照明系统以及投影装置制造方法及图纸

技术编号:15790531 阅读:97 留言:0更新日期:2017-07-09 19:22
一种照明系统包括一第一激光光源、一扩散片以及一光积分柱。第一激光光源用以产生一第一激光光束。扩散片位于第一激光光束的传递路径上。光积分柱具有一入光面以及一出光面。扩散片位于第一激光光源与光积分柱之间。来自扩散片的第一激光光束由入光面进入光积分柱并由出光面离开光积分柱。光积分柱适于将第一激光光束转换为一照明光束。入光面的面积大于出光面的面积。照明系统具有均匀的照明均匀度、低成本与长的使用寿命。一种投影装置也被提出。

【技术实现步骤摘要】
照明系统以及投影装置
本专利技术是有关于一种光学系统与显示装置,且特别是有关于一种照明系统以及投影装置。
技术介绍
近年来以发光二极管(light-emittingdiode,LED)和激光二极管(laserdiode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。由于激光二极管具有高的发光效率,为了突破发光二极管的光源限制,渐渐发展了以激光光源激发荧光粉而产生投影机所需用的纯色光源。此外,激光投影装置除了可以使用激光光源激发荧光粉发光外,也可直接以激光作为投影机照明光源,并具有因应亮度需求而调整光源数目的优点,以达到各种不同亮度的投影机需求。因此,采用激光光源的光源系统的投影机架构具有非常大的潜力能够取代传统高压汞灯的方式,而成为新一代主流投影机的光源。一种已知的激光投影机使用激光光源并将其聚焦于荧光粉层上,以产生足够的输出荧光强度。然而,半导体激光所形成的光斑近似于椭圆形,且其光强度分布近似于高斯分布(Gaussiandistribution)。另一方面,激光激发荧光粉后所发出的光束的光斑则是近似于圆形,且其光强度近似于朗伯分布(Lambertiandistribution)。当激光光束与荧光粉被激发后所发出的光束被合光时,由于光斑形状不同且光强度分布不同,将导致不均匀的照明,进而使激光投影装置所投影出的影像画面的色彩不均匀。为了解决这个问题,一般而言,会设置朗伯扩散片(Lambertiandiffuser)于激光光束的路径上,并依据一般光学架构需求,汇聚激光光束于朗伯扩散片上。朗伯扩散片将激光光束扩开,而使得激光光束光斑形状、大小以及光强度分布与荧光粉被激发后所发出的光束接近,以达到投影装置的影像画面色彩均匀的效果。然而,一般朗伯扩散片成本十分高昂。另外,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,因此当激光光束直接汇聚在朗伯扩散片上时,其能量密度很高,使得朗伯扩散片有烧毁的风险。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
,因此在“
技术介绍
”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“
技术介绍
”段落所揭露的内容,不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题,在本专利技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种照明系统,其具有均匀的照明均匀度、低成本与长的使用寿命。本专利技术提供一种投影装置,其具有优质的影像品质、低成本与长的使用寿命。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本专利技术的一实施例提出一种照明系统包括第一激光光源、扩散片以及光积分柱。第一激光光源适于产生第一激光光束。扩散片位于第一激光光束的传递路径上。光积分柱具有入光面以及出光面。扩散片位于第一激光光源与光积分柱之间,其中来自扩散片的第一激光光束由入光面进入光积分柱并由出光面离开光积分柱,且光积分柱用于将第一激光光束转换为照明光束,光积分柱的入光面的面积大于光积分柱的出光面的面积。为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本专利技术的一实施例提出一种投影装置,包括照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统包括第一激光光源、扩散片以及光积分柱。第一激光光源用于产生第一激光光束。扩散片位于第一激光光束的传递路径上。光积分柱具有入光面以及出光面。扩散片位于第一激光光源与光积分柱之间,其中来自扩散片的第一激光光束由入光面进入光积分柱并由出光面离开光积分柱,且光积分柱用于将第一激光光束转换为照明光束。光积分柱的入光面的面积大于光积分柱的出光面的面积。光阀配置于照明光束的传递路径上,且光阀用于将照明光束转换为影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上。基于上述,本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本专利技术的实施例的照明系统与投影装置中,光积分柱具有入光面以及出光面。来自扩散片的第一激光光束由入光面进入光积分柱并由出光面离开光积分柱,且入光面的面积大于出光面的面积。因此,光积分柱可以将激光光束扩开,而使得激光光束光斑大小以及光强度分布受到调整,并使激光光束光强度分布较为近似朗伯分布(Lambertiandistribution)。如此一来,照明系统便可提供较为均匀的照明。此外,照明系统可以采用一般的扩散片,且照明系统的激光光束其聚焦面不位于扩散片上,使得扩散片接收到的能量密度不致过高。因此,本专利技术的实施例的投影装置可提供较佳的影像品质,且具有较低的成本与较长的使用寿命。为让本专利技术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1示出本专利技术一实施例的投影装置的架构示意图。图2A示出图1实施例的投影装置的照明系统的一部分的架构示意图。图2B示出图2A实施例的光积分柱的立体示意图。图3A示出图2A实施例中第一激光光束的光斑与光积分柱的入光面的剖面示意图。图3B示出图2A实施例中光积分柱的出光面处(第二位置)的光强度分布模拟图(角度空间)。图4A示出本专利技术另一实施例的第一激光光束的光斑与光积分柱的入光面的剖面示意图。图4B示出图4A实施例中光积分柱的出光面处的光强度分布模拟图(角度空间)。图5A示出一比较本专利技术实施例的投影装置的已知照明系统的一部分的架构示意图。图5B示出图2A实施例的第一位置的光强度分布模拟图(位置空间)。图5C示出图5A的已知照明系统的第一位置的光强度分布模拟图(位置空间)。图5D示出图2A实施例的第二位置的光强度分布模拟图(位置空间)。图5E示出图5A的已知照明系统的第二位置的光强度分布模拟图(位置空间)。图5F示出图2A实施例的第二位置的光强度分布模拟图(角度空间)。图5G示出图5A的已知照明系统的第二位置的光强度分布模拟图(角度空间)。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效,在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。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专利技术。图1示出本专利技术一实施例的投影装置的架构示意图,请参考图1。在本实施例中,投影装置200包括照明系统100、光阀210以及投影镜头220。在本实施例中,光阀210例如是数位微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,DMD)或硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel,LCOSpanel)。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,不限于此。在本实施例中,照明系统100包括第一激光光源110、扩散片120以及光积分柱130。第一激光光源110用以产生第一激光光束L1。具体而言,第一激光光源110为半导体激光光源,例如是激光二极管。举例而言,第一激光光源110例如可是蓝光激光二极管阵列(BlueLaserdiodeBank),而第一激光光束L1则是蓝光激光光束,本专利技术不限于此。此外,扩散片120位于第一激光光束L1的传递路径上,光积分柱130也位于第一激光光束L1的传递路径上,且扩散片120位于第一激光光源110与光积分柱130之间。具体而言,第一激光光束L1通过扩散片120本文档来自技高网
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照明系统以及投影装置

