照明系统与投影装置的制作方法

本发明是有关于一种照明系统与投影装置。

背景技术：

一般激光投影机的光源模块的架构中通常设置有两个蓝光激光模块，两个蓝光激光模块其中之一用以提供连续的蓝色光束，其中之另一则用以照射黄光荧光粉上，以产生黄色光束。光源模块再透过滤光片将黄色光束分成红色光束以及绿色光束。基于上述的架构，若要得到较纯的红色光束，则需要将滤光片的可通过波段更往红光波段的方向偏移。但是，剩下的光束则会偏黄，也就是绿色光束会呈现较黄的现象，反之亦然。因此，上述的激光投影机并无法达到广色域的色彩表现。并且，由于上述的架构是透过滤光片以过滤黄色光束而得到绿色光束以及红色光束，并无法任意地调整激光投影机所投影的投影画面中的红色光束与绿色光束之间的比例。

“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本领域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，不代表所述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

本发明提供一种照明系统，其具有简单的结构以及较低的制造成本，并且能够使应用此照明系统的投影装置简便地对投影画面的色彩表现进行调变。

本发明提供一种投影装置，具有简单的结构以及较低的制造成本，并且能够简便地对投影画面的色彩表现进行调变。

本发明的其它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。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种照明系统，包括第一发光元件、发光模块、光扩散元件、波长转换装置以及分光元件。第一发光元件用以发出第一激光光束。所述发光模块用以发出第二激光光束及第三激光光束，其中所述第二激光光束的波长不同于所述第三激光光束的波长。光扩散元件位于发光模块与分光元件之间，用以允许第二激光光束以及第三激光光束通过。波长转换装置配置于第一激光光束的传递路径上，且波长转换装置被第一激光光束激发出转换光束。分光元件配置于通过光扩散元件后的第二激光光束的传递路径上及第三激光光束的传递路径上，且配置于第一激光光束的传递路径上以及配置于转换光束的传递路径上。分光元件用以将第二激光光束、第三激光光束以及转换光束导引至同一传递方向。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种投影装置，包括上述的照明系统、至少一光阀以及投影镜头。至少一光阀用以将转换光束转换成第一影像光束，将第二激光光束转换成第二影像光束，将第三激光光束转换成第三影像光束。投影镜头配置于第一影像光束的传递路径上、第二影像光束的传递路径上以及第三影像光束的传递路径上，且将第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束投影至投影媒介上。

基于上述，在本发明实施例中的照明系统中，第一发光元件所提供的第一激光光束激发波长转换装置而形成转换光束，且发光模块用以发出具有不同波长的第二激光光束以及第三激光光束。因此，本发明实施例的照明系统能够透过控制第一、第二以及第三激光光束所各别具有的光强度来简便地调变输出于此照明系统的集成光束的颜色性质。进一步来说，由于本发明实施例的投影装置包括上述的照明系统，因此本发明实施例的投影装置可以透过调整第一、第二以及第三激光光束所各别具有的光强度来简便地调整投影画面的颜色性质。再者，在本发明实施例的照明系统以及投影装置中，光扩散元件同时配置于第二激光光束的传递路径以及第三激光光束的传递路径上。因此，本发明实施例的照明系统以及投影装置具有简单结构以及较低的制造成本。

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，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种投影装置的示意图。

图1a为图1第一发光元件中三个蓝光激光二极管模块的光路示意图。

图1b为图1a合光元件的部分示意图。

图2a为第一激光光束以及转换光束于图1照明系统中的光路示意图。

图2b为第二激光光束于图1照明系统中的光路示意图。

图2c为第三激光光束于图1照明系统中的光路示意图。

图2d为图1中光扩散元件的剖面示意图。

图2e为图1光扩散元件的俯视示意图。

图2f绘示在cie1931色彩空间色度图中rec.709标准色域所界定的区域、dci-p3标准色域所界定的区域、图1中的投影装置的色域所界定的区域以及已知技术中的激光投影机的色域所界定的区域。

图3a为第一激光光束以及转换光束于本发明另一实施例的照明系统中的光路示意图。

图3b为第二激光光束于图3a的照明系统中的光路示意图。

图3c为第三激光光束于图3a的照明系统中的光路示意图。

图4a为第一激光光束以及转换光束于本发明又一实施例的照明系统中的光路示意图。

图4b为第二激光光束于图4a的照明系统中的光路示意图。

图4c为第三激光光束于图4a的照明系统中的光路示意图

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一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1是依照本发明的一实施例的一种投影装置的示意图。图1a为图1第一发光元件中三个蓝光激光二极管模块的光路示意图。图1b为图1a合光元件的部分示意图。图2a为第一激光光束以及转换光束于图1照明系统中的光路示意图。图2b为第二激光光束于图1照明系统中的光路示意图。图2c为第三激光光束于图1照明系统中的光路示意图。图2d为图1中光扩散元件的剖面示意图。图2e为图1光扩散元件的俯视示意图。图2f绘示在cie1931色彩空间色度图中rec.709标准色域所界定的区域、dci-p3标准色域所界定的区域、图1中的投影装置的色域所界定的区域以及已知技术中的激光投影机的色域所界定的区域。

