CN111338073A - 一种色轮组件及投影装置 - Google Patents

Abstract

一种色轮组件及投影装置，其中色轮组件包括：色轮、用于固定所述色轮的色轮基板，以及用于驱动所述色轮基板旋转的驱动装置，所述色轮基板外缘设有散热片，所述散热片凸出所述色轮基板的侧表面设置，所述色轮基板与所述色轮均为圆形，所述色轮表面设有圆环状荧光区，所述色轮基板直径与所述色轮荧光区外缘直径相匹配。本发明通过在色轮基板侧表面设置多个散热片，既缩短色轮发热区域与散热片之间的热传导路径，又增大了色轮与空气间的热交换面积；散热片与色轮轴向呈一定夹角，使得色轮组件能够获得稳定的轴向空气对流；散热片整体设置为翼面结构，进一步增大了散热面及空气对流，同时起到了很好的降噪作用。

Description

一种色轮组件及投影装置

技术领域

本申请涉及一种光源装置，尤其涉及一种色轮组件及投影装置。

背景技术

现有的一些投影装置，采用激光光源产生的激光激发荧光色轮的技术来产生彩色光序列。而该类产品随着光源输出光功率的提高，色轮上的热功耗也随之上升，若色轮散热问题不能很好的解决，会极大降低荧光粉受激发光的效率，甚至导致色轮本身的损坏。色轮主要通过高速旋转与空气交换热量实现降温，因而改善色轮的散热效果就要增强色轮的对流换热效率。

现有技术中，为了进一步提高对流换热效率，通常通过提高色轮表面的气流速度增大对流换热系数。例如专利号为US7018051B2的美国专利公开了一种色轮散热组件，其技术方案主要是在色轮轮毂位置设计扇叶状凸起，随色轮旋转产生气流，可提高色轮的对流换热系数。但其方案中，扇叶状凸起位于轮毂位置，与色轮主要的发热区域距离较远，热传导的路径远，并且，由于轮毂处距离色轮旋转中心较近，当色轮转动时，扇叶状凸起所获得线速度较小，其驱动的气流对色轮发热区域的冷却效果不佳。并且，靠增大扇叶状凸起的迎风面进而提高来流风速，则需要高背压、大流量通风部件，这样就需要综合考虑产品尺寸、噪声、成本等多方面因素，而风速到达一定程度后，再进一步提高风速会使降温效果递减。现有技术中还有采用将散热片设置在色轮的非发热区，这样，色轮的生产工艺就多了一道加工散热片的工序，给色轮生产带了很大的难度，额外的增加了生产成本，而投影类装置使用过程中，往往需要多次更换色轮，这样更换下来的色轮上额外设置的散热片无疑是生产资源的浪费。

发明内容

本发明提供一种色轮组件及投影装置，诣在解决现有色轮散热效率低，工作噪音大等问题。

一种色轮组件，包括：色轮、用于固定所述色轮的色轮基板，以及用于驱动所述色轮基板旋转的驱动装置，其中，所述色轮基板外缘设有散热片，所述散热片凸出所述色轮基板的侧表面设置，所述色轮基板与所述色轮均为圆形，所述色轮表面设有圆环状荧光区，所述色轮基板直径与所述色轮荧光区外缘直径相匹配。

一种色轮组件，包括：一采用导热材料制备的圆形色轮基板，用于驱动所述色轮基板旋转的驱动装置，其中，所述色轮基板轴向其中的一个端面上设有环绕所述色轮基板一周的荧光区，所述色轮基板设有荧光区的一侧端面构成色轮，所述色轮基板直径与所述色轮荧光区外缘直径相匹配；所述色轮基板外缘设有散热片，所述散热片凸出所述色轮基板的侧表面设置。

所述的色轮组件，其中，所述散热片设置于所述色轮基板的侧表面上。

所述的色轮组件，其中，所述散热片于所述色轮基板侧表面上沿所述色轮基板轴向相间隔的设置多层。

所述的色轮组件，其中，所述每层散热片为绕所述色轮基板侧表面一周、整体呈环形的翅片，所述散热片表面与所述色轮基板轴向端面相平行设置。

所述的色轮组件，其中，所述散热片每层由单个散热片构成。

所述的色轮组件，其中，所述散热片于所述色轮基板侧表面上设置，所述散热片与所述色轮基板轴向端面之间呈一用于所述色轮基板旋转时产生轴向气流的倾斜角度设置，所述散热片沿所述色轮基板侧表面一周相间隔的设置多个。

