CN115903350A

CN115903350A - 光机模块及投影装置

Info

Publication number: CN115903350A
Application number: CN202111160104.5A
Authority: CN
Inventors: 叶承佑; 钟文彦
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-04-04
Also published as: US20230099262A1

Abstract

一种光机模块，用于投影装置。光机模块包括光机壳体、第一光学元件以及散热组件。光机壳体具有第一通风口和第二通风口。第一光学元件设置于光机壳体内并邻近第一通风口。散热组件设置于光机壳体外并用于产生流经第一通风口、第一光学元件及第二通风口的气流。散热组件包括风扇和导流管，其中导流管连接在第一通风口和风扇之间。本发明提供的光机模块能够提升散热效率。本发明还提供一种具有上述光机模块的投影装置。本发明提供的投影装置具有良好的影像品质与耐用度。

Description

光机模块及投影装置

技术领域

本发明是有关一种光机模块，尤其是一种用于投影装置的光机模块，以及具有此光机模块的投影装置。

背景技术

已知的投影机大致包括光机模块与投影镜头。光机模块通常包括光源和光学元件，其中上述的光学元件通常会设置在一个气密性较佳的壳体内，以避免受粉尘污染。另外，因为光学元件的温度会受光源的光束照射而升高，所以光机模块通常还会另配置风扇，以对光学元件散热。

不过，因为壳体的高气密性导致壳体内外的空气不易对流，因此在已知的光机模块中，光学元件的温度容易过高，因而影响投影机的影像品质与耐用度。

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

本发明提供一种光机模块，以提升散热效率。

本发明提供一种投影装置，以具有良好的影像品质与耐用度。

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，本发明所提供的光机模块包括光机壳体、第一光学元件以及散热组件。光机壳体具有第一通风口和第二通风口。第一光学元件设置于光机壳体内并邻近第一通风口。散热组件设置于光机壳体外并用于产生流经第一通风口、第一光学元件及第二通风口的气流。散热组件包括风扇和导流管，其中导流管连接在第一通风口和风扇之间。

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装置包括上述的光机模块以及投影镜头。光机模块用于提供影像光束，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。

本发明的光机模块中，风扇设置于光机壳体外，且风扇与光机壳体的第一通风口之间以导流管连接，以将风扇产生的气流集中引导至光机壳体内，进而对光机壳体内的第一光学元件散热。因此，相较于已知技术，本发明的光机模块能有效地利用壳体外的冷空气对第一光学元件散热，进而提升光机模块的散热效率。因本发明的投影装置配置上述的光机模块，所以能具有良好的影像品质与耐用度。

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是本发明一实施例的光机模块的示意图。

图2是图1的光机模块的剖视示意图。

图3是本发明另一实施例的光机模块的示意图。

图4是图2的光机壳体另一视角的剖视示意图。

图5是本发明一实施态样的第三光学元件设于插槽的立体示意图。

图6是本发明另一实施例的光机模块的示意图。

图7是本发明另一实施例的光机模块的示意图。

图8是本发明一实施例的投影装置的方块示意图。

图9是图8的投影装置的一实施态样的俯视示意图。

图10是本发明另一实施例的投影装置的内部示意图。

图11是本发明另一实施例的投影装置的内部示意图。

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：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发明。

图1是本发明一实施例的光机模块的示意图。图2是图1的光机模块的剖视示意图。请参考图1和图2，光机模块100可用于投影装置。光机模块100包括光机壳体110、第一光学元件120以及散热组件130。光机壳体110具有第一通风口V1和第二通风口V2。第一光学元件120设置于光机壳体110内并邻近第一通风口V1。散热组件130设置于光机壳体110外并用于产生流经第一通风口V1、第一光学元件120及第二通风口V2的气流A。散热组件130包括风扇131和导流管132，其中导流管132连接在第一通风口V1和风扇131之间。具体来说，气流A由风扇131产生，导流管132则将气流A引导至光机壳体110内。

