光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一光學(xué)系統(tǒng)，其用于一投影機(jī)中，且包含依序設(shè)置的一固態(tài)光源模塊、一光學(xué)模塊、一熒光元件及一光中繼模塊。固態(tài)光源模塊可產(chǎn)生一第一光束，而光學(xué)模塊可傳遞及均勻第一光束，以使第一光束均勻照射于熒光元件上。光學(xué)模塊并可使第一光束照射于熒光元件的一光斑具有一預(yù)定形狀及一預(yù)定面積，從而使熒光元件以一發(fā)光面積來發(fā)射一第二光束。光中繼模塊可接收第二光束的一部分光束，該部分光束具有一立體角，而該立體角與該發(fā)光面積所定義的一光展量可等同于投影機(jī)的光調(diào)變器的一光展量。
【專利說明】光學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)一種光學(xué)系統(tǒng)，特別關(guān)于一種用于投影機(jī)中的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的投影機(jī)越來越多采用一固態(tài)光源模塊配合一熒光元件的光學(xué)系統(tǒng)，來產(chǎn)生不同顏色的光線。請參閱圖1所示，此種光學(xué)系統(tǒng)中，固態(tài)光源模塊IOA具有多個(gè)激光二極管11A，該些激光二極管IlA可分別產(chǎn)生一激光12A，然后該些激光12A經(jīng)由一透鏡13A匯聚至熒光元件20A上，以使該熒光元件20A激發(fā)出具有特定顏色(波長)的散射的光線21A。然而，該種光學(xué)系統(tǒng)至少具有以下兩種缺失。
[0003]首先，該些激光12A借由透鏡13A匯聚至熒光元件20A時(shí)，并不會(huì)均勻地照射于熒光元件20A上；換言之，熒光元件20A的某些區(qū)域會(huì)被較多的激光12A照射，而某些區(qū)域會(huì)被較少的激光12A照射到。若被較多的激光12A照射時(shí)，熒光元件20A的那些區(qū)域?qū)?huì)產(chǎn)生較高的溫度，可能使得突光元件20A的發(fā)光效率(exciting efficiency)降低，也就是說熒光元件上所涂布的熒光劑的激發(fā)效率會(huì)隨著溫度升高而有熱衰退的現(xiàn)象。
[0004]另外，該些激光12A照射于熒光元件20A上的光斑(light spot)的形狀及面積并沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，常會(huì)造成熒光元件20A的發(fā)光面積過大，從而使得熒光元件20A具有過大的光展量(6tendue or Etendue);也就是指,突光元件20A的光展量會(huì)大于投影機(jī)的光調(diào)變器(圖未示)所能接受的光展量，使得部分的激發(fā)光線21A無法被光調(diào)變器利用而造成光損失。需說明的是，光展量為光源面積與發(fā)散立體角(solid angle)的乘積，用以表示光線的幾何特性。
[0005]為了使上述兩種缺失能夠改善，必需精密地調(diào)整各激光二極管IlA的位置以及激光12A光束的角度及方向，同時(shí)更要精密地對齊由激光二極管IlA到熒光元件20A之間的所有光學(xué)元件。爾后，該些激光12A才會(huì)均勻照射于熒光元件20A上，且該些激光12A照射于熒光元件20A上的光斑才會(huì)有適當(dāng)?shù)男螤罴懊娣e。但是，上述的改善方式會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間及成本，且實(shí)務(wù)上并不容易控制，因此不利于投影機(jī)的制造。因此在廉價(jià)的投影機(jī)中，熒光元件的激發(fā)效率并不好，所激發(fā)出的光線也沒有被有效地利用。
