專利名稱：光源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一光源系統(tǒng)，特別是關(guān)于ー種使用于ー投影裝置，可通過一波段轉(zhuǎn)換元件將ー第一波段光線轉(zhuǎn)換為ー第二波段光線的光源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
固態(tài)光源如發(fā)光二極管(Light emitting diode, LED)或激光(Laser)雖然具有使用壽命長、體積小以及不含汞等優(yōu)點(diǎn)，然而當(dāng)應(yīng)用為投影裝置的發(fā)光光源時，固態(tài)光源所提供的亮度與傳統(tǒng)高壓汞燈相比，兩者間仍存在有相當(dāng)大差距，因此，固態(tài)光源的利用雖然已經(jīng)愈趨普遍，但在投影領(lǐng)域中仍還未可全面取代掉傳統(tǒng)的高壓汞燈。另ー方面，為使投影裝置里的發(fā)光光源得以均勻地投射出紅、藍(lán)、綠三原色光以供設(shè)置于投影裝置內(nèi)部的一合光總成進(jìn)行合光作業(yè)，于先前技術(shù)中多采用下列兩種方式進(jìn)行紅、藍(lán)、綠三原色光的輸出第一種方式利用固態(tài)光源投射出一白光，并使該白光通過具有紅、藍(lán)、綠三色的色輪，從而個別產(chǎn)生相對應(yīng)的紅、藍(lán)、綠三時序光的方式進(jìn)行合光輸出；第ニ種則為利用固態(tài)光源的藍(lán)光激光，用以激發(fā)涂布在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤上的螢光粉以產(chǎn)生紅、藍(lán)、綠或黃色光的方式，借著將該藍(lán)光激光所發(fā)出的藍(lán)色光與該紅、綠或黃色光進(jìn)行合光后輸出，從而獲得所需的影像。然而，上述兩種方式雖皆可利用固態(tài)光源所發(fā)射的光束形成紅、藍(lán)、緑三色光或再加上黃色光以完成合光作業(yè)，不過由于光源先天光學(xué)特性的限制，上述兩種合光方式所得的光線皆較為發(fā)散，且效率也不高。有鑒于此，如何増加合光后光線的形成效率，乃為此ー業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供ー種使用于ー投影裝置的光源系統(tǒng)，通過曲面反射元件與波段轉(zhuǎn)換元件的設(shè)置，以將ー第一光源所提供的一第一波段光線的ー第一時序部分轉(zhuǎn)換為ー第二波段光線，使第二波段光線能夠以收斂而非發(fā)散的方式發(fā)射，并通過一均光元件的設(shè)置，使其于接收第一波段光線的ー第二時序部分、一第二波段光線及ー第二光源的一第三波段光線后進(jìn)行合光，并將的均勻射出。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光源系統(tǒng)包含一第一光源、一第一時序控制単元、一曲面反射元件及一波段轉(zhuǎn)換元件。其中，第一光源提供一第一波段光線，第一時序控制單元將第一波段光線分為一第一時序部分及一第二時序部分。曲面反射元件具有一焦點(diǎn)，且波段轉(zhuǎn)換元件設(shè)置于該焦點(diǎn)，以將第一波段光線的第一時序部分轉(zhuǎn)換為一第二波段光線后收斂射出，從而達(dá)到光線集中及提升亮度的優(yōu)點(diǎn)。為讓上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文以較佳實施例配合所附圖式進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖I為本發(fā)明光源系統(tǒng)第一實施例的不意圖；圖2為本發(fā)明光源系統(tǒng)第二實施例的示意圖；圖3為本發(fā)明光源系統(tǒng)的第一時序控制単元示意圖；圖4為本發(fā)明光源系統(tǒng)第三實施例的示意圖；圖5為本發(fā)明光源系統(tǒng)的第二時序控制単元示意圖；圖6為本發(fā)明光源系統(tǒng)的第三實施例所具有的曲面反射元件的示意圖；以及圖7為本發(fā)明光源系統(tǒng)第四實施例的示意圖。主要元件符號說明
