CN208984937U - 照明系统与投影装置 - Google Patents

Abstract

一种照明系统与投影装置。照明系统提供照明光束，且包括至少一激光光源以及偏光旋转模块。至少一激光光源提供至少一激光光束。偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件。第一转轴具有第一转动频率。第一驱动元件驱动第一转轴旋转。偏光元件连接第一转轴并配置于至少一激光光束的传递路径上，第一驱动元件带动偏光元件以第一转轴为旋转中心轴时序性地转动。当偏光元件转动时，至少一激光光束以特定频率在多个第一时段中传递至偏光元件，这些第一时段之间具有多个第一时间间隔，经由偏光元件的至少一激光光束于不同时间具有不同的偏振状态，特定频率与第一转轴的第一转动频率无法被彼此整除。本实用新型可产生偏振方向均匀的影像画面。

Description

照明系统与投影装置

技术领域

本实用新型是有关于一种照明系统与投影装置，且特别是有关于一种具有偏光元件的照明系统与投影装置。

背景技术

投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置，随着科技技术的演进与创新，一直不断的在进步。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束借由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过投影镜头投射到投射目标物(例如：屏幕或墙面上)，以形成投影画面。

此外，照明系统也随着市场对投影装置亮度、色彩饱和度、使用寿命、无毒环保等等要求，一路从超高效能灯泡(Ultra-high-performance lamp，UHP lamp)、发光二极管(Light-emitting diode，LED)，一直进化到目前最先进的激光二极管(laser diode，LD)光源。但在照明系统中，目前产生红绿光较符合成本的作法为，使用蓝光激光二极管激发荧光色轮的荧光粉来产生黄绿光。接着，再经由光学元件将所需的红光或绿光滤出以使用。

然而，由于激光为具有单一偏振方向的光源，因此于已知的照明系统架构中，激光光在进入投影装置后的偏振极性会被投影装置内部的光学元件破坏，使得激光在投影屏幕的不同区域上的偏振方向会变得不一致。如此，当应用于立体影像的显示画面时，投影装置镜头前方的偏振片的配置将会留下特定偏振方向的光束，进而使得使用者从立体眼镜所观看到的画面有严重的色彩与亮度不均匀现象。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，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本领域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实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

实用新型内容

本实用新型提供一种照明系统，提供能用以显示良好画面品质的照明光束。

本实用新型提供一种投影装置，具有良好的画面品质。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种照明系统，用于提供照明光束，照明系统包括至少一激光光源以及偏光旋转模块。至少一激光光源用于提供至少一激光光束。偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件。第一转轴具有第一转动频率。第一驱动元件用以驱动第一转轴旋转。偏光元件连接于第一转轴并配置于至少一激光光束的传递路径上，其中第一驱动元件用以带动偏光元件以第一转轴为旋转中心轴时序性地转动。当偏光元件转动时，至少一激光光束以特定频率在多个第一时段中传递至偏光元件，这些第一时段之间具有多个第一时间间隔。经由偏光元件的至少一激光光束于不同时间具有不同的偏振状态，且此特定频率与第一转轴的第一转动频率无法被彼此整除。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括上述的照明系统、至少一光阀以及投影镜头。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，且用于将影像光束转换成投影光束。

为达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一种照明系统，用于提供照明光束。上述的照明系统包括至少一激光光源、偏光旋转模块以及滤光模块。至少一激光光源用于提供至少一激光光束。偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件。第一转轴具有第一转动频率。第一驱动元件用以驱动所述第一转轴旋转。偏光元件连接于第一转轴并配置于至少一激光光束的传递路径上。第一驱动元件用以带动偏光元件以第一转轴为旋转中心轴时序性地转动。滤光模块包括第二转轴、第二驱动元件以及滤光基板。第二转轴具有第二转动频率。第二驱动元件用以驱动第二转轴旋转。滤光基板连接于第二转轴并配置于至少一激光光束的传递路径上。第二驱动元件用以带动滤光基板以第二转轴为旋转中心轴时序性地转动。偏光旋转模块的第一转轴的第一转动频率与滤光模块的第二转轴的第二转动频率无法被彼此整除。

基于上述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的实施例中，投影装置与照明系统借由设定偏光旋转模块的第一转轴的第一转动频率与特定频率、滤光模块的第二转轴的第二转动频率以及光阀的屏幕更新率的相对关系，将能使得激光光束与辅助光束得以入射偏光元件的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实用新型产生偏振方向均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置所提供的投影光束即便在通过前方的偏振片的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

