照明系统及投影装置的制作方法

[0001]
发明涉及一种显示设备，且特别涉及一种照明系统及包含所述照明系统的投影装置。


背景技术：

[0002]
随着投影技术的发展，信息呈现方式亦多元化发展。投影装置可包括照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统可采用激发光源搭配荧光轮(phosphor wheel)来产生所需的色光，并借由设置滤光轮(filter wheel)来提升色纯度。一方面，由于荧光轮上需嵌入蓝光反射镜，荧光轮在转动时容易产生偏摆，导致被反射的激发光束的光路不稳定，进而影响投影装置的光使用效率。此外，从滤光轮出射的激发光束进入匀光元件(例如积分柱)的角度范围较小，造成其整体的出光均匀度较差。
[0003]“背景技术”段落只是用来说明了解本

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本领域技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表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本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
[0004]
本发明提供一种光束传递路径的稳定性较佳的照明系统，能产生更为均匀的照明光束。
[0005]
本发明提供一种投影装置，其光使用效率较佳。
[0006]
为达上述的一或部分或全部目的或其他目的，本发明的实施例提出一种照明系统。照明系统包括激发光源模块、分合光模块、滤光模块以及波长转换模块。激发光源模块用于提供至少一激发光束。分合光模块设置在来自激发光源模块的至少一激发光束的传递路径上。来自分合光模块的至少一激发光束包括第一激发光束与第二激发光束，且第一激发光束与第二激发光束的偏振态或波长范围不同。滤光模块设置在来自分合光模块的至少一激发光束的传递路径上。滤光模块具有让至少一激发光束通过的光通过区以及将至少一激发光束反射的至少一滤光区。波长转换模块设置在被至少一滤光区反射的至少一激发光束的传递路径上。波长转换模块用于将被至少一滤光区反射的至少一激发光束转换成转换光束并将转换光束反射，使转换光束朝至少一滤光区传递。通过光通过区的至少一激发光束以及通过至少一滤光区的转换光束形成照明光束。
[0007]
为达上述的一或部分或全部目的或其他目的，本发明的实施例提出一种投影装置。投影装置包括照明系统、光阀以及投影镜头。照明系统包括激发光源模块、分合光模块、滤光模块以及波长转换模块。激发光源模块用于提供至少一激发光束。分合光模块设置在来自激发光源模块的至少一激发光束的传递路径上。来自分合光模块的至少一激发光束包括第一激发光束与第二激发光束。第一激发光束与第二激发光束的偏振态或波长范围不同。滤光模块设置在来自分合光模块的至少一激发光束的传递路径上。滤光模块具有让至
少一激发光束通过的光通过区以及将至少一激发光束反射的至少一滤光区。波长转换模块设置在被至少一滤光区反射的至少一激发光束的传递路径上。波长转换模块用于将被至少一滤光区反射的至少一激发光束转换成转换光束并将转换光束反射，使转换光束朝至少一滤光区传递。通过光通过区的至少一激发光束以及通过至少一滤光区的转换光束形成照明光束。光阀设置在来自照明系统的照明光束的传递路径上，且用于将照明光束转换成影像光束。投影镜头设置在来自光阀的影像光束的传递路径上。
[0008]
基于上述，在本发明的实施例的照明系统及投影装置中，来自激发光源模块的至少一激发光束在通过分合光模块后形成具有不同偏振态或波长范围的两激发光束。这两激发光束在通过滤光模块的光通过区后形成一部分的照明光束，且此部分的照明光束具有较佳的均匀度。另一方面，由于这两道激发光束无需传递至波长转换模块，其光束传递路径的稳定性较佳，有助于提升投影装置的光使用效率。
[0009]
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详细说明如下。
附图说明
[0010]
图1是本发明的一实施例的投影装置的示意图。
[0011]
图2及图3是图1的照明系统在不同时序下的光路示意图。
[0012]
图4是图1的滤光模块的示意图。
[0013]
图5a是图1的波长转换模块的侧视示意图。
[0014]
图5b是图1的波长转换模块的正视示意图。
[0015]
图6是本发明的另一实施例的波长转换模块的示意图。
[0016]
图7是本发明的另一实施例的滤光模块、波长转换模块以及光阀在同步运行时的时序图。
[0017]
图8及图9分别是本发明的又一实施例的照明系统在不同时序下的光路示意图。
