CN214670052U - 照明系统以及投影装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明系统，包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块。第一光源配置于壳体内。第一光源用以沿第一光轴提供第一光束至极化分光元件。第二光源用以沿第二光轴提供第二光束至极化分光元件。极化分光元件用以反射部分的第一光束并使部分的第二光束穿透。壳体的部分内表面具有吸光区。吸光区用以吸收未被极化分光元件所反射的第一光束以及未穿透极化分光元件的第二光束以转化成热。吸光区所产生的热借由散热模块散热。传递至壳体的光束可被壳体上的吸光区吸收并转化为热，再借由散热模块进行散热。本实用新型还提供包含上述照明系统的投影装置。如此一来，可降低照明系统的内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。

Description

照明系统以及投影装置
技术领域
本实用新型是有关于一种光学系统以及显示装置，且特别是有关于一种照明系统以及投影装置。
背景技术
在已知的技术中，激光(laser)投影系统内若有多个激光阵列光源时，就必须透过具有半穿透半反射镜片的光学架构(optical architecture having stripe mirrors)进行合光。然而，在激光阵列封装架构及体积不变的情况下，若为了提高总输出瓦数就必须在相同空间内植入更多的激光光源，此时各个激光光源间的距离就会缩小。当该距离小于一定范围后，就无法再采用上述光学架构进行合光。取而代之的是利用半导体激光光源本身偏振的现象，透过极化分光器(polarization beam splitter，PBS)进行合光。其主要的用途在于，能够允许P偏振波(或S偏振波)穿透且反射S偏振波(或P偏振波)。然而，目前的极化分光镜片的穿透率或反射率皆未达到100％。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，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所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型提供一种照明系统以及投影装置，可降低照明系统的内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型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，本实用新型提供一种照明系统，包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块。第一光源以及第二光源配置于壳体内。第一光源用以沿第一光轴提供第一光束至极化分光元件，第二光源用以沿第二光轴提供第二光束至极化分光元件。极化分光元件用以反射部分的第一光束并使部分的第二光束穿透。壳体的部分内表面具有吸光区。吸光区位于第一光轴上，且极化分光元件位于第一光源与吸光区之间。吸光区用以吸收未被极化分光元件所反射的第一光束以及未穿透极化分光元件的第二光束以转化成热。散热模块配置于壳体的外表面以对应吸光区的位置。吸光区所产生的热借由散热模块散热。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型还提供一种投影装置，包括照明系统、至少一光阀以及投影镜头。照明系统提供照明光束。照明系统包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块。第一光源及第二光源配置于壳体内。第一光源用以沿第一光轴提供第一光束至极化分光元件。第二光源用以沿第二光轴提供第二光束至极化分光元件。极化分光元件用以反射部分的第一光束并使部分的第二光束穿透。壳体的部分内表面具有吸光区。吸光区位于第一光轴上，且极化分光元件位于第一光源与吸光区之间。吸光区用以吸收未被极化分光元件所反射的第一光束以及未穿透极化分光元件的第二光束以转化成热。散热模块配置于壳体的外表面以对应吸光区的位置。吸光区所产生的热借由散热模块散热。至少一光阀配置于照明光束的传递路径上，用以将照明光束转换/调变为影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用以将影像光束投射出投影装置。
基于上述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的照明系统以及投影装置中，明系统包括壳体、第一光源、极化分光元件以及散热模块。第一光源沿第一光轴提供第一光束至极化分光元件，且极化分光元件反射部分的第一光束。壳体的部分内表面具有吸光区，且吸光区位于第一光轴上。因此，未被极化分光元件反射而传递至壳体的第一光束可被壳体上的吸光区吸收并转化为热，再借由配置于壳体且位置对应于吸光区的散热模块进行热散。如此一来，可降低照明系统的内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的投影装置的示意图。
图2为本实用新型一实施例的部分照明系统的示意图。
图3为图2的照明系统中的壳体于另一视角的示意图。
图4为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。
图5为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。
图6为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳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，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
图1为本实用新型一实施例的投影装置的示意图。请参考图1。本实施例提供一种投影装置10，包括照明系统100、至少一光阀60以及投影镜头70。其中，照明系统100用以提供照明光束LB。至少一光阀60配置于照明光束LB的传递路径上，用以转换照明光束LB为影像光束LI。投影镜头70配置于影像光束LI的传递路径上，且用以将影像光束LI投射出投影装置10至投影目标(未显示)，例如屏幕或墙面。
光阀60例如是液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device，DMD)等反射式光调变器。于一些实施例中，光阀60也可以是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)，电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Magneto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。本实用新型对光阀60的型态及其种类并不加以限制。光阀60将照明光束LB转换为影像光束LI的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。在本实施例中，光阀60的数量为一个，例如是使用单个数字微镜元件的投影装置10，但在其他实施例中则可以是多个，本实用新型并不限于此。