[0006]有鑒于此，提供一種可改善至少一種上述缺失的光學(xué)系統(tǒng)，乃為此業(yè)界亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一目的在于提供一種光學(xué)系統(tǒng)，其可容易地讓熒光元件有良好的激發(fā)效率。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供另一種光學(xué)系統(tǒng)，其可容易地讓熒光元件所激發(fā)的光線被投影機(jī)良好地應(yīng)用。
[0009]為達(dá)上述目的，本發(fā)明所公開的光學(xué)系統(tǒng)可用于一投影機(jī)中，且其包含:一固態(tài)光源模塊，用以產(chǎn)生一第一光束；一光學(xué)模塊，設(shè)置于該固態(tài)光源模塊的一側(cè)；一熒光元件，設(shè)置于該光學(xué)模塊的一側(cè)，而該光學(xué)模塊設(shè)置于該固態(tài)光源模塊與該熒光元件之間；以及一光中繼模塊，設(shè)置于該熒光元件的一側(cè)，而該熒光元件設(shè)置于該光學(xué)模塊與該光中繼模塊之間；其中，該光學(xué)模塊用以傳遞及均勻該第一光束，以使該第一光束均勻照射于該熒光元件上，該光學(xué)模塊并用以使該第一光束照射于該熒光元件的一光斑具有一預(yù)定形狀及一預(yù)定面積，從而使該熒光元件以一發(fā)光面積來發(fā)射一第二光束；該光中繼模塊用以接收該第二光束的一部分光束，該部分光束具有一立體角；其中，該立體角與該發(fā)光面積所定義的一光展量實(shí)質(zhì)地等同于該投影機(jī)的一光調(diào)變器的一光展量。
[0010]本發(fā)明所公開的光學(xué)系統(tǒng)僅借由光學(xué)模塊，即可讓第一光束均勻地照射該熒光元件且具有預(yù)定形狀及面積的光斑，不需像現(xiàn)有般采取精密地調(diào)整固態(tài)光源的相對位置等耗費(fèi)時(shí)間及成本的作法。因此，本發(fā)明所揭露的光學(xué)系統(tǒng)可容易地讓熒光元件有良好的激發(fā)效率，以及讓熒光元件所激發(fā)的光線被投影機(jī)良好地應(yīng)用。
[0011]為讓上述目的、技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文以較佳的實(shí)施例配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)的平面示意圖。
[0013]圖2為為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一平面示意圖。
[0014]圖3為依據(jù)本發(fā)明的第一或第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的另一平面示意圖。
[0015]圖4為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的固態(tài)光源模塊的平面示意圖。
[0016]圖5為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的熒光元件的溫度與發(fā)光效率的關(guān)系示意圖
[0017]圖6為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第一光束的光斑與熒光元件的示意圖。
[0018]圖7為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光調(diào)變器及投影鏡頭的平面示意圖。
[0019]圖8為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的平面示意圖。
[0020]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0021]“現(xiàn)有”
[0022]IOA固態(tài)光源模塊
[0023]IIA激光二極管
[0024]12A 激光
[0025]13A 透鏡
[0026]20A熒光元件
[0027]2IA 光線
[0028]“本發(fā)明”
[0029]1、2光學(xué)系統(tǒng)
