CN102650740A - 复合色彩分波系统 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种复合色彩分波系统，包含至少一波长分布模块、一导光模块及一分束模块，波长分布模块具有至少一光源单元及至少一透镜单元，光源单元由至少二种不同波长的多个光源阵列构成，以提供具有至少二种不同波长的入射光射入透镜单元再射出波长分布模块，导光模块具有至少一入射面、导光结构、一第一出射面及吸收区，由波长分布模块射出的入射光由入射面射入导光模块，射向吸收区的入射光由吸收区吸收，射向导光结构的入射光由导光结构导向第一出射面并射出导光模块，再进入分束模块，由分束模块将入射光分光后射出分束模块。本发明可呈现显示面板、影像传感器及彩色摄影机中的色彩分光功能、简化原系统的复杂度，更可提高光学使用效率。

Description

复合色彩分波系统
技术领域
本发明有关于一种复合色彩的分波系统，尤指一种设有吸收区，可避免产生反射光，同时可取代传统显示面板、影像传感器及彩色摄影机所采用的彩色滤光片，增加光学使用效率、简化系统复杂度的色彩分波系统。
背景技术
在平面显示器中，背光源常搭配液晶空间调制器(a spatial light modulator)及彩色滤光片以呈现全彩化影像。而在数字相机中的影像传感器，亦需要彩色滤光片搭配色彩差值的演算以呈现原物体的颜色。在较大型的系统中，如彩色摄影机及背投影电视则采用三板式或双板式菱镜组或彩色滤光片搭配准直光源以呈现全彩色化影像。当系统采用彩色滤光片(color filter，CF)时，因彩色滤光片(color filter，CF)每一着色像素只能呈现红、绿、蓝三原色(R，G，B)的其中单一原色，约有三分之二的入射白光能量被吸收，降低了光学使用效率，也降低电池使用寿命。此外彩色滤光片本身的制程极为繁琐，每一原色至少需使用一道以上的半导体黄光制程，成本极高。
就彩色分光在光学上的方式而言，目前有光阻吸收式、薄膜光学式、光栅分光式、菱镜分光式等方式，此些方式应用于平面显示器各有缺点。光阻吸收式效率低、薄膜光学式成本高、光栅分光式噪声不易处理且需较高准直度的背光源、菱镜分光式则不适合膜片架构。由于RGB LED近几年的发展，利用各色光源入射角度的不同间接达到色彩分光为本构想的核心。
请参阅图1至图3所示传统彩色摄影机常用的分光架构，其主要分为三类，如图1所示的三板式菱镜分光架构，由变焦镜头1、红外滤光片2、三板式菱镜3、红光电荷耦合元件(CCD)4、绿光电荷耦合元件5、蓝光电荷耦合元件6构成；如图2所示二板式二向色菱镜分光架构，由变焦镜头1、红外滤光片2、二板式菱镜7、红蓝光滤光片8、红蓝光电荷耦合元件9、绿光电荷耦合元件5构成；如图3所示单板式彩色滤光片架构，由变焦镜头1、红外滤光片2、红绿蓝光彩色滤光片10、红绿蓝光电荷耦合元件11构成；其中图1及图2所示两种结构，利用菱镜及干涉薄膜分光，其缺点为所需体积大及光学元件多，而图3所示结构则是直接采用彩色滤光片的光学结构，缺点为光学效率低。
针对公开文献而言，例如Philips公司于2008年在Journal of SID 16/8，2008，以及IBM公司于2002年在EURODISPLAY 2002第339～342页，均发表利用次波长结构作分色，并搭配一微透镜阵列将各色光束聚焦于各次像素，以取代传统染料式光阻的功能，惟其共同存在的缺点为：
(1)次波长结构(Pitch～320nm)不易大面积制作；
(2)出光均匀性差；
(3)成本过高。
针对专利而言，例如美国发明专利US5615024A“Color Display Device withChirped Diffraction Gratings”，其揭露一种替代彩色滤光片的光学结构，主要是利用闪耀式微光栅产生三原色分离，应用于面板时，每一原色可对应一像素(主要是一级穿透绕射光)。由于使用一级穿透绕射光之故，入射光与出射光夹一大角度，为使出射光垂直进入液晶层，入射光须大角度进入闪耀式微光栅。倘若以垂直入射光进入闪耀式微光栅，出射光只能大角度进入液晶层将限制可使用性，除非搭配其它折射元件否则不适合应用于薄型化的面板结构中。
又如美国发明专利US4807978“Color Display Device and Method UsingHolographic Lenses”，其揭露一种替代彩色滤光片的光学结构，主要是利用全像元件镜组产生三原色分离，应用于面板时，每一原色可对应一像素(主要是一级穿透绕射光)。由于使用三层的全像元件镜组，故制程难度极高，此外微折射透镜阵列间不易精密对位，加上噪声仍高(亦即三原色间的cross talk严重)，均为其实际应用时须解决的难题。
