TWI777962B

TWI777962B - 波長轉換結構與投影裝置

Info

Publication number: TWI777962B
Application number: TW106122799A
Authority: TW
Inventors: 蔡佳倫; 黃于銨
Original assignee: 中強光電股份有限公司
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2022-09-21
Also published as: US10423054B2; TW201802566A; CN107203088A; TW201734623A; TWI619999B; CN107203088B; US20170269464A1

Abstract

一種波長轉換結構，適於配置在投影裝置的光源所發出的照明光束的傳遞路徑上。波長轉換結構包括轉盤、波長轉換物質以及散射反射物質。轉盤具有光轉換區及非光轉換區，光轉換區環繞非光轉換區。波長轉換物質配置於轉盤上，並對位於光轉換區。波長轉換物質的能隙小於照明光束中的光子能量。散射反射物質配置於轉盤上，並對位於光轉換區，且不對位於非光轉換區。散射反射物質的能隙大於照明光束中的光子能量。另一種投影裝置亦被提出。

Description

波長轉換結構與投影裝置

本發明是有關於一種波長轉換結構與投影裝置。

投影機為一種用以產生大尺寸畫面的顯示裝置，其成像原理是將光源模組所提供的照明光束藉由光閥轉換成影像光束後，再將影像光束透過鏡頭投射到螢幕以形成影像。投影機對於資訊的傳遞起了非常大的作用，因此被廣泛地用於許多領域。舉例而言，使用者利用投影機並搭配投影屏幕，以配合影像源提供影像資訊的內容做圖式畫面的呈現。

通常來說，投影機利用雷射二極體（Laser Diode）所發出的雷射光來激發螢光輪中的螢光粉，藉由激發螢光粉以使螢光粉提供不同顏色的激發光束。傳統上，透過帶有白色多孔陶瓷材料的膠體塗佈於螢光輪轉盤上，再將螢光膠塗佈於白色多孔陶瓷材料上。然而，這樣的螢光輪衍生了以下問題。帶有白色多孔陶瓷材料的膠體多寡決定了螢光輪的信賴度以及發光效率，若帶有白色多孔陶瓷材料的膠體中的白色多孔陶瓷材料的比例低（膠體比例較多），則其散射或反射的效果不佳；相對而言，若帶有白色多孔陶瓷材料的膠體中的白色多孔陶瓷材料的比例高（膠體比例較低），則帶有白色多孔陶瓷材料的膠體附著於轉盤的附著性較差。此外，由於帶有白色多孔陶瓷材料的膠體裸露於空氣等環境介質中，當螢光輪旋轉時會導致白色多孔陶瓷材料掉落於投影機的鏡頭上，除了會影響螢光輪本身的發光效率及可靠度，同時也會使投影機的發光效率、可靠度以及其所投影出來的影像品質下降。

另外，由於高能量的雷射光持續照射螢光輪時會產生大量的熱能，而導致螢光輪中的螢光粉發生熱消光（Thermal Quenching）的現象，即螢光輪的光轉換能力隨著溫度提高而大幅下降的現象。綜合以上，如何解決上述問題，實為目前本領域研發人員研發的重點之一。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種波長轉換結構，其具有良好的發光效率以及可靠度。

本發明提供一種投影裝置，其具有上述的波長轉換結構，並具有良好的發光效率以及可靠度。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種波長轉換結構，其適於配置在投影裝置的光源所發出的照明光束的傳遞路徑上。波長轉換結構包括轉盤、波長轉換物質以及散射反射物質。轉盤具有光轉換區及非光轉換區，光轉換區環繞非光轉換區。波長轉換物質配置於轉盤上，並對位於光轉換區，其中波長轉換物質的能隙小於照明光束中的光子能量。散射反射物質配置於轉盤上，並對位於光轉換區，且不對位於非光轉換區，其中散射反射物質的能隙大於照明光束中的光子能量。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種投影裝置，其包括照明系統、光閥以及成像系統。照明系統包括光源以及上述的波長轉換結構。光源提供照明光束。上述的波長轉換結構配置在光源所發出的照明光束的傳遞路徑上。光閥將來自上述的波長轉換結構的轉換光束轉換為影像光束。成像系統配置於影像光束的傳遞路徑上。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的波長轉換物質包覆散射反射物質。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的波長轉換結構更包括另一波長轉換物質，其中另一波長轉換物質與散射反射物質混合成混合物，且另一波長轉換物質的能隙小於照明光束中的光子能量。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的波長轉換結構更包括第一固定結構與第二固定結構。第一固定結構與第二固定結構夾設於波長轉換物質與轉盤之間，其中第一固定結構沿著散射反射物質的外周緣環繞非光轉換區，第二固定結構沿著散射反射物質的內周緣環繞非光轉換區。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的散射反射物質、第一固定結構以及第二固定結構位於同一層。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換物質與散射反射物質混合成混合物。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的轉盤更具有開口，開口連接於光轉換區以共同環繞非光轉換區。

