波长转换模块及投影装置的制作方法

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：

在固态光源激光(ssilaser)投影机的装置中，荧光粉轮(phosphorwheel)是位于光源模块的照明光束的传递路径上，蓝色激光光源透过投影镜头投射在荧光粉轮的光转换区，以便激发出黄色光源，而达成合成白光的目的。然而，荧光粉在转动时可能会沾附灰尘而导致其光学效率降低，因此荧光粉轮大多被设置在密闭的壳体内，以避免灰尘的进入。然而，转盘上因为光转换造成的能量损失以及马达驱动转盘转动所产生的热能，都将会使得密闭的壳体内的温度提高，进而导致荧光粉因高温而降低其光学反应效率，且荧光粉轮损坏的风险也因而提高。此外，为了解决上述的问题，已知会在密闭的壳体内增设风扇或散热鳍片来将壳体内的热能传递至外界。然而，上述的方式不但需要增大密闭的壳体空间及增加额外的零件费，亦会导致增加产品开发成本。

“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”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

本实用新型提供一种波长转换模块，其具有较佳的散热能力，可提高光学反应效率。

本实用新型提供一种投影装置，其包括上述的波长转换模块，具有较佳的投影品质及产品竞争力。

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供一种波长转换模块，其包括壳体、波长转换元件以及导热流体。壳体具有密闭空间。波长转换元件设置于壳体的密闭空间内。导热流体填充于壳体的密闭空间中，其中导热流体的热传导系数至少为空气的热传导系数的5倍以上。

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供一种投影装置，包括发光单元、波长转换模块、光阀以及投影镜头。发光单元用于发射照明光束。波长转换模块配置于照明光束的传递路径上，且波长转换模块包括壳体、波长转换元件以及导热流体。壳体具有密闭空间。波长转换元件设置于壳体的密闭空间内。导热流体填充于壳体的密闭空间中，其中导热流体的热传导系数至少为空气的热传导系数的5倍以上。光阀配置于照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换成影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束转换成投影光束。

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的设计中，导热流体填充于壳体的密闭空间中，且导热流体的热传导系数至少为空气的热传导系数的5倍以上。因此，导热流体可有效地降低密闭空间中的温度，借此降低设置于密闭空间中的波长转换元件的温度，进而提高波长转换元件的光学反应效率。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及产品竞争力。

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

包含附图以便进一步理解本实用新型，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本实用新型的实施例，并与描述一起用于解释本实用新型的原理。

图1是依照本实用新型的一种投影装置的示意图；

图2是图1的波长转换模块的示意图。

附图标记说明：

10：投影装置；

100：波长转换模块；

110：壳体；

120：波长转换元件；

122：基板；

124、126：波长转换材料层；

128：透光板；

130：导热流体；

140：驱动组件；

200：发光单元；

300：光阀；

400：投影镜头；

a1：第一区；

a2：第二区；

l1：照明光束；

l2：混合光束；

l3：影像光束；

l4：投影光束；

s：密闭空间。

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是依照本实用新型的一种投影装置的示意图。请先参考图1，在本实施例中，投影装置10包括波长转换模块100、发光单元200、光阀300以及投影镜头400。发光单元200用于发射照明光束l1，且经由波长转换模块100与光阀300的转换后，通过投影镜头400投射至投影装置10外的显示屏幕(未绘示)。此处，发光单元200例如是发光二极管、激光二极管、高压汞灯或其他适当的光源。较佳地，发光单元200为蓝光发光二极管，但不局限于此。

波长转换模块100例如是荧光粉轮(phosphorwheel)，用于接收照明光束l1，其中波长转换模块100位于照明光束l1的传递路径上，且波长转换模块100可转换照明光束l1的光波长而形成波长转换光束，照明光束l1及波长转换光束可经由混合后形成混合光束l2。光阀300配置于照明光束l1的传递路径上，用于将照明光束l1转换成影像光束l3。投影镜头400配置于影像光束l1的传递路径上，用于将影像光束l3转换成投影光束l4。

更进一步来说，本实施例所使用的光阀300例如是液晶覆硅板(liquidcrystalonsiliconpanel，lcospanel)、数字微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,dmd)等反射式光调变器。在一实施例中，光阀300例如是透光液晶面板(transparentliquidcrystalpanel)，电光调变器(electro-opticalmodulator)、磁光调变器(maganeto-opticmodulator)、声光调变器(acousto-opticmodulator，aom)等穿透式光调变器，但本实施例对光阀300的型态及其种类并不加以限制。光阀300将照明光束l1调制成影像光束l3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400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400也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀300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400的型态及其种类并不加以限制。

图2是图1的波长转换模块的示意图。为了方便说明起见，图2中省略绘示图1中驱动组件。请同时参考图1与图2，本实施例的波长转换模块100包括壳体110、波长转换元件120以及导热流体130。壳体110具有密闭空间s，而波长转换元件120设置于壳体110的密闭空间s内。此处，密闭空间s例如是气密式的封闭空间，可以避免壳体110外部的灰尘进入壳体110内而沾粘于波长转换元件120上，以提高波长转换模块100的可靠度。

