TWI715854B - 光閥散熱裝置及投影機 - Google Patents

Abstract

本發明的一例中，揭露了一光閥散熱裝置及投影機。於本發明的一例中，藉由於光閥模組中的透光元件的受光面上設有一導熱元件，並利用導熱元件將其熱量導至與光閥背面的熱沉不同的另一熱沉中，藉此允許透光元件就近散熱，減少機構設計時的限制。

Description

光閥散熱裝置及投影機

本發明關於一光閥散熱裝置及一投影機，尤其是一具較佳的光閥表面溫度緩解能力的光閥散熱裝置及投影機。

在投影領域，空間光調變器是一種可將照明光轉換成影像光的元件，其中，光閥即為空間光調變器的一種。在投影機中，較常見的光閥種類包括了液晶面板(LCD)、數位微透鏡裝置(DMD)或是矽基液晶面板(LCOS)等。而前述的各種光閥為了保護其中可將照明光轉換成影像光的包括多個作動元件的主動矩陣，多利用例如是玻璃的透光元件作為保護蓋覆蓋於其表面。

而由於透光元件會設於各作動元件和光源之間，光源的光線通過時透光元件會吸收光線的部份熱能，而作動元件在作動時亦會產生廢熱，若未能對透光元件進行適當的散熱，或會影響光閥中各作動元件的正常運作，減損光閥的可靠性。

「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。

本發明的一例提供一種光閥散熱裝置，藉由在光閥的透光元件的受光方向的表面上設置一導熱元件或導熱元件，將熱能帶走，以達到提高光閥可靠性之效。

本發明的一例中，是關於一種光閥散熱裝置，包括了一光閥、第一散熱元件、第二散熱元件以及導熱元件，第一散熱元件經由導熱元件連接至透光元件上表面的一窄邊上，透光元件上表面的窄邊，位於透光元件各邊線之中，最接近主動矩陣的一邊；而第二散熱元件，連接於光閥，且與第一散熱元件為各自獨立之元件；第一散熱元件相對於第二散熱元件為獨立設置之元件。藉此，光閥除了背面連接的第二散熱元件可對光閥散熱外，尚可藉由連接於正面的透光元件上的第一導熱元件將熱導至另一散熱元件上。將光閥模組的正、反面連接於不同散熱元件的設計允許透光元件就近散熱，減少機構設計時的限制。再者，將光閥正反連接獨立散熱元件的設計也可避免透光元件的較熱端的熱能被傳送至透光元件的較冷端處，以致減損冷端處的散熱效果。

在本發明的一例中的不同觀點中，是關於一種光閥散熱裝置，包括了一光閥、第一熱沉、第二熱沉以及導熱元件。光閥包括一基板及一透光元件，透光元件設於基板上；第一熱沉，熱耦接於基板；導熱元件，實質上為金屬材質，導熱元件的一端熱耦接第二熱沉，導熱元件的另一端熱耦接透光元件的受光面上。第一熱沉相對於第二熱沉為獨立設置之元件。藉此，光閥除了背面連接的熱沉可以散熱外，尚可藉由連接於正面的透光元件上的金屬材質的導熱元件來將熱導至另一熱沉上，以為充份散熱之效。而需注意的是，第一熱沉相對於第二熱沉為獨立設置之元件。藉此，光閥除了背面連接的熱沉可以散熱外，尚可藉由連接於正面的透光元件上的導熱元件將熱導至另一熱沉上，以為充份散熱之效。將光閥模組的正、反面連接於不同熱沉的設計允許透光元件就近散熱，減少機構設計時的限制。再者，將光閥正反連接獨立熱沉的設計也可 避免透光元件的較熱端的熱能被傳送至透光元件的較冷端處，以致減損冷端處的散熱效果。

在本發明的一例中的不同觀點中，是關於一種投影用光機，包括了一光源、一數位微型鏡片裝置、一熱沉、一導熱元件及一鏡頭。數位微型鏡片裝置，設於光源的光路下游，數位微型鏡片裝置包括了一基板、一微透鏡矩陣及一透光元件。微透鏡矩陣設於基板的上表面上；而透光元件覆蓋微透鏡矩陣；透光元件設有一受光面、一第一側壁及一第二側壁，第一側壁比第二側壁更接近微透鏡矩陣；導熱元件的第一端僅經由微透鏡矩陣及第一側壁間的受光面與透光元件熱耦接，第二端與熱沉熱耦接。藉此，在數位微型鏡片裝置上的透光元件的受光表面設一導熱元件，可有效的將其表面的熱能帶離，確保數位微型鏡片裝置的可靠性。

