光源模块及投影装置的制作方法

本发明是有关于一种光学模块及光学装置，且特别是有关于一种光源模块及投影装置。

背景技术：

投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置，随着科技技术的演进与创新，一直不断的在进步。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束借由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过投影镜头投射到投射目标物(例如：屏幕或墙面上)，以形成投影画面。

此外，照明系统也随着市场对投影装置亮度、色彩饱和度、使用寿命、无毒环保等等要求，一路从超高效能灯泡(ultra-high-performancelamp，uhplamp)、发光二极管(light-emittingdiode，led)，一直进化到目前最先进的激光二极管(laserdiode，ld)光源。在目前的技术发展中，多个蓝光激光二极管可集中并组合为复合式激光(multi-chiplaser，mcl)光源。因此，可进一步提高激光光源的密度，并大幅降低设计难度。

然而，复合式激光光源的背部及周围仍具有固定结构及走线区。因此，在目前的照明系统架构中，拼接多个复合式激光光源将造成占用面积过大，且有不易散热的问题。此外，在不同的光源之间有光束不连续排列或不均匀的现象。

“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所属技术领域中的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，不代表该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所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光源模块及投影装置，可使光源模块能兼顾良好的空间利用率及良好的散热效果。

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，本发明的一实施例提出一种光源模块，用于沿第一方向提供光束。光源模块包括第一光源组至第三光源组以及第一合光装置至第四合光装置，其中第一光源组的出光面及第三光源组的出光面分别不平行于第二光源组的出光面。第一光源组所发出的光经由第一合光装置及第二合光装置反射后沿第一方向传递。第三光源组所发出的光经由第三合光装置及第四合光装置反射后沿第一方向传递。第二光源组所发出的光沿第一方向传递通过第一合光装置及第三合光装置。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的另一实施例提出一种投影装置，包括多个光源模块、光学系统、至少一光阀以及投影镜头。各光源模块用于沿第一方向提供光束。各光源模块包括第一光源组至第三光源组以及第一合光装置至第四合光装置，其中第一光源组的出光面及第三光源组的出光面分别不平行于第二光源组的出光面。第一光源组所发出的光经由第一合光装置及第二合光装置反射后沿第一方向传递。第三光源组所发出的光经由第三合光装置及第四合光装置反射后沿第一方向传递。第二光源组所发出的光沿第一方向传递通过第一合光装置及第三合光装置。光学系统配置于多个光束的传递路径上，用于将多个光束转换为照明光束。至少一光阀配置于照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束转换为投影光束。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的光源模块及投影装置中，第一光源组、第二光源组及第三光源组分别配置于空间中的不同平面上，以使第一光源组的出光面及第三光源组的出光面分别不平行于第二光源组的出光面。因此，第一光源组至第三光源组可由空间中的不同位置提供光束，并借由合光装置的反射或透射作用将光束沿第一方向传递。如此一来，可使光源模块能兼顾良好的空间利用率及良好的散热效果。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的投影装置的示意图。

图2a为本发明一实施例的光源模块的立体示意图。

图2b为部分图2a的立体示意图。

图3为图2a的光源模块的俯视示意图。

图4为图2a的光源模块的侧视示意图。

图5为图2a的光源模块的另一侧视示意图。

图6为本发明另一实施例的光源模块的立体示意图。

图7为图6的光源模块的俯视示意图。

图8为图6的光源模块的侧视示意图。

图9为图6的光源模块的另一侧视示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之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并非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的投影装置的示意图。请参考图1。在本实施例中，投影装置10用于提供投影光束lp。投影装置10包括多个光源模块100、光学系统50、至少一光阀60以及投影镜头70。光阀60配置于照明光束lb的传递路径上，用于将照明光束lb转换成至少一影像光束li。所谓照明光束lb是指照明系统50在任意时间提供至光阀60的光束。投影镜头70配置于影像光束li的传递路径上，用于将影像光束li转换成投影光束lp，而投影光束lp用于被投射至投影目标(未绘示)，例如屏幕或墙面。

图2a为本发明一实施例的光源模块的立体示意图。请参考图1及图2a。详细而言，在本实施例中，光学系统50配置于由多个光源模块100所提供的多个光束l的传递路径上，用于将多个光束l转换成一照明光束lb。举例而言，在本实施例中，光学系统50例如由波长转换元件、匀光元件、滤光元件以及多个分合光元件所组合而成，用以提供出在同一时序上同时具有不同波长的一照明光束lb或是在不同时序上分别具有不同波长的一照明光束lb以作为影像光的来源。然而，本发明并不限定光学系统50中所使用光学元件的数量、种类或形态，其详细结构及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

