CN209879242U - 投影装置及其光源*** - Google Patents

Abstract

投影装置包括光源***、光阀和投影镜头。光源***包括激光光源、控制电路、波长转换装置和合光装置。激光光源提供第一光束且包括多个发光单元。控制电路耦接激光光源，控制部分多个发光单元提供第一光束并检测电特性，当特性参数未达预设值，禁能发光单元，并控制其余发光单元提供第一光束。波长转换装置配置于第一光束传递路径上，将部分第一光束转换成第二光束。合光装置配置于第一光束与第二光束传递路径上，汇合第二光束和第一光束产生照明光束。光阀位于照明光束传递路径上将照明光束转换成影像光束。投影镜头位于影像光束传递路径上将影像光束转换成投影光束。该投影装置及其光源***可延长更换光源的时间，减少更换频率，提高使用便利性。

Description

投影装置及其光源***

技术领域

本实用新型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***。

背景技术

近年来以发光二极管(light-emitting diode,LED)和激光二极管(laser diode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。由于激光二极管相较于发光二极管具有高于约20％的发光效率，为了突破发光二极管的光源限制，因此渐渐发展了以激光光源激发荧光粉而产生投影机所需用的纯色光源。此外，激光投影装置除了可以使用激光光源激发荧光粉发光外，亦可直接以激光作为投影机照明光源，并具有因应亮度需求而调整光源数目的优点，以达到各种不同亮度的投影机需求。

一般来说，激光投影机控制激光光源模块(Laser module)的方式大多是将激光光源模块中所有的激光二极管(laser diode)并联连接，以统一控制其开启和关闭，因此当激光光源模块的使用寿命结束时，需将整组的激光光源模块汰换。例如假设一个激光光源模块寿命为10000小时，则在激光投影机使用10000小时后即需更换光源，然由于投影机常架设于天花板上，如此将使得光源的更换不便。

“背景技术”部分只是用来帮助了解本实用新型内容，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，不代表所述内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表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装置及其光源***，可延长更换激光光源的周期时间，减少更换激光光源的频率，而提高投影装置的使用便利性。

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，本实用新型之一实施例提供一种投影装置，包括激光光源、控制电路、波长转换装置、合光装置、光阀以及投影镜头。激光光源提供第一光束，激光光源包括多个发光单元。控制电路耦接激光光源，控制部分的发光单元提供光束作为第一光束，并检测提供光束的发光单元的电特性，当提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为第一光束。波长转换装置配置于第一光束的传递路径上，将部分的第一光束转换成第二光束。合光装置配置于第一光束与第二光束的传递路径上，汇合第二光束以及未进行波长转换的第一光束而产生照明光束。光阀位于照明光束的传递路径上，将照明光束转换成影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上，将影像光束转换成投影光束。

本实用新型还提供一种投影装置的光源***，包括激光光源、控制电路、波长转换装置以及合光装置。激光光源提供第一光束，激光光源包括多个发光单元。控制电路耦接激光光源，控制部分的发光单元提供光束作为第一光束，并检测提供光束的发光单元的电特性，当提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为第一光束。波长转换装置配置于第一光束的传递路径上，将部分的第一光束转换成第二光束。合光装置配置于第一光束与第二光束的传递路径上，汇合第二光束以及未进行波长转换的第一光束而产生照明光束。

基于上述，本实用新型的实施例在提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为激光光源所提供的第一光束，如此便可延长更换激光光源的周期时间，减少更换激光光源的频率，而提高投影装置的使用便利性。

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如下。

附图说明

图1是依照本实用新型的实施例的一种投影装置的示意图。

图2是依照本实用新型的实施例的一种投影装置的激光光源与控制电路的示意图。

图3A是依照本实用新型的实施例的一种致能光源模块的示意图。

图3B是依照本实用新型另一实施例的一种致能光源模块的示意图。

图4是依照本实用新型一实施例的投影装置的投影方法的流程图。

图5是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。

图6是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。

图7是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。

具体实施方式

有关本实用新型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，将可清楚地呈现。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实用新型。

