CN110058477B - 投影机、影像产生装置及其影像产生方法 - Google Patents

投影机、影像产生装置及其影像产生方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种投影机、影像产生装置及其影像产生方法。投影机包括影像产生器、光结合器以及投影镜头。影像产生器包括多个光阀，并产生影像光束。投影镜头位于来自于影像产生器的影像光束的传递路径上。光结合器包括扩散及滤光元件，其中扩散及滤光元件产生结合光束，且影像产生器接收来自于扩散及滤光元件的结合光束。在第一时间区间中，光结合器将第一输入光束转换为多个部分光束。且多个部分光束分别被传送至多个光阀。在第二时间区间中，光结合器接收第二输入光束。扩散及滤光元件滤除多个部分光束的其中之一，多个部分光束的另一以及第二输入光束分别被传送至多个光阀。本发明的多个光阀的使用效率可有效提升。

Description

投影机、影像产生装置及其影像产生方法
技术领域
本发明关于一种投影机、影像产生装置及其影像产生方法，且特别是关于一种具有多个光阀的投影机、影像产生装置及其影像产生方法。
背景技术
在习知技术领域中，为提升投影机的影像显示效能，已见有在投影机的影像产生装置中设置两个数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device,DMD)的做法。然而，在习知技术领域中的投影机中，当蓝色的入射光束传送至荧光轮之后会被导引至其中一个数字微型反射镜元件，在此同时，另一个数字微型反射镜元件没有接收任何光束而处于闲置的状态。
也就是说，习知技术领域的投影机中，所设置的数字微型反射镜元件并没有得到最佳的应用，造成资源的浪费。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种投影机、影像产生装置及其影像产生方法，其多个光阀的使用效率可有效提升。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的投影机包括影像产生器、光结合器以及投影镜头。影像产生器包括第一光阀以及第二光阀，并用于产生影像光束。投影镜头位于来自于影像产生器的影像光束的传递路径上。光结合器包括扩散及滤光元件，其中扩散及滤光元件用于产生结合光束，且影像产生器用于接收来自于扩散及滤光元件的结合光束。在第一时间区间中，光结合器用于接收第一输入光束，并用于将第一输入光束转换为转换光束，其中转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束，第一部分光束以及第二部分光束用于分别被传送至第一光阀以及第二光阀。在第二时间区间中，光结合器用于接收第一输入光束以将第一输入光束转换为转换光束，光结合器用于接收第二输入光束并传送第二输入光束，扩散及滤光元件用于滤除第一部分光束及第二部分光束的其中之一，第一部分光束及第二部分光束的其中之另一用于被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之一，且第二输入光束用于被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之另一。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的影像产生装置包括影像产生器以及光结合器。影像产生器包括第一光阀以及第二光阀。光结合器包括扩散及滤光元件。在第一时间区间中，光结合器用于接收第一输入光束，并用于将第一输入光束转换为转换光束，其中转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束，第一部分光束以及第二部分光束用于分别被传送至第一光阀以及第二光阀。在第二时间区间中，光结合器用于接收第一输入光束以将第一输入光束转换为转换光束，光结合器用于接收第二输入光束并传送第二输入光束，扩散及滤光元件用于滤除第一部分光束及第二部分光束的其中之一，第一部分光束及第二部分光束的其中之另一用于被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之一，且第二输入光束用于被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之另一。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的影像产生方法包括：在第一时间区间中，提供光结合器接收第一输入光束，并将第一输入光束转换为转换光束，其中转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束；在第一时间区间中，提供影像产生器使第一部分光束以及第二部分光束分别被传送至第一光阀以及第二光阀；在第二时间区间中，提供光结合器接收第一输入光束以将第一输入光束转换为转换光束，提供光结合器接收第二输入光束并传送第二输入光束；在第二时间区间中，提供扩散及滤光元件滤除第一部分光束及第二部分光束的其中之一，其中第一部分光束及第二部分光束的其中之另一被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之一，且第二输入光束被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之另一。
基于上述，本发明实施例藉由光结合器而在不同的时间区间中提供不同的组成成份的光束至影像产生器，影像产生器接收不同的组成成份的光束，并可使第一光阀以及第二光阀在不同的时间区间中皆可接收光束以进行影像转换动作。据此，可有效提升第一光阀以及第二光阀的使用效率。
