CN205750254U - 色轮、光源系统及投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种色轮、光源系统及投影装置，该色轮包括荧光层及与所述荧光层固定连接的基板，所述基板包括散热部及与所述散热部固定连接的透光部，所述散热部与所述荧光层间隔设置，所述透光部位于所述荧光层与所述散热部之间的间隙处。本实用新型技术方案旨在不改变色轮正常工作的前提下，提高色轮的散热性能。

Description

色轮、光源系统及投影装置

技术领域

本实用新型涉及照明及显示技术领域，特别涉及一种色轮及应用所述色轮的光源系统及投影装置。

背景技术

色轮在激光光源照明、投影、光学照排及光存储等领域应用广泛，荧光色轮通常可以将光源的激发光通过激发荧光层进行波长转换，产生出高亮度且不同于激发光波长的受激发光，也可以使激发光直接穿透过进行成像，且因高效、低成本，而被广泛用于产生白光及单色光的技术领域。然而，当光束照射到色轮时，部分光能会转化为热能，色轮通常处于密闭环境中，如果热量不及时散发出去，则导致色轮上的热量越积越多，使得色轮无法正常工作，并且寿命降低，严重时甚至烧毁色轮。

现有技术中的色轮结构如图1所示，包括基板1及荧光层2，光束打到荧光层2上，激发出的光可以直接穿透荧光层，也可以通过多组反射装置(未图示)返回至色轮的基板1，由于基板1导热系数低，又未设置有利于散热的部件，很难保证色轮的使用寿命和应用色轮的设备的质量。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种色轮，旨在不改变色轮正常工作的前提下，提高色轮的散热性能。

为实现上述目的，本实用新型提出一种色轮，包括荧光层及与所述荧光层固定连接的基板，所述基板包括散热部及与所述散热部固定连接的透光部，所述散热部与所述荧光层间隔设置，所述透光部位于所述荧光层与所述散热部之间的间隙处。

优选地，所述基板还包括基板本体，所述基板本体固接于所述透光部外侧边，所述散热部与所述基板本体外侧边均为圆形，所述荧光层呈环状并与所述基板本体固接，所述荧光层、所述散热部及所述基板本体三者同心设置。

优选地，所述荧光层固接于所述基板本体的一表面，所述荧光层的外径与所述基板本体的外径相同，所述散热部凸于所述透光部表面，所述散热部的外径小于所述荧光层的内径。

优选地，所述透光部中心开设有安装孔，所述荧光层的内径固接于所述基板本体的外侧边，所述散热部固接于所述透光部的安装孔。

优选地，还包括筋条，所述筋条设于所述透光部，所述筋条连接所述散热部与所述荧光层。

优选地，所述筋条设有多个，多个所述筋条间隔分布，每个所述筋条于所述散热部的侧边沿径向向外延伸至所述荧光层的内侧边。

优选地，所述荧光层设有多个拼接块，所述筋条设置于对应多个所述拼接块的交界处。

优选地，所述散热部与所述筋条材质均为铝或铝合金，两者一体成型；所述基板本体材质为铝或铝合金，所述基板本体与所述散热部及所述筋条一体成型；或所述基板本体与所述透光部材质相同，所述基板本体与所述透光部一体成型。

本实用新型的另一目的在于提出一种光源系统，包括色轮，所述色轮为上述的色轮。

本实用新型的又一目的在于提出一种投影装置，包括色轮，所述色轮为上述的色轮。

本实用新型技术方案通过在基板上设置散热部，将积聚于基板与荧光层上的热量快速传导并散发出到外界，降低色轮工作时的温度。同时，散热部与荧光层间隔设置且于两者间隙还设有透光部，可以使激发的光经反射后能继续透过基板，实现波长转换功能。两者结合，可以在不影响色轮正常工作的情况下，提高色轮的散热性能，延长色轮的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术色轮的结构示意图；

图2为本实用新型色轮一实施例的结构示意图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图；

图4为本实用新型色轮另一实施例的剖视图；

图5为本实用新型色轮又一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型色轮再一实施例的正视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	基板	20	荧光层
2	荧光层	21	拼接块
				10	基板	12	散热部
11	透光部	13	基板本体
				111	安装孔	30	筋条

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种色轮，该色轮应用于光源系统及投影装置。

参照图1至图6，图1为现有技术色轮的结构示意图；图2为本实用新型色轮一实施例的结构示意图；图3为图2中沿A-A线的剖视图；图4为本实用新型色轮另一实施例的剖视图；图5为本实用新型色轮又一实施例的结构示意图；图6为本实用新型色轮再一实施例的正视图。

请结合参照图2和图3，本实用新型一实施例的色轮，包括荧光层20及与荧光层20固定连接的基板10，基板10包括散热部12及与散热部12固定连接的透光部11，散热部12与荧光层20间隔设置，透光部11位于荧光层20与散热部12之间的间隙处。