在本發明的投影裝置與波長轉換結構的一實施例中，上述的轉盤更具有光反射物質，光反射物質連接於非光轉換區以共同環繞非光轉換區。

在本發明的投影裝置的一實施例中，上述的投影裝置更包括色輪。色輪配置來自波長轉換結構的轉換光束的傳遞路徑上，其中光閥將來自於色輪的至少一色光束轉換為影像光束。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。本發明的實施例的波長轉換結構中的波長轉換物質及散射反射物質皆對位於光轉換區，且散射反射物質不對位於非光轉換區，因此散射反射物質裸露於環境介質（例如是空氣）的機率較低，大幅降低了散射反射物質掉落的情況。因此本發明的實施例的波長轉換結構具有良好的發光效率及可靠度。進一步來說，至少因為本發明的實施例的投影裝置包括上述的波長轉換結構，本發明的實施例的投影裝置可以大幅地避免散射反射物質掉落於投影裝置中的其他元件（例如是投影鏡頭）的情形，因此本發明的實施例的投影裝置具有良好的發光效率及可靠度，並且其所投影出來的影像品質良好。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1A與圖1B分別為本發明不同實施例的投影裝置的方塊圖。

請參照圖1A，本實施例的投影裝置200a包括照明系統210、光閥220（Light Value）以及成像系統230。具體而言，照明系統210包括光源212以及波長轉換結構100。照明系統210中的光源212提供照明光束IL。波長轉換結構100配置在來自光源212所發出的照明光束IL的傳遞路徑上。光閥220配置在來自波長轉換結構100的轉換光束IL’的路徑上，並將來自波長轉換結構100的轉換光束IL’轉換為影像光束B。

在本實施例中，波長轉換結構100用以將來自光源212所發出的照明光束IL依序轉換成多種不同顏色（例如是紅光、綠光、黃光）的轉換光束IL’，但不以此為限。舉例來說，轉換光束IL’可包括部分照明光束IL，例如部分照明光束IL為藍光，可透過具有擴散功能的光學元件進行轉換後與多種不同顏色的光束形成轉換光束IL’，上述內容可根據技術人員的設計而定。隨後，光閥220可將依序來自波長轉換結構100的不同顏色的轉換光束IL’轉換成影像光束B，再藉由成像系統230依序投射出影像光束B，以在螢幕上產生影像畫面。

具體而言，在本實施例中，光源212例如是雷射二極體（Laser Diode）或者是發光二極體（Light Emitting Diode），且光源212例如是用以發出藍光、紫光或者是其他短波長的光，本發明並不以此為限。波長轉換結構100例如是螢光輪（Phosphor Wheel），本發明並不以此為限。光閥220例如是數位微鏡元件（Digital Micro-mirror Device, DMD）或者是矽基液晶面板（Liquid-crystal-on Silicon Panel, LCOS panel），本發明並不以此為限。成像系統230例如是投影鏡頭（Projection Lens），本發明並不以此為限。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的部分內容，省略了相同技術內容的說明，關於相同的元件名稱可以參考前述實施例的部分內容，下述實施例不再重複贅述。

