專利名稱：照明系統(tǒng)及投影裝置的制作方法
照明系統(tǒng)及投影裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種照明系統(tǒng)及包含此照明系統(tǒng)的投影裝置。背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的進(jìn)步，投影裝置除了可采用發(fā)出白光的高壓汞燈(ultra high pressure lamp, UHP lamp)搭配色輪(color wheel)來(lái)依序產(chǎn)生紅光、綠光及藍(lán)光，以使 投影裝置提供彩色影像畫面之外，近來(lái)更發(fā)展出以紅色、綠色及藍(lán)色發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)作為光源之投影裝置。如圖6所示，在以紅、藍(lán)、綠三色之發(fā)光二極管作為光源的投影裝置100中，通常是 以X-鏡(x-mirror) 102來(lái)合光。舉例而言，X-鏡包括互相交叉配置的紅色分色鏡10 及 藍(lán)色分色鏡102b，紅色發(fā)光二極管104R所發(fā)出的紅色光束會(huì)被紅色分色鏡10 反射，藍(lán)色 發(fā)光二極管104B所發(fā)出的藍(lán)色光束會(huì)被藍(lán)色分色鏡102b反射，而綠色發(fā)光二極管104G所 發(fā)出的綠色光束則會(huì)穿透紅色分色鏡10 及藍(lán)色分色鏡102b。透過(guò)X-鏡(X-mirror)對(duì) 不同顏色的光束的不同作用，可將傳遞方向不同的紅、綠、藍(lán)三色光束導(dǎo)引至同一方向，再 由一蠅眼透鏡(fly-eye lens) 106勻光。接著，被反射鏡108偏折的紅、綠、藍(lán)三色光束，在 經(jīng)過(guò)投影裝置中之?dāng)?shù)位微鏡元件(digital micro-mirror device，DMD) 110的作用之后，便 能夠形成彩色的影像光束并進(jìn)入一投影鏡頭112。然而，在X-鏡102中，由于紅色分色鏡10 與藍(lán)色分色鏡102b互相膠合的區(qū)域 (即互相交叉的區(qū)域)對(duì)紅、綠、藍(lán)三色光束無(wú)法產(chǎn)生正常的導(dǎo)引作用，這會(huì)導(dǎo)致光損失。此 外，當(dāng)光源由傳統(tǒng)的高壓汞燈改變?yōu)榘l(fā)光二極管時(shí)，膠合區(qū)域的面積相對(duì)發(fā)光二極管所發(fā) 出的光束之截面積會(huì)變得更大，這會(huì)造成更大比例的光損失。再者，在采用X-鏡的投影裝 置中，紅色光束、綠色光束及藍(lán)色光束從三個(gè)不同的方向入射X-鏡102，使得投影裝置內(nèi)部 的元件的空間利用率不佳，進(jìn)而導(dǎo)致投影裝置過(guò)于龐大。另外，如圖7所示，美國(guó)專利公告號(hào)7201498揭露一種合光系統(tǒng)，其中發(fā)光二極管 124B, 124G, 124R借由三個(gè)彼此互不平行的分色鏡122B、122G、122R的反射而成像至照明 目標(biāo)1 上。然而，此一設(shè)計(jì)為一單純的合光系統(tǒng)，并未揭露如運(yùn)用于一投影裝置時(shí)如何 進(jìn)一步提高光利用率及縮小體積的設(shè)計(jì)。類似的現(xiàn)有設(shè)計(jì)例如美國(guó)專利公告號(hào)6910777、 6987546也揭露包含三個(gè)彼此互不平行的分色鏡的設(shè)計(jì)，然而，這些現(xiàn)有技術(shù)同樣未提供進(jìn) 一步提高光利用率及空間利用率的設(shè)計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種具良好光利用率及空間利用率的照明系統(tǒng)及投影裝置。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發(fā)明提供一種照明系統(tǒng)，包括 一晶片封裝體、一第一分色膜、一第二分色膜及一第三分色膜。晶片封裝體包括適于發(fā)出一 第一光束的一第一發(fā)光晶片、適于發(fā)出一第二光束的一第二發(fā)光晶片及適于發(fā)出一第三光5束的一第三發(fā)光晶片。