專利名稱：光線分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)裝置，尤其是一種用以分離光線的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
目前的投影機(jī)可大致分為兩類數(shù)字光源處理(digital light processing, DLP)投影機(jī)和硅液晶(liquid crystal on silicon, LCOS)投影機(jī)。這兩類投影機(jī) 均具有光路設(shè)計(jì)簡單、高亮度、高對(duì)比等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于商用投影 機(jī)、家用投影機(jī)以及大型背投電視中。
DLP投影機(jī)和LCOS投影機(jī)都需要利用色輪(color whed)來分離不同顏 色的光線。 一般而言，色輪是由紅、綠、藍(lán)、白等四個(gè)不同顏色的濾光片組 合而成，并以高速持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)色輪過濾后，白光光源中包括的紅光、綠光、 藍(lán)光以及白光本身，會(huì)依序通過色輪，再各自被投射至特定的位置。這四種 顏色的光線最后經(jīng)其它光學(xué)組件調(diào)整、合成，以組合出全彩的影像。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，色輪裝置須包括提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力的馬達(dá)，因此會(huì) 消耗相當(dāng)高的功率。此外，在高溫環(huán)境中持續(xù)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪具有損耗率相 當(dāng)高的缺點(diǎn)。另一方面，上述的投影機(jī)制都是在空氣中傳遞光線，難以避免 光線漏失或散射的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種光線分離裝置，以取代傳統(tǒng)技術(shù)中的 色輪。根據(jù)本發(fā)明的光線分離裝置可利用光纖(optical fiber)傳遞光線，因此 其硬件配置較色輪裝置有彈性，亦可避免散射、漏光等問題。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選具體實(shí)施例為一光線分離裝置。該裝置包括一光 源、 一輸出組件、 一第一濾光器、 一第一光循環(huán)器(circulator)、 一第二濾光 器，以及一第二光循環(huán)器。
該光源用以提供一原色光；該原色光包括一第一彩色光、一第二彩色光, 以及一第三彩色光。該第一濾光器用以將該第一彩色光由該原色光中濾出， 并產(chǎn)生一第一過濾光。該第一光循環(huán)器用以由該光源接收該原色光，并將該 原色光輸出至該第一濾光器。在該第一濾光器將該第一彩色光由該原色光中 濾出后，該第一光循環(huán)器將該第一彩色光引導(dǎo)至該輸出組件。該第二濾光器 用以將該第二彩色光由該第一過濾光中濾出，并產(chǎn)生一第二過濾光。該第二 光循環(huán)器用以由該第一濾光器接收該第一過濾光，并將該第一過濾光輸出至 該第二濾光器。在該第二濾光器將該第二彩色光由該第一過濾光中濾出后， 該第二光循環(huán)器將該第二彩色光引導(dǎo)至該輸出組件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以借由以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第 主要組件符號(hào)說明 10:光線分離裝置 12:輸出組件 14:第一光循環(huán)器 16:第二光循環(huán)器 18:第三光循環(huán)器 20:分光器
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一主要目的在于提供一種光線分離裝置。根據(jù)本發(fā)明的光線分 離裝置可應(yīng)用于DLP投影機(jī)和LCOS投影機(jī)，亦可應(yīng)用于各種需要分離不 同顏色的光線的光學(xué)系統(tǒng)中。
請(qǐng)參閱圖1。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的光線分離裝置的第一優(yōu)選具體實(shí)施 例。該光線分離裝置10包括一光源11、 一輸出組件12、 一第一濾光器13、 一第一光循環(huán)器14、 一第二濾光器15，以及一第二光循環(huán)器16。在實(shí)際應(yīng) 用中，該等組件之間可利用光纖彼此連接。
光源11用以提供一原色光。該原色光包括一第一彩色光、 一第二彩色
一優(yōu)選具體實(shí)施例的光線分離裝置的方塊圖。 二優(yōu)選具體實(shí)施例的光線分離裝置的方塊圖。 三優(yōu)選具體實(shí)施例的光線分離裝置的方塊圖。
11:光源 13:第一濾光器 15:第二濾光器 17:第三濾光器 19:光衰減器
光，以及一第三彩色光。舉例而言，該原色光可為一白光。為方便解說，以
下的實(shí)施例將假設(shè)該第一彩色光為紅光(R)、該第二彩色光為綠光(G)、該第 三彩色光為藍(lán)光(B)。實(shí)際上，該原色光中亦可能包括其它顏色的光線。
