TWI779988B - 光源模組 - Google Patents

Abstract

一種光源模組包含光源、波長轉換單元、擴散片以及反射器。光源配置以發射激發光。波長轉換單元配置以反射激發光。擴散片具有相對的第一側以及第二側，並配置以允許被波長轉換單元反射之激發光由第一側進入擴散片而抵達第二側。反射器配置以反射進入擴散片之激發光，致使激發光由第二側傳播至第一側而離開擴散片。

Description

光源模組

本揭露是有關於一種光源模組。

近年來，雷射光作為投影式影像顯示裝置的一種光源而受到關注。雷射光源具有幾個優點。首先，從雷射光源發射的雷射光具有優異的方向性，因此具有高的光學效用。另外，雷射光是單色的，因此可以擴大色彩再現區域。與諸如白熾燈泡的其他光源相比，雷射光源還具有低功耗和長壽命的特點。

當諸如雷射光的同調光照射到具有大於雷射光波長的不平坦度的粗糙表面（例如，透射型屏幕或反射型屏幕）上時，會產生被稱為“光斑圖案”或簡稱“光斑”的斑駁光圖案。更具體來說，在粗糙表面上的每個點處散射的單個波長的光在觀察表面上的每個點處不規則地重疊，以產生複雜的干涉圖案。

為了消除前述光斑，一種習知技術係利用擴散片將雷射光進行均化。然而，此習知技術至少有以下缺失：(1)當空間上有限制時，就必需加大擴散片的傾斜角度，但同時可能會產生效率上的減損；以及(2)當有成本上的考量時，就必需減少擴散片數量，但會使得消除光斑的效果變差，進而使所呈現的畫面不均勻。

因此，提出一種可解決上述問題的光源模組，已成為當前重要的研發課題之一。

有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有解決上述問題的光源模組。

為了達到上述目的，依據本揭露之一實施方式，一種光源模組包含光源、波長轉換單元、擴散片以及反射器。光源配置以發射激發光。波長轉換單元配置以反射激發光。擴散片具有相對的第一側以及第二側，並配置以允許被波長轉換單元反射之激發光由第一側進入擴散片而抵達第二側。反射器配置以反射進入擴散片之激發光，致使激發光由第二側傳播至第一側而離開擴散片。

於本揭露的一或多個實施方式中，反射器設置且接觸擴散片的第二側。

於本揭露的一或多個實施方式中，一間隙形成於擴散片與反射器之間。

於本揭露的一或多個實施方式中，光源模組進一步包含分色片。波長轉換單元還配置以將激發光轉換成受激光。分色片配置以反射受激光。

於本揭露的一或多個實施方式中，分色片位於波長轉換單元與擴散片之間。

於本揭露的一或多個實施方式中，分色片還配置以透射激發光。

於本揭露的一或多個實施方式中，光源模組進一步包含色輪以及積分柱。色輪配置以透射由第一側離開擴散片之激發光與被分色片反射之受激光。積分柱配置以接收通過色輪之激發光與受激光。

於本揭露的一或多個實施方式中，光源模組進一步包含另一擴散片以及積分柱。此另一擴散片配置以透射由第一側離開擴散片之激發光與被分色片反射之受激光。積分柱配置以接收通過此另一擴散片之激發光與受激光。

於本揭露的一或多個實施方式中，光源模組進一步包含透鏡。透鏡具有光軸。光源所發射之激發光係沿著偏離光軸之路徑經由透鏡抵達波長轉換單元。

於本揭露的一或多個實施方式中，光源模組進一步包含另一擴散片。此另一擴散片係光耦合於光源與波長轉換單元之間。

綜上所述，於本揭露的光源模組中，反射器可將由擴散片的第一側進入擴散片而抵達擴散片的第二側之激發光進行反射，致使激發光再由第二側傳播至第一側而離開擴散片。換言之，激發光等同於經過擴散片兩次。藉此，本揭露的光源模組即可以數量較少的擴散片消除激發光所產生的光斑。

