CN113253554B - 照明系统、照明控制方法以及投影装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明系统，包括：第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块。第一激光光源在第一时段与第三时段中提供第一激光光束。波长转换模块位于第一激光光束的传递路径上，其中波长转换模块具有至少一波长转换区、至少一非转换区、第一待机区域以及第二待机区域。波长转换模块用于以一转轴为中心旋转，以使波长转换区、第一待机区域、非转换区及第二待机区域依序沿一方向旋转，且使波长转换区及非转换区轮流切入第一激光光束的传递路径上。一种照明控制方法以及投影装置亦被提出。本发明提供的照明系统、照明控制方法以及投影装置能够提供具有良好品质的显示画面。

Description

照明系统、照明控制方法以及投影装置
技术领域
本发明是有关于一种光学系统、光学控制方法以及光学装置，且特别是有关于一种照明系统、照明控制方法以及投影装置。
背景技术
近来以发光二极管(light-emitting diode,LED)和激光二极管(laser diode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。一般而言，这些固态光源的激发光会被投影装置中的波长转换模块上的波长转换材料转换而产生不同颜色的转换光。且为了满足色彩表现的需求，在投影装置的后段光路上会放置一滤光模块，波长转换模块上的转换光经过滤光模块后滤出预定的色光。这些色光经由光阀的调变将影像光束投影至外界。
一般而言，由于波长转换模块的波长转换元件上存在着波长转换区域与非转换区域的交界，当激发光入射此交界区域附近，而有部分激发光位于波长转换区域，部分激发光位于非转换区域时，此状态一般称为辐区(spoke)状态，会出现画面异色现象。这是由于波长转换元件持续转动，所以此时入射波长转换区域与非转换区域的激发光比例会随时间而变化，如此出射波长转换元件的光束会形成强度不稳定的转换光与非转换光。因此，当波长转换元件转到辐区状态时，投影装置内处于运作中的光阀均会暂时关闭(off)，以避免画面产生异色。然而，如此一来，将使得投影装置会损失显示画面的亮度。
另外，为了提升投影装置的色彩更新率，以降低由于人眼视觉感知中的断色现象(color break issue)的产生，进而实现更顺畅的观赏品质，已知的投影装置所采取的技术手段多为提高波长转换元件的转数以及增加波长转换元件上的波长转换区域与非转换区域的分区数量。但如此一来，增加波长转换区域与非转换区域的分区数量的同时也会增加通过辐区状态的频率，因此，为使显示画面保持一定的亮度，投影装置的色彩更新率与波长转换区域与非转换区域的数量也须受到一定的限制。
“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”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，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所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种照明系统，能够提供具有良好品质的显示画面。
本发明提供一种投影装置，能够提供具有良好品质的显示画面。
本发明提供一种照明控制方法，能够使投影装置具有良好品质的显示画面。
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。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明系统。照明系统用于提供照明光束，且照明系统包括：第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块。第一激光光源在第一时段与第三时段中提供第一激光光束。第二激光光源在第二时段与第四时段中提供第二激光光束。波长转换模块位于第一激光光束的传递路径上，其中波长转换模块具有至少一波长转换区以及至少一非转换区，且在至少一波长转换区与至少一非转换区之间存在第一待机区域及第二待机区域，波长转换模块用于以一转轴为中心旋转，以使至少一波长转换区、第一待机区域、至少一非转换区及第二待机区域依序沿一方向旋转且使至少一波长转换区及至少一非转换区轮流切入第一激光光束的传递路径上。当波长转换模块转动时，在第一时段，第一激光光束入射至波长转换模块的至少一非转换区而形成第一色光，在第二时段及第四时段，第二激光光束形成第二色光，且在第三时段，第一激光光束入射至波长转换模块的波长转换区后形成第三色光，且在第二时段及第四时段中，第一待机区域及第二待机区域分别对应切入第一激光光束在第一时段或第三时段中形成的传递路径上，且波长转换模块上不存在由第一激光光束形成的光斑。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括前述的照明系统、光阀以及投影镜头。光阀位于照明光束的传递路径上，且用于将照明光束转换成影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上且用于将影像光束投影出投影装置。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明控制方法。照明控制方法用于控制投影装置中的照明系统。照明系统包括第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块，第一激光光源用于提供第一激光光束，第二激光光源用于提供第二激光光束，波长转换模块位于第一激光光束的传递路径上并具有至少一波长转换区以及至少一非转换区，且在至少一波长转换区与至少一非转换区之间存在第一待机区域及第二待机区域，波长转换模块用于以一转轴为中心旋转，以使至少一波长转换区、第一待机区域、至少一非转换区以及第二待机区域依序沿一方向旋转且使至少一波长转换区及至少一非转换区轮流切入第一激光光束的传递路径上，且照明控制方法包括下述步骤。在第一时段中，开启第一激光光源，并关闭第二激光光源，其中第一激光光束入射至波长转换模块的至少一非转换区而形成第一色光。在第二时段中，开启第二激光光源，并关闭第一激光光源，其中第二激光光束形成第二色光，第一待机区域切入第一激光光束在第一时段或第三时段中形成的传递路径上，且波长转换模块上不存在由第一激光光束形成的光斑。在第三时段中，开启第一激光光源，并关闭第二激光光源，其中第一激光光束入射至波长转换模块的至少一波长转换区后形成第三色光。在第四时段中，开启第二激光光源，并关闭第一激光光源，其中第二激光光束形成第二色光，第二待机区域切入第一激光光束在第一时段或第三时段中形成的传递路径上，且波长转换模块上不存在由第一激光光束形成的光斑。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，照明系统以及投影装置通过第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度。并且，投影装置与照明系统可省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例(RGB Color Light Output Ratio,CLO)。此外，在本发明的实施例中，照明系统以及投影装置透过照明控制方法亦可简单而不受限地透过切换第一激光光源以及第二激光光源的开启或关闭状态，即可提升投影装置的色彩更新率，并能借以消除断色现象的产生，进而实现更顺畅的观赏品质。
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
图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。
图2A是图1的一种波长转换模块的俯视图。
图2B是图1的第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。
图2C是图1的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。
图2D是图2A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。
图3A与图3B是图1的不同波长转换模块的俯视图。