第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片排列成一橫列，且第一 光束、第二光束及第三光束的顏色彼此不同。一第一分色膜配置于第一光束、第二光束及第 三光束的傳遞路徑上，一第二分色膜配置于第二光束及第三光束的傳遞路徑上，且一第三 分色膜配置于第三光束的傳遞路徑上。第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜彼此不平行 且不交叉且依鄰近晶片封裝體的順序依序?yàn)榈谝环稚?、第二分色膜及第三分色膜，第?分色膜適于反射第一光束，第一分色膜適于被第二光束穿透且第二分色膜適于反射第二光 束，第一分色膜及第二分色膜適于被第三光束穿透且第三分色膜適于反射第三光束。當(dāng)?shù)?一光束、第二光束及第三光束離開(kāi)第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜之后，第一光束、 第二光束及第三光束形成一照明光束。所述照明系統(tǒng)，更包括一光均勻化元件配置于照明光束的傳遞路徑上，且晶片封 裝體更包括一透鏡覆蓋第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片。所述照明系統(tǒng)，第二發(fā)光晶片設(shè)置于第一發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片之間，且第一 發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片的尺寸均小于第二發(fā)光晶片的尺寸。本發(fā)明還提供一種投影裝置，包括一照明系統(tǒng)、一光閥及一投影鏡頭。照明系統(tǒng)包 括一晶片封裝體、一第一分色膜、一第二分色膜及一第三分色膜。晶片封裝體包括適于發(fā)出 一第一光束的一第一發(fā)光晶片、適于發(fā)出一第二光束的一第二發(fā)光晶片及適于發(fā)出一第三 光束的一第三發(fā)光晶片。第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片排列成一橫列，且第 一光束、第二光束及第三光束的顏色彼此不同。一第一分色膜配置于第一光束、第二光束 及第三光束的傳遞路徑上，一第二分色膜配置于第二光束及第三光束的傳遞路徑上，且一 第三分色膜配置于第三光束的傳遞路徑上。第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜彼此不 平行且不交叉且依鄰近晶片封裝體的順序依序?yàn)榈谝环稚ぁ⒌诙稚ぜ暗谌稚ぃ?第一分色膜適于反射第一光束，第一分色膜適于被第二光束穿透且第二分色膜適于反射第 二光束，第一分色膜及第二分色膜適于被第三光束穿透且第三分色膜適于反射第三光束。 當(dāng)?shù)谝还馐?、第二光束及第三光束離開(kāi)第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜之后，第一光 束、第二光束及第三光束形成一照明光束。光閥配置于照明光束的傳遞路徑上，并適于將照 明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束，且投影鏡頭配置于影像光束的傳遞路徑上。所述投影裝置更包括一內(nèi)部全反射棱鏡，配置于照明光束與影像光束的傳遞路徑 上，并位于光閥與投影鏡頭之間。所述投影裝置更包括一反射鏡，配置于照明光束的傳遞路徑上，并位于照明系統(tǒng) 與光閥之間。所述投影裝置，光均勻化元件為一蠅眼透鏡，蠅眼透鏡包含數(shù)個(gè)呈一陣列排列的 透鏡元件，且每一透鏡元件具有與一斜向入射變形光斑互補(bǔ)的外形。所述投影裝置，照明系統(tǒng)更包括一聚焦透鏡，配置于照明光束的傳遞路徑上，并位 于光均勻化元件與光閥之間，且聚焦透鏡的一中心軸遠(yuǎn)離投影裝置的一光軸。本發(fā)明還提供一種投影裝置，包括一照明系統(tǒng)、一光閥、一光均勻化元件及一投影 鏡頭。照明系統(tǒng)包括一晶片封裝體、一第一分色膜、一第二分色膜及一第三分色膜。晶片封 裝體包括適于發(fā)出一第一光束的一第一發(fā)光晶片、適于發(fā)出一第二光束的一第二發(fā)光晶片 及適于發(fā)出一第三光束的一第三發(fā)光晶片。