CN110955103A - 投影装置及其光源模块与波长转换轮及滤光轮同步方法 - Google Patents

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Abstract

一种投影装置及其光源模块与波长转换轮及滤光轮同步方法。检测波长转换轮与滤光轮的转动状态而分别产生第一位置信号与第二位置信号。利用控制单元控制波长转换轮与滤光轮其中之一转动。利用微控制单元依据第一位置信号与第二位置信号控制波长转换轮与滤光轮其中之另一转动，而使波长转换轮与滤光轮同步旋转。本发明提供的投影装置及其光源模块与波长转换轮及滤光轮的同步方法，可在控制单元仅支援控制一个波长转换轮或滤光轮的情形下，仍可使波长转换轮以及滤光轮同步，而使投影装置正常地显示影像画面。

Description

投影装置及其光源模块与波长转换轮及滤光轮同步方法
技术领域
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种投影装置及其光源模块与波长转换轮以及滤光轮同步方法。
背景技术
投影机为一种用以产生大尺寸画面的显示装置。投影机的成像原理是将光源模块所产生的照明光束藉由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过镜头投射到屏幕或墙面上以形成影像。随着投影技术的进步及制造成本的降低，投影机的使用已从商业用途逐渐拓展至家庭用途。
在激光投影机的架构中，其主要透过使蓝光激光光束依序地通过波长转换轮以及滤光轮来产生所需颜色的光束。此种投影装置的架构需要使波长转换轮以及滤光轮同步。一般而言，波长转换轮以及滤光轮为通过影像处理器来进行同步控制，然在影像处理器不具备同时控制波长转换轮以及滤光轮与数字微镜元件同步的功能的情形下，将使得投影装置无法正常地显示影像画面。
“背景技术”部分只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”部分所揭露的内容可能包含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”部分所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种投影装置及其光源模块与波长转换轮及滤光轮的同步方法，可在控制单元仅支援控制一个波长转换轮或滤光轮的情形下，仍可使波长转换轮以及滤光轮同步，而使投影装置正常地显示影像画面。
本发明的其他目的和优点可以从本发明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，本发明之一实施例提供一种投影装置，其包括光源模块、成像元件以及投影镜头。光源模块包括光源、波长转换轮、滤光轮、第一驱动单元、第二驱动单元、微控制单元以及控制单元。光源提供激发光束。波长转换轮设置于激发光束的传递路径上，转换激发光束而产生转换光束。滤光轮设置于激发光束与转换光束的传递路径上，过滤部分的转换光束的波段而产生至少一色光束，光源模块依据激发光束以及至少一色光束形成照明光束。第一驱动单元驱动波长转换轮转动。第二驱动单元驱动滤光轮转动。控制单元控制第一驱动单元与第二驱动单元其中之一进行驱动，微控制单元控制第一驱动单元与第二驱动单元其中之另一进行驱动，而使波长转换轮与滤光轮同步旋转。成像元件设置于照明光束的传递路径上，将照明光束转换为影像光束。投影镜头设置于影像光束的传递路径上，适于将影像光束投射至投影目标。
本发明还提供一种光源模块，其包括光源、波长转换轮、滤光轮、第一驱动单元、第二驱动单元、微控制单元以及控制单元。光源提供激发光束。波长转换轮设置于激发光束的传递路径上，转换激发光束而产生转换光束。滤光轮设置于激发光束与转换光束的传递路径上，过滤部分的转换光束的波段而产生至少一色光束，光源模块依据激发光束以及至少一色光束形成照明光束。第一驱动单元驱动波长转换轮转动。第二驱动单元驱动滤光轮转动。控制单元控制第一驱动单元与第二驱动单元其中之一进行驱动，微控制单元控制第一驱动单元与第二驱动单元其中之另一进行驱动，而使波长转换轮与滤光轮同步旋转。
本发明还提供一种投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法，投影装置包括波长转换轮与滤光轮，投影装置的波长转换轮以及滤光轮的同步方法包括下列步骤。检测波长转换轮与滤光轮的转动状态而分别产生第一位置信号与第二位置信号。利用控制单元控制波长转换轮与滤光轮其中之一转动。利用微控制单元依据第一位置信号与第二位置信号控制波长转换轮与滤光轮其中之另一转动，而使波长转换轮与滤光轮同步旋转。
基于上述，本发明的实施例通过控制单元与微控制单元来分别控制波长转换轮与滤光轮的转动，如此即使在控制单元仅支援控制一个波长转换轮或滤光轮的情形下，仍可使波长转换轮以及滤光轮同步，而使投影装置正常地显示影像画面。
为让本发明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如下。
附图说明
图1是依照本发明的实施例的一种投影装置的示意图。
图2是依照本发明另一实施例的一种投影装置的示意图。
图3是依照本发明的实施例的一种检测单元检测波长转换轮的转动的示意图。
