CN109031869B

CN109031869B - 投影装置及其波长转换模组

Info

Publication number: CN109031869B
Application number: CN201810892203.4A
Authority: CN
Inventors: 黄丽蓉; 陈文章
Original assignee: Qisda Optronics Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Current assignee: Qisda Optronics Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2038-08-07
Also published as: US10816881B2; CN109031869A; US20200050091A1

Abstract

本发明提供一种波长转换模组，用于设置在投影装置所发出的光线的传输路径上。波长转换模组包括驱动模组以及转盘。转盘具有轴孔、散热区以及波长转换区，轴孔连接驱动模组，散热区环绕轴孔，波长转换区环绕散热区且光线投射于波长转换区。其中，设置通孔的直径和通孔间的距离以使该波长转换模组具有第一共振频率以消除相同频率的噪音；或者，在波长转换区的外侧设置补偿散热区，以补偿该散热区因开设通孔带来的散热面积的减小。

Description

投影装置及其波长转换模组

技术领域

本发明涉及一种投影装置，尤其是涉及一种使用色轮的投影装置及其所使用的波长转换模组。

背景技术

现有技术提供一种数字光处理投影装置(digital light processingprojector；DLP projector)，利用色轮来对光源进行分光。色轮具有多个对应不同颜色的滤光区，透过转动色轮，使光源打在不同颜色分区后能产生多色光。上述投影装置中常见的光源架构为使用蓝色激光，并在色轮上设置荧光粉，使蓝色激光激发荧光粉而产生波长较长的绿光与红光。

由于色轮由马达转动，然而荧光粉被激光激发后转换波长所产生的高温废热容易传导至马达，导致马达过热而运作失常，进一步影响马达的寿命及色轮的运作。此外，基于上述原因，色轮本体与邻近元件投影装置通常设置有额外的散热装置或加强风扇散热，然而额外的散热装置需额外成本及加强风扇驱动模组的运转往往形成更多的噪音。缘此，现有技术的投影装置仍有改善的空间。

发明内容

本发明提出一种波长转换模组及投影装置，以解决上述问题。

本发明提供了一种波长转换模组，用于设置在投影装置所发出的光线的传输路径上，该波长转换模组包括：

转盘，该转盘具有第一表面以及与该第一表面相背的第二表面，该第一表面具有波长转换区以及散热区，该波长转换区环绕该散热区，其中，该散热区包括多个贯穿该转盘并连接该第一表面与该第二表面的通孔；以及

波长转换层，设置于该第一表面的该波长转换区，用以转换该光线的波长；

其中，该波长转换模组具有第一共振频率f，每一该通孔具有直径d，每相邻的两个该通孔之间具有距离D，且该第一共振频率f、该直径d与该距离D符合下列关系：

其中，c为光速，t为该转盘的厚度，L为该转盘的该第二表面上的空气层厚度。

较佳的，该多个通孔具有总通孔面积，且该总通孔面积与该散热区的面积的比值在5％与20％之间。

较佳的，该直径d在3mm至6mm之间；和/或，该距离D在5mm至30mm之间。

较佳的，该转盘具有轴孔，用以与驱动模组相接，该散热区环绕该轴孔，其中，该多个通孔包括多个第一通孔以及多个第二通孔，该多个第一通孔以该轴孔为中心环形分布于该转盘，该多个第二通孔设置于每两相邻的该第一通孔之间，且较该两相邻的第一通孔靠近该波长转换区。

本发明还提供了一种波长转换模组，用于设置在投影装置所发出的光线的传输路径上，其特征在于，该波长转换模组包括：

转盘，该转盘具有第一表面以及与该第一表面相背的第二表面，该第一表面具有波长转换区、散热区以及补偿散热区，该波长转换区环绕该散热区，该补偿散热区环绕该波长转换区，其中，该散热区包括多个贯穿该转盘并连接该第一表面与该第二表面的通孔；以及

波长转换层，设置于该第一表面的该波长转换区，用以转换该光线的波长。

较佳的，该波长转换模组具有第一共振频率f，每一该通孔具有直径d，每相邻的两该通孔之间具有距离D，且该第一共振频率f、该直径d与该距离D符合下列关系：

其中，c为光速，t为该转盘之一厚度，L为该转盘的该第二表面上之一空气层厚度。

本发明还提供了一种投影装置，其特征在于，该投影装置包含：

如上所述的波长转换模组；光源模组，用以发出该光线；以及驱动模组，连接于该波长转换模组以驱动该转盘转动。

驱动模组；以及

转盘，该转盘具有轴孔、散热区以及波长转换区，该轴孔连接该驱动模组，该散热区环绕该轴孔，该波长转换区环绕该散热区且该光线投射于该波长转换区，其中，该散热区包括多个通孔贯穿该转盘，该多个通孔包括多个第一通孔以及多个第二通孔，该多个第一通孔以该轴孔为中心环形分布于该转盘，该多个第二通孔设置于每两相邻的该第一通孔之间，且较该两相邻的第一通孔靠近该波长转换区。

