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TWI448806B - 螢光劑裝置及其所適用之光源系統及投影設備 - Google Patents

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TWI448806B
TWI448806B TW101131561A TW101131561A TWI448806B TW I448806 B TWI448806 B TW I448806B TW 101131561 A TW101131561 A TW 101131561A TW 101131561 A TW101131561 A TW 101131561A TW I448806 B TWI448806 B TW I448806B
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light
band
phosphor
segment
source system
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TW101131561A
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TW201314344A (zh
Inventor
Bor Wang
Keh Su Chang
Chien Hao Hua
Original Assignee
Delta Electronics Inc
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47178469&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TWI448806(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Delta Electronics Inc filed Critical Delta Electronics Inc
Publication of TW201314344A publication Critical patent/TW201314344A/zh
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Description

螢光劑裝置及其所適用之光源系統及投影設備
本案係關於一種螢光劑裝置，尤指一種藉由塗佈單一螢光劑以生成三原色光之螢光劑裝置及其所之光源系統及投影設備。
投影設備之光源系統需能發出紅光、綠光、藍光(R、G、B)等三原色光，然而固態發光元件之發光效率一般而言為藍光固態發光元件之發光效率最佳，因此目前的作法大多採用藍光固態發光元件配合波長轉換裝置，以將藍光之波長進行轉換，例如配合螢光劑色輪(Phosphor Wheel)來激發出各種顏色的光，藉此取代紅光固態發光元件或綠光固態發光元件直接發出紅光或綠光的方式，以提升光源系統整體的發光效率並降低成本。
一般而言，傳統的投影設備之光源系統大致可分為二種類型，其一係採用單一藍光固態發光元件配合具有複數個區段之單一螢光劑色輪。請參閱第1A圖及第1B圖，其係分別為傳統投影設備之結構示意圖以及第1A圖所示具有複數個區段之螢光劑色輪之結構示意圖。如第1A圖及第1B圖所示，傳統之投影設備1係以固態發光元件11發出藍光至包含第一區段121、第二區段122以及第三區段123之螢光劑色輪12。其中，第一區段121係塗佈綠色螢光劑，以 將入射之藍光激發為綠光後射出，第二區段122係塗佈紅色螢光劑，以將入射之藍光激發為紅光後射出，以及第三區段123係為透光材質，以使藍光直接穿透並射出。換言之，固態發光元件11所發出之藍光係直接穿透螢光劑色輪12或透過螢光劑色輪12轉換為綠光或紅光，進而發出三原色光進行投影，且於此類型之投影設備1中，係以三原色光依序通過中繼模組13入射至顯像裝置14，例如數位微鏡裝置(Digital Micromirror Device,DMD)、液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,LCD)或液晶覆矽裝置(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)等，再透過透鏡組15進行影像之縮放及對焦後，將影像投影於螢幕16上。