1:光學引擎

10:光閥模組

12:光閥

121:基板

122:主動矩陣

123:透光元件

1231:頂部

1231A:受光面

1232:底部

124:遮光罩

124A:透光部

125:阻隔件

14:熱沉

16:熱沉

18:導熱元件

19:電連接器

20:光源

22:發光元件

24:發光元件

30:合光元件組

31:透鏡

32:透鏡

33:楔型合光模組

34:蠅眼透鏡

35:透鏡

36:內部全反射稜鏡

40:成像鏡組

42:透鏡

44:透鏡

46:孔徑光欄

48:透鏡

50:機箱

51:凸出

2:電源供應器

3:主機板

4:控制器

A:投影機

CA:有效光區

D1:投影方向

G:密閉空間

IS:縮小側

OS:放大側

PL:投影光束

P1~P4:中間點

W1~W4:側壁

WN:窄邊

圖1繪示了本發明的一具體實施例中的一投影機的示意圖。

圖2繪述了本發明的一具體實施例中的一光學引擎的示意圖。

圖3繪述了本發明的一具體實施例中的一成像鏡組的示意圖。

圖4A繪示了本發明的一具體實施例中的一光閥模組的示意圖。

圖4B繪示了本發明的一具體實施例中的一光閥於俯視角度的示意圖。

圖4C繪示了本發明的一具體實施例中的一光閥沿圖4B的A-A剖面線剖示的剖面的示意圖。

圖4D繪示了本發明的一具體實施例中的一光閥模組沿圖4B的A-A剖面剖示的剖面的示意圖。

圖5A繪示了本發明的再一具體實施例中的一光閥及散熱元件於俯視角度的示意圖。

圖5B繪示了本發明的再一具體實施例中的一光閥及散熱元件於沿圖5A的B-B剖面剖示的剖面的示意圖。

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一較佳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，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。在附圖中，除非另有說明，否則，一些組件的尺寸可能被誇大而不是按實際比例繪製。

請參酌圖1，圖1繪示了本發明的一具體實施例中的一投影機的示意圖。由圖可見，於本例中，投影機A包括了一光學引擎1、一電源供應器2、主機板3以及控制器4。本例之各元件說明，示例如下。

控制器4可以是微控制器(MCU)、各式控制晶片或是中央處理器(CPU)；於本例中，控制器4為一中央處理器。

主機板3可供各元件連接並允許各連接的元件作(電能、熱能等)能量或是訊號的交換或傳輸。前述的各元件例如是電源供應器、控制器以及光學引擎1等元件。於本例中，主機板為一電路板。

電源供應器2可以是一可輸出直流電的儲能電池或是一具有交流、直流轉換功能的變壓器。於本例中，電源供應器為一可將交流市電轉換為直流電的變壓器。

光學引擎1可以是一可根據控制訊號輸出對應影像的裝置。於本例中，光學引擎1為一投影光機。

於本例中，光學引擎1、電源2、主機板3、控制器4等元件均設於機殼(未繪示)的內部。而使用者可藉由一外部控制器與控制投影機A對一螢幕投影一影像。

請參閱圖2，圖2繪述了本發明的一具體實施例中的一光學引擎的示意圖。於本例中，光學引擎1可至少包括光源20、合光元件組30、光閥模組10以及成像鏡組40等四個主要部份，而前述各者之任一者可選擇性的設置於光機的機箱50中。

於本例中，光源20用於產生照明光，光源20中的各個發光元件22、24可發出不同顏色的光線。各不同顏色的光線可輸入合光元件組30，並由合光元件組30作匯合後輸入光閥模組10，光閥模組10會將照明光轉變為具有影像資料的影像光以作為投影光束PL，而投影光束PL接著會經由成像鏡組40調整並輸出。光由光路上游往光路下游行進，亦即，成像鏡頭40在光閥模組10的光路下游，而光閥模組10在合光元件組30的光路下游，如此類推，反之則然。

