专利名称：光源模组与投影装置的制作方法
光源模组与投影装置
技术领域：
本发明是关于一种光学装置，且特别是关于一种光源模组及投影装置。
背景技术：
随着显示技术的进步，投影装置除了可采用发出白光的高压汞灯(ultra highpressure lamp, UHP lamp)搭配色轮(color wheel)来依序产生红光、绿光及蓝光，以使投影装置提供彩色影像画面之外，后来更发展出利用发光二极体(light emitting diode,LED)作为光源的投影装置。然而，由于发光二极体的发光效率有其限制，部分技术人员便于投影装置中采用混合型光源设计，以提升投影装置的亮度。其中常见混合型光源例如是由发光二极体与激光光源所组成。详细而言，混合型光源的设计是利用蓝光激光来激发色轮上的绿色萤光粉(fluorescent powder)以使蓝光激光转换为新的绿色光源,并搭配合光系统使转换出的绿色光源与发光二极体所提供的蓝光与红光进行合光以提供投影机所需的照明光源。除此之外，有 些光源系统设计是利用蓝光激光来激发色轮上不同位置的萤光粉，以分别产生红光与绿光。其中上述的绿光与红光的传递路径在经过合光系统后会被合并。由于上述的红光与绿光是利用蓝光激光激发萤光粉所产生的，故此种光学设计能减少红色发光二极体与绿色发光二极体的使用。然而，为了能以蓝光激光作为光源系统的蓝光光源，习知技艺者还会在光源系统中配置多面反射镜，以将蓝光激光导引到与红光与绿光相同的传递方向，并透过合光系统进行光传递路径的合并。如此一来，将造成光学元件的增加，使的光源系统整体体积的增加。另一方面，在投影装置的光学设计中，若以光阀(light valve)作为分水岭，投影装置可被区分为由光源到光阀等的光源照明系统，以及由光阀到镜头或到屏幕的成像光学系统。其中前者为非成像系统，且着重在提供均匀的照明、足够的色彩极尽可能提高转换效率。除此之外，投影装置的光源模组亦会针对不同的目的而有不同的设计。举例而言，台湾专利号380213揭露一种包括光源模组与光学透镜的照明装置，且光源模组由数个低功率发光元件所组成的阵列。另外，美国专利号7445340所揭露的照明装置则包括LED光源、光学元件组和萤光材料。除此之外，美国专利号6710921亦揭露与照明装置相关的技术。
发明内容
本发明提供一种光源模组，其具有较少光学元件数量使光源模组体积较小。本发明提供一种投影装置，其具有较小的体积。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。为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种光源模组。光源模组包括一发光元件、一波长转换元件及一偏振与分色单元。发光元件用于提供一激发光束。激发光束包括一第一部分光束，且第一部分光束具有一第一偏振方向。波长转换元件配置于第一部分光束的传递路径上。波长转换元件用于旋转，且包括一第一波长转换区与一偏振转换区。当第一部分光束射至第一波长转换区时，第一部分光束被转换为第一色光束。另外，当第一部分光束照射到偏振转换区时，第一部分光束的第一偏振方向被转换为第二偏振方向。偏振与分色单兀配置于波长转换兀件与发光兀件之间。偏振与分色单元用于使第一偏振方向的第一部分光束穿透，并将第二偏振方向的第一部分光束与第一色光束反射至同一方向。除此之外，本发明的一实施例更提供一种投影装置。此投影装置包括上述的光源模组、一投影镜头以及一光阀。投影镜头配置于第一部分光束与第一色光束的传递路径上。光阀配置于光源模组与投影镜头之间。基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点。在本发明的实施例中，藉由于波长转换元件配置波长转换区与偏振转换区，并搭配偏振与分色单元的使用，能将转换过的色光束以及包含第一部分光束与第二部分光束的激发光束导引至同一个方向，故可设计出简洁的光传递路径，从而能减少光学元件的使用数目。如此一来，便缩小了光源模组，以使应用上述的光源模组的投影装置拥有较小的体积。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，并配合所附图作如下详细说明。
