立體顯示光源與立體顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種立體顯示光源與立體顯示裝置,該立體顯示光源包含第一光源、曲面鏡、旋轉(zhuǎn)輪、致動(dòng)器、多頻段濾波片與光學(xué)模塊。第一光源用以提供第一光束。旋轉(zhuǎn)輪置于第一光源與曲面鏡之間。旋轉(zhuǎn)輪包含第一穿透區(qū)與第一反射區(qū)。致動(dòng)器用以旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)輪,使得旋轉(zhuǎn)輪的第一穿透區(qū)與第一反射區(qū)依時(shí)序位于第一光束的路徑上。多頻段濾波片能夠讓第一光束的一部分穿透,第一光束的另一部分反射,且此二部分的波長(zhǎng)互相不重疊。光學(xué)模塊置于第一光源與旋轉(zhuǎn)輪之間,用以將第一光束導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪,且將來(lái)自第一反射區(qū)的第一光束與來(lái)自曲面鏡的第一光束分別導(dǎo)引至多頻段濾波片相對(duì)的二面。本發(fā)明可防止左右眼影像互相干擾。
【專利說(shuō)明】立體顯示光源與立體顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種立體顯示光源,尤其是應(yīng)用于一立體顯示投影裝置的立體顯示光源。
【背景技術(shù)】
[0002]利用人類的兩眼視差,現(xiàn)有的立體顯示裝置以分別提供觀賞者的兩眼不同的影像來(lái)達(dá)成三維顯示,例如,立體顯示投影裝置。而現(xiàn)有產(chǎn)生不同影像的方式,包含有偏振式、紅藍(lán)式或波長(zhǎng)多工式。
[0003]波長(zhǎng)多工式立體顯示裝置,顧名思義,是以提供觀賞者具不同波長(zhǎng)范圍的影像來(lái)達(dá)成三維顯示。而因彩色影像多由加法三原色(R (紅色)、G (綠色)、B (藍(lán)色))來(lái)混合出色域空間內(nèi)的各種顏色,因此現(xiàn)有的波長(zhǎng)多工式立體顯示裝置以兩組三原色Rp G1, B1與R2、G2、B2來(lái)區(qū)分左右眼影像。
[0004]傳統(tǒng)的波長(zhǎng)多工式立體顯示裝置以具濾波功能的色輪來(lái)產(chǎn)生左右眼光束。左右眼光束的波長(zhǎng)范圍需有一定程度以上的準(zhǔn)確度,且左右眼光束的波長(zhǎng)范圍互相不重疊。若波長(zhǎng)范圍稍有偏差,則左右眼光束的波長(zhǎng)可能會(huì)互相重疊,而造成左右眼影像的干擾。
[0005]隨著立體顯示裝置的尺寸日益縮小,色輪的尺寸必須跟著變小。換言之,光束打到色輪的光點(diǎn)的尺寸必須縮小,取而代之的是光束入射色輪的張角將變大。然而一但張角過(guò)大,色輪濾波的波長(zhǎng)范圍將會(huì)位移,可能導(dǎo)致左右眼光束的波長(zhǎng)互相重疊,而產(chǎn)生互相干擾的左右眼影像。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的一目的在于提供一種立體顯示光源,包含第一光源、曲面鏡、旋轉(zhuǎn)輪、致動(dòng)器、多頻段濾波片與光學(xué)模塊。第一光源用以提供第一光束。旋轉(zhuǎn)輪置于第一光源與曲面鏡之間。旋轉(zhuǎn)輪包含第一穿透區(qū)與第一反射區(qū)。致動(dòng)器用以旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)輪,例如一馬達(dá),使得旋轉(zhuǎn)輪的第一穿透區(qū)與第一反射區(qū)依時(shí)序位于第一光束的路徑上。多頻段濾波片能夠讓第一光束的一部分穿透,第一光束的另一部分反射,且此二部分的波長(zhǎng)互相不重疊。光學(xué)模塊置于第一光源與旋轉(zhuǎn)輪之間,用以將第一光束導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪,且將來(lái)自第一反射區(qū)的第一光束與來(lái)自曲面鏡的第一光束分別導(dǎo)引至多頻段濾波片相對(duì)的二面,使得第一光束的部分的光通過(guò)多頻段濾波片而到達(dá)出光位置,且第一光束的另一部分的光被多頻段濾波片反射而到達(dá)出光位置。
[0007]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源具有一光軸。第一光束打至旋轉(zhuǎn)輪的位置偏離光軸。
[0008]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)模塊包含第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡與至少一聚光透鏡。第一棱鏡具有第一入射面與出光面。第一光源Btt鄰第一入射面設(shè)置,且出光位置田比鄰出光面設(shè)置。第二棱鏡與第一棱鏡之間定義一第一間隙。多頻段濾波片置于第二棱鏡與第三棱鏡之間。聚光透鏡置于第二棱鏡與旋轉(zhuǎn)輪之間。
[0009]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)模塊包含第一棱鏡、第二棱鏡、反射鏡與至少一聚光透鏡。第一棱鏡具有第一入射面與出光面。第一光源紙鄰第一入射面設(shè)置,且出光位置田比鄰出光面設(shè)置。第二棱鏡與第一棱鏡之間定義一第一間隙。多頻段濾波片置于第二棱鏡與反射鏡之間。聚光透鏡置于第二棱鏡與旋轉(zhuǎn)輪之間。
[0010]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,第一光束與第一棱鏡的第一入射面的法線相交一夾角。
[0011]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,致動(dòng)器于第一時(shí)序使得旋轉(zhuǎn)輪的第一反射區(qū)位于第一光束的路徑上,并于第二時(shí)序使得第一穿透區(qū)依時(shí)序位于第一光束的路徑上。
[0012]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第一時(shí)序時(shí),第一光束入射光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪的第一反射區(qū),接著被第一反射區(qū)反射回光學(xué)模塊,之后被光學(xué)模塊導(dǎo)引至多頻段濾波片,使得部分的第一光束通過(guò)多頻段濾波片后,由光學(xué)模塊導(dǎo)引至出光位置。
[0013]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第二時(shí)序時(shí),第一光束穿透旋轉(zhuǎn)輪的第一穿透區(qū)而到達(dá)曲面鏡。
[0014]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第二時(shí)序時(shí),第一光束入射光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪的第一穿透區(qū)。第一光束穿透第一穿透區(qū)而到達(dá)曲面鏡,接著被曲面鏡反射回光學(xué)模塊,因此被光學(xué)模塊導(dǎo)引至多頻段濾波片,使得另一部分的第一光束被多頻段濾波片反射,而再度被光學(xué)模塊導(dǎo)弓I至出光位置。
[0015]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源還包含第二光源,用以提供第二光束。旋轉(zhuǎn)輪還包含第二穿透區(qū)與第二反射區(qū)。致動(dòng)器還用以使得旋轉(zhuǎn)輪的第二穿透區(qū)與第二反射區(qū)依時(shí)序位于第二光束的路徑上。多頻段濾波片還能夠讓第二光束的一部分穿透,第二光束的另一部分反射,且此二部分的波長(zhǎng)互相不重疊。光學(xué)模塊還置于第二光源與旋轉(zhuǎn)輪之間,還用以將第二光束導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪,且將來(lái)自第二反射區(qū)的光束與來(lái)自第二穿透區(qū)的光束分別導(dǎo)引至多頻段濾波片相對(duì)的二面,使得第二光束的部分的光通過(guò)多頻段濾波片而到達(dá)出光位置,且第二光束的另一部分的光被多頻段濾波片反射而到達(dá)出光位置。
[0016]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源具有一光軸。第一光束打至旋轉(zhuǎn)輪的位置偏離光軸至一側(cè),且第二光束打至旋轉(zhuǎn)輪的位置偏離光軸至相對(duì)的一側(cè)。
[0017]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)模塊包含第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡、第四棱鏡與至少一聚光透鏡。第一棱鏡具有第一入射面與出光面。第一光源Btt鄰第一入射面設(shè)置,且出光位置毗鄰出光面設(shè)置。第二棱鏡與第一棱鏡之間定義第一間隙。多頻段濾波片置于第二棱鏡與第三棱鏡之間。第四棱鏡與第三棱鏡之間定義第二間隙。第四棱鏡具有第二入射面,第二光源毗鄰第二入射面設(shè)置。聚光透鏡置于第二棱鏡與旋轉(zhuǎn)輪之間。