第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片 排列成一橫列，第二發(fā)光晶片設(shè)置于第一發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片之間，第一發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片的尺寸均小于第二發(fā)光晶片的尺寸，且第一光束、第二光束及第三光束的顏 色彼此不同。一第一分色膜適于偏折第一光束，一第二分色膜適于偏折第二光束，且一第三 分色膜適于偏折第三光束，第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜彼此不平行且不交叉，且 當(dāng)?shù)谝还馐?、第二光束及第三光束離開(kāi)第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜之后，第一光 束、第二光束及第三光束形成一照明光束。光閥配置于照明光束的傳遞路徑上，并適于將照 明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束。光均勻化元件配置于照明光束的傳遞路徑上，并位于第一分色 膜、第二分色膜及第三分色膜與光閥之間，且一投影鏡頭配置于影像光束的傳遞路徑上。本發(fā)明的照明系統(tǒng)及投影裝置至少具有以下其中之一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，借由上述的設(shè)計(jì)， 由于第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜彼此不交叉，因此不會(huì)產(chǎn)生無(wú)法對(duì)光進(jìn)行正常 引導(dǎo)作用的無(wú)效區(qū)域，所以具有較高的光利用率。此外，由于第一分色膜、第二分色膜及第 三分色膜彼此不需平行，如此便能夠分別控制第一光束、第二光束與第三光束的反射角度， 借以修正左右兩側(cè)的第一發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片因離軸造成的入射角度及入射位置的 變異，使第一光束、第二光束與第三光束在離開(kāi)第一分色膜后能夠盡可能地互相平行。再 者，由于第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片與第三發(fā)光晶片是被包含于同一個(gè)晶片封裝體中且 排列成一道橫列，故可提升投影裝置的空間利用率，使投影裝置能夠具有較小的體積，且當(dāng) 三個(gè)發(fā)光晶片排列成一道橫列時(shí)，可進(jìn)一步縮小體積且可投射出較小的合光光斑。再者，上 述照明系統(tǒng)及投影裝置可視投影裝置的不同色彩或亮度需求搭配不同的光路設(shè)計(jì)。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例并配合所附圖式， 作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1為本發(fā)明之一實(shí)施例的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A至圖2C為示意圖，顯示當(dāng)三個(gè)發(fā)光晶片排列成一道橫列時(shí)的不同光路變化 例。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為示意圖，顯示本發(fā)明一實(shí)施例之光均勻化元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖5A及圖5B為示意圖，顯示本發(fā)明一實(shí)施例之投影裝置偏心設(shè)計(jì)。圖6為一現(xiàn)有投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為一現(xiàn)有合光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。10投影裝置12照明系統(tǒng)14 光閥16投影鏡頭22晶片封裝體221、222、223 發(fā)光晶片221a、222a、223a 光束224 透鏡對(duì)、26、沘分色膜34、36、38 透光基板
