波长转换模块与投影机的制作方法

1.本发明是有关于一种光学模块及投影机，且特别是有关于一种波长转换模块及具有此波长转换模块的投影机。


背景技术：

2.现有荧光轮大都使用以铝或铝合金的金属基板来作为散热基板，而散热基板的外型设计大都是平面圆形或环形结构，于其表面上并没有特殊结构。为了增加散热的效率，目前也有通过以冲压或加工成型方式，在散热基板的正面、反面或正反两面上做凸台或凹槽结构来增加表面积，但高度/ 深度以及结构数量也会降低基板的强度。这些凸台结构在荧光轮高速旋转的过程中，将产生扰流或提升对流，加快荧光轮周遭的热通过这些扰流或对流排除，以降低荧光轮的荧光层温度，进而提高荧光轮的激发效率。
3.然而，荧光轮如果使用高温无机胶烧结荧光粉或漫反射粒子于散热基板上，其烧结温度需大于700℃以上，而金属材质的散热基板将无法承受此温度，进而导致烧结后无法与荧光层或漫反射层充分键结。因此，为了提高荧光轮的制程烧结温度，以减少对荧光层与反射层所使用材料的限制，目前亦使用高导热的陶瓷基板来作为散热基板。虽然陶瓷基板的耐温性可以大于600℃，但陶瓷基板不易在其表面成型前述的凸台结构，造成使用陶瓷基板的散热效果较差，进而影响荧光轮的激发效率。此外，陶瓷基板本身为脆性材质，容易受基板成型与加工过程产生隐藏性裂纹，而在运作过程中产生破裂等问题，进而影响荧光轮的可靠性。
[0004]“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，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本领域技术人员所知道的习知技术。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本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
[0005]
本发明提供一种波长转换模块，其对波长转换层可具有较佳的散热效果。
[0006]
本发明还提供一种投影机，其包括上述的波长转换模块，具有较佳的投影品质及产品竞争力。
[0007]
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。
[0008]
为达到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、波长转换层以及多个胶体凸台。基板具有第一表面。波长转换层配置于基板的第一表面上。胶体凸台彼此分离地配置于基板的第一表面上。波长转换层围绕胶体凸台，且多个胶体凸台中的每一个与波长转换层分离配置。
[0009]
为达到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投影机，包括照明模块、光阀以及投影镜头。照明模块用于提供照明光束，其中照明模块包括光源以及波长转换模块。光源用于提供激发光束。波长转换模块配置于激发光束的传递路
径上，用于将激发光束转换为转换光束，照明光束包括转换光束，波长转换模块包括基板、波长转换层以及多个胶体凸台。基板具有第一表面。波长转换层配置于基板的第一表面上。胶体凸台彼此分离地配置于基板的第一表面上。波长转换层围绕胶体凸台，且多个胶体凸台中的每一个与波长转换层分离配置。光阀配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。投影镜头配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。
[0010]
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，胶体凸台彼此分离地配置于基板上，且胶体凸台与波长转换层分离配置，使胶体凸台以不接触波长转换层的内侧配置。借由胶体凸台的设计，可在波长转换模块高速旋转时，提高基板的散热效果，以降低波长转换层的温度，进而提高波长转换模块的激发效率。再者，胶体凸台还具有提高基板的韧性与强度，且可同时具有平衡配重的功能。此外，采用本发明波长转换模块的投影机，则可具有较佳的投影品质及产品竞争力。
附图说明
[0011]
图1是依照本发明的一实施例的一种投影机的示意图。
[0012]
图2a是依照本发明的一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
[0013]
图2b是图2a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。
[0014]
图2c是沿图2a的线i-i的剖面示意图。
[0015]
图3a是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
[0016]
图3b是图3a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。
[0017]
图3c是沿图3a的线ii-ii的剖面示意图。
[0018]
图4a是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
[0019]
图4b是图4a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。
[0020]
图4c是沿图4a的线iii-iii的剖面示意图。
[0021]
图5a是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
[0022]
图5b是图5a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。
[0023]
图5c是沿图5a的线iv-iv的剖面示意图。
[0024]