图4是依照本发明实施例的位置信号S1与位置信号S2的波形示意图。
图5是依照本发明一实施例的投影装置的波长转换轮及滤光轮同步方法的流程图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳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并非用来限制本发明。
图1是依照本发明的实施例的一种投影装置的示意图，请参照图1。投影装置100包括光源模块102、成像元件118以及投影镜头120。其中光源模块102用以提供照明光束L3给成像元件118。成像元件118可例如为液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等反射式光调变器，亦或是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)，电光调变器(Electro-OpticalModulator)、磁光调变器(Maganeto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-OpticModulator，AOM)等穿透式光调变器，然不局限于此。成像元件118设置于照明光束L3的传递路径上，成像元件118可受控于控制单元114而将照明光束L3转换为影像光束L4。投影镜头120设置于影像光束4的传递路径上，而可将影像光束L4投射至投影目标(例如墙面或投影布幕)，以于投影目标上形成投影画面。
进一步来说，光源模块102可包括光源104、波长转换轮106、滤光轮108、驱动单元110、驱动单元112、控制单元114以及微控制单元116。其中光源104可提供激发光束L1，波长转换轮106设置于激发光束L1的传递路径上，可转换激发光束L1而产生转换光束L2，滤光轮108设置于激发光束L1与转换光束L2的传递路径上，过滤部分的转换光束L2的波段，以滤除不要波段的光束，而产生至少一色光束。如此地配置光源104、波长转换轮106以及滤光轮108可使光源模块102依据激发光束L1以及至少一色光束形成照明光束L3。
举例来说，光源104可例如为蓝光激光光源，其可提供蓝光激光光束，波长转换轮106可例如为具有透光区的荧光轮，滤光轮108具有透明区以及不同颜色的多个滤片区。其中当光源104提供的蓝光激光光束照射波长转换轮106的荧光粉时，荧光粉被蓝光激光光束激发而发出黄光光束，部分的黄光光束可经过滤光轮108上的红色滤片形成红光，部分黄光光束通过滤光轮108上的透明区形成黄光光束。另外，蓝光光束可透过波长转换轮106上透光区的部分，再通过滤光轮108上的透明区可形成蓝光光束，如此便可使光源模块102提供包括不同颜色光束的照明光束L3。
在本实施例中，驱动单元110耦接波长转换轮106与控制单元114，驱动单元112耦接滤光轮108与微控制单元116，其中控制单元114可例如以影像处理器来实施，然不局限于此。控制单元114用以控制驱动单元110来驱动波长转换轮106进行转动，而微控制单元116可控制驱动单元112驱动滤光轮108以与波长转换轮106同步的方式进行转动，而使滤光轮108与波长转换轮106可将激发光束L1转换为投影所需的照明光束L3。如此藉由提供微控制单元116来控制驱动单元112驱动滤光轮108进行转动，在控制单元仅支援控制一个波长转换轮106或滤光轮108的情形下，仍可使波长转换轮106以及滤光轮108同步，而使投影装置正常地显示影像画面。
值得注意的是，在其它实施例中，也可由控制单元114控制驱动单元110来驱动滤光轮108进行转动，并由微控制单元116控制驱动单元112驱动波长转换轮106进行转动，以使波长转换轮106与滤光轮108同步转动。只要能使波长转换轮106与滤光轮108同步转动，并不限定控制单元114与微控制单元116的控制对象。
图2是依照本发明另一实施例的一种投影装置的示意图，请参照图2。在本实施例中，投影装置200相较于投影装置100还包括检测单元202以及检测单元204，检测单元202耦接控制单元114与微控制单元116，检测单元204则耦接微控制单元116。其中检测单元202用以检测波长转换轮106的转动状态，以产生对应的位置信号S1给控制单元114与微控制单元116，检测单元204用以检测滤光轮108的转动状态，以产生对应的位置信号S2给微控制单元116。如此控制单元114便可依据位置信号S1稳定地控制波长转换轮106以预设转速转动，而微控制单元116则可依据位置信号S1与位置信号S2控制滤光轮108与波长转换轮106进行同步转动。
进一步来说，检测单元202检测波长转换轮106的转动的方式可例如图3所示。时间标签302与波长转换轮106间具有固定的相对位置，检测单元202可检测随波长转换轮106转动的时间标签302，而产生位置信号S1。举例来说，驱动单元110可以马达来实施，时间标签302可例如设置于马达的转轴上，时间标签302将随着驱动波长转换轮106旋转的转轴转动。检测单元202可例如以光感测器来实施，其可检测时间标签302而产生位置信号S1。类似地，检测单元204检测滤光轮108的转动的方式也可以与图3实施例相同的方式来实施，因此在此不再赘述。
