TWI582521B - 光源模組 - Google Patents

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Description

光源模組
本發明是有關於一種光源模組。
隨著科技的發展，能呈現立體視覺顯示的光學產品已成為消費市場上的注目焦點。利用兩眼視差，立體顯示裝置可透過光學組件而將影像分別送至雙眼，進而產生立體畫面。亦即，利用人類的兩眼視差，立體顯示裝置可以分別提供觀賞者兩眼不同的影像，以達成立體顯示。於立體顯示裝置之中，立體裸視顯示器是將具不同影像之光束分別傳送到空間上不同的位置。另一方面，立體顯示裝置所提供之可視得立體影像之區域也可由其光源模組決定。換言之，立體顯示裝置的效能會與其光源模組有相關性。
本發明之一實施方式提供一種光源模組，包含光源單元、導光單元、第一投影鏡頭與第二投影鏡頭，其中導光單元包含第一透鏡、鏡輪、第一導光單元、第二導光單元。光源模組可透過鏡輪將光源單元所提供之光束切換為穿透光束及反射光束。第一導光單元及第二導光單元可分別將穿透光束及反射光束導引至第二投影鏡頭的第一出射光瞳及第二出射光瞳，其中第一出射光瞳及第二出射光瞳為並排成一列，藉以兩倍化光源單元在列方向之光展量。
本發明之一實施方式提供一種光源模組，包含光源單元、第一投影鏡頭、第一透鏡、鏡輪、第一導光單元、第二導光單元與第二投影鏡頭。光源單元用以提供光束。第一投影鏡頭具有入射光瞳。光源單元所提供之光束透過入射光瞳通過第一投影鏡頭。第一投影鏡頭光學耦合於光源單元與第一透鏡之間，且第一透鏡設置以將光束導引至鏡輪。光束於第一時間穿透鏡輪，並成為穿透光束，且光束於第二時間被鏡輪反射至第一透鏡，並成為反射光束。第一導光單元設置以導引穿透光束。第二導光單元設置以導引穿過第一透鏡之反射光束。第一導光單元及第二導光單元分別導引穿透光束及反射光束至第一透鏡的同一側。第二投影鏡頭設置以接收穿透光束與反射光束，並具有第一出射光瞳與第二出射光瞳。第一出射光瞳與第二出射光瞳設置以並排成一列，且穿透光束與反射光束分別透過第一出射光瞳與第二出射光瞳通過第二投影鏡頭。
於部分實施方式中，第一透鏡、鏡輪、第一導光單元與第二導光單元光學耦合於第一投影鏡頭與第二投影鏡頭之間。
於部分實施方式中，第一出射光瞳與第二出射光瞳之其中任一者的面積與入射光瞳的面積相同。
於部分實施方式中，光源單元包含光發射器、數位微型反射鏡元件（digital micromirror device；DMD）與第三導光單元。光發射器用以提供光束。第三導光單元光學耦合於光發射器與數位微型反射鏡元件之間，用以將來自光發射器之光束導引至數位微型反射鏡元件上，並將自數位微型反射鏡元件反射之光束導引至第一投影鏡頭。
於部分實施方式中，光源模組更包含第四導光單元。第四導光單元包含第一反射鏡與第二透鏡。第一反射鏡光學耦合於第一透鏡與鏡輪之間，用以將來自第一透鏡之光束導引至鏡輪。第二透鏡光學耦合於第一反射鏡與鏡輪之間，用以將來自第一反射鏡之光束收斂至鏡輪。
於部分實施方式中，第一導光單元包含至少一反射界面，且第一導光單元透過反射界面而使穿透光束偏折至少90度。
於部分實施方式中，第一導光單元包含第一反射單元、第二反射單元及第三透鏡。第二反射單元光學耦合於第一反射單元與第三透鏡之間。穿過鏡輪之穿透光束依序於第一反射單元與第二反射單元反射後，進入第三透鏡。第一導光單元透過第三透鏡導引穿透光束至第一出射光瞳。
於部分實施方式中，第一透鏡將反射光束收斂至其焦平面，第三透鏡將穿透光束收斂至其焦平面。第一透鏡的焦平面與第三透鏡的焦平面正交。
於部分實施方式中，第二導光單元包含第二反射鏡。第二反射鏡具有反射界面，且反射界面的延伸方向平分第一透鏡的焦平面與第三透鏡的焦平面之間的夾角，其中第二導光單元透過第二反射鏡的反射界面導引反射光束至第二出射光瞳。
於部分實施方式中，第一透鏡的光軸、第三透鏡的光軸與第二反射鏡的邊緣至少交於一點。
於部分實施方式中，第二導光單元包含第二反射鏡。第二反射鏡具有反射界面，且反射界面的延伸方向與第一透鏡的光軸夾一角度，並介於30度至60度之間。第二導光單元透過反射界面導引反射光束至第二出射光瞳。
