雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊的製作方法
2023-07-20 13:53:31
雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊的製作方法
【專利摘要】本發明提出一種雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，包括：螢光轉輪、多個導風孔及扇葉，螢光轉輪具有第一表面及與第一表面相對的第二表面，第一表面的周緣處設有螢光外圈；導風孔穿越螢光轉輪的第一表面及第二表面而設置；扇葉設置於螢光轉輪的第二表面，且具有入風口及第一出風口；其中，雷射投影系統的雷射光源投射於螢光外圈的定點處，當螢光轉輪轉動時，扇葉導引氣流自扇葉的入風口進入，一部分氣流由扇葉的第一出風口側向流出，一部分氣流經由多個導風孔穿越第二表面而流至第一表面，以對螢光轉輪及其螢光外圈進行散熱。
【專利說明】雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種螢光轉輪散熱模塊，尤其涉及一種適用於雷射投影系統中，且可有效降低螢光轉輪的局部溫度的螢光轉輪散熱模塊。
【背景技術】
[0002]於現今的雷射投影系統中，主要以雷射(laser)光源激發螢光劑(phosphor)而產生不同波長的色光，然而於此領域的技術應用中，由於雷射的能量極高，且集中性亦高，故在短時間內即可達到上千度的溫度，而易使螢光劑燒毀。故現行的公知做法是將一螢光劑塗布在一金屬轉盤(phosphor wheel)的外圈上,並利用一馬達帶動此金屬轉盤高速旋轉，以使得螢光劑於單位時間內接受到的能量降低，並達到散熱的目的。然而，隨著光學產品的亮度需求不斷升高，雷射光源的能量也必須隨之提高，為了達到亮度上的需求，原有的金屬轉盤只能不斷加大面積，以進一步增加螢光劑照射路徑，方能維持螢光劑單位時間內接受到的所需的特定能量。
[0003]然而，此傳統的加大金屬轉盤的作法將會帶來以下幾個問題，其一是當金屬轉盤加大後，則其整體的雷射投影系統空間易必須隨之加大，會導致整體雷射投影系統的體積增大的問題；第二則為當金屬轉盤加大後，意謂其高轉速馬達亦必須隨之升級，以維持其高速的轉速，然而當金屬轉盤的面積增大時，該金屬轉盤的平衡性則不易達到，且目前市面上亦難以找到相符合的高規格馬達，故如需搭配此面積增大的金屬轉盤的高規格馬達，則需再進一步開發相關馬達產品，除此之外，當馬達轉速提升時，隨之伴隨而來的還有噪音的問題。再者，若無法解決前述的問題，而使雷射投影系統受限於該金屬轉盤的大小以及馬達等限制，則傳統的雷射投影系統將無法使用更高能量的雷射光源以增加亮度，換言之，若金屬轉盤的面積無法增大、馬達的轉速無法提升，則雷射投影系統的亮度將會因此受限。
[0004]更甚者，即便帶動金屬轉盤的馬達轉速可獲得改善，然而，傳統的金屬轉盤僅為一圓盤型結構，其於轉動時不易帶動周邊空氣形成高低壓差，故無法有效帶動氣流而達到散熱效果。
[0005]因此，如何發展一種可解決前述問題，可在不增大金屬轉盤的面積尺寸下，而可對金屬轉盤進行有效的散熱作業，以提升其散熱效能、並達到可減小雷射投影系統的整體體積、提升總亮度的雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，實為目前迫切需要解決的課題。
【發明內容】
[0006]本發明的一目的為提供一種適用於雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，其是通過多個導風孔穿越螢光轉輪的第一表面及第二表面而設置，並由設置於第二表面上的扇葉導引氣流，進而使一部分氣流可側向流出該扇葉，而一部分氣流則經由該多個導風孔穿越流入該第一表面，以對螢光轉輪及其螢光外圈進行散熱。