於本例中，光源20的性質及數量按光閥模組10種類以及合光元件組30架構的不同而會有所調整。通常來說，光源20會包括多顆發光元件22、24。而各發光元件22、24可以是包括多顆不同波長區間的可視光發光二極體晶片。惟發光元件22、24並不以此為限，其亦得包括非可視光晶片或是雷射晶片配合波長轉換材料或是其他應用於投影領域的光源20為之亦可。舉例來說，於本例中，是採用雙通道式合光架構。更明確的說，光源20包括一第一發光元件22及第二發光元件24。第一發光元件22可輸出紅光及藍光，而第二發光元件24則可輸出綠光。第一發光元件22及第二發光元件24可包括一顆或是一顆以上的封裝體。於本例中，第一發光元件22係包括有一藍光發光二極體(LED)模組及一紅光發光二極體模組。紅光發光二極體模組為一藍光發光二極體配合一設於其表面的紅光螢光粉，藍光進入紅光螢光粉後，藍光激發螢光粉並輸出紅光。而另一 方面，第二發光元件24可輸出綠光，其包括有一綠光發光二極體(LED)。另外，紅光封裝體可以包括一藍光LED、黃光螢光粉及濾光片之結合，在採前述的結構時，藍光LED會進入黃光螢光粉並激發出一黃色光線，接著濾光片會濾除紅光以外的波長以此輸出紅光。於本例中，第一發光元件22係包括一藍光LED封裝體及一紅光LED封裝體。而第二發光元件24則包括一綠光發光二極體封裝體。附帶一提的是，光源20亦可以以雙通道而前述提及的紅光、綠光及藍光三色會隨後經由合光元件組30來匯合形成一照明光並輸送至光閥模組10。前述的匯合可理解為使各光線按一大致相同的路徑行進，各光線可以是同時或是分時行進的。

於本例中，合光元件組30用於將各光線匯集到至少單一光路上。通常包括透鏡、反射鏡、各種形狀的分光片(例如片狀或是X狀)、極性分光片、濾光片、均光件(例如是均光棒ROD、蠅眼透鏡FLYEYE等)、楔型透光件或是色輪、螢光輪之任一者或其組合。而前述的所謂透鏡，舉例來說，是指入光面或出光面之任一者之曲率半徑非為無限者，亦即為曲面。於本例中，合光元件組30依光入射的先後順序，於相對於二發光元件22之各側分別包括有一屈光度為正的二透鏡31、32；接著光線會依序經過楔型合光模組33、蠅眼透鏡34、一屈光度為正的透鏡35、內部全反射稜鏡(TIR PRISM)36，最後，進入光閥模組10；而照明光線進入光閥模組10後會被轉換成一包括有一影像資料的投影光線PL，投影光束PL會經過前述的全反射稜鏡36進入成像鏡組或是投影鏡頭40。

機箱50可以是由多片由各種材質的板材所組合而成的一箱體，在內部定義有一空間以供各元件容置於其中。機箱50可以是密封或是通風的。機箱50可以選擇性的全部或是部份以金屬製成。於本例中，機箱50至少有部份為金屬材質並為一密封式中空箱體，而其中包括有一底盤(chassis)。

於本例中，光閥散熱裝置，又稱光閥模組10，之設計請參酌圖4A至4C。圖4A至圖4C分別為本發明的一實施例中光閥模組在應用時的示意圖、由上方觀察而得的示意圖以及沿由4B的A-A剖示而得的示意圖。由圖可見，光閥模組10包括了一光閥12、一第一熱沉14(Heat sink)、一第二熱沉16、一導熱元件18及一電連接器19(Connector)。

光閥12用於將照明光轉換成影像光，為空間光調變裝置的一種。光閥12可以是液晶顯示器(LCD)、數位微型鏡片裝置(下簡稱DMD)、矽基液晶面板(LCOS)等元件之任一者。於本例中，光閥12為一DMD。請參酌圖4B，由圖可見，在最簡化時，於本例的光閥12包括一基板121、一主動矩陣(active array)122以及一透光元件123。

基板121可用於承載主動矩陣122，按光閥12種類的不同基板121可以是如銅、鋁等導熱較佳的金屬或是採用矽或是其他如塑膠材料為基板121材料所單獨或混合製成。於本例中，基板121為一塑膠製成的印刷電路板(PCB)。基板121包括了一面向受光方向的上(正)表面及相反的下(背)表面；其下表面設有電路接頭以允許電能導通，而上表面及下表面可讓電能導通。

