CN110568705A - 光源模块及其适用的投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光源模块及其适用的投影装置，光源模块用以提供照明光束，该光源模块包含：光源，用以提供第一光束，该第一光束具有第一波段；微透镜阵列，对应该光源设置，用以匀化该第一光束；第一透镜组，用以聚集至少部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束；以及波长转换单元，用以转换至少部分经该第一透镜组聚集的该第一光束为第二光束，该第二光束具有第二波段，且该第二波段不同于该第一波段，其中该第二光束及未被该波长转换单元转换的该第一光束构成该照明光束。本发明的光源模块及其适用的投影装置利用微透镜阵列匀化光束，以提高波长转换单元的转换效率。

Description

光源模块及其适用的投影装置
技术领域
本发明涉及投影领域，尤其是涉及一种光源模块及其适用的投影装置。
背景技术
投影机被广泛地应用在各种场合，例如学校、展览或会议等。随着技术与消费者需求的演进，投影机的发展朝轻量化或节能化来改良。一个重大改变来自于光源的改变，由高强度气体放电灯(High-intensity discharge，HID)改良成发光二极管(LED)。此改良可大幅减小投影机的体积及增加投影机的能源转换效率。
近年来投影机通常使用蓝光激光源提供照明光束。照明光束需经由波长转换而转化为其他颜色的受激光束，进而与照明光束进行合光以供使用。然而，使用蓝光激光源所得的光束通常均匀性不佳且塑形不易，造成波长转换的效率降低。因此，要如何提升光束均匀性以整合于合光系统的光路设计为开发光源模块或投影机的重要课题之一。
发明内容
鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种光源模块及其适用的投影装置，其利用微透镜阵列匀化光束，以提高波长转换单元的转换效率。
为了达到上述目的，本发明提出一种光源模块，用以提供照明光束，该光源模块包含：光源，用以提供第一光束，该第一光束具有第一波段；微透镜阵列，对应该光源设置，用以匀化该第一光束；第一透镜组，用以聚集至少部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束；以及波长转换单元，用以转换至少部分经该第一透镜组聚集的该第一光束为第二光束，该第二光束具有第二波段，且该第二波段不同于该第一波段，其中该第二光束及未被该波长转换单元转换的该第一光束构成该照明光束。
作为可选的方案，该微透镜阵列包含多个微透镜元件，该微透镜阵列匀化该第一光束是藉由该多个微透镜元件使该第一光束分成多束第一子光束，该第一子光束具有该第一波段。
作为可选的方案，该波长转换单元包含：基板，具有透光部，该第一光束可自该透光部穿透；以及波长转换层，设置于该基板且该透光部至少部分与该波长转换层重叠，其中该第一光束自该透光部穿透至该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发而产生该第二光束。
作为可选的方案，其中未被该波长转换单元转换的该第一光束是自该透光部与该波长转换层未重叠处穿透的该第一光束或自该透光部及该波长转换层穿透而未被转换的该第一光束。
作为可选的方案，该波长转换单元还包含分光膜，其中该分光膜设置于该基板上且部分位于该透光部及波长转换层之间，该分光膜容许该第一光束穿透且反射该第二光束。
作为可选的方案，该光源模块还包含分光元件，其中该分光元件设置于该微透镜阵列及该第一透镜组之间，该分光元件反射至少部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束至该第一透镜组，且该第二光束至少部分自该第一透镜组穿透该分光元件。
作为可选的方案，该波长转换单元包含：基板，具有反射面，该反射面用以反射该第一光束；以及波长转换层，设置于该基板且邻近该反射面，其中该第一光束同时入射于该反射面及该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发而于预定方向产生该第二光束，且该分光元件的第一中心线与该第一透镜组的第一中心轴于该预定方向相互错位，使得部分该第一光束被该反射面反射穿透该第一透镜组从该分光元件旁边通过而形成未被该波长转换单元转换的该第一光束。
作为可选的方案，该波长转换单元包含：基板，该基板为透光基板，且该基板具有相互背对的入光侧和出光侧；波长转换层，设置于该基板的入光侧；以及反射膜，设置于该基板的出光侧；其中，当该第一光束入射于该波长转换单元，该第一光束的其中一部分先穿透该基板然后被该反射膜朝预定方向反射，该第一光束的其中另一部分入射至该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发于该预定方向及朝向该基板的方向产生该第二光束，朝向该基板的方向产生的该第二光束可藉由该反射膜朝该预定方向反射以提升该第二光束的亮度。
