TWI452408B - 濾光結構及光機系統 - Google Patents

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Description

濾光結構及光機系統
本發明係關於一種濾光結構及一種光機系統，特別是關於一種可往復地擺動之濾光結構及一種包含有可往復地擺動之濾光結構。
三維(3D)投影技術(或稱立體投影技術)相較於傳統二維(2D)投影技術而言，可帶給使用者人們恍若置身影像中的空間感受，故越來越受到使用者的喜愛。
現階段所使用的3D投影技術，較普遍的為「彩色鏡片被動式3D投影技術」。採用此種投影技術的投影機包含一持續朝同方向旋轉的色彩濾光器(color filer)，或稱色輪(color wheel)，而色彩濾光器具有一右眼濾光區及一左眼濾光區。隨著色彩濾光器的旋轉，投影機的光源組投射出的光束會交替地通過右眼濾光區及左眼濾光區而改變其波長(顏色)，使得投影機可交替地輸出兩種不同波長的影像。
然後，使用者再配戴一彩色眼鏡，使得使用者的左眼及右眼只能接收到其中一種波長的影像。兩種波長的影像中物體的角度略有差異，而使用者的大腦會自動地將兩影像結合成一3D影像。
然而，由於此色彩濾光器為固定式，使得投影機只能輸出3D影像而無法輸出2D影像。若想使投影機輸出2D影像時，則需大費功夫地將色彩濾光器取出，才能使得光束的波長不會被色彩濾光器改變。因此，傳統的採用此旋轉式色彩濾光器的投影機(或光機 系統)要能切換2D影像及3D影像的輸出，實屬不便。
有鑑於此，如何提供一種濾光結構及光機系統，使投影機能夠較方便地切換二維影像及三維影像的輸出，乃是當前的重要課題之一。
本發明之一目的在於提供一種濾光結構以及一種光機系統，其中該濾光結構可往復地擺動，以使投影機可較為方便地切換二維影像及三維影像之輸出。
為達上述目的，本發明之濾光結構包含一軸心塊及一第一弧狀濾光片。軸心塊用以連接一致動器，以被致動器往復地擺動。第一弧狀濾光片與軸心塊連接，且具有一弧線，而弧線對應之一圓心角小於360度。
為達上述目的，本發明所提供的光機系統包含一光源組、上述的濾光結構及一致動器。光源組用以產生一光束，且濾光結構與光源組相對地設置。致動器與濾光結構之軸心塊連接，以驅動濾光結構往復地擺動。
為了讓上述的目的、技術特徵和優點能夠更為本領域之人士所知悉並應用，下文係以本發明之數個較佳實施例以及附圖進行詳細的說明。
請參閱第1圖所示，為本發明之光機系統之一較佳實施例之立體示意圖。光機系統100可應用於一投影機中，提供光源給投影機的光閥(例如數位微鏡裝置，圖未示)。
光機系統100可包含一光源組110、一濾光結構200以及一致動器120。光源組110可產生一光束(圖未示)，且光源組110可為雷射、發光二極體或高壓汞燈等光源組。濾光結構200與光源組110相對地設置，使得光源組110產生的光束可通過濾光結構200的一弧狀濾光片220。濾光結構200與光源組110之間可設置透鏡、反射鏡等光學元件，來導引光束通過濾光結構200的弧狀濾光片220。致動器120與濾光結構200之一軸心塊210連接，以使濾光結構200往復地擺動；較佳地，致動器120可為一驅動馬達。
以下將進一步說明濾光結構200的組成及運作方式。
請參閱第2圖所示，為本發明之濾光結構之第一實施例之前視圖；並請配合參閱第1圖。濾光結構200包含軸心塊210及弧狀濾光片220。軸心塊210可連接致動器120，以被制動器120往復地擺動；也就是，致動器120不會持續朝一方向旋轉軸心塊210超過一特定角度。
弧狀濾光片220可與軸心塊210固定地連接，以與軸心塊210一起被致動器120擺動。本實施例中，濾光結構200又包含一連接件224，該連接件224的兩末端分別連接弧狀濾光片220及軸心塊210；換言之，弧狀濾光片220透過連接件224間接地連接軸心塊210。於其它實施例中(圖未示)，弧狀濾光片220的形狀可為一扇形，直接地連接至軸心塊210。
