JP6161804B2 - カラーホイールアッセンブリ及びその関連する光源システム - Google Patents

Description

本発明は、照明及び表示技術分野に関し、特にカラーホイールアッセンブリ及びその関連光源システムに関する。

現在、投影装置は、映画の放映、会議及び宣伝などの各種の場合に広く応用されている。周知されているように、投影装置の使用の中で、カラーホイールは、光変調ユニットと同期する必要がある。従来技術における同期方法において、カラーホイールの駆動モーターに１つの黒色の光吸収テープが貼り付けられていると共に、１つの探測装置が設置されている。カラーホイールが回転するとき、探測装置のプローブから信号が発射され、モーターにぶつかった後に、反射され、そのプローブに受信される。プローブが対応する箇所に光吸収テープが回動したとき、プローブからの信号は光吸収テープに吸収される。このとき、プローブはその信号を探測できず、これにより、モーターの回動位置が判断できると共に、同期信号を生成する。

しかしながら、一般的に探測装置は温度に大きく影響されるため、温度が高い環境下で動作の精度は大きく低下する。

本発明が主に解決しようとする技術的問題は、カラーホイールが発する熱により探測装置が受ける影響を低下させるカラーホイールアッセンブリを提供することである。

本発明に係る実施例によれば、
カラーホイールと、ハウジングと、プローブを備える探測装置とを含み、
前記カラーホイールは、回動軸を有する駆動装置及び当該駆動装置の回動軸に固定される光学アッセンブリを含み、当該駆動装置は、当該光学アッセンブリの回動駆動に用いられ、当該カラーホイールに当該回動軸と共に回動するマーカー物体がさらに設置され、
前記ハウジング内には前記カラーホイールが固定され、当該ハウジングは、第１の面を有し、当該第１の面は、当該カラーホイールにおける前記マーカー物体が設置される面と相互に平行且つ隣接し、前記カラーホイールが１周回動するとき、当該第１の面における前記マーカー物体に対応する環状領域において、一箇所に第１の貫通孔が設置され、
前記プローブを備える探測装置は、第１の貫通孔における前記カラーホイールとは反対の一方の側に設置され、当該プローブは、第１の貫通孔に設置され、前記カラーホイールにおけるマーカー物体を探測するために用いられることを特徴とする、カラーホイールアッセンブリが提供される。

好ましくは、前記ハウジングは、透光シートをさらに含み、当該透光シートは第１の貫通孔を覆い、前記プローブは、当該透光シートにおける前記カラーホイールとは反対の一方の側に設置されている。

好ましくは、前記透光シートと第１の面との間における接触箇所は、シールされている。

好ましくは、第１の貫通孔の内壁に段差が設けられ、前記第１の貫通孔と相互に固定されるように、前記透光シートは当該段差に貼り付けられている。

好ましくは、前記探測装置は、前記プローブにおける前記透光シートとは反対の一方の側に位置するセンサー回路板をさらに含み、
前記カラーホイールアッセンブリは、前記透光シートと前記センサー回路板との間に設置され、前記プローブを前記透光シートと前記センサー回路板との間にシールするためのワッシャーをさらに含む。

好ましくは、前記ハウジングは、前記カラーホイールを当該ハウジング内にシールするために用いられる。

好ましくは、前記光学アッセンブリは、波長変換層が載置されるベースを含み、前記マーカー物体が当該ベースにおける光束が通過しない領域に設置され、或は、前記光学アッセンブリは、フィルタを含み、前記マーカー物体が当該フィルタにおける光束が通過しない領域に設置されている。

好ましくは、前記光学アッセンブリは、波長変換層が載置されるベースを含み、当該ベースに反射層がメッキされ、前記マーカー物体が1つの貫通孔である。

好ましくは、前記マーカー物体が前記回動軸に設置されている。

本発明に係る実施例は、上述したカラーホイールアッセンブリを含む光源システムをさらに提供する。

従来技術と比べ、本発明は、以下の有益な効果を有する。
本発明において、探測装置とカラーホイールとの間にはハウジングの第１の面を介して、当該第１の面において、マーカー物体と対応する箇所にのみ第１の貫通孔が設置されているため、カラーホイールによる探測装置に伝達する熱を減少させ、探測装置の安定動作に有利である。

