[发明专利]照明系统与投影系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种照明系统及投影系统，且特别是有关于一种具有较佳光利用率的照明系统及投影系统。

背景技术

随着现代视讯技术的进步，投影装置已被广泛地使用在会议室、大型会场、电影院等等场合以提供大面积的影像。因此，投影装置中的照明系统往往需要提供较高亮度的光源始能清晰地投射出影像。然而，倘若照明系统内部的光利用率不佳，使得光源亮度不足而造成影像模糊，则会降低投影装置的质量。所以，如何有效提升照明系统的光利用率已成为一个重要的研发课题。

图1为公知的照明系统的侧视示意图。请参考图1，公知的照明系统100包括一灯源模块110、一第一积分数组透镜(integral lens array)120、一第二积分数组透镜130、一极化分光转换器(polarization beam splitterconverter)140、一聚光透镜(condenser lens)150及一准直透镜(collimatorlens)160。其中，灯源模块110适于发出一白光112，而第一积分数组透镜120、第二积分数组透镜130、极化分光转换器140、聚光透镜150及准直透镜160是依序配置于白光112的光路上。

白光112首先是由第一积分数组透镜120及第二积分数组透镜130聚焦于极化分光转换器140上。接着，极化分光转换器140会将白光112转为偏振光。之后，聚光透镜150会再次将白光112聚焦于准直透镜160上，而准直透镜160用于将白光112转为近似平行的光束。此外，若在准直透镜160之后的白光112的光路上配置一液晶面板102，则照明系统100与液晶面板102将可组成一投影系统10。

然而由于目前制造技术上的极限，使得灯源模块110的灯芯的放电间隙(Arc Gap)仍有1.1mm的长度，因而造成灯源模块110提供的白光112并非理想的平行光源。所以第一积分数组透镜120无法将白光112聚焦成理想的点光源，而是聚焦成具有一定大小面积的光斑。倘若未设置第二积分数组透镜130，以使白光112在通过第一积分数组透镜120后能够直接聚焦于极化分光转换器140上，则部分面积过大的光斑会被极化分光转换器140阻挡而无法通过。如此会造成照明系统100的光利用率下降，其中光利用率是指照明系统100最终能提供白光112的亮度相对于灯源模块110于起始时发出白光112的亮度的比例值。

承接上述，为解决光斑面积过大问题，目前的解决方法是根据白光112通过第一积分数组透镜120后的光斑分布状况来设计第二积分数组透镜130的几何形状、曲率等特性，以控制白光112聚焦于极化分光转换器140上的光斑面积大小。

图2为白光照射在极化分光转换器时光斑的分布状态图。请参考图2，极化分光转换器140具有纵向交错的透光区域142及非透光区域144，而白光主要是聚焦于透光区域142内。尽管白光聚焦后的光斑(黑点状)大部分是落在透光区域142内，可是仍有部分的光斑是落在非透光区域144内而无法通过极化分光转换器140，使得照明系统100的光利用率无法有效提升。值得注意的是，光斑特别是在横向(X方向)的范围过大时，会部分地落在非透光区域144内。

此外，由于第二积分数组透镜130在设计上需与第一积分数组透镜120相互搭配，因此会增加积分数组透镜设计上的困难与复杂度。更甚者，由于照明系统100内需要使用到参数条件不同的第一积分数组透镜120及第二积分数组透镜130，如此会增加制作照明系统100的成本。附带一提的是，由于此照明系统100在组装上仅对中心光轴具有对称性，使得照明系统100在量产上不易组装，此亦会增加其制作成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较佳光利用率的照明系统以及投影系统。

为实现上述目的，本发明提供的照明系统，包括：

一灯源模块，适于发出一白光；

一第一积分数组透镜，位于该白光的光路上；

一柱状透镜数组，位于该第一积分数组透镜之后的该白光的光路上；

一极化分光转换器，配置于该柱状透镜数组之后的该白光的光路上；

一柱状透镜，配置于该极化分光转换器之后的该白光的光路上；

一聚光透镜，配置于该柱状透镜之后的该白光的光路上；以及

一准直透镜，配置于该聚光透镜之后的该白光的光路上。