专利名称：光源模组以及使用此光源模组的投影装置的制作方法
光源模组以及使用此光源模组的投影装置
技术领域：
本发明是有关于一种光源模组以及使用此光源模组的投影装置，特别是关于一种使用单色光源的光源模组以及使用此光源模组的投影装置。
背景技术：
目前市场上供显示画面用的显示装置大致可分成如阴极射线管(Cathode Ray Tube,以下简称CRT)显示器、电浆显示器(Plasma Display Panel, PDP)、液晶显示器 (Liquid Display Panel，IXD)等的直视型显示器与投影型显示器。其中，受限于大尺寸面板制造技术的限制以及成本的考量，观看有大尺寸画面需求时多采用投影型显示器。投影机可采用卤素灯或半导体发光二极体(Light Emitting Diodes, LED)作为光源。但是卤素灯的寿命较短，一般为一千小时左右，而且卤素灯一般只有2 3%的能量转换成光能，其他的能量都变成热量。相对于卤素灯，LED的能量利用率比较高，因此广泛应用于投影机光源中。先前的投影机LED光源一般包括红色LED光源、绿色LED光源及蓝色LED 光源，同时为了提高投影机所投射的图像的光亮度，因此每种单色光源均包括复数LED，从而形成三个光源阵列，使得投影机的体积难以缩减。以上所述投影机及其使用的光源有改善的空间。
发明内容本发明的一个目的在于提供一种光源模组，其包含单色光源，供发出第一色光； 转动轮，可相对一轴心转动，该转动轮具有光穿透区以及光波长转换区，该光波长转换区涂布第一光波长转换材料，该第一光波长转换材料用以将该第一色光转换为第二色光；滤光轮，绕该轴心且与该转动轮同速转动，具有分别与该光穿透区以及该光波长转换区对应的第一色光滤光区以及第二色光滤光区；以及分色镜，设置于该转动轮及该滤光轮间，该分色镜反射该第一色光，但允许该第二色光穿透，且该分色镜用以将该第一色光导向该转动轮。 其中，当该第一色光入射该光穿透区时，该第一色光穿透该转动轮并经第一光路径后穿透该第一色光滤光区，当该第一色光入射该光波长转换区时，该第一色光转换为第二色光并经第二光路径后穿透该第二色光滤光区。作为可选的技术方案，所述的光源模组进一步包含反射镜模组，该反射镜模组包含多个反射镜，当该第一色光穿透该转动轮，经由该反射镜模组将该第一色光反射至该分色镜，然后再由该分色镜反射通过该第一色光滤光区，该第二色光经该第二光路径先穿透该分色镜后再穿透该第二色光滤光区，其中该第一光路径于该第一色光入射该分色镜后的部分与该第二光路径于该第二色光穿透该分色镜后的部分重合。作为可选的技术方案，该光波长转换区更具有第二波长转换材料，用以将该第一色光转换为第三色光；以及该滤光轮进一步具有与该第三色光的该光波长转换区对应的第三色光滤光区；其中，该第二色光或该第三色光均经该第二光路径穿透该第二色光滤光区或该第三色光滤光区。
作为进一步可选的技术方案，该第一色光为蓝光、该第二色光为绿光及该第三色光为红光，该滤光轮第一色光滤光区允许蓝光通过，该第二色光滤光区允许绿光通过，及该第三色光滤光区允许红光通过。作为可选的技术方案，该转动轮及该滤光轮以同一杆件轴接，该转动轮、该杆件及该滤光轮其中之一连接于转动马达。该第一光路径与该杆件优选位于相异平面。该杆件的直径大小与该转动马达的转速成正比。作为可选的技术方案，该转动轮及该滤光轮分别连接于第一转动马达以及第二转动马达，该第一转动马达及该第二转动马达同速转动。作为可选的技术方案，该第一光路径于该第一色光穿透该转动轮后的部分绕过该转动轮。作为可选的技术方案，该光源装置进一步具有多个该单色光源，以阵列方式或条状方式排列，供发出多个朝同方向前进的该第一色光；以及透镜，供聚集该多个第一色光形成光束导入该分色镜中。作为可选的技术方案，该转动轮光穿透区为镂空开口，让该第一色光穿过该镂空开口，而该光波长转换区为一反射表面上涂布该第一光波长转换材料。作为可选的技术方案，该滤光轮第一色光滤光区为镂空开口，让该第一色光穿过该镂空开口，而该第二色光滤光区为透明滤光材料。本发明的另一个目的在于提供一种光源模组，其包含单色光源，供发出第一色光；转动轮，可相对一轴心转动，该转动轮具有光穿透区以及光波长转换区，该光波长转换区涂布第一光波长转换材料，该第一光波长转换材料用以将该第一色光转换为第二色光； 以及滤光轮，绕该轴心与该转动轮同速转动，具有分别与该光穿透区以及该光波长转换区对应的第一色光滤光区以及第二色光滤光区；其中，当该第一色光入射该光穿透区时，该第一色光穿透该转动轮后穿透该第一色光滤光区，当该第一色光入射该光波长转换区时，该第一色光转换为第二色光并穿透该第二色光滤光区。作为可选的技术方案，该转动轮光穿透区为镂空开口，让该第一色光空穿过该镂空开口，而该光波长转换区为涂布该第一光波长转换材料的可透光板件。本发明的另一个目的在于提供一种投影装置，其包含上述的一种光源模组；以及成像装置。成像装置设置于该滤光轮相对于该转动轮的另一侧，供使用通过该滤光轮的光线作为光源而进行成像。与现有技术相比，本发明可减少不同色光源的设置
