TWI452406B - 投影裝置及照明系統 - Google Patents

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TWI452406B TW099132444A TW99132444A TWI452406B TW I452406 B TWI452406 B TW I452406B TW 099132444 A TW099132444 A TW 099132444A TW 99132444 A TW99132444 A TW 99132444A TW I452406 B TWI452406 B TW I452406B
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Description

投影裝置及照明系統
本發明是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種投影裝置與照明系統。
發光二極體為一指向性很高的光源且其表面具有微結構(例如焊線、金屬電極)，因此在習知技術中需透過第一平凸透鏡陣列及第二平凸透鏡陣列使得發光二極體所發出之光源可均勻地成像在光閥的主動表面上，並降低發光二極體之微結構對其出光均勻性的影響。
在習知技術中，上述之第一平凸透鏡陣列及第二平凸透鏡陣列具有相同之多個陣列排列的平凸透鏡。第一透鏡陣列上之各個平凸透鏡與第二透鏡陣列上之各個平凸透鏡一對一地相互對應。
當光線以較大之角度入射至第一平凸透鏡陣列之一平凸透鏡時，此光線會以較大之角度自第一平凸透鏡陣列之一平凸透鏡出射，而不會進入第二平凸透鏡陣列中與其對應之平凸透鏡，進而使得此光線以過大之角度自第二平凸透鏡陣列中出射。如此，以較大角度入射第一平凸透鏡陣列之光線，便無法投射在光閥的主動表面上，亦無法被光閥所運用，進而造成發光二極體光能量的損失。此外，當第一平凸透鏡陣列及第二平凸透鏡陣列間發生對位異常時，亦會使得發光二極體光能量發生損失。
美國專利第7016393號揭露了一種用於投射光線條的裝置，其中二極體雷射陣列所發出的光線經由光學系統的作用可形成疊加的瘦長影像。美國專利第7185985號揭露了一種照明裝置，其中作為平面光源的發光二極體所發出的光線經由錐形柱以及透鏡的作用後，可均勻入射至光學調變元件。
本發明提供一種投影裝置，此投影裝置可減少光能量之損失。
本發明提供一種照明系統，此照明系統亦可減少光能量之損失。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種投影裝置，包括光源、光均勻化整形模組以及光閥。光源具有發光面，且適於發出照明光束。光均勻化整形模組配置於照明光束的傳遞路徑上。光閥配置於投射面上，且配置於來自光均勻化整形模組的照明光束之傳遞路徑上，其中光閥適於將照明光束轉換成一影像光束。光均勻化整形模組用以將發光面上的每一點所發出的光投射於投射面上，且發光面上的所有點投射於投射面上的這些區域之聯集涵蓋光閥的整個主動表面，其中，光均勻化整形模組用以將發光面上的每一點所發出的光投射於投射面上之面積為40000平方微米以上的區域。
本發明之另一實施例提出一種照明系統適於照明投射面上的光閥，此照明系統包括光源以及光均勻化整形模組。光源具有發光面，且適於發出照明光束。光均勻化整形模組配置於照明光束的傳遞路徑上，以將照明光束投射於光閥上，其中光均勻化整形模組用以將發光面上的每一點所發出的光投射於投射面上之面積為40000平方微米以上的一區域，且發光面上的所有點投射於投射面上的這些區域之聯集涵蓋光閥的整個主動表面。
本發明之實施例可具有下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例的投影裝置及照明系統中，設置有一光均勻化整形模組，此光均勻化整形模組可使光源所發出的光束可均勻且更有效率地投射至光閥的主動表面，而有效地降低光能量的損失。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
 【第一實施例】
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1為本發明之一實施例之投影裝置示意圖。請參照圖1，本實施例之投影裝置100包括光源110、光均勻化整形模組120以及光閥130。本實施例之光源110具有一發光面SL ，且適於發出一照明光束L。光均勻化整形模組120配置於照明光束L的傳遞路徑上。光閥130配置於一投射面Sp 上，且配置於來自光均勻化整形模組120的照明光束L之傳遞路徑上，其中光閥130適於將照明光束L轉換成影像光束L’，例如是將至少部分照明光束L反射成影像光束L’。此外，本實施例之投影裝置100更可包括投影鏡頭140，此鏡頭140位於影像光束L’的傳遞路徑上，用以將影像光束L’投射到一顯示螢幕上。
