投影系统的制作方法

本实用新型涉及一种投影系统。

背景技术：

一般的投影系统会使用激光作为光源，并采用荧光粉轮(phosphor wheel)产生其他颜色的色光，例如蓝色激光激发荧光粉轮上的绿色用或黄色用荧光粉来产生绿光或黄光光束。然而，荧光粉轮所激发的色光具有较宽的光谱或者颜色较不乐见，所以投影系统还会搭配滤色轮(filter wheel)以提供所需原色光。

荧光粉轮与滤色轮通常为旋转，并且各具有多个不同的颜色分区。当光斑照射在两个分区的接合处上时，会产生投影系统不乐见的混色光，举例而言，两个分区的接合处称为轮辐区(spoke)。现有的投影系统在轮辐区时会选择以关闭光源的方式减少混色光的输出，却造成亮度的明显降低。光源开关过程中，驱动电流的变化太大，造成投影系统在使用时发出异音，让使用者困扰。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包括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投影系统，可以避免或降低在投影过程中因为光源开关所产生的异音。

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投影系统。投影系统包括照明模块、滤光轮、控制装置、光阀与投影镜头。照明模块用以提供照明光束且照明模块包括提供驱动电流的电源以及借由驱动电流加以驱动而提供照明光束的光源。滤光轮配置于照明光束的传递路径上，用以接收照明光束且提供多个过滤色光束，其中照明光束在第一时段通过滤光轮，形成第一过滤色光束，以及照明光束在第二时段通过滤光轮，形成第二过滤色光束，其中这些过滤色光束包括第一过滤色光束与第二过滤色光束，其中这些过滤色光束还包括当照明光束在第一时段与第二时段之间的中间时段通过滤光轮时形成的中间过滤色光束。控制装置用以控制电源，使得电源从第一时段、中间时段至第二时段持续地提供驱动电流，以驱动光源。光阀可配置于这些过滤色光束的传递路径上，用以将这些过滤色光束转换成影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用以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，本实用新型的一实施例提出一种投影系统。实用新型投影系统包括照明模块及控制装置。照明模块包括电源及光源，该电源可借由控制装置加以控制，以提供用于光源的驱动电流。

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。本实用新型的投影系统在投影过程中不需要关闭激光的电源，而是借由调整在轮辐区时的激光的驱动电流大小来避免或降低因为驱动电流急剧变化而导致的异音。

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。需说明，为清楚阐明本实用新型的概念及本案实用新型的等同概念，以下图示未必依比例绘制，且可为匹配文字记载而省略部分元件的标号。

附图说明

图1是依照本实用新型的一实施例的一种投影系统的示意图。

图2是依照本实用新型的一实施例的一种投影系统的驱动电流的控制方法流程图。

图3是依照本实用新型的一实施例的一种控制装置的方块示意图。

图4A与图4B分别是依照本实用新型的一实施例的一种驱动电流的示意图。

图5分别是依照本实用新型的另一实施例的一种驱动电流的示意图。

附图标记说明

100：投影系统

110：照明模块

112：电源

114：光源

120：滤光轮

130：控制装置

132：处理器

134：电流控制电路

140：光阀

150：投影镜头

200：驱动电流的控制方法

BL：照明光束

CS：控制信号

DS：驱动信号

Id：驱动电流

Id1：第一驱动电流

Id2：第二驱动电流

Id3：第三驱动电流

Im、Im1、Im2、Im3：中间驱动电流

IL：影像光束

IMS：电流调制信号

FL：过滤色光束

FL1：第一过滤色光束

FL2：第二过滤色光束

FLM：中间过滤色光束

SW1～SW4：开关

T1：第一时段

T2：第二时段

T3：第三时段

TM：中间时段

PL：投影光束

S210～S230：驱动电流的控制方法的步骤。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的一优选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相对的位置关系、连接关系或其他关系，并非用来限制本实用新型。