图IA为本发明一个实施例上视示意图；图IB为本发明一个实施例立体示意图；图IC为本发明使用光纤的实施例上视示意图；图2A为本发明较佳实施例立体示意图；图2B为本发明较佳实施例上视示意图；图3为本发明中转动轮及滤光轮分别连接于第一转动马达及第二转动马达的不同实施例示意5
图4为本发明进一步具有多个单色光源以及透镜的不同实施例示意图；以及图5为本发明进一步省略分色镜设置的不同实施例示意图。
具体实施方式
如图IA所示的实施例，本发明的光源模组800包含单色光源100、转动轮300、滤光轮500以及分色镜700。单色光源100供发出第一色光201。转动轮300可相对轴心400 转动，如图IB所示，转动轮300具有光穿透区310以及光波长转换区320，光波长转换区320 涂布第一光波长转换材料，第一光波长转换材料可将第一色光转换为第二色光。滤光轮500 绕相同轴心400，且与转动轮300同速转动，具有分别与光穿透区310以及光波长转换区 320对应的第一色光滤光区510以及第二色光滤光区521。具体而言，转动轮300的光穿透区310较佳为镂空开口，让第一色光穿过镂空开口。然而在不同实施例中，转动轮300的光穿透区310可为让第一色光穿过的可透光板件，例如但不限于以透明材料制成的板件。光波长转换区320较佳为反射表面上涂布第一光波长转换材料。滤光轮500的第一色光滤光区510较佳为镂空开口，让第一色光穿过镂空开口。然而在不同实施例中，滤光轮500的第一色光滤光区510可为让第一色光穿过的可透光板件，例如但不限于以透明材料制成的板件。第二色光滤光区521较佳为透明滤光材料，例如但不限为透明压克力。如图IA所示的较佳实施例，分色镜700设置于转动轮300及滤光轮500间，分色镜700反射第一色光201，但允许第二色光202穿透，且分色镜700可将第一色光201导向转动轮300。其中，当图IA所示的第一色光201入射光穿透区310(请见图1B)时，第一色光201穿透转动轮300的光穿透区310并经第一光路径后穿透滤光轮500的第一色光滤光区510(请见图1B)，第一光路径较佳但不限于包含如图IA所示的路径611、路径612、路径 613、路径614及路径615。当第一色光201入射光波长转换区320 (请见图1B)时，第一色光201转换为第二色光202并经第二光路径后穿透第二色光滤光区521 (请见图1B)，第二光路径较佳但不限为如图IA所示的路径620。具体而言，在如图IA所示的较佳实施例中，光源模组800进一步包含反射镜模组 900，反射镜模组900包含多个反射镜910。当第一色光201穿透转动轮300，经由反射镜模组900将第一色光201反射至分色镜700，然后再由分色镜700反射通过滤光轮500的第一色光滤光区510(请见图1B)。在此较佳实施例中，第一色光201穿透转动轮300后反射至分色镜700的路径即分别为路径611、路径612、路径613、路径614，而后再由分色镜700 反射(分色镜700双面皆反射第一色光201)并通过滤光轮500的路径即路径615。其中， 第一光路径于第一色光201穿透转动轮300后的部分绕过转动轮300。第二色光202的第二光路径先穿透分色镜700后再穿透滤光轮500的第二色光滤光区521 (请见图1B)。其中，第一光路径于第一色光201入射分色镜700后(即反射至分色镜700后)的部分与第二光路径于第二色光202穿透分色镜700后的部分重合。亦即如图IA所示，路径615与路径620重合。进一步而言，反射镜模组900的作用之一在于反射穿透转动轮300的第一色光201，进一步使其绕过转动轮300。因此，在如图IC所示的不同实施例中，可进一步使用例如光纤990等元件或装置加以替换。综上所述，本发明的光源模组800可将单色光源发出的第一色光转换成第二色光，藉以同时输出第一色光以及第二色光。换言之，仅需使用一个单色光源即可同时输出2个以上的色光，因此可减少不同色光源的设置。另一方面，本发明的光源模组可与成像装置组成投影装置。其中，成像装置设置于滤光轮相对于转动轮的另一侧，供使用通过滤光轮的光线作为光源而进行成像。由于本发明的光源模组可减少不同色光源的设置，故本发明的光源模组与成像装置所组成的投影装置可节省供设置光源所需的空间，进而缩减投影装置的体积。在较佳实施例中，光源模组800的光波长转换区320更具有第二波长转换材料，用以将第一色光201转换为第三色光203。