图4A至图4C是图1的不同波长转换模块的俯视图。
图5A是本发明一实施例的另一种投影装置的架构示意图。
图5B是图1的第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的穿透率的关系图。
图6A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。
图6B是图6A的第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。
图6C是图6A的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。
图6D是图6A的第三分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。
图6E是图6A的第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。
图7A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。
图7B是图7A的一种波长转换模块的俯视图。
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较佳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。
图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种波长转换模块的俯视图。图2B是图1的第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图2C是图1的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图2D是图2A的第一激光光源、第二激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。请参照图1，投影装置200包括照明系统100、光阀210以及投影镜头220。照明系统100适于提供照明光束70。光阀210设置于照明光束70的传递路径上，适于将照明光束70转换为影像光束80。投影镜头220设置于影像光束80的传递路径上，适于将影像光束80投影出投影装置200外，以形成影像画面。在本实施例中，光阀210的数量为一个，但本发明不局限于此，在其他实施例中，光阀210的数量亦可为多个。此外，在本实施例中，光阀210可为一数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或是一硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOSpanel)。然而，在其他实施例中，光阀210亦可以是穿透式液晶面板或其他光束调变器。
具体而言，如图1所示，在本实施例中，照明系统100包括第一激光光源110B、第二激光光源110R、波长转换模块120、分合光模块130以及光均匀化元件140。进一步而言，如图2D所示，在本实施例中，第一激光光源110B在第一时段T1与第三时段T3开启，而在第二时段T2与第四时段T4时关闭，第二激光光源110R在第一时段T1与第三时段T3关闭，而在第二时段T2与第四时段T4时开启，如此，如图1与图2D所示，第一激光光源110B在第一时段T1与第三时段T3中会提供第一激光光束50B。第二激光光源110R在第二时段T2与第四时段T4中会提供第二激光光束50R。举例而言，在本实施例中，第一激光光束50B为蓝色激光光束，第二激光光束50R为红色激光光束。举例而言，在本实施例中，第一激光光源110B可为包括一个或多个排成阵列的蓝光激光二极管，而第二激光光源110R可为包括一个或多个排成阵列的红光激光二极管，但本发明不局限于此。
具体而言，如图1所示，在本实施例中，分合光模块130包括第一分光元件131、光传递元件LT以及第二分光元件132。分合光模块130位于第一激光光束50B与第二激光光束50R的传递路径，且第一分光元件131对应于第一激光光源110B设置，而位于第一激光光源110B与波长转换模块120之间。举例而言，如图2B所示，在本实施例中，第一分光元件131例如可反射波段在480至590纳米的范围内的光，而使波段在480纳米以下的光以及在590纳米以上的光穿透。换言之，第一分光元件131例如为具有绿光反射作用的分色镜(Dichroic Mirrorwith Green reflection)，而可让蓝光以及红光穿透，而对绿光提供反射作用。因此，第一分光元件131可让蓝色的第一激光光束50B穿透，如此一来，第一激光光源110B的第一激光光束50B可经由穿透第一分光元件131而传递至波长转换模块120。
另一方面，如图1所示，在本实施例中，分合光模块130的第二分光元件132位在第二激光光源110R与第一分光元件131之间，而光传递元件LT位于波长转换模块120与第二分光元件132之间。举例而言，如图2C所示，在本实施例中，第二分光元件132例如可使波段在470至600纳米的范围内的光穿透，而反射波段在470纳米以下的光。换言之，第二分光元件132为具有蓝光反射作用的分色镜(Dichroic Mirror with Blue reflection)，而可对蓝光提供反射作用，并让其他颜色的光(如：红光与黄光)穿透，而光传递元件LT则是可对可见光提供反射作用，其中图1的实施例中，光传递元件LT例如为反射镜或其他反射元件。
进一步而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，波长转换模块120位于第一激光光束50B的传递路径上，并适于转动。更进一步而言，如图1与图2A所示，波长转换模块120包括转轴121以及基板122。转轴121连接于基板122，用于带动基板122以其为中心旋转。波长转换模块120配置于第一激光光束50B的传递路径上，且波长转换模块120在基板122上配置有至少一非转换区NT与至少一波长转换区WR。举例而言，如图2A所示，在本实施例中，至少一非转换区NT的面积与至少一波长转换区WR的面积相同，但本发明不局限于此。在其他未绘示的实施例中，至少一非转换区NT的面积与至少一波长转换区WR的面积亦可不同。
具体而言，在本实施例中，波长转换模块120的至少一非转换区NT分别由一透光层所构成。也就是说，在本实施例中，至少一非转换区NT为光穿透区域，当至少一非转换区NT位在第一激光光束50B的传递路径上时，能够使第一激光光束50B穿透，并通过后续的光学元件而形成第一色光70B。另一方面，波长转换模块120的至少一波长转换区WR分别由一波长转换层所构成，而可用以使通过第一激光光束50B被转换为波长转换光束60Y。举例而言，在本实施例中，波长转换材料包括可激发出黄色光束的荧光粉，故当至少一波长转换区WR位在第一激光光束50B的传递路径上时，波长转换材料被第一激光光束50B照射而形成的波长转换光束60Y为黄光。
更进一步而言，如图2A所示，在至少一波长转换区WR与至少一非转换区NT之间存在第一待机区域IB1及第二待机区域IB2。如此，如图2A所示，波长转换模块120的至少一波长转换区WR及至少一非转换区NT的数量分别为一个，当波长转换模块120以转轴121为中心旋转时，可使波长转换区WR、第一待机区域IB1、非转换区NT及第二待机区域IB2依序沿一方向CW旋转。举例而言，在本实施例，此方向CW为顺时针方向。并且，举例而言，在本实施例中，第一待机区域IB1或第二待机区域IB2可为包含波长转换区WR或非转换区NT的交界区域。具体而言，在本实施例中，如图2A所示，第一待机区域IB1包括波长转换区WR的一端及与该端相连接的非转换区NT的一端的第一交界B1，第二待机区域IB2包括波长转换区WR的另一端及与该另一端相连接的非转换区NT的另一端的第二交界B2。
进一步而言，如图2A与图2D所示，在本实施例中，当波长转换模块120以转轴121为中心旋转时，在第二时段T2时，非转换区NT与第一交界B1邻接的部分、第一交界B1、波长转换区WR与第一交界B1邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1或第三时段T3)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。在第四时段T4时，波长转换区WR与第二交界B2邻接的部分、第二交界B2、非转换区NT与第二交界B2邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1或第三时段T3)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。