为让本实用新型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是本实用新型一实施例的一种投影装置的架构示意图。

图2A是图1的一种偏光旋转模块的架构示意图。

图2B是图1的一种波长转换模块的架构示意图。

图2C是图1的一种滤光模块的架构示意图。

图2D是在不同时段中进入图1的光阀的照明光束的时序示意图。

图2E是图1的照明光束的光波频率示意图。

图3是本实用新型一实施例的另一种投影装置的架构示意图。

图4是在不同时段中进入图3的光阀的照明光束的时序示意图。

图5是本实用新型一实施例的另一种照明系统的架构示意图。

图6A与图6B是当图5的照明系统应用在不同投影装置时，其光阀的照明光束的时序示意图。

图7是本实用新型一实施例的另一种投影装置的架构示意图。

具体实施方式

有关本实用新型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实用新型。

图1是本实用新型一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种偏光旋转模块的架构示意图。图2B是图1的一种波长转换模块的架构示意图。图2C是图1的一种滤光模块的架构示意图。请参照图1，在本实施例中，投影装置200包括照明系统100、至少一光阀210以及投影镜头220。举例而言，在本实施例中，光阀210可为数字微镜元件(DigitalMicro-mirror Device,DMD)或液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoSpanel)等反射式光调变器。于一些实施例中，光阀210也可以是透光液晶面板(TransparentLiquid 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)等穿透式光调变器。本实用新型对光阀210的型态及其种类并不加以限制。此外，在本实施例中，光阀210的数量为一个，换言之，投影装置200例如是使用单一个数字微镜元件(DMD)的投影装置，但在其他实施例中则可以是多个，本实用新型并不限于此。

具体而言，如图1所示，照明系统100适于提供照明光束70，照明系统100包括至少一激光光源110、辅助光源AL、偏光旋转模块120、第一分色元件DM1、光传递模块LT、波长转换模块130以及滤光模块140。至少一激光光源110适于提供至少一激光光束50，而辅助光源AL提供辅助光束50R。举例而言，在本实施例中，激光光源110为蓝光激光光源，而辅助光源AL为红光激光光源，换言之，激光光束50为蓝色激光光束，而辅助光束50R为红色激光光束。激光光源110例如可包括多个排成阵列的蓝光激光二极管，而辅助光源AL例如可包括多个排成阵列的红光激光二极管(未绘示)，但本实用新型不局限于此。

具体而言，如图1所示，在本实施例中，第一分色元件DM1配置于激光光束50的传递路径上，且位于激光光源110与波长转换模块130之间。举例而言，在本实施例中，第一分色元件DM1例如为具有绿光与橘光反射作用的分色镜(Dichroic Mirror)，而可让蓝光以及红光穿透，并对绿光与橘光提供反射作用。因此，第一分色元件DM1可让蓝色的激光光束50穿透，如此一来，激光光源110的激光光束50可经由穿透第一分色元件DM1而传递至波长转换模块130。

进一步而言，如图1所示，在本实施例中，波长转换模块130位于激光光束50的传递路径上，且如图2B所示，波长转换模块130的至少一波长转换区WR适于将激光光束50转换为至少一波长转换光束60，波长转换模块130的非转换区TR适于使激光光束50通过而传递至后续的光学元件。具体而言，如图1与图2B所示，在本实施例中，当波长转换模块130的非转换区TR进入激光光束50的照射范围时，激光光束50穿透波长转换模块130的非转换区TR，并经由光传递模块LT传递至偏光旋转模块120。另一方面，在本实施例中，当至少一波长转换区WR进入激光光束50的照射范围时，激光光束50被至少一波长转换区WR转换为至少一波长转换光束60并且反射。之后，如图1所示，来自波长转换模块130的至少一波长转换光束60则可被导引至第一分色元件DM1，而被反射至滤光模块140。

另一方面，照明系统100的光传递模块LT中包括第二分色元件DM2，位于激光光束50及辅助光束50R的传递路径上。在本实施例中，第二分色元件DM2例如为具有蓝光反射作用的分色镜且可让红光穿透，并对蓝光提供反射作用。如此，辅助光源AL的辅助光束50R可经由穿透第二分色元件DM2而传递至第一分色元件DM1，且激光光束50也能经由光传递模块LT而被传递至第一分色元件DM1。

