CN101319756B - 可切换式照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种可切换式照明系统，适可提供一装置所需的照明，其包含第一光源、第二光源、反射模块以及控制模块。其中两光源分别设置于反射模块的两相对侧边，在控制模块的监控下，反射模块得反射自该第一光源与该第二光源的至少其中一个所发射的光线，维持可切换式照明系统的正常运作。

Description

可切换式照明系统

技术领域

本发明涉及一种照明系统，特别涉及一种可切换的双灯照明系统。

背景技术

在目前的家电影音产品中，照明系统的亮度与寿命是两个决定产品品质的重要参数。以投影装置为例，灯泡是目前常见应用于投影装置中作为照明系统的光源，因此灯泡的亮度及寿命直接决定该投影装置的成像品质以及该装置的使用寿命。然而，上述两因素间存在反向消长的关系，具体来说，若是使用高亮度的灯泡，则该灯泡的使用寿命将会缩短；反之，若欲延长灯泡的寿命，势必得部分牺牲投影装置使用时的灯泡亮度，二者难以兼顾。

为克服前述的缺点而同时提升照明系统的亮度及寿命，公知技术是提出具有双灯的照明系统，希望通过多光源的使用而达到兼顾提升亮度与延长寿命的效果。另一方面，双灯照明系统的另一优点在于其可提升照明系统的稳定度。具体而言，在投影装置使用时，若照明系统中的其中一个灯泡发生故障而无法提供照明时，另一个功能正常的灯泡即可取代故障的灯泡，使投影装置得以继续运作。

目前已知应用于投影装置上的双灯照明系统共计有两种：一种为机械交换式双灯系统，另一种为同时使用双灯系统。前者的特征在于投影装置运作时，在同一时间内的双灯照明系统只启动一个灯泡。当该灯泡发生故障时，双灯照明系统中另一个备用灯泡，将以手动/电动的方式，利用机械滑轨而移至光路上并加以点亮。此种机械交换式双灯系统的缺点在于备用灯泡的更换的过程中，投影装置将发生短暂时间丧失光源的现象，造成显示画面无法正常运作；而且，利用滑轨的方式交替灯泡，所需要的机构复杂，机构所占空间也非常庞大，不利于装置小型化的需求。

其次，公知同时使用双灯系统的特征，在于分别调整各个灯泡的反射罩，使两个灯泡得以同时启动，个别地提供光线于光路上。此系统的缺点在于照明系统的光路设计复杂，各光源的反射罩需要精确地切割、雕塑及调整，才能有效地同时利用双光源所提供的光线，而达到原来单光源预期的照射形状及照度。另一方面，此同时使用双灯系统下的各个光源，因光线同时经过复杂反射光路会有消减的作用，故实际上光利用效率较低，所分配而得的各灯效率，仅为纯使用单灯的效率的60％～70％，故无法提升系统运作的稳定度。也就是，当其中一个灯泡损坏时，则必须整组双光源同时更换，而无法由剩余的单光源维持系统的运作。

承上所述，由于前述公知双灯照明系统难以提供持续性的光线而导致投影装置显示画面的不稳定性。因此，实有必要改良双灯照明系统，除能提高照明系统的亮度与寿命外，也能兼顾照明系统运作的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供可切换式照明系统，从而同时提升照明系统的亮度并延长照明系统的寿命。尤其是，当照明系统内其中一个光源发生故障时，照明系统可迅速地切换或调整另一光源，以使照明系统能持续正常地运作，维持投影装置显示画面的正常输出。

为达前述的目的本发明所提供的可切换式照明系统包含第一光源、第二光源、反射模块以及控制模块。其中，第二光源是设置于该第一光源的相对侧边，反射模块则设置于该第一光源与该第二光源之间，用以反射自该第一光源与该第二光源的至少其中一个所发射的光线。控制模块监测该第一光源未正常工作下，由该第二光源取代担负该装置所需的照明，以维持投影装置继续正常工作。

为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合附图进行详细说明。在参照附图及随后描述的实施方式后，本发明所属技术领域的技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与较佳实施方式。