另一種傳統投影設備之光源系統係採用複數個藍光固態發光元件配合複數個塗佈單一螢光劑之螢光劑色輪。請參閱第2A圖、第2B圖及第2C圖，其中第2A圖係為另一傳統投影設備之結構示意圖，第2B圖係為第2A圖所示塗佈單一螢光劑之第一螢光劑色輪之結構示意圖，以及第2C圖係為第2A圖所示塗佈單一螢光劑之第二螢光劑色輪之結構示意圖。如第2A圖、第2B圖以及第2C圖所示，傳統投影設備2之第一螢光劑色輪22之區段221係塗佈紅色螢光劑，且第二螢光劑色輪24之區段241係塗佈綠色螢光劑，分別用以將入射光線激發而轉換為紅光及綠光。第一分色鏡210係反射綠光且可使紅光穿透，且第二分色鏡211係反射藍光且可使紅光及綠光穿透。因此，第一固態發光元件21所發出之藍光係經由第一螢光劑色輪22激發為紅光，並於穿透第一分色鏡210及第二分色鏡211後射向中繼模組26。第二固態發光元件23所發出之藍光係經由第二螢光劑色輪24激發為綠光並受第一分色鏡210反射而射向第二 分色鏡211，再於穿透第二分色鏡211後射向中繼模組26。至於第三固態發光元件25所發出之藍光，係直接受第二分色鏡211反射而射向中繼模組26。前述之三原色光係依序或同時通過中繼模組26而入射至顯像裝置27，再透過透鏡組28進行影像之縮放及對焦後，將影像投影於螢幕29上。
傳統之投影設備雖可透過上述方式而以藍光固態發光元件取代紅光或綠光固態發光元件，然而於一些常見的投影設備及其光源系統中，以綠色螢光劑激發轉換而產生之綠光大部分都混有少許紅光而略呈偏黃色，使得成像顏色不純而降低影像品質。同時，由於目前常見之紅色螢光劑對於藍光雷射激發的飽和度較低，故被激發轉換為紅光的總光量有限，是以紅色螢光劑激發所產生之紅光有著會隨藍光雷射驅動電流上升而衰減較快之問題，不僅造成紅光本身亮度及照度過低，更會連帶使光源系統之整體光線明暗度無法有效整合，進而影響總光輸出量度。
因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，並達到降低製造成本、簡化製程、縮小產品尺寸、提升整體亮度，且提高色彩純度及影像品質等功效之光源系統及其所適用之投影設備，實為目前尚待解決之問題。
本案之主要目的為提供一種光源系統及其所適用之投影設備，俾解決習用投影設備之光源系統之製程複雜且成本較高，受限於體積而無法縮小產品尺寸，以及整體亮度與照度偏低且色彩純度不足而導致影像品質不佳等缺點。
本案之另一目的為提供一種光源系統及其所適用之投影設備，藉由單一螢光劑裝置之設置，可達到有效縮小產品尺寸，同時簡化製程及降低製造成本，並提高色彩純度及影像品質等功效。
本案之另一目的為提供一種光源系統及其所適用之投影設備，藉由螢光劑裝置將第一波段光轉換為具有較廣波段之第三波段光，可有效避免紅光隨藍光驅動電流上升而衰減，以提高整體之亮度與照度，進而達到提昇色彩表現之功效。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種螢光劑裝置，適用於發出一第一波段光且設置有一光路徑之一光源系統，該螢光劑裝置至少包括：一第一區段；以及一第一螢光劑，塗佈於該第一區段；其中，該第一螢光劑係接收該第一波段光，並將該第一波段光轉換為一第三波段光，再發出該第三波段光至該光路徑，以使該第三波段光於該光路徑中分色得到至少二種色光。
為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種光源系統，至少包括：一螢光劑裝置，具有一第一區段且包括一第一螢光劑，該第一螢光劑係塗佈於該第一區段；以及一第一固態發光元件，係架構於發出一第一波段光至該螢光劑裝置；其中，該螢光劑裝置係將該第一波段光轉換為一第三波段光，並發出該第三波段光至一光路徑，以使該第三波段光於該光路徑中分色得到至少二種色光。
為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種投影設備，至少包括：一光源系統，至少包括：一螢光劑裝置，具有一第一區段且包括一第一螢光劑，該第一螢光劑係塗佈於該第一區段； 一第一固態發光元件，係架構於發出一第一波段光至該螢光劑裝置；以及一第二固態發光元件，係架構於發出一第二波段光至一光路徑；其中，該螢光劑裝置係將該第一波段光轉換為一第三波段光，並發出該第三波段光至該光路徑；以及一影像處理裝置，設置於該光路徑上，以接收該第二波段光及該第三波段光；其中，該第三波段光係經該影像處理裝置分色得到至少二種色光，俾與該第二波段光以分時或分色之方式投影成像。
1、2‧‧‧投影設備
11‧‧‧固態發光元件
