照明系统以及投影装置的利记博彩app

本发明是有关于一种光学系统及光学装置，且特别是有关于一种照明系统及应用该照明系统的投影装置。

背景技术：

随着科技发展，例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)及激光二极管(Laser Diode,LD)的固态光源(Solid State Illumination,SSI)已经广泛地应用在投影装置所需的光源中。由于固态光源的发光频谱适于作为投影装置的纯色光源，再经由激发例如是荧光粉的波长转换物质即可提供投影画面所需的良好的光源。

然而，为了同时可以将固态光源所发出的光束及波长转换物质所转换的光束应用为投影画面所需的光源，固态光源及波长转换物质还需要额外的透镜、场镜及反射镜等光学元件来调整出适当的光路。举例来说，一承载有波长转换物质的波长转换单元还需要一穿透区来使固态光源发出的光束穿透，且穿透上述波长转换单元的光束还需要额外的光学元件来调整光路，因此造成投影装置的体积难以缩小。

“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已知技术。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

本发明提供一种照明系统，其具有较小的体积并可以提供良好的光束。

本发明提供一种投影装置，其具有较小的体积并可以提供良好的 画面。

本发明的照明系统包括一激发光源模块、一波长转换元件以及一分光单元。激发光源模块用以发出一激发光束，分光单元及波长转换元件配置于激发光束的传递路径上，且分光单元位于激发光源模块与波长转换元件之间。分光单元包括一透光基板以及一第一光学膜，第一光学膜配置于透光基板上且第一光学膜具有一孔洞，其中从激发光源模块发出的激发光束经由孔洞传递至波长转换元件。波长转换元件具有至少一波长转换区与一扩散区，且波长转换区与扩散区轮流切入激发光束的传递路径。切入激发光束的传递路径的波长转换区将激发光束转换且反射成传递至分光单元的一转换光束，转换光束的波长不同于激发光束的波长。切入激发光束的传递路径的扩散区将激发光束反射至分光单元，且分光单元的第一光学膜将来自扩散区的激发光束反射。

本发明的投影装置包括上述照明系统、一光阀以及一镜头装置。光阀配置于来自照明系统的分光单元的转换光束与激发光束的传递路径上，以将转换光束与激发光束调制成一影像光束。镜头装置配置于影像光束的传递路径上。

在本发明的一实施例中，上述分光单元还包括一配置于透光基板上的第二光学膜，第二光学膜用以将来自波长转换区的转换光束反射。

在本发明的一实施例中，上述第一光学膜为一反射膜，且第二光学膜为一分色膜。第二光学膜对激发光束而言为透光，且适于反射转换光束。

在本发明的一实施例中，上述第一光学膜为一第一分色膜，第二光学膜为一第二分色膜。第一分色膜对转换光束而言为透光，且适于反射激发光束。第二分色膜对激发光束而言为透光，且适于反射转换光束。

在本发明的一实施例中，上述第一光学膜为一反射膜。

在本发明的一实施例中，上述孔洞位于第一光学膜的中央或偏离第一光学膜的中央。

在本发明的一实施例中，上述孔洞的形状为圆形、矩形、多边形 或不规则形状。

在本发明的一实施例中，上述波长转换元件包括：一反射基板，具有位于扩散区内的表面微结构；以及一荧光层，配置于反射基板上，且位于波长转换区内，用以将激发光束转换成转换光束。

在本发明的一实施例中，上述波长转换元件包括：一反射基板；一荧光层，配置于反射基板上，且位于波长转换区内，用以将激发光束转换成转换光束；以及一扩散片，配置于反射基板上，且位于扩散区内。

在本发明的一实施例中，上述波长转换元件包括：一透光基板；一荧光层，配置于透光基板上，且位于波长转换区内，用以将激发光束转换成转换光束；一扩散片，配置于透光基板上，且位于扩散区内；以及一反射层，配置于透光基板上，反射层的分布范围涵盖波长转换区与扩散区。

