照明系统与投影装置的制作方法

1.本发明是有关于一种照明系统与投影装置。


背景技术：

2.随着科技的进步，投影机被大量地应用于生活中，举例来说，其可被应用于室内、电影院、户外等不同的场所。在现行投影机市场中，追求高亮度的设计已成为趋势，投影机内通常会选用高功率的激光发光元件以实现高亮度设计，但高亮度亦即伴随着大量热能产生。在现行投影机荧光色轮设计上，多半将荧光粉环状地涂布于转盘上，并由马达带动转盘转动，可避免能量强的激光持续照射荧光粉上的特定区域，导致波长转换效率下降，甚至烧毁。但随着高功率的激光发光元件的使用，激光能量仍然还是太高，即使荧光转盘不间断地转动，转盘仍会持续吸收激光能量而导致温度升高，而降低荧光粉的波长转换效率。
[0003]“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。
发明内容
[0004]
本发明提供多种照明系统及多种投影装置，其具有良好的可靠度及光学效率。
[0005]
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。
[0006]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，在本发明的一实施例提供一种照明系统，用于提供照明光束。照明系统包括第一激发光源、波长转换元件以及控制器。第一激发光源用于提供第一激发光束。波长转换元件位于第一激发光束的传递路径上。波长转换元件包括多个波长转换区及多个非波长转换区，其中这些波长转换区及这些非波长转换区在圆周方向上交替排列。控制器控制第一激发光源发光与否。在第一时间区间内，控制器关闭第一激发光源。在第二时间区间内，控制器控制第一激发光源发光，第一激发光束传递至这些波长转换区的其中一者以形成转换光束，其中照明光束包括转换光束。
[0007]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，在本发明的一实施例提供一种投影装置，包括上述照明系统、光阀以及投影镜头。光阀设置于照明光束的传递路径上，且将照明光束转换成影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上。
[0008]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，在本发明的一实施例提供一种照明系统，用于提供照明光束。照明系统包括第一激发光源、波长转换元件以及控制器。第一激发光源用于提供第一激发光束。波长转换元件位于第一激发光束的传递路径上。波长转换元件包括多个波长转换区及多个非波长转换区，其中这些波长转换区及这些非波长转换区在圆周方向上交替排列。各非波长转换区包括镂空区。控制器控制第一激发光源发光与否。在第一时间区间内，控制器控制第一激发光源发光，以使第一激发光束传递至且穿透这些非波长转换区的其中一者。在第二时间区间内，控制器控制第一激发光源发光，第一激发
光束传递至这些波长转换区的其中一者以形成转换光束，其中照明光束包括转换光束。
[0009]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，在本发明的一实施例提供一种投影装置，包括上述照明系统、光阀以及投影镜头。光阀设置于照明光束的传递路径上，且将照明光束转换成影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上。
[0010]
基于上述，在本发明实施例的照明系统与投影装置中，第一激发光束是直接穿透镂空区或受控不照射实体材料，这些方式可避免第一激发光束照射在实体材料上所产生的热影响波长转换元件的可靠度。因此，照明系统与投影装置可具有良好的可靠度及光学效率。
附图说明
[0011]
图1a至图1h分别是本发明的一实施例的投影装置在不同时间区间内的光路示意图。
[0012]
图2a为图1a至图1h中的波长转换元件的俯视示意图。
[0013]
图2b为图2a中剖面a-a’的剖面示意图。
[0014]
图3为图1a至图1h的投影装置内不同元件的时序关系图。
[0015]
图4至图8为本发明不同实施例的波长转换元件的俯视示意图。
[0016]
图9a至图9d分别是本发明的另一实施例的投影装置在不同时间区间内的光路示意图。
[0017]
图10为图9a至图9d的投影装置内不同元件的时序关系图。
[0018]
图11a至图11j为本发明另一实施例的投影装置的光路示意图。
[0019]
图12为本发明另一实施例的波长转换元件的俯视示意图。
[0020]
图13为图11a至图11j的投影装置内不同元件的时序关系图。
具体实施方式
[0021]
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的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发明。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“不同的颜色”等用语，也包括颜色非常相近但峰值波长有差异的情况，其中峰值波长被定义为光强度频谱中最大光强度所对应的波长。
