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Patent Searching and Data


Title:
OPTICAL-WAVELENGTH CONVERTING WHEEL COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/119515
Kind Code:
A1
Abstract:
An optical-wavelength converting wheel component comprises a motor (1) and an optical-wavelength converting wheel (2). The optical-wavelength converting wheel (2) comprises an optical-wavelength converting material layer (21) and at least one functional layer adjacent to the optical-wavelength converting material layer (21), particularly the optical-wavelength converting wheel (2) further comprises at least one spacing layer (26), which is a thin gap spaced between the location of the optical-wavelength converting material on the optical wavelength converting material layer (21) and the functional layer, arranged between the optical-wavelength converting material layer (21) and the functional layer. Brightening can be realized in low cost by means of adopting a light source comprising the optical-wavelength converting wheel component.

Inventors:
WU XILIANG (CN)
LI YI (CN)
YANG YI (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/071630
Publication Date:
September 13, 2012
Filing Date:
February 24, 2012
Export Citation:
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Assignee:
APPOTRONICS CHINA CORP (CN)
WU XILIANG (CN)
LI YI (CN)
YANG YI (CN)
International Classes:
F21V9/08; F21V13/08; F21Y101/02
Foreign References:
CN101539270A2009-09-23
CN202040748U2011-11-16
CN101805602A2010-08-18
CN101799583A2010-08-11
JP2004349325A2004-12-09
DE19625374A11998-01-02
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种光波长转换轮组件, 包括马达( 1 )和光波长转换轮( 1 ); 所述光波长转换轮( 2 )包 括光波长转换材料层(2 及相邻该光波长转换材料层(21)的至少一层功能层, 其特征 在于:

所述光波长转换轮 (2)还包括至少一层间隔层 (26), 介于所述光波长转换材料层 (21 )和所述功能层之间, 使该光波长转换材料层(2i )上光波长转换材料所在处与所述 功能层相隔一厚度不超过该光波长转换材料分布的径向宽度的 10 %的空隙。

2. 根据权利要求 1所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

光波长转换材料分布在所述光波长转换材料层 (2 的一环形区域 (2U) 内; 所述 间隔层 (26) 具有与该环形区域 (2U)位置相对应的空心区 (2«), 该间隔层 (26) 的 厚度不超过所述环形区域 (2U)环宽的 ^0%

3. 根据权利要求 2所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述环形区域(2U)划为两个或两个以上的分段, 分别承载不同的光波长转换材料。

4. 根据权利要求 3所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

间隔层(26)为镂空的且带有至少两条加强筋(264)来连接里外环的刚性圆片, 该镂 空部分为所述空心区 (26Π

5. 根据权利要求 1所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述功能层包括用来反射受激发光和未被光波长转换材料吸收激发光的反光片( 24 )。

6. 根据权利要求 1所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述功能层包括用来透射激发光及反射受激发光的透光反射片 ( 22 )。

7. 根据权利要求 6所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述功能层还包括滤光片 (23), 该滤光片 (23) 与透光反射片 (22)分置于光波长 转换材料层 (2 的两侧; 该滤光片 (23)用来选择出射光的波长或出射角度。

8. 根据权利要求 1所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述空隙中填充低折射率介质。

9. 根据权利要求 8所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述空隙中填充空气。

10. 根据权利要求 1所述的光波长转换轮组件, 其特征在于:

所述光波长转换轮 (2 ) 的外缘具有将各层状结构紧箍在一起的紧箍装置。

Description:
说 明 书 光波长转换轮组件

技术领域 本实用新型涉及用来控制光的颜色或方向的色 轮组件。 背景技术 为提供高功率高亮度的投射光, 现有投影机已经转向使用基于光波长转换原 理的光源。 在此类光源中, 采用光波长转换轮组件将有利于延长光源的寿 命及提高光转换 效率。

现有光波长转换轮组件一般包括马达及光波长 转换轮。 根据光在光波长转换轮上的传 输方向来区分, 光波长转换轮组件大致可分为两类:

