CN114690519A - 照明系统以及投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明系统以及投影装置。照明系统包括第一激光光源、波长转换模块、第一分光元件以及微透镜阵列。第一激光光源提供第一激光光束。波长转换模块与第一分光元件位于第一激光光束的传递路径上。当第一激光光束入射至波长转换模块的至少一个非转换区时，第一激光光束经由第一分光元件与波长转换模块的至少一个非转换区而形成第一色光，且当第一激光光束入射至波长转换模块的至少一个波长转换区时，第一激光光束经由第一分光元件与波长转换模块形成至少一个第二色光。微透镜阵列位于第一色光与至少一个第二色光的传递路径上，其中第一色光与至少一个第二色光通过微透镜阵列后形成照明光束。本发明的照明系统及投影装置具有小体积的优点。

Description

照明系统以及投影装置

技术领域

本发明是有关于一种光学系统以及光学装置，且特别是有关于一种照明系统以及投影装置。

背景技术

近来以发光二极管(light-emitting diode,LED)和激光二极管(laser diode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。由于激光二极管具有高于约20％的发光效率，为了突破发光二极管的光源限制，因此渐渐发展了以激光光源作为投影机所需光源的机种。

一般而言，以激光光源作为光源的投影装置包含有波长转换模块、滤光模块、光阀、投影镜头等光学模块的设置。具体而言。滤光模块会设置于波长转换模块的下游光路上，使来自波长转换模块的不同波段的色光能在经过滤光模块后被滤出预定的色光，以纯化各色光的色彩，并达到色彩饱和的效果。并且，这些色光也会经由匀光元件调整色光光束的均匀度。之后，这些色光经由光阀的调变形成影像光束后而再被投影至外界。

一般而言，在现有技术中，光学系统中的匀光元件有下列两种形式，其一为积分柱(Integral ROD/Integral Pipe)，另一种是微透镜阵列(Microlens Array)。进一步而言，积分柱可以是一个光学材质的长方形截面棒，或是使用四面镜子黏合成的空心柱，或是实心的玻璃柱，其利用光线在柱里多次反射，而可以形成多个由通过光线所形成的虚像。由所述积分柱的出光面往内看，就相当于看到好几个虚像，如此可将通过的光线均匀化。当积分柱越长时，就可以产生越多的虚像，均匀化的效果越好，但也同时会增加其所需要的光路空间。另一方面，微透镜阵列则是使用其上的微透镜将通过的光线分割成许多部分，每一部分可被视为一个点光源，并且，通过其中一个微透镜的光线再与通过其他部分的微透镜的光线在投射面进行叠加，如此就可以得到一均匀的投射面。相对于积分柱，采用微透镜阵列作为光学系统的匀光元件，微透镜阵列本身所需要的光路空间较小，而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。

一般而言，投影装置的滤光模块会设置于光路上的聚焦处，采用积分柱作为匀光元件时，滤光模块可设置于积分柱的入口端或出口端，以最小化滤光模块的尺寸。然而，采用微透镜阵列作为匀光元件时，对于入射光线的要求是具有一定光斑面积的准直光，因此，在设置对应的滤光模块时会产生困扰。若要最小化滤光模块的尺寸，则须设置对应的聚焦透镜组以及准直透镜组，如此，会增加光路系统的所需空间，不利于应用在具有小体积需求的投影机种。而若不最小化滤光模块的尺寸，则同样不利于应用在具有小体积需求的投影机种。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种照明系统，具有小体积的优点。

本发明提供一种投影装置，具有小体积的优点。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明系统。照明系统，用于提供照明光束，且照明系统包括第一激光光源、波长转换模块、第一分光元件以及微透镜阵列。第一激光光源用以提供第一激光光束。波长转换模块位于第一激光光束的传递路径上。波长转换模块具有至少一个波长转换区以及至少一个非转换区，且波长转换模块用于旋转，以使至少一个波长转换区及至少一个非转换区轮流切入第一激光光束的传递路径上。第一分光元件位于第一激光光束的传递路径上。当第一激光光束入射至波长转换模块的至少一个非转换区时，第一激光光束经由第一分光元件与波长转换模块的至少一个非转换区而形成第一色光，且当第一激光光束入射至波长转换模块的至少一个波长转换区时，第一激光光束经由第一分光元件与波长转换模块形成至少一个第二色光。微透镜阵列位于第一色光与至少一个第二色光的传递路径上，且用以匀化第一色光与至少一个第二色光，其中第一色光与至少一个第二色光通过微透镜阵列后形成照明光束。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括上述的照明系统、光阀以及投影镜头。光阀设置于来自照明系统的照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束投影出投影装置。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明系统。照明系统用于提供照明光束，且照明系统包括第一激光光源、波长转换模块、滤光模块以及微透镜阵列。第一激光光源用以提供第一激光光束。波长转换模块，位于第一激光光束的传递路径上。波长转换模块具有至少一个波长转换区，且波长转换模块用于旋转，以使至少一个波长转换区切入第一激光光束的传递路径上。滤光模块，位于第一激光光束的传递路径上。其中滤光模块具有彼此相反的第一表面与第二表面，第一表面面向波长转换模块，滤光模块在第一表面上设置有穿透区与分光区，在第二表面上设置有扩散区与滤光光学区，扩散区与穿透区彼此相反，分光区与滤光光学区彼此相反。滤光模块用于旋转，以使穿透区与分光区切入第一激光光束的传递路径上，当穿透区切入第一激光光束的传递路径时，第一激光光束通过滤光模块的穿透区与扩散区而形成第一色光，且当分光区切入第一激光光束的传递路径时，第一激光光束依序通过滤光模块的分光区、波长转换模块的至少一个波长转换区以及滤光模块的滤光光学区后形成至少一个第二色光。微透镜阵列位于第一色光与至少一个第二色光的传递路径上，且用以匀化第一色光与至少一个第二色光，其中第一色光与至少一个第二色光通过微透镜阵列后形成照明光束。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括上述的照明系统、光阀以及投影镜头。光阀设置于来自照明系统的照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束投影出投影装置。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的一实施例中，投影装置与照明系统可省略滤光模块的配置，因此能采用微透镜阵列作为其中的匀光元件，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。另一方面，在本发明的另一实施例中，投影装置与照明系统通过在滤光模块的两表面设置有对应的分光区以及滤光光学区，而可将滤光模块设置于投影装置与照明系统的波长转换模块的前段光路上，如此，滤光模块与波长转换模块可共用光形调整透镜组，而可同时最小化波长转换模块与滤光模块的尺寸，并将作为匀光元件的微透镜阵列，独立设置于滤光模块与波长转换模块后的后段光路上，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。