请参照图1，在本实施例中，投影装置200包括照明系统100、至少一光阀210以及投影镜头220。照明系统100用以输出光束至至少一光阀210。照明系统100包括第一发光元件110、发光模块120、光扩散元件130、波长转换装置140以及分光元件150。于以下段落中会详细地说明上述各元件。

请参照图1以及图2a，第一发光元件110包括蓝光激光二极管模块或者是由多个蓝光激光二极管模块所组成的阵列，但不以此为限制。蓝光激光二极管模块中包括蓝光激光二极管晶片(laserdiode,ld)且可由多个蓝光激光二极管晶片阵列(laserdiodebank)所组成。如图1a及图1b的实施例中，第一发光元件110包括三个蓝光激光二极管模块112a、112b、112c及一个合光元件114，合光元件114可由两个或三个合光板组合成一x板(x-plate)，图1a绘示为两个合光板114a、114b组成合光元件114，其中本实施例中，合光板114a或114b可为透光板且具有如图1b所示的彼此交替设置的多个穿透区ta及多个反射区ra，穿透区ta可涂布抗反射膜(anti-reflectioncoating)而反射区ra可涂布反射膜，于其它实施例中，合光板可为具有反射功能的板件且于穿透区设置通孔，本发明不以此为限。蓝光激光二极管模块112b、112c分别配置于合光元件114的两相对侧，合光元件114位于蓝光激光二极管模块112a与分光元件150(如图1所示)之间。参考图1及图1a所示，蓝光激光二极管模块112a、112b、112c分别从不同方向朝合光元件114发出激光光束，合光元件114的反射区ra反射来自激光二极管模块112b、112c的激光光束，合光元件114的穿透区ta使来自激光二极管模块112a的激光光束穿过，被合光元件114反射的激光光束及穿过合光元件114的激光光束被导引至同一传递方向而形成第一激光光束l1。

请参照图1以及图2a，第一发光元件110用以发出第一激光光束l1(如图2a)。第一激光光束l1为蓝色激光光束，第一激光光束l1的峰值波长(peakwavelength)范围介于400纳米至470纳米之间，其中峰值波长被定义为光强度最大处所对应的波长。

请参照图1、图2b以及图2c，发光模块120具体化为激光发光模块，且用以发出第二激光光束l2(如图2b)以及第三激光光束l3(如图2c)，第二激光光束l2的波长不同于第三激光光束l3的波长。具体而言，发光模块120包括第二发光元件122、第三发光元件124以及合光元件126。第二发光元件122包括红光激光二极管模块或者是由多个红光激光二极管模块所组成的阵列，但不以此为限制。红光激光二极管模块中包括红光激光二极管晶片且可由多个红光激光二极管晶片阵列(laserdiodebank)所组成。第三发光元件124包括蓝光激光二极管模块或者是由多个蓝光激光二极管模块所组成的阵列，但不以此为限制。蓝光激光二极管模块中包括蓝光激光二极管晶片且可由多个蓝光激光二极管晶片阵列(laserdiodebank)所组成。第二发光元件122用以发出第二激光光束l2，且第二激光光束l2为红色激光光束，第二激光光束l2的峰值波长范围介于625纳米至740纳米之间。第三发光元件124用以发出第三激光光束l3，且第三激光光束l3为蓝色激光光束，第三激光光束l3的峰值波长范围介于400纳米至470纳米之间。合光元件126为将一个以上的光束合成一光束的光学元件，例如是条纹镜(stripemirror)或是分色镜(dichroicmirror)，在本实施例中，合光元件126为分色镜，用以允许来自第三发光元件124的第三激光光束l3通过并反射来自第二发光元件122的第二激光光束l2；在其他实施例中，合光元件可为反射来自第三发光元件的第三激光光束并使来自第二发光元件的第二激光光束通过的分色镜，但本发明不以此为限制。

