光源系統的製作方法
2023-06-14 21:05:16 1
專利名稱：光源系統的製作方法
技術領域：
本發明關於一光源系統，詳細而言，關於使用於一投影機且具有數個雷射光源數組的光源系統。
背景技術：
傳統投影機為滿足使用者對高亮度、高輝度與高演色性的畫質需求，因此多使用超高壓汞燈(Ultra High Power，UHP)作為光源，以協助將輸入的訊號經轉換後無失真地輸出至投影幕上，滿足使用者對影像解析度的需要。然而，隨著近幾年消費者對高畫質影像的需求愈趨強勁，超高壓汞燈所發出的亮度也更被嚴格要求，如此一來，不僅超高壓汞燈所需面對的工作溫度及動作壓力隨之上升， 需要使用更多的風扇或散熱裝置來降低燈泡表面的超高溫度，在投影機結構上也得相應地設置更多光學組件，才能夠協助輸出符合消費者期待的高畫質影像。因此，使用超高壓汞燈的傳統投影機也就無可避免地得要增大其機身體積，才得以容納上述需額外設置的風扇、散熱裝置及光學組件。換言之，就傳統投影機而言，為享受更精細的畫質解析度及影音表現，消費者將需要有更多的空間以容置大體積的投影機，且同時也得承擔當投影機運作時，伴隨而來的風扇運轉噪音及工作廢熱，而無法擁有舒適的觀賞環境。因此，隨著近幾年半導體光電組件技術的發展，具有使用壽命長、亮度集中，且反應速度快等特性的固態光源，如發光二極體(Light Emitting Diode, LED)或雷射等，已逐漸受到業界重視，同時開始有取代傳統超高壓汞燈作為投影機光源的趨勢。然而，相較於超高壓汞燈，固態光源現今依舊需要解決低照度導致有效觀看距離過短，且流明度偏低導致影像亮度過暗的問題，如此一來，才有機會獲得廣大消費者的青睞。有鑑於此，如何小型化固態光源的體積，使其在提供充足的光線亮度的同時，也能更合適地安裝於微型化的投影機中，乃為此一業界亟待解決的問題。
發明內容
本發明的一目的在於提供一光源系統及使用該光源系統的投影機，其中光源系統使用數個雷射光源，經由其特殊的結構設置，可在小型化光源系統體積的同時，一併提高雷射光源的照度及亮度。為達上述目的，本發明用於一投影機的一光源系統包括一主光軸、一第一次光軸、一第二次光軸、至少一個第一光學模塊、至少一個第二光學模塊及一第三光學模塊。至少一個第一光學模塊所具有的一第一光源數組及一第二光源數組適以分別發射數個第一光束及數個第二光束，至少一個第二光學模塊所具有的一第三光源數組適以發射數個第三光束，且第三光學模塊適以結合這些第一光束、這些第二光束及這些第三光束為一主光束後沿主光軸射出。為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文以較佳實施例配合附圖進行詳細說明。
圖I為本發明光源系統的立體示意圖；圖2為圖I的立體透視圖；圖3為本發明光源系統的數個 第一光束、數個第二光束及數個第三光束的行進路線示意圖；圖4為本發明光源系統的第一光學模塊的第一反射鏡數組示意圖；圖5為本發明光源系統的第一光學模塊的第二反射鏡數組示意圖；圖6為本發明光源系統的第一光學模塊的合光不意圖；以及圖7為本發明光源系統的第三光學模塊的第一階梯狀反射鏡示意圖。主要組件符號說明200光源系統300主光軸310第一次光軸320第二次光軸400第一光學模塊 410第一光源數組411第一次光源數組 420第二光源數組430第一反射鏡數組 431第一反射鏡432間隙440第二反射鏡數組441第二反射鏡442間隙500第二光學模塊 510第三光源數組511第三次光源數組 520第一階梯狀反射鏡521第一反射面522第一設置平面600第三光學模塊 610分色鏡620第二階梯狀反射鏡621第二反射面622第二設置平面800主光束810第一光束820第二光束830第三光束
