具体实施方式
有关本发明为达到上述目的,所采用的技术手段及其它功效,下面举六个较佳实施例,并结合附图加以说明如下:
第一实施例
本实施例是提供一由两组光轴互相垂直的光源装置组成的照明系统架构,如图2所示,本发明的照明系统20包括一第一光源装置21、第二光源装置22及第二反射部23;其中第一光源装置21包括一灯心211、一抛物形反射罩212及一第一反射部213,灯心211设置于反射罩212内部并位于反射罩212的焦点上,灯心211发出的光束通过抛物形反射罩212以产生一平行光束;反射罩212具有一开口214,第一反射部213是覆盖开口214的局部区域,开口214的其余区域则形成第一出光部215,本实施例中第一反射部213约占开口214面积的1/2,第一反射部213是为一具面向灯心211表面为反射镜面2131的反射镜,且第一反射部213垂直灯心211方向摆置,并一端连接于反射罩212的周缘,另一端延伸至接近灯心211处,以使由灯心211发出的光束,可通过反射镜面2131的反射而沿原路径返回反射罩212,后由第一出光部215将平行光束射出。
第二光源装置22设于第一光源装置21的开口214前,并包括一灯心221,一抛物形反射罩222及一开口223,灯心221发出的光束通过抛物形反射罩222以产生一平行光束,且第二光源装置22的灯心221与第一光源装置21的灯心211呈相互垂直配置,本实施例中第一光源装置21的灯心211沿垂直方向设置,第二光源装置22的灯心221沿水平方向设置;开口223是由第二出光部2231及第三出光部2232组成,第二出光部2231远离第一光源装置21的第一出光部215设置,以使灯心221提供的光束可直接射出第二光源装置22及第一光源装置21外,而第三出光部2232是面向第二反射部23及邻近第一出光部215设置,以使灯心221提供的光束可通过第二反射部23返回第一光源装置21内。
第二反射部23是设于第一光源装置21与第二光源装置22之间,以将由第一光源装置21的第一出光部215输出的光束导向由第二出光部2231输出或将由第二光源装置22的第三出光部232输出的光束射入第一光源装置21内,本实施例中第二反射部23为一具有面向第一出光部215及第三出光部2232表面为反射镜面231的反射镜,且第二反射部23的一端接近反射罩212的周缘(异于第一反射部213设置的周缘),另一端接近第二光源装置22的灯心221以使第二出光部2231约占开口223面积的1/2,且第二反射部23以面向灯心211、221方向的相反方向形成一外倾斜角,外倾斜角以45度为最佳,以使入射于第一光源装置21的光束及由第一光源装置21射出的光束均可沿原路径反射传递,最后由第二光源装置22的第二出光部2231射出。
第一光源装置21的灯心211发出的光束通过反射罩212的反射而产生平行光束,部分光束直接由第一出光部215射出,部分光束则投射于第一反射部213上,再通过第一反射部213及反射罩212的反射后再由第一出光部215射出,而由第一出光部215射出的光束通过第二反射部23的反射由第三出光部2232进入第二光源装置22内,进入第二光源装置22的光束或第二光源装置22其灯心221发出的光束中,部分光束直接通过反射罩222的反射而由第二出光部2231射出,部分光束则通过反射罩222及第二反射部23的反射而返回第一光源装置21,返回的光束于第一光源装置21与第二光源装置22之间经多次反射后,最后整合成一平行光束由第二出光部2231输出。
利用第一反射部213及第二反射部23的设置,以将多光源装置(即第一光源装置21及第二光源装置22)的光路重叠并整合成单一平行光束后,再由单光源装置(即第二光源装置22)输出,因此,可提高整体的亮度,一般双光源装置混合后的亮度约为单光源装置的1.6倍;而且,当其中一光源装置损坏时,由于本发明采两光源装置的光路重叠设置,故单光源装置仍可维持屏幕的均匀性,使图像仍可正常显示;且利用第一反射部213及第二反射部23的设置角度限制,可使光束仍沿原路径传递,而使光束维持为平行光束射出第二出光部2231。
而整合后的平行光束是由半开口223面积的第二出光部2231输出,以缩小光线分布面积,与图1采并排设置的双光源装置架构相比,本发明的光线分布面积约为公知的1/4,因此,可使照明系统的体积缩小,而使系统符合轻薄短小的设计原则。
