光源系統(tǒng)、投影裝置與光源切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光源系統(tǒng)以及光源切換方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種提供三維(3D)影像的投影的光源系統(tǒng)以及光源切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來由于投影裝置的制造技術(shù)逐漸提升，越來越多的投影裝置能夠提供3D影像的投影技術(shù)。波長(zhǎng)多路復(fù)用技術(shù)(Wavelength Multiplexing Technology)是常見的一種3D投影技術(shù)，使用六種不同波長(zhǎng)(包括兩種紅光、兩種藍(lán)光與兩種綠光)的激光并進(jìn)行多路復(fù)用與切換。然而，綠色波長(zhǎng)的激光功率低、效率低且成本高昂。因此，需要一種更簡(jiǎn)便、更輕巧、效率更好的光源系統(tǒng)，提供六種不同波長(zhǎng)的光源而產(chǎn)生3D影像，以滿足市場(chǎng)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種光源系統(tǒng)，包括一光線切換元件、一第一光源、一第一分光元件以及一分光組合元件。光線切換元件在一第一狀態(tài)以及不同于第一狀態(tài)的一第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換。光源系統(tǒng)于第一狀態(tài)產(chǎn)生一第一波段光線，并且在第二狀態(tài)產(chǎn)生不同于第一波段光線的一第二波段光線，以支援3D影像的投影。第一光源用以發(fā)出一第一光線。第一分光元件用以將第一光線反射至一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件而產(chǎn)生不同于第一光線的一第二光線，并且穿透第二光線至光線切換元件。分光組合元件包括一第二分光元件，用以將一第二光源所發(fā)出的第三光線穿透至光線切換元件。在第一狀態(tài)時(shí)，光線切換元件反射第二光線至第二分光兀件的一第一濾光兀件而產(chǎn)生第一波段光線。在第二狀態(tài)時(shí)，第二光線與第三光線分別被光線切換元件穿透至一反射元件，再分別穿透至第一分光元件與第二分光元件，以產(chǎn)生第二波段光線。
[0004]本發(fā)明提供一種光源切換方法，包括:將一第一光源所發(fā)出的第一光線反射至一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件而產(chǎn)生不同于第一光線的一第二光線；將一第二光源所發(fā)出的第三光線穿透至一光線切換元件；通過一光線切換元件在一第一狀態(tài)以及不同于第一狀態(tài)的一第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換，其中在第一狀態(tài)時(shí)，通過光線切換元件反射第二光線至第一濾光元件而產(chǎn)生一第一波段光線，以及在第二狀態(tài)時(shí)，第二光線與第三光線分別通過光線切換元件穿透至一反射元件，再分別穿透至第一分光元件與第二分光元件，以產(chǎn)生第二波段光線。
【附圖說明】
[0005]圖1為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)的示意圖；
[0006]圖2為本發(fā)明所提供的光線切換元件的示意圖；
[0007]圖3為本發(fā)明所提供的分光組合元件的示意圖；
[0008]圖4A為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)切換為第一狀態(tài)的示意圖；
[0009]圖4B為本發(fā)明所提供的第一分光元件的穿透率的示意圖；
[0010]圖4C為本發(fā)明所提供的第一濾光元件的穿透率的示意圖；
[0011]圖5A、圖5B為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)切換為第二狀態(tài)的示意圖；
[0012]圖6A為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)切換為2D模式的示意圖；
[0013]圖6B為本發(fā)明所提供的第二濾光元件的穿透率的示意圖；
[0014]圖6C為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)切換為2D模式的另一示意圖；
[0015]圖7為本發(fā)明所提供的光源切換方法的流程圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]100?光源系統(tǒng)；
[0018]110?第一分光元件；
[0019]110T、122T、126T ?全反射面；
[0020]112?相位轉(zhuǎn)換元件；
[0021]120?分光組合元件；
[0022]122?第二分光元件；
[0023]124?第一濾光元件；
[0024]126?第三分光兀件；
[0025]128?第二濾光元件；
[0026]129 ?鏡面；
[0027]130?波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件；
[0028]140?光線切換元件；
[0029]142?反射區(qū)域；
[0030]144?穿透區(qū)域；
[0031]150?反射元件；
[0032]152 ?焦面；
[0033]156 ?光軸；
[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?共軛焦點(diǎn)；
