CN114167669B - 波长转换模块与投影机 - Google Patents
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Abstract
一种波长转换模块与具有此波长转换模块的投影机。波长转换模块包括基板以及波长转换层。基板具有彼此相对的第一表面与第二表面。基板包括多个扰流部，其中扰流部内凹于第一表面与第二表面至少其中的一者。波长转换层设置于基板的第一表面上，其中扰流部的分布面积占基板的外露面积的60％以上。本发明的波长转换模块及投影机具有较佳的散热效率。
Description
技术领域
本发明是有关于一种光学模块与投影机，且特别是有关于一种波长转换模块与具有此波长转换模块的投影机。
背景技术
一般用于激光投影机的波长转换模块的散热形式，主要是透过在铝基板的表面上以冲压制程制作凸点；或者是，以铸造制程制作铝基板与立体扇叶设计。上述两者的设计概念皆为制造立体障碍，借此产生强制对流，并借由热对流将热能传递至空气中。然而，在铝基板的表面上以冲压制程制作凸点的方式受限于冲压制程无法制作高于0.5毫米的凸点，因而导致散热效率不佳。再者，虽然以铸造制程制作铝基板与立体扇叶设计可改善冲压制程的缺陷，但铸造制程成本太高，在商业应用上缺乏成本竞争力。此外，在制造强制对流以改善散热的同时也会制造出噪音。因此，如何有效地在提高波长转换模块的散热效率的情况下，同时降低生产成本且避免或降低波长转换模块运转时的噪音，已成为当前亟待解决的问题。
“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的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模块及采用此波长转换模块的投影机，可具有较佳的散热效率。
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模块，包括基板以及波长转换层。基板具有彼此相对的第一表面与第二表面。基板包括多个扰流部，其中扰流部内凹于第一表面与第二表面至少其中的一者。波长转换层设置于基板的第一表面上，其中扰流部的分布面积占基板的外露面积的60％以上。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的另一实施例提出一种投影机，包括照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统用于提供照明光束，且包括光源以及波长转换模块。光源用于提供激发光束。波长转换模块设置于激发光束的传递路径上，且波长转换模块包括基板以及波长转换层。基板具有彼此相对的第一表面与第二表面。基板包括多个扰流部，其中扰流部内凹于第一表面与第二表面至少其中的一者。波长转换层设置于基板的第一表面上。扰流部的分布面积占基板的外露面积的60％以上。波长转换层用于将激发光束转换为转换光束。照明光束包括转换光束。光阀设置于照明光束的传递路径上，用以将照明光束转换成影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上，用以将影像光束投射出投影机。
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。在本发明的波长转换模块的设计中，由于本实施例的基板的扰流部内凹于第一表面与第二表面至少其中的一者，且扰流部的分布面积占基板的外露面积的60％以上。因此，透过扰流部的设计可使基板具有较大的散热面积，可借此提高波长转换模块及采用此波长转换模块的投影机的散热效率。
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一种投影机的架构示意图。
图2A是图1的投影机的波长转换模块的立体示意图。
图2B是图2A的波长转换模块的局部分解立体示意图。
图2C是图2A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图3是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的局部剖面示意图。
图4A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图4B是图4A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图5A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图5B是图5A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图6是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图7A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图7B是图7A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图8A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图8B是图8A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图9A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图9B是图9A的波长转换模块的局部剖面示意图。
图10A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
图10B是图10A的波长转换模块的局部剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明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发明。
