CN105353515B - 固态光源及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种固态光源及其操作方法。该固态光源用以产生时序六原色，包含第一光源、第二光源、光路选择模块、多频段滤波片、第一光致发光模块、第二光致发光模块、第一光学模块以及第二光学模块。第一光源与第二光源分别提供具有第一波长的第一光束与具有第二波长的第二光束，其中第一波长与第二波长的范围互不重叠。光路选择模块用以选择第一光束与第二光束方向。第一光学模块用以使第一光束进入第一光致发光模块，并引导光束通过多频段滤波片而抵达目标位置。第二光学模块用以使第二光束进入第二光致发光模块，并引导光束通过多频段滤波片的反射而抵达目标位置。

Description

固态光源及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种固态光源及其操作方法。

背景技术

利用人类的两眼视差，现有的立体固态光源以分别提供观赏者的两眼不同的影像来实现三维显示。而依照实现不同影像的方式差异，立体固态光源包含偏振式、红蓝式或波长多工式。

波长多工式立体固态光源，顾名思义，是以提供观赏者具不同波长范围的影像来实现三维显示。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固态光源以两组三原色R1、G1、B1与R2、G2、B2来区分左右眼影像。

传统的波长多工式立体固态光源以多个光源来提供两组三原色，然而，常见用于作为光源的激光，其波长位于绿色的激光光源效率不高，且价格昂贵致使光源所占的成本比例大幅上升。因此如何在提供两组三原色的同时，改善上述的缺点，是业界共同努力的目标。

发明内容

本发明提供一种固态光源，通过光源、光致发光元件、滤光片的设置，并利用液晶控制光线的路径，可选择性提供红光、绿光与蓝光，并可时序性的提供两种不同的红光、两种不同的绿光、两种不同的蓝光。

本发明的一态样提供一种固态光源，包含第一光源、第二光源、光路选择模块、多频段滤波片、第一光致发光模块、第二光致发光模块、第一光学模块以及第二光学模块。第一光源与第二光源分别提供具有第一波长的第一光束与具有第二波长的第二光束，其中第一波长与第二波长的范围互不重叠。光路选择模块用以选择第一光束与第二光束方向。多频段滤波片能够让第二光束穿透且第一光束反射。第一光致发光模块用以提供第三光束或第四光束。第二光致发光模块用以提供第五光束或第六光束。第一光学模块用以接收来自光路选择模块的第一光束或第二光束，使第一光束进入第一光致发光模块，转换为第三光束或第四光束，并将第二光束、第三光束或第四光束引导至多频段滤波片，通过多频段滤波片而抵达目标位置。第二光学模块用以接收来自光路选择模块的第一光束或第二光束，使第二光束进入第二光致发光模块，转换为第五光束或第六光束，并将第一光束、第五光束或第六光束引导至多频段滤波片，通过多频段滤波片的反射而抵达目标位置。

于本发明的一或多个实施例中，光路选择模块包含二个液晶光学调制器与偏振分光镜，液晶光学调制器分别对应第一光源与第二光源设置，偏振分光镜设置于第一光束与第二光束的光路上，致使第一光束与第二光束分别穿透液晶光学调制器后，皆进入偏振分光镜，并于偏振分光镜选择第一光束与第二光束的方向。

于本发明的一或多个实施例中，第一光致发光模块包含第三光致发光件与第四光致发光件，第一光路选择性地进入第三光致发光件或第四光致发光件，使得第一光束转换为第三光束或第四光束，第二光致发光模块包含第五光致发光件与第六光致发光件，第二光路选择性地进入第五光致发光件或第六光致发光件，使得第二光束转换为第五光束或第六光束。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块，设置于偏振分光镜相对第一光源的一侧，包含第一液晶调制器与第一偏振分光镜，第二光学模块设置于偏振分光镜相对第二光源的一侧，包含第二液晶调制器与第二偏振分光镜。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块包含第一分色镜，设置于第一偏振分光镜邻近第四光致发光件的一侧，用以将第四光束反射至多频段滤波片，并使第三光束通过而进入多频段滤波片，第二光学模块包含第二分色镜，设置于第二偏振分光镜邻近第六光致发光件的一侧，用以将第六光束反射至多频段滤波片，并使第五光束通过而进入多频段滤波片。

于本发明的一或多个实施例中，第一分色镜使第一光束与第三光束穿透、第四光束反射，第二分色镜使第二光束与第五光束穿透、第六光束反射。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块包含第一滤波片与四分之一波板，对应第四光致发光件设置，用以将第二光束反射至第一分色镜，第二光学模块包含第二滤波片与四分之一波板，对应第六光致发光件设置，用以将第一光束反射至第二分色镜。

于本发明的一或多个实施例中，第一滤波片使第二光束反射，第一光束、第三光束与第四光束穿透，第二滤波片使第一光束反射，使第二光束、第五光束、第六光束穿透。

于本发明的一或多个实施例中，第三波长与第五波长的波长范围相同，第四波长与第六波长的波长范围相同，多频段滤波片使第二光束、一部分的第三光束、一部分的第四光束通过，并使第一光束、另一部分的第三光束、另一部分的第四光束反射。

于本发明的一或多个实施例中，多频段滤波片使第二光束、第三光束、第四光束通过，并使第一光束、第五光束、第六光束反射。

于本发明的一或多个实施例中，第一偏振分光镜与第二偏振分光镜在第一波长与第二波长的范围内对具有不同偏振态的光的穿透率不同，在第三波长、第四波长、第五波长、第六波长的范围内对具有不同偏振态的光的穿透率一致。

