用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置製造方法
2023-07-04 07:28:11
用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置製造方法
【專利摘要】本發明提出用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置，色輪模塊包含一驅動裝置、多個濾色片及一切換裝置。多個濾色片設置於驅動裝置的一轉軸上，且切換裝置設置於驅動裝置的一側。其中，驅動裝置適以轉動轉軸並帶動所述多個濾色片。於一顯示平面影像模式下，利用切換裝置的一卡扣杆鎖扣轉軸，藉以停止驅動裝置的作動；於一顯示立體影像模式下，卡扣杆與轉軸分離，使該驅動裝置復以再次帶動所述多個濾色片。
【專利說明】用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有一色輪模塊的投影裝置，特別涉及一種可切換顯示顯示立體影像或顯示平面影像的一投影裝置。
【背景技術】
[0002]隨著影像處理的技術發展，影像呈現的方式已從既有的平面投影，進步到了立體投影。有別於平面投影技術，立體投影主要原理為分別給予左右眼不同視角的影像，使觀看者模擬出一立體影像。一般公知分割左右眼的影像的方式，大多要求觀看者須配戴一特殊的眼鏡。依據眼鏡的不同又可將立體投影略分成以下三種:時間切割(timemultiplexing)、偏極光(polarizat1n)以及顏色切割(wavelength)的方式。這三種成像方式的各自的優缺點將略述如下。
[0003]若採用時間分割的方式，則可搭配一般屏幕、一短焦距的投影鏡頭及一有源式快門眼鏡。採用偏極光的方式，則僅需要搭配一銀質屏幕、一長焦段的投影鏡頭及一無源式偏極光眼鏡。前者的快門眼鏡的造價昂貴，後者則因銀質屏幕價格也不斐，使得此兩種立體投影方式的成本高居不下，無法提供一較便宜的、較具競爭力的立體投影裝置。而第三種顏色切割方式，雖可以採用一般屏幕及無源式眼鏡，但若要產生立體影像，仍需使用兩臺投影設備利用畫面重疊的方式方可實現立體投影，因此在設計上雖比較經濟但依然無法實現輕薄短小的要求。但，隨著近年固態光源的應用已趨成熟，業以克服上述瓶頸，換言之，採用顏色分割的方式的立體顯影技術已成為市面上較經濟且簡便的做法。
[0004]除了追求更經濟簡便的立體投影裝置外，越來越多消費者冀望可在同一投影裝置上切換顯示立體及平面影像，以適應當下的不同需求。一般公知僅能藉由配戴一快門眼鏡搭配一顯示裝置的方式達成。但快門眼鏡因其造價較昂貴、在立體顯示下會犧牲整體亮度、且須搭配額外的電源等缺點，使得使用者快門眼鏡此接受度不高。
[0005]因此，如何設計出一可簡易切換立體顯示模式及平面顯示模式的投影模塊，且具有較低成本、精簡的光學配置、體積微型化及亮度提升的立體投影系統，乃為此業界亟需努力的目標。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提出一種用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置，以解決現有技術存在的問題。
[0007]為實現上述目的，本發明提出一種用於一投影裝置的色輪模塊，包含:一驅動裝置，具有一轉軸；多個濾色片，設置於該轉軸上；以及一切換裝置，設置於該驅動裝置的一側且該切換裝置具有一卡扣杆；其中，該驅動裝置的轉軸能夠帶動所述多個濾色片，於一顯示平面影像模式下，該卡扣杆鎖扣該轉軸，停止該驅動裝置的作動；於一顯示立體影像模式下，該卡扣杆與該轉軸分離，該驅動裝置的轉軸能夠帶動所述多個濾色片。
[0008]為實現上述目的，本發明還提出一投影裝置，其包含一光源、一分光元件、一光調變器及一色輪模塊。色輪模塊更包含一驅動裝置、多個濾色片及一切換裝置。多個濾色片設置於驅動裝置的一轉軸上，且切換裝置設置於驅動裝置的一側。其中，驅動裝置適以轉動轉軸並帶動所述多個濾色片。