图1A为本发明的第一实施例的投影装置的俯视示意图。图1B为图1A的波长转换元件沿Y方向的俯视示意图。图1C是图1A中偏振与分色单元的放大示意图。图1D为图1A的偏振转换系统的放大示意图。
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图2为本发明第二实施例的投影装置的俯视示意图。图3A为本发明的第三实施例的投影装置的俯视示意图。图3B为图3A的四分之一波板与偏振转换元件沿X方向的俯视示意图。
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而并非用来限制本发明。第一实施例图1A为本发明的第一实施例的投影装置的俯视示意图。请参照图1A，本实施例的投影装置1000包括:一光源模组1100、一光阀1200以及一投影镜头1300。光源模组1100包括一发光元件1110、一波长转换元件1120以及一偏振与分色单元1130。发光元件1110
用于提供一激发光束Lm。激发光束Lrai包括一第一部分光束LP1—P及一第二部分光束LP2—s,其中第一部分光束LP1—P具有一第一偏振方向，第二部分光束LP2—s具有一第二偏振方向；但非限制激发光束Lrai仅包括具有第一偏振方向的第一部分光束LP1—P以及具有第二偏振方向的第二部分光束LP2—s,换句话说,激发光束Lrai可同时具有其他偏振方向的部分光束。在本实施例中，第一偏振方向例如为P偏振。然而，在其他实施例中，第一偏振方向亦可为S偏振。另外，发光元件1110可以是蓝光激光或者是其他提供蓝色波段的固态光源，例如LED光源。图1B为图1A的波长转换元件1120沿Y方向的俯视示意图。请同时参照图1A与图1B，波长转换元件1120配置于第一部分光束Lpi P的传递路径Pl上。波长转换元件1120用于旋转。举例而言，本实施例的波长转换元件1120例如为色轮。详言之，波长转换元件1120包括一波长转换区1122R与一偏振转换区1124。当第一部分光束Lpi P照射到图1B的波长转换区1122R时，第一部分光束Lpi P被转换为一色光束Lr (绘示于图1A)。另一方面，当第一部分光束Lpi P照射到图1A与图1B的偏振转换区1124时，第一部分光束Lpi P的第一偏振方向(例如为P偏振)会被转换为一第二偏振方向(例如为S偏振)，其中被转换的第一部分光束为图1A的LP1—s。应注意的是,在本实施例中，第一偏振方向与第二偏振方向虽分别为P偏振与S偏振,然而在其他实施例中，第一偏振方向与第二偏振方向亦可分别为S偏振与P偏振，本发明不受限于此。另外，如图1A所示，波长转换元件1120的偏振转换区1124包括一四分之一波板1124a与一反射片1124b。在本实施例中，四分之一波板1124a是配置于反射片1124b上。因第一部分光束Lpi P来回经过四分之一波板1124a各一次，相当于第一部分光束Lpi P经过一个半波板，故第一部分光束LP1—P的第一偏振方向(例如为P偏振)会被转换为第二偏振方向(例如为S偏振)，形成如图1A所不的第一部分光束LP1—s。如图1A所示，偏振与分色单元1130配置于波长转换元件1120与发光元件1110之间。偏振与分色单兀1130用于使第一偏振方向的第一部分光束LP1—P穿透,并将第二偏振方向的第一部分光束LP1—s以及色光束Lr反射至同一方向，并传递至光阀1200。在本实施例中，第一部分光束Lpi s的颜色例如为蓝色，且色光束Lr例如为红光。因此，不同颜色的光束在经过光阀1200作用后，能产生影像光束LI。然后，影像光束LI再经过投影镜头1300后便能于屏幕(未绘示)上产生彩色影像。图1C是图1A中偏振与分色单元1130的放大示意图。请参照图1C所示，偏振与分色单元1130包括一偏振单元1132以及一分色单元1134。偏振单元1132用于使第一偏振方向的第一部分光束LP1—P穿透,并反射被转换成第二偏振方向的第一部分光束LP1—s。分色单元1134配置于偏振单元1132与图1A的波长转换元件1120之间。分色单元1134用于使激发光束Lrai穿透，并反射第一色光束Lr。在本实施例中，偏振单元1132例如为偏振分光器(polarization beam splitter, PBS),且分色单兀1134例如为分光薄膜(dichroicfilm)。