较佳的，还包括：补偿散热区，该补偿散热区环绕该波长转换区，其中，该补偿散热区的体积等于该多个通孔的体积。

如上所述的波长转换模组；以及光源模组，用以发出该光线。

与现有技术相比，本发明的一种波长转换模组及投影装置，包括转盘和波长转换层，转盘中包括波长转换区以及开设有通孔的散热区，其中，通过对散热区通孔的特殊设计，使其在阻断对轴心处热传播的同时，还能够消除特定频率的噪音，降低波长转换模组工作时产生的噪音；此外，通孔的分布设计还可以帮助波长转换模组达到配重平衡，有助其工作时的稳定运转。本发明的另一种波长转换模组及投影装置，包括转盘和波长转换层，转盘中包括开设有通孔的散热区、波长转换区以及散热补偿区，其通过在转盘中的波长转换区外侧设置散热补偿区，使整个波长转换模组的散热效果不会因散热区开设通孔而降低或劣化，确保良好的散热效果，确保波长转换模组不因过热而影响正常使用，延长波长转换模组的使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例的投影装置的示意图。

图2A至图2C分别为本发明第一实施例的转盘、波长转换层以及波长转换模组。

图3为本发明第一实施例的波长转换模组的一变化实施例。

图4A至图4C分别为本发明第二实施例的转盘、波长转换层以及波长转换模组。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

以下通过特定的具体实施例并配合图1至图4C以说明本发明所公开的投影装置以及波长转换模组的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。然而，以下所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围，在不悖离本发明构思精神的原则下，本领域技术人员可基于不同观点与应用以其他不同实施例实现本发明。在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种投影装置U，其具有波长转换模组Z、光源模组A、以及驱动模组M。波长转换模组Z包括转盘1，其通过驱动模组M驱动而转动。转盘1具有第一表面101以及第二表面102，且以第一表面101接受发自光源模组A的光线B。本实施例以穿透式光路架构的投影装置U为例说明，然而，本发明不限于此。在其他实施例中，本发明的投影装置U也可使用反射式光路架构，使波长转换模组Z反射光线B。

请配合参阅图1及图2A，其显示图1的转盘1。本实施例中，转盘1的第一表面101具有波长转换区101a以及散热区101b，且波长转换区101a环绕散热区101b。散热区101b具有多个贯穿转盘1并连接第一表面101与第二表面102的通孔H。转盘通过轴孔S与驱动模组M相连接。

请参阅图2B，当投影装置U使用反射式光路架构时，波长转换模组Z还进一步包括波长转换层2，其设置于转盘1的波长转换区101a上，如图2C所示。波长转换层2由可转换光线B波长的物质组成，其可例如为荧光粉层，受光线B的激发而产生波长不同于光线B波长的光，并将波长转换后的光投射出投影装置U。

请配合参阅图1及图2C，本实施例中，波长转换模组Z具有第一共振频率f，上述每一通孔H具有直径d，每相邻的两通孔H之间具有距离D，且第一共振频率f、直径d与距离D符合下列关系：

其中，c为光速，t为该转盘的厚度，L为该转盘的该第二表面上的空气层厚度。明确来说，如图2C所示，本实施例中，L为第二表面102对应第一表面101接受光线B的部分至投影装置U之间的垂直距离。本实施例中，藉由使通孔H的尺寸以及通孔H之间的距离符合上列公式，可使波长转换模组Z运转时具有第一共振频率f。藉此，当第一共振频率f等于本实施例的投影装置U欲降噪的频率，可消除该与第一共振频率f同频的噪音。换句话说，当已知一欲消除的噪音频率f’，则通过通孔H尺寸与间距的调整，使波长转换模组Z的第一共振频率f等于该噪音频率f’，可达到消除该噪音频率的效果。

进一步来说，本实施例中，通孔H直径d较佳在3mm至6mm之间，距离D较佳在5mm至30mm之间，且散热区101b的所有通孔H具有总通孔面积，总通孔面积与散热区的面积比较佳在5％至20％之间。上述仅为本实施例中的较佳实施方式，本发明不限于此。优选的，所有通孔H以轴孔S为中心环形分布于转盘1的散热区101b。

