專利名稱：光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源模塊，且特別是涉及一種適用于掃描式投影裝置
(scanning projection apparatus)的光源模塊。
背景技術(shù)：
請參照圖1A與圖1B，現(xiàn)有一種掃描式4殳影裝置100包括光源模塊110 和鏡片120，其會依據(jù)所欲顯示圖像的輸入信號將光源模塊發(fā)出的光束112, 透過可沿著兩個軸向擺動的鏡片120產(chǎn)生偏向，以將光束112依次投射至屏 幕30上不同的位置而形成圖像。
更詳細地說，若掃描式投影裝置100所投影出的圖像解析度為MxN(即 具有MxN個像素)，則鏡片120會將光束112依次投射至屏幕30上的位置 P(l，l)、位置P(,2)、…位置P(1，N)、…位置P(2，l)、位置P(2,2)、…位置P(M,N-1)、 位置P(M，N)。此外，若圖像的更新頻率為60赫茲(Hz)時，光源;漠塊110必 須在1/60秒內(nèi)依次發(fā)出MxN道光強度不同的光束112。
請參照圖2，現(xiàn)有光源模塊110包括紅光激光(red laser)114r、綠光激光 114g、藍光激光114b以及X棱鏡(X-prism)116。紅光激光114r、綠光激光 114g及藍光激光114b可分別提供紅光112r、綠光U2g及藍光112b。此外， X棱鏡114的分光面116a可反射藍光112b并使綠光112g與紅光112r通過， 而X棱鏡114的分光面116b可反射紅光112r并使綠光112g與藍光112b通 過，如此能使紅光112r、綠光112g及藍光112b合并成光束112。
承上述，當(dāng)掃描式投影裝置100需要利用激光強度的調(diào)變，以作為影像 灰階的應(yīng)用時，光源模塊110必須根據(jù)欲顯示圖像的輸入信號在1/60秒內(nèi)依 次發(fā)出MxN道光束112,所以紅光激光114r、綠光激光114g及藍光激光114b 的光強度調(diào)變頻率必須為60x(MxN)赫茲。以解析度為1024x768為例，則光 強度調(diào)變頻率必須大于47兆赫(MHz)。而目前紅光激光114r和綠光激光114g 可以大于47兆赫(MHz)的頻率利用調(diào)變驅(qū)動電流來調(diào)整光強度，但綠光激光 114g的光強度調(diào)變頻率無法達到47兆赫，所以在現(xiàn)有技術(shù)中會于綠光激光114g與X棱鏡U6之間增設(shè)光強度調(diào)變元件118，以通過外部調(diào)變的方式來 調(diào)變綠光112g的光強度。
在現(xiàn)有技術(shù)中，常見的外部調(diào)變方式為使用電光晶體(electro-optical crystal)作為光強度調(diào)變元件118的電光調(diào)變(electro-optical modulation, EOM)，或是使用聲光晶體(acoustic-optical crystal)作為光強度調(diào)變元件118 的聲光調(diào)變(acoustic-optical modulation, AOM)。然而，由于電光晶體與聲光 晶體的制造不易，成本也較高，所以會提高光源模塊100的成本。此外，利 用電光調(diào)變或聲光調(diào)變的方式需消耗較大的功率(約1瓦)，因此較浪費能源， 且不利于應(yīng)用在利用電池供電的掃描式投影裝置中。另外，綠光112g需整 束通過電光晶體或聲光晶體會造成額外的能量損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種光源模塊，其成本較低且較節(jié)省能源。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭示的技術(shù)特征中得到進一 步的了解。為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的實施例
提出一種光源模塊，其適用于掃描式^:影裝置中。光源模塊包括多個點光源 和至少一個遮光單元(light blocking unit)。每一點光源適于提供一色光，且這 些色光合并成合成光束。遮光單元適于以固定的頻率切入并切離色光至少其 中之一的傳遞路徑，以遮擋部分色光。固定的頻率是指對應(yīng)圖像解析度和圖 像更新頻率的光強度調(diào)變頻率。
本發(fā)明是利用遮光單元以固定的頻率切入一色光的傳遞^各徑，以遮擋部 分色光，進而達到調(diào)變光強度調(diào)變的目的。與現(xiàn)有技術(shù)的光強度調(diào)變元件相 比，本發(fā)明的遮光單元的成本較低，因此可降低光源模塊的成本，而且因遮 光單元動作時消耗的能源較低，所以本發(fā)明的光源模塊較節(jié)省能源。


圖1A是現(xiàn)有一種掃描式投影裝置的示意圖。
圖1B是圖1A的掃描式投影裝置將光束投影在屏幕上不同位置的示意圖。
圖2是圖1的光源模塊的示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例的一種光源模塊的示意圖。圖4A是圖3中第一點光源至合光單元之間的元件配置圖。