[0022]
图1a至图1h分别是本发明的一实施例的投影装置在不同时间区间内的光路示意图。图2a为图1a至图1h中的波长转换元件的俯视示意图。图2b为图2a中剖面a-a’的剖面示意图。
[0023]
请参照图1a至图1h，于本实施例中，投影装置200包括照明系统100、匀光元件210、光阀220及投影镜头230。照明系统100用于提供照明光束ib，且包括第一激发光源110、第二激发光源120、补充光源130、波长转换元件140、分光元件150及控制器160。于以下段落中会详细说明上述各元件。
[0024]
首先，先介绍照明系统100内的各元件。
[0025]
光源可为一至多个发光元件排列而成的阵列，或者，可为由一至多个发光元件、反射镜或透镜所组成的光学元件总成，但本发明并不局限于此，其中发光元件包括激光二极
管(laser diode,ld)。于本实施例中，第一、第二激发光源110、120分别包括一至多个可发出蓝光的蓝光激光发光元件，其中第一激发光源110提供第一激发光束eb1，第二激发光源120提供第二激发光束eb2。第一、第二激发光源110、120因发出蓝光亦可被视为蓝光光源，其中第一、第二激发光源110、120的峰值波长例如分别是455、465纳米。补充光源130则例如是包括一至多个可发出红光的红光激光发光元件，且提供补充光束sb。补充光源130因发出红光亦可被视为红光光源，其中补充光源130的峰值波长例如是610纳米。上述峰值波长被定义为光强度频谱中最大光强度所对应的波长。
[0026]
波长转换元件140的一主要功能为用于使通过此波长转换元件140的短波长光束转换成相对于短波长光束的长波长光束的光学元件。请参照图2a与图2b，于本实施例中，波长转换元件140例如是反射式荧光色轮，其包括转盘142、第一波长转换材料144、第二波长转换材料146及驱动元件d。转盘142例如是可反射光束的转盘。波长转换材料144以局部环状方式设置于转盘142且暴露出部分转盘142。第一、第二波长转换材料144、146例如是光致发光材料，其例如是荧光胶层或量子点，但不局限于此。当第一、第二波长转换材料144、146被短波长光束照射时会产生光致发光现象而发出长波长光束(波长转换现象)，第一、第二波长转换材料144、146所界定的区域亦被称为波长转换区wcr，且例如是分别被称为第一、第二波长转换区wcr1、wcr2。于本实施例中，第一、第二波长转换材料144、146例如分别是掺杂绿色、黄色荧光粉的荧光胶层。另一方面，在通过第一、第二波长转换材料144、146的圆周方向cd上，被第一、第二波长转换材料144、146所暴露的部分转盘142所界定的区域则可反射光束并不进行波长转换，亦被称为非波长转换区nwcr或光反射区。也就是说，于本实施例中，非波长转换区nwcr包括实体材料，且例如是一反射实体材料。驱动元件d与转盘142耦接，并用以控制转盘142转动，驱动元件d例如是马达。
[0027]
由另一观点来看，波长转换元件140包括在圆周方向cd上交替排列的多个波长转换区wcr及非波长转换区nwcr，其中波长转换区wcr、非波长转换区nwcr例如皆以两个为示例，但本发明不局限于此。第一波长转换区wcr1分别与两个非波长转换区nwcr的交界标示为b1、b2，而第二波长转换区wcr2分别与两个非波长转换区nwcr的交界标示为b3、b4。
[0028]
分光元件150泛指具有分光功能的光学元件。于本实施例中，分光元件为分光镜(dichroic mirror,dm)，其具有波长选择性，为利用波长/颜色进行分光的分色片，但不局限于此。在本实施例中，分光元件150被设计为可反射黄绿光而可使其他色光穿透，但不局限于此。
[0029]
控制器160与第一、第二激发光源110、120及补充光源130耦接，且用以控制第一、第二激发光源110、120及补充光源130发光与否。控制器160可为计算器、微处理器(micro controller unit,mcu)、中央处理单元(central processing unit，cpu)，或是其他可编程的控制器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、可编程控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)或其他类似装置，本发明并不局限于此。
[0030]
接着，介绍投影装置200内的其他元件。
[0031]
匀光元件210指可让通过此匀光元件210的光束均匀化的光学元件。在本实施例中，匀光元件210例如是积分柱(integration rod)、透镜阵列或其他具有光均匀化效果的光学元件，但不局限于此。
[0032]
