CN214846204U

CN214846204U - 波长转换元件及投影装置

Info

Publication number: CN214846204U
Application number: CN202121412237.2U
Authority: CN
Inventors: 陈法志; 高尉华
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: US20220412536A1; US11662080B2

Abstract

本实用新型提供一种波长转换元件，该波长转换元件包括波长转换板、固定环以及粘着层。波长转换板具有承载面。固定环设于承载面上。粘着层将固定环粘接于波长转换板上。粘着层包括第一粘着部和第二粘着部，第一粘着部的密度大于第二粘着部的密度。本实用新型还提供一种具有上述波长转换元件的投影装置。本实用新型提出的波长转换元件及投影装置具有制程时间短和成本低的优点。

Description

波长转换元件及投影装置

技术领域

本实用新型有关一种波长转换元件，尤其是一种用于投影装置的波长转换元件，以及具有此波长转换元件的投影装置。

背景技术

现有的投影机所配置的荧光轮(phosphor wheel)在运作时会高速转动，若荧光轮有些微的不平衡，便会出现明显的震动与噪音。因此，荧光轮的动平衡品质对于马达寿命与投影机的使用体验都相当重要。

现有的荧光轮通常会配置荧光层与透光板。荧光层包括多种波长转换材料，以将激发光束转换为波长相异的色光。另一方面，透光板则能供激发光束穿透，而穿透透光板的激发光束能与上述的色光一并形成投影画面所需的光束。然而，因各波长转换材料的密度彼此不同，且各波长转换材料的密度又与透光板不同，所以现有的荧光轮经常有很大的起始不平衡量，还需额外设置大量的配重元件才能减少起始不平衡量，导致荧光轮的制程时间变长且成本变高。

本「背景技术」段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在「背景技术」中所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。此外，在「背景技术」中所公开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元件，以减少配重件的使用量。

本实用新型提供一种投影装置，以具有制程时间短和成本低的优点。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达到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元件包括波长转换板、固定环以及粘着层。波长转换板具有承载面。固定环设于承载面上。粘着层将固定环粘接于波长转换板上。粘着层包括第一粘着部和第二粘着部，第一粘着部的密度大于第二粘着部的密度。

为达到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***、光阀以及投影镜头。照明***能提供照明光束。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，而投影镜头配置于影像光束的传递路径上以投射影像光束。照明***包括激发光源以及上述的波长转换元件。激发光源能提供激发光束。波长转换元件的特征已在前文中介绍，故相关描述在此省略。

本实用新型的波长转换元件因采用具有第一粘着部和第二粘着部的粘着层，其中第一粘着部的密度大于第二粘着部的密度，因此本实用新型的波长转换元件能利用粘着层有效地减少起始不平衡量，进而减少配重件的使用量，且部分实施例甚至不需设置配重件。另一方面，本实用新型的投影装置采用了上述的波长转换元件，且因上述的波长转换元件能有效地减少配重件的使用量，因此本实用新型的投影装置具有制程时间短和成本低的优点。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，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元件的组装示意图。