相對(duì)地，以下的實(shí)施例將假設(shè)第一濾光器13用以濾出紅光。更明確地 說，第一濾光器13會(huì)將一輸入光中的紅光濾出并反射。該輸入光中其它顏 色的光線則會(huì)通過第一濾光器13。第二濾光器15則被假設(shè)為用以濾出綠光。 于實(shí)際應(yīng)用中，第一濾光器13與第二濾光器15可分別為一以陣列式波導(dǎo) (array wave guide, AWG)制作而成的漸變式光纖光4冊(cè)(chirp fiber Bragg grating)。
此實(shí)施例中的第一光循環(huán)器14與第二光循環(huán)器16均為三端口(3-port) 的光循環(huán)器。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，光循環(huán)器可引導(dǎo)光線往特定方向傳播。 以圖1中的第一光循環(huán)器14為例，第一光循環(huán)器14的三個(gè)輸入/輸出(10) 端分別標(biāo)有l(wèi)、 2、 3的標(biāo)號(hào)。 一般而言，由1號(hào)IO端進(jìn)入第一光循環(huán)器14 的光線會(huì)由2號(hào)10端輸出。由2號(hào)10端進(jìn)入第一光循環(huán)器14的光線會(huì)由 3號(hào)10端輸出。由3號(hào)10端進(jìn)入第一光循環(huán)器14的光線則會(huì)由1號(hào)10端 輸出。第二光循環(huán)器16的運(yùn)作規(guī)則亦同于此，因此不再贅述。
第一光循環(huán)器14首先通過1號(hào)IO端由光源11接收該原色光，并通過2 號(hào)IO端將該原色光輸出至第一濾光器13。該原色光中的紅光會(huì)被第一濾光 器13濾出并反射回第一光循環(huán)器14。該原色光中其它顏色的光線則會(huì)通過 第一濾光器13,成為第一過濾光。被反射回第一光循環(huán)器14的紅光進(jìn)入第 一光循環(huán)器14的2號(hào)IO端，再由第一光循環(huán)器14的3號(hào)IO端輸出。也就 是說，第一光循環(huán)器14會(huì)將紅光引導(dǎo)至輸出組件12。
第二光循環(huán)器16通過1號(hào)IO端由第一濾光器13接收該第一過濾光， 并通過2號(hào)I0端將該第一過濾光輸出至第二濾光器15。第二濾光器15將 綠光由該第一過濾光中濾出并反射至第二光循環(huán)器16的2號(hào)IO端后，再由 第二光循環(huán)器16的3號(hào)10端將該綠光引導(dǎo)至輸出組件12。第一過濾光中 其它顏色的光線則會(huì)通過第二濾光器15,成為第二過濾光。若該原色光中除 了紅光、綠光、藍(lán)光外，未包括其它顏色的光線，則該第二過濾光即為藍(lán)光。
如圖1所示，經(jīng)第一濾光器13與第二濾光器15濾出的紅、綠、藍(lán)三色 光線分別被傳送至輸出組件12。在實(shí)際應(yīng)用中，輸出組件12可為一光開關(guān) (optical switch),用以選擇性地輸出紅光、綠光或藍(lán)光。借此，光線分離裝置 10即可達(dá)成分離并提供各色光線的功效。
請(qǐng)參閱圖2。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選具體實(shí)施例的方塊圖。于 此實(shí)施例中，光線分離裝置IO進(jìn)一步包括一第三濾光器17、 一第三光循環(huán) 器18,以及一光衰減器(optical attenuator) 19 。
假設(shè)該原色光中除了紅光、綠光、藍(lán)光外，還包括其它顏色的光線，則 第三濾光器17可用以將藍(lán)光由該第二過濾光中濾出。如圖2所示，第三光 循環(huán)器18用以由第二濾光器15接收該第二過濾光，并將該第二過濾光輸出 至第三濾光器17。第三濾光器17將藍(lán)光由該第二過濾光中濾出后，第三光 循環(huán)器18將藍(lán)光引導(dǎo)至輸出組件12。第二過濾光中其它顏色的光線則會(huì)通 過第三濾光器17,成為第三過濾光。光衰減器19用以由第三濾光器17接收 該第三過濾光，并將該第三過濾光衰減。此處的第三過濾光通常為雜散光。
請(qǐng)參閱圖3。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選具體實(shí)施例的方塊圖。相 較于前一個(gè)實(shí)施例，此實(shí)施例中的光線分離裝置10又進(jìn)一步包括一分光器 20。
分光器20置放于光源11與第一光循環(huán)器14之間，并用以依特定比例 將該原色光分離為一第一原色光與一第二原色光。舉例來說，分光器20可 將光源11輸出的白光分成兩個(gè)部份。其中一部份的白光會(huì)進(jìn)入第一光循環(huán) 器14,另一部份的白光(W)則被直接傳送至輸出組件12。相對(duì)應(yīng)地，此實(shí)施 例中的輸出組件12具有四個(gè)輸入端，分別用以接收紅光、綠光、藍(lán)光以及 白光。輸出組件12可選擇性地輸出這四種顏色的光線，或是周期地依序輸 出該等光線。加入一定比例的白光后，投影機(jī)提供的影像亮度可被提升。
根據(jù)本發(fā)明的光線分離裝置可取代傳統(tǒng)技術(shù)中的色輪。由于根據(jù)本發(fā)明 的光線分離裝置可利用光纖傳遞光線，因此其硬件配置較傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)有彈 性，亦可避免光線漏失、散射至周遭環(huán)境中的問題。此外，根據(jù)本發(fā)明的光 線分離裝置可應(yīng)用于DLP投影機(jī)和LCOS投影機(jī)，亦可應(yīng)用于各種需要分 離不同顏色的光線的光學(xué)系統(tǒng)中。
