全文摘要
一种照明系统，包括激发光源模块、波长转换元件以及非等向性扩散元件。激发光源模块用于发出激发光束。波长转换元件配置于激发光束的传递路径上。非等向性扩散元件，配置于激发光束的传递路径上，且位于激发光源模块与波长转换元件之间，其中非等向性扩散元件使通过的激发光束在扩光方向上进行扩束，且扩光方向大体上平行于激发光束的快速轴。一种投影装置也被提出。本实用新型提供的照明系统具有较均匀的照明均匀度、较佳的光效率与较长的使用寿命。本实用新型提供的投影装置具有较佳的影像品质、较佳的光效率与较长的使用寿命。
主设计要求
1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括激发光源模块、波长转换元件以及非等向性扩散元件，其中：所述激发光源模块用于发出激发光束；所述波长转换元件配置于所述激发光束的传递路径上；以及所述非等向性扩散元件配置于所述激发光束的传递路径上，且位于所述激发光源模块与所述波长转换元件之间，其中所述非等向性扩散元件使通过的所述激发光束在扩光方向上进行扩束，且所述扩光方向平行于所述激发光束的快速轴。
设计方案
1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括激发光源模块、波长转换元件以及非等向性扩散元件，其中：
所述激发光源模块用于发出激发光束；
所述波长转换元件配置于所述激发光束的传递路径上；以及
所述非等向性扩散元件配置于所述激发光束的传递路径上，且位于所述激发光源模块与所述波长转换元件之间，其中所述非等向性扩散元件使通过的所述激发光束在扩光方向上进行扩束，且所述扩光方向平行于所述激发光束的快速轴。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述波长转换元件用于绕中心轴旋转，且在所述波长转换元件中经所述激发光束照射的位置上，所述激发光束的所述快速轴平行于所述波长转换元件相对于所述中心轴的径向。
3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，从所述激发光源模块发出的所述激发光束在通过所述非等向性扩散元件后，所述激发光束在所述波长转换元件上形成光斑，且所述光斑在相对于所述中心轴的所述径向上的能量强度分布为中间较两侧低。
4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述非等向性扩散元件具有弯折表面，所述弯折表面包括相连接的多个子平面，其中所述多个子平面沿着所述扩光方向排列，并沿着同一延伸方向延伸，且所述延伸方向平行于所述激发光束的慢速轴。
5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述激发光源模块包括多列激发光源，且所述非等向性扩散元件的各个所述子平面对应于所述多列激发光源的其中一列，其中由所述多列激发光源的所述其中一列发出的子激发光束在对应的所述子平面上形成多个光斑。
6.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，相邻的两个所述子平面的相接处为棱线或谷线，且所述棱线或所述谷线平行于所述激发光束的慢速轴。
7.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，至少部分的所述多个子平面相对于所述非等向性扩散元件的光轴的倾斜角度为相同。
8.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，至少部分的所述多个子平面相对于所述非等向性扩散元件的光轴的倾斜角度为不相同。
9.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述波长转换元件包括至少一个波长转换区以及至少一个光穿透区，当所述波长转换元件绕所述中心轴旋转时，所述至少一个波长转换区与所述至少一个光穿透区用于轮流切入所述激发光束的传递路径上，当所述至少一个光穿透区切入所述激发光束的传递路径上时，所述激发光束穿过所述波长转换元件的所述至少一光穿透区，且当所述至少一个波长转换区切入所述激发光束的传递路径上时，所述激发光束被所述至少一个波长转换区转换为至少一个转换光束，且所述照明系统还包括：
合光单元，位于所述激发光源模块与所述波长转换元件之间，且位于所述至少一个转换光束与穿透所述波长转换元件的所述激发光束的传递路径上。
10.根据权利要求9所述的照明系统，其特征在于，所述合光单元为分色单元，所述分色单元位于来自所述激发光源模块的所述激发光束的传递路径上，所述分色单元将来自所述激发光源模块的所述激发光束传递至所述波长转换元件，所述分色单元将所述至少一个转换光束与穿透所述波长转换元件的所述激发光束合并。
11.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀以及投影镜头，其中：
所述照明系统用于发出照明光束，所述照明系统包括激发光源模块、波长转换元件以及非等向性扩散元件，其中：
