TWI440957B - 用於投影裝置之光源系統 - Google Patents

Description

用於投影裝置之光源系統

本發明係關於一種用於雷射投影裝置之光源系統，特別是一種包含一色輪具有複數波段轉換區塊，且可自動調整一色輪之位置之光源系統。

投影裝置現今已普遍的應用於各式商務會議以及家庭劇院等環境中，而由於人們對於視覺享受的要求提高，投影裝置更是需要依照使用者不同的需求，調整出各種不同彩度及亮度之投影畫面。

其中，習知利用雷射光作為光源之投影裝置，是透過雷射光線激發塗佈於色輪上之螢光粉以產生紅、藍、綠或黃色光之方式，再透過投影裝置之成像系統將該等色光轉換成投影畫面，然而，用此種方式激發出的色光往往僅能轉換出一種特定彩度或特定亮度之投影畫面，並無法依照需求調整出各式不同之彩度或亮度之投影畫面。為解決前述問題，常必須以手動的方式將原螢光替換為另一新色輪，使雷射光線激發該新增之色輪時，得產生彩度及亮度不同於原色輪之色光，然此種替換方式不僅費時費工且亦無法完全將色輪精準對位於光源前方，再者也必須在一需求新增至少一色輪模組於光源系統中，將導致投影裝置的生產成本增加。

有鑑於此，研發一種光源系統得依照需求自動產生各種不同彩 度及亮度之色光，進而有效調節投影裝置之投影畫面的彩度及亮度，並簡化投影裝置之結構且免除調整程序繁複的缺失，便成為此業界亟需達成的目標。

為解決上述問題，本發明之一目的在於提供一種用於投影裝置之光源系統，該光源系統得自動調整其色輪之一位置，令發光元件所投射出之光束投射至色輪後，可選擇性的轉換成各種不同彩度及亮度之色光，使投影裝置所投射出之投影畫面的彩度及亮度可依需求進行調整。

為達上述目的，本發明用於投影裝置之光源系統包含一發光元件、一色輪及至少一致動器，該發光元件適可產生一第一波段光線，該色輪包含一輪盤、複數波段轉換區塊及一轉軸設置於該輪盤之中央，該等波段轉換區塊係形成於該輪盤上，該輪盤係可以該轉軸為中心轉動，該至少一致動器與該色輪相接，用以調整該色輪移動至一所選位置，使該激發光線投射至該等波段轉換區塊之其中一波段轉換區塊並激發出複數所選波段光線。藉由調整色輪之所選位置，使得第一波段光線得依照需求投射至不同之波段轉換區塊，並產生彩度及亮度不同之複數色光，進而使投影畫面得有多種色彩情境模式可供使用者選擇。

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

請參第1A圖為本發明光源系統1用於一投影裝置之示意圖，光 源系統1包含一發光元件11、一色輪12及至少一致動器13。於本實施例中，發光元件11係為一雷射二極體適以產生一第一波段光線111，請參第2圖為色輪12之正面示意圖，色輪12包含一輪盤121、複數波段轉換區塊122及轉軸123設置於輪盤121之中央，該等波段轉換區塊122係形成於輪盤121上，且於本實施例中係可利用複數螢光材料以鍍膜的方式形成於輪盤121上，輪盤121以轉軸123為中心轉動，至少一致動器13與色輪12相互連接，用以調整色輪12於一方向y上移動至一所選位置，使第一波段光線111得投射至該等波段轉換區塊122之其中一波段轉換區塊並激發成複數所選波段光線，該投影裝置包含一成像模組便可將該等所選波段光線轉成一投影畫面(圖未繪示)。

