光学片转轮、相关发光装置及投影系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种光学片转轮、相关发光装置及投影系统，光学片转轮，包括驱动装置，包括转动轴和与该转动轴垂直固定的固定面；转接件，包括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面和所述固定面通过第一胶粘接固定；光学片，通过第一胶与该转接件的第二表面粘接固定，该光学片的外缘超出固定面和转接件；光学片的热膨胀系数小于固定面的热膨胀系数，转接件的热膨胀系数和光学片的热膨胀系数匹配；转接件的硬度大于预定值，使得在预定温度下固定面产生形变时通过第一胶对转接件的应力小于使其发生破碎的应力临界值。本实用新型能够提供一种避免光学片由于热膨胀系数不匹配而被拉裂的光学片转轮。
【专利说明】光学片转轮、相关发光装置及投影系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明及显示【技术领域】，特别是涉及一种光学片转轮、相关发光装置及投影系统。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]现有技术的圆盘型色轮如图1A和图1B所示，图1A是现有技术的色轮的结构示意图，图1B是图1A所示的色轮的俯视图。色轮100包括滤光片110和用于驱动滤光片110转动的驱动装置。驱动装置包括转动轴121和固定在转动轴上的固定面122，该固定面122呈环状，环设在转动轴121上并垂直于该转动轴121。滤光片110由至少两块子滤光片111拼接组合而成，其中各子滤光片111环设在转动轴121上并围成一圈，使得滤光片110整体呈环状。滤光片110平行于固定面122，并通过粘胶与固定面122粘接固定。固定面122的外径小于滤光片110的外径，使得固定面122避开经过滤光片110的光束的传播路径。
[0004]在色轮100高速转动中，滤光片110和固定面122之间的粘胶为滤光片110提供向心力，使得滤光片110随之转动。色轮100的转速越大，该向心力也随之增大。实验发现，当粘胶的硬度较小时，粘胶无法为滤光片110提供足够大的向心力，使得在色轮100高速转动的过程中各子滤光片111脱落飞出。而当粘胶的硬度较大时，粘胶能够为滤光片110提供足够大的向心力。但滤光片在工作过程中会吸收一部分的光，或者其他工作部件产生热量使得色轮100附近的温度较高，进而使得滤光片和转动轴121的固定面受热。滤光片的制作材料和转动轴121上的固定面122的制作材料为不同材料。滤光片一般为玻璃，而将为保证在高速旋转中满足硬度要求以及成本要求，固定面一般为金属；而金属的热膨胀系数高于玻璃的热膨胀系数，因此在温差下金属产生的形变大于玻璃产生的形变。而金属和玻璃通过硬度较大的粘胶粘接在一起，金属产生的形变通过该粘胶对玻璃产生较大的应力，进而使玻璃被拉裂。
实用新型内容
[0005]本实用新型实施例提供一种光学片转轮，包括:
[0006]驱动装置，包括转动轴和与该转动轴垂直固定的固定面；
[0007]转接件，包括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面和所述固定面通过第一胶粘接固定；
[0008]光学片，通过第一胶与所述转接件的第二表面粘接固定，该光学片的外缘超出所述固定面和所述转接件；
[0009]所述光学片的热膨胀系数小于所述固定面的热膨胀系数，所述转接件的热膨胀系数和所述光学片的热膨胀系数匹配；
[0010]所述转接件的硬度大于预定值，使得在预定温度下所述固定面产生形变时通过第一胶对所述转接件的应力小于使其发生破碎的应力临界值。
[0011]优选地，所述转接件为陶瓷。
[0012]优选地，所述转接件为石英。
[0013]优选地，所述转接件为无机混合物。
[0014]优选地，所述转接件为合金。
[0015]本实用新型实施例还提供一种光学片转轮，包括:
[0016]驱动装置，包括转动轴和与该转动轴垂直固定的固定面；
[0017]光学片，通过第一胶与所述固定面粘接固定，该光学片的外缘超出所述固定面；
[0018]所述固定面的热膨胀系数和所述光学片的热膨胀系数匹配，且所述固定件的硬度大于预定值，以在所述转动轴用于驱动所述光学片转动的过程中不被拉裂。
[0019]优选地，所述固定件的固定面的制成材料为陶瓷、石英、无机混合物或者合金。
[0020]本实用新型实施例还提供一种发光装置，包括:
[0021]上述光学片转轮；
[0022]光源，用于出射光束至所述光学片转轮中所述光学片超出所述固定面的部分。
[0023]本实用新型实施例还提供一种投影系统，包括:
[0024]上述发光装置；
[0025]光调制装置，用于接收来自所述发光装置的光束并进行调制。
[0026]与现有技术相比，本实用新型包括如下有益效果:
