投影机

摘要

本发明公开一种投影机，其包含有光源模块、准直透镜、分光组件以及波长转换模块。该光源模块提供照明光束，该准直透镜接收且传递该照明光束，该准直透镜具有第一部分及第二部分、及位该于第一部分及第二部分之间的轴，该波长转换模块用来接收自该第一部分的该照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分，该分光组件相对该第一部分设置，该分光组件用来反射该照明光束至该第一部分且允许该受激光束穿透，或该分光组件允许该照明光束穿透且反射该受激光束。藉此架构成在有限空间里最少组件数的合光模块以进行混光。

权利要求

1.一种投影机，其特征在于，包含有：

光源模块，提供照明光束；

准直透镜，接收且传递该照明光束，该准直透镜具有第一部分及第二部分及位于该第一部分及该第二部分之间的轴；

波长转换模块，用来接收自该第一部分的该照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分；以及分光组件，相对该第一部分设置，该分光组件用来反射该照明光束至该第一部分且允许该受激光束穿透；

当该分光组件用来反射该照明光束至该第一部分且允许该受激光束穿透，该投影机还包含有：光穿透部件，连接该分光组件且该光穿透部件相对于该第二部分设置，该照明光束与该受激光束均穿透该光穿透部件，该光穿透部件具有光学扩散特性，用以扩散该照明光束与该受激光束。

2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该轴为该准直透镜的中心轴。

3.如权利要求2所述的投影机，其特征在于，还包含有：透光基材，相对该第一部分及该第二部分设置，该透光基材包含：第一区域，覆盖涂层以形成该分光组件；以及第二区域，为该光穿透部件。

4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该波长转换模块具有第一区段以及第二区段，该第一区段反射自该第一部分入射的该照明光束至该第二部分，该第二区段设有波长转换涂层，该波长转换涂层接收该照明光束且生成该受激光束。

5.如权利要求4所述的投影机，其特征在于，该波长转换涂层包含荧光粉或量子点。

6.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该波长转换模块为可转动的色轮。

7.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包含有：光导管，用以接收自该第一部分及第二部分的该受激光束及自该第二部分的该照明光束。

8.如权利要求7所述的投影机，其特征在于，还包含有：第一聚光透镜，设置在该分光组件及该光导管之间，用以收敛该照明光束及该受激光束。

9.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该光源模块与该分光组件相对。

10.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包含有：第二聚光透镜，设置在该光源模块与该分光组件之间，用来收敛投向该分光组件的该照明光束。

11.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包含有：扩散件，设置在该光源模块与该分光组件之间，用来扩散该照明光束。

12.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包含有：第二反射件，用来反射该照明光束至该分光组件。

13.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该照明光束为蓝光，该分光组件反射该蓝光且允许其他色光穿透、或允许该蓝光穿透且反射其他色光。

14.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该受激光束为黄光。

说明书

投影机

技术领域

[0001] 本发明提供一种投影机，尤指一种具有组件较少、体积较小及成本低廉的激光投影机。

背景技术

[0002] 如美国专利号US 9618737B2，激光投影机一般使用蓝光激光源提供照明光束。照明光束需经由波长转换装置(如：局部涂覆荧光粉/量子点的色轮)转化为其它颜色的受激光束，再与照明光束进行合光以供使用。传统的合光模块利用分光片反射照明光束而投往色轮，色轮具波长转换材质处相应生成受激光束，且受激光束可直接穿透分光片。此外，部份照明光束会穿越色轮无波长转换材质处，且经由多个反射件返回分光片，并经分光片反射与受激光束合光。由此可知，传统合光模块需配置多种光学组件，不仅大幅提高硬件成本，亦增加产品重量与体积。