图1是依照本实用新型的一实施例的一种投影系统的示意图。投影系统100包括照明模块110、滤光轮120、控制装置130、光阀140以及投影镜头150。照明模块110提供照明光束BL。照明模块110包括电源112与光源114。电源112提供驱动电流Id，光源114借由驱动电流Id加以驱动而提供照明光束BL。滤光轮120配置于照明光束BL的传递路径上，用以接收照明光束BL且提供多个过滤色光束FL。多个过滤色光束FL包括在第一时段形成的第一过滤色光束FL1、在第二时段形成的第二过滤色光束FL2以及在中间时段形成的中间过滤色光束FL3，其中，中间时段在第一时段与第二时段之间，中间时段例如是轮辐区(spoke)时段。

控制装置130用以控制电源112，使得电源112从第一时段、中间时段至第二时段持续地提供驱动电流Id，以驱动光源114。光阀140配置于这些过滤色光束FL的传递路径上，用以将这些过滤色光束FL转换成影像光束IL。投影镜头150配置于影像光束IL的传递路径上，用以将影像光束IL转换成投影光束PL。投影光束PL可被投影到屏幕或墙壁上，以显示投影画面。

图2是依照本实用新型的一实施例的一种投影系统的驱动电流的控制方法流程图。请搭配图1参照图2，图2的控制方法200可用于图1的投影系统100。以下搭配投影系统100中的各项元件或装置，说明控制方法200的流程。

在步骤S210中，在第一时段中，控制装置130控制电源112，以提供第一驱动电流给光源114，所产生的照明光束BL通过滤光轮120而形成第一过滤色光束FL1。接着，在步骤S220中，在中间时段中，控制装置130控制电源112，以提供中间驱动电流给光源114，所产生的照明光束BL通过滤光轮120而形成中间过滤色光束FL3。接着，在步骤S230中，控制装置130控制电源112，以提供第二驱动电流给光源114，所产生的照明光束BL通过滤光轮120而形成第二过滤色光束FL2。从第一时段、中间时段、至第二时段，电源112可持续地提供驱动电流Id给光源114，以驱动光源114发光。

以下将阐述其它相关的实施细节。

具体来说，电源112例如可连接至驱动电流产生电路。控制装置130提供驱动信号DS，驱动电流产生电路根据经该驱动信号DS所转换而成的外部电压来提供驱动电流Id。或者，电源112本身包括例如电池的电压源。举例而言，连接至电池的驱动电流产生电路由电池供电，从而根据驱动信号DS而调整所提供的驱动电流Id。光源114例如是由发光二极管(LED)或激光二极管晶片(Laser Diode,LD)组成的二极管模块，可以提供单色的光束，例如蓝色光束、红色光束，但不以此为限制。

在一实施例中，照明模块110还可以包括波长转换装置、分光元件等(未显示)，但不限制。波长转换装置是用以使短波长光束转换成相对于短波长光束的长波长光束的光学元件，分光元件为具有分光功能的光学元件。照明光束BL可包括由光源112发出的光束、通过波长转换装置转换后的光束、通过分光元件分光后的光束及/或其他反射或折射光束。

举例来说，波长转换装置可以是荧光粉轮(Phosphor Wheel)，荧光粉轮上可设置至少一个波长转换区以及穿透区，波长转换区上有光致发光材料(例如是荧光粉)，其可以接收短波长光束并借由光致发光现象产生相对应的转换光束，穿透区则可以让入射的光束穿透。额外地或附加地，荧光粉轮可包括使入射光束反射的反射区。分光元件可具有针对不同波长的选择性，其可根据波长(颜色)进行分光，例如分光镜(Dichroic Mirror,DM)，但不以此为限制。

在本实施例中，举例而言，光源112可提供蓝色激光，蓝色激光通过波长转换装置后被转换成例如黄光束。黄色光束通过分光元件而分为红色光束与绿色光束。或者，蓝色激光通过波长转换装置后直接转换成红色光与绿色光。照明光束BL包括这些不同颜色的光束。

在本实施例或其他实施例中，滤光轮120可是滤光色轮(color filter wheel)。滤光轮120具有至少一个滤光区以用以让不同颜色的光束通过产生过滤色光。在本实施例中，照明光束BL通过滤光轮120会形成多种不同颜色的过滤色光束，本实用新型并不限制过滤色光束的颜色与数目。

