CN107193179A - 光源模组以及使用此光源模组的投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源模组及投影装置，该光源模组包含滤光轮、复合光源、及第三光源。滤光轮可相对轴心转动，包含第一色光滤光区、第二色光滤光区、以及光穿透区。复合光源发出由第一色光及第二色光组成之复合色光。当滤光轮转动至第一色光滤光区与滤光光路对应，复合色光射向第一色光滤光区滤出第一色光。当滤光轮转动至第二色光滤光区与滤光光路对应，复合色光射向第二色光滤光区滤出第二色光。当滤光轮转动至光穿透区与滤光光路对应，复合光源选择性地开启发出复合色光通过光穿透区。第三光源于滤光光路与光穿透区对应时，选择性地开启发出第三色光，并使其会合进入滤光光路。借此，以减少不同色光源的设置。

Description

光源模组以及使用此光源模组的投影装置

技术领域

本发明关于一种光源模组以及使用此光源模组的投影装置。

背景技术

目前市场上供显示画面用的显示装置大致可分成如阴极射线管(Cathode RayTube，以下简称CRT)显示器、电浆显示器(Plasma Display Panel,PDP)、液晶显示器(Liquid Display Panel,LCD)等的直视型显示器与投影型显示器。其中，受限于大尺寸面板制造技术的限制以及成本的考量，观看有大尺寸画面需求时多采用投影型显示器。

投影机可采用卤素灯或半导体发光二极管(Light Emitting Diodes，LED)作为光源。但是卤素灯的寿命较短，一般为一千小时左右，而且卤素灯一般只有2％～3％的能量转换成光能，其他的能量都变成热量。相对于卤素灯，LED的能量利用率比较高，因此广泛应用于投影机光源中。先前的投影机LED光源一般包括红色LED光源、绿色LED光源及蓝色LED光源，同时为了提高投影机所投射的图像的光亮度，因此每种单色光源均包括多个LED，从而形成三个光源阵列，使得投影机的体积难以缩减。以上所述投影机及其使用的光源有改善的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源模组以及使用此光源模组的投影装置，可减少不同色光源的设置。

为达到上述目的,本发明提供的一种光源模组，包含：滤光轮，可相对轴心转动，该滤光轮包含至少一第一色光滤光区、至少一第二色光滤光区、以及至少一光穿透区；复合光源，设置于该滤光轮的一侧，该复合光源发出由第一色光及第二色光组成的复合色光，其中：当该滤光轮转动至该第一色光滤光区与滤光光路对应时，该复合光源发出该复合色光以射向该第一色光滤光区，滤出该第一色光；当该滤光轮转动至该第二色光滤光区与该滤光光路对应时，该复合光源发出该复合色光以射向该第二色光滤光区，滤出该第二色光；当该滤光轮转动至该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源选择性地开启发出该复合色光通过该光穿透区，以及第三光源，该第三光源于该滤光光路与该光穿透区对应时，选择性地开启发出第三色光，并使该第三色光会合进入该滤光光路，其中该复合光源与该第三光源开启的时区为接续或至少部分重合。

较佳的，于该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源与该第三光源开启的时区为不重合。

较佳的，该复合光源与该第三光源开启的时区为接续。

较佳的，于该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源与该第三光源开启的时区至少部分重合。

较佳的，该光源模组还包含：分色镜，设置于该复合光源及该滤光轮间，该分色镜允许该复合色光穿透并朝向该滤光轮，该第三色光经该分色镜反射导向该滤光轮。

较佳的，该分色镜与该复合光源设置于该滤光轮的不同侧，该第一色光及该第二色光穿透该分色镜，该第三色光经该分色镜反射会合进入该滤光光路。

较佳的，该第三色光与该复合色光为互补。

较佳的，该光源模组还包含：光源驱动装置，分别与该复合光源及该第三光源耦接，该光源驱动装置驱动该复合光源发出该复合色光，该光源驱动装置驱动该第三光源发出该第三色光；滤光轮驱动装置，与该滤光轮耦接，该滤光轮驱动装置驱动该滤光轮转动；以及第一控制模组，分别与该光源驱动装置以及该滤光轮驱动装置耦接，控制该光源驱动装置以及该滤光轮驱动装置。