光阀220是指数字微镜元件(digital micro-mirror device,dmd)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,lcos panel)或是液晶面板(liquid crystal panel,lcd)等空间光调变器的任一者，但不局限于此。于本实施例中，光阀220为数字微镜元件，且用以将照明光束ib转换成影像光束imb。
[0033]
投影镜头230例如是包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，光学镜片例如包括双凹透镜、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。本发明对投影镜头230的型态及其种类并不加以限制。于本实施例中，投影镜头230用以将影像光束imb投影至一投影媒介(例如是投影幕)上。
[0034]
此外，在本实施例中，照明系统100内部可以选择性地增设反射镜m及透镜c1～c5，以调整光路。另一方面，投影装置200的内部亦可选择性地增设光学棱镜组oa，以调整光路。本发明并不以反射镜m、透镜c1～c5、光学棱镜组oa的数量为限。
[0035]
于以下的段落中会详细地说明上述各元件的配置关系。
[0036]
请参照图1a至图1h，于本实施例中，波长转换元件140设置于第一激发光束eb1的传递路径上，且不设置于第二激发光束eb2与补充光束sb的传递路径上。分光元件150设置于第一、第二激发光源110、120、补充光源130、波长转换元件140及透镜c3之间的区域，且位于第一、第二激发光束eb1、eb2及补充光束sb的传递路径上。匀光元件210设置于照明光束ib的传递路径上。光阀220设置于照明光束ib的传递路径上。投影镜头230设置于影像光束imb的传递路径上。
[0037]
图3为图1a至图1h的投影装置内不同元件的时序关系图。图3的横轴单位是时间。
[0038]
于以下的段落中会详细地说明投影装置200在一帧f内的光学效果，一帧f包括时序交替的两个第一及两个第二时间区间t1、t2，即波长转换元件140旋转一圈所需的时间。在第一时间区间t1内，波长转换元件140受控而使其非波长转换区nwcr切入第一激发光源110的照射范围，而在第二时间区间t2内，波长转换元件140受控而使其波长转换区wcr切入第一激发光源110的照射范围。因本实施例中的波长转换元件140具有两个波长转换区wcr及两个非波长转换区nwcr，因此一帧f则具有交替的两个第一及两个第二时间区间t1、t2。于其他的实施例中，第一、第二时间区间t1、t2亦可以因为波长转换元件140的波长转换区wcr与非波长转换区nwcr的数量而相应改变，本发明并不局限于此。
[0039]
请先参照图1a、图2a及图3，首先定义第一时间区间的起始时刻(即图3的0秒处)相应的波长转换元件140的位置为交界b4。在第一时间区间t1内，控制器160关闭第一激发光源110及补充光源130，并控制第二激发光源120发出第二激发光束eb2。此时，波长转换元件140因转动而使非波长转换区nwcr进入第一激发光源110的照射范围，第二激发光束eb2依序穿透分光元件150、透镜c4、c5并传递至反射镜m，接着被反射镜m反射，以出射于照明系统100。此时，照明系统100在第一时间区间t1内所输出的照明光束ib包括第二激发光束eb2。
[0040]
请参照图1b至图1c、图3，在第二时间区间t2内，依据各元件不同的作动方式，第二时间区间t2还包括颜色时间区间ct1与两个闲置时间区间it’、it”，其中两个闲置时间区间it’、it”分别处于颜色时间区间ct的前后，且两个闲置时间区间it’、it”分别对应到这些波长转换区wcr的其中一者wcr1与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b1、b2(如图2a、图3所示)。以下会依据不同的时间区间来说明投影装置100的光学效果。
[0041]
请参照图1b、图2a及图3，在第二时间区间t2的闲置时间区间it’(亦可称为前闲置
时间区间)内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120及补充光源130。在前闲置时间区间it’的起始时刻，波长转换元件140因转动而使第一波长转换区wcr1与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b1(如图2a、图3所示)进入第一激发光源110的照射范围，即上述的闲置时间区间it’与交界b1的对应关系。此时，照明系统100不输出照明光束ib。
[0042]
请参照图1c及图3，在第二时间区间t2的颜色时间区间ct内，控制器160控制第一激发光源110发出第一激发光束eb1，并关闭第二激发光源120及补充光源130。此时，波长转换元件140因转动而使第一波长转换区wcr1进入第一激发光束eb1的传递路径上。第一激发光束eb1依序穿透分光元件150、透镜c1～c3、并传递至波长转换元件140的第一波长转换区wcr1。第一激发光束eb1激发第一波长转换区wcr1内的第一波长转换材料144以形成转换光束cb1，转换光束cb1的颜色例如是绿色。转换光束cb1再依序穿透透镜c3～c1并传递至分光元件150、被分光元件150所反射、再依序穿透透镜c4、c5并传递至反射器m、被反射器m所反射，以出射于照明系统100。此时，照明系统100所输出的照明光束ib包括转换光束cb1。