[0007]本發明的另一目的為提供一種適用於雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，其是通過多個導風孔穿越螢光轉輪的第一表面及第二表面而設置，並由設置於第二表面上的扇葉導引氣流，進而使一部分氣流可側向流出該扇葉，而一部分氣流則經由該多個導風孔穿越流入該第一表面，且設置於該第一表面上的導風罩更可進一步導引該穿越氣流，以可直接對該螢光外圈進行散熱，更可進一步對雷射光源所照射的定點處進行局部導風及散熱。
[0008]為達上述目的，本發明的一較佳實施態樣為提供一種螢光轉輪散熱模塊，適用於雷射投影系統，包括:突光轉輪，具有第一表面及與第一表面相對的第二表面，於第一表面的周緣處設有螢光外圈；多個導風孔，其穿越螢光轉輪的第一表面及第二表面而設置；以及扇葉，設置於螢光轉輪的第二表面，且扇葉具有入風口及第一出風口 ；其中，雷射投影系統的雷射光源投射於螢光外圈的定點處，當螢光轉輪高速轉動時，扇葉導引氣流自扇葉的入風口進入，一部分氣流由風扇的第一出風口側向流出，一部分氣流則經由多個導風孔穿越螢光轉輪的第二表面而流至第一表面，以對螢光轉輪及接受雷射光源照射的螢光外圈進行散熱。
[0009]為達上述目的，本發明的又一較佳實施態樣為提供一種螢光轉輪散熱模塊，適用於雷射投影系統，包括:突光轉輪，具有第一表面及與第一表面相對的第二表面，於第一表面的周緣處設有螢光外圈；多個導風孔，其穿越螢光轉輪的第一表面及第二表面而設置；扇葉，設置於突光轉輪的第二表面，且扇葉具有入風口及第一出風口 ；以及導風罩，對應設置於突光轉輪的第一表面上，且具有至少一第二出風口 ；其中，雷射投影系統的雷射光源投射於螢光外圈的定點處，當螢光轉輪高速轉動時，扇葉導引氣流自扇葉的入風口進入，一部分氣流由風扇的第一出風口側向流出，一部分氣流則經由多個導風孔穿越螢光轉輪的第二表面而流至第一表面，藉由導風罩將進入第一表面的穿越氣流進行導引，以對螢光轉輪的第一表面及螢光外圈進行散熱，並自第二出風口流出。
[0010]本發明提供一種雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，其通過設置於螢光轉輪的第二表面的扇葉以及導風孔，在螢光轉輪高速轉動時，可將氣流自扇葉的入風口導入，並使一部分側向氣流自扇葉側面的第一出風口流出，而一部分穿越氣流則藉由導風孔的導引，穿越第二表面而流至第一表面處，對該螢光轉輪及接受該雷射光源照射的該螢光外圈進行散熱。藉此，則可於螢光轉輪既定的轉動行程下，藉由該散熱模塊而大幅提升其散熱效能，而可降低其局部環境溫度，同時可在相同的螢光轉輪面積下承受更高能量的雷射光源，進而可提升總亮度，以及無須增加螢光轉輪的面積，故亦可達到節省其整體雷射投影系統的體積空間的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1A為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的第一表面的結構示意圖。
[0012]圖1B為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的側視結構示意圖。
[0013]圖1C為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的第二表面的結構示意圖。
[0014]圖2為本發明第二較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的側視結構示意圖。
[0015]其中，附圖標記說明如下:
[0016]1:螢光轉輪
[0017]10:第一表面
[0018]100:螢光外圈
[0019]11:第二表面
[0020]110:導風孔
[0021]12:轉軸
[0022]2:扇葉
[0023]20:入風口
[0024]21:第一出風口
[0025]3:螢光轉輪散熱模塊
[0026]4:導風罩
[0027]40:空間
[0028]41:第二出風口
[0029]Al:側向的部分氣流
[0030]A2:穿越螢光轉輪的氣流
[0031]X:定點
[0032]L:雷射光源
