CN208937891U - 波长转换轮及投影装置 - Google Patents

Abstract

一种波长转换轮，包括马达、转盘、压环、第一平衡块以及粘合层。马达具有转轴。转盘具有内环部及环形照射部。内环部套接于转轴，环形照射部连接于内环部外缘，环形照射部包括波长转换区。压环套接于转轴并压抵内环部。压环具有相对的第一表面及第二表面，第二表面朝向内环部。第一平衡块配置于第一表面。粘合层粘合于压环的第二表面及内环部之间。第一平衡块正投影于内环部的投影方向上设有隔热结构。本实用新型提供的波长转换轮具有较佳的可靠度。本实用新型另提供一种投影装置。所述投影装置的荧光粉转轮具有较佳的可靠度。

Description

波长转换轮及投影装置

技术领域

本实用新型是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种波长转换轮以及使用此波长转换轮的投影装置。

背景技术

投影装置所使用的光源种类也随着市场对投影装置亮度、色彩饱和度、使用寿命、无毒环保等等要求，从超高压汞灯(UHP lamp)、发光二极管(light emitting diode，LED)进化到激光二极管(laser diode， LD)光源。

目前高亮度的红色激光二极管及绿色激光二极管的成本过高，为了降低成本，通常采用蓝色激光二极管激发荧光粉转轮上的荧光粉来产生黄光、绿光，再经由滤色轮(filter wheel)将所需的红光过滤出来，再搭配蓝色激光二极管发出的蓝光，而构成投影画面所需的红、绿、蓝三原色。

荧光粉转轮为目前采用激光二极管为光源的投影装置中极为重要的元件，负责将蓝色激光二极管发出的蓝光，部分转换成黄、绿光。由于荧光粉转轮是一个高速旋转的元件，必须要有足够的平衡性，因此会在荧光粉转轮上添加平衡胶，以避免荧光粉转轮于高速旋转时晃动失衡。但是当荧光粉转轮因激光二极管的照射而温度过高时，则会使平衡胶产生劣化，并且于荧光粉转轮高速旋转时产生飞离的现象。所以，如何避免平衡胶的受热，是一个重要的课题。

本“背景技术”部分只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的公知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

实用新型内容

本实用新型提供一种波长转换轮，具有较佳的可靠度。

本实用新型提供一种投影装置，其波长转换轮具有较佳的可靠度。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型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，本实用新型所提供的波长转换轮包括马达、转盘、压环、第一平衡块以及粘合层。马达具有转轴。转盘具有内环部及环形照射部。内环部套接于转轴，环形照射部连接于内环部外缘，环形照射部包括波长转换区。压环套接于转轴并压抵内环部。压环具有相对的第一表面及第二表面，第二表面朝向内环部。第一平衡块配置于第一表面。粘合层粘合于压环的第二表面及内环部之间。第一平衡块正投影于内环部的投影方向上设有隔热结构。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型所提供的投影装置，包括照明系统、光阀及投影镜头。照明系统用于提供照明光束。光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上。照明系统包括激发光源及上述的波长转换轮。激发光源用于提供激发光束。波长转换轮配置于激发光束的传递路径上，波长转换轮的波长转换区用于将激发光束转换成转换光束，波长转换轮的板件用于反射激发光束或使激发光束穿过，而照明光束包括转换光束及激发光束。

本实用新型实施例的波长转换轮及投影装置中，在第一平衡块正投影于内环部的投影方向上设有隔热结构，可以降低因为激发光束照射于波长转换轮时所产生的热能直接传导至第一平衡块的情况，因此能减少第一平衡块因为受热而劣化，并且可避免于波长转换轮高速旋转下产生飞离的现象，因此，隔热结构能使波长转换轮具有较佳的可靠度。

