为反射式色轮；所述色轮基板上承载有波长转换层和/或散射层，所述色轮在激发光照射下发出受激光和/或散射光；

所述透光口用于透射部分受激光和/或散射光。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当所述色轮基板达到预设厚度时，所述色轮基板设置至少一个透光口，透光口用于透射部分受激光和/或激发光；或，当所述色轮基板小于预设厚度时，所述色轮基板上入射光的相对面设置遮光底板，并在所述遮光底板设置至少一个透光口，透光口用于透射部分受激光和/或激发光。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述透光口的深度小于所述色轮基板的厚度；所述透光口的开孔端位于所述色轮基板上入射光的相对面。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述色轮至少包括两个不同的颜色区域，用于发射对应颜色的光；

所述透光口设置于所述两个不同的颜色区域的分界处。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述色轮遮光底板设置有用于散热的散热片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述散热片为钉状、片状或二者的结合。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述色轮遮光底板对应于所述透光口的位置设置导光柱；所述探测单元对应于导光柱设置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导光柱的高度不小于散热片的高度。

10.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括如权利要求1-9任意一项所述的色轮信号检测装置。