CN101929637A - 照明系统及照明控制方法 - Google Patents

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CN101929637A CN200910149446XA CN200910149446A CN101929637A CN 101929637 A CN101929637 A CN 101929637A CN 200910149446X A CN200910149446X A CN 200910149446XA CN 200910149446 A CN200910149446 A CN 200910149446A CN 101929637 A CN101929637 A CN 101929637A
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王思克
刘劲谷
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中强光电股份有限公司
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Abstract

一种照明系统及照明控制方法,该照明系统适用于投影装置。照明系统包括光源模块、光色调制模块及控制单元。光色调制模块配置在光束的传递路径上。光色调制模块包括多个光色调制单元。光色调制模块适于运动,以使这些光色调制单元依序切入光束的照射范围内。控制单元电连接至光源模块与光色调制模块。当控制单元判断这些光色调制单元的任二相邻者的交界切入光束的照射范围时,控制单元使光源模块切换至关闭状态。当控制单元判断这些光色调制单元的任二相邻者的交界切离光束的照射范围时,控制单元使光源模块切换至开启状态。一种照明控制方法亦被提出。

Description

照明系统及照明控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光源及其控制方法,且特别涉及一种适用于投影装置的照明系统 及照明控制方法。
背景技术
[0002] 一般投影装置之所以能够提供彩色的影像画面,主要是因为投影装置的照明系统 能够依序提供红色、绿色及蓝色照明光束以照射投影装置中的光阀(light valve),进而使 投影装置在屏幕上依序投射出红色、绿色及蓝色影像画面。当红色、绿色及蓝色影像画面依 序快速地循环出现时,由于人眼的视觉暂留效应,红色、绿色及蓝色影像画面会混合成彩色 画面,这是投影装置为何能提供彩色画面的原因。
[0003] 一种公知的照明系统采用高压汞灯(ultra high pressure lamp,UHP lamp)来产 生白色光束,并让白色光束通过转动中的色轮(color wheel)。色轮例如由红色扇形滤光 片(filter)、绿色扇形滤光片及蓝色扇形滤光片所构成的环形滤光片,因此白色光束在通 过转动中的色轮后,会依序成为红色光束、绿色光束及蓝色光束。
[0004] 然而,当不同颜色的滤光片的交界切入白色光束的照射范围内时,即在轮辐时间 (spoke time)时,会将白色光束转换成两种不同颜色的光束,而导致照射于光阀上的光 束的颜色不正确,进而影响屏幕上的影像画面的色彩正确性。举例而言,美国公开专利第 20060002109号揭露了灯源持续发出通过色轮的白色光束,就会使白色光束通过两种不同 颜色的扇形滤光片的交界。
[0005] 美国专利第5774196号揭露了在轮辐时间关闭空间光调制器(spatial light modulator, SLM)。虽然在轮辐时间关闭空间光调制器有助于改善屏幕上的影像画面的色彩 正确性,但由于空间光调制器关闭时灯源仍开启,因此容易使暗画面不够暗,进而使影像画 面的对比降低。此外,在空间光调制器关闭时使灯源开启会造成光能量的浪费。
[0006] 此外,台湾公开专利第200729148及200729149号揭露在光阀的不同状态时关闭 及开启灯源,如此虽可节省能源,但没有提及在轮辐时间内如何改善色彩的不正确性。
发明内容
[0007] 本发明提供一种照明系统,能够提高投影装置所投影出的影像画面的色彩正确 性,且能够更有效率地利用光能量。
[0008] 本发明提供一种照明系统,能够根据使用者的不同需求来调整投影装置所投影出 的影像画面的亮度及色彩品质,且能够更有效率地利用光能量。
[0009] 本发明提供一种照明控制方法,能够提高投影装置所投影出的影像画面的色彩正 确性,且能够更有效率地利用光能量。
[0010] 本发明提供一种照明控制方法,能够根据使用者的不同需求来调整投影装置所投 影出的影像画面的亮度及色彩品质,且能够更有效率地利用光能量。
[0011] 本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