12‧‧‧螢光劑色輪
121‧‧‧第一區段
122‧‧‧第二區段
123‧‧‧第三區段
13、26‧‧‧中繼模組
14、27‧‧‧顯像裝置
15、28‧‧‧透鏡組
16、29‧‧‧螢幕
21‧‧‧第一固態發光元件
210‧‧‧第一分色鏡
211‧‧‧第二分色鏡
22‧‧‧第一螢光劑色輪
221‧‧‧區段
23‧‧‧第二固態發光元件
24‧‧‧第二螢光劑色輪
241‧‧‧區段
25‧‧‧第三固態發光元件
3‧‧‧投影設備
4‧‧‧光源系統
40‧‧‧螢光劑裝置
401‧‧‧第一區段
402‧‧‧第一螢光劑
403‧‧‧第一濾光片
404‧‧‧第二區段
405‧‧‧第二螢光劑
406‧‧‧第二濾光片
41‧‧‧第一固態發光元件
42‧‧‧第二固態發光元件
43‧‧‧分光元件
45‧‧‧濾光色輪
451‧‧‧第一濾光段
452‧‧‧第二濾光段
453‧‧‧透明區段
5‧‧‧影像處理裝置
51‧‧‧中繼模組
52‧‧‧顯像模組
5201‧‧‧第一分色鏡
5202‧‧‧第二分色鏡
5203‧‧‧第一反射鏡
5204‧‧‧第一液晶顯示單元
5205‧‧‧第二液晶顯示單元
5206‧‧‧第三液晶顯示單元
5207‧‧‧第二反射鏡
5208‧‧‧第三反射鏡
5209‧‧‧雙色稜鏡
521‧‧‧第一稜鏡
522‧‧‧第二稜鏡
523‧‧‧第三稜鏡
524‧‧‧第一數位微鏡
525‧‧‧第二數位微鏡
526‧‧‧第三數位微鏡
527、528‧‧‧界面
6‧‧‧透鏡組
7‧‧‧螢幕
C1‧‧‧第一色光
C2‧‧‧第二色光
L1‧‧‧第一波段光
L2‧‧‧第二波段光
L3‧‧‧第三波段光
P‧‧‧光路徑
第1A圖係為傳統投影設備之結構示意圖。
第1B圖係為第1A圖所示具有複數個區段之螢光劑色輪之結構示意圖。
第2A圖係為另一傳統投影設備之結構示意圖。
第2B圖係為第2A圖所示塗佈單一螢光劑之第一螢光劑色輪之結構示意圖。
第2C圖係為第2A圖所示塗佈單一螢光劑之第二螢光劑色輪之結構示意圖。
第3圖係為本案一較佳實施例之螢光劑及其所適用之光源系統之結構示意圖。
第4A圖係為本案另一較佳實施例之螢光劑及其所適用之光源系統之結構示意圖。
第4B圖係為第4A圖所示之濾光色輪細部結構圖。
第5A圖係為本案一較佳實施例之光源系統及其所適用之投影設備 之結構示意圖。
第5B圖係為本案另一較佳實施例之光源系統及其所適用之投影設備之結構示意圖。
第6A圖係為本案較佳實施例之螢光劑裝置結構示意圖。
第6B圖係為本案另一實施例之螢光劑裝置結構示意圖。
第6C圖係為本案又一實施例之螢光劑裝置結構示意圖。
第7A圖係為本案較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。
第7B圖係為本案另一較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。
第8A圖係為本案較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。
第8B圖係為本案另一較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第3圖，其係為本案一較佳實施例之螢光劑及其所適用之光源系統之結構示意圖。如第3圖所示，本案之螢光劑裝置40係適用於發出第一波段光L1且設置有光路徑P之光源系統，且螢光劑裝置40係包括第一區段401及第一螢光劑402，其中第一螢光劑402係塗佈於第一區段401(如第6A圖所示)。於此實施例中，第一螢光劑402係接收第一波段光L1，並將第一波段光L1激發轉換 為第三波段光L3，再發出第三波段光L3至光路徑P中，以使第三波段光L3進入光路徑後端並入射通過影像處理裝置5，而由影像處理裝置5將第三波段光L3進行分色，以得到二種色光，例如第一色光C1以及第二色光C2，但不以此為限。
請參閱第4A圖及第4B圖並配合第3圖，其中第4A圖及第4B圖係分別為本案另一較佳實施例之螢光劑及其所適用之光源系統之結構示意圖以及第4A圖所示之濾光色輪細部結構圖。如第3圖、第4A圖及第4B圖所示，本案螢光劑裝置可具有不同之實施態樣，於本實施例中係為螢光劑裝置45。螢光劑裝置45除包括第一區段451外，係更包括透明區段452，其中透明區段452所對應之圓心角角度係小於第一區段451所對應之圓心角角度，惟螢光劑裝置45亦包括塗佈於第一區段451之第一螢光劑，其與前述實施例相同，故此省略繪出。其中，光源系統所發出之第一波段光L1係部分穿透螢光劑裝置45之透明區段452而直接進入光路徑後端，且第一波段光L1之其餘部分係被螢光劑裝置45之第一螢光劑所接收，並激發轉換為第三波段光L3，再由螢光劑裝置45發出第三波段光L3至光路徑後端，即透過影像處理裝置5進行分色，以得到至少二種色光，且該二種色光係以與第一波段光L1之整體波段光光譜範圍包括紅光、綠光及藍光光譜為較佳。換言之，螢光劑裝置45之出射光，即第一波段光L1及第三波段光L3之整合，係包含三原色光(可視為等效白光)，經由影像處理裝置5進行分色或分時，俾使該三原色光投影成像。