請參照圖1B，圖1B中的投影裝置200b大致類似於圖1A中的投影裝置200a，惟其主要差異在於：圖1B中的投影裝置200b更包括色輪214（Filter Wheel）。具體而言，投影裝置200b中的照明系統210b包括色輪214，色輪214配置在來自波長轉換結構100的轉換光束IL’的傳遞路徑上。色輪214用以濾光，以使來自波長轉換結構100的轉換光束IL’形成至少一色光束CL。詳言之，色輪214例如是包括至少一濾光元件（例如是彩色濾光片(Color Filter)），其可以對光的不同波段進行選擇性地過濾。更具體來說，色輪214配置於波長轉換結構100與光閥220之間，且光閥220配置在來自於色輪214的至少一色光束CL的傳遞路徑上，光閥220將來自色輪214的至少一色光束CL轉換為影像光束B。成像系統230配置於影像光束B的傳遞路徑上。在本實施例中，光閥220可依序將不同顏色的至少一色光CL或者是將部分的照明光束IL（例如直接來自於波長轉換結構100的部分照明光束IL）轉換成不同顏色的影像光束B，再藉由成像系統230投射出不同顏色的影像光束B。

在下文中會詳細地說明上述實施例中的投影裝置200a、200b中的波長轉換結構100。

圖2A是依照本發明的一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖2B為圖2A的波長轉換結構的爆炸圖。圖2C為圖2A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖2D為圖2C中區域A的放大剖面示意圖。

請同時參照圖2A、圖2B、圖2C以及圖2D，上述實施例中的投影裝置200a、200b中的波長轉換結構100例如是如圖2A至圖2D所示的波長轉換結構100a。在本實施例中，波長轉換結構100a包括轉盤110、波長轉換物質120以及散射反射物質130。轉盤110具有光轉換區112及非光轉換區114。光轉換區112環繞非光轉換區114。波長轉換物質120配置於轉盤110上，並對位於光轉換區112，其中波長轉換物質120的能隙小於照明光束IL中的光子能量。散射反射物質130配置於轉盤110上，並對位於光轉換區112，且不對位於非光轉換區114，其中散射反射物質130的能隙大於照明光束IL的光子能量。具體來說，在本實施例中，散射反射物質130夾設於轉盤110與波長轉換物質120之間。

在本實施例中，轉盤110的材質例如是金屬、耐高溫材料、接著性佳的膠類材料或者是高導熱係數材料。具體而言，用於製作轉盤110的金屬材料例如是鋁合金、金屬、金屬合金。用於製作轉盤110的耐高溫材料例如是鋁合金、玻璃、氧化鋁、氮化鋁、陶瓷、金屬合金。用於製作轉盤110的接著性佳的膠類材料例如是矽膠、環氧樹酯、無機膠。用於製作轉盤的110高導熱係數材料例如是鋁合金、石墨、玻纖、金屬合金。然而，上述材料為舉例說明，本發明並不限制轉盤的材料。

在本實施例中，由於轉盤110以金屬材料或者是高導熱係數材料製作，因此可以大幅提升波長轉換結構100a的散熱能力，從而使波長轉換結構100a的發光效率以及信賴度提升。此外，由於本實施例的轉盤110以耐高溫材料製作，在高溫下的波長轉換結構100a則可以保持一定的結構強度，可使波長轉換結構100a的信賴度提升。再者，由於本實施例的轉盤110以接著性佳的膠類材料製作，則可以大幅提升轉盤110與波長轉換物質120及散射反射物質130之間的附著性，也可使波長轉換結構100a的信賴度提升。

在本實施例中，波長轉換物質120例如是螢光層（Fluorescent Layer）。在其他的實施例中，波長轉換物質120例如是包覆（Encapsulate）量子點（Quantum Dot, QD）的光學膠（Optical Clear Adhesive, OCA）層或者是其他包覆具有波長轉換能力的材料的光學膠層，本發明並不以此為限。

在本實施例中，散射反射物質130例如是包覆氧化物顆粒、金屬合金顆粒或其組合的光學膠層。更具體而言，氧化物顆粒的材質例如是二氧化鈦（TiO₂ ）、二氧化矽（SiO₂ ）、二氧化鋯（ZrO₂ ）、硫酸鋇（BaSO₄ ），金屬合金顆粒的材質例如是鋁鈦合金（Ti/Al），本發明並不以此為限。