附图说明

图1A、图1B图是显示本发明应用于投影装置的第一实施例中，反射镜自第一位置切换至第二位置的示意图；

图2A、图2B图是本发明应用于投影装置的第二实施例的示意图；

图3A、图3B图是本发明应用于投影装置的第三实施例的示意图。

主要元件标记说明

10：可切换式照明系统                20：透镜系统

30：集光柱                          40：光学系统

102：第一光源                       104：第二光源

110：反射模块                       112：反射镜

114：第一反射单元                   116：第二反射单元

118：棱镜                           118A：第一邻接面

118B：第二邻接面                    120：控制模块

121：控制单元                       122：驱动单元

124：监测单元                       125：监测单元

126：调整单元                       127：调整单元

P：第一反射点                 Q：第二反射点

具体实施方式

本发明所披露的可切换式照明系统主要是利用一组双灯作为照明系统的光源，并依据不同型态的投影装置，搭配适当的反射模块以及控制模块，以达到稳定提供照明的目的。以下将披露多个实施例，其为具体说明本发明的可切换式照明系统的特征，而非用以限制本发明。需要指出的是以下实施例的说明仅着重于照明系统的相关特征，其余与照明系统配合运作的部分因与先前技术所应用者大致相同，为简短说明起见，兹不赘述。

首先，请参照图1A，图中显示应用于投影装置中本发明可切换式照明系统的第一实施例。该投影装置包含可切换式照明系统10、透镜系统(Relay Lens System)20、集光柱(Light Integration Rod)30以及光学系统(Optical System)40，当照明系统10启动后，照明系统10发射的光线进入透镜系统20，通过透镜系统20将光线大部份集中于集光柱30入口，使光线得以集中进入光学系统，最后将影像投射至成像屏幕上。

具体来说，在此实施例中，本发明的可切换式照明系统10包含第一光源102与第二光源104、反射模块110以及控制模块120。在具体应用时，第一光源102与第二光源104为灯泡。相对于反射模块110，第二光源104是设置于第一光源102的相对侧边。在较佳实施方式中，第一光源102与第二光源104分别具有两个椭圆反射罩设置于灯泡外缘处，以将光线汇聚于反射模块110上，提升光源的利用效率。

此外，反射模块110设置于第一光源102与第二光源104之间，用以反射自第一光源102与第二光源104二者其中一个所发射的光线，使反射光的大部地进入透镜系统20中。在具体应用时，反射模块110包含反射镜112，设置于第一光源102与第二光源104之间。此反射镜112的特点在于其可快速地在二个位置间切换，也就是其可自反射第一光源102的光线的第一位置，快速地运动至反射第二光源104的光线的第二位置，如图1B所示。另外需要说明的是，反射镜112位于第一位置与第二位置时，相对于各该光源皆可使来自各该相对光源的光线聚焦于反射镜112上，使光线得以充分地反射至透镜系统20内。在较佳的实施方式中，反射镜112的第一位置与第二位置间的夹角θ为85至95度的内角，更能充分地将来自光源的光线反射至透镜系统20中。

承上所述，上述本实施例中的照明系统10是应用于利用单一灯泡发光的双灯投影装置中，也就是本实施例中的照明系统10可任意地选择照明系统10的第一光源102与第二光源104中的一个作为照明系统10的光源，而另一个光源则作为备用光源。其主要是利用与反射模块110电性连接的控制模块120监测两个光源102、104的状态，并控制反射模块110的切换，使两个光源得以切换使用。具体来说，以第二光源104作为备用光源为例，当控制模块120监测第一光源102未正常工作时，控制模块120立即启动第二光源104，并将反射镜112快速地切换至第二位置，由第二光源104取代第一光源102，以担负投影装置所需的照明，并维持投影装置的正常运作而不会中断投影画面的呈现。

在较佳实施方式中，控制模块120包含控制单元121、驱动单元122以及二监测单元124、125。驱动单元122包含电磁阀或步进马达，用以提供反射镜112旋转角度的功能，使其能于第一位置与第二位置间快速地切换。此外，监测单元124可为，例如，但不限于电子点灯/回馈器(Ballast)，用以将第一光源102以及第二光源104激发至发光，接着监控第一光源102以及第二光源104的发光状态，并将监测所得的信号传递予控制单元121。在前例中，当对应于第一光源102的监测单元124监测出第一光源102未正常工作时，监测单元124立即发送信号予控制单元121，由控制单元121发送启动信号予驱动单元122与对应于第二光源104的另一监测单元125，使驱动单元122随即驱动反射镜112自第一位置转动至第二位置，此时监测单元125也同时启动第二光源104，使第二光源104能快速地提供投影装置所需的光线，维持投影装置的正常运作。