其中分色单元1134例如由不同折射率的光学镀膜交替堆迭构成，能够让特定的波段光通过，并反射其他波段的光束(例如红光、绿光或黄光)。举例而言，在本实施例中，分色单元1134例如仅让蓝光波段通过。因此，当第一部分光束Lpi s被波长转换区1122R转换成另一颜色的色光束Lr后，并入射至分光单元1134时，分光单元1134会反射非蓝光的色光束Lr。另一方面，虽然第一部分光束Lpi P的第一偏振方向被图1B的波长转换区1124转换成第二偏振方向(对应标号LP1—s),但由于经转换后的第一部分光束LP1—s的波长并没有发生改变，亦即第一部分光束Lpi s的颜色仍为蓝光，故第一部分光束Lpi s仍可穿透分光单元1134。然而,须注意的是，由于此时第一光束LP1—s的偏振方向已与先前不同,故第一光束LP1—S会被偏振单元1132所反射。由上述可知，被波长转换区转换成为第一部分光束的第二偏振方向LP1—s和色光束Lr会分别被偏振单兀1132与分光单兀1134反射至同一方向进行合光。请继续参照图1A，在本实施例中，激发光束Lrai更包括一具有一第二偏振方向的第二部分光束LP2—s,且光源模组1100还包括一偏振转换系统1140。在本实施例中,偏振转换系统1140例如为偏振转换器(PS Converter)。如图1A所示，偏振转换系统1140配置于偏振与分色单兀1130和发光兀件1110之间。其中偏振转换系统1140用于使第一偏振方向的第一部分光束LP1—P穿透,并将第二部分光束LP2—s的第二偏振方向(例如为S偏振)转换为第一偏振方向(例如为P偏振)，以使第二部分光束LP2—P通过。图1D为图1A的偏振转换系统1140的放大示意图。请参照图1D，本实施例的偏振转换系统1140包括偏振分光单元1142与1144以及一半波板1146。其中偏振分光单元1142与1144例如为偏振分光器。如图1D所不,偏振分光单兀1142配置于激发光束Lex的传递路径Pex上。偏振分光单兀1142用于使第一偏振方向的第一部分光束LP1—P穿透,并反射第二偏振方向的第二部分光束LP2—s。另外，半波板1146配置于第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s的传递路径P2上，以将第二部分光束lP2—s的第二偏振方向(例如为S偏振)转换为第一偏振方向(例如为P偏振)，其中转换后的第二部分光束对应标号LP2—P。此外,偏振分光单兀1144配置于偏振分光单元1142与半波板1146之间，以将第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s反射至半波板1146。在本实施例中，偏振分光单元1142与1144可分别由两个等腰直角三角形的光学玻璃Gl、G2粘合而成，其中粘合面例如镀有多层膜(未绘示)，以分离不同偏振方向的光束。由上述可知，利用偏振分光单兀1142与1144搭配半波板1146能把一未偏极化的光束(例如激发光束LeJ纯化为同一偏振态(例如为P偏振)。详细而言，请同时参照图1A与图1D所示，偏振与分色单元1130与波长转换元件1120配置于第一偏振方向的第二部分光束LP2—P的传递路径P2’上,且偏振与分色单兀1130用于使第一偏振方向的第二部分光束LP2—P穿透。类似地，当第一偏振方向的第二部分光束Lp2 p照射到波长转换元件1120的偏振转换区1124(绘示于图1B)时，第二部分光束的第一偏振方向(例如为P偏振)会被转换为第二偏振方向(例如为S偏振)，且经转换后的第二部分光束LP2—P被偏振与分色单兀1130反射至与色光束Lr同一方向。另一方面，当第二部分光束Lp2 P照射到图1A的波长转换区1122R时，第一部分光束Lp2 P会被转换为色光束Lr。为使本领域技术人员能更了解本实施例的投影装置1000的光学机制，以下将作更进一步的说明。请同时参照图1A与图1D，在本实施例中，从发光元件1110射出的激发光束Lex包括不同偏振方向的第一部分光束LP1—P与第二部分光束LP2—s。其中第一部分光束的第一偏振方向例如为P偏振，且第二部分光束的第二偏振方向例如为垂直P偏振的S偏振,惟本发明不受限于此。