CN104280990B - 激光投影系统的荧光转轮散热模块 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种激光投影系统的荧光转轮散热模块，包括：荧光转轮、多个导风孔及扇叶，荧光转轮具有第一表面及与第一表面相对的第二表面，第一表面的周缘处设有荧光外圈；导风孔穿越荧光转轮的第一表面及第二表面而设置；扇叶设置于荧光转轮的第二表面，且具有入风口及第一出风口；其中，激光投影系统的激光光源投射于荧光外圈的定点处，当荧光转轮转动时，扇叶导引气流自扇叶的入风口进入，一部分气流由扇叶的第一出风口侧向流出，一部分气流经由多个导风孔穿越第二表面而流至第一表面，以对荧光转轮及其荧光外圈进行散热。

Description

激光投影系统的荧光转轮散热模块

技术领域

本发明涉及一种荧光转轮散热模块，尤其涉及一种适用于激光投影系统中，且可有效降低荧光转轮的局部温度的荧光转轮散热模块。

背景技术

于现今的激光投影系统中，主要以激光(laser)光源激发荧光剂(phosphor)而产生不同波长的色光，然而于此领域的技术应用中，由于激光的能量极高，且集中性亦高，故在短时间内即可达到上千度的温度，而易使荧光剂烧毁。故现行的公知做法是将一荧光剂涂布在一金属转盘(phosphorwheel)的外圈上，并利用一马达带动此金属转盘高速旋转，以使得荧光剂于单位时间内接受到的能量降低，并达到散热的目的。然而，随着光学产品的亮度需求不断升高，激光光源的能量也必须随之提高，为了达到亮度上的需求，原有的金属转盘只能不断加大面积，以进一步增加荧光剂照射路径，方能维持荧光剂单位时间内接受到的所需的特定能量。

然而，此传统的加大金属转盘的作法将会带来以下几个问题，其一是当金属转盘加大后，则其整体的激光投影系统空间易必须随之加大，会导致整体激光投影系统的体积增大的问题；第二则为当金属转盘加大后，意谓其高转速马达亦必须随之升级，以维持其高速的转速，然而当金属转盘的面积增大时，该金属转盘的平衡性则不易达到，且目前市面上亦难以找到相符合的高规格马达，故如需搭配此面积增大的金属转盘的高规格马达，则需再进一步开发相关马达产品，除此之外，当马达转速提升时，随之伴随而来的还有噪音的问题。再者，若无法解决前述的问题，而使激光投影系统受限于该金属转盘的大小以及马达等限制，则传统的激光投影系统将无法使用更高能量的激光光源以增加亮度，换言之，若金属转盘的面积无法增大、马达的转速无法提升，则激光投影系统的亮度将会因此受限。

更甚者，即便带动金属转盘的马达转速可获得改善，然而，传统的金属转盘仅为一圆盘型结构，其于转动时不易带动周边空气形成高低压差，故无法有效带动气流而达到散热效果。

因此，如何发展一种可解决前述问题，可在不增大金属转盘的面积尺寸下，而可对金属转盘进行有效的散热作业，以提升其散热效能、并达到可减小激光投影系统的整体体积、提升总亮度的激光投影系统的荧光转轮散热模块，实为目前迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的一目的为提供一种适用于激光投影系统的荧光转轮散热模块，其是通过多个导风孔穿越荧光转轮的第一表面及第二表面而设置，并由设置于第二表面上的扇叶导引气流，进而使一部分气流可侧向流出该扇叶，而一部分气流则经由该多个导风孔穿越流入该第一表面，以对荧光转轮及其荧光外圈进行散热。

本发明的另一目的为提供一种适用于激光投影系统的荧光转轮散热模块，其是通过多个导风孔穿越荧光转轮的第一表面及第二表面而设置，并由设置于第二表面上的扇叶导引气流，进而使一部分气流可侧向流出该扇叶，而一部分气流则经由该多个导风孔穿越流入该第一表面，且设置于该第一表面上的导风罩更可进一步导引该穿越气流，以可直接对该荧光外圈进行散热，更可进一步对激光光源所照射的定点处进行局部导风及散热。