具體實施例方式本發明使用於一投影機的光源系統包括一主光軸、一第一次光軸、一第二次光軸、至少一個第一光學模塊、至少一個第二光學模塊及一第三光學模塊。詳細而言，如圖I所不，本實施例的一光源系統200包括一主光軸300、一第一次光軸310、一第二次光軸320、二第一光學模塊400、二第二光學模塊500及一第三光學模塊600。於本實施例中,第一次光軸310較佳的是與第二次光軸320平行設置，且第一次光軸310與第二次光軸320皆分別與主光軸300垂直。同時，上述二第一光學模塊400沿第一次光軸310設置於主光軸300的相對兩側，且二第二光學模塊500相似於第一光學模塊400，沿第二次光軸320設置於主光軸300的相對兩側。詳細而言，請一併參閱圖2,設置於第一次光軸310相對兩側的二第一光學模塊400分別具有一第一光源數組410、一第二光源數組420、一第一反射鏡數組430及一第二反射鏡數組440。其中，第一光源數組410及第二光源數組420分別用以發射數個第一光束810及數個第二光束820，且第一光源數組410進一步包括數個第一次光源數組411。需說明的是，於本實施例中，第一光源數組410較佳的是包括三第一次光源數組411，其中，二第一次光源數組411相鄰第二光源數組420相對設置，而另一第一次光源數組411設置於前述二第一次光源數組411與主光軸300之間，且三第一次光源數組411的這些第一光束810皆朝向第一次光軸310發射。如圖3所示，其已將圖I的第一光源數組410、第二光源數組420及第三光源數組510予以忽略，以便於理解說明。請同時參閱圖2，第一光學模塊400所具有的第一反射鏡數組430設置於前述二第一次光源數組411與第二光源數組420所圍繞的空間，同時第二反射鏡數組440位於第一反射鏡數組430與主光軸300之間，並鄰設於第一反射鏡數組430。如圖4所示，其示出數個第一反射鏡431與數個間隙432設置於第一反射鏡數組430的示意圖，且這些第一反射鏡431適以界定出數個間隙432，使得第一反射鏡數組430可經由這些第一反射鏡431反射這些第一光束810，並容許這些第二光束820經由這些間隙 432通過，以結合這些第一光束810及這些第二光束820沿第一次光軸310射出。需說明的是，上述這些第一反射鏡431沿Y軸方向平行設置於第一反射鏡數組431上，以界定出同樣為沿Y軸方向平行設置的這些間隙432，然本領域的技術人員亦可輕易得知，這些第一反射鏡431亦可沿其它方向設置以界定出這些間隙432，例如，這些第一反射鏡431可沿X軸方向平行設置於第一反射鏡數組431上，以界定出同樣為沿X軸方向平行設置的這些間隙432，如此也具有達到結合這些第一光束810及這些第二光束820沿第一次光軸310射出的目的。如圖5所示，相似於第一反射鏡數組430，第二反射鏡數組440所具有的數個第二反射鏡441適以界定數個間隙442，使第二反射鏡數組440適於經由這些第二反射鏡441反射這些第一光束810，並容許自第一反射鏡數組430結合射出的這些第一光束810及這些第二光束820經由這些間隙442通過，以共同沿第一次光軸310朝主光軸300前進。同樣地，於本領域的技術人員亦可輕易將這些第二反射鏡441及這些間隙442間的設置關係進行如前述第一反射鏡數組430的更動，故第二反射鏡數組440的他種實施方面於此不多贅述。以下將進一步針對單一第一光學模塊400所具有的第一次光源數組411、第二光源數組420、第一反射鏡數組430及第二反射鏡數組440間的關係進行說明。如圖6所示，設置於第一反射鏡數組430外的二第一次光源數組411適於分別朝向第一次光軸310發射這些第一光束810，使這些第一光束810為這些第一反射鏡431所反射；同時，設置於第一反射鏡數組430外的第二光源數組420適於沿第一次光軸310發射這些第二光束820，使這些第二光束820通過這些間隙432。如此一來，二該第一次光源數組411及第二光源數組420所分別發射的這些第一光束810及這些第二光束820適於經由第一反射鏡數組430完成合光動作，朝鄰設於第一反射鏡數組430的第二反射鏡數組440前進。而來自第一反射鏡數組430的這些第一光束810及這些第二光束820接著可通過第二反射鏡數組440的這些間隙442，與來自另一第一次光源數組411且被這些第二反射鏡441所反射的這些第一光束510合光，沿第一次光軸310朝主光軸300射出。相似地，對應於主光軸300所設置的另一第一光學模塊400亦同樣具有上述技術特徵，故於此不多贅述。請再次參閱圖2，二第二光學模塊500分別具有一第三光源數組510及一第一階梯狀反射鏡520,且二第二光學模塊500沿第二次光軸320相對主光軸300設置。