TW201932966A - 照明系統與投影裝置 - Google Patents

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Abstract

一種照明系統，包括第一、第二、第三光源以及分光元件。第一光源發出第一光束。第二光源發出第二光束。第三光源發出第三光束。分光元件配置於第一光束、第二光束以及第三光束的傳遞路徑上。分光元件反射第三光束以及第一光束且讓第二光束穿透。在第一時間區間內，第一光束藉由分光元件傳遞至第一位置，第二光束藉由分光元件傳遞至第二位置。在第二時間區間內，第三光束藉由分光元件傳遞至第一位置，第二光束藉由分光元件傳遞至第二位置。另外，一種投影裝置亦被提出。

Description

照明系統與投影裝置
本發明是有關於一種具有雙光閥的投影裝置，且特別是有關於一種照明系統用於雙光閥的投影裝置。
在雙片式數位光處理（Digital Light Processing, DLP）投影機的架構中，其主要透過藍光雷射光束來依序地照射螢光輪的螢光粉與反射區（或透射區）以輸出黃光與藍光，再透過投影機中的分光鏡將黃光中的紅光與綠光以形成兩種基色光，如此一來，可以構成藍、綠、紅三種色光。上述的三色光在不同的時序下傳遞至雙片式數位光處理投影機中的兩個光閥。詳細來說，當藍光雷射光束照射至螢光粉的時間區間內時，螢光粉所放出的黃光被分光鏡分成紅光與綠光。分光鏡依據不同的波長範圍將紅光與綠光以不同的光傳遞路徑分別傳遞至位於不同位置的兩個光閥。然而，當藍光傳遞至反射區（或透射區）的時間區間內時，由於藍光是單色光，因此分光鏡無法將藍光同時傳遞至兩個光閥，而只能將藍光傳遞至兩個光閥中的其中一個光閥。上述的狀況會導致另一個光閥沒有接收到色光而導致此光閥處於閒置的狀態，造成雙片式數位光處理投影機的光學效率低落，同時，也造成了畫面顏色中斷的現象，導致影像品質不良。
另一方面，倘若要使上述投影機架構中所投射的紅光的比例調高，一種做法是將黃光再經由濾光膜將黃光中的綠光光束濾除，以得到紅光。但是，倘若黃光中被濾除的綠光波段範圍過小，則其濾除而得的紅光色純度差。倘若黃光中被濾除的綠光波段範圍過大，則其濾除而得的紅光亮度較低。上述的情況會導致投影機所投影的影像品質不良或者是影像亮度不高。
“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表所述內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。
本發明提供一種照明系統，其能夠使應用此照明系統的投影裝置具有良好的光學效率以及良好的影像品質。
本發明提供一種投影裝置，其具有良好的光學效率以及良好的影像品質。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種照明系統，包括第一光源、第二光源、第三光源以及分光元件。第一光源發出第一光束。第二光源發出第二光束。第三光源發出第三光束。分光元件配置於第一光束、第二光束以及第三光束的傳遞路徑上。分光元件反射第三光束以及第一光束且讓第二光束穿透。在第一時間區間內，第一光源發出第一光束，且第一光束藉由分光元件傳遞至第一位置，且第二光源發出第二光束，且第二光束藉由分光元件傳遞至第二位置。在第二時間區間內，第三光源發出第三光束，且第三光束藉由分光元件傳遞至第一位置，且第二光源發出第二光束，且第二光束藉由分光元件傳遞至第二位置。第一位置不同於第二位置。第一位置不同於第二位置。
在本發明的一實施例中，上述的照明系統包括波長轉換元件。波長轉換元件還包括波長轉換物質。波長轉換元件具有第一區域以及第二區域。在第一區域中的波長轉換物質的濃度大於在第二區域中的波長轉換物質的濃度。第三光束作為激發光束。第一區域與第二區域依序進入第三光束的傳遞路徑，且第三光束傳遞至波長轉換物質的一照射區域。此照射區域作為轉換光源。轉換光源包括第一光源與第二光源，或者第一光源與第二光源的至少一部分。轉換光源發出第四光束。第四光束包括第一光束與第二光束，分光元件配置於第三光束以及第四光束的傳遞路徑上。分光元件反射第一光束與第三光束且讓第二光束穿透。在第一時間區間內，第三光束激發在第一區域中的波長轉換物質以使轉換光源發出第四光束，第四光束被分光元件分光以形成第一光束以及第二光束。在第二時間區間內，部分的第三光束被波長轉換元件作用而傳遞至分光元件。
在本發明的一實施例中，上述的第二區域的波長轉換物質的濃度大於零。在第二時間區間內，另一部分的第三光束激發在第二區域的波長轉換物質以使轉換光源發出第五光束，第五光束被分光元件分光以形成另一第一光束以及另一部分第二光束。
在本發明的一實施例中，上述的第二光源還包括第一子光源以及第二子光源。轉換光源包括第一子光源。在第一時間區間內，第一子光源發出的第一子光束作為第二光束的至少一部分。在第二時間區間內，第二子光源發出的第二子光束作為第二光束的至少一部分。
在本發明的一實施例中，在第一時間區間內，第一子光源發出的第一子光束與第二子光源發出的第二子光束共同作為第二光束。
在本發明的一實施例中，上述的第二區域的波長轉換物質的濃度等於零。第二光源還包括第一子光源以及第二子光源。轉換光源包括第一子光源。在第一時間區間內，第一子光源發出的第一子光束作為第二光束的至少一部分。在第二時間區間內，第二子光源發出的第二子光束作為第二光束的至少一部分。
在本發明的一實施例中，在第一時間區間內，第一子光源發出的第一子光束與第二子光源發出的第二子光束共同作為第二光束。
在本發明的一實施例中，上述的波長轉換元件的第二區域還設有濾光元件，且濾光元件用於濾除第一光束。
在本發明的一實施例中，上述的第一光源包括綠光發光元件。第二光源包括紅光發光元件。第三光源包括藍光發光元件。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種投影裝置，包括上述的照明系統、第一光閥、第二光閥以及投影鏡頭。第一光閥設置於第一位置，且用於接收第一光束或第三光束，並對應將第一光束以及第三光束分別轉換成第一影像光束以及第三影像光束。第二光閥設置於第二位置，且用於接收第二光束，並對應將第二光束轉換成第二影像光束。投影鏡頭配置於第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束的傳遞路徑上。
在本發明的一實施例中，上述的投影裝置還包括另一分光元件。另一分光元件配置於第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束的傳遞路徑上，且另一分光元件反射第二影像光束，且讓第一影像光束以及第三影像光束穿透。
基於上述，在本發明的實施例中的照明系統中，透過分光元件的設置，在第一時間區間內將第一光束以及第二光束傳遞至不同的第一、第二位置，且在第二時間區間內將第三光束以及第二光束傳遞至不同的第一、第二位置。因此，分別在兩個不同的第一、第二位置的第一、第二光閥可以在第一、第二時間區間接收到光束而轉換出對應的影像光束而降低閒置的情形，整體投影裝置的光學效率以及影像品質因而提升。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1A是本發明的一實施例的投影裝置在第一時間區間內的光路示意圖。圖1B是圖1A的投影裝置在第二時間區間內的光路示意圖。圖2是圖1A以及圖1B中的波長轉換元件的前視示意圖。圖3是圖1A以及圖1B中散射元件的前視示意圖。圖4是圖1A以及圖1B中的第三光源與波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖1A以及圖1B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請參照圖1A以及圖1B，在本實施例中，投影裝置200包括照明系統100、第一光閥210、第二光閥220以及投影鏡頭250。照明系統100用於輸出光束至分別到第一光閥210以及第二光閥220，其中第一光閥210以及第二光閥220位於投影裝置200中不同的位置。其中照明系統100包括第一分光元件110、第二分光元件120、第三分光元件130、第一光源140、第二光源150、第三光源160、波長轉換元件170、濾光元件180以及散射元件190。投影裝置200還包括第四分光元件240。於以下的段落中會詳細地說明上述的元件。