[0030]10固態(tài)光源模塊
[0031]11固態(tài)光源
[0032]111 光線
[0033]12準(zhǔn)直透鏡
[0034]13第一光束
[0035]131 光斑[0036]20光學(xué)模塊
[0037]21積分柱
[0038]211 出口
[0039]22中繼透鏡
[0040]30熒光元件
[0041]31第二光束
[0042]311部分光束
[0043]Θ I立體角
[0044]A2發(fā)光面積
[0045]35光中繼模塊
[0046]351 透鏡
[0047]40光調(diào)變器
[0048]41調(diào)變面積
[0049]θ2可用光立體角
[0050]50投影鏡頭
[0051]53均光元件
[0052]55光傳遞模塊
[0053]60光學(xué)模塊
[0054]61透影陣列
[0055]611 透鏡
[0056]62中繼透鏡
【具體實(shí)施方式】
[0057]請參閱圖2及圖3所示，分別為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的二平面示意圖。于本發(fā)明的第一實(shí)施例中，一光學(xué)系統(tǒng)I被提出，其可應(yīng)用于一投影機(jī)中，也可視為投影機(jī)的一部分。該光學(xué)系統(tǒng)I包括了一固態(tài)光源模塊10、一光學(xué)模塊20、一突光兀件30及一光中繼模塊35 ;另外，后述的投影機(jī)的光調(diào)變器40、投影鏡頭50、均光元件53或光傳遞模塊55等亦可視為包括于該光學(xué)系統(tǒng)I中。
[0058]整體而言，固態(tài)光源模塊10、光學(xué)模塊20、突光兀件30及光中繼模塊35為依序地設(shè)置；也就是，光學(xué)模塊20設(shè)置于固態(tài)光源模塊10的一側(cè)(例如后側(cè))，熒光元件30設(shè)置于光學(xué)模塊20的一側(cè)(例如后側(cè))，而光中繼模塊35設(shè)置于突光兀件30的一側(cè)(例如后側(cè))。如此，光學(xué)模塊20會(huì)設(shè)置于固態(tài)光源模塊10與突光兀件之間30,而突光兀件30會(huì)設(shè)置于光學(xué)模塊20與光中繼模塊35之間。
[0059]固態(tài)光源模塊10、光學(xué)模塊20、熒光元件30、光中繼模塊35及光調(diào)變器40等的進(jìn)一步技術(shù)特征將依序說明如下。
[0060]請配合參閱圖4所示，為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的固態(tài)光源模塊的平面示意圖。該固態(tài)光源模塊10可具有多個(gè)固態(tài)光源11,而該些固態(tài)光源11可為一激光二極管或一發(fā)光二極管；于本實(shí)施例中，固態(tài)光源11以激光二極管為例示。固態(tài)光源模塊10還可選擇地包括多個(gè)準(zhǔn)直透鏡12，該些準(zhǔn)直透鏡12分別設(shè)置于該些固態(tài)光源11的一側(cè)，以接收該些固態(tài)光源11發(fā)射出的光線111，并使光線111能更為準(zhǔn)直。此外，該些固態(tài)光源11還會(huì)設(shè)置成能使得所發(fā)射出的該些光線111有良好的平行度。
[0061]該些固態(tài)光源11所產(chǎn)生光線111可集合成一第一光束13,換言之，固態(tài)光源模塊10整體而言可借由該些固態(tài)光源11來產(chǎn)生一第一光束13。由于該些光線111皆有良好的準(zhǔn)直度，且該些光線111的平行度也為良好，故第一光束13整體也會(huì)有良好的準(zhǔn)直度。
[0062]請復(fù)參閱圖2，該光學(xué)模塊20可傳遞及均勻該第一光束13，且其可具有一積分柱(integration rod) 21及至少一中繼透鏡(relay lens) 22,而中繼透鏡22的數(shù)目以三個(gè)為例示。