图1是依照本实用新型的实施例的一种投影装置的示意图，请参照图1。投影装置10包括光源***、光阀110以及投影镜头112。其中光源***包括激光光源102、控制电路104、波长转换装置106以及合光装置108。控制电路104耦接激光光源102，激光光源102包括多个发光单元(绘示于图2)，激光光源102可受控于控制电路104而提供第一光束L1。进一步来说，控制电路104控制部分的发光单元提供光束来作为第一光束L1。波长转换装置106配置于第一光束L1的传递路径上，将部分的第一光束L1转换为第二光束L2，另一部分的第一光束L1则未进行波长转换而直接穿透波长转换装置106或被波长转换装置106反射，波长转换装置106可例如为荧光色轮，然不局限于此。如本领域技术人员所知，当波长转换装置106为荧光色轮时，在荧光色轮旋转时，第一光束L1入射在荧光色轮的不同位置。详细而言，荧光色轮具有至少两个区域，分别为第一区域与第二区域。第一区域具有荧光材料，用于将第一光束L1转换成第二光束L2，而第二区域则可以设置透光元件(例如玻璃板)或者反射片，亦可于第二区域上形成反射层，例如涂布反射层等，并不加以限制。

因此上述部分的第一光束L1指的是照射在波长转换装置106第一区域时的第一光束L1，波长转换装置106的第一区域上的荧光材料将第一光束L1转换成第二光束L2。另一部分的第一光束L1则指的是照射在波长转换装置106第二区域时的第一光束L1，使得第一光束L1可以直接穿透波长转换装置106的第二区域，或者第一光束L1被波长转换装置106的第二区域反射，所谓的照射在波长转换装置106第二区域时的第一光束L1，也就是在后面内容中所描述的未进行波长转换的第一光束L1’。

合光装置108配置于第一光束L1与第二光束L2的传递路径上，汇合第二光束L2以及未进行波长转换的第一光束L1’而产生照明光束L3。

光阀110位于照明光束L3的传递路径上，将照明光束L3转换成影像光束L4，其中光阀110可例如为数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)或穿透式液晶面板，然不局限于此。投影镜头112位于影像光束L4的传递路径上，将影像光束L4转换成投影光束L5，而投射至投影屏幕(未绘示)上形成影像画面。

其中，控制电路104可检测提供光束的发光单元的电特性(例如电压信号或电流信号)，例如检测流经发光单元的电流大小来判断发光单元的工作状态。当提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，例如流经发光单元的电流突然变小至预设值以下时，代表发光单元可能因已到达使用寿命而使得发光亮度衰减，此时控制电路104可禁能提供光束的发光单元，并控制其余原本未提供光束的发光单元开始提供备用光束来作为第一光束L1，以确保提供光束的发光单元的特性参数符合规定，使激光光源102可持续稳定地提供符合投影需求的第一光束L1。如此透过致能激光光源102中预备的发光单元可延长更换激光光源的周期时间，减少更换激光光源的频率，而提高投影装置10的使用便利性。

值得注意的是在部分实施例中，控制电路104判断发光单元的工作状态的方式除了检测提供光束的发光单元的电特性以外，亦可例如透过计数发光单元的使用时间来判断发光单元的工作状态，当发光单元的使用时间超过预设时间长度时，便禁能提供光束的发光单元，并控制其余原本未提供光束的发光单元开始提供备用光束来作为第一光束L1。此外，在其它实施例中，控制电路104也可选择不禁能原本提供光束的发光单元，而同时致能其它原本未提供光束的发光单元一起提供光束，来使第一光束L1符合投影需求。

图2是依照本实用新型的实施例的一种投影装置的激光光源与控制电路的示意图。进一步来说，激光光源102可包括耦接控制电路104的第一光源模块M1以及第二光源模块M2，在本实施例中，第一光源模块M1包括多个第一发光单元LU1～LU4，第二光源模块M2包括多个第二发光单元LU5～LU8，其中一个光源模块可例如包括一个激光二极管阵列(laserdiode bank)，一个发光单元可例如包括一个激光二极管通道(laser diode channel)，然不局限于此。控制电路104可致能第一光源模块M1中部分的第一发光单元以及第二光源模块M2中部分的第二发光单元，以提供光束作为第一光束L1。举例来说，图3A是依照本实用新型的实施例的一种致能光源模块的示意图，在图3A中，控制电路104可致能第一光源模块M1中的第一发光单元LU1与LU2，并致能第二光源模块M2中的第二发光单元LU7与LU8，以提供光束作为第一光束L1。