较佳的，该光源模组还包含第一导光模组，设置于该分色镜及该滤光轮之间，将通过该分色镜的光线导向该滤光轮。

较佳的，该第一色光为红光，该第二色光为绿光，该第三色光为蓝光，该第一色光滤光区允许红光通过，该第二色光滤光区允许绿光通过。

较佳的，该光穿透区为一镂空开口。

较佳的，该滤光轮包含多个对应设置的该第一色光滤光区。

较佳的，该滤光轮包含多个对应设置的该第二色光滤光区。

较佳的，该滤光轮包含多个对应设置的该光穿透区

为达到上述目的，本发明另提供一种投影装置，包含：上述任意一项光源模组；数位微型反射镜装置，设置于该滤光轮相对于该复合光源的另一侧，接收通过该滤光轮的光线；第二控制模组，与该数位微型反射镜装置耦接，控制该数位微型反射镜装置；以及成像装置，设置于该滤光轮相对于该复合光源的另一侧，该成像装置使用通过该滤光轮的光线进行成像。

较佳的，该投影装置还包含第二导光模组，设置于该滤光轮及该数位微型反射镜装置之间，将通过滤光轮的光线导向该成像装置。

与现有技术相比，本发明的光源模组及投影装置，可将复合光源发出的复合色光转换成第一色光以及第二色光，而此两光线与第三光源输出的第三色光光线分别为三原色光的其中一种。换言之，仅需使用两个单色光源即可输出三原色光，因此可减少不同色光源的设置。

附图说明

图1A及图1B为本发明光源模组的实施例示意图；

图2为本发明中的滤光轮的实施例示意图；

图3至图5为本发明光源模组输出光线与光源开关的关系示意图；

图6及图7为本发明光源模组不同实施例示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

如图1A及1B所示的实施例，本发明的光源模组800包含滤光轮100、复合光源200、以及第三光源300。滤光轮100可相对轴心101转动。如图2所示的实施例，滤光轮100包含至少一第一色光滤光区110、至少一第二色光滤光区120、以及至少一光穿透区130。复合光源200设置于滤光轮100的一侧，发出由第一色光及第二色光组成的复合色光201。其中，复合色光201通过滤光轮100后的光路为滤光光路。当滤光轮100转动至第一色光滤光区110与滤光光路401对应时，复合光源200发出复合色光201以射向第一色光滤光区110，滤出第一色光。当滤光轮100转动至第二色光滤光区120与滤光光路401对应时，复合光源200发出复合色光201以射向第二色光滤光区120，滤出第二色光。

如图1A及1B所示的实施例，第三光源300于滤光光路401与光穿透区对应时，选择性地开启发出第三色光301，并使第三色光301会合进入滤光光路401，其中复合光源200与第三光源300开启的时区为接续或至少部分重合。更具体而言，第三光源300可依制造或使用需求而如图1A所示的实施例与复合光源200设置于滤光轮100的同一侧，或如图1B所示的实施例与复合光源200设置于滤光轮100的不同侧。

以较佳实施例而言，复合色光201与第三色光301互补。在此所称的互补，是指某两种特定的颜色色光，在光学系统中，该颜色与其「互补色」混合后将呈现特定效果。以RGB系统而言，若两种颜色等量混合时能产生白色，则该两种颜色互为补色。如图1A所示的实施例，因为滤光轮100会转动，所以当复合光源200分别于第一时间区间及第二时间区间发出复合色光201，复合色光201分别射向第一色光滤光区110以及第二色光滤光区120，可以分别使第一色光滤光区110过滤出第一色光，第二色光滤光区120过滤出第二色光。第三光源300于第三时间区间发出第三色光301通过光穿透区130。