所述激发光源模块用于发出激发光束；
所述波长转换元件配置于所述激发光束的传递路径上；以及
所述非等向性扩散元件配置于所述激发光束的传递路径上，且位于所述激发光源模块与所述波长转换元件之间，其中所述非等向性扩散元件使通过的所述激发光束在扩光方向上进行扩束，且所述扩光方向平行于所述激发光束的快速轴；
所述光阀配置于所述照明光束的传递路径上，以将所述照明光束调变成影像光束；以及
所述投影镜头配置于所述影像光束的传递路径上。
12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述波长转换元件用于绕中心轴旋转，且在所述波长转换元件中经所述激发光束照射的位置上，所述激发光束的所述快速轴平行于所述波长转换元件相对于所述中心轴的径向。
13.根据权利要求12所述的投影装置，其特征在于，从所述激发光源模块发出的所述激发光束在通过所述非等向性扩散元件后，所述激发光束在所述波长转换元件上形成光斑，且所述光斑在相对于所述中心轴的所述径向上的能量强度分布为中间较两侧低。
14.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述非等向性扩散元件具有弯折表面，所述弯折表面包括相连接的多个子平面，其中所述多个子平面沿着所述扩光方向排列，并沿着同一延伸方向延伸，且所述延伸方向平行于所述激发光束的慢速轴。
15.根据权利要求14所述的投影装置，其特征在于，所述激发光源模块包括多列激发光源，且所述非等向性扩散元件的各个所述子平面对应于所述多列激发光源的其中一列，其中由所述多列激发光源的所述其中一列发出的子激发光束在对应的所述子平面上形成多个光斑。
16.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，相邻的两个所述子平面的相接处为棱线或谷线，且所述棱线或所述谷线平行于所述激发光束的慢速轴。
17.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，至少部分的所述多个子平面相对于所述非等向性扩散元件的光轴的倾斜角度为相同。
18.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，至少部分的所述多个子平面相对于所述非等向性扩散元件的光轴的倾斜角度为不相同。
19.根据权利要求12所述的投影装置，其特征在于，所述波长转换元件包括至少一个波长转换区以及至少一个光穿透区，当所述波长转换元件绕所述中心轴旋转时，所述至少一个波长转换区与所述至少一个光穿透区用于轮流切入所述激发光束的传递路径上，当所述至少一个光穿透区切入所述激发光束的传递路径上时，所述激发光束穿过所述波长转换元件的所述至少一光穿透区，且当所述至少一个波长转换区切入所述激发光束的传递路径上时，所述激发光束被所述至少一个波长转换区转换为至少一个转换光束，且所述照明系统还包括：
合光单元，位于所述激发光源模块与所述波长转换元件之间，且位于所述至少一个转换光束与穿透所述波长转换元件的所述激发光束的传递路径上。
20.根据权利要求19所述的投影装置，其特征在于，所述合光单元为分色单元，所述分色单元位于来自所述激发光源模块的所述激发光束的传递路径上，所述分色单元将来自所述激发光源模块的所述激发光束传递至所述波长转换元件，所述分色单元将所述至少一个转换光束与穿透所述波长转换元件的所述激发光束合并。
设计说明书
技术领域
本实用新型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所述照明系统的投影装置。
背景技术
随着光学科技的发展，固态光源(solid-state lighting)的技术例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)和激光二极管(Laser Diode,LD)已经越来越普遍地应用在投影机的光源上，其中激光二极管相较于发光二极管还可以提供强度更高的光束作为投影机的光源。因此，如何利用激光二极管所提供的高强度光束作为投影机光源的纯色光源是目前的一大课题。
利用激光二极管所发出的高强度激光来激发波长转换模块的荧光粉是目前将激光二极管应用为光源的普遍技术之一。半导体激光所形成之光斑近似于椭圆形，且其光强度分布近似于高斯分布(Gaussian distribution)。由于光强度近似于高斯分布的激光光束所形成的光斑之中央的单位面积光强度较强，这会使得的荧光粉的温度过高，导致荧光粉的转换效率下降。另外，光强度过于集中的光斑亦较有可能会烧损荧光粉或导致荧光粉的使用寿命缩短。
“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”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，不代表所述内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，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照明系统，具有较均匀的照明均匀度、较佳的光效率与较长的使用寿命。