[0063]第一光束13可被第一個(gè)中繼透鏡22匯聚及傳遞至積分柱21中，以被積分柱21均勻化；也就是，第一光束13通過積分柱21時(shí)，會(huì)在積分柱21中反射或全反射，使得離開積分柱21后的第一光束13能有較為均勻分布的光強(qiáng)度。要說明的是該積分柱21可為實(shí)心或是空心的態(tài)樣。
[0064]被均勻后的第一光束13接著會(huì)被第二及第三個(gè)中繼透鏡22傳遞至熒光元件30上。熒光元件30可為一固定式的熒光板或一旋轉(zhuǎn)式的熒光色輪，且可為一穿透式熒光元件或反射式突光元件。
[0065]第一光束13會(huì)均勻地照射于熒光元件30上，以使得熒光元件30被激發(fā)光的效率因熱衰退的影響達(dá)到最小。請配合參閱圖5所示，為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的熒光元件的溫度與發(fā)光效率的關(guān)系示意圖。詳言之，熒光元件30的最大發(fā)光效率對應(yīng)一特定溫度，例如40度左右(此數(shù)值僅為例示)；當(dāng)熒光元件30被第一光束13均勻照射時(shí)，熒光元件30的溫度不易超過該特定溫度，故被激發(fā)光的效率因熱衰退的影響可達(dá)到最小。
[0066]請參閱圖2及圖6所不，圖6為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第一光束的光斑與突光兀件的示意圖。光學(xué)模塊20除了使第一光束13均勻地照射于熒光元件30，還可使第一光束13照射于熒光元件30的一光斑131具有一預(yù)定面積(即一預(yù)定尺寸)及一預(yù)定形狀。
[0067]光斑131的預(yù)定形狀設(shè)置成與光調(diào)變器40 (如圖7所示)的形狀相同(或相似)。因此，若光調(diào)變器40的形狀為一矩型，則光斑131的預(yù)定形狀會(huì)相同或相似于該矩型。
[0068]光斑131的預(yù)定形狀又與積分柱21的出口(output aperture) 211的形狀有關(guān)聯(lián)。詳言之，第一光束13通過積分柱21后，除了被均勻化，還會(huì)被積分柱21塑型(shaped)，使得第一光束13的沿著主光軸的截面的形狀相同或相似于積分柱21的出口 211的形狀。
[0069]然后，若熒光元件30垂直于第一光束13的主光軸時(shí)，塑型后的光斑131的預(yù)定形狀會(huì)等同于積分柱21的出口 211的形狀；若熒光元件30傾斜于第一光束13的主光軸時(shí)，塑型后的光斑131的預(yù)定形狀不會(huì)等同于積分柱21的出口 211的形狀，而是等同于“積分柱21的出口 211沿著第一光束13的主光軸投影至熒光元件30上”的形狀。
[0070]舉例而言，若光斑131的預(yù)定形狀需為一矩型(長寬比為4:3)，則當(dāng)熒光元件30垂直于第一光束13的主光軸時(shí)，積分柱21的出口 211可設(shè)置成同個(gè)矩型；但是當(dāng)熒光元件30傾斜于第一光束13的主光軸時(shí)，積分柱21的出口 211會(huì)設(shè)置成另一個(gè)矩型(長寬比非為 4:3)。
[0071]光斑131的預(yù)定面積與“積分柱21的出口 211的面積”以及“中繼透鏡22的放大率(magnification) ”有關(guān)聯(lián)。詳言之，當(dāng)熒光元件30垂直于第一光束13的主光軸時(shí)，光斑131的面積為“出口 211的面積與中繼透鏡22的放大率的乘積”，因此調(diào)整出口 211的面積及/或中繼透鏡22的放大率，即可得到光斑131的預(yù)定面積。
[0072]當(dāng)熒光元件30傾斜于第一光束13的主光軸時(shí)，光斑131的預(yù)定面積除了要考量“出口 211的面積與中繼透鏡22的放大率的乘積”，還要考量“熒光元件30相對于第一光束13的主光軸的夾角”，才能使光斑131的面積符合所需。
[0073]當(dāng)?shù)谝还馐?3照射于熒光元件30的光斑131具有預(yù)定面積及預(yù)定形狀后，可使得突光兀件30以一發(fā)光面積A2來發(fā)射一第二光束31。