当第一部分光束LP1—P与第二部分光束LP2—s进入偏振转换系统1140后,第一部分光束Lpi P会直接穿透偏振转换系统1140，而第二部分光束Lp2 s的第二偏振方向会被转换为第一偏振方向，而形成第一偏振方向的第二部分光束LP2—p,然后再离开偏振转换系统1140。更明确的说，当激发光束Lrai遇到图1D的第一面偏振分光单元1142时，激发光束Lex的不同偏振方向的第一部分光束LP1—P与第二部分光束LP2—s会被区分出来,且第一部分光束Lp1 P与第二部分光束Lp2 s的偏振态相互垂直。在本实施例中，例如是将偏振分光单元1142与1144设计成能使第一偏振方向的第一部分光束LP1—P直接穿透,并反射第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s。接着，被反射的第二部分光束Lp2 s在传递至第二面偏振分光单元1144时，又会再度被反射至半波板1146。由于半波板1146能将光束的波长相位移动半个波长的距离，故能第二部分光束Lp2 s的第二偏振方向转换成第一偏振方向的第二部分光束Lp2 pο如此一来,第一部分光束LP1—P和第二部分光束LP2—P在离开偏振转换系统1140后皆为相同的第一偏振方向(例如为P偏振)。请同时参照图1A与图1B,继之,偏振方向相同的第一部分光束LP1—P和第二部分光束Lp2 P在通过偏振与分色单元1130后会传递至波长转换元件1120。如图1B所示，本实施例的波长转换元件1120还包括波长转换区1122G。当第一部分光束Lpi P和第二部分光束Lp2 P照射到波长转换元件1120的波长转换区1122G时，第一部分光束Lpi^和第二部分光束Lp2 P会被转换为一色光束Lg，并被偏振与分色单元1130反射。其中色光束Lg例如为绿光。类似地，当第一部分光束Lpi P和第二部分光束Lp2 P照射到图1B的波长转换元件1120的偏振转换区1124时,第一偏振方向的第一部分光束LP1—P和第二部分光束LP2—P会被转换为第二偏振方向的第一部分光束LP1—s和第二部分光束LP2—s,并被图1C的偏振与分色单元1130的偏振单元1132反射。如此一来，色光束Lr (例如红光)、色光束Lg(例如绿光)以及由第一部分光束Lpi s和第二部分光束Lp2 s所形成的蓝色光束便会传递至光阀1200，且不同的色光束在被光阀1200反射后会转换为影像光束LI，并传递至投影镜头1300。如图1A所示，投影镜头1300配置于影像光束LI的传递路径P3上，以将影像光束LI投射于屏幕上(未绘示)。如此一来，便能够在屏幕上形成影像画面。另外，在本实施例中，光阀1200例如为数字微镜元件(digital micro-mirror device, DMD)。然而，在其他实施例中，光阀1200亦可以是娃基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel)、穿透式液晶面板或其他适当的空间光调变器(spatial light modulator, SLM)。除此之外，如 图1B所示，本实施例的波长转换元件1120还包括波长转换区1122Y。当穿透偏振与分色单元1130的第一部分光束Lpi P和第二部分光束Lp2 P照射到波长转换元件1120的波长转换区1122Y时，第一部分光束Lpi第二部分光束Lp2 p会被转换为一色光束Ly，并被偏振与分色单元1130反射。在本实施例中，色光束Ly例如为黄光，其中黄光可增加影像画面的亮度。应注意的是，在本实施例中，色光束Lr、Lg、Ly虽为红光、绿光与黄光，然而在其他实施例中，色光束Lr、Lg、Ly亦可为其他颜色的光束,本发明并不受限于此。除此之外，本实施例的波长转换元件1120虽是包括三个波长转换区1122R、1122G与1122Y，然而波长转换区的个数不受限于图1B。换言之，设计者可依据实际需求而有所调整。进一步而言，如图1B所示，本实施例的波长转换元件1120可转动，使激发光束Lex的第一部分光束Lp1 P和第二部分光束Lp2 P会轮流照射在波长转换区1122R、1122G、1122Y和偏振转换区1124上。另外，而波长转换区1122R、1122G、1122Y例如包括对应不同色光波段的萤光层，其中上述的色光波段例如红光波段、绿光波段及黄光波段，惟本发明不受限于此。