进一步而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，偏光旋转模块120位于激光光束50与辅助光束50R的传递路径上且配置于至少一激光光源110与滤光模块140之间。偏光旋转模块120包括第一转轴121、第一驱动元件122以及偏光元件123。举例而言，在本实施例中，偏光元件123可为二分之一波片、四分之一波片、去偏振片或圆偏振片。在其他实施例中，偏光旋转模块120位于激光光束50与辅助光束50R的传递路径上，且滤光模块140配置于至少一激光光源110与偏光旋转模块120之间。

具体而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，第一驱动元件122可用以驱动第一转轴121旋转，进而使得第一转轴121具有第一转动频率。更详细而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，偏光元件123连接于第一转轴121，并配置于至少一激光光束50与辅助光束50R的传递路径上，其中第一驱动元件122用以带动偏光元件123以第一转轴121为旋转中心轴时序性地转动。

举例而言，如图1与图2A所示，在本实施例中，第一驱动元件122可为马达(motor)，连接第一转轴121而驱动第一转轴121旋转，此时的至少一激光光束50与辅助光束50R穿透偏光元件123的非中心处，例如侧边区域，但本实用新型不局限于此。在另一未绘示的实施例中，第一驱动元件122亦可为带动组件，而夹持偏光元件123的周围，并带动第一转轴121旋转，此时的至少一激光光束50与辅助光束50R穿透偏光元件123包括中心处的区域。

如此，由于激光光束50与辅助光束50R为具极性(偏振)的光，例如线偏振光，穿透偏光元件123后会因偏光元件123的类型而变化偏振状态，因此，当偏光元件123转动时，激光光束50与辅助光束50R穿透偏光元件123，且穿透偏光元件123的激光光束50与辅助光束50R于不同时间具有不同的偏振状态。换句话说，照明系统100在运作时，激光光束50与辅助光束50R会借由偏光旋转模块120的转动而被快速的不断切换出不同偏振方向的出射光。

接着，如图1所示，在本实施例中，已通过偏光旋转模块120的激光光束50与辅助光束50R以及来自波长转换模块130的至少一波长转换光束60皆会被传递至第一分色元件DM1，而第一分色元件DM1可使激光光束50与辅助光束50R穿透，并使至少一波长转换光束60反射后，将激光光束50、辅助光束50R以及至少一波长转换光束60导引至滤光模块140。

具体而言，如图1与图2C所示，在本实施例中，滤光模块140位于激光光束50、辅助光束50R与至少一波长转换光束60的传递路径上，且具有至少一滤光区FR以及蓝光滤光区DR。在本实施例中，滤光区FR适于将至少一波长转换光束60过滤(过滤不要的光波长波段让需要的光波长波段通过)为至少一滤光光束70F，而蓝光滤光区DR则适于使激光光束50形成第一色光70B。举例而言，在本实施例中，滤光区FR的数量为三，包含滤光区FR1、滤光区FR2、滤光区FR3，而可对应地将至少一波长转换光束60以及辅助光束50R过滤为具有不同颜色的滤光光束70F，但本实用新型不局限于此。

并且，如图1与图2C所示，在本实施例中，滤光模块140包括第二转轴141、第二驱动元件142以及滤光基板143。第二转轴141具有第二转动频率。第二驱动元件142用以驱动第二转轴141旋转。滤光基板143连接于第二转轴141，其中第二驱动元件142用以带动滤光基板143以第二转轴141为旋转中心轴时序性地转动。如此，当滤光模块140的滤光基板143转动时，激光光束50会对应地在不同时间内进入滤光模块140的蓝光滤光区DDR中，而形成第一色光70B，另一方面，至少一波长转换光束60也会在不同时间内对应地进入滤光区FR1、滤光区FR3，而可对应地将至少一波长转换光束60过滤而成为具有不同颜色的滤光光束70F，或者辅助光束50R会在不同时间内对应地进入滤光区FR2，过滤而成为第二色光70R。这些第一色光70B(例如蓝光)、第二色光70R(例如红光)以及滤光光束70F(例如橘光与绿光)即形成了照明系统100的照明光束70。

接着，如图1所示，在本实施例中，光均匀化元件150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150包括积分柱，但本实用新型不局限于此。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150时，光均匀化元件150可使照明光束70均匀化，并使其传递至光阀210。

接着，如图1所示，光阀210位于来自于照明系统100的照明光束70的传递路径上，且适于将照明光束70转换成影像光束80。投影镜头220位于影像光束80的传递路径上，且适于使影像光束80穿过以形成投影光束90，以将投影光束90投影至屏幕上，以形成影像画面。由于照明光束70照射到光阀210上后，光阀210依时序将照明光束70投射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。