於部分實施方式中，鏡輪具有至少一第一區域與至少一第二區域。第一區域用以使光束於第一時間穿透並成為穿透光束。第二區域用以使光束於第二時間反射回第一透鏡並成為反射光束。第一區域之面積與第二區域之面積比值介於0.5至1.5之間。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
本發明之光源模組包含光源單元、導光單元、第一投影鏡頭與第二投影鏡頭，其中導光單元包含第一透鏡、鏡輪、第一導光單元、第二導光單元。光源模組可透過鏡輪將光源單元所提供之光束切換為穿透光束及反射光束。第一導光單元及第二導光單元可分別將穿透光束及反射光束導引至第二投影鏡頭的第一出射光瞳及第二出射光瞳，其中第一出射光瞳及第二出射光瞳為並排成一列，藉以兩倍化光源單元在列方向之光展量。
請參照第1圖，其中第1圖繪示本發明光源模組100之一實施方式的配置示意圖。光源模組100包含光源單元102、導光模組108、第一投影鏡頭110與第二投影鏡頭114。光源單元102用以提供光束L至第一投影鏡頭110。導光模組108包含第一透鏡120、鏡輪122、第一導光單元124、第二導光單元126，且導光模組108光學耦合於第一投影鏡頭110與第二投影鏡頭114之間，亦即，第一透鏡120、鏡輪122、第一導光單元124與第二導光單元126光學耦合於第一投影鏡頭110與第二投影鏡頭114之間。因此，光源單元102所提供之光束L會依序通過第一投影鏡頭110、導光模組108及第二投影鏡頭114。此外，包含第一透鏡120、鏡輪122、第一導光單元124、第二導光單元126的導光模組108可視為一個中繼(relay)鏡組。
光源單元102包含光發射器104、數位微型反射鏡元件（digital micromirror device；DMD）106與第三導光單元128。光發射器104用以提供光束L。第三導光單元128光學耦合於光發射器104與數位微型反射鏡元件106之間，其用以將來自光發射器104之光束L導引至數位微型反射鏡元件106上。本實施方式中，第三導光單元128可為透鏡與稜鏡之組合，並包含反射界面I1。第三導光單元128的反射界面I1可將來自光發射器104之光束L反射至數位微型反射鏡元件106。當光束L進入數位微型反射鏡元件106後，光束L會攜帶影像訊號，並自數位微型反射鏡元件106反射。接著，自數位微型反射鏡元件106反射之光束L可透過第三導光單元128被導引至第一投影鏡頭110。
請再看到第1圖、第2A圖與第2B圖，其中第2A圖繪示第1圖的第一投影鏡頭110的正視示意圖，而第2B圖繪示第1圖的第二投影鏡頭114的正視示意圖。第一投影鏡頭110光學耦合於光源單元102與第一透鏡120之間。第一投影鏡頭110具有入射光瞳112。光源單元102所提供之光束L可透過入射光瞳112通過第一投影鏡頭110，並接著行進至第一透鏡120。通過第一投影鏡頭110並接著行進至第一透鏡120之光束以虛線表示。
第二投影鏡頭114設置以接收來自導光模組108之光束。第二投影鏡頭114具有第一出射光瞳116與第二出射光瞳118。第一出射光瞳116與第二出射光瞳118設置以並排成一列。亦即，第一出射光瞳116第二出射光瞳118為互相緊鄰而無間隙。此外，第一出射光瞳116與第二出射光瞳118之其中任一者的面積與入射光瞳112的面積相同。
導光模組108用以將光源單元102所提供之光束L在時間上作切換，並透過第一導光單元124及第二導光單元126導引所切換之光束至第二投影鏡頭114。本實施方式中，光束L於透過第一透鏡120進入導光模組108之後，可透過鏡輪122而被切換為不同時間上之兩道光束，且此兩道光束的光路可再分別透過第一導光單元124與第二導光單元126而被耦合至第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116及第二出射光瞳118，如光束L’與光束L’’所示。換言之，此兩道光束會分別被導光模組108的第一導光單元124與第二導光單元126導引至第二投影鏡頭114，並分別透過第一出射光瞳116與第二出射光瞳118通過第二投影鏡頭114。
於此配置下，由於用以提供光束L’與L’’穿過第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116與第二出射光瞳118是以互相緊鄰的方式並排成一列，故第二投影鏡頭114中所配置的第一出射光瞳116與第二出射光瞳118的合成面積是第一投影鏡頭110之入射光瞳112的兩倍。換言之，第二投影鏡頭114提供的光展量是第一投影鏡頭110接受的光源單元102之光展量的兩倍。以下將對導光模組108切換光束之機制作進一步的說明。
