波长转换模块与投影装置的制作方法

1.本实用新型是有关于一种光学模块与投影装置，且特别是有关于一种波长转换模块及具有此波长转换模块的投影装置。


背景技术：

2.在固态激光(ssi laser)光源投影机的装置中，荧光轮(phosphor wheel)是位于光源模块所提供的蓝色激发光束的传递路径上，且荧光轮的光转换区配置有可被激发出黄光的荧光粉层，荧光轮的透光区可让蓝色激发光束穿透，其中蓝色激发光束入射在荧光轮的光转换区而被转换成黄色光束，蓝色激发光束入射荧光轮的穿透区而直接通过，使荧光轮输出的蓝色激发光束及黄色光束可达成合成白光的目的，然而荧光粉被蓝色激发光束照射时会产生高温，而在高温下荧光粉的转换效率会明显衰减。
3.目前荧光轮的散热设计，大都是在荧光轮的转盘上设置凹凸结构或鳍片，以增强对周围流场的扰动，进而使转盘上的热量消散。但是，上述的方法不仅散热效果有限，且结构上产生的风阻很大，易产生噪音，并非最佳的解决方案。
4.后续，亦出现双碟盘技术，其是利用在转盘外围加上罩体且罩体固定于荧光轮上，并在转盘与罩体之间设置气流通道，使转盘旋转时强迫带动气流进入通道。然而，由于旋转时需同时带动转盘及罩体，因此马达动力需求较高，空间需求也大。此外，因为增加了罩体的设置，因此整体重量也大为增加。
[0005]“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”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，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，在本实用新型申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
[0006]
本实用新型提供一种波长转换模块，于旋转时，可提高转盘表面的空气流速，进而提高波长转换层的热传效率。
[0007]
本实用新型还提供一种投影装置，包括上述的波长转换模块，可具有较佳的投影品质及产品竞争力。
[0008]
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。
[0009]
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种波长转换模块，用以配置于激发光束的传递路径上，波长转换模块包括驱动组件、波长转换轮以及至少一导流件。波长转换轮包括转盘及配置于转盘上的至少一波长转换层。驱动组件连接波长转换轮的转盘，以驱动波长转换轮以驱动组件的轴线为中心轴旋转。导流件沿着轴线间隔配置于波长转换轮旁且与波长转换轮之间形成至少一气流通道。导流件与驱动组件呈间隔设置，且导流件与转盘及驱动组件不接触。导流件于转盘的正投影重叠波长转
换层。当波长转换轮旋转时，波长转换轮与导流件之间呈现相对移动。
[0010]
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例还提出一种投影装置，包括：照明模块、光阀以及投影镜头。照明模块用以提供照明光束，照明模块包括光源装置以及波长转换模块。光源装置用于提供激发光束。波长转换模块配置于激发光束的传递路径上。波长转换模块包括驱动组件、波长转换轮以及至少一导流件。波长转换轮包括转盘及配置于转盘上的至少一波长转换层。波长转换层用以将激发光束转换成转换光束。照明光束包括激发光束及转换光束。驱动组件连接波长转换轮的转盘，以驱动波长转换轮以驱动组件的轴线为中心轴旋转。导流件沿着轴线间隔配置于波长转换轮旁，并与波长转换轮之间形成至少一气流通道。导流件与驱动组件呈间隔设置，导流件与转盘及驱动组件不接触。导流件于转盘的正投影重叠波长转换层。当波长转换轮旋转时，波长转换轮与导流件之间呈现相对移动。光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换为影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，以将影像光束投射出投影装置。
[0011]
基于上述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的波长转换模块中，导流件与波长转换轮之间可形成气流通道，且导流件与转盘及驱动组件不接触，其中当波长转换轮旋转时，波长转换轮与导流件之间呈现相对移动。借由导流件的设置，可在波长转换轮与导流件之间呈现相对移动时产生气流，且在导引的过程中，可使流经波长转换轮的气流带走热能，且气流可更为集中，流速更为快速，借此增加波长转换模块的散热效能。此外，采用本实用新型的波长转换模块的投影装置，则可具有较佳的投影品质，进而可提升产品竞争力。
[0012]
为让本实用新型的上述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
[0013]
图1是依照本实用新型的一实施例的一种投影装置的示意图。
[0014]
图2a是图1的投影装置的波长转换模块及照明模块的固定件相对位置的立体示意图。
[0015]
图2b图2a的波长转换模块的立体分解示意图。
[0016]
图2c为沿图2a的线i
‑
i的剖面示意图。
[0017]
图3是依照本实用新型的一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。
[0018]
图4是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。