更具体而言，在本实施例中，第一待机区域IB1或第二待机区域IB2可为一想象的虚拟区域，其所对应的位置为对应关闭第一激光光源110B的时机点时(即第二时段T2与第四时段T4)，波长转换模块120所切入第一激光光束50B于第一时段T1与第三时段T3所形成的传递路径上的位置。也就是说，照明系统100可对应第二时段T2以及第四时段T4控制波长转换模块120的第一待机区域IB1或第二待机区域IB2切入第一激光光束50B的传递路径的时机点。在第二时段T2以及第四时段T4中，对应的第一待机区域IB1以及第二待机区域IB2会切入第一激光光束50B所形成的传递路径，然而此时由于第一激光光源110B会关闭，因此不会有第一激光光束50B通过波长转换模块120的第一待机区域IB1或第二待机区域IB2，波长转换模块120上也不会存在由第一激光光束50B形成的光斑，进而也就不会产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，因此投影装置200不需在光阀210的运作途中时以关闭光阀210的方式来减少画面异色现象，因而可维持显示画面的亮度。
更进一步而言，如图1、图2A与图2D所示，在第一时段T1中，第一激光光束50B于波长转换模块120上形成光斑，光斑完全位于非转换区NT上，即第一激光光束50B可穿过非转换区NT，并经由光传递元件LT依序被传递至第二分光元件132与第一分光元件131，而形成第一色光70B。另一方面，如图1以及图2D所示，在第二时段T2以及第四时段T4中，由于第二激光光源110R开启，因此第二激光光源110R提供的第二激光光束50R则可穿透第二分光元件132，并传递至第一分光元件131处，而形成第二色光70R，其中第二色光70R例如为红光。
此外，在第三时段T3中，第一激光光束50B则于波长转换模块120上形成光斑，且光斑完全位于波长转换区WR上，如此，波长转换模块120可通过波长转换材料将第一激光光束50B转换为黄色的波长转换光束60Y后，再将波长转换光束60Y传递至第一分光元件131处，并经由第一分光元件131再被滤为频谱范围较窄的第三色光70G，其中波长转换材料例如包括可激发出黄色光束的荧光粉，则波长转换光束60Y例如为黄光，则第三色光70G例如为绿光。并且，由于人眼对绿光的视觉较为灵敏，因此当绿光的纯度或亮度增加时，人眼也会感受到显示画面的亮度变亮。如此，照明系统100与投影装置200通过第一分光元件131的设置，而可获得频谱范围较窄(即纯度较纯)的第三色光70G(绿光)，进而有助于提升人眼中的显示画面的亮度。
另一方面，如图1所示，在本实施例中，照明系统100还可选择性地包括光学匀化单元OU，且光学匀化单元OU位于第一激光光束50B与第二激光光束50R的传递路径上，以及第一分光元件131以及第二分光元件132之间。举例而言，光学匀化单元OU可包括光扩散元件、偏光元件、或光扩散元件与偏光元件的组合。
进一步而言，当光学匀化单元OU包括光扩散元件时，第一激光光束50B与第二激光光束50R可在通过旋转的光学匀化单元OU后产生光扩散效果，并据此消除激光光斑。当光学匀化单元OU包括偏光元件时，第一激光光束50B与第二激光光束50R可在通过旋转的光学匀化单元OU后在不同时间具有不同的偏振状态。如此一来，照明系统100则可被应用于配备偏振立体模式的投影装置200，而可消除配备偏振立体模式的投影装置200常出现的画面颜色不均匀或亮暗不均匀的现象。
举例而言，于已知的照明系统100架构中，激光光束的偏振极性会被内部的其他光学元件破坏，使得激光的偏振方向及强度变的散乱不一，进而造成在配备偏振立体模式的投影装置200的显示画面的光亮度不均的问题。然而，在本实施例的照明系统100中，由于通过第一激光光束50B与第二激光光束50R而形成的照明光束70以及影像光束80会在不同时间具有不同的偏振状态，而可随时间点的不同而形成不同偏振态的光斑。由于视觉暂留的作用，人眼所观察到的被照射面上的光斑亮度会是一视觉暂留时间内的不同时间点的光斑的迭加后的亮度，因此这些视觉暂留时间内的不同时间点的光斑在迭加之后也会产生亮度较为均匀的光斑，因此可使得使用者观赏到的显示画面的成色或亮暗均匀，进而让使用者可观赏到出均匀度较佳的立体显示画面。
接着，如图1所示，当第一色光70B、第二色光70R与第三色光70G被传递至第一分光元件131处而形成照明光束70。并且，在本实施例中，第一色光70B为蓝光、第二色光70R为红光，而第三色光70G为绿光，也就是说，照明系统100通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，已能形成包含三原色光的照明光束70。因此，投影装置200与照明系统100可省略滤光模块(滤光轮)的配置，进而减少亮度的损失，而可以达到100％的三原色光输出比例(RGB Color Light Output Ratio,CLO Ratio)
接着，如图1所示，在本实施例中，光均匀化元件140位于照明光束70的传递路径上。在本实施例中，光均匀化元件140包括一积分柱(Integration Rod)，但本发明不局限于此。更详细而言，如图1所示，当照明光束70传递至光均匀化元件140时，光均匀化元件140可使照明光束70均匀化，并使均匀化的照明光束70传递至光阀210。
接着，如图1所示，光阀210位于来自光均匀化元件140的照明光束70的传递路径上，且用于将照明光束70转变成影像光束80。投影镜头220位于影像光束80的传递路径上且用于将影像光束80投影出投影装置200外，以形成影像画面。由于照明光束70会聚在光阀210上后，光阀210可依序将照明光束70形成不同颜色的影像光束80传递至投影镜头220，因此，光阀210所转换出的影像光束80所被投影出的影像画面便能够成为彩色画面。
更进一步而言，在本实施例中，第一色光70B为蓝光、第二色光70R为红光，而第三色光70G为绿光，而由于照明光束70是借由第一色光70B、第二色光70R以及第三色光70G所混合形成，因此照明光束70的色调或色温可被第一色光70B、第二色光70R以及第三色光70G这三者的比例关系所决定，并且通过照明光束70所形成的影像光束80的色调或色温也因此同样受上述比例关系所决定。
更具体而言，当照明光束70的蓝光比例越高时，照明光束70的色温也会越高。举例而言，第三时段T3的时间长度与第一时段T1的时间长度的比值介于2至4之间，第二时段T2或第四时段T4的时间长度与第一时段T1的时间长度的比值介于1至2.5之间。如此，在本实施例中，投影装置200以及照明系统100即可通过第一激光光源110B与第二激光光源110R的开启时段的长度以及波长转换模块120的波长转换区WR与非转换区NT的配置，来调整照明光束70的第一色光70B、第二色光70R与第三色光70G的相对比例，因此，照明系统100与投影装置200在不需调整第一激光光源110B或第二激光光源110R的强度的情况下，即可调整影像光束80的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度。
如此一来，照明系统100以及投影装置200通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度。并且，投影装置200与照明系统100可省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例。