[0018]
图10及图11分别是本发明的再一实施例的照明系统在不同时序下的光路示意图。
[0019]
图12是图10的偏振分光元件的不同波长光束的透射率的曲线图。
具体实施方式
[0020]
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合附图的优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到方向用语，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。
[0021]
图1是本发明的一实施例的投影装置的示意图。图2及图3是图1的照明系统在不同时序下的光路示意图。图4是图1的滤光模块的示意图。图5a及图5b分别是图1的波长转换模块的侧视示意图与正视示意图。图6是本发明的另一实施例的波长转换模块的示意图。图7是本发明的另一实施例的滤光模块、波长转换模块以及光阀在同步运行时的时序图。
[0022]
请参照图1、图2及图3，投影装置10包括照明系统100、光阀200以及投影镜头300。照明系统100用于提供照明光束ib，其中照明光束ib是由图2的激发光束eb1、eb2与图3的转换光束cb依时序所组成。光阀200设置在来自照明系统100的照明光束ib的传递路径上，且用于将照明光束ib转换成影像光束imb。投影镜头300设置在来自光阀200的影像光束imb的
传递路径上，以将影像光束imb投射至屏幕、墙壁或是其他可用于成像的对象上。
[0023]
在一些实施例中，光阀200可以是数字微镜元件(digital micro-mirror device，dmd)、硅基液晶(liquid-crystal-on-silicon，lcos)面板或透射式液晶面板(transmissive liquid crystal panel)，但本发明不以此为限。
[0024]
在一些实施例中，投影镜头300例如可包括屈光度相同或不同的一个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、平凹透镜及其各种组合。另一方面，投影镜头300也可以包括平面光学镜片。本发明对投影镜头300的型态及其种类并不加以限制。
[0025]
在一些实施例中，照明系统100包括激发光源模块110、分合光模块120、滤光模块130以及波长转换模块140。激发光源模块110用于提供至少一激发光束。在本实施例中，激发光源模块110可包括第一激发光源111与第二激发光源112，且第一激发光源111的发光波长不同于第二激发光源112的发光波长。举例来说，第一激发光源111用于提供第一激发光束eb1，第二激发光源112用于提供第二激发光束eb2，且第一激发光束eb1与第二激发光束eb2的波长范围不同，但本发明不以此为限。在本实施例中，第一激发光源111与第二激发光源112例如是激光二极管(laser diode)、发光二极管(light emitting diode)、或上述的组合，本发明不以此为限。
[0026]
在一些实施例中，分合光模块120设置在来自激发光源模块110的至少一激发光束的传递路径上。在本实施例中，分合光模块120包括第一光学膜121、第二光学膜122与基板123。第一光学膜121与第二光学膜122并列设置于基板123上。此处的基板123例如是玻璃基板、石英基板、或其他适合的透光基板。举例而言，第一光学膜121可设置在来自第一激发光源111发射的第一激发光束eb1的传递路径上。举例而言，第二光学膜122可设置在来自第二激发光源112发射的第二激发光束eb2的传递路径上。
[0027]
进一步而言，第一光学膜121可容许第一激发光束eb1通过，且反射第二激发光束eb2。第二光学膜122容许第二激发光束eb2通过，且反射第一激发光束eb1。举例来说，第一激发光源111例如可包含蓝光激光二极管，且其发出的光束的主波长例如为465纳米。第二激发光源112例如可包含蓝光激光二极管，且其发出的光束的主波长例如为455纳米。在上述实施例中，第一光学膜121可容许主波长为465纳米的第一激发光束eb1通过，并且反射主波长为455纳米的第二激发光束eb2。第二光学膜122可容许主波长为455纳米的第二激发光束eb2通过，并且反射主波长为465纳米的第一激发光束eb1。
[0028]