[0019]
图5a是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。
[0020]
图5b是图5a的波长转换模块的侧视示意图。
[0021]
图6a是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。
[0022]
图6b是图6a的波长转换模块的侧视示意图。
具体实施方式
[0023]
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。
[0024]
图1是依照本实用新型的一实施例的一种投影装置的示意图。请参考图1，本实施例的投影装置10包括照明模块12、光阀14以及投影镜头16。照明模块12用以提供照明光束l1，照明模块12包括光源装置13以及波长转换模块100a。光源装置13用于提供激发光束l’。波长转换模块100a例如是荧光粉轮(phosphor wheel)，用以接收来自光源装置13的激发光束l’。波长转换模块100a配置于激发光束l’的传递路径上，且用于转换激发光束l’的波长，以产生具有不同波长的转换光束。此处，照明光束l1包括激发光束l’及转换光束。光阀14配置于照明光束l1的传递路径上，以将照明光束l1转换为影像光束l2。投影镜头16配置于影像光束l2的传递路径上，以将影像光束l2投射出投影装置10。
[0025]
更进一步来说，本实施例所使用的光源装置13例如是激光二极管(laser diode，ld)，例如是单一激光二极管或激光二极管阵列(laser diode bank)。具体而言，依实际设计上符合体积要求的光源皆可实施，本实用新型并不限于此。光阀14例如是液晶覆硅面板(liquid crystal on silicon panel，lcos panel)、数字微镜元件(digital micro
‑
mirror device,dmd)等反射式光调变器。在一实施例中，光阀14例如是透光液晶面板(transparent liquid crystal panel)，电光调变器(electro
‑
optical modulator)、磁光调变器(maganeto
‑
optic modulator)、声光调变器(acousto
‑
optic modulator，aom)等穿透式光调变器，但本实施例对光阀14的型态及其种类并不加以限制。光阀14将照明光束l1(激发光束l’及转换光束)调制成影像光束l2的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。另外，投影镜头16例如包括具有屈光度的一个或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。在一实施例中，投影镜头16也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀14的影像光束转换成投影光束并投射出投影装置10。于此，本实施例对投影镜头16的型态及其种类并不加以限制。
[0026]
图2a是图1的投影装置的波长转换模块及照明模块的固定件相对位置的立体示意图。图2b是图2a的波长转换模块的立体分解示意图。图2c为沿图2a的线i
‑
i的剖面示意图。请同时参考图2a与图2b，在本实施例中，波长转换模块100a包括驱动组件110、波长转换轮120以及至少一导流件130。波长转换轮120包括转盘122及配置于转盘122上的至少一波长转换层(示意地绘示一个波长转换层124)。驱动组件110连接波长转换轮120的转盘122，用以驱动波长转换轮120以驱动组件110的轴线x为中心轴旋转。
[0027]
更进一步来说，本实施例的波长转换轮120具有光转换区121以及非光转换区123。转盘122具有彼此相对的面光侧s1与背光侧s2，其中面光侧s1是朝向光源装置13的一侧。波长转换层124位于转盘122的面光侧s1且配置于光转换区121。此外，为了具有较佳的散热效果，本实施例的波长转换轮120亦可包括彼此分离的多个散热结构125，其中散热结构125位于转盘122且设置于非光转换区123。如图2a与图2b所示，散热结构125可位于转盘122的面光侧s1的表面，且散热结构125具体化为凸出转盘122的结构。于一未绘示的实施例中，散热结构125亦可位于背光侧s2的表面，或者是，散热结构125亦可位于面光侧s1及背光侧s2的表面，或者是，散热结构125具体化为凹入转盘122的结构。换言之，散热结构125可位于面光侧s1及背光侧s2至少其中的一侧的表面上，且散热结构125可为凸出转盘122的结构或凹入转盘122的结构。此外，为了平衡校正，本实施例的波长转换模块100a亦可包括配重环140，
沿着轴线x固定在转盘122的面光侧s1上。
[0028]
再者，请再同时参考图2a及图2b，本实施例的导流件130沿着轴线x间隔配置于波长转换轮120旁，且包括第一导流件130a1与第二导流件130a2。第一导流件130a1位于转盘122的面光侧s1，而第二导流件130a2位于转盘122的背光侧s2，即波长转换轮120位于第一导流件130a1及第二导流件130a2之间。第一导流件130a1及第二导流件130a2分别与驱动组件110呈间隔同轴设置。更详细地说明，第一导流件130a1及第二导流件130a2例如是中空的环型(或o型)圆盘，转盘122的形状为中空环型，且转盘122、第一导流件130a1及第二导流件130a2分别与驱动组件110呈同轴设置。此处，第一导流件130a1及第二导流件130a2的材质例如为透光材料，但不局限于此。
