投影装置及其照明系统的制作方法

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种投影装置及其照明系统。

背景技术：

数字光源处理(digital light processing,DLP)投影装置包括照明系统、数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)及投影镜头，其中照明系统用以提供照明光束，而数字微镜元件用以将照明光束转换成影像光束，投影镜头则用以将影像光束投影于荧幕上，以于荧幕上形成影像画面。超高压汞灯是早期的照明系统常使用的光源，其可提供白光以作为照明光束。随着照明技术的发展，发光二极管光源、激光光源等具有节能优点的光源也逐渐被采用。

图1是已知一种使用激光光源的照明系统的示意图。请参照图1，已知的照明系统100中，激光光源模组110提供的蓝光光束112通过准直元件122后穿过分色片(Dichroic Mirror)130，接着再通过透镜123、124而照射于可转动的荧光粉轮(phosphor wheel)140。此荧光粉轮140可区分成绿色荧光粉区、黄色荧光粉区及开孔区等，其中荧光粉轮140的绿色荧光粉区以及黄色荧光粉区的背面141对应设有反射元件(图未示)。蓝光光束112会依序照射在绿色荧光粉区、黄色荧光粉区及开孔区，蓝光光束112照射于绿色荧光粉区及黄色荧光粉区时，会激发出绿光光束113及黄光光束114，而反射元件会将绿光光束113及黄光光束114反射至分色片130，接着绿光光束113及黄光光束114被分色片130反射后通过透镜125而照射于可转动的色轮150。另外，部分蓝光光束112会穿过开孔区，并依序经由透镜126、127、反射元件161、162、透镜128、反射元件163、透镜129及分色片130、透镜125后而照射于色轮150。

承上述，色轮150具有对应于上述黄色荧光粉区的红光滤光区及透明区、对应于上述绿色荧光粉区的绿光滤光区以及对应于上述开孔区的扩散 区。透过控制色轮150与荧光粉轮140彼此配合转动，使绿光光束113照射于绿光滤光区，黄光光束114照射于红光滤光区及透明区，蓝光光束112照射于扩散区。如此，通过色轮150后进入光积分柱170的光束即包括用以形成彩色影像的蓝光光束、绿光光束、红光光束以及用以提升亮度的黄光光束。

由于已知照明系统100的架构复杂，需要许多光学元件，所以具有成本较高、体积庞大以及光学效率较差的缺点。

本“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”中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并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，也不代表在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种照明系统，以减少光学元件数量，进而降低成本并缩小体积。

本发明另提供一种投影装置，具有成本较低及体积较小的优点。

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。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例所提供的照明系统包括光积分柱以及光源模组。光积分柱具有入光端与相对入光端的出光端，以及设置于入光端与出光端之间的荧光粉。光源模组用以提供激发光束自入光端进入光积分柱内，其中荧光粉适于将激发光束转换成第一色光束，以形成照明光束，而照明光束自出光端离开光积分柱。

在本发明的一实施例中，上述的荧光粉的分布密度从入光端至出光端逐渐增加。

在本发明的一实施例中，上述荧光粉的分布密度从该入光端至该出光端逐渐减少。

在本发明的一实施例中，上述荧光粉的分布密度从该入光端至该光积分柱的中段区域逐渐增加，且从该光积分柱的该中段区域至该出光端逐渐减少。

在本发明的一实施例中，上述荧光粉的分布密度从该光积分柱的中段区域至该出光端逐渐减少。

在本发明的一实施例中，上述的光积分柱包括实心柱体及反射体，其中入光端及出光端为实心柱体的两端面，而反射体包覆实心柱体，并暴露出入光端与出光端，且荧光粉分布于实心柱体内。