投影镜头70例如包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。于一实施例中，投影镜头70还可以包括平面光学镜片，以反射方式将来自光阀60的影像光束LI投射至投影目标。本实用新型对投影镜头70的型态及其种类并不加以限制。
图2为本实用新型一实施例的部分照明系统的示意图。请参考图2。图2所显示的照明系统100至少可应用于图1所显示的投影装置10，但本实用新型并不限于此。照明系统100包括壳体110、第一光源120、第二光源130、极化分光元件140以及散热模块150。壳体110具有容置空间，用以容纳多个光源、多个光学透镜及/或多个分光镜，但本实用新型并不限照明系统100的实际光学元件的组合。
第一光源120配置于壳体110内，第一光源120用以沿第一光轴I1提供第一光束L1至极化分光元件140，而极化分光元件140用以反射部分的第一光束L1，其中第一光轴I1为第一光源120的几何中心。举例而言，在本实施例中，第一光源120例如为激光二极体(Laserdiode，LD)阵列，且第一光束L1为具有S偏振的激光光束。极化分光元件140例如为极化分光器(Polarization Beam Splitter，PBS)。极化分光元件140反射大部分具有S偏振的第一光束L1。类似于第一光源120，第二光源130也可以是激光二极体阵列，用以沿第二光轴I2提供第二光束L2，且所提供的第二光束L2为具有P偏振的激光光束，其中第二光轴I2为第二光源130的几何中心。第二光轴I2例如是垂直于第一光轴I1。而极化分光元件140让具有P偏振的第二光束L2穿透。其中，第一光束L1与第二光束L2的波长可选择相同或不同，本实用新型并不限于此。值得注意的是，少部分具有S偏振的第一光束L1未被极化分光元件140反射而穿透极化分光元件140传递至壳体110，少部分具有P偏振的第二光束L2未穿透极化分光元件140而反射至壳体110，此处以光束L1A表示上述少部分的第一光束L1，光束L1B表示被极化分光元件140反射的第一光束L1，光束L2A表示上述少部分的第二光束L2，光束L2B表示穿透极化分光元件140的第二光束L2。
图3为图2的照明系统中的壳体于另一视角的示意图。请同时参考图2及图3。壳体110的部分内表面具有吸光区A。具体而言，在本实施例中，壳体110的吸光区A的位置位于第一光轴I1上，且极化分光元件140位于第一光源120与吸光区A之间。吸光区A用以吸收未被极化分光元件140所反射的第一光束L1(光束L1A)以及未穿透极化分光元件140的第二光束L2(光束L2A)以转化成热。在本实施例中，吸光区A具有镀膜、喷涂或阳极处理的材料，且吸光区A对第一光束L1及第二光束L2的吸收率大于50％。在本实施例中，第一光束L1及第二光束L2在壳体110上的照射面积B小于或等于吸光区A的面积，应注意的是，第一光束L1及第二光束L2在壳体110上的照射面积B具体地为光束L1A及光束L2A在壳体110上的照射面积B。
散热模块150配置于壳体110的外表面以对应吸光区A的位置，而吸光区A所产生的热借由散热模块150散热。在本实施例中，散热模块150包括散热鳍片152，贴附于壳体110的外表面以对应内表面的吸光区A。因此，未被极化分光元件140反射而传递至壳体110的光束L1A以及未穿透极化分光元件140而传递至壳体110的光束L2A可被吸光区A吸收转化为热，再借由散热模块150将热散出。如此一来，可降低照明系统100内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。在本实施例中，散热模块150在壳体110上的正投影面积大于吸光区A的面积，如图2所显示。例如，散热模块150在壳体110上的正投影面积大于吸光区A的面积的50％。
图4为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。请参考图4。图4所显示的照明系统100A类似于图2所显示的照明系统100。两者不同之处在于，在本实施例中，照明系统100A的散热模块150A包括致冷晶片152A，贴附于壳体110的外表面以对应内表面的吸光区A。因此，未被极化分光元件140反射而传递至壳体110的光束L1A以及未穿透极化分光元件140被反射而传递至壳体110的光束L2A可被吸光区A吸收转化为热，再借由散热模块150A将热散出。如此一来，可降低照明系统100A内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。
图5为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。请参考图5。图5所显示的照明系统100B类似于图2所显示的照明系统100。两者不同之处在于，在本实施例中，照明系统100B的散热模块150B还包括导热元件154，配置于壳体110与散热元件152之间，用以对应内表面的吸光区A以传导吸光区A所产生的热。在本实施例中，导热元件154例如是均热板或导热管。因此，未被极化分光元件140反射而传递至壳体110的光束L1A以及未穿透极化分光元件140被反射而传递至壳体110的光束L2A可被吸光区A吸收转化为热，此热再传递至导热元件154以进行外部散热。如此一来，可降低照明系统100B内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。在另一实施例中，壳体110中吸光区A的位置还可包括开口，且散热模块150B借由此开口连接吸光区A，但本实用新型并不限于此。
图6为本实用新型另一实施例的部分照明系统的示意图。请参考图6。图6所显示的照明系统100C类似于图2所显示的照明系统100。两者不同之处在于，在本实施例中，照明系统100C的散热模块150C的散热元件152B包括风扇，且散热元件152B朝吸光区A吹送冷风C。因此，未被极化分光元件140反射而传递至壳体110的光束L1A以及未穿透极化分光元件140而传递至壳体110的光束L2A可被吸光区A吸收转化为热，此热再借由散热元件152B朝吸光区A吹送冷风C以达到散热。在此实施例中，散热元件152B吹送冷风C的出风面积大于照射面积B，例如散热元件152B吹送冷风C的出风面积大于照射面积B的50％。如此一来，可降低照明系统100C内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。
