[發明專利]光學系統

有效

• 申請號: 201310017478.0
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103941532A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王博
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/09;F21V13/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術領域

本發明有關一種光學系統，特別關于一種用于投影機中的光學系統。

背景技術

目前的投影機越來越多采用一固態光源模塊配合一熒光元件的光學系統，來產生不同顏色的光線。請參閱圖1所示，此種光學系統中，固態光源模塊10A具有多個激光二極管11A，該些激光二極管11A可分別產生一激光12A，然后該些激光12A經由一透鏡13A匯聚至熒光元件20A上，以使該熒光元件20A激發出具有特定顏色(波長)的散射的光線21A。然而，該種光學系統至少具有以下兩種缺失。

首先，該些激光12A借由透鏡13A匯聚至熒光元件20A時，并不會均勻地照射于熒光元件20A上；換言之，熒光元件20A的某些區域會被較多的激光12A照射，而某些區域會被較少的激光12A照射到。若被較多的激光12A照射時，熒光元件20A的那些區域將會產生較高的溫度，可能使得熒光元件20A的發光效率(exciting?efficiency)降低，也就是說熒光元件上所涂布的熒光劑的激發效率會隨著溫度升高而有熱衰退的現象。

另外，該些激光12A照射于熒光元件20A上的光斑(light?spot)的形狀及面積并沒有經過適當地設計，常會造成熒光元件20A的發光面積過大，從而使得熒光元件20A具有過大的光展量(étendue?or?Etendue)；也就是指，熒光元件20A的光展量會大于投影機的光調變器(圖未示)所能接受的光展量，使得部分的激發光線21A無法被光調變器利用而造成光損失。需說明的是，光展量為光源面積與發散立體角(solid?angle)的乘積，用以表示光線的幾何特性。

為了使上述兩種缺失能夠改善，必需精密地調整各激光二極管11A的位置以及激光12A光束的角度及方向，同時更要精密地對齊由激光二極管11A到熒光元件20A之間的所有光學元件。爾后，該些激光12A才會均勻照射于熒光元件20A上，且該些激光12A照射于熒光元件20A上的光斑才會有適當的形狀及面積。但是，上述的改善方式會耗費大量的時間及成本，且實務上并不容易控制，因此不利于投影機的制造。因此在廉價的投影機中，熒光元件的激發效率并不好，所激發出的光線也沒有被有效地利用。

有鑒于此，提供一種可改善至少一種上述缺失的光學系統，乃為此業界亟待解決的問題。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種光學系統，其可容易地讓熒光元件有良好的激發效率。

本發明的另一目的在于提供另一種光學系統，其可容易地讓熒光元件所激發的光線被投影機良好地應用。

為達上述目的，本發明所公開的光學系統可用于一投影機中，且其包含：一固態光源模塊，用以產生一第一光束；一光學模塊，設置于該固態光源模塊的一側；一熒光元件，設置于該光學模塊的一側，而該光學模塊設置于該固態光源模塊與該熒光元件之間；以及一光中繼模塊，設置于該熒光元件的一側，而該熒光元件設置于該光學模塊與該光中繼模塊之間；其中，該光學模塊用以傳遞及均勻該第一光束，以使該第一光束均勻照射于該熒光元件上，該光學模塊并用以使該第一光束照射于該熒光元件的一光斑具有一預定形狀及一預定面積，從而使該熒光元件以一發光面積來發射一第二光束；該光中繼模塊用以接收該第二光束的一部分光束，該部分光束具有一立體角；其中，該立體角與該發光面積所定義的一光展量實質地等同于該投影機的一光調變器的一光展量。

本發明所公開的光學系統僅借由光學模塊，即可讓第一光束均勻地照射該熒光元件且具有預定形狀及面積的光斑，不需像現有般采取精密地調整固態光源的相對位置等耗費時間及成本的作法。因此，本發明所揭露的光學系統可容易地讓熒光元件有良好的激發效率，以及讓熒光元件所激發的光線被投影機良好地應用。

為讓上述目的、技術特征及優點能更明顯易懂，下文以較佳的實施例配合附圖進行詳細說明。

附圖說明

圖1為現有的光學系統的平面示意圖。

圖2為為依據本發明的第一實施例的光學系統的一平面示意圖。

圖3為依據本發明的第一或第二實施例的光學系統的另一平面示意圖。

圖4為圖2的光學系統的固態光源模塊的平面示意圖。

圖5為圖2的光學系統的熒光元件的溫度與發光效率的關系示意圖

圖6為圖2的光學系統的第一光束的光斑與熒光元件的示意圖。

圖7為依據本發明的第一實施例的光調變器及投影鏡頭的平面示意圖。

圖8為依據本發明的第二實施例的光學系統的平面示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

“現有”