[0018]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,第一光束與第一入射面的法線相交第一夾角,且第二光束與第二入射面的法線相交第二夾角。
[0019]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,第一穿透區(qū)沿著旋轉(zhuǎn)輪的徑向與第二反射區(qū)相鄰設(shè)置,且第一反射區(qū)沿著旋轉(zhuǎn)輪的徑向與第二穿透區(qū)相鄰設(shè)置。
[0020]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源具有一光軸。旋轉(zhuǎn)輪的第一穿透區(qū)與第一反射區(qū)依時(shí)序位于光軸上。
[0021]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,該致動(dòng)器于第一時(shí)序使得旋轉(zhuǎn)輪的第一反射區(qū)位于第一光束的路徑上,且第二穿透區(qū)位于第二光束的路徑上。于第二時(shí)序使得第一穿透區(qū)依時(shí)序位于第一光束的路徑上,且第二反射區(qū)依時(shí)序位于第二光束的路徑上。
[0022]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第一時(shí)序時(shí),第二光束穿透旋轉(zhuǎn)輪的第二穿透區(qū)而到達(dá)曲面鏡。
[0023]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第一時(shí)序時(shí),第二光束入射光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪的第二穿透區(qū),第二光束穿透第二穿透區(qū)而到達(dá)曲面鏡,接著被曲面鏡反射回光學(xué)模塊,因此被光學(xué)模塊導(dǎo)引至多頻段濾波片,使得部分的第二光束通過(guò)多頻段濾波片后,由光學(xué)模塊導(dǎo)引至出光位置。
[0024]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,于第二時(shí)序時(shí),第二光束入射光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪的第二反射區(qū),接著被第二反射區(qū)反射回光學(xué)模塊,之后被光學(xué)模塊導(dǎo)引至多頻段濾波片,使得另一部分的第二光束被多頻段濾波片反射,而再度被光學(xué)模塊導(dǎo)引至出光位置。
[0025]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源還包含平凸透鏡,置于旋轉(zhuǎn)輪與曲面鏡之間。
[0026]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,曲面鏡為球面鏡。
[0027]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源還包含色輪,置于出光位置,用以濾除一部分的抵達(dá)出光位置的光。
[0028]本發(fā)明的另一目的在于提供一種立體顯示裝置,包含上述的立體顯示光源與光調(diào)制機(jī)構(gòu)。光調(diào)制機(jī)構(gòu)包含至少一分光鏡、多個(gè)液晶面板與合光棱鏡。分光鏡置于出光位置,用以將部分的第一光束與另一部分的第一光束分為多個(gè)原色光束。液晶面板用以將多個(gè)原色光束分別形成多個(gè)影像光束。合光棱鏡用以收集影像光束且投射至鏡頭。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于,因本發(fā)明一實(shí)施方式的立體顯示光源,其旋轉(zhuǎn)輪并不具有濾波的功能,因此其尺寸可比一般的色輪要小,有助于縮小立體顯示光源的整體尺寸。再加上第一光束以接近平行光的狀態(tài)到達(dá)多頻段濾波片,即第一光束可以較小的入射角入射頻段濾波片,因此左右眼光束的波長(zhǎng)范圍可避免互相重疊,以防止左右眼影像互相干擾。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的立體顯示光源于第一時(shí)序的光路示意圖。
[0031]圖2繪示圖1的立體顯示光源于第二時(shí)序的光路示意圖。
[0032]圖3繪示圖1的旋轉(zhuǎn)輪的主視圖。
[0033]圖4繪示圖1的多頻段濾波片的光譜圖。
[0034]圖5繪示本發(fā)明另一實(shí)施方式的立體顯示光源于第一時(shí)序的光路示意圖。
[0035]圖6繪示本發(fā)明再一實(shí)施方式的立體顯示光源于第一時(shí)序的光路示意圖。
[0036]圖7繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的立體顯示裝置于第一時(shí)序的光路示意圖。
[0037]圖8繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施方式的立體顯示光源于第一時(shí)序的光路示意圖。
[0038]圖9繪示圖8的立體顯示光源于第二時(shí)序的光路示意圖。
[0039]圖10繪示圖8的旋轉(zhuǎn)輪的主視圖。
[0040]其中,附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0041]10、20、25、30:立體顯示光源
[0042]12、32:光軸
[0043]100:第一光源
[0044]110、120、130、160、170、180:路徑
[0045]150:第二光源
[0046]200:曲面鏡
[0047]300,302:旋轉(zhuǎn)輪
[0048]310:第一反射區(qū)
[0049]320:第一穿透區(qū)
[0050]330:第二反射區(qū)
[0051]340:第二穿透區(qū)
[0052]400:致動(dòng)器
[0053]500:多頻段濾波片
[0054]600、601、602:光學(xué)模塊
[0055]610:第一棱鏡
[0056]612:第一入射面
[0057]614:出光面
[0058]616:第一間隙
[0059]620:第二棱鏡
[0060]630:第三棱鏡
[0061]636:第二間隙
[0062]640:第四棱鏡
[0063]642:第二入射面
[0064]650、660:聚光透鏡
[0065]670、922、924、926:反射鏡
[0066]700:出光位置
[0067]710:色輪
[0068]720:色輪致動(dòng)器
[0069]730、962、964、966、972、974、976:透鏡
[0070]740:光導(dǎo)管
[0071]800:平凸透鏡
[0072]900:光調(diào)制機(jī)構(gòu)
[0073]912、914:分光鏡
[0074]932、934、936:液晶面板
[0075]940:合光棱鏡
[0076]950:透鏡陣列
[0077]980:鏡頭
[0078]B1、B2、G1、G2、R1、R2:區(qū)域
【具體實(shí)施方式】
[0079]以下將以附圖揭露本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式,為明確說(shuō)明起見,許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說(shuō)明。然而,應(yīng)了解到,這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說(shuō),在本發(fā)明部分實(shí)施方式中,這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外,為簡(jiǎn)化附圖起見,一些現(xiàn)有慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡(jiǎn)單示意的方式繪示之。
[0080]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖2。圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的立體顯示光源10于其中一時(shí)序的光路示意圖。圖2繪示依照?qǐng)D1的立體顯示光源10于其中另一時(shí)序的光路示意圖。立體顯示光源10包含第一光源100、曲面鏡200、旋轉(zhuǎn)輪300、致動(dòng)器400、多頻段濾波片500與光學(xué)模塊600。第一光源100用以提供第一光束,其中第一光源100為白光光源。第一光束進(jìn)入光學(xué)模塊600后,被光學(xué)模塊600導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪300。于第一時(shí)序,第一光束被旋轉(zhuǎn)輪300反射回光學(xué)模塊600,而被光學(xué)模塊600依路徑120導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500能夠讓第一光束的一部分穿透,此穿透的部分第一光束即可成為左眼光束。而左眼光束接著被光學(xué)模塊600導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。
