專利名稱：光源系統(tǒng)及使用該光源系統(tǒng)的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源系統(tǒng)及使用此種光源系統(tǒng)的顯示裝置，尤其涉及一種 具有較高亮度的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，以及使用該光源系統(tǒng)的顯示裝置。
背景技術(shù)：
為節(jié)省電力消耗和裝置體積，許多投影顯示裝置逐漸采用發(fā)光二極管(LED)作為光源。發(fā)光二極管具有啟動(dòng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用在投影顯示裝置 中，可解決傳統(tǒng)高壓汞燈投影裝置無法快速開機(jī)的問題。由于發(fā)光二極管為點(diǎn) 光源，故具有光展量(&endue)守恒的限制，意指僅有限定的光源面積及光線角度 內(nèi)始為有效光。當(dāng)欲增加投影顯示裝置的光源亮度時(shí)，并非僅由增加發(fā)光二極 管的數(shù)目可以解決，使得提升發(fā)光二極管為光源的投影顯示裝置的亮度，為此 業(yè)界長久以來的瓶頸。美國第11艦1，825號(hào)專利申請(qǐng)披露了一種以發(fā)光二極管為光源的光源模塊, 及使用此光源模塊的投影系統(tǒng)，其架構(gòu)如圖1A所示。此架構(gòu)以間斷脈沖驅(qū)動(dòng)發(fā) 光二極管，通過輸入較高的電流以提升亮度。參閱圖1A，上述光源模塊l包含 第一發(fā)光二極管111、第二發(fā)光二極管112、鏡輪12，以及電源控制裝置(圖中 未示)。發(fā)光二極管111、 112依其光線發(fā)射路徑而以實(shí)質(zhì)上正交的方向設(shè)置， 而鏡輪12則設(shè)置于這兩個(gè)發(fā)光二極管111、 112之間。如圖1B所示，鏡輪12包含多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的扇形反射區(qū)域121及穿透區(qū)域 122，以其軸心123旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電源控制裝置通以電流而使第一發(fā)光二極管111發(fā) 光時(shí)，鏡輪12的其中穿透區(qū)域122同步地旋轉(zhuǎn)至與第一發(fā)光二極管111的光束 射出方向?qū)?yīng)的位置，使光束通過穿透區(qū)域122并往一輸出方向射出；當(dāng)電源 控制裝置通以電流而使第二發(fā)光二極管112發(fā)光，此時(shí)電源控制裝置切斷供給 第一發(fā)光二極管111的電流，鏡輪12的其中一反射區(qū)域121旋轉(zhuǎn)至與第二發(fā)光 二極管112的光束射出方向?qū)?yīng)的位置，使發(fā)光二極管112的光束反射，同樣地往輸出方向射出。通過上述動(dòng)作，便能使二個(gè)發(fā)光二極管以快速交錯(cuò)的方式 提供所需光線，且由肉眼觀之，此光線為近乎連續(xù)的光線。圖2為前述發(fā)光架構(gòu)的交替式發(fā)光循環(huán)示意圖；進(jìn)一步而言，發(fā)光二極管 輪流發(fā)光的方式，將使出口光源呈現(xiàn)開啟態(tài)(On-State,即圖中A所標(biāo)示的"平坦 波峰段")的發(fā)光通量(Light Flux)，其在時(shí)間軸上適可建構(gòu)成一趨近連續(xù)的發(fā)光通 量，取代純粹單一發(fā)光二極管的連續(xù)發(fā)光模式，以提供較佳亮度。然而，此架構(gòu)于實(shí)際運(yùn)作上，由于鏡輪12由多反射區(qū)域121及穿透區(qū)域122 所交錯(cuò)組成，因此其間必形成若干交界區(qū)域。若任一發(fā)光二極管光束的全部或 局部恰落于此交界區(qū)域，非但散失部分光線，亦降低出口光線的瞬時(shí)通量。為避免光線散失，便需控制發(fā)光二極管所產(chǎn)生光束盡可能避開交界區(qū)域， 但由于發(fā)光二極管的設(shè)置位置已預(yù)先固定，故僅能使鏡輪12的交界區(qū)域旋轉(zhuǎn)而 趨近光束之前，便提早熄滅發(fā)光二極管，再隨即啟動(dòng)對(duì)向的發(fā)光二極管；換言 之，亦即使交界區(qū)域盡可能落于關(guān)閉態(tài)(Off-State,即圖示的B所標(biāo)示的"狹窄波谷段")，待交界區(qū)域通過對(duì)向的發(fā)光二極管后，再使另一發(fā)光二極管發(fā)亮。雖然如此，眾所周知者，發(fā)光二極管提供一極度發(fā)散的光束，而非如橢球 燈產(chǎn)生的聚光光束，亦非拋物面燈提供的平行光束。