请继续参考图2，第一光学元件120的温度因受光束照射而升高，而散热组件130可对第一光学元件120散热。本实施例的第一光学元件120可包括极化转换器(PolarizingSplitting Convertor)。不过，在一实施例中，第一光学元件120也可包括其他容易升温的光学元件，而本发明不对此多做限制。在本实施例中，第一光学元件120可具有侧面121、光入射侧122与光出射侧123，其中图2标示出面向第一通风口V1及第二通风口V2的局部侧面121。侧面121连接于光入射侧122与光出射侧123之间。第一通风口V1与第二通风口V2相对。第一光学元件120位于第一通风口V1与第二通风口V2之间，且第一光学元件120以侧面121与第一通风口V1及第二通风口V2相对。如此，从第一通风口V1进入光机壳体110的气流A会同时流经光入射侧122与光出射侧123，进而同时对光入射侧122与光出射侧123散热，以提升散热效率。进一步说，在光入射侧122指向光出射侧123的方向上，第一通风口V1的宽度W1例如大于侧面121的宽度W2，以进一步确保气流A流经光入射侧122和光出射侧123，因而更提升散热效率。

风扇131例如包括鼓风扇131，但其他实施例的风扇131亦可包括轴流扇。

导流管132的内径R例如从连接风扇131的一端朝向连接第一通风口V1的一端渐缩，使气流A能更集中地吹拂第一光学元件120，进而提升散热效率。另，在本实施例中，导流管132的轴向可沿弧线方向D1延伸。如此，能减少气流A在导流管132内流动的风阻，进而提升气流A利用率。在另一实施例中，例如图3所示，导流管132a的轴向也可沿直线方向D2延伸，因此能更进一步减少风阻并更提升气流利用率，且还能减少配置导流管132a所需的空间。请一并参考图1和图2，光机模块100还可包括至少一气密件，而本实施例以两个气密件140示例。气密件140密封于导流管132与光机壳体110之间及导流管132与风扇131之间，以增加光机壳体110、导流管132与风扇131之间的气密性。因此，气密件140能提升气流A利用率并减少进入光机壳体110内的粉尘量。在一实施例中，气密件140的数量可为一个，并密封于导流管132与光机壳体110之间或导流管132与风扇131之间，而本发明不对气密件140的具体数量多做限制。附带一提，本实施例的气密件140可圈围导流管132与光机壳体110的连接处及导流管132与风扇131的连接处，但其他实施例不限于此。此外，本实施例的气密件140的材料例如包括橡胶，但本发明不限于此。

图4是图2的光机壳体另一视角的剖视示意图，其中图1、图2和图4之间的视角关系以方向X、Y及Z示意。请参考图2和图4，光机模块100还可包括二防尘件150、第二光学元件160和第三光学元件170。第二光学元件160和第三光学元件170设置于光机壳体110内，且第一光学元件120配置于第二光学元件160与第三光学元件170之间。二防尘件150密封于第二光学元件160和光机壳体110之间以及第三光学元件170和光机壳体110之间，使第一光学元件120所在腔室R1能和光机壳体110内的其他腔室R2及R3气密，进而防止粉尘进入其他腔室R2及R3内。防尘件150可包括海绵或橡胶，但不限于此。此外，光机壳体110内可具有插槽S1及S2，防尘件150分别设置于插槽S1及S2中，以进一步防止粉尘从腔室R1进入其他腔室R2及R3。例如，本实施例的光机壳体110可包括本体111和盖板112，其中插槽S1及S2可设于本体111，防尘件150则密封于第二光学元件160和插槽S2之间以及第三光学元件170和插槽S1之间。进一步说，请参考图5，图5是本发明一实施态样的第三光学元件设于插槽的立体示意图。光机壳体110的形状可类似于矩形腔体，而第二光学元件160(绘于图4)的形状和第三光学元件170的形状类似于矩形板；其中图5以第三光学元件170示例，第二光学元件160的形状大致类似于第三光学元件170。由于第二光学元件160的形状和第三光学元件170的形状较适配光机壳体110的形状，因此选择将第二光学元件160及第三光学元件170设置于插槽S1及S2(插槽S2绘于图4)内，能进一步提升气密效果。不过，在一实施例中，也可依据其他因素选择不同的光学元件提升气密效果，而本发明不对此多做限制。在另一实施例中，例如图6，第二光学元件160和第三光学元件170可分别设置于插槽S1及S2中，且未另外以图4的防尘件150密封于第二光学元件160和插槽S2之间以及第三光学元件170和插槽S1之间。

