光机模块及使用其的投影装置的制作方法

本实用新型是有关于一种光机模块，尤其是有关于一种具散热设计的光机模块，以及是关于使用该光机模块的投影装置。

背景技术：

投影装置利用光阀将来自光源的照明光束转换为影像光束，再利用镜头投射影像光束。所述光束通过投影装置的光机引擎空间，并于其内产生热。所述热对空间内部组件产生影响，其中，配置于光阀前方的全内反射棱镜因此发生热膨胀，导致其正常运作所系的内部间隙缩小或消失，进而无法满足入射光发生全反射的条件，因此降低光机引擎的出光效果，影响投影装置的表现。

本「背景技术」段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在「背景技术」中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。此外，在「背景技术」中所揭露的内容并不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

技术实现要素：

本实用新型提供一种光机模块，具有较高的散热效率。

本实用新型提供一种光机模块，能帮助维持内部组件适当的工作温度。

本实用新型提供一种投影装置，具有较佳的投影表现。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型所提供的光机模块包括壳体、棱镜组、固定件以及第一散热模块，其中壳体包括底部以及至少一侧壁。棱镜组设置于壳体内，而固定件设置于壳体内且固定棱镜组于壳体。第一散热模块包括至少一第一散热鳍片组以及导热件，其中导热件设置于壳体并与至少一第一散热鳍片组连接，且所述至少一第一散热鳍片组伸入壳体内。

为达上述一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型另提供一种投影装置，包括照明系统、光机模块以及镜头。照明系统用于提供照明光束，光机模块位于照明光束的传递路径上，且用于将照明光束转换成影像光束。光机模块包括壳体、棱镜组、固定件、第一散热模块以及至少一光阀，其中壳体包括底部以及至少一侧壁。棱镜组设置于壳体内，而固定件设置于壳体内且固定棱镜组于壳体。第一散热模块包括至少一第一散热鳍片组以及导热件，其中导热件设置于壳体并与至少一第一散热鳍片组连接，且所述至少一第一散热鳍片组伸入壳体内。至少一光阀设置于壳体的底部，用于将照明光束转换成影像光束。镜头位于影像光束的传递路径上，且用于投射影像光束。

本实用新型实施例的光机模块因采用第一散热模块，因此防止、改善光机模块运作以及杂散光线所致的内部升温，以及棱镜组的增温与变形，从而提升光机模块的功效。本实用新型实施例的投影装置因采用前述光机模块，且所述光机模块的散热效率佳，因此投影装置能有较佳的投影表现。

为让本实用新型之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的光机模块的组合示意图。

图2为图1所示实施例的光机模块的分解示意图。

图3为图2所示实施例的壳体的俯视示意图。

图4为图2所示实施例的光机模块的部分的俯视示意图。

图5A-5B为本实用新型一实施例的光机模块与光束的关系示意图。

图6为本实用新型另一实施例的光机模块的组合示意图。

图7图6所示实施例的光机模块的分解示意图。

图8为本实用新型另一实施例的光机模块的组合示意图。

图9为本实用新型又另一实施例的光机模块的立体示意图。

图10为本实用新型又另一实施例的光机模块的组合示意图。

图11为图10所示实施例的光机模块的分解示意图。

图12为本实用新型一实施例的投影装置与光束的关系示意图。

具体实施方式

有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

图1与图2为本实用新型一实施例的光机模块的立体示意图与分解示意图。如图1-2所示，光机模块10包括壳体100、棱镜组200、固定件300以及第一散热模块400。壳体100包括底部110以及至少一侧壁120。棱镜组200设置于壳体100内，固定件300亦设置于壳体100内且固定棱镜组200于壳体100上。第一散热模块400包括至少一第一散热鳍片组410以及导热件420，其中导热件420设置于壳体100并与至少一第一散热鳍片组410连接，且至少一第一散热鳍片组410伸入壳体100内。第一散热鳍片组410与导热件420例如但不限制为金属材质，如铜、铝、铜合金、铝合金。

