TWI486699B - 光源系統 - Google Patents

Description

光源系統

本發明關於一光源系統，特別是關於一種使用於投影裝置的光源系統。

固態光源如發光二極體(Light emitting diode，LED)或雷射(Laser)雖然具有使用壽命長、體積小以及不含汞等優點，然而當應用為投影裝置之發光光源時，固態光源所提供的亮度與傳統高壓汞燈相比，兩者間仍存在有相當大差距，因此，固態光源的利用雖然已經愈趨普遍，但在投影領域中仍還未可全面取代掉傳統的高壓汞燈。

另一方面，為使投影裝置裡的發光光源得以均勻地投射出紅、藍、綠三原色光以供設置於投影裝置內部之一合光總成進行合光作業，於先前技術中多採用下列兩種方式進行紅、藍、綠三原色光之輸出：第一種方式係利用固態光源投射出一白光，並使該白光通過具有紅、藍、綠三色之色輪，從而個別產生相對應之紅、藍、綠三時序光之方式進行合光輸出；第二種則為利用固態光源之藍光雷射，用以激發塗佈在旋轉轉盤上之螢光粉以產生紅、藍、綠或黃色光之方式，藉著將該藍光雷射所發出之藍色光與該紅、綠或黃色光進行合光後輸出，從而獲得所需之影像。

詳言之，第二種利用固態光源之藍光雷射之光源系統係如第1圖所示。於此種習知投影裝置的光源系統800包含一藍光雷射光源810、一紅光發光二極體光源820、一第一分色鏡830、一第二 分色鏡840、一鏡輪850、二反射鏡860及一均光元件870。鏡輪850之特定區域塗佈綠光磷光物質，未塗佈之部分則為穿透區域。

當藍光雷射光源810之藍光801穿過第一分色鏡830並投射至鏡輪850之特定區域時，便激發綠光磷光物質以產生綠光802，並經第一分色鏡830反射至均光元件870；而藍光801投射至鏡輪850之穿透區域而穿射後，則由後方的反射鏡860及第二分色鏡840反射至均光元件870。另一方面，紅光發光二極體光源820所提供之紅光803則穿過第一分色鏡830及第二分色鏡840至均光元件870。

然而，上述兩種方式雖皆可利用固態光源所發射之光束形成紅、藍、綠三色光或再加上黃色光以完成合光作業，不過由於光源先天光學特性的限制，上述兩種合光方式所得之光線皆較為發散，且效率也不高。尤其以第二種方式而言，用於激發綠光磷光物質之藍光並無法充分轉換為綠光，且藍光須由後方的反射鏡進行回收，使得藍光的光路被延長，因此該合光方式並沒有對藍光及所激發之綠光做有效的設計。

故習知的合光方式不僅對綠光的效率提升有限，更因反射鏡的設置而增加整體系統的體積重量和製作成本，使得相關產品的競爭力更為低落。

有鑑於此，如何增加光源的使用效率，乃為此一業界亟待解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種使用於投影裝置之光源系統，該光源系統可具有較不複雜之構造，且可產生不同波段、且較集中的光線。

為達上述目的，本發明的光源系統包含：二第一光源，各用以產生一第一波段光線；一曲面反射元件，設置於該二第一光源之間，且具有二半部、一貫穿槽及二透光部，該貫穿槽設置於該二半部之間，該二透光部分別設置於該二半部上；一時序控制單元，具有一轉軸及一轉盤，該轉軸為可轉動的，該轉盤固定地連接該轉軸而可旋轉地通過該貫穿槽；以及多個波段轉換元件，設置於該轉盤上，該些波段轉換元件各用以將該第一波段光線轉換成另一波段光線。

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

請參閱第2圖所示，為依據本發明的第一實施例的用於一投影裝置之一光源系統的示意圖。該光源系統900包含二第一光源911、912、一第二光源920、二反射鏡931、932、一曲面反射元件940、一時序控制單元950、多個波段轉換元件960、一內部分色鏡971、一外部分色鏡972、多個聚光透鏡980及一均光元件990；光源系統900之各元件將依序說明如下。

二第一光源911、912可分別產生一第一波段光線，而第二光源920可產生一第二波段光線。於本實施例中，二第一光源911、912各可為一藍光雷射光源，而第二光源920則可為一藍光發光二極 體；因此，第一及第二波段光線均為藍光波段光線。

請配合參閱第3圖所示，為第2圖的光源系統的曲面反射元件及時序控制單元的示意圖。曲面反射元件940(或者可稱曲面反射鏡或曲面反射杯)可位於該兩第一光源911、912之間，可用來匯聚產生於其內的光線。曲面反射元件940可具有至少一曲面，而該曲面可為一拋物面或一橢球面。