在本實施例中，由於波長轉換物質120及散射反射物質130皆對位於光轉換區112，且散射反射物質130不對位於非光轉換區114，因此散射反射物質130裸露於環境介質（例如是空氣）的機率極低，大幅降低了散射反射物質在波長轉換結構100a旋轉時飛出掉落的情況。因此本實施例的波長轉換結構100a具有良好的發光效率及可靠度。進一步來說，由於本實施例的投影裝置200a、200b包括上述的波長轉換結構100a，本實施例的投影裝置200a、200b可以大幅地避免散射反射物質掉落於投影裝置200a、200b中的其他元件（例如是投影鏡頭）的情形，因此，本實施例的投影裝置200a、200b具有良好的發光效率及可靠度，並且其所投影出來的影像品質良好。

請參照圖2D，進一步來說，在本實施例中，波長轉換物質120包覆（Encapsulate）散射反射物質130。具體而言，散射反射物質130具有頂面132、相對於頂面132的底面134以及彼此相對的兩側面131、133，其中兩側面131、133分別連接頂面132與底面134。詳言之，波長轉換物質120與散射反射物質130的頂面132以及散射反射物質130兩側面131、133連接，而散射反射物質130的底面134則是與轉盤110連接，且波長轉換物質120也與轉盤110連接。在本實施例中，散射反射物質130附著於轉盤110，且波長轉換物質120還提供散射反射物質130額外的附著力，以使散射反射物質130處於穩定的位置。如此觀之，透過波長轉換物質120包覆散射反射物質130的兩側面131、133以使散射反射物質130包覆於波長轉換物質120與轉盤110之間，即散射反射物質130被波長轉換物質120與轉盤110兩者所共同包覆。於是，當轉盤110快速旋轉時，波長轉換物質120更可以避免散射反射物質130的兩側面131、133飛散(Splitting)。是以，本實施例的波長轉換結構100a以及本實施例中的投影裝置200a、200b的發光效率以及可靠度可以進一步地提升。

另一方面，在本實施例中，轉盤110更具有開口111，開口111連接於光轉換區112以共同環繞非光轉換區114。如此一來，當來自光源112的照明光束IL傳遞至波長轉換結構100a時，一部分的照明光束IL會傳遞至波長轉換結構100a的波長轉換物質120，而一部分的照明光束IL則會通過此開口111以穿透波長轉換結構100a。

在本實施例中，轉盤110的非光轉換區114包括金屬環R，金屬環R位於波長轉換結構100a的中央處。在本實施例中，金屬環R具有貫孔P，波長轉換結構100a的轉軸O例如是通過貫孔P的中心。波長轉換結構100a例如是藉由驅動單元（未繪示，例如是馬達）驅動，被驅動單元驅動後的波長轉換結構100a適於對此轉軸O進行旋轉，以帶動波長轉換物質120旋轉，如此可使照明光束IL依序被波長轉換結構100a轉換成不同顏色的轉換光束IL’。

承上所述，在本實施例中，由於波長轉換物質120的能隙小於照明光束IL中的光子能量，因此波長轉換物質120可以被照明光束IL所激發並使照明光束IL轉換成不同顏色的轉換光束IL’。相對而言，由於散射反射物質130的能隙大於照明光束IL的光子能量，因此散射反射物質130則不會被照明光束IL所激發。具體而言，散射反射物質130是用於散射或反射照明光束IL。

在本實施例中，由於散射反射物質130夾設於轉盤110與波長轉換物質120之間，因此照明光束IL傳遞至波長轉換結構100a時會先傳遞至波長轉換物質120。在本實施例中，波長轉換物質120中的光學膠為具有低折射率的光學膠，其折射率例如是落在1.3至1.6的範圍內，以使絕大部分的照明光束IL會在波長轉換物質120內傳遞。如此一來，絕大部分的照明光束IL使波長轉換物質120激發，波長轉換物質120將照明光束IL轉換成不同顏色的轉換光束IL’。隨後，轉換後的轉換光束IL’出射於波長轉換物質120，並傳遞至散射反射物質130，而散射反射物質130再將轉換後的轉換光束IL’散射或反射，以使轉換後的轉換光束IL’出射於波長轉換結構100a。