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，并配合所附图作详细说明如下。
附图说明
图1绘示本发明一实施例的投影机的示意图。
图2A以及图2B分别说明本发明实施例的两种操作模式的示意图。
图3绘示本发明一实施例的影像产生装置在第一时间区间与第二时间区间的光路示意图。
图4绘示本发明实施例的波长转换元件的示意图。
图5A以及图5B分别绘示本发明第一操作模式下与第二操作模式下的扩散及滤光元件的实施方式的示意图。
图6绘示本发明实施例的投影机的示意图。
图7A以及图7B分别绘示图6实施例中的分光元件630在第一操作模式下与第二操作模式下的光学特性曲线图。
图8绘示本发明再一实施例的光结合器的实施方式示意图。
图9绘示本发明一实施例的影像产生方法的流程图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一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。
请参照图1，图1绘示本发明一实施例的投影机的示意图。投影机100包括光结合器110、影像产生器120以及投影镜头130。光结合器110包括扩散及滤光元件111，影像产生器120则包括(第一)光阀DMDA以及(第二)光阀DMDB，并用于产生影像光束PIMG。投影镜头130位于来自于影像产生器120的影像光束PIMG的传递路径上。在本实施例中，光结合器110用于接收(第一)输入光束B-LD1与(第二)输入光束B-LD2的至少其中之一，并藉由扩散及滤光元件111用于产生结合光束CLB。在本实施例中，结合光束CLB具有多个不同部分。影像产生器120用于接收来自于扩散及滤光元件111的结合光束CLB，并藉由光阀DMDA以及DMDB可同时分别接收到结合光束CLB的多个部分中的其中之二。
细节上来说明，在本实施例中，光结合器110可在第一时间区间中接收输入光束B-LD1，并可将输入光束B-LD1转换为转换光束(容后详述)。在本实施例中，上述的转换光束具有不同波长的第一部分光束以及第二部分光束。举例来说明，输入光束B-LD1可以是具有波长约为445奈米的蓝色激光光束，但本发明不以此为限。在其他实施例中，输入光束B-LD1的波长也可以视设计需求/产品需求而为其他适当的数值。在其他实施例中，输入光束B-LD1也可以其他激发光束，例如是发光二极管所提供的光束，但本发明仍不以此为限。藉由转换动作，光结合器110可将输入光束B-LD1转换为分别具有绿色光波长以及红色光波长的第一部分光束以及第二部分光束，也就是说，光结合器110可将输入光束B-LD1转换为黄色的转换光束。在本实施例中，在第一时间区间中没有提供输入光束B-LD2。
承上述，同样在第一时间区间中，影像产生器120接收分别为绿色光光束以及红色光束的第一部分光束以及第二部分光束，并可将第一部分光束以及第二部分光束分别传送至光阀DMDA以及光阀DMDB，以进一步使光阀DMDA以及光阀DMDB可产生影像光束PIMG。
在另一方面，在第二时间区间中，光结合器110可同时接收输入光束B-LD1以及输入光束B-LD2。并且，光结合器110可针对输入光束B-LD1进行转换以产生具有第一部分光束以及第二部分光束的转换光束。此外，光结合器110可藉由扩散及滤光元件111以选择滤除第一部分光束以及第二部分光束的其中之一，并可传送第一部分光束以及第二部分光束的其中之另一(即未被滤除的光束)。在另一方面，输入光束B-LD2可穿过扩散及滤光元件111，并与上述的未被滤除的光束结合以形成结合光束CLB。
同样在第二时间区间中，影像产生器120用于接收结合光束CLB，并可将未被滤除的光束传送至光阀DMDA以及光阀DMDB的其中之一，且可将输入光束B-LD2传送至光阀DMDA以及光阀DMDB的其中之另一。
举例来说明第二时间区间的相关细节，在一实施例(第一操作模式的实施例)中，于第二时间区间中，结合器110可藉由扩散及滤光元件111滤除第二部分光束(例如红色光束)，并结合第一部分光束(例如绿色光束)以及输入光束B-LD2(例如蓝色光束)以产生结合光束CLB，并将结合光束CLB传送至影像产生器120。于第二时间区间中，影像产生器120则将结合光束CLB中的第一部分光束(绿色光束)传送至光阀DMDA，并使结合光束CLB中的输入光束B-LD2(蓝色光束)传送至光阀DMDB，以使光阀DMDA以及DMDB产生影像光束PIMG。或者，在另一实施例(第二操作模式的实施例)中，于第二时间区间中，结合器110可藉由扩散及滤光元件111滤除第一部分光束(例如绿色光束)，并结合第二部分光束(例如红色光束)以及输入光束B-LD2(例如蓝色光束)以产生结合光束CLB，并将结合光束CLB传送至影像产生器120。于第二时间区间中，影像产生器120则将结合光束CLB中的第二部分光束(红色光束)传送至光阀DMDB，并使结合光束CLB中的输入光束B-LD2(蓝色光束)传送至光阀DMDA，以使光阀DMDA以及DMDB产生影像光束PIMG。
在本实施例中，输入光束B-LD1的波长以及输入光束B-LD2的波长不相同。在本实施例中，输入光束B-LD2可以为波长约为460奈米的蓝色激光光束，但本发明不以此为限。在其他实施例中，输入光束B-LD2的波长也可以视设计需求/产品需求而为其他适当的数值。在其他实施例中，输入光束B-LD2也可以其他激发光束，例如是发光二极管所提供的光束，但本发明仍不以此为限。
