/4球狀,但不限于此。在圖1C與圖1D中,是以微結構232為球的一部分的形狀的結構(即透鏡形狀的結構)為例。
[0038]波長轉換模塊200滿足n2-0.3 ^ nl ^ n2+0.3,其中nl為透光基材222的折射率,且n2為微結構層230的折射率。換言之,微結構層230與透光基材222的折射率適度地接近或相同,可降低光在從透光基材222傳遞至微結構層230時被兩者的界面反射的機會。在本實施例中,1.3蘭nl蘭1.6,而1.3蘭n2蘭1.6 ;此外,另一實施例中,nl的范圍可為1.0芻nl芻1.9。
[0039]激發光源110用以發出一激發光束111。在本實施例中,激發光源110為激光光源,而激發光束111為激光束。舉例而言,激發光源110可包括多個排成數組的激光二極管112。此外,透鏡120將激發光束111會聚于帶狀波長轉換層220上。來自激發光源110的激發光束111經由微結構層230傳遞至帶狀波長轉換層220。具體而言,來自透鏡120的激發光束111經由微結構層230傳遞至帶狀波長轉換層220。
[0040]帶狀波長轉換層220中的波長轉換材料224受到激發光束111的激發后,將激發光束111轉換為一轉換光束201,其中轉換光束201的波長大于激發光束111的波長。部分從波長轉換材料224發出的轉換光束201往微結構層230傳遞并穿透微結構層230,另一部分從波長轉換材料224發出的轉換光束201則往反射基板210傳遞,并在被反射基板210反射后,依序穿透帶狀波長轉換層220與微結構層230。此外,未被波長轉換材料224轉換的激發光束111則傳遞至反射基板210后,被反射基板210反射,且在被反射基板210反射后,激發了波長轉換材料224,或直接依序穿透透光基材222與微結構層230。
[0041]舉例而言,激發光束111例如為藍色光束,而轉換光束201例如為黃色光束,亦即波長轉換材料224例如為黃色熒光粉,而從微結構層230出射的轉換光束201與激發光束111則可混合成白光。此外,來自激發光源110的激發光束111可被一分光單元130導引至透鏡120,且來自波長轉換模塊200的轉換光束201與激發光束111則可經由透鏡120的收集后被分光單元130導引至偏離激發光源110的方向。分光單元130可以是部分穿透部分反射元件(element)、分色元件、偏振分光元件或其他各種可將光束分離的元件。
[0042]在本實施例的波長轉換模塊200與照明系統100中,由于微結構層230配置于帶狀波長轉換層220上,且這些微結構230以最密堆積的方式排列于微結構層230的表面,因此除了可降低來自帶狀波長轉換層220的光被全反射而無法自波長轉換模塊200出光的機率,且可藉由微結構230使自波長轉換模塊200出光的光束的發散角降低。如此一來,波長轉換模塊200便可具有良好的集光效果,而使用此波長轉換模塊200的照明系統100可具有良好的光利用效率。
[0043]舉例而言,請參照圖1C,對于自波長轉換材料224發出的轉換光束F1而言,是以大的入射角入射透光基材222與微結構層230的界面(即透光基材222的出光面),當透光基材222上不設置微結構層230時,轉換光束F1會接著沿著以虛線示出的轉換光束F1’的路徑傳遞,此時由于轉換光束F1’的出射方向與帶狀波長轉換層220的法線方向的夾角過大,將導致轉換光束F1’無法被透鏡120收集,因此轉換光束F1’將無法被利用而造成光損失。然而,當透光基材222上設置微結構層230時,轉換光束F1將繼續行走以實線示出的轉換光束F1的路徑,也就是被微結構232往較不偏離法線的方向導引。因此,轉換光束F1仍可被透鏡120收集,因而提升了光利用效率。
