CN110083003B - 投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影机，包括：第一光源模组，用以提供第一照明光束；第二光源模组，用以提供波长异于该第一照明光束的第二照明光束；准直透镜，用以接收且传递该第一照明光束，该准直透镜包括第一部分及第二部分；波长转换模组，用以接收自该第一部分的该第一照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分；以及分光元件，位于该第一光源模组与该第二光源模组之间，且位置相对该第一部分，该分光元件用以将该第一照明光束与该第二照明光束分别反射至不同方向，使该第一照明光束投射至该第一部分且允许该受激光束穿透。本发明具有元件较少，体积较小，以及成本低廉的优点。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影机。
背景技术
激光投影机一般使用蓝光激光源提供照明光束。照明光束需经由波长转换装置(如：局部涂覆荧光粉/量子点的色轮)转化为其它颜色的受激光束，再与照明光束进行合光以供使用。传统的合光模组可利用分光片反射照明光束而投往色轮，色轮具波长转换材质处相应生成受激光束，且受激光束可直接穿透分光片。此外，部分照明光束会穿越色轮无波长转换材质处，且经由多个反射件返回分光片，并经分光片反射与受激光束合光。由此可知，传统合光模组需配置多种光学元件，不仅大幅提高硬体成本，亦增加了产品重量与体积。
因此，有必要设计一种新型的投影机，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投影机，该投影机具有元件较少，体积较小，以及成本低廉的优点。
为达到上述目的，本发明提供了一种投影机，该投影机包括：第一光源模组，用以提供第一照明光束；第二光源模组，用以提供波长异于该第一照明光束的第二照明光束；准直透镜，用以接收且传递该第一照明光束，该准直透镜包括第一部分及第二部分；波长转换模组，用以接收自该第一部分的该第一照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分；以及分光元件，位于该第一光源模组与该第二光源模组之间，且位置相对该第一部分，该分光元件用以将该第一照明光束与该第二照明光束分别反射至不同方向，使该第一照明光束投射至该第一部分且允许该受激光束穿透。
较佳的，该分光元件包括：反射涂层，涂布在该分光元件中朝向该第一光源模组的表面，该反射涂层用以反射该第一照明光束与该第二照明光束。
较佳的，该分光元件包括：反射涂层，涂布在该分光元件中朝向该第二光源模组的表面，该反射涂层用以反射该第一照明光束与该第二照明光束。
较佳的，该分光元件包括：第一反射涂层与一第二反射涂层，分别涂布在该分光元件的朝向该第一光源模组的第一表面及朝向该第二光源模组的第二表面；其中，该第一反射涂层用以反射该第一照明光束，该第二反射图层用以反射该第二照明光束。
较佳的，该准直透镜还包括：中心轴，位于该第一部分及该第二部分之间。
较佳的，该第一照明光束为蓝光，该第二照明光束为红光，该分光元件反射该蓝光及该红光且允许其他色光穿透，该受激光束为黄光。
较佳的，该投影机还包括：光穿透部件，连接于该分光元件且位置相对于该第二部分，该第一照明光束与该受激光束均穿透该光穿透部件。
较佳的，该波长转换模组可相对该准直透镜进行转动，且该波长转换模组包括第一区段以及第二区段，该第一区段反射自该第一部分入射的该第一照明光束至该第二部分，该第二区段设有波长转换涂层，该波长转换涂层接收该第一照明光束且生成该受激光束。
较佳的，该投影机还包括：光导管，用以接收自该第一部分及第二部分的该受激光束、自该第二部分的该第一照明光束、及自该分光元件的该第二照明光束。
较佳的，该投影机还包括：第一聚光透镜，设置在该第一光源模组与该分光元件之间，该第一聚光透镜用以收敛投向该分光元件的该第一照明光束；第二聚光透镜，设置在该第二光源模组与该分光元件之间，该第二聚光透镜用以收敛投向该分光元件的该第二照明光束；第三聚光透镜，设置在该分光元件及该光导管之间，该第三聚光透镜用以收敛该第一照明光束、该第二照明光束及该受激光束；以及扩散件，设置在该第一光源模组与该分光元件之间，该扩散件用以扩散该第一照明光束。
与现有技术相比，本发明提供的投影机能够通过局部反射照明光束及局部生成受激光束的波长转换模组、搭配与准直透镜的第一部分相对的分光元件，在有限空间里以最少元件数架构成合光模组以进行混光。
附图说明
图1为本发明实施例提供的投影机的示意图，
图2为本发明实施例提供的投影机所生合光频谱的示意图；
图3为本发明实施例提供的分光元件的示意图；
图4为本发明另一实施例提供的分光元件的示意图；
图5为本发明另一实施例提供的分光元件的示意图；
图6为本发明实施例提供的波长转换模组的示意图；
图7为本发明另一实施例提供的投影机的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