42光均勻化元件421透鏡元件44聚焦透鏡46反射鏡48像場(chǎng)透鏡50投影裝置52內(nèi)部全反射棱鏡521第一棱鏡522第二棱鏡100投影裝置102X-鏡102a紅色分色鏡102b藍(lán)色分色鏡104B藍(lán)色發(fā)光二極管104G綠色發(fā)光二極管104R紅色發(fā)光二極管106蠅眼透鏡108反射鏡110數(shù)位微鏡元件112投影鏡頭122B、122G、122R 分色鏡124BU24GU24R 發(fā)光二126照明目標(biāo)I照明光束L影像光束M光軸N中心軸具體實(shí)施方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式之實(shí)施例 的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如上、下、左、右、前 或后等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā) 明。圖1為本發(fā)明之一實(shí)施例的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的投 影裝置10包括一照明系統(tǒng)12、一光閥14及一投影鏡頭16。照明系統(tǒng)12包括一晶片封裝 體22、一第一分色膜M、一第二分色膜沈及一第三分色膜觀。晶片封裝體22包括排列成 一橫列的一第一發(fā)光晶片221、一第二發(fā)光晶片222及一第三發(fā)光晶片223。第一發(fā)光晶片 221適于發(fā)出一第一光束221a，第二發(fā)光晶片222適于發(fā)出一第二光束22 ，而第三發(fā)光 晶片223適于發(fā)出一第三光束223a。在本實(shí)施例中，第一發(fā)光晶片221、第二發(fā)光晶片222及第三發(fā)光晶片223例如為發(fā)光二極管晶片。然而，在其他實(shí)施例中，第一發(fā)光晶片221、 第二發(fā)光晶片222及第三發(fā)光晶片223亦可以是雷射二極管晶片或其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)光晶片。 此外，在本實(shí)施例中，晶片封裝體22更包括一透鏡224，此透鏡2 覆蓋第一發(fā)光晶片221、 第二發(fā)光晶片222及第三發(fā)光晶片223，并位于第一光束221a、第二光束22 及第三光束 223a的傳遞路徑上。再者，第一光束221a、第二光束22 及第三光束223a的顏色彼此不 同。在本實(shí)施例中，第一光束221a例如為紅色光束，第二光束22 例如為綠色光束，而第 三光束223a例如為藍(lán)色光束。然而，在其他實(shí)施例中，第一光束221a、第二光束22 及第 三光束223a亦可以分別為其他不同顏色的光束。于本實(shí)施例中，依鄰近晶片封裝體22的順序依序?yàn)榈谝环稚、第二分色膜沈 及第三分色膜觀。第一分色膜M配置于第一光束221a、第二光束22 及第三光束223a 的傳遞路徑上，第二分色膜26配置于第二光束22 及第三光束223a的傳遞路徑上，而第 三分色膜觀配置于第三光束223a的傳遞路徑上，其中第一分色膜M、第二分色膜沈及第 三分色膜觀彼此不平行且不交叉。第一分色膜M配置于一第一透光基板34之一表面，第 二分色膜26配置于一第二透光基板36之一表面，第三分色膜28配置于一第三透光基板38 之一表面。值得注意的是，本發(fā)明并不限定第一分色膜對(duì)、第二分色膜26及第三分色膜觀 的配置如同上述，在其他實(shí)施例中，亦可將第一分色膜M與第二分色膜沈配置于第一透光 基板34的兩對(duì)側(cè)并省略第三透光基板38。第一分色膜M適于反射第一光束221a，第一分 色膜M適于被第二光束22 穿透且第二分色膜沈適于反射第二光束22加，第一分色膜 24及第二分色膜沈適于被第三光束223a穿透且第三分色膜觀適于反射第三光束223a。 當(dāng)?shù)谝还馐?21a、第二光束22 及第三光束223a在離開(kāi)第一分色膜M、第二分色膜沈及 第三分色膜觀之后，第一光束221a、第二光束22 及第三光束223a會(huì)形成照明光束I。此外，在本實(shí)施例中，照明系統(tǒng)12更包括一光均勻化元件42及一聚焦透鏡44，光 均勻化元件42及聚焦透鏡44配置于第一 221a光束、第二光束22 及第三光束223a的 傳遞路徑上，并位于第一分色膜M與光閥14之間。具體而言，光均勻化元件42例如為一 蠅眼透鏡(fly-eye lens)，用以使照明光束I均勻地照射在光閥14上。