主動矩陣122用於將照明光轉換為影像光。而按光閥12種類的不同，主動矩陣122之本質亦為相異，例如，當光閥12為LCD、DMD、LCOS時，其主動矩陣122分別主要包括液晶、可動的微型反射鏡以及液晶。於本例中，光閥12為一反射式光閥，更明確的說，光閥12為數位微型鏡片裝置(digital micromirror device，下簡稱DMD)，而主動矩陣122則包括一含有多枚微型反射鏡的微透鏡矩陣，每一微型反射鏡可按控制訊號為對應的搖擺。

透光元件123是用於保護主動矩陣122，透光元件123可以塑膠、玻璃或是各種允許光線通過的材料製作而成。於本例中，透光元件123可分成底部1232及頂部1231兩部份，底部1232及頂部1231二者可藉由黏膠等結合手段相互 固定或為一體成型(One piece formed)。於本例中，底部1232為一中空矩型環狀材料塊，而頂部1231則為一平板狀材料塊，於本例中，透光元件123由玻璃製成。而透光元件123之透光性質，是為了讓來自光源的照明光束可以通過，以到達主動矩陣122，並讓主動矩陣122所輸出的影像光可經透光元件123到達鏡頭。而透光元件123的頂部1231，迎向照明光束的入光方向的上表面，稱為受光面1231A。

於本例中，主動矩陣122設置於基板121的受光方向的前表面，而透光元件123之底部1232圍繞於主動矩陣122之外圍並將主動矩陣122收納於其中的容置空間中，而頂部1231的平板狀玻璃塊則設於底部1232上方，以覆蓋前述的主動矩陣122。於此，透光元件123之底部1232、頂部1231及基板121共同定義了一氣密的密閉空間G，而主動矩陣122係設於其中，以防止例如是塵土等異物與主動矩陣122接觸。而透光元件123按光閥12種類的不同，與主動矩陣122之間可以選擇性的設置有一空隙。於本例中，光閥12為一DMD，而主動矩陣122和透光元件123之間設有一空隙，以允許DMD中的微透鏡搖擺作動。

另外，主動矩陣122於基板121的上表面處的位置，按DMD的規格，可以有所不同的。例如，主動矩陣122可以設於相對於透光元件123的頂部1231的中央處，又或者，主動矩陣122靠透光元件123的一側偏移，如圖4C所繪述者，即為其例。而當透光元件123的頂部1231的一第一邊緣與主動矩陣122的距離的其他邊緣都要小的時候，則前述的第一邊緣稱即為其窄邊WN。

於本例的另一觀點中，透光元件123的頂部1231為矩型，且透光元件123的頂部1231的各側壁W1~W4均分別為一矩型。而於本例中，透光元件123的上表面1231A的數個邊線與主動矩陣122沿基板121量測，有不完全相等的距離。而透光元件123的上表面1231A的窄邊WN是位於該透光元件各邊線之中，最接近該主動矩陣的一邊線(Edge)。

於本例的再一觀點中，透光元件123的頂部1231的四個側壁W1~W4的中間點分別為P1~P4。於本例中，P1~P4分別大致位於透光元件123的頂部1231的各側緣平面的形心處。前述的各形心與主動矩陣122之間，在基板121表面上量測的最短直線距離，為最小時，其距離最小的側壁，於透光元件123的上表面1231A的一邊線(Edge)，為其窄邊。亦即，當側壁W2比該側壁W1、W3、W4更接近主動矩陣122時，側壁W2與上表面1231A連接的邊為窄邊WN。於再一例中，當透光元件123有兩條或更多邊緣表面的形心與主動矩陣122之間的最小距離在扣除合理工差範圍後為相同時，其在上表面1231A的邊線，均可分別稱之為窄邊WN。亦即，窄邊WN在距離可分辦時，取最小距離者；若有多條邊與主動矩陣122的最小距離為實質相同時，窄邊WN可指有最小距離其中的任一者。如圖5A及圖5B所繪述者，於本例中，主動矩陣122與側壁W1~W3的距離為實質相同，故其二側之其中之一者可稱之為窄邊。