图2D是在不同时段中进入图1的光阀的照明光束的时序示意图。如图2D所示，在本实施例中，由于光阀210的数量为一个，因此，光阀210所输出的影像光束80是借由依时序输入不同颜色的第一色光70B、第二色光70R以及滤光光束70F而得以形成不同颜色。因此，这些第一色光70B、第二色光70R与滤光光束70F以及形成这些第一色光70B、第二色光70R与滤光光束70F的激光光束50与辅助光束50R都需在对应的时段中提供，才得以依时序形成所需的影像光束80。也就是说，照明系统100的激光光源110提供激光光束50或辅助光源AL提供辅助光束50R的频率以及滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率需与光阀210的屏幕更新率同步，进而使得光阀210能形成所需的影像光束80。

举例而言，在本实施例中，由于激光光束50会在不同的时段中穿透波长转换模块130的非转换区TR，并经由光传递模块LT传递至偏光旋转模块120上，因此至少一激光光束50会以特定频率在多个第一时段TI1中穿透偏光元件123，也就是第一时段TI1中至少一激光光束50是开启的状态，且这些第一时段TI1之间具有多个第一时间间隔TD1。另一方面，辅助光源AL会以特定频率在多个第二时段TI2中提供辅助光束50R，也就是第二时段TI2中辅助光源AL是开启的状态，这些第二时段TI2之间具有第二时间间隔TD2。第二时间间隔TD2为第一时段TI1的时间长度，而第一时间间隔TD1为第二时段TI2的时间长度，如此，这些第二时段TI2与这些第一时段TI1在时间上不重叠。并且，照明系统100可透过调整第一时段TI1与第二时段TI2的时间长度来使光阀210在不同时段中形成如图2D所示的不同颜色的影像光束80的区间。

然而，如此一来，激光光束50与辅助光束50R也会如同脉冲(pulse)一般，以开(on)–关(off)–开(on)–关(off)的方式通过偏光旋转模块120。若此时的偏光旋转模块120与滤光模块140的第二转动频率一致(同步)或为彼此的整数倍时，则激光光束50与辅助光束50R在不同时段中将会入射偏光元件123的特定对应区域中，仅只能转换成特定范围的偏振方向的激光光束出射，而非完整涵盖各个偏振方向。这样，在投影屏幕上影像光束80的偏振态就不会是如预期的均匀分布(即偏振方向极度散乱)。如此，当应用于立体影像的显示画面时，投影装置200镜头前方的偏振片的配置将会留下特定偏振方向的光束，进而使得使用者从立体眼镜(3D glass)所观看到的画面具有色彩与亮度不均匀现象。

据此，在本实施例中，偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率会被设置为无法被彼此整除。这也同时意味着，偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率(或光阀210的屏幕更新率)也无法被彼此整除。如此，偏光旋转模块120所转动的速度将能造成激光光束50与辅助光束50R入射偏光元件123的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实施例可产生偏振方向是均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置200所提供的投影光束90即便在通过前方的偏振片(未显示)的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

以下，将以覆盖率的概念，对此进行更进一步的解释。

举例而言，在本实施例中，滤光模块140的其中一滤光区FR与偏光元件123的至少一偏光子区(未显示)相对应，而此一滤光区FR与对应的偏光子区的对应关系来自于当偏光元件123与滤光基板143转动时，被传递至滤光模块140的至少一激光光束50或辅助光束50R会先穿透偏光元件123的特定区域(即至少一偏光子区)，而这些偏光子区在偏光元件123上占有的角度比例即为「覆盖率」。当覆盖率越高，激光光束50与辅助光束50R入射偏光元件123的不特定对应区域就越广，也就越能完整地涵盖各个偏振方向。理论上而言，当偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率之间的最大公因数越小(即最小公倍数越大)时，覆盖率会越高。在本实施例中，此一覆盖率的数值范围较佳地会大于20％。

另一方面，由于偏光旋转模块120的偏光元件123是对称的，因此具有相同对角的两区域的偏振方向会相同，因此，在本实施例中，较佳地是将滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率的一半设置为无法整除第偏光旋转模块120的第一转轴121的一转动频率，或是将偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率的一半设置为无法整除滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率。这也同时意味着，将特定频率的一半(或光阀210的屏幕更新率的一半)设置为无法整除第一转轴121的第一转动频率，或是将第一转轴121的第一转动频率的一半设置为无法整除特定频率(或光阀210的屏幕更新率)。如此，偏光旋转模块120所转动的速度将能造成激光光束50与辅助光束50R入射偏光元件123的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，使用者将能透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

