專利名稱：濾光模塊及采用所述濾光模塊的投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾光模塊及采用所述濾光模塊的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當使用投影機投射影像時，會因應(yīng)用場合而有不同的需求，例如-當家庭劇院用的投影機，會需要強調(diào)輸出色彩的逼真，而當會議簡報用的 投影機，則會需要強調(diào)輸出亮度的提高。
參閱圖1，是現(xiàn)有一種UHP光源的光譜能量分布圖，在可見光波長 380 780nm之間，有兩道分別代表綠光波長的550nm，及代表黃光波長的 570nm的高能量波峰，而這兩道高能量波峰因投影機的應(yīng)用場合不同而有 下列的區(qū)別(一)對于家庭劇院用的投影機，需要較精確的色彩表現(xiàn)，以 逼近真實的顏色，所以希望經(jīng)濾光片后的綠光能較精純，因此濾光片被設(shè) 計成能將代表黃光波長570nm的高能量波峰濾掉，只剩代表綠光波長 550nm的高能量波峰，如此，能與其它原色搭配出精確的色彩；但是卻也 因舍棄了代表黃光波長570nm的高能量波峰，而造成投射影像亮度降低的 問題。(二)對于會議簡報用的投影機，則因需要有較高亮度的輸出，以 便達到多人一起使用的目的，所以希望能使用較高能量輸出，因此濾光片 被設(shè)計成過濾的范圍會保留住代表黃光波長570mn的高能量波峰，如此， 未被濾掉570nm高能量波峰可以增加輸出的亮度；但是綠光波長中含有黃 光波長，會造成與其它原色搭配后色彩表現(xiàn)精確性不佳的問題。綜合上述 的說明可知，目前單一部投影機難以兼顧使用于家庭劇院時精確色彩輸 出，及使用于會議簡報時高亮度輸出的兩種需求
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有投影機的上述缺陷， 提供一種可在高亮度輸出與精確色彩輸出之間轉(zhuǎn)換的濾光模塊及采用所述 濾光模塊的投影系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種濾光模塊， 應(yīng)用于投影系統(tǒng)中，所述投影系統(tǒng)包含第一色光，而所述濾光模塊包含
濾光單元，位于所述第一色光的光路上；及
驅(qū)動單元，包括連接于所述濾光單元的聯(lián)結(jié)件，及驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件
的驅(qū)動件；所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件帶動所述濾光單元在第一狀態(tài)及第 二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且于所述第一、第二狀態(tài)期間分別使寬波長范圍光譜、 窄波長范圍光譜通過。
在本發(fā)明所述的濾光模塊中，所述濾光單元更包括 前置濾光片，用以使第一波長范圍的光譜通過；及 后置濾光片，用以使第二波長范圍的光譜通過。
在本發(fā)明所述的濾光模塊中，所述驅(qū)動單元的聯(lián)結(jié)件是連接于所述 后置濾光片，并于第一狀態(tài)期間藉由所述聯(lián)結(jié)件將所述后置濾光片由所述 光路上移除。
在本發(fā)明所述的濾光模塊中，所述濾光單元包括帶寬穿透濾光片， 且當濾光單元處于第一狀態(tài)時，所述帶寬穿透濾光片的法線與所述光路呈 平行；當所述濾光單元處于第二狀態(tài)時，所述帶寬穿透濾光片的法線與所 述第一色光的光路呈非平行。
在本發(fā)明所述的濾光模塊中，所述驅(qū)動件驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件帶動帶寬 穿透濾光片轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明還提供了一種投影系統(tǒng)，包含
光源模塊，用以輸出光束；
分色鏡，分離所述光束成第一色光與雙色光；
濾光單元，位于所述第一色光的光路上；及
驅(qū)動單元，包含
聯(lián)結(jié)件，連接于所述濾光單元；及驅(qū)動件，驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件，其中，所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件帶動所述 濾光單元在第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，以分別使寬波長范圍光譜、窄波 長范圍光譜通過。