请参阅图3，其显示第一实施例的一变化实施例。本变化实施例中，除了依上述第一共振频率公式排列通孔H，还可进一步依下列方式排列。如图3所示，通孔H分为多个第一通孔H1与多个第二通孔，其中多个第一通孔H1以轴孔S为中心环形分布于转盘1，多个第二通孔H2设置于每两相邻的第一通孔H1之间，且较该两相邻的第一通孔H1靠近波长转换区101a(被波长转换层2覆盖)。详细来说，本变化实施例藉由将第一通孔H1环绕轴孔S环形排列，且第二通孔H2与第一通孔H1交错排列，可使转盘1在每一径向上皆大致设有一个第一通孔H1或一个第二通孔H2以进行散热，以更有效地阻隔波长转换层2所产生的热量沿径向而内传至轴孔S。

藉由上述技术手段，本实施例在散热区101b设置多个通孔H，并藉由调整通孔H的直径d及间距D，使波长转换模组Z具有一第一共振频率f，以消除波长转换模组Z本身产生的噪音频率。此外，本实施例的波长转换模组Z透过通孔H而对波长转换层2产生的废热进行散热，可避免驱动模组M接收波长转换层2传递的热量而导致过热。

值得一提的是，通孔H的设置可进一步协助波长转换模组Z达到配重平衡。举例而言，在满足上述第一共振频率公式、达到降低热量传递至驱动模组M的前提下，可依据波长转换模组Z整体的配重需求而移动通孔H的位置，以使达到配重平衡。

另外，波长转换模组Z还可与驱动模组M组装一体，或者说，波长转换模组Z还可包含驱动模组M。该驱动模组M与转盘1中的轴孔S连接，转盘1中的散热区环绕轴孔S设置。其他通孔H、波长转换区101a等设置参考前文所述，此处不再赘述。

第二实施例

请参阅图4A至图4C，其显示本发明第二实施例的转盘1、波长转换层2以及波长转换模组Z。本实施例与第一实施例相同的元件具有相同的元件标号，且具有相似的功能，于此不再赘述。请参阅图4A，本实施例与第一实施例的主要差异点在于，转盘1的第一表面101具有波长转换区101a、散热区101b以及补偿散热区101c。波长转换区101a环绕散热区101b，且补偿散热区101c环绕波长转换区101a。

较佳的，补偿散热区101c可由金属材料制成，用以弥补散热区101b因设置通孔H而损失的散热面积。因此，较佳的，补偿散热区101c体积可约略等于通孔H的总体积，以弥补通孔H的设置而损失的散热面积。补偿散热区101c可沿转盘1的径向向外扩散波长转换层2产生的热量，进一步提高波长转换模组Z的散热效果，避免驱动模组M发生过热。

综合上述，本发明的投影装置及波长转换模组通过「散热区101b包括多个贯穿转盘1并连接第一表面101与第二表面102的通孔H」，以有效阻隔波长转换层处产生的热量沿径向内传至轴孔处，以避免影响马达的寿命和色轮的运作。可通过上述通孔的开设，降低噪音，具体降低的噪音中心频率可通过安排通孔的尺寸及间距获得；还可通过上述通孔的开设平衡波长转换模组的配重；为了补偿通孔开设带来的散热效果的减弱，可在波长转换区的外侧围设补偿散热区。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种波长转换模组，用于设置在投影装置所发出的光线的传输路径上，其特征在于，该波长转换模组包括：

其中，c为光速，t为该转盘的厚度，L为该转盘的该第二表面上的空气层厚度；设置该直径d与该距离D，以使得根据上述关系获得的该第一共振频率f等于目标噪音频率。

2.如权利要求1所述的波长转换模组，其特征在于：多个该通孔具有总通孔面积，且该总通孔面积与该散热区的面积的比值在5％与20％之间。

3.如权利要求1所述的波长转换模组，其特征在于：该直径d在3mm至6mm之间；和/或，该距离D在5mm至30mm之间。

4.如权利要求1所述的波长转换模组，其特征在于：该转盘具有轴孔，用以与驱动模组相接，该散热区环绕该轴孔，其中，多个该通孔包括多个第一通孔以及多个第二通孔，该多个第一通孔以该轴孔为中心环形分布于该转盘，该多个第二通孔设置于每两相邻的第一通孔之间，且较该两相邻的第一通孔靠近该波长转换区。

5.如权利要求1所述的波长转换模组，其特征在于：该波长转换模组还包括补偿散热区，该补偿散热区环绕该波长转换区。

6.如权利要求5所述的波长转换模组，其特征在于，还包括：

该补偿散热区的体积等于多个该通孔的体积。

7.一种投影装置，其特征在于，该投影装置包含：

如权利要求1至6中任一项所述的波长转换模组；光源模组，用以发出该光线；以及驱动模组，连接于该波长转换模组以驱动该转盘转动。