CN101878652A - 控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备 - Google Patents

控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101878652A
CN101878652A CN2008801179628A CN200880117962A CN101878652A CN 101878652 A CN101878652 A CN 101878652A CN 2008801179628 A CN2008801179628 A CN 2008801179628A CN 200880117962 A CN200880117962 A CN 200880117962A CN 101878652 A CN101878652 A CN 101878652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
luminescence unit
light
spoke
illuminator
light path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2008801179628A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101878652B (zh
Inventor
M·P·J·皮特斯
M·J·J·范德卢贝
E·J·M·帕宇卢森
D·A·贝诺伊
J·德格拉夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101878652A publication Critical patent/CN101878652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101878652B publication Critical patent/CN101878652B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3155Modulator illumination systems for controlling the light source
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • H04N9/3114Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources by using a sequential colour filter producing one colour at a time
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3164Modulator illumination systems using multiple light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/006Filter holders

Abstract

本发明涉及一种照明系统(100)、一种投影设备和一种色轮(20,22,24)。该照明系统包括光源,该光源包括各自朝向光输出窗口(110)发光的第一发光单元(50)和第二发光单元。该照明系统包括色轮,该色轮包括多个色段(R,G,B),在两个相邻色段之间的边界为轮辐(40)。第一发光单元、第二发光单元和轮辐被配置用于轮辐在越过光源与光输出窗口之间的光路(80)时防止同时越过第一发光单元与光输出窗口之间的第一光路以及第二发光单元与光输出窗口之间的第二光路。该照明系统还包括配置用于在轮辐越过第一光路时的时间间隔(p1)关断第一发光单元的驱动单元(92)。根据本发明的照明系统的效果在于在轮辐时间期间发射的光色并未发生渐变而是相对突然地改变,从而使投影设备能够使用在轮辐时间期间发射的光而无需复杂补偿技术。