[0009]在一般操作下，投影裝置的光源適以產生一光線，其進入設置於光線的一光路上的分光元件後，被分光元件轉換成一有色光線。其中，當投影裝置為一顯示平面影像模式時，色輪模塊中的卡扣杆鎖扣轉軸，藉以停止驅動裝置的作動，使有色光線直接進入光調變器，並轉換成一平面影像。當投影裝置為一顯示立體影像模式時，卡扣杆與轉軸分離，使驅動裝置復以再次帶動所述多個濾色片。有色光線通過色輪模塊的濾色片後，有色光線被轉換成一第一視角光線或一第二視角光線，光調變器再將第一視角光線或一第二視角光線轉換成一第一視角影像或一第二視角影像。
[0010]本發明提出的色輪模塊和投影裝置能夠利用簡單的機構元件切換投影裝置的顯示立體影像模式與顯示平面影像模式，並具有較低成本、精簡的光學配置、微型化的體積及提升的売度。
[0011]為了讓上述的目的、技術特徵和優點能夠更為本領域普通技術人員所知悉並應用，下文以本發明的數個較佳實施態樣以及附圖進行詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明投影裝置的第一實施態樣的俯視圖；
[0013]圖2為本發明投影裝置的第一實施態樣的立體圖；
[0014]圖3為本發明投影裝置的色輪模塊第一實施態樣於一顯示平面影像模式下的示意圖；
[0015]圖4為本發明投影裝置的色輪模塊第一實施態樣於一顯示立體影像模式下的示意圖；
[0016]圖5為本發明色輪模塊第二實施態示意圖；
[0017]圖6為本發明色輪模塊第三實施態示意圖；
[0018]圖7為本發明色輪模塊第四實施態樣示意圖；及
[0019]圖8為本發明色輪模塊第四實施態樣俯視圖。
[0020]其中，附圖標記說明如下:
[0021]1:投影裝置
[0022]12:光源
[0023]14:分光元件
[0024]16、26、36、76:色輪模塊
[0025]162:驅動裝置
[0026]1622、2622、3662:轉軸
[0027]1624>2624:卡扣槽
[0028]164:切換裝置
[0029]1642:卡扣杆
[0030]1644:彈簧
[0031]1646:電磁鐵
[0032]166、366:濾色片
[0033]1662:透明濾色片
[0034]1664:彩色濾色片
[0035]18:入光口
[0036]2626:襯墊
[0037]3662:缺口
[0038]702:判讀器
[0039]702a:紅外線模塊
[0040]704:判讀帶
【具體實施方式】
[0041 ] 以下將通過實施方式來解釋本
【發明內容】
，本發明關於一種投影裝置及用於投影裝置的色輪模塊。需說明者，在下述實施態樣以及附圖中，關於實施方式的說明僅為闡釋本發明的目的，而非用以直接限制本發明，同時，以下實施態樣及附圖中，與本發明非直接相關的元件均已省略而未繪示；且附圖中各元件間的尺寸關係僅為求容易了解，非用以限制實際比例及實際大小。
[0042]請先參考圖1及圖2，分別為本發明投影裝置的第一實施態樣的俯視圖及立體圖。本發明為一投影裝置1，其包含一光源12、一分光元件14、一光調變器(圖未示出)及一色輪模塊16。其中，本實施態樣的光源12為一藍光雷射，光源12適可產生一光線(藍光雷射)，光線進入設置於光線的一光路上的分光元件14後(本實施態樣為一螢光輪盤)，光線被分光元件14轉換成一有色光線。以本實施態樣為例，螢光輪盤可分成紅光螢光區塊、綠色螢光區塊及藍光穿透區塊。若光線經過螢光輪盤的紅色螢光區塊，則藍光雷射則被激發成紅色光，若是綠色螢光區塊則激發成綠色光，圖中僅例示藍光的光路。有色光線接著進入色輪模塊16。
[0043]詳細而言，投影裝置I內部有一入光口 18(請參圖2)，作為引導光線進入色輪模塊16用且可遮蔽不必要的雜散光。入光口 18設置的位置恰好使有色光可進入色輪模塊16。需特別說明的是，圖1及圖2為了可清楚的表示入光口 18與色輪模塊16的濾色片166的相對位置，附圖中的色輪模塊16部分構件已省略，但應不影響本領域的通常的人對於色輪模塊16應用於一投影裝置I的理解。