本實施例之光源110例如為一發光二極體元件，此發光二極體元件例如可以是如圖2A所示之焊線(wire bonding)式發光二極體元件112，本實施例之光源110亦可是圖2B所示之覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114。在焊線(wire bonding)式發光二極體元件112中，由於其發光面SL 上具有焊線112a與不透光之金屬電極112b等微結構(如圖2A所示)，所以其發光面SL 所發出之光形並非一完整的矩形而是具有明顯的缺陷處D，如圖3中所示。但在覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114中，由於其焊線、不透光之金屬電極114a等微結構是位於其發光面SL 之下，所以其焊線與不透光之金屬電極114a等微結構對其發光面SL 所發出之光形影響較小，換句話說，覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114其發光面SL 所發出之光形的缺陷處較不明顯。然而，本發明不限於此，光源110亦可為其他適當光源。
在本實施例中，光均勻化整形模組120用以將光源110之發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 上，其中發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 之面積為40000平方微米以上，且發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。
舉例而言，請同時參照圖1及圖4，發光面SL 上之一點P1所發出之照明光束L可透過光均勻化整形模組120投射於投射面Sp 上，其中，發光面SL 上的一點P1所發出的光投射於投射面Sp 之一區域R1，而此區域R1的面積為40000平方微米以上。同樣地，發光面SL 上的其他點亦可透過光均勻化整形模組120投射於投射面Sp 的一區域上，此區域的面積亦為40000平方微米以上。發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集R涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。換言之，光均勻化整形模組120以非成像的方式將照明光束L投射於光閥130的整個主動表面Sa 上。
值得一提的是，由於發光面SL 上的每一點均被光均勻化整形模組120在投射面Sp 上擴散成一面積大於40000平方微米之區域且各區域間互有交疊，故當光源110例如為上述之覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114時，其發光面SL 所發出光形之缺陷處在投射面Sp 上會被有效地弭平，並且發光面SL 所發出之照明光束L會在投射面 Sp 上形成一均勻的光能量分佈。如此一來，發光面SL 所發出之照明光束L便更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用，進而使本實施例之投影裝置100所投射出之影像品質更佳。
請參照圖1至圖3，若光源110例如為上述之焊線(wire bonding)式發光二極體元件112時，由於其發光面SL 之光形中的缺陷處D較覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114明顯，故可適當地設計光均勻化整形模組120，以使發光面SL 上的每一點被光均勻化整形模組120投射在投射面Sp 上之面積大於等於250000平方微米。如此一來，焊線(wire bonding)式發光二極體元件112發光面SL 上的每一點所發出之照明光束L亦可在投射面Sp 上形成一均勻的光強度分佈並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa ，而更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用。在一實施例中，亦可適當地設計光均勻化整形模組120，以使發光面SL 上的每一點被光均勻化整形模組120投射在投射面Sp 上之面積均涵蓋整個光閥130的主動表面Sa ，以達到更均勻地照明效果。
圖5為本發明一實施例之光均勻化整形模組至光閥之光路示意圖。本實施例之光均勻化整形模組120包括透鏡陣列122以及透鏡124。在本實施例中，透鏡陣列122配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥130之間。透鏡124配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥130之間。更詳細地說，透鏡124配置於照明光束L的傳遞路徑上，且可位於透鏡陣列122與光閥130之間，其中透鏡陣列122至該透鏡124的距離短於該透鏡124至該光閥130的距離。在本實施例中，透鏡陣列122與透鏡124之間的照明光束L之傳遞路徑上沒有設置光積分柱或另一透鏡陣列，而透鏡陣列122與透鏡124以非成像的方式將照明光束L投射於光閥130上。
