一種色輪組件及投影裝置的制作方法

本申請涉及一種光源裝置，尤其涉及一種色輪組件及投影裝置。

背景技術：

現有的一些投影裝置，采用激光光源產生的激光激發熒光色輪的技術來產生彩色光序列。而該類產品隨著光源輸出光功率的提高，色輪上的熱功耗也隨之上升，若色輪散熱問題不能很好的解決，會極大降低熒光粉受激發光的效率，甚至導致色輪本身的損壞。色輪主要通過高速旋轉與空氣交換熱量實現降溫，因而改善色輪的散熱效果就要增強色輪的對流換熱效率。

現有技術中，為了進一步提高對流換熱效率，通常通過提高色輪表面的氣流速度增大對流換熱系數。例如專利號為US7018051 B2的美國專利公開了一種色輪散熱組件，其技術方案主要是在色輪輪轂位置設計扇葉狀凸起，隨色輪旋轉產生氣流，可提高色輪的對流換熱系數。但其方案中，扇葉狀凸起位于輪轂位置，與色輪主要的發熱區域距離較遠，熱傳導的路徑遠，并且，由于輪轂處距離色輪旋轉中心較近，當色輪轉動時，扇葉狀凸起所獲得線速度較小，其驅動的氣流對色輪發熱區域的冷卻效果不佳。并且，靠增大扇葉狀凸起的迎風面進而提高來流風速，則需要高背壓、大流量通風部件，這樣就需要綜合考慮產品尺寸、噪聲、成本等多方面因素，而風速到達一定程度后，再進一步提高風速會使降溫效果遞減。現有技術中還有采用將散熱片設置在色輪的非發熱區，這樣，色輪的生產工藝就多了一道加工散熱片的工序，給色輪生產帶了很大的難度，額外的增加了生產成本，而投影類裝置使用過程中，往往需要多次更換色輪，這樣更換下來的色輪上額外設置的散熱片無疑是生產資源的浪費。

技術實現要素：

本發明提供一種色輪組件及投影裝置，詣在解決現有色輪散熱效率低，工作噪音大等問題。

一種色輪組件，包括：色輪、用于固定所述色輪的色輪基板，以及用于驅動所述色輪基板旋轉的驅動裝置，其中，所述色輪基板外緣設有散熱片，所述散熱片凸出所述色輪基板的側表面設置，所述色輪基板與所述色輪均為圓形，所述色輪表面設有圓環狀熒光區，所述色輪基板直徑與所述色輪熒光區外緣直徑相匹配。

一種色輪組件，包括：一采用導熱材料制備的圓形色輪基板，用于驅動所述色輪基板旋轉的驅動裝置，其中，所述色輪基板軸向其中的一個端面上設有 環繞所述色輪基板一周的熒光區，所述色輪基板設有熒光區的一側端面構成色輪，所述色輪基板直徑與所述色輪熒光區外緣直徑相匹配；所述色輪基板外緣設有散熱片，所述散熱片凸出所述色輪基板的側表面設置。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片設置于所述色輪基板的側表面上。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片于所述色輪基板側表面上沿所述色輪基板軸向相間隔的設置多層。

所述的色輪組件，其中，所述每層散熱片為繞所述色輪基板側表面一周、整體呈環形的翅片，所述散熱片表面與所述色輪基板軸向端面相平行設置。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片每層由單個散熱片構成。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片于所述色輪基板側表面上設置，所述散熱片與所述色輪基板軸向端面之間呈一用于所述色輪基板旋轉時產生軸向氣流的傾斜角度設置，所述散熱片沿所述色輪基板側表面一周相間隔的設置多個。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片與所述色輪基板的軸向端面呈10°傾斜角。

所述的色輪組件，其中，所述散熱片呈薄厚不均的翼面結構，所述散熱片相對較厚的一端朝向所述色輪基板軸向的一個端面，并位于所述散熱片在所述色輪基板旋轉時所產生軸向氣流的迎風端；所述散熱片厚度相對較薄的一端漸縮地朝向所述色輪基板軸向的兩端面延伸并位于所述軸向氣流的尾流端，所述散熱片沿所述色輪基板側表面一周相間隔的設置多個。

一種投影裝置，所述投影裝置包括以上所述的色輪組件。

本發明所給出的色輪組件及投影裝置，通過在色輪基板側表面設置多個散熱片，既縮短色輪發熱區域與散熱片之間的熱傳導路徑，又增大了色輪散熱機構的熱交換面積；散熱片與色輪軸向呈一定夾角，使得色輪組件能夠獲得穩定的軸向空氣對流；散熱片整體設置為翼面結構，進一步增大了散熱面及空氣對流，同時起到了很好的降噪作用。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的結構示意；