弧狀濾光片220具有一弧線L，該弧線L的兩末端分別連接弧狀濾光片220的兩側邊，且該弧線L對應之一圓心角θ小於360度；而較佳地，圓心角θ可介於3度至90度，本實施例中，圓心 角θ約等於45度。
弧狀濾光片220可具有一個或複數個濾光區，本實施例中，弧狀濾光片220具有複數個濾光區，也就是指弧狀濾光片220具有一第一濾光區221及一第二濾光區222。弧狀濾光片220還可具有一透光區223，該透光區223設置於第一濾光區221及第二濾光區222之間，使得第一濾光區221的邊界及第二濾光區222的邊界並無相連，而是為相分隔的。
請參閱第3A圖至第3D圖所示，分別為第2圖之濾光結構之不同之擺動示意圖；並請配合參閱第1圖。當弧狀濾光片220運作時，致動器120會往復地擺動弧狀濾光片220的軸心塊210及弧狀濾光片220。而隨著擺動角度的不同，光源組110所產生的光束230會通過弧狀濾光片220的第一濾光區221、第二濾光區222及透光區223的其中之一，以被第一濾光區221及第二濾光區222改變光束230的波長。
詳言之，如第3A圖所示，光源組110所產生的光束230可通過透光區223而無改變波長。接著，如第3B圖所示，致動器120會驅動軸心塊210向右擺動一角度，使得光束230通過第一濾光區221。爾後，如第3C圖及第3D圖所示，致動器120不會使軸心塊210繼續向右擺動，而是使弧狀濾光片220向左擺動，使得光束230先後通過透光區223及第二濾光區222。
藉由弧狀濾光片220的往復擺動，光束230可交替地通過第一濾光區221或第二濾光區222。當光束230通過第一濾光區221後，會變為具有一特定波長之光束，而光束230通過第二濾光區 222後，會變為具有另一特定波長之光束；兩不同波長的光束交替地提供給投影機的光閥(圖未示)，使得投影機可交替地輸出兩種波長的影像，以讓觀賞者看到立體影像。
請參閱第3E圖所示，為第2圖之濾光結構之另一擺動示意圖。若投影機欲輸出二維影像時，致動器120可將弧狀濾光片220擺動至一特定角度後停止，使得光束230不會通過弧狀濾光片220之任何區域內。如此，光束230之波長即不會被弧狀濾光片220改變，投影機也就可輸出二維影像。由此可知，藉由調整弧狀濾光片220之位置，即可方便及快速地使投影機切換二維影像及三維影像的輸出，不需要將濾光結構200取出。
請參閱第4A圖及第4B圖，分別為本發明之濾光結構之第二實施例之上視圖及前視圖。本發明之第二實施例包含一第一濾光結構410及一第二濾光結構420，兩者皆可應用於前述的光機系統100(第1圖)中，以取代濾光結構200。
第一濾光結構410具有相連的一第一軸心塊411及一第一弧狀濾光片412，第二濾光結構420具有相連的一第二軸心塊421及一第二弧狀濾光片422。第一軸心塊411與第二軸心塊421可分別連接到二致動器(圖未示)，以被致動器往復地擺動。
第一弧狀濾光片412可具有一第一濾光區412a，第二弧狀濾光片422可具有一第二濾光區422a。此外，第一弧狀濾光片412可設置於第二弧狀濾光片422之前方。與第一實施例的濾光結構200的弧狀濾光片220(第2圖)的差異在於，第一濾光片412及第二濾光片422皆只具有一個濾光區412a、422a，且第一弧狀濾光片412 及第二弧狀濾光片422的弧線L對應的圓心角θ較小。
請同時參閱第5A圖及第5B圖，分別為第4B圖之濾光結構的之不同之擺動示意圖。第一弧狀濾光結構410及第二弧狀濾光結構420運作時，致動器(圖未示)會往復地擺動第一弧狀濾光片412及第二弧狀濾光片422，使得第一弧狀濾光片412及第二弧狀濾光片422同時且同向地擺動。
第一弧狀濾光片412的第一濾光區412a或第二弧狀濾光片422的第二濾光區422a會交替地移動至光機系統的光源組(圖未示)射出之光束430的光路上，使得光束430交替地通過第一濾光區412a及第二濾光區422a。光束430通過第一濾光區412a後，會變為具有一特定波長之光束，而光束430通過第二濾光區422a後，會變為具有另一特定波長之光束；兩不同波長的光束可交替地提供給投影機的光閥(圖未示)，使得投影機可交替地輸出兩種波長的影像，以讓觀賞者看到立體影像。