曲面反射元件940可具有二透光部941、942、一貫穿槽943及一焦點944，其中貫穿槽943形成於曲面反射元件940之頂點處，並貫穿曲面反射元件940的外緣面及內緣面。二透光部941、942分別形成於貫穿槽943的兩側；二透光部941、942各可為一貫穿孔，或者一透光材料，以供第一波段光線通過其中而進入至曲面反射元件940內。焦點944則位於二透光部941、942之間。

除了透光部941處，曲面反射元件940的內緣面可為一鏡面或設置一反射膜(圖未示)，以使後述的第三至第五波段光線撞擊到曲面反射元件940的內緣面時，皆會反射。如此，在曲面反射元件940內散射的第三至第五波段光線可被曲面反射元件940的內緣面反射而匯聚，然後以較小的擴散角度射出曲面反射元件940外。

透光部941、942可選擇地設置一分色鍍膜(圖未示)。該分色鍍膜之光學特性為：第一波段光線可穿過分色鍍膜，而後述的第三至第五波段光線會被分色鍍膜反射。當該分色鍍膜設置在透光部941、942上時，只有第一波段光線可穿過透光部941、942而進入至曲面反射元件940內；產生在曲面反射元件940內的第三至第五波段光線則無法穿過透光部941、942而射出曲面反射元件940 外。

需說明的是，本實施例中，曲面反射元件940可選擇由一透光材料所製成，而此種曲面反射元件940的一表面(內緣面或外緣面)設置一分色鍍膜；該分色鍍膜只會讓第一波段光線穿過。如此，第一波段光線可從曲面反射元件940的任一處進入至曲面反射元件940內；換言之，曲面反射元件940的任一處皆可為曲面反射元件940的透光部941、942。產生在曲面反射元件940內的第三至第五波段光線可被分色鍍膜反射而匯聚，然後以較小的擴散角度射出曲面反射元件940外。

另，曲面反射元件940可描述成具有二半部9401；該二透光部941、942分別設置於該二半部9401上，而貫穿槽943及焦點944則設置於二半部9401之間。二半部9401可為相對稱，而焦點944所在的假想平面(圖未示)即為二半部9401的對稱平面。

時序控制單元950包含一轉盤951及一轉軸952；轉軸952可與一驅動元件(圖未示)連接，然後被驅動元件帶動而旋轉。轉盤951固定地連接轉軸952，可跟隨轉軸952一起轉動。轉盤951可旋轉地通過曲面反射元件940的貫穿槽943；或言之，轉盤951的一外圍部分(較遠離轉軸952的部分)可通過貫穿槽943，而位於曲面反射元件940中。轉盤951的外圍部分可與該焦點944重疊，但不侷限。

轉盤951的徑向方向可與曲面反射元件940的光線射出方向平行；以第2圖而言，曲面反射元件940的光線射出方向為朝右，因此轉盤951也會設置成使其徑向方向朝右；換言之，轉軸952 的軸向會朝上或朝下。

請參閱第4A圖及第4B圖所示，分別為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的上視圖及下視圖。轉盤951可由一透光材料所製成，且具有相對設置的一第一面1010及一第二面1020。第一面1010及第二面1020的其中一面上可設置分色鍍膜，以反射第三波段光線至第五波段光線；換言之，第三波段光線至第五波段光線無法穿過轉盤951。

第一面1010及第二面1020各具有至少一轉換部及至少一反射部，且轉換部和反射部都位於轉盤951的外圍部分。轉換部為第一面1010或第二面1020上預期供後述的波段轉換元件960設置之區域，而反射部則為第一面1010或第二面1020上無波段轉換元件960設置之區域。因此轉換部上設置有分色鍍膜及波段轉換元件960，而反射部設置有分色鍍膜。

本實施例中，第一面1010較佳地具有一第一轉換部1011、一第二轉換部1012及一第一反射部1013；而第二面1020較佳地具有一第三轉換部1021及一第二反射部1022及一第三反射部1023。

請參閱第5圖所示，為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的側視圖。該些波段轉換元件960設置於轉盤951上，且較佳地設置於轉盤951的外圍部分上，因此該些波段轉換元件960可位於曲面反射元件940中。波段轉換元件960的數目與時序控制單元950的轉換部的數目一致；本實施例中，時序控制單元950的轉換部有三個，因此該些波段轉換元件960可包括一第一波段轉換元件961、一第二波段轉換元件962及一第三波段轉換元件 963。