[0081]接著請(qǐng)參照?qǐng)D2。在第二時(shí)序,第一光束穿透旋轉(zhuǎn)輪300而到達(dá)曲面鏡200。曲面鏡200將第一光束反射回光學(xué)模塊600,而被光學(xué)模塊600依路徑130導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500使得第一光束的另一部分反射,此反射的部分第一光束即可成為右眼光束,而右眼光束的波長(zhǎng)與上述的左眼光束的波長(zhǎng)互相不重疊。接著右眼光束被光學(xué)模塊600導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。如此一來(lái),經(jīng)由本實(shí)施方式的立體顯示光源10,即可依時(shí)序得到左右眼光束。應(yīng)注意的是,在圖1及圖2所繪示的光路示意圖中,虛線箭頭路徑皆示意性地繪示第一光束的行經(jīng)路徑。
[0082]應(yīng)注意的是,雖然圖1中到達(dá)出光位置700的光束被定義為左眼光束,且圖2中到達(dá)出光位置700的光束被定義為右眼光束,然而在其他的實(shí)施方式中,圖1中到達(dá)出光位置700的光束可被定義為右眼光束,而圖2中到達(dá)出光位置700的光束可被定義為左眼光束,本發(fā)明并不以此為限。
[0083]圖3繪示圖1的旋轉(zhuǎn)輪300的主視圖。詳細(xì)而言,旋轉(zhuǎn)輪300包含第一反射區(qū)310與第一穿透區(qū)320。致動(dòng)器400 (如圖1所繪示)用以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪300旋轉(zhuǎn),使得第一反射區(qū)310與第一穿透區(qū)320分別在第一時(shí)序與第二時(shí)序位于第一光束的行經(jīng)路徑上,如此一來(lái),第一光束即可依時(shí)序被旋轉(zhuǎn)輪300反射,或者穿透旋轉(zhuǎn)輪300。
[0084]圖4繪示圖1的多頻段濾波片500的光譜圖。為了清楚起見,圖中的區(qū)域BI代表大約為410nm?445nm的波長(zhǎng)范圍,區(qū)域B2代表大約為445nm?485nm的波長(zhǎng)范圍,區(qū)域Gl代表大約為485nm?530nm的波長(zhǎng)范圍,區(qū)域G2代表大約為530nm?570nm的波長(zhǎng)范圍,區(qū)域Rl代表大約為570nm?625nm的波長(zhǎng)范圍,而區(qū)域R2代表大約為625nm?680nm的波長(zhǎng)范圍。多頻段濾波片500的穿透與反射的波長(zhǎng)范圍并不限于僅各單一范圍,即多頻段濾波片500可設(shè)計(jì)為能夠使多個(gè)波長(zhǎng)范圍的光穿透(例如在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于區(qū)域B1、Gl與Rl的光),以及讓多個(gè)波長(zhǎng)范圍的光反射(例如在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于區(qū)域B2、G2與R2的光),因此波長(zhǎng)于區(qū)域B1、Gl與Rl的光即組成上述的左眼光束,而波長(zhǎng)于區(qū)域B2、G2與R2的光即組成上述的右眼光束。應(yīng)注意的是,上述的各區(qū)域的波長(zhǎng)范圍皆僅為例示,并非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員,應(yīng)視實(shí)際需要,彈性選擇多頻段濾波片500的穿透與反射的波長(zhǎng)范圍。
[0085]如此一來(lái),通過(guò)上述的結(jié)構(gòu),立體顯示光源10即可依時(shí)序產(chǎn)生左右眼光束。接下來(lái)將詳細(xì)敘述如何通過(guò)本實(shí)施方式的立體顯示光源10達(dá)成左右眼光束。
[0086]請(qǐng)回到圖1。光學(xué)模塊600包含第一棱鏡610、第二棱鏡620、第三棱鏡630以及聚光透鏡650與660。第一棱鏡610具有第一入射面612與出光面614。第一光源100 B比鄰第一入射面612設(shè)置,且出光位置700毗鄰出光面614設(shè)置。第二棱鏡620與第一棱鏡610之間定義第一間隙616。多頻段濾波片500置于第二棱鏡620與第三棱鏡630之間。聚光透鏡650與660置于第二棱鏡620與旋轉(zhuǎn)輪300之間。
[0087]于第一時(shí)序,致動(dòng)器400將旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310 (如圖3所繪示)旋轉(zhuǎn)至第一光束的行經(jīng)路徑上。由第一光源100發(fā)出的第一光束依照路徑110而傳至旋轉(zhuǎn)輪300上。首先第一光束由第一入射面612入射第一棱鏡610,以小于第一間隙616的界面的全反射角入射第一間隙616,因此穿透第一間隙616。之后第一光束經(jīng)過(guò)第二棱鏡620,且由聚光透鏡650與660聚集至旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310。第一光束接著被第一反射區(qū)310反射回光學(xué)模塊600,被光學(xué)模塊600沿著路徑120而導(dǎo)引至出光位置700。首先第一光束被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射入第三棱鏡630。之后第一光束被第三棱鏡630反射至多頻段濾波片500,因此一部分的第一光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B1、Gl與Rl的光)穿透多頻段濾波片500而成為左眼光束。左眼光束進(jìn)入第二棱鏡620,而接著以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616。因此穿透第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。
[0088]接著請(qǐng)回到圖2。于第二時(shí)序,致動(dòng)器400將旋轉(zhuǎn)輪300的第一穿透區(qū)320 (如圖3所繪示)旋轉(zhuǎn)至第一光束的行經(jīng)路徑上。由第一光源100發(fā)出的第一光束依照路徑110而傳至旋轉(zhuǎn)輪300上。第一光束接著穿透第一穿透區(qū)320而到達(dá)曲面鏡200,被曲面鏡200與光學(xué)模塊600沿著路徑130而導(dǎo)引至出光位置700。首先被曲面鏡200反射的第一光束由旋轉(zhuǎn)輪300的外側(cè)通過(guò)后,被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射入第二棱鏡620。第一光束以大于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此被第一間隙616反射至多頻段濾波片500。另一部分的第一光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B2、G2與R2的光)被多頻段濾波片500反射而成為右眼光束。右眼光束接著回到第二棱鏡620,而以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此穿過(guò)第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。如此一來(lái),致動(dòng)器400只要依時(shí)序重復(fù)上述方式旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)輪300,立體顯示光源10即可連續(xù)產(chǎn)生出左右眼光束。
[0089]綜合上述,因本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)輪300并不具有濾波的功能,因此第一光束打在旋轉(zhuǎn)輪300上的光點(diǎn)可較小,如此一來(lái),旋轉(zhuǎn)輪300的尺寸可比一般的色輪要小,有助于縮小立體顯示光源10的尺寸。再加上不論是沿著路徑120或130,第一光束皆是以近平行光的狀態(tài)到達(dá)多頻段濾波片500,即第一光束可以較小的入射角入射多頻段濾波片500,因此所產(chǎn)生的左右眼光束的波長(zhǎng)范圍可避免位移而互相重疊,以防止左右眼影像互相干擾。
[0090]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,可設(shè)計(jì)第一光束與第一棱鏡610的第一入射面612的法線相交一夾角,即第一光束并非以正向入射第一入射面612,因此第一光束打至旋轉(zhuǎn)輪300的位置將會(huì)偏離立體顯示光源10的光軸12。如此一來(lái),沿路徑110傳播的第一光束在穿透旋轉(zhuǎn)輪300后,經(jīng)由曲面鏡200的反射,即可自旋轉(zhuǎn)輪300的外側(cè)(即旋轉(zhuǎn)輪300相對(duì)于光軸12的另一側(cè))回到光學(xué)模塊600。更進(jìn)一步的,因第一光束并非以正向入射第一入射面612,因此第一光束沿路徑110以小于第一間隙616的界面的全反射角穿透第一間隙616后,經(jīng)過(guò)光學(xué)模塊600與曲面鏡200的多次反射,以及偏離光軸12傳播的關(guān)系,第一光束沿路徑130回到第一間隙616時(shí),其入射第一間隙616的入射角便能夠大于第一間隙616的界面的全反射角,因此可被第一間隙616反射。而接著在經(jīng)過(guò)多頻段濾波片500的反射后,第一光束與第一間隙616之間的夾角再度小于第一間隙616的界面的全反射角,使得第一光束得以再度通過(guò)第一間隙616。