在此实施例中，控制模块120从监测至切换反射镜所需的时间极短，在实际应用时仅约1秒左右，相较传统机械式滑轨灯泡切换系统，本实施例的架构简单，反应迅速。另一方面，相较传统双灯同时使用系统而言，本实施例的光源利用效率也较高，可将光源利用率从公知技术的60％～70％，提升至85％，甚至更高。

其次，请参照第2图，图中显示应用于投影装置中本发明可切换式照明系统的第二实施例。与第一实施例类似，此投影装置也包含可切换式照明系统10、透镜系统20、集光柱30以及光学系统40。此外，在此实施例中，本发明的可切换式照明系统10也包含第一光源102与第二光源104、反射模块110以及控制模块120，且各元件间的空间设置关系也大致相似。

此实施例有别于第一实施例之处在于反射模块110包含第一反射单元114及第二反射单元116，其分别反射自第一光源102与第二光源104所发射的光线，且第一反射单元114及第二反射单元116二者间构成角隅。在较佳实施方式中，第一反射单元114及第二反射单元116的至少其中一个是反射镜，且二者间所构成的角隅θ为介于85至95度间的内角。

本实施例所述的照明系统10是应用于利用双灯发光的投影装置中，也就是本实施例可同时或交替地使用第一光源102与第二光源104作为照明系统10的光源。此实施例与传统同时使用双灯的照明系统之不同之处在于，本实施例仅需调整个别光源102、104与各该反射单元114、116间的焦距，即可达到分别将光源的光线汇聚至透镜系统中，而无须如先前技术般需精密地切割并调整反射罩。因此，本实施例具有结构简单、容易调整安装等优点。

在较佳实施方式中，为了有效地将反射光大部份汇聚于透镜系统20中，应使左右两个光源在反射模块上所形成的面积上边界实质邻近反射单元的角隅顶点上，且不超过角隅顶点。例如，在实际的实施方式中，第一光源102所发射的光线，实质上沿第一主轴(principalaxis)(图中未示)行进至第一反射单元114上所形成的第一反射点P的光点半径约2～3毫米，反射镜的斜边约28～32mm，因而第一反射点P形成于斜边上距离角隅约十分之一的斜边距离处。

承上所述，在第一种双灯交替使用的实施方式中，第一光源102以及第二光源104是交替地作为投影装置的光源。类似前述，请参照图2A，此实施方式的控制模块120包含控制单元121以及二监测单元124、125。其中，监测单元124、125与第一实施例相同可为，例如，但不限于电子点灯/回馈器，用以分别激发第一光源102以及第二光源104并监控上述光源102、104的发光状态。当相对第一光源102的监测单元124监测出第一光源102在未正常工作下，监测单元124将发送信号予控制单元121，接着控制单元121发送启动信号予对应于第二光源104的另一监测单元125，使监测单元125启动第二光源104，使第二光源104能快速地提供投影装置所需的光线，维持投影装置的正常运作。以实质地提供投影装置正常运作所需的照明亮度。

再者，在第二种双灯同时使用的实施方式中，第一光源102以及第二光源104为同时发光，以提供投影装置较大的亮度。请参照图2B，此实施方式的控制模块120除包含前述的元件外还包含二调整单元126、127。当相对第一光源102的监测单元124监测出第一光源102在未正常工作下，监测单元124将发送信号予控制单元121，由控制单元121发送信号予对应于第二光源104的调整单元127，使该调整单元127调高第二光源104的发光功率，以实质地提供投影装置正常运作所需的照明亮度。待操作完毕后，方由维修人员更换毁损的第一光源102，使投影装置的运作不致中断。反之，类似地，若相对第二光源104的监测单元125监测出第二光源104在未正常工作下，监测单元125将发送信号予控制单元121，由控制单元121发送信号予对应于第一光源102的调整单元126，使调整单元126调高第一光源102的发光功率。

请参照图3A、图3B，图中显示应用于投影装置中本发明可切换式照明系统的第三实施例。此实施例大部分的元件、空间设置关系均与第二实施例十分类似，因此，以下所述者仅说明本实施例与第二实施例相异之处，至于相同的部分，请参照前述内容，以下兹予略而未述。