第一、第二及第三波段轉換元件961、962、963分別設置於第一、第二及第三轉換部1011、1012、1021上，且第一、第二及第三波段轉換元件961、962、963的位置均可對應於曲面反射元件940之焦點944處。因此，當時序控制單元950之轉盤951轉動時，第一、第二及第三波段轉換元件961、962、963皆可通過曲面反射元件940之焦點944附近(亦即上方或下方)。

第一、第二及第三波段轉換元件961、962、963分別用來將第一波段光線轉換成另一波段光線(亦即不同之顏色)。第一波段轉換元件961可將光線轉換為一第三波段光線，且第一波段轉換元件961可為一綠光磷光物質，故第三波段光線可為一綠光波段光線；第二波段轉換元件962可將光線轉換為一第四波段光線，且第二波段轉換元件962可為一紅光磷光物質，故第四波段光線可為一紅光波段光線；第三波段轉換元件963可將光線轉換為一第五波段光線，且第三波段轉換元件963可為一黃光磷光物質，故第五波段光線可為一黃光波段光線。

內部分色鏡971可設置於曲面反射元件940中，並可與其中一半部(例如下半部)9401相連接；內部分色鏡971可位於焦點944之外，與轉盤951的外圍部分相距。值得一提的是，轉盤951的第一面1010會朝向與內部分色鏡971連接的半部(下半部)9401。

內部分色鏡971可用以反射黃光波段光線，但可讓紅光及綠光波段光線穿過。因此，當曲面反射元件940之下半部9401產生第三波段光線(綠光波段光線)或第四波段光線(紅光波段光線)時，內 部分色鏡971可反射第三波段光線及第四波段光線中的黃光波段光線，使得黃光波段光線無法射出曲面反射元件940。

因此，可投射出曲面反射元件940外的第三波段光線(綠光波段光線)或第四波段光線(紅光波段光線)將有更純淨的顏色，也就是，較不會摻雜其他顏色。

外部分色鏡972可設置於第二光源920、曲面反射元件940及均光元件990之間，其中一面可朝向曲面反射元件940，另外一面可朝向第二光源920及均光元件990。外部分色鏡972可使藍光波段光線反射，但可使紅光、綠光及黃光波段之光線穿透。因此，外部分色鏡972可反射來自第二光源920的第二波段光線(藍光波段光線)，並使來自曲面反射元件940之第三波段光線(綠光波段光線)、第四波段光線(紅光波段光線)及第五波段光線(黃光波段光線)穿透，使不同波段光線都可導引、合光至均光元件990中。

該些聚光透鏡980分別鄰接曲面反射元件940、第二光源920及均光元件990，可用以使光線集中傳遞；本實施例之聚光透鏡可為準直透鏡(collimator)。均光元件990可為積分柱等可均勻光線的光學元件。

以下將針對光源系統900的各波段光線之行進路線進行說明。需先說明的是，二第一光源911、912、第二光源920以及時序控制單元950均依特定時序運作(發光或轉動)，藉以分別輸出綠光波段光線、紅光波段光線、黃光波段光線及藍光波段光線。

請參閱第2圖，於特定時序之一時間點，位於下方之第一光源 911發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡931反射，然後穿過較下方的透光部941，投射至位於曲面反射元件940之焦點944上的時序控制單元950。

詳言之，第一波段光線會投射至時序控制單元950的第一轉換部1011上的第一波段轉換元件961；第一波段轉換元件961於接收第一波段光線後，可將其轉換為第三波段光線(亦即綠光波段光線)。第三波段光線會被曲面反射元件940的內緣面反射，然後投射出曲面反射元件940外。

而第三波段光線的黃光波段光線會被內部分色鏡971反射，而無法穿透內部分色鏡971。因此，第三波段光線的黃光波段光線無法射出曲面反射元件940外，使得最終射出曲面反射元件940外的第三波段光線會有較純的顏色。射出曲面反射元件940外的第三波段光線會進一步穿過外部分色鏡972及聚光透鏡980，然後進入均光元件990中。

於特定時序之另一時間點，位於下方之第一光源911發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡931反射，然後穿過較下方的透光部941，投射至位於焦點944上的時序控制單元950。

詳言之，第一波段光線投射至時序控制單元950之第二轉換部1012上的第二波段轉換元件962；第二波段轉換元件962於接收第一波段光線後，可將其轉換為第四波段光線(亦即紅光波段光線)。第四波段光線會被曲面反射元件940的內緣面反射，然後射出曲面反射元件940外；而第四波段光線的黃光波段光線會被內部分色鏡971反射而無法射出曲面反射元件940，因此最終射出曲 面反射元件940外的第四波段光線會有較純的顏色。射出的第四波段光線會穿過外部分色鏡972及聚光透鏡980，然後進入均光元件990中。