於一些實施例中，第一波段光L1係為藍光，第三波段光L3係為黃光、綠光或黃綠光，塗佈於第一區段451之第一螢光劑係為綠色 螢光劑、黃色螢光劑或黃綠色螢光劑。舉例而言，光源系統發出第一波段光L1(即藍光B)，係與第三波段光L3(即黃光、綠光或黃綠光)自螢光劑裝置45射向影像處理裝置5，其中第三波段光L3，即黃光、綠光或黃綠光，因其光譜範圍係包括綠光及紅光，故經影像處理裝置5分色得到綠光G及紅光R，俾與第一波段光L1，即藍光B，以分時或分色之方式投影成像。
請參閱第5A圖、第5B圖及第6A圖，其中第5A圖係為本案一較佳實施例之光源系統及其所適用之投影設備之結構示意圖，第5B圖係為本案另一較佳實施例之光源系統及其所適用之投影設備之結構示意圖，以及第6A圖係為本案較佳實施例之螢光劑裝置結構示意圖。如第5A圖、第5B圖及第6A圖所示，本案之投影設備3係包括光源系統4、影像處理裝置5以及透鏡組6，光源系統4係包括螢光劑裝置40、第一固態發光元件41以及第二固態發光元件42，影像處理裝置5及透鏡組6係設置於一光路徑上，且影像處理裝置5至少包括一分色元件，以及透鏡組6係包括一片以上之透鏡，該光路徑係先經過影像處理裝置5之中繼模組51後，入射至顯像模組52，再透過透鏡組6進行影像之聚焦及縮放後，將影像投射於螢幕7上，俾完成投影動作。所述中繼模組51可依實際光路徑之需求而設置有中繼透鏡(relay lens，圖未示)、均光器或反射鏡等。
螢光劑裝置40係可為包括但不限於螢光劑色輪及螢光劑色板，具有第一區段401且包括第一螢光劑402，第一螢光劑402係塗佈於第一區段401，且可為例如但不限於黃色螢光劑、綠色螢光劑或黃綠色螢光劑。第一固態發光元件41係架構於發出第一波段光L1 至螢光劑裝置40，第二固態發光元件42係架構於發出第二波段光L2至前述之光路徑，且第一固態發光元件41及第二固態發光元件42係可為例如藍光固態發光元件或藍光雷射二極體等，用以發出藍光，亦即第一波段光L1係為光譜介於藍光波段之光，但不以此為限，在其他實施態樣中亦可為UV光，且第一波段光L1及第二波段光L2之光譜係可為相同或不同。螢光劑裝置40係將第一固態發光元件41所發出之第一波段光L1激發轉換為第三波段光L3，而第三波段光L3係為介於綠光及紅光波段而略呈黃綠色的光束。須說明的是，由於以綠色螢光劑激發轉換而產生之綠光光譜(或其波長)範圍多介於450至710奈米(nanometer,nm)之間，因此在本實施例的應用上，即將利用該光譜範圍以作為後端光路徑對於三原色光之應用，而詳細應用方式將於後文顯像模組52時再進行描述。
承上，本實施例係將介於藍光波段之第一波段光L1激發轉換為介於綠光及紅光波段而略呈黃綠色之第三波段光L3，並發出第三波段光L3至該光路徑，以使第三波段光L3經影像處理裝置5之分色元件分色而得到至少二種色光，俾與第二波段光L2以分時或分色之方式投影成像。換言之，於螢光劑裝置40發出第三波段光L3至光路徑，且影像處理裝置5接收第二波段光L2及第三波段光L3並將第三波段光L3分色為至少二種色光後，影像處理裝置5遂將第二波段光L2及分色後之第三波段光L3中所包含之三原色光以分時或分色之方式投影成像，俾以進行投影動作。本案之光源系統4及其所適用之投影設備3藉由單一螢光劑裝置40之設置，可達到有效縮小產品尺寸，同時簡化製程及降低製造成本，並提高色彩 純度及影像品質等功效，且藉由螢光劑裝置40將第一波段光L1轉換為具有較廣波段之第三波段光L3，可有效避免習用之投影設備紅光隨藍光驅動電流上升而衰減之現象，以提高投影設備3整體之亮度與照度，進而達到提昇色彩表現之功效。
根據本案之構想，光源系統4係更包括分光元件43，例如但不限於分光鏡，設置於光路徑之前端，用以輔助第二波段光L2及第三波段光L3進入光路徑，俾使本案構想之螢光劑裝置40、第一固態發光元件41以及第二固態發光元件42可應用於穿透式光源系統以及反射式光源系統之中。