另外，在本實(shí)施例 中，第一發(fā)光晶片221、第二發(fā)光晶片222及第三發(fā)光晶片223可輪流明滅，以使照明光束 I在離開(kāi)第二分色膜26時(shí)的顏色隨時(shí)間而變化。舉例而言，第二發(fā)光晶片222可先明滅一 次，接著第一發(fā)光晶片221明滅一次，然后第三發(fā)光晶片223再明滅一次，之后第二發(fā)光晶 片222、第一發(fā)光晶片221及第三發(fā)光晶片223再依此順序反復(fù)明滅。如此一來(lái)，照明光束 I在離開(kāi)第二分色膜26時(shí)的顏色便會(huì)依序?yàn)榫G、紅及藍(lán)，并依此順序不斷循環(huán)。然而，在其 他實(shí)施例中，第一發(fā)光晶片221、第二發(fā)光晶片222及第三發(fā)光晶片223亦可以同時(shí)發(fā)光，以 形成白色的照明光束I。光閥14配置于照明光束I的傳遞路徑上，并適于將照明光束I轉(zhuǎn) 換為一影像光束L。在本實(shí)施例中，光閥14例如為一數(shù)位微鏡元件，然而，在其他實(shí)施例中， 光閥 14亦可以是一硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)或一 穿透式液晶面板(transmissive liquid crystal panel)。投影鏡頭16配置于影像光束L 的傳遞路徑上，以將影像光束L投影至屏幕(未圖示)而產(chǎn)生影像畫面。另外，為了進(jìn)一步 提升空間利用率，在本實(shí)施例中，投影裝置10更包括一反射鏡46配置于照明光束I的傳遞 路徑上，并位于該照明系統(tǒng)12與光閥14之間，反射鏡46可使照明光束I的傳遞路徑彎折， 以達(dá)到提升空間利用率的效果。另外，一像場(chǎng)透鏡(field lens) 48可配置于影像光束L的傳遞路徑上，并位于光閥14與投影鏡頭16之間。本發(fā)明的實(shí)施例至少具有以下其中之一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在本實(shí)施例之投影裝置10中，由 于第一分色膜M、第二分色膜26及第三分色膜觀彼此不交叉，因此不會(huì)產(chǎn)生無(wú)法對(duì)光進(jìn)行 正常引導(dǎo)作用的無(wú)效區(qū)域，所以本實(shí)施例的投影裝置10具有較高的光利用率。此外，由于 第一分色膜對(duì)、第二分色膜26及第三分色膜觀彼此不需平行，如此便能夠分別控制第一光 束221a、第二光束22 與第三光束223a的反射角度，借以修正左右兩側(cè)的第一發(fā)光晶片 221及第三發(fā)光晶片223因離軸造成的入射角度及入射位置的變異，使第一光束221a、第二 光束22 與第三光束223a在離開(kāi)第一分色膜M后能夠盡可能地互相平行。再者，由于第 一發(fā)光晶片221、第二發(fā)光晶片222與第三發(fā)光晶片223是被包含于同一個(gè)晶片封裝體22 中且排列成一道橫列，相較于現(xiàn)有投影裝置中的紅、綠、藍(lán)三色光束是由三個(gè)不同的方向入 射X-鏡，本實(shí)施例的投影裝置10其第一光束221a、第二光束22 及第三光束223a是以同 一方向入射第一分色膜對(duì)。如此一來(lái)，投影裝置10的空間利用率便可以提升，進(jìn)而使投影 裝置10能夠具有較小的體積，且當(dāng)三個(gè)發(fā)光晶片221、222、223排列成一道橫列時(shí)，可進(jìn)一 步縮小體積且可投射出較小的合光光斑。圖2A至圖2C顯示當(dāng)三個(gè)發(fā)光晶片排列成一道橫列時(shí)的不同光路變化例。如圖2A 至圖2C所示，本發(fā)明并不限定由那一個(gè)分色膜反射某一道光束，而可視不同色光或不同需 求任意變化。舉例而言，如圖2A所示，第一光束22la、第二光束22 及第三光束223a可分 別被第三分色膜觀、第二分色膜26、及第一分色膜M反射，且于圖2A的設(shè)置中，搭配將綠 光發(fā)光晶片置于紅光發(fā)光晶片及藍(lán)光發(fā)光晶片的中間，于光束穿透分色膜或由分色膜反射 后會(huì)有較佳的頻譜表現(xiàn)。