因此，發(fā)光二極管的光束 投射于鏡輪12上時(shí)，將占據(jù)相當(dāng)?shù)拿娣e，上述控制發(fā)光二極管明滅的操作，恐 無法達(dá)成預(yù)期的功效。此外，鏡輪12具有多處交界區(qū)域，為避開每一交界處， 鏡輪12便會(huì)有相當(dāng)?shù)拿娣e無法利用，此舉無異減短連續(xù)發(fā)光通量之"平坦波峰 段"，且增加不必要的"狹窄波谷段"，增加了發(fā)光通量的非連續(xù)性，并大幅減低 了鏡輪12的使用效率。除外，此架構(gòu)完全采用鏡輪整合光束，而每使用一鏡輪 便會(huì)使顯示裝置尺寸大幅增加，限于業(yè)界對(duì)體積的要求，使得此架構(gòu)能提高的 亮度有限。綜上所述，公知投影裝置的發(fā)光二極管光源架構(gòu)具有發(fā)光效率低、亮度提 高程度有限以及光通量不連續(xù)的問題，有鑒于此，提供一種亮度較強(qiáng)、光通量 連續(xù)且具有良好發(fā)光效率的光源系統(tǒng)，乃為此一業(yè)界所共同企盼達(dá)成的目標(biāo)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于提供一種光源系統(tǒng)及使用此光源系統(tǒng)的顯示裝置，采用此光源模塊可增強(qiáng)亮度、提升發(fā)光效率及使光通量充足，并能維持光線連續(xù) 性而不受肉眼察覺。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光源模塊包含鏡輪以及至少兩個(gè)光源模塊。鏡輪 具有中心轉(zhuǎn)軸與本體部。本體部設(shè)于中心轉(zhuǎn)軸之外周緣，其包含內(nèi)部區(qū)域及外 部區(qū)域，外部區(qū)域形成于內(nèi)部區(qū)域之一外周緣。其中外部區(qū)域具有至少一個(gè)反 射區(qū)域及至少一個(gè)穿透區(qū)域，至少一個(gè)反射區(qū)域與至少一個(gè)穿透區(qū)域接續(xù)沿內(nèi) 部區(qū)域之外周緣排列。至少兩個(gè)光源模塊則分別設(shè)置于鏡輪的兩個(gè)相對(duì)側(cè)，各 個(gè)光源模塊具有多個(gè)發(fā)光二極管以及至少一個(gè)聚光元件。至少一個(gè)聚光元件適 可收斂上述這些發(fā)光二極管發(fā)射之光束以投射至至少一個(gè)反射區(qū)域及至少一個(gè) 穿透區(qū)域中的一個(gè)。本發(fā)明的顯示裝置包含如前所述的光源系統(tǒng)及成像系統(tǒng)。光源系統(tǒng)用以提 供成像所需的光線，光源系統(tǒng)包含的至少兩個(gè)光源模塊分別用以提供至少兩路 光線，其中上述這些光線根據(jù)預(yù)設(shè)的整合時(shí)序點(diǎn)亮，而形成連續(xù)光線，以提供 至成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)適可光源系統(tǒng)提供的光線進(jìn)行成像。在參閱附圖及隨后描述的實(shí)施方式后，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員便可了解 本發(fā)明的其它目的，以及本發(fā)明的技術(shù)手段及實(shí)施方式。


圖1A為先前技術(shù)中，鏡輪及光源間的位置配置示意圖； 圖1B為圖1A的鏡輪平面示意圖；圖2為圖1的交替式發(fā)光循環(huán)架構(gòu)下的發(fā)光通量隨時(shí)間變化的關(guān)系圖； 圖3A為本發(fā)明第一實(shí)施例的顯示裝置示意圖； 圖3B為根據(jù)圖3A架構(gòu)的發(fā)光時(shí)序圖；圖4A為本發(fā)明第二實(shí)施例的顯示裝置示意圖；圖4B為根據(jù)圖4A架構(gòu)的發(fā)光時(shí)序圖； 圖5A為本發(fā)明第一實(shí)施例的鏡輪示意圖；以及 圖5B為本發(fā)明第二實(shí)施例的鏡輪示意圖。