本实用新型提供一种投影装置，具有较佳的影像品质、较佳的光效率与较长的使用寿命。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型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，本实用新型的一实施例提出一种照明系统，包括激发光源模块、波长转换元件以及非等向性扩散元件。激发光源模块用于发出激发光束。波长转换元件配置于激发光束的传递路径上。非等向性扩散元件，配置于激发光束的传递路径上，且位于激发光源模块与波长转换元件之间，其中非等向性扩散元件使通过的激发光束在扩光方向上进行扩束，且扩光方向大体上平行于激发光束的快速轴。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种投影装置，包括上述的照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统用于发出照明光束。光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束调变成影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上。
基于上述，在本实用新型的实施例的照明系统与投影装置中，非等向性扩散元件可使通过的激发光束在扩光方向上进行扩束，且扩光方向大体上平行于激发光束的快速轴，因此当通过非等向性扩散元件的激发光束照射在波长转换元件时，激发光束在波长转换元件上所形成之光斑的能量强度分布不过度集中于中央，可避免波长转换元件的转换效率下降，或烧损波长转换元件。因此，本实用新型的实施例的照明系统具有较均匀的照明均匀度、较佳的光效率与较长的使用寿命。本实用新型的实施例的投影装置包括上述的照明系统，因而具有较佳的影像品质、较佳的光效率与较长的使用寿命。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的一实施例的一种投影装置的示意图。
图2是图1中的投影装置的波长转换元件的前视示意图。
图3A是图1中的投影装置的非等向性扩散元件的剖面示意图。
图3B是图1中的投影装置的非等向性扩散元件的俯视示意图。
图3C是本实用新型的另一实施例的非等向性扩散元件的剖面示意图。
图4A是不具有非等向性扩散元件的投影装置的激发光束照射在波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。
图4B是是激发光束在通过图3A中非等向性扩散元件后照射于波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。
图4C是激发光束在通过图3C中非等向性扩散元件后照射于波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。
具体实施方式
有关本实用新型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实用新型。
图1是本实用新型的一实施例的一种投影装置的示意图。请先参照图1，本实施例的投影装置200包括照明系统100。照明系统100用于发出照明光束IB，且照明系统100包括激发光源模块110、波长转换元件120以及非等向性扩散元件130。激发光源模块110用于发出激发光束EB。波长转换元件120以及非等向性扩散元件130皆配置于激发光束EB的传递路径上，且非等向性扩散元件130位于激发光源模块110与波长转换元件120之间。
在本实施例中，激发光源模块110泛指为可发出短波长光束的光源，短波长光束的峰值波长(Peak Wavelength)例如是落在蓝光的波长范围或紫外线的波长范围内，其中峰值波长被定义为光强度最大处所对应的波长。激发光源模块110包括激光二极管(LaserDiode,LD)、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)或者是上述两者其中之一所构成的阵列或群组，本实用新型并不局限于此。在本实施例中，激发光源模块110为包括激光二极管的激光发光元件。举例而言，激发光源模块110例如可为蓝光激光二极管阵列(BlueLaser diode Bank)，激发光束EB则为蓝色激光光束，但本实用新型并不局限于此。