图3A与图3B是图1的不同波长转换模块的俯视图。请参照图3A与图3B，图3A与图3B的波长转换模块320A、波长转换模块320B与图2A的波长转换模块120类似，而差异如下。在图2A的实施例中，波长转换模块120的非转换区NT与波长转换区WR仅以一个为例示，但本发明不局限于此。在图3A的实施例中，波长转换模块320A的非转换区NT与波长转换区WR分别可为两个，而在图3B的实施例中，波长转换模块320B的非转换区NT与波长转换区WR则分别可提高为三个。更详细的说明，一波长转换区WR的一端及与该端相连接的非转换区NT的一端为第一交界B1，而第一待机区域IB1则包括该第一交界B1，该波长转换区WR的另一端及与该另一端相连接的另一非转换区NT的一端为第二交界B2，第二待机区域IB2则包括该第二交界B2；而该另一非转换区NT的另一端及与该另一端相连接的另一波长转换区WR的一端定义为另一个第一交界B1。依据上述定义方式，当波长转换模块320的非转换区NT与波长转换区WR的数量提升时，对应的第一待机区域IB1以及第二待机区域IB2的数量也会提升，因此第一激光光源110B与第二激光光源110R的切换频率也会随之提升，即开关时间的长度也会随之减少，如此，也就相当于光阀210在形成具有蓝光、红光、绿光的影像光束80的循环区段时间长度也会随之缩短。如此一来，采用上述波长转换模块320A、波长转换模块320B的投影装置200的影像画面的色彩更新率(color update rate)也可随之提升，以避免断色现象(color break issue)的产生，而可达到更顺畅的观赏品质。然而，由于受到光阀210的摆动速率、第一激光光源110B与第二激光光源110R的开关反应时间以及波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR需大于激光光斑的大小的种种限制，在本发明的其他实施例中，波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR的数量最高可分别提高至十个左右。
此外，在本实施例中，第一待机区域IB1以及第二待机区域IB2虽以存在于非转换区NT与波长转换区WR之间为例示，但本发明不局限于此。在另一未绘示的实施例中，当波长转换模块具有多个波长转换区WR，且其中存在两个不同的波长转换区WR彼此相邻时，此二波长转换区WR之间也会设置有第一待机区域IB1或第二待机区域IB2，以消除辐区(spoke)状态所致的画面异色现象。
如此，当前述的照明系统100与投影装置200采用了图3A的波长转换模块320A或图3B的波长转换模块320B时，除了能通过达到第一待机区域IB1或第二待机区域IB2的配置来达到与前述的照明系统100与投影装置200类似的效果与优点外，还可视使用者对于观赏品质的要求，来选择性地设计波长转换模块的非转换区NT与波长转换区WR以及其相应的第一待机区域IB1以及第二待机区域IB2的数量，以符合实际的色彩更新率的需求。如此一来，在本发明的实施例中，照明系统100以及投影装置200透过照明控制方法亦可简单而不受限地透过切换第一激光光源110B以及第二激光光源110R的开启或关闭状态，即可提升投影装置200的色彩更新率，并能借以消除断色现象的产生，进而实现更顺畅的观赏品质。
另一方面，在前述的实施例中，第一待机区域IB1或第二待机区域IB2虽以包含波长转换区WR或非转换区NT的交界区域为例示，但本发明不局限于此。在其他的实施例中，第一待机区域IB1或第二待机区域IB2也可为基板122上实际未配置有波长转换区WR或非转换区NT的区域。任何所属领域中的技术人员在参照本发明之后，当可对第一待机区域IB1或第二待机区域IB2的配置结构作适当的更动，而使其达到与前述投影装置200类似的效果与优点，惟其仍应属于本发明的范畴内。以下将另举部分实施例作为说明。
图4A至图4C是图1的不同波长转换模块的俯视图。请参照图4A至图4C，图4A至图4C的波长转换模块420A、波长转换模块420B、波长转换模块420C分别与图2A、图3A与图3B的波长转换模块120、波长转换模块320A、波长转换模块320B类似，而差异如下。如图4A至图4C所示，在本实施例中，波长转换模块420A、波长转换模块420B与波长转换模块420C的第一待机区域IB1包括位于其中一至少一波长转换区WR及与其相邻的一至少一非转换区NT之间的第一空白区域BR1，第二待机区域IB2包括位于其中一至少一波长转换区WR及与其相邻的一至少一非转换区NT之间的第二空白区域BR2。如此，当波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C旋转时，在第二时段T2时，至少一非转换区NT与第一空白区域BR1邻接的部分、第一空白区域BR1、至少一波长转换区WR与第一空白区域BR1邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1或第三时段T3)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。在第四时段T4时，至少一波长转换区WR与第二空白区域BR2邻接的部分、第二空白区域BR2、至少一非转换区NT与第二空白区域BR2邻接的部分依序切入在第一激光光源110B开启时段(即第一时段T1或第三时段T3)中才形成的第一激光光束50B的传递路径上。
如此，由于第一激光光源110B在第二时段T2以及第四时段T4中会关闭，因此不会有第一激光光束50B通过波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C的第一待机区域IB1或第二待机区域IB2，波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C上也不会存在由第一激光光束50B形成的光斑，因此也就不会产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，因此当前述的照明系统100与投影装置200采用了图4A至图4C中的任一者的波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C时，投影装置200也不需在光阀210的运作途中时以关闭光阀210的方式来减少画面异色现象，因而可维持显示画面的亮度。
如此一来，在本实施例中，当图4A至图4C中的任一者的波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C时，照明系统100亦可通过波长转换模块420A、波长转换模块420B或波长转换模块420C的设置，而能具有前述照明系统100与投影装置200所提及的优点，在此不再赘述。
另一方面，在前述的实施例中，非转换区NT虽然以光穿透区域为例示，但本发明不局限于此。在其他的实施例中，非转换区NT也可为光反射区域。任何所属领域中的技术人员在参照本发明之后，当可对照明系统100的光路设计作适当的更动，而使其达到与前述投影装置200类似的效果与优点，惟其仍应属于本发明的范畴内。以下将另举部分实施例作为说明。
图5A是本发明一实施例的另一种投影装置的架构示意图。图5B是图1的第一分光元件的第二分光区域对不同波段的光的穿透率的关系图。图5A的照明系统300与投影装置400与图1的照明系统100与投影装置200类似，而差异如下。请参照图5A，照明系统300的波长转换模块120的至少一非转换区NT分别由一反射层所构成。也就是说，在本实施例中，至少一非转换区NT为光反射区域，而能够反射第一激光光束50B，并通过后续的光学元件而形成第一色光70B。更具体而言，在本实施例中，分合光模块330的第一分光元件331具有第一分光区域331a以及第二分光区域331b，且分合光模块330还包括一聚光透镜333。详细而言，在本实施例中，第一分光元件331的第一分光区域331a对应于第一激光光源110B设置，而位于第一激光光源110B与波长转换模块120之间，而第一分光元件331的第二分光区域331b位于被波长转换模块120的非转换区NT反射而来的第一激光光束50B的传递路径上，且第二分光区域331b位于波长转换模块120与第二分光元件132之间。
进一步而言，在本实施例中，第一分光元件331的第一分光区域331a例如为具有绿光反射作用的分色镜(Dichroic Mirror with Green reflection)，第一分光元件331的第一分光区域331a对不同波段的光的穿透率的关系曲线与图2B所示的第一分光元件331的对不同波段的光的穿透率的关系曲线相同，在此就不再赘述。如此，第一分光元件331的第一分光区域331a可让蓝光穿透，而对绿光提供反射作用。如此一来，第一激光光源110B的第一激光光束50B仍可经由穿透第一分光元件331的第一分光区域331a而传递至波长转换模块120。
另一方面，在本实施例中，第一分光元件331的第二分光区域331b例如为具有绿光反射作用以及使部分蓝光穿透部分反射的分色镜。举例而言，如图5B所示，第一分光元件331的第二分光区例如可反射波段在480纳米至590纳米的范围内的光，而使波段在480纳米以下的光具有50％的穿透率与50％的反射率，并使波段在590纳米以上的光穿透。如此一来，如图5A所示，当第一激光光束50B经由波长转换模块120的非转换区NT反射至第二分光区域331b时，部分第一激光光束50B会被第一分光元件331的第二分光区域331b反射至聚光透镜333的一侧，而另一部分第一激光光束50B会穿透第一分光元件331的第二分光区域331b而被传递至第二分光元件132，再被第二分光元件132反射至聚光透镜333的另一侧。并且，入射至聚光透镜333的不同侧的第一激光光束50B可经由聚光透镜333合光后形成第一色光70B。
