CN103792764A - 照明*** - Google Patents

Abstract

一种照明***，应用于投影装置，其包括光源模块、积分柱以及光检测模块。积分柱具有朝向光源模块的入光面。光检测模块具有光检测元件以及导光元件。导光元件具有第一端面以及第二端面，其中第一端面相对于第二端面较远离积分柱的入光面。光检测元件是邻近导光元件的第一端面而设置，且光检测元件电连接至光源模块，而光源模块用于根据光检测元件所检测的杂散光线的光强度调整发光强度。

Description

照明***

技术领域

本发明涉及一种照明***，且特别是涉及一种应用于投影装置并可有效地调校发光强度的照明***。

背景技术

对投影机进行白点校正时，是利用光检测器来检测投影机的光源模块的红光、绿光、蓝光发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的亮度及白平衡状态。并利用微处理器(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)接收光检测器所检测的光信号转换后的电信号，以获取光源模块的亮度对应关系，以决定是否调整LED的驱动电流大小或工作周期(Duty Cycle)，进行影像色彩的优化。因此，光检测器相对光源模块的位置选择，会影响光检测器所接收到光信号强度，也会对白平衡校正产生直接影响。

图1是传统投影装置机10的示意图，光检测器11直接设置在光源模块12的光线出口处且并且电连接于电路板14。图2是光检测器配置于传统投影机中的示意图，如图2所示，光检测器11大致位于积分柱13的入光面的上方。光源模块12所发出的光线主要是由积分柱13的入光面射入积分柱，而光检测器11则是接收光源模块12散射至***且没有进入积分柱13的杂散光线，并将检测到的光信号转换成电信号后，通过电路板14传送至信号处理器(未图示)，进而调整光源模块12的亮度及白平衡状态。但是，随着LED封装技术的提升，光源模块12所发出的光线的准直度也随之提高，使得光检测器11不易接收到足够的杂散光线，而导致检测到不足的光信号。

此外，上述光检测器11是设置在封闭的光机壳体的内部，由于较为靠近温度高的光源模块12，光检测器11容易受热而使得光检测器11的性能受到影响。另外，由于光检测器11通过支撑件15固定于积分柱13的入光面上方，因此在组装时，容易造成光检测器11歪斜，而造成接收信号不佳。

因此，在投影装置中如何设置光检测元件的位置，使其有较好的收光效率且不会受到光源模块高温的影响，并进而根据光检测元件的检测结果对应地调整光线的亮度及白平衡为目前需要解决的问题。美国专利第7168826号公开具有导光装置的投影机，并在导光装置上设有光检测器。美国专利第6734957号公开投影机内的照明装置，其在反射镜后设置积分盒体，并于积分盒体内设有光电元件，用以接收光线。美国专利第7405856号公开显示***具有设置于积分柱旁的光传感器。美国专利第8152311号公开显示装置，其包括设置于光源旁的光传感器，并可依据检测到的光亮度来调整光源所发出的光线。

发明内容

本发明的目的是在提供一种照明***，可解决上述光检测器不易接收到足够的光线，以及光检测器靠近高温的光源模块，容易受热而使光检测器的性能受到影响的问题。

为实现上述优点，本发明提出一种设置于投影装置中的照明***，包括光源模块、积分柱以及光检测模块。光源模块用于发出照明光线，积分柱设置于照明光线的传递路径上并具有朝向光源模块的入光面。光检测模块具有光检测元件以及导光元件。导光元件具有第一端面以及第二端面，其中第一端面相对于第二端面较远离积分柱的入光面。光检测元件则是设置于邻近导光元件的第一端面，且光检测元件电连接至光源模块，导光元件导引照明光线产生的杂散光线至光检测元件，而光源模块用于根据光检测元件所检测的杂散光线的光强度调整发光强度。

在本发明的实施例中，上述导光元件的第一端面与第二端面垂直于积分柱的入光面。

在本发明的实施例中，上述导光元件的第一端面垂直于积分柱的入光面，而第二端面平行于积分柱的入光面。

在本发明的实施例中，上述照明***还包括透镜，设置于照明光线的传递路径上且位于光源模块及积分柱之间。

在本发明的实施例中，上述照明***还包括壳体，用以容置光源模块、透镜以及积分柱。

在本发明的实施例中，上述光检测模块的光检测元件及导光元件配置于壳体内。

在本发明的实施例中，上述壳体具有开口，且光检测模块的光检测元件位于壳体外，而光检测模块的导光元件的第二端面则经由开口伸入壳体内，使导光元件部分地位于壳体内，用以接收杂散光线。