需說明的是，本發明光源系統係可透過手動或電動的方式驅動致動器調整色輪之所選位置，以下僅例示本發明實施例以電動方式驅動致動器調整色輪之所選位置。

承上所述，請續參第1A圖，光源系統1包含一儲存模組14及一控制模組15係相互電性連接，儲存模組14可預先儲存複數情境模式訊號，控制模組15與至少一致動器13連接，控制模組15適可根據該等情境模式訊號之其中之一而驅動至少一致動器13調整色輪12於方向y移動至該所選位置，使激發光線111投射至該等波段轉換區塊122之其中一波段轉換區塊。於本實施例中，方向y係為一垂直方向，亦即請參第3A圖為色輪12與發光元件11之相對位置關係示意圖，發光元件11所擺放之位置係可靠近色輪12之一頂部，而至少一致動器13就可調整發光元件11上下移動， 使第一波段光線111能夠投射至該等波段轉換區塊122的其中之一。

然而，於本發明其他實施例中，請參第3B圖，亦可調整色輪12於一水平方向x移動，亦即，發光元件11所擺放之位置係可靠近色輪12之一側部，而至少一致動器13就可調整發光元件11左右移動。然，色輪12並不僅限於前述於垂直或水平方向上移動，亦可選擇色輪12在其他任一方向上移動後，使第一波段光線111投射至該等波段轉換區塊122之其中一環。

現進一步詳述色輪12之結構，如第2圖所示，色輪12之該等波段轉換區塊122具有一第一波段轉換區塊122a及一第二波段轉換區塊122b，第一波段轉換區塊122a係形成於輪盤121之一周緣121a，第二波段轉換區塊122b則是形成在轉軸123與第一波段轉換區塊122a之間。於本實施例中，第一波段轉換區塊122a具有一第一紅色螢光區域R1、一第一藍色螢光區域B1、一第一綠色螢光區域G1及一第一黃色螢光區域Y1，第二波段轉換區塊122b則具有一第二紅色螢光區域R2、一第二綠色螢光區域G2及一第二藍色螢光區域B2，其中，於本發明其他實施例中，該等波段轉換區塊122之螢光區域均可依照需求作調整搭配，於此不作限制，例如，第一波段轉換區塊122a之一黃色螢光區域Y1亦可替換成一白色螢光區域。當輪盤121以轉軸123為中心旋轉時，第一波段光線111係可投射至該等波段轉換區塊122之各螢光區域，以激發出各種不同波段之光線，且第一波段光線111分別投射至第一波段轉換區塊122a及第二波段轉換區塊122b所產生之波段光線的彩度及亮度是不相同的，如此便可使投影裝置之成像模組產生 出不同彩度及亮度的投影畫面，關於本實施例之作動方式將詳述如下。

更明確而言，本發明之光源模組1可預先定義出複數個情境模式代表著複數個色彩情境，並且對應預設出複數情境模式訊號而儲存於儲存模組中，例如，本實施例係預設該等情境模式為二種情境模式：高彩度情境模式及高亮度情境模式，並定義出對應的二情境模式訊號可具有一第一情境模式訊號141a及一第二情境模式訊號141b，於本實施例中第一情境模式訊號141a可設定為一高彩度情境模式訊號，第二情境模式訊號141b可設定為一高亮度情境模式訊號。請參第1A圖，當控制模組15接收到第一情境模式訊號141a適可驅動至少一致動器13於方向y移動至一第一所選位置A，於第一所選位置A時，第一波段光線111適可投射至第一波段轉換區塊122a而激發成複數第一所選波段光線，也就是前述提及之該等波段光線在第一情境模式訊號141a下可為不同於第一波段光線之該等第一所選波段光線。

請續參第1B圖，若控制模組15接收第二情境模式訊號141b，適可驅動至少一致動器13於方向y上移動至一第二所選位置B，激發光線111適可投射至第二波段轉換區塊122b而激發成複數第二所選波段光線，也就是前述提及之該等波段光線在第二情境模式訊號141b下為不同於第一波段光線之該等第二所選波段光線。