在本发明的一实施例中，上述的光积分柱还包含多个透明珠体，其分布于实心柱体内，且透明珠体的折射率与实心柱体的折射率不同。

在本发明的一实施例中，上述的实心柱体的材质包括陶瓷或玻璃。

在本发明的一实施例中，上述的光积分柱包括中空柱体，入光端及出光端为中空柱体的两端，且荧光粉分布于中空柱体的内表面。

在本发明的一实施例中，上述的光积分柱还包括反射元件，其覆盖入光端的周边。

在本发明的一实施例中，上述的照明系统还包括色轮，其配置于照明光束的传递路径上，其中光积分柱设置于光源模组与色轮之间。

在本发明的一实施例中，上述的光源模组包括多个激光发光元件以及透镜，其中透镜配置于激光发光元件与光积分柱的入光端之间。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例所提供的投影装置包括光阀单元、投影镜头及上述的照明系统。光阀单元配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束，而投影镜头配置于影像光束的传递路径上。

在本发明的一实施例中，上述的照明系统还包括色轮，其配置于照明光束的传递路径上，光积分柱设置于光源模组与色轮之间，以将照明光束依序过滤成多种不同颜色的子照明光束，而光阀单元包括数字微镜元件，用以将子照明光束依序转换成多个子影像光束。

在本发明的一实施例中，上述的照明系统还包括透镜，其设置于光积分柱与光阀单元之间，透镜适于接收来自出光端离开光积分柱的照明光束。

在本发明的一实施例中，上述的光阀单元包括第一反射式液晶面板、第二反射式液晶面板以及第三反射式液晶面板，而投影装置还包括配置于第一反射式液晶面板、第二反射式液晶面板以及第三反射式液晶面板之间的X型合光元件。

在本发明的一实施例中，上述的光阀单元包括第一穿透式液晶面板、第二穿透式液晶面板以及第三穿透式液晶面板，而投影装置还包括配置于第一穿透式液晶面板、第二穿透式液晶面板以及第三穿透式液晶面板之间的X型合光元件。

相较于已知技术，本发明实施例的照明系统因将荧光粉设置于光积分柱中，所以能大幅减少照明系统的光学元件数量，进而降低成本、缩小体积。此外，本发明实施例的投影装置因使用此照明系统，所以具有成本较低及体积较小的优点。

为让本发明的上述和其他目的、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1是已知一种使用激光光源的照明系统的示意图。

图2是本发明一实施例的一种照明系统的示意图。

图3是本发明一实施例的一种光源模组的示意图。

图4是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。

图5是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。

图6是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。

图7是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。

图8是本发明一实施例的一种投影装置的示意图。

图9是本发明另一实施例的一种投影装置的示意图。

图10是本发明另一实施例的一种投影装置的示意图。

图11是本发明一实施例的一种照明系统的光积分柱的示意图。

图12是本发明另一实施例的一种照明系统的的光积分柱的示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选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。

图2是本发明一实施例的一种照明系统的示意图。请参照图2，本实施例的照明系统200可应用于投影装置中，但本发明并不限制照明系统200的用途。此照明系统200包括光积分柱210以及光源模组220。光积分柱210具有入光端211与相对入光端211的出光端212，以及设置于入光端211与出光端212之间的荧光粉213。光源模组220用以提供激发光束Le自入光端211进入光积分柱210内，其中荧光粉213用以将激发光束Le转换成第一色光束L1，以形成照明光束Li，而照明光束Li自出光端212离开光积分柱210。

在本实施例中，光积分柱210还包括实心柱体214及反射体215，而上述的入光端211及出光端212为实心柱体214的两端面。反射体215包覆实心柱体214，并暴露出入光端211与出光端212，且荧光粉213分布于实心柱体214内。此外，实心柱体214的材质例如是陶瓷或玻璃或其他具有耐热特性的材质，而将荧光粉213分布于实心柱体214内的方法，例如是以陶瓷或玻璃烧结荧光粉213而成。然而，本发明并不限制实心柱体214的材质以及将荧光粉213设置于实心柱体214内部的方法。另外，实心柱体214例如是长方形柱体，而反射体215例如包括多个反射片216，每一反射片216配置于实心柱体214的一个侧面217，用以反射实心柱体214内的光线，例如激发光束Le、第一色光束L1，以避免漏光。本发明并不限制反射体215的具体结构，在其他实施例中，反射体215也可以是涂布于实心柱体214的每一侧面217的反射涂层。