5[0012] 为达上述的一部分或全部目的或其他目的,本发明的一实施例提出一种照明系 统,适于照明投影装置的光阀。照明系统包括光源模块、光色调制模块及控制单元。当光源 模块处于开启状态时,适于发出光束,且当光源模块处于关闭状态时,适于不发出光束。光 色调制模块配置在光束的传递路径上。光色调制模块包括多个光色调制单元,其中这些光 色调制单元的任二相邻者适于分别将光束的颜色调制成二种彼此不同的颜色。光色调制模 块适于运动,以使这些光色调制单元依序切入光束的照射范围内。控制单元电连接至光源 模块与光色调制模块,其中控制单元通过光色调制模块所传来的信号判断光色调制模块与 光束的相对位置。当控制单元判断这些光色调制单元的任二相邻者的交界切入光束的照射 范围时,控制单元使光源模块切换至关闭状态。当控制单元判断这些光色调制单元的任二 相邻者的交界切离光束的照射范围时,控制单元使光源模块切换至开启状态。光源模块从 开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态的反应时间小于这 些光色调制单元的二相邻者的交界从切入至切离光束的照射范围所经过的时间。
[0013] 在本发明的实施例中,光色调制模块包括色轮,且色轮包括这些光色调制单元。这 些光色调制单元环绕色轮的几何中心配置,且色轮适于转动,以使这些光色调制单元依序 切入光束的照射范围内。光源模块可包括发光二极管(light emitting diode, LED)。发 光二极管所发出的光束例如为白色光束,且这些光色调制单元包括红色滤光片、绿色滤光 片及蓝色滤光片。这些光色调制单元可还包括无色滤光片。
[0014] 在本发明的实施例中,光源模块包括多个发光二极管,这些发光二极管的至少其 一为白光发光二极管,且这些发光二极管的至少另一为光色为非白色的发光二极管。这些 光色调制单元可包括无色滤光片。当光束的照射范围位于无色滤光片的范围内时,控制单 元在第一时间间隔内使白光发光二极管处于开启状态,且在第二时间间隔内使光色为非白 色的发光二极管处于开启状态,且第一时间间隔与第二时间间隔彼此不重叠、部分重叠或 完全重合。这些光色调制单元可还包括颜色为非白色的滤光片,当光束的照射范围位于颜 色为非白色的滤光片的范围内时,控制单元使光色为非白色的发光二极管处于开启状态, 且使白光发光二极管处于关闭状态。上述非白色例如为红色、绿色或蓝色。
[0015] 在本发明的实施例中,光源模块所发出的光束为紫外光束,且这些光色调制单元 包括多个荧光片。紫外光束在通过这些荧光片后被转换为多种颜色的光束。光源模块可包 括紫外光发光二极管及可见光发光二极管,且这些光色调制单元可包括至少一荧光片及至 少一滤光片。当光束的照射范围位于荧光片的范围内时,控制单元使紫外光发光二极管处 于开启状态,并使可见光发光二极管处于关闭状态。当光束的照射范围位于滤光片的范围 内时,控制单元使可见光发光二极管处于开启状态,并使紫外光发光二极管处于关闭状态。
[0016] 在本发明的实施例中,光源模块包括蓝光发光二极管,且这些光色调制单元包括 滤光片、红色荧光片及绿色荧光片,其中蓝光发光二极管所发出的蓝色光束适于穿透滤光 片。光源模块可包括发光元件,这些光色调制单元包括白色光色调制单元。光束在通过白 色光色调制单元后的光色为白色,且控制单元适于调整当光束的照射范围位于白色光色调 制单元的范围内时的发光元件的开启时间。
[0017] 本发明的另一实施例提出一种照明系统,适于照明投影装置的光阀。照明系统包 括光源模块、光色调制模块及控制单元。当光源模块开启时,适于发出光束,且当光源模块 关闭时,适于不发出光束。光源模块包括发光元件。光色调制模块配置在光束的传递路径上,且光色调制模块包括多个光色调制单元。这些光色调制单元的任二相邻者适于分别将 光束的颜色调制成二种彼此不同的颜色,且光色调制模块适于运动,以使这些光色调制单 元依序切入光束的照射范围内。这些光色调制单元包括白色光色调制单元,光束在通过白 色光色调制单元后的光色为白色。控制单元电连接至光源模块与光色调制模块,其中控制 单元通过光色调制模块所发出的信号判断光色调制模块与光束的相对位置,控制单元适于 调整当光束的照射范围位于白色调制单元的范围内时的发光元件的开启时间。光源模块从 开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态的反应时间小于白 色调制单元从切入至切离光束的照射范围所经过的时间。
[0018] 在本发明的实施例中,发光元件为白光发光元件,且白色光色调制单元为无色滤 光片。光源模块还包括光色为非白色的可见光发光元件。当光束的照射范围位于无色滤光 片的范围内的时间内,控制单元在第一时间间隔内使白光发光元件处于开启状态,且在第 二时间间隔内使光色为非白色的可见光发光元件处于开启状态。第一时间间隔与第二时间 间隔彼此不重叠、部分重叠或完全重合。这些光色调制单元可还包括颜色为非白色的滤光 片,当光束的照射范围位于颜色为非白色的滤光片的范围内时,控制单元使光色为非白色 的可见光发光元件处于开启状态,且使白光发光元件处于关闭状态。在本发明的一实施例 中,发光元件例如为紫外光发光元件,且白色光色调制单元例如为白色荧光片。
[0019] 本发明的又一实施例提出一种照明控制方法,适于控制投影装置中的照明系统。 照明系统包括光源模块及光色调制模块。光源模块适于发出光束,光色调制模块配置在光 束的传递路径上,并包括多个光色调制单元。这些光色调制单元的任二相邻者适于分别将 光束的颜色调制成二种彼此不同的颜色,且光色调制模块适于运动,以使这些光色调制单 元依序切入光束的照射范围内。照明控制方法包括下列步骤:首先,当光束的照射范围位于 这些光色调制单元的任一个的范围内时,使光源模块处于开启状态;此外,当这些光色调制 单元的任二相邻者的交界切入光束的照射范围内时,使光源模块切换至关闭状态。