在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述濾光單元更包括
前置濾光片，令第一波長范圍光譜穿透；及
后置濾光片，令第二波長范圍光譜穿透。
在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述濾光單元處于第一狀態(tài)的期間， 所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件驅(qū)動所述后置濾光片于所述光路上移除。
在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述濾光單元更包括帶寬穿透濾光 片，且當所述帶寬穿透濾光單元處于第一狀態(tài)時，所述帶寬穿透濾光片的
法線與所述光路呈平行；當所述濾光單元處于第二狀態(tài)時，所述帶寬穿透 濾光片的法線與所述光路呈非平行。
在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述驅(qū)動件驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件帶動帶寬 穿透濾光片轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的有益效果在于因為該濾光單元在第一狀態(tài)時可以供寬波
長范圍光譜穿過，使得該第一色光有較多能量能穿過該濾光單元，得到高 亮度的輸出，另外，當該濾光單元被轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)時，則可以供窄波長 范圍光譜穿過，使得該第一色光得以較精確的波長穿過該濾光單元，之后 與其它色光配合可以得到精確色彩的輸出，確實能達到本發(fā)明的目的。


圖l現(xiàn)有一種UHP光源的光譜能量分布圖2是俯視示意圖，說明本發(fā)明用于投影系統(tǒng)的濾光模塊的第一較 佳實施例，及所設(shè)置的投影系統(tǒng)；
圖3是各波長的穿透率示意圖，說明該第一較佳實施例的濾光單元 的濾光特性；
圖4是側(cè)視示意圖，說明該第一較佳實施例的驅(qū)動單元；
圖5是俯視示意圖，說明本發(fā)明用于投影系統(tǒng)的濾光模塊的第二較佳實施例，及所設(shè)置的投影系統(tǒng)；及
圖6是側(cè)視示意圖，說明該第二較佳實施例的驅(qū)動單元。
附圖標號說明
1濾光單元921分色鏡
11前置濾光片922反射件
12后置濾光片923相位板
2驅(qū)動單元924第一偏極分光鏡
21框架925第二偏極分光鏡
22聯(lián)結(jié)件926雙色棱鏡
23驅(qū)動件93信號模塊
24滑軌931第一影像單元
3濾光單元932第二影像單元
31帶寬穿透濾光片933第三影像單元
4驅(qū)動單元94投影鏡頭
41框架95光束
411支點部951第一色光
412滑槽952雙色光
42聯(lián)結(jié)件953第二色光
43驅(qū)動件954第三色光
9投影系統(tǒng)N法線
91光源模塊e夾角
92光管理模塊
具體實施例方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖 的兩個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
在本發(fā)明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類 似的組件是以相同的標號來表示。參閱圖2、圖3，是本發(fā)明濾光模塊應(yīng)用于投影系統(tǒng)的第一較佳實施 例，說明本第一較佳實施例是安裝于投影系統(tǒng)9中。該投影系統(tǒng)9包含有 光源模塊91、光管理模塊92、信號模塊93，及投影鏡頭94。該光源模塊 91可輸出呈第一極性的白色光束95;該光管理模塊92包括分離該光束95 成第一色光951與雙色光952的分色鏡921、多個分別反射該第一色光 951與雙色光952的反射件922、供該第一色光951轉(zhuǎn)換成第二極性的相 位板923、供呈第二極性的第一色光951輸入的第一偏極分光鏡924、黏 合于該第一偏極分光鏡924并供呈第一極性的雙色光952 的第二偏極 分光鏡925，及黏合于該第二偏極分光鏡925并供分離該雙色光952成第 二色光953與第三色光954的雙色棱鏡926;該信號模塊93包括鄰近該第 一偏極分光鏡924并供該第一色光951的第二極性轉(zhuǎn)換成第一極性的第一 影像單元931，及鄰近該雙色棱鏡926并分別供該第二、第三色光953、 954的第一極性轉(zhuǎn)換成第二極性的第二影像單元932與第三影像單元 933，另外，每一影像單元931 933供對應(yīng)的色光951、 953、 954含有影 像信號；該投影鏡頭94鄰近該第二偏極分光鏡925并供該第二偏極分光 鏡925內(nèi)含有影像信號的這些色光951、 953、 954投影輸出。在本實施例 中，該第一色光951是三原色光中的綠光，該第二色光953是三原色光中 的藍光，該第三色光954是三原色光中的紅光。而本發(fā)明用于投影系統(tǒng)的 濾光模塊包含有濾光單元l，及驅(qū)動單元2。