请同时参照图4，滤光模块130设置在来自分合光模块120的至少一激发光束(例如，第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)的传递路径上，且具有让激发光束通过的光通过区t以及反射激发光束的至少一滤光区f。值得一提的是，滤光模块130的光通过区t可设置扩散片或形成扩散结构，以有效改善激光光斑(laser speckle)的问题。在本实施例中，滤光模块130可包含三个滤光区f，分别为第一滤光区f1、第二滤光区f2与第三滤光区f3，但不以此为限。详细而言，如图4所示，第一滤光区f1、第二滤光区f2与第三滤光区f3可各自设置滤光片，其分别容许特定颜色(或波长)的光束通过且反射或吸收其余颜色(或波长)的光束。举例来说，光通过区t、第一滤光区f1、第二滤光区f2与第三滤光区f3可分别容许蓝色光束、红色光束、绿色光束与黄色光束通过。然而，本发明并不以附图揭示内容为限制，在其他实施例中，滤光模块的滤光区f的数量、各滤光区f的颜色以及多个滤光区f的排列方式可根
据实际的设计需求而调整。
[0029]
在本实施例中，滤光模块130例如是滤光轮(filter wheel)与旋转机构(未绘示)的组合。旋转机构(例如，马达)配置成用以带动滤光轮绕转轴ra旋转，使得滤光模块130的多个区域可依序进入来自分合光模块120的激发光束的传递路径上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，滤光模块的多个区域进入激发光束的传递路径的方式也可根据实际的设计需求而调整，例如滤光模块的多个区域可在单一方向上平移，从而依序进入激发光束的传递路径。
[0030]
在一些实施例中，当滤光模块130的光通过区t进入激发光束(例如，第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)的传递路径上时，激发光束可通过滤光模块130(如图2所示)。当滤光模块130的滤光区f进入来自分合光模块120的激发光束的传递路径上时，激发光束会被滤光模块130的滤光区f反射(如图3所示)。进一步而言，来自第一光学膜121的第一激发光束eb1被滤光模块130的滤光区f反射后，会传递至分合光模块120的第二光学膜122，且第一激发光束eb1被第二光学膜122反射。来自第二光学膜122的第二激发光束eb2被滤光模块130的滤光区f反射后，会传递至分合光模块120的第一光学膜121，且第二激发光束eb2被第一光学膜121反射。
[0031]
在一些实施例中，波长转换模块140设置在被滤光模块130反射的至少一激发光束(例如，第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)的传递路径上，且用于将被滤光模块130反射的至少一激发光束转换成转换光束cb并反射所述转换光束cb，使得所述转换光束cb朝向滤光模块130的滤光区f传递。如图5a及图5b所示，波长转换模块140可包括载板141以及波长转换层142。在本实施例中，载板141可反射光束，使得转换光束cb可被反射回分合光模块120。举例来说，载板141可以是金属载板。因此，载板141还有助于散热。或者，载板141可以是透光载板，且在载板141面向分合光模块120的表面141s上形成有反射层。
[0032]
在进一步的实施例中，波长转换层142设置在载板141朝向分合光模块120的表面141s上，且用以吸收短波长的光束(例如激发光束)并激发出长波长的光束(例如转换光束cb)。在本实施例中，波长转换层142可沿着载板141的圆周布置，但不以此为限。波长转换层142的材料可包括荧光材料(phosphor material)、量子点或上述两种材料的组合。特别一提的是，波长转换层142的材料还可选择性地还包括光散射粒子，以提升转换效率。
[0033]
在本实施例中，波长转换模块140例如是荧光轮(phosphor wheel)与旋转机构(未绘示)的组合。旋转机构(例如，马达)，配置成用以带动荧光轮绕转轴ra’旋转，以提升波长转换模块140的散热效果。然而，本发明不限于此，根据其他实施例，波长转换模块也可不旋转。
[0034]
本实施例中，于来自激发光源模块110的激发光束可不传递至波长转换模块140而被传递至分合光模块120，进而传递至滤光模块130。激发光束可经由滤光模块130的光通过区t自滤光模块130输出，因此。据此，在本实施例中，当波长转换模块140绕转轴ra’旋转时，可较不易发生偏摆，有助于提升激发光束与转换光束cb的光束传递路径的稳定性。
[0035]
请参照图3，分合光模块120的第一光学膜121与第二光学膜122亦可反射转换光束cb。举例来说，来自波长转换模块140的一部分转换光束cb被第一光学膜121反射而朝向滤光模块130的滤光区f传递，来自波长转换模块140的另一部分转换光束cb被第二光学膜122反射而朝向滤光模块130的滤光区f传递。也就是说，本实施例的分合光模块120的第一光学
