TWI685709B - 光學模組 - Google Patents
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Abstract
一種光學模組，包含一光源、一螢光輪、一第一驅動單元、一色輪、一第二驅動單元、一第三驅動單元以及一控制單元。螢光輪包含一螢光區。色輪包含複數個扇形濾光片。至少一個扇形濾光片包含複數個濾光區。複數個濾光區之圓心角相同，且至少二個相鄰濾光區之顏色相異。控制單元選擇性地以一延遲時間控制第一驅動單元與第二驅動單元的其中之一，以控制螢光區與複數個濾光區的其中之一之重疊比例。控制單元選擇性地控制第三驅動單元驅動色輪相對螢光輪移動，以使複數個濾光區的其中之一移動至對應螢光區之位置。
Description
本發明關於一種光學模組，尤指一種藉由控制螢光輪之螢光區與色輪之濾光區之重疊比例，以滿足不同色彩亮度與不同色域的需求之光學模組。
色輪（color wheel）係為數位光學處理（Digital Light Processing，DLP）投影機之色彩來源。光源發出之光線通過數位微型反射鏡元件（Digital Micromirror Device，DMD）反射，再穿過色輪，即可呈現不同色彩。一般而言，色輪係由複數個濾光片組成。當有不同色彩亮度（Color Light Output，CLO）需求時，必須改變濾光片之圓心角。由於具有不同圓心角之濾光片需分別製作，會使得色輪之製作成本提高。
本發明的目的之一在於提供一種藉由控制螢光輪之螢光區與色輪之濾光區之重疊比例，以滿足不同色彩亮度與不同色域的需求之光學模組，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之光學模組包含一光源、一螢光輪、一第一驅動單元、一色輪、一第二驅動單元、一第三驅動單元以及一控制單元。螢光輪相對光源設置，且螢光輪包含一螢光區。第一驅動單元用以驅動螢光輪轉動。色輪相對螢光輪設置，且色輪包含複數個扇形濾光片。複數個扇形濾光片排列成圓形，且至少一個扇形濾光片包含複數個濾光區。複數個濾光區之圓心角相同，且至少二個相鄰濾光區之顏色相異。第二驅動單元用以驅動色輪轉動。第三驅動單元用以驅動色輪相對螢光輪移動。控制單元電性連接於第一驅動單元、第二驅動單元與第三驅動單元。控制單元在控制第一驅動單元以驅動螢光輪轉動以及控制第二驅動單元以驅動色輪轉動時，選擇性地以一延遲時間控制第一驅動單元與第二驅動單元的其中之一，以控制螢光區與複數個濾光區的其中之一之重疊比例。控制單元選擇性地控制第三驅動單元驅動色輪相對螢光輪移動，以使複數個濾光區的其中之一移動至對應螢光區之位置。
綜上所述，本發明之光學模組係以延遲時間控制螢光輪之螢光區與色輪之濾光區之重疊比例，且控制色輪相對螢光輪移動，以滿足不同色彩亮度與不同色域的需求。由於色輪之濾光片上的複數個濾光區具有相同圓心角，因此，本發明不需要分別製作具有不同圓心角之濾光片，可有效降低色輪之製作成本。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖至第6圖，第1圖為根據本發明一實施例之光學模組1的功能方塊圖，第2圖為第1圖中的螢光輪12的示意圖，第3圖為第1圖中的色輪16的示意圖，第4圖為光線通過螢光輪12與色輪16後之輸出光線色彩的示意圖，第5圖為光線通過螢光輪12與色輪16後之輸出光線色彩的另一示意圖，第6圖為光線通過螢光輪12與色輪16後之輸出光線色彩的另一示意圖。