以下先就單一第二光學模塊500進行說明。請一併參閱圖7，第二光學模塊500所具有的第三光源數組510包括二第三次光源數組511，用以發射數個第三光束830。第一階梯狀反射鏡520包括數個第一反射面521，這些第一反射面521沿不平行這些第一反射面521的一第一設置平面522設置，並且第一階梯狀反射鏡520的這些第一反射面521適於反射這些第三光束830沿第二次光軸320入射於主光軸300。相似地，對應於主光軸300所設置的另一第二光學模塊500亦同樣具有上述技術特徵，故於此不多贅述。此外，於本實施例中，這些第一反射面521較佳的是相對於第二次光軸320具有45度的夾角，以使這些第三光束830於入射這些第一反射面521後形成90度的反射角度。請再次參閱圖3，第三光學模塊600適以結合第一光源數組410所發射的這些第一光束810、第二光源數組420所發射的這些第二光束820以及第三光源數組520所發射的這些第三光束830為一主光束800後，沿主光軸300射出。詳細而言，第三光學模塊600包括兩個分色鏡610及一第二階梯狀反射鏡620。其中，第二階梯狀反射鏡620具有數個第二反 射面621，這些第二反射面621沿不平行這些第二反射面621的一第二設置平面622設置，且第二階梯狀反射鏡620的這些第二反射面621適以反射來自這些第二光學模塊500的這些第三光束830後沿主光軸800前進。由於第二階梯狀反射鏡620的作用相似於第一階梯狀反射鏡520，故於此不多贅述。此外，設置於二第一光學模塊400間的兩個分色鏡610適於分別反射來自二第一光學模塊400所發射的這些第一光束810及這些第二光束820，以沿主光軸310前進，且前述被這些第二反射面621所反射的這些第三光束830適於通過二該分色鏡610，使第三光學模塊600得以完成結合這些第一光束810、這些第二光束820及這些第三光束830為一主光束800的動作。於本實施例中，前述的第一光源數組410、第二光源數組420及第三光源數組510皆為雷射光源數組，其中，二第一光學模塊400所分別發射的這些第一光束810及這些第二光束820分別為一藍光光束及一紅光光束，且二第二光學模塊500所發射的這些第三光束830皆為一綠光光束。同時，如圖2所示，第一光學模塊400所具有的第一反射鏡數組430為X型或交叉型設置的反射鏡數組，且兩個分色鏡610為X型或交叉型設置於第三光學模塊600之中。此外，光源系統200還可包括數個散熱裝置(圖未示出)，分別鄰近二第一光學模塊400、二第二光學模塊500及第三光學模塊600設置，以有效且迅速地降低其工作溫度。綜上所述,本發明的光源系統200,適於經由二第一光學模塊400、二第二光學模塊500及第三光學模塊600間的配合，將各光源數組所分別發射的紅光雷射光束、藍光雷射光束及綠光雷射光束經由第一反射鏡數組430、第二反射鏡數組440、第一階梯狀反射鏡520及第二階梯狀反射鏡620進行合光及入射方向的改變，以沿主光軸800射出，如此便可達到小型化雷射光源體積，同時有效提高雷射光源照度的作用。上述的實施例僅用來例舉本發明的實施方面，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利保護範圍應以權利要求書所限定的範圍為準。
權利要求
1.一種光源系統，用於一投影機，包括 一主光軸； 一第一次光軸； 一第二次光軸； 至少一個第一光學模塊，包括 一第一光源數組，用以發射數個第一光束； 一第二光源數組，用以發射數個第二光束；以及 一第一反射鏡數組，包括數個第一反射鏡，其中這些第一反射鏡適以界定數個間隙，該第一反射鏡數組經由這些第一反射鏡反射這些第一光束，並容許這些第二光束經由這些間隙通過，以結合這些第一光束及這些第二光束沿該第一次光軸射出； 至少一個第二光學模塊，包括 一第三光源數組，用以發射數個第三光束；以及 一第一階梯狀反射鏡，包括數個第一反射面，其中這些第一反射面沿不平行這些第一反射面的一第一設置平面設置，並且該第一階梯狀反射鏡的這些第一反射面適以反射這些第三光束沿該第二次光軸射入該主光軸；以及 一第三光學模塊，適以結合這些第一光束、這些第二光束及這些第三光束為一主光束後沿該主光軸射出。