如图2所示，壳体100在前侧、后侧、左侧、右侧都具有侧壁120，然不限于此。多个侧壁120可两两相邻，并且相互连接而包围出壳体100的内部空间，亦可仅部分侧壁120相互连接，而围构出半开放式的壳体100的内部空间，即在多个侧壁120之间所形成的通道可使壳体100内部与外部相连通。多个侧壁120并可将壳体100区隔为多个内部空间，该些空间彼此可完全隔离亦或相互连通，并用于例如设置其他组件。

图3为图2中壳体的俯视示意图，图4为图2中光机模块的部分的俯视示意图。在本实施例中，壳体100具有至少一第一开孔1001。导热件420例如但不限制为金属板，如铜板，而自导热件420的板体表面延伸有第一散热鳍片组410。第一散热鳍片组410与导热件420可为一体成型，抑或第一散热鳍片组410透过例如焊接、导热胶等方式而配置于导热件420。导热件420设置于壳体100外侧而第一散热鳍片410经壳体100的第一开孔1001伸入壳体100内，其中，第一开孔1001的数量可与第一散热鳍片组410的数量相当。在图3-4所示实施例中，第一开孔1001的数量为二，且设置于壳体100的底部110，而第一散热模块400包括两个第一散热鳍片组410，其分别经底部110的两个不同的第一开孔1001伸入壳体100内，然不局限于此。在其他实施例中，不同的第一散热鳍片组410可经同一第一开孔1001伸入壳体100内，而第一开孔1001亦可设置于壳体100的侧壁120或者位于相邻的侧壁120间，且第一散热鳍片组410配合第一开孔1001而配置于侧壁120。在壳体100的内部空间足够之下，本实施例不对第一散热鳍片组410的数量作限制。

在本实施例中，棱镜组200例如是全内反射棱镜(Total Internal Reflection prism，TIR prism)，并包括第一棱镜210以及第二棱镜220。如图2所示，第一棱镜210与第二棱镜220之间具有间隙230，且第一棱镜210用于反射照明光束(图未示)。经反射的照明光束可进入例如光阀而经转换为影像光束并出射。在本实施例中，固定件300可具有第一开口3101，其可位于影像光束的传递路径上，且影像光束在通过棱镜组200后经固定件300的第一开口3101出射，惟不局限于此。在图2所示实施例中，固定件300还包括顶板310，且第一开口3101配置于顶板310，惟不局限于此。此外，在固定件300的结构允许以及强度足够之下，本实施例不对第一开口3101的大小或形状作限制。固定件300还可包括侧板320，侧板320与顶板310共同形成固定件300剖面为倒L型的结构。在固定件300为金属件的实施态样中，侧板320可相对顶板310弯折而成固定件300。于本实施例中，固定件300罩盖棱镜组200并固定棱镜组200于壳体100的底部110，且第一散热模块400的第一散热鳍片组410从底部110伸入壳体100内而可邻近棱镜组200。

光机模块10还包括光阀500。光阀500用于将照明光束转换成影像光束而提供影像光束，其可以是穿透式光阀或是反射式光阀，其中穿透式光阀可以为穿透式液晶面板，而反射式光阀可以为数字微镜组件(digital micro-mirror device,DMD)或硅基液晶面板(liquid crystal on silicon panel,LCOS panel)，但不局限于此。光阀500对应棱镜组200设置，而设置于例如来自棱镜组200的照明光束的传递路径上。于本实施例中，光阀500配置于壳体100的底部110。

在本实施例中，壳体100还具有第二开孔1002。如图3、图4所示，第二开孔1002可配置于壳体100的底部110，且光阀500对应第二开孔1002而固定于底部110，其中，光阀500可自壳体100外侧装配于底部110，惟不局限于此。导热件420亦可自壳体100外侧装配于底部110，遮蔽第一开孔1001并且第一散热鳍片组410经第一开孔1001伸入壳体100内。于本实施例中，导热件420可绕开底部110的第二开孔1002而不重叠光阀500设置。此外，在导热件420适配于壳体100底部110之下，本实施例不对导热件420的大小或形状作限制。