200光源系統(tǒng)210 第一光源220 第二光源230第一時序控制單元231穿透部232反射部240曲面反射元件241 焦點(diǎn)242 開孔250波段轉(zhuǎn)換元件260均光元件270分色鏡271第一分色鏡272第二分色鏡280曲面反射元件281 焦點(diǎn)282 開孔283 開 ロ290第三光源300 光線310第一波段光線311第一時序部分312第二時序部分320第二波段光線330第三波段光線340第四波段光線400第二時序控制單元410 轉(zhuǎn)盤411轉(zhuǎn)換部412反光部
具體實施例方式本發(fā)明用于ー投影裝置的一光源系統(tǒng)200的第一實施例如圖I所示。光源系統(tǒng)200包含一第一光源210、一第二光源220、一第一時序控制單兀230、一曲面反射兀件240、一波段轉(zhuǎn)換元件250、一均光元件260及至少一分色鏡270。其中，第一光源210用以提供一第一波段光線310，第二光源220用以提供一第三波段光線330，同時，第一時序控制単元230適可將第一波段光線310分為ー第一時序部分311及一第二時序部分312。波段轉(zhuǎn)換元件250設(shè)置于曲面反射元件240的一焦點(diǎn)241上，適以，當(dāng)波段轉(zhuǎn)換元件250接收第一波段光線310的第一時序部分311后，便可將其轉(zhuǎn)換為ー第二波段光線320，并經(jīng)由曲面反射元件240反射第二波段光線320后收斂射出。
詳細(xì)而言，本發(fā)明的第一時序控制単元230具有至少ー穿透部231及至少一反射部232，且如圖3所示，于本實施例中，第一時序控制單元230較佳是具有ニ穿透部231及ニ反射部232，且穿透部231及反射部232彼此間隔設(shè)置。于圖I所示的第一實施例中，當(dāng)?shù)谝徊ǘ喂饩€310穿透第一時序控制単元230的穿透部231時，其適可形成第一波段光線310的第一時序部分311，而當(dāng)?shù)谝徊ǘ喂饩€310為第一時序控制単元230的反射部232反射時，其適可形成第一波段光線310的第二時序部分312。此外，如圖I所示，本實施例的至少一分色鏡270較佳是包含一第一分色鏡271及一第二分色鏡272。第一分色鏡271鄰設(shè)于第二光源220，用以反射第一波段光線310的第ニ時序部分312，并允許第三波段光線330穿透。第二分色鏡272鄰設(shè)于均光元件260，用以反射第一波段光線310的第二時序部分312及第三波段光線330，并允許第二波段光線320穿透。以下將針對本發(fā)明光源系統(tǒng)200的第一實施例中，第一波段光線310、第二波段光線320及第三波段光線330的行進(jìn)路線進(jìn)行說明。如圖I所示，當(dāng)?shù)谝还庠?10發(fā)射第一波段光線310至第一時序控制単元230后，第一波段光線310穿透第一時序控制単元230的穿透部231的部分將形成第一時序部分311，從而穿過形成于曲面反射元件240上的ー開孔242，將第一時序部分311投射至位于曲面反射元件240的焦點(diǎn)241上的波段轉(zhuǎn)換元件250，波段轉(zhuǎn)換元件250于接收第一波段光線310的第一時序部分311后，適可將其轉(zhuǎn)換為第二波段光線320，曲面反射元件240反射第ニ波段光線320，并將其收斂射出至第二分色鏡272，第二波段光線320接著將穿透第二分色鏡272，從而為均光元件260所接收。需說明的是，波段轉(zhuǎn)換元件250可通過支撐架或其他固定方式設(shè)置于曲面反射元件240的焦點(diǎn)241上，于此并不加以限制。再者，本實施例的第一時序部分311經(jīng)由開孔242投射入曲面反射元件240，然于其他實施態(tài)樣中，亦可于開孔上設(shè)置ー層分色鍍膜，且第一波段光線經(jīng)由此分色鍍膜穿透開孔，而第二波段光線則會由分色鍍膜反射回曲面反射元件內(nèi)，使整體光線利用更為有效率。