CN106483746A - 波长转换装置及投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波长转换装置及投影机，其中，波长转换装置适于转换一激发光束的波长。波长转换装置包括一主体、一中间连接层及一波长转换胶层。主体具有一反射面，其中反射面具有一第一区域及一第二区域，第二区域位于激发光束的传递路径上。中间连接层配置于第一区域上而曝露第二区域。波长转换胶层胶合于中间连接层且覆盖第二区域，其中激发光束适于通过波长转换胶层而被第二区域反射。本发明可确保主体的反射面具有良好的反射能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学装置及投影机，且特别涉及一种波长转换装置及具有此波长转换装置的投影机。
背景技术
近年来以发光二极管(light-emitting diode,LED)和激光二极管(laser diode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。由于激光二极管相较于发光二极管具有高于约20％的发光效率，为了突破发光二极管的光源限制，因此渐渐发展了以激光光源激发荧光粉而产生投影机所需用的纯色光源。此外，激光投影装置使用激光二极管所提供的激光光束激发荧光粉发光，作为投影机的照明光源，以达到投影机具有各种不同亮度的需求。因此，采用激光光源装置作为光源系统的投影机架构具有非常大的潜力能够取代传统高压汞灯的方式，而成为新一代主流投影机的光源。
在目前的激光投影机中，一般是将荧光粉胶层涂布于高反射率的金属基板上来构成荧光粉轮(phosphor wheel)，再通过激光光源装置所发出的激光光束激发荧光粉轮的金属基板上的荧光粉胶层，以产生不同颜色的光束(如绿光及黄光)，且亦可经由金属基板上的镂空开槽或金属基板上配置透光板而使激光光束(如蓝光)直接通过荧光轮，藉以产生各种色光。详细而言，若直接将荧光粉胶层涂布于金属基板上，可能因荧光粉胶层的荧光粉浓度较高而使荧光粉胶层与金属基板之间产生胶合性差的问题，导致荧光粉胶层容易从荧光粉轮的金属基板脱落。另一方面，若为了解决上述胶合性不佳的问题而使用改质剂作为荧光粉胶层与金属基板之间的胶合媒介，则可能因改质剂与金属基板的化学反应而降低金属基板的反射能力，进而降低激光投影机的光学品质。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，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普通技术人员所知道 的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种波长转换装置，其主体可与波长转换胶层稳固地相结合，且可确保主体的反射面具有良好的反射能力。
本发明提供一种投影机，投影机具有波长转换装置，波长转换装置的主体可与波长转换胶层稳固地相结合，且可确保主体的反射面具有良好的反射能力。
本发明的其他目的和优点可以从本发明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，本发明的一实施例提出一种波长转换装置，适于转换一激发光束的波长。波长转换装置包括一主体、一中间连接层及一波长转换胶层。其中，主体具有一反射面，反射面具有一第一区域及一第二区域，第二区域位于激发光束的传递路径上。中间连接层配置于第一区域上而曝露第二区域。波长转换胶层胶合于中间连接层且覆盖第二区域，激发光束适于通过波长转换胶层而被第二区域反射。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种波长转换装置，适于转换一激发光束的波长。波长转换装置包括一主体、一中间胶层及一波长转换胶层。主体具有一反射面，其中反射面位于激发光束的传递路径上。中间胶层胶合于反射面，且中间胶层的材质包括胶体及荧光粉。波长转换胶层胶合于中间胶层，其中激发光束适于通过波长转换胶层而被反射面反射。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影机，包括一激发光源装置、一波长转换装置、一光阀及一投影镜头。激发光源装置适于提供一激发光束。波长转换装置适于转换激发光束的波长。波长转换装置包括一主体、一中间连接层及一波长转换胶层。主体具有一反射面，其中反射面具有一第一区域及一第二区域，第二区域 位于激发光束的传递路径上。中间连接层配置于第一区域上而曝露第二区域。波长转换胶层胶合于中间连接层且覆盖第二区域，其中激发光束适于通过波长转换胶层而被第二区域反射。光阀位于激发光束的传递路径上且适于将激发光束转换成一影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上且适于将影像光束转换成一投影光束。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影机，包括一激发光源装置、一波长转换装置、一光阀及一投影镜头。