图1是本发明一实施例的一种投影机的架构示意图。请先参考图1，在本实施例中，投影机1包括照明系统10、光阀20以及投影镜头30。照明系统10用于提供照明光束L1，且包括光源12以及波长转换模块100a。光源12用于提供激发光束L11，其中光源12为激光光源，例如是激光二极管阵列(Laser diode array)。具体而言，依实际设计上符合体积要求的光源皆可实施，本发明并不限于此。波长转换模块100a设置于激发光束L11的传递路径上，用于将激发光束L11转换为转换光束L12。此处，照明光束L1包括转换光束L12。
光阀20设置于照明光束L1的传递路径上，用以将照明光束L1转换成影像光束L2。此处，光阀20例如是液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCOS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等反射式光调变器。在一实施例中，光阀20例如是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)，电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Maganeto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器，但本实施例对光阀20的型态及其种类并不加以限制。光阀20将照明光束L1转变成影像光束L2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。投影镜头30设置于影像光束L2的传递路径上，用以将影像光束L2投射出投影机1。投影镜头30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30也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀20的影像光束L2转换成投影光束L3并投射出投影机1。于此，本实施例对投影镜头30的型态及其种类并不加以限制。
图2A是图1的投影机的波长转换模块的立体示意图。图2B是图2A的波长转换模块的局部分解立体示意图。图2C是图2A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图2A、图2B以及图2C，在本实施例中，波长转换模块100a包括基板110a以及波长转换层120。基板110a具有彼此相对的第一表面111与第二表面113。基板110a包括多个扰流部112a，其中扰流部112a内凹于第一表面111与第二表面113至少其中的一者。在本实施例中，扰流部112a内凹于第一表面111。波长转换层120透过粘着层125设置于基板110a的第一表面111上。特别是，本实施例的扰流部112a的分布面积占基板110a的外露面积的60％以上，借此可提高基板110a的散热面积，进而提高波长转换模块100a的散热效率。
详细来说，本实施例的基板110a具有沿圆周方向相邻配置的波长转换区115以及光学区117。波长转换层120位于波长转换区115，而光学区117设置有反射结构130或透光结构(未绘示)。意即，本实施例的波长转换模块100a可以是反射式波长转换模块或穿透式波长转换模块，本实施例以反射式波长转换模块为例，光学区117设置有反射结构130，以使传递至光学区117的激发光束L11被反射结构130所反射而再传递至其他光学元件。而在未绘示的实施例中，可使用穿透式波长转换模块，此情况下光学区117可设置有透光结构，如设置玻璃或设置开口，以使传递至光学区117的激发光束L11穿透透光结构而再传递至其他光学元件。本发明并未限制波长转换模块100a是反射式或穿透式。此处，基板110a的材质包括金属，例如是不锈钢或铝合金。
更进一步来说，本实施例的扰流部112a是以冲压基板110a的方式形成于第一表面111与第二表面113至少其中的一者上。于冲压基板110a之后，可再以研磨的方式将第二表面113的凸起磨平，而形成内凹于第一表面111的扰流部112a。
如图2B所示，本实施例的每一扰流部112a的最长边长E1小于基板110a的直径T的10％。扰流部112a呈等间距且沿基板110a的径向方向及圆周方向形成阵列。此处，扰流部112a的形状完全相同，但不局限于此。于另一未绘示的实施例中，扰流部的形状亦可部分相同。再者，请参考图2C，本实施例的每一扰流部112a的剖面形状例如是半圆形，但不局限于此。较佳地，每一扰流部112a的深度D小于或等于0.5毫米。
此外，继续参考图2A、2B及2C，本实施例的波长转换模块120还包括驱动组件122，其中驱动组件122例如是马达，但不局限于此。基板110a还具有固持区119，而波长转换区115环绕固持区119，且驱动组件122位于固持区119，以驱动基板110a旋转。此处，基板110a的外露面积为，在第一表面111上，固持区119、波长转换区115以及光学区117之外的区域面积。
简言之，由于本实施例的扰流部112a的分布面积占基板110a的外露面积的60％以上。因此，透过扰流部112a的设计可使基板110a具有较大的散热面积，可借此提高波长转换模块100a及采用此波长转换模块100a的投影机1的散热效率。再者，由于本实施例的扰流部112a是内凹于基板110a的第一表面111，因而在基板110a的第一表面111上有充足的对流对远端气流扰动小，可在提升波长转换模块100a的散热效率的同时，降低波长转换模块100a的运转噪音。此外，由于本实施例的扰流部112a是以冲压的方式形成在基板110a的第一表面111，因此本实施例所采用的冲压的方式与已知的波长转换模块的基板加工制程相容，因而可在不提高制作成本的情况下达到散热效果及降低噪音的需求。
