光源系统、投影装置与光源切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光源系统以及光源切换方法。更详细地说，本发明涉及一种提供三维(3D)影像的投影的光源系统以及光源切换方法。
【背景技术】
[0002]近年来由于投影装置的制造技术逐渐提升，越来越多的投影装置能够提供3D影像的投影技术。波长多路复用技术(Wavelength Multiplexing Technology)是常见的一种3D投影技术，使用六种不同波长(包括两种红光、两种蓝光与两种绿光)的激光并进行多路复用与切换。然而，绿色波长的激光功率低、效率低且成本高昂。因此，需要一种更简便、更轻巧、效率更好的光源系统，提供六种不同波长的光源而产生3D影像，以满足市场需求。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种光源系统，包括一光线切换元件、一第一光源、一第一分光元件以及一分光组合元件。光线切换元件在一第一状态以及不同于第一状态的一第二状态之间进行切换。光源系统于第一状态产生一第一波段光线，并且在第二状态产生不同于第一波段光线的一第二波段光线，以支援3D影像的投影。第一光源用以发出一第一光线。第一分光元件用以将第一光线反射至一波长转换元件而产生不同于第一光线的一第二光线，并且穿透第二光线至光线切换元件。分光组合元件包括一第二分光元件，用以将一第二光源所发出的第三光线穿透至光线切换元件。在第一状态时，光线切换元件反射第二光线至第二分光兀件的一第一滤光兀件而产生第一波段光线。在第二状态时，第二光线与第三光线分别被光线切换元件穿透至一反射元件，再分别穿透至第一分光元件与第二分光元件，以产生第二波段光线。
[0004]本发明提供一种光源切换方法，包括:将一第一光源所发出的第一光线反射至一波长转换元件而产生不同于第一光线的一第二光线；将一第二光源所发出的第三光线穿透至一光线切换元件；通过一光线切换元件在一第一状态以及不同于第一状态的一第二状态之间进行切换，其中在第一状态时，通过光线切换元件反射第二光线至第一滤光元件而产生一第一波段光线，以及在第二状态时，第二光线与第三光线分别通过光线切换元件穿透至一反射元件，再分别穿透至第一分光元件与第二分光元件，以产生第二波段光线。
【附图说明】
[0005]图1为本发明所提供的光源系统的示意图；
[0006]图2为本发明所提供的光线切换元件的示意图；
[0007]图3为本发明所提供的分光组合元件的示意图；
[0008]图4A为本发明所提供的光源系统切换为第一状态的示意图；
[0009]图4B为本发明所提供的第一分光元件的穿透率的示意图；
[0010]图4C为本发明所提供的第一滤光元件的穿透率的示意图；
[0011]图5A、图5B为本发明所提供的光源系统切换为第二状态的示意图；
[0012]图6A为本发明所提供的光源系统切换为2D模式的示意图；
[0013]图6B为本发明所提供的第二滤光元件的穿透率的示意图；
[0014]图6C为本发明所提供的光源系统切换为2D模式的另一示意图；
[0015]图7为本发明所提供的光源切换方法的流程图。
[0016]其中，附图标记说明如下:
[0017]100?光源系统；
[0018]110?第一分光元件；
[0019]110T、122T、126T ?全反射面；
[0020]112?相位转换元件；
[0021]120?分光组合元件；
[0022]122?第二分光元件；
[0023]124?第一滤光元件；
[0024]126?第三分光兀件；
[0025]128?第二滤光元件；
[0026]129 ?镜面；
[0027]130?波长转换元件；
[0028]140?光线切换元件；
[0029]142?反射区域；
[0030]144?穿透区域；
[0031]150?反射元件；
[0032]152 ?焦面；
[0033]156 ?光轴；
[0034]160?第一聚光元件；
[0035]170?第二聚光元件；
[0036]180?第三聚光元件；
[0037]CP1、CP2?共轭焦点；
[0038]SlO?第一光源；
[0039]S20?第二光源。
【具体实施方式】