光扩散元件130为用以使通过此光扩散元件的光束扩散/散射的光学元件，例如是扩散轮(diffusorwheel)、振动扩散器、扩散板(diffusionplate)或者是其它动件的扩散器，本发明并不以此为限制。在本实施例中，光扩散元件130为扩散轮。请参照图2d以及图2e，详细来说，光扩散元件130包括本体部132、转轴sa、光扩散结构134以及抗反射镀膜(anti-reflectionlayer)ar。转轴sa与马达(motor，未示出)耦接，且固定于本体部132而作为本体部132的旋转轴。光扩散元件130更具有扩散区dr，扩散区dr的形状为环状且以旋转轴为中心环绕于本体部132上，光扩散结构134以及抗反射镀膜ar对应设置于扩散区dr内。抗反射镀膜ar设置于光扩散元件130的两相对表面s1、s2的至少其一表面上。在本实施例中，抗反射镀膜ar是设置于光扩散结构134的两相对表面s1、s2上。由另一种观点视之，抗反射镀膜ar设置于光扩散结构134中朝向发光模块120的表面s1，且设置于光扩散结构134中朝向分光元件150的表面s2。转轴sa由马达所带动，以使光扩散元件130以转轴sa进行旋转，进而使扩散区dr内的光扩散结构134以及抗反射镀膜ar旋转。在本实施例中，光扩散元件130用以允许第二激光光束l2以及第三激光光束l3通过，用以消除激光散斑(speckle)现象。

波长转换装置140为用以使通过此波长转换装置140的短波长光束转换成相对于短波长光束的一长波长转换光束的光学元件。在本实施例中，波长转换装置140为荧光粉轮(phosphorwheel)，但不以此为限制。在本实施例中，荧光粉轮上设置有光致发光材料，其可以接收短波长光束并藉由光致发光现象产生相对应的转换光束l4(如图2a)。光致发光材料例如是荧光粉，而荧光粉的种类例如是可激发出黄光的荧光粉或可激发出绿光的荧光粉，本发明并不以此为限制。当光致发光材料为可激发出黄光的荧光粉时，转换光束l4相对应为黄色光束，转换光束l4的峰值波长范围介于570纳米至590纳米之间。当光致发光材料为可激发出绿光的荧光粉时，转换光束l4相对应为绿色光束，则转换光束l4的峰值波长范围介于495纳米至570纳米之间。另外，本实施例中，第一发光元件110的光功率可为约440瓦特(watt)，第二发光元件122的光功率可为约82瓦特(watt)，第三发光元件124的光功率可为约98瓦特(watt)，而较高功率的第一发光元件110入射至荧光粉可产生的光斑功率密度范围为50～200瓦特/平方厘米(w/mm²)。第一发光元件110所发出第一激光光束l1的峰值波长可不同于第三发光元件124所发出第三激光光束l3的峰值波长；本实施例中，第一激光光束l1的峰值波长可为445纳米，则具有较高功率的第一激光光束l1可更有效率地激发波长转换装置140的荧光粉，而第三激光光束l3的峰值波长可为465纳米，藉以使投影装置200的蓝色座标点于cie1931色彩空间色度图中更接近标准色域dci-p3的色域，避免投影装置200所投射出的影像有偏紫问题，详细于下方说明。

分光元件150为具有分光功能的光学元件。在本实施例中，分光元件150为分光镜(dichroicmirror)，其具有波长选择性，为利用波长(颜色)进行分光的分色片，但不以此为限制。在本实施例中，分光元件150用以使第二激光光束l2以及第三激光光束l3穿透，且反射转换光束l4。换言之，在本实施例中，分光元件150被设计为可使蓝色光束以及红色光束通过，而反射黄色光束或绿色光束。

光阀210是指数位微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,dmd)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel,lcospanel)或是液晶面板(liquidcrystalpanel,lcd)等空间光调变器之任一者，而光阀210的数量可以是一个或多个。于本实施例中，光阀210为数位微镜元件，且光阀210的数量例如是三个。详细来说，光阀212用以接收转换光束l4，并将转换光束l4转换成第一影像光束ib1。光阀214用以接收第二激光光束l2，并将第二激光光束l2转换成第二影像光束ib2。光阀216用以接收第三激光光束l3，并将第三激光光束l3转换成第三影像光束ib3。在本实施例中，光阀210将第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4转换为影像光束的方法，其详细步骤及实施方式可以由本领域公知常识获得足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

投影镜头220例如包括具有屈光度的一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、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。在一实施例中，投影镜头220也可以包括平面光学镜片。本发明对投影镜头220的型态及其种类并不加以限制。投影镜头220配置于上述第一、第二以及第三影像光束ib1～ib3的传递路径上。在本实施例中，投影镜头220用以将这些影像光束ib1～ib3投射至投影媒介pm上。投影媒介pm例如是投影布幕或者是投影墙，本发明并不以此为限制。

