光源模块制造技术

一种光源模块，包括一光源组以及一光收敛元件。光源组适于提供一光束，而光收敛元件配置在光束的传递路径上。光收敛元件具有相对的一顶端与一底端，且光收敛元件是从底端渐缩至顶端。顶端面对光源组且具有一凹槽，而光束适于经由凹槽入射光收敛元件，并自底端出射。光收敛元件可将光束收敛，所以光源模块可提供发散角度较小的光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种光源模块，且特别是有关于一种使用半导体光源的光源模块。
技术介绍
请参照图1A，传统投影装置100包括一光源模块110、一偏振分光棱镜(polarization beam splitter)120、一单晶硅液晶面板(liquid crystal on siliconpanel，LCOS panel)130以及一投影镜头140。光源模块110用以提供一照明光束112，而偏振分光棱镜120是配置于照明光束112的传递路径上。偏振分光棱镜120具有一分光面122，其可让照明光束112中的P偏振光(P-polarization light)112p通过，并将照明光束112中的S偏振光(S-polarizationlight)112s反射至单晶硅液晶面板130。单晶硅液晶面板130用以将S偏振光112s转换成P偏振方向的影像光束112’，并将影像光束112’反射至投影镜头140。投影镜头140则用以将影像光束112’投射至一屏幕(图未示)上，以在屏幕上形成影像。光源模块110包括一积分柱(integration rod)114以及一光源组116。光源组116包括多个发光二极管116a(light emitting diode，LED)。积分柱114是用以将发光二极管116a所发出的照明光束112均匀化，以使投影装置100所投影出的影像亮度较为均匀。请参照图1B，由于发光二极管116a所提供的照明光束112的发散角θ较大，且积分柱114不具收敛光束的功能，所以照明光束112在通过积分柱114后的发散角无法缩小。换句话说，传统光源模块110所提供的照明光束112的发散角较大，所以光利用效率较差，如此将降低投影装置100所投影出的影像亮度。
技术实现思路
-->本专利技术提供一种光源模块，以提供发散角较小的光束。本专利技术提供一种光源模块，其包括一光源组以及一光收敛元件。光源组适于提供一光束，而光收敛元件配置在光束的传递路径上。光收敛元件具有相对的一顶端与一底端，且光收敛元件是从底端渐缩至顶端。顶端面对光源组且具有一凹槽，而光束适于经由凹槽入射光收敛元件，并自底端出射。由于光收敛元件是从底端渐缩至顶端，光束自凹槽入射光收敛元件后，位于顶端与底端之间的一侧面会将发散角较大的光线反射并收敛，所以光束自底端出射后的发散角较小。因此，本专利技术的光源模块可提供发散角较小的光束。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1A是一种传统投影装置的示意图。图1B是图1A的照明光束发散的示意图。图2A是本专利技术一实施例的光源模块的剖面示意图。图2B是图2A中光收敛元件的立体图。图2C是图2A中光源组的示意图。图3是光束在图2A的光收敛元件中的光路径示意图。图4是图2A的光收敛元件的剖面示意图。图5A是光束未经过光收敛元件前的角度分布图。图5B是光束经过光收敛元件后的角度分布图。图6A、图6B与图6C是本专利技术另三实施例的光收敛元件的剖面示意图。图7A至图7D是本专利技术另四实施例的光源模块的剖面示意图。图8是本专利技术另一实施例的光源模块的剖面示意图。图9是本专利技术另一实施例的光源模块的剖面示意图。主要元件符号说明100：投影装置110、200、200a、200b、200c：光源模块112：照明光束112’：影像光束112s：S偏振光-->112p：P偏振光114：积分柱116、210：光源组116a：发光二极管120：偏振分光棱镜122：分光面130：单晶硅液晶面板140：投影镜头212：光束212a、212b：光线212r、212b：第一色光212g、212y：第二色光212b：第三色光214：承载器216：半导体光源216r、216b：第一半导体光源216g、216y：第二半导体光源216b：第三半导体光源217、219：双色镜218、218a：合光单元220、220a、220b：光收敛元件222：顶端224、224a：底端226：凹槽226a：底部226b：侧壁228：侧面229：微透镜230：光均匀化元件230a：透镜阵列L1：长度-->L2、L3：距离R1、R2、R3：半径θ、θ1、θ2：发散角具体实施方式下列各实施例的说明是参考附图，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，例如上、下、前、后、左、右等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本专利技术。