熱沉14(或稱第一熱沉)，是散熱元件的一種，熱沉14可指例如是散熱鰭片組、熱管、均熱板、TEC、金屬板材或流體容器等具有儲熱或是散熱功能的元件、模組或裝置。於本例中，熱沉14是一散熱鰭片組。

熱沉16(或稱第二熱沉)，是散熱元件的一種，熱沉16可指例如是散熱鰭片、熱管、均熱板、TEC、金屬板材或流體容器等具有儲熱或是散熱功能的元件、模組或裝置。於本例中，熱沉16是光引擎1的機箱50的底盤(chassis)部份的表面，而該部份表面為金屬製。於本例中，第一熱沉14與第二熱沉16是獨立設置元件而非單一元件的不同部份。

導熱元件18，為連接件的一種。連接件可直接或間接地與二物體連接以進行能量(動能、熱能、電力或波等)的傳輸，如各種電線、導熱元件、或是各種例如是固定機件、傳動機件、連接機件、控制機件等機件，均屬其例。導熱元件18可將熱能以熱傳導或/及對流等方式將熱能從一處傳送至另一處。

導熱元件18按能耗不同，可包括主動導熱元件及被動導熱元件兩種分類。主動導熱元件在熱能傳導時，可消耗能量(如電能)，例如，致冷晶片、風扇、風機等，即為其例。而被動導熱元件則是指例如散熱鰭片或是熱管，等無需消耗電能即可進行熱能傳輸的元件、模組或裝置。

另外，導熱元件18可包括導熱片、導熱膠、金屬箔片(例如是鋁、銅箔貼片)、金屬塊、熱管、均熱板等元件之任一者或其組合。導熱元件為至少部份由金屬(例如銅、鐵、鋁等)或非金屬(如高份子材料、石墨烯等)所製成的元件、裝置或模組。

於本例中，導熱元件18為一不透明、可撓(Flexible)且具有一定彈性的銅箔貼片，銅箔貼片實質上是由金屬製成，惟其表面部份可設有保護膠層或黏膠層。而另一例中，導熱元件18亦可採用例如是致冷晶片或是熱管(Heat pipe)為之，其二者均實質上亦是由金屬製成。

電連接器19可指例如是電路板、電線、連接線等具有電能傳輸功能的元件。於本例中，電連接器19為一表面設有連接墊(PAD)的平板狀接頭。

於本例中，主動矩陣122是設於基板121相對於受光方向的上表面處；同時，透光元件123覆蓋在主動矩陣122上；同時，基板121相對於受光方向的相反方向的下表面連接有熱沉14。另外，熱沉16則藉由導熱元件18熱耦接(Thermally coupled)於光閥12相對於受光方向的一側處的上表面處。更明確的說，熱沉14是藉由例如是導熱膏來連接或熱耦接於光閥12的基板121相對於其主動矩陣122的另一方向的表面上。而同時，電連接器19則設於熱沉14和光閥12的基板121之間，用以對光閥提供電能並與其進行信號的交換或傳輸。再者，當二元件，例如是熱沉14與基板121，之間具有熱能傳輸時，可稱之其二者為熱耦接。而前述所指的連接，可以指中間無介質，以直接接觸方式而為的連接；或是中 間設有其他介質或元件的間接連接。亦即熱沉14與基板121的連接並不以直接接觸為限。藉此，第一熱沉14可將熱能從光閥12帶離。

另一方面，熱沉16是連接於光閥12相對於熱沉14的另一側。更明確的說，熱沉16是藉由連接於光閥12中的透光元件123最外側的受光表面的導熱元件18，來將光閥12的透光元件123的熱能帶走。以另一觀點來說，導熱元件18的一端是連接於光閥12的透光元件123的頂部1231靠近其窄邊WN處的受光面1231A上；而另一端則係與熱沉16熱耦接。亦即，導熱元件18是會覆蓋受光面1231A的部份面積的。而於本例中，導熱元件18的覆蓋表面原則上不會影響主動矩陣122的受光量。亦即，若以主動矩陣122之受光區域為有效光區CA，其除部份為無效光區，則照明光束到達有效光區前的光路，均不會受導熱元件18所覆蓋。亦即，導熱元件18是設於照明光束到達無效光區的光學路徑上。以再一觀點來說，導熱元件18的一端僅藉由主動矩陣122與最接近該主動矩陣122的側壁W2間的受光面1231A來與透光元件123為熱耦接。

