CN104317151B - 投影装置及投影装置的混光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影装置的混光方法，该方法包含将固态光源发出的第一色光与第二色光混合成第三色光。第三色光依国际照明委员会色度图坐标定义为(x₃，y₃)，且符合以下范围：0.14≤x₃3≤0.15及0.04≤y₃≤0.09。

Description

投影装置及投影装置的混光方法

技术领域

本发明涉及一种投影装置的混光方法，特别是使用固态光源的投影装置的混光方法。

背景技术

由于传统以汞灯做为光源的投影机有造成环境污染的疑虑，而与现今所提倡的环保意识相违。因此，使用固态光源(如发光二极体或激光二极体)以激发萤光体做为光源的固态光源投影机成为一个热门的选项。

图1为现有技术的投影装置100的示意图。投影装置100包含固态光源110，萤光色轮120、滤光色轮130及导光装置140。固态光源110为发光二极体，用以发出偏紫蓝光P1。导光装置140会将偏紫蓝光P1导入萤光色轮120。萤光色轮120包含红光产生区122、绿光产生区124及蓝光产生区126。滤光色轮130包含红光滤光区132、绿光滤光区134及抗反射透光区136。萤光色轮120和滤光色轮130会同步旋转，且红光产生区122会对应到红光滤光区132，绿光产生区124会对应到绿光滤光区134，蓝光产生区126会对应到抗反射透光区136。

红光产生区122上分布有黄色萤光粉，当偏紫蓝光P1照射到红光产生区122时，黄色萤光粉会受偏紫蓝光P1的激发产生黄色光Y1。黄色光Y1会穿透导光装置140，并入射滤光色轮130的红光滤光区132，红光滤光区132会过滤黄色光Y1中部分波长的光，使得通过红光滤光区132的光为纯度较高的红色光R1。

绿光产生区124上分布有绿色萤光粉，当偏紫蓝光P1照射到绿光产生区124时，绿色萤光粉会受偏紫蓝光P1的激发产生绿色混色光G’1。绿色混色光G’1会穿透导光装置140，并入射滤光色轮130的绿光滤光区134，绿光滤光区134会过滤绿色混色光G’1中部分波长的光，使得通过绿光滤光区134的光为纯度较高的绿色光G’2。

当偏紫蓝光P1照射到蓝光产生区126时，会穿透蓝光产生区126并进入导光装置140，导光装置140会将偏紫蓝光P1导入滤光色轮130的抗反射透光区136。而投影装置100即是利用红色光R1、绿色光G’2及偏紫蓝光P1作为显示影像所需的色光。

固态光源110的物理特性有所限制，举例如激光二极体所发出的偏紫蓝光P1在国际照明委员会(CIE Commission Internationale de L'éclairage)色度图(Diagram ofthe CIE 1931color space)上坐标(x_p，y_p)一般会在以下范围：0.14≤x_p≤0.15及0.01≤y_p≤0.03。偏紫蓝光P1的CIE坐标明显不同于国际电信联盟无线通信委员会(ITU-RInternational Telecommunications Union-Radio Communications Sector)推荐色彩编码BT.709(常见名称为Rec.709)定义的蓝光坐标(0.150,0.060)，而无法呈现出纯度高的蓝光。由于投影装置100是直接将偏紫蓝光做为显示影像所需的色光，因此常导致画面有偏紫的问题，使得影像的品质不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影装置及投影装置的混光方法，以解决直接将偏紫蓝光做为显示影像所需的色光，导致画面偏紫的问题。

为达上述目的，本发明的提供一种投影装置的混光方法。该投影装置包含固态光源，而该投影装置的混光方法包含将该固态光源发出的第一色光与第二色光混合成第三色光。其中，该第三色光依国际照明委员会(CIE Commission Internationale de L'éclairage)色度图(Diagram of the CIE 1931color space)坐标定义为(x₃，y₃)，且符合以下范围：0.14≤x₃≤0.15及0.04≤y₃≤0.09,其中x₃为该第三色光于该色度图的x轴坐标，y₃为该第三色光于该色度图的y轴坐标。