主要元件標(biāo)記說明1:光源模塊111:第一發(fā)光二極管112:第二發(fā)光二極管12:鏡輪121:反射區(qū)域122:穿透區(qū)域123:軸心3:顯示裝置31:光源系統(tǒng)310:中心轉(zhuǎn)軸311:鏡輪312:本體部313:第一光源模塊3131:第一發(fā)光二極管3133:第二發(fā)光二極管3135:第三發(fā)光二極管3137:第一合光元件3139:第一聚光元件314:反射區(qū)域 315:第二光源模塊 3151:第四發(fā)光二極管3153:第五發(fā)光二極管 3155:第六發(fā)光二極管 3157:第二合光元件316:穿透區(qū)域Glh第一時(shí)序Rll:第二時(shí)序 Bll:第三時(shí)序 G12:第四時(shí)序 R12:第五時(shí)序 B12:第六時(shí)序 33:成像系統(tǒng) 331:透鏡陣列組333:數(shù)字微鏡裝置 335:棱鏡4:顯示裝置 411:鏡輪 413:第一光源模塊 4131:第一發(fā)光二極管 4133:第二發(fā)光二極管 4135:第三發(fā)光二極管 4139:第一聚光元件 414:反射區(qū)域 414A:第一反射區(qū)域 414B:第二反射區(qū)域415:第二光源模塊 4151:第四發(fā)光二極管4153:第五發(fā)光二極管94155:第六發(fā)光二極管4159:第二聚光元件416:穿透區(qū)域417:第三光源模塊4171:第七發(fā)光二極管4173:第八發(fā)光二極管4175:第九發(fā)光二極管4177:第三合光元件4179:第三聚光元件43:成像系統(tǒng)431:透鏡陣列組433:數(shù)字微鏡裝置435:棱鏡G21:第一時(shí)序R21:第二時(shí)序B21:第三時(shí)序G22:第四時(shí)序R22:第五時(shí)序B22:第六時(shí)序G23:第七時(shí)序R23:第八時(shí)序B23:第九時(shí)序具體實(shí)施方式
本發(fā)明的第一實(shí)施例為一種顯示裝置3，如圖3A所示，此顯示裝置3包含光源系統(tǒng)31及成像系統(tǒng)33。于此實(shí)施例中，顯示裝置3為一投影機(jī)。光源系統(tǒng) 31用以提供成像所需的光線，其包含鏡輪311、第一光源模塊313、第二光源模 塊315以及控制器(圖中未表示)。配合參閱圖5A，鏡輪311具有中心轉(zhuǎn)軸310與本體部312，于此實(shí)施例中， 本體部312呈圓盤型，舉例而言，可為直徑為5公分的圓盤(直徑可視實(shí)際需求 調(diào)整)。本體部312設(shè)于中心轉(zhuǎn)軸310的外周緣，本體部312包含內(nèi)部區(qū)域及外 部區(qū)域，外部區(qū)域形成于內(nèi)部區(qū)域的外周緣。外部區(qū)域具有多反射區(qū)域314及 多穿透區(qū)域316，這些反射區(qū)域314與穿透區(qū)域316交錯(cuò)沿內(nèi)部區(qū)域的外周緣排 列，使相異區(qū)域接續(xù)排列于外周緣上。反射區(qū)域314間隔設(shè)置于內(nèi)部區(qū)域的外 周緣，兩相鄰的反射區(qū)域314間形成鏤空區(qū)域，而各該鏤空區(qū)域適對(duì)應(yīng)界定出 各該穿透區(qū)域316。于此實(shí)施例中，反射區(qū)域314與穿透區(qū)域316的數(shù)目皆為兩 個(gè)，如圖5A所示，反射區(qū)域314與穿透區(qū)域316兩者的交錯(cuò)設(shè)置用以配合第一 光源模塊313與第二光源模塊315的切換使用。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員亦可推及反射區(qū)域314與穿透區(qū)域316的數(shù)目皆僅一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施方 式。第一光源模塊313與第二光源模塊315分別相對(duì)于鏡輪311而對(duì)稱設(shè)置， 控制器(圖中未表示)電性連接至這兩個(gè)光源模塊，以分別控制輸入這兩個(gè)光源模 塊的第一主時(shí)序及第二主時(shí)序的輸入電壓。第一光源模塊313具有第一發(fā)光二 極管3131、第二發(fā)光二極管3133、第三發(fā)光二極管3135、第一合光元件3137 以及第一聚光元件3139。第一發(fā)光二極管3131、第二發(fā)光二極管3133及第三 發(fā)光二極管3135根據(jù)第一主時(shí)序而點(diǎn)亮，并依據(jù)第一主時(shí)序發(fā)射出光束；第一 合光元件3137適可將各該發(fā)光二極管所投射出的光束，轉(zhuǎn)向至第一聚光元件 3139;而第一聚光元件3139適可收斂第一合光元件3137的光束，形成第一光 線，使其投射至該等反射區(qū)域314。其中，第一發(fā)光二極管3131、第二發(fā)光二 極管3133及第三發(fā)光二極管3135分別為綠色、紅色及藍(lán)色的發(fā)光二極管。