在本发明的实施例中，上述光检测模块还包括电路板，光检测元件配置于电路板上且与电路板电连接，光检测元件通过电路板而与光源模块电连接。

在本发明的实施例中，上述导光元件的第一端面上还具有凹槽，用以容置光检测元件并配合电路板封装光检测元件。

在本发明的实施例中，上述导光元件的第二端面为凹面，用以收聚杂散光线。

在本发明的实施例中，上述杂散光线从导光元件的第二端面进入后，在导光元件内传递至第一端面，使光检测元件从第一端面检测到杂散光线。

在本发明的实施例中，上述光源模块包括单一发光二极管或多个发光二极管

本发明通过导光元件将光源模块所发出的杂散光线导引至光检测元件，可使光检测元件获得足够的光线，使其所测量到的电压最大值符合规格。并且由于利用导光元件导光，使光检测元件与光源模块的距离相对于现有技术的设置来的远，可有效避免光检测元件因光源模块所散出的热能而过热，进而影响光检测元件的性能。

为让本发明上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是传统投影机的示意图。

图2是光检测器配置于传统投影机中的示意图。

图3为依据本发明的实施例的照明***的示意图。

图4为依据本发明的另一实施例的照明***的示意图。

图5A为依据本发明的实施例的照明***的电路操作示意图。

图5B为图5A中的信号及时间对照图。

图6为本发明的实施例及现有技术的光检测元件与光源模块的信号比较图。

图7依据本发明的实施例的光检测元件的不同收光状态的信号比较图。

【主要元件符号说明】

<现有技术>

投影装置10        光检测器11

光源模块12        积分柱13

电路板14          支撑件15

<实施方式>

照明***20        光源模块21

积分柱22          入光面221

出光面222         透镜23

光检测模块24      电路板241

光检测元件242     导光元件243

第一端面2431      第二端面2432

凹槽2433          凹面2434

壳体25            开口251

信号处理器31      整合器32

驱动信号SENSE_PLS 重置信号Sr

电压信号Sv        稳态区间Ls

启动时间t1        收光时间t2

照明光线L         杂散光线S

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的优选实施例的详细说明中，将可清楚呈现。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并非用来限制本发明。

图3为依据本发明的实施例的照明***的示意图。如图3所示，应用于投影装置(未图示)的照明***20包括光源模块21、积分柱22、透镜23以及光检测模块24。

光源模块21用于发出照明光线L，光源模块21例如是包括发光二极管元件(Light emitting diodes)以及提供发光二极管元件的驱动电流的控制元件。实际实施时，则不以发光二极管元件为限，可为其它型式的光源。而且，光源模块21可包括提供单色光线的单一发光元件，例如单一灯泡(Lamp)，或是功率强的单一发光二极管，亦或是可提供混和的多色光的发光组合。发光组合例如为分别具有不同色光的多个发光元件及透镜等光学元件组合而成。

积分柱22可为空心或实心积分柱，设置于照明光线L的传递路径上，用以使光源模块21所发出的照明光线L的光强度均匀化。在本实施例中，积分柱22例如为长方柱体，实际实施则不以此为限。透镜23设置于照明光线L的传递路径上且位于光源模块21及积分柱22之间，用以将光源模块21所发出的照明光线L会聚至积分柱22的入光面221上。具体来说，透镜23例如为一凸透镜。光源模块21发出的照明光线L，先经由透镜23所会聚后，再经由积分柱22的作用，使照明光线L的剖面的强度分布被均匀化，且照明光线L经由积分柱22的出光面222射出。

光检测模块24包括电路板241、光检测元件242以及导光元件243。导光元件243例如为透明的柱状体，或是在外侧表面涂布或贴附反射层的柱状体，实际实施则不以此为限。导光元件243具有第一端面2431以及第二端面2432，其中第一端面2431相对于第二端面2432较远离积分柱22的入光面221。在本实施例中，导光元件243的第一端面2431与第二端面2432大致垂直于积分柱22的入光面221。也就是说，导光元件243例如是大致垂直积分柱22配置的直柱体。光检测元件242则是邻近导光元件243的第一端面2431而设置，并电连接至光源模块21，导光元件243导引照明光线L产生的杂散光线S至光检测元件242，以使光源模块21可根据光检测元件242所检测的杂散光线S的光强度调整发光强度。具体来说，在本实施例中，杂散光线S从导光元件243的第二端面2432进入后，在导光元件243内传递至第一端面2431，使光检测元件242从第一端面2431检测到均匀的杂散光线S，光检测元件242可将检测到的杂散光线S的光信号转换为电信号，光源模块21内部用以提供发光二极管元件的驱动电流的控制元件是根据光检测元件242所输出的电信号来调整其所输出的电流强度，以使发光二极管元件发出的照明光线L被调整至适当的亮度及白平衡。

