滤色轮及投影机的制作方法

本实用新型涉及光学元件技术领域，尤其是涉及一种滤色轮及投影机。

背景技术：

随着科技的发展，投影机越来越多的应用到人们的日常生活中，无论是传统的灯泡投影机，还是当下流行的激光投影机，总是不可避免的会使用到滤色轮。

目前，现有的滤色轮的结构参数固定之后，便无法实现降低颜色提高亮度或是降低亮度提高颜色的可选择性，无法满足用户在不同情景下的应用需求，降低了用户的使用体验度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种滤色轮及投影机，以缓解现有技术中存在的无法实现降低颜色提高亮度或是降低亮度提高颜色的可选择性、不能满足用户需求的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种滤色轮，包括驱动装置和滤色环；所述驱动装置用于驱动所述滤色环转动；其中，所述滤色环至少为两个，不同的滤色环成同心环分布且环面平行，不同的滤色环的滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，不同的滤色环为同步转动连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，不同的滤色环为固定连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，不同的滤色环之间设置有环形支撑件，不同的滤色环通过所述环形支撑件固定连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，不同的滤色环为一体成型结构，或者不同的滤色环以能够拆装的方式连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，不同的滤色环为相对转动连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述滤色轮的整体厚度小于所述滤色轮中最大的滤色环厚度与所述滤色轮中的滤色环的数量的乘积。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种投影机，包括：光源发射装置以及如上所述的滤色轮，所述光源发射装置与所述滤色轮通过光路连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光源发射装置包括用于发出白光的光源，所述光源发出的白光发射至所述滤色轮，所述滤色轮用于对所述光源发出的白光进行滤色。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述光源发射装置包括激光光源，所述投影机还包括：波长转换装置、会聚透镜组、匀光组件，所述激光光源、所述波长转换装置、所述会聚透镜组、所述滤色轮和所述匀光组件依次通过光路连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的滤色轮及投影机，其中，该滤色轮包括驱动装置和滤色环；驱动装置用于驱动滤色环转动；其中，滤色环至少为两个，不同的滤色环成同心环分布且环面平行，不同的滤色环的滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同。因此，本实用新型实施例提供的技术方案，通过在滤色轮上增加具有滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同的多个滤色环，每个滤色环为一套滤色结构，通过在使用过程中切换滤色环，能够分别达到调整画面至颜色最好与亮度最高的目的，可以使得一台投影机同时满足高色彩和高亮度的要求，改善了用户的使用体验，缓解了现有技术中存在的无法降低亮度提升颜色或是降低颜色提升亮度的可选择性，影响用户使用体验的问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的滤色轮的结构示意图；

图2为现有的滤色轮的原理示意图；

图3为本实用新型实施例提供的滤色轮的第一种结构的主视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种滤色轮的结构设计主视图；

图5为图4的侧视图；

图6为本实用新型实施例提供的投影机的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的投影机的切换过程示意图；

图8为本实用新型实施例提供的投影机的滤色原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有的滤色轮一般是根据投影机的颜色或亮度需求来设计，即根据投影机的颜色或亮度需求选取滤色轮的光谱参数及角度范围，例如图1示出了现有技术中的滤色轮的结构，该滤色轮根据投影机的颜色和亮度需求设置了滤色分区一、滤色分区二、滤色分区三三个滤色区，每个滤色区可以产生不同的单色光。参照图2，该现有的滤色轮的主要原理是通过旋转滤色轮使得不同的滤色分区产生符合要求的时序性单色光，进而合成彩色画面，但是该滤色轮的结构固定，考虑到白场色坐标的要求，很难通过修改光源在对应颜色段的亮度来达到调整画面颜色及亮度的目的。即当滤色轮的参数固定之后，无法实现降低颜色提高亮度或是降低亮度提高颜色的可选择性，无法满足用户在不同情景下的应用需求，影响了用户的体验度，基于此，本实用新型实施例提供的一种滤色轮、滤色轮及投影机，可以选择性的调整画面的颜色和亮度，可以使得一台投影机同时满足高颜色和高亮度的要求，改善了用户的使用体验，缓解了现有技术中存在的无法实现降低颜色提高亮度或是降低亮度提高颜色的可选择性，无法满足用户在不同情景下的应用需求，影响用户使用体验的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种滤色轮进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种滤色轮，包括驱动装置和滤色环；所述驱动装置用于驱动所述滤色环转动；其中，上述滤色环至少为两个，不同的滤色环成同心环分布且环面平行，不同的滤色环的滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同。

这里的滤色环上形成有多个滤色区，其中滤色区的颜色可以由滤色区采用的镀膜来表征，即滤色区的颜色主要依赖镀膜技术，通过将不同颜色的镀膜镀在滤色轮的基板(如玻璃上)形成与镀膜的颜色相对应的滤色区，滤色区的面积则可以以滤色区的角度(即滤色区相对于同心环的圆心的角度值)来表征，例如滤色区的角度为120°。