在本發明的實施例中所指的分光元件係為具有分光功能的光學元件。在本實施例中，分光元件為分色鏡（Dichroic Mirror, DM），其具有波長選擇性，為利用限制波長/顏色的範圍進行分光的分色片，但不以此為限制。在本實施例中，照明系統100的第一分光元件110被設計成能夠反射藍光波長範圍的光束，並能夠讓黃光波長範圍的光束穿透的分光元件。第二分光元件120被設計成能夠反射黃光波長範圍的光束，且讓藍光波長範圍的光束穿透的分光元件。第三分光元件130被設計成能夠反射藍光波長範圍的光束以及綠光波長範圍的光束且讓紅光波長範圍的光束穿透的分光元件。第四分光元件240被設計成能夠讓藍光波長範圍的光束以及綠光波長範圍的光束穿透，且使紅光波長範圍的光束反射的分光元件。
在本發明的實施例中所指的第一光源140、第二光源150、第三光源160係泛指分別能夠發出第一光束GB、第二光束RB以及第三光束BB的光源，其中第一光束GB是具有綠色波長範圍的光束、第二光束RB是具有紅色波長範圍的光束以及第三光束BB是具有藍色波長範圍的光束。其中第三光源160可作為激發光源，提供激發光束。上述的光源例如是包括發光二極體（Light Emitting Diode, LED）或者是雷射二極體（Laser Diode, LD），例如使用單個上述光源或者多個上述光源所形成的陣列光源，但不以此為限制。
第一光束GB的峰值波長（Peak Wavelength）落在470奈米至570奈米的波長區間內，或者例如落在500奈米至565奈米的波長區間內。第二光束RB的峰值波長落在570奈米至650奈米的波長區間內，或者例如落在625奈米至740奈米的波長區間內。第三光束BB的峰值波長落在445奈米至470奈米的波長區間內，或者例如落在400至470奈米的波長區間內。峰值波長被定義為光強度最大處所對應的波長。
在本發明的實施例中的波長轉換元件170係為用於使通過此波長轉換元件170的短波長光束轉換成相對於短波長光束的長波長光束的光學元件。在本實施例中，波長轉換元件170例如是為穿透式螢光輪，但不以此為限制。反射式螢光輪在下面內容中也有描述。請參照圖1A、圖1B以及圖2，詳細來說，波長轉換元件170包括波長轉換物質172、基板174以及轉軸176。在本發明實施例中所指的波長轉換物質172為可以接收短波長光束並藉由光致發光現象產生相對應的轉換光束。波長轉換物質172包括螢光粉（Phosphor），且螢光粉被膠體包覆起來以形成螢光膠層。螢光粉的種類例如是黃色螢光粉，但不以此為限制。當波長轉換物質172例如是激發出具有黃色波長範圍的光束的螢光粉，可稱為黃色螢光粉，其可被激發光束激發而將至少部分的激發光束轉換成第四光束。第四光束具有一黃光光譜，也就是具有黃色波長範圍的光束，其峰值波長介於535奈米至570奈米之間，其中黃光波長範圍的光束大致定義為470奈米(nm)~650(nm)。基板174例如是透光基板，且具有彼此相對的表面S1、S2，表面S1面對第一分光元件110。轉軸176穿設於基板174，且與驅動元件（未示出）耦接，驅動波長轉換元件130轉動。
請再參照圖2，在本實施例中。波長轉換元件170具有波長轉換區域R。波長轉換物質172以環狀方式設置於基板174上的表面S1上以定義出波長轉換區域R。波長轉換區域R包括第一區域R1以及第二區域R2。第一區域R1例如是占整個波長轉換區域R的5/6，第二區域R2例如是占整個波長轉換區域R的1/6，但不以此為限制，本領域的技術人員可以依照設計上的需求而進行調整。在第一區域R1中的波長轉換物質172的濃度大於在第二區域R2中的波長轉換物質172的濃度。在第二區域R2中的波長轉換物質172的濃度大於零。換言之，第一區域R1被定義為波長轉換物質172濃度較濃的區域，第二區域R2則被定義為波長轉換物質172濃度較淡的區域。更具體來說，在單位面積的條件下，以光轉換的程度來定義濃淡區域，若激發光束傳遞至第一區域R1，則至少有98%以上的激發光束被第一區域R1中的波長轉換物質172轉換。若激發光束傳遞至第二區域R2，則至少有65%以下的第三光束BB被第二區域R2中的波長轉換物質132轉換。在其他實施例中，若第三光束BB傳遞至第二區域R2，則至少有20%以上的第三光束BB穿透第二區域R2，而不被第二區域R2中的波長轉換物質132轉換。此外，基板174例如為鋁基板，可將激發光束被第一區域R1中的波長轉換物質172轉換後的第四光束YB反射至第一分光元件110。另一實施例中，可在基板174上相對於第一區域R1的地方塗布一層反射層，可將第四光束YB反射至第一分光元件110。而第二區域R2為透光區域，例如為玻璃材料。
在本發明實施例中所指的濾光元件180係泛指可以濾除特定波長範圍的光束且使除了此特定波長範圍的光束之外的光束通過的光學元件。在本實施例中，濾光元件180例如是綠光濾光膜，其可濾除第一光束且使除了第一光束以外的光束通過，進一步說明，濾光元件180可濾除綠光波長範圍的光束且使除了綠光波長範圍的光束以外的光束通過。
在本發明的實施例中的散射元件190係為用於使通過此散射元件190的光束散射/擴散的光學元件，以改變光束的行徑路徑。散射元件190例如是擴散輪、擴散板、具有散射粒子或者散射結構的光學元件，本發明並不以此為限制。請參照圖3，在本實施例中，散射元件190為擴散輪。散射元件190包括第三區域R3以及第四區域R4。散射元件190的第三區域R3為具有透光功能的透光區域。散射元件190的第四區域R4包括具有使光束散射功能的散射粒子或者散射結構P。第三光束BB能被第四區域R4中的散射粒子或散射結構P散射而降低或消除光斑（Speckle）現象，若第三光束BB為雷射光束則可破壞雷射光束的同調性(coherence)。散射元件190的第三區域R3例如是占整個散射元件190的5/6，第四區域R4例如是占整個散射元件190的1/6，整個散射元件190為360度，第三區域R3對應波長轉換裝置190的R1區域(例如為300度)，第四區域R4對應波長轉換裝置190的R2區域 (例如為60度)，但不以此為限制，本領域的技術人員可以依照設計上的需求而進行調整。
在本發明的實施例中的光閥（第一光閥210、第二光閥220）係指數位微鏡元件（Digital Micro-mirror Device, DMD）、矽基液晶面板（Liquid-crystal-on-silicon Panel, LCOS Panel）或是液晶面板（Liquid Crystal Panel, LCD）等空間光調變器之任一者，但不以此為限制。於本實施例中，第一光閥210、第二光閥220為數位微鏡元件。
在本發明的實施例中的投影鏡頭250例如是包括具有屈光度的一或多個光學鏡片的組合，光學鏡片例如包括雙凹透鏡、雙凸透鏡、凹凸透鏡、凸凹透鏡、平凸透鏡以及平凹透鏡等非平面鏡片的各種組合。本發明對投影鏡頭250的型態及其種類並不加以限制。
此外，在本實施例中，照明系統100內部可以選擇性地增設一至多個反射鏡M1~M3以及散射元件（未示出），反射鏡M1~M3用於導引第三光束BB的光學路徑。投影裝置200的內部還可選擇性地增設第一分光稜鏡組LA1以及第二分光稜鏡組LA2，以調整投影裝置200所輸出的光束路徑。
於以下的段落中會詳細地說明上述元件之間的配置關係以及在投影裝置200中的光學行為。