图2A以及图2B分别说明本发明实施例的两种操作模式的示意图。请先同时参照图1以及图2A。在图2A中，于本实施例的第一操作模式中，结合器110的扩散及滤光元件111在第一时间区间TA1可用以针对所接收的结合光束CLB进行扩散，并在第二时间区间TA2进行第二部分光束PLB2(例如红色光束)的滤除动作以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的传送动作。因此，在第一时间区间TA1，影像产生器120可接收具有第一部分光束PLB1(例如绿色光束)以及第二部分光束PLB2(红色光束)的结合光束CLB，并将第一部分光束PLB1(绿色光束)以及第二部分光束PLB2(红色光束)分别传送至光阀DMDA以及光阀DMDB。另外，在第二时间区间TA2，影像产生器120可接收具有第一部分光束PLB1(绿色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的结合光束CLB，并将第一部分光束PLB1(绿色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)分别传送至光阀DMDA以及光阀DMDB。据此可知，于本实施例的第一操作模式中，光阀DMDA与光阀DMDB皆不会处于闲置状态；其中，在第一时间区间TA1与第二时间区间TA2(即一个周期的全部时段)，光阀DMDA对第一部分光束PLB1(绿色光束)进行影像处理；在第一时间区间TA1(即一个周期的部分时段)，光阀DMDB对第二部分光束PLB2(红色光束)进行影像处理；在第二时间区间TA2(即一个周期的部分时段)，光阀DMDB对输入光束B-LD2(蓝色光束)进行影像处理。在本实施例中，由于光阀DMDA于整个周期的全部时段可对第一部分光束PLB1(绿色光束)进行影像处理，因此绿色灰阶的顺畅度可有效提升，且绿色亮度占整体亮度的比例也可提升。
请同时参照图1以及图2B。在图2B中，于本实施例的第二操作模式中，结合器110的扩散及滤光元件111在第一时间区间TB1可用以针对所接收的结合光束CLB进行扩散，并在第二时间区间TB2进行第一部分光束PLB1(例如绿色光束)的滤除动作以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的传送动作。因此，在第一时间区间TB1，影像产生器120可接收具有第一部分光束PLB1(绿色光束)以及第二部分光束PLB2(例如红色光束)的结合光束CLB，并将第一部分光束PLB1(绿色光束)以及第二部分光束PLB2(红色光束)分别传送至光阀DMDA以及光阀DMDB。另外，在第二时间区间TB2，影像产生器120可接收具有第二部分光束PLB2(红色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的结合光束CLB，并将第二部分光束PLB2(红色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)分别传送至光阀DMDB以及光阀DMDA。据此可知，于本实施例的第二操作模式中，光阀DMDA与光阀DMDB皆不会处于闲置状态；其中，在第一时间区间TB1与第二时间区间TB2(即一个周期的全部时段)，光阀DMDB对第二部分光束PLB2(红色光束)进行影像处理；在第一时间区间TB1(即一个周期的部分时段)，光阀DMDA对第一部分光束PLB1(绿色光束)进行影像处理；在第二时间区间TB2(即一个周期的部分时段)，光阀DMDA对输入光束B-LD2(蓝色光束)进行影像处理。在本实施例中，由于光阀DMDB于整个周期的全部时段可对第二部分光束PLB2(红色光束)进行影像处理，因此红色灰阶的顺畅度可有效提升，且红色亮度占整体亮度的比例也可提升。
附带一提的，在本实施例中，第一时间区间TA1、TB1以及分别对应的第二时间区间TA2、TB2可连续地交错发生。如此一来，在连续的第一时区间TA1(TB1)及第二时间区间TA2(TB2)中，多种不同波长的色光可有效地被传送至光阀DMDA以及光阀DMDB上，且光阀DMDA以及光阀DMDB的任一都不会产生闲置的状态，如此可有效提升光阀DMDA及/或光阀DMDB的使用效率，进而提升投影机100的效能。
此外，在本实施例中，光阀DMDA以及光阀DMDB可为数字微型反射镜元件(DigitalMicromirror Device，DMD)，但本发明对光阀的型态及其种类并不加以限制。在其他实施例中，光阀DMDA以及光阀DMDB也可为液晶显示器(liquid-crystal display，LCD)或液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)，或者是是包含透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)、电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Maganeto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等光调变器，但本发明仍不以此为限。
