WO2018103482A1 - 色轮组件、光源装置及投影设备 - Google Patents

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WO2018103482A1
WO2018103482A1 PCT/CN2017/109333 CN2017109333W WO2018103482A1 WO 2018103482 A1 WO2018103482 A1 WO 2018103482A1 CN 2017109333 W CN2017109333 W CN 2017109333W WO 2018103482 A1 WO2018103482 A1 WO 2018103482A1
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WO
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color wheel
wheel assembly
drive shaft
assembly according
heat insulating
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PCT/CN2017/109333
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郭祖强
陈红运
李屹
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深圳市光峰光电技术有限公司
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    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
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    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
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    • G03B21/20—Lamp housings

Definitions

  • the present invention relates to the field of image display technologies, and in particular, to a color wheel assembly and a light source device using the color wheel assembly, and a projection apparatus using the same.
  • the light processing region includes a wavelength conversion region (fluorescent region) or/and a filter region, since the light beam passes through the color wheel.
  • a wavelength conversion region fluorescent region
  • a filter region since the light beam passes through the color wheel.
  • the temperature of the color wheel drive shaft is too high, which affects the efficiency and life of the light processing area, resulting in reduced efficiency and reduced stability of the color wheel assembly, the light source device, and the projection device.
  • embodiments of the present invention provide a color wheel assembly capable of suppressing excessive temperature of a drive shaft.
  • the connecting portion includes a plurality of spaced rib portions, each of the rib portions extending along a radial direction of the color wheel disc, and each of the rib portions is respectively connected to the light processing portion and the driving shaft .
  • the connecting portion further includes a circular portion, and the annular portion is sleeved on the driving shaft and fixedly connected thereto
  • One end of the rib portion is connected to the annular portion.
  • the color wheel disc further includes a plurality of heat insulating portions, each of the heat insulating portions being disposed between two adjacent rib portions, each of the heat insulating portions being inside of the light processing portion The edges extend inwardly, and each of the insulation Both sides of the portion are connected to the adjacent two rib portions.
  • the heat insulating portion and the connecting portion are made of the same material or different materials.
  • the heat insulating portion and/or the connecting portion is made of glass or stainless steel.
  • the connecting portion is made of a material having a thermal conductivity coefficient of less than or equal to 25 W/m*K.
  • the light processing portion includes a fluorescent portion
  • the fluorescent portion includes a fluorescent layer
  • the fluorescent portion is disposed on an outer ring of the color wheel.
  • the light processing unit further includes a filter portion, the filter portion includes a filter layer, the filter portion is disposed inside the fluorescent portion, and an outer edge of the filter portion and an inner portion of the fluorescent portion The edge is connected to the filter, and the filter unit is configured to filter the emitted light emitted from the fluorescent portion.
  • the connecting portion comprises a plurality of spaced apart rib portions, each of the rib portions extending in a radial direction of the color wheel disc, one end of each of the rib portions is connected to the driving shaft, and the other end is connected to the filter
  • the light portion is connected to the fluorescent portion through the filter portion.
  • the connecting portion is made of a material having a thermal conductivity coefficient of less than or equal to 25 W/m*K.
  • the present invention also provides a light source device including the above color wheel assembly.
  • the present invention also provides a projection apparatus including the above-described light source device.
  • FIG 3 is a schematic view of a color wheel assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a color wheel assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of a color wheel assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the color wheel assembly 100 includes a color wheel 10, a driving member (not shown), and a drive shaft 30.
  • the drive shaft 30 In connection with the color wheel disc 10, the color wheel disc 10 is coupled to the drive member such that the drive member can drive the color wheel disc 10 to rotate.
  • the color wheel 10 has a circular plate shape, and the middle portion thereof is provided with a mounting hole 101 in which the drive shaft 30 is mounted. It will be appreciated that the drive shaft 30 can be the drive shaft of the drive member itself or other drive shaft that is coupled to the drive shaft of the drive member.
  • the color wheel 10 includes a light processing unit 11, a plurality of heat insulating portions 13, and a connecting portion 15.
  • the light processing portion 11 is annular, and includes a fluorescent portion 112 and a filter portion 114.
  • the fluorescent portion 112 is disposed on the outer ring of the color wheel disc 10, and a phosphor layer is formed on the surface thereof, and a filter layer is formed on the surface of the filter portion 114.