如前所述，当第一部分光束Lpi jP第二部分光束Lp2 P照射在波长转换区1122R时，第一部分光束Lp1 P和第二部分光束Lp2 P会被转换为色光束Lr (例如为红光)。类似地，当第一部分光束Lpi P和第二部分光束Lp2 P照射在波长转换区1122G或1122Y时，则第一部分光束Lp1 P和第二部分光束Lp2 P会被转换成色光束Lg或Ly。除此之外，当第一部分光束Lp1P和第二部分光束Lp2 P照射在偏振转换区1124时，第一部分光束Lpi P和第二部分光束Lp2P原本的第一偏振方向会转换成与第一偏振方向正交的第二偏振方向。由图1A可知，这些被转换的色光束Lr、Lg、Ly (例如红光、绿光与黄光)和经过偏振转换的第一部分光束Lpi s和第二部分光束Lp2 s (即蓝色激光)会被偏振与分色单元1130反射至同一方向而到达光阀1200。上述的色光束在被光阀1200反射后会转换为影像光束LI，并传递至投影镜头1300。
由上述可知，藉由在波长转换元件1120配置波长转换区1122R、1122G、1122Y与偏振转换区1124，并搭配偏振与分色单元1130的使用，就能将转换过的色光束Lr、Lg与Ly以及包含第一部分光束LP1—s与第二部分光束LP2—s的激发光束Lrai导引至同一个方向，以显不彩色画面。换句话说，本实施例的投影装置1000不需用到多个光学元件或多个反射镜就能达到上述效果，故本实施例的投影装置1000相较于习知的投影装置而言具有较小的体积。第二实施例图2为本发明第二实施例的投影装置2000的俯视示意图。图2的投影装置2000与图1A的投影装置1000类似，惟二者主要差异之处在于:图2的光源模组2100还包括一四分之一波板2120，且图2的光源模组2100不具有图1A的偏振转换系统1140。如图2所示，偏振与分色单元1130配置于发光元件1110与四分之一波板2120之间。偏振与分色单兀1130用于将第二偏振方向的第二部分光束LP2—s反射至四分之一波板2120,且四分之一波板2120用于将第二部分光束LP2—S的第二偏振方向(例如为S偏振)转换成第一偏振方向(例如为P偏振)。除此之外，光源模组2100还包括一反射单元2130。反射单元2130用将转换过的第一偏振方向的第二部分光束LP2—P反射回偏振与分色单兀1130。在本实施例中，四分之一波板2120配置于偏振与分色单元1130与反射单元2130之间。详言之，四分之一波板2120系配置在反射单元2130上。另外，本实施例的反射单元2130可以是任何高反射率的金属镜面、反射膜或者是其他适合的反射光学元件。详细而言，当第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s被偏振与分色单元1130反射至四分之一波板2120时，第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s会来回经过四分之一波板2120各一次，被四分之一波板2120转换为第一偏振方向的第二部分光束LP2—p,并再被反射单兀2130反射回偏振与分色单兀1130。如图2所示，由于偏振与分色单元1130能使第一偏振方向的光束通过，故经转换的第一偏振方向的第二部分光束LP2—P便能通过偏振与分色单兀1130而传递至光阀1200。其中第二部分光束Lp2 P例如是作为投影装置2000的蓝色光源使用。另一方面，当第一部分光束LP1—P照射在波长转换单兀1120偏振转换区1124时,第一部分光束LP1—P的第一偏振方向会转换成第二偏振方向，而形成第二偏振方向的第一部分光束LP1—s,进而被偏振与分色单元1130反射至光阀1200。然后，作为蓝光使用的第一部分光束Lpi s与第二部分光束Lpi P以及色光束Lr (例如为红光)在经过光阀1200的作用后便会转换成影像光束L2，并传递至投影镜头1300。如此一来，投影装置2000便能提供彩色的画面。关于投影装置2000的详细描述可参照第一实施例，故在此不再赘述。第三实施例