请参照图2A至图2C，本专利技术一实施例的光源模块200包括一光源组210以及一光收敛元件220。光源组210适于提供一光束212，而光收敛元件220配置在光束212的传递路径上。光收敛元件220具有相对的一顶端222与一底端224，且光收敛元件220是从底端224渐缩至顶端222。顶端222面对光源组210且具有一凹槽226。光束212会先在空气中传递，之后再经由凹槽226入射光收敛220元件，并自底端224出射。上述的光源组210可包括一承载器(carrier)214以及配置于承载器214上的至少一半导体光源216，在本实施例中是以四个半导体光源216为例。半导体光源216可为发光二极管、激光二极管或其他半导体光源，且半导体光源216的颜色可不相同。举例来说，半导体光源216的颜色可包括红色、蓝色与绿色。此外，光收敛元件220的材质可为塑料或玻璃，其折射率大于空气的折射率。凹槽226例如为圆形凹槽，且凹槽226的底部226a可为一凸面。光收敛元件220的底端224具有一平面225，且光收敛元件220的顶端222与底端224的轮廓例如是圆形。另外，由于光收敛元件220是从底端224渐缩至顶端222，所以光收敛元件220的侧面228是斜面。请参照图3，在光源组210所提供的光束212中，发散角较小的光线(如发散角为θ1的光线212a)会自凹槽226的底部226a入射光收敛元件220。由于光收敛元件220的折射率大于空气的折射率，再加上底部226a是具有聚光功能的凸面，所以光收敛元件220可有效地会聚自底部226a入射的光线212a。此外，发散角度较大的光线(如发散角为θ2的光线212b)会自凹槽226的侧壁226b入射光收敛元件220。由于光收敛元件220的折射率大于空气的折射率，所以自侧壁226b入射的光线212b会先被会聚。之后，光线212b-->会传递至光收敛元件220的侧面228。在本实施例中，侧面228的斜率是设计成可让光线212b入射侧面228时的入射角大于全反射角，故光线212b会被侧面228反射并收敛。由于光收敛元件220可收敛光束212，所以可使光束212通过光收敛元件220后的发散角变小。因此，将光源模块200应用于投影装置中可提高光利用效率。请参照图2A与图4，在本实施例中，光收敛元件220的尺寸及所选用的材质的折射率可依据所搭配的光源组210以及欲使光束212收敛的角度而设计。光收敛元件220的尺寸包括凹槽226的半径R1(即顶端222的圆形轮廓的半径R1)，侧面228与底端224的交接处所形成的圆形轮廓的半径R2，底端224的平面225的半径R3，侧壁226b的长度L1，顶端222至底端224的两表面的距离L2、L3。图5A是光束未经过光收敛元件前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源模块，包括：一光源组，适于提供一光束；一光收敛元件，配置于该光束的传递路径上，该光收敛元件具有相对的一顶端与一底端，且该光收敛元件是从该底端渐缩至该顶端，该顶端面对该光源组且具有一凹槽，该凹槽的底部为一凸面，而该光束适于经由该凹槽入射该光收敛元件，并自该底端出射。

【技术特征摘要】
1.一种光源模块，包括：一光源组，适于提供一光束；一光收敛元件，配置于该光束的传递路径上，该光收敛元件具有相对的一顶端与一底端，且该光收敛元件是从该底端渐缩至该顶端，该顶端面对该光源组且具有一凹槽，该凹槽的底部为一凸面，而该光束适于经由该凹槽入射该光收敛元件，并自该底端出射。2.根据权利要求1所述的光源模块，其中该光收敛元件的该底端具有一凸面。3.根据权利要求2所述的光源模块，其中该凸面设有多个微透镜。4.根据权利要求1所述的光源模块，其中该光收敛元件的该底端具有一平面。5.根据权利要求4所述的光源模块，其中该平面设有多个微透镜。6.根据权利要求1所述的光源模块，其中该顶端与该底端的轮廓为圆形且该凹槽为圆形凹槽。7.根据权利要求1所述的光源模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠萍，刘恬嘉，许志禄，
申请(专利权)人：扬明光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]