图2是图1的波长转换元件的***示意图。

图3是图1的波长转换板的质心的位置的示意图。

图4是图1的波长转换板与粘着层的示意图。

图5是本实用新型另一实施例的波长转换元件的波长转换板与粘着层的示意图。

图6是本实用新型又一实施例的波长转换元件的波长转换板与粘着层的示意图。

图7是本实用新型再一实施例的波长转换元件的剖视示意图。

图8是本实用新型一实施例的投影装置的方块示意图。

附图标记列表

100、100a、100b、100c:波长转换元件

110、110a:波长转换板

111:圆形基板

112、113、114:波长转换层

120:固定环

130、130a、130b、130c:粘着层

131、131a、131b、131c:第一粘着部

132、132a、132b、132c:第二粘着部

133:配重材料

140:马达

141:转轴

150:马达粘着层

151、152:粘着部

160:配重件

200:投影装置

210:照明***

211:激发光源

220:光阀

230:投影镜头

A1:第一圆心角

A2:第二圆心角

A3:第三圆心角

C1、C3:质心

C2、C4:圆心

D1、D2:直线

E:外侧缘

L1:照明光束

L2:影像光束

Le:激发光束

Lp:转换光束

Lr:光束

M:波长维持区

P:板体

P1、P3、P5:第一侧

P2、P4、P6:第二侧

S1:承载面

S2:底面

S3:外环面

W:外环壁

Z:开孔。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的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元件的组装示意图。图2是图1的波长转换元件的***示意图。图3是图1的波长转换板的质心的位置的示意图。请参考图1、图2及图3，波长转换元件100包括波长转换板110、固定环120以及粘着层130。波长转换板110具有承载面S1。固定环120设于承载面S1上，具体来说，粘着层130将固定环120粘接于波长转换板110的承载面S1上。粘着层130包括第一粘着部131和第二粘着部132，第一粘着部131的密度大于第二粘着部132的密度。

固定环120例如为金属固定环，但不限于此。此外，本实施例的波长转换元件100可配置为波长转换轮，因此波长转换元件100还可包括马达140(绘于图2)。马达140可包括转轴141。详言之，固定环120可套设于转轴141并可与马达140夹持波长转换板110，使波长转换板110能稳固于马达140上转动。固定环120、马达140与波长转换板110可以粘贴的方式彼此固定，而详细特征将于后续段落中说明。

波长转换板110例如为圆形波长转换板，可包括圆形基板111，以用于转动，但其他实施例不限于此。在本实施例中，圆形基板111的材料可包括金属或陶瓷，其中金属可包括铝、铜或银，但不限于此。另外，圆形基板111还可具有波长维持区M。波长维持区M例如为圆形基板111的开孔Z并设有板体P。板体P的形状可与波长维持区M相对，例如可嵌入波长维持区M中。本实施例的板体P例如为透光板，以供光束通过，且所述透光板上可设置光扩散层或光扩散微结构，以消除光束所形成的光斑(speckle)。另外，因为波长维持区M本身即为开孔Z，所以也能在不设置板体P或其他光学元件的情形下，供光束直接穿透。在另一实施例中，板体P可为反射板，以反射光束。在又一实施例中，波长维持区M也可为部分的承载面S1，以直接反射光束。

本实施例的波长转换板110还可包括配置于圆形基板111上的多个波长转换层，而图中以三个波长转换层112、113及114为例，但本实用新型不限于此。波长转换层112、113及114能转换光束(例如激发光束)的波长。举例来说，波长转换层112、113及114在受到光束照射后可分别发出绿光、红光及黄光，但其他实施例不限于此。例如，在一实施例中，上述波长转换层的数量可为一个，并可在受到光束照射后发出黄光。在另一实施例中，上述波长转换层的数量可为两个，并可在受到光束照射后发出绿光及黄光。能理解的是，上述波长转换层的数量也可以是超过三个，而本实用新型不对具体数量多做限制。本实施例的波长转换层112、113及114可包括用以转换光束的波长的波长转换材料，而所述的波长转换材料例如包括荧光材料、磷光性材料(例如为磷光体)或是纳米材料(例如为量子点)等，但不限于此。在本实施例中，波长转换层112的密度例如是较波长转换层113及114的密度大，波长转换层113及114的密度例如是大致相等，而波长维持区M的密度例如是较波长转换层112、113及114小。因此，如图3所示，上述的密度差异导致波长转换板110的质心C1是偏离波长转换板110的圆心C2，而使波长转换板110具有起始不平衡量。

请参考图2与图3，本实施例借由使第一粘着部131与第二粘着部132具有相异的密度，以改善上述的起始不平衡量。第一粘着部131与第二粘着部132可包括混合胶或非混合胶。上述的混合胶可选自有机胶、无机胶、导热胶混合而成，上述的非混合胶则可选用有机胶、无机胶或导热胶，有机胶可包括硅胶(silicone)和环氧树脂(epoxy)，无机胶则可包括玻璃胶(glass cement)，但不限于此。在本实施例中，第一粘着部131与第二粘着部132具有相同的混合胶或非混合胶，第一粘着部131的内部与第二粘着部132的内部可进一步设有配重材料133(标于图3)，配重材料133例如是均匀分布于混合胶或非混合胶中，并且配重材料133占第一粘着部131的体积比例大于配重材料133占第二粘着部132的体积比例，使第一粘着部131的密度大于第二粘着部132的密度。在本实施例中，配重材料133可包括石墨、石英、玻璃、陶瓷或金属，但不限于此。能理解的是，在其他实施例中，第一粘着部131的内部与第二粘着部132的内部也可不设置配重材料133，而例如是以不同比例的混合胶或不同密度的非混合胶调整第一粘着部131的密度和第二粘着部132的密度。