第一类是采用透射式光波长转换轮。 如图 1所示, 光波长转换轮组件包括马达 1 , 光波 长转换轮 2具有紧密结合在一起的多层结构: 透光反射片 22、 光波长转换材料层 2i和滤光 片 23。 其中, 为节省材料起见, 光波长转换材料层 2i上的光波长转换材料 往往呈环状 分布, 环内侧 2 12 或外侧因不属于激发光的投射范围可以不设置 光波长转换材料。 该类光 波长转换轮的工作方式如图 2所示意: 激发光 4经透光反射片 22透射入光波长转换材料层 21; 在光波长转换材料中产生的受激发光射往各方 向, 往滤光片 23方向投射的受激发光将 透过滤光片 23 提供为光源的出射光 往透光反射片 22方向投射的受激发光 50将部分 被反射面 2 21 反射回光波长转换材料层 21 , 部分(如图示受激发光 52 )穿透透光反射片 22 而损耗。

第二类是采用反射式光波长转换轮。 如图 3所示, 光波长转换轮组件包括马达 L 光波 长转换轮 2具有紧密结合在一起的多层结构: 反光片 24 (例如但不限于金属反光片) 和光 波长转换材料层 该类光波长转换轮的工作方式是: 激发光投射往光波长转换材料层 未被光波长转换材料吸收利用的激发光将被反 光片 24反射回光波长转换材料层 21 ;在光波 长转换材料中产生的受激发光射往各方向, 往反光片 24方向投射的受激发光将大部分被反 射回光波长转换材料层 小部分被反光片 24所吸收而造成损耗。 上述现有技术的不足之处在于: 不管采用透射式或反射式光波长转换轮, 总会有部分 受激发光损耗, 从而不利光源的出射光亮度提高。 尤其对透射式方案而言, 因光波长转换 材料层 21与滤光片 23的直接接触, 大角度出射的受激发光 51将导致光源出射光斑变大。 发明内容 本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有 技术的不足之处, 而提出一种 光波长转换轮组件, 以简单的结构来保障采用该轮组件的光源可实 现增亮。

为解决上述技术问题而提出的技术方案是, 提供一种光波长转换轮组件, 包括马达和 光波长转换轮; 所述光波长转换轮包括光波长转换材料层及相 邻该光波长转换材料层的至 少一层功能层, 尤其是, 所述光波长转换轮还包括至少一层问隔层, 介于所述光波长转换 材料层和所述功能层之间, 使该光波长转換材料层上光波长转換材料所在 处与所述功能层 相隔一厚度不超过该光波长转换材料分布的径 向宽度的 10 %的空隙。

上述方案中, 所述功能层包括用来反射受激发光和未被光波 长转换材料吸收激发光的 反光片。 或者, 所述功能层包括用来透射激发光及反射受激发 光的透光反射片: 进一步地, 还可以包括滤光片, 该滤光片与透光反射片分置于光波长转换材料 层的两侧; 该滤光片用 来选择出射光的波长或出射角度。

上述方案中, 间隔层为镂空的且带有至少两条加强筋连接里 外环的刚性圆片 采用上述各技术方案, 具有易于实现、 低成本及其所带来的性价比高之优点。 附图说明 图 1以部分爆炸的方式示意了现有透射式光波长 换轮组件的结构; 图 2示意了图 1 Φ光波长转换轮上的光传输方式;

图 3以部分爆炸的方式示意了现有反射式光波长 换轮组件的结构; 图 4以部分爆炸的方式示意了本实用新型透射式 波长转换轮组件的结构; 图 5示意了图 4 Φ存在一问隔层时的光波长转换轮上的光传输 式; 图 6示意了图 4中存在两间隔层时的光波长转换轮上的光传 方式; 图 7以部分爆炸的方式示意了本实用新型反射式 波长转换轮组件的结构。 具体实施方式 下面, 结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本实用 新型。 以图 4或图 7为代表的本实用新型光波长转换轮组件, 包括马达 1和光波长转换轮 2 其中光波长转换轮 2包括光波长转换材料层 2i及相邻该光波长转换材料层 2i 的至少一层 功能层。