较佳的，该第一色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16；

0.01≤y₁≤0.03；

其中x₁为该第一色光于该色度图的x轴坐标，y₁为该第一色光于该色度图的y轴坐标。

较佳的，该第二色光的坐标符合以下范围：

x₂<x₃；

y₃<y₂<0.083；

其中x₂为该第二色光于该色度图的x轴坐标，y₂为该第二色光于该色度图的y轴坐标。

较佳的，该方法另包含：使该第一色光照射多个萤光粉以产生受激光；及过滤该受激光以产生该第二色光。

较佳的，该些萤光粉为绿色萤光粉及/或青色萤光粉。

较佳的，该第一色光为激光，该投影装置另包含萤光色轮及滤光色轮，且该滤光色轮包含蓝光滤光层，该方法另包含：将该些萤光粉分布于该萤光色轮中且对应该蓝光滤光层。

较佳的，该固态光源为发光二极体，该投影装置另包含护罩，该护罩覆盖该固态光源，该方法另包含：将该些萤光粉分布于该护罩；及将一蓝光滤光层设置于该护罩或独立于该护罩。

较佳的，过滤该受激光以产生该第二色光系使该受激光入射该蓝光滤光层以产生该第二色光。

较佳的，该第一色光通过该蓝光滤光层。

较佳的，该固态光源为发光二极体，该投影装置另包含绿色发光二极体及蓝光滤光层覆盖该绿色发光二极体及该固态光源，该方法包含：使该绿色发光二极体发出绿色光；及利用该蓝光滤光层过滤该绿色光以产生该第二色光。

较佳的，该第一色光通过该蓝光滤光层。

为达上述目的，本发明的还提供一种投影装置，该投影装置包含固态光源及衍光单元。该固态光源发出第一色光。该衍光单元接收部分该第一色光及衍生第二色光。其中部分该第一色光穿透该衍光单元并与该第二色光混合成第三色光。

较佳的，该第三色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₃≤0.15；

0.04≤y₃≤0.09；

其中x₃为该第三色光于色度图的x轴坐标，y₃为该色度图的y轴坐标。

较佳的，该第一色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16；

0.01≤y₁≤0.03；

其中x1为该第一色光于该色度图的x轴坐标，y1系该第一色光于该色度图的y轴坐标。

较佳的，该第二色光的坐标符合以下范围：

x₂<x₃；

y₃<y₂<0.083；

其中x₂为该第二色光于该色度图的x轴坐标，y₂系该第二色光于该色度图的y轴坐标。

较佳的，该衍光单元包含：多个萤光粉，受部分该第一色光照射以产生受激光；及滤光单元，过滤该受激光以产生该第二色光。

较佳的，该第一色光为激光，该滤光单元为滤光色轮且该滤光色轮包含蓝光滤光层，该衍光单元另包含萤光色轮且该些萤光粉分布于该萤光色轮中且对应该蓝光滤光层。

较佳的，该固态光源为发光二极体，且该衍光单元另包含：护罩，覆盖该固态光源且该些萤光粉分布于该护罩；其中该滤光单元为设置于该护罩或独立于该护罩的该蓝光滤光层。

较佳的，该固态光源为发光二极体，该投影装置另包含绿色发光二极体并发出绿色光，且该衍光单元为蓝光滤光层，使该第一色光穿透且过滤该绿色光以产生该第二色光。

与现有技术相比,本发明提供的投影装置可透过将固态光源所发出的第一色光与第二色光相混合以产生色彩为蓝色的第三色光，避免直接将偏紫蓝光做为显示影像所需的色光，导致画面偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

附图说明

图1为现有技术的投影装置的示意图。

图2为本发明一实施例的投影装置的示意图。

图3为本发明另一实施例的投影装置的示意图。

图4为本发明另一实施例的投影装置的示意图。

图5为本发明另一实施例的投影装置的示意图。

图6为图2的投影装置的混光方法流程图。

图7为图4的投影装置的混光方法流程图。

图8为图5的投影装置的混光方法流程图。

具体实施方式

图2为本发明一实施例的投影装置200的示意图。投影装置200包含固态光源210及衍光单元250。固态光源210可发出第一色光L1，而衍光单元250则可接收部分第一色光L1，并衍生出第二色光L2。部分的第一色光L1可穿透衍光单元250，并与第二色光L2混合成第三色光L3。各光束于国际照明委员会(CIE Commission Internationale de L'éclairage)色度图(Diagram of the CIE1931color space)上的坐标简称为CIE坐标。第三色光L3的CIE坐标定义为(x₃，y₃)，且符合以下范围：

