本發(fā)明相關(guān)于一種激光投影機，尤指一種可減少光機組件、簡化熒光色輪設(shè)計和降低熒光粉過熱的激光投影機。

背景技術(shù)：

激光投影技術(shù)利用激光光源的高聚焦、波長可選擇性和高光譜亮度等特性，可以讓投影機呈現(xiàn)出大屏幕和高分辨率的高質(zhì)量畫面。圖1為先前技術(shù)中激光投影機100的示意圖。激光投影機100包含合光模塊10、導(dǎo)光模塊20，以及分光模塊30。合光模塊10包含多個激光光源以提供激光束。導(dǎo)光模塊20包含凸透鏡22和凹透鏡24，用來調(diào)整激光束的尺寸。分光模塊30包含分光鏡32、多個反射鏡34、熒光色輪36，以及光導(dǎo)管38。

圖2為先前技術(shù)激光投影機100中熒光色輪36的示意圖。熒光色輪36包含紅色區(qū)塊R、綠色區(qū)塊G、藍色區(qū)塊B，以及黃色區(qū)塊Y。紅色區(qū)塊R、綠色區(qū)塊G和黃色區(qū)塊Y上分別覆蓋相對應(yīng)的紅色熒光粉、綠色熒光粉和黃色熒光粉，而藍色區(qū)塊B則為熒光色輪36上的透光區(qū)域。在運作時利用馬達驅(qū)動熒光色輪36而旋轉(zhuǎn)，使得激光束在不同時間會入射至熒光色輪36上的不同區(qū)域，進而產(chǎn)生不同顏色的光輸出。

在先前技術(shù)的激光投影機100中，分光鏡32設(shè)計成藍色光反射和其它色光穿透的特性。亦即，當(dāng)上述激光束進入分光模塊30中而入射至分光鏡32時，分光鏡32會允許藍光激光束反射到熒光色輪36。當(dāng)藍光激光束擊中熒光色輪36的紅色區(qū)塊R、綠色區(qū)塊G和黃色區(qū)塊Y時會分別激發(fā)紅色色光、綠色色光和黃色色光(由圖2中的箭頭S1來表示)反射回分光鏡32，此時分光鏡32會允許紅色色光、綠色色光和黃色色光通過而抵達光導(dǎo)管38。另一方面，當(dāng)藍光激光束抵達藍色區(qū)塊B處會通過熒光色輪36上的透光區(qū)域，并依序被三個反射鏡34所反射而再次入射至分光鏡32，此時分光鏡32會將藍光激光束(由圖1中的箭頭S2來表示)反射到光導(dǎo)管38。最后，光導(dǎo)管38可將激光投影機100進行后續(xù)投影成像所需的多個成像色光投射至影像調(diào)變裝置(未顯示)上以進行混光。

先前技術(shù)的激光投影機100采用激光熒光粉顯示技術(shù)，其利用單色藍光激光結(jié)合多色熒光粉的旋轉(zhuǎn)熒光粉色輪，進而提供成像所需的多個色光。然而，先前技術(shù)的激光投影機100所采用的藍光中繼架構(gòu)會造成分光模塊30需要使用很多反射鏡34。同時，熒光色輪36上需要規(guī)劃多個熒光粉色區(qū)和透光區(qū)域，不但制作復(fù)雜，且在運作旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大噪音。

因此，需要設(shè)計出一種新的激光投影機，以克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種激光投影機，可減少光機組件、簡化熒光色輪設(shè)計和降低熒光粉過熱。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種激光投影機，包含：