圖4B是圖4A中遮光單元的動作示意圖。
圖5是本發(fā)明另一實施例的遮光單元的示意圖。
圖6為本發(fā)明另一實施例的遮光單元的示意圖。
圖7A至圖7C是本發(fā)明另三個實施例的光源模塊的第一點光源至合光 單元之間的元件配置圖。
圖8A是本發(fā)明又一實施例的光源模塊的第一點光源至合光單元之間的 元件配置圖。
圖8B是圖8A中遮光單元的動作示意圖。
圖9為本發(fā)明另一實施例的光源模塊的示意圖。
簡單符號說明 30:屏幕 50、 60:箭頭 100:掃描式投影裝置 110、 200、 200a:光源模塊 112:光束 112r:紅光 112g:綠光 112b:藍光 114r:紅光激光 114g:綠光激光 1Mb:藍光激光 116: X棱鏡
116a、 116b、 262、 264:分光面
118:光強度調(diào)變元件
120:掃描鏡
202:合成光束
210g:第一點光源
210r:第二點光源
210b:第三點光源212g:第一色光
212r:第二色光
212b:第三色光
220、220a、 220b:遮光單元
222、222a:遮光件
224、224a:制動器
226:散斑消除件
232、234:聚焦元件
240:光擴散件
250:準(zhǔn)直元件
260、260a:合光單元
266:第一分光件
268:第二分光件
270:光均勻化元件
P(1,1)-P(M,N):位置
具體實施例方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖 的優(yōu)選實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。為了能更清楚表達，以下說 明是以圖中所示的上、下、左、右、前或后等方位為基準(zhǔn)，因此，使用的方 向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。
本發(fā)明的光源模塊適用于掃描式投影裝置(Scanning projection apparatus) 中，掃描式投影裝置定義為根據(jù)輸入信號，將光束依次投射在影像圖框上的 各像素位置上，以構(gòu)成具有多個像素的影像圖框，且影像圖框才更射于屏幕以 形成圖像的投影裝置。
光源模塊包括多個點光源和至少一個遮光單元。每一點光源適于提供一 色光，而這些色光合并成合成光束，每一點光源可為發(fā)光二極管或激光。至 少一個遮光單元適于以固定的頻率切入這些色光至少其中之一的傳遞路徑，
以遮擋部分色光。以下將舉實施例搭配

本發(fā)明的光源模塊。
請參照圖3，本發(fā)明實施例的光源模塊200包括第一點光源210g、第二 點光源210r、第三點光源210b、合光單元260以及遮光單元220。第一點光源210g適于提供第一色光212g(如綠光)，第二點光源210r適于提供第二色 光212r(如紅光)，第三點光源210b適于提供第三色光212b(如藍光)，且這些 色光212g、 212r、 212b會合并成合成光束202,第一色光212g、第二色光 212r及第三色光212b的顏色不同。
合光單元260適于將第一色光212g、第二色光212r與第三色光212b合 并成合成光束202。更詳細地說，合光單元260例如是X棱鏡，其配置于第 一點光源210g、第二點光源210r與第三點光源210b之間。合光單元220的 分光面262適于反射第三色光212b，并使第一色光212g與第二色光212r通 過，而合光單元220的分光面264適于反射第二色光212r，并使第一色光 212g與第三色光212b通過，如此能使第一色光212g、第二色光212r與第 三色光212b合并成合成光束202。
請參照圖4A與圖4B,遮光單元220配置于第一色光212g的傳遞路徑 旁，且遮光單元220適于以固定的頻率切入并切離第一色光212g的傳遞3各 徑，當(dāng)遮光單元220切入第一色光212g的傳遞^各徑時，遮光單元220遮擋 部分第一色光212g。固定的頻率是指對應(yīng)圖像解析度和圖像更新頻率的光強 度調(diào)變頻率，例如圖像解析度為1024x768,圖^象更新頻率60赫茲，則光 強度調(diào)變頻率至少為60x(1024x768)赫茲，即為47兆赫(MHz)。遮光單元220 包括遮光件222和連接遮光件222的制動器224。制動器224可為音圈馬達 (voice coil motor)、 壓電材料元件(piezoelectric material device)或其他可高頻 驅(qū)動的制動器。制動器224能控制遮光件222用固定的頻率沿著圖4B中箭 頭50所指的方向來回動作，以切入或切離第一色光212g的傳遞路徑。另外， 制動器224還可根據(jù)掃描式投影裝置所欲顯示圖像的輸入信號，來調(diào)整遮光 件222動作的行程，以控制遮光件222每次切入第一色光212g的傳遞路徑 時，遮擋第一色光212g的比例。
再參閱圖4A，可在第一點光源210g的傳遞路徑上增設(shè)聚焦元件232、 234(如透鏡)，以會聚第一色光212g。而遮光單元220是設(shè)置于第一色光 212g的聚焦處旁，藉以可縮短遮光件222動作的行程。