[0091]在本實(shí)施方式中,雖然利用曲面鏡200即可達(dá)到反射第一光束的效果,然而曲面鏡200的尺寸決定于穿透旋轉(zhuǎn)輪300的第一光束的發(fā)散角度。即若第一光束發(fā)散過(guò)大,則曲面鏡200的尺寸也必須跟著加大。因此在其他的實(shí)施方式中,立體顯示光源10可還包含平凸透鏡800,置于旋轉(zhuǎn)輪300與曲面鏡200之間,用以先聚集穿透旋轉(zhuǎn)輪300的第一光束。如此一來(lái)到達(dá)曲面鏡200的第一光束具有較小的發(fā)散角,則曲面鏡200的尺寸便可縮小。另外,曲面鏡200可為一球面鏡,本發(fā)明并不以此為限。
[0092]應(yīng)注意的是,圖1與圖2的光學(xué)模塊600的聚光透鏡650與660,其數(shù)量?jī)H為例不,并非用以限制本發(fā)明。聚光透鏡650與660的用途為聚集光束,使得第一光束打至旋轉(zhuǎn)輪300的光點(diǎn)能夠縮小。因此在其他的實(shí)施方式中,聚光透鏡的數(shù)量可為一個(gè)或者多于兩個(gè),本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員,可視實(shí)際需要,彈性選擇光學(xué)模塊600的聚光透鏡的數(shù)量。
[0093]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,為了方便起見,立體顯示光源10亦可自三維顯示狀態(tài)切換為二維顯示狀態(tài)。請(qǐng)回到圖1。當(dāng)本實(shí)施方式中的立體顯示光源10切換為二維顯示狀態(tài)時(shí),致動(dòng)器400可使旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310 (如圖3所繪示)固定于第一光束的行經(jīng)路徑上,且多頻段濾波片500被卸下。因此由第一光源100發(fā)出的第一光束,沿著路徑110到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪300后,被旋轉(zhuǎn)輪300反射回光學(xué)模塊600。接著第一光束沿著路徑120,經(jīng)過(guò)第三棱鏡630與第二棱鏡620的鄰接處(即多頻段濾波片500被卸下前的所在位置),而到達(dá)出光位置700。因在二維顯示模式下,第一光束沒有經(jīng)過(guò)多頻段濾波片500,因此所有波段的第一光束皆可到達(dá)出光位置700。
[0094]然而二維顯示模式并不以上述的結(jié)構(gòu)為限。請(qǐng)參照?qǐng)D2,在其他的實(shí)施方式中,致動(dòng)器400可使旋轉(zhuǎn)輪300的第一穿透區(qū)320 (如圖3所繪示)固定于第一光束的行經(jīng)路徑上,且第二棱鏡620與第三棱鏡630的鄰接處可面向第二棱鏡620插入一反射鏡,且此反射鏡可毗鄰多頻段濾波片500的任一側(cè)設(shè)置。因此由第一光源100發(fā)出的第一光束,沿著路徑110到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪300后,穿透第一穿透區(qū)320而到達(dá)曲面鏡200,之后被曲面鏡200反射回光學(xué)模塊600。接著第一光束沿著路徑130,由第二棱鏡620反射至反射鏡,因此被反射鏡反射到出光位置700。在本實(shí)施方式中,因第一光束經(jīng)過(guò)反射鏡的反射,因此所有波段的第一光束皆可到達(dá)出光位置700。
[0095]接著請(qǐng)參照?qǐng)D5,其繪示本發(fā)明另一實(shí)施方式的立體顯示光源20于第一時(shí)序的光路不意圖。本實(shí)施方式與圖1的實(shí)施方式的不同處在于光學(xué)模塊的組成兀件。在本實(shí)施方式中,光學(xué)模塊601包含第一棱鏡610、第二棱鏡620、聚光透鏡650與660以及反射鏡670。第一棱鏡610具有第一入射面612與出光面614。第一光源100 Btt鄰第一入射面612設(shè)置,且出光位置700 Btt鄰出光面614設(shè)置。第二棱鏡620與第一棱鏡610之間定義第一間隙616。多頻段濾波片500置于第二棱鏡620與反射鏡670之間。聚光透鏡650與660置于第二棱鏡620與旋轉(zhuǎn)輪300之間。
[0096]因此于第一時(shí)序,致動(dòng)器400將旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310 (如圖3所繪示)旋轉(zhuǎn)至第一光束的行經(jīng)路徑上。由第一光源100發(fā)出的第一光束依照路徑110而傳至旋轉(zhuǎn)輪300上。第一光束接著被第一反射區(qū)310反射回光學(xué)模塊601,被光學(xué)模塊601沿著路徑120而導(dǎo)引至出光位置700。首先第一光束被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射向反射鏡670。之后第一光束被反射鏡670反射至多頻段濾波片500,因此一部分的第一光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B1、G1與Rl的光)穿透多頻段濾波片500而成為左眼光束。左眼光束進(jìn)入第二棱鏡620,而接著以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616。因此穿過(guò)第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。
[0097]而于第二時(shí)序時(shí),第一光束形成右眼光束的細(xì)節(jié)因與圖2的實(shí)施方式相同,僅將第三棱鏡630替換為圖5的反射鏡670,因此便不再贅述。另外,至于本實(shí)施方式的立體顯示光源20,其余的細(xì)節(jié)皆與圖1與圖2的實(shí)施方式相同,因此亦不再贅述。
[0098]接著請(qǐng)參照?qǐng)D6,其繪示本發(fā)明再一實(shí)施方式的立體顯示光源25于第一時(shí)序的光路示意圖。雖然圖6僅示意左眼光束的光路路徑,然而應(yīng)了解到,右眼光束在離開出光面614后的光路與左眼光路相同。為了將上述的左右眼光束進(jìn)一步地分為各原色的左右眼光束,立體顯示光源25可還包含色輪710與色輪致動(dòng)器720。色輪710置于出光位置700(如圖1所繪示),用以濾除一部分的左右眼光束。而色輪致動(dòng)器720用以旋轉(zhuǎn)色輪710。色輪710包含多個(gè)濾光區(qū),當(dāng)色輪致動(dòng)器720旋轉(zhuǎn)色輪710時(shí),這些濾光區(qū)依時(shí)序而位于左右眼光束的行經(jīng)路徑上。因此色輪710可進(jìn)一步地依時(shí)序?qū)⒆?或右)眼光束分為各原色的左(或右)眼光束。詳細(xì)而言,以紅綠藍(lán)三原色為例,色輪710可選擇包含紅原色濾光區(qū)、綠原色濾光區(qū)與藍(lán)原色濾光區(qū)。當(dāng)圖3的旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310位于第一光束的行經(jīng)路徑時(shí),到達(dá)出光位置700的光束即為左眼光束。左眼光束在經(jīng)過(guò)色輪710后,可依時(shí)序被進(jìn)一步分為左眼紅原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域Rl )、左眼綠原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域Gl)與左眼藍(lán)原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域BI)。而當(dāng)圖3的旋轉(zhuǎn)輪300的第一穿透區(qū)320位于第一光束的行經(jīng)路徑時(shí),到達(dá)出光位置700的光束即為右眼光束。因此右眼光束在經(jīng)過(guò)色輪710后,可依時(shí)序被進(jìn)一步分為右眼紅原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域R2)、右眼綠原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域G2)與右眼藍(lán)原色光束(其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圖4的區(qū)域B2)。其中,色輪710的旋轉(zhuǎn)速率為旋轉(zhuǎn)輪300的二倍,換句話說(shuō),當(dāng)旋轉(zhuǎn)輪300旋轉(zhuǎn)半圈時(shí)(即旋轉(zhuǎn)輪300的第一反射區(qū)310與第一穿透區(qū)320其中之一位于第一光束的行徑路徑的時(shí)間),色輪710即旋轉(zhuǎn)了一圈(即色輪710的紅原色濾光區(qū)、綠原色濾光區(qū)與藍(lán)原色濾光區(qū)皆已依序位于左右眼光束的行經(jīng)路徑上)。