另ー方面，第一波段光線310為第一時序控制單元230的反射部232所反射的部分將形成第二時序部分312，從而朝第一分色鏡271的方向前進(jìn)，第一波段光線310的第二時序部分312接著將依序為第一分色鏡271及第二分色鏡272所反射，而同樣為均光元件260所接收。最后，由第二光源220所提供的第三波段光線330于發(fā)射后，首先將穿透第一分色鏡271，接著由第二分色鏡272所反射，而為均光元件260所接收。適以，當(dāng)?shù)谝徊ǘ喂饩€310的第二時序部分312、第二波段光線320及第三波段光線330皆為均光元件260所接收并均勻化后，便可形成具有均勻亮度的一光線300，從而提供予一成像系統(tǒng)(圖未示出)進(jìn)行成像。于本實施例中，第一光源210為ー藍(lán)色激光光源，且第一波段光線310為ー藍(lán)光，第二光源220為一紅色LED光源或一紅色激光光源，且第三波段光線330為一紅光。波段轉(zhuǎn)換元件250為ー綠光磷光物質(zhì)，且第二波段光線320相應(yīng)地為ー綠光，曲面反射元件240具有一雙曲面，且本發(fā)明的雙曲面為ー橢球面或一拋物面，如此將可協(xié)助匯集并反射出轉(zhuǎn)換后的第二波段光線320。本發(fā)明光源系統(tǒng)200的第二實施例如圖2所不，同樣包含第一光源210、第二光源220、第一時序控制単元230、曲面反射元件240、波段轉(zhuǎn)換元件250、均光元件260、第一分色鏡271及第二分色鏡272等元件，且各元件間的相互設(shè)置關(guān)系皆大致與第一實施例相同。
謹(jǐn)將第二實施例的第一波段光線310、第二波段光線320及第三波段光線330的行進(jìn)路線說明如下。如圖2所示，當(dāng)?shù)谝还庠?10發(fā)射第一波段光線310時，第一波段光線310的第一時序部分311將為第一時序控制単元230的反射部232所反射，而穿過形成于曲面反射元件240的開孔242,投射至位于曲面反射元件240的焦點(diǎn)241上的波段轉(zhuǎn)換元件250，波段轉(zhuǎn)換元件250在將第一波段光線310的第一時序部分311轉(zhuǎn)換為第二波段光線320后，將經(jīng)由曲面反射元件240反射第二波段光線320并收斂射出至第一分色鏡271，且為第一分色鏡271反射后,繼而接續(xù)穿透第二分色鏡272，從而為均光元件260所接收。另夕卜，當(dāng)?shù)谝徊ǘ喂饩€310的第二時序部分312穿透第一時序控制單元230的穿透部231后，其將為第二分色鏡272所反射，從而為均光元件260所接收。最后，由第二光源220所發(fā)射的第三波段光線330將依序穿透第一分色鏡271及第二分色鏡272，而為均光元件260所接收。本發(fā)明的第一實施例與第二實施例間的差異在于于第一實施例中，第一時序控制単元230的穿透部231為第一波段光線310的第一時序部分311所穿透，而第一時序控制単元230的反射部232用以反射第一波段光線310的第二時序部分312。相對于第二實施例，第一時序控制單元230的穿透部231為第一波段光線310的第二時序部分312所穿透，而第一時序控制単元230的反射部232用以反射第一波段光線310的第一時序部分311。此夕卜，于第一實施例中，第二光源220所發(fā)射的第三波段光線330于穿透第一分色鏡271后，而為第二分色鏡272所反射，而于第二實施例中，第二光源220所發(fā)射的第三波段光線330直接依序穿透第一分色鏡271及第二分色鏡272。本發(fā)明的第三實施例如圖4所不,亦同樣包含第一光源210、第二光源220、第一時序控制單元230、波段轉(zhuǎn)換元件250、均光元件260、第一分色鏡271及第二分色鏡272等元件，且各兀件間的相互設(shè)置關(guān)系亦皆大致與第一實施例相同。第一實施例與第三實施例間的差異在于，第三實施例更進(jìn)一歩包含一第二時序控制単元400及一第三光源290，且原具有ー開孔242的曲面反射元件240以另具有ニ開孔282及ー開ロ 283的一曲面反射元件280取代，透過上述配置將更強(qiáng)化整體的光線強(qiáng)度。詳細(xì)而言，第三實施例所具有的第二時序控制單元400用以將所接收的第一波段光線310的第一時序部分311分為ー第三時序部分(圖未示出)及一第四時序部分(圖未示出)，且第三時序部分與第二時序部分312具有相同的時序。