第一合光模塊，用來提供第一激光束，其中該第一激光束包含第一偏振光和第二偏振光，且該第一偏振光和該第二偏振光具有相異偏振性；

分光模塊，用來接收該第一激光束，該分光模塊包含：

第一分光鏡，用來使該第一偏振光穿透且反射該第二偏振光；

二分之一波片，用來接收穿透該第一分光鏡的該第一偏振光并轉(zhuǎn)化成第三偏振光，該第三偏振光和該第二偏振光具有相同偏振性；

熒光色輪模塊，用來接收經(jīng)該第一分光鏡反射的該第二偏振光以提供第一受激光，該第一受激光穿透該第一分光鏡；以及

光導(dǎo)管，用來接收該第一受激光及該第三偏振光以提供照明光束；以及

色輪，用來接收該照明光束且提供多色光。

較佳的，該第一合光模塊包含：

第一激光模塊，包含一個或多個第一激光光源，用來發(fā)射沿著第一路徑行進的該第一偏振光；

第二激光模塊，包含一個或多個第二激光光源，用來發(fā)射沿著第二路徑行進的該第二偏振光，其中該第二路徑垂直于該第一路徑；以及

一個或多個反射鏡，每一個反射鏡的鏡面和該第一路徑呈特定角度，且設(shè)置對應(yīng)于該一個或多個第二激光光源并與該一個或多個第一激光光源錯位。

較佳的，該第一激光光源組還包含至少一個第二激光光源，用來發(fā)射沿著該第一路徑行進的該第二偏振光且設(shè)置與該一個或多個反射鏡錯位。

較佳的，該特定角度等于45°。

較佳的，該一個或多個第一激光光源為P偏振的藍光激光二極管，而該一個或多個第二激光光源為S偏振的藍光激光二極管。

較佳的，還包含：

第二合光模塊，用來提供第二激光束，其中該第二激光束包含第四偏振光和第五偏振光，且該第四偏振光和該第五偏振光具有相異偏振性；

第二分光鏡，設(shè)置于該分光模塊中與且該第一分光鏡相對，用來使該第四偏振光穿透且反射該第五偏振光；以及

反射鏡，設(shè)置于該分光模塊中且與該第二分光鏡相對，其中：

該第四偏振光依序穿透該第二分光鏡及該二分之一波片并轉(zhuǎn)化成第六偏振光，該第六偏振光和該第五偏振光具有相同偏振性，且該第六偏振光經(jīng)該第一分光鏡反射至該光導(dǎo)管；且

該熒光色輪模塊還用于接收經(jīng)該第二分光鏡反射的該第五偏振光以提供第二受激光，該第二受激光穿透該第二分光鏡至該反射鏡，該反射鏡反射該第三偏振光及該第二受激光至該光導(dǎo)管。

較佳的，該熒光色輪模塊包含熒光色輪，該熒光色輪具有：

圓心；

第一部分，具該圓心第一距離，用以接收該第二偏振光；以及

第二部分，具該圓心第二距離，用以接收該第五偏振光。

較佳的，該熒光色輪模塊包含：

第一熒光色輪，用以接收該第二偏振光；以及

第二熒光色輪，用以接收該第五偏振光。

較佳的，該光導(dǎo)管包含：

第一入光面，相對該熒光色輪模塊設(shè)置，用來接收該第一受激光和該第六偏振光；

中繼面，與該第一入光面夾45度；以及

第二入光面，對應(yīng)該中繼面，用來接收該第二受激光和該第三偏振光。

較佳的，該第一偏振光和該第四偏振光為P偏振藍光，而該第二偏振光、該第三偏振光、該第五偏振光和該第六偏振光為S偏振藍光。

為達上述目的，本發(fā)明的激光投影機采用激光熒光粉顯示技術(shù)，其利用單色藍光激光結(jié)合單色熒光粉的旋轉(zhuǎn)熒光粉色輪，進而提供成像所需的多個色光。本發(fā)明激光投影機的分光模塊使用兩分光鏡和二分之一波片來提供藍光傳遞路徑，因此可減少反射鏡的數(shù)目。此外，本發(fā)明熒光色輪模塊中的一個或多個熒光色輪僅需規(guī)劃單一熒光粉色區(qū)，并能提供相異熒光粉激發(fā)路徑，不但制作容易，在運作旋轉(zhuǎn)時亦能分散熒光粉的熱淬滅效應(yīng)和降低噪音。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1為先前技術(shù)中激光投影機的示意圖。