图2A是图1的一种波长转换模块的俯视图。

图2B是图1的一种第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。

图2C是图1的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。

图2D是图2A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。

图3A是图1的另一种波长转换模块的俯视图。

图3B是图1的另一种第一分光元件对不同波段的光的反射率的关系图。

图3C是图1的另一种第一分光元件对不同波段的光的反射率的关系图。

图4是本发明一实施例的另一种投影装置的架构示意图。

图5A是图4的一种波长转换模块的俯视图。

图5B是图4的第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的穿透率的关系图。

图6A是图4的另一种波长转换模块的俯视图。

图6B是图4的另一种第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的反射率的关系图。

图7A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。

图7B是图7A的一种波长转换模块的俯视图。

图7C是图7A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。

图7D是图7A的一种波长转换模块的俯视图。

图8A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。

图8B与图8C分别是图8A的一种滤光模块的俯视图与仰视图。

图8D与图8E是图8A的另一种滤光模块的俯视图与仰视图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种波长转换模块的俯视图。图2B是图1的一种第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图2C是图1的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图2D是图2A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。请参照图1，投影装置200包括照明系统100、光阀210以及投影镜头220。照明系统100适于提供照明光束70。光阀210设置于照明光束70的传递路径上，光阀210适于将照明光束70转换为影像光束80。投影镜头220设置于影像光束80的传递路径上，投影镜头220适于将影像光束80投影出投影装置200外，以形成影像画面。在本实施例中，光阀210的数量为一个，但本发明不局限于此。在其他实施例中，光阀210的数量亦可为多个。此外，在本实施例中，光阀210可为一数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或是一硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)。然而，在其他实施例中，光阀210亦可以是穿透式液晶面板或其他光束调变器。

具体而言，如图1所示，在本实施例中，照明系统100包括第一激光光源110B、第二激光光源110R、波长转换模块120、分合光模块130以及光均匀化元件140。进一步而言，如图2D所示，在本实施例中，第一激光光源110B在第一时段T1开启，而在第二时段T2时关闭，第二激光光源110R在第一时段T1关闭，而在第二时段T2时开启，如此，如图1与图2D所示，第一激光光源110B在第一时段T1中会提供第一激光光束50B。第二激光光源110R在第二时段T2中会提供第二激光光束50R。举例而言，在本实施例中，第一激光光束50B为蓝色激光光束，第二激光光束50R为红色激光光束。举例而言，在本实施例中，第一激光光源110B可为包括一个或多个排成阵列的蓝光激光二极管，而第二激光光源110R可为包括一个或多个排成阵列的红光激光二极管，但本发明不局限于此。

具体而言，如图1所示，在本实施例中，分合光模块130包括第一分光元件131、光传递元件LT以及第二分光元件132。分合光模块130位于第一激光光束50B与第二激光光束50R的传递路径，且第一分光元件131对应于第一激光光源110B设置，而位于第一激光光源110B与波长转换模块120之间。举例而言，如图2B所示，在本实施例中，第一分光元件131例如可反射波段在480纳米至590纳米的范围内的光，而使波段在480纳米以下的光以及在590纳米以上的光穿透。换言之，第一分光元件131例如为具有绿光反射作用的分色镜(DichroicMirror with Green reflection)，而可让蓝光以及红光穿透，而对绿光提供反射作用。因此，第一分光元件131可让蓝色的第一激光光束50B穿透，如此一来，第一激光光源110B的第一激光光束50B可经由穿透第一分光元件131而传递至波长转换模块120。

另一方面，如图1所示，在本实施例中，分合光模块130的第二分光元件132位在第二激光光源110R与第一分光元件131之间，第二分光元件132配置在第二激光光源110R所发出的第二激光光束50R的传递路径上，而光传递元件LT位于波长转换模块120与第二分光元件132的光路之间。举例而言，如图2C所示，在本实施例中，第二分光元件132例如可使波段在470纳米至600纳米的范围内的光穿透，而反射波段在470纳米以下的光。换言之，第二分光元件132为具有蓝光反射作用的分色镜(Dichroic Mirror with Blue reflection)，而可对蓝光提供反射作用，并让其他颜色的光(如：红光与黄光)穿透，而光传递元件LT则是可对可见光提供反射作用，其中图1的实施例中，光传递元件LT例如为反射镜或其他反射元件。

进一步而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，波长转换模块120位于第一激光光束50B的传递路径上，并适于转动。更进一步而言，如图1与图2A所示，波长转换模块120包括转轴121以及基板122。转轴121连接于基板122，用于带动基板122以其为中心旋转。波长转换模块120配置于第一激光光束50B的传递路径上，且波长转换模块120在基板122上配置有至少一个非转换区NT与至少一个波长转换区WR。举例而言，如图2A所示，在本实施例中，至少一个非转换区NT的面积与至少一个波长转换区WR的面积相同，但本发明不局限于此。在其他未绘示的实施例中，至少一个非转换区NT的面积与至少一个波长转换区WR的面积亦可不同。

具体而言，在本实施例中，波长转换模块120的至少一个非转换区NT分别由一透光层所构成。也就是说，在本实施例中，至少一个非转换区NT为光穿透区域TR，当至少一个非转换区NT位在第一激光光束50B的传递路径上时，能够使第一激光光束50B穿透，并通过后续的光学元件而形成第一色光70B。另一方面，波长转换模块120的至少一个波长转换区WR分别由一波长转换层所构成，而可用以使通过第一激光光束50B被转换为波长转换光束60。举例而言，在本实施例中，波长转换材料包括可激发出黄色光束的荧光粉，故当至少一个波长转换区WR位在第一激光光束50B的传递路径上时，波长转换材料被第一激光光束50B照射而形成的波长转换光束60为黄光。

更进一步而言，如图2A所示，在至少一个波长转换区WR与至少一个非转换区NT之间存在待机区域IB。如此，如图2A所示，波长转换模块120的至少一个波长转换区WR及至少一个非转换区NT的数量分别为一个，当波长转换模块120以转轴121为中心旋转时，可使波长转换区WR、待机区域IB及非转换区NT依序沿一方向CW旋转。举例而言，在本实施例，此方向CW为顺时针方向。并且，举例而言，在本实施例中，待机区域IB可为包含波长转换区WR或非转换区NT的交界区域。具体而言，在本实施例中，如图2A所示，待机区域IB包括波长转换区WR的一端部及与该端相连接的非转换区NT的一端部的第一交界B1与波长转换区WR的另一端部及与该另一端部相连接的非转换区NT的另一端部的第二交界B2。

进一步而言，如图2A与图2D所示，在本实施例中，当波长转换模块120以转轴121为中心旋转时，在第二时段T2时，非转换区NT与第一交界B1邻接的部分、第一交界B1、波长转换区WR与第一交界B1邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。或是，波长转换区WR与第二交界B2邻接的部分、第二交界B2、非转换区NT与第二交界B2邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。

更具体而言，在本实施例中，待机区域IB可为一想象的虚拟区域，其所对应的位置为对应关闭第一激光光源110B的时机点时(即第二时段T2)，波长转换模块120所切入第一激光光束50B于第一时段T1所形成的传递路径上的位置。也就是说，照明系统100可对应第二时段T2控制波长转换模块120的待机区域IB切入第一激光光束50B的传递路径的时机点。在第二时段T2中，对应的待机区域IB会切入第一激光光束50B所形成的传递路径，然而此时第一激光光源110B会关闭，因此不会有第一激光光束50B通过波长转换模块120的待机区域IB，波长转换模块120上也不会存在由第一激光光束50B形成的光斑，进而也就不会产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，因此投影装置200不需在光阀210的运作途中时以关闭光阀210的方式来减少画面异色现象，因而可维持显示画面的亮度。