以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本揭露之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1圖，其為繪示根據本揭露一實施方式之光源模組100的示意圖。如第1圖所示，於本實施方式中，光源模組100例如可應用於三片式數位光源處理投影機(DLP；Digital Light Processing)中，但本揭露並不以此為限。光源模組100包含光源110、波長轉換單元120、擴散片130、131、132、反射器140、分色片150、色輪160、積分柱170以及透鏡181、182、183、184、185。光源110配置以發射激發光L1。於一些實施方式中，光源110為藍光雷射固態光源，因此激發光L1為藍色雷射光，但本揭露並不以此為限。透鏡181、182、183、184、185配置以調整符合需求之光形。透鏡183、184、擴散片131、分色片150與透鏡181、182係由光源110依序光耦合至波長轉換單元120。亦即，光源110所發射的激發光L1會依序通過透鏡183、184、擴散片131、分色片150與透鏡181、182而抵達波長轉換單元120。由此可知，分色片150配置以透射激發光L1。波長轉換單元120配置以反射激發光L1。具體來說，透鏡181、182具有光軸A。光源110所發射之激發光L1係沿著偏離光軸A之路徑經由透鏡181、182抵達波長轉換單元120。被波長轉換單元120反射的激發光L1會沿著偏離光軸A之另一路徑依序通過透鏡182、181與分色片150而抵達擴散片130。

於一些實施方式中，由光源110傳遞至波長轉換單元120的激發光L1亦可不通過分色片150。

請參照第2圖，其為繪示第1圖中之光源模組100的部分元件的示意圖。如第2圖所示，於本實施方式中，擴散片130具有相對的第一側130a以及第二側130b，並配置以允許被波長轉換單元120反射之激發光L1由第一側130a進入擴散片130而抵達第二側130b。反射器140設置且接觸擴散片130的第二側130b，並配置以反射進入擴散片130之激發光L1，致使激發光L1再由第二側130b傳播至第一側130a而離開擴散片130。

由前述結構配置可知，反射器140可將由擴散片130的第一側130a進入擴散片130而抵達擴散片130的第二側130b之激發光L1進行反射，致使激發光L1再由第二側130b傳播至第一側130a而離開擴散片130。換言之，激發光L1等同於經過擴散片130兩次。藉此，本實施方式的光源模組100可藉由擴散片130與反射器140的組合增進消除激發光L1所產生的光斑的效果。

於一些實施方式中，反射器140為設置於擴散片130的第二側130b的反射塗層，因此反射器140的設置並不會佔據光源模組100的內部空間，但本揭露並不以此為限。

請參照第3圖，其為繪示根據本揭露另一實施方式之光源模組100的部分元件的示意圖。如第3圖所示，於本實施方式中，一間隙G形成於擴散片130與反射器140之間。在進入擴散片130之激發光L1抵達第二側130b之後，會由第二側130b離開擴散片130，並經由間隙G而抵達反射器140。反射器140會將激發光L1反射回擴散片130，且激發光L1會由擴散片130的第二側130b進入，並由擴散片130的第一側130a離開。

請參照第4圖，其為繪示第1圖中之波長轉換單元120的正視圖。如第4圖所示，於本實施方式中，波長轉換單元120還配置以將激發光L1轉換成受激光L2。分色片150還配置以反射受激光L2。詳細來說，波長轉換單元120包含基板121以及設置於基板121上的複數個螢光區塊122a、122b。基板121為圓盤狀，且其中心可與馬達（圖未示）的轉軸銜接，藉以由馬達轉動。基板121包含反射部121a。螢光區塊122a、122b與反射部121a係繞著基板121的中心沿著一環狀路徑排列於基板121的正面。光源110所發射的激發光L1會在基板121上形成光點。在基板121轉動期間，光點會沿著前述環狀路徑依序移動於螢光區塊122a、122b與反射部121a上。當基板121轉動而使得光點位於反射部121a時，反射部121a會反射激發光L1。當基板121轉動而使得光點位於螢光區塊122a、122b中之一者時，激發光L1會被轉換成受激光L2。受激光L2實質上會沿著光軸A傳播至分色片150，並被分色片150反射。

舉例來說，螢光區塊122a為黃色螢光區塊，且其所轉換的受激光L2為黃光；螢光區塊122b為綠色螢光區塊，且其所轉換的受激光L2為綠光，但本揭露並不以此為限。

如第1圖與第2圖所示，於本實施方式中，分色片150位於波長轉換單元120與擴散片130之間。被波長轉換單元120反射的激發光L1會先通過分色片150而抵達擴散片130，再被反射器140反射而再次通過分色片150。再次通過分色片150的激發光L1與被分色片150反射的受激光L2實質上沿著相同光路依序經由透鏡185、擴散片132與色輪160而傳播至積分柱170。