[0038]SlO?第一光源；
[0039]S20?第二光源。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下將詳細(xì)討論本發(fā)明各種實(shí)施例的元件及使用方法。然而值得注意的是，本發(fā)明所提供的許多可行的發(fā)明概念可實(shí)施在各種特定范圍中。這些特定實(shí)施例僅用于舉例說明本公開的元件及使用方法，但非用于限定本發(fā)明的范圍。同時(shí)，以下實(shí)施例及圖式中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件均已省略而未繪示。圖式中各元件間的尺寸關(guān)系僅為求容易了解，非用以限制實(shí)際比例。
[0041]圖1為本發(fā)明所提供的光源系統(tǒng)100的示意圖。在一實(shí)施例中，光源系統(tǒng)100包括第一光源S10、第二光源S20、第一分光兀件110、分光組合兀件120、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換兀件130、光線切換元件140以及反射元件150。值得注意的是，分光組合元件120包括第二分光元件122,并且第二分光兀件122包括第一濾光兀件124。如圖1所7K,在本實(shí)施例中，第一分光元件110相鄰于第二分光元件122，并且第一濾光元件124配置于第一分光元件110以及第二分光元件122之間。
[0042]在一實(shí)施例中，第一分光兀件110與第二分光兀件122總稱為一分光器(未圖示)。此外，上述分光器配置于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件130以及光線切換元件140之間，而光線切換元件140配置于第一分光元件110與第二分光元件122、以及反射元件150之間。舉例而言，第一分光元件110以及第二分光元件122為一用于全反射的棱鏡(prism)。換言之，如圖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。在另一實(shí)施例中，可配置至少一聚光元件于光源系統(tǒng)100中，以匯聚光線而減少光源系統(tǒng)100的體積。舉例而言，至少一第一聚光元件160配置于分光器以及光線切換元件140之間，以匯聚光線至光線切換元件140。至少一第二聚光元件170配置于光線切換元件140以及反射元件150之間，以匯聚光線至反射元件150。至少一第三聚光元件180配置于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件130以及分光器之間，以匯聚光線至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件130。在此實(shí)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皆為一凸透鏡。于本發(fā)明的其他實(shí)施例中，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易推及其他數(shù)目的聚光元件、具有各種型態(tài)或材質(zhì)的聚光元件的態(tài)樣。
[0043]在一實(shí)施例中，反射元件150為一球面鏡，用以反射光線。值得注意的是，光線切換元件140配置于反射元件150的焦面152 (如圖4A所示)，使得光源系統(tǒng)100的中的光線會(huì)穿透該焦面152上的共軛(conjugate)兩點(diǎn)。圖2為本發(fā)明所提供的光線切換元件140的示意圖。舉例而言，如圖2所示，光線切換元件140為一轉(zhuǎn)盤，并且光線切換元件140包括一反射區(qū)域142以及一穿透區(qū)域144。反射區(qū)域142可為鏡面材質(zhì)以反射光線。穿透區(qū)域144為透明材質(zhì)或鏤空以穿透光線至反射元件150，或是穿透來自反射元件150的光線。此外，第一光源SlO以及第二光源S20可為激光或是發(fā)光二極管。
[0044]圖3為本發(fā)明所提供的分光組合元件120的示意圖。分光組合元件120包括第二分光元件122以及第三分光元件126。舉例來說，第二分光元件122以及該第三分光元件126皆為用于全反射的棱鏡。如圖3所不，第二分光兀件122包括第一濾光兀件124以及全反射面122T，第三分光元件126包括鏡面129以及第二濾光元件128。詳細(xì)而言，第二濾光元件128配置于第三分光元件126靠近光線切換元件140的一側(cè)，并且鏡面129配置于第三分光元件126以及第一分光元件110之間。在一實(shí)施例中，分光組合元件120為可抽換的結(jié)構(gòu)，并且搭配光源系統(tǒng)100的用途而使用第二分光元件122或是第三分光元件126。換言之，當(dāng)光源系統(tǒng)100支援3D影像的投影時(shí)，則光源系統(tǒng)100使用第二分光元件122，其配置如圖1所示。當(dāng)光源系統(tǒng)100支援二維(2D)影像的投影時(shí)，則光源系統(tǒng)100使用第三分光元件126。第三分光元件126的配置如圖6A所示，將于之后的實(shí)例中詳細(xì)說明。舉例而言，當(dāng)光源系統(tǒng)100在3D投影模式時(shí)，通過一機(jī)構(gòu)組件將第二分光元件122傳送至相鄰第一分光元件110的預(yù)設(shè)位置，使得第一濾光元件124位于第一分光元件110與第二分光元件122之間。當(dāng)光源系統(tǒng)100在2D投影模式時(shí)，通過一機(jī)構(gòu)組件將第三分光元件126傳送至相鄰第一分光元件110的預(yù)設(shè)位置，使得鏡面129位于第一分光元件110與第三分光元件126之間。
[0045]圖4A為本發(fā)