膜121可反射第二激发光束eb2(例如主波长为455纳米的激发光束)，亦可反射来自波长转换模块140的转换光束cb。第二光学膜122可反射第一激发光束eb1(例如主波长为465纳米的激发光束)，亦可反射来自波长转换模块140的转换光束cb。
[0036]
值得一提的是，请参照图2，当滤光模块130的光通过区t进入来自分合光模块120的激发光束(例如，第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)的传递路径上时，激发光束可传递通过滤光模块130的光通过区t输出。如图3所示，当滤光模块130的滤光区f(例如第一滤光区f1、第二滤光区f2或第三滤光区f3)依时序分别进入来自分合光模块120的激发光束的传递路径上时，通过第一光学膜121的第一激发光束eb1经滤光区f反射，进而经第二光学膜122反射而传递至波长转换模块140。类似地，通过第二光学膜122的第二激发光束eb2经滤光区f反射，进而经第一光学膜121反射而传递至波长转换模块140。第一激发光束eb1及第二激发光束eb2入射至波长转换模块140，使得波长转换模块140产生转换光束cb，转换光束cb经分合光模块120的光学膜(第一光学膜121与第二光学膜122)加以反射，朝向滤光模块130的滤光区f传递。更具体地说，照明系统100所发出的照明光束ib(如图1所示)包含图2中所示的通过光通过区t的激发光束，还包含图3中所示的通过多个滤光区f的转换光束cb。
[0037]
详细而言，在本实施例中，波长转换模块140将蓝色的激发光束(例如第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)转换成黄色的转换光束cb，且黄色的转换光束cb再经由滤光模块130的多个滤光区f(如图4所示)的过滤，依序地输出照明所需的多种颜色光束(例如红光、绿光与黄光)。也就是说，如图5a及图5b所示，在本实施例中，波长转换模块140的载板141上可仅设置一种波长转换材料(例如，用以转换出黄光的波长转换材料)，因此，可避免将波长转换层142划分成设有不同波长转换材料的多个波长转换区。在如此的配置(波长转换模块具有单一波长转换层)中，使得波长转换模块140可具有较均匀的质量分布，故较不易发生偏摆，有助于提升激发光束与转换光束cb的光束传递路径的稳定性。进一步讲，滤光模块130与波长转换模块140可不同步旋转。
[0038]
然而，本发明不限于此，在另一实施例中，波长转换模块140a的载板141上也可设置多种不同的波长转换材料，以输出多种颜色的光束。参考图6，举例来说，对应于滤光模块130的多个滤光区f(例如第一滤光区f1、第二滤光区f2或第三滤光区f3)，波长转换模块140a的波长转换层142a可划分成多个波长转换区(如图6所示的第一波长转换区c1、第二波长转换区c2与第三波长转换区c3)，其分别设置有不同的波长转换材料。在其他实施例中，对应于滤光模块130的光通过区t(如图4所示)，波长转换模块140a亦可设置非转换区nc。非转换区nc不会接受到激发光束。
[0039]
如图6及图7所示，在另一实施例中，滤光模块130与波长转换模块140a也可以同步旋转。举例来说，波长转换模块140a的非转换区nc、第一波长转换区c1、第二波长转换区c2以及第三波长转换区c3的位置可分别对应于滤光模块130的光通过区t、第一滤光区f1、第二滤光区f2或第三滤光区f3的位置。进一步讲，光阀可依序将激发光束、或多个转换光束转换成影像光束。
[0040]
请参照图1、图2及图3，在本实施例中，依据不同的需求，照明系统100还可选择性地包括其他元件。举例来说，照明系统100还可包括匀光元件150。匀光元件150设置在从滤光模块130输出的光束的传递路径上，以提升光束的均匀性。在本实施例中，匀光元件150例如是光积分柱(optical integrator rod)，但不以此为限。另外，照明系统100还可包括第
一透镜模块160与第二透镜模块170。第一透镜模块160设置于分合光模块120与滤光模块130之间。第一透镜模块160设置在来自分合光模块120的至少一激发光束(例如第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)的传递路径上，且用于将来自分合光模块120的至少一激发光束聚焦在滤光模块130上或滤光模块130附近(例如与滤光模块130距离5毫米以内(例如，+/-0.5mm)的范围)。
[0041]