借由以上優(yōu)選具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與
相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明的范疇 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光線分離裝置，包括一光源，該光源用以提供一原色光，該原色光包括一第一彩色光、一第二彩色光，以及一第三彩色光；一輸出組件；一第一濾光器，該第一濾光器用以將該第一彩色光由該原色光中濾出，并產(chǎn)生一第一過濾光；一第一光循環(huán)器，該第一光循環(huán)器用以由該光源接收該原色光，并將該原色光輸出至該第一濾光器，在該第一濾光器將該第一彩色光由該原色光中濾出后，該第一光循環(huán)器將該第一彩色光引導(dǎo)至該輸出組件；一第二濾光器，該第二濾光器用以將該第二彩色光由該第一過濾光中濾出，并產(chǎn)生一第二過濾光；以及一第二光循環(huán)器，該第二光循環(huán)器用以由該第一濾光器接收該第一過濾光，并將該第一過濾光輸出至該第二濾光器，在該第二濾光器將該第二彩色光由該第一過濾光中濾出后，該第二光循環(huán)器將該第二彩色光引導(dǎo)至該輸出組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該原色光為一白光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該第一彩色光為一紅光， 該第二彩色光為一綠光，該第三彩色光為一藍(lán)光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該第二過濾光為該第三彩 色光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該輸出組件為一光開關(guān)， 并用以選擇性地輸出該第 一彩色光或該第二彩色光。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，該光線分離裝置進(jìn)一步包括 一第三濾光器，該第三濾光器用以將該第三彩色光由該第二過濾光中濾出，并產(chǎn)生一第三過濾光；以及一第三光循環(huán)器，該第三光循環(huán)器用以由該第二濾光器接收該第二過濾 光，并將該第二過濾光輸出至該第三濾光器，在該第三濾光器將該第三彩色 光由該第二過濾光中濾出后，該第三光循環(huán)器將該第三彩色光引導(dǎo)至該輸出 組件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光線分離裝置，該光線分離裝置進(jìn)一步包括 一光衰減器，該光衰減器用以由該第三濾光器接收該第三過濾光，并將該第三過濾光衰減。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光線分離裝置，其中該輸出組件為一光開關(guān)， 并用以選擇性地輸出該第一彩色光、該第二彩色光，或該第三彩色光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，該光線分離裝置進(jìn)一步包括 一分光器，該分光器置放于該光源與該第一光循環(huán)器之間，并用以將該原色光分離為一第一原色光與一第二原色光、將該第一原色光輸出至該第一 光循環(huán)器、將該第二原色光輸出至輸出組件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光線分離裝置，其中該輸出組件為一光開關(guān)， 并用以選擇性地輸出該第一彩色光、該第二彩色光、該第三彩色光，或該第 二原色光。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該輸出組件、該第一濾 光器、該第一光循環(huán)器、該第二濾光器，以及該第二光循環(huán)器之間是以一光 纖彼此連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該第一濾光器與該第二 濾光器分別為一漸變式光纖光柵。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線分離裝置，其中該第一濾光器與該第二 濾光器分別以一陣列式波導(dǎo)制作而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光線分離裝置，其中包括光源、輸出組件、第一濾光器、第一光循環(huán)器、第二濾光器，與第二光循環(huán)器。該光源提供包括第一彩色光、第二彩色光，以及第三彩色光的原色光。第一濾光器將第一彩色光由原色光中濾出，并產(chǎn)生一第一過濾光。第一光循環(huán)器由光源接收原色光，并將原色光輸出至第一濾光器。第一光循環(huán)器將第一彩色光引導(dǎo)至輸出組件。第二濾光器將第二彩色光由第一過濾光中濾出，并產(chǎn)生一第二過濾光。第二光循環(huán)器由第一濾光器接收第一過濾光，并將第一過濾光輸出至第二濾光器。第二光循環(huán)器將第二彩色光引導(dǎo)至輸出組件。
文檔編號(hào)G02B27/10GK101178483SQ20061014470
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2006年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者張耀民 申請(qǐng)人:明基電通股份有限公司