TW201606237A

TW201606237A - 六原色固態光源與其操作方法

Info

Publication number: TW201606237A
Application number: TW103126836A
Authority: TW
Inventors: 黃俊杰
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-02-16
Also published as: US9568740B2; US20160041399A1; TWI561773B

Abstract

一種六原色固態光源，包含第一光源、第二光源、第三光源、第一光致發光件、第二光致發光件以及多頻段濾波片。第一光源用以提供具有第一波長之光束。第一光致發光件受激發後提供具有第二波長之光束。第二光源用以提供具有第三波長之光束。第三光源用以提供具有第四波長之光束。第二光致發光件受激發後提供具有第五波長之光束。第一光源、第二光源以及第一光致發光件之光束穿透多頻段濾波片後成為第一原色組合。第三光源以及第二光致發光件之光束於多頻段濾波片反射後成為第二原色組合。

Description

六原色固態光源與其操作方法

【0001】

本發明是有關於一種六原色固態光源，特別是一種提供立體顯示的六原色固態光源。

【0002】

利用人類的兩眼視差，習知的立體顯示裝置以分別提供觀賞者之兩眼不同的影像來達成三維顯示。而依照達成不同影像的方式差異，立體顯示裝置包含偏振式、紅藍式或波長多工式。

【0003】

波長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範圍的影像來達成三維顯示。而因彩色影像多由加法三原色（R（紅色）、G（綠色）、B（藍色））來混合出色域空間內的各種顏色，因此習知的波長多工式立體顯示裝置以兩組三原色R1、G1、B1與R2、G2、B2來區分左右眼影像。

【0004】

傳統的波長多工式立體顯示裝置以二組光源來提供兩組三原色，然而，常見用於作為光源的雷射，其波長位於綠色之雷射光源效率不高，且價格昂貴致使光源所佔的成本比例大幅上升。因此如何在提供兩組三原色的同時，改善上述之缺點，是業界共同努力的目標。

【0005】

本發明一實施方式提供一種六原色固態光源，其除了使用雷射光源外，也搭配螢光材料構成的光致發光元件作為光源，以產生兩組波長互不重疊的原色組合。另外，額外搭配控制器切換雷射光源的輸出，使得兩組原色組合為交互獨立輸出，以作為立體顯示的光源。

【0006】

本發明一實施方式提供一種六原色固態光源，包含第一光源、第一光學模組、第二光源、第三光源、第二光學模組以及多頻段濾波片。第一光源用以提供具有第一波長之第一光束。第一光束穿透第一光學模組後進入第一光致發光件，其中第一光致發光件受部分第一光束激發後提供具有第二波長之第二光束，而另一部分第一光束於第一光致發光件反射並與第二光束射向並反射於第一光學模組。第二光源用以提供具有第三波長之第三光束。第三光源用以提供具有第四波長之第四光束。第四光束反射於第二光學模組後進入第二光致發光件，其中第二光致發光件受部分第四光束激發後提供具有第五波長之第五光束，而另一部分第四光束於第二光致發光件反射並與第五光束射向並穿透第二光學模組。多頻段濾波片接收來自第一光學模組的第一光束、第二光束以及第三光束與來自第二光學模組的第四光束以及第五光束，並能夠讓第一光束、部分第二光束以及第三光束穿透後成為第一原色組合，且讓第四光束以及部分第五光束反射後成為第二原色組合，其中第一原色組合以及第二原色組合射向同一方向。

【0007】

根據本發明一或多個實施例，第一光學模組包含第一偏振分光鏡以及第一波片，第二光學模組包含第二偏振分光鏡以及第二波片。第一光束以及第三光束相對第一偏振分光鏡為第一極化，使得第一光束以及第三光束穿透第一偏振分光鏡。第一波片設置於第一光致發光件之一側，使得反射於第一光致發光件之第一光束穿透第一波片後相對第一偏振分光鏡為第二極化並於第一偏振分光鏡反射。第四光束相對第二偏振分光鏡為第二極化，使得第四光束反射於第二偏振分光鏡。第二波片設置於第二光致發光件之一側，使得反射於第二光致發光件之第四光束穿透第二波片後相對第二偏振分光鏡為第一極化並穿透第二偏振分光鏡。