[0020] 在本发明的实施例中,这些光色调制单元的至少其一为白色荧光片,且光源模块 包括紫外光发光元件。照明控制方法可还包括调整当光束的照射范围位于白色荧光片的范 围内时的紫外光发光元件的开启时间。在本发明的一实施例中,这些光色调制单元的至少 其一为无色滤光片,且光源模块包括白光发光元件。照明控制方法可还包括调整当光束的 照射范围位于无色滤光片的范围内时的白光发光元件的开启时间。
[0021] 在本发明的实施例中,光源模块还包括光色为非白色的发光元件。照明控制方法 可还包括,当光束的照射范围位于无色滤光片的范围内时,在第一时间间隔内使白光发光 元件处于开启状态,且在第二时间间隔内使光色为非白色的发光元件处于开启状态,其中 第一时间间隔与第二时间间隔彼此不重叠、部分重叠或完全重合。这些光色调制单元的至 少另一可为颜色为非白色的滤光片。照明控制方法可还包括,当光束的照射范围位于颜色 为非白色的滤光片的范围内时,使光色为非白色的发光元件处于开启状态,并使白光发光 元件处于关闭状态。
[0022] 基于上述,在本发明的实施例的照明系统及照明控制方法中,当光色调制单元的 任二相邻者的交界切入光束的照射范围时,该光源模块切换至关闭状态,如此可改善投影 装置所投影出的影像画面的色彩正确性,且可更有效率地运用光源模块所提供的光能量。 在本发明的实施例的照明系统及照明控制方法中,当光束的照射范围位于白色光色调制单元的范围内时,发光元件的开启时间可被调整,如此可根据使用者的不同需求来调整投影 装置所投影出的影像画面的亮度及色彩品质,且可更有效率地运用光源模块所提供的光能量。
[0023] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详 细说明如下。
附图说明
[0024] 图IA为本发明的实施例的照明系统应用于投影装置中的结构示意图。
[0025] 图IB为图IA中的光色调制模块的正视图。
[0026] 图2为图IA中的色轮的位置状态与光源模块的开关状态的时间对照图。
[0027] 图3为图IA中的照明系统在另一模式下的色轮的位置状态、光阀的开关状态及光 源模块的开关状态的时间对照图。
[0028] 图4为本发明的另一实施例的照明系统应用于投影装置中的结构示意图。
[0029] 图5为图4中的色轮的位置状态、白色发光二极管的开关状态及红光发光二极管 的开关状态的时间对照图。
[0030] 图6为白光发光二极管与红光发光二极管的光谱图。
[0031] 图7为本发明的另一实施例的照明系统的光色调制模块的正视图。
[0032] 图8为图7中的色轮的位置状态、白色发光二极管的开关状态及红光发光二极管 的开关状态的时间对照图。
具体实施方式
[0033] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下参考附图的优选实施例 的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前 或后等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0034] 图IA为本发明的实施例的照明系统应用于投影装置中的结构示意图,而图IB为 图IA中的光色调制模块的正视图。请参照图IA与图1B,本实施例的照明系统100适于照 明投影装置200的光阀210。照明系统100包括光源模块110、光色调制模块120及控制单 元130。当光源模块110处于开启状态时,适于发出光束112,且当光源模块110处于关闭 状态时,适于不发出光束112。光色调制模块120配置在光束112的传递路径上。光色调制 模块120包括多个光色调制单元122,其中这些光色调制单元122的任二相邻者适于分别将 光束112的颜色调制成二种彼此不同的颜色。光色调制模块120适于运动,以使这些光色 调制单元122依序切入光束112的照射范围内。
[0035] 在本实施例中,光色调制模块120包括色轮121,且色轮121包括这些光色调制单 元122。这些光色调制单元122环绕色轮121的几何中心C配置,且色轮121适于转动,以使 这些光色调制单元122依序切入光束112的照射范围内,进而将光束112依序调制成多种 不同的颜色。在本实施例中,照明系统100还包括光积分柱(light integration rod) 140, 配置在该光束112的传递路径上。在本实施例中,光色调制模块120配置在光源模块110 与光积分柱140之间。然而,在其他实施例中,亦可以是光积分柱140配置在光源模块110 与光色调制模块120之间。[0036] 在本实施例中,光束112的照射范围定义为光积分柱140的入光口在光色调制 模块120上的正投影的范围,如图IB所绘示。然而,在光积分柱140配置在光源模块110 与光色调制模块120之间的实施例中,光束112的照射范围定义为光积分柱140的出光 口在光色调制模块120上的正投影的范围。在本实施例中光束112在经过光积分柱140 的均勻化及整形作用后,会被透镜220及反射镜230投射在光阀210上,且光阀210会将 光束112反射且转换为影像光束212。投影镜头240会将影像光束212投射在屏幕(图 中未示出)上以产生影像画面。在本实施例中,光阀210例如为数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)。然而,在其他实施例中,光阀210亦可以是硅基液晶面板 (liquid-crystal-on-silicon panel)。