詳細來說，波長轉換物質120具有至少一波長轉換區。在本實施例中的波長轉換物質120例如是包括兩個波長轉換區120R1以及120R2。對位於波長轉換區120R1的波長轉換物質120例如是摻雜有綠色螢光粉的螢光膠層，而對位於波長轉換區120R2的波長轉換物質120則例如是摻雜有黃色螢光粉的螢光膠層，本發明並不以此為限。在本實施例中，部分的照明光束IL傳遞至對位於波長轉換區120R1的波長轉換物質120，因此部分的照明光束IL則轉換為綠光轉換光束IL’。在本實施例中，部分的照明光束IL傳遞至對位於波長轉換區120R2的波長轉換物質120，因此部分的照明光束IL則轉換為黃光轉換光束IL。本實施例的波長轉換結構100a例如可應用於圖1B所示的投影裝置200b中。在圖1B所示的投影裝置200b中，光源212例如發出藍光且通過轉盤110的開口111的照明光束IL例如是藍光，色輪214例如是包括紅光彩色濾光片與綠光彩色濾光片等，因此綠光轉換光束IL’與至少部分的黃光轉換光束IL’會被色輪214過濾而形成紅光色光束與綠光色光束（如圖1B的色光束CL）。另一實施例，在色輪214上可設置透光片或者具有散射結構的透光片，讓藍光照明光束IL通過。由上述可知，本實施例的投影裝置100a中波長轉換物質120上的不同波長轉換區120R1、120R2搭配色輪214，如此可以僅藉由兩種螢光粉而達到紅光、藍光、綠光三種色光的效果。

又一未繪示的實施例中，波長轉換物質120例如是具有單一個波長轉換區，而對位於此波長轉換區的波長轉換物質120則是摻雜有黃色螢光粉的螢光膠層，本發明並不以此為限。在本實施例中，部分的照明光束IL傳遞至對位於波長轉換區的波長轉換物質120，因此部分的照明光束IL則轉換為黃光轉換光束IL’。本實施例的波長轉換結構例如可應用於圖1B所示的投影裝置200b中。在圖1B所示的投影裝置200b中，光源212例如發出藍光且通過轉盤110的開口111的照明光束IL例如是藍光，色輪214例如是包括紅光彩色濾光片以及綠光彩色濾光片，因此部分黃光轉換光束IL’會被色輪214過濾形成紅光色光束或綠光色光束（如圖1B的色光束CL），由上述可知，本實施例的投影裝置100a中波長轉換物質120上的單一個波長轉換區搭配色輪214，如此可以僅藉由一種螢光粉而達到紅光、藍光、綠光三種色光的效果。

再一未繪示的實施例中，對位於波長轉換區120R1的波長轉換物質120例如是摻雜有綠色螢光粉的螢光膠層，而對位於波長轉換區120R2的波長轉換物質120則例如是摻雜有紅色螢光粉的螢光膠層，本發明並不以此為限。本實施例的波長轉換結構例如可應用於圖1A所示的投影裝置200a中。如此一來，在圖1A所示的投影裝置200a中，光源212例如發出藍光且通過轉盤110的開口111的照明光束IL例如是藍光，部分的照明光束IL分別激發對位於波長轉換區120R1的波長轉換物質120以及對位於波長轉換區120R2的波長轉換物質120，以分別產生綠光轉換光束IL’與紅光轉換光束IL’。由上述可知，本實施例的投影裝置100a中波長轉換物質120上的波長轉換區藉由兩種螢光粉且無需藉由色輪214而可達到紅光、藍光、綠光三種色光的效果。

圖3A是依照本發明的另一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖3B為圖3A的波長轉換結構的爆炸圖。圖3C為圖3A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖3D為圖3C中區域A的放大剖面示意圖。

請同時參照圖3A、圖3B、圖3C以及圖3D，上述實施例中的投影裝置200a、200b中的波長轉換結構100例如是如圖3A至圖3D所示的波長轉換結構100b。圖3A至圖3D所示的波長轉換結構100b類似於圖2A至圖2D所示的波長轉換結構100a，其主要差異在於：波長轉換結構100b更包括另一波長轉換物質，另一波長轉換物質與散射反射物質混合成混合物180，且另一波長轉換物質的能隙小於照明光束IL中的光子能量。如此一來，此混合物180同時具有散射反射的功能以及波長轉換的功能。此外，在本實施例中，轉盤110更具有抗反射物質115。轉盤110具有開口111，而透光材料111T(如圖3C所示)對應設置於開口111內，透光材料111T朝向光源112的表面及/或背對光源112的表面設置抗反射物質（Anti-Reflection Material）115。