請參照圖1A以及圖1B，第一分光元件110配置於第三光束BB、第四光束YB以及第五光束YB’的傳遞路徑上，其中第四光束YB以及第五光束YB’可為具有波長範圍470nm~650nm且顏色呈現黃色的光束。第二分光元件120設置於波長轉換元件170的第二區域R2，且設置於表面S2上。波長轉換元件170的波長轉換區域R配置於第三光束BB的傳遞路徑上。濾光元件180設置於散射元件190的第四區域R4。散射元件190配置於第三光束BB以及第四光束YB以及第五光束YB’的傳遞路徑上。第一光閥210設置於第一位置P1，且用於接收第一光束GB或第三光束BB。第二光閥220配置於與第一位置P1不同的第二位置P2，且用於接收第二光束RB。第四分光元件240配置於第一、第二、第三影像光束IM1～IM3的傳遞路徑上。反射鏡M1~M3配置於第三光束BB的傳遞路徑上。第一分光稜鏡組LA1配置於第三光束BB與第一光束GB的傳遞路徑上。第二分光稜鏡組LA2配置於第二光束RB的傳遞路徑上。
波長轉換元件170的驅動元件帶動轉軸176以使第一區域R1以及第二區域R2以旋轉的方式依序進入第三光束BB的傳遞路徑。在本實施例中，照明系統100藉由波長轉換元件170與散射元件190同步轉動的方式，以使散射元件190的第三區域R3對應於波長轉換元件170的第一區域R1，散射元件190的第四區域R4對應於波長轉換元件170的第二區域R2。更具體來說，被第一區域R1作用的第三光束BB所對應形成的光束會通過第三區域R3，被第二區域R2作用的第三光束BB所對應形成的光束會通過第四區域R4。
在本實施例中，第三光源160的光源形式是實體的發光元件，且例如是藍光雷射發光元件或藍光發光二極體。首先，請參照圖1A以及圖4，第三光束BB傳遞至第一區域R1的時間區間為第一時間區間T1。在第一時間區間T1內，第三光源160發出第三光束BB，被第一分光元件110反射而傳遞至波長轉換區域R的第一區域R1。在本實施例中，第三光束BB作為激發光束。第三光束BB傳遞至波長轉換物質172的一照射區域W，由於波長轉換物質172的照射區域W被第三光束BB所激發而能夠發出轉換光束（即第四光束YB）因此作為轉換光源CLS，轉換光源CLS可被視為包括第一光源140與第二光源150。由於轉換光源CLS所射出的第四光束YB則可被視為第一光源140與第二光源150分別發出的第一光束GB以及第二光束RB所合成的光束。第三光束BB激發在第一區域R1中的波長轉換物質172以使轉換光源CLS發出第四光束YB。第四光束YB穿透第一分光元件110以及散射元件190的第三區域R3後傳遞至第三分光元件130。第三分光元件130反射第四光束YB中的第一光束GB，且讓第四光束YB中的第二光束RB穿透。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100輸出第二光束RB以及第一光束GB。第四光束YB(包括了第一光束GB以及第二光束RB)的構成是來自於波長轉換物質172。
接著，在第一時間區間T1內，第一光束GB藉由第三分光元件130以及第一分光稜鏡組LA1藉由第一光路傳遞至設置於第一位置P1的第一光閥210。第一光閥210將第一光束GB轉換成第一影像光束IM1。第一影像光束IM1穿透第四分光元件240以傳遞至投影鏡頭250。另一方面，第二光束RB藉由第三分光元件130以及第二分光稜鏡組LA2藉由第二光路傳遞至設置於第二位置P2的第二光閥220。第二光閥220將第二光束RB轉換成第二影像光束IM2。第二影像光束IM2被第四分光元件240反射以傳遞至投影鏡頭250。投影鏡頭250再將上述的第一、第二影像光束IM1、IM2傳遞至一投影媒介（例如是投影屏幕，未示出）上以形成影像畫面。因此，在第一時間區間T1內，第一光閥210可以接收第一光束GB。第二光閥220可以接收第二光束RB。
請參照圖1B以及圖4，第三光束BB傳遞至第二區域R2的時間區間為第二時間區間T2。第一時間區間T1與第二時間區間T2為連續的兩個時間區間，且兩者被定義為一幀F（Frame）。在第二時間區間T2內，第三光源160發出第三光束BB，藉由第一分光元件110反射而傳遞至波長轉換區域R的第二區域R2。部分的第三光束BB傳遞至第二區域R2的波長轉換物質172，以使波長轉換物質172發出第五光束YB’。需說明的是，由於在第一區域R1的波長轉換物質172的濃度大於在第二區域R2的波長轉換物質172的濃度，因此第四光束YB（呈現黃光）的光強度大於第五光束YB’（呈現黃光）的光強度，第四光束YB與第五光束YB’具有相同的波長範圍，差異在於光強度(Intensity)的不同。第五光束YB’被第二分光元件120反射後，往第一分光元件110的方向傳遞並穿透第一分光元件110。接著，第五光束YB’包括第一光束GB與第二光束RB。第五光束YB’中的第一光束GB’（未示出）被濾光元件180濾除，而僅讓第二光束RB’（紅光）通過。第二光束RB’穿透第三分光元件130。另一方面，大部分的第三光束BB被波長轉換元件170作用(藉由波長轉換元件170的第二區域R2讓大部分的第三光束BB穿透或反射)而傳遞至第三分光元件130。具體而言，大部分的第三光束BB穿透第二區域R2以及第二分光元件120後，並透過反射鏡M1~M3以另一方向入射第一分光元件110，再被第一分光元件110反射至散射元件190的第四區域R4。第三光束BB能被第四區域R4中的散射粒子或者散射結構P散射而降低光斑（Speckle）現象。接著，第三光束BB再傳遞至第三分光元件130，而被第三分光元件130反射。因此，在第二時間區間T2內，照明系統100輸出第二光束RB’以及第三光束BB。
接著，在第二時間區間T2內，第三光束BB藉由第三分光元件130以及第一分光稜鏡組LA1以第一光路傳遞至設置於第一位置P1的第一光閥210。第一光閥210將第三光束BB轉換成第三影像光束IM3。第三影像光束IM3穿透第四分光元件240以傳遞至投影鏡頭250。另一方面，第二光束RB’藉由第三分光元件130以及第二分光稜鏡組LA2以第二光路傳遞至設置於第二位置P2的第二光閥220。第二光閥220將第二光束RB’轉換成第二影像光束IM2。第二影像光束IM2被第四分光元件240反射以傳遞至投影鏡頭250。投影鏡頭250再將上述的第二、第三影像光束IM2、IM3傳遞至一投影媒介（例如是投影屏幕，未示出）上以形成影像畫面。因此，在第二時間區間T2內，第一光閥210可以接收第三光束BB。第二光閥220可以接收第二光束RB’。
承上述，在本實施例的照明系統100中，其透過第三分光元件130的設置，在第一時間區間T1內將第一光束GB以及第二光束RB傳遞至不同的第一、第二位置P1、P2，且在第二時間區間T2內將第三光束BB以及第二光束RB’傳遞至不同的第一、第二位置P1、P2。因此，分別在兩個不同的第一、第二位置P1、P2的第一、第二光閥210、220可以在第一、第二時間區間T1、T2接收到光束而轉換出對應的影像光束而降低閒置的情形，整體投影裝置100的光學效率以及影像品質因而提升。
接著，由於本實施例的照明系統100所使用的第三分光元件130的功能係使第三光束BB以及第一光束GB反射，且讓第二光束RB穿透的高通分光元件（High Pass Filter），而達到上述所提到的將第三光束BB、第一光束GB以及第二光束RB在不同時間區間T1、T2下傳遞至位於不同位置P1、P2的第一、第二光閥210、220的效果。並且，由於此種功能的分光元件容易製造，因此，本實施例的照明系統100可以在較低的製造成本下以達到提升投影裝置200的光學效率以及影像品質。
另一方面，相較於習知技術，投影裝置200在第一、第二時間區間T1、T2下皆能投射由第二光束RB/RB’轉換的第二影像光束IM2，因此處理紅光的時間較長，畫面顏色可更飽和。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的部分內容，省略了相同技術內容的說明，關於相同的元件名稱可以參考前述實施例的部分內容，下述實施例不再重複贅述。