为达上述目的，本发明的一较佳实施态样为提供一种荧光转轮散热模块，适用于激光投影系统，包括：荧光转轮，具有第一表面及与第一表面相对的第二表面，于第一表面的周缘处设有荧光外圈；多个导风孔，其穿越荧光转轮的第一表面及第二表面而设置；以及扇叶，设置于荧光转轮的第二表面，且扇叶具有入风口及第一出风口；其中，激光投影系统的激光光源投射于荧光外圈的定点处，当荧光转轮高速转动时，扇叶导引气流自扇叶的入风口进入，一部分气流由风扇的第一出风口侧向流出，一部分气流则经由多个导风孔穿越荧光转轮的第二表面而流至第一表面，以对荧光转轮及接受激光光源照射的荧光外圈进行散热。

为达上述目的，本发明的又一较佳实施态样为提供一种荧光转轮散热模块，适用于激光投影系统，包括：荧光转轮，具有第一表面及与第一表面相对的第二表面，于第一表面的周缘处设有荧光外圈；多个导风孔，其穿越荧光转轮的第一表面及第二表面而设置；扇叶，设置于荧光转轮的第二表面，且扇叶具有入风口及第一出风口；以及导风罩，对应设置于荧光转轮的第一表面上，且具有至少一第二出风口；其中，激光投影系统的激光光源投射于荧光外圈的定点处，当荧光转轮高速转动时，扇叶导引气流自扇叶的入风口进入，一部分气流由风扇的第一出风口侧向流出，一部分气流则经由多个导风孔穿越荧光转轮的第二表面而流至第一表面，借由导风罩将进入第一表面的穿越气流进行导引，以对荧光转轮的第一表面及荧光外圈进行散热，并自第二出风口流出。

本发明提供一种激光投影系统的荧光转轮散热模块，其通过设置于荧光转轮的第二表面的扇叶以及导风孔，在荧光转轮高速转动时，可将气流自扇叶的入风口导入，并使一部分侧向气流自扇叶侧面的第一出风口流出，而一部分穿越气流则借由导风孔的导引，穿越第二表面而流至第一表面处，对该荧光转轮及接受该激光光源照射的该荧光外圈进行散热。借此，则可于荧光转轮既定的转动行程下，借由该散热模块而大幅提升其散热效能，而可降低其局部环境温度，同时可在相同的荧光转轮面积下承受更高能量的激光光源，进而可提升总亮度，以及无须增加荧光转轮的面积，故亦可达到节省其整体激光投影系统的体积空间的优点。

附图说明

图1A为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的第一表面的结构示意图。

图1B为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的侧视结构示意图。

图1C为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的第二表面的结构示意图。

图2为本发明第二较佳实施例的荧光转轮散热模块的侧视结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：荧光转轮

10：第一表面

100：荧光外圈

11：第二表面

110：导风孔

12：转轴

2：扇叶

20：入风口

21：第一出风口

3：荧光转轮散热模块

4：导风罩

40：空间

41：第二出风口

A1：侧向的部分气流

A2：穿越荧光转轮的气流

X：定点

L：激光光源

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，然其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请同时参阅图1A、图1B，图1A为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的第一表面的结构示意图，图1B为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的侧视结构示意图。如图1A、图1B所示，本发明的荧光转轮散热模块3适用于一激光投影系统(未图示)，且其由荧光转轮1、多个导风孔110以及扇叶2所构成，其中，荧光转轮1可为但不限为一金属圆盘结构，且其具有第一表面10以及与第一表面10相对应的第二表面11，第一表面10上可具有转轴12，但不以此为限，主要借由该转轴12与一马达(未图示)相连结，通过该马达的作动，以使转轴12带动荧光转轮1进行高速转动。以及，在荧光转轮1的第一表面10的周缘处设有一荧光外圈100，其主要由一荧光剂(未图示)涂布于该周缘区域所形成，用以供一激光光源L投射于其上进行荧光激发。

如图1A所示，在荧光转轮1上更具有多个导风孔110，且该多个导风孔110是穿越荧光转轮1的第一表面10及第二表面11而镂空设置，于本实施例中，该多个导风孔110为圆形的孔洞结构，但不以此为限，于另一些实施例中，该多个导风孔110亦可为水滴状的镂空孔洞结构、或是三角形的镂空孔洞结构，其形态可依照实际施作情形而任施变化。以及，以本实施例为例，该多个导风孔110为围绕转轴12而设置的环状排列方式进行设置，当然，其设置的方式及数量亦不以此为限，凡可穿越该荧光转轮1的第一表面10及第二表面11而设置，并可达到导引气流自第二表面11流至第一表面10的导风孔110均在本发明的保护范围内。