图2是图1中的投影装置的波长转换元件的前视示意图。请参照图1与图2，在本实施例中，波长转换元件120为可旋转的盘状元件，例如为荧光粉轮(phosphor wheel)。波长转换元件120包括至少一个波长转换区(图2是以两个波长转换区122与124为例)以及至少一个光穿透区(图2是以一个光穿透区126为例)，且传递至波长转换元件120的波长转换区的短波长光束可转换成长波长光束。具体来说，波长转换元件120包括基板S，基板S具有环状排列的波长转换区122、波长转换区124与光穿透区126，且基板S例如是反射基板。波长转换区122内设置有波长转换物质CM1，波长转换物质CM1例如是黄色荧光粉，蓝色激光光束(激发光束EB)入射至波长转换区122的波长转换物质CM1，黄色荧光粉可被蓝色激光光束(激发光束EB)激发而发出黄色光束。波长转换区124内设置有波长转换物质CM2，波长转换物质CM2例如是绿色荧光粉，绿色荧光粉可被蓝色激光光束(激发光束EB)激发而发出绿色光束。光穿透区126例如是嵌设于基板S中的透明板所形成的区域，或者是穿透基板S的穿孔。在本实施例中，波长转换元件120适于绕中心轴CA旋转，且当波长转换元件120以中心轴CA为转轴旋转时，相邻配置的波长转换区122、波长转换区124与光穿透区126轮流切入激发光束EB的传递路径上。当波长转换区122与波长转换区124依序切入激发光束EB的传递路径上时，激发光束EB分别被波长转换区122的波长转换物质CM1与波长转换区124的波长转换物质CM2转换为转换光束CB1与转换光束CB2，且转换光束CB1与转换光束CB2被基板S反射。当光穿透区126切入激发光束EB的传递路径上时，激发光束EB穿过波长转换元件120的光穿透区126。在本实施例中，转换光束CB1与转换光束CB2的波长不同于激发光束EB的波长。转换光束CB1例如是黄色光束，而转换光束CB2例如是绿色光束。在其他实施例中，波长转换元件120也可以包括其他数目个波长转换区，以分别将激发光束EB转换成不同色光。
于其他实施例中，波长转换元件可包括波长转换区以及非波长转换区，且基板例如是没有设置光穿透区的反射式基板，而非波长转换区例如是使激发光束直接反射的区域，本实用新型不对此进行限制。
图3A是图1中的投影装置的非等向性扩散元件的剖面示意图。图3B是图1中的投影装置的非等向性扩散元件的俯视示意图。此外，图3B还示意性地示出了一实施例的激发光束EB照射于非等向性扩散元件130上时所形成的光斑50。
请参照图3A与图3B，一般来说，当激发光束EB从激发光源模块110的发光面离开时，发散角会有快速轴及慢速轴之别，其中快速轴为激发光束EB的长轴A1(标示于图3B)，慢速轴为激发光束EB的短轴A2(标示于图3B)。激发光束EB在长轴A1方向上的发散角较大，而在短轴A2方向上的发散角较小。也就是说，从激发光源模块110的发光面发射出来的激发光束EB会形成椭圆锥，使激发光束EB入射于非等向性扩散元件130上所形成的光斑50呈椭圆形。
在本实施例中，非等向性扩散元件130具有弯折表面132，且弯折表面132包括两两相连接的多个子平面132a，其中多个子平面132a沿着扩光方向D1(如图3A与图3B中的x轴方向)排列，并沿着同一延伸方向(如图3A与图3B中的y轴方向)延伸。非等向性扩散元件130的弯折表面132在扩光方向D1上以非等向性扩散元件130的光轴OA为中心而呈左右互相对称。扩光方向D1大体上平行于激发光束EB的快速轴，且延伸方向大体上平行于激发光束EB的慢速轴。此外，相邻的两个子平面132a的相接处为棱线L1或谷线L2，且棱线L1或谷线L2大体上平行于激发光束EB的慢速轴。此处，当相邻的两个子平面132a形成凸起表面时，相邻的两个子平面132a的相接处可视为棱线L1。当相邻的两个子平面132a形成凹陷表面时，相邻的两个子平面132a的相接处可视为谷线L2。
在本实施例中，多个子平面132a的相接处如图3A与图3B的由左至右分别是谷线L2、棱线L1、谷线L2、棱线L1以及谷线L2。在本实施例中，上述多个子平面132a在扩光方向D1上为左右互相对称，而任一相接处可以是棱线L1，也可以是谷线L2。此外，在本实施例中，非等向性扩散元件130的弯折表面132朝向激发光源模块110，因此棱线L1较谷线L2接近激发光源模块110。在其他实施例中，非等向性扩散元件130的弯折表面132也可以背对激发光源模块110，因此棱线L1较谷线L2远离激发光源模块110。另外，在其他实施例中，如图3C所示，非等向性扩散元件230具有弯折表面232，且弯折表面232包括两两相连接的多个的多个子平面232a，该些子平面232a在扩光方向D1上以其光轴OA为中心而呈现左右互相不对称。
尽管图3A、图3B与图3C中所示的多个子平面132a,232a的数量为六个，然而本实用新型并不限于此，多个子平面132a,232a的数量也可以是少于六个或多于六个。
须说明的是，本实施例的激发光源模块110为聚焦光源，因此，如图3B所示，激发光束EB可在非等向性扩散元件130上形成多个独立的光斑50。具体来说，当激发光源模块110包括以阵列形式排列的多个激发光源112时，激发光源模块110可包括多列激发光源112，且非等向性扩散元件130的各个子平面132a对应于多列激发光源112的其中一列，因此由多列激发光源112的其中一列发出的子激发光束在对应的子平面132a上可形成多个光斑50。然而，在其他实施中，激发光源模块110也可以是离焦光源，且激发光束EB不在非等向性扩散元件130上形成多个独立的光斑50。