如圖3B所示的時(shí)序圖所示，上述第一主時(shí)序包含三個(gè)子時(shí)序，分別為第一 時(shí)序Gll、第二時(shí)序Rll以及第三時(shí)序Bll，第一發(fā)光二極管3131、第二發(fā)光 二極管3133以及第三發(fā)光二極管3135分別根據(jù)第一時(shí)序Gll、第二時(shí)序Rll 以及第三時(shí)序Bll，順序?qū)⒐饩€投射至第一聚光元件3139，該等時(shí)序及該等主時(shí)序均以波段脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。第二光源模塊315具有第四發(fā)光二極管3151、第五發(fā)光二極管3153、第六 發(fā)光二極管3155、第二合光元件3157以及第二聚光元件3159。第四發(fā)光二極 管3151、第五發(fā)光二極管3153及第六發(fā)光二極管3155根據(jù)第二主時(shí)序而點(diǎn)亮， 并依據(jù)第二主時(shí)序發(fā)射出光束；第二合光元件3157適可將各該發(fā)光二極管所投 射出的光束，轉(zhuǎn)向至第二聚光元件3159;而第二聚光元件3159適可收斂第二合 光元件3157的光束，形成第二光線，使其投射至該等穿透區(qū)域316。其中，第 四發(fā)光二極管3151、第五發(fā)光二極管3153及第六發(fā)光二極管3155分別為綠色、 紅色及藍(lán)色的發(fā)光二極管。于此實(shí)施例中，上述第一合光元件3137及/或第二合 光元件3157為叉型折光板(X-Plate);第一聚光元件3139及/或第二聚光元件 3159包含透鏡。需說明的是，上述發(fā)光二極管的數(shù)量、顏色及位置及合光元件、 聚光元件的樣式、數(shù)量和位置并不以此為限，舉例而言，于其它實(shí)施方式中， 第一合光元件3137及/或第二合光元件3157亦可為棱鏡(Prism)。如圖3B所示的時(shí)序圖所示，上述第二主時(shí)序包含三個(gè)子時(shí)序，分別為第四 時(shí)序G12、第五時(shí)序R12以及第六時(shí)序B12，第四發(fā)光二極管3151、第五發(fā)光 二極管3153以及第六發(fā)光二極管3155分別根據(jù)第四時(shí)序G12、第五時(shí)序R12 以及第六時(shí)序B12，順序?qū)⒐饩€投射至第二聚光元件3159，該等時(shí)序均以波段 脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。由圖3B所示的時(shí)序圖可知，第一光源模塊313的第一發(fā)光二極管3131、第 二發(fā)光二極管3133及第三發(fā)光二極管3135與第二光源模塊315的第四發(fā)光二 極管3151、第五發(fā)光二極管3153及第六發(fā)光二極管3155于不同時(shí)間發(fā)光，亦 即控制器依時(shí)序圖所示的預(yù)設(shè)整合時(shí)序而點(diǎn)亮第一光線及第二光線。詳細(xì)而言， 第一主時(shí)序的三個(gè)子時(shí)序于一工作周期之內(nèi)各產(chǎn)生三次波段脈沖，而每一主時(shí) 序完成九次波段脈沖的時(shí)間即完成所謂一工作周期，此九次波段脈沖使第一光 源模塊313的各發(fā)光二極管接續(xù)地產(chǎn)生光線，并投射到鏡輪311的反射區(qū)域314; 同理，第二主時(shí)序的三個(gè)子時(shí)序于一工作周期之內(nèi)亦各產(chǎn)生三次波段脈沖，而 此九次波段脈沖使第二光源模塊315的各發(fā)光二極管接連地產(chǎn)生光線，并投射 到鏡輪311的穿透區(qū)域316。其中，上述各個(gè)光源模塊的各個(gè)發(fā)光二極管的切換 速度極快，且此切換速度系與鏡輪311的穿透區(qū)域316與反射區(qū)域314數(shù)目、鏡輪311的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)。簡而言之，第一光源模塊313與第二光源模塊315的各該工作周期于運(yùn)作 時(shí)不斷地進(jìn)行交替循環(huán)，而所形成的該第一、第二光線以肉眼觀之，則各形成 連續(xù)的光線，且第一光線與第二光線分別通過鏡輪311的反射區(qū)域314與穿透 區(qū)域316進(jìn)入成像系統(tǒng)33。于此實(shí)施例中，成像系統(tǒng)33包含透鏡陣列(lensarray)組331、數(shù)字微鏡裝置 (digital micromirror device, DMD)333以及棱鏡335。是故透鏡陣列組331將經(jīng)第 一聚光元件3139及第二聚光元件3159投射至鏡輪311而反射/穿透得到的連續(xù) 光線進(jìn)行均勻亮度的處理，之后由棱鏡335反射至數(shù)字微鏡裝置333，接著交由 數(shù)字微鏡裝置333將光線進(jìn)行成像，最后再由棱鏡335將成像投射至屏幕(圖中 未表不)。