在本實施例中，波長轉換物質120中的螢光粉例如是黃光螢光粉，而另一波長轉換物質的螢光粉例如是另一黃光螢光粉，波長轉換物質120中的黃光螢光粉與另一波長轉換物質的黃光螢光粉主要差異在於兩者受激發而放出的黃光中心波長不同。在其他實施例中，另一波長轉換物質的螢光粉亦可以是藍光螢光粉、綠光螢光粉、紅光螢光粉或者是其他顏色的螢光粉，本發明並不以此為限。

另一方面，在本實施例中，轉盤110的開口111內設置透光材料111T，可以使得轉盤110旋轉時的噪音大幅地降低。在本實施例中，由於透光材料111T的表面設置有抗反射物質115，因此當照明光束IL傳遞至抗反射物質115時，照明光束IL幾乎不會被反射，以達到實質上完全穿透抗反射物質115以及透光材料111T的效果。在本實施例中，透光材料111T例如是玻璃（Glass），抗反射物質115例如是抗反射鍍膜。

圖4A是依照本發明的又一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖4B為圖4A的波長轉換結構的爆炸圖。圖4C為圖4A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖4D為圖4C中區域A的放大剖面示意圖。

請同時參照圖4A、圖4B、圖4C以及圖4D，上述實施例中的投影裝置200a、200b中的波長轉換結構100例如是如圖4A至圖4D所示的波長轉換結構100c。圖4A至圖4D所示的波長轉換結構100c類似於圖2A至圖2D所示的波長轉換結構100a，其主要差異在於：波長轉換結構100c更包括第一固定結構150以及第二固定結構160。在本實施例中，第一固定結構150以及第二固定結構160夾設於波長轉換物質120與轉盤110之間，第一固定結構150沿著散射反射物質130的外周緣137環繞非光轉換區114，第二固定結構160沿著散射反射物質130的內周緣139環繞非光轉換區114。由圖4D可看出，在本實施例中，散射反射物質130、第一固定結構150以及第二固定結構160位於同一層。也就是說，散射反射物質130夾設於第一固定結構150與第二固定結構160之間。整體來說，散射反射物質130、第一固定結構150以及第二固定結構160則是夾設於波長轉換物質120與轉盤110之間。此外，在本實施例中，轉盤110更具有光反射物質117，當部分的照明光束IL傳遞至光反射物質117時，照明光束IL會被光反射物質117反射。

請再參照圖4D，在本實施例中，第一固定結構150與散射反射物質130的側面（即外周緣）137連接，第二固定結構160與散射反射物質130的側面（即內周緣）139連接，波長轉換物質120則與散射反射物質130的頂面132連接，轉盤110則與散射反射物質130的底面134連接，且轉盤110也與第一固定結構150和第二固定結構160連接。換言之，在本實施例中，第一固定結構150、第二固定結構160以及波長轉換物質120包覆散射反射物質130。如此一來，散射反射物質130附著於轉盤110，且第一固定結構150與第二固定結構160還提供了散射反射物質130額外的附著力，以使散射反射物質130處於較為穩定的位置。此外，波長轉換物質120也分別與第一固定結構150以及第二固定結構160連接，因此波長轉換物質120不容易掉落。如此觀之，透過波長轉換物質120、第一固定結構150與第二固定結構160包覆散射反射物質130的兩側面（即內外周緣）139、137以使散射反射物質130包覆於波長轉換物質120、第一固定結構150與第二固定結構160之間，即散射反射物質130被波長轉換物質120、第一固定結構150、第二固定結構160與轉盤110四者所共同包覆。於是，當轉盤110旋轉時，第一固定結構150與第二固定結構160更可以避免散射反射物質130的兩側面131、133掉落，並且也大幅地降低波長轉換物質120掉落的機率。因此，本實施例的波長轉換結構100c具有良好的發光效率及可靠度。進一步來說，至少因為本實施例的投影裝置200a、200b包括上述的波長轉換結構100c，當波長轉換結構100c旋轉時，本實施例的投影裝置200a、200b可以大幅地避免散射反射物質掉落或飛散以影響投影裝置200a、200b中的其他元件（例如是投影鏡頭）的效能表現，因此本實施例的投影裝置200a、200b具有良好的發光效率及可靠度，並且其所投影出來的影像品質良好。