[0043]
请参照图1d、图2a及图3，在第二时间区间t2的闲置时间区间it”(亦可称为后闲置时间区间)内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120及补充光源130。在后闲置时间区间it”的终止时刻，波长转换元件140因转动而使第一波长转换区wcr1与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b2(如图2a、图3所示)进入第一激发光源110的照射范围，即上述的闲置时间区间it”与交界b2的对应关系。此时，照明系统100不输出照明光束ib。
[0044]
请参照图1e及图3，在第一时间区间t1内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120，并控制补充光源130发出补充光束sb。此时，波长转换元件140因转动而使非波长转换区nwcr进入第一激发光源110的照射范围。补充光束sb依序穿透分光元件150、透镜c4、c5并传递至反射镜m，接着被反射镜m反射，以出射于照明系统100。照明系统100在第三时间区间t3内所输出的照明光束ib包括补充光束sb。
[0045]
请参照图1f、图2a及图3，在第二时间区间t2的前闲置时间区间it’内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120，但开启补充光源130。在前闲置时间区间it’的起始时刻，波长转换元件140因转动而使第二波长转换区wcr2与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b3进入第一激发光源110的照射范围。此时，照明系统100输出的照明光束ib包括补充光束sb。
[0046]
请参照图1g及图3，在第二时间区间t2的颜色时间区间ct内，控制器160关闭第二激发光源120，并控制第一激发光源110及补充光源130分别发出第一激发光束eb1及补充光束sb。此时，波长转换元件140因转动而使第二波长转换区wcr2进入第一激发光束eb1的传递路径。第一激发光束eb1激发第二波长转换区wcr2内的第二波长转换材料146以形成转换光束cb2。第一激发光束eb1、转换光束cb2及补充光束sb的光路可参照上述说明，于此不再赘述。照明系统100在颜色时间区间ct1内所输出的照明光束ib包括转换光束cb2及补充光束sb。
[0047]
请参照图1h、图2a及图3，在第二时间区间t2的后闲置时间区间it”内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120，但开启补充光源130。在后闲置时间区间it”的终止时刻，波长转换元件140因转动而使第二波长转换区wcr2与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b4(如图2a、图3所示)进入第一激发光源110的照射范围。此时，照明系统100输出的照明光束ib包括补充光束sb。
[0048]
至此，投影装置200在一帧f的时间区间内的光学效果大致说明完毕。
[0049]
承上述，在第二时间区间t2的两个闲置时间区间it’、it”中，控制器160关闭第一激发光源110，以使第一激发光源110开启的时间(颜色时间区间ct)小于第二时间区间t2(即非波长转换区nwcr进入第一激发光源110照射范围的时间区间)，借由此方式可避免第一激发光束eb1照射到波长转换区wcr与非波长转换区nwcr交界导致的混色问题，如此可使投影装置200输出的光色更纯。然而，于其他的实施例中，因应其他的元件配置设定，闲置时间区间it’、it”亦可能为0，本发明并不局限于此。
[0050]
应注意的是，在本实施例中，因第一、第二波长转换材料144、146分别包括能发出不同色光的荧光胶层(例如是绿光、黄光)，因此在不同的颜色时间区间ct1、ct2所形成的转换光束cb1、cb2的光束颜色彼此不同。换言之，在第一波长转换区wcr1与在第二波长转换区wcr2所分别形成的转换光束cb1、cb2的颜色彼此不同。
[0051]
请再参照图1a、图1c、图1e至图1h，当照明光束ib输出于照明系统100后，传递至匀光元件210，而被匀光元件210均匀化，并再借由光学棱镜组oa导引至光阀220。请对照图3，光阀220会在不同的时间区间内，将不同颜色的照明光束ib转换成不同颜色的影像光束imb。影像光束imb再穿透光学棱镜组oa而传递至投影镜头230。投影镜头230再将影像光束imb传递至投影媒介上，以使使用者观看到投影画面。
[0052]