光阀60例如是液晶覆硅板(liquidcrystalonsiliconpanel，lcospanel)、数字微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,dmd)等反射式光调变器。于一些实施例中，光阀60也可以是透光液晶面板(transparentliquidcrystalpanel)，电光调变器(electro-opticalmodulator)、磁光调变器(maganeto-opticmodulator)、声光调变器(acousto-opticmodulator，aom)等穿透式光调变器。本发明对光阀60的型态及其种类并不加以限制。光阀60将照明光束lb转换为影像光束li的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。在本实施例中，光阀60的数量为一个，例如是使用单一个数字微镜元件(1-dmd)的投影装置10，但在其他实施例中则可以是多个，本发明并不限于此。

投影镜头70例如包括具有屈光度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、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。于一实施例中，投影镜头70也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀60的影像光束li投射至投影目标。本发明对投影镜头70的型态及其种类并不加以限制。

此外，在一些实施例中，投影装置10还可选择性地包括聚光、折射或反射功能的光学元件，用以将光学系统50发出的照明光束lb引导至光阀60，以及，用以将光阀60发出的影像光束li引导至投影镜头70，进而产生投影光束lp，但本发明不限于此。

多个光源模块100用于分别沿第一方向d1提供光束l至光学系统50。在此需说明的是，所谓第一方向d1，是指每个光源模块100的传递光束l至光学系统50的方向。举例而言，在本实施例中，不同的光源模块100分别的配置方向不同，因此将沿不同方向传递光束l至光学系统50的不同位置。换句话说，第一方向d1仅示意为单一光源模块100的最后出光方向，即为各光源模块100的相对方向。

举例而言，在本实施例中，投影装置10中可具有三个光源模块100，分别提供出红光、蓝光、绿光。或者是，在另一实施例中，三个光源模块100，分别提供出红光、蓝光、蓝光。于另一实施例中，投影装置10亦可以仅具有一个光源模块100，分别提供出红光、蓝光、绿光。然而，本发明并不限定投影装置10中所使用光源模块100的数量或波长种类，其详细结构及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图3为图2a的光源模块的俯视示意图。图4为图2a的光源模块的侧视示意图。图5为图2a的光源模块的另一侧视示意图。请同时参考图2a至图5。具体而言，单一个光源模块100包括第一光源组110、第二光源组120、第三光源组130、第一合光装置140、第二合光装置150、第三合光装置160以及第四合光装置170。第一光源组110、第二光源组120及第三光源组130分别包括多个发光元件，发光元件由单个或多个的激光二极管(laserdiode，ld)或发光二极管(led)所组成。在本实施例中，第一光源组110包括4个发光元件111、112、113、114，第二光源组120也同样包括4个发光元件121、122、123、124，第三光源组130也同样包括4个发光元件131、132、133、134。在一些实施例中，第一光源组110、第二光源组120、第三光源组130可分别包括的发光元件的数量为2至6个，且第一光源组110至第三光源组130的发光元件的总数量为12个，但本发明并不限于此。然而，本发明并不限定单一个光源模块100中所使用的光源组与合光装置的数量以及各光源组所使用的发光元件的数量，其详细结构及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

第一合光装置140、第二合光装置150、第三合光装置160以及第四合光装置170用于反射或透射第一光源组110至第三光源组130所提供的光束l。其中，第一合光装置140及第三合光装置160在垂直第一方向d1的参考平面上的投影位置位于第二合光装置150与第四合光装置170在参考平面上的投影位置之间。在本实施例中，第一合光装置140至第四合光装置170分别包括两反射区a1以及透光区a2，且透光区a2位于两反射区a1之间。两反射区a1用以反射第一光源组110或第三光源组130所发出的光，且透光区a2用以让第二光源组120所发出的光传递通过。因此，可利用此空间上的特殊设计，进一步节省反射镜的数量。在本实施例中，第一光源组110所发出的光经由第一合光装置140及第二合光装置150反射后沿第一方向d1传递。第三光源组130所发出的光经由第三合光装置160及第四合光装置170反射后沿第一方向d1传递。第二光源组120所发出的光沿第一方向d1传递通过第一合光装置140及第三合光装置160。