2.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第一光源數組包括數個第一次光源數組，適以分別發射這些第一光束至該第一反射鏡數組及鄰設於該第一反射鏡數組的一第二反射鏡數組。
3.如權利要求2所述的光源系統，其特徵在於，該第二反射鏡數組具有數個第二反射鏡，這些第二反射鏡適以界定數個間隙，該第二反射鏡數組經由這些第二反射鏡反射這些第一光束，並容許自該第一反射鏡數組結合射出的這些第一光束及這些第二光束經由這些間隙通過，以沿該第一次光軸射出。
4.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第三光源數組包括數個第三次光源數組，適以發射這些第三光束至該第一階梯狀反射鏡的這些第一反射面。
5.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第三光學模塊包括至少一個第二階梯狀反射鏡，該至少一個第二階梯狀反射鏡具有數個第二反射面，這些第二反射面沿不平行這些第二反射面的一第二設置平面設置，且該至少一個第二階梯狀反射鏡的這些第二反射面適以反射來自該至少一個第二光學模塊的這些第三光束沿該主光軸前進。
6.如權利要求5所述的光源系統,其特徵在於，該第三光學模塊還包括至少一個分色鏡，該至少一個分色鏡適於反射該至少一個第一光學模塊所發射的這些第一光束及這些第二光束沿該主光軸前進，且由該第二階梯狀反射鏡反射的這些第三光束適於通過該至少一個分色鏡。
7.如權利要求6所述的光源系統，其特徵在於，該至少一個分色鏡包括兩個分色鏡。
8.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該光源系統包括兩個該第一光學模塊，且兩個該第一光學模塊沿該第一次光軸設置於該主光軸的相對兩側。
9.如權利要求8所述的光源系統,其特徵在於，該光源系統包括兩個該第二光學模塊，且兩個該第二光學模塊沿該第二次光軸設置於該主光軸的相對兩側。
10.如權利要求5所述的光源系統，其特徵在於，該第三光學模塊包括兩個該第二階梯狀反射鏡。
11.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第一光源數組、該第二光源數組及該第三光源數組為雷射光源數組。
12.如權利要求11所述的光源系統，其特徵在於，這些第一光束及這些第二光束為紅光光束。
13.如權利要求11所述的光源系統，其特徵在於，這些第一光束及這些第二光束為藍光光束。
14.如權利要求11所述的光源系統，其特徵在於，這些第三光束為綠光光束。
15.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第一次光軸與該第二次光軸平行，且該第一次光軸與該第二次光軸分別與該主光軸垂直。
16.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，該第一反射鏡數組為X型或交叉型設置的反射鏡數組。
17.如權利要求7所述的光源系統，其特徵在於，該兩個分色鏡為X型或交叉型設置於該第三光學模塊。
18.如權利要求I所述的光源系統，其特徵在於，還包括數個散熱裝置，分別鄰近該第一光學模塊、該第二光學模塊及該第三光學模塊設置。
全文摘要
本發明關於用於一投影機的一光源系統，包括一主光軸、一第一次光軸、一第二次光軸、至少一個第一光學模塊、至少一個第二光學模塊及一第三光學模塊。至少一個第一光學模塊所具有的一第一光源數組及一第二光源數組適以分別發射數個第一光束及數個第二光束，至少一個第二光學模塊所具有的一第三光源數組適以發射數個第三光束，且第三光學模塊適以結合這些第一光束、這些第二光束及這些第三光束為一主光束後沿主光軸射出。
文檔編號G03B21/28GK102759846SQ20111011801
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者黃俊傑 申請人:臺達電子工業股份有限公司