另一方面，由于照明系统100打乱激光光束50与辅助光束50R的偏振极性的工作原理为借由偏光旋转模块120的快速转动，将通过偏光旋转模块120的偏光元件123的激光光束50与辅助光束50R的偏振方向做快速的变化，因此若偏光旋转模块120的转速太慢，例如低于一般人眼可辨别的30Hz，则人眼会感受到画面闪烁。据此，因此在本实施例中，偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率需设为大于等于30Hz，即大于等于1800rpm(Revolution Per Minute)。并且，因为人眼可辨别频率有时会因人而异，若要确保绝大多数(≧95％)的人不会感受到画面闪烁，则偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率较佳可设为大于等于60Hz，即大于等于3600rpm。

图2E是图1的照明光束70的光波频率示意图。另一方面，如图2E所示，在本实施例中，由于偏光旋转模块120与滤光模块140各自以不同的转速旋转，因此，激光光束50与辅助光束50R经过偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率的调制后，会产生一个同时具有高频频率与低频频率的合成波SW(Synthesized wave)讯号，此即拍频现象。若此一合成波SW中的低频率(如图2E所示的虚线波形)的频率过低，则人眼也可以察觉，而会造成闪烁(flicker)现象。依据拍频公式计算，此一低频频率的值为第一转动频率与第二转动频率的差值的一半。据此，若要消除闪烁现象，第一转动频率与第二转动频率的差值需设为大于等于10Hz，即大于等于600rpm。这也同时意味着，将特定频率与第一转动频率的差值设为大于等于10Hz。如此，投影光束90产生的影像画面的闪烁将可被操控在无法被人眼察觉出的范围。

如此一来，投影装置200与照明系统100借由设定偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率、滤光模块140的第二转轴141的第二转动频率以及光阀210的屏幕更新率的相对关系，将能使得激光光束50与辅助光束50R得以入射偏光元件123的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实用新型可产生偏振方向均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置200所提供的投影光束90即便在通过前方的偏振片的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

图3是本实用新型一实施例的另一种投影装置的架构示意图。图4是在不同时段中进入图3的光阀的照明光束的时序示意图。请参照图3与图4，本实施例的照明系统300与投影装置400与图1的照明系统100与投影装置200类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，投影装置400例如是使用两个数字微镜元件(2-DMD)作为光阀的投影装置，因此，照明系统300可省略滤光模块140的配置。如图3与图4所示，在本实施例中，当波长转换模块130的非转换区TR进入激光光束50的照射范围时，激光光束50穿透波长转换模块130，并经由光传递模块LT传递至偏光旋转模块120上，再被传递至光阀410a上。另一方面，在本实施例中，当至少一波长转换区WR进入激光光束50的照射范围时，激光光束50被至少一波长转换区WR转换为至少一波长转换光束60。之后，如图1所示，来自波长转换模块130的至少一波长转换光束60则可被导引至第一分色元件DM1，而被反射至光阀410b上。当波长转换模块130的至少一波长转换光束60被传递至光阀410b时，则开启辅助光源AL，使辅助光束50R被传递至另一光阀410a上。换言之，这些激光光束50、辅助光束50R以及至少一波长转换光束60即形成了照明系统300的照明光束70。

与投影装置200类似，由于激光光束50会在不同的时段中穿透波长转换模块130的非转换区TR，并经由光传递模块LT传递至偏光旋转模块120上，因此至少一激光光束50会以一特定频率在多个第一时段TI1中穿透偏光元件123，且这些第一时段TI1之间具有多个第一时间间隔TD1。另一方面，辅助光源AL会以特定频率在多个第二时段TI2中提供辅助光束50R，这些第二时段TI2之间具有一第二时间间隔TD2。第二时间间隔TD2为第一时段TI1的时间长度，而第一时间间隔TD1为第二时段TI2的时间长度，如此，这些第二时段TI2与这些第一时段TI1在时间上不重叠。并且，照明系统300可透过调整第一时段TI1与第二时段TI2的时间长度来使光阀410a、410b分别在不同时段中形成如图4所示的不同颜色的影像光束80的区间。因此，投影装置400的偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率以及光阀410a、410b的屏幕更新率的相对比例关系亦可设置为与图1的投影装置200中的光学元件相同。