另一方面，照明系统300仍可透过波长转换模块120的波长转换区WR以及第二激光光源110R的配置，而分别形成第三色光70G与第二色光70R，在本实施例中，第三色光70G与第二色光70R的光路与图1的实施例的第三色光70G与第二色光70R的光路相同，相关细节请参照前述段落，在此不再赘述。
如此一来，照明系统300与投影装置400亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度，进而能具有前述照明系统100与投影装置200类似的效果与优点，在此不再赘述。
此外，如图5A所示，在本实施例中，照明系统300也可选择性地包括光学匀化单元OU，且光学匀化单元OU位于第一分光元件331与光均匀化元件140之间。如此，照明系统300亦可借由光学匀化单元OU的设置，而提升显示画面的均匀度。
图6A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。图6B是图6A的第一分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图6C是图6A的第二分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图6D是图6A的第三分光元件对不同波段的光的穿透率的关系图。图6E是图6A的第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源、波长转换模块以及光阀在不同时段中的一种时序示意图。请参照图6A，图6A的实施例的照明系统500与投影装置600与图1的照明系统100与投影装置200类似，而差异如下。如图6A与图6E所示，在本实施例中，照明系统500还包括第三激光光源110G。具体而言，第三激光光源110G用于在第五时段T5中提供第三激光光束50G。举例而言，在本实施例中，第三激光光束50G为绿色激光光束。举例而言，在本实施例中，第三激光光源110G可为包括一个或多个排成阵列的绿光激光二极管，但本发明不局限于此。
详细而言，如图6E所示，在本实施例中，第一激光光源110B在第一时段T1与第三时段T3开启，而在第二时段T2、第四时段T4与第五时段T5时关闭，第二激光光源110R在第二时段T2与第四时段T4开启，而在第一时段T1、第三时段T3与第五时段T5时关闭，第三激光光源110G在第五时段T5开启，在第一时段T1、第二时段T2、第三时段T3与第四时段T4时关闭。换言之，如图6E所示，在第一时段T1与第三时段T3中，只有第一激光光束50B被提供，在第二时段T2与第四时段T4中，只有第二激光光束50R被提供，在第五时段T5中，只有第三激光光束50G被提供。
另一方面，在本实施例中，分合光模块530还包括第三分光元件533，且第三分光元件533位于第二分光元件532与第一分光元件531之间，也位于第二分光元件532与第三激光光源110G之间。并且，具体而言，在本实施例中，第一分光元件531例如为具有绿橘光反射作用的分色镜，而可让红光与蓝光穿透，而对绿橘光提供反射作用。举例而言，如图6B所示，在本实施例中，第一分光元件531例如可反射波段在480至590纳米的范围内的光，而使波段在480纳米以下的光以及在590纳米以上的光穿透。第二分光元件532例如为具有青光(即蓝光与绿光的合光)反射作用的分色镜，而可让红光穿透，而对蓝光与绿光提供反射作用。举例而言，如图6C所示，在本实施例中，第二分光元件532例如可反射波段在600纳米以下的光，而使波段在600纳米以上的光穿透。第三分光元件533例如为具有蓝光与红光反射作用的分色镜，而可让绿光穿透，而对蓝光与红光提供反射作用。如图6D所示，在本实施例中，第三分光元件533例如可反射波段在470纳米以下的光以及在630纳米以上的光，而使波段介于470纳米至630纳米的范围内的光穿透。
此外，在本实施例中，光学匀化单元OU位于第一激光光束50B、第二激光光束50R及第三激光光束50G的传递路径上，且波长转换模块120也配置于第三激光光束50G的传递路径上。
如此，如图6A与图6E所示，在第一时段T1中，波长转换模块120的非转换区NT切入第一激光光束50B的传递路径上，第一激光光束50B可穿透波长转换模块120的非转换区NT，并经由光传递元件LT依序被传递至第二分光元件532与第三分光元件533并被反射至第一分光元件531处，而形成第一色光70B。而在第三时段T3中，波长转换模块120的波长转换区WR切入第一激光光束50B的传递路径上，第一激光光束50B可被波长转换模块120的波长转换区WR转换为黄色的波长转换光束60Y后，再将波长转换光束60Y传递至第一分光元件531处，并经由第一分光元件531再被滤为频谱范围较窄的第三色光70G1。
另一方面，如图6A与图6E所示，在第二时段T2以及第四时段T4中，由于第二激光光源110R开启，因此第二激光光源110R提供的第二激光光束50R则可穿透第二分光元件532，并被第三分光元件533反射至第一分光元件531处，而形成第二色光70R。而在第五时段T5中，由于第三激光光源110G开启，因此第三激光光源110G提供的第三激光光束50G则可穿透第三分光元件533，并被第二分光元件532以及光传递元件LT反射至波长转换模块120，再穿透波长转换模块120的非转换区NT而被传递至第一分光元件531处后形成第四色光70G2。
并且，在本实施例中，投影装置600以及照明系统500即可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及第三激光光源110G的开启时段的长度以及波长转换模块120的波长转换区WR与非转换区NT的配置，来调整照明光束70的第一色光70B、第二色光70R与第三色光70G1以及第四色光70G2的相对比例。举例而言，在本实施例中，第三时段T3的时间长度与第一时段T1的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，第二时段T2或第四时段T4的时间长度与第一时段T1的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，第五时段T5的时间长度与第一时段T1的时间长度的比值介于1.5至3之间。如此一来，照明系统500与投影装置600在不需调整第一激光光源110B或第二激光光源110R的强度的情况下，即可调整影像光束80的色温(colortemperature)，而能避免损失显示画面的亮度。
并且，在本实施例中，由于照明光束70中的第四色光70G2也是频谱范围较窄的绿光，而人眼对绿光的视觉较为灵敏，因此当绿光的纯度或亮度增加时，人眼也会感受到显示画面的亮度变亮。如此，照明系统500与投影装置600通过第三激光光源110G以及第一分光元件531的设置，也可有助于提升人眼中的显示画面的亮度。
另一方面，在本实施例中，照明系统500与投影装置600亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R以及波长转换模块120的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度，进而能具有前述照明系统100与投影装置200类似的效果与优点，在此不再赘述。
图7A是本发明一实施例的又一种投影装置的架构示意图。图7B是图7A的另一种波长转换模块的俯视图。请参照图7A，图7A的实施例的照明系统700与投影装置800与图6A的照明系统500与投影装置600类似，而差异如下。在图6A的实施例中，波长转换模块120与光学匀化单元OU为各自独立的单一元件，在本实施例中，如图7A与图7B所示，光学匀化单元OU可被配置于波长转换模块720上，而成为波长转换模块720的一部份。具体而言，在本实施例中，波长转换模块720具有配置于不同径向范围的第一环状区域OR1以及第二环状区域OR2，两个环状区域例如为同心环状区域。举例而言，在本实施例中，第二环状区域OR2的内径大于第一环状区域OR1的内径，但本发明不局限于此，在其他实施例中，第二环状区域OR2的内径也可小于第一环状区域OR1的内径。