具体而言，如图2A所示，光波长转换区320可包含第一光波长转换区321以及第二光波长转换区322，第一光波长转换区321具有可将第一色光转换为第二色光的第一光波长转换材料，第二光波长转换区322具有可将第一色光转换为第三色光的第二波长转换材料。滤光轮500进一步具有与第三色光的第二光波长转换区322对应的第三色光滤光区522。如图2B所示的较佳实施例，第二色光202或第三色光 203均经第二光路径即路径620穿透如图2A所示的第二色光滤光区521或第三色光滤光区 522。其中，第一色光为蓝光、第二色光为绿光及第三色光为红光，滤光轮500第一色光滤光区510允许蓝光通过，第二色光滤光区521允许绿光通过，第三色光滤光区522允许红光通过。滤光轮500绕相同轴心400，且与转动轮300同速转动。如此可确保光穿透区对应第一色光滤光区，且各光波长转换区分别对应其他色光滤光区。以图2A所示的实施例而言，即在确保转动轮300的光穿透区310、第一光波长转换区321以及第二光波长转换区 322分别对应滤光轮500的第一色光滤光区510、第二色光滤光区521以及第三色光滤光区 522。达成使滤光轮500绕相同轴心400且与转动轮300同速转动的手段众多，例如在图 IB所示的较佳实施例中，转动轮300及滤光轮500以同一杆件410轴接，转动轮300、杆件 410及滤光轮500其中之一连接于转动马达420 (在此实施例中滤光轮500连接于转动马达420)。杆件410的直径大小较佳与转动马达420的转速成正比，目的在于以适当粗细的杆件410提供足够的结构强度，除了确保转动轮300、杆件410及滤光轮500于高速转动时结构无虞，亦避免整体重量、体积及材料成本的不当增加。其中，第一光路径(即路径611、 612、613、614及615的集合)如图2A所示与杆件410位于相异平面。藉以避免杆件410阻挡光线沿第一光路径前进。如图3所示的不同实施例中，转动轮300及滤光轮500亦可分别连接于第一转动马达421以及第二转动马达422，第一转动马达421及第二转动马达422同速转动。具体而言，在此实施例中，转动轮300及滤光轮500间未使用杆件连接，可进一步减少光线受杆件阻挡前进的机会发生。如图4所示的不同实施例，光源装置800进一步具有多个单色光源100以及透镜 110。多个单色光源110，以阵列方式(如图4所示)或条状方式(未绘示)排列，供发出多个朝同方向前进的第一色光201。透镜供聚集多个第一色光201形成光束导入分色镜中。 藉此，可增强导入分色镜中的第一色光201的强度。本发明的光源模组可进一步省略分色镜的设置，藉以更缩减整体所占的空间。如图5所示的不同实施例，当第一色光201入射光穿透区310 (请见图2A及图2B)时，第一色光201穿透转动轮300后穿透第一色光滤光区510(请见图2A)，当第一色光201入射光波长转换区320(请见图2A)时，第一色光201转换为第二色光202并穿透第二色光滤光区521(请见图2A)。其中，光波长转换区320更可包含第一光波长转换区321(请见图2A)以及第二光波长转换区322(请见图2A)，滤光轮500进一步具有与第三色光的第二光波长转换区322对应的第三色光滤光区522，当第一色光201入射第一光波长转换区321时，第一色光201转换为第二色光202并穿透第二色光滤光区521，当第一色光201入射第二光波长转换区322时，第一色光201转换为第三色光203并穿透第三色光滤光区522。
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，本发明的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种光源模组，其特征在于包含单色光源，供发出第一色光；可相对一轴心转动的转动轮，该转动轮具有光穿透区以及光波长转换区，该光波长转换区涂布第一光波长转换材料，该第一光波长转换材料用以将该第一色光转换为第二色光；滤光轮，绕该轴心且与该转动轮同速转动，具有分别与该光穿透区以及该光波长转换区对应的第一色光滤光区以及第二色光滤光区；以及分色镜，设置于该转动轮及该滤光轮间，该分色镜反射该第一色光，但允许该第二色光穿透，且该分色镜用以将该第一色光导向该转动轮；其中，当该第一色光入射该光穿透区时，该第一色光穿透该转动轮并经第一光路径后穿透该第一色光滤光区，当该第一色光入射该光波长转换区时，该第一色光转换为第二色光并经第二光路径后穿透该第二色光滤光区。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于进一步包含反射镜模组，该反射镜模组包含多个反射镜，当该第一色光穿透该转动轮，经由该反射镜模组将该第一色光反射至该分色镜，然后再由该分色镜反射通过该第一色光滤光区，该第二色光经该第二光路径先穿透该分色镜后再穿透该第二色光滤光区，其中该第一光路径于该第一色光入射该分色镜后的部分与该第二光路径于该第二色光穿透该分色镜后的部分重合。
