CN102759846B - 光源系统 - Google Patents

Abstract

本发明关于用于一投影机的一光源系统，包括一主光轴、一第一次光轴、一第二次光轴、至少一个第一光学模块、至少一个第二光学模块及一第三光学模块。至少一个第一光学模块所具有的一第一光源数组及一第二光源数组适以分别发射数个第一光束及数个第二光束，至少一个第二光学模块所具有的一第三光源数组适以发射数个第三光束，且第三光学模块适以结合这些第一光束、这些第二光束及这些第三光束为一主光束后沿主光轴射出。

Description

光源系统

技术领域

本发明关于一光源系统，详细而言，关于使用于一投影机且具有数个激光光源数组的光源系统。

背景技术

传统投影机为满足使用者对高亮度、高辉度与高演色性的画质需求，因此多使用超高压汞灯(Ultra High Power，UHP)作为光源，以协助将输入的讯号经转换后无失真地输出至投影幕上，满足使用者对影像分辨率的需要。

然而，随着近几年消费者对高画质影像的需求愈趋强劲，超高压汞灯所发出的亮度也更被严格要求，如此一来，不仅超高压汞灯所需面对的工作温度及动作压力随之上升，需要使用更多的风扇或散热装置来降低灯泡表面的超高温度，在投影机结构上也得相应地设置更多光学组件，才能够协助输出符合消费者期待的高画质影像。因此，使用超高压汞灯的传统投影机也就无可避免地得要增大其机身体积，才得以容纳上述需额外设置的风扇、散热装置及光学组件。换言之，就传统投影机而言，为享受更精细的画质分辨率及影音表现，消费者将需要有更多的空间以容置大体积的投影机，且同时也得承担当投影机运作时，伴随而来的风扇运转噪音及工作废热，而无法拥有舒适的观赏环境。

因此，随着近几年半导体光电组件技术的发展，具有使用寿命长、亮度集中，且反应速度快等特性的固态光源，如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或激光等，已逐渐受到业界重视，同时开始有取代传统超高压汞灯作为投影机光源的趋势。

然而，相较于超高压汞灯，固态光源现今依旧需要解决低照度导致有效观看距离过短，且流明度偏低导致影像亮度过暗的问题，如此一来，才有机会获得广大消费者的青睐。

有鉴于此，如何小型化固态光源的体积，使其在提供充足的光线亮度的同时，也能更合适地安装于微型化的投影机中，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一光源系统及使用该光源系统的投影机，其中光源系统使用数个激光光源，经由其特殊的结构设置，可在小型化光源系统体积的同时，一并提高激光光源的照度及亮度。

为达上述目的，本发明用于一投影机的一光源系统包括一主光轴、一第一次光轴、一第二次光轴、至少一个第一光学模块、至少一个第二光学模块及一第三光学模块。至少一个第一光学模块所具有的一第一光源数组及一第二光源数组适以分别发射数个第一光束及数个第二光束，至少一个第二光学模块所具有的一第三光源数组适以发射数个第三光束，且第三光学模块适以结合这些第一光束、这些第二光束及这些第三光束为一主光束后沿主光轴射出。

