TWI721207B - 光源裝置 - Google Patents

Abstract

一種光源裝置用以輸出預設頻譜光，並且包括點光源、第一濾光片以及合光單元。點光源分別沿著第一光路以及第二光路發出二第一頻譜的光。第一光路包括第一發散光程，而第二光路包括第二發散光程。第一發散光程的長度不同於第二發散光程的長度，而點光源配置第一發散光程與第二發散光程的起始端。第一濾光片配置於第一光路上，並用以將在第一光路上傳遞的第一頻譜的光改變為第二頻譜的光。合光單元配置於第一光路與第二光路的末端，並用於結合第一光路與第二光路藉以輸出預設頻譜光。

Description

光源裝置

本發明是有關於一種光源裝置，且特別是有關於一種利用濾光片與光路(light path)長度來產生預設頻譜光(predetermined spectral light)的光源裝置。

目前一些光學量測儀器，像是光譜儀，會因應不同技術領域以及不同類型的樣品(sample)而採用特定光源。舉例而言，有些應用於生物技術的光譜儀可能需要採用特定頻譜(specific spectrum)或特定光強度的光源來量測生物樣品，以取得頻譜資料，例如吸收頻譜。然而，現有的燈具，例如白熾燈(incandescent lamp)，所直接發出的光線有時候並不具有滿足光學量測儀器所需要的特定頻譜或特定光強度。換句話說，有的特定頻譜或特定光強度難以單從現有的燈具而直接取得。因此，如何產生多樣化的頻譜，是目前光學技術領域所欲克服的課題。

本發明提供一種光源裝置，其利用濾光片與光路長度來產生多樣化的頻譜(spectrum)。

本發明所提供的光源裝置用以輸出預設頻譜光，並且包括點光源(point light source)、第一濾光片(first filter)以及合光單元(light combiner)。點光源分別沿著第一光路(first light path)以及第二光路發出二第一頻譜的光(first spectral light)。第一光路包括第一發散光程(first optical divergent path)，而第二光路包括第二發散光程，其中第一發散光程的長度不同於第二發散光程的長度，而點光源配置第一發散光程與第二發散光程的起始端。第一濾光片配置於第一光路上，並用以將在第一光路上傳遞的第一頻譜的光改變為第二頻譜的光。合光單元配置於第一光路與第二光路的末端，並用於結合第一光路與第二光路藉以輸出預設頻譜光。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括反射單元，其配置於第二光路，並用於反射在第二光路上傳遞的第一頻譜的光。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括穿透式準直鏡，其配置在點光源與合光單元之間，並配置於第一光路上，其中第一發散光程終止於穿透式準直鏡。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括穿透式準直鏡，其配置在點光源與反射單元之間以及第二光路上，其中第二發散光程終止於穿透式準直鏡。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括第一與第二穿透式準直鏡。第一穿透式準直鏡配置在點光源與合光單元之間，並配置於第一光路上，其中第一發散光程終止於第一穿透式準直鏡。第二穿透式準直鏡配置在點光源與反射單元之間以及第二光路上，其中第二發散光程終止於第二穿透式準直鏡。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括承載部，其連接反射單元，並用以使反射單元相對於點光源移動，以改變第二光路。

在本發明的一實施例中，上述承載部具有驅動源，並用於驅動反射單元移動。

在本發明的一實施例中，上述合光單元配合反射單元的移動而相對於點光源移動。

在本發明的一實施例中，上述反射單元包括至少一面平面鏡。

在本發明的一實施例中，上述反射單元為反射式準直鏡，而第二發散光程終止於反射單元。

在本發明的一實施例中，上述合光單元為分光鏡(beam splitter)。

在本發明的一實施例中，上述合光單元包括分光鏡、光纖以及聚焦鏡。分光鏡用於將第一頻譜的光與第二頻譜的光結合成預設頻譜光。光纖配置於預設頻譜光的路徑上。聚焦鏡配置於預設頻譜光的路徑上，以及分光鏡與光纖之間，其中聚焦鏡與光纖耦合(coupled to)。

在本發明的一實施例中，上述點光源包括燈源、反光殼、第一擴散片(first diffuser)以及第二擴散片。反光殼包圍燈源，並具有第一出光口與第二出光口。第一擴散片配置於第一出光口。第二擴散片配置於第二出光口，其中這些第一頻譜的光分別穿透第一擴散片與第二擴散片，而第一發散光程與第二發散光程皆起於第二擴散片。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括第二濾光片，其配置於第二光路上，並用以將在第二光路上傳遞的部分第一頻譜的光改變為第三頻譜的光，其中第一頻譜的光的一部分被第二濾光片遮蔽。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括輔助燈，其用於發出輔助光，而輔助光、第一頻譜的光及第二頻譜的光結合。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括光衰減單元，其配置於第一光路及/或第二光路上。