Description

控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制在轮辐时间期间发射的光的照明系统。
本发明也涉及一种包括该照明系统的投影设备和一种用于在该照明系统中使用的色轮。
背景技术
用于投影设备的照明系统本身是已知的。它们除了使用于其它设备中之外还使用于如投影仪(beamer)的投影设备和投影电视中。在这样的图像投影系统中,在照明系统中生成的光入射图像创建单元,例如液晶显示器(又称为LCD)或者例如数字光处理单元(又称为DLP)或者例如硅上液晶(又称为LCoS),此后向屏幕或者墙壁上投影图像。用于投影设备的投影系统通常在随时间重复的光色序列中发光。各后续光色在投影设备中用来生成部分图像。通过后续地在屏幕上叠加部分图像来生成图像。这样的图像投影设备的质量常常由可以产生的图像亮度表示。
已知照明系统发射光色序列的一种方式是通过使用色轮。色轮一般布置于照明系统的光源与照明系统的光输出窗口之间。色轮包括多个色段,这些色段通过在光源与光输出窗口之间对多个色段之中的色段依次定位来确定照明系统发射的光色序列。
在使用具有多个色段的色轮时的一个弊端在于,已知照明系统发射的光色在所谓轮辐时间期间持续改变。轮辐时间是如下时间间隔,在该时间间隔期间在两个相邻色段之间的边界在光源与光输出窗口之间通过。在轮辐时间期间光色的持续改变在投影设备产生的图像中引起所不希望的色效果。
一种克服在轮辐时间期间的持续色改变的方式是在轮辐时间期间简单地关断光源。然而,在轮辐时间期间关断光减少照明系统的亮度,这对于投影设备是非常不希望的。因而,已经开发可选照明系统以最优地使用在轮辐时间期间发射的光。例如,美国专利申请US2007/0035703提供一种用于主动补偿轮辐光的系统。该引用的美国专利申请改进了可以用来使用在轮辐时间期间生成的光的称为轮辐光恢复(SLR)的技术。该已知照明系统包括配置成在色轮的非轮辐时间期间生成第一光电平的光源。该系统还包括配置成测量第一光电平以生成非轮辐光电平的光电二极管组件。处理器被配置成基于非轮辐光电平来设置轮辐光补偿值。如果特定像素的阴影包括各自在阈值以上的红、绿和蓝光电平,则运用针对该特定像素的在轮辐时间期间生成的光。另外,为了有助于在非SLR与SLR之间的转变以及反向转变更平滑,视频单元可以被配置成减去在非轮辐时间期间生成的光的某一部分以补偿在轮辐时间期间输出的附加光。这一补偿因子称为轮辐时间补偿值。
该已知系统的一个弊端在于他需要大量计算能力以使用在轮辐时间期间发射的部分光。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可以易于由投影设备使用而复杂度减少的在轮辐时间期间发光的照明系统。
根据本发明的第一方面,该目的通过一种用于投影设备的照明系统来实现,该照明系统包括光源、色轮和用于驱动光源的驱动单元,
-色轮包括确定照明系统发射的光色的多个色段,色轮被配置用于通过旋转色轮在光源与光输出窗口之间的光路中对多个色段之中的色段依次定位,色轮的轮辐为两个相邻色段之间的边界,
-光源包括各自朝向照明系统的光输出窗口发光的第一发光单元和第二发光单元,
-第一发光单元、第二发光单元和轮辐被配置用于轮辐在越过光源与光输出窗口之间的光路时防止同时越过第一发光单元与光输出窗口之间的第一光路以及第二发光单元与光输出窗口之间的第二光路,
-驱动单元被配置用于在轮辐越过第一光路时的时间间隔期间关断第一发光单元。
根据常规系统的轮辐时间是轮辐在光源与光输出窗口之间越过的时间。根据本发明的措施的效果在于通过配置驱动单元以在轮辐时间的第一部分期间关断第一发光单元,该第一部分是轮辐越过第一光路的时间间隔,根据本发明的照明系统发射的光由第二发光单元确定。由于第一发光单元、第二发光单元和边界被配置用于防止轮辐同时越过第一光路和第二光路,所以第二发光单元与色段的关联部分一起确定在轮辐时间的第一部分期间基本上保持恒定的由照明系统发射的光色。因而由于在轮辐时间的第一部分期间发射的光色基本上恒定,所以此光可以相对容易地由投影设备使用而无需用于主动补偿轮辐光的复杂补偿算法。
光源可以包括第三发光单元和更多发光单元。优选地,第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元、任何更多发光单元和轮辐被配置用于防止轮辐同时越过第一光路、第二光路、在第三发光单元与光输出窗口之间的第三光路以及在又一发光单元与光输出窗口之间的任何又一光路。通过在轮辐越过第二光路的时间间隔期间关断第二发光单元,第三发光单元和可能更多发光单元保持接通并且发射具有确定颜色的光。这同样使在轮辐时间期间发射的光具有基本上恒定颜色,因此在轮辐时间期间发射的光可以相对容易地由投影设备使用。
在照明系统的一个实施例中,第一发光单元相对于第二发光单元的定位防止轮辐同时越过第一光路和第二光路,或者其中轮辐的形状防止轮辐同时越过第一光路和第二光路。
在照明系统的一个实施例中,驱动单元还被配置用于在关断第一发光单元期间增加第二发光单元发射的光强度。这一实施例的益处在于第二发光单元发射的光强度增加使在轮辐时间的第一部分期间照明系统发射的光强度能够基本上等于轮辐时间以外照明系统发射的光强度。一般而言,光源的冷却是关键的。尤其是在使用发光二极管作为第一发光单元和第二发光单元时,第一发光单元和第二发光单元发射的最大光强度严重地依赖于发光二极管的冷却。由于在轮辐时间的第一部分期间关断第一发光单元,所以无需在轮辐时间的第一部分期间冷却第一发光单元,从而允许对于第二发光单元的发光二极管的更多冷却能力。因而可以提升第二发光单元的功率从而实现增加第二发光单元发射的光强度。
在其中照明系统包括第三发光单元和更多发光单元的一个实施例中,第二发光单元的提升可以与第三发光单元和更多发光单元的提升同时进行,以允许将对第一发光单元的切断补偿分布于照明系统的所有发光单元。
在照明系统的一个实施例中,驱动单元被配置成在轮辐越过第二光路时的时间间隔关断第二发光单元而接通第一发光单元。这一实施例的益处在于它允许照明系统从第一颜色(在轮辐时间的第一部分期间与第二发光单元关联)基本上逐步转向第二颜色(与第一发光单元和下一色段关联)。在轮辐时间的第一部分期间,轮辐在第一发光单元关断的期间越过第一光路。在轮辐时间的第二部分为轮辐越过第二光路的时间间隔期间,关断第二发光单元以防止照明系统发射的光色渐变。然而同时,色段的下一色段布置于第一光路中从而确定第一发光单元发射的光色。通过关断第二发光单元的光并且通过在轮辐时间的第二部分期间接通第一发光单元的光,照明系统发射的颜色从第一颜色基本上逐步变成第二颜色。
优选地,仅在已经切断第二发光单元之后接通第一发光单元,这可以在照明系统未发光的轮辐时间期间生成小的时间窗口。
在照明系统的一个实施例中,驱动单元还被配置用于在关断第二发光单元期间增加第一发光单元的发光强度。这一实施例的益处在于第一发光单元发射的光强度增加使在轮辐时间的第二部分期间照明系统发射的光强度基本上等于轮辐时间以外照明系统发射的光强度。
在照明系统的一个实施例中,照射系统还包括朝向光输出窗口发光的第三发光单元,轮辐被配置用于依次越过第一发光单元的第一光路、第二发光单元的第二光路以及在第三发光单元与光输出窗口之间的第三光路,其中驱动单元被配置成在轮辐越过第二光路时关断第一发光单元和第二发光单元,或者其中驱动单元被配置成在轮辐越过第二光路时切断第二发光单元和第三发光单元。选择关断第一发光单元或者第二发光单元中的哪一个确定了轮辐时间期间颜色变成新颜色的瞬间。
在照明系统的一个实施例中,通过不同色段生成的颜色的效率来确定在轮辐越过第二光路时选择关断第一发光单元还是第三发光单元。这一实施例可以在色轮包括用于例如将从发光单元发射的蓝光转换层红光和绿光的发光材料时尤为有益。由于用于生成红光的发光材料的转换效率通常相对低,所以在使用荧光体轮(phosphorwheel)时照明系统发射的红光强度相对低。可以选择轮辐时段期间的变色瞬间使得从照明系统发射红光的时间与发射其余光的时间相比相对长。第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的切换序列甚至可以在荧光体轮从生成绿光的段变成生成红光的段时与在荧光体轮从生成红光的段变成生成蓝光的段时相比有所不同。可以例如选择这一不同切换序列使得从照明系统发射红光的时间最长。这可以用来为光强度最低的颜色提供附加光强度。
在照明系统的一个实施例中,照明系统还包括用于感测由照明系统发射的光强度的光传感器。这一实施例的益处在于它允许主动控制第二发光单元或者第一发光单元的提升以例如保证照明系统发射的光电平保持恒定。尤其由于发光单元的老化效应,所以单独发光单元发射的光强度可能在它的寿命期间变化。通过经由光传感器测量照明系统发射的光强度,驱动单元可以适配个别发光单元发射的光强度以主动控制光电平使得它保持恒定。
在照明系统的一个实施例中,第一发光单元包括第一发光器阵列,并且其中第二发光单元包括第二发光器阵列。这一实施例的益处在于使用第一发光单元和第二发光单元中的发光器阵列使光源的纵横比能够基本上对应于待产生的图像的纵横比。这使照明系统和投影设备能够使投影图像所需的光学器件最少,并且能够最小化光学扩展量的降低。
在照明系统的一个实施例中,第一发光器阵列被布置成基本上平行于第二发光器阵列,并且其中第一发光器阵列和第二发光器阵列在轮辐布置于光源与光输出窗口之间时布置成基本上平行于轮辐。这一实施例的益处在于发光器的这一布置使其中轮辐越过光源的光路的时间期间最短。
本发明还涉及一种如权利要求11所述的投影设备。