0.14≤x₃≤0.15

0.04≤y₃≤0.09

亦即由第一色光L1及第二色光L2混合后所产生的第三色光L3为蓝色光。由于固态光源210的物理性质限制，第一色光L1的CIE坐标定义为(x₁，y₁)，且一般符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16

0.01≤y₁≤0.03

亦即第一色光L1所发出的光为偏紫的蓝光，为能与第一色光L1混合出色彩较准确的蓝色光，第二色光L2的CIE坐标定义为(x₂，y₂)，且应符合以下范围：

x₂<x₃

y₃<y₂<0.083

亦即，第二色光L2的坐标分量x₂会小于第三色光L3的坐标分量x₃；如此一来，即可在透过第二色光L2提高第三色光L3的坐标分量y₃时，避免同时提高了第三色光L3的坐标分量x₃，导致第三色光L3的CIE坐标超出上述的范围，而无法取得色彩较准确的蓝色光。

衍光单元250可包含多个萤光粉252及滤光单元254。萤光粉252受第一色光L1照射后可产生受激光E1，而滤光单元254则可过滤受激光E1以产生第二色光L2。在本发明的一实施例中，萤光粉252可为青色(cyan)或绿色萤光粉，而受激光E1即为青色或绿色的受激光。

在图2的实施例中，第一色光L1可为激光，而滤光单元254的构造可为包含蓝光滤光层254B的滤光色轮。而衍光单元250可另包含萤光色轮256。滤光单元254及萤光色轮256会彼此相对且同步旋转，而萤光色轮256中对应于蓝光滤光层254B的区域，可分布有萤光粉252。

在本发明的一实施例中，滤光单元254及萤光色轮256除包含上述特征之外，还可与图1中滤光色轮130及萤光色轮120有相似的构造，然而此非用以限定本发明；在本发明的其他实施例中，滤光单元254亦可仅具有蓝光滤光层254B，亦或滤光单元254可依系统需要另包含其他色光的滤光层，而萤光色轮256亦另可包含对应的色光产生区，而皆应属本发明的范围。

具体而言，当衍光单元250的萤光色轮256中对应于蓝光滤光层254B的区域接收到第一色光L1时，部分的第一色光L1会使萤光粉252产生受激光E1。受激光E1会入射蓝光滤光层254B，而蓝光滤光层254B则可过滤受激光E1中部分波长的光以产生第二色光L2。在本发明的一实施例中，蓝光滤光层254B可为仅使部分波长的光通过的滤波片，例如但不限于，仅使波长小于500nm的光通过的滤波片，以使第二色光L2的坐标可在上述的范围的中。

如此一来，投影装置200即可透过将固态光源210所发出的第一色光L1与衍光单元250根据第一色光L1所衍生出的第二色光L2相混合，以产生色彩为蓝色的第三色光L3，并解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

图3为本发明另一实施例的投影装置300的示意图。投影装置300包含固态光源310、衍光单元350，而衍光单元350则包含萤光粉352、滤光单元354及萤光色轮356，滤光单元354包含蓝光滤光层354B。投影装置300的操作原理与投影装置200相似，其差别在于投影装置300可利用图1中的导光装置140将第一色光L1导引至衍光单元350的萤光色轮356。萤光色轮356中对应于滤光单元354的蓝光滤光层354B的区域除分布有萤光粉352之外，尚具有抗反射穿透区358，使得部分第一色光L1得以穿透萤光色轮356中对应于滤光单元354的蓝光滤光层354B的区域，并经由导光装置140入射滤光单元354的蓝光滤光层354B。而萤光粉352受第一色光L1激发所发出的受激光E1则可穿透导光装置140并入射滤光单元354的蓝光滤光层354B。由于第一色光L1的波长会较受激光E1的波长短，因此第一色光L1可穿透蓝光滤光层354B，并与第二色光L2混合成第三色光L3。