详细来说，在投影装置200开机时，控制单元114可在光源104提供激发光束L1前先驱动波长转换轮106进行转动，以避免激发光束L1造成波长转换轮106的毁损。另外微控制单元116也可与同时地控制驱动单元112驱动滤光轮108与波长转换轮106一起转动。当检测滤光轮108转动的检测单元204所输出的位置讯号S2被微控制单元116判定为未转动后。微控制单元116可重新启动滤光轮108，若重启预设次数未成功，微控制单元116可告知投影装置200显示滤光轮108故障的资讯。若滤光轮108启动成功，微控制单元116可判断滤光轮108的转速与波长转换轮106是否一致。若滤光轮108的转速与波长转换轮106不一致，则微控制单元116调整滤光轮108的转速至与波长转换轮106一致。
当滤光轮108的转速一致时，微控制单元116便可将滤光轮108的转速锁定，并判断波长转换轮106与滤光轮108的相位差值是否在预设范围内，若相位差值在预设范围内，则微控制单元116维持滤光轮108的转速锁定。举例来说，图4是依照本发明实施例的位置信号S1与位置信号S2的波形示意图。其中当检测单元检测到时间标签时，位置信号处于低逻辑准位，而当检测单元未检测到时间标签时，位置信号处于高逻辑准位。如图4所示，波长转换轮106与滤光轮108的相位差值是否在预设范围内可例如依据位置信号S1与位置信号S2的下降缘出现的时间差PD来决定，例如当时间差PD在预设时间范围内时，可判断波长转换轮106与滤光轮108的相位差值在预设范围内。而若时间差PD未在预设时间范围内，也就是相位差值未在预设范围内时，微控制单元116可微调滤光轮108的转速，直到滤光轮108与波长转换轮106的相位差落在预设范围内后，再进行滤光轮108的转速锁定。
图5是依照本发明一实施例的投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法的流程图。由上述实施例可知，投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法可至少包括下列步骤。首先，检测波长转换轮与滤光轮的转动状态而分别产生第一位置信号与第二位置信号(步骤S502)。接着，利用控制单元控制波长转换轮与滤光轮其中之一转动(步骤S504)，其中控制单元可例如为影像处理器，然不局限于此。然后，再利用微控制单元依据第一位置信号与第二位置信号控制波长转换轮与滤光轮其中之另一转动，而使波长转换轮与滤光轮同步旋转(步骤S506)。举例来说，可利用控制单元依据第一位置信号控制波长转换轮以预设转速转动，并利用微控制单元依据第一位置信号与第二位置信号调整滤光轮的转速，以使滤光轮具有与波长转换轮相同的转速，并使滤光轮与波长转换轮间的相位差落于预设范围内。
综上所述，本发明的实施例通过控制单元与微控制单元来分别控制波长转换轮与滤光轮的转动，如此即使在控制单元仅支援控制一个波长转换轮或滤光轮的情形下，仍可使波长转换轮以及滤光轮同步，而使投影装置正常地显示影像画面。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之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之用，并非用来限制本发明之权利范围。再者，说明书中提及的第一、第二…等，仅用以表示元件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (13)

1.一种投影装置，其特征在于，包括光源模块、成像元件以及投影镜头，其中：
所述光源模块包括光源、波长转换轮、滤光轮、第一驱动单元、第二驱动单元、微控制单元以及控制单元，其中：
所述光源提供激发光束；
所述波长转换轮设置于所述激发光束的传递路径上，转换所述激发光束而产生转换光束；
所述滤光轮设置于所述激发光束与所述转换光束的传递路径上，过滤部分的所述转换光束的波段而产生至少一色光束，所述光源模块依据所述激发光束以及所述至少一色光束形成照明光束；
所述第一驱动单元驱动所述波长转换轮转动；
所述第二驱动单元驱动所述滤光轮转动；
所述微控制单元；以及
所述控制单元控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元其中之一进行驱动，所述微控制单元控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元其中之另一进行驱动，而使所述波长转换轮与所述滤光轮同步旋转；
所述成像元件设置于所述照明光束的传递路径上，将所述照明光束转换为影像光束；以及
所述投影镜头设置于所述影像光束的传递路径上，适于将所述影像光束投射至投影目标。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括：
第一检测单元，检测所述波长转换轮的转动状态以产生第一位置信号；以及
第二检测单元，检测所述滤光轮的转动状态以产生第二位置信号，所述控制单元与所述微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元进行驱动，而使所述波长转换轮与所述滤光轮同步旋转。
