[發明專利]照明系統、投影裝置及照明方法

有效

• 申請號: 201210305181.X
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN103631075A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 洪燈宏;莊庚翰
• 申請（專利權）人: 揚明光學股份有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/00;G02B27/28;F21V9/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏;陳松濤

技術領域

本發明涉及一種照明系統、投影裝置與照明方法。

背景技術

近年來，隨著固態光源元件技術的成熟，以及投影裝置微型化的需求，越來越多固態光源使用于投影裝置內作為照明系統的核心元件。固態光源具有體積小、壽命長、低耗能與可靠度高等優點，因此正逐漸取代傳統的白熾光源。

常見的固態光源有發光二極管(Light?Emitting?Diode,LED)與激光器(Laser)。不論是采用發光二極管光源或者激光器光源，在設計投影裝置的照明系統時，仍須考慮固態光源在裝置中所占用的空間。

臺灣專利第380213號公開了照明裝置，包括光源、楔形玻璃柱數組、偏振轉換器以及光閥。美國專利第7445340號公開了照明裝置，包括發光二極管光源、背板、集光元件、光管、聚焦光學元件、偏振分光元件、反射濾光膜、偏振轉換器、聚焦光學元件、光管、熒光材料、反射器以及背板。美國專利第6710921號則公開了一種偏振裝置以產生偏振光。

發明內容

本發明提供一種照明系統，具有簡化的架構，且有助于減少照明系統的體積與成本。

本發明提供一種投影裝置，具有簡化的架構，且有助于減少投影裝置的整體體積與成本。

本發明提出一種照明方法，以分時（time-sharing）的方法來達到對偏振光束的有效率的利用。

本發明的其它目的和優點可以從本發明所公開的技術特征中得到進一步的了解。

為達到上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本發明的一實施例提出一種照明系統，包括一偏振光源、一偏振方向切換元件、一分光元件、一波長轉換元件、一反射元件以及一波片。偏振光源發出具有一第一顏色的偏振光束，并且偏振方向切換元件以及分光元件分別配置在偏振光束的傳遞路徑上。偏振方向切換元件在不同的時間點分別使偏振光束的偏振方向切換成一第一偏振方向與一第二偏振方向的其中之一，而分光元件分離具有第一偏振方向的偏振光束與具有第二偏振方向的偏振光束。波長轉換元件將來自分光元件且具有第一偏振方向的偏振光束轉成具有第二顏色的轉換光束，而反射元件將來自分光元件且具有第二偏振方向的偏振光束反射成一反射光束。波片配置在具有第二偏振方向的偏振光束與反射光束的傳遞路徑上，且位于分光元件與反射元件之間。此外，分光元件會將轉換光束與來自波片的反射光束合并。

本發明的一實施例提出一種投影裝置，包括上述的照明系統、一光閥以及一投影鏡頭。上述照明系統將轉換光束與來自波片的反射光束合并成一照明光束，且光閥將照明光束轉換成一影像光束。投影鏡頭配置在影像光束的傳遞路徑上。

本發明的一實施例提出一種照明方法，包括下列步驟：提供第一顏色的偏振光束。在不同的時間點，將偏振光束的偏振方向分別切換成第一偏振方向與第二偏振方向的其中之一。分離具有第一偏振方向的偏振光束與具有第二偏振方向的偏振光束。將具有第一偏振方向的偏振光束轉成具有第二顏色的轉換光束。將具有第二偏振方向的偏振光束反射成反射光束。合并轉換光束以及反射光束以形成照明光束。

基于上述，在本發明的實施例的照明系統與投影裝置中，利用偏振方向切換元件在不同的時間點將偏振光束的偏振方向切換為不同的偏振方向，利用分光元件將不同偏振方向的偏振光束分光，并利用反射元件將具有第二偏振方向的偏振光束反射回分光元件以用于合光。因此，照明系統與投影裝置的架構可被有效減化，進而有效減少照明系統與投影裝置的體積與成本。在本發明實施例的照明方法中，在不同的時間點將偏振光束的偏振方向分別切換成第一偏振方向與第二偏振方向的其中之一，因此可利用分時的方法對偏振光束作有效率地利用。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作如下詳細說明。

附圖說明

圖1A與圖1B為根據本發明一實施例所示出的照明系統100的示意圖；

圖2A與圖2B為根據本發明另一實施例所示出的照明系統200的示意圖；

圖3為根據本發明一實施例所示出的波長轉換元件140的示意圖；

圖4為根據本發明一實施例所示出的照明系統300的示意圖；

圖5為根據本發明一實施例所示出的偏振方向切換元件120與波長轉換元件140的同步時序圖；

圖6為根據本發明一實施例所示出的投影裝置1000的示意圖；

圖7為根據本發明一實施例所示出的照明方法的流程圖。

【主要元件符號說明】

100、200、300：照明系統