[0037] 控制单元130电连接至光源模块110与光色调制模块120,其中控制单元130会通 过光色调制模块120所传来的信号判断出光色调制模块120与光束112的相对位置。具体 而言,光色调制模块120可还具有转子(rotor) 124及光检测器126。转子124的旋转可带 动色轮121的旋转。转子124的表面具有位置标记125,且光检测器126朝向转子124。位 置标记125会随着转子124的旋转而旋转,当位置标记125旋转至光检测器126所对准的 位置时,光检测器126便会检测到位置标记125,进而传递信号至控制单元130。控制单元 130根据位置标记125及色轮121的转速,便能够计算出色轮121与光束112的相对位置。
[0038] 当控制单元130判断这些光色调制单元122的任二相邻者的交界B切入光束112 的照射范围时,控制单元130会使光源模块110切换至关闭状态。当控制单元130判断这 些光色调制单元122的任二相邻者的交界B切离光束112的照射范围时,控制单元130会 使光源模块110切换至开启状态。光源模块110从开启状态切换至关闭状态的反应时间加 上从关闭状态切换至开启状态的反应时间小于这些光色调制单元122的二相邻者的交界B 从切入至切离光束的照射范围所经过的时间(即轮辐时间)。此处的关闭状态指光源模块 110中的发光元件不发光的状态,而此处的开启状态指光源模块110中的发光元件在正常 的工作模式下发光的状态。
[0039] 举例而言,当色轮121的转速为每秒120转时,且在轮辐时间内色轮121所转动的 角度假设为12度时,则可计算出轮辐时间大致为1/3600秒,但本发明并不以此为限。在本 实施例中,光源模块110包括发光二极管114。由于发光二极管114具有反应快速的特点, 因此能确保其从开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态的 反应时间比轮辐时间短。相较之下,公知采用高压汞灯的光源模块的从开启状态切排至关 闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态的反应时间则会超过轮辐时间,主要因 为高压汞灯有较长的暖灯时间。在本实施例中,发光二极管114例如为白光发光二极管,所 发出的光束112为白色光束。此外,光色调制单元120可包括红色滤光片122a、绿色滤光片 122b及蓝色滤光片122c。在本实施例中,光色调制单元120还包括无色滤光片122d。
[0040] 图2为图IA中的色轮的位置状态与光源模块的开关状态的时间对照图。请参照 图1A、图IB及图2,由图2可知,当光束112的照射范围位于红色滤光片122a、绿色滤光片 122b、蓝色滤光片122c及无色滤光片122d的范围内时,光源模块100处于开启状态。此外, 当交界B切入光束112的照射范围内时,即在轮辐时间时,光源模块处于关闭状态。
[0041] 在本实施例的照明系统100中,由于光源模块100在轮辐时间内处于关闭状态,因 此能避免二相邻的滤光片122将光束112的颜色同时调制为两种不同的颜色,进而改善投影装置200所投影出的影像画面的色彩正确性。此外,由于光源模块110在轮辐时间内处 于关闭状态,因此可降低光源模块110的功率损耗,进而使照明系统100更省电。再者,光 源模块110在轮辐时间内关闭还能够减少光源模块110的热累积,进而降低发光二极管114 的温度,以减少发光二极管114的热衰减,并延长发光二极管114的使用寿命。另外,光源 模块110在轮辐时间内关闭还能够降低黑画面的亮度,以提高影像画面的对比。
[0042] 另一方面,当本实施例的照明系统100与公知照明系统的功率消耗一致时,由于 本实施例的光源模块110的发光时间较短,因此驱动电流便可以较高。如此一来,在相同的 功率消耗的前提下,本实施例的照明系统100所能够提供的亮度较公知照明系统为高。
[0043] 图3为图IA中的照明系统在另一模式下的色轮的位置状态、光阀的开关状态及 光源模块的开关状态的时间对照图。请参照图1A、图IB及图3,光源模块110包括发光元 件(在本实施例中为发光二极管114),这些光色调制单元122包括白色光色调制单元(在 本实施例中为无色滤光片122d),光束112在通过白色光色调制单元后的光色为白色,且控 制单元130适于调整当光束112的照射范围位于白色光色调制单元时的发光元件的开启时 间。由图3可知,当光束112的照射范围位于无色滤光片122d的范围内时,光源模块110 在这段时间内只有部分时间开启,而此部分时间的长短为可调整,或在其他模式下光源模 块110在这段时间内亦可以处于关闭状态。如此一来,便可以随着使用者的需求来调整影 像画面的亮度与色彩品质。
[0044] 举例而言,当投影装置200用以作书面数据的简报,而对色彩饱和度的要求不高 时,为了提升影像画面的亮度,可使光源模块110在光束112的照射范围位于无色滤光片 122d的范围内时维持于开启状态,如图2所绘示。然而,当投影装置200用以放映影片时, 由于对色彩饱和度的要求较高,可使光源模块110在光束112的照射范围位于无色滤光片 122d的范围内时维持于关闭状态。此外,如果使用者对色彩饱和度及亮度的需求介于上述 两者之间时,可使光源模块在光束112的照射范围位于无色滤光片122d的范围内时的部分 时间内使光源模块110处于开启状态,如图3所绘示。再者,使光源模块110在光束112的 照射范围位于无色滤光片122d的范围内时的部分时间或全部时间内关闭亦可以节省功率 的消耗。