在本发明的一实施例中，上述激发光源模块包括：多个激光二极管，分别发出多个激光光束；一第一曲面反射镜，具有一开口；以及一第二曲面反射镜，其中第一曲面反射镜将来自这些激光二极管的这些激光光束反射至第二曲面反射镜，然后第二曲面反射镜将这些激光光束反射至开口，以使这些激光光束通过第一曲面反射镜的开口并形成准直的激发光束。

在本发明的一实施例中，上述激发光源模块包括：多个激光二极管，分别发出多个激光光束；一第一曲面反射镜，相对于来自这些激光二极管的这些激光光束倾斜配置；以及一第二曲面反射镜，其中第一曲面反射镜将来自这些激光二极管的这些激光光束反射至第二曲面反射镜，第二曲面反射镜相对于来自第一曲面反射镜的这些激光光束倾斜配置，且将来自第一曲面反射镜的这些激光光束反射成准直的激发光束。

在本发明的一实施例中，上述波长转换元件为一轮盘，轮盘适于旋转，以使波长转换区与扩散区轮流切入激发光束的传递路径。

基于上述，本发明的实施例的照明系统的分光单元具有孔洞，其搭配波长转换元件可以反射出转换光束及激发光束。由于本发明的实 施例的照明系统可以不需要额外的光学元件来反射或折射转换光束及激发光束，因此可以具有较小的体积，同时可以使转换光束及激发光束具有一致的光学品质。本发明的实施例的投影装置因为具有上述的照明系统，因此可以具有较小的体积，同时因为上述的照明系统可以提供均匀的光束，因此应用上述照明系统的投影装置可以提供良好的画面。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A及图1B是依照本发明的第一实施例的一种投影装置的示意图。

图2是依照本发明的第一实施例的波长转换元件的俯视图。

图3是依照本发明的其他实施例的波长转换元件的示意图。

图4A是依照本发明的另一实施例的分光单元的示意图。

图4B是依照本发明的又另一实施例的分光单元的示意图。

图4C是依照本发明的再另一实施例的分光单元的示意图。

图5A是依照本发明的第一实施例的一种分光单元的示意图。

图5B至图5D是依照本发明的其他实施例的一种分光单元的示意图。

图6A及图6B是依照本发明的其他实施例的一种激发光源模块的示意图。

具体实施方式

图1A及图1B是依照本发明的第一实施例的一种投影装置的示意图。请参照图1A及图1B，在本发明的第一实施例中，投影装置200包括照明系统100，而照明系统100包括一激发光源模块110、一波长转换元件120以及一分光单元130。激发光源模块110用以发出一激发光束L1，分光单元130及波长转换元件120配置于激发光束L1的传递路径上。分光单元130包括一透光基板132以及一具有一孔洞136 的第一光学膜134，第一光学膜134配置于透光基板132上。孔洞136配置于第一光学膜134的中央，但本发明不限于此。由于分光单元130位于激发光源模块110与波长转换元件120之间，从激发光源模块110发出的激发光束L1可以经由分光单元130的第一光学膜134的孔洞136穿过透光基板132传递至波长转换元件120。

图2是依照本发明的第一实施例的波长转换元件的俯视图。请参照图2，在本实施例中，波长转换元件120具有波长转换区122与扩散区124，且波长转换区122与扩散区124轮流切入激发光束L1的传递路径。

请参照图1A及图2，当波长转换元件120的波长转换区122切入激发光束L1的传递路径时，波长转换区122将激发光束L1转换成一转换光束L2且反射转换光束L2传递至分光单元130，其中转换光束L2波长不同于激发光束L1的波长。

请参照图1B及图2，当波长转换元件120的扩散区124切入激发光束L1的传递路径时，扩散区124将激发光束L1反射成激发光束L3。反射后的激发光束L3传递至分光单元130，且分光单元130的第一光学膜134将来自扩散区124的激发光束L3反射。