激发光源装置适于提供一激发光束。波长转换装置适于转换激发光束的波长。波长转换装置包括一主体、一中间胶层及一波长转换胶层。主体具有一反射面，其中反射面位于激发光束的传递路径上。中间胶层胶合于反射面，且中间胶层的材质包括胶体及荧光粉。波长转换胶层胶合于中间胶层，其中激发光束适于通过波长转换胶层而被反射面反射。光阀位于激发光束的传递路径上且适于将激发光束转换成一影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上且适于将影像光束转换成一投影光束。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明采用中间连接层作为波长转换胶层与主体之间的胶合媒介，而使波长转换装置的主体可与波长转换胶层稳固地相结合，进而延长波长转换装置的使用寿命。其中，主体的反射面的第二区域位于激发光束的传递路径上，且可将中间连接层设置为曝露此第二区域而使激发光束不会通过中间连接层，以避免中间连接层降低波长转换装置对激发光束的波长转换效率及反射效率。此外，中间连接层可为包含胶体及荧光粉的中间胶层，如此可通过将此中间胶层的荧光粉浓度设置为低于波长转换胶层的荧光粉浓度而使此胶层具有较佳的胶合力，以将波长转换胶层稳固地胶合于主体。
为让本发明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
图1是本发明一实施例的投影机的示意图。
图2是图1的波长转换装置的立体图。
图3是图2的波长转换装置的分解图。
图4是本发明另一实施例的波长转换装置的立体图。
图5是图4的波长转换装置的分解图。
图6是本发明另一实施例的波长转换装置的立体图。
图7是图6的波长转换装置的分解图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选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发明。
图1是本发明一实施例的投影机的示意图。请参考图1，本实施例的投影机100包括一激发光源110、一波长转换装置120、一光阀130及一投影镜头140。激发光源110例如是激光光源且适于提供一激发光束L1，而波长转换装置120例如是荧光粉轮(phosphor wheel)，波长转换装置120位于激发光束L1的传递路径上且适于转换激发光束L1的波长，以产生具有不同波长的转换光束。光阀130位于激发光束L1及转换光束的传递路径上且适于将激发光束L1及转换光束转变成一影像光束L2。投影镜头140位于影像光束L2的传递路径上且适于将影像光束L2转换成一投影光束L3。
图2是图1的波长转换装置的立体图。图3是图2的波长转换装置的分解图。请参考图2及图3，本实施例的波长转换装置120包括一主体122、一中间连接层124及一波长转换胶层126。主体122具有一反射面122a及一光穿透区122b，且波长转换装置120例如为适于以中心轴旋转的荧光粉轮，则反射面122a及光穿透区122b会依序地移入图1所示的激发光束L1的传递路径上。反射面122a具有一第一区域R1及一第二区域R2，第一区域R1围绕第二区域R2，且第二区域R2位于图1所示的激发光束L1的传递路径上。在本实施例中，第一区域R1及第二区域R2是环状配置于反射面122a，而第一区域R1(如图3中实线框与虚线框之间的区域)与第二区域R2(如图3中虚线框区域)的边缘相邻设置。中间连接层124贴附于反射面122a上，中间连接层124配置于第一区域R1上而曝露第二区域R2。波长转换胶层126的边缘胶合于中间连接层124，且波长转换胶层126覆盖并胶 合于第二区域R2，其中波长转换胶层126的材质包括胶体及荧光粉而为荧光胶层。图1所示的激发光束L1适于通过波长转换胶层126而被反射面122a的第二区域R2反射。
在上述配置方式之下，中间连接层124作为波长转换胶层126与主体122之间的胶合媒介，而使波长转换装置120的主体122可与波长转换胶层126稳固地相结合，进而延长波长转换装置120的使用寿命。其中，主体122的反射面122a的第二区域R2位于图1所示的激发光束L1的传递路径上，且中间连接层124设置为曝露此第二区域R2，而使激发光束L1不会通过位于第一区域R1的中间连接层124，以避免中间连接层124降低波长转换装置120对激发光束L1的波长转换效率及反射效率。
本实施例的中间连接层124例如为包含胶体及荧光粉的中间胶层，且此中间胶层的荧光粉浓度设置为低于波长转换胶层126的荧光粉浓度而使此中间胶层具有较佳的胶合力，以将波长转换胶层126稳固地胶合于波长转换装置120的主体122，藉此，波长转换胶层126于波长转换装置120作动时不易脱落。举例来说，中间连接层124的荧光粉浓度例如是20％-60％，而波长转换胶层126的荧光粉浓度例如是60％-90％。中间连接层124亦可不包含荧光粉而为纯胶体，以提供较强的黏结能力，使波长转换胶层126更稳固地胶合于波长转换装置120的主体122上。在本实施例中，所述中间胶层(即中间连接层124)的厚度例如是0.01-0.05mm，且所述中间胶层可包含硅胶、陶瓷胶或其他适当种类的胶体，本发明不对此加以限制。