承上述，在本实施例的照明系统100与投影装置200中，在第一时间区间t1内，波长转换元件140的非波长转换区nwcr进入第一激发光源150的预照射区域，此时控制器160关闭第一激发光源150，而在第二时间区间t2内，波长转换元件140的波长转换区wcr进入第一激发光源150的照射区域，此时控制器160控制第一激发光源150发出第一激发光束eb1以传递至波长转换元件140。也就是说，控制器160在波长转换区wcr进入第一激发光源150的照射区域时控制第一激发光源150发光，而在非波长转换区nwcr进入第一激发光源150的照射区域时则使其停止发光。简言之，即在一帧f的时间内第一激发光源150是针对波长转换区wcr而开启，此方式可降低第一激发光束eb1照射在波长转换元件140实体材料(反射转盘142)上的时间，因此其所产生的热也随着降低，避免热影响到波长转换元件140的可靠度，同时也节省第一激发光源150的能量。因此，照明系统100与投影装置200可具有良好的可靠度及光学效率。
[0053]
再者，由于在波长转换元件140的非波长转换区nwcr未被第一、第二波长转换材料144、146所覆盖，非波长转换区nwcr内的实体材料(反射转盘142)是直接接触于空气，有利于加速散热。
[0054]
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的部分内容，省略了相同技术内容的说明，关于相同的元件名称可以参考前述实施例的部分内容，下述实施例不再重复赘述。
[0055]
图4至图8为本发明不同实施例的波长转换元件的俯视示意图。
[0056]
请参照图4，图4的波长转换元件140a大致上类似于图1a至图1h、图2a至图2b的波长转换元件140，其主要差异在于：在波长转换元件140a中，波长转换材料被激发而发出的光束颜色是一样的。换言之，在图4的实施例中，在图中所示的这些波长转换区(例如第一波长转换区wcr1及第二波长转换区wcr2)所分别形成的转换光束(图4中未绘示)的颜色彼此相同。详细来说，波长转换元件140a包括波长转换材料144a，其例如是包括绿色荧光粉的荧
光胶层，但本发明并不局限于此。
[0057]
请参照图5，图5的波长转换元件140b大致上类似于图1的波长转换元件140，其主要差异在于：波长转换元件140b的态样稍有不同。详细来说，波长转换元件140b例如是穿透式荧光色轮，反射转盘142b包括多个扇形部sp(以两个为例)且两相邻扇形部sp间具有缺口nt。并且波长转换元件140b还包括多个透光实体材料148，其中透光实体材料148例如为玻璃。这些透光实体材料148分别嵌设于这些缺口nt。透光实体材料148所在的区域界定出非波长转换区nwcrb。第一、第二波长转换材料144b、146b分别设置于这些扇形部sp上，以界定出波长转换区wcr。
[0058]
请参照图6，图6的波长转换元件140c大致上类似于图5的波长转换元件140b，其主要差异在于：波长转换元件140c不具有透光实体材料148。详细来说，波长转换元件140c的转盘142c包括多个扇形部sp(以两个为例)且两相邻扇形部sp间具有镂空区hr，而各镂空区hr所在的区域界定出非波长转换区nwcrc。于其他的实施例中，亦可以在镂空区hr设置透光实体材料，本发明并不局限于此。第一、第二波长转换材料144c、146c分别设置于这些扇形部sp上，以界定出波长转换区wcr。
[0059]
请参照图7，图7的波长转换元件140d大致上类似于图6的波长转换元件140c，其主要差异在于：波长转换元件140d的波长转换区wcrd、非波长转换区nwcrd的数量较多，其例如是分别为四个，且波长转换元件140d的波长转换材料144d为包括掺杂有绿色荧光粉的荧光胶层，换言之，波长转换元件140d的转盘142d包括四个扇形部sp，且同一种波长转换材料144d设置于这些扇形部sp上。但于其他实施例中，波长转换元件亦可掺杂有不同颜色荧光粉的荧光胶层，本发明并不局限于此。
[0060]
请参照图8，图8的波长转换元件140e大致上类似于图6的波长转换元件140c，其主要差异在于：波长转换元件140e的转盘142e还包括主体部1421与由主体部1421往外延伸(凸出)且在圆周方向上彼此分离的多个延伸部1422。主体部1421例如是圆盘状且其用以保持整个波长转换元件140e的平衡。在径向方向rd上，主体部1421的半径r及延伸部1422的外缘至轴心c的半径r还可满足以下的条件：r》r》0.5r，借由此条件可使波长转换元件140e具有较佳的结构强度。波长转换材料144e设置于这些延伸部1422上，以分别定义出多个波长转换区wcr，而两相邻的延伸部1422之间的镂空区hr则定义为非波长转换区nwcre，即各非波长转换区nwcre位于两相邻的延伸部1422之间。于其他的实施例中，亦可以在镂空区hr设置透光实体材料，本发明并不局限于此。
[0061]