此外，在本实施例中，照明系统100内部可以选择性地增设一至多个聚光透镜cl(cl1～cl5)或一至多个光准直化元件oa(oa1～oa4)。详言之，聚光透镜cl为具有会聚光功能的透镜，且例如是凸透镜。光准直化元件oa用以将发散/会聚光束转换成平行于光准直化元件oa的光轴的平行光束。透过增设聚光透镜cl以及光准直化元件oa可以更进一步提升照明系统100输出的光束品质，本发明并不以此为限制。并且，在本实施例中，投影装置200的内部更可选择性地增设积分柱(integrationrod)ir以及光学镜片组la，其中积分柱ir将来自照明系统100的光束均匀化后输出至光学镜片组la。光学镜片组la内具有一至多个的聚光透镜(未标号)或者是一至多个分光棱镜组(未标号)。

于以下的段落中，会详细地说明上述各元件之间的配置关系。

请同时参照图1、图2a、图2b以及图2c，在本实施例的照明系统100中，光扩散元件130位于发光模块120与分光元件150之间。更详细来说，光扩散元件130的扩散区dr设置于第二激光光束l2以及第三激光光束l3的传递路径上，扩散区dr用以允许第二激光光束l2以及第三激光光束l3通过。如图2a，波长转换装置140配置于第一激光光束l1的传递路径上。如图2b以及图2c，分光元件150配置于通过光扩散元件130后的第二激光光束l2的传递路径上以及第三激光光束l3的传递路径上。如图2a，分光元件150也配置于第一激光光束l1的传递路径上以及配置于转换光束l4的传递路径上。换言之，在本实施例中，第一激光光束l1、第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4共用同一分光元件150。于本实施例中，第一发光元件110与波长转换装置140分别位于分光元件150的相对两侧。接着，请参照图2b以及图2c，在发光模块120中，第二激光光束l2的光路与第三激光光束l3的光路彼此垂直且交于合光元件126。请参照图2a以及图2c，第一激光光束l1的光路与第三激光光束l3的光路彼此垂直，且交于分光元件150。

另一方面，图2a、图2b以及图2c分别对应示出的转换光束l4、第二激光光束l2以及第三激光光束l3出光于照明系统100后共同形成如同图1中所示出的集成光束il。在本实施例的投影装置200中，积分柱ir配置于集成光束il的传递路径上，并用以接收且均匀化来自于照明系统100的集成光束il。光学镜片组la配置于由积分柱ir出光后的集成光束il的传递路径上，用以将集成光束il传递至光阀210。投影镜头220配置来自于光阀210的影像光束ib1～ib3的传递路径上。

于以下的段落中，会详细地说明上述各激光光束之间的传递方式。

请参照图2a，当第一发光元件110发出第一激光光束l1(蓝色光束)时，第一激光光束l1依序经过聚光透镜cl2、光准直化元件oa4、分光元件150、聚光透镜cl5、光准直化元件oa3并传递至波长转换装置140。接着，波长转换装置140的荧光粉被第一激光光束l1照射而激发出转换光束l4。转换光束l4被波长转换装置140反射后，再依序经过光准直化元件oa3、聚光透镜cl5并传递至分光元件150，并被分光元件150反射后传递至聚光透镜cl4，并出光于照明系统100的出光处ep。转换光束l4的传递方向被分光元件150导引为方向d1。于本实施例中，第一激光光束l1的传递方向维持于方向d2的反方向并未被改变其传递方向。转换光束l4的传递方向则被分光元件150改变一次。

请参照图2b、图2d以及图2e，当发光模块120的第二发光元件122发出第二激光光束l2(红色光束)时，第二激光光束l2依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3、并穿透分光元件150后传递至聚光透镜cl4，并出光于照明系统100的出光处ep。于本实施例中，第二激光光束l2于合光元件126之前的传递方向为方向d2的反方向，接续被合光元件126改变一次而被导引至方向d1。

请参照图2c、图2d以及图2e，当第三发光元件124发出第三激光光束l3(蓝色光束)时，第三激光光束l3依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3、并传递至分光元件150后传递至聚光透镜cl4，并出光于照明系统100的出光处ep。于本实施例中，第三激光光束l3的传递方向维持于方向d1而未被改变。

请参照图2b、图2c以及图2d，值得一提的是，当第二激光光束l2以及第三激光光束l3经过光扩散元件130的扩散区dr时，会被扩散区dr内的光扩散结构134扩散/散射，以降低激光光束的能量密度。并且，光扩散元件130可以藉由转动的方式来减少激光散斑(speckle)的现象。