更具体而言，如图7B所示，光学匀化单元OU的光扩散元件DF或/及偏光元件PM配置于第一环状区域OR1上，波长转换模块720的至少一波长转换区WR以及至少一非转换区NT配置于第二环状区域OR2上。如此，第一激光光束50B可依序通过位于第二环状区域OR2的至少一非转换区NT以及位于第一环状区域OR1的光学匀化单元OU后形成第一色光70B。第二激光光束50R可通过位于第一环状区域OR1的光学匀化单元OU后形成第二色光70R。第三激光光束50G可依序通过位于第一环状区域OR1的光学匀化单元OU以及位于第二环状区域OR2的至少一非转换区NT后形成第四色光70G2。
如此一来，照明系统700与投影装置800亦可通过第一激光光源110B、第二激光光源110R、第三激光光源110G以及波长转换模块720的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度，进而能具有前述照明系统500与投影装置600类似的效果与优点，在此不再赘述。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，照明系统以及投影装置通过第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块的设置，即能在不同时段形成所需色光，并能避免产生辐区(spoke)状态所致的画面异色现象，而可维持显示画面的亮度。并且，投影装置与照明系统可省略滤光模块的配置，因此也能减少亮度的损失，进而可以达到100％的三原色光输出比例(RGB Color Light Output Ratio,CLORatio)。此外，在本发明的实施例中，照明系统以及投影装置透过照明控制方法亦可简单而不受限地透过切换第一激光光源以及第二激光光源的开启或关闭状态，即可提升投影装置的色彩更新率，并能借以消除断色现象的产生，进而实现更顺畅的观赏品质。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，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揭露之全部目的或优点或特点。此外，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，本说明书或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。
附图标记说明：
50B：第一激光光束
50R：第二激光光束
50G：第三激光光束
60Y：波长转换光束
70B：第一色光
70R：第二色光
70G、70G1：第三色光
70G2：第四色光
70：照明光束
80：影像光束
100、300、500、700：照明系统
110B：第一激光光源
110G：第三激光光源
110R：第二激光光源
120、320A、320B、420A、420B、420C、720：波长转换模块
121：转轴
122：基板
130：分合光模块
131、331、531：第一分光元件
132、532：第二分光元件
140：光均匀化元件
200、400、600、800：投影装置
210：光阀
220：投影镜头
331a：第一分光区域
331b：第二分光区域
333：聚光透镜
533：第三分光元件
B1：第一交界
B2：第二交界
BR1：第一空白区域
BR2：第二空白区域
CW：方向
DF：光扩散元件
IB1：第一待机区域
IB2：第二待机区域
LT：光传递元件
NT：非转换区
OU：光学匀化单元
OR1：第一环状区域
OR2：第二环状区域
PM：偏光元件
T1：第一时段
T2：第二时段
T3：第三时段
T4：第四时段
T5：第五时段
WR：波长转换区。

Claims (20)

1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀以及投影镜头，其中，所述照明系统用于提供照明光束，且所述照明系统包括第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块，其中：
所述第一激光光源在第一时段与第三时段中提供第一激光光束；
所述第二激光光源在第二时段与第四时段中提供第二激光光束；以及
所述波长转换模块位于所述第一激光光束的传递路径上，其中所述波长转换模块具有至少一波长转换区以及至少一非转换区，且在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间存在第一待机区域，所述波长转换模块用于以一转轴为中心旋转，以使所述至少一波长转换区、所述第一待机区域以及所述至少一非转换区沿一方向旋转且使所述至少一波长转换区及所述至少一非转换区切入所述第一激光光束的传递路径上，其中，
当所述波长转换模块转动时，在所述第一时段，所述第一激光光源开启，所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一非转换区而形成第一色光，
在所述第二时段及所述第四时段，所述第一激光光源关闭，所述第二激光光源开启，所述第二激光光束形成第二色光，且在所述第三时段，所述第一激光光源开启，所述第二激光光源关闭，所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述波长转换区后形成第三色光，其中，所述照明光束包括所述第一色光、所述第二色光和所述第三色光中的至少一种，且在所述第二时段及所述第四时段中，所述第一待机区域切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上，且所述波长转换模块的所述第一待机区域不存在由所述第一激光光束形成的光斑；
所述光阀位于所述照明光束的传递路径上，其中所述光阀用以将所述照明光束依序转换成不同颜色的影像光束；以及
所述投影镜头位于所述影像光束的传递路径上，且用于将所述影像光束投射出所述投影装置。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
所述第一待机区域包括：其中一所述至少一波长转换区及与其相邻的一所述至少一非转换区的第一交界，在所述第二时段时，所述至少一非转换区与所述第一交界邻接的部分、所述第一交界、所述至少一波长转换区与所述第一交界邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上；以及
在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间还存在第二待机区域，所述第二待机区域包括：其中一所述至少一波长转换区及与其相邻的一所述至少一非转换区的第二交界，在所述第四时段时，所述至少一波长转换区与所述第二交界邻接的部分、所述第二交界、所述至少一非转换区与所述第二交界邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上。
3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
所述第一待机区域包括位于其中一所述至少一波长转换区及与其相邻的一所述至少一非转换区之间的第一空白区域，在所述第二时段时，所述至少一非转换区与所述第一空白区域邻接的部分、所述第一空白区域、所述至少一波长转换区与所述第一空白区域邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上；以及
在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间还存在第二待机区域，所述第二待机区域包括位于其中一所述至少一波长转换区及与其相邻的一所述至少一非转换区之间的第二空白区域，在所述第四时段时，所述至少一波长转换区与所述第二空白区域邻接的部分、所述第二空白区域、所述至少一非转换区与所述第二空白区域邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上。
4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一非转换区为光穿透区域。
5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，还包括：
