荧光体轮、光源单元以及图像显示设备的制作方法

本公开内容涉及荧光体轮、光源单元以及图像显示设备。

背景技术：

近年来，投影仪设备作为用于在诸如屏幕的投影面上显示投影图像的图像显示设备已广为人知。投影仪设备不仅用于办公室而且还用于家庭并且具有各种显示格式，诸如CRT方法、液晶方法、DLP方法以及LCOS方法。

这种投影仪设备包括诸如电动机的各种驱动单元。例如，有使色轮旋转的电动机和荧光体轮，色轮根据传输特性将来自光源的光光谱分散，并且荧光体轮上设置有荧光材料，荧光材料为这样一种材料：当利用特定波长范围的光照射荧光材料时，荧光材料发射不同于该光的波长范围的光。当通过驱动这些驱动单元产生振动时，在一些情况下从投影仪设备产生噪声。因此，已研究由驱动单元所引起的噪声的去除。

例如，专利文献1公开了色轮设备，在该色轮设备中，金属板构件设置在驱动色轮的电动机与固定至光学单元的安装板之间。在专利文献1中，通过借助于金属板构件增加色轮设备的重量抑制振动。例如，专利文献2公开了风扇保持结构，在该风扇保持结构中，隔振海绵插入在轴流风扇的吸入侧管状框架与递送侧管状框架之间。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2009-265137A

专利文献2：JP 2008-190434A

技术实现要素：

技术问题

然而，在上述专利文献1中，通过安装板以悬臂状态支撑电动机，并且因此电动机的振动容易传输至光学单元等。此外，难以将上述专利文献2中公开的技术应用至色轮、荧光体轮等。

鉴于此，本公开提出了荧光体轮、光源单元以及图像显示设备，其中的每一个是新的、改进的、并且能够抑制由可旋转地驱动该轮的驱动单元所引起的振动并且减小高频带的噪声。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种荧光体轮，包括：轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料；驱动单元，使轮基板旋转；支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体；以及缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

根据本公开，提供了一种光源单元，包括：光源；以及荧光体轮，包括荧光材料，当利用从光源发射的光照射荧光材料时，荧光材料发射不同波长范围的荧光发射光。荧光体轮包括：轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料；驱动单元，使轮基板旋转；支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体；以及缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

根据本公开，提供了一种图像显示设备，包括：光源单元，包括光源和荧光体轮，荧光体轮包括荧光材料，当利用从光源发射的光照射荧光材料时，荧光材料发射不同波长范围的荧光发射光；以及光学系统，将基于从光源单元发射的光通量形成的图像投射在投影面上。光源单元的荧光体轮包括：轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料；驱动单元，使轮基板旋转；支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体；以及缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

发明的有益效果

如上所述，根据本公开，可以抑制由可旋转地驱动该轮的驱动单元所引起的振动并且减小高频带的噪声。应注意，上述效果不必是限制性的。利用或者代替上述效果，可以实现本说明书中描述的效果或者从本说明书可以掌握的其他效果中的任一种。

附图说明

[图1]图1是示出根据本公开的实施方式的包括光源单元的图像显示设备的一种配置实例的示意性配置示图。

[图2]图2是示出根据本实施方式的光源单元的一种配置的示意性立体图。

[图3]图3是示出根据本实施方式的光源单元的光源部的一种配置的示意性平面图。

[图4]图4是示出根据本实施方式的荧光体轮的配置的部分放大立体图。

[图5]图5是示出根据本实施方式的荧光体轮的立体图，该荧光体轮存储在壳体中。

[图6]图6是根据本实施方式的荧光体轮的侧视图。

[图7]图7是根据本实施方式的荧光体轮的平面图。

[图8]图8是示出缓冲构件的一个配置实例的说明性视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的(一个或多个)优选实施方式进行详细描述。在本说明书和附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件采用相同的附图标号来标记，并不再对这些结构元件进行重复说明。

应注意，将按照下列顺序进行描述。

1.图像显示设备的配置

2.光源单元的配置

3.光源部的噪声消减

4.结论

<1.图像显示设备的配置>

将参考图1描述根据本公开的实施方式的包括光源单元10的图像显示设备1的一个配置实例。图1是示出根据本实施方式的包括光源单元10的图像显示设备1的一个配置实例的示意性配置示图。

根据本实施方式的图像显示设备1是投影仪的一个配置实例，该投影仪会聚来自光源的光用于发射光，经由设备通过投影透镜发射光用于显示图像，并将图像投射在显示表面(诸如屏幕S)上。图1中示出的图像显示设备1是包括作为微显示器的3LCD的投影仪的一个配置实例。