色轮应用于光源系统、照明系统及投影装置等，例如DLP(Digital LightProcessor，数码光处理器)投影机，DLP是以DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜装置)芯片作为光阀成像器件，通过调节反射光实现投射图像的设备。一般将色轮设置于DLP的光源(未图示)与图像输出窗口(未图示)之间。本实施例中，透光部11为透明板，其可由玻璃或蓝宝石材质制成，具有透光性能，用于使激发的单色光进行穿透，但是导热系数不高。荧光层20因其内部荧光粉材料的不同，对应激发的单色光也不同，当光源照射到荧光层20时，可以激发出所对应的单色光。受激发光可以通过荧光层20或基板10直接透射出；也可以在基板10背离荧光层20的内表面设置反射层(未图示)，再在荧光层20背离基板10的一侧设有反射装置，使通过荧光层20透射到基板10上的受激发光经过反射层反射到反射装置上，再通过反射装置，使光投射到基板10的透光部11上并穿透透光部11，然后再照射到DMD(未图示)上，最后通过光学透镜(未图示)投射到大屏幕上。前者为透射式色轮，后者为反射式色轮。另外，对于所述的透射式色轮，也可以是受激发光通过荧光层20或基板10直接透射出后，再在受激发光透射出光的一侧设有反射装置，使激发荧光层20所产生的受激发光在透射出荧光层20或基板10之后入射到反射装置上，再通过反射装置，使光投射到基板10的透光部11上并穿透透光部11进入后续光路。需要说明的是，透光部的形状可以根据实际需要而设定，另外，透光部可以透射受激发光也可以透射激发光，由于基板1的导热性能不高，无法及时将热量散发出去，从而会出现色轮损坏的情况。故本实施例中，散热部12为高导热材料，高导热材料吸热快，散热也快，可以快速将荧光层20与基板10的大量热量传导至空气中，降低色轮的温升，提高色轮的散热性能。当然高导热材料有很多种，例如金属类、陶瓷类及导热硅胶类等等。

本实用新型通过在基板10上设置散热部12，将积聚于基板10与荧光层20上的热量通过散热部12快速传导并散发至外界，降低色轮工作时的温度。同时，散热部12与荧光层20间隔设置且于两者间隙还设有透光部11，可以使激发荧光层20所产生的受激光经反射后能继续透过基板10进入后续光路，实现波长转换功能。该结构可以在不影响色轮正常工作的情况下，提高色轮的散热性能，延长色轮的使用寿命。

具体地，请继续参照图2和图3，基板10还包括基板本体13，基板本体13固接于透光部11外侧边，散热部12与基板本体13外侧边均为圆形，荧光层20呈环状并与基板本体固接，荧光层20、散热部12及基板本体13三者同心设置。

当然，基板本体13与散热部12还可以呈方板状或其他形状。有些色轮需安装于驱动件(未图示)上，由驱动件驱动进行高速旋转，此时应于色轮中心打孔，散热部12设于基板10的中心时，即位于基板10上用于安装驱动件的孔的外周。将荧光层20、散热部12及基板本体13的外形设为圆形并同心安装，有利于旋转任何角度都可以接收激发光，并对激发出的光进行均匀透射，产生的画面质量高。同时也有利于散热部12均匀分散热量，不致于使色轮某一局部受热过高而发生损坏。

具体地，请参阅图3，荧光层20固接于基板本体13的一表面，荧光层20的外径与基板本体13的外径相同，散热部12凸于透光部11表面，散热部12的外径小于荧光层20的内径。

荧光层20与散热部12均可固接于基板10的同一表面，也可以分别固接于基板10的两个表面。固接方式可以采用硅胶粘贴。散热部12凸设于透光部11表面，可以使散热部12与基板本体13以最大的接触面积进行散热，有利于提高散热性能。散热部12外径小于荧光层20的内径，是为了保证受激发的光可以透过基板10进行显示，不影响色轮的正常工作。

进一步地，请参照图4，透光部11中心开设有安装孔111，荧光层20的内径固接于基板本体13的外侧边，散热部12固接于透光部11的安装孔111。

本实施例中，安装孔111需与散热部12的形状相匹配，散热部12外形为圆形，则安装孔111的形状为圆形。将荧光层20固接于基板本体13的外侧边，并将散热部12安装于安装孔111，安装方式可以是粘贴或者插接形式等，该结构可以作为反射式色轮，也可以为透射式色轮。通过将基板10的导热系数低的材料换成导热系数高的散热部12，通过散热部12快速将热量散发出去，提高散热速度。且色轮的厚度减小，散热面积增大，有利于散热。

进一步地，请参阅图5，该色轮还包括筋条30，筋条30设于透光部11，筋条30连接散热部12与荧光层20。

散热部12直接与透光部11相连，可以很快分散基板10上的热量。对于荧光层20的热量，本实施例中，除了荧光层20自身的散热与辐射传给散热部12进行散热之外，还设置筋条30对其进行传导分散，筋条30为金属件，将热量快速传递到散热部12上，并通过散热部12发散出去，有利于降低荧光层20的热量，控制色轮的温升。筋条30的形状可以为片状、柱状或者其他。