【0008】

根據本發明一或多個實施例，第一極化為P極化，而第二極化為S極化。

【0009】

根據本發明一或多個實施例，六原色固態光源更包含稜鏡組。稜鏡組定義全反射間隙於其間，稜鏡組與全反射間隙之間的界面會將來自多頻段濾波片之光反射至一目標位置。

【0010】

根據本發明一或多個實施例，稜鏡組中之稜鏡設置於第二偏振分光鏡與第二波片之間，且稜鏡與全反射間隙之間的界面配置為能夠允許來自第二波片之光通過。

【0011】

根據本發明一或多個實施例，六原色固態光源更包含控制器。控制器用以切換第一光源、第二光源以及第三光源之輸出，其中當僅有第一光源以及第二光源輸出時，六原色固態光源輸出第一原色組合。當僅有第三光源輸出時，六原色固態光源輸出第二原色組合。

【0012】

根據本發明一或多個實施例，控制器以時序交替切換第一光源、第二光源以及第三光源之輸出，使得六原色固態光源以時序交替輸出第一原色組合以及第二原色組合。

【0013】

根據本發明一或多個實施例，第一光源為雷射光源，且第一波長波峰位於為442奈米(nm)至448奈米(nm)之間。

【0014】

根據本發明一或多個實施例，第二光源為雷射光源，且第三波長波峰位於為637奈米(nm)至641奈米(nm)之間。

【0015】

根據本發明一或多個實施例，第三光源為雷射光源，且第四波長波峰位於為463奈米(nm)至467奈米(nm)之間。

【0016】

根據本發明一或多個實施例，第一光致發光件為由綠色螢光粉材料構成，且第二波長為自470奈米(nm)至700奈米(nm)之波段。

【0017】

根據本發明一或多個實施例，第二光致發光件為由黃色螢光粉材料構成，且第五波長為自480奈米(nm)至700奈米(nm)之波段。

【0018】

根據本發明一或多個實施例，第一光學模組以及第二光學模組分別包含透鏡組。透鏡組用以將第一光束以及第四光束分別聚焦於第一光致發光件以及第二光致發光件。

【0019】

根據本發明一或多個實施例，多頻段濾波片能夠使波長範圍落入第一波段或第二波段之光束反射而使其他波長範圍之光束穿透。

【0020】

根據本發明一或多個實施例，前述多頻段濾波片之第一波段範圍為自453奈米(nm)至495奈米(nm)，而第二波段範圍為自536奈米(nm)至620奈米(nm)。

【0021】

本發明一實施方式提供一種產生六原色光源的方法，包含提供第一光源組，其中第一光源組包含第一光源、第二光源以及第一光致發光源，且第一光致發光源為由第一光源激發。提供第二光源組，其中第二光源組包含第三光源以及第二光致發光源，且第二光致發光源為由第三光源激發。提供多頻段濾波片，使得第一光源組所發射之光束穿透多頻段濾波片並轉換為第一原色組合，而第二光源組所發射之光束反射於多頻段濾波片並轉換一第二原色組合，並皆射向目標位置。提供控制器，用以切換第一光源組的第一光源與第二光源和第二光源組的第三光源之輸出。交替輸出第一光源組的第一光源與第二光源以及第二光源組的第三光源，使得第一原色組合以及第二原色組合以時序交替輸出，且第一原色組合和第二原色組合之波長互不重疊。

【0022】

本發明一實施方式提供一種六原色固態光源，以雷射光源以及光致發光元件作為光源，其中雷射光源所發射之光束一部分作為激發光致發光元件，另一部分反射後作為光源。並且搭配多頻段濾波片，使得六原色固態光源輸出兩組波長互不重疊的原色組合。另外，額外搭配控制器切換雷射光源的輸出，使得兩組原色組合可為獨立輸出，以作為立體顯示的光源。

【0090】

100‧‧‧六原色固態光源
102‧‧‧方向
110‧‧‧第一光源
112‧‧‧第二光源
114‧‧‧第三光源
115‧‧‧第一光束
116‧‧‧第二光束
117‧‧‧第三光束
118‧‧‧第四光束
119‧‧‧第五光束
120‧‧‧第一光學模組
122‧‧‧第二光學模組
130‧‧‧第一光致發光件
132‧‧‧第二光致發光件
140‧‧‧第一偏振分光鏡
142‧‧‧第二偏振分光鏡
150‧‧‧多頻段濾波片
160‧‧‧第一波片
162‧‧‧第二波片
170‧‧‧控制器
180‧‧‧透鏡組
192‧‧‧第一透鏡
194‧‧‧第二透鏡
200‧‧‧稜鏡組
202‧‧‧第一稜鏡
204‧‧‧第二稜鏡
206‧‧‧全反射間隙
210‧‧‧第一波段
212‧‧‧第二波段
R‧‧‧第一紅光區域
G‧‧‧第一綠光區域
B‧‧‧第一藍光區域
R’‧‧‧第二紅光區域
G’‧‧‧第二綠光區域
B’‧‧‧第二藍光區域