于本发明的一或多个实施例中，第三波长与第五波长的波峰位于610纳米至670纳米之间，第四波长与第六波长的波峰位于510纳米至580纳米之间。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块与第二光学模块分别包含至少一聚光透镜，设置于第三光致发光件、第四光致发光件与第一偏振分光镜之间以及第五光致发光件、第六光致发光件与第二偏振分光镜之间。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源还包含光源控制器，用以切换第一光源与第二光源。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源还包含液晶控制器，用以切换液晶光学调制器、第一液晶调制器以及第二液晶调制器。

于本发明的一或多个实施例中，第一光源与第二光源为蓝光，第一波长的波峰位于435纳米至450纳米之间，第二波长之波峰位于455纳米至470纳米的间。

本发明的另一态样提供一种固态光源的操作方法，包含：提供前述的固态光源；依时序分别开启第一光源与第二光源；依时序控制光路选择模块，以选择第一光束或第二光束的方向，使第一光束或第二光束进入第一光学模块或第二光学模块；以及依时序控制第一光学模块与第二光学模块，以再次选择第一光束或第二光束的方向，使经过第一光学模块的第一光束进入第一光致发光模块，使经过第二光学模块的第二光束进入第二光致发光模块。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含：于第一时间开启第一光源、关闭第二光源、开启光路选择模块的液晶光学调制器、并关闭第二光学模块的第二液晶调制器，使第一光束经过第二光学模块后不进入第二光致发光模块而反射输出第一光束；以及于第二时间开启第一光源、关闭第二光源、关闭液晶光学调制器、并关闭第一光学模块的第一液晶调制器，使第一光束进入第一光致发光模块的第三光致发光件，以输出具有第三波长的第三光束。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含：于第三时间开启第一光源、关闭第二光源、关闭液晶光学调制器、并开启第一液晶调制器，使第一光束进入第一光致发光模块的第四光致发光件，以输出具有第四波长的第四光束，其中第一波长、第三波长、第四波长的波峰皆不重叠；以及于第四时间开启第二光源、关闭第一光源、开启光路选择模块的另一液晶光学调制器、并关闭第一液晶调制器，使第二光束经过第一光学模块后不进入第一光致发光模块而反射输出第二光束。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含：于第五时间开启第二光源、关闭第一光源、关闭另一液晶光学调制器、并关闭第二液晶调制器，使第二光束进入第二光致发光模块的第五光致发光件，以输出具有第五波长的第五光束；以及于第六时间开启第二光源、关闭第一光源、关闭另一液晶光学调制器、并开启第二液晶调制器，使第二光束进入第二光致发光模块的第六光致发光件，以输出具有第六波长的第六光束，其中第二波长、第五波长、第六波长的波峰皆不重叠。

附图说明

图1为本发明的一实施例中的固态光源的立体示意图。

图2为图1的实施例中的固态光源的第一偏振分光镜与第二偏振分光镜的穿透频谱图。

图3为图1的实施例中的固态光源的第一分色镜与第二分色镜的穿透频谱图。

图4A为图1的实施例中的固态光源的第一滤波片的穿透频谱图。

图4B为图1的实施例中的固态光源的第二滤波片的穿透频谱图。

图5为图1的实施例中的固态光源的多频段滤波片的穿透频谱图。

图6A至图6F为本发明的一实施例中的固态光源的光路示意图。

图7为图6A至图6F的实施例中的固态光源的操作方法示意图。

附图标记说明：

100：第一光源

200：第二光源

300：光路选择模块

310a、310b：液晶光学调制器

320：偏振分光镜

400：多频段滤波片

500：第一光致发光模块

510：第三光致发光件

520：第四光致发光件

600：第二光致发光模块

610：第五光致发光件

620：第六光致发光件

700：第一光学模块

710：第一液晶调制器

720：第一偏振分光镜

730：第一分色镜

740：四分之一波板

750：第一滤波片

760：聚光透镜

800：第二光学模块

810：第二液晶调制器

820：第二偏振分光镜

830：第二分色镜

840：四分之一波板

850：第二滤波片

860：聚光透镜

910：光源控制器

920：液晶控制器

B1：第一光束

B2：第二光束

R1：第三光束

R2：第五光束

G1：第四光束

G2：第六光束

P：目标位置

具体实施方式

以下将以附图公开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，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式为之。

参照图1，图1为本发明的一实施例中的固态光源的立体示意图。本发明的一态样提供一种固态光源，包含第一光源100、第二光源200、光路选择模块300、多频段滤波片400、第一光致发光模块500、第二光致发光模块600、第一光学模块700以及第二光学模块800。

第一光源100与第二光源200分别提供具有第一波长的第一光束B1与具有第二波长的第二光束B2，其中第一波长与第二波长的范围互不重叠。在此，「互不重叠」是指第一波长于光强度大于10％的最大光强度的频谱范围与第二波长于光强度大于10％的最大光强度的频谱范围不同且不重叠。

光路选择模块300用以选择第一光束B1与第二光束B2方向，使第一光束B1与第二光束B2可选择性地进入第一光学模块700或第二光学模块800。

第一光学模块700用以使第一光束B1进入第一光致发光模块500，并使第二光束B2不进入第一光致发光模块500。第一光致发光模块500设置于第一光学模块700的周围，第一光致发光模块500包含第三光致发光件510与第四光致发光件520，第三光致发光件510与第四光致发光件520分别用以接收第一光束B1并将第一光束B1转换为第三光束(图中未标示)或第四光束(图中未标示)。