另外,第一反射部213及第二反射部23也可采用冷镜(Cold Mirror),冷镜是指表面可使可见光高反射,而红外线则高透射,通过冷镜的使用,使光束投射于第一反射部213及第二反射部23时,光束中的红外线可穿透而移除,以减少光源产生的高热。
再者,第一反射部213及第二反射部23也可采用双色滤镜(DichroicMirror),以达到调整光源的色温,而双色滤镜是指表面可使至少一色彩光束反射的反射元件,举例来说,可将第一反射部213或第二反射部23采用可反射蓝色色光的双色滤镜,使第一光源装置21与第二光源装置22混合后的光束其蓝色光的比例增加,而提高色温(即清凉色光);或者可将第一反射部213或第二反射部23采用可反射红色色光及绿色色光的双色滤镜,使第一光源装置21与第二光源装置22混合后的光束其红色色光及绿色色光的比例增加,而蓝色光的比例降低,以达到降低色温(即温暖色光)。
参阅图8,第一反射部213及第二反射部23也可使用45度角的棱镜(Prism)的全反射面作用来达到,使光束可通过全反射面来反射。第二实施例:
本实施例是提供一由两组光轴互相平行光源装置组成的照明系统架构,参阅图3,本发明的照明系统30包括一第一光源装置31、第二光源装置32及第二反射部33;其中第一光源装置31包括一灯心311、一抛物形反射罩312及一第一反射部313,灯心311是设置于反射罩312内部并位于反射罩312的焦点上,灯心311发出的光束通过抛物形反射罩312以产生一平行光束;反射罩312具有一开口314,第一反射部313覆盖开口314的局部区域,开口314的其余区域则形成第一出光部315,本实施例中第一反射部313约占开口314面积的1/2,第一反射部313是为一具面向灯心311表面为反射镜面3131的反射镜,且第一反射部313垂直灯心311方向摆置,并一端连接于反射罩312的下周缘,另一端延伸至接近灯心311处,以使由灯心311发出的光束,可通过反射镜面3131的反射而沿原路径返回反射罩312,后由第一出光部315将平行光束射出。
第二光源装置32设于第一光源装置31的开口314前,并包括一灯心321,一抛物形反射罩322及一开口323,灯心321发出的光束通过抛物形反射罩322以产生一平行光束,且第二光源装置32的灯心321是与第一光源装置31的灯心311呈相互平行配置,本实施例中第一光源装置31的灯心311与第二光源装置32的灯心321均沿水平方向设置;开口323是由第二出光部3231及第三出光部3232组成,第二出光部3231是邻近第一光源装置31的第一出光部315设置,并用以使灯心321提供的光束可直接射出第二光源装置32及第一光源装置31外,而第三出光部3232远离第一出光部315且面向第二反射部33设置。
第二反射部33设于第一光源装置31与第二光源装置32之间,且其由一对相互平行的反射镜331、332组成,以将由第一光源装置31的第一出光部315输出的光束导向由第二出光部3231输出或将由第二光源装置32的灯心321发出的光束导向第一光源装置31,反射镜331、332面向第一出光部315及第三出光部3232表面为反射镜面,且反射镜331的一端接近灯心311,另一端以面向灯心311方向的相反方向形成一外倾斜角至接近反射罩322的下周缘,反射镜332的一端接近反射罩322的上周缘,另一端以面向灯心321方向的相反方向形成一外倾斜角,外倾斜角以45度为最佳,以使入射于第一光源装置31的光束及由第一光源装置31射出的光束均可沿原路径反射传递,最后由第二光源装置32的第二出光部3231射出。
第一光源装置31的灯心311发出的光束通过反射罩312的反射而产生平行光束,部分光束直接由第一出光部315射出,部分光束则投射于第一反射部313上,再通过第一反射部313及反射罩312的反射后再由第一出光部315射出,而由第一出光部315射出的光束通过反射镜331、332的反射改变光路行径方向,而使光束由第三出光部3232进入第二光源装置32内,进入第二光源装置32的光束或第二光源装置32其灯心321发出的光束中,部分光束直接通过反射罩322的反射而由第二出光部3231射出,部分光束则通过反射罩322及反射镜331、反射镜332的反射而返回第一光源装置31,返回的光束于第一光源装置31与第二光源装置32之间经多次反射后,最后整合成一平行光束由第二出光部3231输出。