圖2為圖1通過色輪旋轉軸線的徑向剖視圖；

圖3為本發明實施例二的結構示意圖；

圖4為本發明實施例三的結構示意圖；

圖5為本發明實施例四的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。

在本申請實施例中，提供一種色輪組件，包括色輪基板，色輪基板的外緣設有散熱片。色輪的發熱區主要是其發光的熒光面，該熒光面于色輪外緣呈環形帶狀分布，因而色輪的發熱區距離色輪基板的外緣距離最近。采用這樣的設計，散熱片設置在色輪基板的外緣，可以獲得最大的線速度，縮短散熱片與色輪發熱區域之間的熱傳導路徑，提高對流換熱系數，同時，增加了色輪基板與空氣的熱交換面積，進一步增加了散熱效率。

實施例一：

本實施例所提供的色輪組件，如圖1所示，包括：色輪10、色輪基板12，以及驅動所述色輪基板12旋轉的驅動裝置，其中色輪10及色輪基板12均為圓盤狀，驅動裝置為馬達11。所述色輪基板12外緣設有散熱片124，所述散熱片124凸出所述色輪基板12側表面123設置。其中，色輪基板12外圓直徑與色輪熒光區的101的外緣直徑相匹配(即相等或相近)，色輪10的熒光區101設置在色輪10的外緣呈環形帶狀分布，該熒光區101即為色輪10的發熱區域。將散熱片124設置在色輪基板12的外緣，使得色輪10的熒光區101到散熱片124的根部傳熱路徑最短，能夠將色輪10熒光區101的熱量快速的傳導至散熱片124，極大地提高了色輪10的散熱效率。

具體地，如圖2所示，色輪基板12中心處設有用于與馬達11的轉子相適配的軸套13，通過馬達11的轉子與軸套13的固定裝配，使得馬達11驅動色輪基板12轉動。而色輪10固定在色輪基板12軸向端面上，這樣色輪10即可隨色輪基板12一同轉動。

進一步地，如圖1-圖2所示，散熱片124的位置應盡量靠近色輪10發熱區域即熒光區101設置，這樣能夠縮短色輪環狀發熱區域101到散熱片124之間的傳熱路徑，為滿足這一結構要求，色輪基板12的直徑應與色輪熒光區101的外緣直徑相同或相近，這樣就能夠使得色輪發熱區域101沿色輪基板12徑向與熱片124根部距離最近，確保熱傳導路徑最短。

此外，將散熱片124設置在色輪基板12側表面123(即色輪基板外緣表面)上，使得散熱片124具有最大的旋轉半徑，這樣在色輪基板12轉動時散熱片124就可以獲得最大的線速度，提高對流換熱系數。而散熱片12本身又增加了色輪基板12與空氣的熱交換面積，進一步增加了散熱效率。

當然，本發明其他實施例中，散熱片124也可以設置在色輪10的外緣。本實施例由于散熱片設置在固定色輪10的色輪基板12上，作為色輪組件中的一個固件，這樣只需單獨更換普通色輪即可，在色輪的實際生產中也無需在普通色輪上額外加工散熱片，降低了生產成本，不會造成生產資源的浪費。

具體地，如圖2所示，色輪10背光面103通過涂布導熱硅膠固定在色輪基板12的軸向端面122上，當然，也可以采用其他任何低界面熱阻的方式固定，例如將色輪10焊接在色輪基板12軸向端面上。色輪10中心位置設有用于穿過軸套13的圓孔。裝配時，馬達11的轉子穿過色輪10的中心，插入色輪基板12中心的軸套13內，軸套13的內壁131與馬達11的轉子通過螺栓或鍵等方式進行固定連接。

較佳的是，為了進一步增加散熱片124的散熱面積，散熱片124在色輪基板12側表面123上沿色輪基板12軸向相間隔的設置多層，為確保散熱片124散熱面積增加的同時，又不影響多個散熱片124之間的空氣流通，因而，環狀翅片結構的散熱片124不宜設置過于密集。散熱片124設置的具體數量、徑向寬度、厚度、以及間距可視色輪10的尺寸及色輪裝置內各元器件之間的布局而定。如圖2所示，本實施例中的散熱片124優選的設置兩個。

進一步地，每層散熱片124為單個環形的翅片，設置于色輪基板12側表面123上，并環繞所述色輪基板12外緣一周呈封閉的環形。散熱片124表面與色輪基板12軸向端面相平齊，并且散熱片124與色輪基板12具有相同的旋轉軸線。換而言之，色輪基板12的外緣與散熱片124的外緣的正面投影為同心圓。當然，在本實施例基礎上還可以進行簡單的變換，例如，在本發明其他實施例中，單層散熱片124也可以不是封閉的環形，即由多個散熱片124相間隔的分布在同一層。散熱片124表面也可以設置成封閉的環形結構，但可以不與色輪基板12的軸向端面相平行。但這些變換均基于本發明的創意基礎之上的簡單變換，均在本發明的構思范圍。