本发明也涉及一种用于在如权利要求1至10中所述的照明系统中使用的色轮,其中色轮包括用于校准(collimate)多个色段中的色段朝向照明系统的光输出窗口发射的光的校准光学器件。这一实施例的益处在于校准光学器件集成于色轮中使得限制了照明系统的光学扩展量的增加。光学系统的光学扩展量是照明系统中的重要参数。为了具有照明系统的最优效率并且限制光损耗,照明系统应当被设计为使得由于光穿过照明系统所致的光学扩展量增加尽可能小。通常,在使用校准器和色轮的已知照明系统中,校准器布置于已知照明系统的色轮与出光窗口之间。在这样的已知配置中,色段与校准器之间的距离相对大从而使照明系统的光学扩展量增加。尤其是当色段包括用于将光源发射的至少部分光转换成不同颜色的光的光学材料时,发光材料发射的光基本上在所有方向上进行发射。这样,通常在层中涂敷的发光材料可以视为Lambertian发光器。为了保留光学扩展量或者限制光学扩展量增加。校准器优选地定位成尽可能接近光学材料层。另外当色段包括扩散元件时,这一扩散元件也可以视为Lambertian发光器。另外在这样的实施例中,校准器应当定位成尽可能接近扩散元件以限制光学扩展量的增加。在根据本发明的色轮中,色轮包括校准光学器件。在这样的配置中,发光材料层与校准光学器件之间或者扩散元件与校准光学器件之间的距离相对小,从而限制用于照明系统的光学扩展量的增加,因此优化了根据本发明的光照系统的效率。
在色轮的一个实施例中,色轮包括衬底,该衬底包括多个色段,其中衬底包括校准光学器件。一般而言,色段的发光材料在衬底上涂敷为层或者可以在衬底的部分中集成为粒子。衬底的剩余部分一般用于色轮的稳定性。色轮的衬底的该剩余部分可以用于集成校准光学器件。
在色轮的一个实施例中,校准光学器件包括用于校准色段发射的光的反射元件,和/或包括用于校准色段发射的光的衍射元件,和/或包括布置于色段与光输出窗口之间用于校准色段发射的光的折射元件。该实施例在将反射元件用于校准时的益处在于,反射元件可以相对容易地应用于色段的边缘或者将其涂敷为在两个相邻色段之间的轮辐上的反射层。用于校准的反射元件的又一益处在于反射元件在校准时不引入色差。在使用衍射元件时的益处在于衍射元件可以相对容易地例如使用印刷技术或者浮雕技术(embossingtechnologies)施加于例如色段上。另外,有效衍射校准元件在色轮中可以无需大量高度,这允许色轮保持相对薄和紧凑。这些衍射元件可以例如是例如由城齿结构(由折射率不同的两种材料构成)构成的光栅。该实施例在将折射元件用于校准时的益处在于折射元件的校准效率由于折射元件中的反射损耗而与反射元件相比更大。另外,折射元件可以例如预见来自光源的光束的发散度并且可以校正光束的发散度以校准光。例如,用于蓝色的色段可以是用于透射由光源发射的蓝色光束的基本上透明色段。在这样的实施例中,在具有具体发散度的预定方向上已经主要发射由光源发射的光束。在这样的实施例中,折射元件可以校正发射的光束的发散度并由此高效地校准蓝光。折射元件可以是例如集成于衬底中的透镜元件或者可以例如是例如施加于衬底的顶部上的菲涅耳透镜。折射元件也可以是用于基本上仅在单个方向上校准的圆柱透镜。在色轮中,这样的圆柱透镜例如可以成形为圆环(torus)。
根据本发明的色轮也可以包括反射元件、衍射元件和/或折射元件的组合。反射元件、衍射元件和/或折射元件的这一组合可以应用于单个色段。可选地,反射元件可以应用于色轮的一个色段,折射元件可以应用于色轮的第二色段,而衍射元件可以应用于第三色段。
另外,校准强度可以因不同色段而不同。例如,发射蓝色的色段通常为基本上透明的色段(在光源发射蓝光的实施例中)。因而在如下光束中发射蓝光,该光束源于光源并且通常要求与其它色段(其中色段例如包括通常可以视为Lambertian辐射器的发光材料)相比不同的校准强度。折射元件可以由应用于衬底中的折射率梯度构成,这具有的益处在于这可以完全集成于色轮的衬底以内。可选地,折射元件可以例如由菲涅耳型透镜构成,这具有的优点在于折射元件的这一实施例可以集成于衬底中。
在色轮的一个实施例中,色段包括在色段内布置成至少部分平行于光路、用于在切线方向上和/或在径向方向上校准色段发射的光的反射边界。在径向方向上延伸的反射边界校准在切线方向上扩展的光,而在切线方向上延伸的反射边界校准在径向方向上扩展的光。反射边界可以例如是又一轮辐,该轮辐不是布置于两个相邻色段之间的边界(作为轮辐)而是布置于单个色段内。由于应用又一轮辐,所以限制了光在切线方向上的扩展,由此在切线方向上校准光。在这样的实施例中,驱动单元可以被配置成也在又一轮辐越过第一光路时的时间间隔期间关断第一发光单元。反射边界可以可选地至少部分地在切线方向上延伸并且可以例如具有例如相对于色轮的旋转轴对称布置的部分弧形。这样的反射边界将在径向方向上校准色段发射的光。
附图说明
根据下文描述的实施例本发明的这些和其它方面是清楚,并且将参照这些实施例阐明这些和其它方面。
在附图中:
图1示出了根据本发明的照明系统的简化横截面图,而图1B和1C示出了根据本发明的具有相对于色轮的第一发光单元和第二发光单元的布置的色轮的不同实施例,
图2A、2B、2C和2D各自示出了在时间序列中示出的多个发光器阵列而两段之间的边界在光源与光输出窗口之间越过,而图2E图示了第一发光单元和第二发光单元随时间发射的光强度并且图示了照明系统发射的颜色,
图3A、3B、3C和3D各自示出了在时间序列中所示多个发光器阵列的不同实施例而两段之间的边界在光源与光输出窗口之间越过,而图3E图示了第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元随时间发射的光强度并且图示了照明系统发射的颜色,
图4示出了包括根据本发明的照明系统的投影设备,并且
图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出了根据本发明的色轮的更多实施例的横截面图和俯视图。
附图仅为图解而未按比例绘制。具体为求简洁,特别夸大了一些尺度。图中的类似部件尽可能多地由相同标号表示。
具体实施方式
图1A示出了根据本发明的照明系统100的简化横截面图。照明系统100包括光源10(见图1B和1C)、色轮20和用于驱动光源10的驱动单元92。如图1A中所示照明系统100还包括用于驱动色轮200的电机90、用于朝向光输出窗口110将光源10发射的光重定向的折叠镜120、用于感测照明系统100发射的光强度的光传感器94和作为用于冷却光源10的冷却元件的散热器130。光源10发射的光遵循在图1A中由点划线80表示的光路80。折叠镜120例如是半透明镜120,其朝向光传感器94透射光源10发射的部分光。光源10包括各自经由色轮20朝向光输出窗口110发光的第一发光单元50和第二发光单元60(见图1B和1C)。图1A中所示色轮20的横截面图沿着线AA(见图1B)、因而仅示出光源10的第一发光单元50。优选地,第一发光单元50和第二发光单元60发射的光色基本上相同,并且照明系统100发射的光色是通过色轮20以及光源10发射的光色确定的。色轮20包括不同色段R、G、B(见图1B和1C)。通过旋转色轮20,不同段将布置于光源10与光输出窗口110之间的光路80中。具体色段R、G、B的组合与光源10的颜色一起确定照明系统100发射的光色。
色轮20的不同段R、G、B可以包括滤色器,各滤色器透射具有例如从红、绿、蓝、品红、黄和青之中选择的颜色之一的光。在这样的实施例中,光源10优选地发射基本上白光,该白光包括已知数量的所选光色。可选地,不同段R、G、B包括这样的层:该层包括将光源10发射的光转换成颜色从红、绿、蓝、品红、黄和青之中选择的光的发光材料。在这样的实施例中,光源10可以例如发射可以由个别发光层转换成所需颜色或者例如可以发射蓝光的紫外线光。在其中光源10发射蓝光的实施例中,用R表示的段的发光材料吸收蓝光并且将它转换成红光。用G表示的段的发光材料吸收蓝光并且将它转换成绿光。优选地,用R表示的段的发光材料和用G表示的段的发光材料各自包括在色轮20的面向光源10的一侧上布置的特定二色镜。在用G表示的段的发光材料上布置的二色镜透射蓝光而反射发光材料生成的绿光。在用R表示的段的发光材料上布置的二色镜透射蓝光而反射发光材料生成的红光。使用二色镜,在发光材料中生成的基本上所有绿光和红光在光输出窗口110的方向上由色轮20发射。用B表示的段不含发光材料并且透射来自光源10的蓝光。在使用色轮20上的发光材料层产生荧光体轮20时的益处在于光源10中生成的光的更大一部分从照明系统100发射、尤其是在应用二色镜时。作为比较:当光源10发射基本上白光时,由于段R、G、B的滤色器吸收除了具有具体颜色的光之外的所有光,光的至少60%未被使用。另外,使用荧光体轮20生成远荧光体配置,该配置具有的益处在于发光材料层的效率由于发光材料的温度更低而更高以及将在荧光体轮20上使用的发光材料范围由于发光材料的温度通常更低而更大。另外,可以在反射中使用荧光体轮20。在使用由光源10发射的蓝光时的益处在于没有为了生成蓝光而需要的光转换,这减少系统中的能量损耗。另外,在将蓝光用于生成红光和绿光时的轮辐移位与在将紫外线光用于生成红光和绿光时的轮辐移位相比更少从而进一步减少系统中的能量损耗。
色轮10可以包括多于三段并且可以与光源10发射的光色一起生成与列举的红、绿、蓝、品红、黄和青不同的颜色。
在已知照明系统中,色轮的两个相邻色段之间的边界在光源与光输出窗口之间穿过从而产生在该时间窗口期间光色从第一颜色渐变成第二颜色的时间窗口。两个相邻色段之间的边界通常称为轮辐40,而轮辐在光源10与光输出窗口110之间越过的时间通常称为轮辐时间Tsp(见图2)。由于在轮辐时间段期间通过输出窗口110发射的光色并不恒定,所以已知照明系统在轮辐时间期间简单地关断光,从而大量减少照明系统的亮度,或者已知照明系统包括复杂补偿技术以仍然以高效和可预测的方式使用照明系统在轮辐时间期间发射的光。然而这些后一种已知照明系统需要复杂数据补偿。
