转动体单元、转动体和投影仪的制作方法

本技术涉及投影仪，内置于所述投影仪中并接收来自光源的光并输出白光或者接收图像光并输出彩色图像光的转动体和转动体单元。

背景技术：

记载在专利文献1中的投影仪包括激发从光源射出的光，从而生成荧光的可转动荧光体色轮。例如，从激光光源射出的激光进入在所述色轮的基板上的荧光体。按照这种方式，荧光体产生色光。至少含有产生的色光的光进入光调制设备，从而生成图像光。

在记载在专利文献1中的荧光体色轮中，热沉被粘贴到色轮的基板上，以便防止荧光体的温度因激光照射而升高(例如，参见说明书段落[0033])。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开no.2012-8177

技术实现要素：

技术问题

在基板的温度因光照射而升高的情况下，基板热膨胀，在基板中会产生裂纹。特别地，在基板的中央，设置用于固定转动轴的小孔。于是，由于热膨胀，易于使应力集中，从而容易产生裂纹。

鉴于上述情况，本技术的一个目的是提供一种能够防止产生裂纹的转动体、利用所述转动体的转动体单元、和包括所述转动体单元的投影仪。

技术方案

按照本技术的转动体单元包括包含基板和波长变换区域的转动体，和驱动单元。

所述基板包括外缘，并且是从中心到所述外缘连续设置基板材料地构成的。

所述波长变换区域设置在所述基板上，并且接收具有第一波长区域的光，并射出具有与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光。

所述驱动单元转动所述转动体。

这样，即使热量累积在基板中，也能够使热量在整个基板材料中均匀扩散。按照这种方式，能够避免由设置在基板中的小孔引起的应力集中。结果，能够防止产生裂纹。

转动体单元还可包括把驱动单元的转动轴固定到基板上的固定部件。

这样，可不管转动轴的形状，通过所述固定部件把基板固定到转动轴上。这样，转动体可具有相对于转动电动机的期望的固定强度。

所述固定部件可包括表面和设置在所述表面上的3个或者更多个座面。所述转动体单元还可包括置于保持与所述3个或者更多个座面接触的基板和所述表面之间的粘合材料。通过向固定部件的表面设置3个或更多个座面，能够提高转动体的转动面精度。结果，改善转动平衡。

所述固定部件可包括装配孔，转动轴被装配到所述装配孔中。

在转动轴的外径较小的情况下，通过利用外径比转动轴的外径大以便补偿转动轴的外径的固定部件，可以固定基板。

所述固定部件可包括在装配在装配孔中的转动轴周围，设置成朝着装配孔开口的一个或多个凹处。

通过用粘合材料填充各个凹处，转动轴被粘合到固定部件。

所述凹处可包括阶梯状内表面。

这样，组装色轮单元的操作员能够容易地把握粘合材料的充填量。

所述固定部件可包括外周部分，和设置在所述外周部分中的切口部分。

通过设置所述切口部分，可以使固定部件减轻重量。

所述座面可被设置成围绕作为中心的所述转动轴转动对称。

这样，改善了转动平衡。

所述多个凹处可被设置成围绕作为中心的所述转动轴转动对称。

这样，改善了转动平衡。

所述固定部件可包括外周部分，和设置在所述外周部分中的多个切口部分。所述3个或者更多个座面的布置和形状和所述多个切口部分的布置和形状可被设计成相对于沿着所述固定部件的表面，通过所述转动体的转动中心的线条线对称。