在本發明的一實施例中，上述光衰減單元為積分球或減光片。

在本發明的一實施例中，上述光源裝置更包括鏡頭單元，其配置於第二光路上，其中第二發散光程終止於鏡頭單元。

在本發明的一實施例中，上述鏡頭單元為液態透鏡(liquid lens)。

在本發明的一實施例中，上述鏡頭單元包括至少一透鏡以及固定架。透鏡配置於第二光路上。固定架具有多個固定部，其中這些固定部沿著第二光路，且透鏡可拆卸地配置於固定部。

在本發明的一實施例中，上述各個固定部為插槽(slot)。

本發明因利用改變光路中的發散光程(例如第二發散光程)長度來調整光(例如第一頻譜的光R1)的能量，以改變預設頻譜光的頻譜。因此，本發明的光源裝置能產生多樣化的頻譜，以滿足光學量測儀器的需求。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

100、200、300、400、500a、500b、600、700:光源裝置

110、710:點光源

120、620:合光單元

131:第一濾光片

132:第二濾光片

132a、132b、132c、132d:遮蔽部

140、240、340:反射單元

150、250:承載部

241:平面鏡

360:穿透式準直鏡

461:第一穿透式準直鏡

462:第二穿透式準直鏡

570a、570b:鏡頭單元

571:透鏡

572:固定架

572h:固定部

621:分光鏡

622:聚焦鏡

623:光纖

670:光衰減單元

680:輔助燈

711:燈源

712:反光殼

713a:第一擴散片

713b:第二擴散片

720:外殼

C0、C1、C2、C3:曲線

C32:中心

H71:第一出光口

H72:第二出光口

P11、P31、P41:第一光路

P12、P22、P32、P42、P52a、P52b、P62:第二光路

R1:第一頻譜的光

R2:第二頻譜的光

R3:預設頻譜光

R4:第三頻譜的光

R5:輔助光

圖1A是本發明一實施例的光源裝置的示意圖。

圖1B是圖1A中的點光源剛發出的光的頻譜示意圖。

圖1C是圖1A中通過第一光路之後的光的頻譜示意圖。

圖1D與圖1A中通過第二光路之後的光的頻譜示意圖。

圖1E是圖1A中的預設頻譜光的頻譜示意圖。

圖2是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖3是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖4是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖5A是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖5B是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖6A是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖6B是圖6A中位於第二濾光片處的放大示意圖。

圖6C是圖6A中的第二濾光片的俯視示意圖。

圖7是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。

圖1A是本發明一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖1A，光源裝置100包括點光源110、合光單元120以及第一濾光片131。點光源110例如是白熾燈、鹵素燈(halogen lamp)或其他燈源，而本實施例是以鹵素燈為例進行說明。當點光源110發光時，點光源110基本上會朝向四面八方發出光線。也就是說，點光源110會沿著多個不同的方向發出的多道光線。以圖1A為例，點光源110會朝向兩個不同的方向發出兩道第一頻譜的光R1。

具體而言，在圖1A所示的實施例中，點光源110分別沿著第一光路P11以及第二光路P12發出二道第一頻譜的光R1。在點光源110所直接發出的第一 頻譜的光R1沒有被準直(collimate)或聚焦(focus)的條件下，根據一般光學的基本知識，衰減後的第一頻譜的光R1的能量會與傳遞路徑的距離平方成反比，即第一頻譜的光R1行進的路徑越長，第一頻譜的光R1的能量衰減越多，而這種沒有被準直或聚焦的光(例如第一頻譜的光R1)在此稱為發散光束(divergent light beam)。

第一濾光片131配置於第一光路P11上，並用以將在第一光路P11上傳遞的第一頻譜的光R1改變為第二頻譜的光R2。合光單元120例如是分光鏡，並配置於第一光路P11與第二光路P12的末端，其中合光單元120用於結合第一光路P11與第二光路P12藉以輸出預設頻譜光R3。如此，光源裝置100得以輸出由第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2結合而成的預設頻譜光R3。此外，端視不同的需求，分光鏡(即合光單元120)可具有不同的穿透及反射的比率，例如1：1的穿透及反射比率，又例如2：1的穿透及反射比率。還有，在本實施例中，合光單元120為分光鏡，但在其他實施例中，合光單元120也可以是Y型光纖，所以合光單元120不限定只能是Y型光纖。