在本实施例中，波长转换装置120的主体122的光穿透区122b邻接反射面122a且例如由具有抗反射镀膜的玻璃所构成。波长转换胶层126具有一第一波长转换区126a及一第二波长转换区126b，第一波长转换区126a及第二波长转换区126b具有不同的荧光粉，可被激发出不同颜色、波长的光束，第一波长转换区126a覆盖反射面122a的第二区域R2的一部分，且第一波长转换区126a对应第二区域R2的该部分与位于第一区域R1的中间连接层124胶合，第二波长转换区126b覆盖反射面122a的第二区域R2的另一部分，且第二波长转换区126b对应第二区域R2的该另一部分与位于第一区域R1的中间连接层124胶合。
承上，主体122例如是具有高反射镀膜的圆盘状金属基板且适于被驱 动而以中心轴旋转，以带动光穿透区122b、第一波长转换区126a及第二波长转换区126b依序移至图1所示的激发光束L1的传递路径上。波长转换胶层126适于通过第一波长转换区126a将激发光束L1(例如为蓝光)转换为具有一第一波长的第一转换光束(例如为绿光)，且适于通过第二波长转换区126b将激发光束L1转换为具有一第二波长的一第二转换光束(例如为黄光)，但光束的颜色不限于此，其中第一波长不同于第二波长，且第一波长与第二波长皆不同于未通过波长转换装置120的激发光束L1的波长。激发光束L1亦可经由主体122上的光穿透区122b而直接通过主体122。藉此，激发光束L1通过波长转换装置120后可产生各种不同颜色的光束。
图4是本发明另一实施例的波长转换装置的立体图。图5是图4的波长转换装置的分解图。在图4及图5的波长转换装置220中，主体222、反射面222a、第一区域R1’(如图5中实线框与虚线框之间的区域)、第二区域R2’(如图5中虚线框区域)、光穿透区222b、中间连接层224、波长转换胶层226、第一波长转换区226a、第二波长转换区226b的配置与作用方式类似于图2及图3的主体122、反射面122a、第一区域R1、第二区域R2、光穿透区122b、中间连接层124、波长转换胶层126、第一波长转换区126a、第二波长转换区126b的配置与作用方式，于此不再赘述。
图4及图5的波长转换装置220与图2及图3的波长转换装置120的不同处在于，中间连接层224并非胶层而是改质剂。改质剂与主体222的反射面222a的第一区域R1’产生化学反应，使反射面222a的第一区域R1’的表面性质发生变化，进而使改质剂结合于反射面222a的第一区域R1’，且改质剂对于波长转换胶层226来说是较佳的胶合界面，故波长转换胶层226可通过改质剂的设置而稳固地结合至反射面222a，且波长转换胶层226覆盖并胶合于第二区域R2’。主体222的反射面222a的第二区域R2’位于图1所示的激发光束L1的传递路径上，且改质剂设置为曝露此第二区域R2’而使激发光束L1不会通过位于第一区域R1’的改质剂。由于改质剂并未结合于反射面222a的第二区域R2’，故可避免改质剂与第二区域R2’产生化学反应而降低第二区域R2’对激发光束的反射能力。在本实施例中，改质剂的厚度例如是0.001-0.01mm，且改质剂的材质包括有机硅基或其他适当改质材料，本发明不对此加以限制。
图6是本发明另一实施例的波长转换装置的立体图。图7是图6的波长转换装置的分解图。在图6及图7的波长转换装置320中，主体322、反射面322a、第一区域R1”(如图7中实线框与虚线框之间的区域)、第二区域R2”(如图7中虚线框区域)、光穿透区322b、中间连接层324、波长转换胶层326、第一波长转换区326a、第二波长转换区326b的配置与作用方式，类似于图2及图3的主体122、反射面122a、第一区域R1、第二区域R2、光穿透区122b、中间连接层124、波长转换胶层126、第一波长转换区126a、第二波长转换区126b的配置与作用方式，于此不再赘述。
波长转换装置320与波长转换装置120的不同处在于，中间连接层324除了胶合于反射面322a的第一区域R1”亦胶合于反射面322a的第二区域R2”，以使中间连接层324更稳固地胶合于波长转换胶层326与反射面322a之间。在本实施例中，若中间连接层324为包含荧光粉与胶体的中间胶层，则此中间胶层在对应于第一波长转换区326a的部分所包含的荧光粉种类相同于第一波长转换区326a所包含的荧光粉种类，且此中间胶层在对应于第二波长转换区326b的部分所包含的荧光粉种类系相同于第二波长转换区326b所包含的荧光粉种类。此中间胶层的荧光粉浓度设置为低于其所对应的波长转换区326a,326b的荧光粉浓度，而使此中间胶层具有较佳的胶合力，以将波长转换胶层326稳固地胶合于波长转换装置320的主体322。。中间连接层324亦可为不包含荧光粉的纯胶体，本发明不对此加以限制。