圖5A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖5B是圖5A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖6是圖5A以及圖5B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖5A以及圖5B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖5A以及圖5B的照明系統100a，其與圖1A與圖1B中的照明系統100在架構上的主要差異在於：第二光源150a包括第一子光源150a1以及第二子光源150a2。轉換光源CLSa包括第一子光源150a1。第二子光源150a2為紅光發光元件，且例如是紅光雷射發光元件或發光二極體。也就是說，在本實施例中，提供第二光束的第二光源具有兩種形式，一種為來自轉換光源CLSa，另一為來自紅光發光元件。於下列的實施例中，由轉換光源CLSa中所發出的第四光束中的第二光束稱為第一子光束RB1，由第二子光源150a2發出的第二光束稱為第二子光束RB2，其中第一子光束RB1與第二子光束RB2是具有紅色波長範圍的光束。照明系統100a還包括控制器C以及合光元件CE。控制器C電性連接於第二子光源150a2，且用於控制第二子光源150a2發光與否。在本發明實施例中所指的合光元件CE指能夠將一個以上的光束合成一光束的光學元件，例如是合光鏡。合光元件CE包括反射部RP以及穿透部TP。反射部RP位於第二子光束RB2的傳遞路徑上。穿透部TP位於第四光束YB以及第五光束YB’以及藍色光束BB的傳遞路徑上。
接著，於下方的段落介紹照明系統100a的光學行為。
請參照圖5A以及圖6，在第一時間區間T1內，控制器C控制第二子光源150a2不發光。照明系統100a的光學行為與照明系統100的光學行為類似，其主要差異在於：由轉換光源CLSa形成的第四光束YB穿透第一分光元件110後，再依序穿透合光元件CE的穿透部TP以及散射元件190的第三區域R3以傳遞至第三分光元件130。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100a輸出第二光束RBa（即第一子光束RB1）與第一光束GB。
請參照圖5B以及圖6，在第二時間區間T2內，照明系統100a的光學行為與照明系統100的光學行為類似，其主要差異在於：大部分的第三光束BB穿過波長轉換元件170後，被第一分光元件110第二次反射後，再依序穿透合光元件CE的穿透部TP以及散射元件190的第四區域R4以傳遞至第三分光元件130。少部分的第三光束BB激發在第二區域R2的波長轉換物質172，以使轉換光源CLSa發出第五光束YB’。轉換光源CLSa包括第一光源140以及第一子光源150a1。第五光束YB’穿透第一分光元件110後，依序穿透穿透部TP以及第四區域R4，第五光束YB’中的第一光束被濾光元件180濾除而得到第一子光束RB1。第一子光束RB1作為第二光束RBa’的至少一部分。另一方面，控制器C控制第二子光源150a2以發出第二子光束RB2。第二子光束RB2被反射部RP反射後而依序傳遞至第四區域R4以及第三分光元件130。類似地，由於第二子光束RB2為紅光光束，例如紅光雷射光束，因此第四區域R4中的散射粒子或者散射結構P可以降低光斑現象。在本實施例中，第一子光束RB1與第二子光束RB2共同作為第二光束RBa’。因此，在第二時間區間T2內，照明系統100a輸出第三光束BB與第二光束RBa’。
應注意的是，圖5A以及圖5B中的照明系統100a可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100a在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。
相較於照明系統100，本實施例的照明系統100a在第二時間區間T2中所提供的第二光束RBa’包括來自轉換光源CLSa的第一子光束RB1以及來自紅光發光元件（即第二子光源150a2）的第二子光束RB2。因此，應用此照明系統100a的投影裝置所投影出的影像畫面中紅光的亮度以及紅光的色純度更為良好。
另一方面，相較於習知技術，由於本實施例的照明系統的所提供的第二光束RBa’還包括第二子光束RB2，能夠兼顧紅光的色純度以及亮度，因此應用此照明系統100a的投影裝置所投影出的影像畫面的影像品質良好且其亮度較高。
投影裝置200在第一、第二時間區間T1、T2下皆能投射由第二光束RB/RB’轉換的第二影像光束IM2，因此處理紅光的時間較長，投影出的影像畫面的影像品質良好且其亮度較高。
在其他實施例中，本發明另一實施例的照明系統的合光元件CE例如為分色鏡（Dichroic Mirror, DM），用於反射第二子光束RB2，而讓第三光束BB、第四光束YB以及第五光束YB’通過且傳遞至散射元件190。值得一提的是，此實施例中，由於合光元件CE是分色鏡，因此會將第四光束YB中的第一子光束RB1反射而不進入散射元件190。
圖7A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖7B是圖7A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖8是圖7A以及圖7B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖7A以及圖7B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖7A以及圖7B的照明系統100b，其與圖5A與圖5B中的照明系統100a主要的差異在於：照明系統100b不具有控制器C，其他的部分則大致相同，於此不再贅述。
請參照圖7A以及圖8，在第一時間區間T1內，照明系統100b的光學行為與照明系統100a的光學行為類似，其主要差異在於：第二子光源150b2發出第二子光束RB2。第二子光束RB2被反射部RP反射後而依序穿透第三區域R3以及第三分光元件130。第四光束中YB的第二光束則作為第一子光束RB1。第一子光束RB1與第二子光束RB2共同作為第二光束RBb。第四光束YB中的第一光束GB則被第三分光元件130反射。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100b輸出第二光束RBb與第一光束GB。
請參照圖7B以及圖8，在第二時間區間T2內，照明系統100b的光學行為與照明系統100a的光學行為類似，於此不再贅述。因此，在第二時間區間T2內，照明系統100b輸出第三光束BB與第二光束RBb’。
應注意的是，圖7A以及圖7B中的照明系統100b可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100b在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。
相較於照明系統100a，本實施例的照明系統100b中的第二子光源150b2在第一、第二時間區間T1、T2持續提供第二子光束RB2，因此不需要控制第二子光源150b2在不同的時間區間內開啟或關閉。並且，由於在第一、第二時間區間T1、T2內，照明系統100b輸出的紅色光束RBb除了轉換光源CLSb所提供的第一子光束RB1之外，還包括第二子光源150b2所提供的第二子光束RB2。因此，應用此照明系統100b的投影裝置所投影出的影像畫面的紅光亮度以及紅光色純度更為良好。