請看到第1圖與第3圖，其中第3圖繪示第1圖的鏡輪的正視示意圖。於導光模組108的配置中，光束L會透過第一投影鏡頭110而收斂至第一透鏡120之一側，接著，第一透鏡120再將此收斂至其一側之光束L導引至鏡輪122。本實施方式中，導光模組108更包含第四導光單元130。第四導光單元130用以使穿過第一透鏡120之光束L可被導引至鏡輪122，並包含第一反射鏡132與第二透鏡136。
第一反射鏡132光學耦合於第一透鏡120與鏡輪122之間，其用以將來自第一透鏡120之光束導引至鏡輪122。第二透鏡136光學耦合於第一反射鏡132與鏡輪122之間，其用以將來自第一反射鏡132之光束L收斂至鏡輪122。亦即，穿過第一透鏡120之光束L會先由第一反射鏡132反射至第二透鏡136，接著，第二透鏡136再將光束L收斂至鏡輪122上。透過第二透鏡136的設置，可使光束L更有效率地被收集至鏡輪122，藉以降低系統中的光損耗(optical loss)。
當光束L透過第二透鏡136被收集至鏡輪122上之後，鏡輪122可使行進至其上之光束L於第一時間穿透，並於第二時間反射，其中第一時間異於第二時間。具體而言，鏡輪具有第一區域Z1與第二區域Z2。第一區域Z1用以使行進至其上之光束穿透，而第二區域Z2用以使行進至其上之光束反射。此外，第一區域Z1之面積與第二區域Z2之面積比值介於0.5至1.5之間。舉例而言，本實施方式中，第一區域Z1的數量為兩個，第二區域Z2的數量為兩個，且第一區域Z1之總面積與第二區域Z2之總面積相同。
透過此配置，來自第一透鏡120並由第二透鏡136收斂之光束L可於第一時間透過第一區域Z1穿透鏡輪122，並成為穿透光束。接著，來自第一透鏡120並由第二透鏡136收斂之光束L可於第二時間經由第二區域Z2而自鏡輪122反射至第一透鏡120，並成為反射光束，其中第一時間異於第二時間。換言之，自光源單元102發射之光束L可藉由導光模組108的鏡輪122而被切換為不同時間上的兩道光束，其中一道為反射光束，而另一道為穿透光束。反射光束之光路及反射光束之光路將繪示於後。此外，本實施方式中，穿透光束與反射光束分別是以穿透鏡輪122與自鏡輪122反射而定義。以下將再對穿透光束之光路及反射光束之光路分別作說明。
請看到第4圖，第4圖繪示第1圖的光源模組100的穿透光束T的光路示意圖。第4圖所繪之光路為以第一透鏡120的一側為出發點。同前所述，光束L在第一時間可透過第一區域Z1(請見第3圖)穿透鏡輪122，並成為穿透光束T。在此，「穿透光束T」為指穿過鏡輪122之光束，且光束於穿透鏡輪122後以不同樣式之線條繪之。
第一導光單元124設置以接收並導引穿透光束T。換言之，穿過鏡輪122之穿透光束T可進入第一導光單元124。第一導光單元124包含第一反射單元146、第二反射單元148及第三透鏡138，其中第二反射單元148光學耦合於第一反射單元146與第三透鏡138之間。
第一反射單元146可包含第一全反射稜鏡150、第四透鏡140與第五透鏡142，其中第一全反射稜鏡150光學耦合於第四透鏡140與第五透鏡142之間。第二反射單元148可包含第二全反射稜鏡152與第六透鏡144，其中第六透鏡144光學耦合於第二全反射稜鏡152與第三透鏡138之間。於第一反射單元146與第二反射單元148的光路配置中，穿透光束T可依序經過第四透鏡140、第一全反射稜鏡150、第五透鏡142、第二全反射稜鏡152、第六透鏡144。此外，第四透鏡140、第五透鏡142、第六透鏡144可用以降低系統中的光損耗。
於此配置下，第一導光單元124可包含至少一個反射界面，使得第一導光單元124可透過反射界面而使穿透光束T偏折至少90度。例如，本實施方式中，第一導光單元124可包含兩個反射界面I2與I3，且此兩個反射界面I2與I3分別位於第一反射單元146的第一全反射稜鏡150及第二反射單元148的第二全反射稜鏡152，使得第一導光單元124可透過兩個反射界面I2與I3而使穿透光束T偏折180度。換言之，穿過鏡輪122之穿透光束T的行進方向與依序自第一反射單元146及第二反射單元148反射後之穿透光束T的行進方向相反(亦即，兩者會相差180度)。