[0044]其中，當為投影裝置I為一顯示平面影像模式時，有色光線直接進入該光調變器，並轉換成一平面影像。當投影裝置I為一顯示立體影像模式時，有色光線通過色輪模塊16的濾色片166，將有色光線轉換成一第一視角光線或一第二視角光線，光調變器再將第一視角光線或一第二視角光線轉換成一第一視角影像或一第二視角影像。使用者僅需搭配一無源式的眼鏡，在顯示立體影像模式下即可觀看到一立體影像。
[0045]在本實施態樣中，光源12雖為一雷射二極體,但亦可為一發光二極體等固態光源。光調變器可搭配一數字微鏡裝置或一液晶顯示裝置。本實施態樣的分光元件14為一螢光輪盤，但依據光源的特性亦可為一色輪或一分色稜鏡。
[0046]請一併參考圖3及圖4，分別為本發明投影裝置的色輪模塊第一實施態樣於一顯示立體影像模式及一顯示平面影像的示意圖。本發明的色輪模塊16包含一驅動裝置162、多個濾色片166及一切換裝置164。多個濾色片166設置於驅動裝置162的一轉軸1622上，且切換裝置164設置於驅動裝置162的一側。其中，驅動裝置162的轉軸1622能夠帶動所述多個濾色片166。
[0047]在本實施態樣中，多個濾色片166包含二個透明濾色片1662及六個彩色濾色片1664, 二個透明濾色片1662與六個彩色濾色片1664沿轉軸1622設置,使進入色輪模塊16的光線至少通過一濾色片166。詳細而言,六個彩色濾色片1664可細分為二個紅色濾色片、二個綠色濾色片及二個藍色濾色片，各二同色濾色片分別為提供篩選進入左眼及右眼的特定波段的波長用。
[0048]當為投影裝置為一顯示平面影像模式時，色輪模塊16中的卡扣杆1642配合卡扣槽1624並鎖扣轉軸1622，藉以停止驅動裝置162的作動，使有色光線直接進入光調變器，並轉換成一平面影像。詳細而言，切換裝置164利用一電磁鐵1646通電後吸附卡扣杆1642，使卡扣杆1642扣置於卡扣槽1624內(可一併參考圖4)，達到鎖扣驅動裝置162 (本實施態樣為一馬達)的轉軸1622的目的。且，卡扣槽1624設置的位置恰巧使透明濾色片1662靜止於入光口(請參考圖2)前方，因此有色光線並不會在經過額外的轉換，將通過透明濾色片1662後直接進入光調變器，使觀看者看到一平面影像。
[0049]進一步而言，若投影裝置為一顯示立體影像模式時(圖4)，停止通過電磁鐵1646的電流，切換裝置164的彈簧1644被釋放，提供卡扣杆1642 —向上的推力，使其與轉軸1622分離(離開卡扣槽1624)，此時，驅動裝置162復以再次帶動所述多個濾色片166。在不同時段使有色光線通過色輪模塊16的彩色濾色片1664，將有色光線轉換成一第一視角光線或一第二視角光線，光調變器再將第一視角光線或一第二視角光線轉換成一第一視角影像或一第二視角影像。
[0050]接著請參考圖5及圖6，為本發明色輪模塊第二實施態樣及第三實施態樣。與第一實施態樣相異的部分在於:第二實施態樣的色輪模塊26具有二個卡扣槽2624，分別對稱轉軸2622設置。且二卡扣槽2624各具有一襯墊2626，襯墊2626可為矽膠或是其他摩擦力較大的材質所製成，其作用在於使切換裝置(圖未示出)的卡扣杆(圖未示出)更容易鎖扣轉軸2622。
[0051]至於第三實施態樣(圖6)則是將第一實施態樣的透明濾波片移除，而第二及第三實施態樣與第一實施態樣相同的驅動裝置162與轉軸1622於此不再繪示與贅述。換言之，所述多個濾色片366間隔設置並定義二個缺口 3662，當投影裝置於一顯示平面影像模式時，有色光線則經過其一缺口 3662後進入光調變器(圖未示出)。因二個缺口 3662採用對稱轉軸3622設置，因此並不會影響色輪模塊36轉動。
[0052]除了像本實施態樣的彩色濾色片的設置外，更可將各個濾色片分開設置，使各濾色片之間各自間隔一缺口，並定義二至三個缺口，亦可達成本實施態樣相似的效果。若缺口採用不對稱的方式設計，亦可於缺口處設置多個的小砝碼以使轉動較穩定。色輪模塊的其餘配置及元件關係已於第一實施態樣敘及，將不再贅述。
[0053]另外，除了前述採用機構的方式切換顯示平面模式以及顯示立體模式外，本發明色輪模塊的第四實施態樣亦可採用感應裝置搭配控制軟體來協助致動色輪。請一併參考圖7及圖8，分別為本發明色輪模塊第四實施態樣的示意圖及俯視圖。