在本實施例中，透鏡陣列122以及透鏡124可為一體成型或者各自成型的，分別如圖5及圖6中所示，但本發明並不以此為限。值得一提的是，透鏡陣列122以及透鏡124其架構簡單、製造成本較低，且兩者對位上所需之精準度可以較低，而可以不須像習知技術那樣使兩個透鏡陣列精確定位。
此外，本實施例之光均勻化整形模組120可進一步地包括透鏡126，此透鏡126可配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於透鏡124與光閥130之間。在本實施中，透鏡126例如為一球面透鏡或非球面透鏡。
在本實施例中，通過透鏡陣列122且擴散開來的照明光束L可藉由透鏡124有效地收集回來，再透過透鏡126改變其行進方向並投射至投射面Sp 上，例如為圖5及圖6中所示。如此一來，本實施例之光均勻化整形模組120便可將發光面SL 上的每一點所發出的光擴散開來並投射於投射面Sp 上之一區域。
值得特別注意的是，透鏡124可將經過透鏡陣列122擴散開來的照明光束L有效地收集回來，進而使得發光面SL 上所發出的大部分照明光束L投射至光閥130的主動表面Sa 上並為光閥130所運用。換句話說，透鏡124可有效地降低照明光束L投射到光閥130的主動表面Sa 以外之區域的情形，也就是說，透鏡124可使光源110所發出的照明光束L被更有效率地運用，並減少光源110的能量損失。
本實施例之光均勻化整形模組120除了可將發光面SL 上的每一點所發出的光擴大並均勻地投射於投射面Sp 上以外，亦有將發光面SL 所發出之光形整形的作用，以使光均勻化整形模組120輸出至投射面Sp 上之光形接近光閥130的主動表面Sa 外形。詳細而言，圖7為本發明一實施例之光均勻化整形模組120中的透鏡陣列122上視示意圖，由圖7可清楚地知道，在本實施例之透鏡陣列122中，各透鏡122a為互相連接的，且透鏡陣列122之外形呈矩形。故本實施例之發光面SL 上所發出之光形可透過此外形呈矩形之透鏡陣列122整形為與本實施例之光閥130外形接近之矩形並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa ，如圖4中所示。
在本實施例中，光閥130例如為一微反射鏡元件(digital micromirror device,DMD)、液晶覆矽(liquid crystal on silicon,LCOS)或穿透式液晶顯示面板(liquid crystal display,LCD)。此光閥130之外形例如為一矩形，但本發明不限於此，光閥130之外形亦可視實際需求做適當之變化。當光閥130之外形改變時光均勻化整形模組120中之整型元件(例如透鏡陣列122)之外形亦可做對應的調整。需特別說明的是，當光閥130為穿透式液晶顯示面板(liquid crystal display,LCD)之類的穿透式光閥時，投影裝置100中之各元件之配置需作適當之調整，例如為圖8中所示。
請參照圖1及圖8，本實施例之照明系統200適於照射投射面SP 上的光閥130。在本實施例中，照明系統200包括上述之光源110與光均勻化整形模組120。照明系統200亦具有上述之光源110與光均勻化整形模組120所能達成之功效與優點。光閥130適於調變照明光束L，以使穿透光閥的照明光束L形成影像光束L’。
【第二實施例】
圖9及圖10為本發明之一實施例之投影裝置示意圖。請參照圖9及圖10，本實施例之投影裝置100A與第一實施例之投影裝置100類似，其所能達成之功效亦與第一實施例之投影裝置100類似。惟本實施例之投影裝置100A之光均勻化整形模組120A與第一實施例之光均勻化整形模組120有些許之不同，以下僅就此部份做詳細的說明，其相同之處就不再重述。
在本實施例中，光均勻化整形模組120A亦用以將光源110之發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 上，其中發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 之面積為亦40000平方微米以上，且發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集亦涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。