控制电路104可依据来自提供光束的发光单元的电压或电流回授信号FB1来判断提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值，例如依据流经发光单元的电流大小来判断提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值。当提供光束的第一发光单元LU1、LU2与第二发光单元LU7、LU8的特性参数未达到预设值时，控制电路104可禁能提供光束的第一发光单元LU1、LU2与第二发光单元LU7、LU8，并控制其余的第一发光单元LU3、LU4以及其余的第二发光单元LU5、LU6提供备用光束作为第一光束L1。

值得注意的是，第一发光单元LU1、LU2与第二发光单元LU7、LU8所提供的光束入射至合光装置108所产生的光斑以及第一发光单元LU3、LU4与第二发光单元LU5、LU6所提供的备用光束入射至合光装置108所产生的光斑具有相同的数量及位置。例如在图3A中，在切换提供第一光束L1的第一发光单元与第二发光单元前后，合光装置108上皆包括16个位置不变的光斑，如此可确保激光光源102在切换提供第一光束L1的第一发光单元与第二发光单元前后可提供光特性相近或相同的第一光束L1，并使第一光束L1符合投影的需求。

另外，一开始提供光束的第一发光单元与第二发光单元的配置并不以图3A实施例为限，例如在图3B实施例中，控制电路104也可控制第一发光单元LU1、LU3与第二发光单元LU6、LU8来作为一开始提供光束的发光单元，而后再致能第一发光单元LU2、LU4与第二发光单元LU5、LU7来作为提供备用光束的发光单元。也就是说，只要发光单元的配置能使激光光源102在切换提供第一光束L1的第一发光单元与第二发光单元前后可提供光特性相近或相同的第一光束L1，皆可作为发光单元的配置方式。

在其它实施例中，也可控制电路104也可控制致能第一光源模块M1的所有发光单元(第一发光单元LU1～LU4)提供光束以作为第一光束L1，当提供光束的第一发光单元LU1～LU4的特性参数未达到预设值时，禁能第一发光单元LU1～LU4，而后再致能第二光源模块M2中所有发光单元(第二发光单元LU5～LU7)来作为提供备用光束的发光单元，惟驱动整个光源模块的发光单元进行发光的驱动方式相较于仅驱动光源模块中的部分发光单元的驱动方式将具有较大的功率消耗。

此外，在部分实施例中，控制电路104还可在提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，控制投影装置10投影显示光源选择介面，以提醒使用者发光单元已到达使用寿命，并供使用者选择提供光束的发光单元。控制电路104可依据对应使用者选择操作的光源选择指令禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为第一光束L1，而使得光源***的控制更有弹性。

图4是依照本实用新型一实施例的投影装置的投影方法的流程图。由上述实施例可知，投影装置的投影方法可至少包括下列步骤。首先，控制部分的发光单元提供光束作为第一光束(步骤S402)。接着，检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值(步骤S404)，例如依据来自提供光束的发光单元的电压或电流回授信号判断提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值。若提供光束的发光单元的特性参数达到预设值，例如当流经发光单元的电流大于预设电流值，可代表发光单元所提供的光强度仍符合投影需求，此时可回到步骤S404继续检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值。而若提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值，则禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为第一光束(步骤S406)，接着再将部分的第一光束转换成第二光束(步骤S408)，其中原光束入射至合光装置所产生的光斑以及备用光束入射至合光装置所产生的光斑具有相同的数量及位置。然后，汇合第二光束以及未进行波长转换的第一光束而产生照明光束(步骤S410)，再将照明光束转换成影像光束(步骤S412)，最后将影像光束转换成投影光束(步骤S414)。如此致能激光光源中预备的发光单元可延长更换激光光源的周期时间，减少更换激光光源的频率，而提高投影装置的使用便利性。