[0054]更具體來說，如圖7、圖8所示，本發明色輪模塊76亦可包含一設置於轉軸1622 —側的判讀器(index board)702及一貼附於轉軸1622側面的判讀帶704。於搭配感應裝置與控制軟體來控制色輪的方式下，本發明判讀器702利用一包含一發射模塊及一接收模塊的紅外線模塊702a來檢測隨著轉軸1622旋轉的判讀帶704的位置及轉動角度，藉以判讀分析該色輪的色區分布狀態。當紅外線模塊702a所發射的紅外線經判讀帶704反射時，紅外線模塊702a的接收模塊於接收反射光並通過軟體計算接收信號電壓與時間的關係，便可確認此時色輪呈現的色區分布狀態。
[0055]綜上所述，本發明的用於一投影裝置的色輪模塊及投影裝置可藉由一切換裝置的卡扣杆鎖扣驅動裝置的轉軸的方式，使得投影裝置可以切換顯示平面模式以及顯示立體模式。且，利用一分光元件及一色輪模塊達成顏色切割的目的，亦可使於顯示立體影像模式下，觀看者僅需搭配一無源式的眼鏡即可看到一立體影像。換言之，利用上述的設置，即可達成利用簡單的機構元件切換投影裝置的顯示立體影像模式與顯示平面影像模式的目的。
【權利要求】
1.一種用於一投影裝置的色輪模塊，包含: 一驅動裝置，具有一轉軸； 多個濾色片，設置於該轉軸上；以及 一切換裝置，設置於該驅動裝置的一側且該切換裝置具有一卡扣杆； 其中，該驅動裝置的該轉軸能夠帶動所述多個濾色片，於一顯示平面影像模式下，該卡扣杆鎖扣該轉軸，停止該驅動裝置的作動；於一顯示立體影像模式下，該卡扣杆與該轉軸分離，該驅動裝置的該轉軸能夠帶動所述多個濾色片。
2.如權利要求1所述的色輪模塊，其中，該轉軸上還包含至少一個卡扣槽，該卡扣杆與該卡扣槽配合鎖扣該轉軸。
3.如權利要求2所述的色輪模塊，其中，所述多個濾色片包含至少一個彩色濾色片及至少一透明濾色片。
4.如權利要求2所述的色輪模塊，其中，所述多個濾色片為彩色濾色片且間隔設置並定義至少一缺口。
5.如權利要求2所述的色輪模塊，其中，所述至少一個卡扣槽為二個卡扣槽，所述二個卡扣槽對稱該轉軸設置。
6.如權利要求5所述的色輪模塊，其中，該卡扣槽內還包含一襯墊。
7.如權利要求2所述的色輪模塊，其中，該驅動裝置為馬達。
8.如權利要求2所述的色輪模塊，該切換裝置還包含一電磁鐵，於該顯示平面影像模式下時，該電磁鐵吸附該卡扣杆，使其配合該卡扣槽並鎖扣該轉軸。
9.如權利要求2所述的色輪模塊，還包含一設置於該轉軸一側的判讀器及一貼附於該轉軸側面的一判讀帶。
10.如權利要求9所述的色輪模塊，其中該判讀器具有一包含一發射模塊及一接收模塊的紅外線模塊，該紅外線模塊能夠檢測隨著該轉軸旋轉的該判讀帶的位置及轉動角度，用以判讀色區。
11.一投影裝置，包含: 一光源，產生一光線； 一分光元件，設置於該光線的一光路上，並將該光線轉換成一有色光線； 一光調變器；以及 如權利要求1至10的任何之一色輪模塊； 其中，當為一顯示立體影像模式時，該有色光線通過該濾色片，將該有色光線轉換成一第一視角光線或一第二視角光線，該光調變器將該第一視角光線或該第二視角光線轉換成一第一視角影像或一第二視角影像；當為一顯示平面影像模式時，該色輪模塊中的該卡扣杆鎖扣該轉軸，使該有色光線進入該光調變器，並轉換成一平面影像。
12.如權利要求11所述的投影裝置，其中，該色輪模塊的所述多個濾色片間隔設置並定義至少一缺口，於該顯示平面模式下，該有色光線經過該缺口後進入該光調變器。
13.如權利要求11所述的投影裝置，其中，該色輪模塊的所述多個濾色片還包含一透明濾色片，於該顯示平面模式下，該有色光線經過該透明濾色片後進入該光調變器。
14.如權利要求11所述的投影裝置，其中，該分光兀件為一色輪、一分色稜鏡或一突光輪盤。
15.如權利要求11所述的投影裝置，其中，該光調變器為一數字微鏡裝置或一液晶顯示裝置。
16.如權利要求11所述的投影裝置，其中，該光源為一雷射二極體或一發光二極體。
【文檔編號】G02B27/22GK104252024SQ201310258600
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2013年6月26日
【發明者】許茂山, 林來誠 申請人:臺達電子工業股份有限公司