色輪裝置及其光源設(shè)備以及投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)投影設(shè)備，特別是一種色輪裝置。本發(fā)明還涉及使用這種色輪裝置的光源設(shè)備，以及使用這種光學(xué)設(shè)備的投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]投影系統(tǒng)依其原理可以分為液晶投影設(shè)備(B卩，IXD)、單晶硅液晶投影設(shè)備(gp，LCOS)及數(shù)字光處理技術(shù)投影設(shè)備(即，DLP)等。其中，DLP投影設(shè)備具有亮度高，色彩重現(xiàn)準(zhǔn)確，響應(yīng)時間短，無雜訊及輕薄等優(yōu)點，成為目前主流的投影系統(tǒng)之一。
[0003]在DLP投影設(shè)備中，是采用數(shù)字控制，并利用反射原理，將光源集中之后經(jīng)過透鏡聚焦，再穿過具有彩色濾光的色輪后投射至數(shù)字微晶片上。由于數(shù)字微晶片上具有許多微小的可動鏡片，驅(qū)動電極控制可動鏡片的傾斜角度及偏轉(zhuǎn)時間，再通過切換光的反射方向經(jīng)鏡頭組投射至熒幕上成像。
[0004]色輪是DLP投影設(shè)備中的重要部件，其主要包括馬達、與馬達固定連接的色輪盤以及包圍色輪的殼體。在色輪盤上涂覆有紅、綠、藍、白四種顏色的熒光粉，激光光斑直接照射到色輪的熒光粉區(qū)域而被過濾成紅、綠、藍三原色以進行投影。在激光的照射下，色輪盤會吸收相當(dāng)高的熱量并使其溫度快速升高，高的溫度可能會導(dǎo)致色輪發(fā)生故障，進而造成產(chǎn)品品質(zhì)的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提出了一種色輪裝置。這種色輪裝置能夠提高色輪盤表面的空氣流動性，從而快速降低色輪盤的溫度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種色輪裝置，包括，
[0007]殼體，內(nèi)部形成有氣流通道；色輪組件，設(shè)置在氣流通道中，其至少包括具有波長轉(zhuǎn)換功能的色輪盤；氣流驅(qū)動組件，設(shè)置在氣流通道中，其產(chǎn)生的氣流自氣流驅(qū)動組件沿橫向于色輪盤表面的方向到達色輪盤表面。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的色輪裝置，風(fēng)垂直地吹向色輪盤表面，極大地提高了色輪盤表面的空氣流動性，增加了這里的空氣對流系數(shù)，也由此提高了色輪盤表面的空氣換熱系數(shù)。另夕卜，氣流驅(qū)動組件使得色輪裝置內(nèi)部的空氣循環(huán)流動起來并且沒有死角，這也提高了殼體內(nèi)的冷熱空氣的熱交換能力。
[0009]需要說明的是，在本文中，用語“橫向地”理解為相對于色輪盤的表面形成一定的角度，即風(fēng)的流動方向相對于色輪盤的表面的法線形成一定的角度。該角度例如為O到45度，優(yōu)選為O度(即風(fēng)的流動方垂直于色輪盤的表面)。
[0010]在一個實施例中，氣流通道為首尾連通的循環(huán)通道或者為單向通道。氣流通道在殼體內(nèi)形成貫穿的通道，在氣流驅(qū)動組件的驅(qū)動下，氣流通道內(nèi)的空氣沿著氣流通道循環(huán)流動，提高了殼體內(nèi)的冷熱空氣的熱交換能力，避免了殼體內(nèi)空氣的循環(huán)死區(qū)。
[0011]在一個優(yōu)選的實施例中，氣流驅(qū)動組件和色輪組件之間的氣流通道部分隨氣流的延伸方向與色輪盤的表面垂直。這樣，不論氣流驅(qū)動組件如何設(shè)置或氣流通道的其他部分如何設(shè)置，風(fēng)總是能在氣流通道的引導(dǎo)下垂直地吹向色輪盤的表面，這方便了殼體的設(shè)計和色輪的設(shè)計。如上所述，這里用語“垂直”并不能根據(jù)數(shù)學(xué)意義來理解，而應(yīng)理解為接近90度。
[0012]在一個實施例中，氣流通道的橫截面內(nèi)徑自氣流驅(qū)動組件所在處向色輪組件所在處梯度遞減。這種氣流通道有助于提高到達色輪盤的表面的風(fēng)速，提高這里的空氣對流系數(shù)而提高色輪盤表面的空氣換熱系數(shù)。
[0013]在一個實施例中，氣流驅(qū)動組件相對于色輪盤偏心設(shè)置，且所產(chǎn)生的氣流到達色輪盤表面的區(qū)域與色輪盤表面受激發(fā)光照射的區(qū)域不重疊。這種結(jié)構(gòu)使得在同一時刻，氣流和色輪盤接觸的部分與色輪盤受光照的部分不重疊，避免了風(fēng)中的灰塵影響投射到色輪盤上的光，從而有助于提聞成像品質(zhì)。
[0014]在一個實施例中，殼體內(nèi)壁設(shè)有一個或多個相互平行的沿氣流方向延伸的間隔板，將氣流通道分成多個彼此間隔開的子通道。這些子通道的橫截面尺寸較小而表面積較大，有助于將空氣中的熱量通過殼體壁快速散出。在一個優(yōu)選的實施例中，氣流驅(qū)動組件包括一個或多個風(fēng)扇，且風(fēng)扇所產(chǎn)生的氣流同向流動。風(fēng)扇會克服由子通道產(chǎn)生的空氣流動阻力，從而大大提高殼體內(nèi)的空氣的流動速度，這也有助于給色輪降溫。
