波长转换模块、光源装置及投影设备
技术领域
本发明关于一种波长转换模块、光源装置及投影设备，尤其是指一种具有良好散热效能的波长转换模块、光源装置及投影设备。
背景技术
激光投影机通常使用蓝光激光作为光源，为了能产生不同颜色的光，需搭配荧光色轮做颜色的转换。当蓝光激光发出并打至荧光色轮上时，色轮上的荧光粉受蓝光激发产生不同波段的光，亦即产生不同颜色的光。因荧光粉的激发转换效率并非100％，故部分的蓝光能量转换为热能而使得荧光色轮的温度升高。当荧光色轮受蓝光激光的能量影响而产生高温时，其周围的元件(例如：马达以及光感测器)也会受到影响。当马达温度超出温度规格时，将使投影设备的使用寿命降低；当光感测器超出温度规格时，也会导致投影设备在操作中突然关机。
为了避免上述的情况发生，现有技术在荧光色轮所在的光源装置的壳体上增加散热鳍片或是壳体内安装风扇，以降低荧光色轮、马达及光感测器的温度。
然而，以壳体上的散热鳍片进行散热时，由于热能传递的阻抗较大(热能由色轮经由色轮支架及壳体到达散热鳍片)故散热效果不佳。并且，若需要缩小壳体的体积时，散热鳍片的体积及数量也连带地必须缩小及减少而不利于散热。此外，以风扇进行散热时，壳体必须具有相当的体积以容纳风扇，则不利于光源装置及投影设备的微型化。
本「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」中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。此外，在「背景技术」中所揭露的内容并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，也不代表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，具有良好的散热效能并有利于光源装置及投影设备的微型化。
本发明提供一种光源装置，其散热效能佳且有利于投影设备的微型化。
本发明提供一种投影设备，其散热效能佳且可符合微型化的需求。
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，本发明所提供的波长转换模块包括支架、马达以及波长转换轮，支架包括承载部及散热鳍片组，散热鳍片组与承载部连接，马达装设于承载部上，且波长转换轮受马达驱动而转动。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明所提供的光源装置包括壳体、光源以及上述的波长转换模块，壳体具有开口部，光源配置于壳体内且用于提供激发光束，波长转换模块配置于开口部处，散热鳍片组经由开口部外露于壳体外，且波长转换轮位于激发光束的传递路径上。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明所提供的投影设备包括光阀、投影镜头以及上述的光源装置，光源装置用于提供照明光束，光阀配置于照明光束的传递路径上，以转换照明光束为影像光束，投影镜头配置于影像光束的传递路径上。波长转换轮转换激发光束为转换光束，照明光束包括转换光束。
本发明的波长转换模块、光源装置及投影设备中，马达、波长转换轮及光感测器装设于支架的承载部上，支架具有与承载部相接的散热鳍片组，且散热鳍片组可经由光源装置的壳体的开口部外露于壳体外，故马达、波长转换轮工作时所产生的热能，可直接经由承载部传导至散热鳍片组，并进一步经由壳体外部的空气散失，从而有效降低马达、波长转换轮及支架的温度，达到避免马达及波长转换轮的热损坏并维持光源装置的正常运作的效果。此外，由于马达及波长转换轮等的散热可以借由外露于壳体外的散热鳍片组达成，故可省去额外的散热元件的使用，使得光源装置及投影设备的体积可以进一步缩小，有利于光源装置及投影设备的微型化。
为让本发明之上述和其他目的、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为本发明一实施例的波长转换模块的外观图；
图2为图1中的波长转换模块的分解图；
图3为图1中的波长转换模块的另一视角的分解图；
图4为图1中的波长转换模块的剖面图；
图5为本发明一实施例的光源装置的剖面示意图；
图6为本发明一实施例的光源装置的俯视示意图，其中省略壳体的顶盖；
图7为本发明一实施例的光源装置的仰视示意图；以及
图8为本发明一实施例的投影设备的方块示意图。
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：左、右、前、后、顶或底等，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为本发明一实施例的波长转换模块的外观图。图2为图1中的波长转换模块的分解图。图3为图1中的波长转换模块的另一视角的分解图。图4为图1中的波长转换模块的剖面图。请参考图1至4，本实施例的波长转换模块100包括支架110、马达120以及波长转换轮130。支架110包括承载部111及散热鳍片组112，散热鳍片组112与承载部111连接，马达120装设于承载部111上，且波长转换轮130受马达120驱动而转动。在本实施例中，马达120及波长转换轮130可配置于承载部111的前侧，且马达120位于波长转换轮130与承载部111之间，但本发明对马达120及波长转换轮130于承载部111上的配置位置不予以限制。此外，支架110的材质较佳例如可为铜、镁、铁或包含铜、镁或铁的合金，但本发明并不局限于此。另外，波长转换模块100还可包括光感测器140，光感测器140配置于承载部111上，用于感测波长转换轮130的旋转位置；在本实施例中，光感测器140配置于承载部111的前侧，马达120及光感测器140可以透过例如螺丝等的固定件150固定于承载部111上，但本发明对马达120及光感测器140于承载部111上的安装方式不予以限制。