利用第一反射部313及第二反射部33的设置,以将多光源装置(即第一光源装置31及第二光源装置32)的光路重叠并整合成单一平行光束后,再由单光源装置(即第二光源装置32)输出,因此,可提高整体的亮度,一般双光源装置混合后的亮度约为单光源装置的1.6倍;而且,当其中一光源装置损坏时,由于本发明采两光源装置的光路重叠设置,故单光源装置仍可维持屏幕的均匀性,使图像仍可正常显示;且利用第一反射部313及第二反射部33的设置角度限制,可使光束仍沿原路径传递,而使光束维持为平行光束射出第二出光部3231。
而整合后的平行光束是由半开口323面积的第二出光部3231输出,以缩小光线分布面积,与图1采用并排设置的双光源装置架构相比,本发明的光线分布面积约为公知的1/4,因此,可使照明系统的体积缩小,而使系统符合轻薄短小的设计原则。
第三实施例:
本实施例是提供一由三组光源装置组成的照明系统40架构,如图4所示,是利用第一实施例的照明系统架构上增设一第三光源装置41及一第三反射部42,其中第一光源装置21是沿水平方向摆置,第二光源装置22是沿垂直方向摆置,第三光源装置41是设于第二光源装置22的开口223前,并包括一灯心411,一抛物形反射单412及一开口413,灯心411发出的光束通过抛物形反射罩412以产生一平行光束,且第三光源装置41的灯心411是与第一光源装置21的灯心211呈相互平行配置;开口413是由第四出光部4131及第五出光部4132组成,第四出光部4131是远离第二光源装置22的第二出光部2231设置,以使灯心421提供的光束可直接射出第三光源装置41、第二光源装置22及第一光源装置21外,而第五出光部4132是面向第三反射部42及邻近第二出光部2231设置,以使灯心411提供的光束可返回第二光源装置22内。
第三反射部42设于第二光源装置22与第三光源装置41之间,以将由第二出光部2231输出的光束导向由第四出光部4131输出或将由第三光源装置41发出的光束导入第二光源装置22内,本实施例中第三反射部42为一具有面向第二出光部2231及第五出光部4132表面为反射镜面421的反射镜,且第三反射部42的一端接近反射罩222的周缘(远离第一光源装置21的周缘),另一端接近第三光源装置41的灯心411以使第五出光部4132约占开口413面积的1/2,且第三反射部42以面向灯心221、411方向的相反方向形成一外倾斜角,外倾斜角以45度为最佳,以使入射于第二光源装置22的光束及由第二光源装置22射出的光束均可沿原路径反射传递,最后由第三光源装置41的第四出光部4131射出。
第三光源装置41的灯心411发出的光束通过反射罩412的反射而产生平行光束,部分光束直接由第四出光部4131射出第三光源装置41、第二光源装置22及第一光源装置21外,部分光束则投射于第三反射部42上,而返回第二光源装置22及第一光源装置21,返回的光束于第一光源装置21与第二光源装置22之间经多次反射后,最后整合成一平行光束由第四出光部4131输出。
利用三组光源装置可使照明系统的亮度更加提高,且多光源装置(第一光源装置21、第二光源装置22及第三光源装置41)的光路重叠并整合成单一平行光束后,再由单光源装置(即第三光源装置41)输出,因此,当其中一光源装置损坏时,照明系统仍可维持屏幕的均匀性,使图像仍可正常显示。
第四实施例:
本实施例是提供一由三组光源装置组成的照明系统50架构,如图5所示,是利用第二实施例的照明系统30架构上增设一第三光源装置51及一第三反射部52,其中第一光源装置31是沿垂直方向摆置,第二光源装置是沿垂直方向摆置,第三光源装置51设于第二光源装置32的开口323前,并包括一灯心511,一抛物形反射罩512及一开口513,灯心511发出的光束通过抛物形反射罩512以产生一平行光束,且第三光源装置51的灯心511是与第一光源装置31的灯心311呈相互垂直方向配置(即沿水平方向);开口513是由第四出光部5131及第五出光部5132组成,第四出光部5131远离第二光源装置32的第二出光部3231设置,以使灯心511提供的光束可直接射出第三光源装置51、第二光源装置32及第一光源装置31外,而第五出光部3132是邻近第二出光部3231设置,以使灯心511提供的光束可返回第二光源装置32内。