图6a是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
[0025]
图6b是图6a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。
[0026]
图6c是沿图6a的线v-v的剖面示意图。
[0027]
图7是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。
具体实施方式
[0028]
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一优选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，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0029]
图1是依照本发明的一实施例的一种投影机的示意图。请参考图1，在本实施例中，投影机10包括照明模块20、光阀30以及投影镜头40。照明模块20用于提供照明光束l1，其中
照明模块20包括光源25以及波长转换模块100a。光源25用于提供激发光束l’。波长转换模块100a配置于激发光束l’的传递路径上，用于将激发光束l’转换为转换光束。此处，照明光束l1包括激发光束l’与转换光束。进一步说明，激发光束l’与转换光束时序性地离开照明模块20而形成照明光束l1。光阀30配置于照明光束l1的传递路径上，用以将照明光束l1转换成影像光束l2。投影镜头40 配置于影像光束l2的传递路径上，用以将影像光束l2投射出投影机10。
[0030]
详细来说，本实施例所使用的光源25例如是激光二极管(laser diode， ld)，例如是激光二极管阵列(laser diode bank)。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。光阀30例如是液晶覆硅板(liquid crystal on silicon panel，lcos panel)、数字微镜元件(digitalmicro-mirror device,dmd)等反射式光调变器。在一实施例中，光阀30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30的型态及其种类并不加以限制。光阀30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。
[0031]
另外，投影镜头40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40也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀30的影像光束l2转换成投影光束并投射出投影机10。于此，本实施例对投影镜头40的型态及其种类并不加以限制。
[0032]
图2a是依照本发明的一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。图 2b是图2a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。图2c是沿图2a的线i-i的剖面示意图。请先同时参考图2a与图2b，在本实施例中，波长转换模块100a包括基板110、波长转换层120以及多个胶体凸台130a。基板 110具有相反的第一表面111与第二表面113。波长转换层120配置于基板 110的第一表面111上，其中波长转换层120例如是荧光粉层，如激发后产生黄色及绿色转换光的荧光粉层等，但不局限于此，用于转换图1的激发光束l’的波长且别分产生不同波长的转换光束。胶体凸台130a包括多个第一胶体凸台132a以及多个第二胶体凸台134a。第一胶体凸台132a彼此分离地配置于第一表面111上，而第二胶体凸台134a彼此分离地配置于第二表面113上。波长转换层120围绕胶体凸台130a，且胶体凸台130a不接触波长转换层120的内侧配置。意即，每一个胶体凸台130a与波长转换层120分离配置，而使胶体凸台130a与波长转换层120之间具有一距离。
[0033]
更进一步来说，本实施例的基板110具有沿圆周方向相邻配置的波长转换区112以及光学区114。波长转换层120位于波长转换区112，而光学区114配置有透光板125或反射结构(未绘示)。意即，本实施例的波长转换模块100a可以是穿透式波长转换模块或反射式波长转换模块，本实施例以穿透式波长转换模块为例，光学区114设置有透光板125，以使传递至光学区114的激发光束l’(请参考图1)穿透透光板125而再传递至其他光学元件。于另一未绘示的实施例中，可使用反射式波长转换模块，此情况下，光学区114可设置有反射结构，以使传递至光学区114的激发光束l
’ꢀ
(请参考图1)被反射结构所反射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是穿透式或反射式。此处，基板110的材质例如是铝、氧化铝、氮化铝、碳化硅、陶瓷、陶瓷与金属的复合材料、塑胶与陶瓷的复合材料或塑胶与金属的复合材料。
[0034]
再者，本实施例的胶体凸台130a的形状例如是条状或块状。本实施例的胶体凸台130a的形状是以条状来做为举例说明，其中每一胶体凸台130a 具有彼此相反的第一端131与第二端133。第一端131与轴心c1的连线以及第二端133与轴心c1的连线形成夹角a，意即胶体凸台130a并不是沿着基板110的径向排列。此处，胶体凸台130a的材质例如是金属胶、压克力胶、硅胶、环氧树脂胶或无机胶，以点胶、印刷、喷涂、曝光显影等方式形成在基板110上。本实施例是选用导热性较佳的胶体来作为胶体凸台 130a的材质，其中胶体凸台130a除了可以扰流之外，也可提升有效散热面积，优选地，胶体可选用金属胶，其中每一胶体凸台130a的导热系数大于10瓦/公尺