[0045] 在本实施例中,控制单元130亦可电连接至光阀210。控制单元130可同时关闭光 阀210与光源模块110,如图3所绘示,以使影像画面的对比提升,并节省能源。
[0046] 在其他实施例的照明系统中,光源模块110在轮辐时间亦可以不关闭,且控制单 元130适于调整当光束112的照射范围位于白色光色调制单元时的发光元件的开启时间, 且光源模块110从开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态 的反应时间小于白色调制单元从切入至切离光束112的照射范围所经过的时间。举例而 言,假设色轮121的转速为每秒120转,而无色滤光片122d的角度范围假设为105度,则可 计算出无色滤光片从切入至切离光束112的照射范围所经过的时间大致为1/412秒,但本 发明并不以此为限。
[0047] 图4为本发明的另一实施例的照明系统应用于投影装置中的结构示意图。请参照 图4,本实施例的照明系统IOOa与上述照明系统100 (如图IA所绘示)类似,而两者的差异 如下所述。在本实施例的照明系统IOOa中,光源模块IlOa包括多个发光二极管114、116, 这些发光二极管114、116的至少其一为白光发光二极管(如发光二极管114为白色发光二极管),且这些发光二极管114、116的至少另一为光色为非白色的发光二极管(如发光二 极管116为非白色发光二极管)。在本实施例中,此非白色例如为红色,且发光二极管114 所发出的白色光束与发光二极管116所发出的红色光束可通过合光元件119混合成光束 112a。合光元件119例如是分色镜(dichroic mirror)、中性密度滤光片(neutral density filter)、偏振分光镜(polarizing beam splitter, PBS)或其他适当的分合光元件。
[0048] 请参照图IB与图4,这些光色调制单元122可包括无色滤光片122d。当光束112a 的照射范围位于无色滤光片122d的范围内时,控制单元会在第一时间间隔内使白光发光 二极管(如发光二极管114)处于开启状态,且会在第二时间间隔内使光色为非白色的发光 二极管(如发红光的发光二极管116)处于开启状态,且第一时间间隔与第二时间间隔彼此 不重叠、部分重叠或完全重合。
[0049] 图5为图4中的色轮的位置状态、白色发光二极管的开关状态及红光发光二极管 的开关状态的时间对照图。请参照图1B、图4及图5,在本实施例中,上述第一时间间隔与 第二时间间隔完全重合,如图5中所绘示的时间间隔II。
[0050] 请参照图1B、图4及图5,这些光色调制单元122可还包括颜色为非白色的滤光 片,在本实施例中例如为红色滤光片122a。当光束112a的照射范围位于颜色为非白色的滤 光片(如红色滤光片122a)的范围内时,控制单元会使光色为非白色的发光二极管(发红 光的发光二极管116)处于开启状态,且使白光发光二极管(如发光二极管114)处于关闭 状态。在其他实施例中,上述非白色亦可以是绿色、蓝色或其他适当的颜色。
[0051] 在其他实施例的照明系统中,光源模块IlOa在轮辐时间亦可以不关闭,且控制单 元130适于调整当光束112a的照射范围位于白色光色调制单元时的发光元件的开启时间, 且光源模块110从开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态 的反应时间小于白色调制单元从切入至切离光束112的照射范围所经过的时间。
[0052] 图6为白光发光二极管与红光发光二极管的光谱图。请参照图4、图5与图6,由图 6中可知,白光发光二极管所发出的白光在红色波长范围处的光强度较低,因此若在时间间 隔Il中同时开启白光发光二极管与红光发光二极管,将可弥补白光发光二极管所发出的 白光在红色波长范围处的光强度较低的问题,以使照明系统IOOa能够提供色彩较为标准 的白光,进而提升影像画面的色彩正确性。
[0053] 图7为本发明的另一实施例的照明系统的光色调制模块的正视图,而图8为图7 中的色轮的位置状态、白色发光二极管的开关状态及红光发光二极管的开关状态的时间对 照图。本实施例的照明系统与图4的照明系统IOOa类似,而两者的差异在于色轮的光色调 制单元的不同及白色发光二极管与红光发光二极管的开启时间的不同。请参照图7与图 8,相较于图IB的色轮121,本实施例的光色调制模块120b的色轮121b不具有红色滤光片 122a(如图IB所绘示)。此外,当光束的照射范围位于无色滤光片122d的范围内时,白色 发光二极管开启时的第一时间间隔ΙΓ与红光发光二极管开启时的第二时间间隔12’为部 分重叠。当红光发光二极管开启而白色发光二极管关闭时,红光发光二极管所发出的红色 光束会穿透无色滤光片122d,而使照射至光阀的光束呈红色。另一方面,当红光发光二极管 与白光发光二极管同时开启时,则可增进白色光束的色彩正确性。