图3A为本发明的第三实施例的投影装置的俯视示意图。图3A的投影装置3000与图2的投影装置2000类似，惟二者主要差异之处在于:投影装置3000的光源模组还包括一四分之一波板3120与一偏振转换兀件3130。 图3B为图3A的四分之一波板3120与偏振转换元件3130沿X方向的俯视示意图。请同时参照图3A与图3B，本实施例的偏振转换元件3130可转动，且例如为色轮。其中四分之一波板3120配置于偏振转换元件3130之上。详言之，光源模组3100更包括一反射单元3140，且四分之一波板3120配置于反射单元3140上。详细而言，当第二偏振方向的第二部分光束LP2—s被偏振与分色单兀1130反射至四分之一波板3120时,第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s会来回经过四分之一波板3120各一次，而被四分之一波板3120转换为第一偏振方向的第二部分光束LP2—p,并被反射单兀3140反射回偏振与分色单兀1130。如图3A所示，由于偏振与分色单元1130能使第一偏振方向的光束通过，故经转换的第一偏振方向的第二部分光束LP2—P便能通过偏振与分色单兀1130而传递至光阀1200。其中第二部分光束Lp2 P例如是作为投影装置3000的蓝色光源使用。另一方面，当穿透偏振与分色单元1130的第一部分光束Lpi P照射在波长转换单元1120的偏振转换区1124时,第一部分光束LP1—P的第一偏振方向会转换成第二偏振方向，而形成第二偏振方向的第一部分光束Lpi s，进而被偏振与分色单元1130反射至光阀1200。然后，作为蓝光使用的第一部分光束Lpi s与第二部分光束Lpi P以及色光束Lr (例如为红光)在经过光阀1200的作用后便会转换成影像光束L3，并传递至投影镜头1300。如此一来，投影装置3000便能提供彩色的画面。由于关于投影装置3000的详细描述可参照第一实施例，故在此不再赘述。除此之外，如图3B所示，当第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s未照射到偏振转换元件3130上的四分之一波板3120，而是照射到偏振转换元件3130上的反射单元3140时，第二偏振方向的第二部分光束Lp2 s还可再度反射至发光元件1110，以便于光束的回收再利用。详细而言，例如将发光元件1100后方配置一反射镜(未绘示)，便达到光束回收再利用的效果。综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点。在本发明的实施例中，藉由于波长转换元件配置波长转换区与偏振转换区，并搭配偏振与分色单元的使用，就能将转换过的色光束以及包含第一部分光束与第二部分光束的激发光束导引至同一个方向。换言之，本实施例的投影装置利用少数的光学元件就能组合出简洁的光传递路径，故能大幅减低光学元件的使用，进而能减少投影装置的体积。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，即凡是依照本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属于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“第一波长转换区”、“第二波长转换区”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。主要符号名称列表1000,2000,3000:投影装置
1100、2100、3100:光源模组1110:发光元件1120:波长转换元件1122R、1122G、1122Y:波长转换区1124:偏振转换区1124a、2120、3120:四分之一波板1124b:反射片1130:偏振与分色单元1132:偏振单元1134:分光单元1140:偏振转换系统1142、1144:偏振分光单元1146:半波板1200 光阀1300:投影镜头
2130,3132:反射单元3130:偏振转换元件Lex:激发光束LP1—p、LP1—s:第一部分光束Lp2 p、Lp2 s:第二部分光束Lr、Lg、Ly:色光束L1、L2、L3:影像光束Pl、P2、P2’、P3、Pex:传递路径Gl、G2:光学玻璃
权利要求