上述的支架110还可包括衔接部113及锁固孔114、115、116，衔接部113的相对两侧面分别连接承载部111及散热鳍片组112，锁固孔114、115、116形成于衔接部113上。在本实施例中，锁固孔114、115、116以贯穿衔接部113的顶侧及底侧的方式形成于衔接部113上，承载部111与散热鳍片组112可分别配置于衔接部113的顶侧及底侧，举例来说，承载部111由衔接部113的顶侧朝远离衔接部113的方向延伸，散热鳍片组112由衔接部113的底侧朝远离衔接部113的方向延伸，且承载部111及散热鳍片组112的延伸方向Z相反，但本发明不局限于此。另外，锁固孔114、115、116的数量可为一个或多个，本实施例是以三个锁固孔114、115、116作为例示，但本发明对于锁固孔114、115、116的数量不予以限制。
上述的散热鳍片组112可包括散热鳍片1121，散热鳍片1121与衔接部113连接，且散热鳍片1121的数量可为一个或多个。在本实施例中，散热鳍片组112的散热鳍片1121的数量为多个，散热鳍片组112的散热鳍片1121由衔接部113的底侧朝远离衔接部113的方向延伸且相互平行。关于散热鳍片1121的排列方式，举例而言，散热鳍片1121可沿第一方向X或第二方向Y依序排列于衔接部113上，第一方向X、第二方向Y与散热鳍片1121的延伸方向Z相交，且散热鳍片1121的延伸方向Z垂直于第一方向X及第二方向Y；在本实施例中，散热鳍片1121沿第二方向Y依序排列于衔接部113上，且第一方向X、第二方向Y及与散热鳍片1121的延伸方向Z相互垂直，但本发明对于散热鳍片1121的排列方式不予以限制。
此外，在本实施例中，散热鳍片1121经由衔接部113与承载部111连接，散热鳍片1121的厚度由衔接部113(承载部111)朝远离衔接部113(承载部111)的方向递减，也就是说，散热鳍片1121具有相反的固定端F1及自由端F2，散热鳍片1121的固定端F1与衔接部113(承载部111)连接，散热鳍片1121的固定端F1的厚度大于散热鳍片1121的自由端F2的厚度，从而散热鳍片1121于侧视剖面呈楔形。借由散热鳍片1121的厚度由衔接部113(承载部111)朝远离衔接部113(承载部111)的方向递减的设计，散热鳍片1121的固定端F1的截面积增加，意味着散热鳍片1121的固定端F1与衔接部113(承载部111)的连接面积较大；如此一来，马达120驱使波长转换轮130转动所产生的热能、激发光线照射在波长转换轮130上所产生热能及光感测器140工作时所产生的热能，可有效的经由承载部111及衔接部113传导至散热鳍片1121而快速地散失。
另外，在本实施例中，其中一锁固孔116沿其中一散热鳍片1121的延伸方向Z贯穿该散热鳍片1121，使得该散热鳍片1121一分为二，换句话说，其中一散热鳍片1121由第一鳍片1121A及第二鳍片1121B构成，其中一锁固孔116配置于第一鳍片1121A与第二鳍片1121B之间，使得第一鳍片1121A与第二鳍片1121B相间隔。借此增加散热鳍片1121的表面积，从而增加散热效果。
支架110还可包括散热凸肋117，散热凸肋117配置于承载部111上，散热凸肋117的数量可为一个或多个；在本实施例中，散热凸肋117的数量为多个，且散热凸肋117配置于承载部111的前侧及后侧，但于其他实施例中，散热凸肋117也可以只配置于承载部111的前侧或后侧。借由散热凸肋117的设置，可提升承载部111的散热效能，减少承载部111上的热能蓄积量。
本实施例的波长转换模块100可应用于投影设备的光源装置中。由于本实施例的波长转换模块100的支架110具有与承载部111相接的散热鳍片组112，故装设于承载部111上的马达120于驱使波长转换轮130转动时所产生的热能、激发光线照射于波长转换轮130进行波长转换时所产生的热能以及光感测器140工作时所产生的热能，可直接经由承载部111传导至散热鳍片组112(热能传递的阻抗小)而有效的散失，从而有效避免马达120、波长转换轮130及光感测器140的热损坏并维持投影机的正常运作。
图5为本发明一实施例的光源装置的剖面示意图。图6为本发明一实施例的光源装置的俯视示意图(壳体的顶盖省略未绘示)。图7为本发明一实施例的光源装置的仰视示意图。请参考图1、4至7，上述的波长转换模块100可与光源210一同配置于壳体220中而构成本实施例的光源装置200，也就是说，本实施例的光源装置200包括壳体220、光源210及上述的波长转换模块100。壳体220具有开口部221，光源210配置于壳体220内且用于提供激发光束，波长转换模块100配置于开口部221处，承载部111位于壳体220内，衔接部113抵靠于开口部221上，且散热鳍片组112经由开口部221外露于壳体220外，且波长转换轮130位于激发光束的传递路径上。此外，支架110可借由同时穿设于锁固孔114、115、116中及开口部221上的锁固件230而锁固于开口部221上；在本实施例中，形成于衔接部113上的锁固孔114、115、116可排列为等腰三角形，以增进支架110与壳体220之间的锁固强度并减少支架110与壳体220之间的相对振动。另外，在本实施例中，壳体220可包括顶盖222及底盖223，开口部221形成于底盖223上，且波长转换轮130及马达120包覆于顶盖222及底盖223之间，壳体220的材质例如可为镁、铜、铁或含有镁、铜或铁的合金，但本发明不局限于此。
