照明系统及投影装置的制作方法

本发明是有关于一种光学系统及装置，且特别是有关于一种照明系统及投影装置。

背景技术：

1、随着投影技术的发展，使用者对投影机的影像品质越来越要求。在投影机的技术中，部分机种的投影机是采用激光光源搭配荧光轮(波长转换轮)作为照明光束的来源。然而，这类的投影机利用荧光轮的转动，以时序性的提供不同色光的光束，往往会因为荧光轮的响应速度较慢而导致色彩破裂(color breaking)的现象。具体而言，当荧光轮的转速较慢时，单位时间内颜色切换的频率较低，从而导致人眼察觉到彩虹纹。然而，若为了改善色彩破裂问题而提升荧光轮的转速时，则驱动荧光轮转动的马达所产生的噪音会过大。

2、而由红、绿、蓝三色激光光源作为照明光束的激光投影机因其具有高色纯度与可实现高色域覆盖率的特性，逐渐进入主流投影机市场。然而，由于激光光源高同调性的特性，使激光投影机的影像上容易出现激光散斑(speckle)。

3、另一方面，为提升光学效率及影像品质，混合式光源技术成为最新的投影技术之一。在混合光源技术中，光源可同时包含激光、荧光激发光或是发光二极管光源等等，混合光源可以有效解决激光造成的影像散斑，也可实现效率及色域提升等优点。

4、“背景技术”段落只是用来帮助了解本 技术实现要素： ，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

技术实现思路

1、本发明提供一种照明系统及投影装置，可有效抑制色彩破裂及激光散斑现象，达到良好的光学效果。

2、本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

3、为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明之一实施例提出一种照明系统，包括光源模块、波长转换模块、分光模块以及匀光模块。光源模块包含第一激光模块、第二激光模块、第三激光模块以及第四激光模块，第一激光模块、第二激光模块、第三激光模块以及第四激光模块分别提供第一激光光束、第二激光光束、第三激光光束以及第四激光光束。波长转换模块包含第一波长转换元件与第二波长转换元件，第一波长转换元件配置于第一激光光束的传递路径上，且用以将第一激光光束转换为第一波长转换光束，第二波长转换元件配置于第二激光光束的传递路径上，且用以将第二激光光束转换为第二波长转换光束。分光模块包含第一分色镜(dichroic mirror)、第二分色镜以及第三分色镜，第一分色镜配置于第一激光光束由第一激光模块至第一波长转换元件的传递路径上，用以让第一波长范围的光及第一波长范围以外的光的其一反射、另一穿透，第二分色镜配置于第二激光光束由第二激光模块至第二波长转换元件的传递路径上，用以让第二波长范围的光及第二波长范围以外的光的其一反射、另一穿透，第三分色镜配置于第三激光光束与第四激光光束的传递路径上，用以将第三激光光束与第四激光光束传递至第二分色镜。第一波长转换光束经由第一分色镜过滤为具有第一波长范围的第一色光，第一分色镜导引第一色光而入射至匀光模块。第二波长转换光束经由第二分色镜过滤为具有第二波长范围的第二色光，第二分色镜导引第二色光而入射至匀光模块。第三激光光束与第四激光光束依序经由第二分色镜与第一分色镜的导引而入射至匀光模块，第四激光光束的颜色相同于第一色光或第二色光的颜色。匀光模块将第一色光、第二色光、第三激光光束与第四激光光束均匀化以产生照明光束。

4、为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明之一实施例提出一种投影装置，包括上述照明系统、光阀模块以及镜头模块。照明系统用以提供照明光束，光阀模块配置于照明光束的传递路径上，且用以将照明光束转换为影像光束。镜头模块配置于影像光束的传递路径上，且用以将影像光束投射至投影装置外。