  • the outer edge of the filter portion 114 is connected to the inner edge of the fluorescent portion 112, and the filter portion 114 is for filtering the emitted light emitted from the fluorescent portion 112.
  • the heat insulating portion 13 is for isolating heat conduction between the light processing portion 11 and the drive shaft 30, and each of the heat insulating portions 13 is substantially fan-shaped, extending from the edge of the mounting hole 101 to the inner edge of the light processing portion 11, a plurality of The heat insulating portion 13 is evenly disposed at the inner circumference of the color wheel disc 10.
  • the connecting portion 15 is configured to connect the light processing portion 11 and the driving shaft 30, and includes a circular portion 151 and a rib portion 153.
  • Both the heat insulating portion 13 and the connecting portion 15 are made of a heat insulating material with a low thermal conductivity, and the thermal conductivity coefficient is less than or Equal to 25W/m*K, such as glass, stainless steel, etc. It can be understood that the heat insulating portion 13 and the connecting portion 15 can be made of the same material or different materials. When the same material is used, the heat insulating portion 13 and the connecting portion 15 can be understood as the same member.
  • the thermal conductivity of the thermal insulation portion 13 is greater than the thermal conductivity of the connecting portion 15, and the surface area of the thermal insulation portion 13 is larger than that of the connecting portion 15, thereby facilitating heat dissipation.
  • the fluorescent portion 112, the filter portion 114, the heat insulating portion 13 and the connecting portion 15 can be connected or fixed by bonding, snapping, welding or the like.
  • the phosphor portion 112 and/or the filter portion 114 may further include a plurality of sections to generate a plurality of laser light and filter the respective laser beams.
  • the number of the heat insulating portions 13 may vary depending on the actual situation, and accordingly, the number of the rib portions 153 of the connecting portion 15 also changes.
  • the heat insulating portions 13 may also be disposed non-uniformly spaced, and accordingly, the rib portions 153 may also be non-uniformly spaced.
  • the structure of the color wheel assembly 200 of the second embodiment is substantially the same as that of the color wheel assembly 100 of the first embodiment, except that the light processing portion of the color wheel assembly 200 includes only fluorescent light.
  • the portion 2112, that is, the color wheel disk 210 is a fluorescent wheel.
  • the light processing portion may also include only the filter portion, that is, the color wheel disk 210 is a filter disk.
  • the structure of the color wheel assembly 300 of the third embodiment is substantially the same as that of the color wheel assembly 100 of the first embodiment, and the difference is that: between the adjacent two rib portions 3153
  • the hollow structure forms the hollow portion 3150, that is, the heat insulating portion is omitted, and only the rib portion 3153 is connected to the drive shaft 330 and the light processing portion 311.
  • the rib portion 3153 can largely prevent the conduction of heat from the light processing portion 311 to the drive shaft 330, and isolate the direct heat conduction between the two, thereby avoiding the drive shaft. 330 temperature is too high.
  • the structure of the color wheel assembly 400 of the fourth embodiment is substantially the same as that of the color wheel assembly 100 of the first embodiment, except that the connecting portion 415 includes only a plurality of rib portions 4153.
  • the rib portion 4 153 is directly fixedly coupled to the outer periphery of the end portion of the drive shaft 430, thereby omitting the annular portion.
  • the structure of the color wheel assembly 500 of the fifth embodiment is substantially the same as that of the color wheel assembly 40 0 of the fourth embodiment, and the difference is that the heat insulating portion 513 is partially hollowed out.
  • a gap 5130 is disposed between the hot portion 513 and the driving shaft 530, so that the heat generated by the light processing portion 511 can be partially conducted through the heat insulating portion 513 on the one hand, and the heat conducted by the heat insulating portion 513 is not easily conducted to the heat portion 513.
  • Drive shaft 530 is disposed between the hot portion 513 and the driving shaft 530, so that the heat generated by the light processing portion 511 can be partially conducted through the heat insulating portion 513 on the one hand, and the heat conducted by the heat insulating portion 513 is not easily conducted to the heat portion 513.
  • the structure of the color wheel assembly 600 of the sixth embodiment is substantially the same as that of the color wheel assembly 100 of the first embodiment, except that the rib portion 6153 passes through the filter portion 6114 and is fluorescent.
  • the part 6112 is directly connected.
  • the first to sixth embodiments of the present invention also provide a color wheel assembly 100, 200, 300, 4 including any of the above

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Abstract

一种色轮组件（100），其包括色轮盘（10）、驱动件及与用于连接该色轮盘（10）与该驱动件的驱动轴（30），该色轮盘（10）包括光处理部（11），其特征在于：该色轮盘（10）还包括连接部（15），该连接部（15）设置在该光处理部（11）与该驱动轴（30）之间，用于连接该光处理部（11）与该驱动轴（30），且该连接部（15）由低导热系数材料制成。还提供一种包括上述色轮组件（100）的光源装置及投影设备。该色轮组件（100）、光源装置及投影设备能够抑制驱动轴（30）温度的升高。