更进一步而言，如图1、图2A与图2D所示，在第一时段T1中，第一激光光束50B于波长转换模块120上形成光斑，光斑完全位于非转换区NT上，即第一激光光束50B可穿过非转换区NT，并经由光传递元件LT依序被传递至第二分光元件132与第一分光元件131，而形成第一色光70B。另一方面，如图1以及图2D所示，在第二时段T2中，由于第二激光光源110R开启，因此第二激光光源110R提供的第二激光光束50R则可穿透第二分光元件132，并传递至第一分光元件131处，而形成第三色光70R，其中第三色光70R例如为红光。

此外，在另一第一时段T1中，第一激光光束50B则于波长转换模块120上形成光斑，且光斑完全位于波长转换区WR上，如此，波长转换模块120可通过波长转换材料将第一激光光束50B转换为黄色的波长转换光束60后，再将波长转换光束60传递至第一分光元件131处，并经由第一分光元件131再被滤为频谱范围较窄的第二色光70G，其中第二色光70G例如为绿光。并且，由于人眼对绿光的视觉较为灵敏，因此当绿光的纯度或亮度增加时，人眼也会感受到显示画面的亮度变亮。如此，照明系统100与投影装置200通过第一分光元件131的设置，而可获得频谱范围较窄(即纯度较纯)的第二色光70G(绿光)，进而有助于提升人眼中的显示画面的亮度。

接着，如图1所示，当第一色光70B、第三色光70R与第二色光70G被传递至第一分光元件131处而形成照明光束70。并且，在本实施例中，第一色光70B为蓝光、第三色光70R为红光，而第二色光70G为绿光，也就是说，照明系统100通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，已能形成包含三原色光的照明光束70。因此，投影装置200与照明系统100可省略滤光模块(滤光轮)的配置，进而减少亮度的损失，而可以达到100％的三原色光输出比例(RGB Color Light Output Ratio,CLO Ratio)，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。

并且，如图1所示，在本实施例中，光均匀化元件140位于照明光束70的传递路径上。在本实施例中，光均匀化元件140为微透镜阵列，但本发明不局限于此。更详细而言，如图1所示，当照明光束70传递至光均匀化元件140时，光均匀化元件140可使照明光束70均匀化，并使均匀化的照明光束70传递至光阀210。

接着，如图1所示，光阀210位于来自光均匀化元件140的照明光束70的传递路径上，且用于将照明光束70转变成影像光束80。投影镜头220位于来自于光阀210的影像光束80的传递路径上且用于将影像光束80投影出投影装置200外，以形成影像画面。由于照明光束70会聚在光阀210上后，光阀210可依序将照明光束70形成不同颜色的影像光束80传递至投影镜头220，因此，光阀210所转换出的影像光束80所被投影出的影像画面便能够成为彩色画面。

更进一步而言，在本实施例中，第一色光70B为蓝光、第三色光70R为红光，而第二色光70G为绿光，而由于照明光束70是借由第一色光70B、第三色光70R以及第二色光70G所混合形成，因此照明光束70的色调或色温可被第一色光70B、第三色光70R以及第二色光70G这三者的比例关系所决定，并且通过照明光束70所形成的影像光束80的色调或色温也因此同样受上述比例关系所决定。如此，在本实施例中，投影装置200以及照明系统100即可通过第一激光光源110B与第二激光光源110R的开启时段的长度以及波长转换模块120的波长转换区WR与非转换区NT的配置，来调整照明光束70的第一色光70B、第三色光70R与第二色光70G的相对比例，因此，照明系统100与投影装置200在不需调整第一激光光源110B或第二激光光源110R的强度的情况下，即可调整影像光束80的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度。

如此一来，照明系统100以及投影装置200通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度。并且，投影装置200与照明系统100可省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。

此外，如图2A所示，在本实施例中，波长转换模块120的非转换区NT与波长转换区WR例如可为三个。更详细的说明，一波长转换区WR的一端及与该端相连接的非转换区NT的一端为第一交界B1，该波长转换区WR的另一端及与该另一端相连接的另一非转换区NT的一端为第二交界B2；而该另一非转换区NT的另一端及与该另一端相连接的另一波长转换区WR的一端定义为另一个第一交界B1；待机区域IB包括第一交界B1与第二交界B2所在的区域。依据上述定义方式，当波长转换模块120的非转换区NT与波长转换区WR的数量提升时，对应的待机区域IB的数量也会提升，因此第一激光光源110B与第二激光光源110R的切换频率也会随之提升，即开关时间的长度也会随之减少，如此，也就相当于光阀210在形成具有蓝光、红光、绿光的影像光束80的循环区段时间长度也会随之缩短。

如此一来，采用具有较多数量的待机区域IB的波长转换模块的投影装置200的影像画面的色彩更新率(color update rate)也可随之提升，以避免断色现象(color breakissue)的产生，而可达到更顺畅的观赏品质。然而，由于受到光阀210的摆动速率、第一激光光源110B与第二激光光源110R的开关反应时间以及波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR需大于激光光斑的大小的种种限制，在本发明的其他实施例中，波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR的数量最高可分别提高至十个左右。

如此，可视使用者对于观赏品质的要求，来选择性地设计波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR以及其相应的待机区域IB的数量，以符合实际的色彩更新率的需求。如此一来，在本发明的实施例中，照明系统100以及投影装置200通过照明控制方法亦可简单而不受限地通过切换第一激光光源110B以及第二激光光源110R的开启或关闭状态，即可提升投影装置200的色彩更新率，并能借以消除断色现象的产生，进而实现更顺畅的观赏品质。

此外，在本实施例中，待机区域IB虽以存在于非转换区NT与波长转换区WR之间为例示，但本发明不局限于此。在另一实施例中，当波长转换模块具有多个波长转换区WR，且其中存在两个不同的波长转换区WR彼此相邻时，此二波长转换区WR之间也会设置有待机区域IB，以消除辐区(spoke)状态所致的画面异色现象。任何本领域技术人员在参照本发明之后，当可对波长转换模块的相关区域的配置结构以及其光路系统作适当的更动，而使其达到与前述投影装置200类似的效果与优点，惟其仍应属于本发明的范畴内。以下将另举部分实施例作为说明。

图3A是图1的另一种波长转换模块的俯视图。图3B是图1的另一种第一分光元件对不同波段的光的反射率的关系图。图3A的波长转换模块120A与图2A的波长转换模块120类似，而差异如下所述。如图3A至图3B所示，在本实施例中，波长转换模块120A的至少一个波长转换区WR包括第一波长转换区WR1与第二波长转换区WR2，第一波长转换区WR1与第二波长转换区WR2分别由不同波长转换层所构成。举例而言，在本实施例中，位于第一波长转换区WR1的波长转换层的波长转换材料包括可激发出红色光束的荧光粉，位于第二波长转换区WR2的波长转换层的波长转换材料包括可激发出绿色光束的荧光粉。