据此，在本实施例中，投影装置400与照明系统300亦可借由设定偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率以及光阀410a、410b的屏幕更新率的相对关系，将能使得激光光束50与辅助光束50R得以入射偏光元件123的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实施例产生偏振方向均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置400所提供的投影光束90即便在通过前方的偏振片的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

图5是本实用新型一实施例的另一种照明系统的架构示意图。图6A与图6B是当图5的照明系统应用在不同投影装置时，其光阀的照明光束的时序示意图。请参照图5，本实施例的照明系统500与图1的照明系统100或图3的照明系统300类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，照明系统500例如是使用三个激光光源110的照明系统，因此，可省略辅助光源AL、滤光模块140与波长转换模块130的配置。如图5至图6B所示，在本实施例中，激光光源110能以特定频率在不同的时段开启，并搭配不同数量的光阀使用，而形成不同的投影装置600A、600B。

举例而言，如图5以及图6A所示，在本实施例中，当投影装置600A采用单一个数字微镜元件(1-DMD)来作为光阀610时，照明系统500的激光光源110会以特定频率在不同的时段轮流开启，且各激光光源110的开启时段皆不重叠，这些激光光源110所提供的激光光束50在穿透偏光旋转模块120后，即形成了被传递至光阀610上的照明光束70。

另一方面，如图5以及图6B所示，在本实施例中，当投影装置600B采用两个数字微镜元件(2-DMD)来作为光阀610a、610b时，照明系统500的其中一激光光源110会以特定频率在其中一时段断续地开启，而其所提供的激光光束50被传递至投影装置600B的其中一光阀610a，另两个激光光源110会以特定频率在不同的时段轮流开启，而其所提供的激光光束50轮流被传递至投影装置600B的另一光阀610b。换言之，这些激光光源110所提供的激光光束50在穿透偏光旋转模块120后，即形成了被传递至光阀610a、610b上的照明光束70。

类似地，在本实施例中，照明系统500的偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率需视应用的投影装置600A、600B中的光阀610、610a、610b的屏幕更新率而定，这些的偏光旋转模块120的第一转轴121的第一转动频率与特定频率与投影装置600A、600B中的光阀610、610a、610b的屏幕更新率的相对比例关系可设置为与图1的投影装置200中的光学元件具有相同的比例关系，因此能使得照明系统500应用于投影装置600A、600B时，能使投影装置600A、600B具有投影装置200所提及的优点，在此不再赘述。

图7是本实用新型一实施例的另一种投影装置的架构示意图。请参照图7，本实施例的照明系统700与投影装置800与图1的照明系统100与投影装置200类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，投影装置800与照明系统700的偏光旋转模块720还包括了反射元件724。换言之，在本实施例中，偏光旋转模块720为反射式偏光旋转模块，而图1的偏光旋转模块120为穿透式偏光旋转模块。

具体而言，如图7所示，在本实施例中，偏光旋转模块720的反射元件724位于偏光元件123的一侧，且偏光元件123的另一侧朝向来自光传递模块LT的第二分色元件DM2的激光光束50与辅助光束50R。如此，激光光束50与辅助光束50R能经由光传递模块LT而被传递至偏光旋转模块720后，再通过偏光旋转模块720的偏光元件123，并经由偏光旋转模块720的反射元件724而被反射至第一分色元件DM1。

如此一来，在本实施例中，投影装置800与照明系统700亦可借由设定偏光旋转模块720的第一转轴121的第一转动频率与特定频率以及光阀210的屏幕更新率的相对关系，而能使得激光光束50与辅助光束50R得以入射偏光元件123的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实施例可产生偏振方向均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置800所提供的投影光束90即便在通过前方的偏振片的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。因此，能使得照明系统700与投影装置800时，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。

综上所述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的实施例中，投影装置借由设定偏光旋转模块的第一转轴的第一转动频率与特定频率、滤光模块的第二转轴的第二转动频率以及光阀的屏幕更新率的相对关系，将能使得激光光束与辅助光束得以入射偏光元件的不特定对应区域中，而尽可能地完整涵盖各个偏振方向。如此，本实用新型产生偏振方向均匀的影像画面。如此一来，将使得两个投影装置所提供的投影光束即便在通过前方的偏振片的情况下，亦能产生成色及亮暗均匀的影像画面，进而让使用者透过偏振式立体眼镜观察出均匀度较佳的立体显示画面。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。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：