光源裝置100更包括反射單元140，其配置於第二光路P12，並用於反射在第二光路P12上傳遞的第一頻譜的光R1，其中反射單元140能將第一頻譜的光R1反射至合光單元120。此外，光源裝置100更可包括承載部150，其具有動力源以及傳動裝置(兩者皆未繪示)。動力源為能產生機械能(mechanical energy)的裝置，例如馬達(motor)。傳動裝置能傳遞機械能，並可包括齒輪、滑輪(pulley)、曲軸(crankshaft)、連桿(linkage)或其他機件(mechanical part)，或這些機件的任意組合。傳動裝置連接動力源與反射單元140，即承載部150連接反射單元140。當動力源為能產生機械能，傳動裝置能傳遞機械能至反射單元 140，以使承載部150能驅動反射單元140相對於點光源110移動，改變第二光路P12。在本實施例中，反射單元140可沿圖1A中反射單元140與合光單元120的連線移動，且反射單元140配合不同位置適應性地轉動使第一頻譜的光R1反射至合光單元120。

在另一實施例中，反射單元140可沿圖1A中反射單元140與點光源110的連線移動，且合光單元120會配合上述反射單元140的移動而相對於點光源110移動，以保持第一頻譜的光R1能對準合光單元120。本領域技術者也可依其需求改變反射單元140將光耦合至合光單元120的實施方式。另外，特別一提的是，在本實施例中，承載部150具有動力源來移動反射單元140，但在其他實施例中，承載部150也可不具備任何動力源，而使用者可透過手動方式來移動承載部150。所以，承載部150不限定一定要具備動力源。

第一光路P11與第二光路P12皆包括發散光程，其中第一光路P11包括第一發散光程，而第二光路P12包括第二發散光程。以圖1A為例，第一光路P11與第二光路P12上都沒有設置任何光學準直器(optical collimater)或光學聚焦件(例如凸透鏡)，所以整個第一光路P11為第一發散光程，而整個第二光路P12為第二發散光程。

第一光路P11起始於點光源110，終止於合光單元120。同樣地，第二光路P12也是起始於點光源110，終止於合光單元120。因此，點光源110配置第一發散光程與第二發散光程的起始端，而合光單元120配置第一發散光程與第二發散光程的終止端。此外，第一發散光程的長度不同於第二發散光程的長度。以圖1A為例，第二發散光程(即第二光路P12)的長度大於第一發散光程(即第 一光路P11)的長度，以使第一頻譜的光R1的能量降低幅度可以大於第二頻譜的光R2。

舉例來說，第一光路P11可為5公分，而第二光路P12可為8公分。依據基本的光學知識，通過第一光路P11後的第二頻譜的光R2的能量會是原來的1/25(不考慮第一濾光片131對能量的影響)，而通過第二光路P12後的第一頻譜的光R1的能量會是原來的1/64，其中第一頻譜的光R1的波長大於第二頻譜的光R2的波長。如此，長波長的第一頻譜的光R1的能量得以被大幅壓抑，以得到短波長與長波長達平衡的預設頻譜光R3。

圖1B是圖1A中的點光源初始發出的光的頻譜示意圖。請參閱圖1A與圖1B，圖1B所示的曲線C0代表剛從點光源110發出而未經過第一濾光片131的第一頻譜的光R1。也就是說，曲線C0為點光源110的頻譜(即第一頻譜)。一般而言，點光源110的長波長能量過強，但短波長能量太弱，如圖1B所示，400奈米至800奈米之間的第一頻譜的光R1的能量大於400奈米以下的第一頻譜的光R1的能量。

圖1C是圖1A中通過第一光路P11之後的光的頻譜示意圖。請參閱圖1A至圖1C，由於第一濾光片131配置於第一光路P11上，所以通過第一光路P11的第一頻譜的光R1會通過第一濾光片131，並被改變為第二頻譜的光R2，如圖1C所示的曲線C2。