其中，第二時序控制単元400包含ー轉(zhuǎn)盤410，且轉(zhuǎn)盤410具有至少ー轉(zhuǎn)換部及至少一反光部。如圖5所示，于本實施例中，轉(zhuǎn)盤410較佳是兩面均具有ニ轉(zhuǎn)換部411及ニ反光部412。更詳細(xì)而言，轉(zhuǎn)換部411位于曲面反射元件280的焦點(diǎn)281處，藉此，波段轉(zhuǎn)換元件250適可形成于所述這些轉(zhuǎn)換部411對應(yīng)于該焦點(diǎn)281的區(qū)塊。請接續(xù)參考圖6，第三實施例所具有的曲面反射元件280具有一焦點(diǎn)281、相對焦點(diǎn)281設(shè)置于曲面反射元件280兩側(cè)的ニ開孔282，以及開ロ 283。請ー并參考圖4及圖6，當(dāng)?shù)诙r序控制單元400的轉(zhuǎn)盤410經(jīng)由曲面反射元件280的開ロ 283而設(shè)置于曲面反射元件280中時，形成于所述這些轉(zhuǎn)換部411的波段轉(zhuǎn)換元件250適可對應(yīng)于曲面反射元件280的焦點(diǎn)281。適以，當(dāng)?shù)谝还庠?10發(fā)射第一波段光線310至第一時序控制單元230后，第一波段光線310穿透第一時序控制單元230的穿透部231的部分將形成第一時序部分311，從而透過設(shè)置于曲面反射元件280左側(cè)的開孔
282，將第一時序部分311投射至位于第二時序控制單元400上，投射至第二時序控制單元400的轉(zhuǎn)換部411者為第四時序部分，第四時序部分受到轉(zhuǎn)換部411上的波段轉(zhuǎn)換元件250轉(zhuǎn)換后，從而成為第二波段光線320自曲面反射元件280收斂射出。相似地，當(dāng)?shù)谝粫r序部分311投射至位于第二時序控制単元400的反光部412者，便為第三時序部分。第三時序部分與第二時序部分312具有相同時序，不同的是，前者自曲面反射元件280射出。第三光源290相對第一光源210鄰設(shè)于曲面反射元件280的ー側(cè)，以提供一第四波段光線340。當(dāng)?shù)谒牟ǘ喂饩€340經(jīng)由右側(cè)的開孔282進(jìn)入至曲面反射元件280后，第四波段光線340亦因應(yīng)投射至第二時序控制単元400的轉(zhuǎn)換部411或反光部412，而分別形成第四時序部分及第三時序部分。如前所述，波段轉(zhuǎn)換元件250適可將第四波段光線340轉(zhuǎn)換為第二波段光線320后射出；另一方面，投射至位于第二時序控制単元400的反光部412的第三時序部分,具有與第二時序部分312具有相同時序，并由曲面反射元件280收斂后射出。其中，如同前述，ニ開孔282亦可增設(shè)ー層分色鍍膜，此分色鍍膜適可使第一波段光線及第四波段光線穿透開孔，并使第二波段光線反射回曲面反射元件內(nèi)，藉以提高光線的有效使用。于第三實施例中所提及的第二時序控制単元400及第三光源290亦可相應(yīng)地以第ニ實施例為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置，從而成為如圖7所示的第四實施例。由于各該波段光線及各該時序部分的光路皆相似于第二實施例，且第二時序控制單元400及第三光源290的功用亦已描述于第三實施例中，故于此不多贅述。前述的第一實施例、第二實施例、第三實施例及第四實施例雖皆同樣揭露利用第一波段光線310的第一時序部分311激發(fā)波段轉(zhuǎn)換元件250以產(chǎn)生第二波段光線320的技術(shù)特征，但在各光學(xué)元件的配置上仍可依需求進(jìn)行調(diào)整，譬如，可額外設(shè)置多個中繼透鏡(relay lens)或透鏡陣列(lens array)于各該光源的出光面,或設(shè)置于均光元件的入光面，以提高其聚光效果等，非僅具有上述實施態(tài)樣。并且，第一時序控制単元及第ニ時序控制単元皆可包含有一鏡輪或一多角形反射鏡。