请参照图2b以及图2c，在本实施例中，合光元件126用以使通过合光元件126后的第二激光光束l2的光路以及通过合光元件126后的第三激光光束l3的光路一致。由另一观点观之，第二激光光束l2以及第三激光光束l3通过合光元件126后的传递方向都为方向d1。

请再参照图2a、图2b以及图2c，在本实施例中，分光元件150用以使第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4导引至同一方向d1，且例如是使第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4导引往同一出光处ep。另外，在一实施例中，当第一激光光束l1及第三激光光束l3为蓝色光束，第二激光光束l2为红色光束而转换光束为黄色光束或绿色光束时，分光元件150可透过镀膜方式设计为在波段430纳米～460纳米之间的光穿透率大于等于95％，在波段636纳米～666纳米之间的光穿透率大于等于95.5％，以及在波段490纳米～603纳米之间的光穿透率小于等于1％，即上述分光元件150允许蓝色光束及红色光束通过并反射黄色光束及绿色光束，但本发明不以此为限，可依据实际应用时分光元件欲反射的色光及欲穿透的色光来调整其光穿透率及光反射率。

请再参照图1，当转换光束l4、第二激光光束l2以及第三激光光束l3出光于照明系统100后共同形成集成光束il。集成光束il依序通过积分柱ir以及光学镜片组la。积分柱ir用以均匀化集成光束il。集成光束il透过光学镜片组la中的聚光透镜组聚光之后，并透过光学镜片组la中的分光棱镜组将集成光束il进行分光，而使集成光束il中的转换光束l4传递至光阀212，将集成光束il中的第二激光光束l2传递至光阀214，且将集成光束il中的第三激光光束l3传递至光阀216。光阀212将转换光束l4转换成第一影像光束ib1。光阀214将第二激光光束l2转换成第二影像光束ib2。光阀216将第三激光光束l3转换成第三影像光束ib3。接着，第一影像光束ib1、第二影像光束ib2以及第三影像光束ib3再藉由光学镜片组la以及投影镜头220传递至投影媒介pm上以形成投影画面。

请参照图2f，cie1931色彩空间为国际照明委员会(internationalcommissiononillumination,cie)于1931年采用数学方式来定义的色彩空间。图2f中横轴的“参数x”与纵轴的“参数y”用以透过座标的形式定义颜色的色度。“单色光轨迹”上的座标点表示具有特定波长的单色光其色度表现所在的座标点，其波长的单位为纳米。举例而言，图2f中“单色光轨迹”上标示520的点即表示波长为520纳米的单色光其色度表现所在的座标点。另外，图2f中“投影装置”于cie1931色彩空间色度图中所绘示的区域表示图1中的投影装置200的色域所界定的区域，其中座标点r1、座标点g1以及座标点b1分别表示界定投影装置200的色域的红色座标点(0.6830,0.3169)、绿色座标点(0.2795,0.6783)以及蓝色座标点(0.1503,0.0259)。图2f中“已知技术中的激光投影器”于cie1931色彩空间色度图中所绘示的区域表示已知技术中的激光投影器的色域所界定的区域，其中座标点r2、座标点g2以及座标点b2分别表示界定已知技术中的激光投影器的色域的红色座标点(0.6557,0.3352)、绿色座标点(0.3555,0.6224)以及蓝色座标点(0.1398,0.0375)。图2f中“rec.709”于cie1931色彩空间色度图中所绘示的区域表示rec.709标准色域所界定的区域，其中座标点r3、座标点g3以及座标点b3分别表示界定投影装置的色域的红色座标点(0.6400,0.3300)、绿色座标点(0.3000,0.6000)以及蓝色座标点(0.1500,0.0600)。图2f中“dci-p3”于cie1931色彩空间色度图中所绘示的区域表示dci-p3标准色域所界定的区域，其中座标点r4、座标点g4以及座标点b4分别表示界定投影装置的色域的红色座标点(0.6800,0.3200)、绿色座标点(0.2650,0.6900)以及蓝色座标点(0.1500,0.0600)。接着，请参照下方表一，表一整理了rec.709标准色域、dci-p3标准色域、图1中的投影装置的色域以及已知技术中的激光投影机的色域的分别具有的红色座标点、绿色座标点以及蓝色座标点。此外，于此处更定义色域面积比例，其中色域面积比例的定义是两个色域所分别在cie1931色彩空间色度图界定的色域面积之间的比例，表一更整理了图1的投影装置与已知技术中的激光投影机分别相对于rec.709标准色域的色域面积比例以及图1的投影装置与已知技术中的激光投影机分别相对于dci-p3标准色域的色域面积比例。