在本實施例中，第一濾光片131可為短波長濾波片(short wave pass filter)，所以第一頻譜的光R1的低頻部分，也就是長波長的部分，會被第一濾光片131濾除，而第一濾光片131僅讓第一頻譜的光R1的高頻部分(即短波長的部分)通過，從而形成第二頻譜的光R2。由於在第一光路P11上傳遞的第一頻譜 的光R1與第二頻譜的光R2皆未被準直或聚焦，所以通過第一光路P11之後的第二頻譜的光R2的能量也會受到衰減，從而形成如曲線C2所示的頻譜。

圖1D是圖1A中通過第二光路之後的光的頻譜示意圖。請參閱圖1B與圖1D，在本實施例中，雖然第二光路P12上沒配置任何濾光片，但在第二光路P12上的第一頻譜的光R1因為未被準直或聚焦，所以通過第二光路P12之後的第一頻譜的光R1的能量也會受到衰減，從而形成如圖1D中的曲線C1所示的頻譜。

圖1E是圖1A中的預設頻譜光的頻譜示意圖。請參閱圖1C、圖1D與圖1E，圖1E中的曲線C3為預設頻譜光R3的頻譜。在本實施例中，預設頻譜光R3是由第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2結合而成，所以曲線C3實質上為曲線C1與C2相加之後的結果。由此可知，透過第一濾光片131的濾光以及第一光路P11與第二光路P12對第一頻譜的光R1的衰減，光源裝置100得以輸出頻譜較為平滑的預設頻譜光R3，如圖1E所示。

另外，由於承載部150能使反射單元140移動而改變第二光路P12，而傳遞在第二光路P12上的第一頻譜的光R1，其能量與第二光路P12的距離平方呈反比，因此透過承載部150對第二光路P12的改變，可以調整第二光路P12上的第一頻譜的光R1的能量，即改變圖1D所示的曲線C1。如此，光源裝置100能進一步地改變預設頻譜光R3的頻譜(即曲線C3)，進而產生多樣化的頻譜，滿足眾多光學量測儀器對特定頻譜的需求。

特別說明的是，在圖1A所示的實施例中，反射單元140只包括一面平面鏡，即反射單元140為平面鏡，但在其他實施例中，反射單元140也可以包括至少兩面平面鏡，如同圖2所示的光源裝置200，其包括兩面平面鏡241。

請參閱圖2，其所示的光源裝置200相似於圖1A的光源裝置100。以下主要介紹光源裝置200不同於光源裝置100的差異特徵，相同特徵不再重複敘述。在光源裝置200中，反射單元240包括兩面平面鏡241，而這些平面鏡241彼此傾斜地面對面，並配置於第二光路P22上，即這些平面鏡241彼此不平行。透過這些平面鏡241，反射單元240能反射在第二光路P22上傳遞的第一頻譜的光R1，以使第一頻譜的光R1能入射於合光單元120。如此，第一頻譜的光R1能與第二頻譜的光R2結合成預設頻譜光R3。

光源裝置200還可包括承載部250，其組成及功能皆與承載部150相似，而且也包括動力源與傳動裝置。承載部250連接這些平面鏡241，並且能使這些平面鏡241能相對於點光源110移動，以改變第二光路P22。如此，光源裝置200也能調整第二光路P22上的第一頻譜的光R1的能量，進而改變預設頻譜光R3的頻譜。

圖3是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖3，本實施例的光源裝置300與前述實施例的光源裝置100相似，兩者功能及優點都相同，而且更包括相同的元件。以下將主要介紹光源裝置300與100之間的差異。

有別於前述實施例，光源裝置300更包括光學準直器，以用來準直點光源110所發出的第一頻譜的光R1。具體而言，光源裝置300包括穿透式準直鏡360。穿透式準直鏡360配置在點光源110與合光單元120之間，並配置於第一光路P31上。在本實施例中，第一濾光片131是配置在穿透式準直鏡360與合光單元120之間，所以第一濾光片131是將已準直後的第一頻譜的光R1改變為第二頻 譜的光R2，而第二頻譜的光R2基本上為準直後的平行光(parallel light)。

另外，光源裝置300所包括的反射單元340為反射式準直鏡，其例如是一種凹面反射鏡。當發散的第一頻譜的光R1從點光源110入射於反射單元340時，反射單元340不僅能反射第一頻譜的光R1，而且還能準直第一頻譜的光R1，以使第一頻譜的光R1變成平行光。由此可見，本發明所屬技術者可選用合適的焦距與準直鏡的配置來調變預設頻譜光R3中各波長的能量分布，從而得到所欲能量分布的預設頻譜光R3，滿足特定光學量測儀器(例如光譜儀)的需求。