在根据本发明的照明系统100中,在轮辐时间Tsp期间发射的光可以由例如投影设备使用而无需复杂补偿技术。为此,第一发光单元50、第二发光单元60和色轮20的轮辐40被配置用于轮辐40在越过光源10与光输出窗口110之间的光路80时防止同时越过第一发光单元50与光输出窗口110之间的第一光路以及第二发光单元60与光输出窗口110之间的第二光路。另外,驱动单元92被配置成在轮辐时间的第一部分p1期间关断第一发光单元50(参见图2),该第一部分是轮辐40越过第一光路的时间间隔。第一光路和第二光路在光入射色轮20时基本上分离。然而在第一发光单元50和第二发光单元60的光之后,第一光路和第二光路可以例如在可以用来提高照明系统100发射的光在光输出窗口110内的均匀性的合成光学器件(未示出)中完全地或者部分地重叠。
为了防止轮辐40同时穿越第一光路和第二光路,第一发光单元50的定位可以如图1B中所示在切线方向上放置于第二发光单元60旁边。图1B示出了与由第一发光单元50和第二发光单元60构成的光源10一起的色轮20。由于第二发光单元60在切线方向上放置于第一发光单元50旁边,所以轮辐40首先越过第一光路而后续越过第二光路。一种防止轮辐40同时越过第一光路和第二光路的可选方式是通过调整如图1C中所示轮辐40的形状。图1C也示出了与由第一发光单元50和第二发光单元60构成的光源10一起的色轮22。现在第二发光单元60在径向方向上放置于第一发光单元50旁边。然而,轮辐40的形状使轮辐40首先越过第一光路而后续越过第二光路。
考虑由G表示的色段位于光源10与光输出窗口110之间。因而,照明系统100发射的光色为绿。当在箭头的方向上旋转色轮20、22、24时,代表由G表示的色段与由B表示的色段之间边界40的轮辐40将越过光源10与光输出窗口110之间的光路80。在如图1B和1C中所示两种配置中,轮辐40将在轮辐时间的第一部分p1期间首先越过第一发光单元50与光输出窗口110之间的第一光路。驱动单元92在轮辐时间的第一部分p1期间关断第一发光单元50而维持第二发光单元60发光。发光系统100发射的光色仍然为绿,尽管强度可以是在接通第一发光单元50和第二发光单元60时强度的一半。为了克服照明系统100发射光强度的减少,驱动单元92可以在轮辐时间的第一部分p1期间提升第二发光单元60的光输出。在轮辐40已经越过第一光路之后,由B表示的色段位于第一发光单元50与光输出窗口110之间。当色轮20继续旋转时,它将在轮辐时间的第二部分p2期间越过第二发光单元60与光输出窗口110之间的第二光路(见图2)。在轮辐时间的第二部分p2期间,驱动单元92可以关断第二发光单元60而可以接通第一发光单元50。这时,照明系统100发射的光色从绿突变成蓝,因为由B表示的色段位于第一发光单元50与光输出窗口110之间。由于没有从绿向蓝的渐变,所以照明系统发射的光可以易于由投影系统使用而无需复杂补偿技术。为了保证照明系统在轮辐时间的第二部分p2期间发射的光强度基本上等于照明系统在轮辐时间Tsp以外发射的光强度,驱动单元92可以在轮辐时间的第二部分p2期间提升第一发光单元的输出。
为了防止由色轮20、22、24的不同色段R、G、B产生的光的任何混合,在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间可以有不发光的短暂时间间隔。这尤其可以在色轮20、22、24包括发光材料时实现,以防止由于发光材料的余辉效应所致的光混合。
光源10可以包括任何发光单元50、60,例如发光二极管、激光二极管或者其它小型亮光源。在使用发光二极管和/或激光二极管时的益处在于可以容易地在短时间内提升发光单元以发射增加量的光。
在图2A至2D和图3A至3D中示出了在轮辐40在光源10、12、14与光输出窗口110之间越过时的这些不同阶段。图2E和3E各自示出了轮辐时间Tsp和一连串轮辐时间部分p1、p2;p1、p2、p3,在这些部分期间可以接通、提升或者关断第一发光单元50和/或第二发光单元60和/或第三发光单元70。
图2A、2B、2C和2D各自示出了光源12由第一发光单元50和第二发光单元60构成。第一发光单元50由第一发光器阵列52、54、56构成,而第二发光单元60由第二发光器阵列62、64、66构成。第一发光器阵列52、54、56和第二发光器阵列62、64、66中的各发光器阵列在轮辐40分别越过第一发光器阵列52、54、56和第二发光器阵列62、64、66时基本上布置成平行于轮辐40。图2A至2D示出了时间序列,在该时间序列期间轮辐40越过光源12。轮辐40在由箭头表示的方向上移动。
图2A示出了其中在第一发光单元50和第二发光单元60经由色轮20的相同段R、G、B时朝向光输出窗口110发光时的情形。这对应于在轮辐时间Tsp以外的时间期间照明系统100的光输出。第一发光器阵列52、54、56和第二发光器阵列62、64、66均将被接通。
图2B示出了其中轮辐40越过第一光路的情形。这一时间间隔表示为轮辐时间的第一部分p1(参见图2E)。在轮辐时间的第一部分p1期间关断第一发光器阵列52、54、56,而第二发光器阵列62、64、66保持接通,优选为以提升的强度接通。
图2C示出了其中轮辐40越过第二光路的情形。这一时间间隔表示为轮辐时间的第二部分p2(见图2E)。在轮辐时间的第二部分p2期间关断第二发光器阵列62、64、66,而接通第一发光器阵列52、54、56,优选以提升的强度接通。在这一阶段,照明系统100发射的光色如在图2E中由‘Out’表示的底部图形所示那样改变。
图2D示出了其中轮辐40已经越过光源12的情形。当接通第二发光器阵列62、64、66并且将第一发光器阵列52、54、56的强度减少至轮辐时间Tsp以外的强度水平时,第一发光单元50和第二发光单元60经由色轮20的相同段R、G、B朝向光输出窗口110发光。
在图2E中也示出了这四个阶段。由标号50表示的第一图形表示第一发光单元50随时间t的光输出强度。在第一图形中,第一发光单元50的状态也由措辞“接通”、“关断”和“提升”表示,这些措辞分别表示第一发光单元50何时接通、关断以及第一发光单元50的输出强度何时提升。由标号60表示的第二图形表示第二发光单元60随时间t的光输出强度。在第二图形中,第二发光单元60的状态也由措辞“接通”、“关断”和“提升”表示,这些措辞分别表示第二发光单元60何时接通、关断以及第二发光单元60的输出强度何时提升。由文字标签‘Out’表示的第三图形表示照明系统100随时间t的光输出强度。另外,第三图形示出了在轮辐时间途中从蓝(由标号B表示)变成绿(由标号G表示)的光色。第三图形也示出了照明系统100的输出强度在轮辐时间Tsp期间维持基本上恒定并且示出了照明系统100发射的光色未从蓝光渐变成绿光(如已知照明系统具有的那样)而是在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间突变。由于这一颜色突变,照明系统100在轮辐时间Tsp期间发射的光可以易于由投影设备200使用而无需复杂的补偿技术。
图3A、3B、3C和3D各自示出了光源14的不同实施例。图3中所示光源14由第一发光单元50、第二发光单元60和第三发光单元70构成。第一发光单元50由第一发光器阵列52、54构成,第二发光单元60由第二发光器阵列62、64构成,而第三发光单元70由第三发光器阵列72、74构成。同样,第一发光器阵列52、54、第二发光器阵列62、64和第三发光器阵列72、74在轮辐40分别越过第一发光器阵列52、54、第二发光器阵列62、64和第三发光器阵列72、74时基本上布置成平行于轮辐40。图3A至3D示出了时间序列,在该时间序列中轮辐40越过光源14。轮辐40在由箭头表示的方向上移动。
图3A示出了在第一、第二和第三发光单元50、60、70各自经由色轮20的相同段R、G、B朝向光输出窗口110发光时的情形。这对应于在轮辐时间Tsp以外的时间期间照明系统100的光输出。接通所有发光器阵列52、54;62、64;72、74。
图3B示出了其中轮辐40在轮辐时间的第一部分p1期间越过第一光路的情形(参见图3E)。在轮辐时间的第一部分p1期间关断第一发光器阵列52、54,而第二发光器阵列62、64和第三发光器阵列72、74保持接通。为了保证在轮辐时间p1的第一部分发射的光强度保持基本上恒定,可以提升第二发光器阵列62、64和第三发光器阵列72、74以发射更高强度的光。
图3C示出了其中轮辐40在轮辐时间的第二部分p2期间越过第二光路的情形(参见图3E)。在轮辐时间的这一第二部分p2期间,关断第二发光器阵列62、64以防止照明系统发射的光色逐渐地变色。在图3A至3E中所示实施例中,在轮辐时间的第二部分p2期间再次接通第一发光器阵列52、54,而关断第三发光器阵列72、74。因而,第一发光器阵列52、54与色段R、G、B的布置于第一发光器阵列52、54的光路中的部分一起确定照明系统100发射的光色。因而照明系统100发射的光色在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间改变。为了保证在轮辐时间的第二部分p2期间发射的光强度与轮辐时间的第一部分p1相比保持基本上恒定,可以提升第一发光器阵列52、54以发射更高强度的光。这在图3E中由在轮辐时间的第二部分p2期间的更高脉冲和由文字标签“X-提升”表示。标签‘X-提升’也表示必须比第二发光器阵列62、64和第三发光器阵列72、74更多地提升第一发光器阵列52、54的强度,从而照明系统100发射的光强度保持基本上恒定。