圖9A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖9B是圖9A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖10是圖9A以及圖9B中的波長轉換元件的前視示意圖。圖11是圖9A以及圖9B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖9A以及圖9B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖9A以及圖9B的照明系統100c以及圖10，其與圖5A與圖5B中的照明系統100a在架構上的主要差異在於：本實施例的照明系統100c不包括濾光元件180以及第二分光元件120。並且，第二區域R2的波長轉換物質172的濃度等於零，換言之，第二區域R2不包括波長轉換物質172。
接著，於下方的段落介紹照明系統100c的光學行為。
請參照圖9A、圖10以及圖11，在第一時間區間T1內，控制器C控制第二子光源150c2不發光。照明系統100c的光學行為與照明系統100a的光學行為類似，於此不再贅述。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100c輸出第二光束RBc與第一光束GB，其中第二光束RBc包括第一子光束RB1。
請參照圖9B、圖10以及圖11，在第二時間區間T2內，控制器C控制第二子光源150c2發出第二子光束RB2。照明系統100c的光學行為與照明系統100a的光學行為類似，其主要差異在於：由於第二區域R2的波長轉換物質172的濃度為零，也就是不設置波長轉換物質172於第二區域R2。當第三光束BB照射到第二區域R2時，不會有第五光束的產生。在本實施例中，在第二時間區間T2內，第二子光源150c2發出的第二子光束RB2作為第二光束RBc’。照明系統100c輸出第三光束BB與第二光束RBc’。
應注意的是，圖9A以及圖9B中的照明系統100c可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100c在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。相較於照明系統100a，由於本實施例的照明系統100c在第二時間區間T2中所提供的第三光束BB並沒有被波長轉換物質172進行轉換，因此，應用此照明系統100c的投影裝置所投影出的影像畫面中的藍光亮度更為良好。
圖12A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖12B是圖12A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖13是圖12A以及圖12B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖12A以及圖12B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖12A以及圖12B的照明系統100d，其與圖9A與圖9B中的照明系統100c主要的差異在於：照明系統100d不具有控制器C，其他的部分則在架構上大致相同，於此不再贅述架構的差異。
請參照圖12A以及圖13，在第一時間區間T1內，照明系統100d的光學行為與照明系統100c的光學行為類似，其主要差異在於：第二子光源150d2發出第二子光束RB2。第二子光束RB2被反射部RP反射後而依序穿透第三區域R3以及第三分光元件130。第四光束YB具有第一子光束RB1。第一子光束RB1與第二子光束RB2共同作為第二光束RBd。第四光束YB中的第一光束GB則被第三分光元件130反射。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100d輸出第二光束RBd與第一光束GB。
請參照圖12B以及圖13，在第二時間區間T2內，第二子光源150d2發出第二子光束RB2。照明系統100d的光學行為與照明系統100c的光學行為類似，於此不再贅述。因此，在第二時間區間T2中，照明系統100d輸出第三光束BB與第二光束RBd’，其中第二光束RBd’包括第二子光束RB2。
應注意的是，圖12A以及圖12B中的照明系統100d可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100d在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。
相較於照明系統100c，本實施例的照明系統100d中的第二子光源150d2在第一、第二時間區間T1、T2持續提供第二子光束RB2，因此不需要控制器C以控制第二子光源150d2在不同的時間區間內開啟或關閉。並且，由於在第一、第二時間區間T1、T2內，照明系統100d輸出的第二光束RBb除了轉換光源CLSd所提供的第一子光束RB1之外，還包括第二子光源150d2所提供的第二子光束RB2。因此，應用此照明系統100d的投影裝置所投影出的影像畫面的紅光亮度以及紅光色純度更為良好。
圖14A是本發明的一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖14B是圖14A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖15是圖14A以及圖14B中的第三光源、第一光源、第二光源在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖14A以及圖14B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖14A以及圖14B的照明系統100e，照明系統100e包括第一光源140e、第二光源150e、第三光源160、反射元件RE、第一合光元件CE1、第二合光元件CE2、第三分光元件130以及控制器Ce。第一光源140e例如包括發出綠光的發光元件。第二光源150e例如包括發出紅光的發光元件。第三光源160例如包括發出藍光的發光元件。上述的發光元件例如是包括發光二極體（Light Emitting Diode, LED）或者是雷射二極體（Laser Diode, LD），但不以此為限制。控制器Ce電連接於第一光源140e、第二光源150e以及第三光源160，並且用於控制第一光源140e、第二光源150e以及第三光源160發光與否。反射元件RE對應設置於第一光束GB的傳遞路徑上。合光元件CE1~CE2的架構類似於圖5A、圖5B中的合光元件CE的架構或者為分光元件，於此不再贅述。第一合光元件CE1中的穿透部TP1設置於第一光束GB的傳遞路徑上，第一合光元件CE1中的反射部RP1設置於第二光束RB的傳遞路徑上。第二合光元件CE2中的穿透部TP2設置於第一光束GB與第二光束RB的傳遞路徑上，第二合光元件CE2中的反射部RP2設置於第三光束BB的傳遞路徑上。第三分光元件130設置於第一光束GB、第二光束RB以及第三光束BB的傳遞路徑上。
在本發明的另一實施例中，合光元件CE1~CE2的架構類似於圖5A、圖5B中的合光元件CE的架構為分光元件，參照圖14A以及圖14B的照明系統100e，合光元件C可由分光元件所取代。第一合光元件CE1可讓第一光束GB穿過而讓第二光束RB反射。第二合光元件CE1可讓第一光束GB與第二光束RB穿過而讓第三光束BB反射。
接著，於下方的段落介紹照明系統100e的光學行為。
請參照圖14A與圖15，在第一時間區間T1內，控制器Ce控制綠色光源140e與紅色光源150e分別發出第一光束GB與第二光束RB，且控制第三光源160不發光。第一光束GB被反射元件RE反射後，依序穿透穿透部TP1、TP2並被第三分光元件130反射。第二光束RB被反射部RP1反射後，依序穿透穿透部TP2以及第三分光元件130。因此，在第一時間區間T1內，照明系統100e輸出第二光束RB與第一光束GB。