5、基于上述，本发明之实施例的照明系统及投影装置至少具有下列其中一个优点：在本发明的实施例的照明系统及投影装置中，采用第一激光模块、第一波长转换元件及第一分色镜来产生第一色光，采用第二激光模块、第二波长转换元件及第二分色镜来产生第二色光，因此第一色光、第二色光及第三激光光束可被独立开启与关闭，不受限于马达或色轮等硬体限制，可大幅提升色彩更新率(color update rate)，而不会有色彩破裂的现象。此外，在本发明的实施例的照明系统及投影装置中，第四激光光束的颜色相同于第一色光或第二色光的颜色，而第一色光与第二色光是由波长转换元件转换出且分别经由第一分色镜与第二分色镜过滤出来的，不会有激光散斑的现象。因此，借由第一色光与第四激光光束或第二色光与第四激光光束的搭配，可有效抑制散斑现象。再者，经由第一分色镜所过滤出的第一色光与经由第二分色镜所过滤出的第二色光可具有较高的色纯度，因此可有效提升色域覆盖率。

1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括光源模块、波长转换模块、分光模块以及匀光模块，其中：

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第三激光模块与所述第四激光模块皆设置于所述第二分色镜的同一侧。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光光束、所述第二激光光束及所述第三激光光束的中心波长相同。

4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一波长范围介于491-582nm之间，所述第二波长范围介于583-636nm之间。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第三分色镜用以反射来自所述第三激光模块的所述第三激光光束，并让来自所述第四激光模块的所述第四激光光束穿透。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述第三分色镜用以反射的波长范围介于435-485nm之间，且所述第四激光光束的中心波长大于636nm。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第三分色镜用以反射来自所述第四激光模块的所述第四激光光束，并让来自所述第三激光模块的所述第三激光光束穿透。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光模块、所述第二激光模块及所述第三激光模块分别用以在不同时序中提供所述第一激光光束、所述第二激光光束及所述第三激光光束。

9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第四激光模块提供所述第四激光光束的时段部分重叠于所述第一激光模块与所述第二激光模块同时提供所述第一激光光束与所述第二激光光束的时段，使得所述第四激光光束、所述第一色光及所述第二色光组合成第三色光。

10.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第三激光模块提供所述第三激光光束的时段部分重叠于所述第一激光模块提供所述第一激光光束或所述第二激光模块提供所述第二激光光束的时段，而使所述第三激光光束与第一色光或所述第三激光光束与第二色光组合成第四色光。

11.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一色光与所述第二色光的光谱的重叠范围分别小于所述第一色光与所述第二色光的所述光谱的范围的15％。

12.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第四激光光束于所述第一分色镜与所述第二分色镜的穿透率皆大于90％。

13.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一波长转换元件的波长转换区的激发光谱不同于所述第二波长转换元件的波长转换区的激发光谱。

14.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一波长转换元件的波长转换区与所述第二波长转换元件的波长转换区皆呈环形。

15.根据权利要求14所述的照明系统，其特征在于，所述第一波长转换元件与所述第二波长转换元件设置于同一旋转基板上，且所述第一波长转换元件至所述旋转基板的中心轴的距离不等于所述第二波长转换元件至所述旋转基板的所述中心轴的距离。

16.根据权利要求15所述的照明系统，其特征在于，所述第一波长转换元件的所述波长转换区于径向上较远离于所述中心轴，所述第二波长转换元件的所述波长转换区于所述径向上较接近于所述中心轴，且所述第一激光光束在所述第一波长转换元件上所产生的光斑与所述第二激光光束在所述第二波长转换元件上所产生的光斑之间的距离大于所述第二波长转换元件的直径。

17.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，定义所述第一波长转换元件的中心轴与所述第二波长转换元件的中心轴的连线为第一连线，定义所述第一激光光束在所述第一波长转换元件上所产生的光斑与所述第二激光光束在所述第二波长转换元件上所产生的光斑的连线为第二连线，所述第一连线与所述第二连线的夹角不为零。

18.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第三激光光束由所述第三激光模块至所述匀光模块的传递路径不在一个平面上。

19.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第四激光模块包含第一色激光模块与第二色激光模块，所述第一色激光模块用以提供第一色激光光束，所述第二色激光模块用以提供第二色激光光束，所述第一色激光光束与所述第二色激光光束依序穿透所述第二分色镜与所述第一分色镜而入射至所述匀光模块，其中所述第一色激光光束的颜色与所述第一色光的颜色相同，所述第二色激光光束的颜色与所述第二色光的颜色相同。

20.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀模块以及镜头模块，其中：