发明内容

[0003] 本发明提供一种具有组件较少、体积较小及成本低廉的投影机，以解决上述的问题。

[0004] 为达上述目的，本发明提供一种投影机，包含有：

[0005] 光源模块，提供照明光束；

[0006] 准直透镜，接收且传递该照明光束，该准直透镜具有第一部分及第二部分及位于该第一部分及该第二部分之间的轴；

[0007] 波长转换模块，用来接收自该第一部分的该照明光束，且生成受激光束至该第一部分及该第二部分；以及

[0008] 分光组件，相对该第一部分设置，该分光组件用来反射该照明光束至该第一部分且允许该受激光束穿透，或该分光组件允许该照明光束穿透且反射该受激光束。

[0009] 较佳的，该轴为该准直透镜的中心轴。

[0010] 较佳的，当该分光组件用来反射该照明光束至该第一部分且允许该受激光束穿透，该投影机还包含有：

[0011] 光穿透部件，连接该分光组件且该光穿透部件相对于该第二部分设置，该照明光束与该受激光束均穿透该光穿透部件。

[0012] 较佳的，还包含有：

[0013] 透光基材，相对该第一部分及该第二部分设置，该透光基材包含：

[0014] 第一区域，覆盖涂层以形成该分光组件；以及

[0015] 第二区域，为该光穿透部件。

[0016] 较佳的，该光穿透部件具有光学扩散特性，用以扩散该照明光束与该受激光束。

[0017] 较佳的，当该分光组件允许该照明光束穿透且反射该受激光束时，该投影机还包含有：

[0018] 第一反射件，连接该分光组件且该第一反射件相对于该第二部分设置，该第一反射件反射该照明光束与该受激光束。

[0019] 较佳的，该波长转换模块具有第一区段以及第二区段，该第一区段反射自该第一部分入射的该照明光束至该第二部分，该第二区段设有波长转换涂层，该波长转换涂层接收该照明光束且生成该受激光束。

[0020] 较佳的，该波长转换涂层包含荧光粉或量子点。

[0021] 较佳的，该波长转换模块为可转动的色轮。

[0022] 较佳的，还包含有：

[0023] 光导管，用以接收自该第一部分及第二部分的该受激光束及自该第二部分的该照明光束。

[0024] 较佳的，还包含有：

[0025] 第一聚光透镜，设置在该分光组件及该光导管之间，用以收敛该照明光束及该受激光束。

[0026] 较佳的，该光源模块与该分光组件相对。

[0027] 较佳的，还包含有：

[0028] 第二聚光透镜，设置在该光源模块与该分光组件之间，用来收敛投向该分光组件的该照明光束。

[0029] 较佳的，还包含有：

[0030] 扩散件，设置在该光源模块与该分光组件之间，用来扩散该照明光束。

[0031] 较佳的，还包含有：

[0032] 第二反射件，用来反射该照明光束至该分光组件。

[0033] 较佳的，该照明光束为蓝光，该分光组件反射该蓝光且允许其他色光穿透、或允许该蓝光穿透且反射其他色光。

[0034] 较佳的，该受激光束为黄光。

[0035] 相较于先前技术，本发明的投影机利用局部反射照明光束及局部生成受激光束的波长转换模块、搭配与准直透镜的第一部分相对的分光组件，架构成有限空间里最少组件数的合光模块以进行混光。分光组件可有多种应用态样，例如其中一种为反射照明光束且允许受激光束穿透，另一种则允许照明光束穿透且反射受激光束。配合不同特性的分光组件，投影机的光源模块、分光组件与光导管的摆放位置也会随着相应改变。

附图说明

[0036] 图1为本发明实施例的投影机的示意图。

[0037] 图2为本发明实施例的分光组件与光穿透部件的示意图。

[0038] 图3为本发明实施例的波长转换模块的示意图。

[0039] 图4为本发明另一实施例的投影机的示意图。

[0040] 图5为本发明另一实施例的投影机的示意图。

[0041] 图6为本发明另一实施例的投影机的示意图。

[0042] 图7为本发明实施例的分光组件的波长与穿透率的关系图。

[0043] 图8为本发明实施例的分光组件的波长与穿透率的关系图。

具体实施方式

[0044] 为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

[0045] 请参阅图1与图7，图1为本发明实施例的投影机10的示意图，图7为本发明实施例的分光组件16的波长与穿透率的关系图。投影机10的合光模块可包含光源模块12、准直透镜14、分光组件16、波长转换模块18、光穿透部件 20、光导管22、第一聚光透镜24、第二聚光透镜26以及扩散件28；前述部分零组件可为选择性配件，于后另行叙明。光源模块12用来提供照明光束B1。第二聚光透镜26放置在光源模块12的照明路径上，用来收敛投向分光组件16的照明光束B1，即第二聚光透镜26可设置在光源模块12与分光组件16之间。扩散件28较佳设置在光源模块12与分光组件16之间，用来扩散照明光束B1，使照明光束B1形成的光斑在其范围内的光强能有较均匀地分布；然扩散件28亦能摆设在其它位置，视设计需求而定。