图5是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。本实施例的投影方法与图4实施例的投影方法的不同之处在于，在本实施例中，当检测到提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，可先控制投影装置投影显示光源选择介面(步骤S502)，以提醒使用者发光单元已到达使用寿命，并供使用者选择提供光束的发光单元。然后再依据对应使用者选择操作的光源选择指令禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为第一光束(步骤S504)，而后再接者执行步骤S408～S414，如此可使光源***的控制更有弹性。

图6是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。本实施例的投影方法与图4实施例的投影方法的不同之处在于激光光源包括第一光源模块以及第二光源模块，且第一光源模块包括多个第一发光单元，第二光源模块包括多个第二发光单元。在本实施例中，先致能第一光源模块中部分的第一发光单元以及第二光源模块中部分的第二发光单元，以提供光束作为第一光束(步骤S602)，接着再检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值(步骤S404)，若提供光束的发光单元的特性参数达到预设值，回到步骤S404继续检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值。而若提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值，则禁能提供光束的第一发光单元与第二发光单元，并控制其余的第一发光单元以及其余的第二发光单元提供备用光束作为第一光束(步骤S604)，而后再接者执行步骤S408～S414。

图7是依照本实用新型另一实施例的投影装置的投影方法的流程图。本实施例的投影方法与图6实施例的投影方法的不同之处在于，在本实施例中，先致能第一光源模块中的所有发光单元(第一发光单元)，以提供光束作为第一光束(步骤S702)。接着再检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值(步骤S404)，若提供光束的发光单元的特性参数达到预设值，回到步骤S404继续检测提供光束的发光单元的特性参数是否达到预设值。而若提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值，则禁能提供光束的第一发光单元，并致能第二光源模块中的所有发光单元(第二发光单元)提供备用光束作为第一光束(步骤S704)，而后再接者执行步骤S408～S414。

综上所述，本实用新型的实施例在提供光束的发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供光束的发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为激光光源所提供的第一光束，如此便可延长更换激光光源的周期时间，减少更换激光光源的频率，而提高投影装置的使用便利性。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。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之全部目的或优点或特点。此外，摘要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，包括激光光源、控制电路、波长转换装置、合光装置、光阀以及投影镜头，其中：

所述激光光源提供第一光束，所述激光光源包括多个发光单元；

所述控制电路耦接所述激光光源，控制部分的所述多个发光单元提供光束作为所述第一光束，并检测提供所述光束的所述多个发光单元的电特性，当提供所述光束的所述多个发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供所述光束的所述多个发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为所述第一光束；

所述波长转换装置配置于所述第一光束的传递路径上，将部分的所述第一光束转换成第二光束；

所述合光装置配置于所述第一光束与所述第二光束的传递路径上，汇合所述第二光束以及未进行波长转换的所述第一光束而产生照明光束；

所述光阀位于所述照明光束的传递路径上，将所述照明光束转换成影像光束；以及

所述投影镜头位于所述影像光束的传递路径上，将所述影像光束转换成投影光束。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述激光光源包括：

第一光源模块，耦接所述控制电路，所述第一光源模块包括多个第一发光单元；以及

第二光源模块，耦接所述控制电路，所述第二光源模块包括多个第二发光单元，所述控制电路致能所述第一光源模块中部分的所述多个第一发光单元以及所述第二光源模块中部分的所述多个第二发光单元，以提供所述光束作为所述第一光束，当提供所述光束的所述多个第一发光单元与所述多个第二发光单元的特性参数未达到所述预设值时，禁能提供所述光束的所述多个第一发光单元与所述多个第二发光单元，并控制其余的所述多个第一发光单元以及其余的所述多个第二发光单元提供所述备用光束作为所述第一光束。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述激光光源包括：

第一光源模块，耦接所述控制电路，所述第一光源模块包括多个第一发光单元；以及

第二光源模块，耦接所述控制电路，所述第二光源模块包括多个第二发光单元，所述控制电路致能所述多个第一发光单元，以提供所述光束作为所述第一光束，当提供所述光束的所述多个第一发光单元的特性参数未达到所述预设值时，禁能所述多个第一发光单元，并致能所述多个第二发光单元提供所述备用光束。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述光束作为所述第一光束入射至所述合光装置所产生的光斑以及所述备用光束作为所述第一光束入射至所述合光装置所产生的光斑具有相同的数量及位置。