以下请参照图3，图3绘示本发明一实施例的影像产生装置在第一时间区间与第二时间区间的光路示意图。在本实施例中，影像产生装置300包括光结合器310以及影像产生器320，光结合器310包括分光元件DMY、波长转换元件PW以及扩散及滤光元件DW。分光元件DMY配置在波长转换元件PW与扩散及滤光元件DW之间，分光元件DMY配置在输入光束B-LD1以及输入光束BLD2的传递路径上。在本实施例中，输入光束B-LD1以及输入光束BLD2分别由光源311以及光源312所提供，分光元件DMY配置在光源311/312与波长转换元件PW之间，且分光元件DMY配置在光源311/312与扩散及滤光元件DW之间。在本实施例中，波长转换元件PW与光源311分别配置于分光元件DMY的相对两侧旁，波长转换元件PW与光源312分别配置于分光元件DMY的相对两侧旁，即波长转换元件PW与光源311/312分别位于分光元件DMY的不同侧。请同时参考图2A、图2B与图3，在第一时间区间TA1、TB1中，光源311提供输入光束B-LD1，光源312不提供输入光束B-LD2，分光元件DMY让输入光束B-LD1穿过，且穿过分光元件DMY的输入光束B-LD1被传送至波长转换元件PW上。光结合器310的波长转换元件PW转换输入光束B-LD1的波长以产生转换光束CVLB。即，波长转换元件PW用以将输入光束B-LD1转换为转换光束CVLB，其中转换光束CVLB具有不同波长的第一部分光束以及第二部分光束。分光元件DMY将来自于波长转换元件PW的转换光束CVLB反射至扩散及滤光元件DW。
请同时参考图2A、图2B与图3，在第二时间区间TA2、TB2中，光源311提供输入光束B-LD1且光源312提供输入光束B-LD2，分光元件DMY让输入光束B-LD1穿过，且穿过分光元件DMY的输入光束B-LD1被传送至波长转换元件PW上。光结合器310的波长转换元件PW转换输入光束B-LD1的波长以产生转换光束CVLB，其中转换光束CVLB具有不同波长的第一部分光束以及第二部分光束。分光元件DMY将来自于波长转换元件PW的转换光束CVLB反射至扩散及滤光元件DW，且分光元件DMY同时地让输入光束B-LD2穿过。穿过分光元件DMY的输入光束B-LD2被传送至扩散及滤光元件DW上。
由上述说明可以得知，扩散及滤光元件DW在第一时间区间TA1、TB1接收转换光束CVLB，且在第二时间区间TA2、TB2中同时接收转换光束CVLB以及输入光束B-LD2。
请参照图4，图4绘示本发明实施例的波长转换元件的示意图。波长转换元件PW可以为荧光轮(phosphor wheel)。在本实施例中，在波长转换元件PW的区域PY中可以设置波长转换材料(如荧光粉)，并可将所接收到的蓝色输入光束B-LD1转换成黄色的转换光束。在本实施例的波长转换元件PW中，整个区域PY上皆设置相同的波长转换材料，并在全时段(第一时间区间与第二时间区间)依据蓝色输入光束B-LD1来产生黄色的转换光束。
在本实施例中，区域PY的面积没有定的限制，设计者可以依据光结合器中光束的传递的截面积来设置区域PY的面积大小。
以下请参照图5A以及图5B，图5A以及图5B分别绘示本发明第一操作模式下与第二操作模式下的扩散及滤光元件的实施方式的示意图。在图5A中，扩散及滤光元件501具有扩散区域520以及滤光区域510，其中扩散区域520以及滤光区域510分别对应本实施例第一操作模式下的第一时间区间以及第二时间区间。也就是说，请同参照图2A、图3以及图5A，当在第一时间区间TA1中，扩散及滤光元件501的扩散区域520接收转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束，并使转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束扩散且穿透，以被传送至影像产生器320。据此可知，在第一操作模式下的第一时间区间TA1中，光结合器310所提供的结合光束由转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束所形成。
承上述，在第二时间区间TA2中，扩散及滤光元件501的滤光区域510接收输入光束B-LD2以及转换光束CVLB的第一部分光束与第二部分光束，滤光区域510用以滤除转换光束CVLB的第二部分光束，并传送转换光束CVLB的第一部分光束以及输入光束B-LD2至影像产生器320。据此可知，在第一操作模式下的第二时间区间TA2中，光结合器310所提供的结合光束由输入光束B-LD2以及转换光束CVLB的第一部分光束所形成。
在另一方面，在图5B中，扩散及滤光元件502具有扩散区域540以及滤光区域530，其中扩散区域540以及滤光区域530分别对应本实施例第二操作模式下的第一时间区间以及第二时间区间。也就是说，请同参照图2B、图3以及图5B，当在第一时间区间TB1时，扩散及滤光元件502的扩散区域540接收转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束，并使转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束扩散且穿透，以被传送至影像产生器320。据此可知，在第二操作模式下的第一时间区间TB1中，光结合器310所提供的结合光束由转换光束CVLB的第一部分光束以及第二部分光束所形成。
承上述，在第二时间区间TB2中，扩散及滤光元件502的滤光区域530接收输入光束B-LD2以及转换光束CVLB的第一部分光束与第二部分光束，滤光区域530用以滤除转换光束CVLB的第一部分光束，并传送转换光束CVLB的第二部分光束以及输入光束B-LD2至影像产生器320。据此可知，在第二操作模式下的第二时间区间TB2中，光结合器310所提供的结合光束由输入光束B-LD2以及转换光束CVLB的第二部分光束所形成。
由上述可知，光结合器310所提供的结合光束可由输入光束B-LD2、转换光束CVLB的第一部分光束以及转换光束CVLB的第二部分光束的其中之二所形成。