再如美国发明专利US5764389“Holographic Color Filters for DisplayApplications，and Operating Method”，其揭露一种替代彩色滤光片的光学结构，主要是先利用一组全像滤波元件镜组产生三原色分离，再利用另一组全像滤波且可偏折元件镜组偏折光路以使每一原色可对应一像素。由于使用多层的全像元件镜组，故光学效率极低，此外全像元件阵列间不易精密对位，均为其实际应用时须解决的难题。
另如中国台湾新型专利M249217“影像传感器”，其揭露一种替代彩色滤光片的光学结构，主要是先利用一组透镜搭配菱镜产生三原色分离，且可偏折光路以使每一原色可对应一次像素。由于使用的透镜置于菱镜之上，且菱镜的形状于整个影像传感器的光场范围内大小不均，故光学效率虽佳，但实际上无法制造，为其实际应用时须解决的难题。
有鉴于此，如何能够设计一种光学模块以取代彩色滤光片，增加光学使用效率、简化系统复杂度，同时，在维持高度光学效率的情况下，可产生对应于面板像素且垂直入射液晶层的三原色，是相关技术领域急于解决的课题，因此，本案申请人于2010年4月1日提出申请的中国台湾发明专利申请号099110073“复合色彩分光系统”一案，揭露一种可以达到上述需求的结构，请参阅图4至图6所示该案结构的示意图，该案的主要结构包含一控光模块20、一导光模块30及一分光模块40，该控光模块20的作用在于准直或汇聚具有不同波长的入射光自不同角度入射至该导光模块30，再由该导光模块30将入射光导向该第一出射面32射出，并射入该分光模块40，由该分光模块40将入射光聚光通过特定方向或位置，该案的另一特征在于，其光源单元21的多个光源对称设置，如图5所示，每一光源单元21以蓝光发光二极管B为中心，对称设置绿光发光二极管G与红光发光二极管R，详细来说，该二绿光发光二极管G对称设置于该蓝光发光二极管B的两侧，同时，该二红光发光二极管R也对称设置于该蓝光发光二极管B的两侧，通过该案结构，可以取代传统显示面板、影像传感器及彩色摄影机所采用的彩色滤光片，增加光学使用效率、简化系统复杂度，但是申请人进一步对该案结构进行验证及实验察觉，理想状况下，该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg由该第一入射面31入射该导光模块30后，应该完全射向该导光结构33，并由该导光结构33完全反射朝向该第一出射面32射出该导光模块30，再射入该分束模块40(如图6所示态样，以下称为正常反射光)，但是由于各种因素误差影响，例如该红光发光二极管R、绿光发光二极管G、蓝光发光二极管B设置角度、该透镜单元22、该导光结构33或该导光模块30的折射作用或折射率，使得部份该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg无法直接射向该导光结构33，而是会于该导光模块30内四处散射，且因该部份第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg到达该导光模块30的侧边时会产生反射光，上述该散射光及反射光都会直接影响到正常反射光的行进，造成光耗弱，降低光效率。且形成的对称性R、G、B、G、R色光输出，其所能应用的薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)面板必须设计成每一全像素具有五次像素的规格，申请人基于精益求精的发明精神，对于该案再进行改良加入若干零元件后，使其发明可以直接应用于现有的每一全像素具有三次像素的TFT-LCD面板。
发明内容
有鉴于现有技术的缺陷，本发明提出一种复合色彩分波系统，其设有吸收区，可避免产生反射光，同时可取代传统显示面板、影像传感器及彩色摄影机所采用的彩色滤光片，增加光学使用效率、简化系统复杂度。
为达到上述目的，本发明提出一种复合色彩分波系统，包含：
至少一波长分布模块，该波长分布模块具有至少一光源单元及至少一透镜单元，该光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光射入该透镜单元，再射出该波长分布模块；