本発明に係るカラーホイールアッセンブリの１つの実施例の構成を示す模式図である。 図１に示されるカラーホイールアッセンブリにおける光学素子の平面図である。 本発明に係るカラーホイールアッセンブリのもう１つの実施例の構成を示す模式図である。

以下、図面および実施形態に合わせて、本発明の実施例について詳しく説明する。

実施例１

図１及び図２を参照すると、図１は、本発明に係るカラーホイールアッセンブリの１つの実施例の構成を示す模式図であり、図２は、図１に示されるカラーホイールアッセンブリにおける光学素子の平面図である。カラーホイールアッセンブリは、カラーホイール１、ハウジング２及び探測装置３を含む。

カラーホイール１は、回動軸を有する駆動装置１１及びその駆動装置１１の回動軸に固定される光学アッセンブリ１２を含む。駆動装置１１は、当該光学アッセンブリ１２の回動駆動に用いられる。具体的に例を挙げると、光学アッセンブリ１２は、波長変換層１２１及び当該波長変換層１２１を載置するためのベース１２２を含む。ベース１２２は円盤状を成しており、当該波長変換層１２１はベース１２２に設置され、その円盤と同心の環状を成しており、励起光を吸収して被励起光を生成するために用いられる。駆動装置１１は、具体的には円柱状を成すモーターであり、そして、駆動装置１１は、波長変換層１２１及びベース１２２と同軸に固定されている。カラーホイール１は反射式であり、即ち、励起光及び被励起光の伝送経路は、当該波長変換層１２１の同一側に位置する。それに対応して、ベース１２２は高反射層がメッキされる金属板であり、例えば、銀メッキ層若しくはアルミニウムメッキ層は、いずれも高反射層により入射光を反射することで反射式のカラーホイールを実現する。

カラーホイール１はハウジング２内に固定される。本実施例において、ハウジング２は円柱状であり、カラーホイール１が動作するとき大量の熱を生じるため、ハウジング２は耐熱材料により作製することが好ましい。カラーホイール１がハウジング２の内部に固定されるように、カラーホイール１の駆動装置１１は、ハウジング２における１つの底面２ａに固定されている。当然ながら、実際の応用の中で、カラーホイール１がハウジング２の内部に固定されるように、他の方法を用いてもよい。ハウジング２の他方の底面２ｂは、第１の面２ｂと呼ばれ、ベース１２２に平行且つ隣接しており、そして、ベース１２２における波長変換層１２１が設置される一面は第１の面２ｂに向いている。

光路を避けるように、第１の面２ｂに向いているベース１２２の一面においては、当該波長変換層１２１が位置する領域を除いて一箇所にマーカー物体１２３が設置されている。実際の応用の中で、ベース１２２における波長変換層１２１が設置されている一面を第１の面２ｂの反対側に位置させてもよい。光束が第１の面２ｂに向いているベース１２２の一面を通過しないため、第１の面２ｂに向いているベース１２２の一方の側に設置されるマーカー物体１２３は、当該面における中心を除いた任意の一箇所に位置しても良く、当該マーカー物体１２３がベース１２２の回動とともに回動するようにする。

カラーホイール１が１周回転する時、ハウジング２の第１の面２ｂにおけるマーカー物体１２３に対応する環状領域において、一箇所に第１の貫通孔２ｃが設置されている。ハウジング２には透光シート２１がさらに含まれ、当該透光シート２１は当該第１の貫通孔２ｃを覆っている。当該透光シート２１は、ガラスまたは探測装置からの信号を透過出射可能な他の材料であってもよい。透光シート２１は、センサーの信号（例えば、赤外光信号）をより良好に透過出射するように、少なくとも一面において反射防止膜がメッキされている。本実施例において、第１の貫通孔２ｃの内壁において当該貫通孔２ｃを取り囲む段差２ｄが設置され、第１の貫通孔２ｃと相互に固定されるように、透光シート２１は、当該段差２ｄに貼り付けられている。実際の応用の中で、当該透光シート２１は第１の貫通孔２ｃに直接的に貼り付けられてもよく、若しくは他の方法で第１の貫通孔２ｃと相互に固定されてもよい。カラーホイールの生じた熱が探測装置に伝達することをさらに避けるために、透光シート２１と第１の面２ｂとの接触箇所はシールされていることが好ましい。