为让本实用新型之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的波长转换轮的示意图。

图2是图1的爆炸示意图。

图3是图1沿A-A线的剖面示意图。

图4是图1沿B-B线的剖面示意图。

图5是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。

图6是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。

图7是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。

图8A及图8B是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。

图9为本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。

图10是本实用新型一实施例的一种投影装置的方块示意图。

图11是本实用新型一实施例的投影装置的照明系统的示意图。

具体实施方式

有关本实用新型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实用新型。

图1是本实用新型一实施例的波长转换轮的示意图。图2是图1 的爆炸示意图。图3是图1沿A-A线的剖面示意图。请参考图1、图 2及图3，本实施例的波长转换轮100包括马达110、转盘120、波长转换层130、压环140、第一平衡块150以及粘合层160。马达110具有转轴111。转盘120具有内环部121及环形照射部122。转盘120为金属转盘，材质例如为铝，但不局限于此。内环部121套接于转轴111，环形照射部122连接于内环部121外缘。环形照射部122是指随着转盘120转动，预设能被激发光束照射到的区域。环形照射部122包括波长转换区1221，波长转换层130配置于波长转换区1221。波长转换层130的材料可为荧光材料、磷光体等磷光性材料或量子点等纳米材料，但不局限于此。波长转换层130也可以包括多个区块，这些区块分别配置可被激发出不同颜色光束的波长转换材料。压环140套接于转轴111并压抵内环部121。压环140为金属压环，材质例如为铝，但不局限于此。压环140具有相对的第一表面141及第二表面142，第二表面142朝向内环部121。第一平衡块150配置于第一表面141。第一平衡块150例如为平衡土或平衡胶，但不局限于此。粘合层160 粘合于压环140的第二表面142及内环部121之间。第一平衡块150 正投影于内环部121的投影方向上例如设有隔热结构170。

请再参考图3，上述的粘合层160例如未延伸至第一平衡块150 正投影于内环部121的投影方向上，以在前述投影方向上形成位于压环140及内环部121之间的空气层171，隔热结构170例如包括空气层171。

由于波长转换轮100的转盘120与压环140皆使用金属材质，使得激发光束照射于波长转换区1221时所产生的热能容易沿着转盘120 经粘合层160及压环140而以最短路径直接传导至第一平衡块150，让第一平衡块150因受热而产生劣化，并且在波长转换轮100高速旋转下产生飞离的现象。因此在本实施例中，借由设置隔热结构170，可以降低第一平衡块150的受热情况。此外，本实施例以空气层171 作为隔热结构170，可以减少导热的面积，并延长从转盘120至第一平衡块150的热传递路径，在波长转换轮100高速旋转时也可产生气流帮助散热，进而使波长转换轮100具有较佳的可靠度。

上述的第一平衡块150的数量例如为多个，并且依据不同设计需求，例如至少一个第一平衡块150正投影于内环部121的投影方向上设有隔热结构170即可。此外，第一平衡块150未对应的部分例如未设有隔热结构170，但不局限于此，为制程上的方便或平衡性的考量，亦可设置隔热结构170。

图4是图1沿B-B线的剖面示意图。请参考图1、图2及图4，上述的波长转换轮100例如还包括板件180及第二平衡块190，转盘 120例如更具有从环形照射部122延伸至内环部121的扇形开孔123。板件180嵌入扇形开孔123中，且形状对应于扇形开孔123。板件180 例如包括光反射件或光穿透件，用于反射激发光束或使激发光束穿过。板件180例如为玻璃基板，但不局限于此，当板件180作为光反射件时，例如可在玻璃基板上镀反射膜，以达到反射效果。第二平衡块190 配置于第一表面141，并与板件180重叠。第二平衡块190例如为平衡土或平衡胶，但不局限于此。第一平衡块150于径向R上对应波长转换区1221，即第一平衡块150正投影于转盘120的部分为内环部 121，而不会是板件180，第二平衡块190正投影于转盘120的部分则为板件180。

具体而言，本实施例的波长转换轮100由于板件180使用玻璃基板，导热效果相较于金属的转盘120为差，因此第二平衡块190正投影于板件180的投影方向上可以不需设有隔热结构170，但不局限于此，若考量到制程上的方便或平衡性，则亦可设置隔热结构170。

图5是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。请参考图5，本实施例的波长转换轮100a与上述的波长转换轮100结构及优点相似，以下仅针对其结构的主要差异处进行说明。本实施例的波长转换轮100a中，第二表面142a在第一平衡块150正投影于内环部 121的投影方向上具有凹陷，以在投影方向上形成位于压环140a及粘合层160a之间的空气层171a，隔热结构170包括空气层171a。

图6是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。请参考图6，本实施例的波长转换轮与上述的波长转换轮100结构及优点相似，以下仅针对其结构的主要差异处进行说明。本实施例的波长转换轮100b中，内环部121b面对压环140的表面在第一平衡块150正投影于内环部121b 的投影方向上具有凹陷，以在投影方向上形成位于粘合层160a及内环部 121b之间的空气层171b，隔热结构170包括空气层171b。

除了上述的波长转换轮100、100a、100b分别在不同的部分形成空气层171、171a、171b以外，亦可将波长转换轮100、100a、100b 的作法同时使用，增加隔热结构170的隔热效果。图7是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。请参考图7，本实施例的波长转换轮100c与上述的波长转换轮100结构及优点相似，以下仅针对其结构的主要差异处进行说明。本实施例的波长转换轮100c中，粘合层160未延伸至第一平衡块150正投影于内环部121b的投影方向上，第二表面142a在前述投影方向上具有凹陷，内环部121b面对压环140a 的表面在前述投影方向上具有凹陷，以在前述投影方向上形成位于压环140a及内环部121b之间的空气层171c，隔热结构170包括空气层 171c。