所述功能层根据光波长转换轮 2的不同工作方式而有所区别:

在如图 7所示的反射式光波长转换轮结构中, 所述功能层包括在光波长转换材料层 2i 的一侧用来反射受激发光和未被光波长转换材 料吸收激发光的反光片 24, 例如但不限于金 属反射片或涂覆有反射膜的玻璃片; 来自光源的激发光与提供作为光源出射光的受 激发光 均在光波长转换材料层 2i的另一侧。

在如图 4所示的透射式光波长转换轮结构中, 所述功能层包括用来透射激发光及反射 受激发光的透光反射片 22, 激发光从光波长转换材料的一侧射入, 受激发光从另一侧射出。 为了调整输出光的颜色或出射角度, 所述功能层还可以进一步包括用来选择出射光 的波长 或出射角度的滤光片 23 ,该滤光片 23与透光反射片 22分置于光波长转换材料层 21 的两侧。

本实用新型光波长转换轮 2在现有技术的基础上, 还包括至少一层间隔层 26 , 介于所 述光波长转换材料层 2i和所述功能层之间, 使该光波长转换材料层上光波长转换材料所在 处与所述功能层相隔一厚度不超过该光波长转 换材料分布的径向宽度的 10 %的空隙。 空隙 的厚度越小越好。 考虑到轮相对于激发光源照射光斑的转动, 为节省材料, 光波长转换材 料最好分布在所述光波长转换材料层 2i的一环形区域 2U内,使所述间隔层 26具有与该环 形区域 2U位置相对应的空心区 261 , 相应地, 该间隔层 26的厚度不超过环形区域 环 宽的 10 %。 以但不限于投影仪光源为例, 光源出射光一般要包括红、 绿、 蓝三基色, 在该 场合使用的本实用新型轮组件应包括至少两种 光波长转换材料, 因此可以将所述环形区域 211划为两个或两个以上的分段, 来分别承载不同的光波长转换材料; 与之相应, 为安装定 位方便, 间隔层 26最好为镂空的且带有至少两条加强筋 264来连接里外环的刚性圆片, 该 镂空部分为所述空心区 2«

试验证明, 采用本实用新型光波长转换轮组件的光源比采 用现有光波长转换轮组件的 光源的出射光亮度可提高 20%以上, 下面以图 5和 6为例进行分析:

图 5以具有一间隔层的本实用新型轮组件为例: 当在所述空隙 (如被间隔层 26的外环 262和内环 263所围合的空心区 261 ) 中填充低折射率介质 (例如但不限于空气或惰性气体 等) 时, 基于光从光密物质进入光疏物质时在二者界面 所存在的全反射现象, 大角度受激 发光 50在从光波长转换材料 211射往透光反射片 22时将百分之百被反射回光波长转换材 料 211 , 从而与现有技术相比减少了部分光损耗。

若如图 6所示, 在光波长转换材料层 2i 与滤光片 23之间也存在一间隔层的话, 从光 波长转换材料 2U射往滤光片 23的光中, 较大角度的光线将因全反射而被反射回光波长 转 换材料 2U , 较小角度的光则得以射出, 如光 被反射回光波长转换材料 2U的光有可能 在光波长转换材料颗粒的散射下改变传播方向 而以较小的角度重新射出往滤光片 23。 因此, 该间隔层有助于缩小光受激发光的出射光斑, 进而提高光的出射亮度。 为牢固起见, 本实用新型光波长转换轮 2 的外缘最好还具有将各层状结构紧箍在一起 的紧箍装置, 因其非本实用新型重点, 该紧箍装置未被示意于图中。 此外, 上述各实施例 中, 所述光波长转换材料包括荧光粉、 纳米材料或发光染料, 可以通过一种或一种以上的 透明材料来结合在一起并置入光波长转换材料 层 21中, 以便光源具有稳定的出光特性。 以 但不限于荧光粉为例, 透明材料可以是透明胶体或透明玻璃材料, 与荧光粉混合或溶合成 型; 也可以是透明塑料薄膜材料, 将荧光粉热压在该透明塑料薄膜材料上。