接著，由於第二反射單元148光學耦合於第一反射單元146與第三透鏡138之間，故自鏡輪122進入第一導光單元124之穿透光束T依序於第一反射單元146與第二反射單元148反射後，會進入第三透鏡138。第三透鏡138具有焦平面P2，其中第三透鏡138可將來自第二反射單元148之穿透光束T收斂至其焦平面P2，並使穿透光束T往第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116(請見第1圖)行進。換言之，第一導光單元124可透過第三透鏡138導引穿透光束T，使其進入第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116(請見第1圖)，如第1圖的光束L’所示。
請再看到第5圖，第5圖繪示第1圖的光源模組100的反射光束R的光路示意圖。第5圖所繪之光路為以第一透鏡120的一側為出發點。同前所述，光束L在第二時間可透過第二區域Z2(請見第3圖)自鏡輪122反射，並成為反射光束R。在此，「反射光束R」為指自鏡輪122反射之光束，且光束於自鏡輪122反射後以不同樣式之線條繪之。
第二導光單元126設置以接收並導引穿過第一透鏡120之反射光束R。換言之，自鏡輪122反射之反射光束R於依序通過第四導光單元130與第一透鏡120後，會進入第二導光單元126。第二導光單元126包含第二反射鏡134。第一透鏡120可光學耦合於鏡輪122與第二反射鏡134之間，而第二反射鏡134可光學耦合於第一透鏡120與第二投影鏡頭114(請見第1圖)之間。第二反射鏡134具有反射界面I4，且反射界面I4的延伸方向與第一透鏡120的光軸A1夾角度θ，其中角度θ介於30度至60度之間。舉例而言，本實施方式中，反射界面I4的延伸方向與第一透鏡120的光軸A1之間的角度θ可為45度。此外，第一透鏡120的光軸A1可以落於第三透鏡138的焦平面P2之中。為了不使圖示過於複雜，第一透鏡120的光軸A1與第三透鏡138的焦平面P2以同一條虛線表示。
第一透鏡120具有焦平面P1，第一透鏡120可將來自第四導光單元130之反射光束R收斂至其焦平面P1，且第一透鏡120的焦平面P1與第三透鏡138的焦平面P2正交。於第二反射鏡134的反射界面I4的延伸方向與第一透鏡120的光軸A1之間的角度為45度的配置下，第二反射鏡134的反射界面I4的延伸方向會平分第一透鏡120的焦平面P1與第三透鏡138的焦平面P2之間的夾角。
由於第一透鏡120光學耦合於鏡輪122與第二反射鏡134之間，故由第一透鏡120收斂至其焦平面P1之反射光束R會行進往第二反射鏡134，並自第二反射鏡134反射。於第二反射鏡134的反射界面I4的延伸方向與第一透鏡120的光軸A1之間的角度為45度的配置下，通過第一透鏡120之反射光束R的行進方向與由第二反射鏡134反射之反射光束R’的行進方向垂直(亦即，兩者會相差90度)。
接著，由於第二反射鏡134光學耦合於第一透鏡120與第二投影鏡頭114(請見第1圖)之間，故第二導光單元126可透過第二反射鏡134的反射界面I4，導引反射光束R，使其成為反射光束R’，並進入第二投影鏡頭114的第二出射光瞳118(請見第1圖)，如第1圖的光束L’’所示。
此外，第4圖的穿透光束T及第5圖的反射光束R’分別會被第一導光單元124及第二導光單元126導引至第一透鏡120的同一側。換言之，穿透光束T及反射光束R’是於第一透鏡120的同一側，分別進入第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116及第二出射光瞳118。
透過上述配置，光源模組可透過導光模組將光源單元所提供之光束切換為穿透光束與反射光束，並輸出此穿透光束與反射光束，如第6圖所示，其中第6圖繪示第1圖的光源模組100同時提供反射光束R與穿透光束T的示意圖。為了不使圖式過於複雜，光源單元102(請見第1圖)並無繪示於第6圖之中。此外，本實施方式所繪之透鏡與反射鏡之組合僅為例示，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可彈性調整穿透光束T或反射光束R之光路。
