照明系统与投影装置制造方法及图纸

技术编号:21893959 阅读:31 留言:0更新日期:2019-08-17 15:19
本实用新型专利技术提出的照明系统包括激发光源、波长转换模块、分光模块和光均匀化元件。分光模块具有传递区和分光区,激发光源的激发光束由传递区入射至波长转换模块,激发光束由波长转换模块的至少一波长转换区转换成至少一波长转换光束且激发光束被波长转换模块的反射区反射,且来自波长转换模块的激发光束经由分光模块的分光区形成第一子激发光束与第二子激发光束。第一子激发光束与第二子激发光束形成激发合光光束。光均匀化元件用于均匀化激发合光光束与至少一波长转换光束,且激发合光光束入射光均匀化元件的角度大于至少一波长转换光束入射光均匀化元件的角度的0.25倍。借由本实用新型专利技术的投影装置所投射出的影像画面可具有良好的画面品质。

Illumination System and Projection Device

【技术实现步骤摘要】
照明系统与投影装置
本技术是有关于一种照明系统与投影装置。
技术介绍
近来以发光二极管(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于约20%的发光效率,为了突破发光二极管的光源限制,因此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。一般而言,已知的投影装置架构具有激发光源(即蓝光激光阵列)、荧光粉轮(PhosphorWheel)、滤光轮(FilterWheel)、积分柱、光阀以及投影镜头等光学元件,其中激发光源提供的激发光束经过光学元件后会经由荧光粉轮与滤光轮而依时序输出色光,并经由积分柱使光均匀整形后,借由光阀控制画面的灰阶,再透过投影镜头投出画面。更详细而言,激发光源提供的激发光束聚焦在荧光粉轮上具有荧光粉的区域时,会激发出受激发光,此受激发光会被传递而聚焦进积分柱内,另一方面,激发光束经过荧光粉轮上不具荧光粉的区域时,会穿透并经过光学元件再聚焦进积分柱内。然而,这些穿透荧光粉轮的激发光束入射积分柱的角度小于受激发光入射积分柱的角度甚多,因此会造成投影画面颜色均匀度不佳的现象。并且,此投影装置的系统光路需有额外回圈的设计,而具有系统架构体积缩小不易以及成本高昂的问题。“
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,不代表所述内容或者本技术一个或多个实施例所要解决的问题,在本技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。技术内容本技术提供一种照明系统,具有小体积。本技术提供一种投影装置,具有小体积以及良好的画面品质。本技术的其他目的和优点可以从本技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本技术的一实施例提出一种照明系统,用于提供照明光束,且照明系统包括激发光源、波长转换模块、分光模块以及光均匀化元件。激发光源用于发出激发光束。波长转换模块位于激发光束的传递路径上,具有至少一波长转换区以及反射区。分光模块位于激发光束的传递路径上且位于激发光源与波长转换模块之间,其中分光模块具有传递区以及分光区,激发光束经由传递区入射至波长转换模块,当波长转换模块的至少一波长转换区切入激发光束的传递路径上时,激发光束经由波长转换模块的至少一波长转换区转换成至少一波长转换光束,以及当波长转换模块的反射区切入激发光束的传递路径上时,激发光束被波长转换模块的反射区所反射,且来自波长转换模块的反射区的激发光束经由分光模块的分光区形成第一子激发光束与第二子激发光束。其中第一子激发光束与第二子激发光束形成激发合光光束。光均匀化元件位于激发合光光束与至少一波长转换光束的传递路径上,用于均匀化激发合光光束与至少一波长转换光束,且激发合光光束入射光均匀化元件的角度大于至少一波长转换光束入射光均匀化元件的角度的0.25倍。本技术的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括上述的照明系统、光阀以及投影镜头。光阀位于照明光束的传递路径上,且用于将照明光束转换成影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上,且用于将影像光束转换成投影光束。基于上述,本技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本技术的实施例中,投影装置与照明系统借由采用了分光模块的传递区与分光区的配置,将能使得激发合光光束入射光均匀化元件的角度大于至少一波长转换光束入射光均匀化元件的角度的0.25倍,而有利于来调整激发合光光束与至少一波长转换光束所形成的照明光束的均匀度,并借此使投影出的影像画面具有良好的画面品质。