由于本實(shí)施例使用兩個(gè)光源模塊交替產(chǎn)生光束，使得各個(gè)光源模塊的工作 周期即為鏡輪311旋轉(zhuǎn)四分之一圈的時(shí)間，而上述時(shí)間為第一、第二光線對(duì)應(yīng) 配合該反射、穿透區(qū)域314、 316的時(shí)間，每一工作周期內(nèi)的各個(gè)發(fā)光二極管以 特定時(shí)序間斷點(diǎn)燈，使各發(fā)光二極管可承受更高電流，進(jìn)而讓顯示裝置3的整 體亮度增加，達(dá)到提高亮度的功效。本發(fā)明的第二實(shí)施例亦為一種顯示裝置4，如圖4A所示。此顯示裝置4同 樣包含光源系統(tǒng)及成像系統(tǒng)43。于此實(shí)施例中，顯示裝置4為一投影機(jī)。然而， 與第一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的光源系統(tǒng)包含三個(gè)光源模塊，分別為第一 光源模塊413、第二光源模塊415與第三光源模塊417;此外，本實(shí)施例的鏡輪 411雖同樣具有二個(gè)反射區(qū)域414與二個(gè)穿透區(qū)域416，然而因應(yīng)第三光源模塊 417的設(shè)置,每一反射區(qū)域414又分為第一反射區(qū)域414A和第二反射區(qū)域414B， 如圖5B所示，而第一反射區(qū)域414A、第二反射區(qū)域4MB與穿透區(qū)域416交錯(cuò) 設(shè)置用以分別配合第一光源模塊413、第三光源模塊417與第二光源模塊415的 切換使用。在此要說明的是，對(duì)于鏡輪411而言，為配合第一光源模塊413的 第一光線、第三光源模塊417的第三光線的不同的入光方向，較佳的實(shí)施例使 鏡輪411的第一反射區(qū)域414A及第二反射區(qū)域414B于截切面上各呈不同的反 射角度(圖中未表示)，使得反射后出光方向相同。光源系統(tǒng)中，本實(shí)施例的第一光源模塊413與第二光源模塊415與第一實(shí)施例的第一光源模塊313與第二光源模塊315相同，故于此不另贅述；此三個(gè) 光源模塊皆對(duì)應(yīng)于鏡輪411設(shè)置，使得此等光源模塊投射出的光線恰可分別落 于鏡輪411的第一反射區(qū)域414A、穿透區(qū)域416、第二反射區(qū)域414B上。第三光源模塊417具有第七發(fā)光二極管4171、第八發(fā)光二極管4173、第九 發(fā)光二極管4175、第三合光元件4177以及第三聚光元件4179。第七發(fā)光二極 管4171、第八發(fā)光二極管4173及第九發(fā)光二極管4175根據(jù)第三主時(shí)序而點(diǎn)亮， 并發(fā)射出多光束；第三合光元件4177適可將各該發(fā)光二極管所投射出的光束， 轉(zhuǎn)投射至第三聚光元件4179;而第三聚光元件4179適可收斂第三合光元件4177 的光束，形成第三光線，使其投射至第二反射區(qū)域414B。其中，第七發(fā)光二極 管4171、第八發(fā)光二極管4173及第九發(fā)光二極管4175分別為綠色、紅色及藍(lán) 色的發(fā)光二極管。于此實(shí)施例中，上述第三合光元件4177為一叉型折光板，第 三聚光元件4179包含透鏡。需說明的是，上述發(fā)光二極管的數(shù)量、顏色及位置 及合光元件、聚光元件的樣式、數(shù)量和位置并不以此為限，舉例而言，于其它 實(shí)施方式中，第三合光元件4177亦可為棱鏡。如圖4B所示的時(shí)序圖所示，上述第三主時(shí)序包含三個(gè)子時(shí)序，分別為第七 時(shí)序G23、第八時(shí)序R23以及第九時(shí)序B23，第七發(fā)光二極管4171、第八發(fā)光 二極管4173以及第九發(fā)光二極管4175系分別根據(jù)第七時(shí)序G23、第八時(shí)序R23 以及第九時(shí)序B23，順序?qū)⒐饩€投射至第三聚光元件4179，上述這些時(shí)序均以 波段脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。需注意的是，雖然本實(shí)施例的第一光源模塊413與第二光源模塊415的架 構(gòu)與前一實(shí)施例相同，然而本實(shí)施例中第一光源模塊413的第一發(fā)光二極管 4131、第二發(fā)光二極管4133及第三發(fā)光二極管4135所遵循的第一時(shí)序G21、 第二時(shí)序R21以及第三時(shí)序B21，以及第二光源模塊415之第四發(fā)光二極管 4151、第五發(fā)光二極管4153及第六發(fā)光二極管4155所遵循的第四時(shí)序G22、 第五時(shí)序R22以及第六時(shí)序B22與前一實(shí)施例的第一時(shí)序Gll、第二時(shí)序Rll、 第三時(shí)序Bll、第四時(shí)序G12、第五時(shí)序R12以及第六時(shí)序B12不同。