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图3是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图2C以及图3，本实施例的波长转换模块100b与图2B的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：本实施例的扰流部112b包括多个第一扰流部112b1与多个第二扰流部112b2。此处，第一扰流部112b1内凹于第一表面111，而第二扰流部112b2对应第一扰流112b1部设置且突出于第二表面113。也就是说，扰流部112b是以冲压基板110b的方式形成内凹于第一表面111的第一扰流部112b1以及突出于第二表面113的第二扰流部112b2。
图4A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图4B是图4A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图2A、图4A以及图4B，本实施例的波长转换模块100c与图2A的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：本实施例的每一扰流部112c的最长边长E2平行于径向方向。此处，每一扰流部112c的剖面形状例如是半胶囊形，但不局限于此。
图5A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图5B是图5A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图3、图5A以及图5B，本实施例的波长转换模块100d与图3的波长转换模块100b相似，两者的差异在于：本实施例的扰流部112d包括多个第一扰流部112d1与多个第二扰流部112d2。第一扰流部112d1内凹于第一表面111，而第二扰流部112d2对应第一扰流112d1部设置且突出于第二表面113，且每一扰流部112d的最长边长E3平行于径向方向。每一扰流部112d的剖面形状例如是半胶囊形，但不局限于此。
图6是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。请同时参考图5A以及图6，本实施例的波长转换模块100e与图5A的波长转换模块100d相似，两者的差异在于：本实施例的每一扰流部112e的最长边长E4垂直于径向方向。
图7A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图7B是图7A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图2A、图2C、图7A以及图7B，本实施例的波长转换模块100f与图2A的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：本实施例的扰流部112f包括多个第一扰流部112f1、多个第二扰流部112f2、多个第三扰流部112f3以及多个第四扰流部112f4。第一扰流部112f1内凹于第一表面111，而第二扰流部112f2对应第一扰流部112f1设置且突出于第二表面113。第三扰流部112f3内凹于第二表面113，而第四扰流部112f4对应第三扰流部112f3设置且突出于第一表面111。此处，第一扰流部112f1与第三扰流部112f3于同一径向上呈交替排列。
图8A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图8B是图8A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图2A、图2C、图8A以及图8B，本实施例的波长转换模块100g与图2A的波长转换模块100a相似，两者的差异在于：本实施例的基板110g的外露面积为，在第二表面113上，光学区117及固持区119之外的区域面积。此处，扰流部112g内凹于基板110g的第二表面113。在图8A、8B的实施例中，扰流部112g内凹于基板110g的第二表面113，且扰流部112g可形成于第二表面113对应第一表面111的波长转换区115的区域。进一步而言，在形成扰流部112g的过程中，于冲压基板110g的第二表面113之后，第一表面111会对应形成凸起，可再以研磨的方式将第一表面111的凸起磨平，如此一来，对应扰流部112g的第一表面111的波长转换区115可确保是平坦表面，有利于设置波长转换层120，且可具有较佳的散热效果。图9A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图9B是图9A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图8A、图8B、图9A以及图9B，本实施例的波长转换模块100h与图8A的波长转换模块100g相似，两者的差异在于：本实施例的每一扰流部112h的最长边长E5平行于径向方向。此处，每一扰流部112h的剖面形状例如是矩形，但不局限于此。
图10A是本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图10B是图10A的波长转换模块的局部剖面示意图。请同时参考图8A、图8B、图10A以及图10B，本实施例的波长转换模块100i与图8A的波长转换模块100g相似，两者的差异在于：本实施例的每一扰流部112i的最长边长E6垂直于径向方向。此处，每一扰流部112i的剖面形状例如是矩形，但不局限于此。