[0054] 值得注意的是,本发明并不限定光源模块须包括白色发光元件或白光发光二极 管,在其他实施例中,图IA中的白光发光二极管亦可以用紫外光发光二极管取代,而红色
11滤光片122a、绿色滤光片122b、蓝色滤光片122c及无色滤光片122d可分别用红色荧光片、 绿色荧光片、蓝色荧光片及白色荧光片取代。紫外光发光二极管所发出的紫外光束在通过 红色、绿色、蓝色及白色荧光片后,会分别被转换成红色、绿色、蓝色及白色光束。荧光片将 荧光粉或荧光材质涂布在透光基板的表面或掺杂在透光基板内而制成。换言之,光源模块 所发出的光束亦可以是紫外光束,且光色调制单元可包括多个荧光片,而紫外光束在通过 这些荧光片后,会被转换为多种颜色的光束。
[0055] 在另一实施例中,图1中的白光发光二极管亦可以用蓝光发光二极管取代,且光 色调制单元包括滤光片、红色荧光片及绿色荧光片,蓝光发光二极管所发出的蓝色光束会 穿透此滤光片,而此滤光片例如为无色滤光片或蓝色滤光片。蓝光发光二极管所发出的蓝 色光束在通过红色荧光片及绿色荧光片后,会分别被转换成红色光束与绿色光束。在又一 实施例中光色调制单元可还包括白色荧光片,以将蓝色光束转换为白色光束。
[0056] 在再一实施例中,图4中的白光发光二极管可用紫外光发光二极管取代,而图IB 中的绿色滤光片122b、蓝色滤光片122c及无色滤光片122d可分别用绿色荧光片、蓝色荧光 片及白色荧光片取代。当光源模块所发出的光束的照射范围位于绿色发光片、蓝色发光片 或白色发光片的范围内时,控制单元会使紫外光发光二极管处于开启状态,并使红光发光 二极管(即发光二极管116)处于关闭状态。另外,当光源模块所发出的光束的照射范围位 于红色滤光片122a(如图IB所绘示)的范围内时,控制单元会使红光发光二极管处于开启 状态,并使紫外光发光二极管处于关闭状态。换言之,光源模块可包括紫外光发光二极管及 可见光发光二极管,且这些光色调制单元可包括至少一荧光片及至少一滤光片。当光束的 照射范围位于荧光片的范围内时,控制单元会使紫外光发光二极管处于开启状态,并使可 见光发光二极管处于关闭状态。当光束的照射范围位于滤光片的范围内时,控制单元会使 可见光发光二极管处于开启状态,并使紫外光发光二极管处于关闭状态。因此,在另一实施 例中,亦可以用紫外光发光二极管来取代图4中的红光发光二极管(即发光二极管116),并 分别以红色、绿色及蓝色荧光片来取代图IB中的红色、绿色及蓝色滤光片。
[0057] 在又一实施例中,亦可用红色、绿色及蓝色发光二极管来取代图IA中的白色发光 二极管(即发光二极管114),而红色、绿色及蓝色发光二极管可利用合光元件混合成白光。
[0058] 本发明的又一实施例提出一种照明控制方法,其适于控制上述实施例的照明系 统,例如图IA的照明系统100。请参照图1A、图IB与图2,本实施例的照明控制方法包括下 列步骤:首先,当光束112的照射范围位于这些光色调制单元122的任一个的范围内时,使 光源模块110处于开启状态;此外,当这些光色调制单元122的任二相邻者的交界B切入光 束112的照射范围内时,使光源模块110切换至关闭状态。照明控制方法所能达到的优点 与功效与上述用以描述照明系统100的段落中的优点与功效相同,在此不再重述。
[0059] 在本发明的再一实施例的照明控制方法适于控制上述实施例的照明系统,例如图 IA的照明系统100。请参照图1A、图IB与图3,这些光色调制单元122的至少其一为无色 滤光片(如图IB的无色滤光片122d),且光源模块110包括白光发光元件(如图IA的发 光元件112)。本实施例的照明控制方法包括调整当光束112的照射范围位于无色滤光片 122d的范围内之时白光发光元件的开启时间。此外,在本实施例中,照明控制方法还包括, 当光束112的照射范围位于白色光色调制单元(例如图IB的无色滤光片122d)以外的其 余的光色调制单元122 (例如红色、绿色、蓝色滤光片122a、122b、122c)的范围内时,使发光元件(如发光二极管114)处于开启状态。
[0060] 在本发明的另一实施例的照明控制方法中,这些光色调制单元122的至少其一为 白色荧光片,例如以此白色荧光片取代图IB中的无色滤光片122d,且光源模块110包括紫 外光发光元件,例如以此紫外光发光元件取代图IA中的发光元件114。本实施例的照明控 制方法包括调整当光束112的照射范围位于白色荧光片的范围内时的紫外光发光元件的 开启时间。
[0061] 在本发明的又一实施例的照明控制方法可用以控制上述实施例的照明系统(例 如图4的照明系统IOOa或采用图7的光色调制模块120b的照明系统)。请参照图1B、图 4、图5与图8,本实施例的照明控制方法可还包括,当光束112a的照射范围位于无色滤光片 122d的范围内时,在第一时间间隔内使白光发光元件(如发白光的发光二极管114)处于开 启状态,且在第二时间间隔内使光色为非白色的发光元件(例如发红光的发光二极管116) 处于开启状态,其中第一时间间隔与第二时间间隔彼此不重叠、部分重叠(如图8所示)或 完全重合(如图5所示)。
[0062] 当本实施例的照明控制方法应用于图4的照明系统IOOa时,照明控制方法可还包 括,当光束112a的照射范围位于颜色为非白色的滤光片(例如红色滤光片122a)的范围内 时,使光色为非白色的发光元件(例如发红光的发光二极管116)处于开启状态,并使白光 发光元件(如发白光的发光二极管114)处于关闭状态。