【具體實施方式】
[0033]體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的態樣上具有各種的變化，然其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及附圖在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。
[0034]請同時參閱圖1A、圖1B，圖1A為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的第一表面的結構示意圖，圖1B為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的側視結構示意圖。如圖1A、圖1B所示，本發明的螢光轉輪散熱模塊3適用於一雷射投影系統(未圖示)，且其由螢光轉輪1、多個導風孔110以及扇葉2所構成，其中，螢光轉輪I可為但不限為一金屬圓盤結構，且其具有第一表面10以及與第一表面10相對應的第二表面11,第一表面10上可具有轉軸12，但不以此為限，主要藉由該轉軸12與一馬達(未圖示)相連結，通過該馬達的作動，以使轉軸12帶動螢光轉輪I進行高速轉動。以及，在螢光轉輪I的第一表面10的周緣處設有一螢光外圈100，其主要由一螢光劑(未圖示)塗布於該周緣區域所形成，用以供一雷射光源L投射於其上進行螢光激發。
[0035]如圖1A所示，在螢光轉輪I上更具有多個導風孔110，且該多個導風孔110是穿越螢光轉輪I的第一表面10及第二表面11而鏤空設置，於本實施例中，該多個導風孔110為圓形的孔洞結構，但不以此為限，於另一些實施例中，該多個導風孔110亦可為水滴狀的鏤空孔洞結構、或是三角形的鏤空孔洞結構，其形態可依照實際施作情形而任施變化。以及，以本實施例為例，該多個導風孔110為圍繞轉軸12而設置的環狀排列方式進行設置，當然，其設置的方式及數量亦不以此為限，凡可穿越該螢光轉輪I的第一表面10及第二表面11而設置，並可達到導引氣流自第二表面11流至第一表面10的導風孔110均在本發明的保護範圍內。
[0036]請續參閱圖1B及圖1C，其中圖1C為本發明第一較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的第二表面的結構示意圖，如圖1B及圖1C所示，螢光轉輪散熱模塊3更包括一扇葉2，且扇葉2設置於螢光轉輪I的第二表面11上，於本實施例中，扇葉2為一離心扇葉結構，但不以此為限，於另一些實施例中，扇葉2亦可為軸流式扇葉結構。且扇葉2可以鎖閂、貼附或是以其他扣具等方式附加設置於螢光轉輪I的第二表面11上，其連接設置的方式可依照實際情形而任施變化。以下以本實施例的所採用的離心扇葉為例進行說明，其中扇葉2貼附設置於螢光轉輪I的第二表面11上，且扇葉2具有入風口 20及第一出風口 21，入風口 20設置於扇葉2的中心處，用以供氣流導引流入扇葉2中，且第一出風口 21設置於扇葉2的側邊，如此一來，當螢光轉輪I通過馬達的帶動而以高速轉動時，則設置於螢光轉輪I的第二表面11上的扇葉2亦隨之轉動，進而帶動氣流自其入風口 20流入扇葉2及螢光轉輪I的第二表面11處，其後，一部分的側向氣流Al自扇葉2的第一出風口 21而流出，該側向氣流Al以側向的方式逸散，藉由此方式以增加空氣與該螢光轉輪I的整體熱交換的面積，並可將螢光轉輪I的第二表面11上的熱能帶走。
[0037]又如圖1B所示，該雷射投影系統的一雷射光源L投射於螢光外圈100上的一定點X處，以使雷射光源L激發該螢光外圈100上的螢光劑，而產生不同波長的色光(未圖示)，故當該螢光轉輪I轉動時，設置於其第二表面11上的扇葉2導引氣流自扇葉2的入風口 20進入，一部分側向氣流Al如前所述，會由扇葉2側向的第一出風口 21處流出，且由於螢光轉輪I通常為金屬材質所製成，例如:鋁盤，故此側向氣流Al的流動可對金屬材質的螢光轉輪I進行大面積的散熱作業，另一方面，一部分的穿越氣流A2則會通過該多個導風孔110的導引，穿越螢光轉輪I的第二表面而流至螢光轉輪I的第一表面10處，以可對接受雷射光源L照射的螢光外圈100進行散熱。