第三光致发光件510与第四光致发光件520可为涂布有萤光材料的元件，其萤光材料的底部可设置有反射层，用以使第三光束或第四光束反射回第一光学模块700。第一光学模块700再将第二光束B2、第三光束或第四光束引导至多频段滤波片400，通过多频段滤波片400而抵达目标位置P。

相对地，第二光学模块800用以使第二光束B2进入第二光致发光模块600，并使第一光束B1不进入第二光致发光模块600。第二光致发光模块600设置于第二光学模块800的周围，第二光致发光模块600包含第五光致发光件610与第六光致发光件620，分别用以接收第二光束B2并转换为第五光束(图中未标示)或第六光束(图中未标示)。

第五光致发光件610与第六光致发光件620可为涂布有萤光材料的元件，其萤光材料的底部可设置有反射层，用以使第五光束或第六光束反射回第二光学模块800。第二光学模块800再将第一光束B1、第五光束或第六光束引导至多频段滤波片400，通过多频段滤波片400的反射而抵达目标位置P。

于此，多频段滤波片400能够让第二光束B2、第三光束与第四光束穿透且第一光束B1、第五光束或第六光束反射。

于本实施例中，设计第一波长的波峰位于435纳米至450纳米之间，第二波长的波峰位于455纳米至470纳米之间。设计第三光束与第五光束为红光，其波峰大约为610纳米至670纳米之间，设计第四光束与第六光束为绿光，其波峰范围大约为510纳米至580纳米之间。

于本发明的一或多个实施例中，第一光束B1与第二光束B2皆为线性偏振光。理想上，第一光源100与第二光源200为具有不同波长峰值的蓝光激光，本身即可发出具有线性偏振的蓝光，亦可于第一光源100或第二光源200光线输出口处添加偏振片以确保其偏振特性。

于本实施例中，通过第一光束B1与第二光束B2的线性偏振光的特性，适当配置光路选择模块300、第一光学模块700以及第二光学模块800以输出不同波长的光束。以下详细描述各个模块与元件的配置。

光路选择模块300包含二个液晶光学调制器310a、310b与偏振分光镜320。液晶光学调制器310a、310b分别对应第一光源100与第二光源200设置，偏振分光镜320设置于第一光束B1与第二光束B2的光路上，致使第一光束B1与第二光束B2穿透液晶光学调制器310a、310b后，皆进入偏振分光镜320，并于偏振分光镜320选择第一光束B1与第二光束B2的方向。

详细而言，液晶光学调制器310a、310b可为扭曲向列型(Twisted-Nematic)液晶盒，其朝向第一光源100或第二光源200的一侧的基板的液晶配向方向平行于第一光束B1或第二光束B2的偏振方向，其远离第一光源100或第二光源200的一侧的基板的液晶配向方向垂直于第一光束B1或第二光束B2的偏振方向，如此通过切换液晶光学调制器310a、310b，可以选择性地使穿过液晶光学调制器310a、310b的第一光束B1或第二光束B2维持原本的偏振态或改变为与原本偏振态正交的偏振态。

另一方面，偏振分光镜320具有使S偏振光(垂直偏振光)反射并使P偏振光(水平偏振光)穿透的特性，因此第一光束B1或第二光束B2可通过液晶光学调制器310a、310b控制其偏振态而达到于偏振分光镜320穿透或反射的效果，进而决定其光路方向。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块700设置于偏振分光镜320相对第一光源100的一侧，第一光学模块700用以接收来自光路选择模块300的第一光束B1或第二光束B2，其目的在于使第一光束B1进入第一光致发光模块500，并使第二光束B2不进入第一光致发光模块500，并引导第一光束B1或第二光束B2至多频段滤波片400。

第一光学模块700包含第一液晶调制器710、第一偏振分光镜720、第一分色镜730、四分之一波板740以及第一滤波片750。如同前述的液晶光学调制器310a、310b，第一液晶调制器710具有相似的配置，通过切换第一液晶调制器710，可以选择性地使穿过第一液晶调制器710的第一光束B1或第二光束B2维持原本的偏振态或改变为与原本偏振态正交的偏振态。

另一方面，第一偏振分光镜720与前述的偏振分光镜320具有相似的配置，差别在于第一偏振分光镜720仅于蓝光波长范围内具有使垂直偏振光反射并使水平偏振光穿透的特性，此蓝光波长范围包含第一波长与第二波长，而前述的偏振分光镜320并不限制仅于蓝光波长范围内具有使垂直偏振光反射并使水平偏振光穿透的特性。

参照图2，图2为图1的实施例中的固态光源的第一偏振分光镜720与第二偏振分光镜820的穿透频谱图。于蓝光波长范围内，两互向正交的偏振态具有不同的穿透率，如图中波长为435至470纳米的范围，P偏振光(水平偏振光)的穿透率接近100％，S偏振光(垂直偏振光)的穿透率接近0％。于蓝光波长以外的范围，两互向正交的偏振态则具有相同且高的穿透率，如图中波长为510至670纳米的范围，P偏振光与S偏振光的穿透率皆接近100％。