壳体100进一步具有第三开孔1003。在本实施例中，第三开孔1003在底部110的相对侧，且位于影像光束的传递路径上。如图5A所示的光机模块与光束的关系示意图，照明光束L从壳体的开口(未绘示及标号)进入棱镜组200，经反射后进入光阀500而经转换为影像光束L’。从光阀500而来的影像光束L’通过棱镜组200，并从壳体的第三开孔1003出射。需注意的是，图5A所示为光阀500在开启状态(On-state)的光束路径。当光阀500为关闭状态(Off-state)，光束经光阀500后原则上不产生可出射光机模块10的影像光束，惟仍可有杂散光线产生。

所述照明光束L可由照明系统提供。照明系统使用例如激发光源或发光二极管光源，惟不限于此，而影像光束L’从第三开孔1003离开光机模块10后可经镜头投射于例如屏幕上形成影像画面。在本实施例中，第三开孔1003与固定件300的第一开口3101还可相互对应，从而如图5B所示，由光阀500而来的影像光束L’通过棱镜组200，并依序通过固定件的第一开口3101以及壳体的第三开孔1003。

除了光阀500为关闭状态时产生的杂散光线，光阀500为开启状态而产生影像光束L’时，在棱镜组200内亦可有杂散光线的发生。杂散光线虽然能经固定件300的第一开口3101离开棱镜组200，然而仍有部分杂散光线经散射而回到棱镜组200。除此之外，固定件300、壳体100等吸收杂散光线，而可能提升光机模块10内部的温度。惟在本实用新型实施例中，第一散热模块400提升光机模块10的散热效率，其中第一散热鳍片组410邻近棱镜组200，因此可维持棱镜组200的工作温度，防止或改善光机模块10内部升温以及棱镜组200内散射光线所致的例如第一棱镜210、第二棱镜220的热膨胀情形、棱镜组200正常运作所需的间隙230的变小情形以及第一棱镜210与第二棱镜220贴合情形。

图6-7为本实用新型另一实施例的光机模块的组合示意图与分解示意图。图6-7所示实施例与图1-2所示实施例的主要差异在于，光机模块10a的第一散热模块400a包括至少一导热管430。至少一导热管430配置于壳体100外且与导热件420连接，其材质例如但不限制为金属，如铜、铝、铜合金、铝合金。导热管430可进一步朝离开导热件420的方向延伸。在本实施例中，至少一导热管430的数量为例如三，配置于导热件420具有第一散热鳍片组410侧的相反侧，朝离开导热件420的方向延伸且还伸出于光机模块10a外，但不局限于此，导热管与导热件的连接端也可例如配置于导热件内部而从导热件的一侧延伸出来。导热管430内可填充气体、液体例如水，从而第一散热模块400a透过热传导还有气冷、水冷的对流冷却机制帮助光机模块10a散热。导热管430与导热件420连接端的相异端可更延伸至相对低温处而提升热能交换效率。

图8为本实用新型另一实施例的光机模块的组合示意图。图8所示实施例与图6-7所示实施例的主要差异在于，光机模块10b还包括第二散热模块70。第二散热模块70可远离热源例如照明光束L、棱镜组200、光机模块10b内部来设置，惟不限于此，而导热管430朝离开导热件420的方向延伸并进一步与第二散热模块70连接，从而第二散热模块70与第一散热模块400一同散热。在本实施例中，第二散热模块70包括第二散热鳍片组710。第二散热鳍片组710的材质可与第一散热鳍片组410相同或相似，但不局限于此。第二散热模块70可还包括风扇720，进一步提升散热效率。

图9为本实用新型另一实施例的光机模块的组合示意图。图9所示实施例与图1-2、图6-7或图8所示实施例的主要差异在于，光机模块10c的固定件300a还包括第二开口3202。在图9所示实施例中，第二开口3202配置于侧板320，且位于来自光阀及棱镜组200的杂散光线通过的区域而疏散至少部分杂散光线，使至少部分杂散光束从固定件300a的第二开口3202离开棱镜组200，从而减少光线积聚棱镜组200以及其所致的增温及热，惟不限于此。固定件300a的顶板310亦可具有第二开口3202。此外，在固定件300a结构允许以及强度足够之下，本实施例不对第二开口3202的大小或形状作限制。