作为可选的方案，该光源模块还包含反射件，其中该反射件相对于该第一透镜组设置于该分光元件的另一侧，部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束从该分光元件旁边通过并被该反射件反射至该分光元件，且自该分光元件反射而形成未被该波长转换单元转换的该第一光束。
作为可选的方案，该光源模块还包含第二透镜组，其中该第二透镜组配置于该分光元件及该反射件之间，以聚集从该分光元件旁边通过的该第一光束至该反射件。
作为可选的方案，该光源模块还包含至少一扩散件，其中该至少一扩散件的设置位置是选自于该光源及该微透镜阵列之间、该微透镜阵列及该第一透镜组之间、该微透镜阵列及该分光元件之间、以及该分光元件及该反射件之间中的至少一个。
作为可选的方案，该光源模块还包含第三透镜组，其中该第三透镜组设置于该光源及该微透镜阵列之间，用以聚集该光源提供的该第一光束。
作为可选的方案，该第一光束为蓝光，且该第二光束为黄光，以使得该照明光束为白光。
本发明还提供一种投影装置，包含：权利要求1-13任意一项所述的光源模块；以及光阀，接收该照明光束并形成影像光束，该影像光束于在一平面上形成影像。
与现有技术相比，本发明使用微透镜阵列将光源发出的光分束为多道小光束，多道小光束聚焦且重叠于波长转换单元上，使得光束能量分布较为均匀，以提高波长转换单元的转换效率，进而使得合成的照明光束的亮度提升以强化影像质量。再者，本发明的光源模块依据光路特性设计，而可提供非时序的特定色光。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的光源模块的第一实施例的示意图；
图2为本发明的微透镜阵列及第一透镜组处理光束的示意图；
图3A及图3B为图1中的波长转换单元不同实施例的示意图；
图4为本发明的光源模块的第二实施例的示意图；
图5A及图5B为图4中的波长转换单元不同实施例的示意图；
图6为本发明的光源模块的第三实施例的示意图；
图7为本发明的光源模块的第四实施例的示意图；
图8为本发明的投影装置一实施例的结构示意框图。
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。
本发明的光源模块的各组件可整合于适当的壳体，而具有一体的模块化架构，以利于应用在各种显示设备或照明装置。举例而言，本发明的光源模块较佳应用于投影装置，以作为投影装置的照明光源，但不以此为限。于其他实施例，依据实际需求，本发明的光源模块可应用于任何需要照明光源的电子装置。再者，本发明的光源模块可依据光路径分别配置于电子装置(例如投影装置)的壳体中，不以模块化形式为限。于后，参考说明书附图详细说明本发明实施例的光源模块及其适用的投影装置的细节。
图1为本发明的光源模块100的第一实施例的示意图。如图1所示，光源模块100用以提供照明光束105。光源模块100包含依次设置的光源110、微透镜阵列120、第一透镜组130及波长转换单元140。光源110用以提供第一光束101，且第一光束101具有第一波段。微透镜阵列120对应光源110设置(换句话说，微透镜阵列120位于第一光束101的传播路径上)，使得光源110提供的第一光束101能够入射至微透镜阵列120，微透镜阵列120用以匀化第一光束101。第一透镜组130用以聚集至少部分经微透镜阵列120匀化的第一光束101(即，经过微透镜阵列120匀化后的第一光束101中的至少一部分会通过第一透镜组130聚集)。波长转换单元140用以转换至少部分经第一透镜组130聚集的第一光束101为第二光束102(即，经过第一透镜组130聚集后的第一光束101中的至少一部分会通过波长转换单元140转换成第二光束102)，第二光束102具有第二波段，且第二波段不同于第一波段。第二光束102及未被波长转换单元140转换的第一光束101构成照明光束105。
具体而言，光源110较佳为发光二极管(LED)、激光二极管(Laser diode)等具有高发光效率且体积相对较小的发光元件。于一实施例，光源110较佳包含多个发光元件112，且多个发光元件112以阵列形式设置而形成面光源。再者，光源110所发出的光的颜色可依据波长转换单元140的设计来变化，而使得由未经转换的第一光束101及第一光束101转换产生的第二光束102所构成的照明光束105为具有所需颜色的光。于一实施例，照明光束105较佳为白光，但不以此为限。举例而言，当照明光束105为白光时，光源110较佳包含蓝光激光二极管，使得所发出的第一光束101为蓝光。亦即，第一光束101的波长较佳落在第一波段，第一波段例如波长为380nm～476nm的蓝光波段。