另一方面，於第二反射鏡134的反射界面I4的延伸方向與第一透鏡120的光軸A1之間的角度為45度的配置下，第一透鏡120的光軸A1、第三透鏡138的光軸A2與第二反射鏡134的邊緣可至少交於一點。透過此配置，由第一透鏡120收斂至其焦平面P1(與第三透鏡138的光軸A2以同一條虛線表示)的反射光束R，會透過第二反射鏡134反射，而被轉移至與第三透鏡138之焦平面P2(與第一透鏡120的光軸A1以同一條虛線表示)共平面。因此，對於第二投影鏡頭114而言，分別由第一導光單元124與第二導光單元126導引之穿透光束T與反射光束R是被收斂至同一平面上。
藉由此配置，行進至第二投影鏡頭114的穿透光束T與反射光束R之間的差異可被減小，藉以使分別通過第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116與第二出射光瞳118之穿透光束T與反射光束R’可具有相同的特性。例如，通過第二投影鏡頭114的第一出射光瞳116與第二出射光瞳118之穿透光束T與反射光束R’可具有相同的行進方向。
綜上所述，本發明之光源模組包含光源單元、導光單元、第一投影鏡頭與第二投影鏡頭，其中導光單元包含第一透鏡、鏡輪、第一導光單元、第二導光單元。光源模組可透過鏡輪將光源單元所提供之光束切換為穿透光束及反射光束。鏡輪可使光源單元所提供之光束於第一時間成為穿透光束，並使光源單元所提供之光束於第二時間成為反射光束。第一導光單元及第二導光單元可分別將穿透光束及反射光束導引至第二投影鏡頭的第一出射光瞳及第二出射光瞳，其中第一出射光瞳及第二出射光瞳為並排成一列，藉以提升第二投影鏡頭中第一出射光瞳與第二出射光瞳的合成面積。合成面積是第一投影鏡頭110之入射光瞳112的兩倍。因此，第二投影鏡頭114提供的光展量是第一投影鏡頭110接受的光源單元102之光展量的兩倍。
雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，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‧‧‧光源模組
102‧‧‧光源單元
104‧‧‧光發射器
106‧‧‧數位微型反射鏡元件
108‧‧‧導光模組
110‧‧‧第一投影鏡頭
112‧‧‧入射光瞳
114‧‧‧第二投影鏡頭
116‧‧‧第一出射光瞳
118‧‧‧第二出射光瞳
120‧‧‧第一透鏡
122‧‧‧鏡輪
124‧‧‧第一導光單元
126‧‧‧第二導光單元
128‧‧‧第三導光單元
130‧‧‧第四導光單元
132‧‧‧第一反射鏡
134‧‧‧第二反射鏡
136‧‧‧第二透鏡
138‧‧‧第三透鏡
140‧‧‧第四透鏡
142‧‧‧第五透鏡
144‧‧‧第六透鏡
146‧‧‧第一反射單元
148‧‧‧第二反射單元
150‧‧‧第一全反射稜鏡
152‧‧‧第二全反射稜鏡
A1、A2‧‧‧光軸
I1、I2、I3、I4‧‧‧反射界面
L、L’、L’’‧‧‧光束
T‧‧‧穿透光束
R、R’‧‧‧反射光束
P1、P2‧‧‧焦平面
Z1‧‧‧第一區域
Z2‧‧‧第二區域
θ‧‧‧角度
第1圖繪示本發明光源模組之一實施方式的配置示意圖。 第2A圖繪示第1圖的第一投影鏡頭的正視示意圖。 第2B圖繪示第1圖的第二投影鏡頭的正視示意圖。 第3圖繪示第1圖的鏡輪的正視示意圖。 第4圖繪示第1圖的光源模組的穿透光束的光路示意圖。 第5圖繪示第1圖的光源模組的反射光束的光路示意圖。 第6圖繪示第1圖的光源模組同時提供反射光束與穿透光束的示意圖。
100‧‧‧光源模組
102‧‧‧光源單元
104‧‧‧光發射器
106‧‧‧數位微型反射鏡元件
108‧‧‧導光模組
110‧‧‧第一投影鏡頭
112‧‧‧入射光瞳
114‧‧‧第二投影鏡頭
116‧‧‧第一出射光瞳
118‧‧‧第二出射光瞳
120‧‧‧第一透鏡
122‧‧‧鏡輪
124‧‧‧第一導光單元
126‧‧‧第二導光單元
128‧‧‧第三導光單元
130‧‧‧第四導光單元
132‧‧‧第一反射鏡
136‧‧‧第二透鏡
I1‧‧‧反射界面
L、L’、L”‧‧‧光束

Claims (12)