請參酌圖4A，由圖可見，於本例中，熱沉16為光引擎1機箱50中的底盤(chassis)的表面，熱沉16的表面可以相對於入光方向是垂直設置的。以另一觀點而言，熱沉16與導熱元件18的連接表面與透光元件123的受光表面1231A為實質相互垂直的。另外，於本例中，導熱元件18為一大致L型設置。以導熱元件18將光閥的熱能導至機箱50的內側表面的設計可使熱能有效的藉由機箱50散發，減少熱能於機箱內部的累積，進而減少投影機散熱系統的負擔。另外，將光閥模組10的正、反面連接於不同熱沉的設計防止了光閥模組10的較高溫的側的熱能傳導至較低溫處，使較低溫處的散熱效果受影響。再者，由於導熱元件18的熱傳導能力會因熱阻的關係隨傳導距離而減弱，將光閥模組10的正、反面連接於不同熱沉的設計允許透光元件123就近散熱，減少機構設計時的限制。

請參酌圖4D，圖4D繪述了本發明的一例中的光閥模組10在應用時之設計。在應用時，光閥模組10可在透光元件123之受光面1231A上方增設有一遮光罩(Shield/cover)124，而遮光罩。遮光罩124可用於遮擋非有效區的光線，減少到達受光面1231A的光線，以助其降溫。遮光罩124為一矩型的塑膠或金屬片，而中間至少對應主動矩陣122處是有一透光部124A，透光部124A允許光線之至少部份通過，而於本例中，遮光罩124在透光部124A以外的部份實質上是不透光的，可用於阻擋來自全反射稜鏡的無效光線，進而減緩透光元件123的受光面的溫度上升速度。另外，透光部124A可以設有一形狀及位置均與主動矩陣122的輪廓對應的穿孔；又或是，可進一步包括一覆蓋於前述穿孔的可透光玻璃或塑膠片。於本例中，前述穿孔為矩形。遮光罩124實質上為一金屬片體，且透光部124A為一穿孔且未包括透光片。

在應用時，遮光罩124可藉由一阻隔件(SPACER)125壓持於透光元件123的受光面1231A上，亦即導熱元件18是被夾持在阻隔件125及透光元件123之間。阻隔件125可以是一種導熱或是不導熱的固態元件，其熱導率可小於1、0.7、0.4或0.2m.K。於本例中，阻隔件125為導熱性能較差的橡膠圈。作為參考，純銅的熱導率(在室溫下，下同)約為401W/m.K，而導熱膏的熱導率約在1~10W/m.K之間。而本例中的阻隔件125以軟橡膠製成，而約為0.13W/m.K，而厚數約為數毫米(mm)。於本例中，導熱元件18被阻隔件125壓持於透光元件123的受光面1231A上，而可選擇性的省略黏膠或是導熱膠等手段。另一方面，阻隔件125可選擇性的藉由黏膠與遮光罩124連接。於另一例中，導熱元件18與受光面1231A之間可選擇性的設有例如是導熱膏的導熱介質。而當遮光罩124的透光部124A設有一透明材料時，藉由阻隔件125的設置，遮光罩124與透光件123之間可形成一防塵腔，以防止塵粒進入透光元件123之受光面。於本例中，阻隔件125是藉由黏膠來與導熱元件18加以固定。導熱元件18及阻隔件125與透光元件123之間則 無介質而直接接觸。於另一例中，阻隔件125同時與透光元件123及導熱元件18直接接觸，亦即導熱元件18與各元件之間並無需例如是黏膠等介質，而僅以壓力產生的摩擦力維持其相對位置。

再請參酌圖4D，由圖可見，遮光罩124可嵌設並承靠於機箱50的底盤(chassis)部份的各個凸出51結構中。

於本例中，在安裝、安置時，先將遮光罩124表面的凹洞放置於對應的凸出51中，接著於其相對於凸出51的另一表面放置阻隔件125，隨後在阻隔件125之表面放置導熱元件18，將導熱元件18相對透光元件123的另一端與機箱50的底座的內表面連接。接著將光閥12置放於導熱元件18上，並使光閥12的透光元件123的受光面1231A同時與阻隔件125及導熱元件18直接接觸。隨後，再將連接排線19連接於光閥12的背面，接著，再連接熱沉14，其組裝即基本完成。