除了上述的空气层171、171a、171b、171c之外，隔热结构170 例如还包括其他形式。图8A及图8B是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。请参考图8A及图8B，本实施例的隔热结构170 位于第一平衡块150正投影于内环部121的一投影方向上，其中隔热结构170包括第一隔热层172，配置于第一表面141，第一平衡块150 配置于第一隔热层172上。第一隔热层172例如为隔热镀膜或隔热胶，隔热胶的材质例如为UV胶，但不局限于此。

上述的第一隔热层172例如配置于第一平衡块150及第一表面 141之间(如图8A所示)，或者，第一隔热层172也可配置覆盖于整个第一表面141(如图8B所示)。波长转换轮100d的优点与上述的波长转换轮100、100a、100b、100c相似，因此不再重述。

为进一步提升隔热效果，还可于第二表面142配置隔热层。图9 是本实用新型另一实施例的波长转换轮的剖面示意图。请参考图9，本实施例的波长转换轮100e与上述的波长转换轮100d结构及优点相似，差异仅在于隔热结构170还包括第二隔热层173，配置于第二表面142。第二隔热层173的材质例如与第一隔热层172相同，但不局限于此。

图10是本实用新型一实施例的一种投影装置的方块示意图。请参照图10，本实施例的投影装置200包括照明系统210、光阀220及投影镜头230。照明系统210用于提供照明光束L1，光阀220配置于照明光束L1的传递路径上，以将照明光束L1转换成影像光束L2，而投影镜头230配置于影像光束L2的传递路径上，以将影像光束L2投射至屏幕，进而在屏幕上形成影像画面。光阀220可以是穿透式光阀或是反射式光阀，其中穿透式光阀可以为穿透式液晶面板，而反射式光阀可以为数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device，DMD)、液晶显示器(liquid-crystal display，LCD)、液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)、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)，但不局限于此。投影镜头230例如包括具有屈光度的一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230也可以包括平面光学镜片。本实用新型对投影镜头 230的型态及其种类并不加以限制。

请参照图1与图10，上述的照明系统210包括激发光源211以及波长转换轮100，激发光源211例如是包括发光二极管或激光二极管晶片的二极管模块或者是由多枚二极管模块所组成的矩阵，用于提供激发光束Le，但不局限于此。而波长转换轮100配置于激发光束Le 的传递路径上。虽然图10是以图1的波长转换轮100为例，但波长转换轮100可替换成上述任一实施例的波长转换轮。

上述的激发光束Le用于照射在波长转换轮100的环形照射部 122，随着波长转换轮100以转轴111为中心的转动，环形照射部122 的波长转换区1221上的波长转换层130用于将激发光束Le转换成转换光束Lp，转换光束Lp被金属转盘120的环形照射部122反射，转换光束Lp的波长不同于激发光束Le的波长，而板件180用于反射激发光束Le或使激发光束Le穿过(在图10中板件180是以光反射件为例，以Lr表示被板件180反射的激发光束)，而上述的照明光束L1 即包括转换光束Lp及被反射元件140反射的激发光束Lr。照明系统 210可还包括其他光学元件，以使照明光束L1传递至光阀220。以下将配合附图进一步说明照明系统210具体实施态样，但本实用新型的照明系统的具体架构不限于以下所列举的实施例。

图11是本实用新型一实施例的投影装置的照明系统的示意图。请参照图10及图11，本实施例的照明系统210除了包括上述的激发光源211以及波长转换轮100之外，还可包括合光元件212、滤色轮215、光均匀化元件216及聚光透镜217，其中光均匀化元件216可以为光积分柱，但不局限于此。

合光元件212配置于激发光源211与波长转换轮100之间，且包括分色部213及反射部214，其中分色部213与反射部214相邻，且分色部213用以允许激发光束Le、Lr穿透且反射转换光束Lp，反射部214可反射激发光束Le、Lr及转换光束Lp。聚光透镜217配置于合光元件212与波长转换轮100之间，用于汇聚激发光束Le入射至波长转换轮100且收聚被波长转换轮100反射的转换光束Lp及激发光束Lr。激发光源211提供的激发光束Le穿透合光元件212的分色部 213而传递至波长转换轮100，而从波长转换轮100反射的转换光束 Lp及激发光束Lr会传递至合光元件212。激发光束Lr会被合光元件 212的反射部214反射而依序通过滤色轮215及光均匀化元件216，而转换光束Lp会被合光元件212的反射部214及分色部213反射而依序通过滤色轮215及光均匀化元件216。因此，照明系统210提供的照明光束L1包括转换光束Lp及激发光束Lr。