本実施例において、ハウジング２は他の形状をなしてもよく、当該ハウジング２はマーカー物体１２３が位置する領域に平行且つ隣接する一面を含めばよい。励起光はハウジング２の入光口からハウジング２内におけるカラーホイール１に入射して波長変換層１２１を励起し、生成される被励起光はハウジング２の出光口から出射するように、ハウジング２に入光口及び出光口（図示せず）はさらに開口されている。好ましくは、カラーホイール１をハウジング２内にシールし、カラーホイール１に対して防塵及び騒音断絶を行うために、ハウジング２の入光口及び出光口は透光シートでシールされている。本実施例において、カラーホイール１は反射式であり、即ち励起光及び被励起光の伝送経路は当該波長変換層１２１の同一側に位置しているため、ハウジング２における入光口及び出光口は同一である。

探測装置３はプローブ３１を含み、当該探測装置３はハウジング２の第１の面２ｂにおけるカラーホイール１とは反対の一方の側に設置され、ここで、カラーホイール１が１周回動するたびに、マーカー物体１２３が一回探測できるように、プローブ３１は透光シート２１に設置されている。注意すべきなのは、プローブ３１の探測結果が正確であるように、プローブ３１とマーカー物体との距離を小さくする必要があり、具体的な距離は具体的にプローブ３１により確定されるが、一般的に３ｍｍ程度であり、そのため、第１の面２ｂとベース１２２との距離は、プローブ３１とマーカー物体との所定距離より小さくする必要がある。探測装置３をマーカー物体１２３により近くするために、透光シート２１は第１の貫通孔２ｃ内、若しくは第１の貫通孔２ｃにおけるカラーホイール１に向いている一方の側に設置されることが好ましく、プローブ３１とマーカー物体１２３との距離をより近くする。

本実施例において、探測装置３が動作するとき、プローブ３１により光信号が発せられ、透光シート２１を透過出射した後、カラーホイール１のベース１２２にぶつかる。カラーホイールの回転によりマーカー物体１２３が透光シート２１に対応するようになっていないとき、その光信号は、ベース１２２に反射された後、再び透光シート２１を透過出射し、プローブ３１に受信される。カラーホイールの回転によりマーカー物体１２３が透光シート２１に対応するようになったとき、プローブ３１の発した光信号はマーカー物体１２３に吸収され、当該光信号が当該プローブ３１まで反射されないようにし、プローブ３１がカラーホイール１の回転位置を感知するようにする。よく用いられている探測装置とマーカー物体１２３は、それぞれ赤外センサー及び黒色の光吸収テープであり、当該黒色の光吸収テープはベース１２２に貼り付けられている。当然ながら、これはあくまで例であり、限定されるものではない。

当然ながら、実際の応用の中で、光信号をプローブ３１まで反射しない他のマーカー物体１２３が採用されてもよい。例えば、当該マーカー物体１２３はベース１２２に設置される１つの貫通孔であってもよく、当該貫通孔が透光シート２１に対向するまでカラーホイール１が回動したとき、プローブ３１が発した光信号は、その貫通孔を透過出射し、当該プローブ３１まで反射されない。黒色の光吸収テープは高温で脱落してカラーホイール１から飛び離れるが、貫通孔によりこの問題を回避することができる。貫通孔の設置は、カラーホイール１が回転している時の動的平衡を崩すため、カラーホイール１が回動しているときの動的平衡を保つように、ベース１２２における当該マーカー物体１２３が位置している直径に、プローブ３１が探測できる領域、及び波長変換層１２１が位置する領域を除いた他の領域に、もう１つの貫通孔が設置されてもよい。当然ながら、カラーホイール１の動的平衡に対する要求がそれほど高くない場合、２つ目の貫通孔を設置しなくてもよい。