请再参考图2，光机模块100例如还包括至少一滤网，而本实施例以滤网F1、F2及F3示例。滤网F1、F2及F3的位置如下所述。滤网F1可设置在导流管132和第一通风口V1之间、导流管132和风扇131之间及第二通风口V2上，以减少进入光机壳体110内的粉尘量。由于滤网F1会增加风阻，因此在一实施例中，可适度地减少滤网F1的数量。例如，可选择将滤网F1设置在导流管132和第一通风口V1之间、导流管132和风扇131之间或第二通风口V2上，以适度地减少风阻。本发明不对滤网F1的具体数量多做限制。此外，风扇131具有彼此相通的第三通风口V3及第四通风口V4，而本实施例以两个第四通风口V4示例。导流管132连接第三通风口V3，滤网F2则可设置在第四通风口V4。另，滤网F3可设置于导流管132内。类似地，滤网F2及F3的具体数量皆可依风阻大小和防尘效果而定，不以图2所示为限。

相较于已知技术，本实施例的光机模块100中，风扇131设置于光机壳体110外，且风扇131与光机壳体110的第一通风口V1之间以导流管132连接，以将风扇131产生的气流A集中引导至光机壳体110内，进而对光机壳体110内的第一光学元件120散热。因此，相较于已知技术，本实施例的光机模块100能有效地利用壳体外的冷空气对第一光学元件120散热，进而提升光机模块100的散热效率。

图7是本发明另一实施例的光机模块的示意图。本实施例的光机壳体110a中，第一通风口V1及第二通风口V2的位置可因元件布局等因素而异于图1的实施例。请参考图7的光机模块100a，第一光学元件120位于第一通风口V1与第二通风口V2之间。光入射侧122可靠近且面向第一通风口V1与第二通风口V2之间的区域，例如为图7中的区域B。详细来说，由于光入射侧122的温度会较光出射侧123高，所以第一通风口V1及第二通风口V2的位置可选择较靠近光入射侧122，使风扇131产生的气流A会从区域B流经光入射侧122，进而对温度较高的光入射侧122散热。

图8是本发明一实施例的投影装置的方块示意图。图9是图8的投影装置的一实施态样的俯视示意图。请参考图8及图9，投影装置200包括上述的光机模块100以及投影镜头210。光机模块100用于提供影像光束L1。投影镜头210配置于影像光束L1的传递路径上以投射影像光束L1。

在本实施例中，请参考图9，光机模块100还可包括光源180和光阀190，其中光源180包括四个发光元件H1、H2、H3及H4以及合光元件C1、C2及C3。详细来说，光源180形成照明光束L2。第一光学元件120设置在光源180和光阀190之间且在照明光束L2的传递路径上。照明光束L2可通过第一光学元件120传递至光阀190。进一步说，合光元件C1及C3例如包括分光镜(dichroic mirror)，合光元件C2则例如包括聚光透镜，但其他实施例不限于此。能理解的是，图中的合光元件C1、C2及C3的位置和结构仅为例子，本发明不对此多做限制。在本实施例中，四个发光元件H1、H2、H3及H4所产生的光束借由合光元件C1、C2及C3的传递而合成照明光束L2。在本实施例中，发光元件H1可例如是绿光发光模块，发光元件H2可例如是蓝光发光二极管(light-emitting diode，LED)，发光元件H3可例如是蓝光发光二极管，发光元件H4可例如是红光发光二极管。其中，发光元件H1的绿光发光模块可包括蓝光发光二极管以及荧光粉层，荧光粉层可设置于发光元件H1的蓝光发光二极管与合光元件C1之间，荧光粉层可将蓝光转换为绿光，荧光粉层的一面接收来自发光元件H1的蓝光发光二极管的蓝光光束，另一面接收来自发光元件H3的蓝光光束且将蓝光光束转换为绿光光束，此做法可增加绿光光束的强度。