这样，例如，当平衡物调整平衡时，所述线条的左右平衡已被充分调整，这使平衡物可以容易地调整转动平衡。

转动体单元还可包括设置在转动体的基板的与布置驱动单元的转动轴的一侧相对的一侧的平衡物。

这样，改善了转动平衡。

转动体单元还可包括使所述固定部件的外周部分和所述基板相互粘住的粘贴材料。

这样，利用固定部件，可进一步提高基板的固定强度。

按照本技术的转动体包括如上所述的基板和波长变换区域。

按照本技术的投影仪包括光源、上述的转动体单元、光调制元件和投射光学系统。

光调制元件调制从转动体的波长变换区域射出的光。

投射光学系统投射通过光调制元件的调制而获得的调制光。

本发明的有利效果

如上所述，按照本技术，能够防止产生裂纹。

应注意，记载在这里的效果未必是限制性的，可以是记载在本公开中的任意效果。

附图说明

图1是表示按照本技术的一个实施例的色轮单元的透视图。

图2是图1中所示的色轮单元的分解透视图。

图3是沿着图1的a-a线获得的剖视图。

图4表示转动电动机和固定部件被连接和固定的状态。

图5是在第二表面侧，从基板看的色轮的视图。

图6是表示利用夹具，对准固定部件和转动电动机的中心轴的方法的剖视图。

图7表示采用上述色轮单元的投影仪的光学系统的构成。

图8表示固定转动电动机和固定部件的粘合材料的位置的另一个实施例。

具体实施方式

下面参考附图，说明按照本技术的实施例。

[色轮单元]

图1是表示作为按照本技术的一个实施例的转动体单元的色轮单元的透视图。图2是图1中所示的色轮单元100的分解透视图。图3是沿着图1的a-a线获得的剖视图。色轮单元100是包括透光型的色轮40的单元。

如图1中所示，色轮单元100包括作为转动体的色轮40、作为转动地驱动色轮40的驱动单元的转动电动机10、固定色轮40和转动电动机10的固定部件20、和设置在色轮40上的平衡物15。注意，在图3中，转动电动机10的内部结构是用阴影表示的，未被图示。

(色轮的构成)

色轮40包括基板41和设置在基板41上的作为光波长变换区域的荧光体43。作为基板41的材料(下面称为“基板材料”)，使用透光材料，例如玻璃。如图2和3中所示，基板41是从基板41的中心41a到外缘41b连续设置基板材料地构成的。即，基板41在中心处不存在用于与转动电动机10和/或轮毂连接的小孔。一般，轮毂是为转动电动机10与色轮的连接而设置的部件。注意，基板41的外形例如为圆形，或者可以是转动对称的形状(例如，正多边形形状)。

在基板41的表面中环状地设置荧光体43。荧光体43是沿色轮的转动方向，作为单一部件地均匀形成的。下面，为了说明起见，基板41的其中形成荧光体43的表面被称为第一表面411，(布置转动电动机10的)相反表面被称为第二表面412。光(后面说明的激发光)从光源(例如，图7中所示的激光光源2)入射到荧光体43。荧光体43的宽度(沿基板41的径向方向的荧光体43的宽度)被设计成大于入射光的光束直径。有利的是把荧光体43布置在更靠近基板41的外缘41b的位置处，以致荧光体43的总量被增大，或者单位时间入射到荧光体43的光量尽可能地小，以便延长荧光体43的寿命。

荧光体43的主要材料例如包括由上述激发光激发从而生成比激发光的波长区域(第一波长区域)长的波长区域(第二波长区域)的可见光的荧光物质。例如，荧光体43包括由中心波长约为445nm的蓝色激光激发从而发出荧光的物质。荧光体43把从光源射出的蓝色激光的一部分变换成具有从红色波长区域到绿色波长区域的波长区域的光(即，黄光)，并射出所述光。作为这种荧光物质，例如，使用基于yag(钇·铝·石榴石)的荧光体。

此外，由于荧光体43吸收激发光的一部分，并透过激发光的剩余部分，因此荧光体43能够射出从光源发射的蓝色激光。这样，作为混合蓝色激发光和黄色荧光的结果，从荧光体43射出的光是白光。从而，为了透过激发光的一部分，荧光体43可包括填料粒子，所述填料粒子是具有例如透光性的粒子状物质。