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明采用中间连接层作为波长转换胶层与主体之间的胶合媒介，而使波长转换装置的主体可与波长转换胶层稳固地相结合，进而延长波长转换装置的使用寿命。其中，主体的反射面的第二区域位于激发光束的传递路径上，且可将中间连接层设置为曝露此第二区域而使激发光束不会通过中间连接层，以避免中间连接层降低波长转换装置对激发光束的波长转换效率及反射效率。具体而言，中间连接层可为改质剂，改质剂对于波长转换胶层来说是较佳的胶合界面，且通过改质剂与反射面的化学反应可使改质剂结合至反射面，故波长转换胶层可透过改质剂而稳固地结合于主体的反射面。承上，通过将改质剂设置为未结合于反射面的第二区域，可避免改质剂与第二区域产生化学反应而降低第二区域对激发光束的反射能力。此外，中 间连接层亦可为包含胶体及荧光粉的中间胶层，此中间胶层的荧光粉浓度设置为低于波长转换胶层的荧光粉浓度而使此中间胶层具有较佳的胶合力，以将波长转换胶层稳固地胶合于波长转换装置的主体。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“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。
【符号说明】
100：投影机
110：激发光源
120、220、320：波长转换装置
122、222、322：主体
122a、222a、322a：反射面
122b、222b、322b：光穿透区
124、224、324：中间连接层
126、226、326：波长转换胶层
126a、226a、326a：第一波长转换区
126b、226b、326b：第二波长转换区
130：光阀
140：投影镜头
L1：激发光束
L2：影像光束
L3：投影光束
R1、R1’、R1”：第一区域
R2、R2’、R2”：第二区域。
Claims (28)
1.一种波长转换装置，适于转换一激发光束的波长，所述波长转换装置包括：一主体、一中间连接层以及一波长转换胶层；其中，
所述主体具有一反射面，所述反射面具有一第一区域及一第二区域，所述第二区域位于所述激发光束的传递路径上，
所述中间连接层配置于所述第一区域上而曝露所述第二区域，以及
所述波长转换胶层胶合于所述中间连接层且覆盖所述第二区域，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述第二区域反射。
2.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层的材质包括胶体及荧光粉。
3.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述中间连接层为一改质剂。
4.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述中间连接层为一胶层。
5.如权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述改质剂的材质包括有机硅基。
6.如权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述改质剂与所述反射面的所述第一区域产生化学反应而使所述改质剂结合于所述反射面的所述第一区域。
7.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一区域至少部分地围绕所述第二区域。
8.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层的至少部分边缘胶合于所述中间连接层。
9.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层具有一第一波长转换区及一第二波长转换区，且所述主体适于旋转而带动所述第一波长转换区及所述第二波长转换区依序移至所述激发光束的传递路径上，所述第一波长转换区覆盖所述第二区域的一部分，所述第二波长转换区覆盖所述第二区域的另一部分，所述波长转换胶层适于通过所述第一波长转换区将所述激发光束转换为具有一第一波长的第一转换光束，且适于通过所述第二波长转换区将所述激发光束转换为具有一第二波长的一第二转换光束，所述第一波长不同于所述第二波长。
10.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层胶合于所述第二区域。
11.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述主体具有一光穿透区，所述光穿透区邻接该反射面。
12.一种波长转换装置，适于转换一激发光束的波长，所述波长转换装置包括：一主体、一中间胶层以及一波长转换胶层；其中，
所述主体具有一反射面，所述反射面位于所述激发光束的传递路径上，
所述中间胶层胶合于所述反射面，且所述中间胶层的材质包括胶体及荧光粉，以及
所述波长转换胶层胶合于所述中间胶层，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述反射面反射。