再者，如圖2B及圖2C的配置，可搭配將綠光入射至第一分色膜M 的設(shè)計(jì)，如此可減少穿透分色膜時(shí)的光損失，提供較多的綠光使整體亮度提高，并且因?yàn)榫G 光已在第一分色膜M被反射，藍(lán)光及紅光穿透分色膜時(shí)會(huì)有較佳的頻譜表現(xiàn)進(jìn)而提升紅 光及藍(lán)光的穿透率。因此，可視投影裝置10的不同色彩或亮度需求搭配不同的光路設(shè)計(jì)。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，投影裝置50包 括一內(nèi)部全反射棱鏡52，此內(nèi)部全反射棱鏡52配置于照明光束I與影像光束L的傳遞路徑 上，并位于光閥14與投影鏡頭16之間。具體而言，內(nèi)部全反射棱鏡52包括一第一棱鏡521 及一第二棱鏡522，且第一棱鏡521與第二棱鏡522之間保持一間隙G，以在第一棱鏡521 上形成一全反射面。來(lái)自光均勻化元件42的照明光束I可經(jīng)由第一棱鏡521的入光面進(jìn) 入第一棱鏡521中，接著被全反射面全反射至光閥14。再者，來(lái)自光閥14的影像光束L則 依序穿透第一棱鏡521、間隙G及第二棱鏡522而傳遞至投影鏡頭16。再者，如圖3所示， 第二發(fā)光晶片222設(shè)置于第一發(fā)光晶片221及第三發(fā)光晶片223之間，且第一發(fā)光晶片221 及第三發(fā)光晶片223的尺寸均小于第二發(fā)光晶片222的尺寸，如此可縮小發(fā)光晶片的場(chǎng)點(diǎn)， 并提高左右兩側(cè)第一發(fā)光晶片221及第三發(fā)光晶片223的光學(xué)效率。如圖4所示，于一實(shí)施例中光均勻化元件42可為一蠅眼透鏡(fly-eye lens)，蠅 眼透鏡包含數(shù)個(gè)呈一陣列排列的透鏡元件421。一般而言，因?yàn)橥队把b置內(nèi)的光路會(huì)轉(zhuǎn)折， 所以光閥14上形成的光斑會(huì)產(chǎn)生變形。舉例而言，如圖4所示，傳統(tǒng)上具有矩形外形的透 鏡元件421’，會(huì)因斜向入射變形而于光閥14上形成歪斜的平行四邊形光斑S’。因此，本實(shí) 施例利用反向形狀設(shè)計(jì)，將透鏡元件421設(shè)計(jì)為與光斑S’反向歪斜的平行四邊形，意即每 一透鏡元件421具有與一斜向入射變形光斑互補(bǔ)的外形，如此于斜向入射后可于光閥14上形成矩形的光斑S，而可有效提高光利用率及光均勻度。于一實(shí)施例中，聚焦透鏡44配置于照明光束I的傳遞路徑上，且位于光均勻化元 件42與光閥14之間。聚焦透鏡44的中心軸N遠(yuǎn)離投影裝置10的一光軸M，例如圖5A所 示中心軸N沿X軸方向與光軸M錯(cuò)位一段距離，或如圖5B所示中心軸N沿Y軸方向與光軸 M錯(cuò)位一段距離，借由聚焦透鏡44的偏心設(shè)計(jì)，可在有限距離下增加光程并調(diào)整光斑，如此 可縮小投影裝置整體的尺寸并減少光損失。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施之范圍，即 大凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作之簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明 專利涵蓋之范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或申請(qǐng)專利范圍不須達(dá)成本發(fā)明所揭露之全 部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)，包括 一晶片封裝體，包括一第一發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第一光束； 一第二發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第二光束；以及一第三發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第三光束，其中該第一發(fā)光晶片、該第二發(fā)光晶片及該第 三發(fā)光晶片排列成一橫列，且該第一光束、該第二光束及該第三光束的顏色彼此不同； 一第一分色膜，配置于該第一光束、該第二光束及該第三光束的傳遞路徑上； 一第二分色膜，配置于該第二光束及該第三光束的傳遞路徑上；以及 一第三分色膜，配置于該第三光束的傳遞路徑上，其中該第一分色膜、該第二分色膜及 該第三分色膜彼此不平行且不交叉且依鄰近該晶片封裝體的順序依序?yàn)樵摰谝环稚?