进一步的，该滤色轮的整体厚度(不包含驱动装置的厚度)小于滤色轮中最大的滤色环厚度与所述滤色轮中的滤色环的数量的乘积，例如滤色轮包括三个滤色环，厚度分别为1.4mm、1mm、0.8mm，则滤色轮的整体厚度小于4.2(即1.4与3的乘积)。

进一步的，驱动装置包括驱动电机。

进一步的，不同的滤色环为同步转动连接。

进一步的，不同的滤色环为固定连接或者为一体成型结构或者不同的滤色环为以能够拆装的方式连接。

具体的，不同的滤色环为固定连接，例如不同的滤色环之间设置有环形支撑件，不同的滤色环之间通过环形支撑件固定连接。

该滤色轮包括驱动装置和滤色环；驱动装置用于驱动滤色环转动；其中，滤色环至少为两个，不同的滤色环成同心环分布且环面平行，不同的滤色环的滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同。因此，本实用新型实施例提供的技术方案，通过在滤色轮上增加具有滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同的滤色环，每个滤色环为一套滤色结构，通过在使用过程中切换滤色环，能够分别达到调整画面至颜色最好与亮度最高的目的，可以使得一台投影机同时满足高色彩和高亮度的要求，改善了用户的使用体验，缓解了现有技术中存在的无法降低亮度提升颜色或是降低颜色提升亮度的可选择性，影响用户使用体验的问题。

为了便于理解，下面举一滤色轮的设计实例进行说明：

本实用新型实施例提供了一种滤色轮，包括滤色环和驱动滤色环转动的驱动电机；其中滤色环包括第一滤色环和第二滤色环两个不同的滤色环，第一滤色环套设于第二滤色环外；第一滤色环和第二滤色环成同心环分布且环面平行，第一滤色环和第二滤色环的滤色区的颜色、滤色区的面积、滤色区的数量中的至少一项不同。

在本实施例中，所述第一滤色环和第二滤色环中的一个包括至少三个滤色区，所述第一滤色环和第二滤色环中的另一个包括至少四个滤色区。

这里的第一滤色环和第二滤色环中的一个(例如至少包括三个滤色区的滤色环)用于调节颜色，使颜色更加丰富，第一滤色环和第二滤色环中的另外一个(例如至少包括四个滤色区的滤色环)则用于提高或增强亮度，使亮度更加多样。

需要说明的是，当第一滤色环和第二滤色环的滤色区不同时，第一滤色环和第二滤色环的滤色区的角度和颜色可以在三基色的基础上根据设计需求任意选取。而当第一滤色环和第二滤色环的滤色区均大于三个且相同时，例如第一滤色环和第二滤色环的滤色区均为四个时，如果两个滤色环的滤色区的角度范围完全一致(即角度相同且第一滤色环的滤色区四条分割线和第二滤色环的四条分割线均分别处于同一直线，比如将滤色轮以正“十”字分割)时，则第一滤色环和第二滤色环至少存在一个相对应的滤色区的颜色为不同的，如果两个滤色环的滤色区的面积(即滤色区的角度)不完全一致，则第一滤色环和第二滤色环的滤色区的颜色可以在三基色的基础上根据设计需求任意选取。

上述的滤色轮具有不同滤色区的第一滤色环和第二滤色环两套滤色结构，通过在使用过程中切换两套滤色结构，使得不同的滤色区进入投影机的光路，能够调整投影画面的颜色和亮度，可以使得一台投影机同时满足颜色和亮度的要求，改善了用户的使用体验，缓解了现有技术中存在的无法调节画面的颜色或亮度影响用户使用体验的问题。

进一步的，所述至少四个滤色区包括用于调节亮度的滤色区。

需要指出的是，本文提及的每个滤色区可以产生一种单一颜色的光。

进一步的，该用于调节亮度的滤色区至少为一个。

进一步的，所述至少三个滤色区至少包括红色滤色区、绿色滤色区和蓝色滤色区。例如上述的红色滤色区可以产生红光，即红色滤色区是镀有仅允许红光(例如600-740纳米波段)通过的薄膜。

进一步的，所述至少四个滤色区至少包括黄色滤色区、红色滤色区、绿色滤色区、蓝色滤色区；上述的黄色滤色区即可以作为调节亮度的滤色区。

应当理解的是，第一滤色环和第二滤色环均可以在红、绿、蓝三基色滤色区的基础上增加其他颜色的滤色区，例如青色滤色区、白色滤色区等等，以满足更多的颜色或亮度的组合，使色彩和亮度更加丰富，满足用户的多样化需求，进一步提高用户的使用体验。