详细而言，发光元件111朝第一合光装置140的其中一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件112朝第一合光装置140的其中另一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件113朝第二合光装置150的其中一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件114朝第二合光装置150的其中另一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递，如图3所显示。同理，发光元件131朝第三合光装置160的其中一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件132朝第三合光装置160的其中另一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件133朝第四合光装置170的其中一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递。发光元件134朝第四合光装置170的其中另一个反射区a1传递光束l，并借由此反射区a1反射光束l，使光束l沿第一方向d1传递，如图3所显示。

另一方面，发光元件121沿第一方向d1传递并通过第二合光装置150的透光区a2。发光元件124沿第一方向d1传递并通过第四合光装置170的透光区a2。此外，在本实施例中，光源模块100还包括两反射镜组180，用以折叠至少一部分第二光源组120所发出的光。具体而言，在本实施例中，反射镜组180由两反射镜组成。因此，可进一步折叠光束以进行光路设计。在本实施例中，发光元件122朝其中一个反射镜组180传递光束l，并借由此反射镜组180的两反射镜依序反射光束l，使经两反射镜反射后的光束l沿第一方向d1传递通过第一合光装置140的透光区a2。发光元件123朝其中另一个反射镜组180传递光束l，并借由此反射镜组180的两反射镜依序反射光束l，使经两反射镜反射后的光束l沿第一方向d1传递通过第三合光装置160的透光区a2。如此一来，可使第二光源组120具有较大的配置设计空间，进而降低组装难易度并提高散热效果。

由上述说明可知，在本实施例中，第一光源组110的出光面s1及第三光源组130的出光面s3分别不平行于第二光源组120的出光面s2。具体而言，第一光源组110的出光面s1及第三光源组130的出光面s3分别垂直于第二光源组120的出光面s2，且第二光源组120的发光元件121、122、123、124的位置在第一方向d1上不重叠于第一光源组110的发光元件111、112、113、114及第三光源组130的发光元件131、132、133、134，如图3所显示。换句话说，第一光源组110至第三光源组130的出光方向不同，且第一光源组110及第三光源组130所提供的光束l可借由第一合光装置140至第四合光装置170反射，使光束l沿第一方向d1传递。因此，第一光源组110至第三光源组130可配置于空间中不同的位置以提供光束l，并借由第一合光装置140至第四合光装置170的反射或透射作用将光束l沿第一方向d1传递。如此一来，可使光源模块100能兼顾良好的空间利用率及良好的散热效果。

除此之外，在本实施例中，第二光源组120中发光元件121、122、123、124的其中一部分的摆放方向与其中另一部分的摆放方向垂直。具体而言，发光元件121及发光元件124的摆设方式与发光元件122及发光元件123的摆设方式垂直，即发光元件121及发光元件124的长边垂直于发光元件122及发光元件123的长边。如此一来，可增加第二光源组120所在平面的空间利用率，并使得第一光源组110至第三光源组130所提供的光束l呈圆形，以适应于透镜形状，进而提高光的使用效率。

另外，在本实施例中，第一合光装置140与第三合光装置160在第一方向d1上的位置是错位设置且不完全重叠，且第二合光装置150与第四合光装置170在第一方向d1上的位置是错位设置且亦不完全重叠。具体而言，于一实施例中，可使第一合光装置140与第三合光装置160在第一方向d1上的位置错位且部分重叠，亦即可控制第一合光装置140与第三合光装置160在第一方向d1上非光学区(非光线l的光路行进路径区域)重叠，因此并不会造成对光路的影响，同时，可进一步减少中心因合光装置所产生的非光学区的所占宽度，以进一步缩小合光装置的体积，以减少合光装置的机构部分对光路的影响，进而提高光源模块100的光学品质。于另一实施例中，第一合光装置140包括第一透明基板(图未绘示)与位于第一透明基板上的第一光学膜层，第三合光装置160包括第三透明基板(图未绘示)与位于第三透明基板上的第三光学膜层，其中第一透明基板与第三透明基板在第一方向上错位设置且在非第一光学膜层与非第二光学膜层的位置部分重叠，由于重叠部分为基板的透明部分，因此并不会造成对光路的影响，同时，可透过机构设计将第一合光装置140的第一透明基板与第三合光装置160的第三透明基板的错位重叠部分固接在一起来简化固定机构，同时可以减少合光装置的机构部分对光路的影响，进而提高光源模块100的光学品质。同理，第二合光装置150与第四合光装置170亦可透过此设计使将第二合光装置150的第二透明基板(图未绘示)与第四合光装置170的第四透明基板(图未绘示)在第一方向上错位设置且在非第一光学膜层与非第二光学膜层的位置部分重叠，并透过机构设计将第二合光装置150的第二透明基板与第四合光装置170的第四透明基板固接在一起来简化固定机构。