在上述实施例中，扩散及滤光元件501、502的扩散区域520、540例如是光穿透区域。在上述实施例中，滤光区域510、530具有特定波长滤光材料，且此特定波长滤光材料用以滤除第一部分光束及第二部分光束的其中之一。
请再次参考图3，在本实施例中，影像产生装置300还包括光均匀元件330。光均匀元件330配置在影像产生器320以及光结合器310之间。在本实施例中，光均匀元件330例如是光积分柱(light integration ROD)，但本发明不以此为限。光均匀元件330可针对转换光束CVLB进行光均匀化动作；或者，针对输入光束B-LD2以及转换光束CVLB的第一部分光束/第二部分光束进行光均匀化动作。简单地说，光均匀元件330可针对由输入光束B-LD2、转换光束CVLB的第一部分光束以及转换光束CVLB的第二部分光束的其中之二所形成的结合光束进行光均匀化动作，并传送均匀化的结合光束至影像产生器320。
请参照图6，图6绘示本发明实施例的投影机的示意图。在本实施例中，投影机600包括光结合器310、光均匀元件601、影像产生器600A以及投影镜头602。在本实施例中，影像产生器600A包括光阀610以及620以及光路径调整元件，光路径调整元件包括分光元件630、640以及棱镜651、652、661及662，分光元件630配置在来自于光结合器310的结合光束的传递路径上。在本实施例中，光均匀元件601配置在光结合器310以及影像产生器600A之间，光均匀元件601用以对光结合器310所提供的结合光束进行光均匀化以形成均匀化的结合光束CLP，而后均匀化的结合光束CLP被传送至分光元件630。
以下说明关于投影机600的实施细节。在第一时间区间中，分光元件630所接收的结合光束CLP具有第一部分光束(例如绿色光束)以及第二部分光束(例如红色光束)。分光元件630可反射第一部分光束，并使第一部分光束藉由光路径LR21而传送至棱镜661。另外，分光元件630可让第二部分光束穿过，并使第二部分光束藉由光路径LR11而传送至棱镜651。接着，分别藉由棱镜661、651的反射作用，第一部分光束(例如绿色光束)以及第二部分光束(例如红色光束)分别被传送至光阀610、620。光阀610、620则分别产生影像光束，并使来自于光阀610、620的两影像光束分别藉由光路径LR22、LR12以传送至分光元件640。分光元件640则结合光路径LR22、LR12上的影像元束，并将结合后的影像光束传送至投影镜头602。简言之，在第一时间区间中，分光元件630用于将第一部分光束及第二部分光束的其中之一传送至光阀610及光阀620的其中之一，并用于将第一部分光束及第二部分光束的其中之另一传送至光阀610及光阀620的其中之另一。
在另一方面，在第二时间区间中，分光元件630接收的结合光束可以为第一部分光束(绿色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的结合，或者也可以是第二部分光束(红色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)的结合。其中，在第一操作模式下，分光元件630接收第一部分光束(绿色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)，用以反射第一部分光束(绿色光束)以将第一部分光束(绿色光束)传送至光阀610，并用以让输入光束B-LD2(蓝色光束)穿过以将输入光束B-LD2(蓝色光束)传送至光阀620。另外，在第二操作模式下，分光元件630接收第二部分光束(红色光束)以及输入光束B-LD2(蓝色光束)，用以让第二部分光束(红色光束)穿过以将第二部分光束(红色光束)传送至光阀620，并用以反射输入光束B-LD2(蓝色光束)以将输入光束B-LD2(蓝色光束)传送至光阀610。简言之，在第二时间区间中，分光元件630用于将第一部分光束及第二部分光束的其中之一传送至光阀610及光阀620的其中之一，并用于将(第二)输入光束B-LD2传送至光阀610及光阀620的其中之另一。
关于上述分光元件630的光学特性，请参照图7A以及图7B，图7A以及图7B分别绘示图6实施例中的分光元件630在第一操作模式下与第二操作模式下的光学特性曲线图，其中横座标中的B、G、R分别表示蓝色光束、绿色光束、红色光束。请同时参考图6与图7A，在第一操作模式下，分光元件630对于蓝色光束B(输入光束)具有高穿透率，对于绿色光束G(第一部分光束)具有高反射率，并对于红色光束R(第二部分光束)具有高穿透率。请同时参考图6与图7B，在第二操作模式下，分光元件630对于蓝色光束B(输入光束)具有高反射率，对于绿色光束G(第一部分光束)具有高反射率，并对于红色光束R(第二部分光束)则具有高穿透率。
在上述实施例中，分光元件630/640例如可由镀膜所形成，以达到节省成本与增加可制造性等效果，但本发明不以此为限。
以下请参照图8，图8绘示本发明再一实施例的光结合器的实施方式示意图。光结合器800包括分光元件DMY、DMR、波长转换元件PW以及扩散及滤光元件DW，分光元件DMR配置在扩散及滤光元件DW之前。分光元件DMY接收光源801、802分别产生的输入光束B-LD1以及B-LD2，并搭配波长转换元件PW，以在第一时间区间传输转换光束的第一部分光束以及第二部分光束至分光元件DMR，或在第二时间区间传输输入光束B-LD2以及转换光束的第一部分光束/第二部分光束至分光元件DMR。在另一方面，分光元件DMR另接收光源803所产生的(第三)输入光束R-LD，以补偿第一部分光束及第二部分光束的其中之一。在本实施例中，输入光束R-LD的波长可与第二部分光束的波长相接近或相同(输入光束R-LD与第二部分光束具有接近或相同的色光)，并例如皆为红色光束，即第二部分光束例如是受补偿部分光束，但本发明不以此为限。