所述的色轮组件，其中，所述散热片与所述色轮基板的轴向端面呈10°倾斜角。

所述的色轮组件，其中，所述散热片呈薄厚不均的翼面结构，所述散热片相对较厚的一端朝向所述色轮基板轴向的一个端面，并位于所述散热片在所述色轮基板旋转时所产生轴向气流的迎风端；所述散热片厚度相对较薄的一端渐缩地朝向所述色轮基板轴向的两端面延伸并位于所述轴向气流的尾流端，所述散热片沿所述色轮基板侧表面一周相间隔的设置多个。

一种投影装置，所述投影装置包括以上所述的色轮组件。

本发明所给出的色轮组件及投影装置，通过在色轮基板侧表面设置多个散热片，既缩短色轮发热区域与散热片之间的热传导路径，又增大了色轮散热机构的热交换面积；散热片与色轮轴向呈一定夹角，使得色轮组件能够获得稳定的轴向空气对流；散热片整体设置为翼面结构，进一步增大了散热面及空气对流，同时起到了很好的降噪作用。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意；

图2为图1通过色轮旋转轴线的径向剖视图；

图3为本发明实施例二的结构示意图；

图4为本发明实施例三的结构示意图；

图5为本发明实施例四的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

在本申请实施例中，提供一种色轮组件，包括色轮基板，色轮基板的外缘设有散热片。色轮的发热区主要是其发光的荧光面，该荧光面于色轮外缘呈环形带状分布，因而色轮的发热区距离色轮基板的外缘距离最近。采用这样的设计，散热片设置在色轮基板的外缘，可以获得最大的线速度，缩短散热片与色轮发热区域之间的热传导路径，提高对流换热系数，同时，增加了色轮基板与空气的热交换面积，进一步增加了散热效率。

实施例一：

本实施例所提供的色轮组件，如图1所示，包括：色轮10、色轮基板12，以及驱动所述色轮基板12旋转的驱动装置，其中色轮10及色轮基板12均为圆盘状，驱动装置为马达11。所述色轮基板12外缘设有散热片124，所述散热片124凸出所述色轮基板12侧表面123设置。其中，色轮基板12外圆直径与色轮荧光区的101的外缘直径相匹配(即相等或相近)，色轮10的荧光区101设置在色轮10的外缘呈环形带状分布，该荧光区101即为色轮10的发热区域。将散热片124设置在色轮基板12的外缘，使得色轮10的荧光区101到散热片124的根部传热路径最短，能够将色轮10荧光区101的热量快速的传导至散热片124，极大地提高了色轮10的散热效率。

具体地，如图2所示，色轮基板12中心处设有用于与马达11的转子相适配的轴套13，通过马达11的转子与轴套13的固定装配，使得马达11驱动色轮基板12转动。而色轮10固定在色轮基板12轴向端面上，这样色轮10即可随色轮基板12一同转动。

进一步地，如图1-图2所示，散热片124的位置应尽量靠近色轮10发热区域即荧光区101设置，这样能够缩短色轮环状发热区域101到散热片124之间的传热路径，为满足这一结构要求，色轮基板12的直径应与色轮荧光区101的外缘直径相同或相近，这样就能够使得色轮发热区域101沿色轮基板12径向与热片124根部距离最近，确保热传导路径最短。

此外，将散热片124设置在色轮基板12侧表面123(即色轮基板外缘表面)上，使得散热片124具有最大的旋转半径，这样在色轮基板12转动时散热片124就可以获得最大的线速度，提高对流换热系数。而散热片12本身又增加了色轮基板12与空气的热交换面积，进一步增加了散热效率。

当然，本发明其他实施例中，散热片124也可以设置在色轮10的外缘。本实施例由于散热片设置在固定色轮10的色轮基板12上，作为色轮组件中的一个固件，这样只需单独更换普通色轮即可，在色轮的实际生产中也无需在普通色轮上额外加工散热片，降低了生产成本，不会造成生产资源的浪费。