并且，如图1所示，在本实施例中，当波长转换模块120A被应用至图1的实施例时，可形成照明系统100A与投影装置200A的结构，且照明系统100A所采用的第一分光元件为第一分光元件131A，且如图3B所示，第一分光元件131A为具有部分波段的红光与绿光反射作用的分色镜，而可对部分波段的红光与绿光提供反射作用，并让其他颜色的光(如：蓝光)及另一部分波段的红光穿透。

如此，第一分光元件131A仍可使第一激光光束50B通过并传递至波长转换模块120A处。当第一波长转换区WR1位在第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B可经由其上的波长转换材料而转换为红色的波长转换光束60R。当第二波长转换区WR2位在第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B可经由其上的波长转换材料而转换成绿色的波长转换光束60G。并且，当波长转换光束60R与波长转换光束60G被传递至第一分光元件131A，可经由第一分光元件131A反射而分别形成第一子色光R与第二子色光G，其中，第一子色光R例如为红光，第二子色光G例如为绿光。并且，在本实施例中，由于第一色光70B为蓝光，因此，第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G的波峰波长范围彼此不重叠。第二激光光源112R所发出的第二激光光束50R通过第一分光元件131A会形成第三色光70R，第三色光70R为红光，因此第三色光70R与波长转换光束60R的波段范围重叠。其中波长转换光束60R中波段大于650nm的部分会被第一分光元件131A反射而形成第一子色光R，而第二激光光束50R会穿透第一分光元件131A形成第三色光70R，则经由第一分光元件131A，第一子色光R及第三色光70R形成照明光束70中红光的部分。

如此一来，如图1所示，照明系统100A与投影装置200A的第一色光70B、第三色光70R、第一子色光R与第二子色光G也可在通过第一分光元件131A后而形成照明光束70。因此，照明系统100A与投影装置200A也可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120A的设置，来形成包含三原色光的照明光束70。因此，照明系统100A与投影装置200A可省略滤光模块(滤光轮)的配置，进而减少亮度的损失，而可以达到100％的三原色光输出比例(RGB Color Light Output Ratio,CLO Ratio)，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。如此，照明系统100A与投影装置200A亦可通过波长转换模块120A的设置，而能具有前述照明系统100与投影装置200所提及的优点，在此不再赘述。

另一方面，在前述的实施例中，非转换区NT虽然以光穿透区域TR为例示，但本发明不局限于此。在其他的实施例中，非转换区NT也可为光反射区域RR。任何本领域技术人员在参照本发明之后，当可对照明系统100的光路设计作适当的更动，而使其达到与前述投影装置200类似的效果与优点，惟其仍应属于本发明的范畴内。以下将另举部分实施例作为说明。

图3C是图1的另一种第一分光元件对不同波段的光的反射率的关系图。如图1及图3C所示，照明系统可不包括第二激光光源112R。第一分光元件131B可使第一激光光束50B通过并传递至波长转换模块120A处。当第一波长转换区WR1位在第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B可经由其上的波长转换材料而转换为红色的波长转换光束60R。当第二波长转换区WR2位在第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B可经由其上的波长转换材料而转换成绿色的波长转换光束60G。并且，当波长转换光束60R与波长转换光束60G被传递至第一分光元件131B，可经由第一分光元件131B反射而分别形成第一子色光R与第二子色光G，其中，第一子色光R例如为红光，第二子色光G例如为绿光。并且，在本实施例中，由于第一色光70B为蓝光，因此，第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G的波峰波长范围彼此不重叠。而第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G可在通过第一分光元件131B后而形成照明光束70。

图4是本发明一实施例的另一种投影装置的架构示意图。图5A是图4的一种波长转换模块的俯视图。图5B是图4的第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的穿透率的关系图。图4的照明系统300与投影装置400与图1的照明系统100与投影装置200类似，而差异如下所述。请参照图4与图5A，照明系统300的波长转换模块320的至少一个非转换区NT分别由一反射层所构成。也就是说，在本实施例中，至少一个非转换区NT为光反射区域RR，而能够反射第一激光光束50B，并通过后续的光学元件而形成第一色光70B。更具体而言，在本实施例中，分合光模块330的第一分光元件331具有第一分光区域331a以及第二分光区域331b。详细而言，在本实施例中，第一分光元件331的第一分光区域331a对应于第一激光光源110B设置，而位于第一激光光源110B与波长转换模块320之间，而第一分光元件331的第二分光区域331b位于被波长转换模块320的非转换区NT反射而来的第一激光光束50B的传递路径上，且第二分光区域331b位于波长转换模块320与第二分光元件132之间。

进一步而言，在本实施例中，第一分光元件331的第一分光区域331a例如为具有绿光反射作用的分色镜，第一分光元件331的第一分光区域331a对不同波段的光的穿透率的关系曲线与图2B所示的第一分光元件131的对不同波段的光的穿透率的关系曲线相同，在此就不再赘述。如此，第一分光元件331的第一分光区域331a可让蓝光及红光穿透，而对绿光提供反射作用。如此一来，第一激光光源110B的第一激光光束50B仍可经由穿透第一分光元件331的第一分光区域331a而传递至波长转换模块320。

另一方面，在本实施例中，第一分光元件331的第二分光区域331b例如为具有绿光反射作用以及使部分蓝光穿透部分反射的分色镜。举例而言，如图5B所示，第一分光元件331的第二分光区331b例如可反射波段在480纳米至590纳米的范围内的光，而使波段在480纳米以下的光具有50％的穿透率与50％的反射率，并使波段在590纳米以上的光穿透。如此一来，如图5A所示，当第一激光光束50B经由波长转换模块320的非转换区NT反射至第二分光区域331b时，部分第一激光光束50B会被第一分光元件331的第二分光区域331b反射至光均匀化元件140的一端，而另一部分第一激光光束50B会穿透第一分光元件331的第二分光区域331b而被传递至第二分光元件132，再被第二分光元件132反射至光均匀化元件140的另一端。并且，在通过光均匀化元件140后形成第一色光70B。

另一方面，照明系统300仍可通过波长转换模块320的波长转换区WR以及第二激光光源110R的配置，而分别形成第二色光70G与第三色光70R，在本实施例中，第二色光70G与第三色光70R的光路与图1的实施例的第二色光70G与第三色光70R的光路相同，相关细节请参照前述段落，在此不再赘述。

如此一来，照明系统300与投影装置400亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块320的设置，而省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而能具有前述照明系统100与投影装置200类似的效果与优点，在此不再赘述。

图6A是图4的另一种波长转换模块的俯视图。图6B是图4的另一种第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的反射率的关系图。图6A的波长转换模块320A与图3A的波长转换模块120A类似，而差异如下所述。如图6A至图6B所示，在本实施例中，波长转换模块320A的至少一个非转换区NT分别由一反射层所构成。也就是说，在本实施例中，至少一个非转换区NT为光反射区域RR，而能够反射第一激光光束50B，并通过后续的光学元件而形成第一色光70B。