[0015]在一個實施例中，在殼體外表面上形成有或安裝有外置散熱器。外置散熱器能夠?qū)碜詺饬魍ǖ篮蜌んw其他部分的熱量快速散去。此外，殼體和單獨的外置散熱器能夠單獨生產(chǎn)，降低了制造難度、方便了生產(chǎn)。在一個優(yōu)選的實施例中，外置散熱器的朝向殼體內(nèi)部的一側(cè)表面上設(shè)置有半導(dǎo)體制冷器。半導(dǎo)體制冷器可進一步降低殼體的溫度，有助于殼體內(nèi)部的熱量快速散出，最終進一步降低色輪的溫度。在另一個實施例中，氣流通道中設(shè)有內(nèi)置散熱器，外置散熱器與內(nèi)置散熱器之間通過半導(dǎo)體制冷器面接觸。內(nèi)置散熱器有助于將殼體內(nèi)部的熱量快速散出，從而進一步降低色輪的溫度。
[0016]在一個實施例中，色輪組件還包括與色輪盤連接以驅(qū)動色輪盤繞其中心軸轉(zhuǎn)動的馬達。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種光源設(shè)備，包括激發(fā)光源，以及如上文所述的色輪裝置，在色輪裝置的殼體上設(shè)有進光口和出光口，激發(fā)光源發(fā)出的光從進光口進入，照射到色輪裝置的色輪盤上，并從出光口射出。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種投影系統(tǒng)，包括如上文所述的光源設(shè)備，還包括將從光源設(shè)備的出光口射出的光進行投影成像的成像設(shè)備。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，氣流驅(qū)動組件和氣流通道的使殼體內(nèi)的空氣循環(huán)流動，避免了殼體內(nèi)部出現(xiàn)空氣循環(huán)死區(qū)，從而提高冷熱空氣的熱交換率。另外，氣流驅(qū)動組件和色輪組件之間的氣流通道部分隨氣流的延伸方向與所述色輪盤的表面垂直，不論氣流驅(qū)動組件如何設(shè)置或氣流通道的其他部分如何設(shè)置，風(fēng)總是能在第一路徑部分的引導(dǎo)下垂直地吹向色輪盤的表面，方便了殼體的設(shè)計和色輪的設(shè)計，并且風(fēng)垂直地吹向色輪盤表面，極大地提高了色輪盤表面的空氣流動性，增加了這里的空氣對流系數(shù)，也由此提高了色輪盤表面的空氣換熱系數(shù)。外置散熱器、內(nèi)置散熱器、半導(dǎo)體制冷器的使用可進一步降低殼體的溫度，有助于殼體內(nèi)部的熱量快速散出，最終進一步降低色輪的溫度。
【附圖說明】
[0020]在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的色輪裝置的第一實施例；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的色輪裝置的第二實施例；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明的色輪裝置的第三實施例。
[0024]在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0026]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的色輪裝置10的第一實施例。如圖1所示，色輪裝置10包括殼體11，在殼體11內(nèi)形成有氣流通道，設(shè)置在氣流通道內(nèi)的色輪組件和用于給色輪組件降溫的氣流驅(qū)動組件。與現(xiàn)有技術(shù)相同，色輪組件包括馬達13和與馬達13固定連接的色輪盤14，色輪盤14上設(shè)置有熒光粉，用以將照射到其上的激發(fā)光轉(zhuǎn)換成其他波長的受激光出射。馬達13轉(zhuǎn)動可帶動色輪盤14繞其中心軸轉(zhuǎn)動。色輪裝置10還包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的其他輔助部件，為了簡單起見，這里不再贅述。
[0027]氣流驅(qū)動組件包括設(shè)置在氣流通道內(nèi)的第一風(fēng)扇21。如圖1所示，氣流通道包括第一路徑部分22、第二路徑部分23、連接第一路徑部分22的末端和第二路徑部分23的起始端的第一過渡部分24和連接第二路徑部分23末端和第一路徑部分22起始端的第二過渡部分25。第一路徑部分22和第二路徑部分23可大體平行，而第一過渡部分24和第二過渡部分25可選擇為大體垂直于第一路徑部分22或第二路徑部分23。四個路徑部分首尾連通形成貫通的氣流通道，這樣當(dāng)?shù)谝伙L(fēng)扇21驅(qū)動風(fēng)在氣流通道內(nèi)循環(huán)流動時，風(fēng)會吹拂色輪盤14而提高其表面的氣體對流速度，帶有熱量的氣體在氣流通道內(nèi)流動并通過殼體11將熱量輻射出去，因此優(yōu)選殼體11由導(dǎo)熱性能好的金屬或陶瓷制成。貫通的氣流通道也避免了殼體11內(nèi)部出現(xiàn)空