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1、(10)申请公布号 CN 104076516 A (43)申请公布日 2014.10.01 C N 1 0 4 0 7 6 5 1 6 A (21)申请号 201310102264.3 (22)申请日 2013.03.27 G02B 27/22(2006.01) G02F 1/13357(2006.01) (71)申请人台达电子工业股份有限公司 地址中国台湾桃园县 (72)发明人黄俊杰 (74)专利代理机构隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人赵根喜 吕俊清 (54) 发明名称 立体显示光源与立体显示装置 (57) 摘要 本发明公开了一种立体显示光源与立体显示 装置,该立体显示光源。
2、包含第一光源、曲面镜、旋 转轮、致动器、多频段滤波片与光学模块。第一光 源用以提供第一光束。旋转轮置于第一光源与曲 面镜之间。旋转轮包含第一穿透区与第一反射区。 致动器用以旋转旋转轮,使得旋转轮的第一穿透 区与第一反射区依时序位于第一光束的路径上。 多频段滤波片能够让第一光束的一部分穿透,第 一光束的另一部分反射,且此二部分的波长互相 不重叠。光学模块置于第一光源与旋转轮之间,用 以将第一光束导引至旋转轮,且将来自第一反射 区的第一光束与来自曲面镜的第一光束分别导引 至多频段滤波片相对的二面。本发明可防止左右 眼影像互相干扰。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书13页 附图10页 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书13页 附图10页 (10)申请公布号 CN 104076516 A CN 104076516 A 1/3页 2 1.一种立体显示光源,包含: 一第一光源,用以提供一第一光束; 一曲面镜; 一旋转轮,置于该第一光源与该曲面镜之间,该旋转轮包含一第一穿透区与一第一反 射区; 一致动器,用以旋转该旋转轮,使得该旋转轮的该第一穿透区与该第一反射区依时序 位于该第一光束的路径上; 一多频段滤波片,该多频段滤波片能够让该第一光束的一部分穿透,该第一光束的一 另一部分反射,且该二部分的波长互相不重叠;以及 一光学模块,置于该。
4、第一光源与该旋转轮之间,用以将该第一光束导引至该旋转轮,且 将来自该第一反射区的该第一光束与来自该曲面镜的该第一光束分别导引至该多频段滤 波片相对的二面,使得该第一光束的该部分的光通过该多频段滤波片而到达一出光位置, 且该第一光束的该另一部分的光被该多频段滤波片反射而到达该出光位置。 2.如权利要求1所述的立体显示光源,其中该立体显示光源具有一光轴,该第一光束 打至该旋转轮的一位置偏离该光轴。 3.如权利要求1所述的立体显示光源,其中该光学模块包含: 一第一棱镜,具有一第一入射面与一出光面,该第一光源毗邻该第一入射面设置,且该 出光位置毗邻该出光面设置; 一第二棱镜,与该第一棱镜之间定义一第一。
5、间隙; 一第三棱镜,该多频段滤波片置于该第二棱镜与该第三棱镜之间;以及 至少一聚光透镜,置于该第二棱镜与该旋转轮之间。 4.如权利要求1所述的立体显示光源,其中该光学模块包含: 一第一棱镜,具有一第一入射面与一出光面,该第一光源毗邻该第一入射面设置,且该 出光位置毗邻该出光面设置; 一第二棱镜,与该第一棱镜之间定义一第一间隙; 一反射镜,该多频段滤波片置于该第二棱镜与该反射镜之间;以及 至少一聚光透镜,置于该第二棱镜与该旋转轮之间。 5.如权利要求3或4所述的立体显示光源,其中该第一光束与该第一棱镜的该第一入 射面的法线相交一夹角。 6.如权利要求1所述的立体显示光源,其中该致动器于一第一时序。
6、使得该旋转轮的该 第一反射区位于该第一光束的路径上,并于一第二时序使得该第一穿透区依时序位于该第 一光束的路径上。 7.如权利要求6所述的立体显示光源,其中于该第一时序时,该第一光束入射该光学 模块,而被导引至该旋转轮的该第一反射区,接着被该第一反射区反射回该光学模块,之后 被该光学模块导引至该多频段滤波片,使得该部分的该第一光束通过该多频段滤波片后, 由该光学模块导引至该出光位置。 8.如权利要求6所述的立体显示光源,其中于该第二时序时,该第一光束穿透该旋转 轮的该第一穿透区而到达该曲面镜。 9.如权利要求6所述的立体显示光源,其中于该第二时序时,该第一光束入射该光学 权 利 要 求 书CN。