[0029]
特别是，在本实施例中，第一导流件130a1及第二导流件130a2与转盘122及驱动组件110不接触。此处，如图2c所示，第一导流件130a1及第二导流件130a2设置于照明模块12的固定件11上，固定件11例如包括位于波长转换轮120的相对两侧的第一固定件11a及第二固定件11b，其中第一导流件130a1连接第一固定件11a，使第一导流件130a1间隔配置于波长转换轮120旁，而第二导流件130a2连接第二固定件11b，使第二导流件130a2间隔配置于波长转换轮120旁。于其他实施例中，导流件130亦可设置于波长转换模组100a的非转动部分、或者波长转换模组120所安装的光机壳体、投影装置10的底座等的位置，使其不与转盘122等速同向旋转，借此以达成导流功效。其中，当第一导流件130a1固定于第一固定件11a且第二导流件130a2固定于第二固定件11b时，第一导流件130a1及第二导流件130a2为非动件，其中导流件可透过螺丝或黏着剂等方式固定于固定件，本实用新型并不加以限制；当第一导流件130a1可转动地连接于第一固定件11a且第二导流件130a2可转动地连接于第二固定件11b时，第一导流件130a1及第二导流件130a2可与转盘122等速非同向旋转或不等速同向旋转。此外，第一导流件130a1与波长转换轮120之间形成气流通道a1，且第二导流件130a2与波长转换轮120之间形成气流通道a2。
[0030]
进一步来说，请再参考图2c，沿着轴线x，第一导流件130a1与转盘122的面光侧s1之间具有第一间距d1，而第二导流件130a2与转盘122的背光侧s2之间具有第二间距d2，其中第一间距d1与第二间距d2例如分别大于或等于转盘122的厚度t。较佳地，第一间距d1与第二间距d2分别大于或等于转盘122的厚度t且小于转盘122的厚度t的10倍。也就是说，沿着轴线x，第一导流件130a1及第二导流件130a2分别与转盘122之间的间隔大于或等于转盘122的厚度t且小于转盘122的厚度t的10倍。此处，第一间距d1与第二间距d2不相同，其中第一间距d1大于第二间距d2。于一实施例中，若第一间距d1与第二间距d2为相同，则第一间距d1与第二间距d2则可分别为2毫米。于又一实施例中，第一间距d1与第二间距d2不相同，其中第一间距d1小于第二间距d2，且第一间距d1例如是2毫米，而第二间距d2例如是6毫米。
[0031]
请再参考图2b及图2c，在本实施例中，沿轴线x的方向，第一导流件130a1及第二导流件130a2于转盘122的正投影重叠波长转换层124。更进一步来说，本实施例的第一导流件130a1及第二导流件130a2于转盘122上的正投影至少部分重叠于散热结构125。再者，本实施例的波长转换模块100a还包括入风口e1、e2，其中入风口e1、e2分别形成于第一导流件130a1及第二导流件130a2于邻近轴线x处，且入风口e1暴露出部分散热结构125，入风口e1也暴露部分的转盘122。较佳地，入风口e1于径向上的宽度w为5毫米。
[0032]
当波长转换轮120旋转时，波长转换轮120与第一导流件130a1及第二导流件130a2
之间呈现相对移动。此处，波长转换轮120与第一导流件130a1及第二导流件130a2之间呈现相对移动例如是波长转换轮120旋转而第一导流件130a1及第二导流件130a2不旋转、波长转换轮120的旋转方向相反于第一导流件130a1及第二导流件130a2、或者是，波长转换轮120的旋转方向与第一导流件130a1及第二导流件130a2的旋转方向相同但速度不同。当气流从入风口e1、e2进入气流通道a1、a2时，第一导流件130a1、第二导流件130a2及转盘122在导引气流的过程中，可使流经波长转换轮120的气流更为集中，流速更为快速；另外，当气流从入风口e1、e2进入气流通道a1、a2后，气流可经由气流通道a1、a2往波长转换轮120的外围传递，借此增加波长转换模块100a的散热效能。
[0033]
此外，由于本实施例的第一导流件130a1及第二导流件130a2沿转轴x的方向于转盘122上的正投影至少部分重叠于散热结构125，因此使第一导流件130a1及第二导流件130a2的气流导引路径上，热能可因散热结构125形成的较大表面积而散失，散热结构125也可使气流导引路径上的气流扰动的更加紊乱，提升散热效果。此外，入风口e1沿转轴x的方向正投影至转盘122上的范围也可以配置散热结构125，使气流更容易地从入风口e1导入，并增加气流流量，使散热效果提升。
[0034]
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
[0035]
图3是依照本实用新型的一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。请同时参考图2a以及图3，本实施例的波长转换模块100b与图2a的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：本实施例中导流件130b的数量为一个且位于转盘122的面光侧s1，其中导流件130b的形状具体化为c型。于另一未绘示的实施例中，导流件130b亦可位于转盘122的背光侧s2(请参考图2c)，只要导流件130b与转盘122及驱动组件110(请参考图2c)不接触，且沿转轴x的方向导流件130b于转盘122的正投影重叠波长转换层124，皆属于本实用新型所欲保护的范围。此外，本实施例的波长转换轮120与导流件130b之间呈现相对移动具体化为导流件130b呈现静止(非动件)，而波长转换轮120相对于导流件130b旋动。由于导流件130b是对应于光转换区121设置，因此其材质或形状必须是不阻挡激发光束入射，以免影响波长转换。较佳地，导流件130b的材质例如是部分透光材料或不透光材料。此处，若导流件130b的形状为c型，因此c型的缺口处可对应至激发光束的传递路径。