[0040]以下将详细讨论本发明各种实施例的元件及使用方法。然而值得注意的是，本发明所提供的许多可行的发明概念可实施在各种特定范围中。这些特定实施例仅用于举例说明本公开的元件及使用方法，但非用于限定本发明的范围。同时，以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件均已省略而未绘示。图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。
[0041]图1为本发明所提供的光源系统100的示意图。在一实施例中，光源系统100包括第一光源S10、第二光源S20、第一分光兀件110、分光组合兀件120、波长转换兀件130、光线切换元件140以及反射元件150。值得注意的是，分光组合元件120包括第二分光元件122,并且第二分光兀件122包括第一滤光兀件124。如图1所7K,在本实施例中，第一分光元件110相邻于第二分光元件122，并且第一滤光元件124配置于第一分光元件110以及第二分光元件122之间。
[0042]在一实施例中，第一分光兀件110与第二分光兀件122总称为一分光器(未图示)。此外，上述分光器配置于波长转换元件130以及光线切换元件140之间，而光线切换元件140配置于第一分光元件110与第二分光元件122、以及反射元件150之间。举例而言，第一分光元件110以及第二分光元件122为一用于全反射的棱镜(prism)。换言之，如图1所示，第一分光元件110具有一全反射面110T，而第二分光元件122具有一全反射面122T。在另一实施例中，可配置至少一聚光元件于光源系统100中，以汇聚光线而减少光源系统100的体积。举例而言，至少一第一聚光元件160配置于分光器以及光线切换元件140之间，以汇聚光线至光线切换元件140。至少一第二聚光元件170配置于光线切换元件140以及反射元件150之间，以汇聚光线至反射元件150。至少一第三聚光元件180配置于波长转换元件130以及分光器之间，以汇聚光线至波长转换元件130。在此实施例中，第一聚光元件160、第二聚光元件170以及第三聚光元件180皆为一凸透镜。于本发明的其他实施例中，本技术领域的技术人员可轻易推及其他数目的聚光元件、具有各种型态或材质的聚光元件的态样。
[0043]在一实施例中，反射元件150为一球面镜，用以反射光线。值得注意的是，光线切换元件140配置于反射元件150的焦面152 (如图4A所示)，使得光源系统100的中的光线会穿透该焦面152上的共轭(conjugate)两点。图2为本发明所提供的光线切换元件140的示意图。举例而言，如图2所示，光线切换元件140为一转盘，并且光线切换元件140包括一反射区域142以及一穿透区域144。反射区域142可为镜面材质以反射光线。穿透区域144为透明材质或镂空以穿透光线至反射元件150，或是穿透来自反射元件150的光线。此外，第一光源SlO以及第二光源S20可为激光或是发光二极管。
[0044]图3为本发明所提供的分光组合元件120的示意图。分光组合元件120包括第二分光元件122以及第三分光元件126。举例来说，第二分光元件122以及该第三分光元件126皆为用于全反射的棱镜。如图3所不，第二分光兀件122包括第一滤光兀件124以及全反射面122T，第三分光元件126包括镜面129以及第二滤光元件128。详细而言，第二滤光元件128配置于第三分光元件126靠近光线切换元件140的一侧，并且镜面129配置于第三分光元件126以及第一分光元件110之间。在一实施例中，分光组合元件120为可抽换的结构，并且搭配光源系统100的用途而使用第二分光元件122或是第三分光元件126。换言之，当光源系统100支援3D影像的投影时，则光源系统100使用第二分光元件122，其配置如图1所示。当光源系统100支援二维(2D)影像的投影时，则光源系统100使用第三分光元件126。第三分光元件126的配置如图6A所示，将于之后的实例中详细说明。举例而言，当光源系统100在3D投影模式时，通过一机构组件将第二分光元件122传送至相邻第一分光元件110的预设位置，使得第一滤光元件124位于第一分光元件110与第二分光元件122之间。当光源系统100在2D投影模式时，通过一机构组件将第三分光元件126传送至相邻第一分光元件110的预设位置，使得镜面129位于第一分光元件110与第三分光元件126之间。
[0045]图4A为本发