请续参阅图1B及图1C，其中图1C为本发明第一较佳实施例的荧光转轮散热模块的第二表面的结构示意图，如图1B及图1C所示，荧光转轮散热模块3更包括一扇叶2，且扇叶2设置于荧光转轮1的第二表面11上，于本实施例中，扇叶2为一离心扇叶结构，但不以此为限，于另一些实施例中，扇叶2亦可为轴流式扇叶结构。且扇叶2可以锁闩、贴附或是以其他扣具等方式附加设置于荧光转轮1的第二表面11上，其连接设置的方式可依照实际情形而任施变化。以下以本实施例的所采用的离心扇叶为例进行说明，其中扇叶2贴附设置于荧光转轮1的第二表面11上，且扇叶2具有入风口20及第一出风口21，入风口20设置于扇叶2的中心处，用以供气流导引流入扇叶2中，且第一出风口21设置于扇叶2的侧边，如此一来，当荧光转轮1通过马达的带动而以高速转动时，则设置于荧光转轮1的第二表面11上的扇叶2亦随之转动，进而带动气流自其入风口20流入扇叶2及荧光转轮1的第二表面11处，其后，一部分的侧向气流A1自扇叶2的第一出风口21而流出，该侧向气流A1以侧向的方式逸散，借由此方式以增加空气与该荧光转轮1的整体热交换的面积，并可将荧光转轮1的第二表面11上的热能带走。

又如图1B所示，该激光投影系统的一激光光源L投射于荧光外圈100上的一定点X处，以使激光光源L激发该荧光外圈100上的荧光剂，而产生不同波长的色光(未图示)，故当该荧光转轮1转动时，设置于其第二表面11上的扇叶2导引气流自扇叶2的入风口20进入，一部分侧向气流A1如前所述，会由扇叶2侧向的第一出风口21处流出，且由于荧光转轮1通常为金属材质所制成，例如：铝盘，故此侧向气流A1的流动可对金属材质的荧光转轮1进行大面积的散热作业，另一方面，一部分的穿越气流A2则会通过该多个导风孔110的导引，穿越荧光转轮1的第二表面而流至荧光转轮1的第一表面10处，以可对接受激光光源L照射的荧光外圈100进行散热。

请参阅图2，其为本发明第二较佳实施例的荧光转轮散热模块的侧视结构示意图。如图所示，本实施例的荧光转轮散热模块3由荧光转轮1、导风孔110、设置于荧光转轮1的第二表面11上扇叶2以及设置于荧光转轮1的第一表面10上的导风罩4所构成，于本实施例中，荧光转轮1、导风孔110及扇叶2的材质、结构与设置方式与前述实施例相仿，故不再赘述。惟于本实施例中，为使其散热效能更为明显，故于荧光转轮1的第一表面10上更套设一导风罩4，该导风罩4大致覆盖于荧光转轮1的第一表面10上，惟露出部分的荧光外圈100，故不会影响激光光源L照射于荧光转轮1的荧光外圈100的定点X处。且该导风罩4可以多样的方式连接、或是扣设于荧光转轮1的第一表面10上，其连接设置的方式不于此赘述，至于导风罩4的材质亦不限制，期可为塑料材质或是金属材质均可。