具体的，图3示出了滤色轮的第一种结构的主视图，该滤色轮呈圆形，在直径方向分为第一滤色环100(外环)和第二滤色环200(内环)两个滤色环，第一滤色环100作为该滤色轮的一套滤色结构；第二滤色环200作为该滤色轮的另一套滤色结构；其中，第一滤色环100包括红色滤色区(r2)、绿色滤色区(g2)、蓝色滤色区(b2)三种色序的颜色三个滤色区，即第一滤色环分布有红色、绿色、蓝色三种色序的颜色区域，第二滤色环200包括红色滤色区201(r1)、绿色滤色区202(g1)、蓝色滤色区203(b1)、黄色滤色区204(y1)四个滤色区，即第二滤色环分布有黄色、红色、绿色、蓝色四种色序的颜色区域。

本实施例提供的滤色轮，在切换到第二滤色环使用时，由于第二滤色环含有黄色的色段，在画面输出时可以得到较高的亮度；而当滤色轮在切换到第一滤色环使用时，由于第一滤色环不含有黄色的色段，画面输出上便可以得到较好(纯正)的颜色，因此该滤色轮通过使用过程中切换不同滤色环的不同滤色区进入到光路中，可以使得一台投影机同时满足颜色与亮度的要求。

应当注意的是，不同色序的颜色区域的颜色种类、光谱波段和角度范围可以根据投影机的设计需求确定。

下面对该滤色轮的第一滤色环和第二滤色环的连接关系和位置关系进行说明：

1、所述第一滤色环和所述第二滤色环为同步转动连接。

具体的，可以通过以下方式的任意一种实现第一滤色环和所述第二滤色环同步转动连接。

a第一滤色环和第二滤色环固定连接。

在具体实现时，第一滤色环和第二滤色环可以通过粘接、焊接、熔接、过盈配合的方式固定连接来实现同步转动。

b第一滤色环与第二滤色环为一体成型结构。

在另一实施例中，可以将第一滤色环和第二滤色环做成一体成型的结构，即可以在基板上(例如玻璃)划分出第一滤色环和第二滤色环的区域，然后在第一滤色环和第二滤色环上分别根据设计需求涂覆不同种类的镀膜层形成多个滤色区，从而实现对不同波段颜色的滤光输出。

至于镀膜层的选取，不是本申请的重点，具体可以参照现有技术，这里不作过多说明。

c第一滤色环与第二滤色环以能够拆装的方式连接。

具体的，第一滤色环与第二滤色环以卡接、螺纹连接等能够拆装的方式固定连接。

在本实施例中，以第一滤色环和第二滤色环固定连接为例并结合图4和图5进行描述，其中，图4示出的一种滤色轮的结构设计主视图，图5为图4的侧视图。

参照图4和图5，滤色轮包括滤色环以及驱动电机600，驱动电机600与滤色环相连接，驱动电机用于驱动滤色轮上的滤色环转动。上述的滤色环在直径方向分为第一滤色环100(外环)和第二滤色环200(内环)两个滤色环，第一滤色环100和第二滤色环200为同心环且环面平行，这里的第一滤色环100和第二滤色环200可以同步转动。

具体的，滤色轮的中心区域(第二滤色环远离第一滤色环的一侧)设置有连接杆，驱动电机通过连接杆与滤色轮相连接，驱动电机转动时通过连接杆带动滤色轮转动，使得不同的滤色区进入光路。

第一滤色环100与第二滤色环200之间设置有环形支撑件300，第一滤色环100与第二滤色环200通过环形支撑件300固定连接。

具体设计滤色轮时，首先将第二滤色环的各个色段的滤色区采用轮辐400固定(图4中的黑色粗线条)，然后在第一滤色环和第二滤色环之间使用环形支撑件300固定，这里采用点胶将第一滤色环100固定在环形支撑件300上(如图5所示)，从而实现第一滤色环和第二滤色环之间的固定连接。

当然，在其他实施方式中，也可以使用焊接、熔接的方式将第一滤色环固定在环形支撑件上。

2、第一滤色环与第二滤色环为相对转动连接。

具体的，第一滤色环和第二滤色环可以通过轴承连接的方式来实现相对转动连接，第一滤色环和第二滤色环也可以采用类似双叶风扇的双马达驱动结构(其中一个马达带动第一滤色环转动，另一个马达带动第二滤色环转动，两个马达可以设置在滤色轮的同一侧，当然两个马达也可以分别设置滤色轮的两侧，对此本实施例不作限定)实现相对转动连接。