[0044]另外,當自波長轉換材料224發出的轉換光束F2以更大的入射角入射透光基材222的出光面,且當透光基材222上不設置微結構層230時,由于透光基材222的折射率比空氣較大而導致臨界角較小并小于轉換光束F2的入射角,此時轉換光束F2會沿著以虛線示出的轉換光束F2’的路徑傳遞,也就是被透光基材222的出光面全反射。因此,轉換光束F2’無法從帶狀波長轉換層220中被提取出并有效得利用,而造成光損失。然而,當透光基材222上設置微結構層230時,轉換光束F2將繼續行走以實線示出的轉換光束F2的路徑,也就是從帶狀波長轉換層220進入微結構層230,再被微結構232往較不偏離法線的方向導引出光。因此,轉換光束F2仍可被透鏡120收集,因而提升了光提取效率和光利用效率。
[0045]上述內容及圖1C是以理論的方式來分析出波長轉換模塊200具有良好的集光效果和光提取效率且照明系統100具有良好的光利用效率的結論,而以下圖2A與圖2B則是以實驗的方式來驗證此結論。
[0046]圖2A為圖1A的波長轉換模塊在將微結構層移除后的發光強度分布圖,而圖2B為圖1A的波長轉換模塊的發光強度分布圖。請參照圖1A、圖2A與圖2B,圖2A與圖2B皆為相對于發光角度的光強度分布圖,其中0度方向為波長轉換模塊的正向,也就是帶狀波長轉換層220的法線方向。此外,第一方向與第二方向的數據是分別在兩個互相垂直的角度展開方向上所測得光強度數據。比較圖2A與圖2B的實驗數據可知,本實施例的波長轉換模塊200由于具有微結構層230,因此的確可以達到良好的集光效果,進而使照明系統100具有良好的光利用效率。
[0047]請參照圖1A至圖1D,在本實施例中,帶狀波長轉換層220為環狀波長轉換層,而反射基板210呈圓盤狀。此外,在本實施例中,波長轉換模塊200還包括一致動器240,用以帶動反射基板旋轉。在本實施例中,致動器240例如為一馬達,其與反射基板210連接,例如是嵌入至反射基板210的中央。當反射基板旋轉時,帶狀波長轉換層230上的不同位置在不同時間中進入激發光束111的照射范圍內。如此一來,激發光束111才不會持續地照射于帶狀波長轉換層230的同一點,而導致帶狀波長轉換層230因接受了過多的能量而導致損壞或光轉換效率下降。
[0048]本實施例的照明系統100可作為投影裝置的照明系統,以提供照射投影裝置中的光閥(light valve)的轉換光束201與激發光束111所合成的照明光束,或提供轉換光束201作為照明光束。此外,本實施例的帶狀波長轉換層230也不局限于含有一種顏色的熒光粉,其可在不同區段含有不同顏色的熒光粉(如紅色、綠色及藍色或再加上黃色的熒光粉),進而隨著波長轉換模塊200的旋轉而產生時序性的不同顏色的光。
[0049]在本實施例中,每一微結構232符合P/4蘭h蘭P/2,其中h為微結構232于垂直于反射基板210的方向上的高度,且P為微結構232于平行于反射基板的方向上的節距。微結構232采用最密堆積的方式與符合上式皆可使波長轉換模塊200具有較佳的光提取效率(light extract1n efficiency)與較佳的集光效果。
[0050]圖3A為本發明的另一實施例的波長轉換模塊的示意圖,而圖3B為圖3A的波長轉換模塊的正視圖。請參照圖3A與圖3B,本實施例的波長轉換模塊200a與圖1A的波長轉換模塊200類似,而兩者的差異如下所述。本實施例的波長轉換模塊200a還包括反射杯結構250,配置于反射基板210上,其中帶狀波長轉換層220配置于反射杯結構250中。在本實施例中,反射杯結構250包括第一環狀反射結構252及第二環狀反射結構254。第一環狀反射結構252配置于帶狀波長轉換層220的內側,且第二環狀反射結構254配置于帶狀波長轉換層220的外側。
[0051]在本實施例中,第一環狀反射結構252具有一第一反射面251,第一反射面251相對于反射基板210傾斜,且朝向帶狀波長轉換層220(即環狀波長轉換層)的外側。第二環狀反射結構254具有第二反射面253,第二反射面253相對于反射基板210傾斜,且朝向帶狀波長轉換層220的內側。第一反射面251與第二反射面253可將來自帶狀波長轉換層220的轉換光束201中從側向散逸的光線反射至波長轉換模塊200a的正向,進而提高光利用效率。
[0052]圖4為本發明的又一實施例的波長轉換模塊的剖面示意圖。請參照圖4,本實施例的波長轉換模塊200b類似于圖1C的波長轉換模塊200,而兩者的差