請參閱第5C圖所示，為第4B圖之濾光結構之另一擺動示意圖。若投影機欲輸出二維影像時，致動器可將第一弧狀濾光片412及第二弧狀濾光片422分別擺動至一特定角度後停止，使得光束430不會通過第一弧狀濾光片412及第二弧狀濾光片422。如此，光束430之波長即不會被第一弧狀濾光片412及第二弧狀濾光片422改變，投影機也就可輸出二維影像。
由此可知，藉由調整兩弧狀濾光片412及422之位置，即可方便及快速地使投影機切換二維影像及三維影像的輸出，不需將兩濾光結構410及420取出。
請參閱第4C圖所示，為本發明之濾光結構之第三實施例之上視圖。第三實施例的兩濾光結構410及420與第二實施例的相似，差別僅在於第三實施例的第一濾光結構410之第一弧狀濾光片412設置於第二濾光結構420之第二弧狀濾光片422之後方。
請參閱第4D圖所示，為本發明之濾光結構之第四實施例之上視圖。第四實施例的兩濾光結構410及420與第二實施例的相似，差別僅在於第四實施例之第一濾光結構410之第一弧狀濾光片412與第二濾光結構420之第二弧狀濾光片422設置於同一水平面上。
請參閱第6A圖，為本發明之濾光結構之第五實施例之前視圖。濾光結構600也可應用於前述的光機系統100(第1圖)中，以取代濾光結構200。濾光結構600可包含一軸心塊610、一第一弧狀濾光片620及一第二弧狀濾光片630。軸心塊610可與光機系統之致動器(圖未示)連接，以被致動器往復地擺動。
第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630分別與軸心塊610連接，且第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630之間具有一間隙。另外，第一弧狀濾光片620具有一第一濾光區621，而第二弧狀濾光片630具有一第二濾光區631。第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630各具有一弧線L，且弧線L對應的圓心角θ小於360度。
請參閱第6B圖，為第6A圖之濾光結構的之擺動示意圖。濾光結構600運作時，致動器會往復地擺動第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630，且第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630 為同時且同向地擺動。
爾後，第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630會交替地移動至光機系統的光源組(圖未示)射出之光束640的光路上，使得光束640交替地通過第一濾光區621及第二濾光區631。光束640通過第一濾光區621後，會變為具有一特定波長之光束，而光束640通過第二濾光區631後，會變為具有另一特定波長之光束；兩不同波長的光束可交替地提供給投影機的光閥(圖未示)，使得投影機可交替地輸出兩種波長的影像，以讓觀賞者看到立體影像。
請參閱第6C圖，為第6A圖之濾光結構的之另一擺動示意圖。若投影機欲輸出二維影像時，致動器可將第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630擺動至一特定角度後停止，使得光束640不會通過第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630。如此，光束640之波長即不會被第一弧狀濾光片620及第二弧狀濾光片630改變，投影機也就可輸出二維影像。
綜上所述，本發明的濾光結構的弧狀濾光片可往復地擺動來改變一光束的波長，並可擺動至一位置，使光束不會通過弧狀濾光片。而本發明的濾光結構可應用於本發明的光機系統中，而本發明的光機系統可應用於一投影機中，使得投影機可方便及快速地切換二維及三維影像之輸出。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
100‧‧‧光機系統