舉例而言，請同時參照圖9(或圖10)及圖11，發光面SL 上之一點P2所發出之照明光束L可透過光均勻化整形模組120A投射於投射面Sp 上，其中，發光面SL 上的一點 P2所發出的光投射於投射面Sp 之一區域R2，而此區域R2的面積為40000平方微米以上。同樣地，發光面SL 上的其他點亦可透過光均勻化整形模組120A投射於投射面Sp 的一區域上，此區域的面積亦為40000平方微米以上。發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集R涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。換言之，光均勻化整形模組120A以非成像的方式將照明光束L投射於光閥130的整個主動表面Sa 上。
值得一提的是，由於發光面SL 上的每一點均被光均勻化整形模組120A在投射面Sp 上擴散成一面積大於40000平方微米之區域且各區域間互有交疊，故當光源110例如為上述之覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114時，其發光面SL 所發出光形之缺陷處在投射面Sp 上會被有效地弭平，並且發光面SL 所發出之照明光束L會在投射面Sp 上形成一均勻的光能量分佈。如此一來，發光面SL 所發出之照明光束L便更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用，進而使本實施例之投影裝置100A所投射出之影像品質更佳。
請參照圖2A至圖3、圖9至圖11若光源110例如為上述之焊線(wire bonding)式發光二極體元件112時，由於其發光面SL 之光形中的缺陷處D較覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114明顯，故可適當地設計光均勻化整形模組120A，以使發光面SL 上的每一點被光均勻化整形模組120A投射在投射面Sp 上的面積較佳地是大於等於250000平方微米。如此一來，焊線(wire bonding)式發光二極體元件112發光面SL 上的每一點所發出之照明光束L亦可在投射面Sp 上形成一均勻的光強度分佈並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa ，而更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用。在一實施例中，亦可適當地設計光均勻化整形模組120A，以使發光面SL 上的每一點被光均勻化整形模組120A投射在投射面Sp 上之面積均涵蓋整個光閥130的主動表面Sa ，以達到更均勻的照明效果。
圖12為本發明一實施例之光均勻化整形模組至光閥的光路示意圖。請同時參照圖9(或圖10)及圖12，本實施例之光均勻化整形模組120A例如可包括複數個實心光積分柱122A。此複數個實心光積分柱122A排列成一陣列，其中這些實心光積分柱122A配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥130之間，每一實心光積分柱具有相對之一入光端Si 及一出光端So ，照明光束L經由入光端Si 進入實心光積分柱122A，且經由出光端So 離開實心光積分柱122A，每一實心光積分柱122A的出光端So 具有一曲面。
值得一提的是，這些實心光積分柱122A在入光端Si 處彼此相接，且在其餘部分彼此分離，而其間存在有間隙g，如圖12中所示。
1.　本實施之光均勻化整形模組120A更可包括透鏡126。此透鏡126配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於實心光積分柱122A與光閥130之間，其中實心光積分柱122A至該透鏡126的距離短於該透鏡126至該光閥130的距離。
在本實施例中，複數個實心光積分柱122A可將發光面SL 上的每一點所發出的照明光束L整形且均勻化，再透過透鏡126改變其行進方向並投射至投射面Sp 上，例如為圖12中所示。
本實施例之光均勻化整形模組120A除了可將發光面SL 上的每一點所發出的光擴大並均勻地投射於投射面Sp 上以外，亦有將發光面SL 所發出之光形整形的作用，以使光均勻化整形模組120A輸出至投射面Sp 上之光形接近光閥130之主動表面Sa 的外形。詳細而言，圖13為本發明一實施例之複數個實心光積分柱122A正視示意圖。由圖13中可清楚地看出此複數個實心光積分柱122A所形成之陣列(例如為一3×2之陣列)其外形為矩形。故本實施例之發光面SL 上所發出之光形亦可透過此排列之陣列外形為矩形之複數個實心光積分柱122A整形為與本實施例之光閥130外形接近之矩形並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa ，例如為圖11中所示。如此一來，發光面SL 所發出之照明光束L便可更有效率地為投射面Sp 上之光閥130所運用。
請參照圖9及圖10，本實施例之照明系統200A亦適於照射投射面SP 上的光閥130。在本實施例中，照明系統200A包括上述之光源110與光均勻化整形模組120A。照明系統200A亦具有上述之光源110與光均勻化整形模組120A所能達成之功效與優點。