综上所述，本实用新型实施例的波长转换轮及投影装置中，在第一平衡块正投影于内环部的投影方向上设有隔热结构，可以降低因为激发光束照射于波长转换轮时所产生的热能直接传导至第一平衡块的情况，因而能减少第一平衡块因受热而劣化，并且可避免于波长转换轮高速旋转下产生飞离的现象，因此，隔热结构能使波长转换轮具有较佳的可靠度。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和题目仅是用来辅助专利文件搜索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。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：

100、100a、100b、100c、100d、100e：波长转换轮

110：马达

111：转轴

120：转盘

121、121b：内环部

122：环形照射部

1221：波长转换区

123：扇形开孔

130：波长转换层

140、140a：压环

141：第一表面

142、142a：第二表面

150：第一平衡块

160、160a：粘合层

170：隔热结构

171、171a、171b、171c：空气层

172：第一隔热层

173：第二隔热层

180：板件

190：第二平衡块

200：投影装置

210：照明系统

211：激发光源

212：合光元件

213：分色部

214：反射部

215：滤色轮

216：光均匀化元件

217：聚光透镜

220：光阀

230：投影镜头

L1：照明光束

L2：影像光束

Le：激发光束

Lp：转换光束

Lr：被反射的激发光束

R：径向。

Claims (10)

1.一种波长转换轮，其特征在于，所述波长转换轮包括马达、转盘、压环、第一平衡块以及粘合层，其中，

所述马达具有转轴；

所述转盘具有内环部及环形照射部，所述内环部套接于所述转轴，所述环形照射部连接于所述内环部外缘，所述环形照射部包括波长转换区；

所述压环套接于所述转轴并压抵所述内环部，所述压环具有相对的第一表面及第二表面，所述第二表面朝向所述内环部；

所述第一平衡块配置于所述第一表面；

所述粘合层粘合于所述压环的所述第二表面及所述内环部之间，

其中所述第一平衡块正投影于所述内环部的投影方向上设有隔热结构。

2.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，还包括板件及第二平衡块，所述转盘还具有从所述环形照射部延伸至所述内环部的开孔，所述板件嵌入所述开孔中，所述第二平衡块配置于所述第一表面，并与所述板件重叠，所述第一平衡块于径向上对应所述波长转换区。

3.根据权利要求2所述的波长转换轮，其特征在于，所述板件包括光反射件或光穿透件。

4.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，所述粘合层未延伸至所述投影方向上，以在所述投影方向上形成位于所述压环及所述内环部之间的空气层，所述隔热结构包括所述空气层。

5.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，所述第二表面在所述投影方向上具有凹陷，以在所述投影方向上形成位于所述压环及所述粘合层之间的空气层，所述隔热结构包括所述空气层。

6.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，所述内环部面对所述压环的表面在所述投影方向上具有凹陷，以在所述投影方向上形成位于所述粘合层及所述内环部之间的空气层，所述隔热结构包括所述空气层。

7.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，所述粘合层未延伸至所述投影方向上，所述第二表面在所述投影方向上具有凹陷，所述内环部面对所述压环的表面在所述投影方向上具有凹陷，以在所述投影方向上形成位于所述压环及所述内环部之间的空气层，所述隔热结构包括所述空气层。

8.根据权利要求1所述的波长转换轮，其特征在于，所述隔热结构包括第一隔热层，配置于所述第一表面，所述第一平衡块配置于所述第一隔热层上。

9.根据权利要求8所述的波长转换轮，其特征在于，所述隔热结构还包括第二隔热层，配置于所述第二表面。

10.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀及投影镜头，所述照明系统用于提供照明光束，所述光阀配置于所述照明光束的传递路径上，以将所述照明光束转换成影像光束，所述投影镜头配置于所述影像光束的传递路径上，

其中所述照明系统包括激发光源以及波长转换轮，其中，

所述激发光源用于提供激发光束；

所述波长转换轮包括马达、转盘、压环、第一平衡块以及粘合层，

所述马达具有转轴，

所述转盘具有内环部及环形照射部，所述内环部套接于所述转轴，所述环形照射部连接于所述内环部外缘，所述环形照射部包括波长转换区，

所述压环套接于所述转轴并压抵所述内环部，所述压环具有相对的第一表面及第二表面，所述第二表面朝向所述内环部，

所述第一平衡块配置于所述第一表面，

所述粘合层粘合于所述压环的所述第二表面及所述内环部之间，

其中所述第一平衡块正投影于所述内环部的投影方向上设有隔热结构，

其中所述波长转换轮配置于所述激发光束的传递路径上，所述波长转换轮的所述波长转换区用于将所述激发光束转换成转换光束，所述波长转换轮的板件用于反射所述激发光束或使所述激发光束穿过，而所述照明光束包括所述转换光束及所述激发光束。