在本实施例中，第一粘着部131与第二粘着部132可连接在波长转换板110的承载面S1与固定环120的底面S2(标于图2)之间。详言之，请继续参考图3，波长转换板110的质心C1是偏离波长转换板110的圆心C2。以通过圆心C2且垂直于质心C1与圆心C2连线的直线D1为界，质心C1与第二粘着部132位于直线D1的第一侧P1，第一粘着部131则位于直线D1的第二侧P2，如此，便能迅速地初步界定第一粘着部131的设置范围，进而改善波长转换元件100的起始不平衡量。可理解的是，在本实施例中，第一粘着部131与第二粘着部132设置于波长转换板110的承载面S1上的设置范围的面积相同(粘着部的厚度亦可设置为相同)，如此可简化第一粘着部131与第二粘着部132的设置，仅借由调整第一粘着部131和第二粘着部132的密度，即可达到改善波长转换元件的起始不平衡量。

更进一步来说，图4是图1的波长转换板与粘着层的示意图，请参考图4，密度最大的波长转换层112例如分布于圆形基板111的第一圆心角A1内，密度最小的波长转换层114则例如分布于圆形基板111的第二圆心角A2内。第一粘着部131与第二粘着部132例如是以如下的方式配置：在第一圆心角A1内第二粘着部132所占的圆心角大于第一粘着部131所占的圆心角，在第二圆心角A2内第一粘着部131的所占的圆心角则大于第二粘着部132所占的圆心角。需说明的是，第一粘着部131与第二粘着部132在第一圆心角A1与第二圆心角A2内所占的具体比例可依波长转换板110的质心C1(绘于图3)位置而异，并不限于图中所示。例如，在一实施例中，第二粘着部132可占有全部的第一圆心角A1，第一粘着部131则可占有全部的第二圆心角A2。

类似地，本实施例的波长维持区M例如是分布于圆形基板111的第三圆心角A3内。由于波长维持区M的密度较波长转换层112、113及114的密度小，所以在第三圆心角A3内，第一粘着部131所占的圆心角大于第二粘着部132所占的圆心角。例如，本实施例的第一粘着部131占有全部的第三圆心角A3，但本实用新型不限于此。例如，在一实施例中，第一粘着部131可占有全部的第三圆心角A3。

请再参考图2，波长转换元件100还可包括马达粘着层150。马达粘着层150连接在马达140与波长转换板110之间。马达粘着层150包括粘着部151及152，且粘着部151及152的密度相异，以进一步改善波长转换元件100的起始不平衡量。具体来说，粘着部151的密度可大于粘着部152的密度，其中粘着部151的特征可类似于第一粘着部131，粘着部152的特征则可类似于第二粘着部132，故相关特征不在此重复描述。须说明的是，由于马达粘着层150的设置面积通常较粘着层130的设置面积小，所以粘着层130改善起始不平衡量的效果会较马达粘着层150显著。因此，在制程上可先设置粘着层130再设置马达粘着层150，但本实用新型不对此多做限制。附带一提，在垂直于承载面S1的方向上，马达粘着层150的厚度与粘着层130的厚度可介于0.01mm～2mm之间，但不限于此。此外，马达粘着层150的厚度与粘着层130的厚度可彼此相同或相异。

请再一并参考图1及图2，波长转换元件100还可包括配重件160。配重件160设置于固定环120上，以更进一步改善波长转换元件100的起始不平衡量。不过，在其他实施例中，波长转换元件100也可不设置配重件160，故本实用新型不对此多做限制。

相较于现有技术，本实施例的波长转换元件100因采用具有不同密度的第一粘着部131和第二粘着部132，因此本实施例的波长转换元件100能利用粘着层130有效地减少起始不平衡量，进而减少配重件160的使用量，且部分实施例甚至不需设置配重件160。再者，配重材料可分布于粘着层130中，可进一步达到波长转换元件100各区域的重量平衡。附带一提，虽然本实施例以两个密度相异的第一粘着部131及第二粘着部132示例，但具体数量不限于此。