应当指出的是，在其他实施方案中，第一滤色环和第二滤色环还可以通过齿轮传动的方式来实现非同心圆结构的滤色轮的相对转动连接。

实施例二：

本实用新型实施例提供了一种投影机，包括：光源发射装置以及上述的滤色轮，所述光源发射装置与所述滤色轮通过光路连接。

进一步的，投影机还包括光机系统。

进一步的，光源发射装置的光源可以采用荧光光源也可以采用激光光源。

在一个实施例中，光源发射装置包括用于发出白光的光源，所述光源发出的白光发射至所述滤色轮，所述滤色轮用于对所述光源发出的白光进行滤色。

具体的，发出白光的光源可以是荧光光源，也可以是白色的灯泡等，对此本实施例不作具体限定。

在另一实施例中，光源发射装置包括激光光源，投影机还包括：波长转换装置、会聚透镜组、匀光组件，激光光源、波长转换装置、会聚透镜组、滤色轮和匀光组件依次通过光路连接。

为了便于理解，下面以光源发射装置采用激光光源并参照图6对本实用新型实施例提供的投影机进行详细描述：

本实用新型实施例提供的投影机，包括：光机系统6、光源发射装置5、波长转换装置1、会聚透镜组2、匀光组件4以及上述的滤色轮3，所述光源发射装置5、波长转换装置1、会聚透镜组2、滤色轮3和匀光组件4依次通过光路连接。

具体的，本实施例中，匀光组件4包括匀光光导管，光源发射装置为激光器，滤色轮包括驱动电机以及第一滤色环、第二滤色环两个不同的滤色环，采用的激光光源为蓝光激光二极管，激光光源发出的光(例如蓝光)入射到波长转换装置1上，产生激发光(例如黄光)，激发光经过会聚透镜组后形成会聚光入射到匀光光导管中，在进入匀光光导管前，会经过本实用新型的滤色轮3，对受激发光进行滤色，产生满足投影机设计要求的光。

需要说明的是，上述滤色轮的驱动电机用于带动第一滤色环或第二滤色环转动，考虑到如何将第一滤色环还是第二滤色环切换进光路，进一步的，该投影机还包括：切换装置7，切换装置7与滤色轮3相连接，切换装置7用于使滤色轮在第一滤色环和第二滤色环之间进行切换。

通过采用切换装置可以自动对第一滤色环和第二滤色环进行切换。

这里的切换装置采用牵引装置，在使用前，通过牵引装置上下牵引作用将第一滤色环或第二滤色环切换进光路。

具体实现时，牵引装置包括马达和连接第一滤色环的伸缩杆，可以在第一滤色环上设置一连接伸缩杆的孔(当然，也可以在第一滤色环的上方预设距离处设置一个孔，孔的一端连接第一滤色环，孔的另一端连接伸缩杆)，该伸缩杆的一端与马达连接，该伸缩杆的另一端与第一滤色环上的孔连接，通过马达带动伸缩杆伸缩在第一滤色环和第二滤色环之间切换。

应当理解的是，在其他实施例中，也可以直接通过人工手动的方式在第一滤色环和第二滤色环切换。

下面结合图7对该投影机的使用过程进行简要说明：

滤色轮的滤色环可以通过切换装置移动实际在光路中的位置(第一滤色环还是第二滤色环)。当选择一种色彩模式的时候，为了防止出现缺陷的画面，首先将投影画面输出黑画面，然后移动滤色轮到指定位置，同时更换与该色彩模式对应的软体设置，切换完成后，输出对应的画面。

下面结合图8对该投影机的具体滤色原理进行描述，其中在图8中以滤色轮的第一滤色环包括四个滤色区，第二滤色环包括三个滤色区：

对于图8中的同一个包括黄光荧光转换体区(y)和不含黄光荧光转换区的缺口(b)的波长转换装置，可以将波长转换装置的两个区域的光与滤色轮的不同滤色环的滤色区进行叠加后，即可得到图8中输出的单色光区域；通过使用滤色轮上不同滤色环的不同滤色区位置的单色光输出结果。例如在图8的上图中，将波长转换装置的y区与滤色轮的y区叠加得到的单色光输出为y，将波长转换装置的y区与滤色轮的r区叠加得到的单色光输出为r(得到的红色亮度要比黄色亮度低很多)，同理，可以得到其他的单色光输出。在图8的上图中，由于第一滤色环含有黄色(y)滤色区，所以输出的白光(混合光)的亮度上较高。而在图8的下图中，由于第二滤色环没有黄色滤色区，只有三色r，g，b，因此输出的单色光的颜色在效果上会很鲜艳、纯正。

本实用新型实施例提供的投影机，可以同时满足颜色与亮度的要求，能够通过分别选择高亮度弱色彩或是低亮度强色彩，实现亮度与颜色在一台投影机上的统一。

本实用新型实施例提供的投影机，与上述实施例提供的滤色轮具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的投影机的具体工作过程，可以参考前述滤色轮实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。