該濾光單元1，位于該分色鏡921與第一影像單元931之間且在該第 一色光951的光路上，包括有供第一種波長范圍光譜穿過的前置濾光片 11，及供第二種波長范圍光譜穿過的后置濾光片12。在本第一較佳實施例 中，配合如圖1所示一種現(xiàn)有UHP光源的光譜能量分布，該第一種波長范 圍光譜如圖3中的實線所示；而該第二種波長范圍光譜則如圖3中的虛線 所示，所以，該第一種波長范圍光譜可穿過的波長范圍是寬于該第二種波 長范圍光譜可穿過的波長范圍。
配合圖4，該驅(qū)動單元2，包括供該后置濾光片12設(shè)置的框架21、 藉由該框架21連接于該濾光單元1的后置濾光片12的聯(lián)結(jié)件22、驅(qū)動該聯(lián)結(jié)件22的驅(qū)動件23，及兩個供該框架21與后置濾光片12滑動的滑軌 24;在本第一較佳實施例中，該聯(lián)結(jié)件22是設(shè)置于該框架21的齒輪條， 該驅(qū)動件23是可驅(qū)動該聯(lián)結(jié)件來回移動的馬達，且于該馬達心軸上連接 與該齒輪條嚙合的齒輪。
接著說明本第一較佳實施例如何讓該投影系統(tǒng)9在高亮度輸出與精 確色彩輸出之間進行轉(zhuǎn)換
當使用者選擇讓該投影系統(tǒng)9高亮度輸出時，控制該驅(qū)動件23轉(zhuǎn) 動，藉由該聯(lián)結(jié)件22將該后置濾光片12由該第一色光951的光路上移 開，如圖4中的移動方向所示，此時，該濾光單元l只有該前置濾光片11 位于該第一色光951的光路上，而對應(yīng)該前置濾光片11的第一種波長范 圍光譜，可以讓圖1上所示的兩道分別代表綠光波長的550nm，及代表黃 光波長的570nm的高能量波峰，均通過該前置濾光片11，直接輸出到后續(xù) 的該相位板923。由上述的說明定義該濾光單元1此時位于供寬波長范圍 光譜穿過的第一狀態(tài)，即能讓570nm的高能量波峰穿過，達到該投影系統(tǒng) 9在亮度輸出上的增加，形成高亮度輸出。
另外，當使用者選擇讓該投影系統(tǒng)9由高亮度輸出轉(zhuǎn)換至精確色彩 輸出時，控制該驅(qū)動件23反向轉(zhuǎn)動，藉由該聯(lián)結(jié)件22將該后置濾光片12 移回到該第一色光951的光路上，如圖2所示，此時，該濾光單元l的前 置濾光片11及后置濾光片12皆是位于該第一色光951的光路上，如此， 兩道分別代表綠光波長的550nm，及代表黃光波長的570nm的高能量波 峰，雖然均符合對應(yīng)該前置濾光片11的第一種波長范圍光譜，而通過該 前置濾光片11;但當行進至該后置濾光片12時，其中代表黃光波長的 570nm的高能量波峰即無法符合對應(yīng)該后置濾光片12的第二種波長范圍光 譜，而無法通過該后置濾光片12，所以，最后將只有代表綠光波長550nm 的高能量波峰可以通過該前、后置濾光片11、 12，直接輸出到后續(xù)的該相 位板923。由上述的說明定義該濾光單元1此時位于供窄波長范圍光譜穿 過的第二狀態(tài)，即只能讓550nm的高能量波峰穿過，達到該投影系統(tǒng)9在 綠光輸出上的純化，之后與其它色光配合可以得到精確色彩的輸出。值得說明的是在本第一較佳實施例中，該前、后置濾光片11、 12 是位于該第一色光951的光路上并呈相鄰間隔地排列，之后才是該相位板 923，但如果因為空間不足等因素而無法被設(shè)計成相鄰間隔地排列時，該 前、后置濾光片11、 12也可以被設(shè)計分別位于該第一色光951的光路上 其它組件之前、后面， 一樣能達到上述在高亮度輸出與精確色彩輸出之間 轉(zhuǎn)換的功效。另外，在本第一較佳實施例中，該第二種波長范圍光譜可穿 過的波長范圍也可以是寬于該第一種波長范圍光譜可穿過的波長范圍，并 且配合將該驅(qū)動單元2改變設(shè)計至連接于該前置濾光片11， 一樣能達到上 述在高亮度輸出與精確色彩輸出之間轉(zhuǎn)換的功效。
參閱圖5、圖6，是本發(fā)明濾光模塊應(yīng)用于投影系統(tǒng)的第二較佳實施 例，與該第一較佳實施例主要不同之處在于該濾光單元3只有一片帶寬 穿透濾光片31，而且是利用該驅(qū)動單元4改變該帶寬穿透濾光片31的角 度達到上述在高亮度輸出與精確色彩輸出之間轉(zhuǎn)換的功效。以下說明本第 二較佳實施例-