第三实施例的可切换式照明系统中，反射模块110还包含棱镜118，此棱镜118具有彼此相邻的第一邻接面118A及第二邻接面118B，而反射模块110的第一反射单元114及第二反射单元116分别设置于第一邻接面118A及第二邻接面118B的上表面。在具体应用时，第一反射单元114及第二反射单元116的至少其中一个是反射镜或反射镀膜。具体来说，若第一反射单元114及第二反射单元116为反射镜时，需将反射镜分别嵌设于棱镜118的第一邻接面118A及第二邻接面118B的上表面。若第一反射单元114及第二反射单元116为反射镀膜时，则仅需在棱镜118的第一邻接面118A及第二邻接面118B的上表面镀上所需的反射薄膜材料即可。

前述第二与第三实施例皆为同时使用双灯的照明系统，相较现有技术而言，其优点在于当其中一个光源发生故障，另一个光源仍维持发光的状态，因此，投影装置仍可正常运作，而且，操作者也可同时单独地更换故障的光源，而不会影响投影装置的正常运作。综合上述，本发明提供一种可切换式照明系统，不但可以兼顾照明系统的亮度提升与使用寿命的延长，也可兼顾照明系统运作的稳定性，维持投影装置显示画面的正常输出。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何所属技术领域的技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利要求应以权利要求书为准。

Claims (17)

1.一种可切换式照明系统，适可提供一装置所需的照明，其包含：

第一光源；

第二光源，设置于该第一光源的相对侧边；

反射模块，包含反射镜，设置于该第一光源与该第二光源之间，用以自反射该第一光源的光线的第一位置，运动至反射该第二光源的光线的第二位置；以及

控制模块，监测该第一光源未正常工作下，使该第二光源取代该第一光源以担负该装置所需的照明，以维持该装置继续正常工作。

2.根据权利要求1所述的可切换式照明系统，其特征是该控制模块包含：

控制单元；

驱动单元；以及

监测单元，用以监测该第一光源在未正常工作下，发送信号予该控制单元，由该控制单元启动该驱动单元，使该驱动单元驱动该反射镜，自该第一位置移动至该第二位置，并启动该第二光源。

3.根据权利要求2所述的可切换式照明系统，其特征是该驱动单元包含电磁阀。

4.根据权利要求2所述的可切换式照明系统，其特征是该驱动单元包含步进马达。

5.一种可切换式照明系统，适可提供一装置所需的照明，其包含：

第一光源；

第二光源，设置于该第一光源的相对侧边；

反射模块，包含第一反射单元及第二反射单元，分别反射自该第一光源与该第二光源所发射的光线，且该第一反射单元及该第二反射单元构成角；以及

控制模块，监测该第一光源未正常工作下，使该第二光源取代该第一光源以担负该装置所需的照明，以维持该装置继续正常工作。

6.根据权利要求5所述的可切换式照明系统，其特征是该控制模块包含：

控制单元；以及

一监测单元，其中当监测单元监测该第一光源在未正常工作下，发送信号予该控制单元，由该控制单元启动该第二光源。

7.根据权利要求6所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镜。

8.根据权利要求6所述的可切换式照明系统，其特征是该反射模块还包含棱镜，该棱镜具第一邻接面及第二邻接面，该第一反射单元及该第二反射单元分别位于该第一邻接面及该第二邻接面上。

9.根据权利要求6所述的可切换式照明系统，其特征是该角形成介于85至95度间的内角。

10.根据权利要求8所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镜。

11.根据权利要求8所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镀膜。

12.根据权利要求5所述的可切换式照明系统，其特征是该控制模块还包含：

控制单元；

调整单元；以及

监测单元，用以监测该第一光源在未正常工作下，发送信号予该控制单元，由该控制单元启动该调整单元，使该调整单元调整该第二光源的发光功率。

13.根据权利要求12所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镜。

14.根据权利要求12所述的可切换式照明系统，其特征是该反射模块另包含棱镜，该棱镜具第一邻接面及第二邻接面，该第一反射单元及该第二反射单元分别位于该第一邻接面及该第二邻接面上。

15.根据权利要求12所述的可切换式照明系统，其特征是该角形成介于85至95度间的内角。

16.根据权利要求14所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镜。

17.根据权利要求14所述的可切换式照明系统，其特征是该第一反射单元及第二反射单元的至少其中一个，是反射镀膜。

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