由于非等向性扩散元件130具有彼此弯折配置的多个子平面132a，且多个子平面132a沿着扩光方向D1(如图3A与图3B中的x轴方向)排列，因此非等向性扩散元件130可使通过的激发光束EB在扩光方向D1上进行扩束。在本实施例中，扩光方向D1大体上平行于激发光束EB的快速轴，使通过非等向性扩散元件130的激发光束EB在波长转换元件120上所形成之光斑在快速轴上的能量强度分布不过度集中于中央。此外，如图1所示的照明系统100中非等向性扩散元件130与波长转换元件120之间可配置透镜C3，由多列激发光源112所发出的子激发光束经过非等向性扩散元件130后接续通过透镜C3而汇聚于波长转换元件120上，在波长转换元件120中经激发光束EB照射的位置上，激发光束EB的快速轴大体上平行于波长转换元件120相对于中心轴CA的径向，而激发光束EB的慢速轴大体上平行于波长转换元件120相对于中心轴CA的切线方向，激发光束E经过该些子平面132a的调整，于波长转换元件120上所形成之光斑在快速轴上的能量强度分布会调整成不过度集中于中央，例如可调整成光斑在快速轴上的能量强度分布为中央低于两端或在快速轴上的能量强度分布为朝靠近中心轴CA的方向降低。
在本实施例中，如图3A的非等向性扩散元件130的子平面132a相对于非等向性扩散元件130的光轴OA所夹的角度θ例如是大于等于5度，且小于等于185度，其中至少部分的多个子平面132a相对于非等向性扩散元件130的光轴OA的倾斜角度为相同，且至少部分的多个子平面132a相对于非等向性扩散元件130的光轴OA的倾斜角度为不相同。而如图3C的非等向性扩散元件230的子平面232a相对于非等向性扩散元件230的光轴OA所夹的角度θ1<\/sub>、θ2<\/sub>、θ3<\/sub>例如不相同，但皆符合大于等于5度，且小于等于185度的范围。
图4A是不具有非等向性扩散元件的投影装置的激发光束照射在波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。图4B是激发光束在通过图3A中非等向性扩散元件后照射于波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。图4C是激发光束在通过图3C中非等向性扩散元件后照射于波长转换元件上所形成的光斑在径向上的能量强度分布图。图3A的非等向性扩散元件130的多个子平面132a的数量是以为六个为例，且由左至右的各个子平面132a与光轴OA之间所夹的角度分别是84.5度、83度、85.5度、85.5度、83度以及84.5度，其中多个子平面132a的相接处由左至右分别是谷线L2、棱线L1、谷线L2、棱线L1以及谷线L2。
如图4A所示，当投影装置不具有非等向性扩散元件时，激发光束照射在波长转换元件上所形成的光斑在相对于中心轴的径向上的能量强度为中间较强，而往两侧快速降低。如图4B所示，当投影装置100具有非等向性扩散元件130时，从激发光源模块110发出的激发光束EB在通过非等向性扩散元件130后，激发光束EB照射在波长转换元件120上所形成的光斑在相对于中心轴CA的径向上的能量强度为中间较两侧低。另外，在其他实施例中，如图4C所示，当投影装置100配置如图3C的非等向性扩散元件230后，激发光束EB照射在波长转换元件120上所形成的光斑在相对于中心轴CA的径向上的能量强度为朝靠近中心轴CA的方向降低。
由上述可知，在本实用新型的实施例中，藉由非等向性扩散元件130或非等向性扩散元件230，可使通过的激发光束EB在快速轴的方向进行扩束，因此激发光束EB在波长转换元件120上所形成之光斑的能量强度分布不过度集中于中央，可避免波长转换元件120的转换效率下降，或烧损波长转换元件120。此外，波长转换元件120为转动件，透过非等向性扩散元件130的设计，光斑于波长转换元件120的径向上中间较两侧低的能量强度分布可降低中间向两侧扩散的热能累积，使光斑在中间和两侧的温度接近，有助于维持转换效率。或是透过非等向性扩散元件230的设计，光斑于波长转换元件120的径向上靠近中心轴CA的能量强度较低的能量强度分布可降低转动件内圈的热能累积，使光斑在径向上内侧及外侧的温度接近。
请再次参照图1，照明系统100更包括一合光单元150以及一光传递模块160。合光单元150位于激发光源模块110与波长转换元件120之间，且位于转换光束CB1、转换光束CB2与穿透波长转换元件120的激发光束EB的传递路径上。光传递模块160位于穿透波长转换元件120的激发光束EB的传递路径上。具体而言，合光单元150可为分色单元，例如分色镜(Dichroic Mirror,DM)或分色棱镜，而可对不同颜色的光束提供不同的光学作用。举例而言，在本实施例中，合光单元150例如可让蓝色激发光束穿透，而对其他颜色(如红色、绿色、黄色等)的光束提供反射作用。光传递模块160可包括多个透镜162与配置于这些透镜162之间的反射镜164，用以将穿透波长转换元件120的激发光束EB传递回合光单元150。