一导光模块，该导光模块具有至少一第一入射面、导光结构、一第一出射面以及吸收区，该吸收区具有抗反射性或吸收性，上述由该波长分布模块射出的该多个入射光由该第一入射面射入该导光模块，射向该导光结构的入射光由该导光结构导向该第一出射面并射出该导光模块，射向该吸收区的入射光由该吸收区吸收；以及
一分束模块，该分束模块用以承接由该导光模块射出的该多个入射光，将该多个入射光分光后，再射出该分束模块。
所述的复合色彩分波系统，其中，该导光模块具有一第一主体，该第一主体为一具有透光性的矩形体，该第一入射面设置于该第一主体与该波长分布模块相邻接的一侧面，该导光结构设置于该第一主体的底面，该第一出射面设置于该第一主体的顶面，该吸收区设置于该第一主体除该侧面、该第一入射面、导光结构及第一出射面的外其中至少一面。
所述的复合色彩分波系统，其中，该吸收区由一具有抗反射性的光吸收元件构成。
所述的复合色彩分波系统，其中，设有多个波长分布模块，该多个波长分布模块包括一第一波长分布模块以及一第二波长分布模块，该第一波长分布模块具有至少一第一光源单元及至少一第一透镜单元，该第一光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该第一光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光，该第二波长分布模块具有至少一第二光源单元及至少一第二透镜单元，该第二光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该第二光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光，该第一光源单元的多个光源的阵列方向与该第二光源单元的多个光源的阵列方向相反；以及
该导光模块具有二第一入射面，所述第一入射面分别设置于该导光模块相对的二面，该第一波长分布模块提供该第一光源单元的多个入射光由其中的该第一入射面射入该导光模块，该第二波长分布模块提供该第二光源单元的多个入射光由另一的该第一入射面射入该导光模块。
所述的复合色彩分波系统，其中，该第一光源单元的多个光源的数量及波长，与该第二光源单元的多个光源的数量及波长相同。
所述的复合色彩分波系统，其中，该透镜单元有一第二入射面以及一第二出射面，该多个入射光由该第二入射面射入该透镜单元后，再由该第二出射面射出于波长分布模块，且该第二出射面与该导光模块的该第一入射面之间具有一间隙，该间隙内为空气。
所述的复合色彩分波系统，其中，该分束模块包含一第一分束膜片与一面板，该第一分束膜片与该面板之间以一胶材相互贴合，该第一分束膜片具有一第三入射面以及一第三出射面，于该第三入射面及该第三出射面至少其中之一设有周期性微结构，该多个入射光射入该第三入射面后，再由该第三出射面将该多个入射光的光路偏折至所对应的该面板中的不同次像素位置，并以趋近平行于该导光模块的该第一出射面的法线方向依序进入该胶材、该面板，最后由该面板射出。
所述的复合色彩分波系统，其中，该周期性微结构其全周期含有至少一次周期，且该次周期为等周期或不等周期。
所述的复合色彩分波系统，其中，该次周期设置含有偏折光束传递的微结构，或具有不对称性曲面的微结构的组成。
所述的复合色彩分波系统，其中，该波长分布模块设有一第一反射结构，该第一反射结构包括可覆盖该波长分布模块的顶面及底面的一第一反射板以及一第二反射板。
所述的复合色彩分波系统，其中，该导光模块具有一第二反射结构，该第二反射结构设置于该导光模块底部的一第三反射板。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明提供的使用波长分布法调控色彩的复合色彩分波系统，其由波长分布模块、导光模块与分束模块构成，同时，该导光模块设有抗反射性的吸收区，因此可以避免散射光或反射光的干扰，不仅可呈现显示面板、影像传感器及彩色摄影机中的色彩分光功能、简化原系统的复杂度，更可提高光学使用效率。
为使贵审查委员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。
附图说明
图1是传统三板式菱镜分光架构示意图；
图2是传统二板式二向色菱镜分光架构示意图；
图3是传统单板式彩色滤光片架构示意图；
图4至图6是中国台湾发明专利申请号099110073“复合色彩分光系统”架构及光路示意图；
图7是本发明第一实施例立体架构示意图；