·
克氏温度(w/m.k)。此外，涂布的胶体也需耐受达100℃而不变性，优选地，耐受达200℃以上，可以避免波长转换过程中产生的热能造成变质。
[0035]
接着，请参考图2c，在本实施例中，每一第一胶体凸台132a与基板 110的第一表面111之间具有第一高度差h11。波长转换层120与基板110 的第一表面111之间具有第二高度差h12。每一第二胶体凸台134a与基板 110的第二表面113之间具有第三高度差h13。优选地，第一高度差h11 等于第三高度差h13，且第一高度差h11大于第二高度差h12。此处，第一高度差h11例如是大于0.3毫米且小于0.8毫米。
[0036]
此外，请再同时参考图2a与图2b，本实施例的波长转换模块100a还包括配重环140a以及驱动组件150。驱动组件150连接基板110以驱动基板110以驱动组件150的轴线x为轴心旋转。驱动组件150与第二胶体凸台134a配置于第二表面113上，且第二胶体凸台134a环绕驱动组件150。配重环140a沿着轴线x贴合在基板110上，其中配重环140a配置于基板 110的第一表面111上，且基板110位于配重环140a与驱动组件150之间，而第一胶体凸台132a位于配重环140a与波长转换层120之间，且第一胶体凸台132a环绕配重环140a。另外，如图2a所示，波长转换模块100a还包括一填充物145，配置于配重环140a的凹孔142，以平衡校正波长转换模块100a。
[0037]
简言之，由于胶体凸台130a彼此分离地配置于基板110上，且胶体凸台130a以不接触波长转换层120的内侧配置。借此胶体凸台130a的设计，可在波长转换模块100a高速旋转时，提高基板110的散热效果，以降低波长转换层120的温度，进而提高波长转换模块100a的激发效率。优选地，波长转换模块100a的散热效率可提高20％至30％，而波长转换模块100a 的激发效率可提高5％至10％，且温度可降低10℃至20℃。再者，胶体凸台130a还具有提高基板110的韧性与强度，且可同时具有平衡配重的功能。此外，采用本实施例的波长转换模块100a的投影机10，因具有较佳的散热及波长转换效率，可具有较佳的投影品质及产品竞争力。
[0038]
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。
[0039]
图3a是依照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3b是图3a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。图3c是沿图3a 的线ii-ii的剖面示意图。请同时参考图2a、图2b、图3a以及图3b，本实施例的波长转换模块100b与图2a及图2b的波长转换
模块100a相似，两者的差异在于：在本实施例中，胶体凸台130b仅位于基板110的第一表面111上，且配重环140b是配置于基板110的第二表面113上，而填充物 145配置于配重环140b的凹孔142，以平衡校正波长转换模块100b。
[0040]
再者，本实施例的波长转换模块100b还包括偏心盖板160，配置于基板110的第一表面111上，其中偏心盖板160的质心c2偏离轴心c1，且第一胶体凸台132a环绕偏心盖板160。此处，配重环140b是位于驱动组件 150与基板110之间，而胶体凸台130b是位于偏心盖板160与波长转换层 120之间。之后，请参考图3c，在本实施例中，每一胶体凸台130b与基板 110的第一表面111之间具有第一高度差h21。波长转换层120与基板110 的第一表面111之间具有第二高度差h22。第一高度差h21大于第二高度差h22，其中第一高度差h21例如是大于0.3毫米且小于0.8毫米。
[0041]
图4a是依照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的波长转换模块于另一视角的立体示意图。图4c是沿图4a 的线iii-iii的剖面示意图。本实施例的波长转换模块100c与图3a及图3b 的波长转换模块100b相似，两者的差异在于：在本实施例中，本实施例的胶体凸台130c包括多个第一胶体凸台132c以及多个第二胶体凸台134c。第一胶体凸台132c配置于第一表面111上，而第二胶体凸台134c配置于第二表面113上。之后，请参考图4c，在本实施例中，每一第一胶体凸台132c 与基板110的第一表面111之间具有第一高度差h31。波长转换层120与基板110的第一表面111之间具有第二高度差h32。每一第二胶体凸台134c 与基板110的第二表面113之间具有第三高度差h33。第一高度差h31等于第三高度差h33，且第一高度差h31大于第二高度差h32，其中第一高度差h31例如是大于0.3毫米且小于0.8毫米。
[0042]
图5a是依照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的波长转换模块于另一视角的立体示意图。图5c是沿图5a 的线iv-iv的剖面示意图。本实施例的波长转换模块100d与图3a及图3b 的波长转换模块100b相似，两者的差异在于：在本实施例中，波长转换模块100d还包括连接胶层170，沿着圆周方向连接胶体凸台130d。意即，胶体凸台130d通过连接胶层170而串连在一起，可提升连接胶层170与基板 110的附着性。此处，连接胶层170的材质例如是金属胶、压克力胶、硅胶、环氧树脂胶或无机胶，但不局限于此。
[0043]