并且，如图4所示，在本实施例中，当波长转换模块320A被应用至图4的实施例时，可形成照明系统300A与投影装置400A的结构，且图4的照明系统300A所采用的第一分光元件为第一分光元件331A。进一步而言，在本实施例中，第一分光元件331A的第一分光区域331Aa例如为具有部分波段的红光与绿光反射作用的分色镜，第一分光元件331A的第一分光区域331Aa对不同波段的光的反射率的关系曲线与图3B所示的第一分光元件131A对不同波段的光的反射率的关系曲线，在此就不再赘述。如此，第一分光元件331A的第一分光区域331Aa可让蓝光及第二激光光束50R穿透，而对部分红光转换光束与绿光提供反射作用。如此一来，第一激光光源110B的第一激光光束50B仍可经由穿透第一分光元件331A的第一分光区域331Aa而传递至波长转换模块320。另一方面，在本实施例中，如图6B所示，第一分光元件331A的第二分光区域331Ab例如为具有红光与绿光反射作用以及使部分蓝光穿透部分反射的分色镜。

如此，如图4所示，照明系统300A与投影装置400A仍可通过第一激光光源110B、第一分光元件331A、波长转换模块320A的第一波长转换区WR1、第二波长转换区WR2以及第二激光光源110R的配置，而分别形成第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G与第三色光70R。其中，第二激光光源110R所发出的第二激光光束50B穿透第二分光元件132及第一分光元件331A的第一分光区域331Aa而形成第三色光70R。在本实施例中，第一子色光R与第二子色光G与第三色光70R的光路也与图1的实施例的第一子色光R与第二子色光G与第三色光70R的光路相同，相关细节请参照前述段落，在此不再赘述。

如此一来，因此，照明系统300A与投影装置400A亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块320A的设置，而省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而能具有前述照明系统300与投影装置400类似的效果与优点，在此不再赘述。

图7A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。图7B是图7A的另一种波长转换模块的俯视图。图7C是图7A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。请参照图7A，图7A的实施例的照明系统700与投影装置800与图1的照明系统100与投影装置200类似，而差异如下所述。如图7A至图7B所示，在本实施例中，照明系统700的波长转换模块720具有至少一个波长转换层721与至少一个扩散层722，至少一个非转换区NT具有配置于不同径向范围的第一弧形区域AR1以及第二弧形区域AR2，波长转换模块720的至少一个波长转换区WR具有配置于不同径向范围的第三弧形区域AR3以及第四弧形区域AR4。并且，至少一个扩散层722配置于至少一个非转换区NT的第二弧形区域AR2上，至少一个波长转换层721配置于至少一个波长转换区WR的第三弧形区域AR3上。由于至少一个第二色光70G并不会通过第四弧形区域AR4，因此，至少一个波长转换区WR中未配置有波长转换层721的第四弧形区域AR4可为闲置区域。此外，在另一未绘示的实施例中，至少一个非转换区NT的第一弧形区域AR1也可配置有扩散层722。

并且，第一弧形区域AR1的径向范围与第三弧形区域AR3的径向范围相等，第二弧形区域AR2的径向范围与第四弧形区域AR4的径向范围相等。第一弧形区域AR1比第二弧形区域AR2更靠近波长转换模块720的中心，第三弧形区域AR3比第四弧形区域AR4更靠近波长转换模块720的中心，且第一弧形区域AR1的边缘与第三弧形区域AR3的边缘在圆周方向上对齐，第二弧形区域AR2的边缘与第四弧形区域AR4的边缘在圆周方向上对齐。如此，如图7B所示，第一弧形区域AR1与第三弧形区域AR3构成波长转换模块720的第一环状区域OR1，第二弧形区域AR2与第四弧形区域AR4构成波长转换模块720的第二环状区域OR2，且第一环状区域OR1以及第二环状区域OR2彼此为同心环状区域。

并且，如图7A与图7C所示，在其中第一时段T1中，第一激光光束50B可在通过波长转换模块720的至少一个非转换区NT时，先后通过第一环状区域OR1的第一弧形区域AR1以及第二环状区域OR2的第二弧形区域AR2的至少一个扩散层722后形成第一色光70B，而在第三时段T3中，第一激发光源110B开启而第二激光光源110R关闭，第一激光光束50B可在通过第三弧形区域AR3的至少一个波长转换层721后被传递至第一分光元件而形成至少一个第二色光70G。并且，如图7A所示，第二激光光源110R所对应的第二分光元件132可设置在通过波长转换模块720的第一环状区域OR1以及第二环状区域OR2之间的光路上。如此，如图7A与图7C所示，第二激光光源110R提供的第二激光光束在第二时段中可通过第二分光元件132与位于第二弧形区域AR2的至少一个扩散层722后形成第三色光70R。

如此一来，照明系统700与投影装置800亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块720的设置，来省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而能具有前述照明系统100与投影装置200类似的效果与优点，在此不再赘述。

图7D是图7A的一种波长转换模块的俯视图。图7D的波长转换模块720A与图7B的波长转换模块720类似，而差异如下所述。如图7D所示，在本实施例中，波长转换模块720A的至少一个波长转换区WR包括第一波长转换区WR1与第二波长转换区WR2，且至少一个非转换区NT具有配置于不同径向范围的第一弧形区域AR1以及第二弧形区域AR2，第一波长转换区WR1具有配置于不同径向范围的第三弧形区域AR3以及第四弧形区域AR4，第二波长转换区WR2具有配置于不同径向范围的第五弧形区域AR5以及第六弧形区域AR6。

进一步而言，在本实施例中，第一弧形区域AR1比第二弧形区域AR2更靠近波长转换模块720的中心，第三弧形区域AR3比第四弧形区域AR4更靠近波长转换模块720的中心，第五弧形区域AR5比第六弧形区域AR6更靠近波长转换模块720的中心，且第一弧形区域AR1的边缘、第三弧形区域AR3的边缘与第五弧形区域AR5的边缘在圆周方向上对齐，第二弧形区域AR2的边缘、第四弧形区域AR4的边缘与第六弧形区域AR6的边缘在圆周方向上对齐。如此，如图7D所示，第一弧形区域AR1、第三弧形区域AR3与第五弧形区域AR5构成波长转换模块720的第一环状区域OR1，第二弧形区域AR2、第四弧形区域AR4与第六弧形区域AR6构成波长转换模块720的第二环状区域OR2，且第一环状区域OR1以及第二环状区域OR2彼此为同心环状区域。

并且，波长转换模块720还具有第一波长转换层721R、第二波长转换层721G以及至少一个扩散层722。举例而言，在本实施例中，位于第一波长转换区WR1的第一波长转换层721R的波长转换材料包括可激发出红色光束的荧光粉，位于第二波长转换区WR2的第二波长转换层721G的波长转换材料包括可激发出绿色光束的荧光粉。进一步而言，至少一个扩散层722配置于至少一个非转换区NT的第二弧形区域AR2上，以及第一波长转换区WR1的第四弧形区域AR4上。第一波长转换层721R配置于第一波长转换区WR1的第三弧形区域AR3上，第二波长转换层721G配置于第二波长转换区WR2的第五弧形区域AR5上。此外，在另一未绘示的实施例中，至少一个非转换区NT的第一弧形区域AR1也可配置有扩散层722。