图2为本发明的微透镜阵列120及第一透镜组130处理光束的示意图。如图2所示，微透镜阵列120包含多个微透镜元件122。微透镜阵列120匀化第一光束101是藉由多个微透镜元件122将第一光束101分成多束第一子光束1011，且第一子光束1011具有第一波段。具体而言，微透镜阵列120在其材料基板上形成有多个微透镜元件122，且利用多个微透镜元件122将光源面分割成许多部分，每一部分经过其他的镜片(例如第一透镜组130)叠加在目标基板T(例如波长转换单元140)上，如此可得到均匀的投射面。再者，光束形状可依据微透镜元件122的孔径形状改变，而达到对光束塑形的效果。举例而言，微透镜阵列120藉由多个微透镜元件122将来自光源110的第一光束101分割成多束第一子光束1011，且第一子光束1011的波长落在第一波段范围，即其与第一光束101的波长相同，例如落在蓝光波段。多束第一子光束1011可经由第一透镜组130聚焦且重叠于波长转换单元140上，藉此得到能量均匀的光斑，使得第一光束101均匀化，以提高波长转换单元140受激发形成第二光束102的效率。微透镜阵列120较佳成对设置，但不以此为限。于其他实施例，微透镜阵列120可为单片形式。
第一透镜组130可包含一个以上的透镜，用以聚集至少部分经微透镜阵列120匀化的第一光束101。举例而言，如图1所示，第一透镜组130包含两个透镜，以将多束第一子光束1011聚焦且使多束第一子光束1011重叠于波长转换单元140上，但不以此为限。于另一实施例，如图2所示，第一透镜组130可包含一个透镜。
于一实施例，波长转换单元140包含基板142及波长转换层144。基板142上设有透光部143，且透光部143容许第一光束101穿透(即第一光束101穿透所述透光部143)。波长转换层144设置于基板142上且透光部143至少部分与波长转换层144重叠。第一光束101自透光部143穿透至波长转换层144，使得波长转换层144受第一光束101激发而产生第二光束102。换句话说，波长转换层144较佳设置于基板142的出光侧，使得第一光束101自透光部143穿透基板142才到达波长转换层144。于一实施例，基板142可实施为透光基板，例如玻璃基板、聚合物基板，以容许第一光束101自基板142穿透，亦即整个基板142可为透光部143。于另一实施例(未图示)，基板142可实施为具有透光部143的不透光基板(即，基板142上设置了透光部143的部位能够透光，基板142上除了透光部143以外的部位不透光)，使得第一光束101仅可自透光部143穿透。波长转换层144对应透光部143设置于基板142上，使得第一光束101自透光部143穿透至波长转换层144，以激发波长转换层144产生第二光束102。
于一实施例，如图3A所示，波长转换单元140可为色轮形式，波长转换层144能够以封闭环形式设置于基板142上(即波长转换层144为环形)，以藉由驱动装置(例如马达)驱动基板142转动，以带动波长转换层144转动而改变波长转换层144受第一光束101激发的位置，提升第一光束101转换为第二光束102的转换效率并延长波长转换单元140的使用寿命。波长转换层144的材料可为例如荧光粉或量子点(Quantum dot)等受能量而直接或间接转换出光能的材料。根据波长转换层144的材料不同，其转换光的波长也会有所不同，例如YAG荧光粉可发出波长为550nm至560nm的黄光。波长转换层144可依据第一光束101的波长、欲转换产生的第二光束102的波长、照明光束105的波长等来选择。于一实施例，以照明光束105是白光为例，波长转换层144的材料较佳包含黄荧光粉，黄荧光粉涂布于基板142的透光部143，使得穿透基板142的透光部143的第一光束101(例如蓝光)激发波长转换层144而可发出黄光(即第二光束102为黄光)。
于一实施例，未被波长转换单元140转换的第一光束101包含具有第(1)光路径的自透光部143与波长转换层144未重叠处穿透的第一光束101及/或具有第(2)光路径的自透光部143及波长转换层144穿透而未被转换的第一光束101。举例而言，波长转换层144可设置为仅与透光部143的一部分重叠，使得透光部143的另一部分上不设置有波长转换层144。当经第一透镜组130聚集的第一光束101聚焦于透光部143时，第一光束101的照射范围147至少涵盖透光部143与波长转换层144的重叠处。藉此，部分的第一光束101可穿透透光部143至波长转换层144，以使波长转换层144受激发产生第二光束102，且可能有部分的第一光束101通过波长转换层144未被转换，而另一部分的第一光束101可穿透透光部143未设置有波长转换层144的部分，直接通过透光部143，以使波长转换层144受激发产生的第二光束102与通过透光部143或波长转换层144的第一光束101合成照明光束105。