於特定時序之又一時間點，位於上方之第一光源912會發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡932反射，然後穿過較上方的透光部942，投射至位於焦點944上之時序控制單元950。

詳言之，第一波段光線投射至時序控制單元950之第三轉換部1021上的第三波段轉換元件963；第三波段轉換元件963接收第一波段光線後，可將其轉換為第五波段光線(亦即黃光波段光線)。第五波段光線會被曲面反射元件940的內緣面反射，然後射出曲面反射元件940外；射出的第五波段光線會穿過外部分色鏡972及該些聚光透鏡980，然後進入均光元件990中。

在特定時序之再一時間點，第二光源920會發射第二波段光線(亦即藍光波段光線)，並經由外部分色鏡972反射、聚光透鏡980匯聚後，進入均光元件990中。

第二、第三、第四及第五波段光線進入均光元件990後，可被均光元件990均勻化，形成具有均勻亮度之一光束。該均勻亮度的光束可進一步投射至一成像系統(圖未示出)中，供成像系統利用。

需說明的是，光線碰到第一至第三波段轉換元件961、962、963時，會大角度散射。故，第一波段光線被第一至第三波段轉換元件961、962、963轉換成第三、第四或第五波段光線時，也會大 角度散射。而時序控制單元950的第一反射部1013、第二反射部1022及第三反射部1023可將散射的光線反射至曲面反射元件940的內緣面而再利用。

此外，第一光源911、912所產生的第一波段光線雖為藍光，但該藍光較偏向紫光。因此，光源系統900會以第二光源920的第一波段光線來作為藍光的主要輸出。

再者，由於曲面反射元件940的透光部941、942有設置分色鍍膜，在曲面反射元件940內產生的第三至第五波段光線將無法從透光部941、942中射出，以減少第三至第五波段光線的光損失。

另，於其他配置中(圖未示)，二第一光源911、912可直接對準透光部941、942，直接地將第一波段光線射至曲面反射元件940中。如此，光源系統900可不需設置反射鏡931、932。

需說明的是，轉盤的951的轉換部及反射部除了上述之配置方式，仍有其他的較佳配置方式，將說明如下。

請參閱第6A圖及第6B圖，分別為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的上視圖及下視圖；並請配合參閱第2圖。轉盤951的第一面1010’具有一第一轉換部1011’、一第二轉換部1012’及一第一反射部1013’，而第二面1020’具有一第三轉換部1021’及一第二反射部1022’及一第三反射部1023’。第一、第二及第三波段轉換元件961’、962’、963’分別設置於第一、第二及第三轉換部1011’、1012’、1021’上。

與第4A圖及第4B圖不同的是，第三轉換部1021’(第三波段轉 換元件963’)並無與第一轉換部1011’(第一波段轉換元件961’)相對，也就是，第三轉換部1021’並非位於第一轉換部1011’的正上方。反而是，第一轉換部1011’與第二反射部1022’相對，位於第二反射部1022’的正下方；第二轉換部1012’與第三反射部1023’相對，位於第三反射部1023’的正下方；而第三轉換部1021’與第一反射部1013’相對，位於第一反射部1013’的正上方。

或者說，沿著轉盤951的軸向，第一轉換部1011’與第二反射部1022’可相重疊，第二轉換部1012’與第三反射部1023’可相重疊，第三轉換部1021’與第一反射部1013’可相重疊。

另，第一反射部1013’、第二反射部1022’及第三反射部1023’各被設置分色鍍膜，使得第一波段光線(藍光)可穿過第一反射部1013’、第二反射部1022’或第三反射部1023’，以撞擊到第一轉換部1011’、第二轉換部1012’或第三轉換部1021’，但第三、第四及第五波段光線無法穿過第一反射部1013’、第二反射部1022’或第三反射部1023’。

在上述第6A圖及第6B圖所示之時序控制單元950下，光源系統900的第一光源911及第二光源912在每個時間點上，皆可同時發射第一波段光線；接著，二第一波段光線會分別投射至位於曲面反射元件940之焦點944上的時序控制單元950。

詳言之，在一時間點時，第一光源911所發射的第一波段光線會投射至第一轉換部1011’上的第一波段轉換元件961’，然後被第一波段轉換元件961’轉換為第三波段光線；而第二光源912所發射的第一波段光線會穿過第二反射部1022’，撞擊到第一波段轉換 元件961’，然後被第一波段轉換元件961’轉換為第三波段光線。如此，第一光源911及第二光源912皆可造成下半部9401中產生第三波段光線。