为让上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明光源系统的立体示意图；

图2为图1的立体透视图；

图3为本发明光源系统的数个第一光束、数个第二光束及数个第三光束的行进路线示意图；

图4为本发明光源系统的第一光学模块的第一反射镜数组示意图；

图5为本发明光源系统的第一光学模块的第二反射镜数组示意图；

图6为本发明光源系统的第一光学模块的合光示意图；以及

图7为本发明光源系统的第三光学模块的第一阶梯状反射镜示意图。

【主要组件符号说明】

200光源系统          300主光轴

310第一次光轴        320第二次光轴

400第一光学模块      410第一光源数组

411第一次光源数组    420第二光源数组

430第一反射镜数组    431第一反射镜

432间隙              440第二反射镜数组

441第二反射镜        442间隙

500第二光学模块      510第三光源数组

511第三次光源数组    520第一阶梯状反射镜

521第一反射面        522第一设置平面

600第三光学模块      610分色镜

620第二阶梯状反射镜  621第二反射面

622第二设置平面      800主光束

810第一光束          820第二光束

830第三光束

具体实施方式

本发明使用于一投影机的光源系统包括一主光轴、一第一次光轴、一第二次光轴、至少一个第一光学模块、至少一个第二光学模块及一第三光学模块。详细而言，如图1所示，本实施例的一光源系统200包括一主光轴300、一第一次光轴310、一第二次光轴320、二第一光学模块400、二第二光学模块500及一第三光学模块600。于本实施例中，第一次光轴310较佳的是与第二次光轴320平行设置，且第一次光轴310与第二次光轴320皆分别与主光轴300垂直。同时，上述二第一光学模块400沿第一次光轴310设置于主光轴300的相对两侧，且二第二光学模块500相似于第一光学模块400，沿第二次光轴320设置于主光轴300的相对两侧。

详细而言，请一并参阅图2，设置于第一次光轴310相对两侧的二第一光学模块400分别具有一第一光源数组410、一第二光源数组420、一第一反射镜数组430及一第二反射镜数组440。其中，第一光源数组410及第二光源数组420分别用以发射数个第一光束810及数个第二光束820，且第一光源数组410进一步包括数个第一次光源数组411。需说明的是，于本实施例中，第一光源数组410较佳的是包括三第一次光源数组411，其中，二第一次光源数组411相邻第二光源数组420相对设置，而另一第一次光源数组411设置于前述二第一次光源数组411与主光轴300之间，且三第一次光源数组411的这些第一光束810皆朝向第一次光轴310发射。

如图3所示，其已将图1的第一光源数组410、第二光源数组420及第三光源数组510予以忽略，以便于理解说明。请同时参阅图2，第一光学模块400所具有的第一反射镜数组430设置于前述二第一次光源数组411与第二光源数组420所围绕的空间，同时第二反射镜数组440位于第一反射镜数组430与主光轴300之间，并邻设于第一反射镜数组430。

如图4所示，其示出数个第一反射镜431与数个间隙432设置于第一反射镜数组430的示意图，且这些第一反射镜431适以界定出数个间隙432，使得第一反射镜数组430可经由这些第一反射镜431反射这些第一光束810，并容许这些第二光束820经由这些间隙432通过，以结合这些第一光束810及这些第二光束820沿第一次光轴310射出。需说明的是，上述这些第一反射镜431沿Y轴方向平行设置于第一反射镜数组431上，以界定出同样为沿Y轴方向平行设置的这些间隙432，然本领域的技术人员亦可轻易得知，这些第一反射镜431亦可沿其它方向设置以界定出这些间隙432，例如，这些第一反射镜431可沿X轴方向平行设置于第一反射镜数组431上，以界定出同样为沿X轴方向平行设置的这些间隙432，如此也具有达到结合这些第一光束810及这些第二光束820沿第一次光轴310射出的目的。

如图5所示，相似于第一反射镜数组430，第二反射镜数组440所具有的数个第二反射镜441适以界定数个间隙442，使第二反射镜数组440适于经由这些第二反射镜441反射这些第一光束810，并容许自第一反射镜数组430结合射出的这些第一光束810及这些第二光束820经由这些间隙442通过，以共同沿第一次光轴310朝主光轴300前进。同样地，于本领域的技术人员亦可轻易将这些第二反射镜441及这些间隙442间的设置关系进行如前述第一反射镜数组430的更动，故第二反射镜数组440的他种实施方面于此不多赘述。