請參照第5圖，其為繪示第1圖中之色輪160的正視圖。如第5圖所示，於本實施方式中，色輪160配置以透射由第一側130a離開擴散片130之激發光L1與被分色片150反射之受激光L2。積分柱170配置以接收通過色輪160之激發光L1與受激光L2。色輪160包含基板161以及設置於其上之濾光片162a、162b、162c、162d。基板161為圓盤狀，且其中心可與另一馬達（圖未示）的轉軸銜接，藉以由馬達轉動。濾光片162a、162b、162c、162d係繞著基板161的中心排列於基板161的正面。在基板161轉動期間，激發光L1或受激光L2會依序通過濾光片162a、162b、162c、162d。

舉例來說，濾光片162a、162b、162c、162d分別為紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片與黃色濾光片，但本揭露並不以此為限。藉由波長轉換單元120與色輪160的協同配合，即可由激發光L1與受激光L2濾出符合需求的色光。

根據前述結構配置，由於擴散片130與反射器140的組合增進消除激發光L1所產生的光斑的效果，因此本揭露的光源模組100可以進一步考慮省略擴散片131、132的至少一者。

於一些實施方式中，若由波長轉換單元120所轉換而成的受激光L2已為符合需求之色光，則色輪160可被省略。請參照第6圖，其為繪示根據本揭露另一實施方式之光源模組100’的示意圖。本實施方式相較於第1圖所示之實施方式的差異處，在於本實施方式的光源模組100’省略了色輪160。

由以上對於本揭露之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本揭露的光源模組中，反射器可將由擴散片的第一側進入擴散片而抵達擴散片的第二側之激發光進行反射，致使激發光再由第二側傳播至第一側而離開擴散片。換言之，激發光等同於經過擴散片兩次。藉此，本揭露的光源模組即可以數量較少的擴散片消除激發光所產生的光斑。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100,100’:光源模組

110:光源

120:波長轉換單元

121,161:基板

121a:反射部

122a,122b:螢光區塊

130,131,132:擴散片

130a:第一側

130b:第二側

140:反射器

150:分色片

160:色輪

162a,162b,162c,162d:濾光片

170:積分柱

181,182,183,184,185:透鏡

A:光軸

G:間隙

L1:激發光

L2:受激光

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為繪示根據本揭露一實施方式之光源模組的示意圖。 第2圖為繪示第1圖中之光源模組的部分元件的示意圖。 第3圖為繪示根據本揭露另一實施方式之光源模組的部分元件的示意圖。 第4圖為繪示第1圖中之波長轉換單元的正視圖。 第5圖為繪示第1圖中之色輪的正視圖。 第6圖為繪示根據本揭露另一實施方式之光源模組的示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:光源模組

110:光源

120:波長轉換單元

130,131,132:擴散片

140:反射器

150:分色片

160:色輪

170:積分柱

181,182,183,184,185:透鏡

A:光軸

L1:激發光

L2:受激光

Claims (9)

1. 一種光源模組，包含：一光源，配置以發射一激發光；一波長轉換單元，配置以反射該激發光；一擴散片，具有相對的一第一側以及一第二側，並配置以允許被該波長轉換單元反射之該激發光由該第一側進入該擴散片而抵達該第二側；一反射器，配置以反射進入該擴散片之該激發光，致使該激發光由該第二側傳播至該第一側而離開該擴散片；以及一透鏡，具有一光軸，該光源所發射之該激發光係沿著偏離該光軸之一路徑經由該透鏡抵達該波長轉換單元。
2. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射器設置且接觸該擴散片的該第二側。
3. 如請求項1所述之光源模組，其中一間隙形成於該擴散片與該反射器之間。
4. 如請求項1所述之光源模組，進一步包含一分色片，其中該波長轉換單元還配置以將該激發光轉換成一受激光，且該分色片配置以反射該受激光。
5. 如請求項4所述之光源模組，其中該分色片位於該波長轉換單元與該擴散片之間。
6. 如請求項4所述之光源模組，其中該分色片還配置以透射該激發光。
7. 如請求項4所述之光源模組，進一步包含：一色輪，配置以透射由該第一側離開該擴散片之該激發光與被該分色片反射之該受激光；以及一積分柱，配置以接收通過該色輪之該激發光與該受激光。
8. 如請求項4所述之光源模組，進一步包含：另一擴散片，配置以透射由該第一側離開該擴散片之該激發光與被該分色片反射之該受激光；以及一積分柱，配置以接收通過該另一擴散片之該激發光與該受激光。
9. 如請求項1所述之光源模組，進一步包含另一擴散片，該另一擴散片係光耦合於該光源與該波長轉換單元之間。

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