7、 104076516 A 2/3页 3 模块,而被导引至该旋转轮的该第一穿透区,该第一光束穿透该第一穿透区而到达该曲面 镜,接着被该曲面镜反射回该光学模块,且被该光学模块导引至该多频段滤波片,使得该另 一部分的该第一光束被该多频段滤波片反射,而再度被该光学模块导引至该出光位置。 10.如权利要求1所述的立体显示光源, 还包含一第二光源,用以提供一第二光束; 其中该旋转轮还包含一第二穿透区与一第二反射区; 其中该致动器还用以使得该旋转轮的该第二穿透区与该第二反射区依时序位于该第 二光束的路径上; 其中该多频段滤波片还能够让该第二光束的一部分穿透,该第二光束的一另一部分反 射,且该二部分的波长互相。
8、不重叠;以及 其中该光学模块还置于该第二光源与该旋转轮之间,还用以将该第二光束导引至该旋 转轮,且将来自该第二反射区的光束与来自该第二穿透区的光束分别导引至该多频段滤波 片相对的该二面,使得该第二光束的该部分的光通过该多频段滤波片而到达该出光位置, 且该第二光束的该另一部分的光被该多频段滤波片反射而到达该出光位置。 11.如权利要求10所述的立体显示光源,其中该立体显示光源具有一光轴,该第一光 束打至该旋转轮的一位置偏离该光轴至一侧,且该第二光束打至该旋转轮的一位置偏离该 光轴至相对该侧的一侧。 12.如权利要求10所述的立体显示光源,其中该光学模块包含: 一第一棱镜,具有一第一入射面与一出光。
9、面,该第一光源毗邻该第一入射面设置,且该 出光位置毗邻该出光面设置; 一第二棱镜,与该第一棱镜之间定义一第一间隙; 一第三棱镜,该多频段滤波片置于该第二棱镜与该第三棱镜之间; 一第四棱镜,与该第三棱镜之间定义一第二间隙,该第四棱镜具有一第二入射面,该第 二光源毗邻该第二入射面设置;以及 至少一聚光透镜,置于该第二棱镜与该旋转轮之间。 13.如权利要求12所述的立体显示光源,其中该第一光束与该第一入射面的法线相交 一第一夹角,且该第二光束与该第二入射面的法线相交一第二夹角。 14.如权利要求10所述的立体显示光源,其中该第一穿透区沿着该旋转轮的径向与该 第二反射区相邻设置,且该第一反射区沿着该旋。
10、转轮的径向与该第二穿透区相邻设置。 15.如权利要求10所述的立体显示光源,其中该立体显示光源具有一光轴,该旋转轮 的该第一穿透区与该第一反射区依时序位于该光轴上。 16.如权利要求10所述的立体显示光源,其中该致动器于一第一时序使得该旋转轮的 该第一反射区位于该第一光束的路径上,且该第二穿透区位于该第二光束的路径上,并于 一第二时序使得该第一穿透区依时序位于该第一光束的路径上,且该第二反射区依时序位 于该第二光束的路径上。 17.如权利要求16所述的立体显示光源,其中于该第一时序时,该第二光束穿透该旋 转轮的该第二穿透区而到达该曲面镜,且于该第二时序时,该第一光束穿透该旋转轮的该 第一穿透区。
11、而到达该曲面镜。 18.如权利要求16所述的立体显示光源,其中于该第一时序时,该第一光束入射该光 权 利 要 求 书CN 104076516 A 3/3页 4 学模块,而被导引至该旋转轮的该第一反射区,接着被该第一反射区反射回该光学模块,之 后被该光学模块导引至该多频段滤波片,使得该部分的该第一光束通过该多频段滤波片 后,由该光学模块导引至该出光位置;以及 其中于该第一时序时,该第二光束入射该光学模块,而被导引至该旋转轮的该第二穿 透区,该第二光束穿透该第二穿透区而到达该曲面镜,接着被该曲面镜反射回该光学模块, 因此被该光学模块导引至该多频段滤波片,使得该部分的该第二光束通过该多频段滤波片 后。
12、,由该光学模块导引至该出光位置。 19.如权利要求16所述的立体显示光源,其中于该第二时序时,该第一光束入射该光 学模块,而被导引至该旋转轮的该第一穿透区,该第一光束穿透该第一穿透区而到达该曲 面镜,接着被该曲面镜反射回该光学模块,因此被该光学模块导引至该多频段滤波片,使得 该另一部分的该第一光束被该多频段滤波片反射,而再度被该光学模块导引至该出光位 置;以及 其中于该第二时序时,该第二光束入射该光学模块,而被导引至该旋转轮的该第二反 射区,接着被该第二反射区反射回该光学模块,之后被该光学模块导引至该多频段滤波片, 使得该另一部分的该第二光束被该多频段滤波片反射,而再度被该光学模块导引至该出光。