[0099]另外,雖然上述的色輪710以三原色為例,然而本發(fā)明不以此為限。在一或多個(gè)實(shí)施方式中,色輪710可再加入黃原色濾光區(qū),以增加畫面的鮮艷度。而多頻段濾波片500也可對(duì)應(yīng)具有不同的光譜圖。應(yīng)注意的是,上述所舉的原色濾光區(qū)的顏色僅為例示,并非用以限制本發(fā)明,本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中的技術(shù)人員,應(yīng)視實(shí)際需要,彈性設(shè)計(jì)原色濾光區(qū)的顏色。
[0100]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源25可還包含透鏡730與光導(dǎo)管740。透鏡730置于第一棱鏡610的出光面614與色輪710之間,而光導(dǎo)管740置于色輪710相對(duì)于透鏡730的一側(cè)。光導(dǎo)管740可將通過(guò)色輪710的各左右眼原色光束均勻化,以提高光束品質(zhì),然而本發(fā)明不以此為限。
[0101]雖然圖6的立體顯不光源25包含光學(xué)模塊600,然而在其他實(shí)施方式中,立體顯示光源25的光學(xué)模塊600亦可替換為光學(xué)模塊601 (如圖5所繪示),本發(fā)明不以此為限。至于本實(shí)施方式的立體顯示光源25,其余的細(xì)節(jié)皆與圖1與圖2的實(shí)施方式相同,因此便不再贅述。
[0102]本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種立體顯示裝置。請(qǐng)參照?qǐng)D7,其繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的立體顯示裝置于第一時(shí)序的光路示意圖。雖然圖7僅示意左眼光束的光路路徑,然而應(yīng)了解到,右眼光束在離開立體顯示光源10后的光路與左眼光路相同。立體顯示裝置包含上述的立體顯示光源10與光調(diào)制機(jī)構(gòu)900。光調(diào)制機(jī)構(gòu)900用以將立體顯示光源10所產(chǎn)生的左右眼光束調(diào)制成多個(gè)左右眼影像。光調(diào)制機(jī)構(gòu)900包含分光鏡912與914、液晶面板932,934與936以及合光棱鏡940。分光鏡912置于立體顯示光源10的出光位置700 (如圖1所繪示)。用以將左右眼光束分為多個(gè)原色光束,而分光鏡914用以進(jìn)一步分光。液晶面板932、934與936用以將多個(gè)原色光束分別形成多個(gè)影像光束。合光棱鏡940用以收集影像光束且投射至鏡頭980。
[0103]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,光調(diào)制機(jī)構(gòu)900還可包含反射鏡922、924與926、透鏡陣列950、以及多個(gè)透鏡962、964、966、972、974與976。反射鏡922,924與926分別用以將部分的原色光束導(dǎo)引至液晶面板932與936。透鏡陣列950置于分光鏡912與立體顯示光源10的第一棱鏡610的出光面614之間,用以將左右眼光束均勻化。透鏡962置于透鏡陣列950與分光鏡912之間,透鏡964置于分光鏡914與反光鏡924之間,透鏡966置于反射鏡924與926之間,透鏡972置于反射鏡922與液晶面板932之間,透鏡974置于分光鏡914與液晶面板934之間,以及透鏡976置于反射鏡926與液晶面板936之間。
[0104]詳細(xì)而言,以紅綠藍(lán)三原色為例,當(dāng)立體顯示光源10產(chǎn)生左眼光束后,左眼光束通過(guò)透鏡陣列950與透鏡962而到達(dá)分光鏡912。分光鏡912可將左眼光束先分為左眼藍(lán)原色光束與左眼黃原色光束。左眼藍(lán)原色光束被反射至反射鏡922后,經(jīng)過(guò)透鏡972而到達(dá)液晶面板932。液晶面板932可將左眼藍(lán)原色光束調(diào)制成左眼藍(lán)原色影像。之后左眼藍(lán)原色影像自合光棱鏡940 —側(cè)進(jìn)入,而被接著導(dǎo)引至鏡頭980。另一方面,左眼黃原色光束則到達(dá)分光鏡914。分光鏡914進(jìn)一步將左眼黃原色光束分為左眼綠原色光束與左眼紅原色光束。左眼綠原色光束接著被反射至透鏡974而到達(dá)液晶面板934。液晶面板934將左眼綠原色光束調(diào)制成左眼綠原色影像。之后左眼綠原色影像自合光棱鏡940另一側(cè)進(jìn)入,而被接著導(dǎo)引至鏡頭980。另一方面,左眼紅原色光束接著經(jīng)過(guò)透鏡964、966與976且被反射鏡924與926導(dǎo)引至液晶面板936。液晶面板936將左眼紅原色光束調(diào)制成左眼紅原色影像。之后左眼紅原色影像自合光棱鏡940再另一側(cè)進(jìn)入,而被接著導(dǎo)引至鏡頭980。如此一來(lái),只要依序開啟液晶面板932、934與936,即可于鏡頭980前方依序得到左眼藍(lán)原色影像、左眼綠原色影像與左眼紅原色影像。至于右眼光束形成右眼藍(lán)原色影像、右眼綠原色影像與右眼紅原色影像的過(guò)程,因與左眼光束相同,因此便不再贅述。
[0105]雖然圖7的立體顯示裝置包含立體顯示光源10,然而在其他實(shí)施方式中,立體顯示裝置的立體顯示光源10亦可替換為立體顯示光源20(如圖5所繪示),本發(fā)明不以此為限。至于本實(shí)施方式的立體顯示裝置,其立體顯示光源10的其余細(xì)節(jié)皆與圖1與圖2的實(shí)施方式相同,因此便不再贅述。
[0106]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源可使用二組光源以增加光強(qiáng)度。詳細(xì)而言,請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D8與圖9。圖8繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施方式的立體顯示光源30于第一時(shí)序的光路不意圖。圖9繪不圖8的立體顯不光源30于第二時(shí)序的光路不意圖。應(yīng)注意的是,在圖8及圖9所繪示的光路示意圖中,虛線箭頭路徑皆示意性地繪示第一光束的行經(jīng)路徑,而實(shí)線箭頭路徑皆示意性地繪示第二光束的行經(jīng)路徑。立體顯示光源30包含第一光源100、第二光源150、曲面鏡200、旋轉(zhuǎn)輪302、致動(dòng)器400、多頻段濾波片500與光學(xué)模塊602。第一光源100用以提供第一光束,而第二光源150用以提供第二光束,其中第一光源100與第二光源150皆可為白光光源。第一光束進(jìn)入光學(xué)模塊602后,被光學(xué)模塊602導(dǎo)引至旋轉(zhuǎn)輪302。
[0107]請(qǐng)參照?qǐng)D8。于第一時(shí)序,第一光束被旋轉(zhuǎn)輪302反射回光學(xué)模塊602,而被光學(xué)模塊602依路徑120導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500能夠讓第一光束的一部分穿透,此穿透的部分第一光束即可成為左眼光束,并接著被光學(xué)模塊602導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。同一時(shí)序,第二光束穿透旋轉(zhuǎn)輪302而到達(dá)曲面鏡200。曲面鏡200將第二光束反射回光學(xué)模塊602,而被光學(xué)模塊602依路徑170導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500使得第二光束的一部分穿透,此穿透的部分第二光束亦成為左眼光束,接著左眼光束被光學(xué)模塊602導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。如此一來(lái),第一光束與第二光束皆在第一時(shí)序中形成左眼光束,因此本實(shí)施方式的立體顯示光源30的出光量可為圖1的立體顯示光源10的兩倍。
[0108]接著請(qǐng)參照?qǐng)D9。于第二時(shí)序,第一光束穿透旋轉(zhuǎn)輪302而到達(dá)曲面鏡200。曲面鏡200將第一光束反射回光學(xué)模塊602,而被光學(xué)模塊602依路徑130導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500使得第一光束的另一部分反射,此反射的部分第一光束即成為右眼光束,而右眼光束的波長(zhǎng)與上述的左眼光束的波長(zhǎng)互相不重疊。接著右眼光束被光學(xué)模塊602導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。同一時(shí)序,第二光束被旋轉(zhuǎn)輪302反射回光學(xué)模塊602,而被光學(xué)模塊602依路徑180導(dǎo)引至多頻段濾波片500。多頻段濾波片500能夠讓第二光束的一部分反射,此反射的部分第二光束亦成為右眼光束。接著右眼光束被光學(xué)模塊602導(dǎo)引至目標(biāo)位置700。如此一來(lái),第一光束與第二光束皆在第二時(shí)序中形成右眼光束,因此本實(shí)施方式的立體顯示光源30的出光量即為圖2的立體顯示光源10的兩倍。
[0109]應(yīng)注意的是,雖然圖8中到達(dá)出光位置700的光束被定義為左眼光束,而圖9中到達(dá)出光位置700的光束被定義為右眼光束,然而在其他的實(shí)施方式中,圖8中到達(dá)出光位置700的光束可被定義為右眼光束,而圖9中到達(dá)出光位置700的光束可被定義為左眼光束,本發(fā)明并不以此為限。