【0023】

第1圖為依照本發明六原色固態光源一實施例之架構示意圖。

第2圖為本發明六原色固態光源之第一光源組合以及第二光源組合的頻譜圖。

第3圖為本發明六原色固態光源之第一偏振分光鏡的穿透頻譜圖。

第4圖為本發明六原色固態光源之第二偏振分光鏡的穿透頻譜圖。

第5圖為本發明六原色固態光源之多頻段濾波片的穿透頻譜圖。

第6圖為本發明六原色固態光源之第一光源組合的光路示意圖。

第7圖為本發明六原色固態光源之第二光源組合的光路示意圖。

第8圖為本發明六原色固態光源之第一原色組合以及第二原色組合之波長頻譜圖。

【0024】

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

【0025】

鑒於習知作為提供兩組獨立光源的六原色光源中，其每一組獨立光源的三原色(紅、綠以及藍色)為由雷射光源構成。而綠光雷射由於效率不高且價錢昂貴，使得整體光源成本上升。另外，作為兩組獨立光源，紅光雷射必須選用兩組具有鑑別率的波長，為了選用作為適當的雷射光源，整體光源成本勢必也會提升。

【0026】

本發明之六原色固態光源以雷射光源以及光致發光元件作為光源，其中雷射光源所發射之光束一部分激發光致發光元件，所激發之光線再與另一部分之雷射光線共同作為光源使用。並且搭配多頻段濾波片，將光路設計為六原色固態光源輸出兩組波長互不重疊的原色組合。除此之外，額外搭配控制器，使得兩組原色組合分別成為觀察者左眼和右眼之影像，以使觀察者得到立體顯示影像。

【0027】

請參照第1圖，第1圖為依照本發明六原色固態光源一實施例之架構示意圖。六原色固態光源100包含第一光源110、第二光源112、第三光源114、第一光致發光件130、第二光致發光件132、第一光學模組120、第二光學模組122、多頻段濾波片150以及稜鏡組200。

【0028】

第一光源110、第二光源112以及第一光致發光件130為第一光源組合，而第一光學模組120用以導引第一光源110、第二光源112以及第一光致發光件130發射之光線。

【0029】

於第一光源組合中，第一光源110用以提供具有第一波長之光束，其中第一光源110為雷射光源，且第一波長波峰位於為442奈米(nm)至448奈米(nm)之間，即第一光源110所提供之色光為藍光。

【0030】

第二光源112用以提供具有第三波長之光束，其中第二光源112為雷射光源，且第三波長波峰位於為637奈米(nm)至641奈米(nm)之間，即第二光源112所提供之色光為紅光。

【0031】

第一光致發光件130受激發後提供具有第二波長之光束，其中第一光致發光件130為由綠色螢光粉材料構成，且第二波長為自470奈米(nm)至700奈米(nm)之波段，也就是說，第一光致發光件130所提供之色光為綠光。

【0032】

第三光源114以及第二光致發光件132為第二光源組合，而第二光學模組122用以導引第三光源114以及第二光致發光件132之光線。

【0033】

於第二光源組合中，第三光源114用以提供具有第四波長之光束，其中第三光源114為雷射光源，且第四波長波峰位於為463奈米(nm)至467奈米(nm)之間，即第三光源114所提供之色光為藍光。

【0034】

第二光致發光件132受激發後提供具有第五波長之光束，其中第二光致發光件132為由黃色螢光粉材料構成，且第五波長為自480奈米(nm)至700奈米(nm)之波段。也就是說，第二光致發光件132所提供之色光為黃光。

【0035】

第一光源組合以及第二光源組合中，其雷射光源所發射光線之波長彼此不重疊，而螢光粉材料光源之波段有部份重疊，如第2圖所示，第2圖為本發明六原色固態光源之第一光源組合以及第二光源組合的頻譜圖。第2圖中波長由短至長依序第一光源110、第三光源114、第一光致發光件130、第二光致發光件132以及第二光源112。

【0036】

第一光學模組120用以引導將第一光源110之藍光射入第一光致發光件130作激發，並且引導第一光源110、第二光源112以及第一光致發光件130所發射之光整合於一起後射向同一方向。第一光學模組120包含第一偏振分光鏡140、第一波片160以及透鏡組180。

【0037】

請先看到第3圖，第3圖為本發明六原色固態光源之第一偏振分光鏡的穿透頻譜圖。第一偏振分光鏡140對P極化和S極化之光線有不同的穿透頻譜，而為了方面說明，第一光源110、第二光源112以及第一光致發光件130的波長位置也一併列於第3圖中。

【0038】

以P極化之光線來說，第一偏振分光鏡140將波段465奈米(nm)至610奈米(nm)之光線反射，而波段465奈米(nm)至610奈米(nm)以外之光線將穿透第一偏振分光鏡140。