能理解的是，在图3中，质心C1的位置会因波长转换板110的结构不同而异，因此第一粘着部131与第二粘着部132的设置范围也可随之调整。具体来说，第一粘着部131较佳是不延伸到第一侧P1，但第二粘着部132可视情况延伸到第二侧P2。举例而言，图5是本实用新型另一实施例的波长转换元件的波长转换板与粘着层的示意图，请参考图5的波长转换元件100a，因波长转换板110a的质心C3的位置与图3略有差异，所以部分第二粘着部132a可设置于第二侧P4以调整起始不平衡量。在本实施例中，设置于第一侧P3的部分第二粘着部132a与设置于第二侧P4的部分第二粘着部132a可彼此相连，而第一粘着部131a在第二侧P4所占的面积比例则可较图3的实施例小。在又一实施例中，图6是本实用新型又一实施例的波长转换元件的波长转换板与粘着层的示意图，请参考图6的波长转换元件100b，设置于第二侧P6的部分第二粘着部132b与设置于第一侧P5的部分第二粘着部132b可彼此分离。具体来说，第一粘着部131b可包括两个部分，且设置于第二侧P6的部分第二粘着部132b是位于第一粘着部131b的两个部分之间，以将波长转换板110的质心C3调整至靠近圆心C4的位置，如此可分散各粘着部，进一步达到波长转换元件100重量平衡的功效。具体来说，在本实用新型中，波长转换板的质心与圆心连线的左右两侧的粘着层例如为对称(或镜像)，如此可简化粘着层的设置区域的设计，但不限于此。值得一提的是，图3、图5及图6所示的初步界定第一粘着部131、131a及131b设置范围的方法也用于具有一个、两个或三个以上波长转换层的波长转换板，故本实用新型不对波长转换层的具体数量多做限制。

图7是本实用新型再一实施例的波长转换元件的剖视示意图。本实施例的波长转换元件100c的结构及优点与前文各实施例相似，以下仅说明差异处。请参考图7，固定环120可具有外环面S3，且外环面S3是朝向波长转换板110的外侧缘E。粘着层130c的第一粘着部131c与第二粘着部132c是连接在外环面S3与承载面S1之间。例如，本实施例的第一粘着部131c与第二粘着部132c是黏接在外环面S3与承载面S1，而在其他实施例中，第一粘着部131c与第二粘着部132c还可延伸并覆盖固定环120的外环壁W。

图8是本实用新型一实施例的投影装置的方块示意图。请参考图8，投影装置200包括照明***210、光阀220和投影镜头230。照明***210能提供照明光束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的传递路径上以投射影像光束L2。

照明***210包括激发光源211以及波长转换元件100，其中激发光源211能提供激发光束Le。在其他实施例中，波长转换元件100亦可替换为波长转换元件100a、100b或100c。激发光源211例如包括发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或激光二极管(LaserDiode，LD)，其中所述的发光二极管或激光二极管的数量可以是一个或多个。举例来说，当发光二极管(或激光二极管)的数量是多个时，发光二极管(或激光二极管)可排列成矩阵。波长转换元件配置于激发光束Le(即光束)的传递路径上，以将一部分的激发光束Le转换成转换光束Lp。此外，另一部分之激发光束Le则没有被波长转换元件转换成转换光束Lp(图中以光束Lr示意)。上述的照明光束L1包括光束Lr与转换光束Lp，光束Lr与转换光束Lp例如于不同时间区间传递至光阀220。由于波长转换元件的特征已在前文中详细说明，故在此省略相关描述。

光阀220例如是数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)或液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)，但不局限于此。此外，本实施例并不限定光阀的数量。举例来说，本实施例之投影装置200可采用单片式液晶显示面板或是三片式液晶显示面板的架构，但不局限于此。

投影镜头230例如包括一个或多个光学镜片，而所述的光学镜片的屈光度可彼此相同或相异。例如，所述的光学镜片可包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等各种非平面镜片，或是包括上述各非平面镜片的任意组合。另一方面，投影镜头230也可以包括平面光学镜片。本实用新型不对投影镜头230的具体结构多做限制。

相较于现有技术，本实施例的投影装置200采用了波长转换元件100，且因波长转换元件100能有效地减少配重件160的使用量，因此本实施例的投影装置200具有制程时间短和成本低的优点。