因此，第一光束B1或第二光束B2可通过第一液晶调制器710控制其偏振态而达到于第一偏振分光镜720穿透或反射的效果，进而决定其光路方向。

第一光学模块700的第一分色镜730设置于第一偏振分光镜720邻近第四光致发光件520的一侧。参照图3，图3为图1的实施例中的固态光源的第一分色镜730与第二分色镜830的穿透频谱图。第一分色镜730于波长范围约480纳米至600纳米具有接近0％的穿透率，此波长范围包含第四波长，因此可使第四光束G1反射，而第一分色镜730于480纳米至600纳米以外的其他波长范围则具有接近100％的穿透率，包含第一波长与第三波长，而可使第一光束B1与第三光束R1穿透。第一分色镜730用以将第四光束G1反射至多频段滤波片400，并使第三光束R1通过而进入多频段滤波片400。

第一光学模块700的第一滤波片750对应第四光致发光件520设置。参照图4A，图4A为图1的实施例中的固态光源的第一滤波片750的穿透频谱图。第一滤波片750使第一光束B1、第三光束R1与第四光束G1穿透，并用以将第二光束B2反射至第一分色镜730。此外，第一光学模块700的四分之一波板740设置于第一滤波片750朝向第一偏振分光镜720的一侧，用以转换光的偏振态。

于本发明的一或多个实施例中，第一光学模块700还包含聚光透镜760，设置于第三光致发光件510、第四光致发光件520与第一偏振分光镜720的间，用以集中第三光束R1与第四光束G1。

如此一来，当第一光束B1受到第一液晶调制器710的控制成为S偏振光(垂直偏振光)时，第一光束B1于第一偏振分光镜720反射，而输出至第三光致发光件510并转换为第三光束，其后第三光束再反射并聚光回到第一偏振分光镜720，由于第一偏振分光镜720于第三波长的穿透率接近100％，而第一分色镜730于第三波长的穿透率亦接近100％，因此第三光束可穿过第一偏振分光镜720与第一分色镜730，而输送至多频段滤波片400。

另一方面，当第一光束B1受到第一液晶调制器710的控制成为P偏振光(水平偏振光)时，第一光束B1穿过第一偏振分光镜720而输送至第一分色镜730，由于第一分色镜730于第一波长的穿透率接近100％，且第一滤波片750于第一波长的穿透率亦接近100％，因此第一光束B1可穿过第一分色镜730与第一滤波片750而输出至第四光致发光件520，第四光致发光件520接收第一光束B1并输出第四光束G1。由于第一滤波片750于第四波长的穿透率接近100％，而第一分色镜730于第四波长的穿透率接近0％，第四光束G1被反射后可穿过第一滤波片750，再受到第一分色镜730的反射，而输送至多频段滤波片400。

另一种状况，第二光束B2进入第一光学模块700时，第二光束B2被控制成不会进入第一光致发光模块500，第二光束B2受到第一液晶调制器710的控制成为P偏振光(水平偏振光)，进而于穿过第一偏振分光镜720。由于第一分色镜730于第二波长的穿透率接近100％且第一滤波片750于第二波长的穿透率接近0％，因此，第二光束B2穿过第一分色镜730、四分之一波板740而输送至第一滤波片750，受到第一滤波片750反射而再次穿过四分之一波板740、第一分色镜730，由于在此路径中反射的第二光束B2经过两次四分之一波板740，因此原本第二光束B2的P偏振态(水平偏振态)被转换成S偏振态(垂直偏振态)，使得反射后的第二光束B2于第一偏振分光镜720再次反射，而输送至多频段滤波片400。

相同地，第二光学模块800与第二光致发光模块600具有相似于第一光学模块700与第一光致发光模块500的设置。为详细说明起见，以下亦介绍第二光学模块800与第二光致发光模块600的配置，与前部分重复的细节将不再赘述。

于本发明的一或多个实施例中，第二光学模块800设置于偏振分光镜320相对第二光源200的一侧，第二光学模块800用以接收来自光路选择模块300的第一光束B1或第二光束B2，其目的在于使第二光束B2进入第二光致发光模块600，并使第一光束B1不进入第二光致发光模块600，并引导第一光束B1或第二光束B2至多频段滤波片400。

相同地，第二光学模块800包含第二液晶调制器810、第二偏振分光镜820、第二分色镜830、四分之一波板840以及第二滤波片850。

如同前述的第一液晶调制器710与前述的第一偏振分光镜720，第二液晶调制器810与第二偏振分光镜820具有相同的配置，第二偏振分光镜820可参照图2。如此一来，通过切换第二液晶调制器810，第一光束B1或第二光束B2可通过第二液晶调制器810控制其偏振态而达到于第二偏振分光镜820穿透或反射的效果，进而决定其光路方向。

第二光学模块800的第二分色镜830设置于第二偏振分光镜820邻近第六光致发光件620的一侧。参照图3，第二分色镜830于波长范围约480纳米至600纳米具有接近0％的穿透率，此波长范围包含第六波长，因此可使第六光束G2反射，而第二分色镜830于480纳米至600纳米以外的其他波长范围则具有接近100％的穿透率，包含第二波长与第五波长，而可使第二光束B2与第五光束R2穿透。第二分色镜830用以将第六光束G2反射至多频段滤波片400，并使第五光束R2通过而进入多频段滤波片400。

第二光学模块800的第二滤波片850对应第六光致发光件620设置，用以将第一光束B1反射至第二分色镜830。参照图4B，图4B为图1的实施例中的固态光源的第二滤波片850的穿透频谱图。第二滤波片850使第二光束B2、第五光束R2、第六光束G2穿透，并使第一光束B1反射。此外，第二光学模块800的四分之一波板840设置于第二滤波片850朝向第二偏振分光镜820的一侧，用以转换光的偏振态。