注意，本实施例中的色轮40是透光型色轮。如后所述，光源和色轮单元100的布置被设计成例如以致来自光源的光从基板41的第二表面412侧进入。从而，光经过基板材料，从第二表面412侧进入荧光体43，并且光从第一表面411射出。于是，可取的是在基板41的第二表面412上，和/或在荧光体43和第二表面412之间，形成抗反射膜。

(固定部件的构成)

图4表示转动电动机10和固定部件20被连接和固定的状态。注意，转动电动机10包括主体11和转动轴12。

固定部件20具有大体圆盘的形状。固定部件20起置于转动轴12和色轮40之间以便提高转动电动机10和色轮40之间的固定强度的隔离物的作用。固定部件20由树脂或金属构成。

在本实施例中，为了固定转动电动机10的转动轴12和固定部件20，使用粘合材料(粘合剂)。从而，例如，在转动轴12的直径太小，以至于不能获得转动轴和色轮40之间的期望固定强度的情况下，固定部件20可在比转动轴12的直径大的直径(转动轴12的直径外侧)附近的位置处，提供与色轮40接触的区域。这样，可以提高色轮40相对于转动电动机10的固定强度。

具体地，固定部件20在中央具有装配孔29，装配孔29是通孔，转动电动机10的转动轴12装配在所述装配孔29中。此外，固定部件20具有围绕装配在装配孔29中的转动轴12，朝着装配孔29开口的凹处23。换句话说，凹处23呈切口形状。

凹处23的数目可以为1。考虑到转动平衡，设置多个凹处23。这种情况下，可取的是转动对称地设置凹处23(的布置和形状)。仅仅借助装配到装配孔29中的转动轴12，固定部件20和转动轴12被固定。凹处23被填充以粘合材料19(参见图3)，所述粘合材料19固化，导致固定强度提高。凹处23的更详细构成将在后面说明。

固定部件20的厚度与转动电动机10的转动轴12在轴向方向的长度相比大体相同，或者更大。不过，它们可以不相同。

如图3和4中所示，固定部件20具有作为表面的主表面21，和设置在所述主表面21上并在比主表面21高的位置处形成的3个座面25。色轮4与所述3个座面25接触。尽管每个座面25的形状为圆形，不过，每个座面25可具有其他形状。各个座面25被设置成围绕作为中心的转动轴12转动对称(的布置和形状)。换句话说，例如，各个座面25具有相同的形状和相同的大小，是以转动轴12为中心在半径相同的位置隔开相同的角度布置的。这样，改善了转动平衡。

假定色轮40的外径例如约为2cm～8cm，从主表面21起的各个座面25的高度约为0.1mm～1mm。

如图3中所示，在色轮40安装在固定部件20的座面25上的情况下，在主表面21和色轮40的第二表面412之间填充粘合材料39，从而粘合和固定固定部件20和色轮40。在座面25和固定部件20之间未涂覆粘合材料39。注意，粘合材料39可不涂覆在主表面21的整个区域上，可涂覆在主表面21的一部分(例如，如图4中所示的多个区域21a)上，从而可固定色轮40。

在基板41接触并固定到固定部件20的表面上的情况下(在不设置座面25的情况下)，色轮40的转动面精度取决于固定部件20的表面的平面精度。在转动面精度较高的情况下，可使转动面在一个平面中转动。由于在固定部件20的表面上，转动对称地设置3个座面25，因此固定部件20的平面精度较少影响色轮40的转动面精度。这样，能够提高色轮40的转动面精度。结果，改善了转动平衡。按照这种方式，为了提高转动面精度，如上所述，在座面25和色轮40之间不填充粘合材料39，在主表面21的一部分或整个区域和色轮40之间，填充粘合材料39。

尽管座面25的数目为3个，不过，可以设置4个或者更多个座面25，只要能够维持转动面精度。另外，在设置4个或者更多个座面25的情况下，可取的是围绕作为中心的转动轴12，转动对称地设置各个座面25。