圖2為先前技術(shù)激光投影機中熒光色輪的示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中激光投影機的示意圖。

圖4a、圖4b為本發(fā)明分光鏡的光譜示意圖。

圖5為本發(fā)明激光投影機中光導(dǎo)管的放大示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例中熒光色輪模塊的示意圖。

圖7為本發(fā)明另一實施例中熒光色輪模塊的示意圖。

具體實施方式

為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。

圖3為本發(fā)明實施例中激光投影機200的示意圖。激光投影機200包含第一合光模塊50、第二合光模塊60、第一導(dǎo)光模塊70、第二導(dǎo)光模塊80、分光模塊90，以及色輪95。

第一合光模塊50和第二合光模塊60可分別提供第一激光束和第二激光束，其中第一合光模塊50提供的第一激光束包含P偏振藍光L1和S偏振藍光L2，第二合光模塊60提供的第二激光束包含P偏振藍光L4和S偏振藍光L5。

在本發(fā)明的激光投影機200中，第一合光模塊50和第二合光模塊60各包含兩激光模塊和一個或多個反射鏡。在本發(fā)明實施例中，第一合光模塊50的激光模塊51包含A1個P偏振的藍光激光二極管DP和B1個S偏振的藍光激光二極管DS，用來發(fā)射沿著第一路徑(圖3中的X軸)行進的P偏振藍光L1和S偏振藍光L2。第一合光模塊50的激光模塊52包含C1個S偏振的藍光激光二極管DS，用來發(fā)射沿著第二路徑(圖3中的Y軸)行進的S偏振藍光L2，其中第二路徑垂直于第一路徑。第二合光模塊60的激光模塊61包含A2個P偏振的藍光激光二極管和B2個S偏振的藍光激光二極管，用來發(fā)射沿著第一路徑行進的P偏振藍光L4和S偏振藍光L5。第二合光模塊60的激光模塊62包含C2個S偏振的藍光激光二極管，用來發(fā)射沿著第二路徑行進的S偏振藍光L5。依據(jù)不同應(yīng)用，A1、B1、C1、A2、B2和C2可為零或任意正整數(shù)。為了說明目的，圖3顯示了A1＝B1＝A2＝B2＝2和C1＝C2＝4時的實施例，然而在其它實施例中，第一合光模塊50的激光模塊51可僅包含一個或多個的P偏振的藍光激光二極管(B1＝0)，第二合光模塊60的激光模塊61可僅包含一個或多個P偏振的藍光激光二極管(B2＝0)。值得注意的是，第一合光模塊50和第二合光模塊60中的藍光激光二極管的數(shù)目和偏振類型并不限定本發(fā)明的范疇。

在第一合光模塊50中，每一反射鏡55的鏡面和第一路徑呈特定角度(例如45度)，且設(shè)置對應(yīng)于激光模塊52中的藍光激光二極管并與激光模塊51中的藍光激光二極管呈錯位，以將沿著第二路徑行進的S偏振藍光L2反射至沿著第一路徑行進，且使P偏振藍光L1和激光模塊51提供的S偏振光L2沿著第一路徑行進。同理，在第二合光模塊60中，每一反射鏡65的鏡面和第一路徑呈特定角度(例如45度)，且設(shè)置對應(yīng)于激光模塊62中的藍光激光二極管并與激光模塊61中的藍光激光二極管呈錯位，以將沿著第二路徑行進的S偏振藍光L5反射至沿著第一路徑行進，且使P偏振藍光L4和激光模塊61提供的S偏振光L5沿著第一路徑行進。