于本发明的一或多个实施例中，第二光学模块800还包含聚光透镜860，设置于第五光致发光件610、第六光致发光件620与第二偏振分光镜820之间，用以集中第五光束R2与第六光束G2。

如此一来，当第二光束B2受到第二液晶调制器810的控制成为S偏振光(垂直偏振光)时，第二光束B2于第二偏振分光镜820反射，而输出至第五光致发光件610并转换为第五光束R2，其后第五光束R2再反射并聚光回到第二偏振分光镜820，由于第二偏振分光镜820于第五波长的穿透率接近100％(参考图2)，而第二分色镜830(参照图3)于第五波长的穿透率亦接近100％，因此第五光束R2可穿过第二偏振分光镜820与第二分色镜830，而输送至多频段滤波片400。

另一方面，当第二光束B2受到第二液晶调制器810的控制成为P偏振光(水平偏振光)时，第二光束B2穿过第二偏振分光镜820而输送至第二分色镜830，由于第二分色镜830于第二波长的穿透率接近100％(参照图3)，且第二滤波片850于第二波长的穿透率亦接近100％(参考图4B)，因此第二光束B2可穿过第二分色镜830与第二滤波片850而输出至第六光致发光件620，第六光致发光件620接收第二光束B2并输出第六光束G2。由于第二滤波片850于第六波长的穿透率接近100％(参考图4B)，而第二分色镜830于第六波长的穿透率接近0％，第六光束G2被反射后可穿过第二滤波片850，再受到第二分色镜830的反射，而输送至多频段滤波片400。

另一种状况，当第一光束B1进入第二光学模块800时，第一光束B1被控制成不会进入第二光致发光模块600，第一光束B1受到第二液晶调制器810的控制成为P偏振光(水平偏振光)，进而于穿过第二偏振分光镜820。由于第二分色镜830于第一波长的穿透率接近100％(参照图3)且第二滤波片850于第一波长的穿透率接近0％(参照图4B)，因此，第一光束B1穿过第二分色镜830而输送至第二滤波片850，受到第二滤波片850反射而再次穿过第二分色镜830，由于在此路径中反射的第一光束B1经过两次四分之一波板840，因此原本第一光束B1的P偏振态(水平偏振态)被转换成S偏振态(垂直偏振态)，使得反射后的第一光束B1于第二偏振分光镜820再次反射，而输送至多频段滤波片400。

如此一来，多频段滤波片400接收来自第一光学模块700的第二光束B2、第三光束R1、第四光束G1与来自第二光学模块800的第一光束B1、第五光束R2、第六光束G2。参照图5，图5为图1的实施例中的固态光源的多频段滤波片400的穿透频谱图。多频段滤波片400使450纳米至550纳米与640纳米以上的光波长范围为穿透多频段滤波片400的波长范围(穿透率接近100％)，并使450纳米以下、550纳米至640纳米的光波长范围为被多频段滤波片400所反射的波长范围(穿透率接近0％)。其中穿透的光波长范围涵盖第二波长、一部分的第三波长与第五波长、一部分的第四波长与第六波长，而反射的光波长范围则涵盖第一波长、另一部分的第三波长与第五波长、另一部分的第四波长与第六波长。

于本发明的一或多个实施例中，第三波长与第五波长的波长范围相同，第四波长与第六波长的波长范围相同，多频段滤波片400用以使第二光束B2、一部分的第三光束R1、一部分的第四光束G1通过，并使第一光束B1、另一部分的第三光束R1、另一部分的第四光束G1反射。如此一来，可使光线通过多频段滤波片400的反射或穿透而输送至一目标位置P。

实际操作上，可设置第三波长的范围不同于第五波长的范围，且第四波长的范围不同于第六波长的范围，相对地，在此种状态操作下，亦应改变多频段滤波片400的设置，让多频段滤波片400可分别使第二光束B2、第三光束R1、第四光束G1通过，并使第一光束B1、第五光束R2、第六光束G2反射，而输送至目标位置P。

于本发明的一或多个实施例中，固态光源还包含光源控制器910与液晶控制器920，光源控制器910用以切换第一光源100与第二光源200，液晶控制器920用以切换液晶光学调制器310a、310b、第一液晶调制器710以及第二液晶调制器810，光源控制器910与液晶控制器920可时序性地互相搭配而切换开关，以于不同的时间点产生具有不同波长的输出光线。

参照图6A至图6F，图6A至图6F为本发明的一实施例中的固态光源的光路示意图。本发明的另一态样提供一种固态光源的操作方法，包含提供图1所述的固态光源，依时序分别开启第一光源100或第二光源200，依时序控制光路选择模块300，以及依时序控制第一光学模块700与第二光学模块800。如此一来，第一光源100或第二光源200提供的第一光束B1或第二光束B2输送至光路选择模块300，以选择第一光束B1或第二光束B2的方向，使第一光束B1或第二光束B2选择性地进入第一光学模块700或第二光学模块800，于第一光学模块700或第二光学模块800再次选择第一光束B1或第二光束B2的方向，最终经由多频段滤波片400而输送至目标位置P。