如此，当波长转换模块720A被应用至图7A的实施例时，可形成照明系统700A与投影装置800A的结构，且图7A的照明系统700A所采用的第一分光元件为第一分光元件131A。如此，如图7A所示，照明系统700A与投影装置800A仍可通过第一激光光源110B、第一分光元件131A、波长转换模块720A的第一波长转换区WR1、第二波长转换区WR2以及第二激光光源110R的配置，而分别形成第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G与第三色光70R。

进一步而言，如图7A所示，在其中第一时段T1中，第一激光光束50B可在通过波长转换模块720的至少一个非转换区NT时，先后通过第一弧形区域AR1以及第二弧形区域AR2的至少一个扩散层722后形成第一色光70B。在第三时段T3中，第一激光光束50B在通过第一波长转换区WR1的第三弧形区域AR3的第一波长转换层721R后形成第一子色光R，且第一激光光束50B在通过第二波长转换区WR2的第五弧形区域AR5的第二波长转换层721G后形成第二子色光G。并且，如图7A所示，在第二时段T2中，第二激光光束通过位于第四弧形区域AR4上的至少一个扩散层722后形成第三色光70R。

如此，如图7A所示，照明系统700A与投影装置800A仍可通过第一激光光源110B、第一分光元件131A、波长转换模块720A的第一波长转换区WR1、第二波长转换区WR2以及第二激光光源110R的配置，来省略滤光模块1100的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例，并能采用微透镜阵列作为其中的光均匀化元件140，而具有小体积的优点，进而能具有前述照明系700A与投影装置800A类似的效果与优点，在此不再赘述。

图8A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。图8B与图8C分别是图8A的一种滤光模块1100的俯视图与仰视图。请参照图8A，图8A的实施例的照明系统1000与投影装置2000与图1的照明系统100与投影装置200类似，而差异如下所述。如图8A至图8C所示，在本实施例中，照明系统1000以滤光模块1100取代了第一分光元件131。

进一步而言，如图8A至图8C所示，滤光模块1100具有彼此相反的第一表面S1与第二表面S2，第一表面S1面向波长转换模块320。进一步而言，如图8B所示，滤光模块1100在第一表面S1上设置有穿透区TR1与分光区DN，如图8C所示，在第二表面S2上设置有扩散区DR与滤光光学区FR。并且，如图8B至图8C所示，扩散区DR与穿透区TR1彼此相反，分光区DN与滤光光学区FR彼此相反。并且，波长转换模块320的至少一个非转换区NT与滤光模块1100的扩散区DR与穿透区TR1相对应，波长转换模块320的至少一个波长转换区WR与滤光模块1100的分光区DN与滤光光学区FR相对应。

并且，在本实施例中，滤光模块1100的第一表面S1的分光区DN例如为具有蓝光反射而其他色光穿透作用的分色镜，在此就不再赘述。

并且，如图8A所示，滤光模块1100用于旋转，以使第一表面S1的穿透区TR1与分光区DN轮流切入第一激光光束50B的传递路径上，当第一表面S1的穿透区TR1切入第一激光光束50B的传递路径时，第一激光光束50B先后通过滤光模块1100的第一表面S1的穿透区TR1与第二表面S2的扩散区DR，并经由光传递元件LT传递至第二分光元件132而形成第一色光70B。另一方面，当第一表面S1的分光区DN切入第一激光光束50B的传递路径时，第一激光光束50B依序通过滤光模块1100的第一表面S1的分光区DN、波长转换模块720的至少一个波长转换区WR以及滤光模块1100的滤光光学区FR后传递至第二分光元件132，并形成至少一个第二色光70G。

进一步而言，在本实施例中，滤光模块1100的滤光光学区FR具有透光区TR2、第一滤光区FR1以及第二滤光区FR2。在一时段中，第一激光光束50B透过至少一个波长转换区WR转换后通过透光区TR2后形成至少一个第二色光70Y。在另一时段中，第一激光光束50B透过至少一个波长转换区WR转换后通过第一滤光区FR1而形成第一子色光R。在又一时段中，第一激光光束50B透过至少一个波长转换区WR转换后通过第二滤光区FR2而形成第二子色光G。举例而言，在本实施例中，第一色光70B为蓝光、第一子色光R为红光，第二子色光G为绿光，而至少一个第二色光70Y为由第一子色光R与第二子色光G混合而成的黄光。也就是说，第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G的发光波段范围彼此不重叠。

另一方面，在本实施例中，照明系统还包括光形调整透镜组LS，且光形调整透镜组LS包括第一光形调整透镜LE1、第二光形调整透镜LE2、第三光形调整透镜LE3以及第四光形调整透镜LE4。第一光形调整透镜LE1位于第一激光光束50B的传递路径上，且位于第一激光光源110B与滤光模块1100之间。第二光形调整透镜LE2位于第一激光光束50B的传递路径上，且位于滤光模块1100与波长转换模块320之间。第三光形调整透镜LE3位于通过滤光模块1100的第一激光光束50B的传递路径上，且位于滤光模块1100与作为光均匀化元件140的微透镜阵列之间的光路径上。第四光形调整透镜LE4位于至少一个第二色光70G的传递路径上，且位于滤光模块1100与作为光均匀化元件140的微透镜阵列之间。

如此，如图8A所示，通过滤光模块1100的第一色光70B(第一激光光束)通过第三光形调整透镜LE3后被传递至微透镜阵列，而通过波长转换模块320以及滤光模块1100的第二色光70Y、第一子色光R与第二子色光G通过第四光形调整透镜LE4后被传递至微透镜阵列。

如此，照明系统的滤光模块1100与波长转换模块320可共用光形调整透镜组LS，而可同时最小化波长转换模块720与滤光模块1100的尺寸，并将作为光均匀化元件140的微透镜阵列，独立设置于滤光模块1100与波长转换模块320后的下游光路上，而位于第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G与至少一个第二色光70Y的传递路径上，以形成照明光束。如此一来，照明系统与投影装置也具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。

图8D与图8E是图8A的另一种滤光模块的俯视图与仰视图。图8D的滤光模块1100A与图8B的滤光模块1100类似，而差异如下所述。如图8A所示，在本实施例中，在本实施例中，滤光模块1100的滤光光学区FRA具有第一滤光区FR1A以及第二滤光区FR2A，且不具有透光区TR2。

并且，如图8A所示，在本实施例中，当滤光模块1100A被应用至图8A的实施例时，可形成照明系统1000A与投影装置2000A的结构，且图8A的照明系统1000A所采用的波长转换模块为波长转换模块130A/320A，而图8A的照明系统1000A所采用的滤光模块1100A的第一表面的分光区例如为具有蓝光反射而其他色光穿透作用的分色镜，在此就不再赘述。