请参阅图1与图2，图1为本发明实施例提供的投影机10的示意图，图2为本发明实施例提供的投影机10所生合光频谱的示意图。投影机10的合光模组可包含第一光源模组12、第二光源模组14、准直透镜16、波长转换模组18以及分光元件20。第一光源模组12与第二光源模组14分别设置在分光元件20的两相对侧。第一光源模组12沿着-X方向发出第一照明光束B1，第二光源模组14沿着+X方向发出第二照明光束B2，其中，-X方向与+X方向为相对的两个方向。第一光源模组12所提供第一照明光束B1的波长不同于第二光源模组14所提供第二照明光束B2的波长。准直透镜16具有第一部分22及第二部分24，第一部分22与第二部分24以准直透镜16的中心轴Ax作区隔。
分光元件20的位置相对于准直透镜16的第一部分22配置。分光元件20将第一照明光束B1往-Z方向反射，使第一照明光束B1穿过准直透镜16的第一部分22而照射到波长转换模组18。波长转换模组18可直接反射第一照明光束B1至准直透镜16的第二部分24，并沿着+Z方向出射，其中，-Z方向与+Z方向为相对的两个方向；波长转换模组18还可吸收第一照明光束B1而相应生成受激光束B3，受激光束B3可投射至准直透镜16的第一部分22与第二部分24，亦沿着+Z方向出射。受激光束B3经由第一部分22穿过分光元件20会被滤掉部分波段，因此分光元件20另反射第二照明光束B2使其往+Z方向反射，使得合光模组的收光端能取得来自第二部分24的第一照明光束B1、来自分光元件20的第二照明光束B2、以及来自第一部分22与第二部分24的受激光束B3。
投影机10的合光模组进一步还可包含光导管26、第一聚光透镜28、第二聚光透镜30、第三聚光透镜32以及扩散件34。光导管26为合光模组的收光端，用以接收来自第二部分24的第一照明光束B1、来自分光元件20的第二照明光束B2、以及来自准直透镜16的受激光束B3。第一聚光透镜28设置在第一光源模组12与分光元件20之间，用来收敛投向分光元件20的第一照明光束B1。第二聚光透镜30设置在第二光源模组14与分光元件20之间，用来收敛投向分光元件20的第二照明光束B2。第三聚光透镜32设置在分光元件20与光导管26之间，用以收敛进入光导管26的第一照明光束B1、第二照明光束B2及受激光束B3。扩散件34可设置在第一光源模组12与分光元件20之间、以及第二光源模组14与分光元件20之间，用来扩散第一照明光束B1与第二照明光束B2。
受激光束B3穿过分光元件20会被滤掉部分波段的光能量，使得光导管26所取得的合光有部分波段的光能量较为不足。举例来说，尚未穿透分光元件20的受激光束B3其波长与穿透率的变化如虚线曲线C1，通过分光元件20的受激光束B3其波长与穿透率的变化如实线曲线C2；为了提高合光中被滤掉该部分波段的光能量，本发明利用第二光源模组14提供第二照明光束B2，因此第一照明光束B1、第二照明光束B2以及受激光束B3所生合光后的频谱即如图2所示。于此实施例中，第一照明光束B1可为蓝光(波长约450nm～495nm)，第二照明光束B2可为红光(波长约580nm～640nm)，受激光束B3在尚未穿透分光元件20前可为黄光(波长约570nm～590nm)，穿过分光元件20的受激光束B3因损失部分红光亮度而可呈现为绿光。
请参阅图3至图5，图3至图5分别为本发明不同实施例提供的分光元件20的示意图。如图3所示实施例，分光元件20可具有基材层36与反射涂层38，反射涂层38涂布在基材层36朝向第一光源模组12的表面。反射涂层38能够反射第一照明光束B1(蓝光)与第二照明光束B2(红光)，并允许受激光束B3(黄光)穿透。如图4所示实施例，分光元件20可具有基材层36与反射涂层40，反射涂层40涂布在基材层36朝向第二光源模组14的表面。反射涂层40能够反射第一照明光束B1(蓝光)与第二照明光束B2(红光)，并允许受激光束B3(黄光)穿透。如图5所示实施例，分光元件20可具有基材层36、第一反射涂层42与第二反射涂层44。第一反射涂层42涂布在基材层36朝向第一光源模组12的第一表面361，用来反射第一照明光束B1。第二反射涂层44涂布在基材层36朝向第二光源模组14的第一表面362，用来反射第二照明光束B2。需说明的是，上述分光元件20还可根据实际应用以涂布上述反射涂层40、第一反射涂层42及/或第二反射涂层44等，例如，其可能根据投影机10中的第一光源模组12、第二光源模组14、波长转换模组18与光导管26的摆放位置而相应改变，本发明并不以此为限。
请参阅图6，图6为本发明实施例提供的波长转换模组18的示意图。波长转换模组18具有第一区段46以及第二区段48。第一区段46为一般反光材质，可直接反射第一照明光束B1。第二区段48设有波长转换涂层50，波长转换涂层50可包含荧光粉或量子点，用来吸收第一照明光束B1而能生成受激光束B3。波长转换模组18具体为可转动的色轮，其能够相对准直透镜16进行转动，上述波长转换模组18包含盘型反光材质，例如铝制圆盘。第二区段48可为盘型反光材质上的C型环状范围，第一区段46则为C型环状范围的缺口处。藉由转动的波长转换模组18，第一照明光束B1及受激光束B3可轮流输出至准直透镜16。