在一个可选实施例中,第一发光器阵列52、54可以在轮辐时间的第二部分p2期间保持关断,并且可以进一步提升第三发光器阵列72、74,从而照明系统100发射的光强度保持基本上恒定。在这一实施例中,照明系统100发射的光色在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间尚未改变、但是在轮辐时间的第二部分p2与轮辐时间的第三部分p3之间改变(参见图3E)。
根据前述示例清楚的是,可以通过选择发光单元50、60、70中的哪一个被“接通”或者“关断”来选择在轮辐时段Tsp期间的变色瞬间(参见图3E)。这可以在色轮包括用于将从发光单元50、60、60发射的例如蓝光转换成红光和绿光的发光材料时有益地加以使用。由于用于生成红光的发光材料的转换效率相对低,所以在使用荧光体轮20时照明系统100发射的红光强度相对低。可以选择在轮辐时段Tsp期间的变色瞬间使得从照明系统100发射红光的时间与发射其余光的时间相比相对长。例如,当作为生成绿色的色段G与生成红色的色段R之间边界的第一轮辐40越过光源10的光路80时,“关断”发光单元50、60、70中的哪一个的序列可以与在作为生成红色的色段R与生成蓝色的色段B之间边界的第二轮辐40越过光路80时相比有所不同。可以例如选择这一不同切换序列使得从照明系统100发射红光的时间最长。这可以用来为光强度最低的颜色提供附加光强度。
在又一实施例中,可以在轮辐时间的第二部分p2期间接通第一发光器阵列52、54,并且第三发光器阵列可以在轮辐时间的第二部分p2期间保持接通。因而,照明系统100发射的光色改变,因为第一发光器阵列52、54发射的光色与第三发光器阵列72、74发射的光色相比取决于色轮20的不同色段。例如当色段20包括生成红色的色段R、生成蓝色的色段B和生成绿色的色段G时,根据本发明的本实施例发射的颜色为中间色,例如黄(为红和绿的组合)、品红(为红和蓝的组合)和青(为绿和蓝的组合)。照明系统100在轮辐时间的第二部分p2期间发射的光的中间色与照明系统100发射的光色相比是不同的,但是在轮辐时间的第二部分p2期间保持基本上恒定。这使投影设备200能够相对容易地使用照明系统100在轮辐时间的第二部分p2期间发射的光。
图3D示出了其中轮辐40在轮辐时间的第三部分p3期间越过第三发光单元70与光输出窗口110之间的光路的情形(参见图3E)。在轮辐时间的这一第三部分p3期间接通第一发光器阵列52、54和第二发光器阵列62、64,而关断第三发光器阵列72、74。为了确保在轮辐时间的第三部分p3期间发射的光强度保持基本上恒定,可以提升第一发光器阵列52、54和第二发光器阵列62、64以发射更高强度的光。
在其中中间色在轮辐时间的第二部分p2期间由照明系统100发射的实施例中,照明系统100发射的颜色将同样在轮辐时间的第二部分p2与轮辐时间的第三部分p3之间改变。在轮辐时间的第三部分p3期间,第一发光单元50和第二发光单元60各自经由确定照明系统100发射的光色的色轮20的的相同段R、G、B朝向光输出窗口110发光。
其中轮辐40已经越过光源14的下一情形并未加以示出并且基本上与图2D相同。在轮辐时间的第三部分p3之后同样接通第三发光器阵列72、74,并且同样将第一发光器阵列52、54和第二发光器阵列62、64发射的光强度减少至轮辐时间Tsp以外的强度水平。第一发光单元50、第二发光单元60和第三发光单元70各自经由色轮20的相同段R、G、B朝向光输出窗110发光。
在图3E中也示出了这五个阶段。由标号50表示的第一图形表示第一发光单元50随时间t的光输出强度。在第一图形中,第一发光单元50的状态由措辞“接通”、“关断”、“提升”和“X-提升”表示,这些措辞分别表示第一发光单元50何时接通、关断以及第一发光单元50的输出强度何时提升或者提升更多。由标号60表示的第二图形表示第二发光单元60随时间t的光输出强度。在第二图形中,第二发光单元60的状态也由措辞“接通”、“关断”和“提升”表示,这些字眼分别表示第二发光单元60何时接通、关断以及第二发光单元60的输出强度何时提升。由标号70表示的第三图形表示第三发光单元70随时间t的光输出强度。在第三图形中,第三发光单元70的状态也由措辞“接通”、“关断”和“提升”表示,这些措辞分别表示第三发光单元70何时接通、关断以及第二发光单元60的输出强度何时提升。由文字标签“Out”表示的第四图形表示照明系统100随时间t的光输出强度。另外,第四图形示出了在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间从蓝(由标号B表示)变成绿(由标号G表示)的光色。第四图形也示出了照明系统100的输出强度在轮辐时间Tsp期间维持基本上恒定并且示出了照明系统100发射的光色没有如已知照明系统具有的那样从蓝光渐变成绿光而是在轮辐时间的第一部分p1与轮辐时间的第二部分p2之间突变。由于这一颜色突变,照明系统100在轮辐时间Tsp期间发射的光可以易于由投影设备200使用而无需复杂补偿技术。
图4示出了包括根据本发明的照明系统100的投影设备200。投影设备200包括用于在数字光处理单元230上投射照明系统100发射的光的扩束透镜(expander lens)210和物镜220。后续地,数字光处理单元230经由通过光阀的投射或者经由从微镜阵列的反射生成在墙壁上或者在屏幕上后续投影的图形。
图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出了根据本发明的色轮的更多实施例的横截面图和俯视图。在图5A、5B、5C和5D中示出了色轮20、22、24的横截面图,其中图5A中所示实施例示出了用于校准光的反射元件26,其中图5B和5C中所示实施例示出了用于校准光的折射元件27A和27B,并且其中图5D中所示实施例示出了用于校准光的衍射元件25。色轮20、22、24包括衬底28。色段G的发光材料在衬底28上涂敷为层并且在图5A、5B、5C和5D中表示为灰色区域。发光材料可以涂敷为层或者可以在衬底28的部分中集成为粒子(未示出)。衬底28的其余部分一般用于色轮20、22、24的稳定性。色轮20、22、24的衬底28的这一其余部分可以用于合成校准光学器件25、26、27A、27B。由于校准光学器件25、26、27A、27B集成于色轮20、22、24的衬底28中,所以限制了照明系统的光学扩展量的增加,因此提高照明系统100的效率。
图5A示出了包括反射元件26的校准光学器件26。反射元件26可以相对容易地涂敷于色段R、G、B的边缘或者在两个相邻色段R、G、B之间在轮辐40上涂敷为反射层。优选地,反射元件26被布置为反射体杯(见图5A的横截面),然而反射元件26也可以被布置成基本上平行于光路80。虚线箭头表示反射元件26校准的由发光元件60发射的光束。
图5B示出了包括折射元件27A的校准光学器件27A。折射元件27A可以由衬底28中所用折射率梯度(未示出)构成,这具有的益处在于这可以完全集成于色轮的衬底以内。取而代之,折射元件27A可以例如是集成于衬底28中的透镜27A。
图5C示出了包括菲涅耳行透镜27B的校准光学器件27B,该透镜可以例如应用于衬底28的涂敷有发光层的表面上(未示出)或者可以集成于色轮20的衬底28中。在这样的实施例中,校准光学器件27B与色段G之间的距离可以相对小。另外,在使用菲涅耳型透镜27B时的益处在于可以限制衬底28的厚度从而允许限制色轮20的厚度。虚线箭头表示折射元件27B校准的由发光元件60发射的光束。
图5D示出了包括衍射光栅25的校准光学器件25,该光栅可以例如涂敷于衬底28的表面上(未示出)或者可以例如涂敷于发光材料G的表面上(未示出)或者可以例如涂敷于发光材料G的表面上(未示出)或者可以集成于衬底28中。可以例如使用印刷技术或者浮雕技术来相对容易地涂敷衍射元件25。另外,使用衍射元件25允许限制校准光学器件的厚度从而允许限制色轮20的厚度。这些衍射元件25可以例如是由例如城齿结构(该结构由折射率不同的材料构成)构成的光栅25。
根据本发明的色轮20、22、24也可以包括反射元件26、衍射元件25和/或折射元件27A、27B的组合。校准元件25、26、27A、27B的这一组合可以应用于单个色段R;G;B。可选地,反射元件26可以涂敷于色轮20、22、24的一个色段R、G、B,而折射元件27A、27B可以涂敷于色轮20、22、24的第二色段R、G、B。
图5E示出了根据本发明的色轮20的俯视图。图5E中所示色轮20与图1B中所示色轮20基本上相同,但是现在反射元件26用作轮辐40(见图1B和1C)或者反射元件26应用于轮辐40上。在图5E中所示实施例中,反射元件26被布置成基本上平行于光路80,因此轮辐40的宽度将基本上没有增加(将仅增加构成反射元件26的反射层的厚度)。可选地,当反射元件26不知为反射杯(见图5A)时,轮辐40在切线方向上的尺度将增加。为了仍然能够减少照明系统100的轮辐时间(见图1A),必须适配第一发光单元50(见图1B和1C)与第二发光单元60(见图1B和1C)之间的距离使得轮辐40未同时越过第一发光单元50与光输出窗口110之间的第一光路和第二发光单元60与光输出窗口110之间的第二光路。
图5F示出了根据本发明的色轮24的又一实施例的俯视图。在这一实施例中,色段R、G、B包括在色段R、G、B内布置成至少部分平行于光路80用于在切线方向上和/或在径向方向上的反射边界29A、29B、29C,用于校准色段R、G、B发射的光。反射边界29A可以是并非布置于两个相邻色段R、G、B之间(作为轮辐40)的边界而是布置于单个色段R、G、B以内的又一轮辐29A。由于应用反射边界29A,所以限制光在切线方向上的扩展,因此在切线方向上校准光。在这样的实施例中,驱动单元92可以被配置成也在又一轮辐29越过第一光路时的时间间隔期间关断第一发光单元50。又一轮辐29A也可以代之以被布置成相对于光轴80倾斜某一角度,比如如图5A中所示反射杯的反射元件26之一。在这样的实施例中,又一轮辐29A的尺度在切线方向上增加。
