專利名稱：光源模塊與光學(xué)投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，尤其是涉及一種光源模塊與光學(xué)投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，液晶(liquid crystal)顯示技術(shù)已經(jīng)漸漸地廣泛應(yīng)用于日常生活中，如液晶電視、筆記本電腦(notebook)或臺(tái)式計(jì)算機(jī)的液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)，以及液晶投影機(jī)等。其中，液晶投影機(jī)是大尺寸顯示不可或缺的技術(shù)之一。由于液晶投影機(jī)所使用的液晶顯示面板必須考慮到所投影出的圖像分辨率(resolution)，因此大多會(huì)采用具有相當(dāng)高分辨率的液晶面板。
傳統(tǒng)應(yīng)用于液晶投影機(jī)的液晶面板是一種架構(gòu)于玻璃基板或硅基底(silicon substrate)上的液晶顯示元件。一般液晶面板以薄膜晶體管(thinfilm transistor，TFT)或金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(metal-oxide-semiconductor transistor，MOS transistor)作為主動(dòng)元件，而這些主動(dòng)元件可通過(guò)與其電連接的像素電極(pixel electrode)驅(qū)動(dòng)液晶，以達(dá)到顯示之目的。由于液晶面板具有體積小與高分辨率等特點(diǎn)，所以液晶面板十分符合液晶投影機(jī)在體積上日益縮減的需求。當(dāng)然，光學(xué)投影系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣，也決定了液晶投影機(jī)之效能。
以公知的反射式液晶投影機(jī)中的光學(xué)投影系統(tǒng)為例，此種光學(xué)投影系統(tǒng)通常采用高壓汞燈(high-pressured mercury lamp)作為光源，然而高壓汞燈的光學(xué)特性為綠光的強(qiáng)度大于紅光的強(qiáng)度。因此，在做白平衡(whitebalance)時(shí)，對(duì)應(yīng)于綠光的液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)電壓就必須調(diào)降，以達(dá)到所需的白場(chǎng)。然而，一般的控制電壓有其范圍，若為了達(dá)到白平衡而降低對(duì)應(yīng)于綠光的液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，灰階的調(diào)整就會(huì)受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種光源模塊，其能夠發(fā)出較高強(qiáng)度的紅光。
此外，本發(fā)明的另一目的就是提供一種光學(xué)投影系統(tǒng)，其具有較高的亮度。
基于上述目的或其它目的，本發(fā)明提出一種光源模塊，其包括反射體、光源、透明蓋、熒光材料層與光學(xué)鏡片。其中，光源設(shè)置于反射體內(nèi)，且光源用于發(fā)出的光線包括白光。透明蓋與反射體包覆光源。熒光材料層設(shè)置于透明蓋上，而光源所發(fā)射的光線用于激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。光學(xué)鏡片設(shè)置于光源的光徑上，且光學(xué)鏡片與光源分別位于透明蓋兩側(cè)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光源所發(fā)射的部分光線可以是在通過(guò)光學(xué)鏡片反射之后，激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層可以是介于透明蓋與光學(xué)鏡片之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層可以是設(shè)置在透明蓋之中心區(qū)域上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光學(xué)鏡片與透明蓋之間的距離可以是介于11.8至36.8厘米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層之設(shè)置范圍的直徑可以是介于4至10厘米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層所激發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)可以是介于630至800納米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光學(xué)鏡片可以是紫外光-紅外光濾光鏡(UV-IR filter)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光源可以是高壓汞燈。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之透明蓋之材質(zhì)可以是玻璃。