表一

由此可知，本实施例的投影装置200于不同标准色域(dci-p3、rec.709)的色域比例都大于已知技术中的激光投影机于不同标准色域的色域比例。换言之，本实施例的投影装置200相较于已知技术中的激光投影机更能够达到了广色域的色彩表现。

于图1中的投影装置200例如是具有三片式光阀210的投影装置。于其它未示出的实施例中，投影装置例如是单片式光阀，并且，对应此单片式光阀的投影装置可在照明系统的出光处与光阀之间增设色轮(colorwheel)。照明系统提供的集成光束可透过色轮以在不同的时序下对光阀提供不同颜色的光束，以使光阀对应在不同的时序下形成不同颜色的影像光束。

承上述，在本实施例中的照明系统100中，第一发光元件110所提供的第一激光光束l1激发波长转换装置140而形成转换光束l4，且发光模块120用以发出具有不同波长的第二激光光束l2以及第三激光光束l3。因此，本实施例的照明系统100能够透过控制第一、第二以及第三激光光束l1～l3所各别具有的光强度来简便地调变输出于此照明系统100的集成光束il的颜色性质(举例来说，颜色性质例如是色温或色座标)。进一步来说，由于本实施例的投影装置200包括上述的照明系统100，因此本实施例的投影装置200可以透过调整第一、第二以及第三激光光束l1～l3所各别具有的光强度来简便地调整投影画面的颜色性质。再者，在本实施例的照明系统100以及投影装置200中，由于光扩散元件130同时配置于第二激光光束l2的传递路径上以及第三激光光束l3的传递路径上，换言之，第二激光光束l2以及第三激光光束l3共用光扩散元件130。因此，本实施例的照明系统100以及投影装置200具有简单结构以及较低的制造成本。

另一方面，当第一激光光束l1以及第三激光光束l3为蓝色光束，第二激光光束l2为红色光束，而转换光束l4为黄色光束或绿色光束时，本实施例的投影装置200所投影出来的画面可以达到广色域的色彩表现。

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。

图3a为第一激光光束以及转换光束于本发明另一实施例的照明系统中的光路示意图。图3b为第二激光光束于图3a的照明系统中的光路示意图。图3c为第三激光光束于图3a的照明系统中的光路示意图。

请同时参照图3a、图3b以及图3c的照明系统100a，其与图2a、图2b以及图2c的照明系统100在架构上的主要差异在于：第一激光光束l1的光路与第三激光光束l3的光路彼此平行，且交于分光元件150。换言之，第一发光元件110的出光处与发光模块120中的第二发光元件122的出光处彼此对向设置。在本实施例中，分光元件150用于反射第二激光光束l2以及第三激光光束l3，且使转换光束l4穿透。换言之，分光元件150被设计为反射蓝色光束以及红色光束，而使黄色光束或绿色光束透射。照明系统100a的出光处ep则位于下侧。

接着，于下方的段落介绍照明系统100a与照明系统100之间的光路差异。

请参照图3a，当第一发光元件110发出第一激光光束l1时，第一激光光束l1依序经过聚光透镜cl2、光准直化元件oa4以及分光元件150。接着，第一激光光束l1被分光元件150反射而改变其传递方向，再依序经过聚光透镜cl5、光准直化元件oa3并传递至波长转换装置140。波长转换装置140的荧光粉被第一激光光束l1照射而激发出转换光束l4。转换光束l4被光波长转换装置140反射后，再依序经过光准直化元件oa3、聚光透镜cl5并传递至分光元件150。转换光束l4穿透分光元件150而传递至聚光透镜cl4，并出光于照明系统100a的出光处ep。转换光束l4的传递方向被分光元件150导引为方向d2的反方向。于本实施例中，第一激光光束l1从方向d1而被导引成方向d2，即其传递方向被改变一次，而转换光束l4的传递方向并未被改变其传递方向。

请参照图3b，当第二发光元件122发出第二激光光束l2时，第二激光光束l2依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3、并传递至分光元件150。分光元件150反射第二激光光束l2而改变第二激光光束l2的传递方向。第二激光光束l2的传递方向被分光元件150导引为方向d2的反方向。接着，第二激光光束l2再经过聚光透镜cl4而出光于照明系统100a的出光处ep。于本实施例中，第二激光光束l2从方向d2的反方向被导引成方向d1的反方向，再被导引至方向d2的反方向，即其传递方向被合光元件126以及分光元件150改变两次。

请参照图3c，当第三发光元件124发出第三激光光束l3时，第三激光光束l3依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3、并传递至分光元件150。分光元件150反射第三激光光束l3而改变第三激光光束l3的传递方向。第三激光光束l3的传递方向被分光元件150导引为方向d2的反方向。接着，第三激光光束l3再经过聚光透镜cl4而出光于照明系统100a的出光处ep。于本实施例中，第三激光光束l3从方向d1的反方向被导引至方向d2的反方向，即其传递方向被分光元件150改变一次。