优选地，请参照图5和图6，筋条30设有多个，多个筋条30间隔分布，每个筋条30于散热部12的侧边沿径向向外延伸至荧光层20的内侧边。

多个筋条30的设置，可以使荧光层20的热量更加快速地传导至散热部12，使散热效果更好。将筋条30设于散热部12侧边沿径向向外延伸至荧光层20的内侧边，可以使筋条30以最短的距离进行连接，提高热量的散发速度，有利于更好地控制色轮温升。当然，筋条30的延伸方向还可以是沿散热部12的其他方向。当荧光层20、基板本体13及散热部12处于同一平面时，需要在透光部11上进行开槽，用于筋条30的安装。

进一步地，请参照图6，荧光层20设有多个拼接块21，筋条30设置于对应多个拼接块21的交界处。

荧光层20内的荧光粉材料不同，则对其进行激发产生的单色光不同。本实施例中，当需要有多种单色光的投射时，就将荧光层20设置多个拼接块21，将荧光粉材料分为多种，多个拼接块21可以被激发产生多种不同的单色光，这种拼接可以使用粘贴方式连接。当然，拼接块21也可以为透明段，激发光直接透射穿出。每个拼接块21外轮廓均为扇形，两个拼接块21之间的交界处为轮辐，激发光在轮辐期间会发生持续变色，最终导致在投影装置上呈现出不被希望看到的画面。为避免此现象发生，将筋条30设置于对应轮辐的位置，当光照射后，通过反射装置投射到基板10时正好处于筋条30位置，该筋条30无法使光透过，进而避免出现质量不好的画面。

具体地，请参照图4和图5，散热部12与筋条30材质均为铝或铝合金，两者一体成型；基板本体13材质为铝或铝合金，基板本体13与散热部12及筋条30一体成型；或基板本体13与透光部11材质相同，基板本体13与透光部11一体成型。

当然，导热性能好的材料还有其他种类。综合各方面因素，金属为较合适的选择，尤其铝及铝合金得到了广泛地应用，因其导热性能好，相对成本低，并且自身材料质量轻，具有很大的实用性。当然，散热部12与筋条30的材质可以为相同的金属，也可以为不同金属或者不同的导热材料。本实施例中，如图5，两者皆为同类金属，可以选择激光一体成型或者其他加工方式，方便生产，有利于降低生产成本。

基板本体13材质还可以为其他金属，本实施例中，基板本体13为铝或铝合金，当荧光层20固接于基板本体13表面时，此时受激发光于荧光层20处迎着激发光的路径反射回去，为反射式色轮，通过反射装置再通过透光部11进行透射成像。该结构基板本体13与散热部12及筋条30一体成型，可以方便生产，节约成本。同时基板本体13也可作为散热的部件进行散热，进一步提高了色轮的散热性能。当然，基板本体13材质也可与透光部11材质相同，为透射式色轮，受激发光直接于荧光层20与基板本体13透射出。同时也可以于基板本体13背离荧光层20的表面涂覆反射层，作为反射式色轮使用，简单方便，基板本体13与透光部11一体成型也利于加工。

本实用新型的另一目的在于提出一种光源系统(未图示)，包括色轮，所述色轮为上述的色轮。由于光源系统的色轮采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型的又一目的在于提出一种投影装置(未图示)，包括色轮，所述色轮为上述的色轮。由于投影装置的色轮采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种色轮，其特征在于，包括荧光层及与所述荧光层固定连接的基板，所述基板包括散热部及与所述散热部固定连接的透光部，所述散热部与所述荧光层间隔设置，所述透光部位于所述荧光层与所述散热部之间的间隙处。

2.如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述基板还包括基板本体，所述基板本体固接于所述透光部外侧边，所述散热部与所述基板本体外侧边均为圆形，所述荧光层呈环状并与所述基板本体固接，所述荧光层、所述散热部及所述基板本体三者同心设置。

3.如权利要求2所述的色轮，其特征在于，所述荧光层固接于所述基板本体的一表面，所述荧光层的外径与所述基板本体的外径相同，所述散热部凸于所述透光部表面，所述散热部的外径小于所述荧光层的内径。

4.如权利要求2所述的色轮，其特征在于，所述透光部中心开设有安装孔，所述荧光层的内径固接于所述基板本体的外侧边，所述散热部固接于所述透光部的安装孔。

5.如权利要求3或4所述的色轮，其特征在于，还包括筋条，所述筋条设于所述透光部，所述筋条连接所述散热部与所述荧光层。

6.如权利要求5所述的色轮，其特征在于，所述筋条设有多个，多个所述筋条间隔分布，每个所述筋条于所述散热部的侧边沿径向向外延伸至所述荧光层的内侧边。

7.如权利要求6所述的色轮，其特征在于，所述荧光层设有多个拼接块，所述筋条设置于对应多个所述拼接块的交界处。

8.如权利要求6或7所述的色轮，其特征在于，所述散热部与所述筋条材质均为铝或铝合金，两者一体成型；所述基板本体材质为铝或铝合金，所述基板本体与所述散热部及所述筋条一体成型；或所述基板本体与所述透光部材质相同，所述基板本体与所述透光部一体成型。

9.一种光源系统，其特征在于，包括色轮，所述色轮为权利要求1至8任一所述的色轮。

10.一种投影装置，其特征在于，包括色轮，所述色轮为权利要求1至8任一所述的色轮。