也就是说本实施例的波长转换元件120依序将来自分光单元130的孔洞136的激发光束L1反射为激发光束L3或转换为转换光束L2，并使转换光束L2及反射后的激发光束L3往分光单元130传递。具有第一光学膜134的分光单元130再将转换光束L2及反射后的激发光束L3反射来作为照明系统100所提供的光源。由上述可知，本实施例的照明系统100藉由具有孔洞136的分光单元130及波长转换元件120就可以使反射后的激发光束L3的传递路径与转换光束L2的传递路径大致相同，也就是说反射后的激发光束L3可以不需以额外设置的光学元件来调整光传递路径，因此可以降低整体照明系统100的体积。

进一步来说，请参照图1A及图1B，本实施例的投影装置200包括上述的照明系统100、光阀210以及镜头装置220。光阀210配置于来自照明系统100的分光单元130的转换光束L2与激发光束L3的传 递路径上，以将转换光束L2与激发光束L3调制成一影像光束L4。镜头装置220配置于影像光束L4的传递路径上。由于照明系统100具有较小的体积，因此本实施例的投影装置200的整体体积也可以缩小。另一方面，由于转换光束L2及激发光束L3在照明系统100中的光路大致相同，因此可以使传递到光阀210的光束的品质更加一致，进而提供可以产生良好影像品质的影像光束L4。详细来说，本实施例的投影装置200还包括色轮62及积分柱64，且照明系统100还包括透镜54、56、58，上述这些光学元件用以使转换光束L2及激发光束L3可以以更好的光学品质传递到光阀210，但本发明不限于此。在其他实施例中更可以视需求适度调整上述这些光学元件的种类、个数及位置。

详细来说，请参照图1A、1B及图2，在本实施例中，波长转换元件120为一可旋转的轮盘，波长转换区122与扩散区124则以轮盘同心的方式环状分区配置于轮盘上，轮盘适于以一中心轴旋转，以使波长转换区122与扩散区124轮流切入激发光束L1的传递路径。波长转换元件120包括一反射基板126及荧光层123。波长转换元件120具有位于扩散区124内的表面微结构125，其中，荧光层123及表面微结构125位于反射基板126的同一侧面上。荧光层123配置于反射基板126上，且位于该波长转换区122内。波长转换区122的荧光层123用以将激发光束L1转换成转换光束L2，扩散区124的表面微结构125用以将激发光束L1反射为扩散的激发光束L3。被反射基板126所反射的转换光束L2及激发光束L3具有一扩散角，因此可以经由例如是透镜54、56来使转换光束L2及激发光束L3转换成适于被分光单元130反射的光束。另外，透镜54、56例如也可以用来使穿过合光单元130的激发光束L1聚焦于波长转换元件120上。

在本发明的其他实施例中，波长转换元件并不限于具有表面微结构125于扩散区124内，波长转换元件还包括扩散片，其配置于反射基板上的扩散区内。图3是依照本发明的其他实施例的波长转换元件的示意图。请参照图3，在本发明的另一其他实施例中，波长转换元件120A包括透光基板126A、荧光层123、扩散片125A以及反射层128。荧光层123配置于透光基板126A上，且位于波长转换区124内， 用以将激发光束L1转换成转换光束L2。扩散片125A配置于透光基板126A上，且位于扩散区124内。反射层128配置于透光基板126A上，反射层128的分布范围涵盖波长转换区122与扩散区124，且反射层128与荧光层123、扩散片125A分别位于透光基板126A的相对两侧面。

详细来说，在本发明的第一实施例中，上述的分光单元130还包括一第二光学膜138，配置于透光基板132上。第二光学膜138将来自波长转换元件120的波长转换区122的转换光束L2反射，以使照明系统100提供良好的光源。进一步来说，本实施例的激发光源模块110例如适于发出蓝色光(激发光束L1)，波长转换区122例如用以将蓝色光(激发光束L1)转换为黄色光(转换光束L2)，第一光学膜134为一反射蓝色光(激发光束L1)的反射膜或分色膜，且第二光学膜138为一反射黄色光(转换光束L2)并允许蓝色光(激发光束L1)穿透的分色膜。也就是说第二光学膜138允许激发光束L1、L3穿透，且适于反射转换光束L2，因此当扩散区124切入激发光束L1的传递路径时，反射后的激发光束L3会穿透第二光学膜138，然后再被第一光学膜136反射，但本发明不限于此。