请再参照图3a、图3b以及图3c，在本实施例中，分光元件150用以使第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4导引至同一传递方向(即方向d2的反方向)，且例如是使第二激光光束l2、第三激光光束l3以及转换光束l4导引往同一出光处ep。另外，在一实施例中，当第一激光光束l1及第三激光光束l3为蓝色光束，第二激光光束l2为红色光束而转换光束为黄色光束或绿色光束时，分光元件150可透过镀膜方式设计为在波段430纳米～460纳米之间的光反射率大于等于95％，在波段636纳米～666纳米之间的光反射率大于等于95.5％，以及在波段490纳米～603纳米之间的光反射率小于等于1％，即上述分光元件150允许黄色光束及绿色光束通过并反射蓝色光束及红色光束，但本发明不以此为限，可依据实际应用时分光元件欲反射的色光及欲穿透的色光来调整其光穿透率及光反射率。

图4a为第一激光光束以及转换光束于本发明又一实施例的照明系统中的光路示意图。图4b为第二激光光束于图4a的照明系统中的光路示意图。图4c为第三激光光束于图4a的照明系统中的光路示意图。

请同时参照图4a、图4b以及图4c的照明系统100b，其与图2a、图2b以及图2c的照明系统100在架构上的主要差异在于：第一发光元件110与波长转换装置140大体上位于分光元件150相邻侧。并且，于本实施例中，分光元件150包括第一分光板152以及第二分光板154，第一分光板152与第二分光板154共同构成一x板(x-plate)。详言之，第一分光板152包括第一部分p1以及第三部分p3。第二分光板154包括第二部分p2以及第四部分p4。由图4a、图4b以及图4c来看，第一部分p1位于x板的左上方，第二部分p2位于x板的右上方，第三部分p3位于x板的右下方，第四部分p4位于x板的左下方，即第一分光板152的第一部分p1及第二分光板154的第四部份p4之间所形成的空间对应发光模块120，第一分光板152的第一部分p1及第二分光板154的第二部份p2之间所形成的空间对应第一发光元件110，第一分光板152的第三部分p3及第二分光板154的第二部份p2之间所形成的空间对应波长转换装置140，而第一分光板152的第三部分p3及第二分光板154的第四部份p4之间所形成的空间对应聚光透镜cl4。第一部分p1用以反射第一激光光束l1、第二激光光束l2以及第三激光光束l3。第二部分p2用以使第一激光光束l1穿透且反射转换光束l4。第三部分p3用以反射第一激光光束l1第二激光光束l2以及第三激光光束l3，而使转换光束l4穿透。第四部分p4用以使第二激光光束l2以及第三激光光束l3穿透，且反射转换光束l4。换言之，第一部分p1用以反射红色光束以及蓝色光束。第二部分p2用以使蓝色光束穿透而反射绿色光束或黄色光束。第三部分p3用以反射蓝色光束及红色光束，而使绿色光束或黄色光束穿透。第四部分p4用以使红色光束以及蓝色光束穿透，且反射黄色光束或绿色光束。在本实施例中，照明系统100b的出光处ep位于下侧。

接着，于下方的段落介绍照明系统100b与照明系统100a之间的光路差异。

请参照图4a，当第一发光元件110发出第一激光光束l1时，第一激光光束l1依序经过聚光透镜cl2、光准直化元件oa4、分光元件150，接着被分光元件150改变其传递方向并传递至波长转换装置140。其中，第一激光光束l1的一部分先被第一分光板152的第一部分p1反射而改变其传递方向并穿透第二分光板152的第二部分p2后传递至波长转换装置140，以及，第一激光光束l1的另一部分先穿透第二分光板154的第二部分p2而传递至第一分光板152的第三部分p3，且被第一分光板152的第三部分p3反射而改变其传递方向并传递至波长转换装置140。波长转换装置140的荧光粉被第一激光光束l1照射而激发出转换光束l4。转换光束l4被波长转换装置140反射后，再依序经过光准直化元件oa3、聚光透镜cl5并传递至分光元件150而改变其传递方向而传递至聚光透镜cl4，并出光于照明系统100b的出光处ep。其中，转换光束l4的一部分先被第二分光板154的第二部分p2反射而改变其传递方向并穿透第一分光板152的第三部分p3，进而传递至聚光透镜cl4，转换光束l4的另一部分先穿透第一分光板152的第三部分p3并传递至第二分光板154的第四部分p4，进而被第二分光片154的第四部分p4反射而改变其传递方向并传递至聚光透镜cl4，接续出光于照明系统100b。转换光束l4的传递方向被第二分光板154导引为方向d2的反方向。于本实施范例中，第一激光光束l1的传递方向被第一分光板152改变一次。转换光束l4的传递方向则被第二分光板154改变一次。