图8是本发明波长分布模块透镜单元第一实施例俯视结构示意图以及该波长分布模块产生入射光进入导光模块的光路示意图；
图9是本发明波长分布模块透镜单元第一实施例侧视结构以及该波长分布模块产生入射光进入导光模块的光路示意图；
图10是本发明分束模块实施例侧视结构示意图；
图11是本发明具有单面复合式周期性微结构的分束模块的一实施结构示意图；
图12是本发明具有单面复合式周期性微结构的分束模块另一实施结构示意图；
图13是将图11所示的第三出射面实施于图10所示该分束模块实施例的结构示意图；
图14是将图12所示的第三出射面实施于图10所示该分束模块实施例的结构示意图；
图15是本发明第二实施例的俯视结构示意图。
其中，附图标记：
现有技术：
1-变焦镜头
2-红外滤光片
3-三板式菱镜
4-红光电荷耦合元件(CCD)
5-绿光电荷耦合元件
6-蓝光电荷耦合元件
7-二板式菱镜
8-红蓝光滤光片
9-红蓝光电荷耦合元件
10-红绿蓝光彩色滤光片
11-红绿蓝光电荷耦合元件
20-控光模块
21-光源单元
22-透镜单元
30-导光模块
31-第一入射面
32-第一出射面
33-导光结构
40-分束模块
R-红光发光二极管
B-蓝光发光二极管
G-绿光发光二极管
Lr-第一入射光
Lb-第二入射光
Lg-第三入射光
本发明：
50-波长分布模块
51-光源单元
52-透镜单元
521-第二入射面
522-第二出射面
53-第一反射板
54-第二反射板
50A-第一波长分布模块
51A-第一光源单元
52A-第一透镜单元
50B-第二波长分布模块
51B-第二光源单元
52B-第二透镜单元
60、60A-导光模块
61、61A-第一主体
611、611A-第一入射面
612-导光结构
613-第一出射面
62-吸收区
63-第三反射板
70、70A、70B-分束模块
71、71A、71B-第一分束膜片
711、711A、711B-第三入射面
712、712A、712B-第三出射面
7121A、7121B-第一微结构
7122A、7122B-第二微结构
72、72A、72B-面板
73、73A、73B-胶材
D-间隙
R-红光发光二极管
B-蓝光发光二极管
G-绿光发光二极管
Lr-第一入射光
Lb-第二入射光
Lg-第三入射光
具体实施方式
以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本案的技术手段并不限于所列举图式。
请参阅图7所示，本发明所提出的复合色彩分波系统，包含一波长分布模块50、一导光模块60及一分束模块70，该波长分布模块50的作用在于准直或汇聚具有不同波长的入射光自不同角度入射至该导光模块60，该导光模块60具有一第一主体61，于该第一主体61设有一第一入射面611、导光结构612、一第一出射面613及吸收区62，该第一入射面611提供入射光射入，射向该吸收区62的入射光由该吸收区62吸收，射向该导光结构612的入射光由该导光结构612导向第一出射面613并射出该导光模块60，再进入该分束模块70，由该分束模块70将入射光聚光通过特定方向或位置。
请参阅图7至图9所示，该波长分布模块50由多个阵列的光源单元51及多个对应于该光源单元51阵列的透镜单元52构成，详细来说，光源单元51与透镜单元52是一对一的对应设置。该光源单元51及透镜单元52阵列的周期可介于100微米～1500微米的范围内，视实际需求而设计，并无一定限制。
每一该光源单元51由不同波长的多个光源构成，该光源的种类并无一定限制，但以可产生波长介于380nm～780nm范围内的可见光的准直光源为例，诸如发光二极管(LED)、雷射二极管(LD)光源，或其它方式所产生的准直光，于本实施例中，每一组该光源单元51由一红光发光二极管R、一蓝光发光二极管B及一绿光发光二极管G构成(如图8所示)，该红光发光二极管R可产生具有第一波长的第一入射光Lr，该蓝光发光二极管B可产生具有第二波长的第二入射光Lb，该绿光发光二极管G可产生具有第三波长的第三入射光Lg，每一组该红光发光二极管R、蓝光发光二极管B及绿光发光二极管G所产生的第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg可射入对应的透镜单元52，该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg相对该透镜单元52的光轴的入射角度介于-45度～+45度的范围内，但可依实际所需而变化，并不限于以上角度范围内。