具体地，如图2所示，色轮10背光面103通过涂布导热硅胶固定在色轮基板12的轴向端面122上，当然，也可以采用其他任何低界面热阻的方式固定，例如将色轮10焊接在色轮基板12轴向端面上。色轮10中心位置设有用于穿过轴套13的圆孔。装配时，马达11的转子穿过色轮10的中心，插入色轮基板12中心的轴套13内，轴套13的内壁131与马达11的转子通过螺栓或键等方式进行固定连接。

较佳的是，为了进一步增加散热片124的散热面积，散热片124在色轮基板12侧表面123上沿色轮基板12轴向相间隔的设置多层，为确保散热片124散热面积增加的同时，又不影响多个散热片124之间的空气流通，因而，环状翅片结构的散热片124不宜设置过于密集。散热片124设置的具体数量、径向宽度、厚度、以及间距可视色轮10的尺寸及色轮装置内各元器件之间的布局而定。如图2所示，本实施例中的散热片124优选的设置两个。

进一步地，每层散热片124为单个环形的翅片，设置于色轮基板12侧表面123上，并环绕所述色轮基板12外缘一周呈封闭的环形。散热片124表面与色轮基板12轴向端面相平齐，并且散热片124与色轮基板12具有相同的旋转轴线。换而言之，色轮基板12的外缘与散热片124的外缘的正面投影为同心圆。当然，在本实施例基础上还可以进行简单的变换，例如，在本发明其他实施例中，单层散热片124也可以不是封闭的环形，即由多个散热片124相间隔的分布在同一层。散热片124表面也可以设置成封闭的环形结构，但可以不与色轮基板12的轴向端面相平行。但这些变换均基于本发明的创意基础之上的简单变换，均在本发明的构思范围。

实施例二：

本实施例所给出的色轮组件是在实施例一基础上加以改进，如图3所示，本实施例中，散热片124于色轮基板12侧表面123表面呈一倾斜角设置，散热片124两端分别与色轮基板12轴向对应的两个端面相平齐，散热片124的表面与色轮基板12轴向呈一特定的夹角，即，散热片124相对色轮基板12轴向端面成一定角度倾斜设置。换言之，单独每个散热片124由色轮基板12轴向的一个端面外缘起，沿着色轮基板12侧表面123向色轮基板12轴向的另一个端面延伸，这样多个散热片124整体上类似于设置在色轮基板12侧表面123上的多涡扇结构。在本实施例中，散热片124的两个表面相互平行，即整个散热片124厚度均匀。

进一步地，当散热片124旋转过程中产生的气流流速过大，会影响到色轮组件内部主场气流，影响整个设备的使用效果；而气流流速过小，又导致色轮自身散热效果不明显。因而，散热片124表面与基板12轴向的夹角需根据色轮组件内部元器件的布局及性能而定。例如，若色轮组件允许通过增大气流来对临近的元器件起到一个降温的作用，这时就要求根据空气动力学原理调整散热片124与色轮基板12轴向的夹角，从而获得更大的轴向气流。本实施例优选的将该夹角设置为80°，即散热片124表面与色轮基板12轴向端面间夹角设置为10°。

实施例三：

本实施例所给出的色轮组件是对前一实施例的一种改进，如图4所示，在本实施例中的散热片124成翼面结构，即，散热片124沿色轮基板12圆周方向的截面大致呈一端厚一端薄的水滴状，散热片124整体类似飞机的机翼。所述散热片124相对较厚的一端朝向所述色轮基板12轴向的一个端面，并位于所述散热片124在所述色轮基板12旋转时所产生轴向气流的迎风端；所述散热片124厚度相对较薄的一端渐缩地朝向所述色轮基板12轴向的两端面延伸并位于所述轴向气流的尾流端，也就是说，翼面结构厚度较大的一端设置于散热片124的迎风端，厚度相对较薄的一端朝向色轮基板12的另一轴向端面(即设置在尾流端)。其中，散热片124沿所述色轮基板12侧表面一周相间隔的设置多个。