【第三實施例】
圖14及圖15為本發明之一實施例之投影裝置示意圖。請參照圖14及圖15，本實施例之投影裝置100B與第一實施例之投影裝置100類似，其所能達成之功效亦與第一實施例之投影裝置100類似。惟本實施例之投影裝置100B之光均勻化整形模組120B與第一實施例之光均勻化整形模組120不同，以下僅就此部份做詳細的說明，其相同之處就不再重述。
請參照圖14及圖15，本實施例之光均勻化整形模組120B用以將光源110之發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 上，其中發光面SL 上的每一點所發出的光投射於投射面Sp 之面積為亦40000平方微米以上，且發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集亦涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。
舉例而言，請同時參照圖14(圖15)及圖16，發光面SL 上之一點P3所發出之照明光束L可透過光均勻化整形模組120B投射於投射面Sp 上，其中，發光面SL 上的一點P3所發出的光投射於投射面Sp 之一區域R3，而此區域R3的面積為40000平方微米以上。同樣地，發光面SL 上的其他點亦可透過光均勻化整形模組120B投射於投射面Sp 的一區域上，此區域的面積亦為40000平方微米以上。發光面SL 上的所有點投射於投射面Sp 上的這些區域之聯集R涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。換言之，光均勻化整形模組120B以非成像的方式將照明光束L投射於光閥130的整個主動表面Sa 上。
值得一提的是，由於發光面SL 上的每一點均被光均勻化整形模組120B在投射面Sp 上擴散成一面積大於40000平方微米之區域且各區域間互有交疊，故當光源110例如為上述之覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114時，其發光面SL 所發出光形之缺陷處在投射面Sp 上會被有效地弭平。此外，發光面SL 上的每一點所發出之照明光束L會在投射面Sp 上形成一均勻的光能量分佈並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa 。如此一來，發光面SL 所發出之照明光束L便更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用，進而使得本實施例之投影裝置100B所投射出之影像品質更佳。
請參照圖2A至圖3、圖14至16，當光源110例如為上述之焊線(wire bonding)式發光二極體元件112時，由於其發光面SL 之光形中的缺陷處D較覆晶結合(flip chip bonding)式發光二極體元件114明顯，故可適當地設計光均勻化整形模組120B，以使發光面SL 上的每一點均被光均勻化整形模組120B投射在投射面Sp 上之區域面積較佳地是大於等於250000平方微米。如此一來，焊線(wire bonding)式發光二極體元件112發光面SL 上的每一點所發出之照明光束L亦可在投射面Sp 上形成一均勻的光強度分佈並涵蓋光閥130的整個主動表面Sa ，而更適合為投射面Sp 上之光閥130所運用。在一實施例中，亦可適當設計光均勻化整形模組120B，以使發光面SL 上的每一點被光均勻化整形模組120B投射在投射面Sp 上之面積均涵蓋整個光閥130的主動表面Sa ，以達到更均勻的照明效果。
圖17為本發明一實施例之光源至光閥的光路示意圖(朝x方向看過去)。圖18亦為本發明一實施例之光源至光閥的光路示意圖，與圖17之差別僅在於其為朝Z方向看過去所看到的光路示意圖。本實施例之光均勻化整形模組120B包括一自由曲面透鏡群121，其中自由曲面透鏡群121在一第一方向(例如在x方向)上的屈光度不等於在一第二方向(例如在y方向)上的屈光度。其中，第一方向實質上垂直於第二方向，第一方向實質上平行於光閥的一長邊，且第二方向實質上平行於光閥的一短邊。在本實施例中，自由曲面透鏡群121包括一片自由曲面透鏡121a，然而，在其他實施例中，自由曲面透鏡群121亦可包括複數片自由曲面透鏡。
具體而言，本實施例之自由曲面透鏡群121在x方向上的屈光度不等於在y方向上的屈光度。其中，x方向實質上垂直於y方向，x方向實質上平行於光閥130的一長邊W1且y方向實質上平行於光閥130的一短邊W2，如圖18(圖20)中所示。