举例来说，如图2所示，来自第一光学膜121的第一激发光束eb1与来自第二光学膜122的第二激发光束eb2在通过第一透镜模块160后分别沿着不同方向入射至滤光模块130。更具体地说，第一透镜模块160具有光轴ax，且来自分合光模块120的第一光学膜121的第一激发光束eb1的光路径以及来自分合光模块120的第二光学膜122的第二激发光束eb2的光路径分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧。第一激发光束eb1在通过第一透镜模块160后沿第一方向(即第一激发光束eb1的光路延伸方向)入射滤光模块130，第二激发光束eb2在通过第一透镜模块160后沿第二方向(即第二激发光束eb2的光路延伸方向)入射滤光模块130。在本实施例中，第一方向与光轴ax之间的夹角θ1大致上等于第二方向与光轴ax之间的夹角θ2，夹角θ1与夹角θ2皆为锐角，但本发明不以此为限。
[0042]
由于来自分合光模块120的第一激发光束eb1与第二激发光束eb2分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧，且分别沿着不同的方向入射滤光模块130，因此激发光束在通过滤光模块130的光通过区t后，以预设的角度范围入射匀光元件150，有助于提升激发光束从匀光元件150出射后的整体均匀度。此外，由于通过滤光模块130的光通过区t的激发光束(如图2的第一激发光束eb1与第二激发光束eb2)并未经过波长转换模块140，因此，本实施例的波长转换模块140(例如载板141上)可不设置反射元件。据此，可避免波长转换模块140在绕转轴ra’旋转时产生偏摆，所述偏摆可能造成光束入射匀光元件150时的光损耗。所谓的偏摆是波长转换模块140旋转时由于重量的分布不平均而导致波长转换模块140以转轴ra’为中心，波长转换模块140的边缘处上下摆荡。波长转换模块140的偏摆造成激发光束照射于波长转换模块140的光斑面积产生大小的变化，导致部分激发光束无法入射于匀光元件150而产生光束的损失。
[0043]
换句话说，借由上述来自分合光模块120的第一激发光束eb1与第二激发光束eb2的配置，可有效提升激发光束与转换光束cb的光束传递路径的稳定性以及投影装置10的光束使用效率。
[0044]
另一方面，第二透镜模块170设置在分合光模块120与波长转换模块140之间。第二透镜模块170设置在被分合光模块120的光学膜反射的激发光束的传递路径上，且用于将激发光束聚焦在波长转换模块140上。在本实施例中，第二透镜模块170可包括透镜171与透镜172。在进一步的实施例中，透镜171与透镜172亦可设置在转换光束cb的传递路径上，用以会聚来自波长转换模块140的转换光束cb。需说明的是，本发明并不以附图揭示内容为限制，在其他实施例中，照明系统的第一透镜模块与第二透镜模块数量以及透镜数量可根据实际的设计需求而调整。
[0045]
以下将列举另一些实施例以详细说明本发明，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。
[0046]
图8及图9分别是本发明的又一实施例的照明系统在不同时序下的光路示意图。请参照图8及图9，本实施例的照明系统100a与图2及图3的照明系统100的主要差异在于分合
光模块或激发光源模块的组成或配置不同。
[0047]
在本实施例中，激发光源模块110a包含第一激发光源111a及第二激发光源112a，且第一激发光源111a发射的第一激发光束eb1a与第二激发光源112a发射的第二激发光束eb2a的发光波长可相同(例如主波长为455纳米)，但是来自第一激发光源111a的第一激发光束eb1a与来自第二激发光源112a的第二激发光束eb2a在通过分合光模块120a后具有不同的偏振态。进一步讲，第一激发光束eb1a与第二激发光束eb2a在通过分合光模块120a之前具有相同的偏振态(例如第一偏振态p)，且在通过分合光模块120a后具有不同的偏振态，例如分别具有第一偏振态p及第二偏振态s。需说明的是，在本实施例中，光束具有第一偏振态p是指所述光束中具有第一偏振态p的光束与其他偏振态(例如，第二偏振态s)的光束的强度比例大于500：1，但不以此为限。
[0048]
详细而言，分合光模块120a包括基板123以及设置于基板123上的第一光学膜121a与二分之一波片(亦称，半波片)180。第一光学膜121a设置在来自激发光源模块110a的第一激发光束eb1a与第二激发光束eb2a的传递路径上。二分之一波片180设置在来自第一激发光源111a的第一激发光束eb1a的传递路径上。二分之一波片180设置在第二激发光束eb2a的传递路径之外。值得注意的是，二分之一波片180可位于第一光学膜121a背离激发光源模块110a的一侧，且用于将具有第一偏振态p的激发光束(例如第一激发光束eb1a)转换为具有第二偏振态s的激发光束。第一光学膜121a设置于基板123与二分之一波片180之间。
[0049]