至于该透镜单元52，可采用由折射或/及绕射结构所构成的透明材质透镜，其折射率n介于1.35～1.65的范围内，于本实施例中，该透镜单元52为凸透镜，该凸透镜具有一第二入射面521以及一第二出射面522，前述该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg由该第二入射面521射入该透镜单元52后，再由该第二出射面522射出于波长分布模块50，该第二出射面522与前述该导光模块60的第一入射面611之间具有一间隙D，该间隙D内为空气(空气折射率约为1.0)，由该透镜单元22准直及汇聚该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg，并可控制该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg可分别自不同角度入射该导光模块60。
此外，于该波长分布模块50设有第一反射结构，该第一反射结构包括可覆盖该波长分布模块50的顶面及底面的一第一反射板53以及一第二反射板54(如图7及图9所示)，通过该第一反射板53及第二反射板54反射该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg，以增加该等入射光通过该透镜单元52的机会，提高光能量使用率，但必须说明的是，该第一反射结构可依实际所需设置，例如亦可设置于该波长分布模块50侧边，并不限于上述覆盖该波长分布模块50顶面及底面的第一反射板53及第二反射板54。
请继续参阅图7至图9所示，本发明的导光模块60具有一第一主体61，于该第一主体61设有一第一入射面611、导光结构612、一第一出射面613及吸收区62，该第一主体61是一具有透光性的矩形体，其材质可采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COP(环烯烃聚合物)、PC(聚碳酸酯)等材料，该第一入射面611设置于该第一主体61其中一侧面(亦即与该波长分布模块50相邻接的面)，该导光结构612设置于该第一主体61的底面，该导光结构612可采用微型折反射结构或V型沟槽，该第一出射面613设置于该第一主体61的顶面，与该导光结构612相对设置，而该第一主体61的其它面，亦即该第一主体61除了与该波长分布模块50相邻接的该侧面、该第一入射面611、导光结构612及第一出射面613之外的面均可设置有该吸收区62，该吸收区62具有抗反射性(或称之为光穿透性、光吸收性)，可通过镀膜、涂黑、打毛、喷沙、粗化等制程于该第一主体61表面形成该吸收区62，或可将具有抗反射性的光吸收元件，例如UV成形或热塑成型的树脂型薄膜黑色矩阵材料(UV-curable type or thermal-curable type resins thin film black matrix material)、运用多官能基压克力树脂及具有五个官能基的反应性单体DPHA(Dipentaerythritol pena-/hexa-acrylate)与高吸光系数的光起始剂CGI-242和I369均匀掺合形成高性能黑色光阻、或Amorphous silicon germanium(a-siGe:H)等具备光吸收的物质，贴附于该第一主体61表面以形成该吸收区62。此外，该导光模块60具有一第二反射结构，该第二反射结构设置于该导光模块60底部的一第三反射板63，亦即，该第三反射板63与该第一出射面613分别设置于该导光模块60的相对的两面(亦即该导光模块60的底面及顶面)，通过该第三反射板63，可使第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg增加被反射朝向该第一出射面613射出的机会，提高光能量使用率。