上述的光源模组220可为如图3所示的结构，但本发明不限于此。以图3为例，光源模组包括多个激光发光元件221以及透镜222，其中透镜222配置于激光发光元件221与图2的光积分柱210的入光端211之间。激光发光元件221例如是呈阵列排列，并用以提供上述的激发光束Le。本发明并不限制光源模组的发光元件的种类，在其他实施例中，发光元件也可为发光二极管元件或其他合适的发光元件。此外，透镜222也可视设计需求而省略或替换成其他合适的光学元件。

请再参照图2，上述的激发光束Le可为可见光或非可见光，而第一色光束L1的颜色可视设计需求而定，并根据设计需求而选择合适的荧光粉213。上述的照明光束Li是指从出光端212出射的可见光。举例来说，激发 光束Le可为蓝光，而荧光粉213受蓝光激发后朝多个方向发出的第一色光束L1例如为黄光，黄光可与未被荧光粉213吸收的蓝光混成白光，自出光端212离开光积分柱210的白光即上述的照明光束Li。在另一实施例中，激发光束Le可为紫外光，而荧光粉213受紫外光激发后发出的第一色光束L1例如为白光，自出光端212离开光积分柱210的白光即上述的照明光束Li。

本实施例的照明系统200因将荧光粉213设置在光积分柱210内，所以藉由光源模组220提供的激发光束Le激发光积分柱210内的荧光粉213即可形成照明光束Li。相较于图1的照明系统100，本实施例的照明系统200所使用的光学元件的数量可大幅减少，所以能降低成本并缩小体积。

值得一提的是，激发光束Le于入光端211的能量较高，且荧光粉213吸收激发光束Le后也会产生热能，为了避免荧光粉213产生的热能过度聚集而降低荧光粉213的光转换效率，甚至烧坏荧光粉213，邻近入光端211处的荧光粉213的分布密度可较为稀疏。在一实施例中，可使荧光粉213的分布密度可从入光端211至出光端212逐渐增加，但不限于此；其中，荧光粉213的密度分布，也可从入光端211到光积分柱210中段区域逐渐增加，再由光积分柱210中段区域到出光端212密度逐渐减少。另外，荧光粉213的分布密度，也可在从入光端211到光积分柱210中段区域不设置荧光粉213，而从光积分柱210中段区域开始设置，且由光积分柱210中段区域到出光端212密度逐渐减少。

图4是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。请参照图4，本实施例的照明系统200a与图2的照明系统200相似，差异处在于照明系统200a的光积分柱210a还包含多个透明珠体218，其分布于实心柱体214内，且透明珠体218的折射率与实心柱体214的折射率不同。由于透明珠体218与实心柱体214具有不同的折射率，透明珠体218可用以折射实心柱体214内所被激发出的第一色光束L1，也可折射实心柱体214内的激发光束Le，以帮助光束的均匀化。透明珠体218的材质可为玻璃，但不限于此。

图5是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。请参照图5，本实施例的照明系统200b与图2的照明系统200相似，差异处在于照明系统200b的光积分柱210b还包括反射元件219，其覆盖入光端211的周边。具体而 言，反射元件219例如是覆盖在入光端211的未被激发光束Le照射到的部分，以反射实心柱体214内部的光线(如朝入光端211传递部分第一色光束L1)，如此可改善入光端211漏光的情形，以提升光利用效率。此反射元件219也可设置在图4的光积分柱210a的入光端211的周边。

图6是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。请参照图6，本实施例的照明系统200c与图2的照明系统200相似，差异处在于照明系统200c的光积分柱210c包括中空柱体231，而非图2的实心柱体214。中空柱体231的两端分别为光积分柱210c的入光端211及出光端212，且荧光粉213分布于中空柱体231的内表面233。中空柱体231例如是由多个反射片232结合而成的长方形柱体。此外，荧光粉213的分布密度也可由入光端211至出光端212逐渐增加，但不限于此；其中，荧光粉213的密度分布，也可从入光端211到光积分柱210中段区域逐渐增加，再由光积分柱210中段区域到出光端212密度逐渐减少。另外，荧光粉213的分布密度，也可在从入光端211到光积分柱210中段区域不设置荧光粉213，而从光积分柱210中段区域开始设置，且由光积分柱210中段区域到出光端212密度逐渐减少。光积分柱210c的入光端211也可设置图5的反射元件219。