進(jìn)一步而言，由圖4B所示的時(shí)序圖可知，第一光源模塊413的第一發(fā)光二 極管4131、第二發(fā)光二極管4133及第三發(fā)光二極管4135、第二光源模塊415 的第四發(fā)光二極管4151、第五發(fā)光二極管4153及第六發(fā)光二極管4155與第三光源模塊417的第七發(fā)光二極管4171、第八發(fā)光二極管4173及第九發(fā)光二極管 4175于不同時(shí)間發(fā)光，亦即控制器依時(shí)序圖所示的預(yù)設(shè)整合時(shí)序而點(diǎn)亮第一光 線、第二光線及第三光線。詳細(xì)而言，第一主時(shí)序的三個(gè)子時(shí)序于工作周期之 內(nèi)各產(chǎn)生三次波段脈沖，而每一主時(shí)序完成九次波段脈沖的時(shí)間即完成所謂一 個(gè)工作周期，此九次波段脈沖使第一光源模塊413的各發(fā)光二極管接續(xù)地產(chǎn)生 連續(xù)的第一光線，并投射到鏡輪411的第一反射區(qū)域414A;第二主時(shí)序的三個(gè)子時(shí)序各產(chǎn)生三次波段脈沖，以完成另一個(gè)工作周期，而此九次波段脈沖使第 二光源模塊415的各發(fā)光二極管接續(xù)地產(chǎn)生一連續(xù)的第二光線，并投射到鏡輪 411的穿透區(qū)域416;同理，第三主時(shí)序使第三光源模塊417的各發(fā)光二極管于 其工作周期內(nèi)接續(xù)地產(chǎn)生連續(xù)的第三光線，并投射到鏡輪411的第二反射區(qū)域 414B。其中，上述各個(gè)發(fā)光二極管的切換速度極快，且此切換速度系與鏡輪411 的穿透區(qū)域416與反射區(qū)域414數(shù)目、鏡輪411的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)。簡而言之，第一光源模塊413、第二光源模塊415與第三光源模塊417各進(jìn) 行一個(gè)工作周期后再依序循環(huán)，而該等光源模塊所產(chǎn)生的第一光線、第二光線 與第三光線分別投射至鏡輪411的第一反射區(qū)域414A、穿透區(qū)域416與第二反 射區(qū)域414B，使得此三光源模塊所產(chǎn)生的第一光線、第二光線與第三光線的路 徑恰為重疊，以提供至成像系統(tǒng)43。于此實(shí)施例中，成像系統(tǒng)43包含透鏡陣列組431、數(shù)字微鏡裝置433以及 棱鏡435。是故透鏡陣列組431將經(jīng)第一聚光元件4139、第二聚光元件4159、 第三聚光元件4179投射至鏡輪411而反射/穿透得到的連續(xù)光線進(jìn)行均勻亮度的 處理，之后由棱鏡435反射至數(shù)字微鏡裝置433,接著經(jīng)數(shù)字微鏡裝置433將光 線進(jìn)行成像，最后再通過棱鏡435將成像投射至屏幕(圖中未表示)。由于本實(shí)施例使用三個(gè)光源模塊交替產(chǎn)生光束，與第一實(shí)施例比較，使得 各個(gè)光源模塊可采較第一實(shí)施例短的工作周期運(yùn)行。而由于工作周期減少的緣 故，便能以更高倍數(shù)的電流驅(qū)動(dòng)光源模塊的各個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光，讓顯示裝置4 的整體亮度再增加，達(dá)到提高亮度的功效。綜上所述，本發(fā)明將發(fā)光二極管以特定時(shí)序間斷點(diǎn)燈，使各發(fā)光二極管可 承受更高電流，進(jìn)而提升亮度，此外，每增加一組光源模塊即能使效率及亮度 提升；另一方面，本發(fā)明的反射區(qū)域與穿透區(qū)域配置加上兩組以上的光源模塊的交錯(cuò)時(shí)序，便不致發(fā)生如公知技術(shù)切換時(shí)的光線散失情形，更不會(huì)降低光線 的瞬時(shí)光通量。是故，采用本發(fā)明的顯示裝置可以最佳的發(fā)光效率、更高的亮 度及更平均的光通量達(dá)到成像顯示的目的。上述的實(shí)施例僅用來例舉本發(fā)明的實(shí)施方式，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征， 并非用來限制本發(fā)明的范疇。