在另一時間點時，第一光源911所發射的第一波段光線會投射至第二轉換部1012’上的第二波段轉換元件962’，然後被第二波段轉換元件962’轉換為第四波段光線；而第二光源912所發射的第一波段光線會穿過第三反射部1023’，撞擊到第二波段轉換元件962’，然後被第二波段轉換元件962’轉換為第四波段光線。如此，第一光源911及第二光源912皆可造成下半部9401中產生第四波段光線。

在又一時間點時，第二光源912所發射的第一波段光線會投射至第三轉換部1021’上的第三波段轉換元件963’，然後被第三波段轉換元件963’轉換為第五波段光線；而第一光源911所發射的第一波段光線會穿過第一反射部1013’，撞擊到第三波段轉換元件963’，然後被第三波段轉換元件963’轉換為第五波段光線。如此，第一光源911及第二光源912皆可造成上半部9401中產生第五波段光線。

由上述可知，與第一光源911或第二光源912單獨地發射第一波段光線相比，『第一光源911及第二光源912同時發射第一波段光線』可使曲面反射元件940所輸出的第三至第五波段光線的能量加倍。換言之，如果曲面反射元件940所輸出的第三至第五波段光線的能量不需加倍時，第一光源911及第二光源912發射的第一波段光線的能量可降低。

以上為第一較佳實施例的光源系統900的說明。

請參閱第7圖所示，為依據本發明的第二實施例的用於投影裝置之光源系統的示意圖。第二實施例之光源系統1200包含二第一光源1211、1212、二反射鏡1231、1232、一曲面反射元件1240、一時序控制單元1250、多個波段轉換元件1260、一內部分色鏡1271、多個聚光透鏡1280及一均光元件1290。

第二實施例之光源系統1200與第一實施例之光源系統900大略相同，主要差異在於：光源系統1200不包含光源系統900的第二光源920及外部分色鏡972；此外，時序控制單元1250之轉盤1251與第一實施例的時序控制單元950的不同。下文將針對兩實施例差異之處進行說明，相同元件則不另贅述。

請參閱第8A圖及第8B圖所示，分別為第7圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的上視圖及下視圖。轉盤1251具有一第一面1310及一第二面1320，各面均具有至少一轉換部及至少一反射部。本實施例中，第一面1310較佳地具有一第一轉換部1311、一第二轉換部1312、一第一反射部1313及一穿透部1314，而第二面1320較佳地具有一第三轉換部1321、一第二反射部1322、一第三反射部1323及一穿透部1314。

該些波段元件1260配合轉換部的數目，可包括一第一波段元件1261、第二波段轉換元件1262及第三波段轉換元件1263。第一、第二及第三波段轉換元件1261、1262、1263分別設置於第一、第二及第三轉換部1311、1312、1321上，且分別對應曲面反射元件1240之焦點處(圖未示)。藉此，時序控制單元1250的轉盤1251 轉動時，第一、第二及第三波段轉換元件1261、1262、1263可分別通過曲面反射元件1240之焦點附近。

第一波段轉換元件1261可將光線轉換為一第三波段光線，且第一波段轉換元件1261可為一綠光磷光物質，故第三波段光線可為一綠光波段光線；第二波段轉換元件1262可將光線轉換為一第四波段光線，且第二波段轉換元件1262可為一紅光磷光物質，故第四波段光線可為一紅光波段光線；第三波段轉換元件1263可將光線轉換為一第五波段光線，且第三波段轉換元件1263可為一黃光磷光物質，故第五波段光線可為一黃光波段光線。

以下將針對第二實施例之光源系統1200中，各波段光線之行進路線進行說明。需先說明的是，二第一光源1211、1212以及時序控制單元1250均依特定的時序運作，藉以分別輸出綠光、紅光、黃光及藍光波段光線。

如第7圖所示，於特定時序之一時間點，位於下方之第一光源1211會發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡1231反射，然後穿過透光部1241，投射至位於曲面反射元件1240之焦點上之時序控制單元1250。

詳言之，第一波段光線會投射至時序控制單元1250之第一轉換部1311上的第一波段轉換元件1261。第一波段轉換元件1261接收第一波段光線後，可將其轉換為第三波段光線(綠光波段光線)。第三波段光線會從曲面反射元件1240投射出，然後穿過聚光透鏡1280，進入均光元件1290中。而內部分色鏡1271可使得投射出的第三波段光線有較純之顏色。

於特定時序之另一時間點，位於下方之第一光源1211會發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡1231反射，然後穿過透光部1241，投射至位於曲面反射元件1240之焦點上之時序控制單元1250。