请参照图4b，当第二发光元件122发出第二激光光束l2时，第二激光光束l2依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3并传递至分光元件150，接着被分光元件150改变其传递方向并传递至波长转换装置140。其中，第二激光光束l2的一部分先被第一分光板152的第一部分p1反射且穿透第二分光板154的第四部份p4，而传递至聚光透镜cl4，进而出光于照明系统100b的出光处ep，以及，第二激光光束l2的另一部分先穿透第二分光板154的第四部分p4而传递至第一分光板152的第三部分p3，且被第一分光板152的第三部分p3反射而改变其传递方向而传递至聚光透镜cl4，进而出光于照明系统100b的出光处ep。于本实施例中，第二激光光束l2的传递方向被分光元件126以及第一分光板152改变两次。

请参照图4c，当第三发光元件124发出第三激光光束l3时，第三激光光束l3依序经过合光元件126、聚光透镜cl1、光准直化元件oa1、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光扩散结构134、光扩散元件130的抗反射镀膜ar、光准直化元件oa2、聚光透镜cl3、并传递至分光元件150，接着被分光元件150改变其传递方向并传递至波长转换装置140。其中，第三激光光束l3的一部分先被第一分光板152的第一部分p1反射且穿透第二分光板154的第四部份p4，而传递至聚光透镜cl4，进而出光于照明系统100b的出光处ep，以及，第三激光光束l3的另一部分先穿透第二分光板154的第四部分p4而传递至第一分光板152的第三部分p3，且被第一分光板152的第三部分p3反射而改变其传递方向而传递至聚光透镜cl4，进而出光于照明系统100b的出光处ep。于本实施例中，第三激光光束l3的传递方向被第一分光板152改变一次。

本发明上述多个实施例的照明系统100、100a、100b可透过不同的光路配置方式以及分光元件150对应不同的光束而对应设计的反射与穿透功能，而可使照明系统100、100a、100b分别具有位于不同位置的出光处ep，因此本发明上述多个实施例的照明系统100、100a、100b具有设计上的弹性。

应注意的是，上述的照明系统100a、100b可以应用于类似于图1的投影装置200，更明确的说，上述的照明系统100a、100b可以替换图1中的照明系统100以提供集成光束il至投影装置200中的光阀210，进而使投影装置200显示出投影画面。

综上所述，在本发明实施例中的照明系统中，第一发光元件所提供的第一激光光束激发波长转换装置而形成转换光束，且发光模块用以发出具有不同波长的第二激光光束以及第三激光光束。因此，本发明实施例的照明系统能够透过控制第一、第二以及第三激光光束所各别具有的光强度来调变输出于此照明系统的集成光束的颜色性质。进一步来说，由于本发明实施例的投影装置包括上述的照明系统，因此本发明实施例的投影装置可以透过调整第一、第二以及第三激光光束所各别具有的光强度来调整投影画面的颜色性质。再者，在本发明实施例的照明系统以及投影装置中，由于光扩散元件同时配置于第二激光光束的传递路径以及第三激光光束的传递路径上。因此，本发明实施例的照明系统以及投影装置具有简单结构以及较低的制造成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修改，都仍属于本发明专利覆盖的范围。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。

附图标记说明

100、100a、100b：照明系统

110：第一发光元件

112a、112b、112c：蓝光激光二极管模块

114、126：合光元件

114a、114b：合光板

120：发光模块

122：第二发光元件

124：第三发光元件

130：光扩散元件

132：本体部

134：光扩散结构

140：波长转换装置

150：分光元件

152：第一分光板

154：第二分光板

200：投影装置

210、212、214、216：光阀

220：投影镜头

ar：抗反射镀膜

b1、b2、b3、b4：蓝色座标点

cl、cl1～cl5：聚光透镜

d1、d2：方向

dr：扩散区

ep：出光处

g1、g2、g3、g4：绿色座标点

ib1：第一影像光束

ib2：第二影像光束

ib3：第三影像光束

ir：积分柱

il：集成光束

la：光学镜片组

l1：第一激光光束

l2：第二激光光束

l3：第三激光光束

l4：转换光束

oa、oa1～oa4：光准直元件

p1：第一部分

p2：第二部分

p3：第三部分

p4：第四部分

pm；投影媒介

r1、r2、r3、r4：红色座标点

ra：反射区

sa：转轴

ta：穿透区