綜上所述，通過前述所述這些光學(xué)元件的設(shè)置，本發(fā)明的光源系統(tǒng)僅需配置二相異的發(fā)光光源(即藍(lán)光光源及紅光光源)與一波段轉(zhuǎn)換元件(即綠光磷光物質(zhì))，即可使均光元件在分別均勻第一波段光線的第二時序部分與第三時序部分(即藍(lán)光)、第二波段光線(即綠光)，以及第三波段光線(即紅光)后產(chǎn)生亮度均勻且集中的光線供投影機(jī)使用，從而避免傳統(tǒng)固態(tài)光源的投射角度發(fā)散與光形成效率不高等問題。同時，更可通過額外設(shè)置的第三光源(即藍(lán)光光源)，加倍增強(qiáng)綠光，藉以提升投影機(jī)的亮度及色彩，強(qiáng)化其影像表現(xiàn)。 上述的實施例僅用來例舉本發(fā)明的實施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范疇。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于一投影裝置的光源系統(tǒng)，包含 一第一光源，提供一第一波段光線； 一第一時序控制単元，將該第一波段光線分為一第一時序部分及一第二時序部分； 一曲面反射元件，具有一焦點(diǎn)；以及 一波段轉(zhuǎn)換元件，設(shè)置于該焦點(diǎn)，將該第一波段光線的該第一時序部分轉(zhuǎn)換為一第二波段光線。
2.如權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第一時序控制単元具有至少ー穿透部及至少一反射部，該第一波段光線通過該至少一穿透部以形成該第一時序部分及該第二時序部分其中之一，且該第一波段光線由該至少一反射部反射以形成該第一時序部分及該第二時序部分其中之另一。
3.如權(quán)利要求2所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，更包含一第二光源，提供一第三波段光線。
4.如權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，更包含一均光元件，接收并均勻該第一波段光線、該第二波段光線及該第三波段光線。
5.如權(quán)利要求4所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，包含至少一分色鏡，以反射該第一波段光線的該第二時序部分、該第二波段光線及該第三波段光線至少其中之一。
6.如權(quán)利要求5所述的光源系統(tǒng)，其特征在干，該至少一分色鏡包含一第一分色鏡，鄰設(shè)于該第二光源，以反射該第一波段光線的該第二時序部分及該第二波段光線至少其中之一，并允許該第三波段光線穿透。
7.如權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在干，該至少一分色鏡更包含一第二分色鏡，鄰設(shè)于該均光元件，以反射該第一波段光線的該第二時序部分及該第三波段光線，并允許該第二波段光線穿透。
8.如權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在干，該至少一分色鏡更包含一第二分色鏡，鄰設(shè)于該均光元件，以反射該第一波段光線的該第二時序部分，并允許該第二波段光線及該第三波段光線穿透。
9.如權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在干，更包含一第二時序控制単元，將該第一波段光線的該第一時序部分分為ー第三時序部分及一第四時序部分，其中該第三時序部分與該第二時序部分具有相同時序。
10.如權(quán)利要求9所述的光源系統(tǒng)，其特征在干，該第二時序控制単元具有一轉(zhuǎn)盤，該曲面反射元件具有ー開ロ，該轉(zhuǎn)盤通過該開ロ而位于該曲面反射元件中，該轉(zhuǎn)盤具有至少一轉(zhuǎn)換部及至少一反光部，該波段轉(zhuǎn)換元件形成于該至少ー轉(zhuǎn)換部對應(yīng)于該焦點(diǎn)的一區(qū)塊，以將第一波段光線的該第一時序部分的該第四時序部分轉(zhuǎn)換為該第二波段光線，且該第三時序部分由該至少一反光部反射以形成該第二時序部分。