110‧‧‧光源組
200‧‧‧濾光結構
210‧‧‧軸心塊
220‧‧‧弧狀濾光片
221‧‧‧第一濾光區
222‧‧‧第二濾光區
223‧‧‧透光區
224‧‧‧連接件
230‧‧‧光束
410‧‧‧第一濾光結構
411‧‧‧第一軸心塊
412‧‧‧第一弧狀濾光片
412a‧‧‧第一濾光區
420‧‧‧第二濾光結構
421‧‧‧第二軸心塊
422‧‧‧第二弧狀濾光片
422a‧‧‧第二濾光區
430‧‧‧光束
600‧‧‧濾光結構
610‧‧‧軸心塊
620‧‧‧第一弧狀濾光片
621‧‧‧第一濾光區
630‧‧‧第二弧狀濾光片
631‧‧‧第二濾光區
640‧‧‧光束
L‧‧‧弧線
θ‧‧‧圓心角
第1圖為本發明之光機系統之一較佳實施例之立體示意圖；第2圖為本發明之濾光結構之第一實施例之前視圖；第3A圖為第2圖之濾光結構之擺動示意圖(一)；第3B圖為第2圖之濾光結構之擺動示意圖(二)；第3C圖為第2圖之濾光結構之擺動示意圖(三)；第3D圖為第2圖之濾光結構之擺動示意圖(四)；第3E圖為第2圖之濾光結構之擺動示意圖(五)；第4A圖為本發明之濾光結構之第二實施例之上視圖；第4B圖為本發明之濾光結構之第二實施例之前視圖；第4C圖為本發明之濾光結構之第三實施例之上視圖；第4D圖為本發明之濾光結構之第四實施例之上視圖；第5A圖為第4B圖之濾光結構之向擺動示意圖(一)；第5B圖為第4B圖之濾光結構之向擺動示意圖(二)；第5C圖為第4B圖之濾光結構之向擺動示意圖(三)；第6A圖為本發明之濾光結構之第五實施例之前視圖；第6B圖為第6A圖之濾光結構的之一擺動示意圖(一)；以及第6C圖為第6A圖之濾光結構之向擺動示意圖(二)。
200‧‧‧濾光結構
210‧‧‧軸心塊
220‧‧‧弧狀濾光片
221‧‧‧第一濾光區
222‧‧‧第二濾光區
223‧‧‧透光區
224‧‧‧連接件
230‧‧‧光束
L‧‧‧弧線
θ‧‧‧圓心角

Claims (10)

  1. 一種濾光結構，包含：一軸心塊，用以連接一致動器，以被該致動器往復地擺動；以及一第一弧狀濾光片，與該軸心塊連接，且具有一弧線，該弧線對應之一圓心角小於360度；其中，該第一弧狀濾光片具有一透光區及複數個濾光區，該等濾光區包含一第一濾光區及一第二濾光區，該透光區設置於該第一濾光區及該第二濾光區之間。
  2. 如請求項1所述之濾光結構，更包含一第二弧狀濾光片，該第二弧狀濾光片與該軸心塊連接，且該第二弧狀濾光片具有一弧線，該第二弧狀濾光片的弧線對應之一圓心角小於360度。
  3. 如請求項1所述之濾光結構，更包含一連接件，該連接件的兩末端分別連接該第一弧狀濾光片及該軸心塊。
  4. 一種濾光結構，包含：一第一軸心塊及一第二軸心塊，各別用以連接一致動器，以被各該致動器往復地擺動；以及一第一弧狀濾光片及一第二弧狀濾光片，該第一弧狀濾光片係與該第一軸心塊連接，該第二弧狀濾光片係與該第二軸心塊連接，且該第一弧狀濾光片及該第二弧狀濾光片各具有一弧線，各該弧線對應之一圓心角小於360度。
  5. 如請求項4所述之濾光結構，該第一弧狀濾光片及該第二弧狀濾光片同時且同向的擺動。
  6. 如請求項4所述之濾光結構，該第一弧狀濾光片設置於該第二弧狀濾光片之後方。
  7. 如請求項4所述之濾光結構，該第一弧狀濾光片與該第二弧狀濾光片設置於同一水平面上。
  8. 一種濾光結構，包含：一軸心塊，用以連接一致動器，以被該致動器往復地擺動；以及一第一弧狀濾光片及一第二弧狀濾光片，各具有一弧線，各該弧線對應之一圓心角小於360度；其中，該第一弧狀濾光片及該第二弧狀濾光片皆與該軸心塊連接，且該第一弧狀濾光片及該第二弧狀濾光片之間具有一間隙。
  9. 一種光機系統，包含：一光源組，用以產生一光束；如請求項1、2或3所述之濾光結構，與該光源組相對地設置；以及一致動器，與該濾光結構的軸心塊連接，以驅動該濾光結構往復地擺動。
  10. 如請求項9所述之光機系統，其中該致動器為一驅動馬達。
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