综上所述，在本实用新型的照明系统以及投影装置中，照明系统包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块。第一光源沿第一光轴提供第一光束至极化分光元件，且极化分光元件反射部分的第一光束，第二光源沿第二光轴提供第二光束至极化分光元件，且部分的第二光束穿透极化分光元件。壳体的部分内表面具有吸光区，且吸光区位于第一光轴上。因此，未被极化分光元件反射而传递至壳体的第一光束以及未穿透极化分光元件被反射而传递至壳体的第二光束可被壳体上的吸光区吸收并转化为热，再借由配置于壳体且位置对应于吸光区的散热模块进行散热。如此一来，可降低照明系统的内部温度，延长内部其他元件的使用寿命。
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题(实用新型名称)仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“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：
10:投影装置
60:光阀
70:投影镜头
100,100A,100B,100C:照明系统
110:壳体
120:第一光源
130:第二光源
140:极化分光元件
150,150A,150B,150C:散热模块
152:散热鳍片
152A:致冷晶片
152B:散热元件
154:导热元件
A:吸光区
B:照射面积
C:冷风
I1:第一光轴
L1:第一光束
L2:第二光束
L1A,L2A,L1B,L2B:光束
LB:照明光束
LI:影像光束。

Claims (20)

1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块，其中：
所述第一光源及所述第二光源配置于所述壳体内，所述第一光源用以沿第一光轴提供第一光束至所述极化分光元件，所述第二光源用以沿第二光轴提供第二光束至所述极化分光元件；
所述极化分光元件用以反射部分的所述第一光束并使部分的所述第二光束穿透；
所述壳体的部分内表面具有吸光区，所述吸光区位于所述第一光轴上，且所述极化分光元件位于所述第一光源与所述吸光区之间，所述吸光区用以吸收未被所述极化分光元件所反射的所述第一光束以及未穿透所述极化分光元件的所述第二光束，以转化成热；以及
所述散热模块配置于所述壳体的外表面以对应所述吸光区的位置，所述吸光区所产生的所述热借由所述散热模块散热。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一光束及所述第二光束在所述壳体上的照射面积小于或等于所述吸光区的面积。
3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述散热模块在所述壳体上的正投影面积大于所述吸光区的面积。
4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述吸光区具有镀膜、喷涂或阳极处理的材料。
5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述散热模块包括散热元件，所述散热元件包括散热鳍片或致冷晶片。
6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述散热模块还包括导热元件，所述导热元件配置于所述壳体与所述散热元件之间。
7.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于，所述导热元件为均热板或导热管。
8.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述散热模块包括散热元件，所述散热元件包括风扇，且所述散热元件朝所述吸光区吹送冷风。
9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述壳体包括开口，且所述散热模块借由所述开口连接所述吸光区。
10.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述吸光区对所述第一光束的吸收率大于50％。
11.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、至少一光阀以及投影镜头，其中：
所述照明系统提供照明光束，所述照明光束包括壳体、第一光源、第二光源、极化分光元件以及散热模块，其中：
所述第一光源及所述第二光源配置于所述壳体内，所述第一光源用以沿第一光轴提供第一光束至所述极化分光元件，所述第二光源用以沿第二光轴提供第二光束至所述极化分光元件；
所述极化分光元件用以反射部分的所述第一光束并使部分的所述第二光束穿透；
所述壳体的部分内表面具有吸光区，所述吸光区位于所述第一光轴上，且所述极化分光元件位于所述第一光源与所述吸光区之间，所述吸光区用以吸收未被所述极化分光元件所反射的所述第一光束以及未穿透所述极化分光元件的所述第二光束以转化成热；以及
所述散热模块配置于所述壳体的外表面以对应所述吸光区的位置，所述吸光区所产生的所述热借由所述散热模块散热；
所述至少一光阀配置于所述照明光束的传递路径上，用以将所述照明光束转换为影像光束；以及
所述投影镜头配置于所述影像光束的传递路径上，用以将所述影像光束投射出所述投影装置。
12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一光束及所述第二光束在所述壳体上的照射面积小于或等于所述吸光区的面积。
13.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述散热模块在所述壳体上的正投影面积大于所述吸光区的面积。
14.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述吸光区具有镀膜、喷涂或阳极处理的材料。
15.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述散热模块包括散热元件，所述散热元件包括散热鳍片或致冷晶片。
16.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，所述散热模块还包括导热元件，所述导热元件配置于所述壳体与所述散热元件之间。
17.根据权利要求16所述的投影装置，其特征在于，所述导热元件为均热板或导热管。
18.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述散热模块包括散热元件，所述散热元件包括风扇，且所述散热元件朝所述吸光区吹送冷风。
19.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述壳体包括开口，且所述散热模块借由所述开口连接所述吸光区。
20.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述吸光区对所述第一光束的吸收率大于50％。
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