[0046] 分光组件16用来反射照明光束B1至准直透镜14，故光源模块12与准直透镜14设置在分光组件16的同一上侧面(从图1视角看为左侧面)，即分光组件16的-Z轴方向，且光源模块12相对分光组件16的位置不会重叠准直透镜 14相对分光组件16的位置；举例来说，光源模块12的照明路径非平行于准直透镜14的光接收路径。准直透镜14可分为第一部分30以及第二部分32，第一部分30与第二部分32藉由轴Ax区隔。轴Ax可为准直透镜14的中心轴或其它任意位置的光轴，端视设计需求而定，于此不再列举其他变化态样。分光组件 16所摆设位置相对第一部分30，因此分光组件16能够反射照明光束B1至准直透镜14的第一部分30。

[0047] 波长转换模块18和分光组件16分别设置在准直透镜14的两相对侧。照明光束B1穿透准直透镜14的第一部分30后，照射到波长转换模块18。波长转换模块18接收来自第一部分30的照明光束B1后，可直接部分反射照明光束B1 (即未被激发的光束)至第二部分32，并生成可同时穿越第一部分30及第二部分32的受激光束B2。穿越准直透镜14的照明光束B1与受激光束B2投向分光组件16和光穿透部件20。光导管22设置在分光组件16相异于准直透镜14及波长转换模块18的另一下侧面(从图1视角看为右侧面)，即分光组件16的 +Z轴方向，且第一聚光透镜24设置在分光组件16及光导管22之间。第一聚光透镜24可用来收敛穿越第二部分32的照明光束B1、与穿越第一部分30及第二部分32的受激光束B2；光导管22则是接收来自第一聚光透镜24的照明光束 B1和受激光束B2，将其引导至其它部件。

[0048] 于此实施例中，光穿透部件20连接分光组件16、且光穿透部件20所摆设相对于第二部分32位置。分光组件16的光学特性如图7所示，可用来反射特定波长范围的色光，并允许其它波长范围的光束穿透；光穿透部件20则是允许所有波长范围的光束穿透。举例来说，若照明光束为蓝光时，照明光束B1(蓝光，波长约450～495nm)经分光组件16反射至波长转换模块18。波长转换模块18 局部反射照明光束B1生成的受激光束B2为黄光，受激光束B2(黄光，波长约 570～590nm)可同时穿透分光组件16及光穿透部件20，而经波长转换模块18局部反射的照明光束B1(蓝光)仅通过第二部分32且穿越光穿透部件20。其中，光穿透部件20可选择性具有光学扩散特性，用以扩散照明光束B1与受激光束 B2，使其光斑在投射范围内的光强均匀分布。

[0049] 请参阅图2与图3，图2为本发明实施例的分光组件16与光穿透部件20的示意图，图3为本发明实施例的波长转换模块18的示意图。如图2所示，投影机10可具有透光基材34。透光基材34分成第一区域36与第二区域38，其设置位置分别相对准直透镜14的第一部分30与第二部分32。第一区域36上覆盖涂层40，用以形成可反射特定色光且允许其它色光穿透的分光组件16。第二区域38允许所有色光穿透，即为光穿透部件20。第一区域36和第二区域38可为一体成型设计，或者为拼接在一起的两独立组件。另如图3所示，波长转换模块18具有第一区段42以及第二区段44。第一区段42为一般反光材质，可反射自第一部分30入射的照明光束B1，使其投向第二部分32。第二区段44设有波长转换涂层46，波长转换涂层46包含荧光粉或量子点，故可吸收照明光束B1 而生成受激光束B2。

[0050] 于此实施例中，波长转换模块18为可转动的色轮，包含盘型反光材质，举例为铝制的圆盘。第二区段44为盘型反光材质上的C型环状范围，第一区段42 为C型环状范围的缺口处。当照明光束B1经分光组件16反射且穿透准直透镜 14的第一部分30、而照射高速旋转的波长转换模块18时，第一区段42直接反射照明光束B1至准直透镜14的第二部分32，第二区段44则转换照明光束B1 为受激光束B2、并传递至准直透镜14的第一部分30及第二部分32。如此一来，照明光束B1与受激光束B2便能利用第一聚光透镜24进行混光与收敛，由光导管
22将混和光束导向其它部件以供应用。