必須說明的是，在圖3所示的實施例中，由於第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2皆被準直，所以不同於圖1A的實施例，整個第一光路P31與整個第二光路P32並不是發散光程。詳細而言，第一光路P31包括第一發散光程，而第二光路P32包括第二發散光程。第一與第二發散光程皆起始於點光源110，其中第一發散光程終止於穿透式準直鏡360，而第二發散光程終止於反射單元340。傳遞在第一與第二發散光程以外的第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2基本上都是平行光，而平行光的能量衰減不會與傳遞路徑的距離平方呈反比。此外，為了清楚呈現第一與第二發散光程，本案所有圖式(例如圖3)皆以細的第一頻譜的光R1與細的第二頻譜的光R2來分別表示第一與第二發散光程。

圖4是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖4，其所示的光源裝置400與圖3的光源裝置300相似，兩者功能及優點都相同，而且更包括相同的元件。以下將主要介紹光源裝置400與300之間的差異。

不同於光源裝置300，光源裝置400包括反射單元140，但不包括反射單元340，而且光源裝置400更包括兩個穿透式準直鏡：第一穿透式準直鏡461與第二穿透式準直鏡462。第一穿透式準直鏡461配置在點光源110與合光單元120之間以及第一光路P41上，而第二穿透式準直鏡462配置在點光源110與反射 單元140之間以及第二光路P42上。在本實施例中，第一光路P41包括第一發散光程，而第二光路P42包括第二發散光程，其中第一發散光程終止於第一穿透式準直鏡461，而第二發散光程終止於第二穿透式準直鏡462。

在圖4的實施例中，光源裝置400包括兩個穿透式準直鏡(第一穿透式準直鏡461與第二穿透式準直鏡462)，但在其他實施例中，光源裝置400也可只包括一個穿透式準直鏡，即圖4中的第一穿透式準直鏡461與第二穿透式準直鏡462其中一者可以省略。

圖5A是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖5A，本實施例的光源裝置500a與圖1A的光源裝置100相似，兩者功能及優點都相同，而且更包括相同的元件。以下將主要介紹光源裝置500a與100之間的差異。

相較於圖1A的光源裝置100，光源裝置500a更包括配置於第二光路P52a上的鏡頭單元570a，而鏡頭單元570a配置於合光單元120與反射單元140之間。鏡頭單元570a能準直或聚焦第一頻譜的光R1。當鏡頭單元570a準直第一頻譜的光R1時，第一頻譜的光R1會被鏡頭單元570a改變成平行光，所以從鏡頭單元570a出射的第一頻譜的光R1，其能量不會與傳遞路徑的距離平方呈反比，而第二光路P52a所包括的第二發散光程會終止於鏡頭單元570a，如同圖5A右側所示的細第一頻譜的光R1。

鏡頭單元570a包括透鏡571以及固定架572，其中透鏡571配置於固定架572與第二光路P52a上，以使第一頻譜的光R1能穿透透鏡571。透鏡571可以是凸透鏡。所以，第二發散光程實際上是終止於透鏡571。固定架572可具有多個固定部572h，而透鏡571可拆卸地(detachably)配置於其中一個固定部572h。例如，各個固定部572h可為插槽，其能與透鏡571配合(fitting)，以使透鏡571 能夠可拆卸地插設於任一個固定部572h中，進而改變透鏡571的位置。如此，當承載部150移動反射單元140來改變第二發散光程時，鏡頭單元570a能改變透鏡571的位置，以配合改變後的第二發散光程來調整焦距，從而讓入射於合光單元120的第一頻譜的光R1得以準直。

這些固定部572h沿著第二光路P52a而排列，以使透鏡571不論配置於哪一個固定部572h，第一頻譜的光R1都能穿透透鏡571。此外，在本實施例中，第二光路P52a可以與透鏡571的光軸(optical axis)共軸(coaxial)，以使第一頻譜的光R1能沿著透鏡571的光軸來穿透透鏡571。

在圖5A的實施例中，鏡頭單元570a所包括的透鏡571的數量僅為一個，且圖5A所示的透鏡571為凸透鏡，但在其他實施例中，鏡頭單元570a所包括的透鏡571的數量可為多個，而且這些透鏡571可包括至少一個凸透鏡與至少一個凹透鏡，以使配置於固定架572的這些透鏡571能組成一個鏡頭組，因此鏡頭單元570a可包括至少兩個相同或不同的透鏡571，不限定只包括一個透鏡571。