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是本技术一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种分光模块的传递区与分光区的示意图。图2B是图1的一种波长转换模块的正视示意图。图3A是图1的照明系统的波长转换光束的光路示意图。图3B是通过图2A的分光模块的激发光束的光路示意图。图4A至图4F是图1的各种分光模块的架构示意图。图5A是图1的一种第一光斑区域与第二光斑区域的分布示意图。图5B是图1的另一种第一光斑区域与第二光斑区域的分布示意图。图6A是图1的另一种分光模块的传递区与分光区的示意图。图6B是通过图6A的分光模块的激发光束的光路示意图。图7是本技术一实施例的另一种照明系统的架构示意图。图8A是图7的照明系统的波长转换光束的光路示意图。图8B是图7的照明系统的激发光束的光路示意图。具体实施方式有关本技术之前述及其他
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技术。图1是本技术一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种分光模块的传递区与分光区的示意图。图2B是图1的一种波长转换模块的正视示意图。图3A是图1的照明系统的波长转换光束的光路示意图。图3B是通过图2A的分光模块的激发光束的光路示意图。请参照图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例如为数字微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,DMD)或是硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel,LCOSpanel)。然而,在其他实施例中,光阀210亦可以是穿透式液晶面板或其他光束调变器。光阀210的数量可以是单一或是多个。具体而言,如图1所示,照明系统100用于提供照明光束70,且照明系统100包括激发光源110、分光模块120、波长转换模块130、聚光元件140以及光均匀化元件150。激发光源110用于发出激发光束50。举例而言,在本实施例中,激发光源110为蓝光激光光源,而激发光束50为蓝色激光光束,也就是具有蓝色波段的光束。激发光源110例如可包括多个排成阵列的蓝光激光二极管(未绘示),但本技术不局限于此。进一步而言,如图1、图2A与图3B所示,在本实施例中,分光模块120位于激发光束50的传递路径上,且位于激发光源110与波长转换模块130之间,其中分光模块120具有传递区TR以及分光区SR。从激发光源110发射的激发光束50经由传递区TR入射至波长转换模块130。以及通过分光区SR的激发光束50会形成第一子激发光束50A与第二子激发光束50B。具体而言,如图1所示,在本实施例中,分光模块120包括分色元件121、分光元件122以及反射元件123(例如是反射镜)。如图1与图2A所示,分光元件122连接于分色元件121,且分色元件121与分光元件122共平面,换言之,在本实施例中,分色元件121与分光元件122面对波长转换模块130的表面共同形成光学面OS。具体而言,如图1所示,在本实施例中,分色元件121对应于传递区TR而设置,而用于使激发光束50入射至波长转换模块130。举例而言,在本实施例本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种照明系统,其特征在于,所述照明系统用于提供照明光束,且所述照明系统包括激发光源、波长转换模块、分光模块以及光均匀化元件,其中:所述激发光源用于发出激发光束;所述波长转换模块位于所述激发光束的传递路径上,具有至少一波长转换区以及反射区;所述分光模块位于所述激发光束的传递路径上且位于所述激发光源与所述波长转换模块之间,其中所述分光模块具有传递区以及分光区,所述激发光束经由所述传递区入射至所述波长转换模块,其中当所述波长转换模块的所述至少一波长转换区切入所述激发光束的传递路径上时,所述激发光束经由所述波长转换模块的所述至少一波长转换区转换成至少一波长转换光束,以及当所述波长转换模块的所述反射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波长转换模块的所述反射区所反射,且来自所述波长转换模块的所述反射区的所述激发光束经由所述分光模块的所述分光区形成第一子激发光束与第二子激发光束,其中所述第一子激发光束与所述第二子激发光束形成激发合光光束;以及所述光均匀化元件位于所述激发合光光束与所述至少一波长转换光束的传递路径上,用于均匀化所述激发合光光束与所述至少一波长转换光束,且所述激发合光光束入射所述光均匀化元件的角度大于所述至少一波长转换光束入射所述光均匀化元件的角度的0.25倍。...