图7是本发明另一实施例的一种照明系统的示意图。请参照图7，本实施例的照明系统200d与图2的照明系统200相似，差异处在于照明系统200d还包括色轮240，其配置于照明光束Li的传递路径上，其中光积分柱210设置于光源模组220与色轮240之间。时序性地运转的色轮240可用以将照明光束Li过滤成多种不同颜色的光束，例如红光、蓝光、绿光以及黄光等。此外，上述的照明系统200a、200b、200c也可包括此色轮240。

图8是本发明一实施例的一种投影装置的示意图。请参照图8，本实施例的投影装置300包括照明系统310、光阀单元320以及投影镜头330。光阀单元320配置于照明系统310提供的照明光束Li的传递路径上，以将照明光束Li转换成影像光束Lm，而投影镜头330配置于影像光束Lm的传递路径上，以将影像光束Lm投影于荧幕上，进而于荧幕上形成影像画面。

本实施例的照明系统310的架构与图7的照明系统200d的架构相似，皆包括光源模组220、光积分柱210以及色轮240。光源模组220所提供的激发光束Le会激发荧光粉213发出第一色光束L1，照明光束Li例如是由 第一色光束L1与未被荧光粉213吸收的激发光束Le混成，其中激发光束Le例如是蓝光、第一色光束L1例如是黄光，而照明光束Li例如蓝光与黄光混成的白光。在另一实施例中，激发光束Le可为紫外光，第一色光束L1例如为白光，而照明光束Li即为第一色光束L1。此外，色轮240用以将照明光束Li依序过滤成多种不同颜色的子照明光束，如红色子照明光束、绿色子照明光束、蓝色子照明光束。此外，照明系统310例如还包括透镜311，设置于光积分柱210与光阀单元320之间，透镜311适于接收来自出光端212离开光积分柱210的照明光束Li。另外，照明系统310例如还包括内部全反射棱镜312，其配置于照明光束Li的传递路径上，以将照明光束Li反射至光阀单元320。

光阀单元320例如是一片反射式光阀，如数字微镜元件，其用以将子照明光束依序转换成多个子影像光束，如红色子影像光束、绿色子影像光束、蓝色子影像光束。这些子影像光束会穿过内部全反射棱镜312，并经由投影镜头330投射于荧幕上，以于荧幕上时序性地形成多个子影像画面。由于视觉暂留的现象，人眼会看到这些子影像画面叠加而成的彩色影像画面。

本实施例的投影装置300中的照明系统310因将荧光粉213设置在光积分柱210内，所以藉由光源模组220提供的激发光束Le激发光积分柱210内的荧光粉213即可形成照明光束Li。相较于使用图1的照明系统100的投影装置，本实施例的投影装置300可大幅减少光学元件的数量，所以能降低成本并缩小体积。

需说明的是，光积分柱210可替换成上述各实施例所述的光积分柱，如光积分柱210a、210b或210c。此外，虽然图8的投影装置300是以采用内部全反射棱镜312的架构为例，但本发明并不限于此。在其他实施例中，投影装置可以也可以是采用反射元件将照明光束反射至光阀单元320的架构或其他合适的架构。另外，光阀单元320也可以是其他反射式光阀，如硅基液晶面板(Liquid Crystal on Silicon Panel,LCoS Panel)，但搭配的光学元件种类及摆设位置需适当调整。若光阀单元具有彩色滤光片，则色轮240可省略。举例来说，光阀单元320可以是具有彩色滤光片的反射式液晶面板，例如具有彩色滤光片的硅基液晶面板，如此即可省略色轮240。在其他 实施例中，光阀单元也可采用穿透式光阀(例如穿透式液晶面板)，但搭配的光学元件种类及摆设位置需适当调整。由于不同种类的光阀需搭配的光学元件的种类及摆设位置为本发明所属技术领域中的通常知识，在此不加以详述。此外，若穿透式光阀具有彩色滤光片，可不需上述的色轮240。