1.一种光源模组，包括: 一发光元件，用于提供一激发光束，该激发光束包括一第一部分光束，且该第一部分光束具有一第一偏振方向； 一波长转换元件，配置于该第一部分光束的传递路径上，且该波长转换元件用于产生转动，且该波长转换元件包括: 一第一波长转换区与一偏振转换区，其中当该第一部分光束照射到该第一波长转换区时，该第一部分光束被转换为一第一色光束，且当该第一部分光束照射到该偏振转换区时，该第一部分光束的该第一偏振方向被转换为一第二偏振方向；以及 一偏振与分色单兀，配置于该波长转换兀件与该发光兀件之间，用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并将该第二偏振方向的该第一部分光束与该第一色光束反射至同一方向。
2.如权利要求1所述的光源模组，其中该偏振与分色单元包括: 一偏振单兀，用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并反射该第二偏振方向的该第一部分光束；以及 一分色单元，配置于该偏振单元与该波长转换元件之间，且该分色单元贴附于该偏振单元，用于使该激发光束穿透，并反射该第一色光束。
3.如权利要求1所述的光源模组，其中该激发光束还包括一具有一第二偏振方向的第二部分光束，且该光源模组还包括一偏振转换系统，配置于该偏振与分色单元和该发光元件之间，其中该偏振转换系统用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并将该第二部分光束的该第二偏振方向转换为该第一偏振方向，以使该第二部分光束通过。
4.如权利要求3所述的光源模组，其中该偏振转换系统还包括: 一第一偏振分光单兀，配置于该激发光束的传递路径上，且用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并反射该第二偏振方向的该第二部分光束； 一半波板，配置于该第二偏振方向的该第二部分光束的传递路径上，以将该第二部分光束的该第二偏振方向转换为该第一偏振方向；以及 一第二偏振分光单兀，配置于该第一偏振分光单兀与该半波板之间，以将该第二偏振方向的该第二部分光束反射至该半波板。
5.如权利要求4所述的光源模组，其中该偏振与分色单元与该波长转换元件配置于该第一偏振方向的该第二部分光束的传递路径上，且该偏振与分色单兀用于使该第一偏振方向的该第二部分光束穿透， 其中当该第一偏振方向的该第二部分光束照射到该波长转换兀件的该偏振转换区时，该第二部分光束的该第一偏振方向被转换为该第二偏振方向，且被该偏振与分色单兀反射至与该第一色光束同一方向。
6.如权利要求1所述的光源模组，其中该激发光束还包括一具有一第二偏振方向的第二部分光束，且该光源模组还包括一四分之一波板， 其中该偏振与分色单元配置于该发光元件与该四分之一波板之间，且用于将该第二偏振方向的该第二部分光束反射至该四分之一波板，且该四分之一波板用于将该第二部分光束的该第二偏振方向转换成该第一偏振方向。
7.如权利要求6所述的光源模组,还包括一第一反射单兀，以将该第一偏振方向的该第二部分光束反射至该偏振与分色单兀，其中该四分之一波板配置于偏振与分色单兀与该第一反射单元之间。
8.如权利要求6所述的光源模组,其中该偏振与分色单兀配置于该第一偏振方向的该第二部分光束的传递路径上,且用于使该第一偏振方向的该第二部分光束穿透。
9.如权利要求6所述的光源模组,还包括一偏振转换兀件，该偏振转换兀件用于产生转动，且该四分之一波板配置于该偏振转换元件上。
10.如权利要求9所述的光源模组，还包括一第二反射单元，配置于该偏振转换元件上，且位于该四分之一波板与该偏振转换元件之间。
11.如权利要求1项所述的光源模组，其中该波长转换元件还包括一第二波长转换区，其中当该第一部分光束照射到该第二波长转换区时，该第一部分光束被转换为一第二色光束。
12.一种投影装置 ，包括: 一光源模组，包括: 一发光元件，用于提供一激发光束，该激发光束包括一第一部分光束，且该第一部分光束具有一第一偏振方向； 一波长转换元件，配置于该第一部分光束的传递路径上，且该波长转换元件用于产生转动，且该波长转换元件包括一第一波长转换区与一偏振转换区， 其中当该第一部分光束照射到该第一波长转换区时，该第一部分光束被转换为一第一色光束，且当该第一部分光束照射到该偏振转换区时，该第一部分光束的该第一偏振方向被转换为一第二偏振方向；以及 一偏振与分色单兀，配置于该波长转换兀件与该发光兀件之间，用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并将该第二偏振方向的该第一部分光束以及该第一色光束反射至同一方向； 一投影镜头，配置于该第一部分光束与该第一色光束的传递路径上；以及 一光阀，配置于该光源模组与该投影镜头之间。