換言之，調整第一波段轉換區塊122a及第二波段轉換區塊122b之螢光區域的彩度及亮度，便可控制該等第一所選波段光線之彩度高於該等第二所選波段光線之彩度，進而利用該等第一所選波 段光線形成較高彩度之投影畫面，且可控制該等第二所選波段光線之亮度高於該等第一所選波段光線之亮度，進而利用該等第二所選波段光線形成較高亮度之投影畫面。此外，由於第一波段轉換區塊122a能夠被激發光線111激發出彩度較高之色光，相對的其激發所產生之溫度也相較於激發第二波段轉換區塊122b所產生之溫度高，因此第一波段轉換區塊122a形成於色輪12之周緣121a便能快速的將熱能逸散掉，使輪盤121不易過熱。

除上述預先設定激發第一波段轉換區塊122a及第二波段轉換區塊122b可得到不同彩度及亮度之色光外，於本發明其他實施例中，可新增各種不同之波段轉換區塊形成於色輪上，舉例而言，可新增一第三波段轉換區塊介於第二波段轉換區塊122b及轉軸123之間(圖未繪示)，並調整出其激發出波段光線的彩度及亮度值與激發第一波段轉換區塊122a及第二波段轉換區塊122b所產生之波段光線相異，且可進一步設定一第三情境訊號，使得至少一致動器13根據該第三情境訊號調整色輪12至一第三所選位置，發光元件得將激發光線投射至第三波段轉換區塊，此乃熟知本領域者應可輕易推及之，於此不再贅述。

需說明者，圖式所繪示本發明光源系統之各元件之形狀、尺寸以及至少一致動器13、儲存模組14及控制模組15間之相對位置關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際結構、比例及擺放之位置，只要能夠透過手動或電動方式驅動致動器13調整色輪12之一所選位置，使得發光元件11之第一波段光線111能夠投射至色輪12之該等波段轉換區塊122，便可達到本發明控制色輪12移動並激 發出各種不同色光之目的。

綜上所述，相較於習知投影裝置之光源系統透過替換內部色輪，本發明用於投影裝置之光源模組，僅具有單一色輪包含複數波段轉換區塊，並透過調整單一色輪之位置，以使發光元件之光線得透過色輪投射出各種彩度及亮度之投影畫面，進而增加投影裝置之成像畫面的色彩變化度，亦可簡化不必要的元件及替換程序，以降低投影裝置之生產成本。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。

1‧‧‧光源系統

11‧‧‧發光元件

111‧‧‧第一波段光線

12‧‧‧色輪

121‧‧‧輪盤

121a‧‧‧周緣

122‧‧‧複數波段轉換區塊

122a‧‧‧第一波段轉換區塊

122b‧‧‧第二波段轉換區塊

123‧‧‧轉軸

13‧‧‧致動器

14‧‧‧儲存模組

141a‧‧‧第一情境模式訊號

141b‧‧‧第二情境模式訊號

15‧‧‧控制模組

x‧‧‧水平方向

y‧‧‧方向

A‧‧‧第一所選位置

B‧‧‧第二所選位置

R1‧‧‧第一紅色螢光區域

B1‧‧‧第一藍色螢光區域

G1‧‧‧第一綠色螢光區域

Y1‧‧‧第一黃色螢光區域

R2‧‧‧第二紅色螢光區域

B2‧‧‧第二藍色螢光區域

G2‧‧‧第二綠色螢光區域

第1A圖為本發明一實施例之光源系統之第一波段光線投射至第一波段轉換區塊之示意圖；第1B圖為本發明一實施例之光源系統之第二波段光線投射至第二波段轉換區塊之示意圖；第2圖為本發明一實施例之光源系統之色輪之正面示意圖；第3A圖為本發明一實施例之光源系統之色輪與發光元件之相對關係示意圖；以及第3B圖為本發明另一實施例之光源系統之色輪與發光元件之相對位置關係示意圖。

1‧‧‧光源系統

11‧‧‧發光元件

111‧‧‧第一波段光線

12‧‧‧色輪

121‧‧‧輪盤

121a‧‧‧周緣

122‧‧‧複數波段轉換區塊

122a‧‧‧第一波段轉換區塊

122b‧‧‧第二波段轉換區塊

123‧‧‧轉軸

13‧‧‧致動器

14‧‧‧儲存模組

141a‧‧‧第一情境模式訊號

15‧‧‧控制模組

y‧‧‧方向

A‧‧‧第一所選位置

Claims (15)