13、 位置。 20.如权利要求1所述的立体显示光源,还包含一平凸透镜,置于该旋转轮与该曲面镜 之间。 21.如权利要求1所述的立体显示光源,其中该曲面镜为一球面镜。 22.如权利要求1所述的立体显示光源,还包含一色轮,置于该出光位置,用以滤除一 部分的抵达该出光位置的光。 23.一种立体显示装置,包含: 如权利要求1至21任一所述的立体显示光源;以及 一光调制机构,包含: 至少一分光镜,置于该出光位置,该分光镜用以将该部分的该第一光束与该另一部分 的该第一光束分为多个原色光束; 多个液晶面板,用以将所述多个原色光束分别形成多个影像光束;以及 一合光棱镜,用以收集所述多个影像光束且投射至一镜头。 权。
14、 利 要 求 书CN 104076516 A 1/13页 5 立体显示光源与立体显示装置 技术领域 0001 本发明涉及一种立体显示光源,尤其是应用于一立体显示投影装置的立体显示光 源。 背景技术 0002 利用人类的两眼视差,现有的立体显示装置以分别提供观赏者的两眼不同的影像 来达成三维显示,例如,立体显示投影装置。而现有产生不同影像的方式,包含有偏振式、红 蓝式或波长多工式。 0003 波长多工式立体显示装置,顾名思义,是以提供观赏者具不同波长范围的影像来 达成三维显示。而因彩色影像多由加法三原色(R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)来混合出色 域空间内的各种颜色,因此现有的波长多工式立体显。
15、示装置以两组三原色R 1 、G 1 、B 1 与R 2 、 G 2 、B 2 来区分左右眼影像。 0004 传统的波长多工式立体显示装置以具滤波功能的色轮来产生左右眼光束。左右眼 光束的波长范围需有一定程度以上的准确度,且左右眼光束的波长范围互相不重叠。若波 长范围稍有偏差,则左右眼光束的波长可能会互相重叠,而造成左右眼影像的干扰。 0005 随着立体显示装置的尺寸日益缩小,色轮的尺寸必须跟着变小。换言之,光束打到 色轮的光点的尺寸必须缩小,取而代之的是光束入射色轮的张角将变大。然而一但张角过 大,色轮滤波的波长范围将会位移,可能导致左右眼光束的波长互相重叠,而产生互相干扰 的左右眼影像。 发。
16、明内容 0006 本发明的一目的在于提供一种立体显示光源,包含第一光源、曲面镜、旋转轮、致 动器、多频段滤波片与光学模块。第一光源用以提供第一光束。旋转轮置于第一光源与曲 面镜之间。旋转轮包含第一穿透区与第一反射区。致动器用以旋转旋转轮,例如一马达,使 得旋转轮的第一穿透区与第一反射区依时序位于第一光束的路径上。多频段滤波片能够让 第一光束的一部分穿透,第一光束的另一部分反射,且此二部分的波长互相不重叠。光学模 块置于第一光源与旋转轮之间,用以将第一光束导引至旋转轮,且将来自第一反射区的第 一光束与来自曲面镜的第一光束分别导引至多频段滤波片相对的二面,使得第一光束的部 分的光通过多频段滤波片而。
17、到达出光位置,且第一光束的另一部分的光被多频段滤波片反 射而到达出光位置。 0007 在一或多个实施方式中,立体显示光源具有一光轴。第一光束打至旋转轮的位置 偏离光轴。 0008 在一或多个实施方式中,光学模块包含第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜与至少一聚 光透镜。第一棱镜具有第一入射面与出光面。第一光源毗邻第一入射面设置,且出光位置 毗邻出光面设置。第二棱镜与第一棱镜之间定义一第一间隙。多频段滤波片置于第二棱镜 与第三棱镜之间。聚光透镜置于第二棱镜与旋转轮之间。 说 明 书CN 104076516 A 2/13页 6 0009 在一或多个实施方式中,光学模块包含第一棱镜、第二棱镜、反射镜与至少一。
18、聚光 透镜。第一棱镜具有第一入射面与出光面。第一光源毗邻第一入射面设置,且出光位置毗 邻出光面设置。第二棱镜与第一棱镜之间定义一第一间隙。多频段滤波片置于第二棱镜与 反射镜之间。聚光透镜置于第二棱镜与旋转轮之间。 0010 在一或多个实施方式中,第一光束与第一棱镜的第一入射面的法线相交一夹角。 0011 在一或多个实施方式中,致动器于第一时序使得旋转轮的第一反射区位于第一光 束的路径上,并于第二时序使得第一穿透区依时序位于第一光束的路径上。 0012 在一或多个实施方式中,于第一时序时,第一光束入射光学模块,而被导引至旋转 轮的第一反射区,接着被第一反射区反射回光学模块,之后被光学模块导引至多。
