照明系统及投影装置制造方法及图纸

一种照明系统，包括激发光源、透光基材、分色膜、第一色轮元件及匀光元件。激发光源用于发出第一色光。分色膜设置于透光基材上。第一色轮元件包括波长转换材料。第一色轮元件具有相对的第一侧与第二侧。透光基材及分色膜设置于第一色轮元件的第一侧。匀光元件设置于第一色轮元件的第二侧。第一色光穿过透光基材的实体及分色膜，以传递至第一色轮元件且被波长转换材料转换为第二色光。第二色光的第一部分朝分色膜传递，且被分色膜反射回第一色轮元件，而入射至匀光元件。第二色光的第二部分穿过第一色轮元件并入射至匀光元件。本实用新型专利技术的照明系统可具有较小的体积。

【技术实现步骤摘要】
照明系统及投影装置
本技术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投影装置。
技术介绍
投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束藉由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过投影镜头投射到投射目标物(例如：荧幕或墙面上)，以形成投影画面。为了产生三原色(红、蓝、绿)的照明光束，投影装置的照明系统包括色轮。色轮具有光转换区(例如：滤光区或波长转换区)及穿透区。来自光源的光束通过滤光区及波长转换区时，光束能分别于第一时序及第二时序分别转换成具有多种颜色的第一照明光束(例如：红色照明光束)及第二照明光束(例如：绿色照明光束)。来自光源的光束通过非光转换区时，照明系统能于第三时序提供第三照明光束(例如：蓝色照明光束)。然而，于已知的照明系统架构中，需提供额外的光学元件，以供穿过非光转换区的光束传递，进而造成体积过大的问题。“
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，不代表该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。
技术实现思路
本技术提供一种照明系统及投影装置，其体积小。本技术的照明系统包括激发光源、透光基材、分色膜、第一色轮元件以及匀光元件。激发光源用于发出第一色光，第一色光为激发光。透光基材设置于第一色光的传递路径上。分色膜设置于透光基材上。第一色轮元件包括至少一波长转换材料。第一色轮元件具有相对的第一侧与第二侧，其中透光基材及分色膜设置于第一色轮元件的第一侧，而匀光元件设置于第一色轮元件的第二侧。第一色光穿过透光基材的实体及分色膜，以传递至第一色轮元件且被第一色轮元件的至少一波长转换材料转换为第二色光。第二色光的第一部分朝分色膜传递，且被分色膜反射回第一色轮元件，而入射至匀光元件。第二色光的第二部分穿过第一色轮元件并入射至匀光元件。本技术的投影装置包括上述照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统用于提供照明光束，照明光束包括第一色光及至少部分的第二色光。光阀用以接收照明光束，且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，在本技术的实施例的投影装置及其照明系统中，于第一时序，第一色光穿过透光基材的实体及分色膜后传递至第一色轮元件的波长转换材料且被波长转换材料转换为第二色光，部分第二色光朝分色膜传递且被分色膜反射回第一色轮元件进而入射至匀光元件；于第二时序，第一色光穿过透光基材的实体及分色膜后传递至第一色轮元件的非波长转换区，第一色光通过第一色轮元件的非波长转换区且维持原本的颜色，进而入射至匀光元件。换句话说，第一色光与第二色光在不同的时序入射相同的匀光元件，而不需设置额外的光学构件仅供穿过第一色轮元件后的第一色光传递。因此，投影装置及其照明系统具有体积小、减少光学构件数量及降低成本的优点。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，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1为本技术一实施例的投影装置的概要示意图。图2示出本技术一实施例的第一色光的发光光谱及第二色光的发光光谱。图3示出本技术一实施例的分色膜的反射光谱。图4为本技术一实施例的第一色轮元件的正视示意图。图5为本技术一实施例的第二色轮元件的正视示意图。图6示出本技术一实施例的于各时序内输入至激发光源的电流、第一色轮元件切入光路的区域以及第二色轮元件切入光路的区域。