1. 一種用於一投影裝置之光源系統，包含：一發光元件，適以提供一第一波段光線；一色輪，該色輪包含一輪盤、複數波段轉換區塊及一轉軸，該轉軸設置於該輪盤之中央，且該等波段轉換區塊係形成於該輪盤上，而該輪盤係以該轉軸為中心轉動；以及一致動器，與該色輪連接，用以調整該色輪移動至一所選位置，使該第一波段光線投射至該等波段轉換區塊之其中之一波段轉換區塊，並激發出不同於該第一波段光線之複數所選波段光線。
2. 如請求項1所述之光源系統，其中該等波段轉換區塊具有一第一波段轉換區塊形成於該輪盤之一周緣，該致動器適可驅動該色輪移動至一第一所選位置，使該第一波段光線投射至該第一波段轉換區塊，並激發出複數第一所選波段光線。
3. 如請求項2所述之光源系統，其中該等波段轉換區塊具有一第二波段轉換區塊係形成於該轉軸與該第一波段轉換區塊之間，該致動器適可驅動至一第二所選位置，使該第一波段光線投射至該第二波段轉換區塊，並激發出複數第二所選波段光線。
4. 如請求項3所述之光源系統，其中各該第一所選波段光線之一彩度係高於各該第二所選波段光線之一彩度。
5. 如請求項4所述之光源系統，其中各該第二所選波段光線之一亮度係高於各該第一所選波段光線之一亮度。
6. 如請求項5所述之光源系統，其中該等波段轉換區塊係將複 數螢光材料以鍍膜之方式形成於該輪盤上。
7. 如請求項6所述之發光模組，其中該第一波段光線為一雷射二極體。
8. 如請求項7所述之光源系統，其中該第一波段轉換區塊具有一第一紅色螢光區域、一第一藍色螢光區域、一第一綠色螢光區域及一第一黃色螢光區域。
9. 如請求項7所述之光源系統，其中該第一波段轉換區塊具有一第一紅色螢光區域、一第一藍色螢光區域、第一綠色螢光區域及一第一白色螢光區域。
10. 如請求項7所述之光源系統，其中該第二波段轉換區塊具有一第二紅色螢光區域、一第二綠色螢光區域及一第二藍色螢光區域。
11. 如請求項7所述之光源系統，其中該光源系統包含一儲存模組及一控制模組係相互電性連接，該儲存模組儲存複數情境模式訊號，該控制模組與該致動器電性連結，該控制模組適可根據該等情境模式訊號的其中之一，而驅動該致動器調整該色輪移動至該所選位置，使該第一波段光線投射至該等波段轉換區塊之其中之一波段轉換區塊，並激發出不同於該第一波段光線之該等所選波段光線。
12. 如請求項11所述之光源系統，其中該等情境模式訊號具有一第一情境模式訊號，該控制模組接收該第一情境模式訊號適可驅動該致動器調整該色輪移動至該第一所選位置，使該第一波段光線適可投射至該第一波段轉換區塊而激發出該等第一所選波段光線。
13. 如請求項12所述之光源系統，其中該等情境模式訊號具有一第二情境模式訊號，該控制模組接收該第二情境模式訊號適可驅動該致動器調整該色輪移動至該第二所選位置，使該第一波段光線適可投射至該第二波段轉換區塊而激發出該等第二所選波段光線。
14. 如請求項7所述之光源系統，其中適可以手動方式驅動該致動器調整該色輪移動至該所選位置，使該第一波段光線投射至該等波段轉換區塊之其中之一波段轉換區塊，並激發出不同於該第一波段光線之該等所選波段光線。
15. 如請求項1所述之光源系統，其中該投影裝置包含一成像模組將該等所選波段光線轉換成一投影畫面。