19、频段滤波 片,使得部分的第一光束通过多频段滤波片后,由光学模块导引至出光位置。 0013 在一或多个实施方式中,于第二时序时,第一光束穿透旋转轮的第一穿透区而到 达曲面镜。 0014 在一或多个实施方式中,于第二时序时,第一光束入射光学模块,而被导引至旋转 轮的第一穿透区。第一光束穿透第一穿透区而到达曲面镜,接着被曲面镜反射回光学模块, 因此被光学模块导引至多频段滤波片,使得另一部分的第一光束被多频段滤波片反射,而 再度被光学模块导引至出光位置。 0015 在一或多个实施方式中,立体显示光源还包含第二光源,用以提供第二光束。旋转 轮还包含第二穿透区与第二反射区。致动器还用以使得旋转轮的第二穿透。
20、区与第二反射区 依时序位于第二光束的路径上。多频段滤波片还能够让第二光束的一部分穿透,第二光束 的另一部分反射,且此二部分的波长互相不重叠。光学模块还置于第二光源与旋转轮之间, 还用以将第二光束导引至旋转轮,且将来自第二反射区的光束与来自第二穿透区的光束分 别导引至多频段滤波片相对的二面,使得第二光束的部分的光通过多频段滤波片而到达出 光位置,且第二光束的另一部分的光被多频段滤波片反射而到达出光位置。 0016 在一或多个实施方式中,立体显示光源具有一光轴。第一光束打至旋转轮的位置 偏离光轴至一侧,且第二光束打至旋转轮的位置偏离光轴至相对的一侧。 0017 在一或多个实施方式中,光学模块包含第。
21、一棱镜、第二棱镜、第三棱镜、第四棱镜 与至少一聚光透镜。第一棱镜具有第一入射面与出光面。第一光源毗邻第一入射面设置, 且出光位置毗邻出光面设置。第二棱镜与第一棱镜之间定义第一间隙。多频段滤波片置于 第二棱镜与第三棱镜之间。第四棱镜与第三棱镜之间定义第二间隙。第四棱镜具有第二入 射面,第二光源毗邻第二入射面设置。聚光透镜置于第二棱镜与旋转轮之间。 0018 在一或多个实施方式中,第一光束与第一入射面的法线相交第一夹角,且第二光 束与第二入射面的法线相交第二夹角。 0019 在一或多个实施方式中,第一穿透区沿着旋转轮的径向与第二反射区相邻设置, 且第一反射区沿着旋转轮的径向与第二穿透区相邻设置。 。
22、0020 在一或多个实施方式中,立体显示光源具有一光轴。旋转轮的第一穿透区与第一 反射区依时序位于光轴上。 0021 在一或多个实施方式中,该致动器于第一时序使得旋转轮的第一反射区位于第一 光束的路径上,且第二穿透区位于第二光束的路径上。于第二时序使得第一穿透区依时序 位于第一光束的路径上,且第二反射区依时序位于第二光束的路径上。 说 明 书CN 104076516 A 3/13页 7 0022 在一或多个实施方式中,于第一时序时,第二光束穿透旋转轮的第二穿透区而到 达曲面镜。 0023 在一或多个实施方式中,于第一时序时,第二光束入射光学模块,而被导引至旋转 轮的第二穿透区,第二光束穿透第二。
23、穿透区而到达曲面镜,接着被曲面镜反射回光学模块, 因此被光学模块导引至多频段滤波片,使得部分的第二光束通过多频段滤波片后,由光学 模块导引至出光位置。 0024 在一或多个实施方式中,于第二时序时,第二光束入射光学模块,而被导引至旋转 轮的第二反射区,接着被第二反射区反射回光学模块,之后被光学模块导引至多频段滤波 片,使得另一部分的第二光束被多频段滤波片反射,而再度被光学模块导引至出光位置。 0025 在一或多个实施方式中,立体显示光源还包含平凸透镜,置于旋转轮与曲面镜之 间。 0026 在一或多个实施方式中,曲面镜为球面镜。 0027 在一或多个实施方式中,立体显示光源还包含色轮,置于出光位。
24、置,用以滤除一部 分的抵达出光位置的光。 0028 本发明的另一目的在于提供一种立体显示装置,包含上述的立体显示光源与光调 制机构。光调制机构包含至少一分光镜、多个液晶面板与合光棱镜。分光镜置于出光位置, 用以将部分的第一光束与另一部分的第一光束分为多个原色光束。液晶面板用以将多个原 色光束分别形成多个影像光束。合光棱镜用以收集影像光束且投射至镜头。 0029 本发明的有益效果在于,因本发明一实施方式的立体显示光源,其旋转轮并不具 有滤波的功能,因此其尺寸可比一般的色轮要小,有助于缩小立体显示光源的整体尺寸。再 加上第一光束以接近平行光的状态到达多频段滤波片,即第一光束可以较小的入射角入射 频。
25、段滤波片,因此左右眼光束的波长范围可避免互相重叠,以防止左右眼影像互相干扰。 附图说明 0030 图1绘示依照本发明一实施方式的立体显示光源于第一时序的光路示意图。 0031 图2绘示图1的立体显示光源于第二时序的光路示意图。 0032 图3绘示图1的旋转轮的主视图。 0033 图4绘示图1的多频段滤波片的光谱图。 0034 图5绘示本发明另一实施方式的立体显示光源于第一时序的光路示意图。 0035 图6绘示本发明再一实施方式的立体显示光源于第一时序的光路示意图。 0036 图7绘示本发明一实施方式的立体显示装置于第一时序的光路示意图。 0037 图8绘示依照本发明又一实施方式的立体显示光源于。