承上述，具體來說，在本實施例中，第一固定結構140以及第二固定結構150例如是具有低折射率的光學膠，其折射率例如是落在1.3至1.6的範圍內。

圖5A是依照本發明的再一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖5B為圖5A的波長轉換結構的爆炸圖。圖5C為圖5A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖5D為圖5C中區域A的放大剖面示意圖。

請同時參照圖5A、圖5B、圖5C以及圖5D，上述實施例中的投影裝置200a、200b中的波長轉換結構100例如是如圖5A至圖5D所示的波長轉換結構100e。圖5A至圖5D所示的波長轉換結構100e類似於圖3A至圖3D所示的波長轉換結構100b，其主要差異在於：波長轉換物質與散射反射物質混合成一混合物190。如此一來，此混合物190同時具有散射反射的功能以及波長轉換的功能，更避免了多層塗佈而造成的層與層之間的鍵結性不佳的疑慮，因此本實施例的波長轉換結構100e具有良好的可靠度。此外，由於製程簡單，因此本實施例的波長轉換結構100e可以大幅地降低製造成本。進一步來說，至少因為本實施例的投影裝置200a、200b包括上述的波長轉換結構100e，本實施例的投影裝置200a、200b具有良好的可靠度以及低的製造成本。

綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。本發明的實施例的波長轉換結構中的波長轉換物質及散射反射物質皆對位於光轉換區，且散射反射物質不對位於非光轉換區，因此散射反射物質裸露於環境介質（例如是空氣）的機率較低，大幅降低了散射反射物質掉落的情況。因此本發明的實施例的波長轉換結構具有良好的發光效率及可靠度。進一步來說，至少因為本發明的實施例的投影裝置包括上述的波長轉換結構，當波長轉換結構旋轉時，本發明的實施例的投影裝置可以大幅地避免散射反射物質掉落或飛散以影響投影裝置中的其他元件（例如是投影鏡頭）的效能表現，因此本發明的實施例的投影裝置具有良好的發光效率及可靠度，並且其所投影出來的影像品質良好。

再者，在本發明的實施例的波長轉換結構中，波長轉換物質包覆散射反射物質。另一方面，在本發明的實施例的波長轉換結構中，波長轉換結構更包括第一固定結構以及第二固定結構。第一固定結構沿著散射反射物質的外周緣環繞非光轉換區，第二固定結構沿著散射反射物質的內周緣環繞非光轉換區。如此一來，散射反射物質一方面會附著於轉盤，並且，波長轉換物質或者是第一固定結構與第二固定結構則更提供了散射反射物質額外的附著力，以使散射反射物質處於較為穩定的位置。如此觀之，當轉盤旋轉時，波長轉換物質或者是第一固定結構與第二固定結構更可以確保散射反射物質不會從其兩側面掉落。因此本發明的實施例中的波長轉換結構以及投影裝置的發光效率以及可靠度可以再進一步地提升。

此外，在本發明的實施例的波長轉換結構中，波長轉換物質與散射反射物質混合成混合物。如此一來，此混合物同時具有散射反射的功能以及波長轉換的功能，更避免了多層塗佈而造成的層與層之間的鍵結性不佳的疑慮，因此本發明的實施例的波長轉換結構具有良好的可靠度。此外，由於製程簡單，本發明的實施例的波長轉換結構可以大幅地降低製造成本。進一步來說，至少因為本發明的實施例的投影裝置包括上述的波長轉換結構，因此本發明的實施例的投影裝置具有良好的可靠度以及低的製造成本。整體而言，本發明的實施例可改善波長轉換結構發生熱消光（Thermal Quenching）的現象。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件（Element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100、100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧波長轉換結構 110‧‧‧轉盤 111‧‧‧開口 111T‧‧‧透光材料 112‧‧‧光轉換區 114‧‧‧非光轉換區 115‧‧‧抗反射物質 117‧‧‧光反射物質 120‧‧‧波長轉換物質 120R1、120R2‧‧‧波長轉換區 130‧‧‧散射反射物質 131、134‧‧‧側面 132‧‧‧頂面 134‧‧‧底面 137‧‧‧外周緣 139‧‧‧內周緣 150‧‧‧第一固定結構 160‧‧‧第二固定結構 180、190‧‧‧混合物 200a、200b‧‧‧投影裝置 210、210b‧‧‧照明系統 212‧‧‧光源 220‧‧‧光閥 230‧‧‧成像系統 240‧‧‧色輪 A‧‧‧區域 B‧‧‧影像光束 C-C‧‧‧線 CL‧‧‧色光束 IL‧‧‧照明光束 IL’‧‧‧轉換光束 O‧‧‧轉軸 P‧‧‧貫孔 R‧‧‧金屬環