虽然上述的投影装置300的光阀单元320是以单片光阀为例，但在其他实施例中，光阀单元320也可包括多片光阀。以下将举例说明多片光阀的实施例。

图9是本发明另一实施例的一种投影装置的示意图。请参照图9，本实施例的投影装置400包括照明系统410、光阀单元420及投影镜头430。照明系统410的架构与图2的照明系统200的架构相似，皆包括光源模组220与光积分柱210。光阀单元420包括第一反射式液晶面板421、第二反射式液晶面板422以及第三反射式液晶面板423，而投影装置400还包括配置于第一反射式液晶面板421、第二反射式液晶面板422以及第三反射式液晶面板423之间的X型合光元件440。第一反射式液晶面板421、第二反射式液晶面板422以及第三反射式液晶面板423例如分别为硅基液晶面板。

本实施例的照明系统410例如还包括X型分色元件411、第一反射元件412、第一偏振分光元件413、分色片414、第二反射元件415、第二偏振分光元件416以及第三偏振分光元件417。以下将以照明光束Li包括光源模组220提供的激发光束Le及荧光粉213发出的第一色光束L1为例，来说明投影装置400的运作方式，其中激发光束Le例如是蓝光，而第一色光束L1例如是黄光。然而，如上文所述，在其他实施例中，照明光束Li也可仅包括第一色光束L1。

在本实施例中，X型分色元件411配置于照明光束Li的传递路径上，以将照明光束Li分成两道颜色不同且朝彼此相反的方向传递的光束。在本实施例中，X型分色元件411例如是使照明光束Li中的激发光束Le与第一色光束L1朝彼此相反的方向反射。激发光束Le与第一色光束L1经由X型分色元件411反射后的波长范围可能会有些许变动，但仍分别属于蓝光及黄光的波长范围。第一反射元件412配置于被X型分色元件411反射后的激发光束Le的传递路径上，以使激发光束Le朝向第一反射式液晶面板421传递。第一偏振分光元件413配置于第一反射元件412与第一反射式液 晶面板421之间，用以使激发光束Le中具有第一偏振态(例如P偏振态)的部分激发光束Le通过而传递至第一反射式液晶面板421。第一反射式液晶面板421用以将具有第一偏振态的激发光束Le转换成具有第二偏振态(例如S偏振态)的第一子影像光束Lm1，且第一子影像光束Lm1依序被第一反射式液晶面板421与第一偏振分光元件413反射至X型合光元件440。

分色片414配置于被X型分色元件411反射后的第一色光束L1的传递路径上，以将第一色光束L1分成第二色光束L2与第三色光束L3，其中第二色光束L2穿过分色片414，而第三色光束L3被分色片414反射。第二色光束L2与第三色光束L3可分别为红光及绿光其中之一，例如，第二色光束L2为红光，而第三色光束L3为绿光。此外，第二反射元件415配置于分色片414与X型分色元件411之间，以将第一色光束L1反射至分色片414。

第二偏振分光元件422配置于分色片414与第二反射式液晶面板422之间，用以使第二色光束L2中具有第一偏振态(例如P偏振态)的部分第二色光束L2通过而传递至第二反射式液晶面板422。第二反射式液晶面板422用以将具有第一偏振态的第二色光束L2转换成具有第二偏振态(例如S偏振态)的第二子影像光束Lm2，且第二子影像光束Lm2依序被第二反射式液晶面板422与第二偏振分光元件416反射至X型合光元件430。

第三偏振分光元件417配置于分色片414与第三反射式液晶面板423之间，用以将第三色光束L3中具有第一偏振态(例如P偏振态)的部分第三色光束L3反射至第三反射式液晶面板423。第三反射式液晶面板423用以将具有第一偏振态的第三色光束L3转换成具有第二偏振态(例如S偏振态)的第三子影像光束Lm3，且第三子影像光束Lm3被第三反射式液晶面板423反射而穿过第三偏振分光元件417，并传递至X型合光元件440。X型合光元件440反射第一子影像光束Lm1与第二子影像光束Lm2，并使第三子影像光束Lm3通过，进而使第一子影像光束Lm1、第二子影像光束Lm2与第三子影像光束Lm3合并成朝投影镜头430传递的影像光束Lm。投影镜头430则用以将影像光束Lm投影于荧幕上，以于荧幕上形成影像画面。