【技术特征摘要】
1.一种照明系统,其特征在于,所述照明系统用于提供照明光束,且所述照明系统包括激发光源、波长转换模块、分光模块以及光均匀化元件,其中:所述激发光源用于发出激发光束;所述波长转换模块位于所述激发光束的传递路径上,具有至少一波长转换区以及反射区;所述分光模块位于所述激发光束的传递路径上且位于所述激发光源与所述波长转换模块之间,其中所述分光模块具有传递区以及分光区,所述激发光束经由所述传递区入射至所述波长转换模块,其中当所述波长转换模块的所述至少一波长转换区切入所述激发光束的传递路径上时,所述激发光束经由所述波长转换模块的所述至少一波长转换区转换成至少一波长转换光束,以及当所述波长转换模块的所述反射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波长转换模块的所述反射区所反射,且来自所述波长转换模块的所述反射区的所述激发光束经由所述分光模块的所述分光区形成第一子激发光束与第二子激发光束,其中所述第一子激发光束与所述第二子激发光束形成激发合光光束;以及所述光均匀化元件位于所述激发合光光束与所述至少一波长转换光束的传递路径上,用于均匀化所述激发合光光束与所述至少一波长转换光束,且所述激发合光光束入射所述光均匀化元件的角度大于所述至少一波长转换光束入射所述光均匀化元件的角度的0.25倍。2.根据权利要求1所述的照明系统,其特征在于,所述分光模块包括:分色元件,对应于所述传递区;分光元件,连接于所述分色元件,并对应于所述分光区,其中所述第一子激发光束被分光元件反射至所述光均匀化元件;以及反射元件,位于所述第二子激发光束的传递路径上,其中所述第二子激发光束被所述反射元件反射至所述光均匀化元件。3.根据权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述分光元件为部分穿透部分反射元件,用于使所述激发光束的部分形成所述第一子激发光束,另一部分形成所述第二子激发光束。4.根据权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述分光元件具有第一区与第二区,其中所述第一区位于所述第二区与所述分色元件之间,且所述分光元件的所述第一区上镀有高反射镀膜,用于反射所述激发光束而形成所述第一子激发光束,所述分光元件的所述第二区上镀有高穿透镀膜,用于使所述激发光束穿透而形成所述第二子激发光束。5.根据权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述激发光束穿透所述分光元件的穿透率介于10%至90%之间。6.根据权利要求2所述的照明系统,其特征在于,所述分色元件与所述分光元件共平面,且所述分色元件与所述分光元件面对所述波长转换模块的表面共同形成光学面,且所述传递区在所述光学面上的所占比例介于25%至75%之间。7.根据权利要求6所述的照明系统,其特征在于,所述反射元件与所述光学面彼此平行,且设所述光学面上连接所述分色元件与所述分光元件的长度为第一长度,所述反射元件与所述光学面之间的最短距离介于所述第一长度的八分之一至所述第一长度的八分之三之间。8.根据权利要求7所述的照明系统,其特征在于,所述反射元件面向所述光学面的表面的面积与所述光学面的面积的比例介于25%至75%之间。9.根据权利要求1所述的照明系统,其特征在于,还包括聚光元件,位于所述第一子激发光束、所述第二子激发光束与所述至少一波长转换光束的传递路径上,其中所述第一子激发光束与所述第二子激发光束经由所述聚光元件形成所述激发合光光束。10.根据权利要求9所述的照明系统,其特征在于,所述激发合光光束具有第一光轴,所述聚光元件具有第二光轴,所述激发合光光束的所述第一光轴与所述聚光元件的所述第二光轴之间具有间距,且所述间距小于所述聚光元件的外径的一半。11.根据权利要求9所述的照明系统,其特征在于,所述第一子激发光束在所述聚光元件上形成第一光斑区域,所述第二子激发光束在所述聚光元件上形成第二光斑区域,且所述第一光斑区域与所述第二光斑区域部分重合或完全重合。12.根据权利要求9所述的照明系统,其特征在于,所述第一子激发光束在所述聚光元件上形成第一光斑区域,所述第二子激发光束在所述聚光元件上形成第二光斑区域,且所述第一光斑区域与所述第二光斑区域彼此不重叠。13.根据权利要求1所述的照明系统,其特征在于,所述分光模块包括:分色元件,对应于所述传递区,且所述分色元件用于反射所述激发光束;以及分光元件,对应于所述分光区,用于使所述激发光束的部分形成所述第一子激发光束,另一部分形成所述第二子激发光束,其中所述第一子激发光束被所述分光元件反射至所述分色元件,再经由所述分色元件传递至所述光均匀化元件,而所述第二子激发光束入射至所述光均匀化元件。14.一种投影装置,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:所述照明系统用于提供照明光束,且包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:范辰玮邱浩玮杨德生廖建中
申请(专利权)人:中强光电股份有限公司
类型:新型
国别省市:中国台湾,71

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