【0039】

以S極化之光線來說，第一偏振分光鏡140將波段423奈米(nm)至650奈米(nm)之光線反射，而波段423奈米(nm)至650奈米(nm)以外之光線將穿透第一偏振分光鏡140。

【0040】

以第一光源110所提供的光線為例，若第一光源110相對第一偏振分光鏡140為P極化，則第一光源110的光線將穿透第一偏振分光鏡140。反之，若第一光源110相對第一偏振分光鏡140為S極化，則第一光源110的光線將於第一偏振分光鏡140反射。

【0041】

另一方面，第二光源112所提供之光線也與第一光源110相同，即相對第一偏振分光鏡140為P極化時穿透，而若為S極化則反射。

【0042】

除此之外，第一光致發光件130受激發之第二波長光束，其主要波包於第一偏振分光鏡140的P極化以及S極化範圍內皆大致為反射，因此其偏振態與第一偏振分光鏡140相對無關。

【0043】

請再回到第1圖，第一光學模組120中的第一波片160為四分之一波片。當光線穿透第一波片160時，光線在穿透前與穿透後產生四分之一個波長的相位差。透鏡組180包含第一透鏡192以及第二透鏡194。第一透鏡192以及第二透鏡194的共同配置可使得射向第一光致發光件130之光線聚焦於第一光致發光件130。同樣地，當光線自第一光致發光件130射出時，光線將透過透鏡組180的導引而在擴散後均勻射出。

【0044】

第二光學模組122用以引導將第三光源114之藍光射入第二光致發光件132作激發，並且引導第三光源114以及第二光致發光件132所發之光線整合於一起後射向同一方向。第二光學模組122包含第二偏振分光鏡142、第二波片162以及透鏡組180。

【0045】

請先看到第4圖，第4圖為本發明六原色固態光源之第二偏振分光鏡的穿透頻譜圖。第二偏振分光鏡142對P極化和S極化之光線有不同的穿透頻譜，而為了方面說明，第三光源114以及第二光致發光件132的波長位置也一併列於第4圖中。

【0046】

以P極化之光線來說，第二偏振分光鏡142將波長442奈米(nm)以下之光線反射，而波長442奈米(nm)以上之光線將穿透第二偏振分光鏡142。

【0047】

以S極化之光線來說，第二偏振分光鏡142將波長485奈米(nm)以下之光線反射，而波長485奈米(nm)以上之光線將穿透第二偏振分光鏡142。

【0048】

以第三光源114所提供的光線為例，若第三光源114相對第二偏振分光鏡142為P極化，則第三光源114的光線將穿透第二偏振分光鏡142。反之，若第三光源114相對第二偏振分光鏡142為S極化，則第三光源114的光線將於第二偏振分光鏡142反射。

【0049】

除此之外，第二光致發光件132受激發之第五波長光束，於其主要波包於第二偏振分光鏡142的P極化以及S極化範圍內皆大致為穿透，因此其偏振態與第二偏振分光鏡142相對無關。

【0050】

請再回到第1圖，第二光學模組122中的第二波片162為四分之一波片。當光線穿透第二波片162時，光線在穿透前與穿透後產生四分之一個波長的相位差。透鏡組180包含第一透鏡192以及第二透鏡194。第一透鏡192以及第二透鏡194的共同配置可使得通過透鏡組180之光線聚焦於第二光致發光件132。同樣地，當光線自第二光致發光件132射出時，光線將透過透鏡組180的導引而在擴散後均勻射出。

【0051】

第一光源組合與第二光源組合之光線分別受到第一光學模組120以及第二光學模組122的導引後最終將射向多頻段濾波片150。根據本發明一實施例，多頻段濾波片150能夠使波長範圍落入第一波段或第二波段之光束反射而使其他波長範圍之光束穿透。

【0052】

請看到第5圖，第5圖為本發明六原色固態光源之多頻段濾波片的穿透頻譜圖。多頻段濾波片150對不同的波長波段區間有不同的穿透率。根據本發明一實施例，當入射多頻段濾波片150之光線波長範圍為第一波段210內或第二波段212內時將發生反射，其中第一波段210範圍為自453奈米(nm)至495奈米(nm)，而第二波段212範圍為自536奈米(nm)至620奈米(nm)。相反地，當入射多頻段濾波片150之光線波長範圍不在第一波段210內或第二波段212內時，光線將穿透多頻段濾波片150。

【0053】

請再回到第1圖，稜鏡組200包含第一稜鏡202以及第二稜鏡204，且第一稜鏡202與第二稜鏡204用以定義全反射間隙206於其間。稜鏡組200與全反射間隙206之間的界面會將來自多頻段濾波片150之光反射至目標位置。