請再參閱第5A圖，如第5A圖所示，本案之光源系統4係可為穿透式光源系統，分光元件43係因應穿透式光源系統之需求而具有反射第二波段光L2且使第三波段光L3穿透之特性。螢光劑裝置40及第一固態發光元件41係設置於分光元件43之一側，且螢光劑裝置40於光路徑上係位於第一固態發光元件41及分光元件43之間，以將第一固態發光元件41發出之第一波段光L1激發轉換為第三波段光L3，而後穿透分光元件43後進入光路徑後端的影像處理裝置5及透鏡組6，亦即第一波段光L1之入射方向係與第三波段光L3之出射方向相同。至於第二固態發光元件42，係設置於分光元件43之另一側，以將第二波段光L2直接投射至分光元件43進行反射而進入光路徑後端的影像處理裝置5及透鏡組6。須說明的是在其他變化的實作方式上，分光元件43也可以設計為反射第三波段光L3且使第二波段光L2穿透的態樣，此時光路徑後端的影像處理裝置5以及透鏡組6則對應分光元件43的出光方向對應設置。
請再參閱第5B圖，如第5B圖所示，本案之光源系統4係可為反射 式光源系統，於此實施例中，分光元件43係因應反射式光源系統之需求而具有反射第三波段光L3且使第二波段光L2穿透之特性。第一固態發光元件41及第二固態發光元件42皆係設置於分光元件43之一側，且螢光劑裝置40係設置於分光元件43之另一側。藉此，第一固態發光元件41所發出之第一波段光L1係可直接穿透分光元件43而投射至螢光劑裝置40，且第二固態發光元件42所發出之第二波段光L2，係於直接投射穿透分光元件43後進入光路徑後端的影像處理裝置5及透鏡組6。同時，螢光劑裝置40於接收第一固態發光元件41所發出之第一波段光L1後，係將第一波段光L1激發轉換為第三波段光L3，並沿入射方向之反向發出該第三波段光L3，以投射至分光元件43進行反射而進入光路徑後端的影像處理裝置5及透鏡組6，亦即第一波段光L1之入射方向係與第三波段光L3之出射方向相反。
如上所述，當第一螢光劑402為黃色螢光劑、綠色螢光劑或黃綠色螢光劑時，第一波段光L1經激發轉換後生成之第三波段光L3係光譜範圍介於450至710奈米(nanometer,nm)之間的黃綠色的光束，在應用上係將上述光譜範圍內的第三波段光L3透過影像處理裝置5之分色元件將其中的綠光及紅光分離，再將分離出的紅光及綠光與第二波段光L2的藍光以分時或分色之方式投影成像。由於人眼對綠光較為敏感而對紅光較不敏感之特性，本案光源系統4之螢光劑裝置40可依需求設計而具有複數個區段，並配合濾光片調整綠光或紅光之照度及亮度。
請參閱第6B圖及第6C圖並配合第5A圖，其中第6B圖及第6C圖係分別為本案另一實施例之螢光劑裝置結構示意圖以及本案又一實施 例之螢光劑裝置結構示意圖。如第5A圖、第6B圖及第6C圖所示，本案之螢光劑裝置40係可進一步具有第一區段401及第二區段404，且包括第一螢光劑402及第二螢光劑405，其中第一螢光劑402係塗佈於第一區段401，第二螢光劑405係塗佈於第二區段404。於一些實施例中，第一螢光劑402及第二螢光劑405係可為例如但不限於綠色螢光劑，且第一螢光劑402及第二螢光劑405之成分可為相同或不同。當第一螢光劑402及第二螢光劑405之成分為相同時，以架構於將第一波段光L1激發轉換為一種第三波段光L3，例如將介於藍光波段之第一波段光L1激發轉換為介於綠光及紅光波段之第三波段光L3；當第一螢光劑402及第二螢光劑405之成分為類似或不同時，以架構於將第一波段光L1分別激發轉換為二種第三波段光(圖未示)，而該兩種第三波段光則以時序性地進入系統後端供使用。
在螢光劑裝置40之其他實施上的變化態樣上，螢光劑裝置40於發出該第三波段光L3之一側更可包括第一濾光片403及第二濾光片406，分別鄰設於螢光劑裝置40之第一區段401及第二區段404。於另一些實施例中，第一濾光片403係用以過濾第三波段光L3中之第一光束，以使第三波段光L3之第二光束穿透並投射至光路徑之中；第二濾光片406係用以過濾第三波段光L3中之第二光束，以使第三波段光L3之第一光束穿透並投射至光路徑之中。
舉例而言，當第三波段光L3介於綠光及紅光波段時(即綠黃光)，第三波段光L3之第一光束為綠光且第二光束為紅光，故第一濾光片403係過濾綠光而使紅光穿透並投射至光路徑之中，第二濾光片406則過濾紅光而使綠光穿透並投射至光路徑之中。換言之 ，第一濾光片403實質上係為紅光濾光片，且第二濾光片406實質上係為綠光濾光片，然不以此為限。當然，第一濾光片403及第二濾光片406亦可依需求互換而改變螢光劑裝置40投射之第一光束或第二光束之亮度及照度等光學性質，或者第二區段404為不包含螢光劑色之透光區亦為本案所教示之內容。