第一導(dǎo)光模塊70包含凸透鏡72、凹透鏡74和擴散片(di ffuser)76，其中凸透鏡72和凹透鏡74可調(diào)整第一激光束的尺寸，而擴散片76可使第一激光束成為均勻的面光源。第二導(dǎo)光模塊80包含凸透鏡82、凹透鏡84和擴散片86，其中凸透鏡82和凹透鏡84可調(diào)整第二激光束的尺寸，而擴散片86可使第二激光束成為均勻的面光源。然而，第一導(dǎo)光模塊70和第二導(dǎo)光模塊80的結(jié)構(gòu)并不限定本發(fā)明的范疇。

分光模塊90包含第一分光鏡91、第二分光鏡92、二分之一波片93、反射鏡94、熒光色輪模塊96，以及光導(dǎo)管98。當(dāng)激光光線入射時，第一分光鏡91和第二分光鏡92反射S偏振藍光，并讓P偏振藍光和其它色光穿透。

圖4a和圖4b為本發(fā)明分光鏡的光譜示意圖。橫軸為波長(nm)，LS代表藍光激光頻譜。于圖4a中縱軸為光線穿透率(％)，P-Pol代表P偏振光。于圖4b中縱軸為光線反射率(％)，S-Pol代表S偏振光。如圖4a所示，P偏振光P-Pol在藍光波長范圍其光線穿透率(經(jīng)積分換算后)高于95％。如圖4b所示，S偏振光S-Pol在藍光波長范圍其光線反射率(經(jīng)積分換算后)高于95％。更詳細地說，當(dāng)?shù)谝缓瞎饽K50所提供的第一激光束入射至分光模塊90后，第一分光鏡91會讓P偏振藍光L1穿透至二分之一波片93，但會將S偏振藍光L2反射至熒光色輪模塊96。熒光色輪模塊96接收經(jīng)第一分光鏡91反射的S偏振藍光L2后，會提供第一受激光Y1(例如黃色色光)。另一方面，二分之一波片93會接收穿透第一分光鏡91的P偏振藍光L1，并將P偏振藍光L1轉(zhuǎn)化成S偏振藍光L3。因此，第一受激光Y1會穿透第一分光鏡91而抵達光導(dǎo)管98，而S偏振藍光L3可被第二分光鏡92和反射鏡94反射而導(dǎo)引至光導(dǎo)管98。

同理，當(dāng)?shù)诙瞎饽K60所提供的第二激光束入射至分光模塊90后，第二分光鏡92會讓P偏振藍光L4穿透至二分之一波片93，但會將S偏振藍光L5反射至熒光色輪模塊96。熒光色輪模塊96接收經(jīng)第二分光鏡92反射的S偏振藍光L5后，會提供第二受激光Y2(例如黃色色光)。另一方面，二分之一波片93會接收穿透第二分光鏡92的P偏振藍光L4，并將P偏振藍光L4轉(zhuǎn)化成S偏振藍光L6。因此，第二受激光Y2在穿透第二分光鏡92后會被反射鏡94反射而導(dǎo)引至光導(dǎo)管98，而S偏振藍光L6會被第一分光鏡91反射而導(dǎo)引至光導(dǎo)管98。

圖5為本發(fā)明光導(dǎo)管98的放大示意圖。光導(dǎo)管98包含第一入光面2、中繼面4，以及第二入光面6。第一入光面2相對熒光色輪模塊90設(shè)置，用來接收第一受激光Y1和S偏振藍光L6。中繼面4與第一入光面2夾45度。第二入光面6對應(yīng)于中繼面4，用來接收第二受激光Y2和S偏振藍光L3。中繼面4可將入射的第二受激光Y2和S偏振藍光L3反射至和第一受激光Y1和S偏振藍光L6相同的行進方向。在接收第一受激光Y1、第二受激光Y2、S偏振藍光L3和S偏振藍光L6后，光導(dǎo)管98可提供照明光束LB至色輪95。在接收照明光束LB后，色輪95可過濾出多個色光供激光投影機200投影成像所需。多個色光經(jīng)由光學(xué)組件依序傳遞至影像調(diào)變裝置(未顯示)及鏡頭(未顯示)，呈現(xiàn)投影影像。