在本实施例中，合光单元150可被设计为使激发光束EB穿透而反射转换光束CB1和转换光束CB2。因此，合光单元150可将来自激发光源模块110的激发光束EB传递至波长转换元件120，且在光传递模块160将穿透波长转换元件120的激发光束EB传递回合光单元150后，合光单元150可将来自波长转换元件120的转换光束CB1和转换光束CB2与穿透波长转换元件120的激发光束EB合并。
在本实施例中，照明系统100更包括滤光元件170以及一匀光元件180，配置于来自合光单元150的激发光束EB、转换光束CB1以及转换光束CB2的传递路径上。滤光元件170用以滤除特定波长范围的光束之外的光束且使此特定波长范围的光束通过，可以提升色光的色纯度。在本实施例中，滤光元件170例如是滤色轮(Filter Wheel)或其他具有滤色效果的光学元件，匀光元件180例如是光积分柱(light integration rod)，用以均匀化来自滤光元件170的光束并形成该照明光束IB，但不局限于此。此外，照明系统100还可包括一至多个透镜，例如是位于激发光源模块110与非等向性扩散元件130之间的透镜C1，位于合光单元150与滤光元件170之间的透镜C2，或是位于合光单元150与波长转换元件120之间的透镜C3，用以调整照明系统100内部的光束路径。
如图1所示，本实施例的投影装置200还包括光阀210以及投影镜头220。光阀210配置于照明光束IB的传递路径上，以将照明光束IB调变成影像光束IMB。投影镜头220配置于影像光束IMB的传递路径上，并用于将影像光束IMB投射至屏幕或墙壁(未示出)上，以形成影像画面。由于这些不同颜色的照明光束IB照射在光阀210上后，光阀210依时序将不同颜色的照明光束IB转换成影像光束IMB并传递至投影镜头220，因此，光阀210所转换出的影像光束IMB所被投射出投影装置200的影像画面便能够成为彩色画面。
在本实施例中，光阀210例如为数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)。然而，在其他实施例中，光阀210也可以是穿透式液晶面板或其他空间光调变器。在本实施例中，投影镜头220例如是包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等非平面镜片或其各种组合。本实用新型对投影镜头220的型态及其种类并不加以限制。
综上所述，本实用新型的实施例的照明系统与投影装置中，非等向性扩散元件可使通过的激发光束在扩光方向上进行扩束，且扩光方向大体上平行于激发光束的快速轴，因此当通过非等向性扩散元件的激发光束照射在波长转换元件时，激发光束在波长转换元件上所形成之光斑的能量强度分布不过度集中于中央，可避免波长转换元件的转换效率下降，或烧损波长转换元件。因此，本实用新型的实施例的照明系统具有较均匀的照明均匀度、较佳的光效率与较长的使用寿命。本实用新型的实施例的投影装置包括上述的照明系统，因而具有较佳的影像品质、较佳的光效率与较长的使用寿命。
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型申请专利范围及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或申请专利范围不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。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：照明系统
110：激发光源模块
112：激发光源
120：波长转换元件
122、124：波长转换区
126：光穿透区
130、230：非等向性扩散元件
132、232：弯折表面
132a、232a：子平面
150：合光单元
160：光传递模块
162、C1、C2、C3：透镜
164：反射镜
170：滤光元件
180：匀光元件
200：投影装置
210：光阀
220：投影镜头
50：光斑
A1：长轴
A2：短轴
CA：中心轴
CB1、CB2：转换光束
CM1、CM2：波长转换物质
D1：扩光方向
EB：激发光束
IB：照明光束
IMB：影像光束
L1：棱线
L2：谷线
OA：光轴
S：基板。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920083760.1
申请日:2019-01-18
公开号:公开日:国家:TW
国家/省市:71(台湾)
授权编号:CN209590516U
授权时间:20191105
主分类号:G03B 21/20
专利分类号:G03B21/20
范畴分类:30A;
申请人:中强光电股份有限公司
第一申请人:中强光电股份有限公司
申请人地址:中国台湾新竹科学工业园区
发明人:林姚顺;吴宣毅
第一发明人:林姚顺
当前权利人:中强光电股份有限公司
代理人:蔡洪贵
代理机构:72002
代理机构编号:永新专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计