50：激光光束

50R：辅助光束

60：波长转换光束

70B：第一色光

70R：第二色光

70F：滤光光束

70：照明光束

80：影像光束

90：投影光束

100、300、500、700：照明系统

110：激光光源

120、720：偏光旋转模块

121：第一转轴

122：第一驱动元件

123：偏光元件

130：波长转换模块

140：滤光模块

141：第二转轴

142：第二驱动元件

143：滤光基板

150：光均匀化元件

200、400、600A、600B、800：投影装置

210、410a、410b、610、610a、610b：光阀

220：投影镜头

724：反射元件

AL：辅助光源

DM1：第一分色元件

DM2：第二分色元件

DR：蓝光滤光区

FR、FR1、FR2、FR3：滤光区

LT：光传递模块

SW：合成波

TD1：第一时间间隔

TD2：第二时间间隔

TI1：第一时段

TI2：第二时段

TR：非转换区

WR：波长转换区。

Claims (26)

1.一种照明系统，用于提供照明光束，其特征在于，所述照明系统包括至少一激光光源以及偏光旋转模块，其中：

所述至少一激光光源用于提供至少一激光光束；以及

所述偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件，其中：

所述第一转轴具有第一转动频率；

所述第一驱动元件用以驱动所述第一转轴旋转；以及

所述偏光元件连接于所述第一转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第一驱动元件用以带动所述偏光元件以所述第一转轴为旋转中心轴时序性地转动，当所述偏光元件转动时，所述至少一激光光束以特定频率在多个第一时段中传递至所述偏光元件，所述多个第一时段之间具有多个第一时间间隔，经由所述偏光元件的所述至少一激光光束于不同时间具有不同的偏振状态，且所述特定频率与所述第一转轴的所述第一转动频率无法被彼此整除。

2.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，所述特定频率的一半无法整除所述第一转轴的所述第一转动频率或是所述第一转轴的所述第一转动频率的一半无法整除所述特定频率。

3.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，所述第一转动频率大于等于30Hz。

4.如权利要求第3项所述的照明系统，其特征在于，所述第一转动频率大于等于60Hz。

5.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，所述特定频率与所述第一转动频率具有第一差值，且所述第一差值大于等于10Hz。

6.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，还包括：

滤光模块，其中所述滤光模块包括第二转轴、第二驱动元件以及滤光基板，其中

所述第二转轴具有第二转动频率；

所述第二驱动元件用以驱动所述第二转轴旋转；以及

所述滤光基板连接于所述第二转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第二驱动元件用以带动所述滤光基板以所述第二转轴为旋转中心轴时序性地转动，且所述偏光旋转模块的所述第一转轴的所述第一转动频率与所述滤光模块的所述第二转轴的所述第二转动频率无法被彼此整除。

7.如权利要求第6项所述的照明系统，其特征在于，所述第二转动频率的一半无法整除所述第一转动频率或是所述第一转动频率的一半无法整除所述第二转动频率。

8.如权利要求第6项所述的照明系统，其特征在于，所述第一转动频率与所述第二转动频率具有第二差值，且所述第二差值大于等于10Hz。

9.如权利要求第6项所述的照明系统，其特征在于，所述滤光模块具有至少一滤光区，位于所述滤光基板上，且所述滤光模块的其中一所述滤光区与所述偏光元件的至少一偏光子区相对应，当所述偏光元件与所述滤光基板转动时，穿透所述偏光元件的所述至少一偏光子区的所述至少一激光光束会被传递至对应的所述滤光区，且所述多个偏光子区在所述偏光元件上占有的角度比例大于20％。

10.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，所述偏光元件为二分之一波片、四分之一波片、去偏振片或圆偏振片。

11.如权利要求第1项所述的照明系统，其特征在于，还包括：

辅助光源，提供辅助光束，所述偏光旋转模块位于所述辅助光束的传递路径上，所述辅助光源以所述特定频率在多个第二时段中提供所述辅助光束，且所述多个第二时段之间具有多个第二时间间隔。

12.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、至少一光阀以及投影镜头，其中：

所述照明系统用于提供照明光束，所述照明系统包括至少一激光光源以及偏光旋转模块，其中：

所述至少一激光光源用于提供至少一激光光束；以及

所述偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件，所述第一转轴具有第一转动频率，所述第一驱动元件用以驱动所述第一转轴旋转，所述偏光元件连接于所述第一转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第一驱动元件用以带动所述偏光元件以所述第一转轴为旋转中心轴时序性地转动，当所述偏光元件转动时，所述至少一激光光束以特定频率在多个第一时段中传递至所述偏光元件，所述多个第一时段之间具有多个第一时间间隔，且经由所述偏光元件的所述至少一激光光束于不同时间具有不同的偏振状态，且所述特定频率与所述第一转轴的所述第一转动频率无法被彼此整除；