另外，若以激光作為第一點光源210g時，可增設(shè)散斑(speckle)消除件 226于第一色光212g的傳遞路徑上，本實施例中，散斑消除件226和遮光件 222設(shè)置一(如圖5所示)，以消除光散斑。具體而言，散斑消除件226可為 折射光學(xué)元件(diffraction optical element, DOE)或漫射片(diffliser),但不以此為限。
對于需以外部調(diào)變方式達到光強度調(diào)變頻率的點光源(如第一色光212g)
而言，利用本發(fā)明提出的通過具有致動器224的遮光單元220以固定的頻率 切入或切離第一色光212g的傳遞路徑，來遮擋部分第一色光212g，即可使 第一色光212g達到需求的光強度調(diào)變頻率，且本實施例的遮光單元220的 零組件取得容易，且其成本遠較現(xiàn)有技術(shù)所采用的電光晶體或聲光晶體低， 故可節(jié)省光源模塊200的成本。此外，遮光單元220所消耗的能量較采用電 光調(diào)變或聲光調(diào)變所需消耗的能量低，故較節(jié)省能源。另外，遮光單元220 是以切入或切離第一色光212g的傳遞路徑的方式來改變第一色光212g的光 強度，故在單位時間內(nèi)遮光單元220僅會遮擋部分的第一色光212g,所以光 利用效率較高。
請參照圖6,本發(fā)明另一實施例的遮光單元220a包括制動器224a與遮 光件222a，與上述的遮光單元220不同的是，遮光單元220a的制動器224a 具有轉(zhuǎn)軸(未示出)，而遮光件222a是樞接于轉(zhuǎn)軸上。制動器224a可使遮光 件222a沿著箭頭60方向來回擺動，以切入或切離第一色光212g的傳遞路徑。
以下附圖中，與圖4A的標(biāo)號相同的表示相同的元件，下文中將省略這 些元件的說明。
請參照圖7A，光源模塊還包括光擴散件240,其設(shè)置于第一色光212g 的傳遞路徑上，且位于第一點光源210g與聚焦元件232之間。使第一色光 212g先透過光擴散件240擴散后再利用聚焦元件232、 234會聚光束。
請參照圖7B，若第一點光源210g所提供的第一色光212g是非準(zhǔn)直光， 可于第一色光212g的傳遞路徑上設(shè)置準(zhǔn)直元件(collimator)250,且其位于第 一點光源210g與光擴散件240之間，以使第一色光212g透過準(zhǔn)直元件250 之后而轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)直光。
請參照圖7C,若使用激光作為第一點光源210g時，由于激光所提供的 第一色光212g的光能量為非均勻分布，如高斯分布(Gaussian distribution), 所以會復(fù)雜化遮光單元220的運作。為了使通過遮光單元220的第一色光 212g的光強度與遮光件222動作的行程之間的關(guān)系曲線較為線性化，可于第 一色光212g的傳遞路徑上增設(shè)光均勻化元件270,且光均勻化元件270配置 于第一點光源210g與遮光單元220之間，光均勻化元件270適于均勻化第一色光212g的光能量分布。而由于通過遮光單元220的第一色光212g的光 強度與遮光件222動作的行程之間的關(guān)系曲線較為線性化，所以較容易通過 調(diào)整制動器224的驅(qū)動電壓大小或電流大小來控制遮光件222動作的行程， 如此可更容易控制遮光單元220的運作。
為了降低制動器驅(qū)動遮光件的頻率，使制動器取得容易，本發(fā)明的遮光 單元也可包括多個制動器與多個遮光件。請參照圖8A與圖8B,本實施例的 遮光單元220b包括多個遮光件222和多個制動器224。每一制動器224連接 一個遮光件222，且這些制動器224適于控制遮光件222以固定的頻率依次 切入并切離第一色光212g的傳遞路徑，以遮擋部分第一色光212g。此外， 制動器224還會控制遮光件222每次切入第一色光212g的傳遞路徑時，遮 擋第一色光212g的比例。
更詳細地說，當(dāng)掃描式投影裝置欲顯示第一個像素時，則其中一個制動 器224會驅(qū)動其所連接的遮光件222切入第一色光212g的傳遞路徑，以將 第一色光212g的光強度調(diào)整成所需，之后再驅(qū)動其所連接的遮光件222切 離第一色光212g的傳遞路徑。當(dāng)掃描式投影裝置欲顯示第二個像素時，另 一個制動器224會驅(qū)動其所連接的遮光件222切入第一色光212g的傳遞路 徑，以將第一色光212g的光強度調(diào)整成所需，之后再驅(qū)動其所連接的遮光 件222切離第一色光212g的傳遞路徑。如此一來，光調(diào)變頻率可通過多個 制動器224共同分擔(dān)，每個制動器224驅(qū)動遮光件222的頻率可大幅降低， 因此對于制動器224的取得更為容易。此外，在本實施例中，也可在每一遮 光件222上配置散斑消除件226(如圖5所示)。