在较佳实施例中，第一色光、第二色光以及第三色光分别为三原色光的其中一种。第一色光滤光区110容许第一色光通过，第二色光滤光区120容许第二色光通过，光穿透区130可为镂空开口或让光穿过的可透光板件，例如但不限于以透明材料制成的板件。举例而言，在一实施例中，第一色光为红光，第二色光为绿光，两者组合成的复合色光为黄光，而与其互补的第三色光为蓝光。因此，对照图3所示的实施例，当图1A所示实施例中的滤光轮100于第一时间区间T1转动至第一色光滤光区110与滤光光路401对应时，复合光源200于第一时间区间T1发出复合色光201射向第一色光滤光区110，第一色光滤光区110允许红光通过，亦即过滤出红光；当滤光轮100于第二时间区间T2转动至第二色光滤光区120与滤光光路401对应时，复合光源200于第二时间区间T2发出复合色光201射向第二色光滤光区120，第二色光滤光区120允许绿光通过，亦即过滤出绿光；当滤光轮100于第三时间区间T3转动至光穿透区130与滤光光路401对应时，第三光源300于第三时间区间T3发出第三色光301，光穿透区130允许其通过，亦即产出蓝光。藉此，本发明使用复合光源200及第三光源300两个光源即可产生三元色。其中，如图1A所示的实施例，光源模组800可进一步包含分色镜510以及反射镜520。分色镜510设置于复合光源200及滤光轮100间，分色镜510基于波长的差异而允许复合色光201穿透并朝向滤光轮100，分色镜510反射第三色光301且可将第三色光301导向滤光轮100。反射镜520设置于第三色光301的行经路径上，将第三色光301导向分色镜510。然而在不同实施例中，第三光源300可直接朝向分色镜510发射第三色光301，无须设置反射镜520。

另一方面，对照图3所示的实施例，当图1B所示实施例中的滤光轮100于第三时间区间T3转动至光穿透区130与滤光光路401对应时，第三光源300于第三时间区间T3发出第三色光301，亦即产出蓝光，并经分色镜510反射会合进入滤光光路401。更具体而言，在此实施例中，分色镜510与复合光源200设置于滤光轮100的不同侧，第一色光及第二色光穿透分色镜510，第三色光301经分色镜510反射会合进入滤光光路401。藉此，本发明使用复合光源200及第三光源300两个光源即可产生三元色。

在图2及图3所述的实施例中，滤光轮100的第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130为滤光轮100三等分的相等角度大小的扇形区块，且分别对应于第一时间区间T1、第二时间区间T2及第三时间区间T3。其中，各色光的光强度以及滤光轮的滤光区和穿透区的角度可视使用需求而有不同的设置。例如，可提高作为第一色光的红光的光强度，以增加在投影装置显示影像时的红光的强度，亦即使影像更偏红色。又例如，可增加光穿透区130的角度，增加使第三光源300发出第三色光的时间。

在不同实施例中，第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130可为不相等角度大小的扇形区块，且不一定与三个时间区间对应。例如在图4所示的实施例中，第一时间区间T1对应第一色滤光区110，第二时间区间T2对应第二色滤光区120，不重合的第三时间区间T3及第四时间区间T4共同对应光穿透区130，而第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130仍为滤光轮100三等分的相等角度大小的扇形区块。复合光源200于第一时间区间T1发出复合色光201射向第一色光滤光区110，于第二时间区间T2发出复合色光201射向第二色光滤光区120，第三光源300于第三时间区间T3发出第三色光301，复合光源200还在光穿透区130与滤光光路401对应的第四时间区间T4发出复合色光通过光穿透区130。进一步而言，在此实施例中，复合光源200与第三光源300开启的时区为接续。藉此，可添加复合色光。更具体而言，假若第一色光为红光，第二色光为绿光，两者组合成的复合色光为黄光，而与其互补的第三色光为蓝光。由上述可知，藉由本实施例的设置，可增加在投影装置显示影像时黄光的强度，从而增进例如显示人脸、夕阳、沙漠等需要较高黄光强度的画面的色彩饱和度。