值得特別注意的是，本實施例之自由曲面透鏡群121在第一方向上的屈光度小於在第二方向上的屈光度。舉例而言，本實施例之自由曲面透鏡群121在x方向上的屈光度小於在y方向上的屈光度。這樣一來，本實施例自由曲面透鏡群121便可將發光面SL 所發出之照明光束L在x方向上擴散的較開，在y方向上擴散的較不開。換句話說，發光面SL 所發出之照明光束L透過此自由曲面透鏡群121投射於投射面Sp 之光形R在x方向上即較長，在y方向上即較短。如此一來，便可使得發光面SL 所發出之照明光束L投射於投射面Sp (x-y平面)較接近光閥130的主動表面Sa 外形，如圖18(圖20)所示。在本實施例中，自由曲面透鏡121a具有自由曲面121’，且自由曲面在x方向上的曲率半徑或彎曲方向不等於在y方向上的曲率半徑或彎曲方向，以使自由曲面透鏡群121在x方向上的屈光度不等於在y方向上的曲光度。在其他實施例中，透鏡123中之至少其一亦可替換成自由曲面透鏡。
請參照圖14及圖15，本實施例之照明系統200B亦適於照明投射面SP 上的光閥130。在本實施例中，照明系統200B包括上述之光源110與光均勻化整形模組120B。照明系統200B亦具有上述之光源110與光均勻化整形模組120B所能達成之功效與優點。
綜上所述，本發明之實施例可具有下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例的投影裝置與照明系統中，藉由一光均勻化整形模組可將發光面所發出之照明光束更有效率地投射至光閥的主動表面上，而使得光源之光能量損失有效地減少。另外，藉由此光均勻化整形模組亦可將發光面之光形上之缺陷有效地弭平，進而使得本發明之實施例的投影裝置與照明系統所投射出之影像光束與照明光束之品質更佳。此外，本發明之實施例的光均勻化整形模組更具有架構簡單，製作成本較低之優點。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
100．．．投影裝置
110．．．光源
112、114．．．發光二極體
112a．．．焊線
112b、114b．．．電極
120、120A、120B．．．光均勻化整形模組
121．．．自由曲面透鏡群
121a．．．自由曲面透鏡
121’．．．自由曲面
122．．．透鏡陣列
122A．．．實心光積分柱
122a、124、126．．．透鏡
130．．．光閥
140．．．投影鏡頭
200、200A、200B．．．照明系統
SL 、Sp 、Si 、So ．．．面
L、L’．．．光束
R、R1、R2、R3．．．區域
P1、P2、P3．．．點
W1、W2．．．長度
x、y、z．．．方向
D．．．缺陷處
圖1、圖8、圖9、圖10、圖14、圖15為本發明之一實施例之投影裝置示意圖。
圖2A及圖2B為本發明之一實施例之發光二極體光源示意圖。
圖3為本發明之一實施例之發光面光形示意圖。
圖4、圖11、圖16、圖19及圖20為本發明之一實施例之光形示意圖。
圖5、圖6及圖12為本發明之一實施例之光均勻化整形模組至光閥的光路示意圖。
圖7為本發明之一實施例之透鏡陣列上視示意圖。
圖13為本發明之一實施例之複數個實心光積分柱上視示意圖。
圖17及圖18為本發明之一實施例之光源至光閥的光路示意圖。
120．．．光均勻化整形模組
122．．．透鏡陣列
122a．．．透鏡
124、126．．．透鏡
130．．．光閥
Sp ．．．面
L．．．光束

Claims (20)

  1. 一種投影裝置，包括：一光源，具有一發光面，且適於發出一照明光束；一光均勻化整形模組，配置於該照明光束的傳遞路徑上；以及一光閥，配置於一投射面上，且配置於來自該光均勻化整形模組的該照明光束之傳遞路徑上，其中該光閥適於將該照明光束轉換成一影像光束，其中，該光均勻化整形模組用以將該發光面上的每一點所發出的光以非成像的方式投射於該投射面上的一個區域，該發光面上的所有點分別投射於該投射面上的多個區域之聯集涵蓋該光閥的整個主動表面，且該些區域兩兩彼此部份非全部重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化整形模組用以將該發光面上的每一點所發出的光投射於該投射面上之面積為40000平方微米以上的一區域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化整形模組包括：一透鏡陣列，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間；以及一透鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該透鏡陣列與該光閥之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之投影裝置，其中該 透鏡陣列至該透鏡的距離短於該透鏡至該光閥的距離。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之投影裝置，其中該透鏡陣列與該透鏡之間的該照明光束之傳遞路徑上沒有設置一光積分柱或另一透鏡陣列。