在本实施例中，来自第一光学膜121a及二分之一波片180的第一激发光束eb1a与来自第一光学膜121a的第二激发光束eb2a通过第一透镜模块160后，可分别沿着不同方向入射至滤光模块130。更具体地说，第一透镜模块160具有光轴ax，且通过分合光模块120a之后，第一激发光束eb1a与第二激发光束eb2a的光路径分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧。举例而言，第一激发光束eb1a在通过第一透镜模块160后可沿第一方向(即第一激发光束eb1a的光路延伸方向)入射滤光模块130，第二激发光束eb2a在通过第一透镜模块160后可沿第二方向(即第二激发光束eb2a的光路延伸方向)入射滤光模块130。由于来自分合光模块120a的第一激发光束eb1a与第二激发光束eb2a分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧，且分别沿着不同的方向入射滤光模块130，因此激发光束在通过滤光模块130的光通过区t后，以预设的角度范围入射匀光元件150，有助于提升激发光束从匀光元件150出射后的整体均匀度。
[0050]
在本实施例中，如图9所示，第一光学膜121a容许具有第一偏振态p的激发光束通过，且反射具有第二偏振态s的激发光束。举例来说，来自第一激发光源111a且具有第一偏振态p的第一激发光束eb1a可通过第一光学膜121a，但是在通过二分之一波片180后，第一激发光束eb1a的偏振态改变，例如转变为第二偏振态s，进而传递至滤光模块130。进一步讲，具有第二偏振态s的第一激发光束eb1a可被滤光模块130的至少一滤光区反射，然后经第一光学膜121a的反射而朝向波长转换模块140传递。在本实施例中，来自第二激发光源112a且具有第一偏振态p的第二激发光束eb2a可通过第一光学膜121a，然后传递至滤光模块130。具有第一偏振态p的第二激发光束eb2a可被滤光模块130的至少一滤光区反射，然后通过二分之一波片180后，第二激发光束eb2a的偏振态改变，例如转换成第二偏振态s。然后，具有第二偏振态s的第二激发光束eb2a可经由第一光学膜121a反射而朝向波长转换模块140传递。
[0051]
进一步而言，第一光学膜121a可反射转换光束cb，例如来自波长转换模块140的转换光束cb经由第一光学膜121a的反射而朝向滤光模块130传递。值得一提的是，透过分合光模块120a的上述配置以及具有偏振特性的激发光源，可简化激发光源的种类或数量。在一未示出的实施例中，激发光源模块可仅设置一组激发光源，且来自此激发光源的激发光束经由分合光模块后，形成偏振态不同的第一激发光束与第二激发光束。据此，可增加照明系统100a的设计弹性。
[0052]
图10及图11分别是本发明的再一实施例的照明系统在不同时序下的光路示意图。图12是图10的偏振分光元件的不同波长光束的透射率的曲线图。请参照图10及图11，本实施例的照明系统100b与图2及图3的照明系统100的主要差异在于激发光源模块与分合光模块的组成及配置不同。
[0053]
在本实施例中，激发光源模块110b可提供偏振比约1：1的光束，进一步讲，在激发光源模块110b(例如，半导体激光)提供激光光束中，具有第一偏振态p的光束与具有第二偏振态s的光束的强度比约为1:1，但不以此为限。
[0054]
在本实施例中，分合光模块120b包括偏振分光元件125与波长分光元件126。偏振分光元件125设置在来自激发光源模块110b的激发光束eb的传递路径上，且来激发光束eb的一部分(例如，偏振态为s的光束)经由偏振分光元件125反射而形成第一激发光束eb1b。激发光束eb的另一部分(例如，偏振态为p的光束)可通过偏振分光元件125，以形成第二激发光束eb2b。值得注意的是，经偏振分光元件125反射的第一激发光束eb1b的偏振态(例如第二偏振态s)不同于通过偏振分光元件125的第二激发光束eb2b的偏振态(例如第一偏振态p)。
[0055]
在本实施例中，偏振分光元件125对于第一偏振态p的激发光束的透射率不同于第二偏振态s的激发光束。举例来说，激发光源模块110b可以是主波长为450纳米的蓝光激光，且偏振分光元件125容许第一偏振态p的一部分激发光束eb通过并反射第二偏振态s的另一部分激发光束eb(如图12所示)。波长分光元件126设置在来自偏振分光元件125的第二激发光束eb2b的传递路径上。在本实施例中，波长分光元件126容许来自波长转换模块140b的转换光束cb通过，且反射来自偏振分光元件125的第二激发光束eb2b以及反射被滤光模块130b的滤光区反射的第一激发光束eb1b(具有第二偏振态s)。
[0056]