光阀140系指数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)、硅基液晶面板(Liquid-crystal-on-silicon Panel,LCOS Panel)或是液晶面板(Liquid Crystal Panel,LCD)等空间光调变器之一者或多者。关于光阀140将接收的单色光束转换为影像光束的方法，其详细步骤及实施方式可以由本领域技术人员获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

投影镜头150例如包括具有屈光度的一个或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。在一实施例中，投影镜头150也可以包括平面光学镜片。本实用新型对投影镜头150的型态及其种类并不加以限制。

图3是依照本实用新型的一实施例的一种控制装置的方块示意图。举例而言，控制装置130包括处理器132与电流控制电路134，其中电流控制电路134包括多个开关以及驱动器136，在此多个开关以4个开关SW1～SW4为例，但不限制。处理器132可电连接且/或信号连接至电流控制电路134。处理器132可提供控制信号CS和电流调制信号IMS给电流控制电路134。电流控制电路134可根据控制信号CS选择性地闭合或断开开关SW1～SW4，且/或根据电流调制信号IMS调整驱动电流Id的大小。

具体而言，开关SW1～SW4例如分别对应于红色光、绿色光、蓝色光以及轮辐区。开关SW1～SW4中任一者的一端可电连接且/或信号连接至处理器132，以根据处理器132所提供的电流调制信号IMS加以闭合或断开。开关SW1～SW4中任一者的另一端可电连接到驱动器136。举例而言，开关SW1～SW4根据控制信号CS加以闭合或断开。例如，开关SW1闭合系指开关导通的状态，开关SW1断开系指开关截止的状态。驱动器136与开关SW1～SW4电连接，并且通过开关SW1～SW4的至少其中之一电连接至处理器132。

在本实施例中，当开关SW1～SW4的其中之一导通时，其余的开关被截止，例如当滤光轮120对应到蓝色光时段时，闭合开关SW3，而断开开关SW1、SW2、SW4所连接的电路，就蓝色光而言，处理器132所提供的电流调制信号IMS传送到驱动器136，以借由电源112驱动光源114，从而发出适当强度的蓝色激光。在本实施例或其他实施例中，当滤光轮120对应到轮辐区时段时，闭合开关SW4，而断开开关SW1～SW3所连接的电路。就轮辐区而言，对应于中间驱动电流的电流调制信号IMS传送到驱动器136，驱动器136基于电流调制信号IMS中所包括的与电流大小相关的资讯而提供驱动信号DS，以控制电源112调整驱动电流的大小。

举例而言，借由根据控制信号CS而闭合或断开的多个开关SW1～SW4的其中之一者，驱动器136根据电流调制信号IMS的占空比(duty ratio)调变电源112所提供的驱动电流Id。

图4A与图4B分别是依照本实用新型的一实施例的一种驱动电流的示意图。图4A与图4B的驱动电流Id可利用图1至图3实施例的系统或方法产生。举例而言，驱动电流Id在时段T1、时段T2与时段T3的电流值相同，都是驱动电流Ic，在每个中间时段TM的电流值也相同，都是驱动电流Im。这是作为举例说明，驱动电流Id在这些时段可相同或不同。

在图4A与图4B的实施例中，举例而言，滤光轮120具有相邻配置的第一滤光区、第二滤光区与第三滤光区。照明光束BL会轮流在时段T1、时段T2与时段T3照射到第一滤光区、第二滤光区与第三滤光区，以分别提供第一过滤色光束、第二过滤色光束与第三过滤色光束。第一过滤色光束、第二过滤色光束与第三过滤色光束例如是红色光、绿色光与蓝色光，但不限制。

另外说明的是，在一实施例中，当光源112发出的光为蓝色激光，且在时段T3中是由照明光束BL中的蓝色激光照射滤光轮120时，第三滤光区可以用穿透区取代，蓝色激光通过穿透区作为本说明书的第三过滤色光束。本实用新型对滤光轮120的结构及配置并不限制。