反射边界29B、29C也可以是布置于切线方向上用于限制光在径向方向上扩展的边界。这样的反射边界29B、29C可以例如具有例如相对于色轮24的旋转轴91对称布置的部分弧形。这样的反射边界29B、29C将在径向方向上校准色段发射的光。可选地,反射边界29B、29C可以具有用于例如部分地在径向方向上而部分地在切线方向上校准光的任何其它形状。
本领域技术人员将清楚可以与照明系统分离地应用如这里公开的包括校准光学器件25、26、27A、27B、29A、29B、29C的色轮20、22、24而无需将驱动单元92用于减少轮辐时间、也无需使用具有第一和第二发光单元50、60的光源10、12、14。
本发明也涉及一种在用于投影设备200的照明系统100中驱动光源10、12、14的方法。照明系统100包括光源10、12、14、色轮20、22、24和用于驱动光源10、12、14的驱动单元92。色轮20、22、24包括对照明系统100发射的光色进行确定的多个色段R、G、B。色轮20、22、24被配置用于通过旋转色轮20、22、24在光源10、12、14与光输出窗110之间的光路80中对多个色段R、G、B之中的色段R、G、B依次定位。色轮20、22、24的轮辐40为两个相邻色段R、G、B之间的边界40。照明系统100还包括光源10、12、14,该光源包括第一发光单元50和第二发光单元60,第一发光单元50和第二发光单元60中的各发光单元朝向照明系统100的光输出窗110发光。第一发光单元50、第二发光单元60和轮辐40被配置用于轮辐40在越过光源10、12、14与光输出窗口110之间的光路80时防止同时越过第一发光单元50与光输出窗口110之间的第一光路以及第二发光单元60与光输出窗口110之间的第二光路。驱动光源10、12、14的方法包括以下步骤:在轮辐40越过第一光路时的时间间隔p1期间切断第一发光单元50(见图2E和3E)。
该方法包括以下步骤:在关断第一发光单元50期间增加第二发光单元60发射的光强度。
本发明也涉及一种用于实现如前段中所示方法的计算机程序产品。
应当注意上文提到的实施例是对本发明进行举例说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求书的范围。
在权利要求中,置于括号之间的任何标号不应理解为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用并不排除存在除了权利要求中陈述的要素或者步骤之外的要素或者步骤。先于要素的冠词“一个/一种”并不排除存在多个这样的要素。在列出若干装置的设备权利要求中,若干这些装置可以由同一项硬件体现。仅在在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的情况并不表示无法有利地利用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种用于投影设备(200)的照明系统(100),所述照明系统(100)包括光源(10,12,14)、色轮(20,22,24)和用于驱动所述光源(10,12,14)的驱动单元(92),
-所述色轮(20,22,24)包括对所述照明系统(100)发射的光色进行确定的多个色段(R,G,B),所述色轮(20,22,24)被配置用于通过旋转所述色轮(20,22,24)在所述光源(10,12,14)与光输出窗口(110)之间的光路(80)中对所述多个色段(R,G,B)之中的色段(R,G,B)依次定位,所述色轮(20,22,24)的轮辐(40)为两个相邻色段(R,G,B)之间的边界(40),
-所述光源(10,12,14)包括各自朝向所述照明系统(100)的光输出窗口(110)发光的第一发光单元(50)和第二发光单元(60),
-所述第一发光单元(50)、所述第二发光单元(60)和所述轮辐(40)被配置用于所述轮辐(40)在越过所述光源(10,12,14)与所述光输出窗口(110)之间的所述光路(80)时防止同时穿越所述第一发光单元(50)与所述光输出窗口(110)之间的第一光路和所述第二发光单元(60)与所述光输出窗口(110)之间的第二光路,
-所述驱动单元(92)被配置用于在所述轮辐(40)越过所述第一光路时的时间间隔(p1)期间关断所述第一发光单元(50)。
2.如权利要求1所述的照明系统(100),其中所述第一发光单元(50)相对于所述第二发光单元(60)的定位防止所述轮辐(40)同时越过所述第一光路和所述第二光路,或者其中所述轮辐(40)的形状防止所述轮辐(40)同时越过所述第一光路和所述第二光路。
3.如权利要求1或者2所述的照明系统(100),其中所述驱动单元(92)还被配置用于在关断所述第一发光单元(50)期间增加所述第二发光单元(60)的发光强度。
4.如权利要求1、2或者3所述的照明系统(100),其中所述驱动单元(92)被配置成在所述轮辐(40)越过所述第二光路(60)时的时间间隔(p2)期间关断所述第二发光单元(60)而接通所述第一发光单元(50)。
5.如权利要求4所述的照明系统(100),其中所述驱动单元(92)还被配置用于在关断所述第二发光单元(60)期间增加所述第一发光单元(50)的发光强度。
6.如权利要求1、2、3、4或者5所述的照明系统(100),所述照明系统(100)还包括朝向所述光输出窗口(110)发光的第三发光单元(70),所述轮辐(40)被配置用于依次越过所述第一发光单元(50)的所述第一光路、所述第二发光单元(60)的所述第二光路和在所述第三发光单元(70)与所述光输出窗口(110)之间的第三光路,其中所述驱动单元(92)被配置用于在所述轮辐越过所述第二光路时关断所述第一发光单元(50)和所述第二发光单元(60),或者其中所述驱动单元(92)被配置成在所述轮辐越过所述第二光路时关断所述第二发光单元(60)和所述第三发光单元(70)。
7.如权利要求6所述的照明系统(100),其中在所述轮辐越过所述第二光路时选择关断所述第一发光单元(50)或者所述第三发光单元(70)取决于所述不同色段(R,G,B)生成色的效率。
8.如任一前述权利要求所述的照明系统(100),其中所述照明系统(100)还包括用于感测所述照明系统(100)发射的光强度的光传感器(94)。
9.如任一前述权利要求所述的照明系统(100),其中所述第一发光单元(50)包括第一发光器阵列(52,54,56),并且其中所述第二发光单元(60)包括第二发光器阵列(62,64,66),并且其中所述第三发光单元(70)包括第三发光器阵列(72,74,76)。
10.如权利要求9所述的照明系统(100),其中所述第一发光器阵列(52,54,56)被布置成基本上平行于所述第二发光器阵列(62,64,66),并且其中所述第一发光器阵列(52,54,56)和所述第二发光器阵列(62,64,66)在所述轮辐(40)布置于所述光源(10,12,14)与所述光输出窗口(110)之间时布置成基本上平行于所述轮辐(40)。
11.一种投影设备(200),包括如任一前述权利要求所述的照明系统(100)。
12.一种色轮(20,22,24,24),用于在如权利要求1至10所述的照明系统(100)中使用,其中所述色轮(20,22,24)包括校准光学器件(25,26,27A,27B,29A,29B,29C),用于校准所述多个色段(R,G,B)中的色段(R,G,B)朝向所述照明系统(100)的所述光输出窗口(110)发射的光。
13.如权利要求12所述的色轮(20,22,24),所述色轮(20,22,24)包括衬底(28),所述衬底(28)包括所述多个色段(R,G,B),其中所述衬底(28)包括所述校准光学器件(25,26,27A,27B,29A,29B,29C)。
14.如权利要求12或者13所述的色轮(20,22,24),其中所述校准光学器件(25,26,27A,27B,29A,29B,29C)包括用于校准所述色段(R;G;B)发射的光的反射元件(26);和/或包括用于校准所述色段(R;G;B)发射的光的的衍射元件(25);和/或包括布置于所述色段(R;G;B)与所述光输出窗口(110)之间用于校准所述色段(R;G;B)发射的光的折射元件(27A,27B)。
15.如权利要求12、13或者14所述的色轮(20,22,24),其中所述色段(R;G;B)包括在所述色段(R;G;B)布置成至少平行于所述光路(80)的反射边界(29A,29B,29C),用于在切线方向(29A)上和/或在径向方向(29B,29C)上校准所述色段(R;G;B)发射的光。
CN2008801179628A 2007-11-28 2008-04-23 控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备 Active CN101878652B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07121712 2007-11-28
EP07121712.9 2007-11-28
PCT/IB2008/051550 WO2009069010A1 (en) 2007-11-28 2008-04-23 Illumination system, method and projection device for controlling light emitted during a spoke time period