该第一入射光Lr、第二入射光Lg、第三入射光Lb由该第一入射面611入射该导光模块60后，射向该导光结构612的入射光由该导光结构612导向第一出射面613并射出该导光模块60，再进入该分束模块70(如图9所示态样)，通过该分束模块70将该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg聚光通过特定方向或位置，至于射向该吸收区62的第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg则可由吸收区62吸收，不至于产生反射光，由于该导光结构612导向该第一出射面613的入射光不会受到反射光或散射光的干扰，因此可以大幅度提高对比度与色彩饱和度(如国际电视系统委员会(NTSC)效率)。必须说明的是，虽然部分该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg被吸收区62吸收后，对于光学使用效率虽然会有影响，但是所造成的影响却远低于因为散射光或反射光所造成的影响，其原因在于，本发明于各构件理想搭配的情况下，例如该红光发光二极管R、蓝光发光二极管B及绿光发光二极管G的出光角度、该透镜单元22的弧度或是该第一主体61的折射率等等因素调整，绝大部分该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg均可直接射向该导光结构612，实际无法直接射向该导光结构612的入射光比例极低，然而该少量的散射入射光若是撞击到该第一主体61侧边而产生反射光时，反而会对于光学色彩国际电视系统委员会(NTSC)效率造成严重影响，因此，本发明于该第一主体61侧边设置该吸收区62将该等散射光吸收后，反而有助于光学色彩国际电视系统委员会(NTSC)效率的提升。
分束模块用以承接来自导光模块射出的多个入射光，将入射光分光后，再射出分束模块。请参阅图7及图10所示本发明的分束模块的一实施例结构，该分束模块70包含一第一分束膜片71与一面板72，例如是薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)面板，该第一分束膜片71与面板72之间以胶材73相互贴合，该第一分束膜片71的折射率介于1.35～1.65的范围内，该胶材73为折射率介于1.3～1.58范围内的透明胶材，该第一分束膜片71具有一第三入射面711以及一第三出射面712，于该第三入射面711及第三出射面712设有周期性微结构，该第三入射面711为周期性球面折射结构，该第三出射面712为周期性折射结构，由该导光模块60的第一出射面613射出的第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg(如图9所示)射入该第三入射面711，由该第三入射面711汇聚该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg，再由该第三出射面712将该第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg的光路偏折至所对应的该面板72中的不同次像素位置(亦即图10标示R、B、G位置)，并以趋近平行于该导光模块60的第一出射面613的法线方向依序进入该胶材73、面板72，最后由该面板72射出。
关于上述本发明所采用的该分束模块70，其第一分束膜片71所具有的第三入射面711及第三出射面712均设有周期性微结构，亦即，该分束模块70为双面复合式周期性微结构，除此之外，亦可采用单面复合式周期性微结构的分束模块，即于该第三入射面711及第三出射面712至少其中之一设有周期性微结构，请参阅图11所示，该分束模块70A包含一第一分束膜片71A与一面板72A，其中该面板72A例如是薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)面板。该第一分束膜片71A与面板72A之间以胶材73A相互贴合，该第一分束膜片71A具有一第三入射面711A以及一第三出射面712A，该第三入射面711A为平面，该第三入射面711A未设置任何微结构，而是于该第三出射面712A设置复合式周期性微结构，该复合式周期性微结构由多个第一微结构7121A及多个第二微结构7122A，该第一微结构7121A及第二微结构7122A均为球面折射结构，其以该第一微结构7121A二侧对称各设有一第二微结构7122A为一微结构单元周期阵列。
请参阅图12所示，该分束模块70B包含一第一分束膜片71B与一面板72B，其中面板72B例如是薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)面板。该第一分束膜片71B与面板72B之间以胶材73B相互贴合，该第一分束膜片71B具有一第三入射面711B以及一第三出射面712B，该第三入射面711B为平面，于该第三出射面712B设置复合式周期性微结构，该复合式周期性微结构由多个第一微结构7121B及多个第二微结构7122B，该第一微结构7121B及第二微结构7122B均为球面折射结构，其以该第一微结构7121B二侧对称各设有一第二微结构7122B为一微结构单元周期阵列。相较于图11，第一微结构7121B及第二微结构7122B具有不同于图11的曲率，也就是说，第一微结构与第二微结构的曲率可依实际需求作变化，并不以所列举者为限。