以下将进一步针对单一第一光学模块400所具有的第一次光源数组411、第二光源数组420、第一反射镜数组430及第二反射镜数组440间的关系进行说明。如图6所示，设置于第一反射镜数组430外的二第一次光源数组411适于分别朝向第一次光轴310发射这些第一光束810，使这些第一光束810为这些第一反射镜431所反射；同时，设置于第一反射镜数组430外的第二光源数组420适于沿第一次光轴310发射这些第二光束820，使这些第二光束820通过这些间隙432。如此一来，二该第一次光源数组411及第二光源数组420所分别发射的这些第一光束810及这些第二光束820适于经由第一反射镜数组430完成合光动作，朝邻设于第一反射镜数组430的第二反射镜数组440前进。而来自第一反射镜数组430的这些第一光束810及这些第二光束820接着可通过第二反射镜数组440的这些间隙442，与来自另一第一次光源数组411且被这些第二反射镜441所反射的这些第一光束510合光，沿第一次光轴310朝主光轴300射出。相似地，对应于主光轴300所设置的另一第一光学模块400亦同样具有上述技术特征，故于此不多赘述。

请再次参阅图2，二第二光学模块500分别具有一第三光源数组510及一第一阶梯状反射镜520，且二第二光学模块500沿第二次光轴320相对主光轴300设置。以下先就单一第二光学模块500进行说明。请一并参阅图7，第二光学模块500所具有的第三光源数组510包括二第三次光源数组511，用以发射数个第三光束830。第一阶梯状反射镜520包括数个第一反射面521，这些第一反射面521沿不平行这些第一反射面521的一第一设置平面522设置，并且第一阶梯状反射镜520的这些第一反射面521适于反射这些第三光束830沿第二次光轴320入射于主光轴300。相似地，对应于主光轴300所设置的另一第二光学模块500亦同样具有上述技术特征，故于此不多赘述。此外，于本实施例中，这些第一反射面521较佳的是相对于第二次光轴320具有45度的夹角，以使这些第三光束830于入射这些第一反射面521后形成90度的反射角度。

请再次参阅图3，第三光学模块600适以结合第一光源数组410所发射的这些第一光束810、第二光源数组420所发射的这些第二光束820以及第三光源数组520所发射的这些第三光束830为一主光束800后，沿主光轴300射出。详细而言，第三光学模块600包括两个分色镜610及一第二阶梯状反射镜620。其中，第二阶梯状反射镜620具有数个第二反射面621，这些第二反射面621沿不平行这些第二反射面621的一第二设置平面622设置，且第二阶梯状反射镜620的这些第二反射面621适以反射来自这些第二光学模块500的这些第三光束830后沿主光轴800前进。由于第二阶梯状反射镜620的作用相似于第一阶梯状反射镜520，故于此不多赘述。

此外，设置于二第一光学模块400间的两个分色镜610适于分别反射来自二第一光学模块400所发射的这些第一光束810及这些第二光束820，以沿主光轴310前进，且前述被这些第二反射面621所反射的这些第三光束830适于通过二该分色镜610，使第三光学模块600得以完成结合这些第一光束810、这些第二光束820及这些第三光束830为一主光束800的动作。

于本实施例中，前述的第一光源数组410、第二光源数组420及第三光源数组510皆为激光光源数组，其中，二第一光学模块400所分别发射的这些第一光束810及这些第二光束820分别为一蓝光光束及一红光光束，且二第二光学模块500所发射的这些第三光束830皆为一绿光光束。同时，如图2所示，第一光学模块400所具有的第一反射镜数组430为X型或交叉型设置的反射镜数组，且两个分色镜610为X型或交叉型设置于第三光学模块600之中。此外，光源系统200还可包括数个散热装置(图未示出)，分别邻近二第一光学模块400、二第二光学模块500及第三光学模块600设置，以有效且迅速地降低其工作温度。

