[发明专利]波长转换轮模块及照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学模块与光学系统，且特别涉及一种波长转换轮模块与照明系统。

背景技术

近来以发光二极管（light-emitting diode,LED）和激光二极管（laser diode）等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。发光二极管的发光效率约在5%-8%之间，且发光二极管拥有不同的发光频谱可供选择，包含红色、绿色及蓝色频谱。发光二极管拥有优秀的发光频谱亦即具有高频谱顶峰值及窄频谱宽度，可以作为投影机所需的纯色光源。

另一方面，由于激光二极管具有高于20%的发光效率，为了突破发光二极管的光源限制，渐渐发展了以激光光源激发荧光粉而产生投影装置所需用的纯色光源。此二种形式为目前固态照明投影装置的光源主流。

为了要达到足够输出亮度，激光投影装置就可使用多颗的激光阵列并将之聚焦于荧光粉层，以产生足够的输出荧光强度。此种以激光二极管排列而成的阵列能够产生非常高的光输出功率以激发荧光粉，并且具有可机动调整光源数目的优点，以达到各种不同亮度的投影需求。因此，以此种方式为光源的投影装置具有非常大的潜力能够取代传统采用高压汞灯（ultra high pressure lamp,UHP lamp）为光源的投影装置，而成为新一代主流的投影装置。

美国专利第7461950号揭露一影像投影系统，其包括照明装置、照明光学系统、空间调制元件及投影光学系统。美国专利公开第2012/0039065号揭露一应用于投影机的照明系统，其包括蓝色激光光源、荧光粉轮及设置于蓝色激光光源和荧光粉轮之间的分光镜。美国专利第6813087号揭露一微镜片投影系统，其包括光源、积分柱、多模式色轮、空间光调变器、内部全反射棱镜及投影镜头。美国专利公开第2011/0116253号揭露一应用于投影机的穿透式半导体光源装置，其包括可沿着光轴发出紫外光束的半导体光源、垂直于光轴的荧光粉轮、用以将荧光粉轮以转轴为中心旋转的马达以及致动模块。美国专利第7052146号揭露一种可容易拆卸更换的色轮装置。

发明内容

本发明提供一种波长转换轮模块，可用以产生多种不同的波长转换模式。

本发明提供一种照明系统，可产生多种不同的照明效果。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种波长转换轮模块，包括一波长转换轮及一第一致动器。波长转换轮包括多个环状区，每一环状区包括至少一波长转换区及至少一光通过区。波长转换区将入射至波长转换区的一原始光束转换成一转换光束，转换光束的波长不同于原始光束的波长。这些环状区沿着波长转换轮的径向排列，其中不同的这些环状区的光学参数彼此不同，且这些环状区的光学参数与波长转换区及光通过区相关。第一致动器连接至波长转换轮，并驱使波长转换轮围绕一旋转中心旋转。

本发明的一实施例提出一种照明系统，其包括一光源、一波长转换轮及一色轮。光源发出一原始光束。波长转换轮配置于原始光束的传递路径上，且包括多个第一环状区。每一第一环状区包括至少一波长转换区，波长转换区将入射至波长转换区的原始光束转换成一转换光束，其中转换光束的波长不同于原始光束的波长。这些第一环状区沿着波长转换轮的径向排列，不同的这些第一环状区的光学参数彼此不同，且这些环状区的光学参数与波长转换区相关。当波长转换轮在一相同的波长转换模式下围绕一旋转中心旋转时，这些第一环状区之一的不同部分轮流切入原始光束的传递路径。当波长转换轮在不同的波长转换模式间切换时，不同的这些第一环状区以相对运动的方式沿着波长转换轮的径向对应切入原始光束的传递路径。色轮配置于转换光束的传递路径上，且包括多个第二环状区。每一第二环状区包括多个颜色不同的滤光区，且这些第二环状区沿着色轮的径向排列。不同的这些第二环状区的光学参数彼此不同，且这些第二环状区的光学参数与这些滤光区相关。当色轮在一相同的滤光模式下围绕一旋转中心旋转时，这些第二环状区之一的这些滤光区轮流切入转换光束的传递路径。当色轮在不同的滤光模式间切换时，不同的这些第二环状区以相对运动的方式沿着色轮的径向对应切入转换光束的传递路径。

在本发明的一实施例中，每一第一环状区所包括的至少一波长转换区为多个不同的波长转换区，以分别将原始光束对应转换成波长不同的多个的转换光束，且这些不同的波长转换区轮流切入原始光束的传递路径。