【0054】

根據本發明一實施例，稜鏡組200中之第二稜鏡204設置於第二偏振分光鏡142與第二波片162之間，其中第二偏振分光鏡142與第二波片162分別貼覆於第二稜鏡204上。第二稜鏡204與全反射間隙206之間的界面配置為能夠允許來自第二波片162之光通過並射向至多頻段濾波片150。

【0055】

本發明六原色固態光源100之各元件特性與用途已詳細敘述於上，在接下來的敘述中，將著重於第一光源組合以及第二光源組合的光路輸出作說明。

【0056】

請看到第6圖，其中第6圖為本發明六原色固態光源之第一光源組合的光路示意圖。本實施例中的光路敘述將配合第3圖的第一偏振分光鏡140穿透頻譜以及第5圖的多頻段濾波片150穿透頻譜作說明。另外，為了便於說明，在圖式和說明中的第一光源110、第二光源112以及第一光致發光件130所發射之光僅以一條光線進行說明。並且，第一光源110所發射的藍光為第一光束115，第一光致發光件130所發射的綠光為第二光束116以及第二光源112所發射的紅光為第三光束117，合先敘明。

【0057】

第一光源110與第二光源112之設置為對準第一偏振分光鏡140，並分別發射第一光束115和第三光束117，其中第一光束115以及第三光束117相對第一偏振分光鏡140皆為P極化。因此，如第3圖所示，P極化的第一光束115以及第三光束117將穿透第一偏振分光鏡140。接著，第一光束115將射向第一光致發光件130，而第三光束117將射向多頻段濾波片150。

【0058】

第一光束115穿透第一偏振分光鏡140以及第一波片160後透過透鏡組180進入第一光致發光件130，其中第一光束115透過透鏡組180的導引聚焦於第一光致發光件130上。

【0059】

接著，部分第一光束115於第一光致發光件130產生反射，而另一部分第一光束115激發第一光致發光件130。因此，第一光致發光件130受激發後發射第二光束116，其中反射後的第一光束115與第二光束116以平行第一光束115原入射方向行進，且再度透過透鏡組180的導引，透鏡組180將光線擴散後均勻地射向第一偏振分光鏡140。

【0060】

由於第一光束115每一次穿透第一波片160後，其將產生四分之一波長的相位差。也就是說，第一光束115於第一光致發光件130反射前後，其分別穿透第一波片160一次，因此將產生二分之一波長的相位差。而原本相對第一偏振分光鏡140為P極化之第一光束115，在經過二分之一波長相位差的改變後，其相對第一偏振分光鏡140轉為S極化。

【0061】

再如第3圖所示，第一光束115於S極化下，其於第一偏振分光鏡140產生反射。而同前所述，第一光致發光件130所產生的第二光束116，其不論為S極化或是P極化，其於第一偏振分光鏡140也為產生反射。

【0062】

因此，自第一光致發光件130射向第一偏振分光鏡140的第一光束115與第二光束116將於第一偏振分光鏡140發生反射。而第一偏振分光鏡140與第一波片160為非平行設置，使得反射後的第一光束115、第二光束116與穿透第一偏振分光鏡140的第三光束117將一同射向多頻段濾波片150。

【0063】

然而，應了解到，本圖所繪之第一偏振分光鏡140設置角度僅為例示，而非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要，彈性選擇第一偏振分光鏡140設置角度，而只要第一光束115與第二光束116於第一偏振分光鏡140反射後射向多頻段濾波片150即可。

【0064】

另外，由於第三光束117並無作為激發的作用，因此於第二光源112設置上，其也可以將第三光束117直接射向多頻段濾波片150，而其中第三光束117平行於第一偏振分光鏡140反射後的第一光束115與第二光束116。

【0065】

請再看到第5圖，當第一光束115以及第三光束117射至多頻段濾波片150時，第一光束115(波峰位於442奈米(nm)至448奈米(nm)之間)以及第三光束117(波峰位於為637奈米(nm)至641奈米(nm)之間)皆穿透多頻段濾波片150。

【0066】

更具體而言，第5圖中，第一光束115波長位於第一藍光區域B，第三光束117波長位於第一紅光區域R，而波長位於第一藍光區域B以及第一紅光區域R之光皆穿透多頻段濾波片150。

【0067】

接著，第一光致發光件130的第二光束116波段為自470奈米(nm)至700奈米(nm)，當第二光束116射至多頻段濾波片150時，波長位於495奈米(nm)至536奈米(nm)間以及大於620奈米(nm)的光將穿透多頻段濾波片150。而於第二光束116波長中，大於620奈米(nm)的光強只占部分比例，因此第一光致發光件130穿透多頻段濾波片150的光以495奈米(nm)至536奈米(nm)的綠光為主，即對應於第5圖的第一綠光區域G。