于另一实施例，如图3B所示，波长转换单元140还包含分光膜146。分光膜146设置于基板142上且部分位于透光部143及波长转换层144之间。分光膜146为容许特定波长范围的光穿透且反射另一特定波长范围的光的光学元件。举例而言，分光膜146可为依据光学性质需求在受光区具有光学镀膜的分光片或滤光片。于此实施例，分光膜146较佳地容许第一光束101穿透且反射第二光束102。以照明光束105是白光为例，分光膜146较佳容许蓝光通过并反射黄光。于一实施例，分光膜146较佳地至少设置于透光部143及波长转换层144的重叠处(即，分光膜146可具有两部分，其中一部分设置在透光部143与波长转换层144之间且位于透光部143与波长转换层144的重叠处，另一部分设置在透光部143上且不位于透光部143与波长转换层144的重叠处；或者，分光膜146只设置在透光部143与波长转换层144之间且只位于透光部143与波长转换层144的重叠处，透光部143的其它位置不设置分光膜146)，使得第一光束101通过透光部143及分光膜146以激发波长转换层144产生第二光束102，第二光束102一部分朝向第一透镜组130入射，另一部分朝向基板142A入射，藉由分光膜146可将部分向基板142方向行进的第二光束(例如102A)反射离开基板142而朝与第一光束101合光的方向反射，以提升波长转换层144的转换效率。再者，依据实际需求及光路设计，光源模块100可选择性包含其他的光学组件，以达到所需的光学效果。举例而言，如图1所示，光源模块100还可包含另一透镜组(例如第三透镜组150)及至少一扩散件(例如第一扩散件160)。于此实施例，第三透镜组150较佳设置于光源110及微透镜阵列120之间，用以聚集光源110提供的第一光束101。第一扩散件160用以提升光束的均匀性，且第一扩散件160可设置于光源110及微透镜阵列120之间(即第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径上游)或微透镜阵列120及第一透镜组130之间(即第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径下游)，以提升第一光束101的均匀性。
于后参考图1，说明光源模块100提供的照明光束105为白光时的光路径。如图1所示，光源110所发出的第一光束101(例如蓝光)经第三透镜组150聚集于微透镜阵列120。微透镜阵列120将第一光束101分割成多束第一子光束1011(参见图2)以均匀化并塑形第一光束101。第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径下游(或上游)，以提升第一光束101的均匀性。第一透镜组130将经微透镜阵列120(或第一扩散件160)匀化的第一光束101聚焦并叠加于波长转换单元140，其中第一光束101穿透基板142的透光部143至波长转换层144，而使波长转换层144受第一光束101激发产生第二光束102(例如黄光)，第二光束102与通过波长转换单元140而未被转换的第一光束101(例如依据上述第(1)、(2)光路径行进的第一光束101)构成照明光束105。藉此，光源模块100可提供非时序的白色的照明光束105。
依据空间应用及光路设计，本发明的光源模块能够以不同方式提供构成照明光束105的第一光束101及第二光束102。于另一实施例，如图4所示，图4为本发明的光源模块100A的第二实施例的示意图，光源模块100A还包含分光元件170，且对应分光元件170的设置，波长转换单元140A取代前述实施例波长转换单元140。于后仅着重于图4实施例与图1实施例的差异，其余各组件(例如光源110、透镜组130、150、微透镜阵列120、第一扩散件160等)的细节，可参考前述实施例的相关说明，于此不再赘述。
于此实施例，分光元件170设置于微透镜阵列120(或第一扩散件160)及第一透镜组130之间(具体来说，当第一扩散件160设置于光源110与微透镜阵列120之间的光路径上时，分光元件170设置于微透镜阵列120与第一透镜组130之间的光路径上；当第一扩散件160设置于微透镜阵列120与第一透镜组130之间的光路径上时，分光元件170设置于第一扩散件160与第一透镜组130之间的光路径上)，亦即，分光元件170于第一透镜组130的光路径上游。分光元件170为容许特定波长范围的光穿透且反射另一特定波长范围的光的光学组件。举例而言，分光元件170可为依据光学性质需求在受光区具有光学镀膜的分光片或滤光片。于此实施例，分光元件170较佳容许第二光束102穿透且反射第一光束101。具体而言，分光元件170较佳反射至少部分经微透镜阵列120匀化的第一光束101至第一透镜组130(即，经过微透镜阵列120匀化后的第一光束101中的至少一部分会经过分光元件170反射至第一透镜组130)，且第二光束102至少部分经过第一透镜组130后穿透分光元件170。