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易完成的改變或均 等性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光源系統(tǒng)，包含鏡輪，具有中心轉(zhuǎn)軸；本體部，設(shè)于該中心轉(zhuǎn)軸的外周緣，該本體部包含內(nèi)部區(qū)域及外部區(qū)域，該外部區(qū)域形成于該內(nèi)部區(qū)域的外周緣，其中該外部區(qū)域具有至少一個(gè)反射區(qū)域及至少一個(gè)穿透區(qū)域，該至少一個(gè)反射區(qū)域與該至少一個(gè)穿透區(qū)域接續(xù)沿該內(nèi)部區(qū)域的外周緣排列；及至少兩個(gè)光源模塊，分設(shè)于該鏡輪的兩相對(duì)側(cè)，各該光源模塊具有多個(gè)發(fā)光二極管以及至少一個(gè)聚光元件，該至少一個(gè)聚光元件適可收斂該等發(fā)光二極管發(fā)射的光束以投射至該至少一個(gè)反射區(qū)域及該至少一個(gè)穿透區(qū)域中的一個(gè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該本體部呈圓盤型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該外部區(qū)域具有多個(gè)反 射區(qū)域及多個(gè)穿透區(qū)域，上述這些反射區(qū)域與上述這些穿透區(qū)域交錯(cuò)沿該內(nèi)部 區(qū)域的該外周緣排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該等反射區(qū)域間隔設(shè)置 于該內(nèi)部區(qū)域的該外周緣，使各相鄰的反射區(qū)域間形成鏤空區(qū)域，上述這些鏤 空區(qū)域適對(duì)應(yīng)界定出該等穿透區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，各該光源模塊適可將該 收斂后光束對(duì)應(yīng)地投射至各該反射區(qū)域及各該穿透區(qū)域中的一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該至少二個(gè)光源模塊， 包含-第一光源模塊，具有第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管、第三發(fā)光二極管 以及第一聚光元件，該第一光源模塊的該等發(fā)光二極管根據(jù)第一主時(shí)序發(fā)射出 多光束，該第一聚光元件適可收斂上述這些光束以投射至該等反射區(qū)域；及第二光源模塊，具有第四發(fā)光二極管、第五發(fā)光二極管、第六發(fā)光二極管 以及第二聚光元件，該第二光源模塊的上述這些發(fā)光二極管根據(jù)第二主時(shí)序發(fā)射出多光束，該第二聚光元件適可收斂上述這些光束以投射至該等穿透區(qū)域； 其中，該第一主時(shí)序及該第二主時(shí)序，均以脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，還包含控制器，電性連 接至該兩個(gè)光源模塊，以控制該第一主時(shí)序及該第二主時(shí)序的輸入電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第一主時(shí)序包含第一 時(shí)序、第二時(shí)序以及第三時(shí)序，該第一發(fā)光二極管、該第二發(fā)光二極管以及該 第三發(fā)光二極管分別根據(jù)該第一時(shí)序、該第二時(shí)序以及該第三時(shí)序，順序?qū)⒐?線投射至該第一聚光元件，該等時(shí)序均以脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第一發(fā)光二極管、該 第二發(fā)光二極管以及該第三發(fā)光二極管分別為綠色發(fā)光二極管、紅色發(fā)光二極 管以及藍(lán)色發(fā)光二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第二主時(shí)序包含第 四時(shí)序、第五時(shí)序以及第六時(shí)序，該第四發(fā)光二極管、該第五發(fā)光二極管以及 該第六發(fā)光二極管分別根據(jù)該第四時(shí)序、該第五時(shí)序以及該第六時(shí)序，順序?qū)?