[0110]圖10繪示圖8的旋轉(zhuǎn)輪302的主視圖。詳細(xì)而言,旋轉(zhuǎn)輪302包含第一反射區(qū)310、第一穿透區(qū)320、第二反射區(qū)330與第二穿透區(qū)340。致動(dòng)器400 (如圖8所示)用以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪302旋轉(zhuǎn),使得第一反射區(qū)310與第一穿透區(qū)320分別在第一時(shí)序與第二時(shí)序位于第一光束的行經(jīng)路徑上,且第二反射區(qū)330與第二穿透區(qū)340分別在第二時(shí)序與第一時(shí)序位于第二光束的行經(jīng)路徑上。因此第一光束與第二光束皆可依時(shí)序被旋轉(zhuǎn)輪302反射,或者穿透旋轉(zhuǎn)輪302。
[0111]接下來(lái)將詳細(xì)敘述如何通過(guò)本實(shí)施方式的立體顯示光源30達(dá)成左右眼光束。請(qǐng)回到圖8。光學(xué)模塊602包含第一棱鏡610、第二棱鏡620、第三棱鏡630、第四棱鏡640以及聚光透鏡650與660。第一棱鏡610具有第一入射面612與出光面614。第一光源100毗鄰第一入射面612設(shè)置,且出光位置700毗鄰出光面614設(shè)置。第二棱鏡620與第一棱鏡610之間定義第一間隙616。多頻段濾波片500置于第二棱鏡620與第三棱鏡630之間。第四棱鏡640與第三棱鏡630之間定義第二間隙636,且第四棱鏡640具有第二入射面642。第二光源150毗鄰第二入射面642設(shè)置。聚光透鏡650與660置于第二棱鏡620與旋轉(zhuǎn)輪302之間。
[0112]于第一時(shí)序,致動(dòng)器400將旋轉(zhuǎn)輪302的第一反射區(qū)310 (如圖10所繪示)旋轉(zhuǎn)至第一光束的行經(jīng)路徑上。由第一光源100發(fā)出的第一光束依照路徑110而傳至旋轉(zhuǎn)輪302上。首先第一光束由第一入射面612入射第一棱鏡610,以小于第一間隙616的界面的全反射角入射第一間隙616,因此穿透第一間隙616。之后第一光束經(jīng)過(guò)第二棱鏡620,且由聚光透鏡650與660聚集至旋轉(zhuǎn)輪302的第一反射區(qū)310。第一光束接著被第一反射區(qū)310反射回光學(xué)模塊602,被光學(xué)模塊602沿著路徑120而導(dǎo)引至出光位置700。首先第一光束被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射入第三棱鏡630,以大于第二間隙636的界面的全反射角入射第二間隙636,因此被第二間隙636反射至多頻段濾波片500。一部分的第一光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B1、Gl與Rl的光)穿透多頻段濾波片500而成為左眼光束。左眼光束進(jìn)入第二棱鏡620,而接著以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616。因此穿過(guò)第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。
[0113]在同一時(shí)序,旋轉(zhuǎn)輪302的第二穿透區(qū)340 (如圖10所繪示)亦位于第二光束的行經(jīng)路徑上。由第二光源150發(fā)出的第二光束依照路徑160而傳至旋轉(zhuǎn)輪302上。首先第二光束由第二入射面642入射第四棱鏡640,以小于第二間隙636的界面的全反射角入射第二間隙636,因此穿透第二間隙636。之后第二光束經(jīng)過(guò)第三棱鏡630,且由聚光透鏡650與660聚集至旋轉(zhuǎn)輪302的第二穿透區(qū)340。第二光束接著穿透第二穿透區(qū)340而到達(dá)曲面鏡200,被曲面鏡200與光學(xué)模塊602沿著路徑170而導(dǎo)引至出光位置700。首先被曲面鏡200反射的第二光束由旋轉(zhuǎn)輪302的外側(cè)通過(guò)后,被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射入第三棱鏡630。第二光束以大于第二間隙636的界面的全反射角的角度入射第二間隙636,因此被第二間隙636反射至多頻段濾波片500。一部分的第二光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B1、G1與Rl的光)穿透多頻段濾波片500而成為左眼光束。左眼光束接著經(jīng)過(guò)第一間隙616而到達(dá)出光位置700。
[0114]接著請(qǐng)參照?qǐng)D9。于第二時(shí)序,致動(dòng)器400將旋轉(zhuǎn)輪302的第一穿透區(qū)320 (如圖10所繪示)旋轉(zhuǎn)至第一光束的行經(jīng)路徑上。由第一光源100發(fā)出的第一光束依照路徑110而傳至旋轉(zhuǎn)輪302上。第一光束接著穿透第一穿透區(qū)320而到達(dá)曲面鏡200,被曲面鏡200與光學(xué)模塊602沿著路徑130而導(dǎo)引至出光位置700。首先被曲面鏡200反射的第一光束返回旋轉(zhuǎn)輪302的第一穿透區(qū)320而再次通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪302,被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光后射入第二棱鏡620。第一光束以大于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此被第一間隙616反射至多頻段濾波片500。另一部分的第一光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B2、G2與R2的光)被多頻段濾波片500反射而成為右眼光束。右眼光束接著回到第二棱鏡620,而以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此穿過(guò)第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。
[0115]在同一時(shí)序,旋轉(zhuǎn)輪302的第二反射區(qū)330 (如圖10所繪示)亦位于第二光束的行經(jīng)路徑上。由第二光源150發(fā)出的第二光束依照路徑160而傳至旋轉(zhuǎn)輪302上。第二光束接著被第二反射區(qū)330反射回光學(xué)模塊602,被光學(xué)模塊602沿著路徑180而導(dǎo)引至出光位置700。首先第二光束被聚光透鏡660與650發(fā)散成近平行光而射入第二棱鏡620。第二光束以大于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此被第一間隙616反射至多頻段濾波片500。另一部分的第二光束(在本實(shí)施方式中,為波長(zhǎng)于圖4的區(qū)域B2、G2與R2的光)被多頻段濾波片500反射而成為右眼光束。右眼光束接著回到第二棱鏡620,而以小于第一間隙616的界面的全反射角的角度入射第一間隙616,因此穿過(guò)第一間隙616,經(jīng)過(guò)第一棱鏡610而到達(dá)出光位置700。如此一來(lái),致動(dòng)器400只要依時(shí)序重復(fù)上述方式旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)輪302,立體顯示光源30即可連續(xù)產(chǎn)生出左右眼光束。
[0116]綜合上述,因本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)輪302并不具有濾波的功能,因此第一光束與第二光束打在旋轉(zhuǎn)輪302上的光點(diǎn)可較小,如此一來(lái),旋轉(zhuǎn)輪302的尺寸可比一般的色輪要小,有助于縮小立體顯不光源30的尺寸。再加上第一光束與第二光束皆是以近平行光的狀態(tài)到達(dá)多頻段濾波片500,即第一光束與第二光束可以較小的入射角入射多頻段濾波片500,因此所產(chǎn)生的左右眼光束的波長(zhǎng)范圍可避免位移而互相重疊,以防止左右眼影像互相干擾。更甚者,通過(guò)第一光源100、第二光源150、旋轉(zhuǎn)輪302與光學(xué)模塊602的設(shè)計(jì),本實(shí)施方式的立體顯示光源30可選擇性地增加其出光量。
[0117]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,可設(shè)計(jì)第一光束與第一棱鏡610的第一入射面612的法線相交第一夾角,即第一光束并非以正向入射第一入射面612,因此第一光束打至旋轉(zhuǎn)輪302的位置將會(huì)偏離立體顯示光源的光軸32。如此一來(lái),沿路徑110傳播的第一光束在穿透旋轉(zhuǎn)輪302后,經(jīng)由曲面鏡200的反射,即偏離至光軸32的另一側(cè)而再次穿透旋轉(zhuǎn)輪302,回到光學(xué)模塊602。換句話說(shuō),第一穿透區(qū)320需位于光軸32上,也因此于第一時(shí)序,第一反射區(qū)310經(jīng)由致動(dòng)器400的旋轉(zhuǎn)也會(huì)位于光軸32上。更進(jìn)一步的,因第一光束并非以正向入射第一入射面612,因此第一光束沿路徑110以小于第一間隙616的界面的全反射角穿透第一間隙616后,經(jīng)過(guò)光學(xué)模塊602與曲面鏡200的多次反射,以及偏離光軸32傳播的關(guān)系,第一光束沿路徑130回到第一間隙616時(shí),其入射第一間隙616的入射角便能夠大于第一間隙616的界面的全反射角,因此可被第一間隙616反射。而接著在經(jīng)過(guò)多頻段濾波片500的反射后,第一光束與第一間隙616之間的夾角再度小于第一間隙616的界面的全反射角,使得第一光束得以再度通過(guò)第一間隙616。