  1. 一種光源模組，包含： 一光源單元，用以提供一光束； 一第一投影鏡頭，具有一入射光瞳，且該光源單元所提供之該光束透過該入射光瞳通過該第一投影鏡頭； 一第一透鏡，其中該第一投影鏡頭光學耦合於該光源單元與該第一透鏡之間； 一鏡輪，其中該第一透鏡設置以將該光束導引至該鏡輪，該光束於一第一時間穿透該鏡輪，並成為一穿透光束，該光束於一第二時間於該鏡輪反射至該第一透鏡，並成為一反射光束，其中該第一時間異於該第二時間； 一第一導光單元，設置以導引該穿透光束； 一第二導光單元，設置以導引穿過該第一透鏡之該反射光束，其中該第一導光單元及該第二導光單元分別導引該穿透光束及該反射光束至該第一透鏡的同一側；以及 一第二投影鏡頭，設置以接收該穿透光束與該反射光束，並具有一第一出射光瞳與一第二出射光瞳，且該第一出射光瞳與該第二出射光瞳設置以並排成一列，其中該穿透光束與該反射光束分別透過該第一出射光瞳與該第二出射光瞳通過該第二投影鏡頭。
  2. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該第一透鏡、該鏡輪、該第一導光單元與該第二導光單元光學耦合於該第一投影鏡頭與該第二投影鏡頭之間。
  3. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該第一出射光瞳與該第二出射光瞳之其中任一者的面積與該入射光瞳的面積相同。
  4. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該光源單元包含： 一光發射器，用以提供該光束； 一數位微型反射鏡元件（digital micromirror device；DMD）；以及 一第三導光單元，光學耦合於該光發射器與該數位微型反射鏡元件之間，用以將來自該光發射器之該光束導引至該數位微型反射鏡元件上，並將自該數位微型反射鏡元件反射之該光束導引至該第一投影鏡頭。
  5. 如申請專利範圍第1項的光源模組，更包含一第四導光單元，該第四導光單元包含： 一第一反射鏡，光學耦合於該第一透鏡與該鏡輪之間，用以將來自該第一透鏡之該光束導引至該鏡輪；以及 一第二透鏡，光學耦合於該第一反射鏡與該鏡輪之間，用以將來自該第一反射鏡之該光束收斂至該鏡輪。
  6. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該第一導光單元包含至少一反射界面，且該第一導光單元透過該反射界面而使該穿透光束偏折至少90度。
  7. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該第一導光單元包含一第一反射單元、一第二反射單元及一第三透鏡，其中該第二反射單元光學耦合於該第一反射單元與該第三透鏡之間，且穿過該鏡輪之該穿透光束依序於該第一反射單元與該第二反射單元反射後，進入該第三透鏡，其中該第一導光單元透過該第三透鏡導引該穿透光束至該第一出射光瞳。
  8. 如申請專利範圍第7項的光源模組，其中該第一透鏡將該反射光束收斂至其焦平面，該第三透鏡將該穿透光束收斂至其焦平面，且該第一透鏡的焦平面與該第三透鏡的焦平面正交。
  9. 如申請專利範圍第8項的光源模組，其中該第二導光單元包含一第二反射鏡，該第二反射鏡具有一反射界面，且該反射界面的延伸方向平分該第一透鏡的焦平面與該第三透鏡的焦平面之間的夾角，其中該第二導光單元透過該第二反射鏡的該反射界面導引該反射光束至該第二出射光瞳。
  10. 如申請專利範圍第9項的光源模組，其中該第一透鏡的光軸、該第三透鏡的光軸與該第二反射鏡的邊緣至少交於一點。
  11. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該第二導光單元包含一第二反射鏡，該第二反射鏡具有一反射界面，且該反射界面的延伸方向與該第一透鏡的光軸夾一角度，該角度介於30度至60度之間，其中該第二導光單元透過該反射界面導引該反射光束至該第二出射光瞳。
  12. 如申請專利範圍第1項的光源模組，其中該鏡輪具有至少一第一區域與至少一第二區域，該第一區域用以使該光束於該第一時間穿透並成為該穿透光束，該第二區域用以使該光束於該第二時間反射回該第一透鏡並成為該反射光束，且該第一區域之面積與該第二區域之面積比值介於0.5至1.5之間。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234498B2 (ja) 2018-03-19 2023-03-08 株式会社リコー 投射光学系ユニット及び投射光学装置