[0051] 请参阅图4，图4为本发明另一实施例的投影机10’的示意图。本实施例中，与前述实施例具有相同编号的组件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。投影机10’和前述实施例的差异在于，投影机10’没有在分光组件16 旁设置光穿透部件20，意即投影机10’仅于准直透镜14与第一聚光透镜24之间、相对准直透镜14的第一部分30的位置摆设分光组件16。分光组件16反射照明光束B1使照明光束B1穿透准直透镜14的第一部分30至波长转换模块18。波长转换模块18的第一区段42反射照明光束B1，使照明光束B1依序穿透准直透镜14的第二部分32与第一聚光透镜24；波长转换模块18的第二区段44生成的受激光束B2依序穿透准直透镜14(第一部分30及第二部分32)、分光组件16与第一聚光透镜24，以与照明光束B1进行混光及收敛，形成混和光束。

[0052] 请参阅图5，图5为本发明另一实施例的投影机10”的示意图。投影机10”具有与投影机10相同的零组件，唯其差异在于投影机10”的光源模块12未相对分光组件16。本实施例中，投影机10”还包含第二反射件48，设置在光源模块12的照明路径上，用来反射照明光束B1至分光组件16。藉由设置第二反射件48以缩小合光模块及投影机10”的尺寸。其它光学组件的位置与功能如前揭实施例所述，不再重复说明。然可特别一提的是，第二聚光透镜26的位置不限于图5所示态样，其可选择放置在照明路径上，收敛经由第二反射件48投向分光组件16的照明光束B1，或可放置在第二反射件48与分光组件16之间，亦能达到收敛投向分光组件16的照明光束B1的作用。

[0053] 请参阅图6与图8，图6为本发明另一实施例的投影机50的示意图，图8 为本发明实施例的分光组件56的波长与穿透率的关系图。投影机50包含光源模块52、准直透镜54、分光组件56、波长转换模块58、第一反射件60、光导管62、第一聚光透镜64以及第二聚光透镜66。第二聚光透镜66设置在光源模块52与分光组件56之间。波长转换模块58设置在分光组件56相异于光源模块52的另一侧。准直透镜54位于分光组件56与波长转换模块58之间。准直透镜54具有第一部分68以及第二部分70；分光组件56相对于第一部分68设置，第一反射件60连接分光组件56且第一反射件60相对于第二第一反射件6070 设置。光导管62与波长转换模块58设置在分光组件56的同一上侧面(从图6 的视角为左侧面)，意即分光组件56的-Z轴方向，波长转换模块58的光接收及光反射路径非平行于光导管62的光接收路径。此外，本实施例的分光组件56 亦允许特定波长范围的色光(如：蓝光)穿透，且反射其它波长范围的色光(如：黄光)。

[0054] 如图6所示，光源模块52提供照明光束B1，照明光束B1经第二聚光透镜 66收敛而投向分光组件56。分光组件56的光学特性如图8所示，允许照明光束B1(如：蓝光)穿透且反射受激光束B2(如：黄光)，故照明光束B1依序穿越分光组件56及准直透镜54的第一部分68至波长转换模块58。波长转换模块58局部直接反射照明光束B1穿透准直透镜54的第二部分70至第一反射件 60，波长转换模块58亦局部生成受激光束B2穿透准直透镜54(第一部分68及第二部分70)并投至分光组件56与第一反射件60。第一反射件60反射照明光束B1及受激光束B2至第一聚光透镜64，分光组件56反射受激光束B2至第一聚光透镜64，故照明光束B1及受激光束B2会通过第一聚光透镜64收敛以投向光导管62。

[0055] 综上所述，本发明的投影机利用局部反射照明光束及局部生成受激光束的波长转换模块、搭配与准直透镜的第一部分相对设置的分光组件，架构成有限空间里最少组件数的合光模块以进行混光。分光组件可有多种应用态样，例如其中一种为反射照明光束且允许受激光束穿透，另一种则允许照明光束穿透且反射受激光束。配合不同特性的分光组件，投影机的光源模块、分光组件与光导管的摆放位置也会随着相应改变。

[0056] 本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。