如图2所示，该导风罩4的内部具有一空间40，以供穿越气流A2于其中流动，且导风罩4与第一表面10之间更具有一第二出风口30，用以供该穿越气流A2流出。如此一来，当激光光源L照射于该荧光外圈100的定点X处，而导致该荧光转轮1蓄积大量的热能时，通过荧光转轮1的高速转动，进而使设置于荧光转轮1的第二表面11上的扇叶2随之转动，而将气流自其入风口20导入扇叶2中，并使其一部分的侧向气流A1由扇叶2侧向的第一出风口21流出，以大面积地带走蓄积于荧光转轮1上的热能，另一方面，通过导风孔110而使一部分的穿越气流A2穿越荧光转轮1的第二表面11而流至第一表面10处，且借由导风罩4的气流导引，使该穿越气流A2于导风罩4内部的空间40中循环，进而更可直接地对其第一表面10上的荧光外圈100进行散热，并使携热后的穿越气流A2可由导风罩4的第二出风口41逸出，且此穿越气流A2自第二出风口41逸出后，则可对激光光源L所照射的该荧光外圈100的定点X进行局部导风及散热，以将该定点X所蓄积的热能迅速带走。借此，则可通过原本的荧光转轮1的高速转动的带动，而大幅提升其散热效果，且由于此荧光转轮散热模块3可降低荧光外圈100的局部环境温度，使得温度更趋平均，故如欲提升激光光源L的能量时，则无须加大荧光转轮1的铝盘面积，换言之，若采用与公知相同的激光光源时，则通过本发明的荧光转轮散热模块3可达到减小荧光转轮1的体积空间，进而可减小激光投影系统的整体体积的功效；此外，由于荧光转轮1的散热效能增加了，故其相同大小的荧光转轮1可承受更高能量的激光光源L，故其亦具有可提升总亮度的功效。

综上所述，本发明提供一种激光投影系统的荧光转轮散热模块，其通过设置于荧光转轮的第二表面的扇叶以及导风孔，在荧光转轮高速转动时，可将气流自扇叶的入风口导入，并使一部分侧向气流自扇叶侧面的第一出风口流出，而一部分穿越气流则借由导风孔的导引，穿越第二表面而流至第一表面处，对该荧光转轮及接受该激光光源照射的该荧光外圈进行散热。借此，则可于荧光转轮既定的转动行程下，借由该散热模块而大幅提升其散热效能，而可降低其局部环境温度，同时可在相同的荧光转轮面积下承受更高能量的激光光源，进而可提升总亮度，以及无须增加荧光转轮的面积，故亦可达到节省其整体激光投影系统的体积空间的优点。

在一优选实施例中，配合设置于荧光转轮的第一表面的导风罩，以于荧光转轮高速转动时，可将气流自扇叶的入风口导入，并使一部分侧向气流自扇叶侧面的第一出风口流出，而一部分穿越气流则借由导风孔的导引，穿越第二表面而流至第一表面处，再由导风罩的导引，使该穿越气流可直接对荧光转轮的荧光外圈进行散热，借此，则可于荧光转轮既定的转动行程下，借由该散热模块而大幅提升其散热效能，而可降低其局部环境温度，同时可在相同的荧光转轮面积下承受更高能量的激光光源，进而可提升总亮度，以及无须增加荧光转轮的面积，故亦可达到节省其整体激光投影系统的体积空间的优点。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱所附权利要求所欲保护的范围。

Claims (5)

1.一种荧光转轮散热模块，适用于一激光投影系统，该荧光转轮散热模块包括：

一荧光转轮，具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面，于该第一表面的周缘处设有一荧光外圈；

多个导风孔，其穿越该荧光转轮的该第一表面及该第二表面而设置；

一扇叶，设置于该荧光转轮的该第二表面，且该扇叶具有一入风口及一第一出风口；以及

一导风罩，对应设置于该荧光转轮的该第一表面上，且具有至少一第二出风口；

其中，该激光投影系统的一激光光源投射于该荧光外圈的一定点处，当该荧光转轮转动时，该扇叶导引气流自该扇叶的该入风口进入，一部分气流由该扇叶的该第一出风口侧向流出，一部分气流则经由该多个导风孔穿越该荧光转轮的该第二表面而流至该第一表面，借由该导风罩将进入该第一表面的该穿越气流进行导引，以对该荧光转轮的该第一表面及该荧光外圈进行散热，并自该第二出风口流出。

2.如权利要求1项所述的荧光转轮散热模块，其中该荧光转轮具有一转轴，该转轴与一马达相连结，以带动该荧光转轮转动。

3.如权利要求1项所述的荧光转轮散热模块，其中该扇叶为一离心扇叶结构。

4.如权利要求1项所述的荧光转轮散热模块，其中该第一出风口设置于该扇叶的一侧边。

5.如权利要求1项所述的荧光转轮散热模块，其中该一部分风流通过该多个导风孔，将流入该第一表面的该穿越气流进行导引，以对该荧光转轮的该第一表面及该荧光外圈进行散热，并自该第二出风口流出，且于该第二出风口流出后，还能够对该激光光源所照射的该定点处进行局部导风及散热。