[0063] 综上所述,在本发明的实施例的照明系统及照明控制方法中,当光色调制单元的 任二相邻者的交界切入光束的照射范围时(即在轮辐时间时),该光源模块会切换至关闭 状态,如此可改善投影装置所投影出的影像画面的色彩正确性,且可更有效率地运用光源 模块所提供的光能量。在本发明的实施例的照明系统及照明控制方法中,当光束的照射范 围位于白色光色调制单元的范围内时,发光元件的开启时间可被调整,如此可根据使用者 的不同需求来调整投影装置所投影出的影像画面的亮度及色彩品质,且可更有效率地运用 光源模块所提供的光能量。在本发明的实施例的照明系统及照明控制方法中,可采用其他 非白光的发光二极管来补偿白光发光二极管在光谱中某些光色的强度不足的问题,且当光 束照射于无色滤光片时,开启非白光的发光二极管与白光发光二极管,如此便能够提升投 影装置所投影出的影像画面的色彩正确性。
[0064] 以上所述,仅为本发明的优选实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,即依 本发明权利要求书及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改,皆仍属本发明专利涵盖 的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或 优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明 的权利范围。

Claims (20)

  1. 一种照明系统,适于照明投影装置的光阀,所述照明系统包括:光源模块,其中,当所述光源模块处于开启状态时,适于发出光束,且当所述光源模块处于关闭状态时,适于不发出所述光束;光色调制模块,配置在所述光束的传递路径上,所述光色调制模块包括多个光色调制单元,其中,所述这些光色调制单元的任二相邻者适于分别将所述光束的颜色调制成二种彼此不同的颜色,且所述光色调制模块适于运动,以使所述这些光色调制单元依序切入所述光束的照射范围内;以及控制单元,电连接至所述光源模块与所述光色调制模块,其中,所述控制单元通过所述光色调制模块所传来的信号判断所述光色调制模块与所述光束的相对位置,当所述控制单元判断所述这些光色调制单元的任二相邻者的交界切入所述光束的照射范围时,所述控制单元使所述光源模块切换至关闭状态,且当所述控制单元判断所述这些光色调制单元的任二相邻者的交界切离所述光束的照射范围时,所述控制单元使所述光源模块切换至开启状态,其中,所述光源模块从开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开启状态的反应时间小于所述这些光色调制单元的任二相邻者的交界从切入至切离所述光束的照射范围所经过的时间。
  2. 2.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光色调制模块包括色轮,所述色轮包括所 述这些光色调制单元,其中,所述这些光色调制单元环绕所述色轮的几何中心配置,且所述 色轮适于转动,以使所述这些光色调制单元依序切入所述光束的照射范围内。
  3. 3.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述发光二极管所发出的所述光束为白色光 束,且所述这些光色调制单元包括红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片。
  4. 4.如权利要求3所述的照明系统,其中,所述这些光色调制单元还包括无色滤光片。
  5. 5.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光源模块包括多个发光二极管,所述这些 发光二极管的至少其一为白光发光二极管,且所述这些发光二极管的至少另一为光色为非 白色的发光二极管,所述这些光色调制单元包括无色滤光片,当所述光束的照射范围位于 所述无色滤光片的范围内时,所述控制单元在第一时间间隔内使所述白光发光二极管处于 开启状态,且在第二时间间隔内使光色为所述非白色的所述发光二极管处于开启状态,所 述第一时间间隔与所述第二时间间隔彼此不重叠、部分重叠或完全重合。
  6. 6.如权利要求5所述的照明系统,其中所述这些光色调制单元还包括颜色为所述非白 色的滤光片,当所述光束的照射范围位于颜色为所述非白色的所述滤光片的范围内时,所 述控制单元使光色为所述非白色的所述发光二极管处于开启状态,且使所述白光发光二极 管处于关闭状态。
  7. 7.如权利要求5所述的照明系统,其中,所述非白色为红色、绿色或蓝色。
  8. 8.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光源模块所发出的所述光束为紫外光束, 且所述这些光色调制单元包括多个荧光片,所述紫外光束在通过所述这些荧光片后被转换 为多种颜色的光束。
  9. 9.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光源模块包括紫外光发光二极管及可见 光发光二极管,且所述这些光色调制单元包括至少一荧光片及至少一滤光片,当所述光束 的照射范围位于所述荧光片的范围内时,所述控制单元使所述紫外光发光二极管处于开启状态,并使所述可见光发光二极管处于关闭状态,且当所述光束的照射范围位于所述滤光 片的范围内时,所述控制单元使所述可见光发光二极管处于开启状态,并使所述紫外光发 光二极管处于关闭状态。