[0074]請復(fù)參閱圖3，光中繼模塊35可包含至少一透鏡351，而本實(shí)施例以兩個(gè)透鏡351為例。光中繼模塊35可接受第二光束31的一部分光束311 ;換言之，第二光束31不是全部皆被光中繼模塊35接收，超過光中繼模塊35的接收范圍外的光線即不會(huì)進(jìn)入至光中繼模塊35中。部分光束311具有一立體角Θ i，該立體角Θ I對應(yīng)光中繼模塊35的收光能力時(shí)；也就是，若光中繼模塊35能接收越多的部分光束311時(shí)，部分光束311的立體角Θ I將越大。光中繼模塊35的收光能力可由“光中繼模塊35的尺寸”或是“光中繼模塊35與熒光元件30之間的距離”來決定。
[0075]“部分光束311的立體角Θ廣與“熒光元件30的發(fā)光面積A2”可定義一光展量Ep，該光展量Ep與立體角Θ I及發(fā)光面積A2之間的關(guān)系可為:發(fā)光面積A2與立體角Θ I的乘積，也就是，ΕΡ=Α2 Θ 10立體角Θ i與發(fā)光面積A2所定義的光展量Ep將實(shí)質(zhì)地等于投影機(jī)的光調(diào)變器40的可利用的光展量Em。如此，部分光束311爾后經(jīng)由均光元件53 (例如積分柱或光導(dǎo)管等)及光傳遞模塊55等傳遞至光調(diào)變器40時(shí)，可被光調(diào)變器40充分地利用，減少部分光束311的光損失。
[0076]請參閱圖7所示，為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光調(diào)變器及投影鏡頭的平面示意圖。光調(diào)變器40可為一數(shù)字微鏡裝置(DMD)、一硅基液晶裝置(LCoS)或一液晶裝置(LCD)。光調(diào)變器40具有一調(diào)變面積(modulator area) Al及一數(shù)值孔徑(numeral aperture, NA),該數(shù)值孔徑NA與光調(diào)變器40的一可用光(即可接收光)立體角Θ 2有關(guān)聯(lián)，并還進(jìn)一步與投影機(jī)的一投影鏡頭50的光圈數(shù)(F-number)相關(guān)，其關(guān)系式為Θ 2= π (1/F-number)2 ;因此，當(dāng)投影鏡頭50較大、光圈數(shù)較小時(shí)，光調(diào)變器40的可用光立體角θ2即會(huì)增加。光調(diào)變器40的光展量Em為調(diào)變面積Al與可用光立體角θ2的函數(shù)，舉例而言，光展量Em可為:調(diào)變面積Al與可用光立體角Θ 2的乘積，也就是，Em=Al Θ 2。
[0077]請復(fù)參閱圖3及圖6。當(dāng)光調(diào)變器40的光展量Em已知后，可決定出“部分光束311的立體角Θ/’與“熒光元件30的發(fā)光面積Α2”所定義的光展量Ep，進(jìn)而決定出立體角Q1與發(fā)光面積Α2的所需數(shù)值。使用者可先選定立體角Θ i與發(fā)光面積A2其中一者的所需數(shù)值，然后再推算另一者的所需數(shù)值。簡言之，當(dāng)光調(diào)變器40的光展量Em已知后，熒光元件30的所需發(fā)光面積A2即可決定出。
[0078]突光兀件30的發(fā)光面積A2與第一光束13的光斑131的預(yù)定面積相關(guān)聯(lián),故所需的發(fā)光面積A2已知后，光斑131的預(yù)定面積即可決定出，從而決定積分柱21的出口 211的面積及/或中繼透鏡22的放大率。
[0079]通常，光斑131的預(yù)定面積可等同熒光元件30的所需發(fā)光面積A2 ;舉例而言，若熒光元件30的所需發(fā)光面積A2為20平方厘米，則光斑131的預(yù)定面積也可為20平方厘米。較佳地，光斑131的預(yù)定面積可略小于熒光元件30的所需發(fā)光面積A2，這是考量到下列因素:熒光元件30會(huì)因?yàn)楸旧淼暮穸?，使得發(fā)光面積A2比照射面積(即光斑131的預(yù)定面積)還要大，故發(fā)光面積A2與光斑131的預(yù)定面積相等時(shí)，發(fā)光面積A2會(huì)超過所需值，因此光斑131的預(yù)定面積需縮小。