基于上述目的或其它目的，本發(fā)明提出一種光學(xué)投影系統(tǒng)，其包括光源模塊、分光模塊(light-splitting module)、多個(gè)空間光調(diào)制器(Spatial LightModulator，SLM)、合光模塊(light-combining module)與投影鏡頭(projectorlens)。其中，光源設(shè)置反射體內(nèi)，且光源用于發(fā)出的光線包括白光。透明蓋與反射體包覆光源。熒光材料層設(shè)置于透明蓋上，而光源所發(fā)射的光線用于激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。光學(xué)鏡片設(shè)置于光源的光徑上，且光學(xué)鏡片與光源分別位于透明蓋兩側(cè)。分光模塊設(shè)置于光源模塊之光徑上，用以將光源模塊所發(fā)出的光分成多個(gè)色光。這些空間光調(diào)制器分別設(shè)置于這些色光之光徑上，且這些空間光調(diào)制器使得對(duì)應(yīng)之這些色光帶有圖像信號(hào)。合光模塊設(shè)置于帶有圖像信號(hào)的色光之光徑上，用以對(duì)帶有圖像信號(hào)的色光進(jìn)行合光。投影鏡頭設(shè)置在合光模塊后的帶有圖像信號(hào)的這些色光的光徑上，用以投影帶有圖像信號(hào)的這些色光而形成圖像。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光源所發(fā)射的部分光線可以是在通過(guò)光學(xué)鏡片反射之后，激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層可以是介于透明蓋與光學(xué)鏡片之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層可以是設(shè)置于透明蓋之中心區(qū)域上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光學(xué)鏡片與透明蓋之間的距離可以是介于11.8至36.8厘米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層的設(shè)置范圍的直徑可以是介于4至10厘米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之熒光材料層所激發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)可以是介于630至800納米之間。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光學(xué)鏡片可以是紫外光-紅外光濾光鏡。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之光源可以是高壓汞燈。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之透明蓋的材質(zhì)可以是玻璃。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之分光模塊至少包括分色鏡(dichroicmirror)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之這些空間光調(diào)制器可以是反射式空間光調(diào)制器或穿透式空間光調(diào)制器。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之這些空間光調(diào)制器可以是液晶面板。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例，上述之合光模塊至少包括雙向棱鏡(X-cubedichroic prism)。
基于上述，本發(fā)明在透明蓋上形成熒光材料層，且此熒光材料層在受到光源所發(fā)出的紫外光后便可發(fā)出紅光，因此與公知技術(shù)相比較，本發(fā)明具有較高的亮度。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例之光源模塊的剖面示意圖。
圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例之光學(xué)投影系統(tǒng)的剖面示意圖。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明10光學(xué)投影系統(tǒng)100光源模塊110反射體120光源130透明蓋140熒光材料層150光學(xué)鏡片
200分光模塊210偏振轉(zhuǎn)換器220a、220b反射鏡230a、230b分色鏡240r、240g、240b偏光分光鏡300r、300g、300b空間光調(diào)制器400合光模塊500投影鏡頭具體實(shí)施方式
圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例之光源模塊的剖面示意圖。請(qǐng)參考圖1，光源模塊100包括反射體110、光源120、透明蓋130、熒光材料層140與光學(xué)鏡片150。光源120設(shè)置于反射體110內(nèi)，且光源120用于發(fā)出之光線包括白光。光源120可以是高壓汞燈或是其它能夠發(fā)出白光的光源。另外，反射體110的材質(zhì)可以是金屬或塑料，其中當(dāng)反射體110的材質(zhì)為塑料時(shí)，形成反射體110的方法可以是在反射體110的內(nèi)壁上形成反射材料層。
透明蓋130與反射體110包覆光源120，其中透明蓋130的材質(zhì)可以是玻璃或塑料。熒光材料層140設(shè)置于透明蓋130上，而光源120所發(fā)射的光線用于激發(fā)熒光材料層140，以發(fā)出紅光，其中熒光材料層140可以是設(shè)置于透明蓋130之中心區(qū)域上。此外，熒光材料層140之設(shè)置范圍的直徑可以是介于4至10厘米之間。光學(xué)鏡片150設(shè)置于光源120之光徑上，且光學(xué)鏡片150與光源120分別位于透明蓋130兩側(cè)。另外，光學(xué)鏡片150可以是紫外光-紅外光濾光鏡或其它能夠反射光源120所發(fā)出之紫外光的鏡片。
熒光材料層140可以是介于透明蓋130與光學(xué)鏡片150之間。此外，光學(xué)鏡片150與透明蓋130之間的距離可以是介于11.8至36.8厘米之間。因此，光源120所發(fā)射的部分光線可以是在通過(guò)光學(xué)鏡片150反射之后，激發(fā)熒光材料層140，以發(fā)出紅光。然而，光源120所發(fā)射的光線也可以直接激發(fā)熒光材料層140，以發(fā)出紅光。舉例而言，熒光材料層140可以是南帝化學(xué)工業(yè)股份有限公司(nantex industry Corporation)所出產(chǎn)的紅光熒光粉(RU-R604)或者其它能夠激發(fā)出波長(zhǎng)介于630至800納米之間的熒光材料。