综上所述，本发明的光源系统200，适于经由二第一光学模块400、二第二光学模块500及第三光学模块600间的配合，将各光源数组所分别发射的红光激光光束、蓝光激光光束及绿光激光光束经由第一反射镜数组430、第二反射镜数组440、第一阶梯状反射镜520及第二阶梯状反射镜620进行合光及入射方向的改变，以沿主光轴800射出，如此便可达到小型化激光光源体积，同时有效提高激光光源照度的作用。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方面，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种光源系统，用于一投影机，包括：

一主光轴；

一第一次光轴；

一第二次光轴；

至少一个第一光学模块，包括：

一第一光源数组，用以发射数个第一光束；

一第二光源数组，用以发射数个第二光束；以及

一第一反射镜数组，包括数个第一反射镜，其中这些第一反射镜适以界定数个间隙，该第一反射镜数组经由这些第一反射镜反射这些第一光束，并容许这些第二光束经由这些间隙通过，以结合这些第一光束及这些第二光束沿该第一次光轴射出；

至少一个第二光学模块，包括：

一第三光源数组，用以发射数个第三光束；以及

一第一阶梯状反射镜，包括数个第一反射面，其中这些第一反射面沿不平行这些第一反射面的一第一设置平面设置，并且该第一阶梯状反射镜的这些第一反射面适以反射这些第三光束沿该第二次光轴射入该主光轴；以及

一第三光学模块，适以结合这些第一光束、这些第二光束及这些第三光束为一主光束后沿该主光轴射出。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第一光源数组包括数个第一次光源数组，适以分别发射这些第一光束至该第一反射镜数组及邻设于该第一反射镜数组的一第二反射镜数组。

3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，该第二反射镜数组具有数个第二反射镜，这些第二反射镜适以界定数个间隙，该第二反射镜数组经由这些第二反射镜反射这些第一光束，并容许自该第一反射镜数组结合射出的这些第一光束及这些第二光束经由这些间隙通过，以沿该第一次光轴射出。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第三光源数组包括数个第三次光源数组，适以发射这些第三光束至该第一阶梯状反射镜的这些第一反射面。

5.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第三光学模块包括至少一个第二阶梯状反射镜，该至少一个第二阶梯状反射镜具有数个第二反射面，这些第二反射面沿不平行这些第二反射面的一第二设置平面设置，且该至少一个第二阶梯状反射镜的这些第二反射面适以反射来自该至少一个第二光学模块的这些第三光束沿该主光轴前进。

6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，该第三光学模块还包括至少一个分色镜，该至少一个分色镜适于反射该至少一个第一光学模块所发射的这些第一光束及这些第二光束沿该主光轴前进，且由该第二阶梯状反射镜反射的这些第三光束适于通过该至少一个分色镜。

7.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，该至少一个分色镜包括两个分色镜。

8.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该光源系统包括两个该第一光学模块，且两个该第一光学模块沿该第一次光轴设置于该主光轴的相对两侧。

9.如权利要求8所述的光源系统，其特征在于，该光源系统包括两个该第二光学模块，且两个该第二光学模块沿该第二次光轴设置于该主光轴的相对两侧。

10.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，该第三光学模块包括两个该第二阶梯状反射镜。

11.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第一光源数组、该第二光源数组及该第三光源数组为激光光源数组。

12.如权利要求11所述的光源系统，其特征在于，这些第一光束及这些第二光束为红光光束。

13.如权利要求11所述的光源系统，其特征在于，这些第一光束及这些第二光束为蓝光光束。

14.如权利要求11所述的光源系统，其特征在于，这些第三光束为绿光光束。

15.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第一次光轴与该第二次光轴平行，且该第一次光轴与该第二次光轴分别与该主光轴垂直。

16.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，该第一反射镜数组为X型或交叉型设置的反射镜数组。

17.如权利要求7所述的光源系统，其特征在于，该两个分色镜为X型或交叉型设置于该第三光学模块。

18.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，还包括数个散热装置，分别邻近该第一光学模块、该第二光学模块及该第三光学模块设置。