詳言之，第一波段光線會投射至時序控制單元1250之第二轉換部1312上的第二波段轉換元件1262；第二波段轉換元件1262接收第一波段光線後，可將其轉換為第四波段光線(亦即紅光波段光線)。第四波段光線會從曲面反射元件1240投射出，然後穿過聚光透鏡1280，進入均光元件1290中。而內部分色鏡1271可使得投射出的第四波段光線有較純之顏色。

而於特定時序之又一時間點，位於上方之第一光源1212會發射第一波段光線。第一波段光線會被反射鏡1232反射，然後穿過透光部1242，投射至位於曲面反射元件1240之焦點上之時序控制單元1250。

詳言之，第一波段光線會投射至時序控制單元1250之第三轉換部1321上的第三波段轉換元件1263；第三波段轉換元件1263接收第一波段光線後，可將其轉換為第五波段光線(亦即黃光波段光線)。第五波段光線會由曲面反射元件1240投射出，然後穿過聚光透鏡1280，進入均光元件1290中。

在特定時序之再一時間點，上下之第一光源1211、1212會同時發射第一波段光線(亦即藍光波段光線)。兩第一波段光線分別被上下之反射鏡1231、1232反射，然後穿過透光部1241、1242，投射至位於曲面反射元件1240之焦點上之時序控制單元1250。

詳言之，第一波段光線會投射至時序控制單元1250之穿透部1314，然後穿過該穿透部1314。由於穿透部1314無任何波段轉換元件，因此第一波段光線不會被轉換波段(顏色)。第一波段光線會由曲面反射元件1240投射出，然後穿過聚光透鏡1280，進入均光元件1290中。

於其他配置中，穿透部1314可塗佈有藍光磷光物質(圖未示)，藉以使第一波段光線之藍光波段光線更為純化。

第一、第三、第四及第五波段光線進入均光元件1290後，可被均光元件1290均勻化，以形成具有均勻亮度之一光束。該光束可再進入至一成像系統(圖未示出)中，供成像系統利用。

需說明的是，由於第一、第三、第四及第五波段光線皆需被曲面反射元件1240反射及匯聚，因此曲面反射元件1240的表面較適合被設置可反射第一、第三、第四及第五波段光線的反射膜，而非無法反射第一波段光線的分色鍍膜。

另外，轉盤的1251的轉換部及反射部除了上述之配置方式，仍有其他的較佳配置方式，將說明如下。

請參閱第9A圖及第9B圖，分別為第7圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的上視圖及下視圖；並請配合參閱第7圖。轉盤1251的第一面1310’具有一第一轉換部1311’、一第二轉換部1312’及一第一反射部1313’，而第二面1320’具有一第三轉換部1321’及一第二反射部1322’及一第三反射部1323’。第一、第二及第三波段轉換元件1261’、1262’、1263’分別 設置於第一、第二及第三轉換部1011’、1012’、1021’上。

與第8A圖及第8B圖不同的是，第三轉換部1321’(第三波段轉換元件1263’)並無與第一轉換部1311’(第一波段轉換元件961’)相對，也就是，第三轉換部1321’並非位於第一轉換部1311’的上方。反而是，第一轉換部1311’與第二反射部1322’相對，第二轉換部1312’與第三反射部1323’相對，而第三轉換部1021’與第一反射部1313’相對。

第一反射部1313’、第二反射部1322’及第三反射部1323’各被設置一分色鍍膜，該分色鍍膜可讓第一波段光線(藍光)穿過，但可反射第三、第四及第五波段光線，換言之，第三、第四及第五波段光線無法穿過分色鍍膜。

再者，第三轉換部1321’為局部地被設置第三波段轉換元件1263’，故第三轉換部1321’有一區域13211’並無被第三波段轉換元件1263’設置。此區域13211’可被設置一分色鍍膜，以只供第一波段光線穿過其中。

在上述第9A圖及第9B圖所示之時序控制單元1250下，光源系統1200的第一光源1211及第二光源1212在每個時間點上，皆可同時發射第一波段光線；接著，二第一波段光線會分別投射至位於曲面反射元件1240之焦點上的時序控制單元1250。

詳言之，在一時間點時，第一光源1211所發射的第一波段光線會投射至第一轉換部1311’上的第一波段轉換元件1261’，然後被第一波段轉換元件1261’轉換為第三波段光線；而第二光源1212 所發射的第一波段光線會穿過第二反射部1322’，撞擊到第一波段轉換元件1261’，然後被第一波段轉換元件1261’轉換為第三波段光線。如此，第一光源1211及第二光源1212皆可造成下半部中產生第三波段光線。