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101878652A true CN101878652A (zh) 2010-11-03
CN101878652B CN101878652B (zh) 2013-01-16

Family

ID=39627656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801179628A Active CN101878652B (zh) 2007-11-28 2008-04-23 控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8425052B2 (zh)
EP (1) EP2215846B1 (zh)
JP (1) JP5495239B2 (zh)
CN (1) CN101878652B (zh)
RU (1) RU2463730C2 (zh)
TW (1) TWI432878B (zh)
WO (1) WO2009069010A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650811A (zh) * 2011-08-27 2012-08-29 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统及其发光装置
CN103328885A (zh) * 2011-01-21 2013-09-25 欧司朗股份有限公司 具有内部冷却装置的发光材料设备和具有所述发光材料设备的反射灯设备
CN103574347A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 欧司朗股份有限公司 具有发光材料轮的照明设备
CN104246356A (zh) * 2012-05-02 2014-12-24 皇家飞利浦有限公司 高亮度固态光源
CN105180079A (zh) * 2015-07-17 2015-12-23 广州市浩洋电子有限公司 一种用于舞台灯具的色轮系统
CN107703706A (zh) * 2016-08-08 2018-02-16 欧司朗股份有限公司 用于提供光的光模块
CN107765498A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种波长转换装置、光源装置及相关投影系统
CN109814323A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 德克萨斯仪器股份有限公司 不对称斑点区域轮辐减小
US11054734B2 (en) 2019-05-24 2021-07-06 Coretronic Corporation Optical element and projection apparatus
CN114563904A (zh) * 2020-11-27 2022-05-31 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8783887B2 (en) 2007-10-01 2014-07-22 Intematix Corporation Color tunable light emitting device
JP4900736B2 (ja) * 2009-03-31 2012-03-21 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
US20100315004A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Alex Horng Lamp
JP5412996B2 (ja) * 2009-06-30 2014-02-12 カシオ計算機株式会社 光源装置、投影装置及び投影方法
JP4711021B2 (ja) * 2009-06-30 2011-06-29 カシオ計算機株式会社 投影装置
JP4756403B2 (ja) 2009-06-30 2011-08-24 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5625287B2 (ja) * 2009-08-21 2014-11-19 カシオ計算機株式会社 光源装置、投影装置、投影方法及びプログラム
JP5370764B2 (ja) * 2009-09-15 2013-12-18 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5459537B2 (ja) * 2009-09-25 2014-04-02 カシオ計算機株式会社 光源装置及び光源装置を備えたプロジェクタ
JP5796272B2 (ja) * 2009-09-28 2015-10-21 カシオ計算機株式会社 光源装置、投影装置及び投影方法
JP2011108583A (ja) * 2009-10-19 2011-06-02 Phoenix Electric Co Ltd 光源装置
JP5507214B2 (ja) * 2009-11-19 2014-05-28 スタンレー電気株式会社 光源装置および照明装置
JP2011108502A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Stanley Electric Co Ltd 光源装置および照明装置
JP5408494B2 (ja) * 2009-12-22 2014-02-05 カシオ計算機株式会社 プロジェクタ、プロジェクタ光源の初期駆動電圧設定方法、及び、プロジェクタ光源の駆動電圧設定方法
JP5660360B2 (ja) * 2010-02-02 2015-01-28 カシオ計算機株式会社 プロジェクタ及びプロジェクタの光源光学系検査方法
JP5550368B2 (ja) * 2010-02-03 2014-07-16 スタンレー電気株式会社 光源装置および照明装置
JP5671666B2 (ja) * 2010-02-12 2015-02-18 日立マクセル株式会社 固体光源装置及び投射型表示装置
EP2407826A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Projection system comprising a solid state light source and a luminescent material.
EP2407825A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Projection system comprising a solid state light source and a luminescent material.
JP5534331B2 (ja) * 2010-07-30 2014-06-25 カシオ計算機株式会社 光源ユニット及びプロジェクタ
US8733942B2 (en) 2010-08-09 2014-05-27 Delta Electronics, Inc. Illumination system and projector using the same
JP5672861B2 (ja) * 2010-08-27 2015-02-18 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
JP5534334B2 (ja) * 2010-09-24 2014-06-25 カシオ計算機株式会社 蛍光発光装置及びプロジェクタ
EP2649151B1 (en) * 2010-12-07 2015-06-17 Koninklijke Philips N.V. Method of manufacturing a part of a color ring and a part of a color ring
JP5716401B2 (ja) * 2011-01-05 2015-05-13 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクター
US20160026075A1 (en) * 2011-01-14 2016-01-28 Delta Electronics, Inc. Heat dissipation assembly and projection apparatus with the same
JP5413613B2 (ja) * 2011-02-04 2014-02-12 カシオ計算機株式会社 光源装置、その制御方法及びプロジェクタ
US20120201030A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-09 Intematix Corporation Photoluminescence color wheels
JP5348163B2 (ja) * 2011-03-23 2013-11-20 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
KR20120134498A (ko) * 2011-06-02 2012-12-12 삼성전자주식회사 발광 소자 모듈 및 이를 이용한 조명 장치
JP5482738B2 (ja) * 2011-07-04 2014-05-07 カシオ計算機株式会社 蛍光体基板及び光源装置、プロジェクタ
GB201114084D0 (en) * 2011-08-16 2011-09-28 Eis Optics Ltd Optical wheel
DE102011084961A1 (de) * 2011-10-21 2013-04-25 Osram Gmbh Leuchtstoffrad, Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffrads und Beleuchtungsanordnung
CN102402111B (zh) * 2011-11-29 2013-06-26 苏州生物医学工程技术研究所 一种高亮度led照明匀光系统
JP5915229B2 (ja) * 2012-02-13 2016-05-11 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
JP2013195797A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Casio Comput Co Ltd 光源装置、投影装置及び光源制御方法
CN102854733B (zh) * 2012-08-06 2015-06-24 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 发光装置及相关投影系统
CN103676427B (zh) * 2012-08-31 2016-01-06 卡西欧计算机株式会社 有效利用轮辐期间提供高画质图像的投影装置、投影方法
JP6186682B2 (ja) 2012-08-31 2017-08-30 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影方法及びプログラム
JP6225338B2 (ja) * 2012-11-07 2017-11-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源および画像投写装置
US9664892B2 (en) * 2013-01-14 2017-05-30 Texas Instruments Incorporated Hybrid laser excited phosphor illumination apparatus and method
JP5637405B2 (ja) * 2013-04-05 2014-12-10 カシオ計算機株式会社 回転体、投影装置、投影方法およびプログラム
JP6161804B2 (ja) * 2013-06-07 2017-07-12 アポトロニクス コーポレイション リミテッド カラーホイールアッセンブリ及びその関連する光源システム
JP5655911B2 (ja) * 2013-08-21 2015-01-21 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP6394076B2 (ja) * 2014-06-04 2018-09-26 セイコーエプソン株式会社 光源装置、およびプロジェクター
JP5930001B2 (ja) * 2014-10-23 2016-06-08 カシオ計算機株式会社 投影装置
US9897795B2 (en) * 2014-12-08 2018-02-20 Delta Electronics, Inc. Color wheel device
CN106200222B (zh) * 2014-12-08 2018-02-09 台达电子工业股份有限公司 色轮装置
WO2016098560A1 (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 コニカミノルタ株式会社 波長変換部材及び画像形成装置
JP5949983B2 (ja) * 2015-03-13 2016-07-13 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクター
JP5949984B2 (ja) * 2015-03-13 2016-07-13 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクター
JP6094631B2 (ja) * 2015-06-24 2017-03-15 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
CN111247795B (zh) 2017-10-19 2022-08-12 昕诺飞控股有限公司 用于投影照明的增强白光
JP7344202B2 (ja) 2017-11-14 2023-09-13 シグニファイ ホールディング ビー ヴィ カラーホイールと共に使用される場合にデジタルスポークを可能にする固体光源
CN110928122A (zh) * 2018-09-20 2020-03-27 深圳光峰科技股份有限公司 光源系统及显示设备
JP7365595B2 (ja) * 2018-10-12 2023-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6970896B2 (ja) * 2019-04-10 2021-11-24 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影制御装置及びプログラム
JP6960093B2 (ja) * 2019-04-10 2021-11-05 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影制御装置及びプログラム
CN113253554B (zh) * 2020-02-13 2022-11-08 中强光电股份有限公司 照明系统、照明控制方法以及投影装置
CN115706785A (zh) * 2021-08-04 2023-02-17 Oppo广东移动通信有限公司 投影方法、装置与系统及非易失性计算机可读存储介质