[0118]類似的,請(qǐng)回到圖8??稍O(shè)計(jì)第二光束與第四棱鏡640的第二入射面642的法線相交第二夾角,即第二光束并非以正向入射第一入射面642,因此第二光束打至旋轉(zhuǎn)輪302的位置將會(huì)偏離立體顯示光源的光軸32。如此一來(lái),沿路徑160傳播的第二光束在穿透旋轉(zhuǎn)輪302后,經(jīng)由曲面鏡200的反射,即可自旋轉(zhuǎn)輪302外側(cè)回到光學(xué)模塊602。更進(jìn)一步的,因第二光束并非以正向入射第二入射面642,因此第二光束沿路徑160以小于第二間隙636的界面的全反射角穿透第二間隙636后,經(jīng)過(guò)光學(xué)模塊602與曲面鏡200的多次反射,以及偏離光軸32傳播的關(guān)系,第二光束沿路徑170回到第二間隙636時(shí),其入射第二間隙636的入射角便能夠大于第二間隙636的界面的全反射角,因此可被第二間隙636反射。
[0119]請(qǐng)回到圖10。為了在第一時(shí)序中,使得第一光束能夠打至旋轉(zhuǎn)輪302的第一反射區(qū)310,且第二光束能夠打至旋轉(zhuǎn)輪302的第二穿透區(qū)340 ;在第二時(shí)序中,使得第一光束能夠打至旋轉(zhuǎn)輪302的第一穿透區(qū)320,且第二光束能夠打至旋轉(zhuǎn)輪302的第二反射區(qū)330,第一穿透區(qū)320沿著旋轉(zhuǎn)輪302的徑向可與第二反射區(qū)330相鄰設(shè)置,且第一反射區(qū)310沿著旋轉(zhuǎn)輪302的徑向可與第二穿透區(qū)340相鄰設(shè)置。
[0120]請(qǐng)回到圖8。在本實(shí)施方式中,雖然利用曲面鏡200即可達(dá)到反射第一光束與第二光束(如圖9的光路所繪示)的效果,然而曲面鏡200的尺寸決定于穿透旋轉(zhuǎn)輪302的第一光束與第二光束的發(fā)散角度,即若第一光束與第二光束發(fā)散過(guò)大,則曲面鏡200的尺寸也必須跟著加大。因此在其他的實(shí)施方式中,立體顯示光源30可更包含平凸透鏡800,置于旋轉(zhuǎn)輪302與曲面鏡200之間,用以先聚集穿透旋轉(zhuǎn)輪302的第一光束與第二光束。如此一來(lái)到達(dá)曲面鏡200的第一光束與第二光束具有較小的發(fā)散角,則曲面鏡200的尺寸便可縮小。另外,曲面鏡200可為一球面鏡,本發(fā)明并不以此為限。
[0121]應(yīng)注意的是,圖8與圖9的光學(xué)模塊602的聚光透鏡650與660,其數(shù)量?jī)H為例示,并非用以限制本發(fā)明。聚光透鏡650與660的用途為聚集光束,使得第一光束與第二光束打至旋轉(zhuǎn)輪302的光點(diǎn)能夠縮小。因此在其他的實(shí)施方式中,聚光透鏡的數(shù)量可為一個(gè)或者多于兩個(gè),本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員,可視實(shí)際需要,彈性選擇光學(xué)模塊602的聚光透鏡的數(shù)量。
[0122]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,為了方便起見,立體顯示光源30亦可自三維顯示狀態(tài)切換為二維顯示狀態(tài)。請(qǐng)回到圖8。當(dāng)本實(shí)施方式中的立體顯示光源30切換為二維顯示狀態(tài)時(shí),致動(dòng)器400可使旋轉(zhuǎn)輪302的第一反射區(qū)310 (如圖10所繪示)固定于第一光束的行經(jīng)路徑上,同時(shí)旋轉(zhuǎn)輪302的第二穿透區(qū)340固定于第二光束的行經(jīng)路徑上,而多頻段濾波片500被卸下。因此由第一光源100發(fā)出的第一光束,沿著路徑110到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪302后,被旋轉(zhuǎn)輪300反射回光學(xué)模塊602。接著第一光束沿著路徑120,經(jīng)過(guò)第三棱鏡630與第二棱鏡620的鄰接處(即多頻段濾波片500被卸下前的所在位置),而到達(dá)出光位置700。而由第二光源150發(fā)出的第二光束,沿著路徑160到旋轉(zhuǎn)輪302后,穿透旋轉(zhuǎn)輪302而被曲面鏡200反射。接著第二光束沿著路徑170,經(jīng)過(guò)第三棱鏡630與第二棱鏡620的鄰接處,而到達(dá)出光位置700。因在二維顯示模式下,第一光束與第二光束皆沒有經(jīng)過(guò)多頻段濾波片500,因此所有波段的第一光束與第二光束皆可到達(dá)出光位置700。
[0123]然而二維顯示模式并不以上述的結(jié)構(gòu)為限。請(qǐng)參照?qǐng)D9,在其他的實(shí)施方式中,致動(dòng)器400可使旋轉(zhuǎn)輪302的第一穿透區(qū)320 (如圖10所繪示)固定于第一光束的行經(jīng)路徑上,旋轉(zhuǎn)輪302的第二反射區(qū)330 (如圖10所繪示)固定于第二光束的行經(jīng)路徑上。另外第二棱鏡620與第三棱鏡630的鄰接處可面向第二棱鏡620插入一反射鏡,且此反射鏡可田比鄰多頻段濾波片500的任一側(cè)設(shè)置。因此由第一光源100發(fā)出的第一光束,沿著路徑110到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪302后,穿透第一穿透區(qū)320而到達(dá)曲面鏡200,之后被曲面鏡200反射回光學(xué)模塊602。接著第一光束沿著路徑130,由第二棱鏡620反射至反射鏡,因此被反射鏡反射到出光位置700。另一方面,由第二光源150發(fā)出的第二光束,沿著路徑160到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪302后,被旋轉(zhuǎn)輪302沿著路徑180反射至反射鏡,因此被反射鏡反射至出光位置700。在本實(shí)施方式中,因第一光束與第二光束經(jīng)過(guò)反射鏡的反射,因此所有波段的第一光束與第二光束皆可到達(dá)出光位置700。
[0124]在一或多個(gè)實(shí)施方式中,立體顯示光源30亦可加入如圖6的色輪710與色輪致動(dòng)器720,以進(jìn)一步將左右眼光束分為左右眼原色光束。另外,本實(shí)施方式的立體顯示光源30也可配合圖7的光調(diào)制機(jī)構(gòu)900而組成立體顯示裝置,其分光與光調(diào)制的細(xì)節(jié)也因與圖7相同,因此亦不再贅述。
[0125]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭示如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種立體顯不光源,包含: 一第一光源,用以提供一第一光束; 一曲面鏡; 一旋轉(zhuǎn)輪,置于該第一光源與該曲面鏡之間,該旋轉(zhuǎn)輪包含一第一穿透區(qū)與一第一反射區(qū); 一致動(dòng)器,用以旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)輪,使得該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū)與該第一反射區(qū)依時(shí)序位于該第一光束的路徑上; 一多頻段濾波片,該多頻段濾波片能夠讓該第一光束的一部分穿透,該第一光束的一另一部分反射,且該二部分的波長(zhǎng)互相不重疊;以及 一光學(xué)模塊,置于該第一光源與該旋轉(zhuǎn)輪之間,用以將該第一光束導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪,且將來(lái)自該第一反射區(qū)的該第一光束與來(lái)自該曲面鏡的該第一光束分別導(dǎo)引至該多頻段濾波片相對(duì)的二面,使得該第一光束的該部分的光通過(guò)該多頻段濾波片而到達(dá)一出光位置,且該第一光束的該另一部分的光被該多頻段濾波片反射而到達(dá)該出光位置。
2.如權(quán)利要求1所述的立體顯不光源,其中該立體顯不光源具有一光軸,該第一光束打至該旋轉(zhuǎn)輪的一位置偏離該光軸。
3.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源,其中該光學(xué)模塊包含: 一第一棱鏡,具有一第一入射面與一出光面,該第一光源Btt鄰該第一入射面設(shè)置,且該出光位置毗鄰該出光面設(shè)置; 一第二棱鏡,與該第一棱鏡之間定義一第一間隙; 一第三棱鏡,該多頻段濾波片置于該第二棱鏡與該第三棱鏡之間;以及 至少一聚光透鏡,置于該第二棱鏡與該旋轉(zhuǎn)輪之間。