如此一来，投影装置300即可透过将固态光源310所发出的第一色光L1与衍光单元350根据第一色光L1所衍生出的第二色光L2相混合，以产生色彩为蓝色的第三色光L3，并解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

第4图为本发明另一实施例的投影装置400的示意图。投影装置400包含固态光源410及衍光单元450。固态光源410为发光二极体，用以发出第一色光L1，其中第一色光L1的CIE坐标定义为(x₁，y₁)，且符合以下范围：

0.14≤x₁0.16

0.01≤y₁≤0.03

亦即第一色光L1为偏紫的蓝光。衍光单元450可接收部分第一色光L1并衍生出第二色光L2。衍光单元450可包含萤光粉452、滤光单元454及护罩456。护罩456可覆盖固态光源410。萤光粉452可为绿色或青色的萤光粉，并用以产生绿色或青色的受激光。萤光粉452可分布于护罩456上。

在本发明的一实施例中，滤光单元454为独立于护罩456而设置的蓝光滤光层。当衍光单元450的护罩456上的萤光粉452接收到第一色光L1时，会产生绿色或青色的受激光E2，部分受激光E2会入射滤光单元454，而滤光单元454则可过滤受激光E2中部分波长的光以产生第二色光L2。滤光单元454可例如为，但不限于，仅使波长小于500nm的光通过的滤波片，以使第二色光L2的CIE坐标(x₂，y₂)符合以下范围：

x₂<x₃

y₃<y₂<0.083

在本发明的另一实施例中，滤光单元454亦可设置于护罩456上，例如但不限于，滤光单元454可直接镀于护罩456上，并可过滤受激光E2中部分波长的光以产生第二色光L2。由于第一色光L1的波长会较受激光E1的波长短，因此第一色光L1可穿透滤光单元454，并与第二色光L2混合成第三色光L3。

如此一来，投影装置400即可透过将固态光源410所发出的第一色光L1与衍光单元450根据第一色光L1所衍生出的第二色光L2相混合，以产生色彩为蓝色的第三色光L3，并解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

图5为本发明另一实施例的投影装置500的示意图。投影装置500包含固态光源510、衍光单元550及绿色发光二极体560。固态光源510可为发光二极体，并可发出第一色光L1，第一色光的CIE坐标定义为(x₁，y₁)，且系符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16

0.01≤y₁≤0.03

亦即第一色光为偏紫蓝光。绿色发光二极体560则可发出绿色光G1。衍光单元550为蓝光滤光层，可用以使第一色光L1穿透，并过滤绿色光G1中部分波长的光以产生第二色光L2。衍光单元550可例如为但不限于，仅使波长小于500nm的光通过的滤波片，以使第二色光L2的CIE坐标以使第二色光L2的CIE坐标(x₂，y₂)符合以下范围：

x₂<x₃

y₃<y₂<0.083

在本发明的一实施例中，第一色光L1亦可入射并穿透衍光单元550。第一色光L1及第二色光L2混合后即可产生颜色为蓝色的第三色光L3。

如此一来，投影装置500即可透过将固态光源510所发出的第一色光L1与衍光单元550所衍生出的第二色光L2相混合，以产生色彩为蓝色的第三色光L3，并解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

综上所述，本发明可透过将第一色光及第二色光相混合以产生第三色光，并使第三色光的色度图坐标(x₃，y₃)满足条件0.14≤x₃≤0.15及0.04≤y₃≤0.09，以解决固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