如此，如图8A所示，第一激光光束50B可通过波长转换模块120A的第一波长转换区WR1转换后通过滤光模块1100A的第一滤光区FR1A而形成第一子色光R，第一激光光束50B可通过波长转换模块120A的第二波长转换区WR2转换后通过滤光模块1100A的第二滤光区FR2A而形成第二子色光G。如此，照明系统1000A与投影装置2000A仍可通过第一激光光源110B、滤光模块1100A、波长转换模块120A的第一波长转换区WR1以及第二波长转换区WR2的配置，而分别形成第一色光70B、第一子色光R与第二子色光G。

如此，照明系统1000A与投影装置2000A亦可共用光形调整透镜组LS，并同时最小化波长转换模块120A与滤光模块1100A的尺寸，而具有小体积的优点，进而能具有前述照明系统1000与投影装置2000类似的效果与优点，在此不再赘述。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，投影装置与照明系统可省略滤光模块的配置，因此能采用微透镜阵列作为其中的匀光元件，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。另一方面，在本发明的另一实施例中，投影装置与照明系统通过在滤光模块的两表面设置有对应的分光区以及滤光光学区，而可将滤光模块设置于投影装置与照明系统的波长转换模块的前段光路上，如此，滤光模块与波长转换模块可共用光形调整透镜组，而可同时最小化波长转换模块与滤光模块的尺寸，并将作为匀光元件的微透镜阵列，独立设置于滤光模块与波长转换模块后的后段光路上，而具有小体积的优点，进而有利于应用在具有小体积需求的投影机种。。

惟以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明

50B：第一激光光束

50R：第二激光光束

60、60G、60R：波长转换光束

70B：第一色光

70R：第三色光

70G：第二色光

70：照明光束

80：影像光束

100、100A、300、300A、700、700A、1000、1000A：照明系统

110B：第一激光光源

110R：第二激光光源

120、120A、320、320A、720、720A：波长转换模块

121：转轴

122：基板

130：分合光模块

131、131A、131B、331、331A：第一分光元件

132：第二分光元件

140：光均匀化元件

200、400、800、2000、200A、400A、800A、2000A：投影装置

210：光阀

220：投影镜头

331a：第一分光区域

331b：第二分光区域

720：波长转换模块

721：波长转换层

721R：第一波长转换层

721G：第二波长转换层

722：扩散层

1100、1100A：滤光模块

AR1：第一弧形区域

AR2：第二弧形区域

AR3：第三弧形区域

AR4：第四弧形区域

AR5：第五弧形区域

AR6：第六弧形区域

B1：第一交界

B2：第二交界

CW：方向

DR：扩散区

DN：分光区

FR：滤光光学区

FR1：第一滤光区

FR2：第二滤光区

G：第二子色光

IB：待机区域

LE1：第一光形调整透镜

LE2：第二光形调整透镜

LE3：第三光形调整透镜

LE4：第四光形调整透镜

LS：光形调整透镜组

LT：光传递元件

NT：非转换区

TR：光穿透区域

RR：光反射区域

OR1：第一环状区域

OR2：第二环状区域

R：第一子色光

S1：第一表面

S2：第二表面

T1：第一时段

T2：第二时段

TR1：穿透区

TR2：透光区

WR：波长转换区

WR1：第一波长转换区

WR2：第二波长转换区。

Claims (20)

1.一种照明系统，用于提供照明光束，且所述照明系统包括：第一激光光源、波长转换模块、第一分光元件以及微透镜阵列；其中，

所述第一激光光源用以提供第一激光光束；

所述波长转换模块位于所述第一激光光束的传递路径上，其中所述波长转换模块具有至少一个波长转换区以及至少一个非转换区，且所述波长转换模块用于旋转，以使所述至少一个波长转换区及所述至少一个非转换区轮流切入所述第一激光光束的传递路径上；

所述第一分光元件位于所述第一激光光束的传递路径上，当所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一个非转换区时，所述第一激光光束经由所述第一分光元件与所述波长转换模块的所述至少一个非转换区而形成第一色光，且当所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一个波长转换区时，所述第一激光光束经由所述第一分光元件与所述波长转换模块形成至少一个第二色光；以及

所述微透镜阵列位于所述第一色光与所述至少一个第二色光的传递路径上，且用以匀化所述第一色光与所述至少一个第二色光，其中所述第一色光与所述至少一个第二色光通过微透镜阵列后形成所述照明光束。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光光源在第一时段中提供所述第一激光光束，且所述照明系统还包括：

第二激光光源，用以在第二时段中提供第二激光光束，其中所述第一激光光源在所述第一时段中开启，而在所述第二时段中关闭，所述第二激光光源在所述第一时段中关闭，而在所述第二时段中开启，所述第一分光元件也位于所述第二激光光束的传递路径上，第二激光光束在所述第二时段中通过所述第一分光元件后形成第三色光，所述微透镜阵列也位于所述第三色光的传递路径上，所述第一色光、所述至少一个第二色光与所述第三色光通过微透镜阵列后形成所述照明光束，且所述第一色光、所述至少一个第二色光与所述第三色光的波峰波长范围彼此不重叠。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，在所述波长转换模块中，在所述至少一个波长转换区与所述至少一个非转换区之间存在待机区域，在所述第一时段中，所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一个非转换区或所述至少一个波长转换区，在所述第二时段中，所述待机区域切入所述第一激光光束在所述第一时段中形成的传递路径上。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述至少一个非转换区为光穿透区域。

5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述波长转换模块具有至少一个波长转换层与至少一个扩散层，所述至少一个非转换区具有配置于不同径向范围的第一弧形区域以及第二弧形区域，所述波长转换模块的所述至少一个波长转换区具有配置于不同径向范围的第三弧形区域以及第四弧形区域，所述至少一个扩散层配置于所述至少一个非转换区的所述第二弧形区域上，所述至少一个波长转换层配置于所述至少一个波长转换区的所述第三弧形区域上，且所述第一激光光束在通过所述至少一个扩散层后形成所述第一色光，所述第一激光光束在通过所述至少一个波长转换层形成所述至少一个第二色光。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述第二激光光束在所述第二时段中通过位于所述第二弧形区域的所述至少一个扩散层后形成所述第三色光。

7.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述第一弧形区域比所述第二弧形区域更靠近所述波长转换模块的中心，所述第三弧形区域比所述第四弧形区域更靠近所述波长转换模块的中心，且所述第一弧形区域的边缘与所述第三弧形区域的边缘在圆周方向上对齐，所述第二弧形区域的边缘与所述第四弧形区域的边缘在圆周方向上对齐。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述至少一个波长转换区包括第一波长转换区与第二波长转换区，所述至少一个第二色光包括第一子色光与第二子色光，当所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述第一波长转换区时，所述第一激光光束经由所述第一分光元件与所述波长转换模块形成所述第一子色光，当所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述第二波长转换区时，所述第二激光光束经由所述第一分光元件与所述波长转换模块形成所述第二子色光，且所述第一色光、所述第一子色光与所述第二子色光的波峰波长范围彼此不重叠。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其特征在于，还包括：