Description

色轮组件、 光源装置及投影设备 技术领域
[0001] 本发明涉及一种图像显示技术领域， 特别涉及一种色轮组件和应用该色轮组件 的光源装置， 以及使用该光源装置的投影设备。
背景技术
[0002] 现有投影设备中， 当光源发出的光束入射到色轮盘的光处理区后， 该光处理区 包括波长转换区 （荧光区） 或 /和滤光区， 由于光束在经过色轮盘的光处理区的 过程中会产生较大热量， 色轮盘在密闭的空间中积累的热量越来越多， 容易导 致色轮盘温度过高， 进而由于其热量传导至色轮驱动轴。
技术问题
[0003] 而引起色轮驱动轴温度过高， 影响光处理区效率及寿命， 导致色轮组件、 光源 装置及投影设备的效率降低、 稳定性下降。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 有鉴于此， 本发明的实施方式提供了一种能够抑制驱动轴温度过高的色轮组件
、 光源装置及投影设备。
[0005] 为解决上述问题， 本发明提供了一种色轮组件， 其包括色轮盘及及与该色轮盘 传动连接的、 用于驱动该色轮盘运动的驱动轴， 该色轮盘包括光处理部， 该色 轮盘还包括连接部， 该连接部设置在该光处理部与该驱动轴之间， 用于连接该 光处理部与该驱动轴， 并能够阻隔光处理部与驱动轴之间的热量传递。
[0006] 优选地， 该连接部包括多个间隔设置的肋条部， 每个该肋条部沿该色轮盘的径 向延伸， 每个该肋条部两端分别连接该光处理部及该驱动轴。
[0007] 优选地， 该连接部还包括圆环部， 该圆环部套设在该驱动轴上并与其固定连接
， 该肋条部的一端与该圆环部连接。
[0008] 优选地， 该色轮盘还包括多个隔热部， 每个该隔热部设置在相邻的两个该肋条 部之间， 每个该隔热部由该光处理部的内侧边缘朝内延伸形成， 且每个该隔热 部的两侧与分别与该相邻的两个肋条部连接。
[0009] 优选地， 该隔热部与该驱动轴之间设置有间隙。
[0010] 优选地， 该隔热部与该连接部采用相同材料制成或者不同材料制成。
[0011] 优选地， 该隔热部和 /或该连接部采用玻璃或者不锈钢制成。
[0012] 优选地， 该连接部由导热率系数小于或等于 25W/m*K的材料制成。
[0013] 优选地， 该光处理部包括荧光部， 该荧光部包括荧光层， 该荧光部设于该色轮 盘的外圈。
[0014] 优选地， 该光处理部还包括滤光部， 该滤光部包括滤光层， 该滤光部设于该荧 光部的内侧， 该滤光部的外侧边缘与该荧光部的内部边缘连接， 该滤光部用于 对从该荧光部出射的出射光进行滤光处理。
[0015] 优选地， 该连接部包括多个间隔设置的肋条部， 每个该肋条部沿该色轮盘的径 向延伸， 每个该肋条部的一端连接该驱动轴， 另一端连接该滤光部或者穿过该 滤光部与该荧光部连接。
[0016] 优选地， 该连接部由导热率系数小于或等于 25W/m*K的材料制成。
[0017] 为解决上述问题， 本发明还提供了一种光源装置， 其包括上述色轮组件。
[0018] 为解决上述问题， 本发明还提供了一种投影设备， 其包括上述光源装置。
发明的有益效果
有益效果
[0019] 采用本发明的色轮组件， 由于光处理部与驱动轴未直接连接， 色轮组件工作吋 ， 连接部能很大程度阻止热量从光处理部向驱动轴的传导， 隔离两者的直接热 传导;而不可避免地传导至连接部的部分热量， 可在其表面及吋散发， 因此， 采 用该色轮组件吋， 既能抑制驱动轴温度的升高， 也可提高色轮组件的散热性能 对附图的简要说明
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍。
[0021] 图 1是本发明第一实施方式的色轮组件的示意图。 [0022] 图 2是本发明第二实施方式的色轮组件的示意图。
[0023] 图 3是本发明第三实施方式的色轮组件的示意图。
[0024] 图 4是本发明第四实施方式的色轮组件的示意图。
[0025] 图 5是本发明第五实施方式的色轮组件的示意图。
[0026] 图 6是本发明第六实施方式的色轮组件的示意图。
本发明的实施方式
[0027] 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施 方式的色轮组件、 光源装置及投影设备作进一步地描述。
[0028] 第一实施方式
[0029] 请参阅图 1， 图 1为本发明第一实施方式的色轮组件 100的示意图， 色轮组件 100 包括色轮盘 10、 驱动件 （图未示） 及驱动轴 30， 驱动轴 30与色轮盘 10传动连接 ， 将色轮盘 10与驱动件连接， 从而驱动件可驱动色轮盘 10转动。 色轮盘 10呈圆 形板状， 其中部幵设有安装孔 101， 驱动轴 30安装于该安装孔 101内。 可以理解 ， 驱动轴 30可为驱动件自身的驱动轴， 也可为与驱动件的驱动轴连接的其他驱 动轴。