图6为本发明一实施例的投影装置200的混光方法600。混光方法600包含步骤S610～S640。

S610：将萤光粉252分布于衍光单元250的萤光色轮256中且对应滤光色轮254的蓝光滤光层254B；

S620：使固态光源210所发出的第一色光L1照射多个萤光粉252以产生受激光E1；

S630：使受激光E1入射蓝光滤光层254B以过滤受激光E1以产生第二色光L2；

S640：第一色光L1与第二色光L2混合成第三色光L3。

图7为本发明一实施例的投影装置400的混光方法700。混光方法700包含步骤S710～S750。

S710：将萤光粉452分布于护罩456；

S720：将滤光单元454设置于护罩456或独立于护罩456；

S730：使固态光源410所发出的第一色光L1照射多个萤光粉452以产生受激光E2；

S740：使受激光E2入射滤光单元454以过滤受激光E2并产生第二色光L2；

S750：第一色光L1与第二色光L2混合成第三色光L3。

图8为本发明一实施例的投影装置500的混光方法800。混光方法800包含步骤S810～S830。

S810：使绿色发光二极体560发出绿色光G1；

S820：利用衍光单元550过滤绿色光G1并产生第二色光L2；

S830：将固态光源510所发出的第一色光L1与第二色光L2混合成第三色光L3。

透过上述混光方法600、700及800，即可透过将固态光源所发出的第一色光L1与衍光单元所衍生出的第二色光L2相混合，以产生色彩为蓝色的第三色光L3，并解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

综上所述，本发明的实施例所提供的投影装置及混光方法，可透过将固态光源所发出的第一色光与第二色光相混合以产生色彩为蓝色的第三色光，以解决过去固态光源投影装置有蓝光偏紫的问题，进而提升影像画面的品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种投影装置的混光方法，该投影装置包含固态光源、萤光色轮、滤光色轮及导光装置，该萤光色轮具有穿透区，该滤光色轮包含蓝光滤光层，其特征在于，该方法包含：

将多个萤光粉分布于该萤光色轮中该穿透区旁的区域且对应于该滤光色轮的该蓝光滤光层；

该固态光源发出第一色光入射该萤光色轮以使该多个萤光粉产生受激光；

该导光装置使部分穿透该萤光色轮的该穿透区的该第一色光入射该蓝光滤光层；

该导光装置使该受激光入射该蓝光滤光层；

该蓝光滤光层过滤该受激光以产生第二色光；

将通过该蓝光滤光层的该第一色光与该第二色光混合成第三色光；

其中，该第三色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₃≤0.15；

0.04≤y₃≤0.09；

其中x₃为该第三色光于色度图的x轴坐标，y₃为该第三色光于该色度图的y轴坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16；

0.01≤y₁≤0.03；

其中x₁为该第一色光于该色度图的x轴坐标，y₁为该第一色光于该色度图的y轴坐标。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第二色光的坐标符合以下范围：

x₂<x₃；

y₃<y₂<0.083；

其中x₂为该第二色光于该色度图的x轴坐标，y₂为该第二色光于该色度图的y轴坐标。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该多个萤光粉为绿色萤光粉及/或青色萤光粉。

5.一种投影装置，其特征在于，包含：

固态光源，发出第一色光，该第一色光为激光；

衍光单元，包含：

萤光色轮，包含：穿透区与分布有多个萤光粉的区域,该分布有多个萤光粉的区域位于该穿透区旁，该穿透区用以使部分该第一色光穿透，该多个萤光粉受部分该第一色光照射以产生受激光；以及

滤光色轮，包含蓝光滤光层对应于该分布有多个萤光粉的区域及该穿透区；以及

导光装置，用以使该第一色光入射该萤光色轮，使通过该穿透区的部分该第一色光入射并穿透该蓝光滤光层，以及使该受激光入射该蓝光滤光层，该受激光经该蓝光滤光层过滤后产生第二色光；

其中通过该蓝光滤光层的部分该第一色光穿透该衍光单元并与该第二色光混合成第三色光。

6.如权利要求5所述的投影装置，其特征在于，该第三色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₃≤0.15；

0.04≤y₃≤0.09；

其中x₃为该第三色光于色度图的x轴坐标，y₃为该色度图的y轴坐标。

7.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该第一色光的坐标符合以下范围：

0.14≤x₁≤0.16；

0.01≤y₁≤0.03；

其中x1为该第一色光于该色度图的x轴坐标，y1系该第一色光于该色度图的y轴坐标。

8.如权利要求7所述的投影装置，其特征在于，该第二色光的坐标符合以下范围：

x₂<x₃；

y₃<y₂<0.083；

其中x₂为该第二色光于该色度图的x轴坐标，y₂系该第二色光于该色度图的y轴坐标。