在第一操作模式下的第一时间区间中，光源803可提供输入光束R-LD，分光元件DMR则可使第一部分光束、第二部分光束以及输入光束R-LD同时传送至扩散及滤光元件DW。在本实施例中，第一部分光束、第二部分光束以及输入光束R-LD穿过扩散及滤光元件DW。
在第一操作模式下的第二时间区间中，光源803停止提供输入光束R-LD。分光元件DMR则可使第一部分光束、第二部分光以及输入光束B-LD2同时被传送至扩散及滤光元件DW。在本实施例中，扩散及滤光元件DW滤除第二部分光束，并让输入光束B-LD2及第一部分光束穿过。
在第二操作模式下的第一时间区间中，光源803可提供输入光束R-LD，分光元件DMR则可使第一部分光束、第二部分光束以及输入光束R-LD同时传送至扩散及滤光元件DW。在本实施例中，第一部分光束、第二部分光束以及输入光束R-LD穿过扩散及滤光元件DW。
在第二操作模式下的第二时间区间中，光源803可持续提供输入光束R-LD。分光元件DMR则可使第一部分光束、第二部分光、输入光束B-LD2及输入光束R-LD同时被传送至扩散及滤光元件DW。在本实施例中，扩散及滤光元件DW滤除第一部分光束，并让输入光束R-LD、输入光束B-LD2以及第二部分光束穿过。
与前述实施例的差别，本实施例额外设置了光源803以提供红色光束的输入光束R-LD。藉由输入光束R-LD，当红色光束被投射至对应的光阀(如图6中的光阀620)时，可补偿/补强红色光束的亮度以及色纯度，提高亮丽程度与色域范围，并提升影像显示的效果。
然而，在其他实施例中，输入光束R-LD的波长也可与第一部分光束的波长相接近或相同(输入光束R-LD与第一部分光束具有接近或相同的色光)，即例如皆为绿色光束，亦即第一部分光束例如是受补偿部分光束。如此一来，当绿色光束被投射至对应的光阀(如图6中的光阀610)时，可补偿/补强绿色光束的亮度以及色纯度，提高亮丽程度与色域范围，并提升影像显示的效果。
以下请参照图9，图9绘示本发明一实施例的影像产生方法的流程图。影像产生方法的步骤包括：在第一时间区间中，提供光结合器接收第一输入光束，并将第一输入光束转换为转换光束，其中转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束(步骤S910)；在第一时间区间中，提供影像产生器，使第一部分光束以及第二部分光束分别被传送至第一光阀以及第二光阀(步骤S920)；在第二时间区间中，提供光结合器接收第一输入光束以将第一输入光束转换为转换光束，提供光结合器接收第二输入光束并传送第二输入光束(步骤S930)；在第二时间区间中，提供扩散及滤光元件滤除第一部分光束及第二部分光束的其中之一，其中第一部分光束及第二部分光束的其中之另一被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之一，且第二输入光束被传送至第一光阀以及第二光阀的其中之另一(步骤S940)。
关于上述步骤的实施细节，在前述的实施例及实施方法都有详尽的说明，在此恕不多赘述。
综上所述，本发明的实施例利用在不同的时间区间中，提供不同波长光束的组合至影像产生器，如此一来，影像产生器可针对不同波长组合的光束，藉由分光动作，来将不同波长的光束传送至第一光阀以及第二光阀。藉此，第一光阀以及第二光阀可维持执行影像转换动作，不致发生闲置的状态，有效提升投影机与影像产生装置的效能。在本发明的实施例中，亮度可提升20％。在本发明的实施例中，还可改善/解决传统上蓝光色点偏紫的现象。
以上所述，仅为本发明之优选实施例而已，不能以此限定本发明实施之范围，即凡是依照本发明权利要求书及说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开之全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记列表
100、600：投影机
300：影像产生装置
110、310、800：光结合器
120、320、600A：影像产生器
130、602：投影镜头
DMDA、DMDB、610、620：光阀
B-LD1、B-LD2：输入光束
111、DW、501、502：扩散及滤光元件
CLB、CLP：结合光束
PIMG：影像光束
TA1、TB1：第一时间区间
TA2、TB2：第二时间区间
PLB1：第一部分光束
PLB2：第二部分光束
DMY、DMR、630、640：分光元件
PW：波长转换元件
311、312、801、802、803：光源
CVLB：转换光束
PY：区域
510、530：滤光区域
520、540：扩散区域
601、330：光均匀元件
651、652、661、662：棱镜
LR11、LR12、LR21、LR22：光路径
G：绿色光束
R：红色光束
B：蓝色光束
S910、S920、S930、S940：步骤

Claims (23)

1.一种投影机，其特征在于，包括影像产生器、光结合器以及投影镜头，所述影像产生器包括第一光阀以及第二光阀，并用于产生影像光束；
所述投影镜头位于来自于所述影像产生器的所述影像光束的传递路径上；
所述光结合器包括扩散及滤光元件，其中所述扩散及滤光元件用于产生结合光束，且所述影像产生器用于接收来自于所述扩散及滤光元件的所述结合光束，