請參照圖14B與圖15，在第二時間區間T2內，控制器Ce控制綠色光源140e不發光，且控制紅色光源150e與第三光源160分別發出第二光束RB與第三光束BB。第二光束RB被反射部RP1反射後，依序穿透穿透部TP2以及第三分光元件130。第三光束BB則依序被反射部RP2以及第三分光元件130反射。因此，在第二時間區間T2內，照明系統100e輸出第二光束RB與第三光束GB。
應注意的是，圖14A以及圖14B中的照明系統100e可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100e在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。
圖16A是本發明的一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。圖16B是圖16A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。圖17是圖16A以及圖16B中的第三光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖16A以及圖16B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。
請同時參照圖16A以及圖16B的照明系統100f，其與圖1A與圖1B中的照明系統在架構上的主要差異在於：照明系統100f包括第一分光元件110f、反射元件120f、波長轉換元件170f、散射元件190以及具有屈光度的多個透鏡L。第一分光元件110f被設計成能夠反射第四光束且使其他光束穿透的分光元件。反射元件120f被設計成能夠反射第三光束。波長轉換元件170f則為反射式螢光輪。具體來說，波長轉換元件170f大致類似於波長轉換元件170，其主要差異在於：波長轉換元件170f的基板174f包括反射部RP。波長轉換區域R的第二區域R2對應位於反射部RP上。
請同時參照圖16A以及圖17，在第一時間區間T1內，第三光源160發出第三光束BB。第三光束BB穿透第一分光元件110f後傳遞至第一區域R1，並激發在第一區域R1中的波長轉換物質172以使轉換光源CLS發出第四光束YB。第四光束YB被第一分光元件110f反射後，穿透散射元件190的第三區域R3以傳遞至第三分光元件130。第四光束YB中的第二光束RB穿透第三分光元件130。第四光束YB中的第一光束GB則被第三分光元件130反射。
請同時參照圖16B以及圖17，在第二時間區間T2內，第三光源160發出第三光束BB。第三光束BB穿透第一分光元件110f傳遞至第二區域R2。部分的第三光束BB激發第二區域R2的波長轉換物質172，以使轉換光源CLS發出第五光束YB’，第五光束YB’被反射部RP反射至第一分光元件110f。另一部分的第三光束BB被反射部RP反射，而穿透第一分光元件110f後且被反射元件120f反射並再次穿透第一分光元件110f，並透過散射元件190的第四區域R4而傳遞至第三分光元件130。第三光束BB再被第三分光元件130反射。此外，第五光束YB’則被第一分光元件110f反射並穿透散射元件190的第四區域R4。第五光束YB’中的第二光束RB穿透第三分光元件130。而第五光束YB’中的第一光束GB則被濾光元件180所濾除。因此，在第二時間區間T2內，照明系統100f輸出第三光束BB以及第二光束RB。
應注意的是，圖16A以及圖16B中的照明系統100f可以替換圖1A以及圖1B的照明系統100，以在第一、第二時間區間T1、T2輸出光束至第一、第二光閥210、220，照明系統100f在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為類似於照明系統100在第一、第二時間區間T1、T2輸出的光束行為，於此不再贅述。
圖18A是應用於本發明的實施例的投影裝置的影像顯示控制系統在第一時間區間內的信號傳遞示意圖。圖18B是應用於本發明的實施例的投影裝置的影像顯示控制系統在第二時間區間下的信號傳遞示意圖。
請參照圖18A以及圖18B，影像顯示控制系統10包括解碼器DVI、第一資料處理器DDP1以及第二資料處理器DDP2。解碼器DVI電連接於第一資料處理器DDP1以及第二資料處理器DDP2。第一資料處理器DDP1電連接於第一光閥210。第二資料處理器DDP2電連接於第二光閥220。於以下的段落中會以圖1A以及圖1B中的照明系統100為範例詳細地說明影像顯示控制系統10的作動方式。
請參照圖18A，在第一時間區間T1內，解碼器DVI發出第一通知訊號GNS以通知第一資料處理器DDP1處理綠色影像訊號，第一光閥210接收第一光束GB。第一資料處理器DDP1接收到第一通知訊號GNS後，即發出第一光束影像調製訊號GIS以控制第一光閥210中對應於第一光束GB的部分微反射鏡至開啟狀態（On-state），而無對應於第一光束GB的其他部分的微反射鏡則至關閉狀態（Off-state）。因此，當第一光閥210接收到第一光束GB後，透過上述的調製方式，將第一光束GB轉換成第一影像光束IM1。另一方面，解碼器DVI同時也發出第一子光束通知訊號RNS1以通知第二資料處理器DDP2處理紅色影像訊號，第二光閥220接收來自轉換光源CLS的第二光束RB(第一子光束RB1)。第二資料處理器DDP2接收到第一子光束通知訊號RNS1後，即發出第一子光束影像調製訊號RIS1以控制第二光閥220中對應於來自第一子光束RB1的部分微反射鏡至開啟狀態，而無對應第一子光束RB1的其他部分微反射鏡則至關閉狀態。因此，當第二光閥220接收到第一子光束RB1後，透過上述的調製方式，將第一子光束RB1轉換成部分第二影像光束IM2。
請參照圖18B，在第二時間區間T2內，解碼器DVI發出第三通知訊號BNS以通知第一資料處理器DDP1處理藍色影像訊號，第一光閥210接收第三光束BB。第一資料處理器DDP1接收到第三通知訊號BNS後，即發出第三光束影像調製訊號BIS以控制第一光閥210中對應於第三光束BB的部分微反射鏡至開啟狀態，而無對應於第三光束BB的其他部分的微反射鏡則至關閉狀態。因此，當第一光閥210接收到第三光束BB後，透過上述的調製方式，將第三光束BB轉換成第三影像光束IM3。另一方面，解碼器DVI同時也發出第二子光束通知訊號RNS2以通知第二資料處理器DDP2處理紅色影像訊號，第二光閥220即將接收來自第二子光源的第二子光束RB2。第二資料處理器DDP2接收到第二子光束通知訊號RNS2後，即發出第二子光束影像調製訊號RIS2以控制第二光閥220中對應於第二子光束RB2的部分微反射鏡至開啟狀態，而無對應於第二子光束RB2的其他部分微反射鏡則至關閉狀態。因此，當第二光閥220接收到第二子光束RB2後，透過上述的調製方式，將第一子光束RB1與第二子光束RB2(第二光束RB)轉換成第二影像光束IM2。
應注意的是，上述的影像顯示控制系統10不限制使用於照明系統100，也可以應用於本發明其他的實施範例，其主要差異在於：當第二光閥220準備要接收來自第二子光源的第二子光束RB2時，解碼器DVI會發出第二子光束通知訊號RNS2以通知第二資料處理器DDP2：第二光閥220即將接收來自第二子光源的第二子光束RB2。其他的說明類似於上述的說明，於此不再贅述。
綜上所述，在本發明的實施例中的照明系統中，透過分光元件的設置，在第一時間區間內將第一光束以及第二光束傳遞至不同的第一、第二位置，且在第二時間區間內將第三光束以及第二光束傳遞至不同的第一、第二位置。因此，分別在兩個不同的第一、第二位置的第一、第二光閥可以在第一、第二時間區間接收到光束而轉換出對應的影像光束而降低閒置的情形，整體投影裝置的光學效率以及影像品質因而提升。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用於命名元件（Element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