圖6為本發(fā)明實施例中熒光色輪模塊96的示意圖。在此實施例中，熒光色輪模塊96包含熒光色輪PW，其包含圓心8、第一部分R1和第二部分R2，由馬達(未圖標(biāo))來驅(qū)動以在運作中旋轉(zhuǎn)。熒光色輪PW上覆蓋著對應(yīng)特定色光的熒光粉，例如可激發(fā)出黃色色光的熒光粉。第一合光模塊50所提供的S偏振藍光L2會入射在熒光色輪PW的第一部分R1，其激發(fā)熒光粉的圓形路徑由P1來表示。第二合光模塊60所提供的S偏振藍光L5會入射在熒光色輪PW的第二部分R2，其激發(fā)熒光粉的圓形路徑由P2來表示。如圖5所示，圓形路徑P1和圓心X之間的第一距離d1不等于圓形路徑P2和圓心之間的第二距離d2，因此可分散熒光粉的熱淬滅效應(yīng)以改善熒光色輪模塊96的散熱問題。當(dāng)然，于其他實施例中，亦可以設(shè)置成：第一合光模塊50所提供的S偏振藍光L2入射熒光色輪PW的第一位置，第二合光模塊60所提供的S偏振藍光L5入射熒光色輪PW的第二位置，該第一位置距該圓心的距離等于該第二位置距離該圓心的距離，例如，第一合光模塊50所提供的S偏振藍光L2和第二合光模塊60所提供的S偏振藍光L5都入射第一部分R1，或者都入射第二部分R2，具體由設(shè)計人員根據(jù)實際情況而定，在此不再贅述。

圖7為本發(fā)明另一實施例中熒光色輪模塊96的示意圖。在此實施例中，熒光色輪模塊96包含第一熒光色輪PW1和第二熒光色輪PW2。第一熒光色輪PW1和第二熒光色輪PW2可由同一馬達來驅(qū)動，或分別由不同馬達來驅(qū)動以在運作中旋轉(zhuǎn)。第一熒光色輪PW1和第二熒光色輪PW2上覆蓋著對應(yīng)特定色光的熒光粉，例如可激發(fā)出黃色色光的熒光粉。第一合光模塊50所提供的S偏振藍光L2會入射在第一熒光色輪PW1，激發(fā)熒光粉的圓形路徑由P1來表示。第二合光模塊60所提供的S偏振藍光L5會入射在第二熒光色輪PW2，激發(fā)熒光粉的圓形路徑由P2來表示。圖7所示的熒光色輪模塊使用兩個熒光色輪，因此可分散熒光粉的熱淬滅效應(yīng)以改善熒光色輪模塊96的散熱問題。

需要特別說明的是，上述實施例均以同時具有第一合光模塊50和第二合光模塊60為例進行說明，于實際應(yīng)用中，亦可以僅具有第一合光模塊50或者第二合光模塊60，具體由設(shè)計人員根據(jù)實際情況而定，在此不再贅述。

綜上，本發(fā)明的激光投影機采用激光熒光粉顯示技術(shù)，其利用單色藍光激光結(jié)合單色熒光粉的旋轉(zhuǎn)熒光粉色輪，進而提供成像所需的多個色光。本發(fā)明激光投影機的分光模塊使用兩分光鏡和二分之一波片來提供藍光傳遞路徑，因此可減少反射鏡的數(shù)目。此外，本發(fā)明熒光色輪模塊中的一個或多個熒光色輪僅需規(guī)劃單一熒光粉色區(qū)，并能提供相異熒光粉激發(fā)路徑，不但制作容易，在運作旋轉(zhuǎn)時亦能分散熒光粉的熱淬滅效應(yīng)和降低噪音。

本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。