根据空气动力学中的伯努利原理，采用这样的结构设计，当气流流经散热片124上下表面时，在散热片124的两个表面会出现压强差，在散热片124表面形成层流，因而在色轮基板12以相同转速转动时，采用翼面结构的散热片124能够获得更大的空气对流，提高散热效率。此外，采用翼面结构的散热片124，其上下两个表面间的距离随散热片124表面曲线的变化而变化，因而使得散热片124结构上具备一定的雷诺系数，使得散热片124在气流中稳定性更好，振动频率低，因而，相对两个表面平行的板式结构的散热片而言，翼面结构的散热片124在高速气流通过时的噪音就会更低，且散热片124的表面积更大。实际生产中，可以调整散热片124翼面结构的雷诺系数，从而获得预期的降噪标准。

实施例四、

基于上述实施例的描述，本发明还给出了另一种色轮组件，如图5所示，本实施例在上述实施例的基础上提出一种改进方案，与上述实施例的区别在于，本实施例的色轮与色轮基板12采用一体结构，散热片124采用上述任一实施例所描述的结构。具体地，色轮基板12选用高导热材料制备，并于色轮基板12的中心位置直接加工出轴套13，然后在色轮基板12的轴向端面外缘喷涂荧光材料，构成荧光区101，该荧光区101即为色轮的发光区域，也是色轮的主要发热区域。采用这样的结构设计，荧光区101外缘与色轮基板12的外缘相重叠，使得该荧光区101与散热片124根部直接接触，其热传导路径最短。通过在色轮基板12表面制备一个荧光区101，即可实现色轮基板12该侧端面同时作为色轮使用。采用色轮及色轮基板一体成型的设计，能够在增强色轮组件散热效果，降低工作噪音的情况下，简化色轮组件的生产工序，节省原材料，很好的降低了色轮及其衍生产品的生产成本。

实施例五、

基于上述实施例的描述，本实施例还提供一种投影装置，该投影装置包括以上实施例所记载的色轮组件。

本发明所给出的色轮组件及投影装置，通过在色轮基板侧表面设置多个散热片，既缩短色轮发热区域与散热片之间的热传导路径，又增大了色轮散热机构的热交换面积；散热片与色轮轴向呈一定夹角，使得色轮组件能够获得稳定的轴向空气对流；散热片整体设置为翼面结构，进一步增大了散热面及空气对流，同时起到了很好的降噪作用。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种色轮组件，其特征在于，包括：色轮、用于固定所述色轮的色轮基板，以及用于驱动所述色轮基板旋转的驱动装置，所述色轮基板外缘或者所述色轮的外缘设有散热片，所述散热片凸出所述色轮基板的侧表面设置，且所述散热片在沿色轮基板轴向相间隔的设置多层。

2.如权利要求1所述的色轮组件，其特征在于，所述散热片设置于所述色轮基板的侧表面上。

3.如权利要求2所述的色轮组件，其特征在于，每层所述散热片为单个环形的翅片，并环绕所述色轮基板外缘一周呈封闭的环形。

4.如权利要求2所述的色轮组件，其特征在于，多个散热片相间隔的分布在同一层。

5.如权利要求1-4任一项所述的色轮组件，其特征在于，所述散热片表面与所述色轮基板轴向端面相平行设置。

6.如权利要求5所述的色轮组件，其特征在于，所述色轮基板的外缘与所述散热片的外缘的正面投影为同心圆。

7.如权利要求1所述的色轮组件，其特征在于，所述色轮基板与所述色轮均为圆形，所述色轮表面设有圆环状荧光区，所述色轮基板直径与所述色轮荧光区外缘直径相匹配。

8.如权利要求1所述的色轮组件，其特征在于，所述色轮基板轴向其中的一个端面上设有环绕所述色轮基板一周的荧光区，所述色轮基板设有荧光区的一侧端面构成色轮，所述色轮基板直径与所述色轮荧光区外缘直径相匹配。

9.如权利要求8所述的色轮组件，其特征在于，所述色轮基板采用导热材料制备。

10.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括权利要求1-9任意一项所述的色轮组件。

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