在不同实施例中，复合光源及第三光源进一步在第五时间区间同时发出复合色光及第三色光通过光穿透区。亦即，光穿透区130与滤光光路401对应的时间内，复合光源200与第三光源300开启的时区至少部分重合。更具体而言，如图5所示的实施例，假若第一色光为红光，第二色光为绿光，两者组合成的复合色光为黄光，而与其互补的第三色光为蓝光。因为黄光与蓝光可叠加成为白光。因此，藉由本实施例的设置，可增加总体亮度，从而增进例如显示烈日、强光束等需要较高亮度的画面的亮度。

在如图2所示的实施例中，滤光轮100的第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130为滤光轮100三等分的相等角度大小的扇形区块。然而在不同实施例中，可以视使用需求增加第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130的数量。更具体而言，如图6所示的实施例，于本发明的另一实施例中，光源模组800包含滤光轮100、复合光源200、以及第三光源300。滤光轮100可相对轴心转动101。复合光源200设置于滤光轮100的一侧，发出由第一色光及第二色光组成的复合色光201。其中，如图7所示，滤光轮100定义有多个数量对应相等的第一色光滤光区110、第二色光滤光区120、以及光穿透区130。当如图7所示的滤光轮100转动至第一色光滤光区110与如图6所示的滤光光路401对应时，复合光源200发出复合色光201以射向第一色光滤光区110。当滤光轮100转动至第二色光滤光区120与滤光光路401对应时，复合光源200发出复合色光201以射向第二色光滤光区120。第三光源300与复合光源200设置于滤光轮100的同一侧，发出第三色光301。其中第一色光、第二色光以及第三色光分别为三原色光的其中一种。当滤光轮100转动至光穿透区130与滤光光路401对应时，复合光源200选择性地开启发出复合色光201通过光穿透区130，第三光源300选择性地开启发出第三色光301通过光穿透区130，其中复合光源200与第三光源300开启的时区为接续或至少部分重合。

如图6所示的实施例，光源模组800可进一步包含光源驱动装置610、滤光轮驱动装置620、以及第一控制模组641。光源驱动装置610分别与复合光源200及第三光源300耦接，分别驱动复合光源200及第三光源300发出复合色光及第三色光。滤光轮驱动装置620与滤光轮100耦接，驱动滤光轮100转动。第一控制模组641分别与光源驱动装置610以及滤光轮驱动装置620耦接，控制光源驱动装置610以及滤光轮驱动装置620。

如图6所示的实施例，光源模组800可进一步包含第一导光模组710，第一导光模组710设置于分色镜510及滤光轮100之间，将通过分色镜510的光线导向滤光轮100。光源模组800可进一步包含第二导光模组720，第二导光模组720设置于滤光轮100及数位微型反射镜装置630之间，将通过滤光轮100的光线导向数位微型反射镜装置630。其中，第一、第二导光模组710、720包含反射镜及反射镜组合等。

综上所述，本发明的光源模组800可将复合光源发出的复合色光转换成第一色光以及第二色光，而此两光线与第三光源输出的第三色光光线分别为三原色光的其中一种。换言之，仅需使用两个单色光源即可输出三原色光，因此可减少不同色光源的设置。另一方面，本发明的光源模组可与成像装置组成投影装置。如图6所示的实施例，本发明的投影装置900包含光源模组800、数位微型反射镜装置630、第二控制装置642、以及成像装置880。数位微型反射镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)630，设置于滤光轮100相对于复合光源200的另一侧，接收并以可变的角度反射通过滤光轮100的光线。第二控制模组642与数位微型反射镜装置630耦接，控制数位微型反射镜装置630。其中，第一控制模组641及第二控制模组642可为同一控制晶片上的不同控制模组。成像装置880设置于滤光轮100相对于复合光源200的另一侧，成像装置880使用通过滤光轮100的光线进行成像。其中成像装置880包含例如透镜或透镜组合。由于本发明的光源模组可减少不同色光源的设置，故本发明的光源模组与成像装置所组成的投影装置可节省供设置光源所需的空间，进而缩减投影装置的体积。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (16)