本实施例的光阀190可将照明光束L2转换成影像光束L1。在第一光学元件120包括极化转换器的实施例中，光阀190例如采用硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)面板或穿透式液晶面板的架构。举例来说，图9的第一光学元件120例如包括极化转换器，光阀190则可包括硅基液晶。此外，本实施例的光机模块100还可包括偏振分光镜(PolarizingBeam Splitter，PBS)P。详细来说，通过第一光学元件120的照明光束L2可入射至偏振分光镜P，并被偏振分光镜P反射至光阀190，接着再被光阀190反射至并通过偏振分光镜P。进一步说，光束的偏振方向从光阀190出射后会被改变，所以从光阀190出射的光束能通过偏振分光镜P。在另一实施例中，也可以设置光学波片来改变光束的偏振方向。光阀190的架构并不限于本实施例所示。举例而言，在一实施例中，光阀190可采用数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)的架构，第一光学元件120则可包括此架构下容易升温的光学元件，例如为极化转换器、聚光透镜或偏振分光镜等，而本发明不对此多做限制。此外，本实施例并不限定光閥190的数量。举例来说，在光阀190采用液晶显示面板架构的实施例中，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，但不限于此。能理解的是，在其他实施例中，光源180的具体结构可配合不同架构的光阀190而异，并不限于图9所示的发光元件H1、H2、H3及H4。

在本实施例中，投影镜头210例如包括一个或多个光学镜片，而本实施例以多个光学镜片示例。所述之光学镜片的屈光度可彼此相同或相异。例如，所述之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210也可以包括平面光学镜片。本发明不对投影镜头210的具体结构多做限制。附带一提，本实施例的光机壳体110有局部延伸出以供投影镜头210设置于内，但在其他实施例中，设置投影镜头210的壳体和设置光阀190的壳体不限于一体成型。

图10是本发明另一实施例的投影装置的内部示意图。请参考图10，投影装置200a还可包括导风管220及投影装置壳体230，其中图10的投影装置壳体230以剖视图示意。光机模块100位于投影装置壳体230内。投影装置壳体230具有通风孔V3，且通风孔V3对应风扇131设置。导风管220连接在通风孔V3和风扇131之间，以减少从风扇131及导流管132进入光机壳体110内的粉尘量，并增加气流利用率。此外，投影装置200a还可包括滤网F4。滤网F4设置于导风管220内，以进一步减少进入光机壳体110内的粉尘量。能理解的是，投影装置200a的其他位置也可设置滤网F4。例如图11所示的投影装置200b，滤网F4也可设置于通风孔V3，如此滤网F4还具有易于更换的优点。

投影装置200b例如还包括滤网F5。投影装置壳体230具有彼此相通的第一散热孔O1和第二散热孔O2。光机模块100位于投影装置壳体230内并位于第一散热孔O1和第二散热孔O2之间，滤网则设置于第一散热孔O1及/或第二散热孔O2，而本实施例以滤网设于第一散热孔O1示例。具体来说，第一散热孔O1及第二散热孔O2旁可设置风扇(未绘示)，以对投影装置壳体230内部散热。附带一提，本实施例的投影装置200b亦可设置图10的导风管220和滤网F4，而本发明不对此多做限制。

相较于已知技术，因本实施例的投影装置200配置上述的光机模块100，所以能具有良好的影像品质与耐用度。另外，滤网F4及F5能减少进入光机壳体110和投影装置壳体230内的粉尘量，导风管220则能进一步提升光机模块100的散热效率。

综上所述，本发明的光机模块中，风扇设置于光机壳体外，且风扇与光机壳体的第一通风口之间以导流管连接，以将风扇产生的气流集中引导至光机壳体内，进而对光机壳体内的第一光学元件散热。因此，相较于已知技术，本发明的光机模块能有效地利用壳体外的冷空气对第一光学元件散热，进而提升光机模块的散热效率。因本发明的投影装置配置上述的光机模块，所以能具有良好的影像品质与耐用度。

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，即凡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，摘要和标题(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。

