CN109613789B - 光机模组及包含此光机模组的投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光机模组及包含此光机模组的投影装置。光机模组包含光机壳体、光转换器及散热管，其中光机壳体具有出音口；光转换器设置于光机壳体内，光转换器作动而产生异音；散热管设置于光机壳体并位于光机壳体外，散热管连通出音口，散热管将于光机壳体的热传导至光机壳体外，异音自出音口进入散热管并经散热管反射回到出音口形成反射声波，散热管具有使得反射声波与异音具有180度的相位差的管长。

Description

光机模组及包含此光机模组的投影装置

技术领域

本发明涉及投影领域，尤其涉及一种整合散热及减噪的光机模组及包含此光机模组的投影装置。

背景技术

投影机的成像原理是藉由光源产生光线，并通过光机系统将光线调变成多个有色光讯号，再通过光学元件(例如反射镜、透镜等)与成像元件(例如DMD、LCD)把有色光讯号转成光影像讯号经镜头投射在荧幕或墙面上而形成影像。然而，光机系统通常包含因作动而会产生热及/或异音的元件(例如色轮、致动元件等)，尤其是将光机系统整合于光机壳体内成为模组形式时，投影机的操作品质不仅受限于光机模组的散热，更因为异音在光机壳体中产生音箱效应而使得异音变得更大声，进一步严重地影响投影机的操作品质。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种光机模组，其具有整合散热及减噪的散热管。

为达到上述目的，本发明提供了一种光机模组，用于投影装置，其包含：

光机壳体，具有出音口；

光转换器，设置于该光机壳体内，该光转换器作动产生异音；以及

散热管，设置于该光机壳体并位于该光机壳体外，该散热管连通该出音口，该散热管将于该光机壳体的热传导至该光机壳体外，

其中该异音自该出音口进入该散热管、并经该散热管反射回到该出音口形成反射声波，该散热管具有管长，该管长使得该反射声波与该异音具有180度的相位差。

于一实施例，该散热管为T型管，且该T型管包含直立部及水平部，该直立部连通该出音口及该水平部，该异音经由该水平部反射形成该反射声波。

于一实施例，该散热管包含多个线型管，该多个线型管并排设置且两端相互交错连通，该多个线型管的总管长为该散热管的该管长，且该管长为该异音的波长的四分之一。于一实施例，该多个线型管沿该光机壳体的表面并排设置或沿该表面的法线方向并排设置。

于一实施例，还包含多个该散热管，且该多个散热管具有不同的该管长，以形成多个该反射声波，且该多个反射声波对应不同波长的该异音。

于一实施例，该光转换器包含色轮和致动元件中的至少一个。

为达到上述目的，本发明还提供了一种投影装置，其包含：

光源模组，提供光线；以及

如上所述的光机模组，该光机壳体具有入光口及出光口，该光线自该入光口进入该光机模组，该光机模组将该光线调变为调变光线，该调变光线自该出光口射出。

于一实施例，还包含成像元件，其中该光转换器包含致动元件；该致动元件对应该成像元件设置，以依据该光线形成该调变光线，且导引该调变光线自该出光口射出至该成像元件的第一位置或第二位置；且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

于一实施例，还包含成像元件，其中该光转换器包含致动元件及色轮，该色轮转动以依据该影像讯号调变该光线的颜色而形成该调变光线，该致动元件导引该调变光线以自该出光口射出至该成像元件的第一位置或第二位置，且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

于一实施例，该致动元件包含框架及透镜，该透镜可动地设置于该框架，且该透镜相对于该框架移动，而相对于该框架具有第一倾斜角度或第二倾斜角度，以使该调变光线被导引至该成像元件的该第一位置或该第二位置。

于一实施例，还包含成像元件，其中该光转换器包含色轮，该色轮转动以依据该影像讯号调变该光线的颜色而形成该调变光线，且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

与现有技术相比，本发明的光机模组及投影装置藉由散热管的设计，在不影响所欲的散热需求下，不仅可将光机模组的热传导至壳体外，且可有效消减光机模组内的元件因作动而产生的异音，以同时达到散热及减噪的功效。