对应于分光元件170的设置，如图5A所示，于一实施例，波长转换单元140A较佳包含基板142A及波长转换层144。基板142A具有反射面145，且反射面145用以反射第一光束101。于一实施例，反射面145亦可反射第二光束102。于此实施例，基板142A可实施为金属板(例如铝板)，且反射面145为基板142A的外表面。于另一实施例，基板142A可由反射或非反射材料制成，而藉由贴附、涂布等工序将反射膜或反射材料设置于基板142A的表面以形成反射面145，且反射面145面向基板142A的外侧(换句话说，反射面145面向第一透镜组130)。波长转换层144设置于基板142A且邻近反射面145。于此实施例，波长转换层144较佳设置于基板142A的与反射面145相同的一侧，例如设置于基板142A的入光侧，且波长转换层144邻近反射面145。当第一光束101自入光侧照射波长转换单元140A时，第一光束101较佳同时入射于反射面145及波长转换层144，如照射范围147所示，使得波长转换层144受第一光束101激发而于预定方向(例如朝第一透镜组130)产生第二光束102。具体而言，第一光束101同时入射于反射面145及波长转换层144，使得入射于反射面145的第一光束101被反射面145朝向第一透镜组130反射，且入射于波长转换层144的第一光束101激发波长转换层144于预定方向产生第二光束102，第二光束102通过第一透镜组130。
于另一实施例，反射面145较佳延伸至波长转换层144与基板142A之间，例如波长转换层144设置于反射面145的一部分上，使得部分反射面145上设置有波长转换层144，另一部分反射面145上没有设置波长转换层144且与波长转换层144相邻。藉此，波长转换层144受第一光束101激发朝基板142A方向产生的第二光束102可藉由波长转换层144与基板142A之间的反射面145朝预定方向例如朝第一透镜组130反射，以提升第二光束102的亮度，但不以此为限。换句话说，波长转换层144受第一光束101激发产生的第二光束102一部分朝向第一透镜组130入射，另一部分朝向基板142A入射，而反射面145可以反射朝向基板142A入射的第二光束102使所述第二光束102向第一透镜组130入射，从而能够提升朝向第一透镜组130入射的第二光束102的整体亮度。
于另一实施例，如图5B所示，基板142A亦可为透光基板，且反射面145与波长转换层144分别设置于基板142A的相对两侧，例如波长转换层144设置于基板142A的入光侧，反射面145设置于基板142A的出光侧。举例而言，反射面145可藉由隔着基板142A与波长转换层144重叠的方式贴附反射膜于基板142A的出光侧而形成，其中反射面145面对基板142A的内侧，且反射面145的范围较佳大于波长转换层144(换句话说，反射膜贴附于基板142A的出光侧，反射膜具有反射面145，反射面145紧贴基板142A的出光侧，波长转换层144设置于基板142A的入光侧，波长转换层144于反射面145所在平面上的投影区域均位于反射面145所在的区域内)。藉此，当第一光束101自入光侧照射波长转换单元140A后，第一光束101较佳同时入射于反射面145及波长转换层144(如照射范围147所示)，其中部分第一光束101先穿透基板142A然后被反射面145朝第一透镜组130方向反射，且另一部分第一光束101入射波长转换层144，使得波长转换层144受第一光束101激发于预定方向(例如朝向第一透镜组130方向)及朝向基板142A方向产生第二光束102，而部分朝基板142A方向行进的第二光束102可藉由设置于基板142A的出光侧的反射面145朝预定方向(例如朝向第一透镜组130)反射，以提升第二光束102的亮度。
再者，如图4所示，第一透镜组130具有第一中心轴130C，分光元件170具有第一中心线170C，第一中心线170C经过分光元件170的中心且与分光元件170具有夹角，较佳地第一中心线170C与第一中心轴130C平行或大致平行，且分光元件170的第一中心线170C与第一透镜组130的第一中心轴130C于预定方向相互错位，使得部分第一光束101被反射面145反射并穿透第一透镜组130后从分光元件170旁边通过而形成未被波长转换单元140转换的第一光束101。具体而言，分光元件170相对于第一透镜组130较佳为偏心设置，使得分光元件170的第一中心线170C位于第一透镜组130的第一中心轴130C的一侧而不与第一中心轴130C相互重合。藉此，部分被反射面145朝第一透镜组130反射的第一光束101会穿透第一透镜组130从分光元件170的旁边经过，而不与分光元件170发生干涉，以朝出光方向行进而与第二光束102构成照明光束105。举例而言，分光元件170较佳设置于第一透镜组130的第一中心轴130C的下侧，使得被反射面145反射穿透第一透镜组130上侧的第一光束101，从分光元件170的上方经过而不会入射到分光元件170，进而不会被分光元件170反射，使得至少部分被反射面145反射的第一光束101可与第二光束102构成照明光束105；换句话说，第一透镜组130的第一中心轴130C不穿过分光元件170，使得被反射面145反射并穿透第一透镜组130的第一光束101中的一部分不会入射到分光元件170，而是从分光元件170的旁边经过并与第二光束102构成照明光束105。