實施例二：

本實施例所給出的色輪組件是在實施例一基礎上加以改進，如圖3所示，本實施例中，散熱片124于色輪基板12側表面123表面呈一傾斜角設置，散熱片124兩端分別與色輪基板12軸向對應的兩個端面相平齊，散熱片124的表面與色輪基板12軸向呈一特定的夾角，即，散熱片124相對色輪基板12軸向端面成一定角度傾斜設置。換言之，單獨每個散熱片124由色輪基板12軸向的一個端面外緣起，沿著色輪基板12側表面123向色輪基板12軸向的另一個端面延伸，這樣多個散熱片124整體上類似于設置在色輪基板12側表面123上的多渦扇結構。在本實施例中，散熱片124的兩個表面相互平行，即整個散熱片124厚度均勻。

進一步地，當散熱片124旋轉過程中產生的氣流流速過大，會影響到色輪組件內部主場氣流，影響整個設備的使用效果；而氣流流速過小，又導致色輪 自身散熱效果不明顯。因而，散熱片124表面與基板12軸向的夾角需根據色輪組件內部元器件的布局及性能而定。例如，若色輪組件允許通過增大氣流來對臨近的元器件起到一個降溫的作用，這時就要求根據空氣動力學原理調整散熱片124與色輪基板12軸向的夾角，從而獲得更大的軸向氣流。本實施例優選的將該夾角設置為80°，即散熱片124表面與色輪基板12軸向端面間夾角設置為10°。

實施例三：

本實施例所給出的色輪組件是對前一實施例的一種改進，如圖4所示，在本實施例中的散熱片124成翼面結構，即，散熱片124沿色輪基板12圓周方向的截面大致呈一端厚一端薄的水滴狀，散熱片124整體類似飛機的機翼。所述散熱片124相對較厚的一端朝向所述色輪基板12軸向的一個端面，并位于所述散熱片124在所述色輪基板12旋轉時所產生軸向氣流的迎風端；所述散熱片124厚度相對較薄的一端漸縮地朝向所述色輪基板12軸向的兩端面延伸并位于所述軸向氣流的尾流端，也就是說，翼面結構厚度較大的一端設置于散熱片124的迎風端，厚度相對較薄的一端朝向色輪基板12的另一軸向端面(即設置在尾流端)。其中，散熱片124沿所述色輪基板12側表面一周相間隔的設置多個。

根據空氣動力學中的伯努利原理，采用這樣的結構設計，當氣流流經散熱片124上下表面時，在散熱片124的兩個表面會出現壓強差，在散熱片124表面形成層流，因而在色輪基板12以相同轉速轉動時，采用翼面結構的散熱片124能夠獲得更大的空氣對流，提高散熱效率。此外，采用翼面結構的散熱片124，其上下兩個表面間的距離隨散熱片124表面曲線的變化而變化，因而使得散熱片124結構上具備一定的雷諾系數，使得散熱片124在氣流中穩定性更好，振動頻率低，因而，相對兩個表面平行的板式結構的散熱片而言，翼面結構的散熱片124在高速氣流通過時的噪音就會更低，且散熱片124的表面積更大。實際生產中，可以調整散熱片124翼面結構的雷諾系數，從而獲得預期的降噪標準。

實施例四、

基于上述實施例的描述，本發明還給出了另一種色輪組件，如圖5所示，本實施例在上述實施例的基礎上提出一種改進方案，與上述實施例的區別在于，本實施例的色輪與色輪基板12采用一體結構，散熱片124采用上述任一實施例所描述的結構。具體地，色輪基板12選用高導熱材料制備，并于色輪基板12的中心位置直接加工出軸套13，然后在色輪基板12的軸向端面外緣噴涂熒光材料，構成熒光區101，該熒光區101即為色輪的發光區域，也是色輪的主要發熱 區域。采用這樣的結構設計，熒光區101外緣與色輪基板12的外緣相重疊，使得該熒光區101與散熱片124根部直接接觸，其熱傳導路徑最短。通過在色輪基板12表面制備一個熒光區101，即可實現色輪基板12該側端面同時作為色輪使用。采用色輪及色輪基板一體成型的設計，能夠在增強色輪組件散熱效果，降低工作噪音的情況下，簡化色輪組件的生產工序，節省原材料，很好的降低了色輪及其衍生產品的生產成本。

實施例五、

基于上述實施例的描述，本實施例還提供一種投影裝置，該投影裝置包括以上實施例所記載的色輪組件。

本發明所給出的色輪組件及投影裝置，通過在色輪基板側表面設置多個散熱片，既縮短色輪發熱區域與散熱片之間的熱傳導路徑，又增大了色輪散熱機構的熱交換面積；散熱片與色輪軸向呈一定夾角，使得色輪組件能夠獲得穩定的軸向空氣對流；散熱片整體設置為翼面結構，進一步增大了散熱面及空氣對流，同時起到了很好的降噪作用。

以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。