承上述，上述实施例的波长转换元件140c～140e引入了镂空区hr的设计，反射转盘142c～142e因镂空区hr的设计会增加暴露于外界的侧壁表面积，而有利于散热。此外，借由镂空区hr的设计，波长转换元件140c～140e整体外观设计类似于风扇，若将波长转换元件140a更改成上述波长转换元件140c～140e时，其在转动时间内所产生的风流亦可用于冷却投影装置200内部的其他元件(例如是光源)，可更进一步提升投影装置200内的散热效率。
[0062]
图9a至图9d分别是本发明的另一实施例的投影装置在不同时间区间内的光路示意图。图10为图9a至图9d的投影装置内不同元件的时序关系图。
[0063]
请参照图6、图9a至图9d及图10，图9a至图9d的投影装置200f及照明系统100f大致上类似于图1a至图1d的投影装置200及照明系统100，其主要差异在于：照明系统100f所采
用的波长转换元件140c的态样例如是具有镂空区hr设计的转盘142c，于此处以图6的波长转换元件140c为例。并且，照明系统100f还包括吸光件170，其例如是涂满黑色颜料的金属块，但不局限于此。吸光件170位于穿透各非波长转换区nwcrc的第一激发光束eb1的传递路径上。此外，控制器160控制第一激发光源110的方式亦稍有不同，其主要差异在于：在一帧f的时间区间内，控制器160控制第一激发光源110持续发出第一激发光束eb1。
[0064]
于以下的段落中会详细说明投影装置200f在不同时间区间内的光学效果。
[0065]
请先参照图9a及图10，在第一时间区间t1内，控制器160控制第一、第二激发光源110、120分别发出第一、第二激发光束eb1、eb2，且关闭补充光源130。此时，波长转换元件140c因转动而使非波长转换区nwcrc进入第一激发光束eb1的传递路径。当第一激发光束eb1发出后，其依序穿透分光元件150、透镜c1～c3、非波长转换区nwcrc而传递至吸光件170，而被吸光件170吸收。第二激发光束eb2的光路亦类似于图1a相关段落的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100在第一时间区间t1内所输出的照明光束ib包括第二激发光束eb2。应注意的是，在图9a中，由于第一时间区间t1内的剖面呈现的是使用镂空区hr的设计的非波长转换区nwcrc，因此图9a中的波长转换元件140c绘示成部分空白的型态。
[0066]
请参照图9b及图10，在第二时间区间t2内，控制器160控制第一激发光源110发光，而关闭第二激发光源120及补充光源130。此时，波长转换元件140c因转动而使第一波长转换区wcr1进入第一激发光束eb1的传递路径上，以在第一波长转换区wcr1形成转换光束cb1。第一激发光束eb1与转换光束cb1的光路类似于图1c的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100f所输出的照明光束ib包括转换光束cb1。
[0067]
请参照图9c及图10，在第一时间区间t1内，控制器160控制第一激发光源110、补充光源130分别发出第一激发光束eb1、补充光束sb，并关闭第二激发光源120。此时，波长转换元件140c因转动而使非波长转换区nwcrc进入第一激发光束eb1的传递路径。第一激发光束eb1的光路类似于图9a的说明，补充光束sb的光路类似于图1e的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100f输出的照明光束ib包括补充光束sb。
[0068]
请参照图9d及图10，在第二时间区间t2内，控制器160控制第一激发光源110、补充光源130分别发出第一激发光束eb1、补充光束sb，并关闭第二激发光源120。此时，波长转换元件140c因转动而使第二波长转换区wcr2进入第一激发光束eb1的传递路径，以在第二波长转换区wcr2形成转换光束cb2。第一激发光束eb1、转换光束cb2及补充光束sb的光路类似于图1g的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100f所输出的照明光束ib包括转换光束cb2及补充光束sb。
[0069]
请再参照图9a至图9d，照明光束ib、影像光束imb的光路大致上类似于投影装置200的光路描述，于此不再赘述。
[0070]
承上述，在本实施例的照明系统100f与投影装置200f中，由于在第一时间区间t1中第一激发光束eb1是穿过镂空区hr，并未照射至波长转换元件140c上，此方式可避免第一激发光束eb1照射在波长转换元件140c实体材料(反射转盘142c)上，避免热影响到波长转换元件140c的可靠度。因此，照明系统100f与投影装置200f可具有良好的可靠度及光学效率。
[0071]
此外，由于第一激发光源110为全时序开启的状态，当非波长转换区hwcrc(镂空区hr)进入第一激发光束eb1的传递路径上时，第一激发光束eb1会穿过镂空区hr。本实施例的
照明系统100f可借由吸光件170的设置以吸收穿透镂空区hr的第一激发光束eb1，避免其照射到波长转换区wcr与非波长转换区nwcr之间的交界产生的混色问题。