由于本實(shí)施例在透明蓋130上形成熒光材料層140，且此熒光材料層140在受到紫外光激發(fā)后會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)介于630至800納米之間的紅光，因此與公知技術(shù)相比較，光源模塊100的紅光的強(qiáng)度(intensity)較強(qiáng)。換言之，與公知技術(shù)相比較，本實(shí)施例之光源模塊100具有較高的亮度。值得一提的是，由于光源120所發(fā)射的光不會(huì)通過(guò)透明蓋130的中心區(qū)域，因此本實(shí)施例將熒光材料層140設(shè)置在透明蓋130的中心區(qū)域上。此外，本實(shí)施例的光源模塊100可以應(yīng)用至反射式光學(xué)投影系統(tǒng)、穿透式光學(xué)投影系統(tǒng)或是其它的光學(xué)系統(tǒng)，以下將以反射式光學(xué)投影系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例之光學(xué)投影系統(tǒng)的剖面示意圖。請(qǐng)參考圖2，光學(xué)投影系統(tǒng)10包括光源模塊100、分光模塊200、多個(gè)空間光調(diào)制器300r、300g、300b、合光模塊400與投影鏡頭500。分光模塊200設(shè)置于光源模塊100之光徑上，用以將光源模塊100所發(fā)出的光分成多個(gè)色光。此外，分光模塊200至少包括分色鏡。在本實(shí)施例中，分光模塊200包括偏振轉(zhuǎn)換器210(S-P converter)、反射鏡220a、220b、分色鏡230a、230b及偏光分光鏡(polarization beam splitter)240r、240g、240b。
這些空間光調(diào)制器300r、300g及300b可以是反射式空間光調(diào)制器或穿透式空間光調(diào)制器。在本實(shí)施例中，這些空間光調(diào)制器300r、300g及300b可以是單晶硅反射液晶面板(Liquid Crystal on Silicon display panel，LCOS display panel)、高溫多晶硅液晶面板(High Temperature PolysiliconLiquid Crystal Display panel，HTPS LCD panel)或其它類型的液晶面板。此外，合光模塊400可以是雙向棱鏡。
更詳細(xì)而言，光源模塊100所發(fā)出的光在通過(guò)偏振轉(zhuǎn)換器210之后，轉(zhuǎn)換成S偏振的光。之后，S偏振的光通過(guò)反射面鏡220a的作用而改變行進(jìn)方向，而入射至分色鏡230a。然后，分色鏡230a將S偏振的光分為S偏振的紅光以及S偏振的藍(lán)綠光，其中S偏振的紅光通過(guò)反射面鏡220b的作用而入射至偏光分光鏡240r。由于偏光分光鏡240r對(duì)于不同偏振的光會(huì)分別產(chǎn)生反射與穿透的效果，因此S偏振的紅光會(huì)被偏光分光鏡240r反射往空間光調(diào)制器300r。接著，S偏振的紅光再通過(guò)空間光調(diào)制器300r的調(diào)制而成為搭載圖像信號(hào)的紅光R，且紅光R的偏振方向會(huì)改變?yōu)镻偏振。
S偏振的藍(lán)綠光在通過(guò)分色鏡230b之后，分為S偏振的藍(lán)光與S偏振的綠光。其中，S偏振的藍(lán)光在通過(guò)偏光分光鏡240b與空間光調(diào)制器300b之后，成為搭載圖像信號(hào)的藍(lán)光B。同樣地，S偏振的綠光在通過(guò)偏光分光鏡240g與空間光調(diào)制器300g之后，成為搭載圖像信號(hào)的綠光G。然后，搭載圖像信號(hào)的紅光R、綠光G與藍(lán)光B分別入射至合光模塊400，以便于進(jìn)行合光。經(jīng)過(guò)合光后的紅光R、綠光G與藍(lán)光B即可通過(guò)投影鏡頭500而投影在屏幕(圖中未標(biāo)出)上，并于屏幕上顯示圖像。
與公知技術(shù)相比較，由于光源模塊100能夠發(fā)出較強(qiáng)的紅光，因此在做白平衡時(shí)，對(duì)應(yīng)于綠光之空間光調(diào)制器300g的驅(qū)動(dòng)電壓就不必下降太多。換言之，在不變更光徑系統(tǒng)架構(gòu)下，本實(shí)施例之光學(xué)投影系統(tǒng)10能夠具有較高的亮度。
綜上所述，本發(fā)明之光源模塊與光學(xué)投影系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)一、由于本發(fā)明在透明蓋上形成熒光材料層，且此熒光材料層在接受光源所發(fā)出的紫外光后便可激發(fā)出紅光，因此與公知技術(shù)相比較，本發(fā)明具有較高的亮度。
二、由于光源所發(fā)出的光線不會(huì)通過(guò)透明蓋的中心區(qū)域，因此設(shè)置在此區(qū)域上之熒光材料層將不會(huì)影響光源所發(fā)出的光線。此外，光源所發(fā)出的紫外光也可以在經(jīng)過(guò)光學(xué)鏡片反射后，激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。
三、在不變更系統(tǒng)架構(gòu)與運(yùn)作方式的情況下，本發(fā)明之光學(xué)投影系統(tǒng)具有較高的亮度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之改動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光源模塊，其特征在于包括反射體；光源，設(shè)置于該反射體內(nèi)，且該光源用于發(fā)出的光線包括白光；透明蓋，該透明蓋與該反射體包覆該光源；熒光材料層，設(shè)置于該透明蓋上，其中該光源所發(fā)射的光線適于激發(fā)該熒光材料層，以發(fā)出紅光；以及光學(xué)鏡片，設(shè)置于該光源之光徑上，且該光學(xué)鏡片與該光源分別位于該透明蓋兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的光源所發(fā)射的光線在通過(guò)該光學(xué