請參閱第7A圖並配合第5A圖，其中第7A圖係為本案較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。如第5A圖及第7A圖所示，本案投影設備3之影像處理裝置5之顯像模組52係適用於三片式液晶顯示投影機(3-chips LCD projector)，以接收來自中繼模組51之第二波段光及第三波段光，即入射光I，並透過分色元件，例如分色鏡(dichroic filter)，將色光分離，本實施例即利用第一分色鏡5201及第二分色鏡5202將三原色光分離，其中第一分色鏡5201係具有反射藍光且使綠光及紅光穿透之特性，第二分色鏡5202係具有反射綠光且使紅光穿透之特性。因此，入射光I中之藍光部分係受第一分色鏡5201反射而投射至第一反射鏡5203，並經第一反射鏡5203反射而投射至第一液晶顯示單元5204；入射光I中之綠光部分係於穿透第一分色鏡5201後，受第二分色鏡5202反射而投射至第二液晶顯示單元5205；至於入射光I中之紅光部分，則係於穿透第一分色鏡5201及第二分色鏡5202後，經第二反射鏡5207及第三反射鏡5208依序反射而投射至第三液晶顯示單元5206。最後，經由顯像模組52之雙色稜鏡5209(X-Cube)將影像再行送至後端光路徑之中，亦即向透鏡組6之方向發出影像。
請參閱第7B圖，其係為本案另一較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。如第7B圖所示，於此實施例中，本案之顯像模組52係為二 片式液晶顯示投影機，與前述實施例包括相同之第一液晶顯示單元5204、第二液晶顯示單元5205以及雙色稜鏡5209，其入射光穿透及反射之傳播方式乃至於藍光部分皆與第7A圖所示之實施例概念相同，故於此不多行贅述。惟本實施例較佳地可配合前述具有複數區段的螢光裝置以產生複數第三波段光，且以時序性地進入顯像模組52使用，詳細而言即第二液晶顯示單元5205係同時接收入射光中之綠光及紅光部分，並透過分時之方式將綠光或紅光依時序投射至雙色稜鏡5209中，雙色稜鏡5209遂將第一液晶顯示單元5204及第二液晶顯示單元5205所送出之影像重合而送至後端光路徑之中。
請參閱第8A圖並配合第5A圖，其中第8A圖係為本案另一較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。如第5A圖及第8A圖所示，本案投影設備3之影像處理裝置5之顯像模組52係為適用於三片式數位光線處理投影機(3-chips DLP projector)之顯像模組，包括第一稜鏡521、第二稜鏡522及第三稜鏡523。第一稜鏡521與第二稜鏡522之界面527係用以反射第一數位微鏡524所發出之藍光，且第二稜鏡522與第三稜鏡523之界面528係用以反射第二數位微鏡525所發出之紅光，以使藍光及紅光於反射之後，與第三數位微鏡526所發出之綠光進行影像重合，而送至後端光路徑之中。
請參閱第8B圖，其係為本案另一較佳實施例之顯像模組之結構示意圖。如第8B圖所示，於此實施例中，本案之顯像模組52係為適用於二片式數位光線處理投影機之顯像模組，與前述實施例包括相同之第一稜鏡521、第三稜鏡523、第一數位微鏡524、第三數位微鏡526以及第一稜鏡521與第三稜鏡523之界面527，其光線穿 透及反射之傳播方式與第8A圖所示之實施例概念相同，故於此不多行贅述。惟第三數位微鏡526係接收綠光及紅光，並配合綠光及紅光的時序將綠光及紅光影像反射至第三稜鏡523中，遂與第一數位微鏡524所反射之藍光影像經第一稜鏡521重合而送至後端光路徑之中。
綜上所述，本案提供一種光源系統及其所適用之投影設備，使一波段光經過設置於螢光劑裝置上的螢光劑而激發出另一光譜範圍之波段光，進而將該特定光譜範圍之波段光進行分色而得到至少二種色光，藉此節省螢光劑裝置或是固態發光元件之數量而可達到有效縮小產品尺寸，同時簡化製程及降低製造成本，並提高色彩純度及影像品質等功效。此外，藉由螢光劑裝置將第一波段光轉換為具有較廣波段之第三波段光，可有效避免紅光隨藍光驅動電流上升而衰減，以提高整體之亮度與照度，進而達到提昇色彩表現之功效。
縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
<AlEx>
3‧‧‧投影設備
4‧‧‧光源系統
40‧‧‧螢光劑裝置
41‧‧‧第一固態發光元件
42‧‧‧第二固態發光元件
43‧‧‧分光元件
5‧‧‧影像處理裝置
51‧‧‧中繼模組
52‧‧‧顯像模組