26、第一时序的光路示意图。 0038 图9绘示图8的立体显示光源于第二时序的光路示意图。 0039 图10绘示图8的旋转轮的主视图。 0040 其中,附图标记说明如下: 0041 10、20、25、30:立体显示光源 0042 12、32:光轴 0043 100:第一光源 0044 110、120、130、160、170、180:路径 说 明 书CN 104076516 A 4/13页 8 0045 150:第二光源 0046 200:曲面镜 0047 300、302:旋转轮 0048 310:第一反射区 0049 320:第一穿透区 0050 330:第二反射区 0051 340:第二穿透区 0。
27、052 400:致动器 0053 500:多频段滤波片 0054 600、601、602:光学模块 0055 610:第一棱镜 0056 612:第一入射面 0057 614:出光面 0058 616:第一间隙 0059 620:第二棱镜 0060 630:第三棱镜 0061 636:第二间隙 0062 640:第四棱镜 0063 642:第二入射面 0064 650、660:聚光透镜 0065 670、922、924、926:反射镜 0066 700:出光位置 0067 710:色轮 0068 720:色轮致动器 0069 730、962、964、966、972、974、976:透镜 007。
28、0 740:光导管 0071 800:平凸透镜 0072 900:光调制机构 0073 912、914:分光镜 0074 932、934、936:液晶面板 0075 940:合光棱镜 0076 950:透镜阵列 0077 980:镜头 0078 B1、B2、G1、G2、R1、R2:区域 具体实施方式 0079 以下将以附图揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节 将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就 是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化附图起见,一 说 明 书CN 104076516 A 5/13页。
29、 9 些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。 0080 请同时参照图1与图2。图1绘示依照本发明一实施方式的立体显示光源10于其 中一时序的光路示意图。图2绘示依照图1的立体显示光源10于其中另一时序的光路示 意图。立体显示光源10包含第一光源100、曲面镜200、旋转轮300、致动器400、多频段滤 波片500与光学模块600。第一光源100用以提供第一光束,其中第一光源100为白光光 源。第一光束进入光学模块600后,被光学模块600导引至旋转轮300。于第一时序,第一 光束被旋转轮300反射回光学模块600,而被光学模块600依路径120导引至多频段滤波片 500。多频。
30、段滤波片500能够让第一光束的一部分穿透,此穿透的部分第一光束即可成为左 眼光束。而左眼光束接着被光学模块600导引至目标位置700。 0081 接着请参照图2。在第二时序,第一光束穿透旋转轮300而到达曲面镜200。曲面 镜200将第一光束反射回光学模块600,而被光学模块600依路径130导引至多频段滤波片 500。多频段滤波片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为右 眼光束,而右眼光束的波长与上述的左眼光束的波长互相不重叠。接着右眼光束被光学模 块600导引至目标位置700。如此一来,经由本实施方式的立体显示光源10,即可依时序得 到左右眼光束。应注意的是,在图1。