)鏡片反射之后，激發(fā)該熒光材料層，以發(fā)出紅光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的熒光材料層介于該透明蓋與該光學(xué)鏡片之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的熒光材料層設(shè)置于該透明蓋之中心區(qū)域上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的光學(xué)鏡片與該透明蓋之間的距離是介于11.8至36.8厘米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的熒光材料層之設(shè)置范圍的直徑是介于4至10厘米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的熒光材料層所激發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)是介于630至800納米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的光學(xué)鏡片包括紫外光-紅外光濾光鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的光源包括高壓汞燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于所述的透明蓋之材質(zhì)包括玻璃。
11.一種光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于包括光源模塊，包括反射體；光源，設(shè)置于該反射體內(nèi)，且該光源用于發(fā)出之光線包括白光；透明蓋，該透明蓋與該反射體包覆該光源；熒光材料層，設(shè)置于該透明蓋上，其中該光源所發(fā)射的光線用于激發(fā)該熒光材料層，以發(fā)出紅光；光學(xué)鏡片，設(shè)置于該光源之光徑上，且該光學(xué)鏡片與該光源分別位于該透明蓋兩側(cè)；分光模塊，設(shè)置于該光源模塊之光徑上，用以將該光源模塊所發(fā)出的光分成多個(gè)色光；多個(gè)空間光調(diào)制器，分別設(shè)置于上述這些色光之光徑上，上述這些空間光調(diào)制器使得對(duì)應(yīng)之上述這些色光帶有圖像信號(hào)；合光模塊，設(shè)置于帶有圖像信號(hào)之上述這些色光之光徑上，用以對(duì)于帶有圖像信號(hào)之上述這些色光進(jìn)行合光；以及投影鏡頭，設(shè)置于該合光模塊后之帶有圖像信號(hào)之上述這些色光的光徑上，用以投影帶有圖像信號(hào)之上述這些色光而形成圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的光源所發(fā)射的光線在通過(guò)該光學(xué)鏡片反射之后，激發(fā)該熒光材料層，以發(fā)出紅光。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的熒光材料層介于該透明蓋與該光學(xué)鏡片之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的熒光材料層設(shè)置于該透明蓋之中心區(qū)域上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的光學(xué)鏡片與該透明蓋之間的距離是介于11.8至36.8厘米之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的熒光材料層之設(shè)置范圍的直徑是介于4至10厘米之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的熒光材料層所激發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)是介于630至800納米之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的光學(xué)鏡片包括紫外光-紅外光濾光鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的光源包括高壓汞燈。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的透明蓋之材質(zhì)包括玻璃。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的分光模塊至少包括分色鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的空間光調(diào)制器包括反射式空間光調(diào)制器或穿透式空間光調(diào)制器。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的空間光調(diào)制器包括液晶面板。
24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)投影系統(tǒng)，其特征在于所述的合光模塊至少包括雙向棱鏡。
全文摘要
一種光源模塊，其包括反射體、光源、透明蓋、熒光材料層與光學(xué)鏡片。其中，光源設(shè)置于反射體內(nèi)，且光源用于發(fā)出的光線包括白光。透明蓋與反射體包覆光源。熒光材料層設(shè)置于透明蓋上，而光源所發(fā)射的光線用于激發(fā)熒光材料層，以發(fā)出紅光。光學(xué)鏡片設(shè)置于光源的光徑上，且光學(xué)鏡片與光源分別位在透明蓋兩側(cè)。基于上述，本發(fā)明能夠發(fā)出較強(qiáng)的紅光。此外，本發(fā)明亦披露一種光學(xué)投影系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1892285SQ200510080719
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者陳宏緯, 吳世民, 莫啟能 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司