第三激光光源，其用于在第五时段中提供第三激光光束，其中所述第一激光光源在所述第一时段与所述第三时段开启，而在所述第二时段、所述第四时段与所述第五时段时关闭，所述第二激光光源在所述第二时段与所述第四时段开启，而在所述第一时段、所述第三时段与所述第五时段时关闭，所述第三激光光源在所述第五时段开启，在所述第一时段、所述第二时段、所述第三时段与所述第四时段时关闭。
6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，还包括：
光学匀化单元，其位于所述第一激光光束、所述第二激光光束及所述第三激光光束的传递路径上，且所述波长转换模块配置于所述第三激光光束的传递路径上。
7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述波长转换模块具有配置于不同径向范围的第一环状区域以及第二环状区域，所述光学匀化单元配置于所述第一环状区域上，所述波长转换模块的所述至少一波长转换区以及所述至少一非转换区配置于所述第二环状区域上，且所述第一激光光束依序通过位于所述第二环状区域的所述至少一非转换区以及位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元后形成所述第一色光，所述第二激光光束通过位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元后形成所述第二色光，所述第三激光光束依序通过位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元以及位于所述第二环状区域的所述至少一非转换区后形成第四色光。
8.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述第三时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，所述第二时段或所述第四时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，所述第五时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于1.5至3之间。
9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一非转换区为光反射区域。
10.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第三时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于2至4之间，所述第二时段或所述第四时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于1至2.5之间。
11.一种照明控制方法，用于控制投影装置中的照明系统，所述投影装置包括所述照明系统、光阀以及投影镜头，所述照明系统包括第一激光光源、第二激光光源以及波长转换模块，所述第一激光光源用于提供第一激光光束，所述第二激光光源用于提供第二激光光束，所述波长转换模块位于所述第一激光光束的传递路径上并具有至少一波长转换区以及至少一非转换区，且在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间存在第一待机区域，所述波长转换模块用于以一转轴为中心旋转，以使所述至少一波长转换区、所述第一待机区域以及所述至少一非转换区沿一方向旋转且使所述至少一波长转换区及所述至少一非转换区切入所述第一激光光束的传递路径上，且所述照明控制方法包括：
在第一时段中，开启所述第一激光光源，并关闭所述第二激光光源，其中所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一非转换区而形成第一色光；
在第二时段中，开启所述第二激光光源，并关闭所述第一激光光源，其中所述第二激光光束形成第二色光，所述第一待机区域切入所述第一激光光束在所述第一时段或第三时段中形成的传递路径上，且所述波长转换模块的所述第一待机区域不存在由所述第一激光光束形成的光斑；
在所述第三时段中，开启所述第一激光光源，并关闭所述第二激光光源，其中所述第一激光光束入射至所述波长转换模块的所述至少一波长转换区后形成第三色光；以及
在第四时段中，开启所述第二激光光源，并关闭所述第一激光光源，其中所述第二激光光束形成第二色光，所述第一待机区域切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上，且所述波长转换模块的所述第一待机区域不存在由所述第一激光光束形成的光斑；
其中，照明光束包括所述第一色光、所述第二色光以及所述第三色光中的至少一种，所述光阀位于所述照明光束的传递路径上，所述光阀在所述第一时段、所述第二时段、所述第三时段以及所述第四时段开启，用以将所述照明光束依序转换成不同颜色的影像光束，以及所述投影镜头位于所述影像光束的传递路径上，且用于将所述影像光束投射出所述投影装置。
12.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，
所述第一待机区域包括：其中一所述至少一波长转换区与其中一所述至少一非转换区的第一交界，在所述第二时段时，所述至少一非转换区与所述第一交界邻接的部分、所述第一交界、所述至少一波长转换区与所述第一交界邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上；以及
在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间还存在第二待机区域，所述第二待机区域包括：其中一所述至少一波长转换区与其中一所述至少一非转换区的第二交界，在所述第四时段时，所述至少一波长转换区与所述第二交界邻接的部分、所述第二交界、所述至少一非转换区与所述第二交界邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上。
13.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，
所述第一待机区域包括位于其中一所述至少一波长转换区与其中一所述至少一非转换区之间的第一空白区域，在所述第二时段时，所述至少一非转换区与所述第一空白区域邻接的部分、所述第一空白区域、所述至少一波长转换区与所述第一空白区域邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上；以及
在所述至少一波长转换区与所述至少一非转换区之间还存在第二待机区域，所述第二待机区域包括位于其中一所述至少一波长转换区与其中一所述至少一非转换区之间的第二空白区域，在所述第四时段时，所述至少一波长转换区与所述第二空白区域邻接的部分、所述第二空白区域、所述至少一非转换区与所述第二空白区域邻接的部分依序切入所述第一激光光束在所述第一时段或所述第三时段中形成的传递路径上。
14.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，所述至少一非转换区为光穿透区域。
15.根据权利要求14所述的照明控制方法，其中所述照明系统还包括第三激光光源，所述第三激光光源用于提供第三激光光束，其特征在于，还包括：
在所述第一时段、所述第二时段、所述第三时段与所述第四时段中，关闭所述第三激光光源；以及
在第五时段中，开启所述第三激光光源，并关闭所述第一激光光源以及所述第二激光光源，且所述第三激光光源在所述第一时段、所述第二时段、所述第三时段与所述第四时段中关闭。
16.根据权利要求15所述的照明控制方法，其特征在于，还包括：
光学匀化单元，其位于所述第一激光光束、所述第二激光光束及所述第三激光光束的传递路径上，且所述波长转换模块配置于所述第三激光光束的传递路径上。
17.根据权利要求16所述的照明控制方法，其特征在于，所述波长转换模块具有配置于不同径向范围的第一环状区域以及第二环状区域，所述光学匀化单元配置于所述第一环状区域上，所述波长转换模块的所述至少一波长转换区以及所述至少一非转换区配置于所述第二环状区域上，且所述第一激光光束依序通过位于所述第二环状区域的所述至少一非转换区以及位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元后形成所述第一色光，所述第二激光光束通过位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元后形成所述第二色光，所述第三激光光束依序通过位于所述第一环状区域的所述光学匀化单元以及位于所述第二环状区域的所述至少一非转换区后形成第四色光。