本実施例において、探測装置はカラーホイールとはハウジング及びそれにおける透光シートにより隔離されているため、カラーホイールの近傍の高温が探測装置に伝導できないようにし、探測装置の安定動作に有利である。

当然ながら、本実施例において、第１の貫通孔上２ｃにおいて、透光シートが覆われず、プローブ３１は直接的に第１の面２ｂの、カラーホイール１とは反対の一方の側における第１の貫通孔２ｃに対応する箇所に固定されてもよい。このように、第１の面２ｂはカラーホイール１の生じた熱の大部分を遮断し、従来技術と比べて探測装置が受けたカラーホイール１からの熱を低減させる。

本実施例において、マーカー物体１２３は、ベース１２２における駆動装置１１の反対側の一面に設置されず、ベース１２２における駆動装置１１と接する一面に設置されても良い。マーカー物体１２３がプローブ３１と距離を有する必要があるため、ハウジング２の形状は対応的に変更が必要となり、ハウジング２における一面はマーカー物体１２３が位置する領域と相互に平行且つ隣接し、且つその一面とマーカー物体１２３が位置する領域との距離はプローブ３１とマーカー物体１２３との所定距離より大きくならないようにする。

本実施例において、カラーホイール１は透過出射式であってもよく、即ち、カラーホイール１の励起光及び被励起光の伝送経路はそれぞれベース１２２の両側に位置し、対応的に、ベース１２２が光束を透過出射する。従って、マーカー物体１２３を設置するとき、マーカー物体１２３は励起光及び被励起光の光路を避けるようにすれば良く、且つ、ベース１２２は光信号を透過出射するため、マーカー物体１２３は光信号を反射する素子である必要があり、例えば小反射鏡が挙げられる。但し、小反射鏡の重量は大きく、カラーホイール１の動的平衡を保つために、ベース１２２にものを加える必要があり、そのため、ベース１２２における透光シート２１に対応する箇所に反射フィルムをメッキすることで、マーカー物体１２３を実現することができる。

本実施例において、光学アッセンブリはフィルタであってもよく、マーカー物体１２３はそのフィルタにおける光束が通過しない領域に設置されている。同じ理由で、当該フィルタは光信号を透過出射するものであれば、当該マーカー物体１２３はそのフィルタにおける、透光シート２１に対応する箇所にメッキされている反射フィルムであるが、当該フィルタは光信号を反射するものであれば、当該マーカー物体１２３は光信号を吸収する素子、若しくは貫通孔である。

本実施例において、カラーホイールアッセンブリは、第１の貫通孔２ｃにおけるカラーホイール１とは反対の一方の側に設置されるワッシャー３３を含んでも良い。探測装置はセンサー回路板３２をさらに含み、当該センサー回路板３２は当該ワッシャー３３において設置され、プローブ３１を当該センサー回路板３２と透光シート２１との間にシールするために用いられる。このように、ちりがプローブ３１の表面に入り、プローブ３１の探測精度に影響することを防止することができる。

実施例２

図３を参照すると、図３は、本発明に係るカラーホイールアッセンブリのもう１つの実施例の構成を示す模式図である。カラーホイールアッセンブリは、カラーホイール１、ハウジング２及び探測装置３を含む。

本実施例が実施例１と相違する点は、
本実施例において、探測装置３の探測対象であるマーカー物体（図示せず）として、光学アッセンブリあるいはベースに設置されるのではなく、駆動装置１１の回動軸に設置されている。対応的に、探測装置３におけるプローブ３１とマーカー物体との間における距離は所定距離内であることを確保するために、ハウジング２は１つの円柱形をなす凹キャビティ２２を含み、カラーホイール１がそのハウジング２内に固定された後、カラーホイール１における回動軸は当該円柱形の凹キャビティ内に設置され、当該凹キャビティと同軸であり、当該凹キャビティの表面は回動軸の表面と平行且つ相互に近づくようにすると、その凹キャビティの内壁は第１の面２ｂである。