详细来说，本实施例的光检测元件242配置于电路板241上并与其电连接，且光检测元件242即是通过电路板241而与光源模块21电连接。

更具体来说，本实施例的照明***20还包括壳体25，用以容置光源模块21、积分柱22及透镜23，本实施例中，壳体25例如为投影装置的光机壳体。壳体25具有开口251。在本实施例中，电路板241位于壳体25外，而光检测模块24的光检测元件242及导光元件243则可经由开口251伸入壳体25内。

由上述可知，本实施例的照明***20可通过导光元件243将从透镜23出射的杂散光线S导引至光检测元件242，以增加射入光检测元件242的光线强度，使光检测元件242所测量到的光信号转换成电信号后，对应输出的电压值可大于光检测元件242能稳定感测的电压规格。此外，由于照明***20利用导光元件243来导引杂散光线S，使其传递至光检测元件242，因此光检测元件242的设置位置相对于现有的设置较远离光源模块21，可有效避免光检测元件242受到光源模块21所散发出的热能而产生过热，使得光检测元件242的性能受到影响，造成感测不准确的问题。

此外，导光元件243的第一端面2431上还可以形成凹槽2433，用以容置光检测元件242，并且配合电路板241气密地封装光检测元件242，用以保护光检测元件242，并同时具有防尘的效果。另一方面，导光元件243的第二端面2432例如是凹面，可用以加强会聚杂散光线S的效果，由此增加接收到的杂散光线S的光强度。

当欲对光检测模块24进行维修时，无需拆开壳体25，可通过壳体25的开口251将导光元件243抽出即可，进而大幅减少拆开壳体25而导致落尘进入壳体25内部的情况发生；另外，也可以将光源模块21从壳体25抽出，进行维修，而导光元件243则可将壳体25的开口251封住。

图4为依据本发明的另一实施例的照明***的示意图。本实施例的照明***20’与图3所示的照明***20大致相同，其不同之处在于，壳体25的开口251相对于图3的开口251移至较为远离光源模块21处，且光检测模块24的光检测元件242与导光元件243的第一端面2431位于壳体25外。具体来说，本实施例的导光元件243的第一端面2431大致垂直于积分柱22的入光面221，而第二端面2432大致平行于积分柱22的入光面221。也就是说，本实施例的导光元件243的形状大致呈L型，且第二端面2432经由开口251伸入壳体25内，使导光元件243部分地位于壳体25内，而第一端面2431、光检测元件242以及电路板241则设置于壳体25外部。由此，可使光检测元件242更为远离光源模块21，避免光检测元件242受到光源模块21所散出的热能而温度升高，并且可提供组装生产及设计更为方便的选择。

图5A为依据本发明的实施例的照明***的电路操作示意图。图5B为图5A中的信号及时间对照图。请同时参考图3、图4、图5A及图5B，实际操作时，当信号处理器31接收到驱动信号(SENSE_PLS)为High时，光源模块21会对应被启动，信号处理器31延迟一段启动时间t1后发出重置信号Sr至整合器(Integrator)32，光检测元件242与整合器32电连接而对应地被导通启动。此时，光检测元件242所接收的光能量所转换成的电流量会对整合器32进行充电，并将其所获得的电位差，即为电压信号Sv，输出至信号处理器31。当信号处理器31经过一段收光时间t2后，其所接收到的电压信号Sv可到达一定值，此时即可关闭光检测元件242。在本实施例中，由于导光元件243可有效地增加射入光检测元件242光线，因而可缩短图5B所绘示的收光时间t2。

图6为本发明的实施例及现有技术的光检测元件与光源模块信号比较图。如图6所示，光源模块开启后，经过一段启动时间t1后，光检测元件才会开始被导通而将接收到的光信号转换为电信号。在现有技术1中，光检测模块无导光元件，且光检测元件的位置远离光源模块，导致光检测元件收光不足，且再经过一段收光时间t2后，其所得到的电压信号小于2.5V(Voltage,伏特数)，不符光检测元件能稳定感测的电压规格所需。但光检测元件的工作温度小于摄氏(Celsius)温度60度，工作温度符合规格。在现有技术2中，光检测模块无导光元件，且光检测元件的位置接近光源，使得光检测元件收光充足，且再经过一段收光时间t2后，其所得到的电压信号大于或等于2.5V，符合光检测元件能稳定感测的电压规格所需。但光检测元件的工作温度却会被光源模块影响而大于摄氏温度60度，工作温度不符规格。在本发明上述实施例中，请参考图3及图4，利用上述实施例的导光元件，使光检测元件的设置位置远离光源模块，而光检测元件收光充足，且再经过一段收光时间t2后，其所得到的电压信号除了可大于或等于2.5V，符合光检测元件能稳定感测的电压规格所需，光检测元件的工作温度也可小于摄氏温度60度，工作温度符合规格。