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1278789A1 (ru) * 1984-05-10 1986-12-23 Belokurov Leonid V Проекционное устройство "Куб-Бик
US6147720A (en) * 1995-12-27 2000-11-14 Philips Electronics North America Corporation Two lamp, single light valve projection system
GB9620001D0 (en) * 1996-09-25 1996-11-13 Firearms Research Ltd Optical sighting devices
WO2000036336A1 (en) 1998-12-17 2000-06-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light engine
US6324006B1 (en) * 1999-05-17 2001-11-27 Texas Instruments Incorporated Spoke light recapture in sequential color imaging systems
US6398389B1 (en) * 1999-12-03 2002-06-04 Texas Instruments Incorporated Solid state light source augmentation for SLM display systems
CN1325083A (zh) * 2000-05-22 2001-12-05 旭丽股份有限公司 发光二极管阵列式光源的扫描装置
JP2002025326A (ja) * 2000-07-13 2002-01-25 Seiko Epson Corp 光源装置、照明装置、液晶装置及び電子機器
US6309070B1 (en) 2000-09-06 2001-10-30 Medibell Medical Vision Technologies, Ltd. Integrated ophthalmic illumination method and system
DE10200024A1 (de) 2002-01-02 2003-07-17 Philips Intellectual Property Videoprojektionssystem
US7289090B2 (en) * 2003-12-10 2007-10-30 Texas Instruments Incorporated Pulsed LED scan-ring array for boosting display system lumens
JP2006017801A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Olympus Corp 光源装置及び画像投影装置
JP2006119440A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Olympus Corp 面順次照明装置及び画像投射装置
CN101237817B (zh) 2004-12-28 2013-01-23 超级医药成像有限公司 在全身生理学和休克的判定、评估和监测中的超光谱/多光谱成像
TWI258600B (en) 2005-02-16 2006-07-21 Prodisc Technology Inc Light splitter device
WO2006133214A2 (en) 2005-06-07 2006-12-14 Optical Research Associates Phosphor wheel illuminator
WO2007000887A1 (ja) 2005-06-29 2007-01-04 Sharp Kabushiki Kaisha 表示装置
RU51241U1 (ru) * 2005-07-13 2006-01-27 Евгений Борисович Гаскевич Система формирования стереоизображения
US7410262B2 (en) 2005-08-02 2008-08-12 Tte Technology, Inc. System and method for compensating for spoke light

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103328885A (zh) * 2011-01-21 2013-09-25 欧司朗股份有限公司 具有内部冷却装置的发光材料设备和具有所述发光材料设备的反射灯设备
CN102650811B (zh) * 2011-08-27 2016-01-27 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统及其发光装置
CN102650811A (zh) * 2011-08-27 2012-08-29 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统及其发光装置
CN104246356B (zh) * 2012-05-02 2016-12-28 皇家飞利浦有限公司 高亮度固态光源
CN104246356A (zh) * 2012-05-02 2014-12-24 皇家飞利浦有限公司 高亮度固态光源
CN103574347A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 欧司朗股份有限公司 具有发光材料轮的照明设备
CN103574347B (zh) * 2012-07-25 2018-12-14 欧司朗股份有限公司 具有发光材料轮的照明设备
CN105180079A (zh) * 2015-07-17 2015-12-23 广州市浩洋电子有限公司 一种用于舞台灯具的色轮系统
CN107703706A (zh) * 2016-08-08 2018-02-16 欧司朗股份有限公司 用于提供光的光模块
CN107765498A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种波长转换装置、光源装置及相关投影系统
CN109814323A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 德克萨斯仪器股份有限公司 不对称斑点区域轮辐减小
CN109814323B (zh) * 2017-11-22 2024-01-23 德克萨斯仪器股份有限公司 不对称斑点区域轮辐减小
US11054734B2 (en) 2019-05-24 2021-07-06 Coretronic Corporation Optical element and projection apparatus
CN114563904A (zh) * 2020-11-27 2022-05-31 中强光电股份有限公司 照明系统以及投影装置
US11789353B2 (en) 2020-11-27 2023-10-17 Coretronic Corporation Illumination system and projection device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2215846B1 (en) 2020-03-18
EP2215846A1 (en) 2010-08-11
CN101878652B (zh) 2013-01-16
JP2011505658A (ja) 2011-02-24
JP5495239B2 (ja) 2014-05-21
US20100315604A1 (en) 2010-12-16
RU2010126219A (ru) 2012-01-10
RU2463730C2 (ru) 2012-10-10
WO2009069010A1 (en) 2009-06-04
TWI432878B (zh) 2014-04-01
US8425052B2 (en) 2013-04-23
TW200923559A (en) 2009-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101878652B (zh) 控制在轮辐时间期间所发射光的照明系统、方法和投影设备
JP5495791B2 (ja) 不要な光をリサイクルするためのカラー選択パネルを含む照明デバイスおよびその方法
CN102741742B (zh) 照明光学系统和使用该照明光学系统的投影仪
JP5987368B2 (ja) 照明装置および投射装置
US9022580B2 (en) Illumination optical system and projector using the same
JP6141512B2 (ja) 光源装置
CN102884478A (zh) 照明光学系统以及使用其的投影仪
JP5487630B2 (ja) プロジェクター
CN110703552B (zh) 照明系统以及投影装置
US20100321641A1 (en) Light module device
WO2016051537A1 (ja) 照明装置、ホイール劣化検出方法及びプロジェクタ
CN102053468A (zh) 光源单元和投影仪
CN108073021B (zh) 光源模组以及投影装置
WO2017154371A1 (ja) 光源装置および電子機器
JP2018136506A (ja) 照明装置、画像投射装置
JP2014010181A (ja) 光源装置及び投射装置
JP6255680B2 (ja) 照明光源装置とこれを用いた投射装置
JP5772999B2 (ja) プロジェクター
US11506965B1 (en) Illumination system and projection device
US11652963B2 (en) Solid state light sources enabling spokes when used with a color wheel
CN104614924A (zh) 投影仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: The city of Eindhoven in Holland

Patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Address before: The city of Eindhoven in Holland

Patentee before: Koninklijke Philips Electronics N.V.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170313

Address after: The city of Eindhoven in Holland

Patentee after: PHILIPS LIGHTING HOLDING B.V.

Address before: The city of Eindhoven in Holland

Patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Eindhoven

Patentee after: Signify Holdings Ltd.

Address before: The city of Eindhoven in Holland

Patentee before: PHILIPS LIGHTING HOLDING B.V.