[0038]請參閱圖2，其為本發明第二較佳實施例的螢光轉輪散熱模塊的側視結構示意圖。如圖所示，本實施例的螢光轉輪散熱模塊3由螢光轉輪1、導風孔110、設置於螢光轉輪I的第二表面11上扇葉2以及設置於螢光轉輪I的第一表面10上的導風罩4所構成，於本實施例中，螢光轉輪1、導風孔110及扇葉2的材質、結構與設置方式與前述實施例相仿，故不再贅述。惟於本實施例中，為使其散熱效能更為明顯，故於螢光轉輪I的第一表面10上更套設一導風罩4，該導風罩4大致覆蓋於螢光轉輪I的第一表面10上，惟露出部分的螢光外圈100，故不會影響雷射光源L照射於螢光轉輪I的螢光外圈100的定點X處。且該導風罩4可以多樣的方式連接、或是扣設於螢光轉輪I的第一表面10上，其連接設置的方式不於此贅述，至於導風罩4的材質亦不限制，期可為塑料材質或是金屬材質均可。
[0039]如圖2所示，該導風罩4的內部具有一空間40，以供穿越氣流A2於其中流動，且導風罩4與第一表面10之間更具有一第二出風口 30，用以供該穿越氣流A2流出。如此一來，當雷射光源L照射於該螢光外圈100的定點X處，而導致該螢光轉輪I蓄積大量的熱能時，通過螢光轉輪I的高速轉動，進而使設置於螢光轉輪I的第二表面11上的扇葉2隨之轉動，而將氣流自其入風口 20導入扇葉2中，並使其一部分的側向氣流Al由扇葉2側向的第一出風口 21流出，以大面積地帶走蓄積於螢光轉輪I上的熱能，另一方面，通過導風孔110而使一部分的穿越氣流A2穿越螢光轉輪I的第二表面11而流至第一表面10處，且藉由導風罩4的氣流導引，使該穿越氣流A2於導風罩4內部的空間40中循環，進而更可直接地對其第一表面10上的螢光外圈100進行散熱，並使攜熱後的穿越氣流A2可由導風罩4的第二出風口 41逸出，且此穿越氣流A2自第二出風口 41逸出後，則可對雷射光源L所照射的該螢光外圈100的定點X進行局部導風及散熱，以將該定點X所蓄積的熱能迅速帶走。藉此，則可通過原本的螢光轉輪I的高速轉動的帶動，而大幅提升其散熱效果，且由於此螢光轉輪散熱模塊3可降低螢光外圈100的局部環境溫度，使得溫度更趨平均，故如欲提升雷射光源L的能量時，則無須加大螢光轉輪I的鋁盤面積，換言之，若採用與公知相同的雷射光源時，則通過本發明的螢光轉輪散熱模塊3可達到減小螢光轉輪I的體積空間，進而可減小雷射投影系統的整體體積的功效；此外，由於螢光轉輪I的散熱效能增加了，故其相同大小的螢光轉輪I可承受更高能量的雷射光源L，故其亦具有可提升總亮度的功效。
[0040]綜上所述，本發明提供一種雷射投影系統的螢光轉輪散熱模塊，其通過設置於螢光轉輪的第二表面的扇葉以及導風孔，在螢光轉輪高速轉動時，可將氣流自扇葉的入風口導入，並使一部分側向氣流自扇葉側面的第一出風口流出，而一部分穿越氣流則藉由導風孔的導引，穿越第二表面而流至第一表面處，對該螢光轉輪及接受該雷射光源照射的該螢光外圈進行散熱。藉此，則可於螢光轉輪既定的轉動行程下，藉由該散熱模塊而大幅提升其散熱效能，而可降低其局部環境溫度，同時可在相同的螢光轉輪面積下承受更高能量的雷射光源，進而可提升總亮度，以及無須增加螢光轉輪的面積，故亦可達到節省其整體雷射投影系統的體積空間的優點。
[0041]在一優選實施例中，配合設置於螢光轉輪的第一表面的導風罩，以於螢光轉輪高速轉動時，可將氣流自扇葉的入風口導入，並使一部分側向氣流自扇葉側面的第一出風口流出，而一部分穿越氣流則藉由導風孔的導引，穿越第二表面而流至第一表面處，再由導風罩的導引，使該穿越氣流可直接對螢光轉輪的螢光外圈進行散熱，藉此，則可於螢光轉輪既定的轉動行程下，藉由該散熱模塊而大幅提升其散熱效能，而可降低其局部環境溫度，同時可在相同的螢光轉輪面積下承受更高能量的雷射光源，進而可提升總亮度，以及無須增加螢光轉輪的面積，故亦可達到節省其整體雷射投影系統的體積空間的優點。