附图说明

图1为本发明一实施例的光机模组的示意图。

图2A为本发明一实施例的光转换器实施为色轮的示意图。

图2B为本发明另一实施例的光转换器实施为致动元件的示意图。

图3A至图3D为致动元件操作的示意图。

图4、图5A、图5B及图6为本发明其他实施例具有不同散热管配置的光机模组的示意图。

图7为本发明一实施例的投影装置的示意图。

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。

本发明提供一种光机模组，尤其是一种藉由散热管整合散热及减噪的光机模组，且本发明的光机模组可应用于投影装置，而使得本发明进一步提供一种包含此光机模组的投影装置，以达到散热，并同时降低噪音提升操作品质。于后参考图式详细说明本发明的光机模组及投影装置的实施例。

如图1所示，于一实施例中，本发明的光机模组100包含光机壳体110、光转换器120及散热管130。光机壳体110具有出音口112。光转换器120设置于光机壳体110内，且光转换器120作动而产生异音。散热管130设置于光机壳体110并位于光机壳体110外。散热管130连通出音口112，且散热管130将于光机壳体110的热传导至光机壳体110外。异音自出音口112进入散热管130并经散热管130反射回到出音口112形成反射声波，且散热管130具有管长，该管长使得反射声波与异音具有180度的相位差。

具体而言，光机壳体110可由金属或其他材质形成具有容置空间111的封闭壳体，且容置空间111供设置光机模组100的各种功能性部件，例如光转换器120、透镜、反射镜等，以达到所需的光学性能。于此实施例，光机壳体110对应散热管130设置的位置开设有出音口112，且出音口112的数目及口径可依据散热管130的配置及口径而变化。于一实施例，出音口112可为开设于光机壳体110的通孔，以连通容置空间111及散热管130。

光转换器120可为设置于光机壳体110内用以调变光的功能性部件，且光转换器120因为作动而产生异音。举例而言，光转换器120可因为旋转(或移动)带动气流流动而产生异音，或可因为光转换器旋转(或移动)发生振动而产生异音。光转换器120可包含例如色轮120a、致动元件120b(extended pixel resolution actuator,XPR)、或其组合，但不限于此。如图2A所示，于一实施例，色轮120a包含色轮板122及驱动器124。色轮板122包含涂覆有色变材料的至少一色变区域122r、122g、122b，且色变区域122r、122g、122b各用以产生对应颜色的光，例如红、绿、蓝颜色的光。色轮板122可为圆形载板，且各色变区域122r、122g、122b可为设置于色轮板122圆周的扇形区域。于此实施例，色变材料可包含荧光粉、量子点(quantum dots)等受光源激发而产生对应颜色光的材料，但不以此为限，且色变区域122r、122g、122b的形状、数目、大小及配置方式可依据实际需求变化。驱动器124连接色轮板122。驱动器124可依据影像讯号驱动色轮板122转动，而使得色变区域122r、122g、122b对应光源模组(于后说明)所发出的光线，以改变光线的颜色而达到分光效果。于一实施例，驱动器124可为与色轮板122轴接的马达，以驱动色轮板122转动。

如图2B所示，于一实施例，致动元件120b包含框架126及透镜128。透镜128可动地设置于框架126，且透镜128相对于框架126移动，而改变透镜128相对于框架126的倾斜角度，以使得照射到透镜128的光被导引到不同的位置。具体而言，框架126可包含框架本体126a及透镜载体126b。框架本体126a上设置有驱动器，以驱动透镜128移动而改变透镜128相对于框架本体126a的倾斜角度。于一实施例，驱动器可实施为电磁铁(例如129x、129y)。透镜载体126b局部连接框架本体126a，使得致动元件120b可藉由控制驱动器，而使得透镜载体126b在一个维度或两个维度(例如X轴方向、Y轴方向、或X轴方向及Y轴方向)上相对于框架本体126a移动(或变形)，以改变透镜128相对于框架本体126a的倾斜角度。