值得一提的是，除了圖5A所示的鏡頭單元570a，鏡頭單元570a也可以採用其他實施手段來實現，例如圖5B所示的鏡頭單元570b。請參閱圖5B，其所示的光源裝置500b相當近似於圖5A的光源裝置500b，而光源裝置500b與500a兩者之間的差異僅在於：光源裝置500b所包括的鏡頭單元570b不同於圖5A的鏡頭單元570a，其為液態透鏡。

具體而言，液態透鏡為一種能利用電壓來改變焦距的變焦透鏡，其主要原理是利用電壓來改變兩種不同液體之間的界面(boundary)形狀而達到變焦的效果。當承載部150移動反射單元140來改變第二發散光程時，配置在第二 光路P52b上的鏡頭單元570b可透過調整電壓來改變焦距，以配合改變後的第二發散光程，讓入射於合光單元120的第一頻譜的光R1得以準直。

圖6A是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖6A，本實施例的光源裝置600與圖1A的光源裝置100相似，而且也包括相同的元件。以下將主要介紹光源裝置600與100之間的差異：光源裝置600所包括的合光單元620、光衰減單元670以及輔助燈680。

不同於圖1A的合光單元120，合光單元620為許多元件結合而成的組件(assembly)。具體而言，合光單元120包括分光鏡621、聚焦鏡622以及光纖623。分光鏡621實質上相同於圖1A的合光單元120，所以分光鏡621能將第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2結合成預設頻譜光R3。聚焦鏡622例如是凸透鏡，並配置於預設頻譜光R3的路徑上，以及分光鏡621與光纖623之間。光纖623配置於預設頻譜光R3的路徑上，其中聚焦鏡622與光纖623耦合，以減少預設頻譜光R3從聚焦鏡622傳遞至光纖623時的能量損耗。

光衰減單元670配置於第一光路P11及/或第二光路P62上。以圖6A為例，光衰減單元670配置於第二光路P62上，並且位於點光源110與反射單元140之間的第二光路P62，而光衰減單元670能直接衰減光線的能量。換句話說，在本實施例中，光源裝置600不僅利用第一光路P11與第二光路P62兩者的發散光程來衰減第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2的能量，而且還利用光衰減單元670來衰減第一頻譜的光R1的能量。此外，光衰減單元670可以是積分球或減光片。

另外，光源裝置600更可以包括輔助燈680，其能對光纖623發出輔助光R5，以使預設頻譜光R3與輔助光R5結合，即輔助光R5、第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2彼此結合。在本實施例中，光纖623為Y型光纖，而預設頻譜 光R3與輔助光R5分別入射於光纖623的兩端，其中輔助光R5可以補足預設頻譜光R3所缺乏的頻譜，改善預設頻譜光R3的頻譜，從而滿足光學量測儀器的需求。此外，輔助燈680可以是發光二極體(Light Emitting Diode，LED)。在另一實施例中，輔助燈680與光纖623之間也可配置聚焦鏡提升光的耦合效率。在又一實施例中，光纖623也可用分光鏡來取代。

請參閱圖6A與圖6B，在本實施例中，光源裝置600可包括二片濾光片：第一濾光片131以及第二濾光片132，其中第一濾光片131與第二濾光片132分別配置於第一光路P11與第二光路P62上，而第二濾光片132能將在第二光路P62上傳遞的部分第一頻譜的光R1改變為第三頻譜的光R4。在其他實施例中，第二濾光片132可為一種減光片。

如圖6B所示，第一頻譜的光R1與第二頻譜的光R2都是光束(beam)，並且具有光腰(waist)。當第一頻譜的光R1入射於第二濾光片132時，只有部分第一頻譜的光R1穿過第二濾光片132而射入分光鏡621，部份第一頻譜的光R1並沒有照射於第二濾光片132而直接射入分光鏡621。亦即，第一頻譜的光R1的一部分被第二濾光片132遮蔽。所以，第二濾光片132能將在第二光路P62上傳遞的部分第一頻譜的光R1改變為第三頻譜的光R4，但其他部分第一頻譜的光R1因沒有被第二濾光片132遮蔽而保持不變。