之后，请参考图5c，在本实施例中，每一胶体凸台130d与基板110 的第一表面111之间具有第一高度差h41。波长转换层120与基板110的第一表面111之间具有第二高度差h42。连接胶层170与基板110的第一表面 111之间具有第三高度差h43。第一高度差h41大于第二高度差h42以及第三高度差h43，其中第一高度差h41例如是大于0.3毫米且小于0.8毫米。
[0044]
图6a是依照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6b图6a的波长转换模块于另一视角的立体示意图。图6c是沿图6a的线v-v的剖面示意图。本实施例的波长转换模块100e与图5a及图5b的波长转换模块100d相似，两者的差异在于：在本实施例中，胶体凸台130e 包括多个第一胶体凸台132e以及多个第二胶体凸台134e。第一胶体凸台 132e配置于第一表面111上，而第二胶体凸台134e配置于第二表面113上。再者，本实施例的波长转换模块100e还包括连接胶层175，沿着基板110 的圆周方向配置于第二表面113的部分上。第二胶体凸台134e通过连接胶层175而彼此连接在一起。意即，第二胶体凸台134e通
过连接胶层175而串连在一起，可提升连接胶层175与基板110的附着性。此处，连接胶层 175的材质例如是金属胶、压克力胶、硅胶、环氧树脂胶或无机胶，但不局限于此。在一实施例中，连接胶层175在径向上可具有不同宽度，在需要补偿重心的位置具有较大宽度，例如是如图6b中靠近透光板125的两端配置较大宽度。
[0045]
请参考图6c，在本实施例中，每一第一胶体凸台132e与基板110的第一表面111之间具有第一高度差h51。波长转换层120与基板110的第一表面111之间具有第二高度差h52。连接胶层170与基板110的第一表面111 之间具有第三高度差h53。连接胶层175与基板110的第二表面113之间具有第四高度差h54。第一高度差h51大于第二高度差h52、第三高度差 h53以及第四高度差h54，其中第一高度差h51例如是大于0.3毫米且小于0.8毫米。
[0046]
图7是依照本发明的另一实施例的一种波长转换模块的立体示意图。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：在本实施例中，基板110f具有相反的第一表面111与第二表面 113且包括多个扰流部115。扰流部115内凸于第一表面111与第二表面113 中的至少一个。在本实施例中，扰流部115内凸于第一表面111，且与胶体凸台130a呈交错排列。此处，扰流部115是对基板110f以冲压或加工成型方式，其中扰流部115的材质与基板110f的材质相同，且扰流部115与基板110f的第一表面111的高度差大于胶体凸台130a与基板110f的第一表面111的第一高度差h11(请参考图2c)。
[0047]
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。在本发明的波长转换模块的设计中，胶体凸台彼此分离地配置于基板上，且胶体凸台以不接触波长转换层的内侧配置。借由胶体凸台的设计，可在波长转换模块高速旋转时，提高基板的散热效果，以降低波长转换层的温度，进而提高波长转换模块的激发效率。再者，胶体凸台还具有提高基板的韧性与强度，且可同时具有平衡配重的功能。此外，采用本发明波长转换模块的投影机，则可具有较佳的投影品质及产品竞争力。
[0048]
惟以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，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说明书所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利覆盖的范围内。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，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件搜寻之用，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。
[0049]
附图标记说明
[0050]
10:投影机
[0051]
20:照明模块
[0052]
25:光源
[0053]
30:光阀
[0054]
40:投影镜头
[0055]
100a、100b、100c、100d、100e、100f:波长转换模块
[0056]
110、110f:基板
[0057]
111:第一表面
[0058]
112:波长转换区
[0059]
113:第二表面
[0060]
114:光学区
[0061]
115:扰流部
[0062]
120:波长转换层
[0063]
125:透光板
[0064]
130a、130b、130c、130d、130e:胶体凸台
[0065]
131:第一端
[0066]
132a、132c、132e:第一胶体凸台
[0067]
133:第三端
[0068]
134a、134c、134e:第二胶体凸台
[0069]
140a、140b:配重环
[0070]
142:凹孔
[0071]
145:填充物
[0072]
150:驱动组件
[0073]
160:偏心盖板
[0074]
170、175:连接胶层
[0075]
a:夹角
[0076]
c1:轴心
[0077]
c2:质心
[0078]
l’:激发光束
[0079]
l1:照明光束
[0080]
l2:影像光束
[0081]
h11、h21、h31、h41、h51:第一高度差
[0082]
h12、h22、h32、h42、h52:第二高度差
[0083]
h13、h33、h43、h53:第三高度差
[0084]
h54:第四高度差
[0085]
x:轴线。