CN214252850U (zh) * 2020-12-28 2021-09-21 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种分光装置及投影光学系统
CN114675481B (zh) * 2022-03-10 2023-03-21 歌尔光学科技有限公司 一种光学投影系统以及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103454848A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 台达电子工业股份有限公司 提供多个视角影像的投影装置
US8624960B2 (en) * 2010-07-30 2014-01-07 Silicon Image, Inc. Multi-view display system
TW201415084A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 Delta Electronics Inc 顯示光源
TW201502587A (zh) * 2013-07-15 2015-01-16 Delta Electronics Inc 立體顯示裝置與應用其之投影方法
TW201531791A (zh) * 2014-02-12 2015-08-16 Delta Electronics Inc 立體顯示裝置與應用其之立體顯示方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481519B1 (ko) 2002-05-21 2005-04-07 삼성전자주식회사 다이크로익 미러휠을 이용한 영상 투사 장치
EP1579681A1 (en) 2002-12-20 2005-09-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Image projector with a two-dimensional array of light-emitting units
WO2010018623A1 (ja) 2008-08-12 2010-02-18 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 プロジェクタおよびその制御方法
CN103376634B (zh) 2012-04-24 2015-11-18 中强光电股份有限公司 光源模组与投影装置
TWI467242B (zh) * 2012-05-29 2015-01-01 Delta Electronics Inc 提供複數視角影像之投影裝置
TWI465772B (zh) * 2013-03-27 2014-12-21 Delta Electronics Inc 立體顯示光源與立體顯示裝置
TWI566577B (zh) 2014-11-10 2017-01-11 台達電子工業股份有限公司 立體投影裝置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8624960B2 (en) * 2010-07-30 2014-01-07 Silicon Image, Inc. Multi-view display system
CN103454848A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 台达电子工业股份有限公司 提供多个视角影像的投影装置
TW201415084A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 Delta Electronics Inc 顯示光源
TW201502587A (zh) * 2013-07-15 2015-01-16 Delta Electronics Inc 立體顯示裝置與應用其之投影方法
TW201531791A (zh) * 2014-02-12 2015-08-16 Delta Electronics Inc 立體顯示裝置與應用其之立體顯示方法

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