在本实施例中，在时段T1与时段T2之间的中间时段TM中，照明光束BL的照射区从第一滤光区移动到第二滤光区并形成中间过滤色光束。在时段T2与时段T3之间的中间时段TM中，照明光束BL照射区从第二滤光区移动到第三滤光区并形成另一中间过滤色光束。同理，在时段T3与后一时段之间也可具有形成又一中间过滤色光束的中间时段TM，如此依滤光轮的配置进行循环。

首先，针对时段T1过渡到时段T2的期间，时段T1、时段T2与中间时段TM可分别称为第一时段、第二时段与中间时段。第一时段T1、中间时段TM与第二时段T2可连续，且中间时段TM的长度可小于第一时段T1或第二时段T2的长度。第一过滤色光束、第二过滤色光束与中间过滤色光束可对应图1中的第一过滤色光束FL1、第二过滤色光束FL2与中间过滤色光束FL3。

在第一时段T1期间，闭合开关SW1，断开开关SW2～SW4，电源112提供第一驱动电流(电流值为Ic)，照明光束BL通过滤光轮120的第一滤光区以提供第一过滤色光束FL1(例如是红色光)。在第二时段T2中，闭合开关SW2，断开开关SW1、SW3、SW4，电源112提供第二驱动电流(例如，电流值同样可为Ic)，照明光束BL通过滤光轮120的第二滤光区以提供第二过滤色光束FL2(例如是绿色光)。

在第一时段T1与第二时段T2之间的中间时段TM中，闭合开关SW4，断开开关SW1～SW3，电源112提供中间驱动电流(例如，电流值为Im)，照明光束BL同时照射到部分的第一滤光区与部分的第二滤光区，且形成中间过滤色光束。因此，中间过滤色光束可为第一过滤色光束与第二过滤色光束的混合光。在中间时段TM，光阀140可被关闭。

为了避免或降低驱动电流Id的变化幅度过大而造成异音出现，从第一驱动电流至中间驱动电流的差值可不大于此二者其中较大者的一半。具体而言，中间驱动电流的数值可在第一驱动电流的1/2至第一驱动电流的2倍的范围内。也就是说，Ic/2≤Im≤2Ic。另外，为了进一步避免或降低异音，第二驱动电流亦可在中间驱动电流的1/2至中间驱动电流的2倍的范围内。也就是说，Im/2≤Ic≤2Im。

换句话说，中间驱动电流与第一驱动电流的差值ΔI的绝对值小于或等于中间驱动电流与第一驱动电流其中较大者的二分之一。替代地或附加地，第二驱动电流与中间驱动电流的差值ΔI的绝对值小于或等于第二驱动电流与中间驱动电流其中较大者的二分之一。

在中间时段TM，光阀140可被关闭。进一步而言，为了降低投影系统100的能耗及/或减少额外的热能，可在上述中间驱动电流的数值范围内，选择数值较小的中间驱动电流，例如降低中间驱动电流的大小。因此，中间驱动电流可大于或等于第一驱动电流的1/2，且小于或等于第一驱动电流，即中间驱动电流的数值调整为Ic/2≤Im≤Ic。另外，为了提升能源效率及/或影像亮度，可在上述第二驱动电流的数值范围内，选择数值较大的第二驱动电流，例如大于或等于中间驱动电流，且小于或等于中间驱动电流的2倍，即第二驱动电流的数值调整为Im≤Ic≤2Im。

在图4A的实施例中，中间驱动电流的电流值Im小于第一与第二驱动电流的电流值Ic，但大于电流值Ic的1/2。在图4B的实施例中，中间驱动电流的电流值Im大于第一与第二驱动电流的电流值Ic，但小于电流值Ic的2倍。