图10-11为本实用新型又另一实施例的光机模块的分解示意及俯视示意图。图10-11所示实施例与图1-2、图6-7、图8或图9所示实施例的主要差异在于，光机模块10d还包括光吸收件600。光吸收件600设置于壳体100，并遮蔽固定件300a的部分第一开口3101，且用于吸收通过第一开口3101的杂散光线的至少一部分，而可进一步防止杂散光线离开光机模块10d。在本实施例中，光吸收件600包括片状金属材，例如铝、铝合金，并自壳体100的侧壁120伸向固定件300a的顶板310上方，从而遮蔽部分第一开口3101。此外，在光吸收件600足够吸收杂散光线或足够防止杂散光线离开光机模块10d之下，本实施例不对光吸收件600的位置做限制。另外，本实施例中使用固定件300a，然而也可以配置如图1、2、6、7、8所绘示的固定件300，本实施例不局限于此。

光吸收件600可还包括散热鳍片610，其设置于壳体100外侧，从而光吸收件600兼具吸收杂散光线外以及散热的功能。进一步而言，光吸收件600的一部分可设置于壳体100的侧壁120的外侧，且散热鳍片610连接光吸收件600位于侧壁120外侧的部分。在本实施例中，壳体100的侧壁120还具有第四开孔1004，且光吸收件600可部分穿过第四开孔1004而设置于壳体110的侧壁120外侧，惟不局限于此。

本实用新型还包含投影装置。投影装置包括照明系统、光机模块以及镜头。图12为投影装置1与光束的关系示意图。如图12所示，照明系统80用于提供照明光束L，光机模块10e位于照明光束L的传递路径上，且用于将照明光束L转换成影像光束L’。光机模块10e包括壳体100、棱镜组200、固定件300b、第一散热模块400b以及至少一光阀500，其中至少一光阀500设置于壳体100的底部(图未示)，用于将来自棱镜组200的照明光束L转换成影像光束L’。固定件300b如前述固定件300，用以固定棱镜组200于壳体100的底部，第一散热模块400b如前述第一散热模块400。除光机模块10e外，投影装置1亦可采用光机模块10、10a、10b、10c或10d。镜头90位于影像光束L’的传递路径上，且用于投射影像光束L’而可于屏幕上形成影像画面。

照明系统80包括光源及所需的光学组件，其中光源用以提供照明光束L，而光学组件例如包括合光组件、滤色轮、光均匀化组件、聚光透镜等，用以使照明光束L传递至光机模块10e。光机模块10e的壳体100还可包括第五开孔(图未示)，其用以作为照明光束L进入光机模块10e入口。在光阀500为开启状态时，照明光束L从壳体100的第五开孔进入棱镜组200，经棱镜组200反射后进入光阀500而经转换为影像光束L’。从光阀500而来的影像光束L’通过棱镜组200、固定件300b的第一开口(图未示)离开光机模块10e而进入镜头90。在光阀500为关闭状态时，其应不产生影像光束L’进入镜头90。无论如何，光束传递过程中产生的杂散光线因本实用新型实施例的第一散热模块400而不致引起光机模块10e内部升温或过度升温，亦不致使棱镜组200受热增温与变形，从而维持棱镜组200的工作温度且保障投影装置1的功效。

投影装置1的固定件300b可还具有第二开口(图未示)，其有如图9所绘示的固定件300a的第二开口3202。第二开口3202可配置于固定件300a的侧板320，且位于杂散光线通过的区域而疏散至少部分杂散光线，从而不致使棱镜组200受热增温、变形，因此维持棱镜组200的工作温度且保障投影装置1的功效。

投影装置1可还包含第二散热模块70。在本实施例中，第二散热模块70包括第二散热鳍片组710以及风扇720，而第一散热模块400b还包括至少一导热管430。至少一导热管430配置于壳体100外且与导热件420连接。导热管430并进一步朝离开导热件420的方向延伸而与第二散热模块70连接，从而第二散热模块70与第一散热模块400b一同散热，更加提升维持棱镜组200的工作温度以及保障投影装置1表现的功效。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名组件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。