需注意的是，本發(fā)明并不限定第一色光、第二色光與第三色光的合光方 式，以下將舉另一光源模塊的實施例，其與圖3的光源模塊200的差異僅在 于合光方式。請參照圖9,本實施例的光源模塊200a的合光單元260a包括 第一分光件266和第二分光件268。第一分光件266與第二分光件268可為 雙色鏡(dichroic mirror)，其中第一分光件266配置于第一色光212g與第二色 光212r的傳遞路徑上，而第二分光件266配置于第一色光212g與第三色光 212b的傳遞路徑上。此外，第一分光件266適于4吏第一色光212g通過而傳 遞至第二分光件268，并將第二色光212r反射至第二分光件268。第二分光 件268適于使第一色光212g與第二色光212r通過，并反射第三色光212b， 以4吏第一色光212g、第二色光212r以及第三色光212b合并成合成光束202。綜上所述，本發(fā)明的光源模塊至少具有下列優(yōu),* :
1. 與現(xiàn)有技術(shù)的光強度調(diào)變元件相比，本發(fā)明的遮光單元的成本較低， 因此可降低光源模塊的成本。
2. 與現(xiàn)有技術(shù)的光強度調(diào)變元件相比，本發(fā)明的遮光單元動作時消耗的 能源較低，所以本發(fā)明的光源才莫塊較節(jié)省能源。
3. 未被遮光單元遮擋的部分第一色光，其能量不會因通過遮光單元而造 成額外損失，所以光利用效率較高。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任 何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作 些許的更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍以所附權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。 前述將遮光單元應(yīng)用于第一色光來調(diào)變光強度描述本發(fā)明，僅是一種實施 例，本發(fā)明并不限于將遮光單元僅應(yīng)用于第一色光，主要是將光源模塊中， 需要較高的光調(diào)變頻率的點光源(點光源可為多個)，所發(fā)出的色光，應(yīng)用本 發(fā)明的遮光單元即可。另外本發(fā)明的任一實施例或權(quán)利要求不須達成本發(fā)明 所揭示的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利 文件檢索之用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1、 一種光源模塊，適用于掃描式投影裝置中，該光源模塊包括多個點光源，每一點光源適于提供一色光，且該些色光合并成合成光束；和至少一個遮光單元，適于以固定的頻率切入并切離該些色光至少其中之一的傳遞路徑，以遮擋部分該色光，該固定的頻率是指對應(yīng)圖像解析度和圖像更新頻率的光強度調(diào)變頻率。
2、 如權(quán)利要求1所述的光源模塊，還包括合光單元，且該些點光源包括第一點光源，適于提供第一色光，其中該遮光單元配置于該第一色光的 傳遞路徑旁，且該遮光單元適于以固定的頻率切入該第一色光的傳遞路徑， 以遮擋部分該第 一 色光；第二點光源，適于提供第二色光；以及第三點光源，適于提供第三色光，其中該合光單元適于將該第一色光、 該第二色光與該第三色光合并成該合成光束。
3、 如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該遮光單元包括 遮光件；和制動器，連接該遮光件，且該制動器適于控制該遮光件以固定的頻率切 入該第一色光的傳遞路徑，以遮擋部分該第一色光。
4、 如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該遮光單元包括 多個遮光件；和多個制動器，分別連接該些遮光件其中之一，且該些制動器適于控制該 些遮光件以固定的頻率依次切入該第一色光的傳遞路徑，以遮擋部分該第一 色光。
5、 如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該合光單元為X棱鏡。
6、 如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該合光單元包括 第一分光件，配置于該第一色光與該第二色光的傳遞路徑上；和 第二分光件，配置于該第三色光的傳遞路徑上，其中該第一分光件適于使該第一色光通過而傳遞至該第二分光元件，并將該第二色光反射至該第二 分光元件，且該第二分光元件適于使該第一色光與該第二色光通過，并反射該第三色光，以使該第一色光、該第二色光以及該第三色光合并成該合成光束。
7、 如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該第一色光為提供綠光的激光。
8、 如權(quán)利要求1所述的光源模塊，其中該些點光源包括發(fā)光二極管或激光。
全文摘要
一種光源模塊，適用于掃描式投影裝置中。光源模塊包括多個點光源以及至少一個遮光單元。每一點光源適于提供一色光，而這些色光合并成合成光束，且這些色光的顏色不同。至少一個遮光單元適于以固定的頻率切入這些色光至少其中之一的傳遞路徑，以遮擋部分色光。
文檔編號G02B27/10GK101285998SQ20071009678
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者吳上義, 鄭竹明 申請人:揚明光學(xué)股份有限公司