所述至少一光阀设置于所述照明光束的传递路径上，用于将所述照明光束转换为影像光束；以及

所述投影镜头设置于所述影像光束的传递路径上，用于将所述影像光束转换为投影光束。

13.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述特定频率的一半无法整除所述第一转轴的所述第一转动频率或是所述第一转轴的所述第一转动频率的一半无法整除所述特定频率。

14.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述第一转动频率大于等于30Hz。

15.如权利要求第14项所述的投影装置，其特征在于，所述第一转动频率大于等于60Hz。

16.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述特定频率与所述第一转动频率具有第一差值，且所述第一差值大于等于10Hz。

17.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述照明系统还包括滤光模块，其中所述滤光模块包括第二转轴、第二驱动元件以及滤光基板，所述第二转轴具有第二转动频率，所述第二驱动元件用以驱动所述第二转轴旋转，所述滤光基板连接于所述第二转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第二驱动元件用以带动所述滤光基板以所述第二转轴为旋转中心轴时序性地转动，且所述偏光旋转模块的所述第一转轴的所述第一转动频率与所述滤光模块的所述第二转轴的所述第二转动频率无法被彼此整除。

18.如权利要求第17项所述的照明系统，其特征在于，所述第二转动频率的一半无法整除所述第一转动频率或是所述第一转动频率的一半无法整除所述第二转动频率。

19.如权利要求第17项所述的投影装置，其特征在于，所述第一转动频率与所述第二转动频率具有第二差值，且所述第二差值大于等于10Hz。

20.如权利要求第17项所述的投影装置，其特征在于，所述滤光模块具有至少一滤光区，位于所述滤光基板上，且所述滤光模块的其中一所述滤光区与所述偏光元件的至少一偏光子区相对应，当所述偏光元件与所述滤光基板转动时，穿透所述偏光元件的所述至少一偏光子区的所述至少一激光光束会被传递至对应的所述滤光区，且所述至少一偏光子区在所述偏光元件上占有的角度比例大于20％。

21.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述偏光元件为二分之一波片、四分之一波片、去偏振片或圆偏振片。

22.如权利要求第12项所述的投影装置，其特征在于，所述照明系统还包括辅助光源，提供辅助光束，所述偏光旋转模块位于所述辅助光束的传递路径上，所述辅助光源以所述特定频率在多个第二时段中提供所述辅助光束，且所述多个第二时段之间具有多个第二时间间隔。

23.一种照明系统，用于提供照明光束，其特征在于，所述照明系统包括至少一激光光源、偏光旋转模块以及滤光模块，其中：

所述至少一激光光源用于提供至少一激光光束；

所述偏光旋转模块包括第一转轴、第一驱动元件以及偏光元件，其中：

所述第一转轴具有第一转动频率；

所述第一驱动元件用以驱动所述第一转轴旋转；以及

所述偏光元件连接于所述第一转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第一驱动元件用以带动所述偏光元件以所述第一转轴为旋转中心轴时序性地转动；以及

所述滤光模块包括第二转轴、第二驱动元件以及滤光基板，其中：

所述第二转轴具有第二转动频率；

所述第二驱动元件用以驱动所述第二转轴旋转；以及

所述滤光基板连接于所述第二转轴并配置于所述至少一激光光束的传递路径上，其中所述第二驱动元件用以带动所述滤光基板以所述第二转轴为旋转中心轴时序性地转动，且所述偏光旋转模块的所述第一转轴的所述第一转动频率与所述滤光模块的所述第二转轴的所述第二转动频率无法被彼此整除。

24.如权利要求第23项所述的照明系统，其特征在于，所述第二转动频率的一半无法整除所述第一转动频率或是所述第一转动频率的一半无法整除所述第二转动频率。

25.如权利要求第23项所述的照明系统，其特征在于，所述第一转动频率与所述第二转动频率具有差值，且所述差值大于等于10hz。

26.如权利要求第23项所述的照明系统，其特征在于，所述滤光模块具有至少一滤光区，位于所述滤光基板上，且所述滤光模块的其中一所述滤光区与所述偏光元件的至少一偏光子区相对应，当所述偏光元件与所述滤光基板转动时，穿透所述偏光元件的所述至少一偏光子区的所述至少一激光光束会被传递至对应的所述滤光区，且所述多个偏光子区在所述偏光元件上占有的角度比例大于20％。