其中，在第一时间区间中，所述光结合器用于接收第一输入光束，并用于将所述第一输入光束转换为转换光束，其中所述转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束，所述第一部分光束以及所述第二部分光束用于分别被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀，
其中，在第二时间区间中，所述光结合器用于接收所述第一输入光束以将所述第一输入光束转换为所述转换光束，所述光结合器用于接收第二输入光束并传送所述第二输入光束，所述扩散及滤光元件设置于所述转换光束的所述第一部分光束、所述第二部分光束以及所述第二输入光束的传递路径上，所述扩散及滤光元件用于滤除所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一，所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一用于被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之一，且所述第二输入光束用于被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之另一。
2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，在所述第一时间区间中没有提供所述第二输入光束。
3.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光结合器还包括波长转换元件，
所述波长转换元件用以将所述第一输入光束转换为所述转换光束。
4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光结合器还包括分光元件，
所述分光元件配置在波长转换元件与所述扩散及滤光元件之间，并配置在所述第一输入光束以及所述第二输入光束的传递路径上，其中所述分光元件让所述第一输入光束穿过以传送至所述波长转换元件，并将来自于所述波长转换元件的所述转换光束反射至所述扩散及滤光元件，
其中，在所述第二时间区间中，所述分光元件还让所述第二输入光束穿过以传送至所述扩散及滤光元件。
5.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述扩散及滤光元件具有扩散区域以及滤光区域，其中所述扩散区域以及所述滤光区域分别对应所述第一时间区间以及所述第二时间区间。
6.如权利要求5所述的投影机，其特征在于，所述滤光区域上具有特定波长滤光材料，且所述特定波长滤光材料用以滤除所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一。
7.如权利要求5所述的投影机，其特征在于，所述扩散及滤光元件的所述扩散区域为光穿透区域。
8.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述影像产生器还包括光路径调整元件，
所述光路径调整元件包括分光元件，其中所述分光元件配置在来自于所述光结合器的所述结合光束的传递路径上，
其中，在所述第一时间区间中，所述分光元件用于将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之一，并用于将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之另一，
其中，在所述第二时间区间中，所述分光元件用于将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之一，并用于将所述第二输入光束传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之另一。
9.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述第一输入光束的波长以及所述第二输入光束的波长不相同。
10.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述第一输入光束以及所述第二输入光束为蓝色激光光束。
11.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光结合器还包括分光元件，
所述分光元件配置在所述扩散及滤光元件之前，接收第三输入光束，并将所述第一部分光束及所述第二部分光束中的受补偿部分光束与所述第三输入光束结合，
其中，所述受补偿部分光束以及所述第三输入光束共同被传送至所述第一光阀与所述第二光阀的其中之一。
12.如权利要求11所述的投影机，其特征在于，所述第三输入光束与所述受补偿部分光束具有相同的色光。
13.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述投影机还包括光均匀元件：
所述光均匀元件配置在所述影像产生器以及所述光结合器之间，用以针对所述第一部分光束、所述第二部分光束以及所述第二输入光束的其中之二所形成的结合光束进行光均匀化动作，并传送均匀化的所述结合光束至所述影像产生器。
14.一种影像产生装置，其特征在于，包括影像产生器以及光结合器，
所述影像产生器包括第一光阀以及第二光阀；
所述光结合器包括扩散及滤光元件，
其中，在第一时间区间中，所述光结合器用于接收第一输入光束，并用于将所述第一输入光束转换为转换光束，其中所述转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束，所述第一部分光束以及所述第二部分光束用于分别被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀，