[0030] 色轮盘 10包括光处理部 11、 多个隔热部 13及连接部 15。 光处理部 11呈环形， 其 包括荧光部 112及滤光部 114， 荧光部 112设于色轮盘 10的外圈， 其表面形成有荧 光粉层， 滤光部 114表面形成有滤光层， 设于荧光部 112内侧， 即滤光部 114的外 侧边缘与荧光部 112的内部边缘连接， 滤光部 114用于对从荧光部 112出射的出射 光进行滤光处理。 隔热部 13用于隔离光处理部 11与驱动轴 30之间的热量传导， 每个隔热部 13大致呈扇形， 其从安装孔 101的边缘延伸至光处理部 11的内侧边缘 ， 多个隔热部 13间隔均匀地设置在色轮盘 10的内圈。 连接部 15用于连接光处理 部 11及驱动轴 30， 其包括圆环部 151及肋条部 153， 圆环部 151套设在驱动轴 30上 并与其固定连接； 肋条部 153沿色轮盘 10的径向延伸， 其两端分别连接滤光部 11 4与驱动轴 30， 且位于相邻的两个隔热部 13之间， 两侧分别与两个隔热部 13连接
[0031] 隔热部 13及连接部 15均采用低导热系数的隔热材料制成， 其导热率系数小于或 等于 25W/m*K， 如玻璃、 不锈钢等。 可以理解， 隔热部 13与连接部 15可以采用 相同材料也可采用不同材料， 当采用相同材料吋， 隔热部 13与连接部 15可理解 为同一部件。 优选地， 隔热部 13的导热系数大于连接部 15的导热系数， 且隔热 部 13的表面积相较于连接部 15的更大， 从而更利于散热。
[0032] 由于光处理部 11与驱动轴 30未直接连接， 色轮组件 100工作吋， 连接部 15和 /或 隔热部 13能很大程度阻止热量从光处理部 11向驱动轴 30的传导， 隔离两者的热 量直接传导， 可以有效地阻隔光处理部 11产生的热量传导至驱动轴 30; 而不可 避免地传导至隔热部 13和连接部 15的部分热量， 可在其表面及吋散发， 因此， 采用色轮组件 100吋， 既能抑制驱动轴 30温度的升高， 也可提高色轮组件 100的 散热性能。
[0033] 可以理解， 荧光部 112、 滤光部 114、 隔热部 13与连接部 15之间可以采用粘结、 卡接、 焊接等方式连接或固定。 荧光部 112和 /或滤光部 114还可以包括多个分区 ， 以产生多种受激光及对对应的各受激光进行过滤。 可以理解， 隔热部 13的数 量可依实际情况变化， 相应地， 连接部 15的肋条部 153的数量也随之变化。 隔热 部 13也可非均匀地间隔设置， 相应地， 肋条部 153也可非均匀地间隔设置。
[0034] 第二实施方式
[0035] 请参阅图 2， 第二实施方式的色轮组件 200的结构与第一实施方式的色轮组件 10 0的结构大致相同， 其不同在于： 色轮组件 200的光处理部仅包括荧光部 2112， 即该色轮盘 210为荧光轮。
[0036] 可以理解， 光处理部也可以仅包括滤光部， 即色轮盘 210为滤光盘。
[0037] 第三实施方式
[0038] 请参阅图 3， 第三实施方式的色轮组件 300的结构与第一实施方式的色轮组件 10 0的结构大致相同， 其不同在于： 相邻的两个肋条部 3153之间采用镂空结构形成 镂空部 3150， 即省略隔热部， 仅使肋条部 3153连接驱动轴 330与光处理部 311。 采用上述结构吋， 由于光处理部 311与驱动轴 330未直接连接， 肋条部 3153能很 大程度阻止热量从光处理部 311向驱动轴 330的传导， 隔离两者的直接热传导， 从而避免驱动轴 330温度过高。
[0039] 第四实施方式 [0040] 请参阅图 4， 第四实施方式的色轮组件 400的结构与第一实施方式的色轮组件 10 0的结构大致相同， 其不同在于： 连接部 415仅包括多个肋条部 4153， 使肋条部 4 153与驱动轴 430的端部外周直接固定连接， 从而省略圆环部。
[0041] 第五实施方式
[0042] 请参阅图 5， 第五实施方式的色轮组件 500的结构与第四实施方式的色轮组件 40 0的结构大致相同， 其不同在于： 隔热部 513采用部分镂空结构， 在隔热部 513与 驱动轴 530之间设置间隙 5130， 从而一方面可将光处理部 511产生的热量通过隔 热部 513部分地传导出来， 另一方面， 隔热部 513传导出来的热量不易传导至驱 动轴 530上。
[0043] 第六实施方式
[0044] 请参阅图 6， 第六实施方式的色轮组件 600的结构与第一实施方式的色轮组件 10 0的结构大致相同， 其不同在于： 肋条部 6153穿过滤光部 6114而与荧光部 6112直 接连接。
[0045] 本发明的第一至第六实施方式还提供包括上述任一色轮组件 100， 200， 300， 4
00， 500， 600的光源装置及投影设备。
[0046] 在本文中， 术语"包括"、 "包含 "或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含
， 除了包含所列的那些要素， 而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0047] 在本文中， 所涉及的前、 后、 上、 下等方位词是以附图中零部件位于图中以及 零部件相互之间的位置来定义的， 只是为了表达技术方案的清楚及方便。 应当 理解， 所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[0048] 在不冲突的情况下， 本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0049] 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 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。
[0050]