【0068】

根據上述光路設置，第一光束115、第二光束116以及第三光束117以互相平行的方式入射且穿透多頻段濾波片150，而當具有藍光的第一光束115、具有紅光的第三光束117以及具有綠光的第二光束116穿透多頻段濾波片150後，其將共同組成第一原色組合。

【0069】

最後，稜鏡組200與全反射間隙206之間的界面會將來自多頻段濾波片150之第一原色組合反射至如箭頭所指之方向102，以完成六原色固態光源100中第一原色組合的輸出。

【0070】

請再看到第7圖，其中第7圖為本發明六原色固態光源之第二光源組合的光路示意圖。本實施例中的光路敘述將配合第4圖的第二偏振分光鏡142穿透頻譜以及第5圖的多頻段濾波片150穿透頻譜作說明。另外，為了便於說明，在圖式和說明中的第三光源114以及第二光致發光件132所發射之光僅以一條光線進行說明。並且，第三光源114所發射的藍光為第四光束118以及第二光致發光件132所發射的黃光為第五光束119，合先敘明。

【0071】

第三光源114之設置為對準第二偏振分光鏡142，且稜鏡組200中之第二稜鏡204設置於第二偏振分光鏡142與第二波片162之間。第四光束118相對第二偏振分光鏡142為S極化，並如第4圖所示，第四光束118將於第二偏振分光鏡142反射。第四光束118被第二偏振分光鏡142反射後穿透第二波片162，並透過透鏡組180的導引聚焦於第二光致發光件132上。

【0072】

接著，部分第四光束118於第二光致發光件132產生反射，而另一部分第四光束118激發第二光致發光件132。因此，第二光致發光件132受激發後發射第五光束119，其中反射後的第四光束118與第五光束119以平行第四光束118原入射方向行進，並再度透過透鏡組180的導引而在擴散後均勻射出。

【0073】

由於第四光束118於每一次穿透第二波片162後，其將產生四分之一波長的相位差。第四光束118於第二光致發光件132反射前後，其分別穿透第二波片162一次，且將產生二分之一波長的相位差。因此，第四光束118經過二分之一波長相位差的改變後，其相對第二偏振分光鏡142轉為P極化。

【0074】

再如第4圖所示，P極化的第四光束118其波長位置對應於第二偏振分光鏡142為穿透。另一方面，第五光束119對應於第二偏振分光鏡142也為穿透。

【0075】

因此，自第二光致發光件132射向第二偏振分光鏡142的第四光束118與第五光束119將穿透第二偏振分光鏡142。根據本發明一實施例，第二稜鏡204與全反射間隙206之間的界面配置為能夠允許來自第二波片162之第四光束118與第五光束119通過並射向至多頻段濾波片150。

【0076】

請再看到第5圖，於多頻段濾波片150的穿透頻譜中，當第四光束118射至多頻段濾波片150時，第四光束118(波峰位於463奈米(nm)至467奈米(nm)之間)為反射於多頻段濾波片150。更具體而言，第5圖中，第四光束118的波長為位於第二藍光區域B’，因此第四光束118反射於多頻段濾波片150。

【0077】

接著，第二光致發光件132的第五光束119波段為自480奈米(nm)至700奈米(nm)，當第五光束119射至多頻段濾波片150時，第五光束119波長中位於536奈米(nm)至620奈米(nm)間的光將於多頻段濾波片150反射，其中波長位於536奈米(nm)至620奈米(nm)之光涵蓋有綠色以及紅色的色光，且其分別對應於多頻段濾波片150穿透頻譜中的第二綠光區域G’以及第二紅光區域R’。

【0078】

根據上述光路設置，第四光束118以及第五光束119以互相平行的方式入射且反射於多頻段濾波片150，而當第四光束118以及第五光束119反射多頻段濾波片150後，互相平行之具有藍光的第四光束118以及具有黃光的第五光束119將共同組成第二原色組合。

【0079】

最後，稜鏡組200與全反射間隙206之間的界面會將來自多頻段濾波片150之第二原色組合反射至如箭頭所指之方向102，以完成六原色固態光源100中第二原色組合的輸出。