光線投射至該第二聚光元件，上述這些時(shí)序均以脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電 壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第四發(fā)光二極管、 該第五發(fā)光二極管以及該第六發(fā)光二極管，分別為綠色發(fā)光二極管、紅色發(fā)光 二極管以及藍(lán)色發(fā)光二極管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該至少兩個(gè)光源模塊 還包含第三光源模塊，具有第七發(fā)光二極管、第八發(fā)光二極管、第九發(fā)光二極管 以及第三聚光元件，該第三光源模塊的上述這些發(fā)光二極管根據(jù)第三主時(shí)序發(fā) 射出多路光束，該第三聚光元件適可收斂該等光束以投射至該等反射區(qū)域；其中，該第三主時(shí)序以脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，上述這些反射區(qū)域包 含第一反射區(qū)域與第二反射區(qū)域，該第一反射區(qū)域與該第二反射區(qū)域具有不同的第一反射角度與第二反射角度，分別用以將該第一光源模塊與該第三光源模 塊投射的上述這些光束反射至一相同出光方向。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源系統(tǒng)，還包含控制器，電性連接至該第三 光源模塊，以控制該第三主時(shí)序的輸入電壓。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第三主時(shí)序包含第 七時(shí)序、第八時(shí)序以及第九時(shí)序，該第七發(fā)光二極管、該第八發(fā)光二極管以及 該第九發(fā)光二極管分別根據(jù)該第七時(shí)序、該第八時(shí)序以及該第九時(shí)序，順序?qū)?光線投射至該第三聚光元件，上述這些時(shí)序均以脈沖型態(tài)，提供交錯(cuò)的輸入電壓。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該第七發(fā)光二極管、 該第八發(fā)光二極管以及該第九發(fā)光二極管分別為綠色發(fā)光二極管、紅色發(fā)光二 極管以及藍(lán)色發(fā)光二極管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求116中任一項(xiàng)所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該聚光元 件包含透鏡。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，各該光源模塊還包含 合光元件，適可將上述這些發(fā)光二極管所投射出的光束，轉(zhuǎn)向至該聚光元件加 以收斂。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該合光元件為叉型折 光板。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，該合光元件為棱鏡。
21. —種顯示裝置，包含如權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，用以提供成像所需的光線；及 成像系統(tǒng)，適可將該光源系統(tǒng)提供的光線進(jìn)行成像；其中，該至少兩個(gè)光源模塊分別用以提供至少兩路光線，其中上述這些光 線根據(jù)預(yù)設(shè)的整合時(shí)序點(diǎn)亮，而形成連續(xù)光線，以提供至該成像系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光源系統(tǒng)及使用該光源系統(tǒng)的顯示裝置。顯示裝置包含光源系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)。光源系統(tǒng)用以提供成像所需的光線，其包含鏡輪與至少兩個(gè)光源模塊，上述這些光源模塊分別用以提供至少兩路光線，上述這些光線根據(jù)預(yù)設(shè)的整合時(shí)序點(diǎn)亮，通過鏡輪的反射或直接穿透，而形成一連續(xù)光線，以提供至成像系統(tǒng)。成像系統(tǒng)適可將光源系統(tǒng)提供的連續(xù)光線進(jìn)行成像。
文檔編號(hào)G03B21/14GK101329038SQ20071012331
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者黃俊杰 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司