11.如權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng),其特征在于，該第一光源為ー藍(lán)色激光光源，且該第一波段光線為ー藍(lán)光。
12.如權(quán)利要求11所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第二波段光線為ー綠光。
13.如權(quán)利要求12所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第二光源為ー紅色LED光源或ー紅色激光光源，且該第三波段光線為ー紅光。
14.如權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第一時序控制單兀具有一鏡輪或一多角形反射鏡。
15.如權(quán)利要求9所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第二時序控制単元具有一鏡輪或一多角形反射鏡。
16.如權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該波段轉(zhuǎn)換元件為ー綠光磷光物質(zhì)。
17.如權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該曲面反射元件具有一雙曲面，且該雙曲面為ー橢球面或一拋物面。
18.如權(quán)利要求17所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該曲面反射元件具有至少ー開孔。
19.如權(quán)利要求18所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該至少ー開孔上設(shè)置一分色鍍膜，該第一波段光線經(jīng)由該分色鍍膜穿透該至少ー開孔，且該第二波段光線經(jīng)由該分色鍍膜反射。
20.如權(quán)利要求9所述的光源系統(tǒng),其特征在于，更包含一第三光源，相對該第一光源鄰設(shè)于該曲面反射元件的ー側(cè)，以提供一第四波段光線。
21.如權(quán)利要求20所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該波段轉(zhuǎn)換元件適可將該第四波段光線轉(zhuǎn)換為該第二波段光線。
22.如權(quán)利要求21所述的光源系統(tǒng),其特征在于,該第三光源為ー藍(lán)色激光光源,且該第四波段光線為ー藍(lán)光。
23.如權(quán)利要求21所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該曲面反射元件具有至少ー開孔。
24.如權(quán)利要求23所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該至少ー開孔上設(shè)置一分色鍍膜，該第一波段光線及該第四波段光線經(jīng)由該分色鍍膜穿透該至少ー開孔，且該第二波段光線經(jīng)由該分色鍍膜反射。
25.ー種投影裝置，包含 如權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，提供一光線；以及 一成像系統(tǒng)，用以接收來自該光源系統(tǒng)的一光線以進(jìn)行成像。
全文摘要
本發(fā)明用于一投影裝置的一光源系統(tǒng)包含一第一光源、一第一時序控制單元、一曲面反射元件及一波段轉(zhuǎn)換元件。第一光源提供一第一波段光線，第一時序控制單元將第一波段光線分為一第一時序部分及一第二時序部分。曲面反射元件具有一焦點(diǎn)，且波段轉(zhuǎn)換元件設(shè)置于焦點(diǎn)，以將第一波段光線的第一時序部分轉(zhuǎn)換為一第二波段光線。
文檔編號G02B7/00GK102692799SQ20111022141
公開日2012年9月26日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者林宏英 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司