更具体来说，本实施例的波长转换元件120包括基板122、至少一波长转换材料层(示意地绘示二个波长转换材料层124、126)以及透光板128。基板122例如是金属基板，且具有相邻配置的第一区a1与第二区a2，其中第一区a1与第二区a2为相邻配置，而第一区a1为波长转换区，而第二区a2为非波长转换区。此处，基板122的第二区a2具体化为镂空开孔。透光板128位于第二区a2以与基板122定义出圆盘状。基板122的第一区a1与第二区a2轮流切入图1的照明光束l1的传递路径上。波长转换材料层124、126配置于基板122上且位于第一区a1，其中波长转换材料层124、126皆例如是荧光粉层，用于转换图1的照明光束l1的波长且分别产生不同波长的转换光束。此外，本实施例的波长转换模块100更包括驱动组件140，连接波长转换元件120的基板122，以驱动基板122旋转，其中驱动组件140例如是马达，但不局限于此。

当基板122旋转时，可带动位于第一区a1的波长转换材料层124、126及位于第二区a2的透光板128依序移至图1所示的照明光束l1的传递路径上。当位于第二区a2的透光板128进入照明光束l1的传递路径上时，照明光束l1穿透透光板128且被传递至光阀300。当位于第一区a1的波长转换材料层124、126依序进入图1的照明光束l1的传递路径上，波长转换材料层124、126转换照明光束l1的波长。此处，波长转换材料层124用于将照明光束l1转换为具有第一波长的第一转换光束(例如是黄光)，而波长转换材料层126用于将照明光束l1转换为具有第二波长的第二转换光束(例如是绿光)，其中第一波长不同于第二波长。图1的照明光束l1亦可经由基板122上的第二区a2而直接通过基板122。另外，第一转换光束(黄光)及第二转换光束(绿光)例如会被基板122的反射而被传递至其他光学组件，进而与穿透基板122的照明光束l1(蓝光)合光后以形成混合光束l2。

当然，于其他未绘示的实施例中，波长转换模块亦可不具有驱动组件，意即波长转换模块非轮盘式且不会转动，此仍属于本实用新型所欲保护的范围。

特别是，本实施例的导热流体130填充于壳体110的密闭空间s中，其中导热流体130的热传导系数至少为空气的热传导系数的5倍以上。举例来说，于一实施例中，导热流体130例如为氦气，其中氦气的热传导系数是大于空气的热传导系数的5倍至6倍。由于氦气的热传导系数大于空气的热传导系数的5倍至6倍，因此密闭空间s中的波长转换元件120会因而增加1倍至2倍的散热能力。于另一实施例中，导热流体130亦可例如为防冻液体，其中防冻液体的热传导系数是大于空气的热传导系数的10倍以上。由于防冻液体的热传导系数远大于空气的热传导系数，因而可有效地降低位于密闭空间s内的波长转换元件120的表面温度。值得一提的是，由于氦气的密度较低，因此当位于密闭空间s中的波长转换元件120旋转时，噪音不易传出壳体110，可有效地降低噪音。此外，氦气亦可有效地避免波长转换元件120及驱动组件140产生氧化的现象，借此可提高波长转换模块100的使用寿命。

于一模拟实施例中，在7200rpm的转速下，已知填充空气的密闭空间内的波长转换元件的表面温度为230度，而本实施例填充导热流体130的密闭空间s内的波长转换元件120的表面温度为140度。也就是说，相较于填充空气的密闭空间，本实施例填充导热流体130的密闭空间s可有效地降低至少40％以上的波长转换元件120的表面温度。

简言之，本实施例的波长转换模块100透过改变密闭空间s内的气体性质(即填充非空气的导热流体130)，在不需要额外增设的散热零件及散热鳍片的情况下，即可提高波长转换模块100的散热能力。借此，可降低波长转换模块100因高温而损坏的风险，以及提高波长转换模块100的光学反应效率。再者，由于本实施例不需要增大密闭的壳体空间及增设散热零件及散热鳍片，因此波长转换元件120及驱动组件140的尺寸皆可缩小。此外，采用本实施例的波长转换模块100的投影装置10，由于不需要增大密闭的壳体的空间及增设散热零件及散热鳍片，因此除了波长转换模块100的散热效果佳而导致提升投影品质外，亦可具有较佳的产品竞争力。

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的设计中，导热流体填充于壳体的密闭空间中，且导热流体的热传导系数至少为空气的热传导系数的5倍以上。因此，导热流体可有效地降低密闭空间中的温度，以降低设置于密闭空间中的波长转换元件的温度，进而提高波长转换元件的光学反应效率。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及产品竞争力。

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，即凡是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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。