第三反射部52设于第二光源装置32与第三光源装置51之间,以将由第二光源装置32的第二出光部3231输出的光束导向由第四出光部5131输出或将由第三光源装置51射出的光束导入第二光源装置32内,本实施例中第三反射部52为一具有面向第二出光部315及第五出光部5132表面为反射镜面521的反射镜,且第三反射部52的一端接近反射罩312的周缘(远离第一反射部313的周缘),另一端接近第三光源装置51的灯心511,以使第五出光部5132约占开口513面积的1/2,且第三反射部52以面向灯心321、511方向的相反方向形成一外倾斜角,外倾斜角以45度为最佳,以使入射于第二光源装置32的光束及由第二光源装置32射出的光束均可沿原路径反射传递,最后由第三光源装置51的第四出光部5131射出。
第三光源装置51的灯心511发出的光束通过反射罩512的反射而产生平行光束,部分光束直接由第四出光部5131射出第三光源装置51、第二光源装置32及第一光源装置31外,部分光束则投射于第三反射部52上,而返回第二光源装置32及第一光源装置31,返回的光束于第一光源装置31与第二光源装置32之间经多次反射后,最后整合成一平行光束由第四出光部5131输出。
利用三组光源装置可使照明系统的亮度更加提高,且多光源装置(第一光源装置31、第二光源装置32及第三光源装置51)的光路重叠并整合成单一平行光束后,再由单光源装置(即第三光源装置51)输出,因此,当其中一光源装置损坏时,照明系统仍可维持屏幕的均匀性,使图像仍可正常显示。
第五实施例:
如图6所示,本实施例与上述的第一实施例不同之处在于:将第一反射部713设置于灯心711的半圆周面711A上,本实施例中是设置于灯心711的左半圆周面711A上且第一反射部713为一内面(即面向灯心711的表面)为反射面的结构,以使灯心711发出的光束部分直接由另一半圆周面711B(即未设置第一反射部713处)射出,并通过反射罩712反射将光束由第一出光部715射出;灯心711发出的光束部分则投射于第一反射部713上,由第一反射部713的反射出灯心711后,再通过反射罩712反射将光束由第一出光部715射出,以取代第一实施例中第一反射部213的结构;而本实施例中第二光源装置22及第二反射部23是采用第一实施例的架构;而本实施例同样能达到将光束由半灯面积输出第一光源装置71的效果。
第六实施例:
如图7所示,是将本发明照明系统20应用于一数字光源处理式(DigitalLight Processing,DIP)投影系统60,其包括照明系统20、反射镜(Mirror)61、反射式光阀62及投影镜头63,光阀62是为数字微型镜装置(Digitalmicro-mirror device,DMD);其中照明系统20更包括设于第二出光部2231前的聚光元件(Condenser)24、色轮(Color wheel)25、积分柱(Integrated Rod)26;当两组光源装置的光束经整合后形成一平行光束由第二出光部2231输出,后经聚光元件24聚成一会聚光束后,经色轮25及积分柱26作滤光及均匀化处理后,通过反射镜61将光束投射于光阀62上,通过光阀62的反射处理而形成一图像光束,最后,通过投影镜头63将图像呈现于屏幕64上。
由于整合后的平行光束是由半开口223面积的第二出光部2231输出,故光线分布面积缩小,因此,可使聚光元件24的体积随之缩小而达到降低零件成本。
另外,本发明第二、三、四及五实施例的照明系统,均可利用增设一聚光元件于平行光束的出光部前,而应用于数字光源处理式投影系统上;此外,本发明第一、二、三、四及五实施例的照明系统,也可直接应用于可采用平行光束的投影系统上。
以上所述,仅用以方便说明本发明的较佳实施例,本发明的范围不限于这些较佳实施例,凡依本发明所做的任何变更,在不脱离本发明的精神下,皆属本发明权利要求书的范围。