以下详细说明固态光源时序性地输出第一光束B1、第二光束B2、第三光束R1、第四光束G1、第五光束R2或第六光束G2的操作方法。

为方便说明起见，以下图示中仅以填满斜线表示元件关闭状态，例如图6A的第二液晶调制器810与第二光源200，并以空白表示元件开启状态，例如图6A的第一光源100与液晶光学调制器310a。其余光路不会经过的元件，其开关不会影响最终结果，例如图6A中，第一光束B1不会经过液晶光学调制器310b或第一液晶调制器710，则液晶光学调制器310b或第一液晶调制器710的开关并不限制。

参照图6A，于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含于第一时间T1开启第一光源100、关闭第二光源200、开启液晶光学调制器310a、并关闭第二光学模块800的第二液晶调制器810。使第一光束B1经过第二光学模块800后不进入第二光致发光模块600而反射输出第一光束B1。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第一光束B1经过开启的液晶光学调制器310a后，维持原偏振态，受到偏振分光镜320反射输送至第二光学模块800，经过关闭的第二液晶调制器810后，第一光束B1的S偏振态转变为P偏振态，因此穿过第二偏振分光镜820，而输送至第二分色镜830、四分之一波板840与第二滤波片850。

如前述图3的第二分色镜830与图4B的第二滤波片850，第一光束B1穿过第二分色镜830与四分之一波板840后，受到第二滤波片850反射，而使第一光束B1再次穿过四分之一波板840，其中因为两次穿过四分之一波板840，第一光束B1的P偏振态转变为S偏振态，因此当第一光束B1穿过第二分色镜830而输送至第二偏振分光镜820时，第一光束B1将被第二偏振分光镜820反射而输送至多频段滤波片400，如图5的多频段滤波片400，第一光束B1将被反射而输送至目标位置P。

参照图6B，于第二时间T2开启第一光源100、关闭第二光源200、关闭液晶光学调制器310a、并关闭第一光学模块700的第一液晶调制器710，使第一光束B1进入第一光致发光模块500的第三光致发光件510，以输出具有第三波长的第三光束R1。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第一光束B1经过关闭的液晶光学调制器310a转变为P偏振态(水平偏振态)，穿过偏振分光镜320后输送至第一光学模块700，经过关闭的第一液晶调制器710后，第一光束B1的P偏振态转变为S偏振态，因此受到第一偏振分光镜720反射而输送至第三光致发光件510，转换为第三光束R1。

其后，第三光束R1经由聚光透镜760等导向第一偏振分光镜720，如图2所示，第一偏振分光镜720仅对第一波长与第二波长的不同偏振态有不同的穿透率，而第一偏振分光镜720如前述图3所示。因此，第三光束R1穿过第一偏振分光镜720后，再穿过第一分色镜730，而输送至多频段滤波片400，如图5的多频段滤波片400，第三光束R1将穿过多频段滤波片400而输送至目标位置P。

参照图6C，于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含于第三时间T3开启第一光源100、关闭第二光源200、关闭液晶光学调制器310a、并开启第一液晶调制器710，使第一光束B1进入第一光致发光模块500的第四光致发光件520，以输出具有第四波长的第四光束G1，其中第一波长、第三波长、第四波长的波峰皆不重叠。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第一光束B1经过关闭的液晶光学调制器310a转变为P偏振态(水平偏振态)，穿过偏振分光镜320后输送至第一光学模块700，经过开启的第一液晶调制器710后，第一光束B1维持原偏振态，因此，第一光束B1穿过第一偏振分光镜720、第一分色镜730(如图3所示)、四分之一波板740、以及第一滤波片750(如图4A所示)，而进入第一光致发光模块500的第四光致发光件520，转换为第四光束G1。

其后，第四光束G1经由聚光透镜760等导向第一分色镜730(如图3所示)，其间第四光束G1穿过第一滤波片750(如图4A所示)、四分之一波板740，最后于第一分色镜730反射(如图3所示)，而输送至多频段滤波片400(如图5所示)，第四光束G1将穿过多频段滤波片400而输送至目标位置P。

参照图6D，于第四时间T4开启第二光源200、关闭第一光源100、开启光路选择模块300的另一液晶光学调制器310b、并关闭第一液晶调制器710，使第二光束B2经过第一光学模块700后不进入第一光致发光模块500而反射输出第二光束B2。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第二光束B2经过开启的液晶光学调制器310b维持原偏振态，输送至偏振分光镜320后反射至第一光学模块700，经过关闭的第一液晶调制器710后，第二光束B2的S偏振态转变为P偏振态，因此穿过第一偏振分光镜720，而输送至第一分色镜730、四分之一波板740与第一滤波片750。

如前述图3的第一分色镜730与图4B的第一滤波片750，第二光束B2穿过第一分色镜730与四分之一波板740后，受到第一滤波片750反射，而使第二光束B2再次穿过四分之一波板740，其中因为两次穿过四分之一波板740，第二光束B2的P偏振态转变为S偏振态，因此当第二光束B2穿过第一分色镜730而输送至第一偏振分光镜720时，第二光束B2将被第一偏振分光镜720反射而输送至多频段滤波片400，如图5的多频段滤波片400，第二光束B2将被反射而输送至目标位置P。

参照图6E，于本发明的一或多个实施例中，固态光源的操作方法包含第五时间T5开启第二光源200、关闭第一光源100、关闭另一液晶光学调制器310b、并关闭第二液晶调制器810，使第二光束B2进入第二光致发光模块600的第五光致发光件610以输出具有第五波长的第五光束R2。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第二光束B2经过关闭的液晶光学调制器310b转变为P偏振态(水平偏振态)，穿过偏振分光镜320后输送至第二光学模块800，经过关闭的第二液晶调制器810后，第二光束B2的P偏振态转变为S偏振态，因此受到第二偏振分光镜820反射而输送至第五光致发光件610，转换为第五光束R2。