3.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该光波长转换区更具有第二波长转换材料，用以将该第一色光转换为第三色光；以及该滤光轮进一步具有与该第三色光的该光波长转换区对应的第三色光滤光区；其中，该第二色光或该第三色光均经该第二光路径穿透该第二色光滤光区或该第三色光滤光区。
4.如权利要求3所述的光源模组，其特征在于该第一色光为蓝光、该第二色光为绿光及该第三色光为红光，该滤光轮第一色光滤光区允许蓝光通过，该第二色光滤光区允许绿光通过，及该第三色光滤光区允许红光通过。
5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该转动轮及该滤光轮以同一杆件轴接， 该转动轮、该杆件及该滤光轮其中之一连接于转动马达。
6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于该第一光路径与该杆件位于相异平面。
7.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于该杆件的直径大小与该转动马达的转速成正比。
8.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该转动轮及该滤光轮分别连接于第一转动马达以及第二转动马达，该第一转动马达及该第二转动马达同速转动。
9.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该第一光路径于该第一色光穿透该转动轮后的部分绕过该转动轮。
10.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该光源装置进一步具有多个该单色光源，以阵列方式或条状方式排列，供发出多个朝同方向前进的该第一色光；以及透镜，供聚集该多个第一色光形成光束导入该分色镜中。
11.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该转动轮光穿透区为镂空开口，让该第一色光穿过该镂空开口，而该光波长转换区为一反射表面上涂布该第一光波长转换材料。
12.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于该滤光轮第一色光滤光区为镂空开口， 让该第一色光穿过该镂空开口，而该第二色光滤光区为透明滤光材料。
13.一种光源模组，其特征在于包含单色光源，供发出第一色光；可相对一轴心转动的转动轮，该转动轮具有光穿透区以及光波长转换区，该光波长转换区涂布第一光波长转换材料，该第一光波长转换材料用以将该第一色光转换为第二色光；以及滤光轮，绕该轴心与该转动轮同速转动，具有分别与该光穿透区以及该光波长转换区对应的第一色光滤光区以及第二色光滤光区；其中，当该第一色光入射该光穿透区时，该第一色光穿透该转动轮后穿透该第一色光滤光区，当该第一色光入射该光波长转换区时，该第一色光转换为第二色光并穿透该第二色光滤光区。
14.如权利要求13所述的光源模组，其特征在于该转动轮光穿透区为镂空开口，让该第一色光空穿过该镂空开口，而该光波长转换区为涂布该第一光波长转换材料的可透光板件。
15.一种投影装置，其特征在于包含如权利要求1至14任一所述的光源模组；以及成像装置，设置于该滤光轮相对于该转动轮的另一侧，供使用通过该滤光轮的光线作为光源而进行成像。
全文摘要
本发明是关于一种光源模组以及使用此光源模组的投影装置。本发明的光源模组包含单色光源，供发出第一色光；转动轮，可相对一轴心转动，该转动轮具有光穿透区以及光波长转换区，该光波长转换区涂布第一光波长转换材料，该第一光波长转换材料可将该第一色光转换为第二色光；以及滤光轮，绕该轴心与该转动轮同速转动，具有分别与该光穿透区以及该光波长转换区对应的第一色光滤光区以及第二色光滤光区；其中，当该第一色光入射该光穿透区时，该第一色光穿透该转动轮后穿透该第一色光滤光区，当该第一色光入射该光波长转换区时，该第一色光转换为第二色光并穿透该第二色光滤光区。本发明用于提供投影光源。
文档编号G02B7/00GK102385233SQ20111033540
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月29日 优先权日2011年10月29日
发明者王修辞, 蒋永裕 申请人:明基电通有限公司, 明基电通股份有限公司