于后参考图4，说明光源模块100A提供的照明光束105为白光时的光路径。如图4所示，光源110所发出的第一光束101(例如蓝光)经第三透镜组150聚集于微透镜阵列120。微透镜阵列120将第一光束101分割成多束第一子光束1011(参见图2)以均匀化并塑形第一光束101。第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径下游(或上游)，以提升第一光束101的均匀性。分光元件170反射至少部分经微透镜阵列120(或扩散件16)匀化的第一光束101至第一透镜组130。第一透镜组130将分光元件170反射的第一光束101聚焦并叠加于波长转换单元140A，使得第一光束101同时入射于反射面145及波长转换层144。第一光束101入射于反射面145的部分被反射面145反射并穿透第一透镜组130，进而从分光元件170旁边(例如上方)通过而形成未被波长转换单元140A转换的第一光束101。第一光束101入射于波长转换层144的部分，使波长转换层144受第一光束101激发朝第一透镜组130方向产生第二光束102(例如黄光)，且第二光束102至少部分穿透第一透镜组130及分光元件170，进而与从分光元件170旁边(例如上方)通过且未被转换的第一光束101共同构成照明光束105。藉此，光源模块100A可提供非时序的白色的照明光束105。
于另一实施例，如图6所示，图6为本发明的光源模块100B的第三实施例的示意图，第三实施例与第二实施例的区别在于：光源模块100B不仅包含分光元件170，还包含反射件180，此外，对应反射件180的设置，光源模块100B可选择性包含第二扩散件162。于后仅着重于第三实施例与第二实施例的差异，其余各组件(例如光源110、透镜组130、150、微透镜阵列120、波长转换单元140A、第一扩散件160、分光元件170等)的细节，可参考前述实施例的相关说明，于此不再赘述。
于此实施例，反射件180可实施为用以反射第一光束101的光学组件，例如反射镜或反射片等。反射件180相对于第一透镜组130设置于分光元件170的另一侧(即，第一透镜组130设置于分光元件170的一侧，反射件180设置于分光元件170的另一侧)。于此实施例，反射件180的反射面较佳面向分光元件170，使得反射件180可将光束反射至分光元件170。于此实施例，反射件180相对于分光元件170倾斜设置，且第二扩散件162设置于反射件180及分光元件170之间，使得入射至反射件180且被反射件180反射的光束皆可藉由第二扩散件162均匀化。
对应于反射件180的设置，分光元件170相对于微透镜阵列120(或第一扩散件160)的位置偏移，使得部分经微透镜阵列120(或第一扩散件160)匀化的第一光束101从分光元件170旁边通过先到达反射件180(即在到达反射件180前不与分光元件170干涉)，接着被反射件180反射至分光元件170，且自分光元件170反射而形成未被波长转换单元140A转换的第一光束101。另一部分经微透镜阵列120(或第一扩散件160)匀化的第一光束101经分光元件170反射至第一透镜组130，进而被聚集至波长转换单元140A，而使波长转换单元140A受激发产生第二光束102。在此须注意，于此实施例，照明光束105中的未被波长转换单元140A转换的第一光束101是藉由反射件180反射的第一光束101所提供，因此经由分光元件170反射至第一透镜组130的第一光束101可仅用于提供第二光束102。亦即，第一光束101照射于波长转换单元140A的范围可仅涵盖波长转换层144，且分光元件170的第一中心线170C可与第一透镜组130的第一中心轴130C同轴设置或平行设置。
于后参考图6，说明光源模块100B提供白光的照明光束105的光路径。如图6所示，光源110所发出的第一光束101(例如蓝光)经第三透镜组150聚集于微透镜阵列120。微透镜阵列120将第一光束101分割成多束第一子光束1011(参见图2)以均匀化并塑形第一光束101。第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径下游(或上游)，以提升第一光束101的均匀性。于此实施例，经微透镜阵列120(或第一扩散件160)匀化的第一光束101可分成第一部分的第一光束101A及第二部分的第一光束101B，其中第一部分的第一光束101A未经分光元件170干涉(即闪过分光元件170)而经第二扩散件162匀化后入射至反射件180。反射件180将第一部分的第一光束101A反射且经第二扩散件162匀化后入射至分光元件170。分光元件170将来自反射件180反射的第一部分的第一光束101A再次反射至预定方向而形成未被波长转换单元140A转换的第一光束101(即第一部分的第一光束101A仅经过反射和匀化处理，未改变波长)。