[0072]
图11a至图11j为本发明另一实施例的投影装置的光路示意图。图12为本发明另一实施例的波长转换元件的俯视示意图。图13为图11a至图11j的投影装置内不同元件的时序关系图。
[0073]
请参照图11a至图11j及图12，图11a至图11j的投影装置200g及照明系统100g大致上类似于图1a至图1d的投影装置200及照明系统100，其主要差异在于：照明系统100g所采用的波长转换元件140g的态样稍有不同。详细来说，在波长转换元件140g中，这些波长转换区wcr(例如是分别被称为第一、第二波长转换区wcr1g、wcr2)中的至少其中之一wcr1g设有彼此相连的第一子波长转换区swcr1及第二子波长转换区swcr2，其中第一、第二子波长转换区swcr1、swcr2分别由能发出不同颜色的波长转换材料1441、1442所界定，其中第一子波长转换区swcr1分别与非波长转换区nwcr、第二子波长转换区swcr2的交界标示为b1、b’，第二子波长转换区swcr2与非波长转换区nwcr的交界标示为b2，第二波长转换区wcr2分别与两个非波长转换区nwcr的交界标示为b3、b4。
[0074]
于以下的段落中会大略地说明投影装置200g在一帧f内的光学效果。
[0075]
请先参照图11a、图12及图13，在第一时间区间t1内，投影装置200g内的各元件的作动方式大致类似于图1a的说明，于此不再赘述。
[0076]
在第二时间区间t2g内，依据各元件不同的作动方式，第二时间区间t2g还包括第一、第二颜色时间区间ct1、ct2、第一闲置时间区间it1及两个第二闲置时间区间it2’、it2”，其中第一闲置时间区间it1处于第一、第二颜色时间区间ct1、ct2之间，两个第二闲置时间区间it2’、it2”分别处于第一颜色时间区间ct1之前与第二颜色时间区间ct2之后。以下会依据不同的时间区间来说明投影装置200g的光学效果。
[0077]
请先参照图11b、图12及图13，在第二闲置时间区间it2’内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120及补充光源130。在第二闲置时间区间it2’的起始时刻，波长转换元件140g因转动而使第一子波长转换区swcr1与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b1(如图12、图13所示)进入第一激发光源110的照射范围，即上述的第二闲置时间区间it2’与交界b1的对应关系。此时，照明系统100不输出照明光束ib。
[0078]
请参照图11c、图12及图13，在第一颜色时间区间ct1内，控制器160控制第一激发光源110发出第一激发光束eb1，并关闭第二激发光源120及补充光源130。此时，波长转换元件140g因转动而使第一子波长转换区swcr1进入第一激发光束eb1的传递路径上，以在第一子波长转换区swcr1形成转换光束cb1。第一激发光束eb1与转换光束cb1的光路类似于图1c的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100g所输出的照明光束ib包括转换光束cb1。
[0079]
请参照图11d、图12及图13，在第一闲置时间区间it1内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120及补充光源130。在第一闲置时间区间it1的某一时刻，波长转换元件140g因转动而使第一、第二子波长转换区swcr1、swcr2之间的交界b’(如图12、图13所示)进入第一激发光源110的照射范围，即上述的第一闲置时间区间it与交界b’的对应关系。此时，照明系统100g不输出照明光束ib。
[0080]
请参照图11e、图12及图13，在第二颜色时间区间ct2内，控制器160控制第一激发光源110发出第一激发光束eb1，并关闭第二激发光源120及补充光源130。此时，波长转换元
件140g因转动而使第二子波长转换区swcr2进入第一激发光束eb1的传递路径上，以在第二子波长转换区swcr1形成转换光束cb3。转换光束cb3依序穿透透镜c3～c1、被分光元件150反射、穿透透镜c4、c5、被反射器m反射，以出射于照明系统100g。第一激发光束eb1的光路类似于图1c的说明，于此不再赘述。此时，照明系统100g所输出的照明光束ib包括转换光束cb3。并且，在第一子波长转换区swcr1及在第二子波长转换区swcr2所分别形成的转换光束cb1、cb3的颜色彼此不同。
[0081]
请参照图11f、图12及图13，在第二闲置时间区间it2”内，控制器160关闭第一、第二激发光源110、120及补充光源130。在第二闲置时间区间it2”的终止时刻，波长转换元件140g因转动而使第二子波长转换区swcr2与其相邻的非波长转换区nwcr之间的交界b2(如图12、图13所示)进入第一激发光源110的照射范围。此时，照明系统100g不输出照明光束ib。