3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述控制单元依据所述第一位置信号控制所述第一驱动单元驱动所述波长转换轮以预设转速转动，所述微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号控制所述第二驱动单元调整所述滤光轮的转速，以使所述滤光轮具有与所述波长转换轮相同的转速，并使所述滤光轮与所述波长转换轮间的相位差落于预设范围内。
4.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述第一驱动单元与所述第二驱动单元分别具有随所述波长转换轮与所述滤光轮转动的第一时间标签以及第二时间标签，所述第一时间标签与所述波长转换轮间具有固定的相对位置，所述第二时间标签与所述滤光轮间具有固定的相对位置，所述第一检测单元与所述第二检测单元分别包括第一光感测器以及第二光感测器，所述第一光感测器以及所述第二光感测器分别检测所述第一时间标签以及所述第二时间标签，以产生所述第一位置信号与所述第二位置信号。
5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述控制单元包括影像处理器。
6.一种光源模块，其特征在于，包括光源、波长转换轮、滤光轮、第一驱动单元、第二驱动单元、微控制单元以及控制单元，其中：
所述光源提供激发光束；
所述波长转换轮设置于所述激发光束的传递路径上，转换所述激发光束而产生转换光束；
所述滤光轮设置于所述激发光束与所述转换光束的传递路径上，过滤部分的所述转换光束的波段而产生至少一色光束，所述光源模块依据所述激发光束以及所述至少一色光束形成照明光束；
所述第一驱动单元驱动所述波长转换轮转动；
所述第二驱动单元驱动所述滤光轮转动；
所述微控制单元；以及
所述控制单元控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元其中之一进行驱动，所述微控制单元控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元其中之另一进行驱动，而使所述波长转换轮与所述滤光轮同步旋转。
7.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，还包括：
第一检测单元，检测所述波长转换轮的转动状态以产生第一位置信号；以及
第二检测单元，检测所述滤光轮的转动状态以产生第二位置信号，所述控制单元与所述微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号控制所述第一驱动单元与所述第二驱动单元进行驱动，而使所述波长转换轮与所述滤光轮同步旋转。
8.根据权利要求7所述的光源模块，其特征在于，所述控制单元依据所述第一位置信号控制所述第一驱动单元驱动所述波长转换轮以预设转速转动，所述微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号控制所述第二驱动单元调整所述滤光轮的转速，以使所述滤光轮具有与所述波长转换轮相同的转速，并使所述滤光轮与所述波长转换轮间的相位差落于预设范围内。
9.根据权利要求7所述的光源模块，其特征在于，所述第一驱动单元与所述第二驱动单元分别具有随所述波长转换轮与所述滤光轮转动的第一时间标签以及第二时间标签，所述第一时间标签与所述波长转换轮间具有固定的相对位置，所述第二时间标签与所述滤光轮间具有固定的相对位置，所述第一检测单元与所述第二检测单元分别包括第一光感测器以及第二光感测器，所述第一光感测器以及所述第二光感测器分别检测所述第一时间标签以及所述第二时间标签，以产生所述第一位置信号与所述第二位置信号。
10.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，所述控制单元包括影像处理器。
11.一种投影装置的波长转换轮及滤光轮同步方法，其特征在于，所述投影装置包括波长转换轮与滤光轮，所述投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法包括：
检测所述波长转换轮与所述滤光轮的转动状态而分别产生第一位置信号与第二位置信号；
利用控制单元控制波长转换轮与滤光轮其中之一转动；以及
利用微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号控制所述波长转换轮与所述滤光轮其中之另一转动，而使所述波长转换轮与所述滤光轮同步旋转。
12.根据权利要求11所述的投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法，其特征在于，包括：
利用所述控制单元依据所述第一位置信号控制所述波长转换轮以预设转速转动；以及
利用所述微控制单元依据所述第一位置信号与所述第二位置信号调整所述滤光轮的转速，以使所述滤光轮具有与所述波长转换轮相同的转速，并使所述滤光轮与所述波长转换轮间的相位差落于预设范围内。
13.根据权利要求11所述的投影装置的波长转换轮以及滤光轮同步方法，其特征在于，所述控制单元包括影像处理器。
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