如第1圖所示，光學模組1包含一光源10、一螢光輪12、一第一驅動單元14、一色輪16、一第二驅動單元18、一第三驅動單元20以及一控制單元22。光學模組1可應用於投影機或其它光學裝置，以輸出各種光線色彩。於此實施例中，光源10可為雷射，但不以此為限。第一驅動單元14用以驅動螢光輪12轉動。第二驅動單元18用以驅動色輪16轉動，且第三驅動單元20用以驅動色輪16相對螢光輪12移動。於此實施例中，第一驅動單元14、第二驅動單元18與第三驅動單元20可為馬達，但不以此為限。控制單元22電性連接於光源10、第一驅動單元14、第二驅動單元18與第三驅動單元20。於此實施例中，控制單元22可為一控制器，用以控制光源10、第一驅動單元14、第二驅動單元18與第三驅動單元20之作動。
螢光輪12相對光源10設置，且色輪16相對螢光輪12設置。如第2圖所示，螢光輪12包含一螢光區120以及一透明區122。於此實施例中，螢光區120係為塗佈螢光粉之區域。舉例而言，當光源10發出之光線為藍光時，螢光輪12之螢光區120可設有黃色螢光粉以將藍光轉換為黃光，且藍光可直接通過透明區122。需說明的是，光源10發出之光線之顏色與螢光區120之顏色可根據實際應用而決定，不以上述之實施例為限。
如第3圖所示，色輪16包含複數個扇形濾光片160、162、164，且複數個扇形濾光片160、162、164排列成圓形，其中至少一個扇形濾光片包含複數個濾光區，複數個濾光區之圓心角相同，且至少二個相鄰濾光區之顏色相異。於此實施例中，扇形濾光片160可包含二個濾光區160a、160b，二個濾光區160a、160b之圓心角相同，且二個濾光區160a、160b之顏色相異；扇形濾光片162可包含二個濾光區162a、162b，二個濾光區162a、162b之圓心角相同，且二個濾光區162a、162b之顏色相異；扇形濾光片164可包含一個透明區1640。需說明的是，扇形濾光片之數量與每一個扇形濾光片之濾光區之數量可根據實際應用而決定，不以上述之實施例為限。
於此實施例中，光源10發出之光線可為一次色，且螢光輪12之螢光區120與扇形濾光片160、162之濾光區160a、160b、162a、162b可為二次色。舉例而言，當光源10發出之光線為藍色時，螢光輪12之螢光區120可為黃色，扇形濾光片160、162之濾光區160a、160b、162a、162b可為洋紅色（magenta）或青綠色（cyan）。
於此實施例中，扇形濾光片160之濾光區160a、160b可屬於同一色系（例如，洋紅色），且扇形濾光片162之濾光區162a、162b可屬於同一色系（例如，青綠色）。由於二個濾光區160a、160b之顏色相異，因此，濾光區160a可為深洋紅色，且濾光區160b可為淺洋紅色。同理，由於二個濾光區162a、162b之顏色相異，因此，濾光區162a可為深青綠色，且濾光區162b可為淺青綠色。
於另一實施例中，扇形濾光片160之濾光區160a、160b可屬於不同色系，且扇形濾光片162之濾光區162a、162b可屬於不同色系。舉例而言，濾光區160a可為深洋紅色，濾光區160b可為淺青綠色，濾光區162a可為深青綠色，且濾光區162b可為淺洋紅色。
需說明的是，每一個扇形濾光片之濾光區之顏色係可根據實應應用而決定，不以上述之實施例為限。
光學模組1運作時，控制單元22係控制第一驅動單元14以驅動螢光輪12轉動以及控制第二驅動單元18以驅動色輪16轉動。當螢光輪12之透明區122對應色輪16之濾光區160a之一部分，且螢光輪12之螢光區120對應色輪16之濾光區160a之另一部分、濾光區162a與透明區1640時，光源10發出之光線通過螢光輪12與色輪16後之輸出光線色彩係如第4圖所示。於此實施例中，光源10發出之光線為藍色，螢光區120為黃色，濾光區160a為深洋紅色，且濾光區162a為深青綠色，因此，輸出光線色彩係為藍色、深紅色、深綠色與黃色。