第二部分的第一光束101B被分光元件170反射至第一透镜组130。第一透镜组130将分光元件170反射的第二部分的第一光束101B聚焦并叠加于波长转换单元140A，使得第二部分的第一光束101B入射于波长转换层144。波长转换层144受第二部分的第一光束101B激发朝第一透镜组130方向产生第二光束102(例如黄光)，且第二光束102至少部分穿透第一透镜组130及分光元件170，进而与经反射件180及分光元件170反射所形成的未被转换的第一光束101(即经过反射和匀化处理的第一部分的第一光束101A)共同构成照明光束105。藉此，光源模块100B可提供非时序的白色的照明光束105。
于又一实施例，如图7所示，图7为本发明的光源模块100C的第四实施例的示意图，第四实施例与第三实施例的区别在于：光源模块100C还包含第二透镜组190。第二透镜组190配置于分光元件170及反射件180之间，以聚集从分光元件170旁边通过的第一光束101至反射件180。具体而言，藉由第二透镜组190的配置，不仅可提升光束的聚集度，更可相应调整反射件180与分光元件170之间的相对位置，以应用于不同的空间设计。于后仅着重于图7实施例与前述实施例的差异，其余各组件(例如光源110、透镜组130、150、微透镜阵列120、波长转换单元140A、第一扩散件160、162、分光元件170、反射件180等)的细节，可参考前述实施例的相关说明，于此不再赘述。
于后参考图7，说明光源模块100C提供的照明光束105为白光时的光路径。如图7所示，光源110所发出的第一光束101(例如蓝光)经第三透镜组150聚集于微透镜阵列120。微透镜阵列120将第一光束101分割成多束第一子光束1011(参见图2)以均匀化并塑形第一光束101。第一扩散件160设置于微透镜阵列120的光路径下游(或上游)，以提升第一光束101的均匀性。于此实施例，经微透镜阵列120(或第一扩散件160)匀化的第一光束101可分成第一部分的第一光束101A及第二部分的第一光束101B，其中第一部分的第一光束101A未经分光元件170干涉而经第二扩散件162匀化后入射至第二透镜组190。第二透镜组190将第一部分的第一光束101A聚集于反射件180。反射件180将第一部分的第一光束101A反射且经第二透镜组190聚集与第二扩散件162匀化后入射至分光元件170。分光元件170将来自反射件180反射的第一部分的第一光束101A再次反射至预定方向而形成未被波长转换单元140A转换的第一光束101(即第一部分的第一光束101A仅经过反射和匀化处理，未改变波长)。
于此实施例，第二部分的第一光束101B的行进路径与图6的实施例相同，于此不再赘述。亦即，第二部分的第一光束101B依序经分光元件170的反射、第一透镜组130的聚集及使波长转换单元140A受到激发产生第二光束102(例如黄光)，且第二光束102穿透第一透镜组130及分光元件170，进而与被反射件180及分光元件170反射所形成的未被转换的第一光束101A(即经过反射和匀化处理的第一部分的第一光束101A)共同构成照明光束105。藉此，光源模块100C可提供非时序的白色的照明光束105。
图8为本发明的投影装置10一实施例的结构示意框图。请参照图8，于一实施例，投影装置10包括任一上述光源模块100、100A、100B或100C以及光阀200。于此实施例，仅绘示图1的光源模块100为例。光阀200接收照明光束105并形成影像光束310，影像光束310适于在平面20上形成影像320。
在本实施例中，光阀200为一种可控开关，例如：液晶光阀或数字微镜装置(Digital micro-mirror device,DMD)，用以依据影像讯号使得照明光束105形成影像光束310，进而将影像光束310投影至平面20，例如：投影布幕或墙，藉此形成影像320。在此须注意，投影装置10可包含其他合宜的光学组件，例如色轮、透镜、镜头等，以形成影像320于平面20。
综上所述，本发明使用微透镜阵列将光源发出的光分束为多道小光束，多道小光束聚焦且重叠于波长转换单元上，使得光束能量分布较为均匀，以提高波长转换单元的转换效率，进而使得合成的照明光束的亮度提升以强化影像质量。再者，本发明的光源模块依据光路特性设计，而可提供非时序的特定色光。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (14)

1.一种光源模块，用以提供照明光束，其特征在于，该光源模块包含：
光源，用以提供第一光束，该第一光束具有第一波段；
微透镜阵列，对应该光源设置，用以匀化该第一光束；