、?第二分色膜及該第三分色膜，該第一分色膜適于反射該第一光束，該第一分色膜適于被該 第二光束穿透且該第二分色膜適于反射該第二光束，該第一分色膜及該第二分色膜適于被 該第三光束穿透且該第三分色膜適于反射該第三光束，且當(dāng)該第一光束、該第二光束及該 第三光束離開(kāi)該第一分色膜、該第二分色膜及該第三分色膜之后，該第一光束、該第二光束 及該第三光束形成一照明光束。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于還包括一光均勻化元件配置于該照明 光束的傳遞路徑上。
3.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于該晶片封裝體還包括一透鏡，且該透鏡 覆蓋該第一發(fā)光晶片、該第二發(fā)光晶片及該第三發(fā)光晶片。
4.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于還包括一第一透光基板，具有一第一表面，其中該第一分色膜配置于該第一表面上； 一第二透光基板，具有一第二表面，其中該第二分色膜配置于該第二表面上；以及 一第三透光基板，具有一第三表面，其中該第三分色膜配置于該第三表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于該第二發(fā)光晶片設(shè)置于該第一發(fā)光晶 片及該第三發(fā)光晶片之間，且該第一發(fā)光晶片及該第三發(fā)光晶片的尺寸均小于該第二發(fā)光 晶片的尺寸。
6.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于該第一光束或該第二光束為一綠光光束ο
7.一種投影裝置，包括 一照明系統(tǒng)，包括 一晶片封裝體，包括一第一發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第一光束； 一第二發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第二光束；以及一第三發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第三光束，其中該第一發(fā)光晶片、該第二發(fā)光晶片及該第 三發(fā)光晶片排列成一橫列，且該第一光束、該第二光束及該第三光束的顏色彼此不同； 一第一分色膜，配置于該第一光束、該第二光束及該第三光束的傳遞路徑上； 一第二分色膜，配置于該第二光束及該第三光束的傳遞路徑上；以及 一第三分色膜，配置于該第三光束的傳遞路徑上，其中該第一分色膜、該第二分色膜及 該第三分色膜彼此不平行且不交叉且依鄰近該晶片封裝體的順序依序?yàn)樵摰谝环稚?、該第二分色膜及該第三分色膜，該第一分色膜適于反射該第一光束，該第一分色膜適于被該 第二光束穿透且該第二分色膜適于反射該第二光束，該第一分色膜及該第二分色膜適于被 該第三光束穿透且該第三分色膜適于反射該第三光束，且當(dāng)該第一光束、該第二光束及該 第三光束離開(kāi)該第一分色膜、該第二分色膜及該第三分色膜之后，該第一光束、該第二光束 及該第三光束形成一照明光束；一光閥，配置于該照明光束的傳遞路徑上，并適于將該照明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束；以及一投影鏡頭，配置于該影像光束的傳遞路徑上。
8.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于還包括一內(nèi)部全反射棱鏡，配置于該照 明光束與該影像光束的傳遞路徑上，并位于該光閥與該投影鏡頭之間。
9.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于還包括一反射鏡，配置于該照明光束的 傳遞路徑上，并位于該照明系統(tǒng)與該光閥之間。
10.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于該照明系統(tǒng)還包括一光均勻化元件，配置于該照明光束的傳遞路徑上，并位于該第一分色膜與該光閥之間。
11.如權(quán)利要求10所述的投影裝置，其特征在于該光均勻化元件為一蠅眼透鏡。