18.根据权利要求16所述的照明控制方法，其特征在于，所述第三时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，所述第二时段或所述第四时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于0.5至1.5之间，所述第五时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于1.5至3之间。
19.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，所述至少一非转换区为光反射区域。
20.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，所述第三时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于2至4之间，所述第二时段或所述第四时段的时间长度与所述第一时段的时间长度的比值介于1至2.5之间。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114690519B (zh) * 2020-12-29 2023-03-17 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置
CN113671778B (zh) * 2021-08-23 2022-10-18 四川长虹电器股份有限公司 一种基于分光色轮的光源系统
TWI803040B (zh) * 2021-10-29 2023-05-21 佳世達科技股份有限公司 光源模組

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731018A (en) * 1952-05-17 1955-06-01 Grundig Max Improvements in reels for film or other tape
JP2005326678A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Fujinon Corp カラーホイール
CN205608228U (zh) * 2016-01-05 2016-09-28 深圳市光峰光电技术有限公司 一种光源装置
CN108132576A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 中强光电股份有限公司 光源模块、投影装置及其驱动方法
WO2018121063A1 (zh) * 2016-12-28 2018-07-05 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统
CN109298524A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 苏州佳世达光电有限公司 波长转换模组及应用该模组的投影装置
CN109991802A (zh) * 2018-01-03 2019-07-09 深圳光峰科技股份有限公司 光源系统及投影设备
CN211741818U (zh) * 2020-02-13 2020-10-23 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3849655B2 (ja) * 2003-02-21 2006-11-22 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置
JP5495239B2 (ja) * 2007-11-28 2014-05-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ スポーク時間の間に放射される光を制御するための照明システム、方法及び投影デバイス
JP4742349B2 (ja) 2009-06-30 2011-08-10 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5412996B2 (ja) 2009-06-30 2014-02-12 カシオ計算機株式会社 光源装置、投影装置及び投影方法
US10732495B2 (en) 2014-05-02 2020-08-04 Coretronic Corporation Illumination system, projection apparatus and method for driving illumination system
WO2016157365A1 (ja) 2015-03-30 2016-10-06 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 プロジェクター及び画像光投射方法
US10527916B2 (en) 2016-12-01 2020-01-07 Coretronic Corporation Light source module and projection device including the same
US10416547B2 (en) * 2017-11-22 2019-09-17 Texas Instruments Incorporated Assymetric spot area spoke reduction
CN110058478B (zh) * 2018-01-19 2022-01-18 中强光电股份有限公司 照明系统与投影装置
CN110412818A (zh) 2018-04-28 2019-11-05 中强光电股份有限公司 照明系统、投影装置及其操作方法
CN110703552B (zh) * 2018-07-10 2021-10-15 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置
CN209765253U (zh) 2018-09-17 2019-12-10 中强光电股份有限公司 偏光旋转装置及投影装置
CN209707898U (zh) * 2019-04-02 2019-11-29 中强光电股份有限公司 照明系统与投影装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731018A (en) * 1952-05-17 1955-06-01 Grundig Max Improvements in reels for film or other tape
JP2005326678A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Fujinon Corp カラーホイール
CN205608228U (zh) * 2016-01-05 2016-09-28 深圳市光峰光电技术有限公司 一种光源装置
CN108132576A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 中强光电股份有限公司 光源模块、投影装置及其驱动方法
WO2018121063A1 (zh) * 2016-12-28 2018-07-05 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统
CN108255001A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统
CN109991802A (zh) * 2018-01-03 2019-07-09 深圳光峰科技股份有限公司 光源系统及投影设备
CN109298524A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 苏州佳世达光电有限公司 波长转换模组及应用该模组的投影装置
CN211741818U (zh) * 2020-02-13 2020-10-23 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置

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