於上例中，透光元件123的受光面1231A僅連接有單一導熱元件18，惟本發明不以此為限，需要時，受光面1231A可同時設有多個導熱元件18來予以散熱。另外，各導熱元件18可分別連接於單獨的熱沉，又或者連接於同一熱沉。再者，請參酌圖5A及圖5B，圖5A繪示了本發明的再一具體實施例中的一光閥及散熱元件於俯視角度的示意圖。圖5B繪示了本發明的再一具體實施例中的一光閥及散熱元件於沿圖5A的B-B剖面剖示的剖面的示意圖。於本例中，透光元件123的受光面1231A上可設置一同時覆蓋且連接於多個邊沿處的導熱元件18，如圖5A及圖5B所繪述者，即為其例。

另一方面，成像鏡組40或是投影鏡頭係至少包括單一具有屈光度的透鏡以及一孔徑光欄46(STOP)。舉例來說，請參酌圖3，圖3係繪述了本發明的一具體實施例中的一成像鏡組40的示意圖。由圖可見，於本例中，成像鏡組40得設於放大側OS以及縮小側IS之間。而當本例的成像鏡組 40被應用為投影鏡頭時，其放大側係指鏡頭輸出投影光束PL的一側，反之，縮小側則係指鏡頭相對於光閥模組10之一側。

如圖所繪述，成像鏡組40得包括，依放大側OS往縮小側IS沿光軸排列之，第二透鏡48、一孔徑光欄46(STOP，或稱光圈)、第一透鏡44及第三透鏡42。再者，孔徑光欄46得視設計之需要而獨立設置感是整合於透鏡之表面，本發明不對其多加限制。

於本例中，第一透鏡44、第二透鏡48、第三透鏡42之屈光度分別為負、正及負。值得注意的是，於本例中，孔徑光欄46係設於第一透鏡44及第二透鏡48之間，亦即，孔徑光欄46往出光方向、投影方向D1或是出射方向只有單一枚具有屈光度的透鏡。而於需要時，孔徑光欄46往投影方向D1端得不具有透鏡。

而本例之光學系統中各元件及其外部元件之細部參數，可參閱下列表1至表2。

表一係記載了成像鏡組40中各透鏡之光學參數之值，所述之表面編號中之*號是代表該表面為一非球面；反之，則為球面。而表面編號則係指鏡 頭由放大側往縮小側排列之光學元件之表面的排列順序。另外，表一中之半徑及厚度/間距的單位為毫米(mm)。需注意的是，以上鏡頭在需要時，從業人員可按需求，依比例或其他參數來對上開設計作適當的調整後再行使用。而上表中，S9的間距0.36是指透光元件123的頂部1231面對於主動矩陣122的表面與主動矩陣122之間的間距。

由前述表格可得悉，於本例中，投影鏡頭係包括有三枚具有屈光度的透鏡。從投影光線PL的出光口13起算依序為，第二透鏡48、孔徑光欄46、第一透鏡44及第三透鏡42。第二透鏡48及第三透鏡42之兩個表面均分別為非球面透鏡。

而就本例中各非球面表面之設計參數，可見表二如下：

而其相對應的運算公式為公式1，如下：

於前例的成像鏡組40中，其焦距約9.788毫米，成像鏡組40的視場角約4.86度，成像鏡組40的遠心角約1度。此外，(|R6|+R7)/(|R6|-R7)等於1.709， |FG1|/FL2等於9.172，R7/F等於0.277，|FG1|/F等於6.072，而D/F等於2.424。其中，R6表示第三透鏡42之朝向放大側OS的一表面之曲率半徑，R7表示第三透鏡42之朝向縮小側IS的凹面之曲率半徑，FG1表示第二透鏡48的有效焦距，FL2表示第一透鏡44的有效焦距。F表示成像鏡組的有效焦距，FG2表示第一透鏡44及第三透鏡42的有效焦距。