當不同色彩亮度需求時，控制單元22可選擇性地以一延遲時間控制第一驅動單元14與第二驅動單元18的其中之一，以控制螢光輪12之螢光區120與色輪16之濾光區160a、162a的其中之一之重疊比例，以調整輸出光線色彩之比例。如第5圖所示，在控制單元22以延遲時間控制第一驅動單元14與第二驅動單元18的其中之一後，螢光輪12之螢光區120與色輪16之濾光區160a之重疊比例增加，因此，輸出紅光之比例即會增加。藉此，即可根據不同色彩亮度需求調整輸出光線色彩之比例。
當不同色域需求時，控制單元22可選擇性地控制第三驅動單元20驅動色輪16相對螢光輪12移動，以使濾光區160a、160b、162a、162b的其中之一移動至對應螢光區120之位置。如第6圖所示，控制單元22可控制第三驅動單元20驅動色輪16相對螢光輪12移動，以使濾光區160b、162b移動至對應螢光區120之位置。於此實施例中，光源10發出之光線為藍色，螢光區120為黃色，濾光區160b為淺洋紅色，且濾光區162b為淺青綠色，因此，輸出光線色彩係為淺紅色、淺綠色、黃色與藍色。藉此，即可根據不同色域需求調整輸出光線色彩。
綜上所述，本發明之光學模組係以延遲時間控制螢光輪之螢光區與色輪之濾光區之重疊比例，且控制色輪相對螢光輪移動，以滿足不同色彩亮度與不同色域的需求。由於色輪之濾光片上的複數個濾光區具有相同圓心角，因此，本發明不需要分別製作具有不同圓心角之濾光片，可有效降低色輪之製作成本。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧光學模組
10‧‧‧光源
12‧‧‧螢光輪
14‧‧‧第一驅動單元
16‧‧‧色輪
18‧‧‧第二驅動單元
20‧‧‧第三驅動單元
22‧‧‧控制單元
120‧‧‧螢光區
122、1640‧‧‧透明區
160、162、164‧‧‧扇形濾光片
160a、160b、162a、162b‧‧‧濾光區
第1圖為根據本發明一實施例之光學模組的功能方塊圖。 第2圖為第1圖中的螢光輪的示意圖。 第3圖為第1圖中的色輪的示意圖。 第4圖為光線通過螢光輪與色輪後之輸出光線色彩的示意圖。 第5圖為光線通過螢光輪與色輪後之輸出光線色彩的另一示意圖。 第6圖為光線通過螢光輪與色輪後之輸出光線色彩的另一示意圖。
10‧‧‧光源
12‧‧‧螢光輪
14‧‧‧第一驅動單元
16‧‧‧色輪
18‧‧‧第二驅動單元
20‧‧‧第三驅動單元
22‧‧‧控制單元
Claims (5)
- 一種光學模組，包含： 一光源； 一螢光輪，相對該光源設置，該螢光輪包含一螢光區； 一第一驅動單元，用以驅動該螢光輪轉動； 一色輪，相對該螢光輪設置，該色輪包含複數個扇形濾光片，該複數個扇形濾光片排列成圓形，至少一該扇形濾光片包含複數個濾光區，該複數個濾光區之圓心角相同，至少二相鄰該濾光區之顏色相異； 一第二驅動單元，用以驅動該色輪轉動； 一第三驅動單元，用以驅動該色輪相對該螢光輪移動；以及 一控制單元，電性連接於該第一驅動單元、該第二驅動單元與該第三驅動單元； 其中，該控制單元在控制該第一驅動單元以驅動該螢光輪轉動以及控制該第二驅動單元以驅動該色輪轉動時，選擇性地以一延遲時間控制該第一驅動單元與該第二驅動單元的其中之一，以控制該螢光區與該複數個濾光區的其中之一之重疊比例；該控制單元選擇性地控制該第三驅動單元驅動該色輪相對該螢光輪移動，以使該複數個濾光區的其中之一移動至對應該螢光區之位置。
- 如請求項1所述之光學模組，其中該光源發出之光線為藍光，且該螢光區設有黃色螢光粉以將藍光轉換為黃光。
- 如請求項1所述之光學模組，其中該光源發出之光線為一次色，該螢光區與該複數個濾光區為二次色。
- 如請求項1所述之光學模組，其中該複數個濾光區屬於同一色系。
- 如請求項1所述之光學模組，其中該複數個濾光區屬於不同色系。
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