第二激光光源，用以在第二时段中提供第二激光光束，其中所述第一激光光源在所述第一时段中开启，而在所述第二时段中关闭，所述第二激光光源在所述第一时段中关闭，而在所述第二时段中开启，所述第一分光元件也位于所述第二激光光束的传递路径上，第二激光光束通过所述第一分光元件后形成第三色光，所述微透镜阵列也位于所述第三色光的传递路径上，所述第一色光、所述至少一个第二色光与所述第三色光通过微透镜阵列后形成所述照明光束，且所述第三色光与所述第一子色光的波段范围重叠。

10.根据权利要求8所述的照明系统，其特征在于，所述至少一个非转换区为光穿透区域。

11.根据权利要求10所述的照明系统，其特征在于，所述波长转换模块具有第一波长转换层、第二波长转换层以及至少一个扩散层，所述至少一个非转换区具有配置于不同径向范围的第一弧形区域以及第二弧形区域，所述第一波长转换区具有配置于不同径向范围的第三弧形区域以及第四弧形区域，所述第二波长转换区具有配置于不同径向范围的第五弧形区域以及第六弧形区域，所述至少一个扩散层配置于所述至少一个非转换区的所述第二弧形区域上，所述第一波长转换层配置于所述第一波长转换区的所述第三弧形区域上，所述第二波长转换层配置于所述第二波长转换区的所述第五弧形区域上，且所述第一激光光束在通过所述第二弧形区域的所述至少一个扩散层后形成所述第一色光，所述第一激光光束在通过所述第一波长转换层后形成所述第一子色光，所述第一激光光束在通过所述第二波长转换层后形成所述第二子色光。

12.根据权利要求10所述的照明系统，其特征在于，还包括：

第二激光光源，用以在第二时段中提供第二激光光束，其中所述第一激光光源在所述第一时段中开启，而在所述第二时段中关闭，所述第二激光光源在所述第一时段中关闭，而在所述第二时段中开启，所述第一分光元件也位于所述第二激光光束的传递路径上，第二激光光束通过所述第一分光元件后形成第三色光，所述微透镜阵列也位于所述第三色光的传递路径上，所述第一色光、所述至少一个第二色光与所述第三色光通过微透镜阵列后形成所述照明光束，且所述第三色光与所述第一子色光的波段范围重叠，且

所述至少一个扩散层也位于所述第一波长转换区的所述第四弧形区域上，所述第二激光光束在所述第二时段中通过位于所述第四弧形区域上的所述至少一个扩散层后形成所述第三色光。

13.根据权利要求11所述的照明系统，其特征在于，所述第一弧形区域比所述第二弧形区域更靠近所述波长转换模块的中心，所述第三弧形区域比所述第四弧形区域更靠近所述波长转换模块的中心，所述第五弧形区域比所述第六弧形区域更靠近所述波长转换模块的中心，且所述第一弧形区域的边缘、所述第三弧形区域的边缘与所述第五弧形区域的边缘在圆周方向上对齐，所述第二弧形区域的边缘、所述第四弧形区域的边缘与所述第六弧形区域的边缘在圆周方向上对齐。

14.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述至少一个非转换区为光反射区域。

15.一种照明系统，用于提供照明光束，且所述照明系统包括：第一激光光源、波长转换模块、滤光模块以及微透镜阵列；其中，

所述第一激光光源用以提供第一激光光束；

所述波长转换模块位于所述第一激光光束的传递路径上，其中所述波长转换模块具有至少一个波长转换区，且所述波长转换模块用于旋转，以使所述至少一个波长转换区切入所述第一激光光束的传递路径上；

所述滤光模块位于所述第一激光光束的传递路径上，其中所述滤光模块具有彼此相反的第一表面与第二表面，所述第一表面面向所述波长转换模块，所述滤光模块在所述第一表面上设置有穿透区与分光区，在所述第二表面上设置有扩散区与滤光光学区，所述扩散区与所述穿透区彼此相反，所述分光区与所述滤光光学区彼此相反，且所述滤光模块用于旋转，以使所述穿透区与所述分光区切入所述第一激光光束的传递路径上，当所述穿透区切入所述第一激光光束的传递路径时，所述第一激光光束通过所述滤光模块的所述穿透区与所述扩散区而形成第一色光，且当所述分光区切入所述第一激光光束的传递路径时，所述第一激光光束依序通过所述滤光模块的所述分光区、所述波长转换模块的所述至少一个波长转换区以及所述滤光模块的所述滤光光学区后形成至少一个第二色光；以及

所述微透镜阵列位于所述第一色光与所述至少一个第二色光的传递路径上，且用以匀化所述第一色光与所述至少一个第二色光，其中所述第一色光与所述至少一个第二色光通过微透镜阵列后形成所述照明光束。

16.根据权利要求15所述的照明系统，其特征在于，还包括光形调整透镜组，且所述光形调整透镜组包括：第一光形调整透镜、第二光形调整透镜、第三光形调整透镜以及第四光形调整透镜；其中，

所述第一光形调整透镜位于所述第一激光光束的传递路径上，且位于所述第一激光光源与所述滤光模块之间；

所述第二光形调整透镜位于所述第一激光光束的传递路径上，且位于所述滤光模块与所述波长转换模块之间；

所述第三光形调整透镜位于所述第一色光的传递路径上，且位于所述滤光模块与所述微透镜阵列之间，其中所述第一色光通过所述第三光形调整透镜后被传递至所述微透镜阵列；以及

所述第四光形调整透镜位于所述至少一个第二色光的传递路径上，且位于所述滤光模块与所述微透镜阵列之间，其中所述第二色光通过所述第四光形调整透镜后被传递至所述微透镜阵列。

17.根据权利要求15所述的照明系统，其特征在于，所述滤光光学区具有透光区、第一滤光区以及第二滤光区，所述第一激光光束依序通过所述至少一个波长转换区以及所述透光区后形成所述至少一个第二色光，所述第一激光光束依序通过所述至少一个波长转换区以及所述第一滤光区后形成第一子色光，所述第一激光光束依序通过所述至少一个波长转换区以及所述第二滤光区后形成第二子色光。

18.根据权利要求15所述的照明系统，其特征在于，所述至少一个第二色光包括第一子色光与第二子色光，所述至少一个波长转换区具有第一波长转换区以及第二波长转换区，所述滤光光学区具有第一滤光区以及第二滤光区，所述第一激光光束依序通过所述第一波长转换区以及所述第一滤光区后形成所述第一子色光，所述第一激光光束依序通过所述第二波长转换区以及所述第二滤光区后形成所述第二子色光。

19.一种投影装置，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的照明系统；

光阀，位于所述照明光束的传递路径上，且用于将所述照明光束转换成影像光束；以及

投影镜头，位于所述影像光束的传递路径上，且用于将所述影像光束转投射出所述投影装置。

20.一种投影装置，其特征在于，包括：

如权利要求15所述的照明系统；

光阀，位于所述照明光束的传递路径上，且用于将所述照明光束转换成影像光束；以及

投影镜头，位于所述影像光束的传递路径上，且用于将所述影像光束转投射出所述投影装置。

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