圖1A與圖1B分別為本發明不同實施例的投影裝置的方塊圖。圖2A是依照本發明的一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖2B為圖2A的波長轉換結構的爆炸圖。圖2C為圖2A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖2D為圖2C中區域A的放大剖面示意圖。圖3A是依照本發明的另一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖3B為圖3A的波長轉換結構的爆炸圖。圖3C為圖3A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖3D為圖3C中區域A的放大剖面示意圖。圖4A是依照本發明的又一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖4B為圖4A的波長轉換結構的爆炸圖。圖4C為圖4A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖4D為圖4C中區域A的放大剖面示意圖。圖5A是依照本發明的再一實施例的一種波長轉換結構的構造圖。圖5B為圖5A的波長轉換結構的爆炸圖。圖5C為圖5A中波長轉換結構的線C-C的剖面示意圖。圖5D為圖5C中區域A的放大剖面示意圖。

100a‧‧‧波長轉換結構

110‧‧‧轉盤

111‧‧‧開口

112‧‧‧光轉換區

114‧‧‧非光轉換區

120‧‧‧波長轉換物質

120R1、120R2‧‧‧波長轉換區

130‧‧‧散射反射物質

P‧‧‧貫孔

R‧‧‧金屬環

Claims

一種投影裝置，包括：一照明系統，包括：一光源，提供一照明光束；以及一波長轉換結構，配置在該光源所發出的該照明光束的傳遞路徑上，該波長轉換結構包括：一轉盤，具有一光轉換區及一非光轉換區，該光轉換區環繞該非光轉換區；以及一單層混合物，配置於該轉盤的該光轉換區上，該單層混合物由一波長轉換物質以及一散射反射物質混合而成，其中該波長轉換物質為一螢光粉，其中該單層混合物內的該波長轉換物質適於被該照明光束激發並使該照明光束轉換成一轉換光束，且該單層混合物內的該散射反射物質不會被該照明光束所激發，使得該單層混合物同時具有波長轉換的功能以及散射反射的功能；一光閥，將來自該波長轉換結構的一轉換光束轉換為一影像光束；以及一成像系統，配置於該影像光束的傳遞路徑上。
如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該波長轉換結構更包括另一波長轉換物質，其中該另一波長轉換物質的能隙小於該照明光束中的光子能量。
如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該轉盤更具有一開口，該開口連接於該光轉換區以共同環繞該非光轉換區。
如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該轉盤更具有一光反射物質，該光反射物質連接於該光轉換區以共同環繞該非光轉換區。
如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，更包括一色輪，配置於來自該波長轉換結構的該轉換光束的傳遞路徑上，其中該光閥將來自於該色輪的至少一色光束轉換為該影像光束。
一種波長轉換結構，適於配置在一投影裝置的一光源所發出的一照明光束的傳遞路徑上，該波長轉換結構包括：一轉盤，具有一光轉換區及一非光轉換區，該光轉換區環繞該非光轉換區；以及一單層混合物，配置於該轉盤的該光轉換區上，該單層混合物由一波長轉換物質以及一散射反射物質混合而成，其中該波長轉換物質為一螢光粉，其中該單層混合物內的該波長轉換物質適於被該照明光束激發並使該照明光束轉換成一轉換光束，且該單層混合物內的該散射反射物質不會被該照明光束所激發，使得該單層混合物同時具有波長轉換的功能以及散射反射的功能。
如申請專利範圍第6項所述的波長轉換結構，更包括另一波長轉換物質，其中該另一波長轉換物質的能隙小於該照明光束中的光子能量。
如申請專利範圍第6項所述的波長轉換結構，其中該轉盤更具有一開口，該開口連接於該光轉換區以共同環繞該非光轉換區。
如申請專利範圍第6項所述的波長轉換結構，其中該轉盤更具有一光反射物質，該光反射物質連接於該光轉換區以共同環繞該非光轉換區。