从光源单元10发射的光穿过包括第一透镜阵列2a和第二透镜阵列2b的积分透镜2以在显示图像的边缘也保持亮度，然后穿过偏振转换元件3a和聚光透镜3b，并针对每个波长范围分开。

穿过聚光透镜3b的光入射在第一反射二向色镜4a上，该第一反射二向色镜仅反射红色波长范围的光并使其它波长范围的光穿过其中。因此，红色波长范围的光通过第一反射二向色镜4a反射行进至反射镜5a。红色波长范围的光进一步被反射镜5a反射以入射在红色液晶面板6a上。

其他波长范围的光(已穿过第一反射二向色镜4a)入射在第二反射二向色镜4b上。第二反射二向色镜4b仅反射绿色波长范围的光并使其它波长范围的光(即蓝色波长范围的光)穿过其中。由第二反射二向色镜4b反射的绿色波长范围的光入射在绿色液晶面板6b上。蓝色波长范围的光(已穿过第二反射二向色镜4b)由反射镜5b和反射镜5c反射并且然后入射在蓝色液晶面板6c上。

各种颜色的液晶面板6a至6c根据输入图像信号调制已入射其上的光并且生成图像的对应于RGB的信号光束。例如，对于液晶面板6a至6c，可以使用包括高温多晶硅TFT的透射式液晶元件。由液晶面板6a至6c调制的信号光束入射在二向棱镜7上并且彼此组合。二向棱镜7通过使四个三角棱镜组合形成为长方体以反射红色信号光束和蓝色信号光束并且使绿色信号光束从中透过。通过二向棱镜7组合的各种颜色的信号光束入射在投影透镜8上并且作为图像投射在诸如屏幕S的显示表面上。

在图像显示设备1中，液晶面板6a至6c和二向棱镜7用作调制并组合入射光的光调制组合系统。积分透镜2、偏振转换元件3a、聚光透镜3b、反射二向色镜4a和4b以及反射镜5a至5c用作将光从光源单元10引入至组成光调制组合系统的液晶面板6a至6c的照明光学系统。另外，并且投影透镜8用作投射从二向棱镜7发射的图像的投影光学系统。

<2.光源单元的配置>

作为图像显示设备1的光源单元10，该技术中使用光源设备，该光源设备使用通过利用来自固态光源的光照射荧光材料而生成的荧光发射光。将参考图2和图3描述光源单元10的一个配置实例。应注意，图2是示出根据本实施方式的光源单元10的一个配置的示意性立体图。图3是示出根据本实施方式的光源单元10的光源部10A的一个配置的示意性平面图。

如图2中所示，根据本实施方式的光源单元10包括用于发射光的光源部10A和用于冷却光源部10A的冷却部10B。在本实施方式中，如图3中所示，光源部10A是使用荧光材料的反射光源设备。

如图3中所示，根据本实施方式的光源部10A包括作为光源的第一光源102和第二光源104。应当注意，虽然图3仅示出单个第一光源102和单个第二光源104，但是本公开不限于该实例。可以设置一个或多个第一光源102和一个或多个第二光源104。第一光源102是用于照射(激发)荧光材料的光源，并且例如，可以使用激光器。第一光源102是使荧光材料(图4中的参考符号152)调制波长以有效地发射光的光源，并且在本实施方式中，使用了蓝色波长范围的激光器。作为荧光材料，例如使用了基于YAG的荧光材料。

第二光源104发射第一光源102中不足的颜色的波长范围的光以及由荧光材料所引起的荧光发射光。在本实施方式中，第二光源104是发射蓝色波长范围的光的激光器。

从第一光源102发射的光通过透镜112和透镜113入射在组成光源部10A的第一二向色镜122上。利用从第一光源102通过透镜142和透镜143(参见图8)入射在第一二向色镜122上的光照射设置在轮基板151上的荧光材料152，因此产生两个波长范围的光。透镜142和透镜143布置在与第一光源102相同的光学路径上，并且第一二向色镜122布置在第一光源102与透镜142之间。例如，第一二向色镜122设置为相对于第一光源102与透镜142和透镜143之间的光学路径具有约45°的倾斜。荧光材料152布置为使光通过透镜142和透镜143会聚到荧光材料152中。此时，为了改善轮基板151的冷却性能，与会聚在轮基板中心附近的光相比，优选通过使用透镜143会聚在轮基板151的外围部分附近的光。