请参阅图7，图7为本发明另一实施例提供的投影机10’的示意图。本实施例中，与前述实施例具有相同编号的元件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。投影机10’和前述实施例的差异在于，投影机10’在分光元件20旁连接光穿透部件52，光穿透部件52的位置对应于准直透镜16的第二部分24。分光元件20反射第一照明光束B1，使第一照明光束B1穿透准直透镜16的第一部分22投射至波长转换模组18。波长转换模组18反射第一照明光束B1，使其依序穿透准直透镜16的第二部分24、光穿透部件52与第一聚光透镜32。波长转换模组18生成的受激光束B3依序穿透准直透镜14(第一部分30及第二部分32)、光穿透部件52与分光元件20、以及第一聚光透镜32，与第一照明光束B1和第二照明光束B2进行混光及收敛。
综上所述，本发明所提供的投影机通过局部反射照明光束及局部生成受激光束的波长转换模组、搭配与准直透镜的第一部分相对的分光元件，在有限空间里以最少元件数架构成合光模组以进行混光。第一光源模组提供的第一照明光束，经由分光元件与波长转换模组的作用后，所生成的受激光束穿越分光元件会损失部分波段的光能量，故本发明利用第二光源模组的第二照明光束补充该部分波段的光能量。相应地，分光元件即需设计为能够反射第一照明光束与第二照明光束的波段，并允许如受激光束所在波段的其它色光穿透。分光元件的反射涂层所在位置不限于上述实施例所述，可能根据投影机的光源模组、波长转换模组与光导管的摆放位置而相应改变。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种投影机，其特征在于，该投影机包括：
第一光源模组，用以提供第一照明光束；
第二光源模组，用以提供波长异于该第一照明光束的第二照明光束；
准直透镜，用以接收且传递该第一照明光束，该准直透镜包括第一部分及第二部分；
波长转换模组，用以接收自该第一部分的该第一照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分；以及
分光元件，位于该第一光源模组与该第二光源模组之间，且位置相对该第一部分，该分光元件用以将该第一照明光束与该第二照明光束分别反射至不同方向，使该第一照明光束投射至该第一部分且允许该受激光束穿透；其中，该第二照明光束用以补偿该受激光束在穿透该分光元件时的所损失的光能量。
2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该分光元件包括：
反射涂层，涂布在该分光元件中朝向该第一光源模组的表面，该反射涂层用以反射该第一照明光束与该第二照明光束。
3.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该分光元件包括：
反射涂层，涂布在该分光元件中朝向该第二光源模组的表面，该反射涂层用以反射该第一照明光束与该第二照明光束。
4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该分光元件包括：
第一反射涂层与一第二反射涂层，分别涂布在该分光元件的朝向该第一光源模组的第一表面及朝向该第二光源模组的第二表面；
其中，该第一反射涂层用以反射该第一照明光束，该第二反射涂 层用以反射该第二照明光束。
5.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该准直透镜还包括：
中心轴，位于该第一部分及该第二部分之间。
6.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该第一照明光束为蓝光，该第二照明光束为红光，该分光元件反射该蓝光及该红光且允许其他色光穿透，该受激光束为黄光。
7.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该投影机还包括：
光穿透部件，连接于该分光元件且位置相对于该第二部分，该第一照明光束与该受激光束均穿透该光穿透部件。
8.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该波长转换模组可相对该准直透镜进行转动，且该波长转换模组包括第一区段以及第二区段，该第一区段反射自该第一部分入射的该第一照明光束至该第二部分，该第二区段设有波长转换涂层，该波长转换涂层接收该第一照明光束且生成该受激光束。
9.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该投影机还包括：
光导管，用以接收自该第一部分及第二部分的该受激光束、自该第二部分的该第一照明光束、及自该分光元件的该第二照明光束。
10.如权利要求9所述的投影机，其特征在于，该投影机还包括：
第一聚光透镜，设置在该第一光源模组与该分光元件之间，该第一聚光透镜用以收敛投向该分光元件的该第一照明光束；
第二聚光透镜，设置在该第二光源模组与该分光元件之间，该第二聚光透镜用以收敛投向该分光元件的该第二照明光束；
第三聚光透镜，设置在该分光元件及该光导管之间，该第三聚光透镜用以收敛该第一照明光束、该第二照明光束及该受激光束；以及
扩散件，设置在该第一光源模组与该分光元件之间，该扩散件用以扩散该第一照明光束。
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