第一透镜组，用以聚集至少部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束；以及
波长转换单元，用以转换至少部分经该第一透镜组聚集的该第一光束为第二光束，该第二光束具有第二波段，且该第二波段不同于该第一波段，其中该第二光束及未被该波长转换单元转换的该第一光束构成该照明光束。
2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该微透镜阵列包含多个微透镜元件，该微透镜阵列匀化该第一光束是藉由该多个微透镜元件使该第一光束分成多束第一子光束，该第一子光束具有该第一波段。
3.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该波长转换单元包含：
基板，具有透光部，该第一光束可自该透光部穿透；以及
波长转换层，设置于该基板且该透光部至少部分与该波长转换层重叠，
其中该第一光束自该透光部穿透至该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发而产生该第二光束。
4.如权利要求3所述的光源模块，其特征在于，未被该波长转换单元转换的该第一光束是自该透光部与该波长转换层未重叠处穿透的该第一光束或自该透光部及该波长转换层穿透而未被转换的该第一光束。
5.如权利要求3所述的光源模块，其特征在于，该波长转换单元还包含分光膜，其中该分光膜设置于该基板上且部分位于该透光部及波长转换层之间，该分光膜容许该第一光束穿透且反射该第二光束。
6.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该光源模块还包含分光元件，其中该分光元件设置于该微透镜阵列及该第一透镜组之间，该分光元件反射至少部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束至该第一透镜组，且该第二光束至少部分自该第一透镜组穿透该分光元件。
7.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该波长转换单元包含：
基板，具有反射面，该反射面用以反射该第一光束；以及
波长转换层，设置于该基板且邻近该反射面，
其中该第一光束同时入射于该反射面及该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发而于预定方向产生该第二光束，且该分光元件的第一中心线与该第一透镜组的第一中心轴于该预定方向相互错位，使得部分该第一光束被该反射面反射穿透该第一透镜组从该分光元件旁边通过而形成未被该波长转换单元转换的该第一光束。
8.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该波长转换单元包含：
基板，该基板为透光基板，且该基板具有相互背对的入光侧和出光侧；
波长转换层，设置于该基板的该入光侧；以及
反射膜，设置于该基板的该出光侧；
其中，当该第一光束入射于该波长转换单元，该第一光束的其中一部分先穿透该基板然后被该反射膜朝预定方向反射，该第一光束的其中另一部分入射至该波长转换层，使得该波长转换层受该第一光束激发于该预定方向及朝向该基板的方向产生该第二光束，朝向该基板的方向产生的该第二光束可藉由该反射膜朝该预定方向反射以提升该第二光束的亮度。
9.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该光源模块还包含反射件，其中该反射件相对于该第一透镜组设置于该分光元件的另一侧，部分经该微透镜阵列匀化的该第一光束从该分光元件旁边通过并被该反射件反射至该分光元件，且自该分光元件反射而形成未被该波长转换单元转换的该第一光束。
10.如权利要求9所述的光源模块，其特征在于，该光源模块还包含第二透镜组，其中该第二透镜组配置于该分光元件及该反射件之间，以聚集从该分光元件旁边通过的该第一光束至该反射件。
11.如权利要求1-10任意一项所述的光源模块，其特征在于，该光源模块还包含至少一扩散件，其中该至少一扩散件的设置位置是选自于该光源及该微透镜阵列之间、该微透镜阵列及该第一透镜组之间、该微透镜阵列及该分光元件之间、以及该分光元件及该反射件之间中的至少一个。
12.如权利要求1-10任意一项所述的光源模块，其特征在于，该光源模块还包含第三透镜组，其中该第三透镜组设置于该光源及该微透镜阵列之间，用以聚集该光源提供的该第一光束。
13.如权利要求1-10任意一项所述的光源模块，其特征在于，该第一光束为蓝光，且该第二光束为黄光，以使得该照明光束为白光。
14.一种投影装置，其特征在于，包含：
权利要求1-13任意一项所述的光源模块；以及
光阀，接收该照明光束并形成影像光束，该影像光束于一平面上形成影像。
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