[发明专利]彩色轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色轮，该彩色轮用在投影机中，用于产生色序 的照明。

背景技术

上述类型的彩色轮在一些应用中使用，在这些应用中在快速更替 中需要周期性的颜色更换。用于使用这样的部件的光学系统的例子是 用于产生图像的装置或者显示装置。用于电视机的背投或者正投投影 机是典型的应用。

为了产生快速的颜色更换，以快速的顺序将彩色滤光器加入到光 学的照明路径(Beleuchtungsweg)中。为此目的，使用带有支座的部 件，在所述支座上布置了滤光扇形段，所述滤光扇形段一起形成圆形 的圆周。该部件形成彩色转子(Farbrotor)，其中所述扇形段的一部 分突出超过所述支座。所述扇形段的突出超过支座的部分形成彩色环， 该彩色环设置装入光学路径中。在所述应用中，所述彩色转子围绕着 其中心轴线旋转。通过所述彩色转子的快速旋转将所述滤光扇形段交 替引入所述光学路径中并且将其再度引出，由此产生所期望的快速的 颜色更换。为了将所述转子置于旋转之中，将其布置在马达的传动轴 上。所述彩色转子与所述马达一起形成彩色轮。

因为用于产生图像的装置必须能够产生高质量的图像，所以颜色 更换必须非常快速地进行。这意味着，所述滤光扇形段必须以很高的 速度穿过光束的光学路径。因此，所述彩色转子必须快速旋转。作为 结果出现加速度，所述加速度超过重力加速度g几百倍。相应高的力 作用于所述转子上并且尤其作用于滤光扇形段上。在图像质量非常好 时，所出现的加速度绝对超过1000g。此外，需要所述彩色转子的很好 的平衡，用于保证彩色轮的较长的使用寿命。用于产生图像的装置也 必须满足在光强方面的非常高的要求。这一点只能用功率强的光源来 实现。由于这些功率强的光源，所述装置相应地经受高达100℃的高温。

另一方面，彩色轮经常必须经受至少短时间出现的-20℃的或者甚 至更低的温度。投影机-以及与投影机一起所述彩色轮-可能在运输时经 受这样低的温度。这样低的温度在出售之前存放产品时也会出现。

出于这个原因，所述滤光扇形段在支座上的固定的强度以及所述 滤光扇形段的颜色稳定性必须满足非常苛刻的要求。显示应用的在所 谓的低价位中的大的应用范围只有当能够以很低的价格且以高质量制 造彩色轮时才能实现。

具有相对于圆周圆形布置的滤光扇形段的用于应用在图像产生装 置中的颜色转子在EP 0615142A2中得到说明。在该部件中将所述滤 光扇形段安装在玻璃环上。如果将这个在该专利文件中所说明的元件 置入光学路径中，那么光线就一定通过在其中存在着胶粘剂的区域来 传播。大多数胶粘剂经不住典型地在那里出现的光强度。此外，所述 玻璃环导致附加的光损失，由此降低整个装置的经济性。

在US 5,868,482中，扁平的滤光扇形段如此布置在支座上，从而 沿旋转方向在所述滤光扇形段之间的区域没有因光学上不透明的材料 而中断。所述滤光扇形段以在条形的指向旋转轴线的方向的区域中的 表面粘合的形式固定在所述支座上。表面粘合仅仅在旋转中心的方向 上存在于狭窄的环形区域中，使得所述滤光扇形段的表面的主要组成 部分从旋转轴线向外看作为可用的透明的环形区域保持未被占用的状 态。在此可以完全避免用于固定的附加的元件。

US 6,705,733基于相同的方案，但说明了一种附加的处于滤光扇形 段上的盘片。这个盘片的外侧面包括沟槽，该沟槽可以用于彩色轮的 平衡。在此根本没有讨论温度差，并且关于温度波动的问题没有得到 解决。在此也没有讨论材料性能。

如果要按照US 5,868,482将所述滤光扇形段粘贴在支座上，那么 胶粘剂的选择就特别引人关注，因为这种选择应该依赖于所述彩色轮 的工作转速进行。

处于4000Umin(Umin＝每分钟转数)和小于10000Umin之间的工 作转速称为小转速。典型地在这个用于彩色轮的范围内使用7200Umin 的转速。与此相反，在10000Umin到25000Umin的范围内的转速称为 大转速。典型地实现的工作转速为14400Umin。

如果使用软的胶粘剂，那么所述滤光扇形段就容易在工作转速高 的情况下松脱。硬的胶粘剂保持更好。但是应力分析尤其是对在低温 时的存放进行的模拟表明，硬的胶粘剂更多地导致彩色轮发生故障。 这是玻璃破裂的结果。