从第一光源102发射的光入射在第一二向色镜122的第一表面122a上。第一二向色镜122使已入射在第一表面122a上的第一光源102的光从中透过。此外，第一二向色镜122在第二表面122b上反射由荧光材料152所引起的荧光发射光以及第一光源102的反射光，荧光材料布置为经由第一二向色镜122和透镜142和透镜143面向第一光源102。从第一光源102发射的光穿过第一二向色镜122并且通过透镜142和透镜143会聚，并且因此利用该光照射荧光材料152。

荧光材料152是基于YAG的荧光材料，并且当通过第一光源102利用蓝色波长范围的光照射荧光材料时，荧光材料吸收光并且发射不同于蓝色波长范围的波长范围的光。例如，荧光材料152应用于由诸如铝的金属制成的圆盘形轮基板151。荧光材料152可以仅应用于轮基板151的外围部分或者可以应用于其整个表面。

轮基板151组成绕设置在其中心处的旋转轴155旋转的荧光体轮150，旋转轴155作为用作驱动单元的电动机154的旋转中心。这是用于防止荧光材料152的光发射效率因为轮基板151受到光照射加热而减少并且防止用于在轮基板151与荧光材料152之间粘附的树脂熔化的机构。通过使轮基板151旋转并且使荧光材料152旋转，可以改善轮基板151的冷却性能并且改善荧光材料152的光发射效率。

例如，通过荧光材料152发射的荧光发射光是黄色波长范围的光并且穿过透镜143和142以连同通过轮基板151反射而没有被荧光材料152吸收的蓝色波长范围的光一起入射在第一二向色镜122的第二表面122b上。在该情况下，通过在蓝色波长范围的光通过轮基板151的表面反射时提供旋转或者妨碍偏振光的功能，光可以有效地通过第一二向色镜122反射。第一二向色镜122朝向透镜145反射入射在第二表面122b上的反射光和荧光发射光。

同时，从第二光源104发射的光通过透镜114和透镜115入射在第二二向色镜124上。透镜114和透镜115以与第二光源104相同的次序布置在光学路径上，并且第二二向色镜124布置在其延长线上。第二二向色镜124反射从第二光源104入射的光并且使光通过透射式轮130和透镜144入射在第一二向色镜122上。即第二二向色镜124设置在来自第二光源104的入射光的方向与第一二向色镜122和透镜145的布置方向相交的位置处。此时，第二二向色镜124设置为相对于第二光源104以及透镜114和透镜115的光学路径具有约45°的倾斜，使得例如，第二二向色镜124基本上与第一二向色镜120对称。

通过第二二向色镜124反射的第二光源104的光通过透射式轮130和透镜144入射在第一二向色镜122上。然后，第二光源104的光穿过第一二向色镜122并且与来自第一光源102的发射光束、由荧光发射光和反射的光组成的发射光束组合。组合的光从光源部10A通过透镜145发射。

<3.光源部中的噪声消减>

在此，图像显示设备1包括驱动冷却风扇、荧光体轮、色轮等的多个驱动单元。当在使用图像显示设备1时操作这些驱动单元的时候，产生驱动声音。首先驱动单元的驱动声音的音量如此低使得驱动声音没有打扰用户，或者驱动单元布置在密封空间使得声音几乎不从密封空间传输至外部，并且因此在大多数情况下，驱动声音没有使图像显示设备1的用户感到不愉快。然而，例如，在驱动单元布置在没有密封的空间中的情况下，驱动声音的振动声音可能变为噪声。

作为图像显示设备1的驱动单元，存在可旋转地驱动色轮和荧光体轮150的电动机。在一些情况下，其电动机产生约6000Hz的高频率的电动机噪声。高频声音倾向于感知为刺耳的声音，并且因此希望减小此声音。鉴于此，为了减小荧光体轮150的电动机154的噪声，根据本实施方式的光源部10A包括缓冲构件160，该缓冲构件用于抑制在驱动电动机154时产生的振动传播至光源单元10的壳体。在下文中，将描述包括缓冲构件160的荧光体轮150的配置和缓冲构件160的功能。

将参考图4至图8描述根据本实施方式的包括缓冲构件160的荧光体轮150的配置。应注意，图4是示出根据本实施方式的荧光体轮150的立体图，该荧光体轮存储在壳体中。图5是示出根据本实施方式的荧光体轮150的配置的部分放大立体图。图6是根据本实施方式的荧光体轮150的侧视图。图7是根据本实施方式的荧光体轮的平面图。图8是示出缓冲构件160的一个配置实例的说明性视图。