图7依据本发明的实施例的光检测元件的不同收光状态的信号比较图。除了上述利用导光元件使光检测元件远离光源模块的作法之外，本发明更可利用硬件或软件的设计来延长光检测元件的收光时间t2的作法，来使光检测元件输出的电压信号符合2.5V的规格所需。但需注意的是，由于光源模块开启时会出现所发出的照明光线的强度不稳定的非稳态时间，也就是图7中所示的启动时间t1。需使光检测元件导通后收光时间t2的范围落在光源模块输出的启动时间t1之后的稳态区间Ls，并且小于稳态区间Ls，使光检测元件可以在稳态区间Ls内稳定的接收杂散光线并转换成电信号输出，否则将会得到不稳定的电压信号。图7绘示出设置于同一位置的光检测元件的不同收光状态，其中，光检测元件的收光状态1为未使用导光元件，但利用硬件或软件的设计来延长光检测元件的收光时间t2，使光检测元件收光状态1的收光时间t2落在光源模块输出的启动时间t1之后，但大于光源模块输出的稳态区间Ls，则会产生输出电压信号不稳定的问题。而光检测元件的收光状态2为使用导光元件来进行接收杂散光散，光检测元件收光状态2的收光时间t2落在光源模块输出的启动时间t1之后，并且小于光源模块输出的稳态区间Ls，则可以输出稳定的电压信号。

综上所述，本发明至少具有以下优点：

1、通过导光元件将光源模块所发出的杂散光线导引至光检测元件，可使光检测元件获得足够的光线，使其所测量到的电压信号值符合光检测元件能稳定感测的电压规格。

2、由于利用导光元件导光，光检测元件与光源模块之间的距离可较现有技术来的远，以避免光检测元件因光源模块所散出的热能而产生过热的问题，进而影响光检测元件的工作性能。

3、当欲对光检测模块进行维修时，无需拆开光机壳体，因此可大幅减少壳体拆开而导致落尘进入壳体内部的情况发生。

虽然本发明已以优选实施例描述如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许修改与变化，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定者为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件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。

Claims (12)

1.一种照明***，用于投影装置，所述照明***包括：

光源模块，用于发出照明光线；

积分柱，设置于所述照明光线的传递路径上并具有入光面，所述入光面朝向所述光源模块；

光检测模块，包括：

导光元件，所述导光元件具有第一端面以及第二端面，其中所述第一端面相对于所述第二端面较远离所述积分柱的所述入光面；以及

光检测元件，设置于邻近所述导光元件的所述第一端面，且所述光检测元件电连接至所述光源模块，所述导光元件导引所述照明光线产生的杂散光线至所述光检测元件，而所述光源模块根据所述光检测元件所检测的所述杂散光线用于调整所述照明光线的发光强度。

2.根据权利要求1所述的照明***，其中所述导光元件的所述第一端面与所述第二端面垂直于所述积分柱的所述入光面。

3.根据权利要求1所述的照明***，其中所述导光元件的所述第一端面垂直于所述积分柱的所述入光面，而所述第二端面平行于所述积分柱的所述入光面，且所述导光元件呈L型。

4.根据权利要求1所述的照明***，还包括透镜，设置于所述照明光线的传递路径上且位于所述光源模块及所述积分柱之间。

5.根据权利要求4所述的照明***，还包括壳体，用以容置所述光源模块、所述透镜以及所述积分柱。

6.根据权利要求5所述的照明***，其中所述光检测元件及所述导光元件配置于所述壳体内。

7.根据权利要求5所述的照明***，其中所述壳体具有开口，且所述光检测元件位于所述壳体外，所述导光元件的所述第二端面经由所述开口伸入所述壳体内，使所述导光元件部分地位于所述壳体内，用以接收所述杂散光线。

8.根据权利要求1所述的照明***，其中所述光检测模块还包括电路板，所述光检测元件配置于所述电路板上且与所述电路板电连接，所述光检测元件通过所述电路板而与所述光源模块电连接。

9.根据权利要求8所述的照明***，其中所述导光元件的所述第一端面上还具有凹槽，用以容置所述光检测元件并配合所述电路板封装所述光检测元件。

10.根据权利要求1所述的照明***，其中所述导光元件的所述第二端面为凹面，用以收聚所述杂散光线。

11.根据权利要求1所述的照明***，其中所述杂散光线从所述导光元件的所述第二端面进入后，在所述导光元件内传递至所述第一端面，使所述光检测元件从所述第一端面检测所述杂散光线。

12.根据权利要求1所述的照明***，其中所述光源模块包括单一发光二极管或多个发光二极管。

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