上述的第一偏振态与第二偏振态是分别以P偏振态与S偏振态为例， 但在另一实施例中，第一偏振态与第二偏振态也可分别为S偏振态与P偏振态。此外，照明系统410可还包括偏振转换元件418，其配置于光积分柱210与X型分色元件411之间，以将照明光束Li的偏振态转换成第一偏振态。另外，照明系统410可还包括透镜或其他光学元件，例如配置于偏振转换元件418与X型分色元件411之间的透镜419、配置于第二偏振分光元件416与分色片414之间的透镜451、配置于分色片414与第三偏振分光元件417之间的透镜452、配置于第一偏振分光元件413与第一反射元件412之间的透镜453。另外，光积分柱210可替换成上述各实施例所述的光积分柱，如光积分柱210a、210b或210c。

本实施例的投影装置400中的照明系统410因将荧光粉213设置在光积分柱210内，所以藉由光源模组220提供的激发光束Le激发光积分柱210内的荧光粉213即可形成照明光束Li。相较于使用图1的照明系统100的投影装置，本实施例的投影装置400可大幅减少光学元件的数量，所以能降低成本并缩小体积。

图10是本发明另一实施例的一种投影装置的示意图。请参照图10，本实施例的投影装置500包括照明系统510、光阀单元520及投影镜头530。照明系统510的架构与图2的照明系统200的架构相似，皆包括光源模组220与光积分柱210。光阀单元520包括第一穿透式液晶面板521、第二穿透式液晶面板522以及第三穿透式液晶面板523。投影装置500还包括配置于第一穿透式液晶面板521、第二穿透式液晶面板522以及第三穿透式液晶面板523之间的X型合光元件540。

本实施例的照明系统510例如还包括第一分色片511、第一反射元件512、第二分色片513、第二反射元件514以及第三反射元件515。以下将以照明光束Li为白光为例来说明投影装置500的运作方式。照明光束Li可以是由光源模组220发出的激发光束Le(蓝光)与荧光粉213发出的第一色光束L1(黄光)混成，或是由激发光束Le激发荧光粉213发出白光(即第一色光束L1为白光)。

第一分色片511配置于照明光束Li的传递路径上，以将照明光束Li分成第二色光束L2与第三色光束L3，其中第二色光束L2穿过第一分色元件511，而第三色光束L3被第一分色元件511反射。第二色光束L2例如 为红光，而第三色光束L3例如包括蓝光与绿光。此外，第一反射元件512配置于第二色光束L2的传递路径上，以将第二色光束L2反射至第一穿透式液晶面板521，而第一穿透式液晶面板521用以将第二色光束L2转换成朝向X型合光元件540传递的第一子影像光束Lm1。

第二分色片513配置于第三色光束L3的传递路径上，以将第三色光束L3分成第四色光束L4与第五色光束L5，其中第五色光束L5穿过第二分色片513，而第四色光束L4被第二分色片513反射至第二穿透式液晶面板522。第二穿透式液晶面板522用以将第四色光束L4转换成朝向X型合光元件540传递的第二子影像光束Lm2。

第二反射元件514配置于第五色光束L5的传递路径上，以反射第五色光束L5。第三反射元件515配置于第二反射元件514与第三穿透式液晶面板523之间，以将第五色光束L5反射至第三穿透式液晶面板523。第三穿透式液晶面板523用以将第五色光束L5转换成朝向X型合光元件540传递的第三子影像光束Lm3。X型合光元件540反射第一子影像光束Lm1与第三子影像光束Lm3，并使第二子影像光束Lm2通过，进而使第一子影像光束Lm1、第二子影像光束Lm2与第三子影像光束Lm3合并成朝投影镜头530传递的影像光束Lm。投影镜头530则用以将影像光束Lm投影于荧幕上，以于荧幕上形成影像画面。

上述的照明系统510可还包括透镜或其他光学元件，例如配置于光积分柱210与第一分色片511之间的透镜516、配置于第一穿透式液晶面板521与第一反射元件512之间的透镜517、配置于第二穿透式液晶面板522与第二分色片513之间的透镜518、配置于第二反射元件514与第二分色片513之间的透镜519、配置于第二反射元件514与第三反射元件515之间的透镜551、配置于第三反射元件515与第三穿透式液晶面板523之间的透镜552。另外，光积分柱210可替换成上述各实施例所述的光积分柱，如光积分柱210a、210b或210c。