其后，第五光束R2经由聚光透镜860等元件，导向第二偏振分光镜820，如图2的第二偏振分光镜820，第二偏振分光镜820对第一光束B1与第二光束B2的不同偏振态有不同的穿透率，而第二分色镜830如前述图3所示。因此，第五光束R2穿过第二偏振分光镜820后，再穿过第二分色镜830，而输送至多频段滤波片400，如图5的多频段滤波片400，第五光束R2将穿过多频段滤波片400而输送至目标位置P。

参照图6F，第六时间T6开启第二光源200、关闭第一光源100、关闭另一液晶光学调制器310b、并开启第二液晶调制器810，使第二光束B2进入第二光致发光模块600的第六光致发光件620，以输出具有第六波长的第六光束G2，其中第二波长、第五波长、第六波长的波峰皆不重叠。

于此，S偏振态(垂直偏振态)的第二光束B2经过关闭的液晶光学调制器310b转变为P偏振态(水平偏振态)，穿过偏振分光镜320后输送至第二光学模块800，经过开启的第二液晶调制器810后，第二光束B2维持原偏振态，因此第二光束B2穿过第二偏振分光镜820、第二分色镜830(如图3所示)、四分之一波板840、以及第二滤波片850(如图4A所示)，而进入第二光致发光模块600的第六光致发光件620，转换为第六光束G2。

其后，第六光束G2经由聚光透镜860等导向第二分色镜830，其间第六光束G2再次穿过第二滤波片850、四分之一波板840，最后于第二分色镜830反射，而输送至多频段滤波片400，如图5的多频段滤波片400，第六光束G2将穿过多频段滤波片400而输送至目标位置P。

参照图7，图7为图6A与图6F的实施例中的固态光源的操作方法示意图。图7总结了图6A至图6F中，于第一时间T1至第六时间T6的操作与输出结果。通过适当操作液晶光学调制器310ba、310b、第一液晶调制器710、第二液晶调制器810以及第一光源100、第二光源200的开关，可以时序性地于目标位置P得到第一光束B1、第三光束R1、第四光束G1、第二光束B2、第五光束R2、第六光束G2。

本发明提供一种固态光源，通过光源、光致发光元件、多频段滤光片的设置，并利用液晶控制光线的路径，可选择性提供红光、绿光与蓝光，并可时序性的提供两种不同的红光、两种不同的绿光、两种不同的蓝光，此技术可以较佳地应用于裸视立体显示的相关技术中，以两组三原色红、绿、蓝来区分左右眼影像。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种固态光源，包含：

一第一光源，用以提供具有一第一波长的一第一光束；

一第二光源，用以提供具有一第二波长的一第二光束，其中该第一波长与该第二波长的范围互不重叠，互不重叠是指该第一波长于光强度大于10％的最大光强度的频谱范围与该第二波长于光强度大于10％的最大光强度的频谱范围不同且不重叠；

一光路选择模块，用以选择该第一光束与该第二光束方向；

一多频段滤波片，该多频段滤波片能够让该第二光束穿透，该第一光束反射；

一第一光致发光模块，用以提供具有一第三波长的一第三光束或具有一第四波长的一第四光束；

一第二光致发光模块，用以提供具有一第五波长的一第五光束或具有一第六波长的一第六光束；

一第一光学模块，用以接收来自该光路选择模块的该第一光束或该第二光束，使该第一光束进入该第一光致发光模块，转换为该第三光束或该第四光束，并将该第二光束、该第三光束或该第四光束引导至该多频段滤波片，通过该多频段滤波片而抵达一目标位置；以及

一第二光学模块，用以接收来自该光路选择模块的该第一光束或该第二光束，以使该第二光束进入该第二光致发光模块，转换为该第五光束或该第六光束，并将该第一光束、该第五光束或该第六光束引导至该多频段滤波片，通过该多频段滤波片的反射而抵达该目标位置。

2.如权利要求1所述的固态光源，其中该光路选择模块包含二个液晶光学调制器与一偏振分光镜，所述二个液晶光学调制器中的一液晶光学调制器对应该第一光源设置，所述二个液晶光学调制器中的另一液晶光学调制器对应该第二光源设置，该偏振分光镜设置于该第一光束与该第二光束的光路上，致使该第一光束穿透所述二个液晶光学调制器中的一液晶光学调制器、该第二光束穿透所述二个液晶光学调制器中的另一液晶光学调制器后，皆进入该偏振分光镜，并于该偏振分光镜选择该第一光束与该第二光束的方向。

3.如权利要求2所述的固态光源，其中该第一光致发光模块包含一第三光致发光件与一第四光致发光件，该第一光束选择性地进入该第三光致发光件或该第四光致发光件，使得该第一光束转换为该第三光束或该第四光束，该第二光致发光模块包含一第五光致发光件与一第六光致发光件，该第二光束选择性地进入该第五光致发光件或该第六光致发光件，使得该第二光束转换为该第五光束或该第六光束。

4.如权利要求3所述的固态光源，其中该第一光学模块，设置于该偏振分光镜相对该第一光源的一侧，包含一第一液晶调制器与一第一偏振分光镜，该第二光学模块设置于该偏振分光镜相对该第二光源的一侧，包含一第二液晶调制器与一第二偏振分光镜。