10‧‧‧影像顯示控制系統
100、100a、100b、100c、100d、100e、100f‧‧‧照明系統
110‧‧‧第一分光元件
120‧‧‧第二分光元件
120f‧‧‧反射元件
130‧‧‧第三分光元件
140、140e‧‧‧第一光源
150、150e‧‧‧第二光源
150a1、150b1、150c1、150d1‧‧‧第一子光源
150a2、150b2、150c2、150d2‧‧‧第二子光源
160‧‧‧第三光源
170、170c、170f‧‧‧波長轉換元件
172‧‧‧波長轉換物質
174、174f‧‧‧基板
176‧‧‧轉軸
180‧‧‧濾光元件
190‧‧‧散射元件
200‧‧‧投影裝置
210‧‧‧第一光閥
220‧‧‧第二光閥
240‧‧‧第四分光元件
250‧‧‧投影鏡頭
BB‧‧‧第三光束
BNS‧‧‧第三通知訊號
BIS‧‧‧第三光束影像調製訊號
C、Ce‧‧‧控制器
CE‧‧‧合光元件
CE1‧‧‧第一合光元件
CE2‧‧‧第二合光元件
CLS、CLSa、CLSb、CLSc、CLSd‧‧‧轉換光源
DVI‧‧‧解碼器
DDP1‧‧‧第一資料處理器
DDP2‧‧‧第二資料處理器
F‧‧‧幀
GB‧‧‧第一光束
GNS‧‧‧第一通知訊號
GIS‧‧‧第一光束影像調製訊號
IM1‧‧‧第一影像光束
IM2‧‧‧第二影像光束
IM3‧‧‧第三影像光束
LA1‧‧‧第一分光稜鏡組
LA2‧‧‧第二分光稜鏡組
M1、M2、M3‧‧‧反射鏡
P‧‧‧散射粒子或者散射結構
P1‧‧‧第一位置
P2‧‧‧第二位置
R‧‧‧波長轉換區域
R1‧‧‧第一區域
R2‧‧‧第二區域
R3‧‧‧第三區域
R4‧‧‧第四區域
RB、RB’、RBa、RBa’、RBb、RBb’、RBc、RBc’、RBd、RBd’‧‧‧第二光束
RB1‧‧‧第一子光束
RB2‧‧‧第二子光束
RNS1‧‧‧第一子光束通知訊號
RNS2‧‧‧第二子光束通知訊號
RIS1‧‧‧第一子光束影像調製訊號
RIS2‧‧‧第二子光束影像調製訊號
RP、RP1、RP2‧‧‧反射部
S1、S2‧‧‧表面
T1‧‧‧第一時間區間
T2‧‧‧第二時間區間
TP、TP2、TP3‧‧‧穿透部
W‧‧‧照射區域
YB‧‧‧第四光束
YB’‧‧‧第五光束
圖1A是本發明的一實施例的投影裝置在第一時間區間內的光路示意圖。 圖1B是圖1A的投影裝置在第二時間區間內的光路示意圖。 圖2是圖1A以及圖1B中的波長轉換元件的前視示意圖。 圖3是圖1A以及圖1B中散射元件的前視示意圖。 圖4是圖1A以及圖1B中的第三光源與波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖1A以及圖1B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖5A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖5B是圖5A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖6是圖5A以及圖5B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖5A以及圖5B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖7A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖7B是圖7A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖8是圖7A以及圖7B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖7A以及圖7B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖9A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖9B是圖9A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖10是圖9A以及圖9B中的波長轉換元件的前視示意圖。 圖11是圖9A以及圖9B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖9A以及圖9B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖12A是本發明的另一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖12B是圖12A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖13是圖12A以及圖12B中的第三光源、第二子光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖12A以及圖12B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖14A是本發明的一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖14B是圖14A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖15是圖14A以及圖14B中的第三光源、第一光源、第二光源在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖14A以及圖14B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖16A是本發明的一實施例的照明系統在第一時間區間內的光路示意圖。 圖16B是圖16A的照明系統在第二時間區間內的光路示意圖。 圖17是圖16A以及圖16B中的第三光源、波長轉換元件在不同時間區間內所發出的光束顏色示意圖以及是圖16A以及圖16B中的第一、第二光閥在不同時間區間內所對應接收光束顏色的示意圖。 圖18A是應用於本發明的實施例的投影裝置的影像顯示控制系統在第一時間區間內的信號傳遞示意圖。 圖18B是應用於本發明的實施例的投影裝置的影像顯示控制系統在第二時間區間下的信號傳遞示意圖。

Claims (19)

  1. 一種照明系統，包括： 一第一光源，發出一第一光束； 一第二光源，發出一第二光束； 一第三光源，發出一第三光束；以及 一分光元件，配置於該第一光束、該第二光束以及該第三光束的傳遞路徑上，該分光元件反射該第三光束以及該第一光束且讓該第二光束穿透，其中， 在一第一時間區間內，該第一光源發出該第一光束，且該第一光束藉由該分光元件傳遞至一第一位置，且該第二光源發出該第二光束，且該第二光束藉由該分光元件傳遞至一第二位置，其中，該第一位置不同於該第二位置，以及 在一第二時間區間內，該第三光源發出該第三光束，且該第三光束藉由該分光元件傳遞至該第一位置，且該第二光源發出該第二光束，且該第二光束藉由該分光元件傳遞至該第二位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該照明系統還包括一波長轉換元件，該波長轉換元件還包括一波長轉換物質，該波長轉換元件具有一第一區域以及一第二區域，在該第一區域中的該波長轉換物質的濃度大於在該第二區域中的該波長轉換物質的濃度，該第三光束作為激發光束，其中，該第一區域與該第二區域依序進入該第三光束的傳遞路徑，且該第三光束傳遞至該波長轉換物質的一照射區域，該照射區域作為一轉換光源，該轉換光源包括該第一光源與該第二光源或者該第一光源與第二光源的至少一部分，該轉換光源發出一第四光束，該第四光束包括該第一光束與該第二光束，該分光元件配置於該第三光束以及該第四光束的傳遞路徑上，該分光元件反射該第一光束與該第三光束且讓該第二光束穿透， 在該第一時間區間內，該第三光束激發在該第一區域中的該波長轉換物質以使該轉換光源發出該第四光束，該第四光束被該分光元件分光以形成該第一光束以及該第二光束，在該第二時間區間內，部分的該第三光束被該波長轉換元件作用而傳遞至該分光元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的照明系統，其中該第二區域的該波長轉換物質的濃度大於零，其中，在該第二時間區間內，另一部分的該第三光束激發在該第二區域的該波長轉換物質以發出一第五光束，該第五光束被該分光元件分光以形成另一第一光束以及另一部分的第二光束。