[0082]
至此，投影装置200在第二时间区间t2g内的光学效果大致说明完毕。
[0083]
请参照图11g、图12及图13，在第一时间区间t1内，投影装置200g内的各元件的作动方式大致类似于图1e的说明，于此不再赘述。
[0084]
请参照图11h、图12及图13，在闲置时间区间it’内，投影装置200g内的各元件的作动方式大致类似于图1f的说明，于此不再赘述。
[0085]
请参照图11i、图12及图13，在颜色时间区间ct内，投影装置200g内的各元件的作动方式大致类似于图1g的说明，于此不再赘述。
[0086]
请参照图11j、图12及图13，在闲置时间区间it”内，投影装置200g内的各元件的作动方式大致类似于图1h的说明，于此不再赘述。
[0087]
此外，上述图11a至图11j中的照明光束ib、影像光束imb的光路大致上类似于投影装置200的光路描述，于此不再赘述。
[0088]
承上述，在第二时间区间t2g的第一闲置时间区间it1、两第二闲置时间区间it2’、it2”中，控制器160关闭第一激发光源110，借由此方式可避免第一激发光束eb1照射到波长转换区wcr与非波长转换区nwcr交界导致的混色问题，以使投影装置200g输出的光色更纯。然而，于其他的实施例中，因应其他的元件配置设定，第一闲置时间区间it1及两第二闲置时间区间it2’、it2”亦可能为0，本发明并不局限于此。
[0089]
应注意的是，在上述的实施例中，控制器160是在某些特定的时序下控制第二激发光源120、补充光源130发光，而在其他时序下不发光。但在其他实施例中，亦可依据不同的颜色需求对应使控制器160控制第二激发光源120、补充光源130在适当的时序下发出光束，举例来说，控制器160可控制补充光源130在第一时间区间t1发光，换言之，所属技术领域中的技术人员可依据颜色需求在第一、第二时间区间t1、t2内，使控制器160控制第二激发光源120与补充光源130以选择性地发出第二激发光束eb2与补充光束sb，以使第二激发光束eb2或补充光束sb选择性地作为照明光束ib的至少一部分，本发明并不局限于此。
[0090]
综上所述，在本发明实施例的照明系统与投影装置中，第一激发光束是直接穿透镂空区或受控不照射实体材料，这些方式可避免第一激发光束照射在实体材料上所产生的热影响波长转换元件的可靠度。因此，照明系统与投影装置可具有良好的可靠度及光学效率。
[0091]
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范
围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
[0092]
附图标记说明：
[0093]
200、200f、200g：投影装置
[0094]
210：匀光元件
[0095]
220：光阀
[0096]
230：投影镜头
[0097]
100、100f、100g：照明系统
[0098]
110：第一激发光源
[0099]
120：第二激发光源
[0100]
130：补充光源
[0101]
140、140a～140c、140g：波长转换元件
[0102]
142、142b～142e：转盘
[0103]
1421：主体部
[0104]
1422：延伸部
[0105]
144、144b、144c：第一波长转换材料
[0106]
144a、144d、144e、1441、1442：波长转换材料
[0107]
146、146b、146c：第二波长转换材料
[0108]
148：透光实体材料
[0109]
150：分光元件
[0110]
160：控制器
[0111]
170：吸光件
[0112]
a-a’：剖线
[0113]
b’、b1～b4：交界
[0114]
c：轴心
[0115]
c1～c5：透镜
[0116]
cb1、cb2：转换光束
[0117]
cd：圆周方向
[0118]
ct：颜色时间区间
[0119]
ct1：第一颜色时间区间
[0120]
ct2：第二颜色时间区间
[0121]
d：驱动元件
[0122]
eb1：第一激发光束
[0123]
eb2：第二激发光束
[0124]
hr：镂空区
[0125]
f：帧
[0126]
ib：照明光束
[0127]
imb：影像光束
[0128]
it’、it”：闲置时间区间it1：第一闲置时间区间
[0129]
it2’、it2”：第二闲置时间区间
[0130]
m：反射镜
[0131]
nt：缺口
[0132]
r、r：半径
[0133]
rd：径向方向
[0134]
sb：补充光束
[0135]
swcr1：第一子波长转换区
[0136]
swcr2：第二子波长转换区
[0137]
t1：第一时间区间
[0138]
t2、t2g：第二时间区间
[0139]
wcr：波长转换区
[0140]
wcr1、wcr1g：第一波长转换区
[0141]
wcr2：第二波长转换区
[0142]
nwcr、nwcrb、nwcrc、nwcre：非波长转换区
[0143]
oa：光学棱镜组。