如图4中所示，固定部件20的每个凹处23的阶梯状内表面具有例如两个台阶。每个凹处23的较深台阶的内径小于每个凹处23的较浅台阶的内径。借助这样的构成，例如，与途中的第一个台阶对应的深度位置可以是粘合材料39的充填量的基准(充填量的上限的位置)。这样，组装色轮单元100的操作员能够容易地把握粘合材料39的充填量。

环绕固定部件20的外周部分的一部分，设置通过切割圆而构成的切口部分27。例如，切口部分27是直线切割的，以便提供外周部分的平直侧面。这有助于固定部件20的重量的减轻。

多个切口部分27被设置成例如围绕作为中心的转动轴12转动对称(的布置和形状)。在本实施例中，围绕作为中心的转动轴12，以相等的角度间隔，即，以180°间隔，设置两个切口部分27。切口部分27的数目可以是3个或者更多个。另外在这种情况下，可能可取的是以相等的角度间隔，布置切口部分27。

在本实施例中，各个座面25的布置和形状以及多个切口部分27的布置和形状被设计成相对于沿着固定部件20的表面通过色轮40的转动中心的线条(例如，图1中所示的a-a线)线对称。这样，当平衡物15如下所述调整平衡时，该线条的左右平衡已被充分调整，这使平衡物15可以容易地调整转动平衡。

(平衡物的构成)

平衡物15具有例如大体圆盘的形状，并且具有例如在外周部分处具有侧壁15a的盘状物的结构。平衡物15的形状不限于此。例如，平衡物15可具有多边形的外形，或者圆环状的整体形状(包括在中央处的通孔)。或者，平衡物15可具有多边形的外形，和在中央处的环状通孔。可以不设置侧壁15a。平衡物15由金属或树脂构成。

平衡物15设置在作为色轮40的基板41的表面的第一表面411(即，与布置转动轴12的第二表面412相反的表面)的中央处。平衡物15和基板41是利用例如粘合材料(未图示)粘合和固定的。当组装色轮单元100时，微调平衡物15的布置，从而调整转动平衡。

注意，在完全组装和固定色轮40、固定部件20和转动电动机10之后，利用平衡物15调整转动平衡。

(固定部件周围的粘合材料)

图5是在第二表面412侧，从基板41看的色轮单元100的视图。进一步向固定部件20的外周部分附着粘贴材料38。粘贴材料38进一步提高固定部件20和色轮40之间的固定强度。如图5中所示，在固定部件20的整个周边处，在多个点处局部并且转动对称地设置粘贴材料38。不过，可在固定部件20的整个周边处设置粘贴材料。尽管粘贴材料由与粘合材料19和粘合材料39相同的材料构成，不过，粘贴材料可由不同的材料构成。粘合材料19可以不同于粘合材料39。

注意，用符号18表示的部件是把柔性印刷配线基板(未图示)电连接到转动电动机10的连接器基板。

(固定部件和转动电动机的中心轴对准)

图6是表示利用夹具150，对准固定部件20和转动电动机10的中心轴的方法的剖视图。夹具150包括形状与色轮40和固定部件20的形状对应的收纳部分152。此外，夹具150包括与收纳部分152同轴设置的通孔153。通孔153具有与转动电动机10的主体11对应的形状。色轮40和固定部件20被粘合和固定到夹具50上，以致色轮40和转动电动机10的转动轴12同轴。

(结论)

如上所述，按照本实施例的色轮40的基板41是从中心到外缘41b连续设置基板材料地构成的。即，基板41无孔。即使热量累积在基板41中，也可使热量在整个基板材料中均匀扩散。这样，能够避免应力集中，并且能够防止产生裂纹。