【0080】

綜合以上，本發明之六原色固態光源為輸出第一原色組合以及第二原色組合，其中兩組原色組合分別具有藍色、綠色以及紅色的原色光，如第8圖所示，第8圖為本發明六原色固態光源之第一原色組合以及第二原色組合之頻譜圖。第一原色組合波長涵蓋第一藍色區域B、第一綠色區域G以及第一紅色區域R，第二原色組合波長涵蓋第二藍色區域B’、第二綠色區域G’以及第二紅色區域R’。第一原色組合與第二原色組合之波長互不重疊，並射向同一方向(第6圖以及第7圖的方向102)。

【0081】

根據本發明一實施例，第二原色組合中的第二藍色區域B’位置為位於第一原色組合中的第一藍色區域B以及第一綠色區域G之間。因此，即使當光線傳遞時發生藍移或是紅移現象，藉由以上波長分布，第一原色組合中的藍光與綠光仍可保持鑑別性，而不會有重疊的現象。

【0082】

除此之外，多頻段濾波片150用以使第一原色組合以及第二原色組合具有鑑別性，亦即使其波長不重疊。然而，應了解到，以上所舉之多頻段濾波片150頻譜圖僅為例示，而非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要，彈性選擇不同的多頻段濾波片150頻譜圖。

【0083】

關於本發明之六原色固態光源如何輸出兩組波長不重疊之色光組合已詳細說明於上述，以下將針對六原色固態光源的操作方式作更進一步的說明。

【0084】

請回到第1圖，六原色固態光源100更包含控制器170。控制器170用以切換第一光源110、第二光源112以及第三光源114之輸出，其中當僅有第一光源110以及第二光源112輸出時，六原色固態光源100輸出第一原色組合，如第6圖所示。而當僅有第三光源114輸出時，六原色固態光源100輸出第二原色組合，如第7圖所示。

【0085】

根據本發明一或多個實施例，控制器170以時序交替切換第一光源110、第二光源112以及第三光源114之輸出，使得六原色固態光源100以時序交替輸出第一原色組合以及第二原色組合。

【0086】

由於第一原色組合以及第二原色組合皆為三原色所組成之組合，於實際應用時，可分別作為觀察者左眼以及右眼的接收影像。因此，控制器170的輸出時序為配合影像輸出而作調整。例如，當觀察者接收影像頻率(Frames Per Second；FPS)為每秒60次，則需要第一原色組合以及第二原色組合每秒分別輸出60次。因此，控制器170的輸出時序為第一原色組合以及第二原色組合的總合，即每秒120次。

【0087】

除此之外，若是第二原色組合的紅光不足時，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要，增設紅光光源。例如於第二光源位置設置與第二光源波長具有鑑別率的紅光，並且搭配控制器使其與第三光源同步輸出。使得當六原色固態光源輸出第二原色組合時，其紅光所佔比例增加。

【0088】

綜上所述，本發明之六原色固態光源，以雷射光源以及光致發光元件作為光源，其中雷射光源所發射之光束一部分作為激發光致發光元件，另一部分反射後作為光源。並且搭配多頻段濾波片，使得六原色固態光源輸出兩組波長互不重疊的原色組合。另外，額外搭配控制器切換雷射光源的輸出，使得兩組原色組合可為獨立輸出，以作為立體顯示的光源。