5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述控制电路依据来自提供所述第一光束的所述多个发光单元的电压或电流回授信号判断提供所述第一光束的所述多个发光单元的特性参数是否达到所述预设值。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，当提供所述光束作为所述第一光束的所述多个发光单元的特性参数未达到所述预设值时，所述控制电路还控制所述投影装置投影显示光源选择介面，所述控制电路依据光源选择指令禁能提供所述光束作为所述第一光束的所述多个发光单元，并控制其余的发光单元提供所述备用光束作为所述第一光束。

7.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述波长转换装置具有第一区域与第二区域，所述第一区域具有荧光材料，当所述第一光束照射在所述第一区域时，所述荧光材料用于将所述第一光束转换成所述第二光束，而当所述第一光束照射在所述第二区域时，所述第一光束直接穿透所述第二区域，或者所述第一光束被所述第二区域反射。

8.一种投影装置的光源***，其特征在于，包括激光光源、控制电路、波长转换装置以及合光装置，其中：

所述激光光源提供第一光束，所述激光光源包括多个发光单元：

所述控制电路耦接所述激光光源，控制部分的所述多个发光单元提供光束作为所述第一光束，并检测提供所述光束的所述多个发光单元的电特性，当提供所述光束的所述多个发光单元的特性参数未达到预设值时，禁能提供所述光束的所述多个发光单元，并控制其余的发光单元提供备用光束作为所述第一光束；

所述波长转换装置配置于所述第一光束的传递路径上，将部分的所述第一光束转换成第二光束；以及

所述合光装置配置于所述第一光束与所述第二光束的传递路径上，汇合所述第二光束以及未进行波长转换的所述第一光束而产生照明光束。

9.根据权利要求8所述的投影装置的光源***，其特征在于，所述激光光源包括：

第一光源模块，耦接所述控制电路，所述第一光源模块包括多个第一发光单元；以及

第二光源模块，耦接所述控制电路，所述第二光源模块包括多个第二发光单元，所述控制电路致能所述第一光源模块中部分的所述多个第一发光单元以及所述第二光源模块中部分的所述多个第二发光单元，以提供所述光束作为所述第一光束，当提供所述光束的所述多个第一发光单元与所述多个第二发光单元的特性参数未达到所述预设值时，禁能提供所述光束的所述多个第一发光单元与所述多个第二发光单元，并控制其余的所述多个第一发光单元以及所述多个第二发光单元提供所述备用光束作为所述第一光束。

10.根据权利要求8所述的投影装置的光源***，其特征在于，所述激光光源包括：

第一光源模块，耦接所述控制电路，所述第一光源模块包括多个第一发光单元；以及

第二光源模块，耦接所述控制电路，所述第二光源模块包括多个第二发光单元，所述控制电路致能所述多个第一发光单元，以提供所述光束作为所述第一光束，当提供所述光束的所述多个第一发光单元的特性参数未达到所述预设值时，禁能所述多个第一发光单元，并致能所述多个第二发光单元提供所述备用光束作为所述第一光束。

11.根据权利要求8所述的投影装置的光源***，其特征在于，所述光束作为所述第一光束入射至所述合光装置所产生的光斑以及所述备用光束作为所述第一光束入射至所述合光装置所产生的光斑具有相同的数量及位置。

12.根据权利要求8所述的投影装置的光源***，其特征在于，所述控制电路依据来自提供所述第一光束的所述多个发光单元的电压或电流回授信号判断提供所述第一光束的所述多个发光单元的特性参数是否达到所述预设值。

13.根据权利要求8所述的投影装置的光源***，其特征在于，所述波长转换装置具有第一区域与第二区域，所述第一区域具有荧光材料，当所述第一光束照射在所述第一区域时，所述荧光材料用于将所述第一光束转换成所述第二光束，而当所述第一光束照射在所述第二区域时，所述第一光束直接穿透所述第二区域，或者所述第一光束被所述第二区域反射。