就图11及图12所示单面复合式周期性微结构而言，于其全周期内更包含有至少一次周期(亦即该第一微结构7121A、第二微结构7122A，或该第一微结构7121B、第二微结构7122B)，该次周期可为等周期或不等周期，此外，亦可于该次周期设置含有偏折光束传递的微结构，或具有不对称性曲面的微结构的组成。
同理，图11及图12所示该第三出射面712A、712B可分别实施于图10所示该分束模块70，该第三出射面712A、712B可取代图10所示该分束模块70的第三出射面712，其结构分别如图13及图14所示，换言之，图10所示该双面周期性微结构的双面的全周期可为相同周期或不相同周期。
请参阅图15所示本发明第二实施例结构示意图，其设有一第一波长分布模块50A以及一第二波长分布模块50B，该第一波长分布模块50A具有至少一第一光源单元51A及至少一第一透镜单元52A，该第一光源单元51A由一红光发光二极管R、一蓝光发光二极管B及一绿光发光二极管G构成，该红光发光二极管R可产生具有第一波长的第一入射光Lr，该蓝光发光二极管B可产生具有第二波长的第二入射光Lb，该绿光发光二极管G可产生具有第三波长的第三入射光Lg，该第二波长分布模块50B具有至少一第二光源单元51B及至少一第二透镜单元52B，第二光源单元51B也是由一红光发光二极管R、一蓝光发光二极管B及一绿光发光二极管G构成，该红光发光二极管R可产生具有第一波长的第一入射光Lr，该蓝光发光二极管B可产生具有第二波长的第二入射光Lb，该绿光发光二极管G可产生具有第三波长的第三入射光Lg，值得注意的是，该第一波长分布模块50A所包含的第一光源单元51A的数量，与该第二波长分布模块50B所具有的第二光源单元51B的数量相同(本实施例分别设有四组)，此外，每一第一光源单元51A及每一第二光源单元51B均设有一红光发光二极管R、一蓝光发光二极管B及一绿光发光二极管G，亦即，构成该第一光源单元51A及第二光源单元51B的光源数量及波长相同，但是，该第一光源单元51A的红光发光二极管R、蓝光发光二极管B及绿光发光二极管G的阵列方向，与该第二光源单元51B的红光发光二极管R、蓝光发光二极管B及绿光发光二极管G的阵列方向相反。也就是说，第一光源单元51A的多个光源的阵列方向与第二光源单元51B的多个光源的阵列方向相反。其次，该导光模块60A具有一第一主体61A，该第一主体61A具有多个第一入射面611A、611B及二个吸收区62A，第一入射面611A、611B分别设置于该第一主体61A相对的二面，该第一波长分布模块51A提供该第一光源单元51A的第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg由其中的该第一入射面611A射入该导光模块60A，该第二波长分布模块50B提供该第二光源单元51B的第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg由另一的第一入射面611B射入该导光模块60A，本实施例说明，当设置相对二组该第一光源单元51A及第二光源单元51B，且该第一光源单元51A及第二光源单元51B的光源相反且对称时，可以提高第一入射光Lr、第二入射光Lb、第三入射光Lg的强度。
综上所述，本发明提供的使用波长分布法调控色彩的复合色彩分波系统，其由波长分布模块、导光模块与分束模块构成，同时，该导光模块设有抗反射性的吸收区，因此可以避免散射光或反射光的干扰，不仅可呈现显示面板、影像传感器及彩色摄影机中的色彩分光功能、简化原系统的复杂度，更可提高光学使用效率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种复合色彩分波系统，其特征在于，包含：
至少一波长分布模块，该波长分布模块具有至少一光源单元及至少一透镜单元，该光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光射入该透镜单元，再射出该波长分布模块；