本实施例的投影装置500中的照明系统510因将荧光粉213设置在光积分柱210内，所以藉由光源模组220提供的激发光束Le激发光积分柱210内的荧光粉213转换成第一色光束L1，即可形成照明光束Li。相较于使用图1的照明系统100的投影装置，本实施例的投影装置500可大幅减少光 学元件的数量，所以能降低成本并缩小体积。

图11是本发明一实施例的一种照明系统的光积分柱的示意图。请参照图2与图11，本实施例的光积分柱210d设计为入口端截面面积较出口端截面面积大，且在光积分柱210d的前端部为中空设计，将荧光粉213、透明珠体218与胶体251涂布于光积分柱210d的反射片216的内表面，此外，为避免荧光粉213产生的热能过度聚集，而降低荧光粉213的光转换效率，甚至烧坏荧光粉213，以便提高光转换效率，因此将荧光粉213、透明珠体218与胶体251填实于光积分柱210d的后段部。此外，光积分柱210d的入口端还紧贴地设置光学元件260，光学元件260设置于光源模组220与光积分柱210d入口端之间，光学元件260包括透明基板261、分色层262以及反射层263，其中透明基板261可将光源模组220提供的激发光束Le传递至光积分柱210d内部，分色层262用于将第一色光L1反射回光积分柱210d内，此外反射层263具有一开口264，开口264可使激发光束Le穿透并传递至光积分柱210d，而反射层263用以反射由激发光束Le转换而形成的第一色光L1，以便增加激发光束Le与第一色光L1所结合的照明光束Li的使用效率。

图12是本发明另一实施例的一种照明系统的光积分柱的示意图。请参照图11与图12，本实施例的光积分柱210e设计与图11的光积分柱210d的架构相似，差异在于光积分柱210e的入口端截面面积较出口端截面面积小，其他元件与架构相同将不再赘述。

综上所述，相较于已知技术，本发明实施例的照明系统因将荧光粉设置于光积分柱中，所以能大幅减少照明系统的光学元件数量，进而降低成本、缩小体积。此外，本发明实施例的投影装置因使用此照明系统，所以具有成本较低及体积较小的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求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，摘要部分和标题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。

【符号说明】

100：照明系统

110：激光光源模组

112：蓝光光束

113：绿光光束

114：黄光光束

122：准直元件

123、124、125、126、127、128、129：透镜

130：分色片

140：荧光粉轮

141：背面

150：色轮

161、162、163：反射元件

170：光积分柱

200、200a、200b、200c、200d、310、410、510：照明系统

210、210a、210b、210c、210d、210e：光积分柱

211：入光端

212：出光端

213：荧光粉

214：实心柱体

215：反射体

216：反射片

217：侧面

218：透明珠体

219：反射元件

220：光源模组

221：激光发光元件

222、311、419、451、452、453、516、517、518、519、551、552：透镜

231：中空柱体

232：反射片

233：内表面

240：色轮

251：胶体

260：光学元件

261：透明基板

262：分色层

263：反射层

264：开口

300、400、500：投影装置

312：内部全反射棱镜

320、420、520：光阀单元

330、430、530：投影镜头

411：X型分色元件

412：第一反射元件

413：第一偏振分光元件

414：分色片

415：第二反射元件

416：第二偏振分光元件

417：第三偏振分光元件

418：偏振转换元件

421：第一反射式液晶面板

422：第二反射式液晶面板

423：第三反射式液晶面板

440、540：X型合光元件

511：第一分色片

512：第一反射元件

513：第二分色片

514：第二反射元件

515：第三反射元件

521：第一穿透式液晶面板

522：第二穿透式液晶面板

523：第三穿透式液晶面板

Le：激发光束

Li：照明光束

Lm：影像光束

Lm1：第一子影像光束

Lm2：第二子影像光束

Lm2：第三子影像光束

L1：第一色光束

L2：第二色光束

L3：第三色光束

L4：第四色光束

L5：第五色光束