在本发明的其他实施例中，第一光学膜134更可以是一第一分色膜，而第二光学膜138是一第二分色膜。第一光学膜(第一分色膜)134允许该转换光束L2穿透，且适于反射激发光束L1、L3，第二光学膜(第二分色膜)138允许该激发光束L1、L3穿透，且适于反射转换光束L2。也就是说第一光学膜134例如适于反射蓝色光并使黄色光穿透，第二光学膜138例如适于反射黄色光并使蓝色光穿透。因此，本实施例的分色单元130适于使来自激发光源模块110的激发光束L1从孔洞136穿透且反射来自波长转换元件120的激发光束L3及转换光束L2。本实施例中，第一光学膜134的孔洞136占整个第一光学膜134的面积比率约为5％，所以约有95％来自波长转换元件120的激发光束L3可被第一光学膜134反射，因此，分光单元130对于来自波长转换元件120的激发光束L3仍有较佳的反射效率。

另一方面，图4A是依照本发明的另一实施例的分光单元的示意 图。请参照图4A，在本发明的另一实施例中，分光单元130A的第一光学膜134A为一反射膜，也就是说在例如是玻璃的透光基板132A上涂布或镀上一层同时可以反射转换光束L2及激发光束L3的反射膜，同时第一光学膜134A保留一孔洞136A来暴露透光基板132A。因此，本实施例的分光单元130A具有孔洞136A使激发光束L1从孔洞136A穿透，同时又具有第一光学膜134A可以反射转换光束L2及激发光束L3。

图4B是依照本发明的又另一实施例的分光单元的示意图。请参照图4B，在本发明的又另一实施例中，分光单元130B更可以是由具有孔洞136B的反射基板132B形成，即分光单元130B上直接设置一穿孔(孔洞136B)，因此本实施例的分光单元130B具有孔洞136B使激发光束L1直接穿透，同时又可以反射转换光束L2及激发光束L3。

图4C是依照本发明的再另一实施例的分光单元的示意图。在本发明的实施例的分光单元中，孔洞并不限于位于上述的第一光学膜的中央。请参照图4C，在本发明的再另一实施例中，分光单元130C的第一光学膜134C的孔洞136C更可以偏离第一光学膜134C的中央，本发明不限于此。由上述可知，上述实施例中的分光单元提供了简单的分光单元的制作方式，不需组合或胶合多种光学膜片，因此光学品质不会受到用以胶合的胶材的劣化的影响，进而具有较高的耐用性。

另一方面，图5A是依照本发明的第一实施例的一种分光单元的示意图。图5B至图5D是依照本发明的其他实施例的一种分光单元的示意图。请参照图5A，在本发明的第一实施例中，在第一光学膜134中的孔洞136例如具有形状为正方形的矩形，但本发明不限于此。请参照图5B，在其他实施例中，分光单元130D的第一光学膜134D中的孔洞136D例如具有圆形的形状。请参照图5C，在其他实施例中，分光单元130E的第一光学膜134E中的孔洞136E例如具有六边形的多边形形状。请参照图5D，在其他实施例中，分光单元130F的第一光学膜134F中的孔洞136F例如具有不规则的形状，也就是说本发明的孔洞的形状不限于此。

另一方面，请参照图1A及图1B，本发明的第一实施例的激发光 源模块100例如包括多个激光二极管112及透镜50、52。透镜50、52位于这些激光二极管112所发出的这些激光光束的传递路径上且依序配置于这些激光二极管112及分光单元130之间。这些激光二极管112发出这些激光光束后经透镜50的聚焦再由透镜52折射为准直的激发光束L1，以使激发光束L1可以有效率地经分光单元130的孔洞136传输至波长转换元件120，但本发明不限于此。