在另一時間點時，第一光源1211所發射的第一波段光線會投射至第二轉換部1312’上的第二波段轉換元件1262’，然後被第二波段轉換元件1262’轉換為第四波段光線；而第二光源912所發射的第一波段光線會穿過第三反射部1323’，撞擊到第二波段轉換元件1262’，然後被第二波段轉換元件1262’轉換為第四波段光線。如此，第一光源1211及第二光源1212皆可造成下半部中產生第四波段光線。

在更一時間點時，第二光源1212所發射的第一波段光線會投射至第三轉換部1321’上的第三波段轉換元件1263’，然後被第三波段轉換元件1263’轉換為第五波段光線；而第一光源1211所發射的第一波段光線會穿過第一反射部1313’，撞擊到第三波段轉換元件1263’，然後被第三波段轉換元件1263’轉換為第五波段光線。如此，第一光源1211及第二光源1212皆可造成上半部中產生第五波段光線。

在又一時間點時，第二光源1212所發射的第一波段光線會投射至第三轉換部1321’上無第三波段轉換元件1263’分佈的區域13211’，然後穿過區域13211’；而第一光源1211所發射的第一波段光線會穿過第一反射部1313’，從區域13211’處進入至下半部。由於兩第一波段光線皆無撞擊到任何波段轉換元件，故不會被轉 換成其他波段(顏色)。

由上述可知，與第一光源1211或第二光源1212單獨地發射第一波段光線相比，『第一光源1211及第二光源1212同時發射第一波段光線』可使曲面反射元件1240所輸出的第一及第三至第五波段光線的能量加倍。換言之，如果曲面反射元件1240所輸出的第一及第三至第五波段光線的能量不需加倍時，第一光源1211及第二光源1212發射的第一波段光線的能量可降低。

綜上所述，本發明之光源系統僅需配置二發光光源(例如藍光光源)與一波段轉換元件，即可產生亮度約勻且較集中的第一波段光線(例如藍光)、第三波段光線(例如綠光)、第四波段光線(例如紅光)及第五波段光線(例如黃光)供投影機使用，從而避免習知固態光源之投射角度發散與光形成效率不高等問題。同時，更可藉由內部分色鏡，使投射出的第三波段光線(例如綠光)及第四波段光線(例如紅光)有較純的顏色。此外，可額外設置第二光源(例如藍光光源)，來增強藍光的表現。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

『習知』

800‧‧‧光源系統

801‧‧‧藍光

802‧‧‧綠光

803‧‧‧紅光

810‧‧‧藍光雷射光源

820‧‧‧紅光發光二極體光源

830‧‧‧第一分色鏡

840‧‧‧第二分色鏡

850‧‧‧鏡輪

860‧‧‧反射鏡

870‧‧‧均光元件

『本發明』

900、1200‧‧‧光源系統

911、912、1211、1212‧‧‧第一光源

920‧‧‧第二光源

931、932、1231、1232‧‧‧反射鏡

940、1240‧‧‧曲面反射元件

9401‧‧‧半部、下半部、上半部

941、942、1241、1242‧‧‧透光部

943‧‧‧貫穿槽

944‧‧‧焦點

950、1250‧‧‧時序控制單元

951、1251‧‧‧轉盤

952、1252‧‧‧轉軸

960、1260‧‧‧波段轉換元件

961、1261、961’、1261’‧‧‧第一波段轉換元件

962、1262、962’、1262’‧‧‧第二波段轉換元件

963、1263、963’、1263’‧‧‧第三波段轉換元件

971、1271‧‧‧內部分色鏡

972‧‧‧外部分色鏡

980、1280‧‧‧聚光透鏡

990、1290‧‧‧均光元件

1010、1310、1010’、1310’‧‧‧第一面

1011、1311、1011’、1311’‧‧‧第一轉換部

1012、1312、1012’、1312’‧‧‧第二轉換部

1013、1313、1013’、1313’‧‧‧第一反射部

1022、1322、1022’、1322’‧‧‧第二反射部

1023、1323、1023’、1323’‧‧‧第三反射部

1020、1320、1020’、1320’‧‧‧第二面

1021、1321、1021’、1321’‧‧‧第三轉換部

13211’‧‧‧區域

1314‧‧‧穿透部

第1圖為習知光源系統的示意圖；第2圖為依據本發明的第一較佳實施例的光源系統的示意圖； 第3圖為第2圖的光源系統的時序控制單元與曲面反射元件的示意圖；第4A圖為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的上視圖；第4B圖為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的下視圖；第5圖係為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件的側視圖；第6A圖為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的上視圖；第6B圖為第2圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的下視圖；第7圖為依據本發明的第二較佳實施例的光源系統的示意圖；第8A圖為第7圖的光源系統的時序控制單元的上視圖；第8B圖為第7圖的光源系統的時序控制單元的下視圖；第9A圖為第7圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的上視圖；及第9B圖為第7圖的光源系統的時序控制單元及波段轉換元件於另一種配置的下視圖。