图2b为部分图2a的立体示意图。请参考图2b。值得一提的是，在本实施例中，第一光源组110的多个发光元件111、112、113、114所占有的最大面积b1、第二光源组120的多个发光元件121、122、123、124所占有的最大面积b2与第三光源组130的多个发光元件131、132、133、134所占有的最大面积b3相互的相差百分比小于或等于百分之五。如此一来，可使第一光源组110、第二光源组120及第三光源组130兼用同一尺寸的散热器，以提高组装便利性并降低制造成本。

图6为本发明另一实施例的光源模块的立体示意图。图7为图6的光源模块的俯视示意图。图8为图6的光源模块的侧视示意图。图9为图6的光源模块的另一侧视示意图。请参考图6至图9。本实施例的光源模块100a类似于图2a所显示的光源模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，光源模块100a的第一光源组110还包括发光元件115，第三光源组130还包括发光元件135，而第二光源组120仅包括两发光元件121、122。

具体而言，发光元件115朝其中一个反射镜组180传递光束l，并借由此反射镜组180反射后沿第一方向d1传递通过第二合光装置150的透光区a2。发光元件135朝其中另一个反射镜组180传递光束l，并借由此反射镜组180反射后沿第一方向d1传递通过第四合光装置170的透光区a2。此外，发光元件121朝其中一个反射镜组180传递光束l，并依序借由此反射镜组180的两反射镜的两次反射后，使光束l沿第一方向d1传递通过第一合光装置140的透光区a2。发光元件122朝其中另一个反射镜组180传递光束l，并依序借由此反射镜组180的两反射镜的两次反射后，使光束l沿第一方向d1传递通过第三合光装置160的透光区a2。如此一来，可使第二光源组120具有较大的配置设计空间，进而降低组装难易度并提高散热效果。

相同于图2a的实施例，在本实施例中，第一光源组110的出光面s1及第三光源组130的出光面s3分别不平行于第二光源组120的出光面s2。具体而言，第一光源组110的出光面s1及第三光源组130的出光面s3分别垂直于第二光源组120的出光面s2，且第二光源组120的发光元件121、122的位置在第一方向d1上不重叠于第一光源组110的发光元件111、112、113、114、115及第三光源组130的发光元件131、132、133、134、135，如图7所显示。换句话说，第一光源组110至第三光源组130的出光方向不同，且第一光源组110及第三光源组130所提供的光束l可借由第一合光装置140至第四合光装置170及反射镜组180反射沿第一方向d1传递。因此，第一光源组110至第三光源组130可配置于空间中不同的位置以提供光束l，并借由第一合光装置140至第四合光装置170的反射或透射作用将光束l沿第一方向d1传递。如此一来，可使光源模块100a能兼顾良好的空间利用率及良好的散热效果。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的光源模块及投影装置中，第一光源组、第二光源组及第三光源组分别配置于空间中的不同平面上，以使第一光源组的出光面及第三光源组的出光面分别不平行于第二光源组的出光面。因此，第一光源组至第三光源组可由空间中的不同位置提供光束，并借由合光装置的反射或透射作用将光束沿第一方向传递。如此一来，可使光源模块能兼顾良好的空间利用率及良好的散热效果。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。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之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之权利范围。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：

10：投影装置

50：光学系统

60：光阀

70：镜头

100、100a：光源模块

110：第一光源组

111～115、121～124、131～135：发光元件

120：第二光源组

130：第三光源组

140：第一合光装置

150：第二合光装置

160：第三合光装置

170：第四合光装置

180：反射镜组

a1：反射区

a2：透光区

b1、b2、b3：最大面积

d1：第一方向

l：光束

lb：照明光束

li：影像光束

lp：投影光束

s1、s2、s3：出光面。