以上成像鏡組40僅為一示例，在應用時，可自由套用其他可行的鏡組設計方案，其不影響本案的光閥模組之作動。

於本發明的一例中，藉由於光閥模組中的透光元件的受光面上設有一導熱元件，可有效緩解透光元件的表面溫度。而利用導熱元件將透光元件的熱量導至與光閥背面的熱沉不同的另一熱沉中，可以避免光閥模組的較高溫的側的熱能傳導至較低溫而造成反效果。再者，由於導熱元件的熱傳導能力會因熱阻的關係隨傳導距離而減弱，將光閥模組的正、反面連接於不同熱沉的設計允許透光元件就近散熱，減少機構設計時的限制。

以上各具體實施例中僅為例示之用，而非限制本發明。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。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。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。

10‧‧‧光閥散熱裝置

12‧‧‧光閥

14‧‧‧熱沉

16‧‧‧熱沉

18‧‧‧導熱元件

19‧‧‧電連接器

50‧‧‧機箱

Claims (10)

1. 一光閥散熱裝置，設於一機箱中，包括：一光閥，包括：一主動矩陣；以及一透光元件，設於該主動矩陣上方，且該透光元件的上表面的數個邊線，設有與該主動矩陣不完全相等的距離；一導熱元件；一第一散熱元件，連接於該光閥；以及一第二散熱元件，經由該導熱元件連接至該透光元件上表面的一窄邊上，該第二散熱元件包括該機箱的一部份，且該第二散熱元件與該第一散熱元件為各自獨立的元件；其中，該透光元件上表面的窄邊，位於該透光元件各邊線之中，最接近該主動矩陣的一邊。
2. 如請求項1所述的光閥散熱裝置，該第一散熱元件為一第一熱沉；該第二散熱元件為一第二熱沉，其中該主動矩陣設於一基板上，該透光元件的該上表面是該透光元件相對於該基板的另一方向，該上表面為受光面。
3. 一光閥散熱裝置，設於一機箱中，包括：一光閥，包括一基板及一透光元件，該透光元件設於該基板上；一第一熱沉，熱耦接於該基板；一第二熱沉，包括該機箱的一部份；以及一導熱元件，實質上為金屬材質，該導熱元件的一端熱耦接該第二熱沉，該導熱元件的另一端熱耦接該透光元件的受光面上； 其中，該第一熱沉相對於該第二熱沉為獨立設置之元件。
4. 如請求項2或請求項3所述的光閥散熱裝置，該透光元件與該基板定義一氣密的密閉空間。
5. 如請求項4所述的光閥散熱裝置，進一步包括有一遮光罩，設置於該透光元件相對於該基板的另一側。
6. 如請求項5項所述的光閥散熱裝置，進一步包括有一阻隔件，該遮光罩經由該阻隔件與該導熱元件連接，該阻隔件的熱導率小於1W/m-k。
7. 如請求項6項所述的光閥散熱裝置，該透光元件藉由該受光面，同時與該導熱元件連接及該阻隔件連接。
8. 如請求項2或請求項3所述的光閥散熱裝置，其中該第一熱沉包括一散熱鰭片組。
9. 一投影用光機，包括：一機箱；一光源，設於該機箱中；一數位微型鏡片裝置，設於該機箱中且位於該光源的光路下游，該數位微型鏡片裝置包括：一基板，設有一上表面；一微透鏡矩陣，設於該上表面；及一透光元件，覆蓋該微透鏡矩陣，該透光元件設有一受光面、一第一側壁及一第二側壁，該第一側壁比該第二側壁更接近該微透鏡矩陣；以及 一導熱元件，設有一第一端及一第二端，該第一端僅經由該微透鏡矩陣及該第一側壁間的該受光面與該透光元件熱耦接，該第二端與該機箱熱耦接；以及一鏡頭，設於該數位微型鏡片裝置的光學下游。
10. 如請求項9所述的投影用光機，進一步包括：一遮光罩，設置於該透光元件相對於該基板的另一側，該遮光罩經由一阻隔件與該導熱元件連接，該阻隔件的熱導率小於1W/m-k；其中，該透光元件經由該受光面與該導熱元件直接接觸，該阻隔件與該導熱元件直接接觸，該導熱元件被夾設於該遮光罩及該基板之間，該導熱元件與該受光面之間未設有黏膠，該透光元件與該基板定義一密閉空間，該微透鏡矩陣是設置於該密閉空間中，該封閉空間為氣密。

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