[0027]由于固定面和光学片之间设有转接件，且该转接件的热膨胀系数与光学片的热膨胀系数匹配，能够避免在预定温度下光学片和转接件发生形变时光学片被转接件拉裂；即使在预定温度下固定面和转接件发生形变时该固定面对该转接件产生较大的应力，由于转接件的硬度大于预定值使得该应力小于使得转接件发生破碎的应力临界值，因此不会造成转接件被拉裂，进而避免了光学片被拉裂的情况；而且，由于该转接件的硬度较大，使得该转接件分别与光学片和转接件相接时能够均采用相同的硬度较大的粘胶，以避免在转动的过程中光学片脱落飞出的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1A是现有技术的色轮的结构示意图；
[0029]图1B是图1A所示的色轮的俯视图；
[0030]图2A为本实用新型的光学片转轮的一个实施例的结构示意图；
[0031]图2B是图2A所示的光学片转轮中光学片的仰视图；
[0032]图3为本实用新型的光学片转轮的又一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例进行详细说明。
[0034]实施例一
[0035]请参阅图2A，图2A为本实用新型的光学片转轮的一个实施例的结构示意图。光学片转轮I包括光学片11、转接件12和用于驱动光学片11转动的驱动装置13。
[0036]驱动装置13包括转动轴131和环设固定在该转动轴131上的支撑件132。支撑件132呈环形槽状，该槽的内侧壁环设在转动轴131上，且该槽的底部为一平面。驱动装置13还包括固定面134，该固定面134垂直于转动轴131。在本实施例中，该固定面134为支撑件132的底面。考虑到成本和硬度要求，该支撑件132的制成材料一般为金属(例如铝)。当然实际运用中也可以采用其他材料，在此并不做限制。
[0037]由于在驱动装置13驱动光学片11转动的过程中会出现转动不平衡的现象，因此，可通过在呈槽状的支撑件132中某处粘接一些铜珠或者钢珠等，或者通过在支撑件132上某处打洞，来使得光学片11在转动的过程中保持动平衡。
[0038]如图2B所示，图2B是图2A所示的光学片转轮中光学片的仰视图。本实施例中，光学片11呈环状，由四块子光学片Ila环设在转动轴131上拼接组合而成，且垂直于转动轴131。光学片11的外缘超出固定面134，以使得光束能够穿过该光学片11超出固定面134的部分。
[0039]本实施例中，光学片11可以包括滤光片、散光片、透光片和反光片中的至少一种，分别用于对光束进行过滤、散射、透射或者反射。光学片11 一般采用玻璃材料制成。值得说明的是，光学片11中的子光学片的数量只是为举例说明，在实际运用中光学片11可以由大于或等于两块的子光学片拼接而成，或者，该光学片11也可以是一个完整的呈环形的光学片。
[0040]转接件12用于将固定面134和光学片11相互固定在一起。本实施例中，转接件12呈和固定面134形状一致的环形片状。该转接件12包括相对的第一表面12a和第二表面12b，其中第一表面12a通过第一胶粘接在固定面134上。而光学片通过同一种胶粘接在该转接件12的第二表面12b上，以和固定面134相互固定，进而使得转动装置用于驱动该光学片11转动。
[0041]连接件12的热膨胀系数和光学片11的热膨胀系数匹配。其中该两者的热膨胀系数匹配指的是，在预定温度下，连接件和光学片不会由于各自的热膨胀系数的差异导致该两者或该两者之一被拉裂。同时，连接件12的硬度大于第一预定值，使得在预定温度下固定面134产生形变时通过第一胶对转接件12的应力小于使该转接件12发生破碎的应力临界值。容易理解的是，在与具有不同热膨胀系数的固定面配合时，该第一预定值也随之改变。但在确定好固定面的材料后，该第一预定值可通过有限次实验得出。本实施例中，该连接件12由陶瓷材料制成。
[0042]本实施例中，由于固定面和光学片之间设有转接件，且该转接件的热膨胀系数与光学片的热膨胀系数匹配，能够避免在预定温度下光学片和转接件发生形变时光学片被转接件拉裂；即使在预定温度下固定面和转接件发生形变时该固定面对该转接件产生较大的应力，由于转接件的硬度大于第一预定值，使得该应力小于使得转接件发生破碎的应力临界值，因此不会造成转接件被拉裂，进而避免了光学片被拉裂的情况。
[0043]而且，由于该转接件的硬度较大，使得该转接件分别与光学片和转接件相接时能够均采用相同的硬度较大的粘胶，以避免在转动的过程中光学片脱落飞出的情况。同时，采用相同的粘胶能够有利于在加工组装的过程中更加方便。
[0044]本实施例中，支撑件132并不限于槽状，也可以设为其他形状。在动平衡不需要控制得很精确的场合中，也可以不设有支撑件132。例如，如图1A中所示的驱动装置，可以在驱动装置13的转动轴131上直接设有一个环设转动轴131的固定面，该固定面可以设在转动轴131的顶端或者设在中部；该固定面还可以和转动轴一体成型。