6‧‧‧透鏡組
7‧‧‧螢幕
L1‧‧‧第一波段光
L2‧‧‧第二波段光
L3‧‧‧第三波段光

Claims (35)

  1. 一種螢光劑裝置，適用於發出一第一波段光且設置有一光路徑之一光源系統，該光源系統包括一影像處理裝置，其中該影像處理裝置係設置於該光路徑上，該螢光劑裝置至少包括：一第一區段；以及一第一螢光劑，塗佈於該第一區段；其中，該第一螢光劑係接收該第一波段光，並將該第一波段光轉換為一第三波段光，再發出該第三波段光至該影像處理裝置，以使該第三波段光經該影像處理裝置分時或分色得到至少二種色光，俾以該至少二種色光投影成像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，其中該第一波段光之入射方向係與該第三波段光之出射方向相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，其中該第一波段光之入射方向係與該第三波段光之出射方向相反。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，其中該第三波段光之波長係介於450奈米至710奈米之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，更包括一第二螢光劑及一第二區段，該第二螢光劑係塗佈於該第二區段。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之螢光劑裝置，其中該第一螢光劑及該第二螢光劑之成分係為相同，以架構於將該第一波段光轉換為相同之該第三波段光。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之螢光劑裝置，其中該第一螢光劑及 該第二螢光劑之成分係為不同，以架構於將該第一波段光分別轉換為二種該第三波段光。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之螢光劑裝置，更包括一第一濾光片及一第二濾光片，分別鄰設於該第一區段及該第二區段，且分別用以過濾該第三波段光之一第一光束及一第二光束。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，更包括一第二區段，且該第二區段係為一透光區段、一透明區段或一反射區段。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，其中該第三波段光於該光路徑中分色得到之該至少二種色光，係與該光源系統發出之一第二波段光以分時或分色之方式投影成像。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之螢光劑裝置，係更包括一透明區段，其中該第一波段光係穿透該透明區段並進入該光路徑。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之螢光劑裝置，其中該透明區段所對應之圓心角角度係小於該第一區段所對應之圓心角角度。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之螢光劑裝置，其中該第三波段光於該光路徑中分色得到之該至少二種色光，與該第一波段光之整體光譜範圍係包括紅光、綠光及藍光光譜。
  14. 一種光源系統，至少包括：一螢光劑裝置，具有一第一區段且包括一第一螢光劑，該第一螢光劑係塗佈於該第一區段；一第一固態發光元件，係架構於發出一第一波段光至該螢光劑裝置；其中，該螢光劑裝置係將該第一波段光轉換為一第三波段光，並發出該第三波段光至一光路徑；以及一影像處理裝置，設置於該光路徑上，以接收該第三波段光 ；其中，該第三波段光經該影像處理裝置分時或分色得到至少二種色光，俾以該至少二種色光投影成像。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，其中該第一波段光之入射方向係與該第三波段光之出射方向相同。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，其中該第一波段光之入射方向係與該第三波段光之出射方向相反。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，其中該第三波段光之波長係介於450奈米至710奈米之間。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，更包括一第二螢光劑及一第二區段，該第二螢光劑係塗佈於該第二區段。