4.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源,其中該光學(xué)模塊包含: 一第一棱鏡,具有一第一入射面與一出光面,該第一光源Btt鄰該第一入射面設(shè)置,且該出光位置毗鄰該出光面設(shè)置; 一第二棱鏡,與該第一棱鏡之間定義一第一間隙; 一反射鏡,該多頻段濾波片置于該第二棱鏡與該反射鏡之間;以及 至少一聚光透鏡,置于該第二棱鏡與該旋轉(zhuǎn)輪之間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的立體顯不光源,其中該第一光束與該第一棱鏡的該第一入射面的法線相交一夾角。
6.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源,其中該致動(dòng)器于一第一時(shí)序使得該旋轉(zhuǎn)輪的該第一反射區(qū)位于該第一光束的路徑上,并于一第二時(shí)序使得該第一穿透區(qū)依時(shí)序位于該第一光束的路徑上。
7.如權(quán)利要求6所述的立體顯不光源,其中于該第一時(shí)序時(shí),該第一光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第一反射區(qū),接著被該第一反射區(qū)反射回該光學(xué)模塊,之后被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該部分的該第一光束通過(guò)該多頻段濾波片后,由該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置。
8.如權(quán)利要求6所述的立體顯示光源,其中于該第二時(shí)序時(shí),該第一光束穿透該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡。
9.如權(quán)利要求6所述的立體顯不光源,其中于該第二時(shí)序時(shí),該第一光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū),該第一光束穿透該第一穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡,接著被該曲面鏡反射回該光學(xué)模塊,且被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該另一部分的該第一光束被該多頻段濾波片反射,而再度被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置。
10.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源, 還包含一第二光源,用以提供一第二光束; 其中該旋轉(zhuǎn)輪還包含一第二穿透區(qū)與一第二反射區(qū); 其中該致動(dòng)器還用以使得該旋轉(zhuǎn)輪的該第二穿透區(qū)與該第二反射區(qū)依時(shí)序位于該第二光束的路徑上; 其中該多頻段濾波片還能夠讓該第二光束的一部分穿透,該第二光束的一另一部分反射,且該二部分的波長(zhǎng)互相不重疊;以及 其中該光學(xué)模塊還置于該第二光源與該旋轉(zhuǎn)輪之間,還用以將該第二光束導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪,且將來(lái)自該第二反射區(qū)的光束與來(lái)自該第二穿透區(qū)的光束分別導(dǎo)引至該多頻段濾波片相對(duì)的該二面,使得該第二光束的該部分的光通過(guò)該多頻段濾波片而到達(dá)該出光位置,且該第二光束的該另一部分的光被該多頻段濾波片反射而到達(dá)該出光位置。
11.如權(quán)利要求10所述的立體顯不光源,其中該立體顯不光源具有一光軸,該第一光束打至該旋轉(zhuǎn)輪的一位置偏離該光軸至一側(cè),且該第二光束打至該旋轉(zhuǎn)輪的一位置偏離該光軸至相對(duì)該側(cè)的一側(cè)。
12.如權(quán)利要求10所述的立體顯示光源,其中該光學(xué)模塊包含: 一第一棱鏡,具有一第一入射面與一出光面,該第一光源Btt鄰該第一入射面設(shè)置,且該出光位置毗鄰該出光面設(shè)置; 一第二棱鏡,與該第一棱鏡之間定義一第一間隙; 一第三棱鏡,該多頻段濾波片置于該第二棱鏡與該第三棱鏡之間; 一第四棱鏡,與該第三棱鏡之間定義一第二間隙,該第四棱鏡具有一第二入射面,該第二光源毗鄰該第二入射面設(shè)置;以及 至少一聚光透鏡,置于該第二棱鏡與該旋轉(zhuǎn)輪之間。
13.如權(quán)利要求12所述的立體顯示光源,其中該第一光束與該第一入射面的法線相交一第一夾角,且該第二光束與該第二入射面的法線相交一第二夾角。
14.如權(quán)利要求10所述的立體顯示光源,其中該第一穿透區(qū)沿著該旋轉(zhuǎn)輪的徑向與該第二反射區(qū)相鄰設(shè)置,且該第一反射區(qū)沿著該旋轉(zhuǎn)輪的徑向與該第二穿透區(qū)相鄰設(shè)置。
15.如權(quán)利要求10所述的立體顯示光源,其中該立體顯示光源具有一光軸,該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū)與該第一反射區(qū)依時(shí)序位于該光軸上。
16.如權(quán)利要求10所述的立體顯示光源,其中該致動(dòng)器于一第一時(shí)序使得該旋轉(zhuǎn)輪的該第一反射區(qū)位于該第一光束的路徑上,且該第二穿透區(qū)位于該第二光束的路徑上,并于一第二時(shí)序使得該第一穿透區(qū)依時(shí)序位于該第一光束的路徑上,且該第二反射區(qū)依時(shí)序位于該第二光束的路徑上。
17.如權(quán)利要求16所述的立體顯示光源,其中于該第一時(shí)序時(shí),該第二光束穿透該旋轉(zhuǎn)輪的該第二穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡,且于該第二時(shí)序時(shí),該第一光束穿透該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡。
18.如權(quán)利要求16所述的立體顯不光源,其中于該第一時(shí)序時(shí),該第一光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第一反射區(qū),接著被該第一反射區(qū)反射回該光學(xué)模塊,之后被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該部分的該第一光束通過(guò)該多頻段濾波片后,由該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置;以及 其中于該第一時(shí)序時(shí),該第二光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第二穿透區(qū),該第二光束穿透該第二穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡,接著被該曲面鏡反射回該光學(xué)模塊,因此被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該部分的該第二光束通過(guò)該多頻段濾波片后,由該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置。
19.如權(quán)利要求16所述的立體顯不光源,其中于該第二時(shí)序時(shí),該第一光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第一穿透區(qū),該第一光束穿透該第一穿透區(qū)而到達(dá)該曲面鏡,接著被該曲面鏡反射回該光學(xué)模塊,因此被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該另一部分的該第一光束被該多頻段濾波片反射,而再度被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置;以及 其中于該第二時(shí)序時(shí),該第二光束入射該光學(xué)模塊,而被導(dǎo)引至該旋轉(zhuǎn)輪的該第二反射區(qū),接著被該第二反射區(qū)反射回該光學(xué)模塊,之后被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該多頻段濾波片,使得該另一部分的該第二光束被該多頻段濾波片反射,而再度被該光學(xué)模塊導(dǎo)引至該出光位置。
20.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源,還包含一平凸透鏡,置于該旋轉(zhuǎn)輪與該曲面鏡之間。
21.如權(quán)利要求1所述的立體顯示光源,其中該曲面鏡為一球面鏡。
22.如權(quán)利要求1所述 的立體顯示光源,還包含一色輪,置于該出光位置,用以濾除一部分的抵達(dá)該出光位置的光。
23.—種立體顯示裝置,包含: 如權(quán)利要求1至21任一所述的立體顯示光源;以及 一光調(diào)制機(jī)構(gòu),包含: 至少一分光鏡,置于該出光位置,該分光鏡用以將該部分的該第一光束與該另一部分的該第一光束分為多個(gè)原色光束; 多個(gè)液晶面板,用以將所述多個(gè)原色光束分別形成多個(gè)影像光束;以及 一合光棱鏡,用以收集所述多個(gè)影像光束且投射至一鏡頭。
【文檔編號(hào)】G02F1/13357GK104076516SQ201310102264
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27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