【技术保护点】
一种照明系统,其特征在于,所述照明系统包括:一第一激光光源,一扩散片以及一光积分柱,其中,所述第一激光光源,用以产生一第一激光光束,所述扩散片,位于所述第一激光光束的传递路径上,以及所述光积分柱,具有一入光面以及一出光面,且所述扩散片位于所述第一激光光源与所述光积分柱之间,其中来自所述扩散片的所述第一激光光束由所述入光面进入所述光积分柱并由所述出光面离开所述光积分柱,且所述光积分柱适于将所述第一激光光束转换为一照明光束,其中所述入光面的面积大于所述出光面的面积。

【技术特征摘要】
2015.12.30 TW 1041444161.一种照明系统,其特征在于,所述照明系统包括:一第一激光光源,一扩散片以及一光积分柱,其中,所述第一激光光源,用以产生一第一激光光束,所述扩散片,位于所述第一激光光束的传递路径上,以及所述光积分柱,具有一入光面以及一出光面,且所述扩散片位于所述第一激光光源与所述光积分柱之间,其中来自所述扩散片的所述第一激光光束由所述入光面进入所述光积分柱并由所述出光面离开所述光积分柱,且所述光积分柱适于将所述第一激光光束转换为一照明光束,其中所述入光面的面积大于所述出光面的面积。2.如权利要求1所述的照明系统,其特征在于,所述入光面以及所述出光面的形状为矩形,所述入光面具有一第一入光边以及与所述第一入光边垂直的一第二入光边,所述出光面具有一第一出光边以及与所述第一出光边垂直的一第二出光边,且所述第一入光边与所述第一出光边平行,其中所述第一入光边的边长与所述第一出光边的边长的比值等于所述第二入光边的边长与所述第二出光边的边长的比值。3.如权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述第一激光光束的快速轴与所述第一入光边具有一夹角,且所述夹角大体上落在30度至60度的范围内。4.如权利要求3所述的照明系统,其特征在于,所述夹角大体上为45度。5.如权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述入光面与所述出光面的形状为正方形。6.如权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述第一入光边的边长与所述第一出光边的边长的比值落在1.2至3.0的范围内。7.如权利要求1所述的照明系统,其特征在于,还包括一第二激光光源以及一波长转换元件,所述第二激光光源用以产生一第二激光光束,且所述波长转换元件位于所述第二激光光束的传递路径上,其中所述波长转换元件包括至少一波长转换区,所述至少一波长转换区适于运动,以轮流切入所述第二激光光束的传递路径上,当所述至少一波长转换区切入所述第二激光光束的传递路径上时,所述第二激光光束被所述至少一波长转换区转换为至少一转换光束,且所述照明系统还包括一合光单元,位于所述至少一转换光束的传递路径上以及位于所述照明光束的传递路径上。8.如权利要求7所述的照明系统,其特征在于,所述合光单元为一分色单元,所述分色单元将所述至少一转换光束与所述照明光束合并。9.如权利要求1所述的照明系统,其特征在于,还包括一致动器,连接至所述扩散片,且用以驱使所述扩散片运动。10.如权利要求9所述的照明系统,其特征在于,所述致动器驱使所述扩散片以旋转的方式运动。11.一种投影装置,其特征在于所述投影装置包括一照明系统、一光阀、以及一投影镜头,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄冠达翁铭璁廖建中
申请(专利权)人:中强光电股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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