31、及图2所绘示的光路示意图中,虚线箭头路径皆示意性 地绘示第一光束的行经路径。 0082 应注意的是,虽然图1中到达出光位置700的光束被定义为左眼光束,且图2中到 达出光位置700的光束被定义为右眼光束,然而在其他的实施方式中,图1中到达出光位置 700的光束可被定义为右眼光束,而图2中到达出光位置700的光束可被定义为左眼光束, 本发明并不以此为限。 0083 图3绘示图1的旋转轮300的主视图。详细而言,旋转轮300包含第一反射区310 与第一穿透区320。致动器400(如图1所绘示)用以驱动旋转轮300旋转,使得第一反射 区310与第一穿透区320分别在第一时序与第二时序位于第一光束的行。
32、经路径上,如此一 来,第一光束即可依时序被旋转轮300反射,或者穿透旋转轮300。 0084 图4绘示图1的多频段滤波片500的光谱图。为了清楚起见,图中的区域B1代表 大约为410nm445nm的波长范围,区域B2代表大约为445nm485nm的波长范围,区域 G1代表大约为485nm530nm的波长范围,区域G2代表大约为530nm570nm的波长范 围,区域R1代表大约为570nm625nm的波长范围,而区域R2代表大约为625nm680nm 的波长范围。多频段滤波片500的穿透与反射的波长范围并不限于仅各单一范围,即多频 段滤波片500可设计为能够使多个波长范围的光穿透(例如在本实施方。
33、式中,为波长于区 域B1、G1与R1的光),以及让多个波长范围的光反射(例如在本实施方式中,为波长于区域 B2、G2与R2的光),因此波长于区域B1、G1与R1的光即组成上述的左眼光束,而波长于区 域B2、G2与R2的光即组成上述的右眼光束。应注意的是,上述的各区域的波长范围皆仅为 例示,并非用以限制本发明。本发明所属技术领域的技术人员,应视实际需要,弹性选择多 频段滤波片500的穿透与反射的波长范围。 0085 如此一来,通过上述的结构,立体显示光源10即可依时序产生左右眼光束。接下 来将详细叙述如何通过本实施方式的立体显示光源10达成左右眼光束。 0086 请回到图1。光学模块600包含第。
34、一棱镜610、第二棱镜620、第三棱镜630以及聚 光透镜650与660。第一棱镜610具有第一入射面612与出光面614。第一光源100毗邻 说 明 书CN 104076516 A 6/13页 10 第一入射面612设置,且出光位置700毗邻出光面614设置。第二棱镜620与第一棱镜610 之间定义第一间隙616。多频段滤波片500置于第二棱镜620与第三棱镜630之间。聚光 透镜650与660置于第二棱镜620与旋转轮300之间。 0087 于第一时序,致动器400将旋转轮300的第一反射区310(如图3所绘示)旋转至 第一光束的行经路径上。由第一光源100发出的第一光束依照路径110而传。
35、至旋转轮300 上。首先第一光束由第一入射面612入射第一棱镜610,以小于第一间隙616的界面的全反 射角入射第一间隙616,因此穿透第一间隙616。之后第一光束经过第二棱镜620,且由聚光 透镜650与660聚集至旋转轮300的第一反射区310。第一光束接着被第一反射区310反 射回光学模块600,被光学模块600沿着路径120而导引至出光位置700。首先第一光束被 聚光透镜660与650发散成近平行光而射入第三棱镜630。之后第一光束被第三棱镜630 反射至多频段滤波片500,因此一部分的第一光束(在本实施方式中,为波长于图4的区域 B1、G1与R1的光)穿透多频段滤波片500而成为左眼。
36、光束。左眼光束进入第二棱镜620, 而接着以小于第一间隙616的界面的全反射角的角度入射第一间隙616。因此穿透第一间 隙616,经过第一棱镜610而到达出光位置700。 0088 接着请回到图2。于第二时序,致动器400将旋转轮300的第一穿透区320(如图 3所绘示)旋转至第一光束的行经路径上。由第一光源100发出的第一光束依照路径110 而传至旋转轮300上。第一光束接着穿透第一穿透区320而到达曲面镜200,被曲面镜200 与光学模块600沿着路径130而导引至出光位置700。首先被曲面镜200反射的第一光束 由旋转轮300的外侧通过后,被聚光透镜660与650发散成近平行光而射入第二。
37、棱镜620。 第一光束以大于第一间隙616的界面的全反射角的角度入射第一间隙616,因此被第一间 隙616反射至多频段滤波片500。另一部分的第一光束(在本实施方式中,为波长于图4的 区域B2、G2与R2的光)被多频段滤波片500反射而成为右眼光束。右眼光束接着回到第 二棱镜620,而以小于第一间隙616的界面的全反射角的角度入射第一间隙616,因此穿过 第一间隙616,经过第一棱镜610而到达出光位置700。如此一来,致动器400只要依时序 重复上述方式旋转旋转轮300,立体显示光源10即可连续产生出左右眼光束。 0089 综合上述,因本实施方式的旋转轮300并不具有滤波的功能,因此第一光束。