12.如權(quán)利要求11所述的投影裝置，其特征在于該蠅眼透鏡包含數(shù)個(gè)呈一陣列排列 的透鏡元件，且每一該透鏡元件具有與一斜向入射變形光斑互補(bǔ)的外形。
13.如權(quán)利要求10所述的投影裝置，其特征在于該照明系統(tǒng)還包括一聚焦透鏡，配置于該照明光束的傳遞路徑上，并位于該光均勻化元件與該光閥之間。
14.如權(quán)利要求13所述的投影裝置，其特征在于該聚焦透鏡的一中心軸遠(yuǎn)離該投影 裝置的一光軸。
15.一種投影裝置，包括 一照明系統(tǒng)，包括 一晶片封裝體，包括一第一發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第一光束； 一第二發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第二光束；以及一第三發(fā)光晶片，適于發(fā)出一第三光束；其中該第一發(fā)光晶片、該第二發(fā)光晶片及該 第三發(fā)光晶片排列成一橫列，該第二發(fā)光晶片設(shè)置于該第一發(fā)光晶片及該第三發(fā)光晶片之 間，該第一發(fā)光晶片及該第三發(fā)光晶片的尺寸均小于該第二發(fā)光晶片的尺寸，且該第一光 束、該第二光束及該第三光束的顏色彼此不同； 一第一分色膜，適于偏折該第一光束； 一第二分色膜，適于偏折該第二光束；以及一第三分色膜，適于偏折該第三光束，其中該第一分色膜、該第二分色膜及該第三分 色膜彼此不平行且不交叉，且當(dāng)該第一光束、該第二光束及該第三光束離開(kāi)該第一分色膜、 該第二分色膜及該第三分色膜之后，該第一光束、該第二光束及該第三光束形成一照明光 束；一光閥，配置于該照明光束的傳遞路徑上，并適于將該照明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束； 一光均勻化元件，配置于該照明光束的傳遞路徑上，并位于該第一分色膜、該第二分色膜及該第三分色膜與該光閥之間；以及一投影鏡頭，配置于該影像光束的傳遞路徑上。
16.如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其特征在于還包括一內(nèi)部全反射棱鏡，配置于該 照明光束與該影像光束的傳遞路徑上，并位于該光閥與該投影鏡頭之間。
17.如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其特征在于還包括一反射鏡，配置于該照明光束 的傳遞路徑上，并位于該照明系統(tǒng)與該光閥之間。
18.如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其特征在于該光均勻化元件為一蠅眼透鏡，該蠅 眼透鏡包含數(shù)個(gè)呈一陣列排列的透鏡元件，且每一該透鏡元件具有與一斜向入射變形光斑 互補(bǔ)的外形。
19.如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其特征在于該照明系統(tǒng)還包括一聚焦透鏡，該聚 焦透鏡配置于該照明光束的傳遞路徑上，并位于該光均勻化元件與該光閥之間。
20.如權(quán)利要求19所述的投影裝置，其特征在于該聚焦透鏡的一中心軸遠(yuǎn)離該投影 裝置的一光軸。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)及投影裝置，照明系統(tǒng)包括一晶片封裝體、一第一分色膜、一第二分色膜及一第三分色膜，第一分色膜、第二分色膜及第三分色膜彼此不平行且不交叉。晶片封裝體包括排列成一橫列且發(fā)出不同色光的一第一發(fā)光晶片、一第二發(fā)光晶片及一第三發(fā)光晶片，且第一發(fā)光晶片、第二發(fā)光晶片及第三發(fā)光晶片適于分別發(fā)出一第一光束、一第二光束及一第三光束。第一分色膜適于反射第一光束，第一分色膜適于被第二光束穿透且第二分色膜適于反射第二光束，第一分色膜及第二分色膜適于被第三光束穿透且第三分色膜適于反射第三光束。本發(fā)明具良好光利用率及空間利用率。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102052604SQ20091020903
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉佩青, 張瑞彬, 陳時(shí)偉, 黃健榮 申請(qǐng)人:揚(yáng)明光學(xué)股份有限公司