于此实施例，透镜载体126b较佳为双框架形式，其中外框架1261于X轴方向的相对两侧分别局部连接框架本体126a，而内框架1262设置于内框架1261的内侧且内框架1262于Y轴方向的相对两侧分别局部连接外框架1261。透镜128设置于内框架1262上。两组电磁铁129x、129y分别设置于框架本体126a于X轴方向及Y轴方向的相对两侧，以分别对应外框架1261与框架本体126a局部连接处，以及内框架1262与外框架1261局部连接处。如图3A至图3D所示，致动元件120b可藉由控制电磁铁129x、129y，而使得外框架1261及/或内框架1262相对于框架本体126a产生转动(或变形)，进而可使透镜128相对于框架本体126a具有不同的倾斜角度，以将投射到透镜128的光线导引投射到两个维度(例如X轴方向及Y轴方向)上的四个位置A、B、C、D。

散热管130较佳为散热材质(例如铝、铜、铁等金属或其合金)制成的中空管，且散热管可藉由焊接、粘着、卡固等方式设置于光机壳体110并位于光机壳体110外，以将光机壳体110的热传导至光机壳体110外。散热管130连通光机壳体110的出音口112，使得散热管130内部形成末端封闭的通道。光转换器120因作动(例如色轮板122转动、透镜128位移)而产生的异音可自出音口112进入散热管130内的通道，并在散热管130内传播而后反射回到出音口112，形成反射声波。反射声波与异音的波长较佳具有180度的相位差，以使得反射声波与异音相互抵消，而达到消音减噪的效果。换句话说，散热管130的管长是依据所要消除的异音的波长设计，而使得经散热管130反射回到出音口112的反射声波与异音具有180度的相位差，而可达到消音减噪的效果。如图1所示，当散热管130为单一线型管时，散热管130较佳一端与出音口112连通，且散热管130的管长较佳为预计要消除异音的波长的四分之一。藉此，异音自出音口112进入散热管130传播至末端再反射回到出音口112的路径长度为异音的二分之一波长，使得反射声波与异音具有180度的相位差，而可达到消音减噪的效果，但不以此为限。依据实际应用，散热管可具有不同形式。

如图4所示，于另一实施例，散热管130’可为T型管，且T型管包含直立部131及水平部132，直立部131连通出音口112及水平部132，异音实质经由水平部132反射形成反射声波。具体而言，于此实施例，散热管130’的直立部131的长度相较于水平部132的长度可忽略，而使得异音实质是经由水平部132反射形成反射声波。换句话说，于此实施例，散热管130’可实质视为光机壳体110的出音口112与水平部132中间段连通，使得异音进入散热管130’后会朝水平部132的两末端往复传播，而产生多重模态的传播路径，使得回到出音口112的反射声波具有多重波长，进而可与对应波长的异音具有180度的相位差，而与对应的异音相互抵消，达到消音减噪的效果。

如图5A及图5B所示，于又一实施例，散热管130”(或130’”)包含多个线型管133。多个线型管133较佳并排设置且两端相互交错连通，而使得散热管130”(或130’”)具有曲折的通道。多个线型管133的总管长为散热管130”(或130’”)的管长，使得经散热管130”(或130’”)反射回到出音口112的反射声波与异音具有180度的相位差，而可达到消音减噪的效果。举例而言，多个线型管133的总管长较佳为异音的波长的四分之一。具体而言，如图5A所示，于此实施例，多个线型管133沿光机壳体110的表面并排设置且两端相互交错连通。换句话说，多个线型管133沿光机壳体110的表面并排设置，且相邻线型管133的两端相互交错相接，而形成分布在光机壳体110表面弯折连续的散热管130”，以有效减少散热管在单一维度的设置空间需求。