該濾光單元3，位于該分色鏡921與第一影像單元931之間且在該第 一色光951的光路上，包括有供寬波長范圍光譜穿過的帶寬穿透濾光片 31;在本第二較佳實施例中，配合如圖1所示一種現(xiàn)有UHP光源的光譜能 量分布，如圖3中的實線。
該驅(qū)動單元4，包括供該帶寬穿透濾光片31設(shè)置的框架41、藉由該 框架41連接于該濾光單元3的帶寬穿透濾光片31的聯(lián)結(jié)件42、驅(qū)動該聯(lián) 結(jié)件42的驅(qū)動件43;其中，該框架41具有支點部411，及滑槽412。在 本第二較佳實施例中，該聯(lián)結(jié)件42是連接于該框架41的滑槽412的凸輪 桿，該驅(qū)動件43是可驅(qū)動該凸輪桿來回轉(zhuǎn)動的馬達。
接著說明本第二較佳實施例如何讓該投影系統(tǒng)9在高亮度輸出與精 確色彩輸出之間進行轉(zhuǎn)換
當使用者選擇讓該投影系統(tǒng)9高亮度輸出時，控制該驅(qū)動件43轉(zhuǎn) 動，藉由該聯(lián)結(jié)件42在該框架41的滑槽412內(nèi)朝靠近該支點部411的移 動，帶動該帶寬穿透濾光片31與該第一色光951的光路呈垂直，也就是帶寬穿透濾光片31的法線與第一色光951的光路呈平行，如圖5所示； 此時，對應(yīng)該帶寬穿透濾光片31的寬波長范圍光譜，可以讓圖1上所示 的兩道分別代表綠光波長的550nm，及代表黃光波長的570nm的高能量波 峰，均通過該帶寬穿透濾光片31,直接輸出到后續(xù)的該相位板923。由上 述的說明定義該濾光單元3此時位于供寬波長范圍光譜穿過的第一狀態(tài)， 即能讓570nm的高能量波峰穿過，達到該投影系統(tǒng)9在亮度輸出上的增 加，形成高亮度輸出。
另外，當使用者選擇讓該投影系統(tǒng)9由高亮度輸出轉(zhuǎn)換至精確色彩 輸出時，控制該驅(qū)動件43反向轉(zhuǎn)動，藉由該聯(lián)結(jié)件42在該框架41的滑 槽412內(nèi)朝遠離該支點部411的移動，帶動該帶寬穿透濾光片31與該第 一色光951的光路呈非垂直，即該帶寬穿透濾光片31的法線N與該第一 色光951的光路夾設(shè)有夾角0 ，如圖6所示；此時，該帶寬穿透濾光片31 對該第一色光951可通過的光譜范圍會由呈垂直時的寬波長范圍光譜偏移 成窄波長范圍光譜；換句話說，對欲通過該帶寬穿透濾光片31的第一色 光951，當該帶寬穿透濾光片31由呈垂直轉(zhuǎn)換成非垂直時，其可通過的光 譜范圍會由寬波長范圍隨著該夾角e的角度變大而逐漸往窄波長范圍光譜 方向偏移。在本第二較佳實施例中，當夾角9由0度轉(zhuǎn)換成27.5度時， 該寬波長范圍光譜，會偏移成窄波長范圍光譜。因此，兩道分別代表綠光 波長的550nm，及代表黃光波長的570nm的高能量波峰，最后將只有代表 綠光波長550nm的高能量波峰可以通過該帶寬穿透濾光片31，直接輸出到 后續(xù)的該相位板923。由上述的說明定義該濾光單元3此時位于供窄波長 范圍光譜穿過的第二狀態(tài)，即只能讓550nm的高能量波峰穿過，達到該投 影系統(tǒng)9在綠光輸出上的純化，之后與其它色光配合可以得到精確色彩的 輸出。
綜合上述兩個較佳實施例的說明，可以得知本發(fā)明的濾光模塊利用 控制該驅(qū)動單元2、 4，帶動該濾光單元1、 3在供寬波長范圍光譜穿過的 第一狀態(tài)與供窄波長范圍光譜穿過的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，當該濾光單元 1、 3在第一狀態(tài)時，可以供寬波長范圍光譜穿過，使得該第一色光951的二道高能量波峰均可以穿過該濾光單元1、 3，得到高亮度的輸出，另外， 當該濾光單元1、 3在第二狀態(tài)時，可以供窄波長范圍光譜穿過，使得該 第一色光951中只有一道綠光的高能量波峰可以穿過該濾光單元l、 3，如 此該第一色光951得以較精確的波長與其它色光配合，得到精確色彩的輸 出；所以本發(fā)明用于投影系統(tǒng)的濾光模塊可以達到在高亮度輸出與精確色 彩輸出之間轉(zhuǎn)換的功效。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施 的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與 修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種濾光模塊，應(yīng)用于投影系統(tǒng)中，其特征在于，所述投影系統(tǒng)包含第一色光，而所述濾光模塊包含濾光單元，位于所述第一色光的光路上；及驅(qū)動單元，包括連接于所述濾光單元的聯(lián)結(jié)件，及驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件的驅(qū)動件；所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件帶動所述濾光單元在第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且于所述第一、第二狀態(tài)期間分別使寬波長范圍光譜、窄波長范圍光譜通過。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光模塊，其特征在于，所述濾光單元更包括前置濾光片，用以使第一波長范圍的光譜通過；及 后置濾光片，用以使第二波長范圍的光譜通過。
3. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的濾光模塊，其特征在于，所述驅(qū)動單元的 聯(lián)結(jié)件是連接于所述后置濾光片，并于第一狀態(tài)期間藉由所述聯(lián)結(jié)件將所 述后置濾光片由所述光路上移除。
4. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光模塊，其特征在于，所述濾光單元包 括帶寬穿透濾光片，且當濾光單元處于第一狀態(tài)時，所述帶寬穿透濾光片 的法線與所述光路呈平行；當所述濾光單元處于第二狀態(tài)時，所述帶寬穿 透濾光片的法線與所述第一色光的光路呈非平行。
5. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的濾光模塊，其特征在于，所述驅(qū)動件驅(qū)動 所述聯(lián)結(jié)件帶動帶寬穿透濾光片轉(zhuǎn)動。
6. —種投影系統(tǒng)，其特征在于，包含 光源模塊，用以輸出光束；分色鏡，分離所述光束成第一色光與雙色光； 濾光單元，位于所述第一色光的光路上；及 驅(qū)動單元，包含聯(lián)結(jié)件，連接于所述濾光單元；及驅(qū)動件，驅(qū)動所述聯(lián)結(jié)件，其中，所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件帶動所述 濾光單元在第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，以分別使寬波長范圍光譜、窄波 長范圍光譜通過。
7. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光單元更包括前置濾光片，令第一波長范圍光譜穿透；及 后置濾光片，令第二波長范圍光譜穿透。
8. 依據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光單元處 于第一狀態(tài)的期間，所述驅(qū)動件藉由所述聯(lián)結(jié)件驅(qū)動所述后置濾光片于所 述光路上移除。
9. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光單元更 包括帶寬穿透濾光片，且當所述帶寬穿透濾光單元處于第一狀態(tài)時，所述 帶寬穿透濾光片的法線與所述光路呈平行；當所述濾光單元處于第二狀態(tài) 時，所述帶寬穿透濾光片的法線與所述光路呈非平行。
10. 依據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動件驅(qū)動 所述聯(lián)結(jié)件帶動帶寬穿透濾光片轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濾光模塊及采用所述濾光模塊的投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包含輸出光束的光源模塊、分離該光束成第一色光與雙色光的分色鏡，及供該第一色光含有影像信號的第一影像單元，而該濾光模塊包含濾光單元及驅(qū)動單元，其中，該濾光單元位于該分色鏡與第一影像單元之間且在該第一色光的光路上；該驅(qū)動單元包括連接于該濾光單元的聯(lián)結(jié)件，及驅(qū)動該聯(lián)結(jié)件的驅(qū)動件；該驅(qū)動件藉由該聯(lián)結(jié)件帶動該濾光單元在供寬波長范圍光譜穿過的第一狀態(tài)，及供窄波長范圍光譜穿過的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
文檔編號G02B7/00GK101435903SQ20071016976
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者吳子龍, 彭威翔, 林耿暉, 柯兆陽, 洪一中, 洪文郎, 熊堅智 申請人:亞洲光學股份有限公司