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化整形模組包括：複數個實心光積分柱，排列成一陣列，其中該些實心光積分柱配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間，每一該實心光積分柱具有相對之一入光端與一出光端，該照明光束經由該入光端進入該實心光積分柱，且經由該出光端離開該實心光積分柱，每一該實心光積分柱的該出光端具有一曲面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該些實心光積分柱在該入光端處彼此相接，且在其餘部分彼此分離。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該光均勻化整形模組更包括一透鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該些實心光積分柱與該光閥之間，且該些實心光積分柱至該透鏡的距離短於該透鏡至該光閥的距離。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化整形模組包括一自由曲面透鏡群，其中該自由曲面透鏡群在一第一方向上的屈光度不等於在一第二方向上的屈光度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之投影裝置，其中該第一方向實質上垂直於該第二方向，該第一方向實質上平行於該光閥的一長邊，且該第二方向實質上平行於該光閥的一短邊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之投影裝置，其中該自由曲面透鏡群在該第一方向上的屈光度小於在該第二方向上的屈光度。
  12. 一種照明系統，適於照射於一投射面上的一光閥，該照明系統包括：一光源，具有一發光面，且適於發出一照明光束；以及一光均勻化整形模組，包括一光學陣列，該光均勻化整形模組配置於該照明光束的傳遞路徑上，以將該照明光束投射於該光閥上，其中該光均勻化整形模組用以將該發光面上的每一點所發出的光經由該光學陣列投射於該投射面上的一個區域，該發光面上的所有點分別投射於該投射面上的多個區域之聯集涵蓋該光閥的整個主動表面，且該些區域兩兩彼此部份非全部重疊。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之照明系統，其中該光均勻化整形模組用以將該發光面上的每一點所發出的光投射於該投射面上之面積為40000平方微米以上的一區域。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之照明系統，其中該光均勻化整形模組包括： 一透鏡陣列，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間；以及一透鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該透鏡陣列與該光閥之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之照明系統，其中該透鏡陣列至該透鏡的距離短於該透鏡至該光閥的距離。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之照明系統，其中該透鏡陣列與該透鏡之間的該照明光束之傳遞路徑上沒有設置光積分柱或另一透鏡陣列。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之照明系統，其中該光均勻化整形模組包括：複數個實心光積分柱，排列成一陣列，其中該些實心光積分柱配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間，每一該實心光積分柱具有相對之一入光端與一出光端，該照明光束經由該入光端進入該實心光積分柱，且經由該出光端離開該實心光積分柱，每一該實心光積分柱的該出光端具有一曲面。
  18. 如申請專利範圍第17所述之照明系統，其中該光均勻化整形模組更包括一透鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該些實心光積分柱與該光閥之間。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之照明系統，其中該光均勻化整形模組包括一自由曲面透鏡群，其中該自由曲面透鏡群在一第一方向上的屈光度不等於在一第二方向上的屈光度。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之照明系統，其中該 第一方向實質上垂直於該第二方向，該第一方向實質上平行於該光閥的一長邊，且該第二方向實質上平行於該光閥的一短邊，該自由曲面透鏡群在該第一方向上的屈光度小於在該第二方向上的屈光度。
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