图7为本技术另一实施例的投影装置的概要示意图。图8为本技术又一实施例的投影装置的概要示意图。图9为图8的第一色轮元件的正视示意图。图10为本技术再一实施例的投影装置的概要示意图。图11示出图10的第一色光的发光光谱、第二色光的发光光谱及辅助光的发光光谱。图12示出图10的分色膜的反射光谱。图13示出图10的实施例的在各时序内输入至激发光源的电流、输入至辅助光源的电流、第一色轮元件切入光路的区域以及第二色轮元件切入光路的区域。图14为本技术一实施例的投影装置的概要示意图。图15为本技术另一实施例的导光元件的剖面示意图。图16为本技术又一实施例的导光元件的剖面示意图。图17为本技术再一实施例的导光元件的剖面示意图。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优选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，仅是参考附加附图的方向。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为本技术一实施例的投影装置的概要示意图。请参照图1，投影装置10包括照明系统100、光阀200及投影镜头300。照明系统100用于提供照明光束L，照明光束L包括第一色光L1及至少部分的第二色光L2。光阀200用以接收照明光束L，且将照明光束L转换为影像光束L’。投影镜头300用于接收影像光束L’且将影像光束L’投射至投影目标，例如一荧幕或一墙面。在本实施例中，光阀200例如是液晶覆硅板(LiquidCrystalOnSiliconpanel，LCoSpanel)、数字微镜元件(DigitalMicro-mirrorDevice,DMD)等反射式光调变器。于一实施例中，光阀200也可以是透光液晶面板(TransparentLiquidCrystalPanel)，电光调变器(Electro-OpticalModulator)、磁光调变器(Maganeto-Opticmodulator)、声光调变器(Acousto-OpticModulator，AOM)等穿透式光调变器。本技术对光阀200的型态及其种类并不加以限制。光阀200将照明光束L转换为影像光束L’的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属
的公知常识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。在本实施例中，投影镜头300例如包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。于一实施例中，投影镜头300也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀200的影像光束L’投射至投影目标。本技术对投影镜头300的型态及其种类并不加以限制。此外，在本实施例中，投影装置10还可选择性地包括聚光元件400、500及反射镜600。聚光元件400、500及反射镜600用以将照明系统100发出的照明光束L引导至光阀200。然而，本技术不限于此，于其它实施例中，也可利用其它光学元件将照明光束L引导至光阀200。照明系统100包括激发光源110、透光基材122、分色膜124、第一色轮元件130及匀光元件140。激发光源110用于发出第一色光L1，第一色光L1为激发光(例如：蓝光)。举例而言，在本实施例中，激发光源110可以是激光二极管(LaserDiode)或多个成阵列配置的激光二极管。于一实施例中，激发光源110也可以是发光二极管(LightEmittingDiode，LED)、多个成阵列配置的发光二极管、有机发光二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明系统，包括：激发光源、透光基材、分色膜、第一色轮元件以及匀光元件；其中所述激发光源用于发出第一色光，所述第一色光为激发光；所述透光基材设置于所述第一色光的传递路径上；所述分色膜设置于所述透光基材上；所述第一色轮元件具有相对的第一侧与第二侧，其中所述第一色轮元件包括至少一波长转换材料，且所述透光基材及所述分色膜设置于所述第一色轮元件的所述第一侧；所述匀光元件设置于所述第一色轮元件的所述第二侧；其中，所述第一色光穿过所述透光基材的实体及所述分色膜，以传递至所述第一色轮元件且被所述第一色轮元件的所述至少一波长转换材料转换为第二色光；所述第二色光的第一部分朝所述分色膜传递，且被所述分色膜反射回所述第一色轮元件，而入射至所述匀光元件；所述第二色光的第二部分穿过所述第一色轮元件并入射至所述匀光元件。