根据本实施方式的荧光体轮150是通过使用荧光材料152将从第一光源102入射的光反射为预定波长范围的光的构件。荧光材料152环状地设置在轮基板151的表面的外围部分附近，该表面位于光从第一光源102入射的一侧上。在荧光体轮150中，如图4所示，其上设置有荧光材料152的轮基板151布置在通过轮存储部分12a和12b形成的空间中。轮存储部分12a和12b是面对的表面凹进并且存储圆盘形轮基板151以使轮基板151插入其间的构件。

透镜支撑部分12c连接至轮存储部分12a和12b。透镜支撑部分12c支撑透镜142和透镜143，入射在荧光体轮150的荧光材料152上的或者通过荧光体轮150的荧光材料152反射的光穿过透镜142和透镜143。如图4和图7所示，透镜支撑部分12c固定至轮存储部分12a和12b使得透镜142和透镜143的光轴与荧光体轮150的荧光材料152正交。

如图5和图7中所示，支撑电动机154的电动机支撑部分12d设置在透镜支撑部分12c中。电动机支撑部分12d设置为从透镜支撑部分12c的一个表面朝向电动机154延伸。此时，电动机154由电动机支撑部分12d支撑使得电动机154的旋转轴155与透镜142和透镜143的光轴正交。

在此，由透镜支撑部分12c支撑的透镜142和透镜143与荧光体轮150的表面之间的距离影响由光源单元10发射的光的亮度。因此，希望形成这些构件以便不破坏透镜142和透镜143与荧光体轮150在光源单元10中的最佳位置关系。在本实施方式中，透镜支撑部分12c和电动机支撑部分12d整体形成以保持透镜142和透镜143与电动机154之间用于驱动荧光体轮150的位置关系。因此，可以获取由根据本实施方式的光源单元10发射的光的最佳亮度。

如图4所示，轮存储部分12a和12b中存储的荧光体轮150连同透镜支撑部分12c支撑的透镜142和透镜143以及电动机支撑部分12d支撑的电动机154一起固定至光源部10A的壳体14。

在此，根据本实施方式的光源部10A包括由电动机支撑部分12d支撑的电动机154与壳体14之间的缓冲构件160。图5示出去除轮存储部分12a和12b的荧光体轮150。如上所述，用于可旋转地驱动荧光体轮150的电动机154在悬臂状态下由设置为从支撑透镜142和透镜143的透镜支撑部分12c延伸的电动机支撑部分12d支撑。因此，由可旋转地驱动电动机154所引起的电动机支撑部分12d的振动大于当假设在两侧支撑电动机支撑部分12d时引起的振动。电动机支撑部分12d的振动传播至透镜支撑部分12c并且然后传播至壳体14。此外，荧光体轮150的电动机154在很多情况下产生高频噪声，并且该高频声音在从电动机支撑部分12d传播至透镜支撑部分12c并且然后传播至壳体14的同时被放大。

鉴于此，在根据本实施方式的光源部10A中，如图5中所示，缓冲构件160布置在电动机154的由电动机支撑部分12d支撑的后表面侧(与设置了轮基板151的旋转轴侧相反的一侧)与面对该后表面侧的壳体14之间。因此，防止电动机154的噪声传播至光源部10A的壳体14，并且防止高频声音放大。

缓冲构件160由诸如橡胶或者海绵的减震材料制成并且是填充在电动机154的后表面侧与面对其的壳体14之间的构件。当设置缓冲构件160时，电动机154的噪声被缓冲构件160吸收，从而抑制噪声传播至壳体14并放大。

如图8中所示，例如，根据本实施方式的缓冲构件160通过经由粘合剂或者双面胶粘结两个硬度不同的片状构件162和164形成。设置在电动机154侧上的第一片状构件162比设置在壳体14侧上的第二片状构件164软。因为第一片状构件162由软材料制成，所以可以使缓冲构件160适配至用作噪声的产生源的电动机154并且有效地吸收噪声。另外，当硬度不同的片状构件162和164如在本实施方式中粘结时，可以有效地减弱第一片状构件162与第二片状构件164之间的边界面的噪声。

例如，当将设置有缓冲构件160的情况与没有设置缓冲构件160的情况进行比较时，光源单元10产生的噪声音量在约1000Hz或更小的频带中基本上相同。然而，当频率超过约2000Hz时，没有设置缓冲构件160的情况下产生的噪声增至超过容许范围。相反，设置缓冲器构件160的情况下产生的噪声落入容许范围内。

在整个缓冲构件160由与第一片状构件162相同的材料制成或者整个缓冲构件160由与第二片状构件164相同的材料制成的情况下，与本实施方式中的双层结构的情况相比较，产生噪声，但是与没有设置缓冲构件160的情况相比较，噪声得到抑制。同样在电动机154侧使用硬片状构件并且壳体14侧使用软片状构件的情况下，与本实施方式中的双层结构的情况相比较，产生噪声，但是与没有设置缓冲构件160的情况相比较，噪声得到抑制。