38、打在 旋转轮300上的光点可较小,如此一来,旋转轮300的尺寸可比一般的色轮要小,有助于缩 小立体显示光源10的尺寸。再加上不论是沿着路径120或130,第一光束皆是以近平行光 的状态到达多频段滤波片500,即第一光束可以较小的入射角入射多频段滤波片500,因此 所产生的左右眼光束的波长范围可避免位移而互相重叠,以防止左右眼影像互相干扰。 0090 在一或多个实施方式中,可设计第一光束与第一棱镜610的第一入射面612的法 线相交一夹角,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转轮300 的位置将会偏离立体显示光源10的光轴12。如此一来,沿路径110传播的第一光束在穿 透。
39、旋转轮300后,经由曲面镜200的反射,即可自旋转轮300的外侧(即旋转轮300相对于 光轴12的另一侧)回到光学模块600。更进一步的,因第一光束并非以正向入射第一入射 面612,因此第一光束沿路径110以小于第一间隙616的界面的全反射角穿透第一间隙616 后,经过光学模块600与曲面镜200的多次反射,以及偏离光轴12传播的关系,第一光束沿 路径130回到第一间隙616时,其入射第一间隙616的入射角便能够大于第一间隙616的 界面的全反射角,因此可被第一间隙616反射。而接着在经过多频段滤波片500的反射后, 说 明 书CN 104076516 A 10 7/13页 11 第一光束与第。
40、一间隙616之间的夹角再度小于第一间隙616的界面的全反射角,使得第一 光束得以再度通过第一间隙616。 0091 在本实施方式中,虽然利用曲面镜200即可达到反射第一光束的效果,然而曲面 镜200的尺寸决定于穿透旋转轮300的第一光束的发散角度。即若第一光束发散过大,则 曲面镜200的尺寸也必须跟着加大。因此在其他的实施方式中,立体显示光源10可还包 含平凸透镜800,置于旋转轮300与曲面镜200之间,用以先聚集穿透旋转轮300的第一光 束。如此一来到达曲面镜200的第一光束具有较小的发散角,则曲面镜200的尺寸便可缩 小。另外,曲面镜200可为一球面镜,本发明并不以此为限。 0092 应。
41、注意的是,图1与图2的光学模块600的聚光透镜650与660,其数量仅为例示, 并非用以限制本发明。聚光透镜650与660的用途为聚集光束,使得第一光束打至旋转轮 300的光点能够缩小。因此在其他的实施方式中,聚光透镜的数量可为一个或者多于两个, 本发明所属技术领域的技术人员,可视实际需要,弹性选择光学模块600的聚光透镜的数 量。 0093 在一或多个实施方式中,为了方便起见,立体显示光源10亦可自三维显示状态切 换为二维显示状态。请回到图1。当本实施方式中的立体显示光源10切换为二维显示状态 时,致动器400可使旋转轮300的第一反射区310(如图3所绘示)固定于第一光束的行经 路径上,且。
42、多频段滤波片500被卸下。因此由第一光源100发出的第一光束,沿着路径110 到达旋转轮300后,被旋转轮300反射回光学模块600。接着第一光束沿着路径120,经过 第三棱镜630与第二棱镜620的邻接处(即多频段滤波片500被卸下前的所在位置),而到 达出光位置700。因在二维显示模式下,第一光束没有经过多频段滤波片500,因此所有波 段的第一光束皆可到达出光位置700。 0094 然而二维显示模式并不以上述的结构为限。请参照图2,在其他的实施方式中,致 动器400可使旋转轮300的第一穿透区320(如图3所绘示)固定于第一光束的行经路径 上,且第二棱镜620与第三棱镜630的邻接处可面向。
43、第二棱镜620插入一反射镜,且此反射 镜可毗邻多频段滤波片500的任一侧设置。因此由第一光源100发出的第一光束,沿着路 径110到达旋转轮300后,穿透第一穿透区320而到达曲面镜200,之后被曲面镜200反射 回光学模块600。接着第一光束沿着路径130,由第二棱镜620反射至反射镜,因此被反射 镜反射到出光位置700。在本实施方式中,因第一光束经过反射镜的反射,因此所有波段的 第一光束皆可到达出光位置700。 0095 接着请参照图5,其绘示本发明另一实施方式的立体显示光源20于第一时序的光 路示意图。本实施方式与图1的实施方式的不同处在于光学模块的组成元件。在本实施方 式中,光学模块6。