综上所述，本实用新型的波长转换元件因采用具有第一粘着部和第二粘着部的粘着层，其中第一粘着部的密度大于第二粘着部的密度，因此本实用新型的波长转换元件能利用粘着层有效地减少起始不平衡量，进而减少配重件的使用量，且部分实施例甚至不需设置配重件。另一方面，本实用新型的投影装置采用了上述的波长转换元件，且因上述的波长转换元件能有效地减少配重件的使用量，因此本实用新型的投影装置具有制程时间短和成本低的优点。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡是依照本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达到本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索，并非用来限制本实用新型的权利范围。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。

Claims

1.一种波长转换元件，其特征在于，所述波长转换元件包括波长转换板、固定环以及粘着层，其中

所述波长转换板具有承载面；

所述固定环设于所述承载面上；以及

所述粘着层将所述固定环粘接于所述波长转换板上，所述粘着层包括第一粘着部和第二粘着部，所述第一粘着部的密度大于所述第二粘着部的密度。

2.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述波长转换板为圆形波长转换板，所述波长转换板的质心偏离所述波长转换板的圆心，以通过所述圆心且垂直于所述质心与所述圆心连线的直线为界，所述质心与所述第二粘着部位于所述直线的第一侧，所述第一粘着部位于所述直线的第二侧。

3.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述波长转换板为圆形波长转换板，所述波长转换板的质心偏离所述波长转换板的圆心，以通过所述圆心且垂直于所述质心与所述圆心连线的直线为界，所述质心与部分所述第二粘着部位于所述直线的第一侧，另一部分所述第二粘着部设置于第二侧，所述第一粘着部位于所述直线的所述第二侧。

4.根据权利要求3所述的波长转换元件，其特征在于，设置于所述第一侧的部分所述第二粘着部与设置于所述第二侧的部分所述第二粘着部是彼此相连。

5.根据权利要求3所述的波长转换元件，其特征在于，设置于所述第二侧的部分所述第二粘着部与设置于所述第一侧的部分所述第二粘着部彼此分离，所述第一粘着部包括两个部分，且设置于所述第二侧的部分所述第二粘着部是位于所述第一粘着部的所述两个部分之间。

6.根据权利要求2所述的波长转换元件，其特征在于，所述波长转换板包括圆形基板及配置于所述圆形基板上的多个波长转换层，所述多个波长转换层的密度相异，密度最大的所述波长转换层分布于所述圆形基板的第一圆心角内，密度最小的所述波长转换层分布于所述圆形基板的第二圆心角内，在所述第一圆心角内所述第二粘着部所占的圆心角大于所述第一粘着部所占的圆心角，在所述第二圆心角内所述第一粘着部的所占的圆心角大于所述第二粘着部所占的圆心角。

7.根据权利要求6所述的波长转换元件，其特征在于，所述圆形基板还具有波长维持区，分布于所述圆形基板的第三圆心角内，在所述第三圆心角内所述第一粘着部所占的圆心角大于所述第二粘着部所占的圆心角。

8.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述第一粘着部与所述第二粘着部包括混合胶或非混合胶。

9.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述第一粘着部的内部与所述第二粘着部的内部设有配重材料，且所述配重材料占所述第一粘着部的体积比例大于所述配重材料占所述第二粘着部的体积比例。

10.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述波长转换元件还包括马达与马达粘着层，所述马达粘着层连接在所述马达与所述波长转换板之间，所述马达粘着层包括二粘着部，所述二粘着部的密度相异。

11.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述第一粘着部与所述第二粘着部是连接在所述固定环的底面与所述承载面之间。

12.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，所述固定环具有外环面，所述外环面是朝向所述波长转换板的外侧缘，所述第一粘着部与所述第二粘着部是连接在所述外环面与所述承载面之间。

13.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明***、光阀以及投影镜头，所述照明***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，而所述投影镜头配置于所述影像光束的传递路径上以投射所述影像光束，其中所述照明***包括激发光源以及波长转换元件，其中

所述激发光源用于提供激发光束；以及

所述波长转换元件包括波长转换板、固定环以及粘着层，其中所述波长转换板具有承载面，所述固定环设于所述承载面上，所述粘着层将所述固定环粘接于所述波长转换板上，所述粘着层包括第一粘着部和第二粘着部，所述第一粘着部的密度大于所述第二粘着部的密度。