[0042]縱使本發明已由上述的實施例詳細敘述而可由本領域普通技術人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫所附權利要求所欲保護的範圍。
【權利要求】
1.一種螢光轉輪散熱模塊，適用於一雷射投影系統，該螢光轉輪散熱模塊包括: 一螢光轉輪，具有一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面，於該第一表面的周緣處設有一突光外圈； 多個導風孔，其穿越該螢光轉輪的該第一表面及該第二表面而設置；以及一扇葉，設置於該突光轉輪的該第二表面，且該扇葉具有一入風口及一第一出風口 ；其中，該雷射投影系統的一雷射光源投射於該螢光外圈的一定點處，當該螢光轉輪轉動時，該扇葉導引氣流自該扇葉的該入風口進入，一部分氣流由該扇葉的該第一出風口側向流出，一部分氣流則經由該多個導風孔穿越該螢光轉輪的該第二表面而流至該第一表面，以對該螢光轉輪及接受該雷射光源照射的該螢光外圈進行散熱。
2.如權利要求1所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該螢光轉輪具有一轉軸，該轉軸與一馬達相連結，以帶動該螢光轉輪轉動。
3.如權利要求1所述的突光轉輪散熱模塊，其中該扇葉為一離心扇葉結構。
4.如權利要求1所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該第一出風口設置於該扇葉的一側邊。
5.如權利要求1所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該螢光轉輪散熱模塊還包括一導風罩，對應設置於該螢光轉輪的該第一表面上，且具有至少一第二出風口，用以將經該多個導風孔流入該第一表面的穿越氣流進行導引，以對該螢光轉輪的該第一表面及該螢光外圈進行散熱，並自該第二出風口流出，且於該第二出風口流出後，還能夠對該雷射光源所照射的該定點處進行局部導風及散熱。
6.一種螢光轉輪散熱模塊，適用於一雷射投影系統，該螢光轉輪散熱模塊包括: 一螢光轉輪，具有一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面，於該第一表面的周緣處設有一突光外圈； 多個導風孔，其穿越該螢光轉輪的該第一表面及該第二表面而設置； 一扇葉，設置於該突光轉輪的該第二表面，且該扇葉具有一入風口及一第一出風口 ；以及 一導風罩，對應設置於該螢光轉輪的該第一表面上，且具有至少一第二出風口 ； 其中，該雷射投影系統的一雷射光源投射於該螢光外圈的一定點處，當該螢光轉輪轉動時，該扇葉導引氣流自該扇葉的該入風口進入，一部分氣流由該扇葉的該第一出風口側向流出，一部分氣流則經由該多個導風孔穿越該螢光轉輪的該第二表面而流至該第一表面，藉由該導風罩將進入該第一表面的該穿越氣流進行導引，以對該螢光轉輪的該第一表面及該螢光外圈進行散熱，並自該第二出風口流出。
7.如權利要求6項所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該螢光轉輪具有一轉軸，該轉軸與一馬達相連結，以帶動該螢光轉輪轉動。
8.如權利要求6項所述的突光轉輪散熱模塊,其中該扇葉為一離心扇葉結構。
9.如權利要求6項所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該第一出風口設置於該扇葉的一側邊。
10.如權利要求6項所述的螢光轉輪散熱模塊，其中該一部分風流通過該多個導風孔，將流入該第一表面的該穿越氣流進行導引，以對該螢光轉輪的該第一表面及該螢光外圈進行散熱，並自該第二出風口流出，且於該第二出風口流出後，還能夠對該雷射光源所照射的該定點處進行局部導風及散熱。
【文檔編號】G03B21/16GK104280990SQ201310277307
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月3日 優先權日:2013年7月3日
【發明者】王暉雄, 沙宇軒 申請人:臺達電子工業股份有限公司