[0045]本实施例中，转接件12也可以由其他材料制成，例如石英、无机混合物或者合金等其他材料，只要该材料的热膨胀系数与光学片的热膨胀系数匹配，且硬度大于第一预定值即可。
[0046]实施例二
[0047]请参阅图3，图3为本实用新型的光学片转轮的又一个实施例的结构示意图。本实施例与实施例一的区别在于:
[0048]本实施例中，驱动装置上的支撑件232由预定材料制成，其中该预定材料的热膨胀系数和光学片的热膨胀系数匹配，且该预定材料的硬度大于第一预定值；也即该支撑件232和实施例一中的转接件12的制成材料一致，该支撑件232同时充当实施例一中的转接件。这样，本实施例中，光学片21直接通过硬胶粘接在支撑件232的底面232c (也即驱动装置的固定面)上，而不需另外增加一个转接件设置在支撑件232和光学片21之间。由于本实施例中的支撑件232的硬度足够，可以避免在转动轴231转动的过程中出现破碎的情况；而且和光学片21的热膨胀系数匹配，避免了在预定温度下光学片和支撑件发生形变时光学片被拉裂的情况。
[0049]当然，容易理解的是，该支撑件232的形状并不局限于实施例一中所描述的形状，还可以是其他形状，只要该支撑件能将光学片21与转动轴231相互固定即可。
[0050]而且，该支撑件232也可以不是全部用一种材料制成，只要该支撑件232中用于与光学片相互固定的固定面由上述预定材料制成，就可以避免在预定温度下光学片被拉裂的情况。具体举例来说，该支撑件232的内侧面232a和外侧面232b均由金属(例如铝)制成，以降低成本，而底面232c (也即驱动装置中的固定面)由陶瓷材料制成，以和光学片热膨胀系数匹配。
[0051]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。
[0052]本实用新型实施例还提供一种发光装置，包括光学片转轮，该光学片转轮可以具有上述各实施例中的结构和功能；还包括光源，用于出射光束至光学片转轮中光学片超出固定面的部分。本实用新型实施例还提供一种投影系统，包括上述发光装置，还包括光调制装置，用于接收来自该发光装置的光束并进行调制。该投影系统可以采用各种投影技术，例如液晶显示器(LCD, Liquid Crystal Display)投影技术、数码光路处理器(DLP, DigitalLight Processor)投影技术。此外，上述发光装置也可以应用于照明系统,例如舞台灯照明。
[0053]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，凡是利用本实用新型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】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种光学片转轮，其特征在于，包括: 驱动装置，包括转动轴和与该转动轴垂直固定的固定面； 转接件，包括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面和所述固定面通过第一胶粘接固定； 光学片，通过第一胶与所述转接件的第二表面粘接固定，该光学片的外缘超出所述固定面和所述转接件； 所述光学片的热膨胀系数小于所述固定面的热膨胀系数，所述转接件的热膨胀系数和所述光学片的热膨胀系数匹配； 所述转接件的硬度大于预定值，使得在预定温度下所述固定面产生形变时通过第一胶对所述转接件的应力小于使其发生破碎的应力临界值。
2.根据权利要求1所述的光学片转轮，其特征在于，所述转接件为陶瓷。
3.根据权利要求1所述的光学片转轮，其特征在于，所述转接件为石英。
4.根据权利要求1所述的光学片转轮，其特征在于，所述转接件为无机混合物。
5.根据权利要求1所述的光学片转轮，其特征在于，所述转接件为合金。
6.一种光学片转轮，其特征在于，包括: 驱动装置，包括转动轴和与该转动轴垂直固定的固定面； 光学片，通过第一胶与所述固定面粘接固定，该光学片的外缘超出所述固定面； 所述固定面的热膨胀系数和所述光学片的热膨胀系数匹配，且所述固定件的硬度大于预定值，以在所述转动轴用于驱动所述光学片转动的过程中不被拉裂。
7.根据权利要求6所述的光学片转轮，其特征在于，所述固定件的固定面的制成材料为陶瓷、石英、无机混合物或者合金。
8.一种发光装置，其特征在于，包括: 如权利要求1至7任一项所述的光学片转轮； 光源，用于出射光束至所述光学片转轮中所述光学片超出所述固定面的部分。
9.一种投影系统，其特征在于，包括: 如权利要求8所述的发光装置； 光调制装置，用于接收来自所述发光装置的光束并进行调制。
【文档编号】G02B7/00GK203433167SQ201320474682
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】杨佳翼 申请人:深圳市光峰光电技术有限公司