Claims

权利要求书
一种色轮组件， 其包括色轮盘及与该色轮盘传动连接的、 用于驱动该 色轮盘运动的驱动轴， 该色轮盘包括光处理部， 其特征在于： 该色轮 盘还包括连接部， 该连接部设置在该光处理部与该驱动轴之间， 用于 连接该光处理部与该驱动轴， 并能够阻隔光处理部与驱动轴之间的热 量传递。
如权利要求 1所述的色轮组件， 其特征在于： 该连接部包括多个间隔 设置的肋条部， 每个该肋条部沿该色轮盘的径向延伸， 每个该肋条部 两端分别连接该光处理部及该驱动轴。
如权利要求 2所述的色轮组件， 其特征在于： 该连接部还包括圆环部 ， 该圆环部套设在该驱动轴上并与其固定连接， 该肋条部的一端与该 圆环部连接。
如权利要求 2所述的色轮组件， 其特征在于： 该色轮盘还包括多个隔 热部， 每个该隔热部设置在相邻的两个该肋条部之间， 每个该隔热部 由该光处理部的内侧边缘朝内延伸形成， 且每个该隔热部的两侧分别 与该相邻的两个肋条部连接。
如权利要求 4所述的色轮组件， 其特征在于： 该隔热部与该驱动轴之 间设置有间隙。
如权利要求 4所述的色轮组件， 其特征在于： 该隔热部与该连接部采 用相同材料制成或者不同材料制成。
如权利要求 4所述的色轮组件， 其特征在于： 该隔热部和 /或该连接部 采用玻璃或者不锈钢制成。
如权利要求 4所述的色轮组件， 其特征在于： 该隔热部由导热率系数 小于或等于 25W/m*K的材料制成。
如权利要求 1所述的色轮组件， 其特征在于： 该光处理部包括荧光部
， 该荧光部包括荧光层， 该荧光部设于该色轮盘的外圈。
如权利要求 9所述的色轮组件， 其特征在于： 该光处理部还包括滤光 的外侧边缘与该荧光部的内侧边缘连接， 该滤光部用于对从该荧光部 出射的出射光进行滤光处理。
[权利要求 11] 如权利要求 10所述的色轮组件， 其特征在于： 该连接部包括多个间隔 设置的肋条部， 每个该肋条部沿该色轮盘的径向延伸， 每个该肋条部 的一端连接该驱动轴， 另一端连接该滤光部或者穿过该滤光部与该荧 光部连接。
[权利要求 12] 如权利要求 1所述的色轮组件， 其特征在于： 该连接部由导热率系数 小于或等于 25W/m*K的材料制成。
[权利要求 13] —种光源装置， 其特征在于， 其包括如权利要求 1-12任一项所述的色 轮组件。
[权利要求 14] 一种投影设备， 其特征在于， 其包括如权利要求 13所述的光源装置
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