13.如权利要求12所述的投影装置，其中该偏振与分色单元包括: 一偏振单兀，用于使该第一偏振方向的该第一偏振光束穿透，并反射该第二偏振方向的该第一偏振光束；以及 一分色单元，配置于该偏振单元与该波长转换元件之间，且用于使该激发光束穿透，并反射该第一色光束。
14.如权利要求12所述的投影装置，其中该激发光束还包括一具有一第二偏振方向的第二部分光束，且该光源模组还包括一偏振转换系统，配置于该偏振与分色单元和该发光元件之间，其中该偏振转换系统用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并将该第二部分光束的该第二偏振方向转换为该第一偏振方向，以使该第二部分光束通过。
15.如权利要求14所述的投影装置，其中该偏振转换系统包括: 一第一偏振分光单兀，配置于该激发光束的传递路径上，且用于使该第一偏振方向的该第一部分光束穿透，并反射该第二偏振方向的该第二部分光束； 一半波板，配置于该第二偏振方向的该第二部分光束的传递路径上，以将该第二部分光束的该第二偏振方向转换为该第一偏振方向；以及一第二偏振分光单兀，配置于被该第一偏振分光单兀与该半波板之间，以将该第二偏振方向的该第二部分光束反射至该半波板。
16.如权利要求15所述的投影装置，其中该偏振与分色单元与该波长转换元件配置于该第一偏振方向的该第二部分光束的传递路径上，且该偏振与分色单兀用于使该第一偏振方向的该第二部分光束穿透， 其中当该第一偏振方向的该第二部分光束照射到该波长转换兀件的该偏振转换区时，该第二部分光束的该第一偏振方向被转换为该第二偏振方向，且被该偏振与分色单兀反射至与该第一色光束同一方向。
17.如权利要求12所述的投影装置，其中该激发光束还包括一具有一第二偏振方向的第二部分光束，且该光源模组还包括一四分之一波板， 其中该偏振与分色单元配置于该发光元件与该四分之一波板之间，且用于将该第二偏振方向的该第二部分光束反射至该四分之一波板，且该四分之一波板用于将该第二部分光束的该第二偏振方向转换成该第一偏振方向。
18.如权利要求17所述的投影装置，还包括一第一反射单元，以将该第一偏振方向的该第二部分光束反射至该偏振与分色单兀，其中该四分之一波板配置于偏振与分色单兀与该第一反射单元之间。
19.如权利要求17所述的投影装置，其中该偏振与分色单元配置于该第一偏振方向的该第二部分光束的传递路径上，且用于使该第一偏振方向的该第二部分光束穿透。
20.如权利要求18所述的投影装置，还包括一偏振转换元件，该偏振转换元件用于产生转动，且该四分之一波板配置于该偏振转换元件上。
21.如权利要求2 0所述的投影装置，还包括一第二反射单元，配置于该偏振转换元件上，且位于该四分之一波板与该偏振转换元件之间。
22.如权利要求12所述的投影装置，其中该波长转换元件还包括一第二波长转换区，其中当该第一部分光束照射到该第二波长转换区时，该第一部分光束被转换为一第二色光束。
全文摘要
一种光源模组，包括发光元件、波长转换元件及偏振与分色单元。发光元件用于提供激发光束。激发光束包括具有第一偏振方向的第一部分光束。波长转换元件配置于第一部分光束的传递路径上，且包括第一波长转换区与偏振转换区。当第一部分光束射至第一波长转换区时，第一部分光束被转换为第一色光束。当第一部分光束照射到偏振转换区时，第一部分光束的第一偏振方向转换为第二偏振方向。偏振与分色单元配置于波长转换元件与发光元件之间，使第一偏振方向的第一部分光束穿透，并将第二偏振方向的第一部分光束以及第一色光束反射至同一方向。
文档编号G02B27/28GK103207507SQ20121000700
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者魏庆全, 陈淑敏, 邱浩玮, 陈科顺 申请人:中强光电股份有限公司