此外，按照本实施例，不需要记载在专利文献1中的热沉，从而能够减轻转动部件的重量。

由于按照本实施例的色轮单元100包括固定部件20，基板41可以借助固定部件20被固定到转动轴12上，而不管转动电动机10的转动轴12的形状如何。从而，色轮40可具有相对于转动电动机10的期望的固定强度。

[投影仪]

图7表示采用上述色轮单元100的投影仪的光学系统的构成。投影仪包括包含色轮单元100的光源单元1，和利用从光源单元1射出的光生成图像光的光学引擎50。

(光源单元的构成)

光源单元1包括激光光源2、扩散器4、色轮单元100和集光光学系统6。扩散器4具有扩散来自激光光源2的激光的功能。集光光学系统6由例如多个透镜构成。

代替激光光源2，可以设置例如led光源。这种情况下，设置光学系统，以把来自led光源的光收集到色轮40的荧光体43上。

(光学引擎的构成)

光学引擎50包括分色镜210和220、反射镜230、240和250、中继透镜260和270、物镜300r、300g和300b、作为光调制元件的液晶光阀400r、400g和400b、分色棱镜500以及投射光学系统600。

分色镜210和220具有有选择地反射预定波长区域的色光和透射其他波长区域的光的性质。例如，分色镜210有选择地反射红光。分色镜220有选择地反射透过分色镜210的绿光和蓝光之中的绿光。剩余的蓝光透过分色镜220。这样，从光源单元1射出的光被分离成具有多种不同颜色的光束。

由分色镜210反射的红光被反射镜230反射，通过经过物镜300r而平行化，随后进入用于调制红光的液晶光阀400r。由分色镜220反射的绿光通过经过物镜300g而平行化，随后进入用于调制绿光的液晶光阀400g。透过分色镜220的蓝光经过中继透镜260，被反射镜240反射，进一步经过中继透镜270，随后被反射镜250反射。由反射镜250反射的蓝光通过经过物镜300b而平行化，随后进入用于调制蓝光的液晶光阀400b。

液晶光阀400r、400g和400b电连接到供给包括图像信息的图像信号的信号源(未图示)(例如，pc)。液晶光阀400r、400g和400b根据各色的图像信号，调制每个像素的入射光，并分别生成红色图像、绿色图像和蓝色图像。通过调制获得的各色的图像光(调制光)进入分色棱镜500，并被合成。分色棱镜500重叠并合成沿三个方向进入的相应颜色的光束，并把光射向投射光学系统600。

投射光学系统600把由分色棱镜500合成的光照射到屏幕(未图示)。这样，显示全色图像。

[各种其他实施例]

本技术不限于上述实施例，可以实现各种其他实施例。

尽管按照上述实施例的转动电动机10的转动轴12和固定部件20是分离的组件，不过，它们也可是一个(集成的)组件。

图8表示固定转动电动机10和固定部件20的粘合材料的位置的另一个实施例。在这个实施例中，粘合材料18设置在固定部件20的前后两面中的布置在转动电动机10侧的一面的一部分或整个区域与转动电动机10之间，粘合并固定转动电动机10和固定部件20。当然，这样的实施例可以与在凹处23中填充粘合材料19(参见图3)的实施例结合。

注意，在与转动电动机10接触的表面上，固定部件20包括具有与座面25相同的功能的座面26，不向座面26涂覆粘合材料18。可取的是上述实施例中的固定部件20具有座面26(参见图3)。

在上述实施例中，色轮40是利用粘合材料39固定到固定部件20的。或者，可在固定部件20中设置凸起部分或凹陷部分，可在色轮40的基板41上，设置与固定部件20的凸起部分或凹陷部分接合的凹陷部分或凸起部分，从而把固定部件20固定到色轮40。除了这样的构成之外，还可使用粘合材料来提高固定强度。

尽管按照上述实施例的固定部件20的装配孔29是贯通固定部件20的通孔，不过，装配孔29可以是不贯通的凹陷部分。这种情况下，可在布置转动电动机10的一侧，形成一个或多个凹陷部分。