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。在本发明的实施例中，扰流部可为内凹于第一表面的凹陷型扰流部；或者是，扰流部可为内凹于第二表面的凹陷型扰流部；或者是，同时包含凹陷型及凸起型的扰流部。由于本发明的扰流部的分布面积占基板的外露面积的60％以上。因此，透过扰流部的设计可使基板具有较大的散热面积，可借此提高波长转换模块及采用此波长转换模块的投影机的散热效率。再者，由于本发明的扰流部至少包括内凹于基板的凹陷型扰流部，因而在基板的表面上有充足的对流，对远端气流扰动小，可在提升波长转换模块的散热效率的同时，降低波长转换模块的运转噪音。此外，由于本发明的扰流部是以冲压的方式形成在基板上，因此本发明所采用的冲压的方式与已知的波长转换模块的基板加工制程相容，因而可在不提高制作成本的情况下达到散热效果及降低噪音的需求。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。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之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。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。
附图标记说明：
1:投影机
10:照明系统
12:光源
20:光阀
30:投影镜头
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i:波长转换模块
110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h、110i:基板
111:第一表面
112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g、112h、112i:扰流部
112b1、112d1、112f1:第一扰流部
112b2、112d2、112f2:第二扰流部
112f3:第三扰流部
112f4:第四扰流部
113:第二表面
115:波长转换区
117:光学区
119:固持区
120:波长转换层
122:驱动组件
125:粘着层
130:反射结构
D:深度
E1、E2、E3、E4、E5、E6:最长边长
L1:照明光束
L11:激发光束
L12:转换光束
L2:影像光束
L3:投影光束
T:直径。
Claims (14)
1.一种波长转换模块，其特征在于，所述波长转换模块包括基板以及波长转换层，其中：
所述基板具有彼此相对的第一表面与第二表面，且所述基板包括多个扰流部，其中至少部分所述多个扰流部内凹于所述第二表面；以及
所述波长转换层设置于所述基板的所述第一表面上并位于波长转换区，其中所述多个扰流部的至少部分形成于所述第二表面对应所述第一表面的所述波长转换区的区域，且所述多个扰流部的所述至少部分对应的所述第一表面的所述波长转换区是平坦表面。
2.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部的每一个的最长边长小于所述基板的直径的10％。
3.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部的每一个的深度小于或等于0.5毫米。
4.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述基板的材质包括金属。
5.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述基板具有沿圆周方向相邻配置的所述波长转换区以及光学区，其中所述光学区设置有反射结构或透光结构。
6.根据权利要求5所述的波长转换模块，其特征在于，还包括：
驱动组件，所述基板还具有固持区，所述波长转换区环绕所述固持区，而所述驱动组件位于所述固持区，以驱动所述基板旋转。
7.根据权利要求6所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部呈等间距且沿所述基板的径向方向及圆周方向形成阵列。
8.根据权利要求7所述的波长转换模块，其特征在于，所述基板的外露面积为，在所述第一表面上，所述固持区、所述波长转换区以及所述光学区之外的区域面积。
9.根据权利要求7所述的波长转换模块，其特征在于，所述基板的外露面积为，在所述第二表面上，所述光学区及所述固持区之外的区域面积。
10.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部的每一个的最长边长平行于或垂直于所述基板的径向方向。
11.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部的形状完全相同或部分相同。
12.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部的每一个的剖面形状包括半圆形、半胶囊形或矩形。
13.根据权利要求1所述的波长转换模块，其特征在于，所述多个扰流部以冲压所述基板的方式形成于所述第一表面与所述第二表面至少其中的一者上。
14.一种投影机，其特征在于，所述投影机包括照明系统、光阀以及投影镜头，其中：
所述照明系统用于提供照明光束，所述照明系统包括光源以及波长转换模块，其中：
所述光源用于提供激发光束；以及
所述波长转换模块设置于所述激发光束的传递路径上，所述波长转换模块包括基板以及波长转换层，其中：
所述基板具有彼此相对的第一表面与第二表面，且所述基板包括多个扰流部，其中至少部分所述多个扰流部内凹于所述第二表面；以及
所述波长转换层设置于所述基板的所述第一表面上并位于波长转换区，其中所述多个扰流部的至少部分形成于所述第二表面对应所述第一表面的所述波长转换区的区域，且所述多个扰流部的所述至少部分对应的所述第一表面的所述波长转换区是平坦表面，所述波长转换层用于将所述激发光束转换为转换光束，所述照明光束包括所述转换光束；
所述光阀设置于所述照明光束的传递路径上，用以将所述照明光束转换成影像光束；以及
所述投影镜头设置于所述影像光束的传递路径上，用以将所述影像光束投射出所述投影机。
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