13.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层的材质包括胶体及荧光粉，且所述中间胶层的荧光粉浓度低于所述波长转换胶层的荧光粉浓度。
14.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层及所述中间胶层而被所述反射面反射。
15.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射面具有一第一区域及一第二区域，所述第二区域位于所述激发光束的传递路径上，所述中间胶层胶合于所述第一区域上而曝露所述第二区域，所述波长转换胶层胶合于所述中间胶层且覆盖所述第二区域，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述第二区域反射。
16.如权利要求15所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层胶合于所述第二区域。
17.如权利要求15所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一区域至少部分地围绕所述第二区域。
18.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层的至少部分边缘胶合于所述中间胶层。
19.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换胶层具有一第一波长转换区及一第二波长转换区，且所述主体适于旋转而带动所述第一波长转换区及所述第二波长转换区依序移至所述激发光束的传递路径上，所述第一波长转换区覆盖所述反射面的一部分，所述第二波长转换区覆盖所述反射面的另一部分，所述波长转换胶层适于通过所述第一波长转换区将所述激发光束转换为具有一第一波长的一第一转换光束，且适于通过所述第二波长转换区将所述激发光束转换为具有的一第二波长的一第二转换光束，所述第一波长不同于所述第二波长。
20.如权利要求12所述的波长转换装置，其特征在于，所述主体具有一光穿透区，所述光穿透区邻所述反射面。
21.一种投影机，包括：
一激发光源装置，适于提供一激发光束；
一波长转换装置，适于转换所述激发光束的波长，所述波长转换装置包括一主体、一中间连接层以及一波长转换胶层，其中，
该主体具有一反射面，所述反射面具有一第一区域及一第二区域，所述第二区域位于所述激发光束的传递路径上，
该中间连接层配置于所述第一区域上而曝露所述第二区域，
该波长转换胶层胶合于所述中间连接层且覆盖所述第二区域，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述第二区域反射；
一光阀，位于所述激发光束的传递路径上且适于将所述激发光束转换成一影像光束；以及
一投影镜头，位于所述影像光束的传递路径上且适于将所述影像光束转换成一投影光束。
22.如权利要求21所述的投影机，其特征在于，所述波长转换胶层的材质包括胶体及荧光粉。
23.如权利要求21所述的投影机，其特征在于，所述中间连接层为一改质剂，且所述改质剂与所述反射面的所述第一区域产生化学反应而使所述改质剂结合于所述反射面的所述第一区域。
24.如权利要求21所述的投影机，其特征在于，所述中间连接层为一胶层。
25.一种投影机，包括：
一激发光源装置，适于提供一激发光束；
一波长转换装置，适于转换所述激发光束的波长，所述波长转换装置包括一主体、一中间连接层以及一波长转换胶层，其中，
该主体具有一反射面，所述反射面位于激发所述光束的传递路径上，
该中间胶层胶合于所述反射面，且所述中间胶层的材质包括胶体及荧光粉，
该波长转换胶层胶合于所述中间胶层，其中所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述反射面反射；
一光阀，位于所述激发光束的传递路径上且适于将所述激发光束转换成一影像光束；以及
一投影镜头，位于所述影像光束的传递路径上且适于将所述影像光束转换成一投影光束。
26.如权利要求25所述的投影机，其特征在于，所述波长转换胶层的材质包括胶体及荧光粉，且所述中间胶层的荧光粉浓度低于所述波长转换胶层的荧光粉浓度。
27.如权利要求25所述的投影机，其特征在于，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层及所述中间胶层而被所述反射面反射。
28.如权利要求25所述的投影机，其特征在于，所述反射面具有一第一区域及一第二区域，所述第二区域位于所述激发光束的传递路径上，所述中间胶层胶合于所述第一区域上而曝露所述第二区域，所述波长转换胶层胶合于所述中间胶层且覆盖所述第二区域，所述激发光束适于通过所述波长转换胶层而被所述第二区域反射。
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