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之光源系統，其中該第一螢光劑及該第二螢光劑之成分係為相同，以架構於將該第一波段光轉換為相同之該第三波段光。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之光源系統，其中該第一螢光劑及該第二螢光劑之成分係為不同，以架構於將該第一波段光分別轉換為二種該第三波段光。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之光源系統，更包括一第一濾光片及一第二濾光片，分別鄰設於該第一區段及該第二區段，且分別用以過濾該第三波段光之一第一光束及一第二光束。
  22. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，更包括一第二區段，且該第二區段係為一透光區段、一透明區段或一反射區段。
  23. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，更包括一第二固態發光元件，係架構於發出一第二波段光至該光路徑，且該第三波段光於該光路徑中分色得到之該至少二種色光，係與該第二波段光以 分時或分色之方式投影成像。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，其中該第一波段光之光譜與該第二波段光之光譜係為相同。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，其中該第一波段光之光譜與該第二波段光之光譜係為不同。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，更包括一分光元件，設置於該光路徑之前端，以反射該第二波段光並使該第三波段光穿透。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，更包括一分光元件，設置於該光路徑之前端，以反射該第三波段光並使該第二波段光穿透。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，其中該第一固態發光元件及該第二固態發光元件係為藍光固態發光元件或藍光雷射二極體，且該第一螢光劑係為綠色螢光劑、黃色螢光劑或黃綠色螢光劑。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之光源系統，其中該第一波段光係為藍光或紫外光，該第二波段光係為藍光，且該第三波段光係為綠黃光。
  30. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，其中該第三波段光更包括一第一光束及一第二光束，該第一光束係為綠光，且該第二光束係為紅光。
  31. 如申請專利範圍第14項所述之光源系統，其中該螢光劑裝置係為一螢光劑色輪或一螢光劑色板。
  32. 一種投影設備，至少包括：一光源系統，至少包括： 一螢光劑裝置，具有一第一區段且包括一第一螢光劑，該第一螢光劑係塗佈於該第一區段；一第一固態發光元件，係架構於發出一第一波段光至該螢光劑裝置；以及一第二固態發光元件，係架構於發出一第二波段光至一光路徑；其中，該螢光劑裝置係將該第一波段光轉換為一第三波段光，並發出該第三波段光至該光路徑；以及一影像處理裝置，設置於該光路徑上，以接收該第二波段光及該第三波段光；其中，該第三波段光係經該影像處理裝置分時或分色得到至少二種色光，俾與該第二波段光以分時或分色之方式投影成像。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之投影設備，其中該影像處理裝置自光源入射方向至投影方向更依序包括一中繼模組以及一顯像模組，且該中繼模組及該顯像模組係架構於將入射光源色彩分離後，將影像重合送至該光路徑中。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之投影設備，其中該影像處理裝置係為二片式數位微鏡裝置或三片式數位微鏡裝置。
  35. 如申請專利範圍第32項所述之投影設備，其中該影像處理裝置係為二片式液晶顯示裝置或三片式液晶顯示裝置。
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