900‧‧‧光源系統

911、912‧‧‧第一光源

920‧‧‧第二光源

931、932‧‧‧反射鏡

940‧‧‧曲面反射元件

9401‧‧‧半部

941、942‧‧‧透光部

943‧‧‧貫穿槽

950‧‧‧時序控制單元

951‧‧‧轉盤

952‧‧‧轉軸

960‧‧‧波段轉換元件

961‧‧‧第一波段轉換元件

962‧‧‧第二波段轉換元件

963‧‧‧第三波段轉換元件

971‧‧‧內部分色鏡

972‧‧‧外部分色鏡

980‧‧‧聚光透鏡

990‧‧‧均光元件

Claims (15)

1. 一種用於投影裝置之光源系統，包含：二第一光源，各用以產生一第一波段光線；一曲面反射元件，設置於該二第一光源之間，且具有二半部、一貫穿槽、一焦點及二透光部，該貫穿槽及該焦點設置於該二半部之間，該二透光部分別設置於該二半部上；一時序控制單元，具有一轉軸及一轉盤，該轉軸為可轉動的，該轉盤固定地連接該轉軸而可旋轉地通過該貫穿槽；以及多個波段轉換元件，設置於該轉盤上，該些波段轉換元件各用以將該第一波段光線轉換成另一波段光線，其中該些波段轉換元件係於該轉盤旋轉時通過該焦點。
2. 如請求項1所述之光源系統，其中該時序控制單元具有相對的一第一面及一第二面，該第一面具有一第一轉換部、一第二轉換部及一第一反射部，該第二面具有一第三轉換部、一第二反射部及一第三反射部；該些波段轉換元件包括一第一波段轉換元件、一第二波段轉換元件及一第三波段轉換元件，該第一波段轉換元件設置於該第一轉換部上，該第二波段轉換元件設置於該第二轉換部上，該第三波段轉換元件設置於該第三轉換部上。
3. 如請求項2所述之光源系統，更包括一內部分色鏡，該內部分色鏡設置於該曲面反射元件中，連接其中一個該半部，其中，該時序控制單元的該第一面朝向與該內部分色鏡連接的該半部。
4. 如請求項2所述之光源系統，其中該第一波段轉換元件、第二波段轉換元件及第三波段轉換元件，分別為綠光、紅光及黃光磷光物質中之其一。
5. 如請求項2所述之光源系統，其中該第一面及該第二面更各具有一穿透部，用以供該第一波段光線穿過其中。
6. 如請求項2所述之光源系統，其中該第一反射部、該第二反射部及該第三反射部各被設置一分色鍍膜，以使該第一波段光線可穿過該第一反射部、該第二反射部或該第三反射部；該第一轉換部與該第二反射部相對，該第二轉換部與該第三反射部相對，該第三轉換部與該第一反射部相對，以使該第一波段光線穿過該第一反射部、該第二反射部或該第三反射部後，可撞擊該第一轉換部、該第二轉換部或該第三轉換部。
7. 如請求項6所述之光源系統，其中該第三轉換部被局部地設置該第三波段轉換元件。
8. 如請求項1所述之光源系統，其中該二第一光源各為一藍光雷射，該第一波段光線為一藍光波段光線。
9. 如請求項1所述之光源系統，更包含二反射鏡，該二反射鏡分別用以將該二第一光源產生的第一波段光線反射，以穿過該二透光部。
10. 如請求項1所述之光源系統，更包含一第二光源及一外部分色鏡，該第二光源用以產生一第二波段光線，該外部分色鏡用以反射該第二波段光線，並用以讓被轉換後的該第一波段光線穿過。
11. 如請求項10所述之光源系統，其中該第二光源為一藍光發光 二極體，該第二波段光線為一藍光波段光線。
12. 如請求項1所述之光源系統，其中該曲面反射元件具有至少一曲面，該曲面為橢球或拋物之曲面。
13. 如請求項1所述之光源系統，其中該二透光部各為一貫穿孔或一透光材料。
14. 如請求項1所述之光源系統，其中該曲面反射元件由一透光材料所製成，該曲面反射元件的一表面被設置一分色鍍膜，以使該第一波段光線可穿過該曲面反射元件。
15. 如請求項1所述之光源系統，更包含一均光元件，該均光元件用以接收並均勻該第二波段光線及被轉換後的該第一波段光線。