一导光模块，该导光模块具有至少一第一入射面、导光结构、一第一出射面以及吸收区，该吸收区具有抗反射性或吸收性，上述由该波长分布模块射出的该多个入射光由该第一入射面射入该导光模块，射向该导光结构的入射光由该导光结构导向该第一出射面并射出该导光模块，射向该吸收区的入射光由该吸收区吸收；以及
一分束模块，该分束模块用以承接由该导光模块射出的该多个入射光，将该多个入射光分光后，再射出该分束模块。
2.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该导光模块具有一第一主体，该第一主体为一具有透光性的矩形体，该第一入射面设置于该第一主体与该波长分布模块相邻接的一侧面，该导光结构设置于该第一主体的底面，该第一出射面设置于该第一主体的顶面，该吸收区设置于该第一主体除该侧面、该第一入射面、导光结构及第一出射面的外其中至少一面。
3.根据权利要求2所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该吸收区由一具有抗反射性的光吸收元件构成。
4.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，设有多个波长分布模块，该多个波长分布模块包括一第一波长分布模块以及一第二波长分布模块，该第一波长分布模块具有至少一第一光源单元及至少一第一透镜单元，该第一光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该第一光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光，该第二波长分布模块具有至少一第二光源单元及至少一第二透镜单元，该第二光源单元由具有至少二种不同波长的多个光源阵列构成，该第二光源单元用以提供具有至少二种不同波长的多个入射光，该第一光源单元的多个光源的阵列方向与该第二光源单元的多个光源的阵列方向相反；以及
该导光模块具有二第一入射面，所述第一入射面分别设置于该导光模块相对的二面，该第一波长分布模块提供该第一光源单元的多个入射光由其中的该第一入射面射入该导光模块，该第二波长分布模块提供该第二光源单元的多个入射光由另一的该第一入射面射入该导光模块。
5.根据权利要求4所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该第一光源单元的多个光源的数量及波长，与该第二光源单元的多个光源的数量及波长相同。
6.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该透镜单元有一第二入射面以及一第二出射面，该多个入射光由该第二入射面射入该透镜单元后，再由该第二出射面射出于波长分布模块，且该第二出射面与该导光模块的该第一入射面之间具有一间隙，该间隙内为空气。
7.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该分束模块包含一第一分束膜片与一面板，该第一分束膜片与该面板之间以一胶材相互贴合，该第一分束膜片具有一第三入射面以及一第三出射面，于该第三入射面及该第三出射面至少其中之一设有周期性微结构，该多个入射光射入该第三入射面后，再由该第三出射面将该多个入射光的光路偏折至所对应的该面板中的不同次像素位置，并以趋近平行于该导光模块的该第一出射面的法线方向依序进入该胶材、该面板，最后由该面板射出。
8.根据权利要求7所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该周期性微结构其全周期含有至少一次周期，且该次周期为等周期或不等周期。
9.根据权利要求8所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该次周期设置含有偏折光束传递的微结构，或具有不对称性曲面的微结构的组成。
10.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该波长分布模块设有一第一反射结构，该第一反射结构包括可覆盖该波长分布模块的顶面及底面的一第一反射板以及一第二反射板。
11.根据权利要求1所述的复合色彩分波系统，其特征在于，该导光模块具有一第二反射结构，该第二反射结构设置于该导光模块底部的一第三反射板。
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