[0036]
图4是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。请同时参考图3以及图4，本实施例的波长转换模块100c与图3的波长转换模块100b相似，两者的差异在于：在本实施例中，导流件130c的形状具体化为环型，其中导流件130c对应于激发光束的传递路径具有开口132，且开口132暴露出部分波长转换层124。意即，导流件130c的开口132作为激发光束的入射位置。
[0037]
图5a是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。图5b是图5a的波长转换模块的侧视示意图。请同时参考图2a、图5a以及图5b，本实施例的波长转换模块100d与图2a的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：在本实施例中，波长转换模块100d包括一个中空环型的导流件130b，且导流件130b位于转盘122的面光侧s1，其中波长转换模块100d不设置配重环，波长转换轮120与导流件130d之间形成一气流通道a，其中波长转换模块100d包括入风口e3及环形出风口e4。入风口e3为导流件130d的中心挖空处且对应
形成于导流件130d于邻近轴线x处。环形出风口e4形成于导流件130d与波长转换轮120的转盘122的外围之间。为了满足流量守恒，入风口e3的面积须大于环型出风口e4的面积。当波长转换轮120旋转时，波长转换轮120与导流件130d之间的相对移动产生气流，其中气流从入风口e3进入气流通道a，且从环型出风口e4排出。也就是说，当波长转换轮120旋转时，波长转换轮120与导流件130d之间的相对移动产生气流，将冷却空气朝入风口e3吸入，导向转盘122的外围从环型出风口e4排出。在导引的过程中，气流会流经转盘122，能有效带走热能，且导流件130d的存在可使气流更为集中，流速更为快速，增加散热效能。
[0038]
图6a是依照本实用新型的另一实施例的一种波长转换模块的俯视示意图。图6b是图6a的波长转换模块的侧视示意图。请同时参考图5a、图5b、图6a以及图6b，本实施例的波长转换模块100e与图5a的波长转换模块100d相似，两者的差异在于：图5a及图5b无设置配重环，而本实施例的波长转换模块100e的配重环140是位于转盘122的面光侧s1。而波长转换模块100e包括入风口e5及环形出风口e6。入风口e5形成于导流件130e与配重环140之间的环型区域。环形出风口e6形成于导流件130e与波长转换轮120的转盘122的外围之间。当波长转换轮120旋转时，波长转换轮120与导流件130e之间的相对移动产生气流，其中气流从入风口e5进入气流通道a，且从环型出风口e6排出。
[0039]
综上所述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的波长转换模块中，导流件与波长转换轮之间可形成气流通道，且导流件与转盘及驱动组件不接触，其中当波长转换轮旋转时，波长转换轮与导流件之间呈现相对移动。借由导流件的设置，可在波长转换轮与导流件之间呈现相对移动时产生气流，且在导引的过程中，可使流经波长转换轮的气流带走热能，且气流可更为集中，流速更为快速，借此增加波长转换模块的散热效能。此外，采用本实用新型的波长转换模块的投影装置，则可具有较佳的投影品质，进而可提升产品竞争力。
[0040]
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，即凡依本实用新型的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”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
[0041]
附图标记说明：
[0042]
10:投影装置
[0043]
11:固定件
[0044]
11a:第一固定件
[0045]
11b:第二固定件
[0046]
12:照明模块
[0047]
13:光源装置
[0048]
14:光阀
[0049]
16:投影镜头
[0050]
100a、100b、100c、100d、100e:波长转换模块
[0051]
110、110e:驱动组件
[0052]
120:波长转换轮
[0053]
121:光转换区
[0054]
122:转盘
[0055]
123:非光转换区
[0056]
124:波长转换层
[0057]
125:散热结构
[0058]
130a1、130a2、130b、130c、130d、130e:导流件
[0059]
132:开口
[0060]
140:配重环
[0061]
a1、a2:气流通道
[0062]
d1:第一间距
[0063]
d2:第二间距
[0064]
e1、e2、e3、:入风口
[0065]
e4、:环形出风口
[0066]
l’:激发光束
[0067]
l1:照明光束
[0068]
l2:影像光束
[0069]
s1:面光侧
[0070]
s2:背光侧
[0071]
t:厚度
[0072]
x:轴线
[0073]
w:宽度。