5.如权利要求4所述的固态光源，其中该第一光学模块包含一第一分色镜，设置于该第一偏振分光镜邻近该第四光致发光件的一侧，用以将该第四光束反射至该多频段滤波片，并使该第三光束通过而进入该多频段滤波片，该第二光学模块包含一第二分色镜，设置于该第二偏振分光镜邻近该第六光致发光件的一侧，用以将该第六光束反射至该多频段滤波片，并使该第五光束通过而进入该多频段滤波片。

6.如权利要求5所述的固态光源，其中该第一分色镜使该第一光束与该第三光束穿透、该第四光束反射，该第二分色镜使该第二光束与该第五光束穿透、该第六光束反射。

7.如权利要求5所述的固态光源，其中该第一光学模块包含一第一滤波片与一四分之一波板，对应该第四光致发光件设置，用以将该第二光束反射至该第一分色镜，该第二光学模块包含一第二滤波片与另一四分之一波板，对应该第六光致发光件设置，用以将该第一光束反射至该第二分色镜。

8.如权利要求7所述的固态光源，其中该第一滤波片使该第二光束反射，第一光束、第三光束与第四光束穿透，该第二滤波片使该第一光束反射，使该第二光束、该第五光束、第六光束穿透。

9.如权利要求4所述的固态光源，其中该第三波长与该第五波长的波长范围相同，该第四波长与该第六波长的波长范围相同，该多频段滤波片使该第二光束、一部分的第三光束、一部分的第四光束通过，并使该第一光束、另一部分的第三光束、另一部分的第四光束反射。

10.如权利要求4所述的固态光源，其中该多频段滤波片使该第二光束、该第三光束、该第四光束通过，并使该第一光束、该第五光束、该第六光束反射。

11.如权利要求4所述的固态光源，其中该第一偏振分光镜与该第二偏振分光镜在该第一波长与该第二波长的范围内对具有不同偏振态的光的穿透率不同，在该第三波长、该第四波长、该第五波长、该第六波长的范围内对具有不同偏振态的光的穿透率一致。

12.如权利要求4所述的固态光源，其中该第三波长与该第五波长的波峰位于610纳米至670纳米之间，该第四波长与该第六波长的波峰位于510纳米至580纳米之间。

13.如权利要求4所述的固态光源，该第一光学模块与该第二光学模块分别包含至少一聚光透镜，设置于该第三光致发光件、该第四光致发光件与该第一偏振分光镜之间以及该第五光致发光件、该第六光致发光件与该第二偏振分光镜之间。

14.如权利要求4所述的固态光源，还包含一光源控制器，用以切换该第一光源与该第二光源。

15.如权利要求4所述的固态光源，还包含一液晶控制器，用以切换所述二个液晶光学调制器、该第一液晶调制器以及该第二液晶调制器。

16.如权利要求1所述的固态光源，其中该第一光源与该第二光源为蓝光，该第一波长的波峰位于435纳米至450纳米之间，该第二波长的波峰位于455纳米至470纳米之间。

17.一种固态光源的操作方法，包含：

提供如权利要求1-16任意一项所述的固态光源；

依时序分别开启该第一光源与该第二光源；

依时序控制该光路选择模块，以选择该第一光束或第二光束的方向，使该第一光束或第二光束进入该第一光学模块或该第二光学模块；以及

依时序控制该第一光学模块与该第二光学模块，以再次选择该第一光束或该第二光束的方向，使经过该第一光学模块的该第一光束进入该第一光致发光模块，使经过该第二光学模块的该第二光束进入该第二光致发光模块。

18.如权利要求17所述的固态光源的操作方法，其中包含：

于一第一时间开启该第一光源、关闭该第二光源、开启该光路选择模块的一液晶光学调制器、并关闭第二光学模块的一第二液晶调制器，使该第一光束经过该第二光学模块后不进入该第二光致发光模块而反射输出该第一光束；以及

于一第二时间开启该第一光源、关闭该第二光源、关闭该液晶光学调制器、并关闭该第一光学模块的一第一液晶调制器，使该第一光束进入该第一光致发光模块的一第三光致发光件，以输出具有一第三波长的一第三光束。

19.如权利要求18所述的固态光源的操作方法，其中包含：

于一第三时间开启该第一光源、关闭该第二光源、关闭该液晶光学调制器、并开启该第一液晶调制器，使该第一光束进入该第一光致发光模块的一第四光致发光件，以输出具有一第四波长的一第四光束，其中该第一波长、该第三波长、该第四波长的波峰皆不重叠；以及

于一第四时间开启该第二光源、关闭该第一光源、开启该光路选择模块的另一液晶光学调制器、并关闭该第一液晶调制器，使该第二光束经过该第一光学模块后不进入该第一光致发光模块而反射输出该第二光束。

20.如权利要求19所述的固态光源的操作方法，其中包含：

于一第五时间开启该第二光源、关闭该第一光源、关闭该另一液晶光学调制器、并关闭该第二液晶调制器，使该第二光束进入该第二光致发光模块的一第五光致发光件，以输出具有一第五波长的一第五光束；以及

于一第六时间开启该第二光源、关闭该第一光源、关闭该另一液晶光学调制器、并开启该第二液晶调制器，使该第二光束进入该第二光致发光模块的一第六光致发光件，以输出具有一第六波长的一第六光束，其中该第二波长、该第五波长、该第六波长的波峰皆不重叠。