【0089】

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧六原色固態光源

110‧‧‧第一光源

112‧‧‧第二光源

114‧‧‧第三光源

120‧‧‧第一光學模組

122‧‧‧第二光學模組

130‧‧‧第一光致發光件

132‧‧‧第二光致發光件

140‧‧‧第一偏振分光鏡

142‧‧‧第二偏振分光鏡

150‧‧‧多頻段濾波片

160‧‧‧第一波片

162‧‧‧第二波片

170‧‧‧控制器

180‧‧‧透鏡組

192‧‧‧第一透鏡

194‧‧‧第二透鏡

200‧‧‧稜鏡組

202‧‧‧第一稜鏡

204‧‧‧第二稜鏡

206‧‧‧全反射間隙

Claims

【第1項】

一種六原色固態光源，包含：
一第一光源，用以提供具有一第一波長之一第一光束；
一第一光學模組，該第一光束穿透該第一光學模組後進入一第一光致發光件，其中該第一光致發光件受部分該第一光束激發後提供具有一第二波長之一第二光束，而另一部分該第一光束於該第一光致發光件反射並與該第二光束射向並反射於該第一光學模組；
一第二光源，用以提供具有一第三波長之一第三光束，其中該第三光束穿透該第一光學模組；
一第三光源，用以提供具有一第四波長之一第四光束；
一第二光學模組，該第四光束反射於該第二光學模組後進入一第二光致發光件，其中該第二光致發光件受部分該第四光束激發後提供具有一第五波長之一第五光束，而另一部分該第四光束於該第二光致發光件反射並與該第五光束射向並穿透該第二光學模組；以及
一多頻段濾波片，該多頻段濾波片接收來自該第一光學模組的該第一光束、該第二光束以及該第三光束與來自該第二光學模組的該第四光束以及該第五光束，並能夠讓該第一光束、部分該第二光束以及該第三光束穿透後成為一第一原色組合，且讓該第四光束以及部分該第五光束反射後成為一第二原色組合，其中該第一原色組合以及該第二原色組合射向同一方向。
【第2項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第一光學模組包含：
一第一偏振分光鏡，其中該第一光束以及該第三光束相對該第一偏振分光鏡為一第一極化，使得該第一光束以及該第三光束穿透該第一偏振分光鏡；以及
一第一波片，設置於該第一光致發光件之一側，使得反射於該第一光致發光件之該第一光束穿透該第一波片後相對該第一偏振分光鏡為一第二極化並於該第一偏振分光鏡反射；
該第二光學模組包含：
一第二偏振分光鏡，其中該第四光束相對該第二偏振分光鏡為該第二極化，使得該第四光束反射於該第二偏振分光鏡；以及
一第二波片，設置於該第二光致發光件之一側，使得反射於該第二光致發光件之該第四光束穿透該第二波片後相對該第二偏振分光鏡為該第一極化並穿透該第二偏振分光鏡。
【第3項】

如請求項2所述之六原色固態光源，其中該第一極化為P極化，而該第二極化為S極化。
【第4項】

如請求項2所述之六原色固態光源，更包含一稜鏡組，並定義一全反射間隙於其間，該稜鏡組與該全反射間隙之間的界面會將來自該多頻段濾波片之光反射至一目標位置。
【第5項】

如請求項4所述的六原色固態光源，其中該稜鏡組中之一稜鏡設置於該第二偏振分光鏡與該第二波片之間，且該稜鏡與該全反射間隙之間的界面配置為能夠允許來自該第二波片之光通過。
【第6項】

如請求項1所述之六原色固態光源，更包含一控制器，用以切換該第一光源、該第二光源以及該第三光源之輸出，其中當僅有該第一光源以及該第二光源輸出時，該六原色固態光源輸出該第一原色組合，當僅有該第三光源輸出時，該六原色固態光源輸出該第二原色組合。
【第7項】

如請求項6所述之六原色固態光源，其中該控制器以一時序交替切換該第一光源、該第二光源以及該第三光源之輸出，使得該六原色固態光源以該時序交替輸出該第一原色組合以及該第二原色組合。
【第8項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第一光源為雷射光源，且該第一波長波峰位於為442奈米(nm)至448奈米(nm)之間。
【第9項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第二光源為雷射光源，且該第三波長波峰位於為637奈米(nm)至641奈米(nm)之間。
【第10項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第三光源為雷射光源，且該第四波長波峰位於為463奈米(nm)至467奈米(nm)之間。
【第11項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第一光致發光件為由綠色螢光粉材料構成，且該第二波長為自470奈米(nm)至700奈米(nm)之波段。
【第12項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第二光致發光件為由黃色螢光粉材料構成，且該第五波長為自480奈米(nm)至700奈米(nm)之波段。
【第13項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該第一光學模組以及該第二光學模組分別包含一透鏡組，用以將該第一光束以及該第四光束分別聚焦於該第一光致發光件以及該第二光致發光件。
【第14項】

如請求項1所述之六原色固態光源，其中該多頻段濾波片能夠使波長範圍落入一第一波段或是一第二波段之光束反射而使其他波長範圍之光束穿透。
【第15項】

如請求項14所述之六原色固態光源，其中該第一波段範圍為自453奈米(nm)至495奈米(nm)，而該第二波段範圍為自536奈米(nm)至620奈米(nm)。
【第16項】

一種產生六原色光源的方法，包含：
提供一第一光源組，其中該第一光源組包含一第一光源、一第二光源以及一第一光致發光源，且該第一光致發光源為由該第一光源激發；
提供一第二光源組，其中該第二光源組包含一第三光源以及一第二光致發光源，且該第二光致發光源為由該第三光源激發；
提供一多頻段濾波片，使得該第一光源組所發射之光束穿透該多頻段濾波片並轉換為一第一原色組合，而該第二光源組所發射之光束反射於該多頻段濾波片並轉換為一第二原色組合，並皆射向一目標位置；
提供一控制器，用以切換該第一光源組的該第一光源與該第二光源和該第二光源組的該第三光源之輸出；以及
交替輸出該第一光源組的該第一光源與該第二光源以及該第二光源組的該第三光源，使得該第一原色組合以及該第二原色組合以一時序交替輸出，且該第一原色組合和該第二原色組合之波長互不重疊。