其中，在第二时间区间中，所述光结合器用于接收所述第一输入光束以将所述第一输入光束转换为所述转换光束，所述光结合器用于接收第二输入光束并传送所述第二输入光束，所述扩散及滤光元件设置于所述转换光束的所述第一部分光束、所述第二部分光束以及所述第二输入光束的传递路径上，所述扩散及滤光元件用于滤除所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一，所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一用于被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之一，且所述第二输入光束用于被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之另一。
15.一种影像产生方法，其特征在于，包括：
在第一时间区间中，提供光结合器接收第一输入光束，并将所述第一输入光束转换为转换光束，其中所述转换光束具有波长不相同的第一部分光束以及第二部分光束；
在所述第一时间区间中，提供影像产生器使所述第一部分光束以及所述第二部分光束分别被传送至第一光阀以及第二光阀；
在第二时间区间中，提供所述光结合器接收所述第一输入光束以将所述第一输入光束转换为所述转换光束，提供所述光结合器接收第二输入光束并传送所述第二输入光束；以及
在所述第二时间区间中，提供扩散及滤光元件，所述扩散及滤光元件设置于所述转换光束的所述第一部分光束、所述第二部分光束以及所述第二输入光束的传递路径上，所述扩散及滤光元件滤除所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一，其中所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之一，且所述第二输入光束被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之另一。
16.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，在所述第一时间区间中没有提供所述第二输入光束。
17.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供分光元件使所述第一输入光束穿过以传送至波长转换元件，藉以产生所述转换光束，并使来自于所述波长转换元件的所述转换光束反射至所述扩散及滤光元件。
18.如权利要求17所述的影像产生方法，其特征在于，在所述第二时间区间中，提供所述光结合器接收所述第二输入光束并传送所述第二输入光束的步骤包括：
在所述第二时间区间中，使所述第二输入光束穿过所述分光元件并传送至所述扩散及滤光元件。
19.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，在所述第一时间区间中，提供所述影像产生器使所述第一部分光束以及所述第二部分光束分别被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的步骤包括：
在所述影像产生器中提供分光元件，使所述分光元件在所述第一时间区间中，将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之一，并将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之另一。
20.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，在所述第二时间区间中，提供所述扩散及滤光元件滤除所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一，其中所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之另一被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之一，且所述第二输入光束被传送至所述第一光阀以及所述第二光阀的其中之另一的步骤包括：
在所述影像产生器中提供分光元件，使所述分光元件在所述第二时间区间中，将所述第一部分光束及所述第二部分光束的其中之一传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之一，并将所述第二输入光束传送至所述第一光阀及所述第二光阀的其中之另一。
21.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供分光元件接收第三输入光束，并使所述第一部分光束及所述第二部分光束中的受补偿部分光束与所述第三输入光束结合，
其中，所述受补偿部分光束以及所述第三输入光束共同被传送至所述第一光阀与所述第二光阀的其中之一。
22.如权利要求21所述的影像产生方法，其特征在于，所述第三输入光束与所述受补偿部分光束具有相同的色光。
23.如权利要求15所述的影像产生方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供光均匀元件以针对所述第一部分光束、所述第二部分光束以及所述第二输入光束的其中之二所形成的结合光束进行光均匀化动作；以及
传送均匀化的所述结合光束至所述影像产生器。
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