  10. 10.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光源模块包括蓝光发光二极管,且所述 这些光色调制单元包括滤光片、红色荧光片及绿色荧光片,其中,所述蓝光发光二极管所发 出的蓝色光束适于穿透所述滤光片。
  11. 11.如权利要求1所述的照明系统,其中,所述光源模块包括发光元件,所述这些光色 调制单元包括白色光色调制单元,所述光束在通过所述白色光色调制单元后的光色为白 色,所述控制单元适于调整当所述光束的照射范围位于所述白色光色调制单元的范围内时 的所述发光元件的开启时间。
  12. 12. 一种照明系统,适于照明投影装置的光阀,所述照明系统包括:光源模块,其中,当所述光源模块开启时,适于发出光束,且当所述光源模块关闭时,适 于不发出所述光束,所述光源模块包括发光元件;光色调制模块,配置在所述光束的传递路径上,所述光色调制模块包括多个光色调制 单元,其中所述这些光色调制单元的任二相邻者适于分别将所述光束的颜色调制成二种彼 此不同的颜色,且所述光色调制模块适于运动,以使所述这些光色调制单元依序切入所述 光束的照射范围内,所述这些光色调制单元包括白色光色调制单元,所述光束在通过所述 白色光色调制单元后的光色为白色;以及控制单元,电连接至所述光源模块与所述光色调制模块,其中,所述控制单元通过所述 光色调制模块所发出的信号判断所述光色调制模块与所述光束的相对位置,所述控制单元 适于调整当所述光束的照射范围位于所述白色调制单元的范围内时的所述发光元件的开 启时间,其中,所述光源模块从开启状态切换至关闭状态的反应时间加上从关闭状态切换至开 启状态的反应时间小于所述白色调制单元从切入至切离所述光束的照射范围所经过的时 间。
  13. 13.如权利要求12所述的照明系统,其中,所述发光元件为白光发光元件,所述白色光 色调制单元为无色滤光片,且所述光源模块还包括光色为非白色的可见光发光元件,当所 述光束的照射范围位于所述无色滤光片的范围内的时间内,所述控制单元在第一时间间隔 内使所述白光发光元件处于开启状态,且在第二时间间隔内使光色为所述非白色的所述可 见光发光元件处于开启状态,所述第一时间间隔与所述第二时间间隔彼此不重叠、部分重 叠或完全重合。
  14. 14.如权利要求13所述的照明系统,其中,所述这些光色调制单元还包括颜色为所述 非白色的滤光片,当所述光束的照射范围位于颜色为所述非白色的所述滤光片的范围内 时,所述控制单元使光色为所述非白色的所述可见光发光元件处于开启状态,且使所述白 光发光元件处于关闭状态。
  15. 15.如权利要求11所述的照明系统,其中,所述发光元件为紫外光发光元件,且所述白 色光色调制单元为白色荧光片。
  16. 16. 一种照明控制方法,适于控制投影装置中的照明系统,所述照明系统包括光源模块 及光色调制模块,所述光源模块适于发出光束,所述光色调制模块配置在所述光束的传递路径上,并包括多个光色调制单元,所述这些光色调制单元的任二相邻者适于分别将所述 光束的颜色调制成二种彼此不同的颜色,且所述光色调制模块适于运动,以使所述这些光 色调制单元依序切入所述光束的照射范围内,所述照明控制方法包括:当所述光束的照射范围位于所述这些光色调制单元的任一个的范围内时,使所述光源 模块处于开启状态;以及当所述这些光色调制单元的任二相邻者的交界切入所述光束的照射范围内时,使所述 光源模块切换至关闭状态。
  17. 17.如权利要求16所述的照明控制方法,其中,所述这些光色调制单元的至少其一为 白色荧光片,且所述光源模块包括紫外光发光元件,所述照明控制方法还包括调整当所述 光束的照射范围位于所述白色荧光片的范围内时的所述紫外光发光元件的开启时间。
  18. 18.如权利要求16所述的照明控制方法,其中,所述这些光色调制单元的至少其一为 无色滤光片,且所述光源模块包括白光发光元件,所述照明控制方法还包括调整当所述光 束的照射范围位于所述无色滤光片的范围内时的所述白光发光元件的开启时间。
  19. 19.如权利要求16所述的照明控制方法,其中所述光源模块还包括光色为非白色的发 光元件,所述照明控制方法还包括:当所述光束的照射范围位于所述无色滤光片的范围内时,在第一时间间隔内使所述白 光发光元件处于开启状态,且在第二时间间隔内使光色为所述非白色的发光元件处于开启 状态,其中所述第一时间间隔与所述第二时间间隔彼此不重叠、部分重叠或完全重合。
  20. 20.如权利要求19所述的照明控制方法,所述这些光色调制单元的至少另一为颜色为 所述非白色的滤光片,所述照明控制方法还包括:当所述光束的照射范围位于颜色为所述非白色的所述滤光片的范围内时,使光色为所 述非白色的所述发光元件处于开启状态,并使所述白光发光元件处于关闭状态。
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Application publication date: 20101229

C12 Rejection of a patent application after its publication