在时段T3的驱动电流Id的电流值大小也是Ic，因此对时段T2过渡到时段T3来说，中间时段TM的驱动电流调整方式与上述的说明相似，在此不再赘述。

整体来说，为了避免或降低从第一时段T1到第二时段T2的投影过程中产生异音，控制装置130可控制电源112，以持续地提供驱动电流Id，也就是说，在这个过程中光源114不会被关闭。在中间时段TM，控制装置130可控制电源112，以调整驱动电流Id大小。为了进一步达到节能的目的，控制装置130可控制中间驱动电流大于或等于第一驱动电流与第二驱动电流中的较大者的二分之一，且小于或等于第一驱动电流与第二驱动电流中的较小者的2倍。

图5是依照本实用新型的另一实施例的一种驱动电流的示意图。在图5的实施例与图4A、图4B的实施例相似，同样可利用投影系统100以及控制方法200产生。如图5所绘示，第一时段T1、第二时段T2与第三时段T3期间，驱动电流可不同，介于这些时段之间的各个中间时段TM的驱动电流亦可不同。

举例而言，第一时段T1的驱动电流为第一驱动电流Id1，第二时段T2的驱动电流为第二驱动电流Id2，第三时段T3的驱动电流为第三驱动电流Id3，其中第一驱动电流Id1小于第二驱动电流Id2，第二驱动电流Id2大于第三驱动电流Id3，第三驱动电流Id3大于例如在时序上处于下一阶段的第一驱动电流值Id1。在第一时段T1、第二时段T2与第三时段T3之间的中间时段TM的驱动电流分别为中间驱动电流Im1、Im2与Im3。

针对处于时段T1与时段T2之间的中间时段TM来说，为了避免或降低在驱动电流的电流值从Id1变化到Im1的过程中产生异音，中间驱动电流Im1可以被设定为大于或等于第一驱动电流Id1的1/2，且小于或等于第一驱动电流Id1的2倍。再者，为了降低能耗，中间驱动电流Im1可以被设定为大于或等于第一驱动电流Id1的1/2，且小于或等于第一驱动电流Id1。

类似地，为了避免或降低在驱动电流的电流值从Im1变化到Id2的过程中产生异音，第二驱动电流Id2可以设定为大于或等于中间驱动电流Im1的1/2，且小于或等于中间驱动电流Im2的2倍。也就是说，相邻的两个时段的驱动电流的差值ΔI小于等于相邻的两个时段中较大的驱动电流的1/2。

进一步来说，在本实施例中，为了避免或降低异音以及降低在中间时段TM的能耗，中间驱动电流Im1可以设定为大于或等于第一驱动电流Id1与第二驱动电流Id2中的较大者的1/2，且小于或等于第一驱动电流Id1与第二驱动电流Id2中的较小者的2倍。

类似的，针对位于时段T2与时段T3之间的中间时段TM来说，中间驱动电流Im2可以被设定为大于或等于第二驱动电流Id2的1/2，且小于或等于第三驱动电流Id3的2倍。针对位于时段T3与时段T1之间的中间时段TM来说，中间驱动电流Im3可以被设定为大于或等于第三驱动电流Id3的1/2，且小于或等于第一驱动电流Id1的2倍。中间驱动电流Im1、Im2、Im3在上述的范围中可以被设定为相同也可以不相同，本实用新型并不限制。

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投影系统中，根据要播放的影像信号，投影系统可以获得照明光束分别通过滤光片上的多个滤光区时所对应的多个驱动电流值，根据这些驱动电流来调整中间驱动电流，让驱动电流的变化幅度不超过相邻的两个时段中较大的驱动电流的1/2，以避免或降低投影过程中机器因为光源的开关造成的异音。在实际应用中，对应至滤光轮的各个滤光区的驱动电流可能因光照亮度、影像对比度、色彩亮度等各种要求而加以预先设定，在此情形中，中间驱动电流Im1、Im2、Im3可根据例如第一、第二及/或第三驱动电流的大小而部分地或选择性地符合上述数值范围，以符合所输出的影像的亮度要求及/或降低噪音的需求。投影系统在中间时段不必关闭电源，但在中间时段中会关闭光阀让中间过滤色光不被投影出来，以维护影像品质。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利覆盖的范围内。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的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分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的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“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。