在不需要色轮的转动平衡的微调，或者即使没有平衡物15转动平衡也适当的情况下，平衡物15不是必需的。

在上述实施例中，尽管色轮40的基板41是透光型基板，不过，色轮40的基板41也可是反射型基板。

液晶元件用作按照上述实施例的投影仪的光调制元件。或者，可以使用dmd(数字微镜器件)。

设置在色轮40处的波长变换区域不仅可以是荧光体43，而且可以是用于色轮的滤色器。

也可组合上述实施例的特征之中的至少两个特征。

应注意，本技术也可采用以下构成。

(1)一种转动体单元，包括：

转动体，所述转动体包含

基板，所述基板包括外缘，并且是从中心到所述外缘连续设置基板材料构成的，和

波长变换区域，所述波长变换区域设置在所述基板上，并且接收具有第一波长区域的光，并射出具有与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光；和

驱动单元，所述驱动单元转动所述转动体。

(2)按照(1)所述的转动体单元，还包括

把驱动单元的转动轴固定到所述基板的固定部件。

(3)按照(2)所述的转动体单元，其中

所述固定部件包括表面和设置在所述表面上的3个或者更多个座面，所述转动体单元还包括

置于保持与所述3个或者更多个座面接触的基板和所述表面之间的粘合材料。

(4)按照(2)所述的转动体单元，其中

所述固定部件包括装配孔，转动轴被装配到所述装配孔中。

(5)按照(4)所述的转动体单元，其中

所述固定部件包括在装配在装配孔中的转动轴周围，设置成朝着装配孔开口的一个或多个凹处。

(6)按照(5)所述的转动体单元，其中

所述凹处包括阶梯状内表面。

(7)按照(2)-(6)任意之一所述的转动体单元，其中

所述固定部件包括外周部分，和设置在所述外周部分中的切口部分。

(8)按照(3)所述的转动体单元，其中

所述座面被设置成围绕作为中心的所述转动轴转动对称。

(9)按照(5)或(6)所述的转动体单元，其中

所述多个凹处被设置成围绕作为中心的所述转动轴转动对称。

(10)按照(3)所述的转动体单元，其中

所述固定部件包括外周部分，和设置在所述外周部分中的多个切口部分，以及

所述3个或者更多个座面的布置和形状和所述多个切口部分的布置和形状被设计成相对于沿着所述固定部件的表面，通过所述转动体的转动中心的线条线对称。

(11)按照(1)-(10)任意之一所述的转动体单元，还包括

设置在转动体的基板的与布置驱动单元的转动轴的一侧相对的一侧的平衡物。

(12)按照(2)所述的转动体单元，还包括

使所述固定部件的外周部分和所述基板相互粘住的粘贴材料。

(13)一种转动体，包括：

基板，所述基板包括外缘，并且是从中心到所述外缘连续设置基板材料构成的；和

波长变换区域，所述波长变换区域设置在所述基板上，并且接收具有第一波长区域的光，并射出具有与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光。

(14)一种投影仪，包括：

光源；

转动体，所述转动体包括

基板，所述基板包括外周缘，并且是从中心到所述外周缘连续设置基板材料构成的，和

波长变换区域，所述波长变换区域设置在所述基板上，并且接收来自光源的具有第一波长区域的光，并射出具有与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光；

转动所述转动体的驱动单元；

光调制元件，所述光调制元件调制从转动体的波长变换区域射出的光；和

投射光学系统，所述投射光学系统投射通过光调制元件的调制而获得的调制光。

附图标记列表

1光源单元

2激光光源

10转动电动机

11主体

12转动轴

15平衡物

20固定部件

21主表面

23凹处

25座面

27切口部分

29装配孔

38粘贴材料

39粘合材料

41基板

41a中心

41b外周缘

43荧光体

100色轮单元

150夹具

400r,400g,400b液晶光阀

600投射光学系统