マーカー物体は回動軸に設置され、回動軸の直径は光学アッセンブリ若しくはベースの厚みよりだいぶ厚いため、マーカー物体を貫通孔とすることが好ましくない。なお、回動軸の表面は一般的に滑らかな金属表面であり、プローブ３１が発した光信号をそのプローブ３１に反射することができるため、本実施例に係るマーカー物体はいずれも光信号を吸収できる素子である。

本明細書における各実施例について、漸進の形で説明したが、各実施例の他の実施例との異なるところを中心に説明し、各実施例の間に同様のまたは類似的な部分を互いに参照すればよい。

本発明に係る実施例は、カラーホイールアッセンブリを含む光源システムをさらに提供し、当該カラーホイールアッセンブリは前述した各実施例における構成及び機能を有することができる。

上述説明したのは、本発明の実施形態であり、本発明の特許範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面の内容を用いて実現した等価構成又は等価変換フロー、又は他の関連する技術分野における直接又は間接運用は、全て同様に本発明の請求保護範囲内に含まれる。

Claims (8)

1. カラーホイールと、ハウジングと、プローブを備える探測装置とを含み、
   前記カラーホイールは、回動軸を有する駆動装置及び当該回動軸に固定される光学アッセンブリを含み、当該駆動装置は、当該光学アッセンブリの回動駆動に用いられ、当該カラーホイールに当該回動軸と共に回動するマーカー物体がさらに設置され、
   前記ハウジング内には前記カラーホイールが固定され、当該ハウジングは、第１の面を有し、当該第１の面は、当該カラーホイールにおける前記マーカー物体が設置される面と相互に平行且つ隣接し、前記カラーホイールが一周回動するとき、当該第１の面における前記マーカー物体に対応する環状領域において、一箇所に第１の貫通孔が設置され、前記ハウジングは、透光シートをさらに含み、当該透光シートは第１の貫通孔を覆い、前記プローブは、当該透光シートにおける前記カラーホイールとは反対の一方の側に設置されており、前記透光シートと第１の面との間における接触箇所は、シールされており、
   前記プローブを備える探測装置は、第１の貫通孔における前記カラーホイールとは反対の一方の側に設置され、当該プローブは、第１の貫通孔に設置され、前記カラーホイールにおけるマーカー物体を探測するために用いられることを特徴とする、カラーホイールアッセンブリ。
2. 第１の貫通孔の内壁に段差が設けられ、前記第１の貫通孔と相互に固定されるように、前記透光シートは当該段差に貼り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイールアッセンブリ。
3. 前記探測装置は、前記プローブにおける前記透光シートとは反対の一方の側に位置するセンサー回路板をさらに含み、
   前記カラーホイールアッセンブリは、前記透光シートと前記センサー回路板との間に設置され、前記プローブを前記透光シートと前記センサー回路板の間においてシールするためのワッシャーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイールアッセンブリ。
4. 前記ハウジングは、前記カラーホイールを当該ハウジング内にシールするために用いられることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイールアッセンブリ。
5. 前記光学アッセンブリは、波長変換層が載置されるベースを含み、前記マーカー物体が当該ベースにおける光束が通過しない領域に設置され、又は、
   前記光学アッセンブリは、フィルタを含み、前記マーカー物体が当該フィルタにおける光束が通過しない領域に設置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカラーホイールアッセンブリ。
6. 前記光学アッセンブリは、波長変換層が載置されるベースを含み、当該ベースに反射層がメッキされ、前記マーカー物体が1つの貫通孔であることを特徴とする、請求項５に記載のカラーホイールアッセンブリ。
7. 前記マーカー物体が前記回動軸に設置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカラーホイールアッセンブリ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のカラーホイールアッセンブリを含むことを特徴とする光源システム。

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