1.一种光源模组，其特征在于，包含：

滤光轮，可相对轴心转动，该滤光轮包含至少一第一色光滤光区、至少一第二色光滤光区、以及至少一光穿透区；

复合光源，设置于该滤光轮的一侧，该复合光源发出由第一色光及第二色光组成的复合色光，其中：

当该滤光轮转动至该第一色光滤光区与滤光光路对应时，该复合光源发出该复合色光以射向该第一色光滤光区，滤出该第一色光；

当该滤光轮转动至该第二色光滤光区与该滤光光路对应时，该复合光源发出该复合色光以射向该第二色光滤光区，滤出该第二色光；

当该滤光轮转动至该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源选择性地开启发出该复合色光通过该光穿透区，以及

第三光源，该第三光源于该滤光光路与该光穿透区对应时，选择性地开启发出第三色光，并使该第三色光会合进入该滤光光路，其中该复合光源与该第三光源开启的时区为接续或至少部分重合。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，于该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源与该第三光源开启的时区为不重合。

3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，该复合光源与该第三光源开启的时区为接续。

4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，于该光穿透区与该滤光光路对应的时间内，该复合光源与该第三光源开启的时区至少部分重合。

5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包含：

分色镜，其设置于该复合光源及该滤光轮间，该分色镜允许该复合色光穿透并朝向该滤光轮，该第三色光经该分色镜反射而被导向该滤光轮。

6.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包含：分色镜，其与该复合光源设置于该滤光轮的不同侧，该第一色光及该第二色光穿透该分色镜，该第三色光经该分色镜反射会合进入该滤光光路。

7.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，还包含第一导光模组，其设置于该分色镜及该滤光轮之间，将通过该分色镜的光线导向该滤光轮。

8.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该第三色光与该复合色光为互补。

9.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包含：

光源驱动装置，分别与该复合光源及该第三光源耦接，该光源驱动装置驱动该复合光源发出该复合色光，该光源驱动装置驱动该第三光源发出该第三色光；

滤光轮驱动装置，与该滤光轮耦接，该滤光轮驱动装置驱动该滤光轮转动；以及

第一控制模组，其分别与该光源驱动装置以及该滤光轮驱动装置耦接，控制该光源驱动装置以及该滤光轮驱动装置。

10.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该第一色光为红光，该第二色光为绿光，该第三色光为蓝光，该第一色光滤光区允许红光通过，该第二色光滤光区允许绿光通过。

11.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该光穿透区为一镂空开口。

12.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该滤光轮包含多个对应设置的该第一色光滤光区。

13.权利要求12所述的光源模组，其特征在于，该滤光轮包含多个对应设置的该第二色光滤光区。

14.权利要求13所述的光源模组，其特征在于，该滤光轮包含多个对应设置的该光穿透区

15.一种投影装置，其特征在于，包含：

如权利要求1-14任意一项所述的光源模组；

数位微型反射镜装置，设置于该滤光轮相对于该复合光源的另一侧，接收通过该滤光轮的光线；

第二控制模组，与该数位微型反射镜装置耦接，控制该数位微型反射镜装置；以及

成像装置，设置于该滤光轮相对于该复合光源的另一侧，该成像装置使用通过该滤光轮的光线进行成像。

16.如权利要求15所述的投影装置，其特征在于，还包含第二导光模组，设置于该滤光轮及该数位微型反射镜装置之间，将通过滤光轮的光线导向该成像装置。