請參閱圖6C，在本實施例中，第二濾光片132可具有四個遮蔽部132a、132b、132c與132d，並可沿著其中心C32自轉，而光源裝置600還包括可調裝置(未繪示)，其連接第二濾光片132，其中可調裝置可由簡單的機械結構所實現，例如可調裝置可包括齒輪或轉輪等，以使第二濾光片132能沿著其中心C32自轉。這些遮蔽部132a、132b、132c與132d是用來遮蔽第一頻 譜的光R1，且這些遮蔽部132a、132b、132c與132d的面積都不相同，其中面積由小到大排列是遮蔽部132a、132b、132c與132d。透過第二濾光片132的自轉，第二濾光片132能改變其遮蔽第一頻譜的光R1的面積。如此，可調裝置能調整第二濾光片132遮蔽第一頻譜的光R1的比例，從而調整預設頻譜光R3的頻譜。

由此可知，在圖6A與圖6B所示的實施例中，預設頻譜光R3實際上是由第一頻譜的光R1、第二頻譜的光R2及第三頻譜的光R4結合而成，所以預設頻譜光R3的頻譜也包括第三頻譜。在本實施例中，第二濾光片132是透過轉動以改變第一頻譜的光R1照射於第二濾光片132的面積，從而調整第三頻譜的光R4的亮度。如此，透過上述第二濾光片132的轉動，也可以改變預設頻譜光R3的頻譜而產生多樣化的頻譜，滿足多種光學量測儀譜的需求。本領域技術者也可採用其他手段調整第二濾光片132遮蔽第一頻譜的光R1的比例，例如第二濾光片132也可以沿垂直於第二光路P62的方向而移動，以調整第一頻譜的光R1照射於第二濾光片132的面積。此外，須說明的是，圖6A與圖6B所揭露的第二濾光片132也可應用於前述實施例中的光源裝置100、200、300、400、500a以及500b，而前述這些實施例中的合光單元120也可以替換成圖6A中的合光單元620。此外，聚焦鏡622也可應用於前述實施例中的光源裝置100、200、300、400、500a以及500b，配置於預設頻譜光R3的傳遞路徑上。

圖7是本發明另一實施例的光源裝置的示意圖。請參閱圖7，本實施例的光源裝置700與圖1A實施例的光源裝置100相似，而兩者之間的差異在於：光源裝置700所包括的點光源710，其包括燈源711、反光殼712、第一擴散片713a、第二擴散片713b以及外殼720，其中外殼720包覆燈源711、反光殼712、 第一擴散片713a以及第二擴散片713b，以保護這些元件，同時阻擋外界光線進入到光源裝置700。此外，前述實施例的光源裝置100、200、300、400、500a、500b與600也可以包括外殼720，以保護這些元件，同時阻擋外界光線。

燈源711例如是白熾燈或鹵素燈，所以燈源711可以是圖1A中的點光源110，並且能發出多道第一頻譜的光R1。反光殼712包圍燈源711，並具有兩個開口，而這兩個開口分別是第一出光口H71以及第二出光口H72，其中反光殼712可以是積分球。第一擴散片713a與第二擴散片713b分別配置於第一出光口H71與第二出光口H72，而燈源711所發出的這些第一頻譜的光R1能分別穿透第一擴散片713a與第二擴散片713b。

當第一頻譜的光R1入射於第一擴散片713a與第二擴散片713b時，第一擴散片713a與第二擴散片713b皆能散射第一頻譜的光R1，所以從第一擴散片713a與第二擴散片713b發出的第一頻譜的光R1皆為發散光束，而在光源裝置700中，第一發散光程(未標示)與第二發散光程(未標示)分別起始於第一擴散片713a與第二擴散片713b。此外，須說明的是，光源裝置700也可以包括圖6A與圖6B所揭露的第二濾光片132，而前述這些實施例中的點光源110也可以替換成圖7中的點光源710。

綜上所述，本發明是利用改變光路的發散光程(例如第二發散光程)長度來調整光(例如第一頻譜的光R1)的能量，進而改變預設頻譜光的頻譜。如此，本發明的光源裝置所產生的預設頻譜光可以具有多樣化的頻譜，從而滿足眾多光學量測儀器對特定頻譜的需求。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當 可作些許之更動與潤飾，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‧‧‧光源裝置

110‧‧‧點光源

120‧‧‧合光單元

131‧‧‧第一濾光片

140‧‧‧反射單元

150‧‧‧承載部

P11‧‧‧第一光路

P12‧‧‧第二光路

R1‧‧‧第一頻譜的光

R2‧‧‧第二頻譜的光

R3‧‧‧預設頻譜光

Claims (22)