关于组成缓冲构件160的第一片状构件162和第二片状构件164的硬度，例如，软的第一片状构件162可以具有约35至45度并且硬的第二片状构件164可以具有约80至90度(均是Ascar C硬度)。虽然第一片状构件162和第二片状构件164的厚度没有具体限制，但是例如，第一片状构件162和第二片状构件164可以具有相同的厚度。

应当注意，尽管在图8中，缓冲构件160通过粘结两个片状构件162和164形成，但是本公开不限于该实例，并且例如，缓冲构件160可以通过层压多个片状构件形成。同样在该情况下，与电动机154接触的片状构件的硬度仅需要至少比粘结至其的片状构件的硬度软。缓冲构件160的厚度以及每个片状构件的硬度根据电动机154的后表面与面对后表面的壳体14之间的距离确定以恰当地吸收电动机154的振动。此时，当整个缓冲构件160的厚度大于电动机154的后表面与面对后表面的壳体14之间的距离时，容易没有间隙地填充缓冲构件160。

<4.结论>

在上文中，已描述根据本公开内容的实施方式的图像显示设备1的光源单元10中的荧光体轮150。根据本实施方式，缓冲构件160填充在电动机154的后表面与面对该后表面的壳体14之间以减小由荧光体轮150的电动机的振动产生的高频带噪声。因此，电动机154的振动几乎不传播至壳体14，并且因此可以减小高频带噪声。缓冲构件160可以通过粘结多个片状构件形成。此时，当电动机154侧的片状构件形成为比壳体14侧的片状构件软时，可以更有效地吸收电动机154的振动。

以上参考附图对本公开的(一个或多个)优选实施方式进行了说明，但是同时本公开并不限于上述实例。在所附权利要求的范围内，本领域技术人员可以找到各种变化和修改，并且应该了解，它们将自然落入本发明的技术范围内。

例如，在上述实施方式中，已描述缓冲构件160设置在光源单元10的荧光体轮150中的情况。然而，本技术不限于这个实例。例如，本技术可以应用于色轮等。

此外，本说明书中描述的效果仅是说明性的或者举例说明的效果，并且不是限制性的。即利用或者代替上述效果，基于本说明书的描述，根据本公开的技术可以实现对于本领域中的技术人员清楚的其他效果。

此外，还可以如下配置本技术。

(1)

一种荧光体轮，包括：

轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料；

驱动单元，使轮基板旋转；

支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体；以及

缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

(2)

根据(1)的荧光体轮，其中，

缓冲构件通过在支撑部分面向壳体的一部分的方向上层压硬度不同的多个片状构件形成，并且

在片状构件当中，与支撑部分接触的第一片状构件比与第一片状构件的一侧接触的第二片状构件软，该侧与第一片状构件接触支撑部分的一侧相对。

(3)

根据(1)或(2)的荧光体轮，

其中，支撑部分与支撑透镜构件的部分的透镜支撑部分整体形成，该透镜构件用于将光从光源引入至轮基板。

(4)

根据(1)至(3)中任一项的荧光体轮，

其中，缓冲构件设置在驱动单元的旋转轴方向上与轮基板相对的一侧上。

(5)

一种光源单元，包括：

光源；以及

荧光体轮，包括荧光材料，当利用从光源发射的光照射荧光材料时，荧光材料发射不同波长范围的荧光发射光，

其中，荧光体轮包括

轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料，

驱动单元，使轮基板旋转，

支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体，以及

缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

(6)

一种图像显示设备，包括：

光源单元，包括光源和荧光体轮，荧光体轮包括荧光材料，当利用从光源发射的光照射荧光材料时，荧光材料发射不同波长范围的荧光发射光；以及

光学系统，将基于从光源单元发射的光通量形成的图像投射在投影面上，

其中，光源单元的荧光体轮包括

轮基板，具有表面，该表面上设置有荧光材料，

驱动单元，使轮基板旋转，

支撑部分，支撑驱动单元并且固定至壳体，以及

缓冲构件，设置为填充支撑部分与壳体的一部分之间的空间。

参照符号列表

1 图像显示设备

10 光源单元

10A 光源部

10B 冷却部

12a、12b 轮存储部分

12c 透镜支撑部分

12d 电动机支撑部分

150 荧光体轮

151 轮基板

152 荧光材料

154 电动机

160 缓冲构件

162 第一片状构件

164 第二片状构件