44、01包含第一棱镜610、第二棱镜620、聚光透镜650与660以及反射镜670。 第一棱镜610具有第一入射面612与出光面614。第一光源100毗邻第一入射面612设置, 且出光位置700毗邻出光面614设置。第二棱镜620与第一棱镜610之间定义第一间隙 616。多频段滤波片500置于第二棱镜620与反射镜670之间。聚光透镜650与660置于 第二棱镜620与旋转轮300之间。 0096 因此于第一时序,致动器400将旋转轮300的第一反射区310(如图3所绘示)旋 转至第一光束的行经路径上。由第一光源100发出的第一光束依照路径110而传至旋转轮 300上。第一光束接着被第一反射区31。
45、0反射回光学模块601,被光学模块601沿着路径120 说 明 书CN 104076516 A 11 8/13页 12 而导引至出光位置700。首先第一光束被聚光透镜660与650发散成近平行光而射向反射 镜670。之后第一光束被反射镜670反射至多频段滤波片500,因此一部分的第一光束(在 本实施方式中,为波长于图4的区域B1、G1与R1的光)穿透多频段滤波片500而成为左眼 光束。左眼光束进入第二棱镜620,而接着以小于第一间隙616的界面的全反射角的角度入 射第一间隙616。因此穿过第一间隙616,经过第一棱镜610而到达出光位置700。 0097 而于第二时序时,第一光束形成右眼光束的。
46、细节因与图2的实施方式相同,仅将 第三棱镜630替换为图5的反射镜670,因此便不再赘述。另外,至于本实施方式的立体显 示光源20,其余的细节皆与图1与图2的实施方式相同,因此亦不再赘述。 0098 接着请参照图6,其绘示本发明再一实施方式的立体显示光源25于第一时序的光 路示意图。虽然图6仅示意左眼光束的光路路径,然而应了解到,右眼光束在离开出光面 614后的光路与左眼光路相同。为了将上述的左右眼光束进一步地分为各原色的左右眼光 束,立体显示光源25可还包含色轮710与色轮致动器720。色轮710置于出光位置700(如 图1所绘示),用以滤除一部分的左右眼光束。而色轮致动器720用以旋转色轮。
47、710。色轮 710包含多个滤光区,当色轮致动器720旋转色轮710时,这些滤光区依时序而位于左右眼 光束的行经路径上。因此色轮710可进一步地依时序将左(或右)眼光束分为各原色的左 (或右)眼光束。详细而言,以红绿蓝三原色为例,色轮710可选择包含红原色滤光区、绿原 色滤光区与蓝原色滤光区。当图3的旋转轮300的第一反射区310位于第一光束的行经路 径时,到达出光位置700的光束即为左眼光束。左眼光束在经过色轮710后,可依时序被进 一步分为左眼红原色光束(其波长对应图4的区域R1)、左眼绿原色光束(其波长对应图4的 区域G1)与左眼蓝原色光束(其波长对应图4的区域B1)。而当图3的旋转轮3。
48、00的第一 穿透区320位于第一光束的行经路径时,到达出光位置700的光束即为右眼光束。因此右 眼光束在经过色轮710后,可依时序被进一步分为右眼红原色光束(其波长对应图4的区域 R2)、右眼绿原色光束(其波长对应图4的区域G2)与右眼蓝原色光束(其波长对应图4的区 域B2)。其中,色轮710的旋转速率为旋转轮300的二倍,换句话说,当旋转轮300旋转半圈 时(即旋转轮300的第一反射区310与第一穿透区320其中之一位于第一光束的行径路径 的时间),色轮710即旋转了一圈(即色轮710的红原色滤光区、绿原色滤光区与蓝原色滤光 区皆已依序位于左右眼光束的行经路径上)。 0099 另外,虽然上述。
49、的色轮710以三原色为例,然而本发明不以此为限。在一或多个实 施方式中,色轮710可再加入黄原色滤光区,以增加画面的鲜艳度。而多频段滤波片500也 可对应具有不同的光谱图。应注意的是,上述所举的原色滤光区的颜色仅为例示,并非用以 限制本发明,本发明所属技术领域中的技术人员,应视实际需要,弹性设计原色滤光区的颜 色。 0100 在一或多个实施方式中,立体显示光源25可还包含透镜730与光导管740。透镜 730置于第一棱镜610的出光面614与色轮710之间,而光导管740置于色轮710相对于透 镜730的一侧。光导管740可将通过色轮710的各左右眼原色光束均匀化,以提高光束品 质,然而本发明不以此为限。 0101 虽然图6的立体显示光源25包含光学模块600,然而在其他实施方式中,立体显 示光源25的光学模块600亦可替换为光学模块601(如图5所绘示),本发明不以此为。