详细而言，来自偏振分光元件125的第一激发光束eb1b依序经由滤光模块130b的滤光区的反射、波长分光元件126的反射以及偏振分光元件125的反射而朝向波长转换模块140b传递。此外，来自波长分光元件126的第二激发光束eb2b依序经由滤光模块130b的滤光区的反射、通过偏振分光元件125后朝向波长转换模块140b传递。另一方面，来自波长转换模块140b的转换光束cb在从分合光模块120b透射后朝向滤光模块130b传递。更具体地说，本实施例的偏振分光元件125与波长分光元件126都容许来自波长转换模块140b的转换光束cb通过(如图11所示)。
[0057]
在本实施例中，来自偏振分光元件125的第一激发光束eb1b与来自波长分光元件126的第二激发光束eb2b在通过第一透镜模块160后分别沿着不同方向入射至滤光模块130b。更具体地说，第一透镜模块160具有光轴ax，且来自偏振分光元件125的第一激发光束eb1b的光路径以及来自波长分光元件126的第二激发光束eb2b的光路径分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧。第一激发光束eb1b在通过第一透镜模块160后沿第一方向
(即第一激发光束eb1b的光路延伸方向)入射滤光模块130b，第二激发光束eb2b在通过第一透镜模块160后沿第二方向(即第二激发光束eb2b的光路延伸方向)入射滤光模块130b。由于来自分合光模块120b的第一激发光束eb1b与第二激发光束eb2b分别位于第一透镜模块160的光轴ax的相对两侧，且分别沿着不同的方向入射滤光模块130b，因此激发光束在通过滤光模块130b的光通过区后，可以预设的角度范围入射匀光元件150，有助于提升激发光束从匀光元件150出射后的整体均匀度。值得一提的是，在本实施例中，透过偏振分光元件125与波长分光元件126的配合关系，可简化激发光源模块110b的配置，有助于提升照明系统100b的设计弹性。
[0058]
综上所述，在本发明的实施例的照明系统及投影装置中，激发光源模块提供至少一激发光束，激发光束通过分合光模块后，形成具有不同偏振态的至少两道激发光束，或波长范围不同的至少两道激发光束。激发光束在通过滤光模块的光通过区后，形成部分的照明光束，且此部分的照明光束具有较佳的均匀度。另一方面，由于这两激发光束无需传递至波长转换模块，其光束传递路径的稳定性较佳，有助于提升投影装置的光使用效率。
[0059]
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不可以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，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，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，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。
[0060]
符号说明
[0061]
10:投影装置
[0062]
100、100a、100b:照明系统
[0063]
110、110a、110b:激发光源模块
[0064]
111、111a:第一激发光源
[0065]
112、112a:第二激发光源
[0066]
120、120a、120b:分合光模块
[0067]
121、121a:第一光学膜
[0068]
122:第二光学膜
[0069]
123:基板
[0070]
125:偏振分光元件
[0071]
126:波长分光元件
[0072]
130、130b:滤光模块
[0073]
140、140a、140b:波长转换模块
[0074]
141:载板
[0075]
141s:表面
[0076]
142、142a:波长转换层
[0077]
150:匀光元件
[0078]
160:第一透镜模块
[0079]
170:第二透镜模块
[0080]
171、172:透镜
[0081]
180:二分之一波片
[0082]
200:光阀
[0083]
300:投影镜头
[0084]
ax:光轴
[0085]
cb:转换光束
[0086]
c1、c2、c3:波长转换区
[0087]
eb:激发光束
[0088]
eb1、eb1a、eb1b:第一激发光束
[0089]
eb2、eb2a、eb2b:第二激发光束
[0090]
f、f1、f2、f3、f4:滤光区
[0091]
ib:照明光束
[0092]
imb:影像光束
[0093]
nc:非转换区
[0094]
p:第一偏振
[0095]
ra、ra’:转轴
[0096]
s:第二偏振
[0097]
t:光通过区
[0098]
θ1、θ2:夹角。