如图5B所示，于此实施例，多个线型管133沿光机壳体的表面的法线方向并排设置且两端相互交错连通。换句话说，多个线型管133沿光机壳体110的表面堆迭交错相接，而形成在光机壳体110表面上向外弯折连续的散热管130’”，不仅有效减少散热管在单一维度的设置空间需求，更使得光机壳体110的表面可布设更多管长不同的散热管，以有效消减波长不同的异音。举例而言，在图5B的实施例中，当散热管130’”由两个线型管133相接而成时，两个线型管133的总管长实质等于单一线型散热管(例如130)的管长，藉此可使得各线型管的长度比单一线型散热管的管长短，例如仅为1/2管长(即1/8的异音波长)，以有效减少散热管在单一维度的设置空间需求。在此须注意，当散热管由多个线型管连接而成时，多个线型管的数目及长度可依据实际应用而变化，不以实施例所示为限。

再者，如图6所示，于另一实施例，本发明的光机模组100可包含多的散热管130’，且多个散热管130’可具有不同的管长，以形成多个的反射声波，且多个反射声波对应不同波长的异音。于此实施例，可针对不同频率的异音进行散热管尺寸的设计，而有效消减不同频率的异音。举例而言，可结合多个不同长短、不同口径的T型散热管130’，以消减多重频率的异音，而达到较佳的消音效果，但不以此为限。于其他实施例，多个散热管的形式可包含例如单一线型散热管130、T型散热管130’、并排连接式散热管130”、或堆迭连接式散热管130’”、或其组合，且各散热管的长度及数目可依实际需求而变化，不以实施例所示为限。

如图7所示，于另一实施例，本发明提供一种投影装置10，其包含光源模组200及光机模组100。光源模组200提供光线，而光机模组100可为具有如图1、图4至图6任一实施例所示结构的光机模组。于此实施例，光机模组100的光机壳体110具有入光口114及出光口116，入光口114及出光口116可设置玻璃(或菱镜)以隔离灰尘。光线自入光口114进入光机模组100，光机模组100将光线调变为调变光线，且调变光线自出光口116射出。此外，投影装置10可更包含壳体12、成像元件300及镜头400。壳体12供容置光源模组200、光机模组100及成像元件300等投影装置10的功能性部件。光源模组200对应光机模组100设置，使得光源模组200所发出的光线可自光机壳体110的入光口114进入光机模组100。成像元件300用以将调变光线调变为光讯号，且镜头400对应成像元件300设置，以将光讯号投射于壳体12外而形成影像。

具体而言，于一实施例，光源模组200可包含多个发光单元。于此实施例，发光单元较佳分别为输出红、绿、蓝色光线的发光二极体(或雷射)，但不以此为限。于其他实施例，发光单元可为发出白色或其他颜色(或波长)光线的发光二极体(或雷射)。于一实施例，光机壳体110的出音口112与入光口114及出光口116较佳开设于光机壳体110的不同侧，以利于散热管130的布设，但不以此为限。于其他实施例，光机壳体110的出音口112可与入光口114或出光口116设置于光机壳体110的同一侧。

于此实施例，成像元件300较佳设置于光机壳体110外，且对应光机模组100的出光口116设置。光机模组100的光转换器120可包含致动元件(例如图2B的致动元件120b)，但不以此为限。于其他实施例(未绘示)，光机模组100的光转换器120可包含色轮模组(例如图2A的色轮120a)、或致动元件与色轮模组的组合。致动元件120b导引光线自出光口116射出至成像元件300的第一位置或第二位置。举例而言，成像元件300包含数位微镜装置(digitalmicromirror device)，其由多个微镜构成，且根据影像讯号控制微镜，以选择反射光线而形成光讯号。致动元件120b于光路径上设置于成像元件300的上游，以依据影像讯号控制透镜128相对于框架126的倾斜角度(例如第一倾斜角度或第二倾斜角度)，藉此导引光线自光机壳体110的出光口116射出至成像元件300的微镜的第一位置或的第二位置。成像元件300再依据影像讯号控制微镜，以选择性反射光线为光讯号，并经由镜头400投射到荧幕或墙面上而形成影像。

在此须注意，参考前述致动元件120b操作的相关说明，藉由致动元件120b可选择性将一个像素的光线导引至成像元件300的同一个微镜的不同位置(例如图3D的四个位置A、B、C、D)，而使得成像元件300在微镜数目不变的情况下，可提升投影装置的解析度，例如在X轴或Y轴的单一维度上可提升两倍，或X轴及Y轴的两个维度上可各提升两倍，而有利于达成4K超高密度(4K UHD)的投影应用，但不以此为限。