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的照明系統，其中該第二光源還包括一第一子光源以及一第二子光源，該轉換光源包括該第一子光源，其中， 在該第一時間區間內，該第一子光源發出的一第一子光束作為該第二光束的至少一部分，以及 在該第二時間區間內，該第二子光源發出的一第二子光束作為該第二光束的至少一部分。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的照明系統，其中在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束與該第二子光源發出的該第二子光束共同作為該第二光束。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的照明系統，其中該第二區域的該波長轉換物質的濃度等於零，且該第二光源還包括一第一子光源以及一第二子光源，該轉換光源包括該第一子光源，其中， 在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束作為該第二光束的至少一部分，在該第二時間區間內，該第二子光源發出的該第二子光束作為該第二光束的至少一部分。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的照明系統，其中，在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束與該第二子光源發出的該第二子光束共同作為該第二光束。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的照明系統，其中該波長轉換元件的該第二區域還設有一濾光元件，且該濾光元件用於濾除該第一光束。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該第一光源包括一綠光發光元件，該第二光源包括一紅光發光元件，且該第三光源包括一藍光發光元件。
  10. 一種投影裝置，包括： 一照明系統，包括： 一第一光源，發出一第一光束； 一第二光源，發出一第二光束； 一第三光源，發出一第三光束；以及 一分光元件，配置於該第一光束、該第二光束以及該第三光束的傳遞路徑上，該分光元件反射該第三光束以及該第一光束且讓該第二光束穿透，其中， 在一第一時間區間內，該第一光源發出該第一光束，且該第一光束藉由該分光元件傳遞至一第一位置，且該第二光源發出該第二光束，且該第二光束藉由該分光元件傳遞至與該第一位置不同的一第二位置，以及 在一第二時間區間內，該第三光源發出該第三光束，且該第三光束藉由該分光元件傳遞至該第一位置，且該第二光源發出該第二光束，且該第二光束藉由該分光元件傳遞至該第二位置； 一第一光閥，設置於該第一位置，且用於接收該第一光束與該第三光束，並對應將該第一光束以及該第三光束分別轉換成一第一影像光束以及一第三影像光束； 一第二光閥，設置於該第二位置，且用於接收該第二光束，並對應將該第二光束轉換成一第二影像光束；以及 一投影鏡頭，配置於該第一影像光束、該第二影像光束以及該第三影像光束的傳遞路徑上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的投影裝置，其中該照明系統還包括一波長轉換元件，該波長轉換元件還包括一波長轉換物質，該波長轉換元件具有一第一區域以及一第二區域，在該第一區域中的該波長轉換物質的濃度大於在該第二區域中的該波長轉換物質的濃度，該第三光束作為激發光束，其中，該第一區域與該第二區域依序進入該第三光束的傳遞路徑，且該第三光束傳遞至該波長轉換物質的一照射區域，該照射區域作為一轉換光源，該轉換光源包括該第一光源與該第二光源的至少一部分，該轉換光源發出一第四光束，該第四光束為包括該第一光束與該第二光束，該分光元件配置於該第三光束以及該第四光束的傳遞路徑上，該分光元件反射該第一光束與該第三光束且讓該第二光束穿透， 在該第一時間區間內，該第三光束激發在該第一區域中的該波長轉換物質以使該轉換光源發出該第四光束，該第四光束被該分光元件分光以形成該第一光束以及該第二光束，以及 在該第二時間區間內，部分的該第三光束被該波長轉換元件作用而傳遞至該分光元件。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的投影裝置，其中該第二區域的該波長轉換物質的濃度大於零，其中在該第二時間區間內，另一部分的該第三光束激發在該第二區域的該波長轉換物質以發出一第五光束，該第五光束被該分光元件分光以形成該第一光束以及另一部分的該第二光束。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的投影裝置，其中該第二光源還包括一第一子光源以及一第二子光源，該轉換光源包括該第一子光源，其中在該第一時間區間內，該第一子光源發出的一第一子光束作為該第二光束的至少一部分，以及在該第二時間區間內，該第二子光源發出的一第二子光束兩者至少其中之一作為該第二光束的至少一部分。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的投影裝置，其中在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束與該第二子光源發出的該第二子光束共同作為該第二光束。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的投影裝置，其中該第二區域的該波長轉換物質的濃度等於零，且該第二光源還包括一第一子光源以及一第二子光源，該轉換光源包括該第一子光源，其中在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束作為該第二光束的至少一部分，以及在該第二時間區間內，該第二子光源發出的該第二子光束作為該第二光束。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的投影裝置，其中在該第一時間區間內，該第一子光源發出的該第一子光束與該第二子光源發出的該第二子光束共同作為該第二光束。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的投影裝置，其中該波長轉換元件的該第二區域還設有一濾光元件，且該濾光元件用於濾除該第一光束。
  18. 如申請專利範圍第10項所述的投影裝置，其中該第一光源包括一綠光發光元件，該第二光源包括一紅光發光元件，且該第三光源包括一藍光發光元件。
  19. 如申請專利範圍第10項所述的投影裝置，還包括另一分光元件，該另一分光元件配置於該第一影像光束、該第二影像光束以及該第三影像光束的傳遞路徑上，且該另一分光元件反射該第二影像光束，且讓該第一影像光束以及該第三影像光束穿透。
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