附图标记说明：

100、100a:光机模块

110、110a、100b:光机壳体

111:本体

112:盖板

120:第一光学元件

121:侧面

122:光入射侧

123:光出射侧

130:散热组件

131:风扇

132、132a:导流管

140:气密件

150:防尘件

160:第二光学元件

170:第三光学元件

180:光源

190:光阀

200、200a、200b:投影装置

210:投影镜头

220:导风管

230:投影装置壳体

A:气流

B:区域

C1、C2、C3:合光元件

D1:弧线方向

D2:直线方向

F1、F2、F3、F4、F5:滤网

H1、H2、H3、H4:发光元件

L1:影像光束

L2:照明光束

O1:第一散热孔

O2:第二散热孔

P:偏振分光镜

R:内径

R1、R2、R3:腔室

S1、S2:插槽

V1:第一通风口

V2:第二通风口

V3:第三通风口

V4:第四通风口

V5:通风孔

W1、W2:宽度

X、Y、Z:方向。

Claims

1.一种光机模块，用于投影装置，其特征在于，所述光机模块包括光机壳体、第一光学元件以及散热组件，其中：

所述光机壳体具有第一通风口和第二通风口；

所述第一光学元件设置于所述光机壳体内并邻近所述第一通风口；以及

所述散热组件设置于所述光机壳体外并用于产生流经所述第一通风口、所述第一光学元件及所述第二通风口的气流，所述散热组件包括风扇和导流管，其中所述导流管连接在所述第一通风口和所述风扇之间。

2.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述第一光学元件具有侧面、光入射侧与光出射侧，所述侧面连接于所述光入射侧与所述光出射侧之间，所述第一通风口与所述第二通风口相对，所述第一光学元件位于所述第一通风口与所述第二通风口之间，且所述第一光学元件以所述侧面与所述第一通风口及所述第二通风口相对。

3.根据权利要求2所述的光机模块，其特征在于，在所述光入射侧指向所述光出射侧的方向上，所述第一通风口的宽度大于所述侧面的宽度。

4.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述第一光学元件具有彼此相对的光入射侧与光出射侧，所述第一通风口与所述第二通风口相对，所述第一光学元件位于所述第一通风口与所述第二通风口之间，且所述光入射侧靠近且面向所述第一通风口与所述第二通风口之间的区域。

5.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括二防尘件、第二光学元件和第三光学元件，其中所述第二光学元件和所述第三光学元件设置于所述光机壳体内，且所述第一光学元件配置于所述第二光学元件与所述第三光学元件之间，所述二防尘件分别密封于所述第二光学元件和所述光机壳体之间以及所述第三光学元件和所述光机壳体之间。

6.根据权利要求5所述的光机模块，其特征在于，所述光机壳体内具有二插槽，所述二防尘件分别设置于所述二插槽中。

7.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括第二光学元件和第三光学元件，其中所述光机壳体内具有二插槽，所述第二光学元件和所述第三光学元件分别设置于所述二插槽中，且所述第一光学元件配置于所述第二光学元件与所述第三光学元件之间。

8.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括至少一滤网，其设置在所述导流管和所述第一通风口之间、所述导流管和所述风扇之间及/或所述第二通风口上。

9.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括滤网，其中所述风扇具有彼此相通的第三通风口及第四通风口，所述导流管连接所述第三通风口，所述滤网设置在所述第四通风口。

10.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括滤网，其设置于所述导流管内。

11.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括至少一气密件，其密封于所述导流管与所述光机壳体之间及/或所述导流管与所述风扇之间。

12.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述导流管的内径从连接所述风扇的一端朝向连接所述第一通风口的一端渐缩。

13.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述导流管的轴向沿直线方向或弧线方向延伸。

14.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述风扇包括鼓风扇。

15.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述第一光学元件包括极化转换器。

16.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括光机模块以及投影镜头，所述光机模块用于提供影像光束，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，其中所述光机模块包括光机壳体、第一光学元件以及散热组件，其中：

所述光机壳体具有第一通风口和第二通风口；

17.根据权利要求16所述的投影装置，其特征在于，还包括滤网及投影装置壳体，其中所述光机模块位于所述投影装置壳体内，所述投影装置壳体具有对应所述风扇的通风孔，所述滤网设置于所述通风孔。

18.根据权利要求16所述的投影装置，其特征在于，还包括导风管及投影装置壳体，其中所述光机模块位于所述投影装置壳体内，所述投影装置壳体具有对应所述风扇的通风孔，所述导风管连接在所述通风孔和所述风扇之间。

19.根据权利要求18所述的投影装置，其特征在于，还包括滤网，其设置于所述导风管内。

20.根据权利要求16所述的投影装置，其特征在于，还包括滤网及投影装置壳体，其中所述投影装置壳体具有彼此相通的第一散热孔和第二散热孔，所述光机模块位于所述投影装置壳体内并位于所述第一散热孔和所述第二散热孔之间，所述滤网设置于所述第一散热孔及/或所述第二散热孔。