在此须注意，上述实施例中，成像元件300虽设置于光机模组100的光机壳体110外，但不以此为限。依据实际应用，成像元件300可整合于光机模组100。亦即，于其他实施例，光机模组100可包含成像元件300，且成像元件300设置于光机壳体110内，并在光路径上位于光转换器120(例如色轮120a及/或致动元件120b)的下游。

此外，上述投影装置10藉由光机模组100的散热管设计(如图1、图4至图6的实施例所示)，不仅可将光机模组100的热传导至光机壳体110外，且可进一步藉由投影装置的系统散热设计，将热传导至投影装置的壳体12外，也可消减光机模组100内的元件因作动而产生的异音，以同时达到散热及减噪的功效，提升投影装置的操作品质。

本发明已由上述实施例加以描述，然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本发明精神下，于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此，本发明范畴亦涵盖此类修改且仅由所附申请专利范围限制。

Claims (10)

1.一种光机模组，用于投影装置，其特征在于，包含：

光机壳体，具有出音口；

光转换器，设置于该光机壳体内，该光转换器作动产生异音；以及

散热管，设置于该光机壳体并位于该光机壳体外，该散热管连通该出音口，该散热管将于该光机壳体的热传导至该光机壳体外，

其中该异音自该出音口进入该散热管、并经该散热管反射回到该出音口形成反射声波，该散热管具有管长，该管长使得该反射声波与该异音具有180度的相位差；其中，该散热管包含多个线型管，该多个线型管并排设置且两端相互交错连通，该多个线型管的总管长为该散热管的该管长，且该管长为该异音的波长的四分之一。

2.如权利要求1所述的光机模组，其特征在于，该多个线型管沿该光机壳体的表面并排设置或沿该表面的法线方向并排设置。

3.如权利要求1所述的光机模组，其特征在于，该光转换器包含色轮和致动元件中的至少一个。

4.一种光机模组，用于投影装置，其特征在于，包含：

光机壳体，具有出音口；

光转换器，设置于该光机壳体内，该光转换器作动产生异音；以及

散热管，设置于该光机壳体并位于该光机壳体外，该散热管连通该出音口，该散热管将于该光机壳体的热传导至该光机壳体外，

其中该异音自该出音口进入该散热管、并经该散热管反射回到该出音口形成反射声波，该散热管具有管长，该管长使得该反射声波与该异音具有180度的相位差；其中，还包含多个该散热管，且该多个散热管具有不同的该管长，以形成多个该反射声波，且该多个反射声波对应不同波长的该异音。

5.如权利要求4所述的光机模组，其特征在于，该光转换器包含色轮和致动元件中的至少一个。

6.一种投影装置，其特征在于，包含：

光源模组，提供光线；以及

如权利要求1、2和4中任一项所述的光机模组，该光机壳体具有入光口及出光口，该光线自该入光口进入该光机模组，该光机模组将该光线调变为调变光线，该调变光线自该出光口射出。

7.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，还包含成像元件，其中该光转换器包含致动元件；该致动元件对应该成像元件设置，以依据该光线形成该调变光线，且导引该调变光线自该出光口射出至该成像元件的第一位置或第二位置；且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

8.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，还包含成像元件，其中该光转换器包含致动元件及色轮，该色轮转动以依据该影像讯号调变该光线的颜色而形成该调变光线，该致动元件导引该调变光线以自该出光口射出至该成像元件的第一位置或第二位置，且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

9.如权利要求7或8所述的投影装置，其特征在于，该致动元件包含框架及透镜，该透镜可动地设置于该框架，且该透镜相对于该框架移动，而相对于该框架具有第一倾斜角度或第二倾斜角度，以使该调变光线被导引至该成像元件的该第一位置或该第二位置。

10.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，还包含成像元件，其中该光转换器包含色轮，该色轮转动以依据该影像讯号调变该光线的颜色而形成该调变光线，且该成像元件依据该影像讯号将该调变光线调变为光讯号。

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