1. 一種光源裝置，用以輸出一預設頻譜光，並包括： 一點光源，分別沿著一第一光路以及一第二光路發出第一頻譜的光，該第一光路包括一第一發散光程，該第二光路包括一第二發散光程，其中該第一發散光程的長度不同於該第二發散光程的長度，而該點光源配置該第一發散光程與該第二發散光程的起始端； 一第一濾光片，配置於該第一光路上，並用以將在該第一光路上傳遞的該第一頻譜的光改變為一第二頻譜的光；以及 一合光單元，配置於該第一光路與該第二光路的末端，並用於結合該第一光路與該第二光路藉以輸出該預設頻譜光。
2. 如請求項1所述之光源裝置，更包括： 一反射單元，配置於該第二光路，並用於反射在該第二光路上傳遞的該第一頻譜的光。
3. 如請求項1所述之光源裝置，更包括： 一穿透式準直鏡，配置在該點光源與該合光單元之間，並配置於該第一光路上，其中該第一發散光程終止於該穿透式準直鏡。
4. 如請求項2所述之光源裝置，更包括： 一穿透式準直鏡，配置在該點光源與該反射單元之間以及該第二光路上，其中該第二發散光程終止於該穿透式準直鏡。
5. 如請求項2所述之光源裝置，更包括： 一第一穿透式準直鏡，配置在該點光源與該合光單元之間，並配置於該第一光路上，其中該第一發散光程終止於該第一穿透式準直鏡；以及 一第二穿透式準直鏡，配置在該點光源與該反射單元之間以及該第二光路上，其中該第二發散光程終止於該第二穿透式準直鏡。
6. 如請求項2所述之光源裝置，更包括一承載部，其連接該反射單元，並用以使該反射單元相對於該點光源移動，以改變該第二光路。
7. 如請求項6所述之光源裝置，其中該承載部具有驅動源，並用於驅動該反射單元移動。
8. 如請求項6所述之光源裝置，其中該合光單元配合該反射單元的移動而相對於該點光源移動。
9. 如請求項2所述之光源裝置，其中該反射單元包括至少一面平面鏡。
10. 如請求項2所述之光源裝置，其中該反射單元為一反射式準直鏡，而該第二發散光程終止於該反射單元。
11. 如請求項1所述之光源裝置，其中該合光單元為一分光鏡或Y型光纖。
12. 如請求項1所述之光源裝置，其中該合光單元包括： 一分光鏡，用於將該第一頻譜的光與該第二頻譜的光結合成該預設頻譜光； 一光纖，配置於該預設頻譜光的路徑上；以及 一聚焦鏡，配置於該預設頻譜光的路徑上，以及該分光鏡與該光纖之間，其中該聚焦鏡與該光纖耦合。
13. 如請求項1所述之光源裝置，其中該點光源包括： 一燈源； 一反光殼，包圍該燈源，並具有一第一出光口與一第二出光口； 一第一擴散片，配置於該第一出光口；以及 一第二擴散片，配置於該第二出光口，其中該些第一頻譜的光分別穿透該第一擴散片與該第二擴散片，而該第一發散光程與該第二發散光程分別起始於該第一擴散片與該第二擴散片。
14. 如請求項13所述之光源裝置，更包括一第二濾光片，其配置於該第二光路上，並用以將在該第二光路上傳遞的部分該第一頻譜的光改變為一第三頻譜的光，其中該第一頻譜的光的一部分被該第二濾光片遮蔽。
15. 如請求項14所述之光源裝置，還包括一可調裝置，其連接該第二濾光片，並適於調整該第二濾光片遮蔽該第一頻譜的光的比例。
16. 如請求項1所述之光源裝置，更包括一輔助燈，該輔助燈用於發出一輔助光，而該輔助光、該第一頻譜的光及該第二頻譜的光結合。
17. 如請求項1所述之光源裝置，更包括一光衰減單元，其配置於該第一光路及/或該第二光路上。
18. 如請求項17所述之光源裝置，其中該光衰減單元為積分球或減光片。
19. 如請求項1所述之光源裝置，更包括： 一鏡頭單元，配置於該第二光路上，其中該第二發散光程終止於該鏡頭單元。
20. 如請求項19所述之光源裝置，其中該鏡頭單元為液態透鏡。
21. 如請求項19所述之光源裝置，其中該鏡頭單元包括： 至少一透鏡，配置於該第二光路上；以及 一固定架，具有多個固定部，其中該些固定部沿著該第二光路排列，且該至少一透鏡其中之一可拆卸地配置於其中一該固定部。
22. 如請求項21所述之光源裝置，其中各該固定部為插槽。

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