图6A及图6B是依照本发明的其他实施例的一种激发光源模块的示意图。请参照图6A，在本发明的其他实施例中，激发光源模块110A更可以包括多个激光二极管112A、第一曲面反射镜114A以及第二曲面反射镜116A。这些激光二极管112A分别发出多个激光光束，第一曲面反射镜114A以及第二曲面反射镜116A位于这些激光二极管112A所发出的这些激光光束的传递路径上，第一曲面反射镜114A相对于来自这些激光二极管112A的这些激光光束倾斜配置。第一曲面反射镜114A将来自这些激光二极管112A的这些激光光束反射至第二曲面反射镜116A，第二曲面反射镜116A相对于来自第一曲面反射镜114A的这些激光光束倾斜配置，且将来自第一曲面反射镜114A的这些激光光束反射成准直的激发光束L5。本实施例中，第一曲面反射镜114A以及第二曲面反射镜116A的反射表面都为凹面。藉此，本实施例的激发光源模块110A所发出的准直的激发光束L5可以有效率地经由上述的分光单元的孔洞传递至波长转换元件。

请参照图6B，在本发明的另一其他实施例中，激发光源模块110B更可以包括多个激光二极管112B、具有一开口115B的第一曲面反射镜114B以及第二曲面反射镜116B。这些激光二极管112B分别发出多个激光光束，第一曲面反射镜114B以及第二曲面反射镜116B位于这些激光二极管112B所发出的这些激光光束的传递路径上，第一曲面反射镜114B将来自这些激光二极管112B的这些激光光束反射至第二曲面反射镜116B，然后第二曲面反射镜116B将这些激光光束转换成准直的激发光束L6并反射至开口115B，以使准直的这些激发光束L6通过第一曲面反射镜114B的开口115B。本实施例中，第一曲面反射镜114B以及第二曲面反射镜116B的反射表面都为凹面。藉此，本 实施例的激发光源模块110B所发出的激发光束L6可以有效率的经由上述的分光单元的孔洞传递至波长转换元件。

综上所述，本发明的实施例的照明系统的分光单元具有孔洞，孔洞可以让激发光源模块所发出的激发光束穿透并传递至波长转换元件。波长转换元件具有波长转换区及扩散区，因此可以反射出转换光束及被扩散的激发光束至分光单元，而分光单元不但可以反射转换光束，更可以藉由第一光学膜将反射后的激发光束反射，藉以使反射后的激发光束及转换光束可以沿大致相同的方向及位置传出照明系统。由于本发明的实施例的照明系统可以不需要额外配置的光学元件来反射或折射来自波长转换元件的转换光束及激发光束，因此可以具有较小的体积，同时可以使转换光束及激发光束具有一致的光学品质。另一方面，本发明的分光单元可以藉由第一光学膜的配置位置来形成孔洞，不需额外的组合或胶合多种光学膜片，因此提供了一个简单的分光单元的制作方式，同时相较多种光学膜片所组成或胶合成的分光单元，其光学品质容易受到用以胶合的胶材的劣化的影响，本发明的分光单元具有较高的耐用性。本发明的实施例的投影装置因为具有上述的照明系统，因此可以具有较小的体积，同时因为上述的照明系统可以提供均匀的光束，因此上述投影装置可以提供良好的画面品质。另一方面，本发明的实施例的投影装置因为具有上述的照明系统，因此可以提供简单的利记博彩app及良好的耐用性。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。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

L1、L3、L5、L6：激发光束

L2：转换光束

L4：影像光束

50、52、54、56、58：透镜

62：色轮

64：积分柱

100：照明系统

110：激发光源模块

112、112A、112B：激光二极管

114A、114B：第一曲面反射镜

115B：开口

116A、116B：第二曲面反射镜

120：波长转换元件

122：波长转换区

123：荧光层

124：扩散区

125：表面微结构

125A：扩散片

126：反射基板

126A：透光基板

128：反射层

130、130A、130B、130C、130D、130E、130F：分光单元

132、132A：透光基板

132B：反射基板

134、134A、134C、134D、134E、134F：第一光学膜

136、136A、136B、136C、136D、136E、136F：孔洞

138：第二光学膜

200：投影装置

210：光阀

220：镜头装置