【技术特征摘要】
1.一种照明系统，包括：激发光源、透光基材、分色膜、第一色轮元件以及匀光元件；其中所述激发光源用于发出第一色光，所述第一色光为激发光；所述透光基材设置于所述第一色光的传递路径上；所述分色膜设置于所述透光基材上；所述第一色轮元件具有相对的第一侧与第二侧，其中所述第一色轮元件包括至少一波长转换材料，且所述透光基材及所述分色膜设置于所述第一色轮元件的所述第一侧；所述匀光元件设置于所述第一色轮元件的所述第二侧；其中，所述第一色光穿过所述透光基材的实体及所述分色膜，以传递至所述第一色轮元件且被所述第一色轮元件的所述至少一波长转换材料转换为第二色光；所述第二色光的第一部分朝所述分色膜传递，且被所述分色膜反射回所述第一色轮元件，而入射至所述匀光元件；所述第二色光的第二部分穿过所述第一色轮元件并入射至所述匀光元件。2.如权利要求1所述的照明系统，其中所述分色膜具有球面且所述球面的球心位于所述第一色轮元件上，而所述第二色光的所述第一部分被所述分色膜的所述球面反射以汇聚至所述第一色轮元件上。3.如权利要求2所述的照明系统，其中所述分色膜的所述球面为完整球形的一部分。4.如权利要求1所述的照明系统，其中所述透光基材具有相对的入光面以及出光面，所述透光基材于所述入光面及所述出光面之间具有连续变化的厚度，所述激发光源具有主光轴，所述入光面与所述出光面在所述主光轴上的距离为所述透光基材的中心厚度；其中，所述中心厚度大于所述透光基材的边缘厚度，或所述边缘厚度大于所述中心厚度。5.如权利要求1所述的照明系统，其中所述透光基材具有相对的入光面以及出光面，所述透光基材于所述入光面及所述出光面之间具有连续变化的厚度，所述激发光源具有主光轴，所述入光面与所述出光面在所述主光轴上的距离为所述透光基材的中心厚度，而所述中心厚度与所述透光基材的边缘厚度的比例落在0.25至4的范围内。6.如权利要求1所述的照明系统，其中所述透光基材具有朝所述激发光源凸起的入光面，所述第一色光入射至所述入光面上的一点，通过所述点的所述入光面的切线与所述第一色光具有夹角θ，而θ≥70o。7.如权利要求1所述的照明系统，其中所述第一色轮元件包括透光基底，所述透光基底具有至少一滤光区，所述至少一波长转换材料设置于所述透光基底的所述至少一滤光区上，其中来自所述至少一波长转换材料的所述第二色光中第一波长范围的光用于穿过所述透光基底的所述至少一滤光区，而所述第二色光中其他波长范围的光被所述至少一滤光区吸收。8.如权利要求1所述的照明系统，还包括：第二色轮元件，设置于所述第一色轮元件的所述第二侧，其中来自所述至少一波长转换材料的所述第二色光中第一波长范围的光用于穿过所述第二色轮元件。9.如权利要求8所述的照明系统，其中所述匀光元件设置于所述第一色轮元件与所述第二色轮元件之间，所述匀光元件将穿过所述第一色轮元件的所述第一色光及所述第二色光导引至所述第二色轮元件。10.如权利要求8所述的照明系统，还包括：透镜组，所述透镜组配置于所述第一色轮元件与所述第二色轮元件之间，所述第二色轮元件位于所述透镜组与所述匀光元件之间，其中所述透镜组将穿过所述第一色轮元件的所述第一色光及所述第二色光导引至所述第二色轮元件。11.如权利要求1所述的照明系统，其中所述第一色轮元件具有至少一波长转换区以及至少一非波长转换区，而所述照明系统还包括：辅助光源，用于发出辅助光，其中所述辅助光的波长范围不同于所述第一色光的波长范围；于第一时序内，所述第一色光传递至所述第一色轮元件的所述至少一波长转换区以转换为所述第二色光，且所述辅助光穿过所述透光基材的实体、所述分色膜及所述第一色轮元件的所述至少一波长转换区，以入射至所述匀光元件；于第二时序内，所述第一色光穿过所述透光基材的实体、所述分色膜及所述第一色轮元件的所述至少一非波长转换区以入射至所述匀光元件，且所述辅助光源关闭。12.如权利要求1所述的照明系统，其中所述第一色轮元件具有至少一波长转换区以及至少一非波长转换区，所述至少一波...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖建中，蔡志贤，潘浩炜，
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