上述的光源装置200还可包括填充元件240，填充元件240配置于壳体220内且位于衔接部113与开口部221之间。填充元件240的材质可例如为海绵、橡胶等。填充元件240可阻挡外部灰尘经由衔接部113与开口部221之间的缝隙进入到壳体220内，并且可吸收波长转换轮130旋转所引起的支架110振动或/及壳体220振动。
上述的光源210例如是包括发光二极管或激光二极管(Laser Diode,LD)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，但不局限于此。且光源装置200还可包括合光元件250，合光元件250配置于光源210与波长转换轮130之间，以将激发光线传递至波长转换轮130。
本实施例的光源装置200中，马达120、波长转换轮130及光感测器140装设于支架110的承载部111上且支架110具有与承载部111相接的散热鳍片组112，故马达120于驱使波长转换轮130转动时所产生的热能、激发光线照射于波长转换轮130进行波长转换时所产生的热能以及光感测器140工作时所产生的热能，可直接经由承载部111传导至散热鳍片组112并由散热鳍片组112散失。尤其，由于散热鳍片组112经由开口部221外露于壳体220外，散热鳍片组112与壳体220外部的空气之间具有温度差，故传导至散热鳍片组112的热能可进一步经由壳体220外部的空气散失，从而有效降低马达120、波长转换轮130、光感测器140及支架110的温度，达到避免马达120、波长转换轮130及光感测器140的热损坏并维持光源装置200的正常运作的效果。此外，由于马达120、波长转换轮130及光感测器140等的散热可以借由外露于壳体220外的散热鳍片1121达成，故可省去如风扇等额外的散热元件的使用，使得壳体220的体积可以进一步缩小，有利于光源装置200及光源装置200所应用的投影设备的微型化。
图8为本发明一实施例的投影设备的方块示意图。请参考图1、4、5、7及8，本实施例的投影设备300包括上述的光源装置200、光阀310以及投影镜头320。光源装置200用于提供照明光束L1，光阀310配置于照明光束L1的传递路径上，以将照明光束L1转换为影像光束L2，而投影镜头320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400，进而在屏幕400上形成影像画面。波长转换模块100的波长转换轮130可将光源210发出的激发光束Le为转换光束Lt，照明光束L1包括转换光束Lt。光阀310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(digitalmicro-mirror device,DMD)或硅基液晶面板(liquid crystal on silicon panel,LCOSpanel)，但本发明不局限于此。投影镜头320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320也可以包括平面光学镜片。本发明对投影镜头320的型态及其种类并不加以限制。
另外，波长转换轮130可具有波长转换区(图未绘示)及透光区(图未绘示)等，当波长转换轮130旋转时，波长转换区及透光区可依序切入激发光束Le的传递路径上，波长转换区包括荧光材料、磷光体等磷光性材料或量子点等波长转换材料。波长转换区切入激发光束Le的传递路径上时，激发光束Le可照射于波长转换轮130的波长转换区上而被转换成转换光束Lt；透光区切入激发光束Le的传递路径上时，激发光束Le可穿过波长转换轮130的透光区。照明光束L1即包括转换光束Lt及穿过波长转换轮130的激发光束Le(图中以Lr标示穿过波长转换轮130的激发光束Le)。
综上所述，本发明实施例的波长转换模块、光源装置及投影设备中，马达、波长转换轮及光感测器装设于支架的承载部上、支架具有与承载部相接的散热鳍片组且散热鳍片组经由开口部外露于壳体外，故马达于驱使波长转换轮转动时所产生的热能、激发光线照射于波长转换轮进行波长转换时所产生的热能以及光感测器工作时所产生的热能，可直接经由承载部传导至散热鳍片组并进一步经由壳体外部的空气散失，从而有效降低马达、波长转换轮、光感测器及支架的温度，达到避免马达、波长转换轮及光感测器的热损坏并维持光源装置的正常运作的效果。此外，由于马达、波长转换轮及光感测器等的散热可以借由外露于壳体外的散热鳍片达成，故可省去额外的散热元件的使用，使得光源装置及投影设备的体积可以进一步缩小，有利于光源装置及投影设备的微型化。
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，即所有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。