[0080]綜合上述，光斑131的預(yù)定面積是依據(jù)光調(diào)變器40的光展量Em及熒光元件30的發(fā)光面積A2來定義，且是借由調(diào)整光學(xué)模塊20的參數(shù)(例如積分柱21的出口 211的面積及/或中繼透鏡22的放大率)來實(shí)現(xiàn)出。
[0081]請參閱圖8所示，為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的平面示意圖。于本發(fā)明的第二實(shí)施例中，另一光學(xué)系統(tǒng)2被提出。光學(xué)系統(tǒng)2與光學(xué)系統(tǒng)I的差異在于:光學(xué)系統(tǒng)2包括另一種態(tài)樣的光學(xué)模塊60。
[0082]詳言之，光學(xué)模塊60具有兩個(gè)透鏡陣列(lens array or fly eye array) 61及至少一中繼透鏡62，該兩個(gè)透鏡陣列61可設(shè)置于中繼透鏡62的一側(cè)(例如前側(cè))，且該兩個(gè)透鏡陣列61各具有多個(gè)透鏡611 ;中繼透鏡62的數(shù)目以一個(gè)為例示。
[0083]固態(tài)光源模塊10所產(chǎn)生的第一光束13可直接傳遞至兩個(gè)透鏡陣列61，然后被兩個(gè)透鏡陣列61均勻化。并且，第一光束13在通過兩個(gè)透鏡陣列61后，其也會(huì)被塑型，以使通過透鏡陣列61后的第一光束13的沿著主光軸的截面的形狀相同于透鏡陣列61的透鏡611的形狀。
[0084]爾后，被均勻及塑型的第一光束13會(huì)被中繼透鏡62傳遞至熒光元件30上。第一光束13會(huì)均勻照射熒光元件30，且第一光束13照射于熒光元件30上的光斑131具有一預(yù)定面積及一預(yù)定形狀，從而使熒光元件30以一發(fā)光面積A2來發(fā)射一第二光束31。
[0085]請配合參閱圖3，第二光束31的部分光束311接著可被光中繼模塊35接收，而部分光束311的立體角Θ I與發(fā)光面積A2所定義出的光展量Ep將會(huì)實(shí)質(zhì)等于光調(diào)變器40的光展量Em。如此,光學(xué)系統(tǒng)2也可如光學(xué)系統(tǒng)I般,使光中繼模塊35所接收的部分光束311可被光調(diào)變器40充分地利用。
[0086]與第一實(shí)施例類似，光斑131的預(yù)定形狀與透鏡陣列61的透鏡611的形狀有關(guān)聯(lián)，也就是，光斑131的預(yù)定形狀可相同于透鏡611的形狀或是“透鏡611沿著第一光束13的主光軸投影至熒光元件30上”的形狀；光斑131的預(yù)定面積是依據(jù)光調(diào)變器(圖未示)及熒光元件30的光展量來定義，且可借由調(diào)整光學(xué)模塊60的參數(shù)(例如透鏡611的面積及/或中繼透鏡62的放大率)而實(shí)現(xiàn)出。
[0087]需說明的是，固態(tài)光源模塊10所產(chǎn)生的第一光束13實(shí)際上無法完全地準(zhǔn)直，而是仍有些擴(kuò)散角；第一光束13的擴(kuò)散角的容許值與兩透鏡陣列61的參數(shù)有關(guān)聯(lián)。
[0088]詳言之，兩個(gè)透鏡陣列61的透鏡611分別在一第一方向及一第二方向上具有一尺寸(a)及另一尺寸(b)，而兩個(gè)透鏡陣列61之間于一第三方向上具有一間距(d);該第一方向、第二方向及第三方向?yàn)楸舜苏?，且第三方向平行于第一光?3的主光軸。第一光束13于第一方向的擴(kuò)散角應(yīng)不超過SirT1 (a/d)，而于第二方向的擴(kuò)散角應(yīng)不超過sirT1 (b/d)。另說明的是，兩透鏡陣列61的每一個(gè)透鏡611的焦距，約等于兩透鏡陣列61之間的間距⑷。
[0089]綜上所述，本發(fā)明所公開的光學(xué)系統(tǒng)僅借由光學(xué)模塊，即可讓第一光束均勻地照射該熒光元件且具有預(yù)定形狀及面積的光斑，不需像現(xiàn)有般采取精密地調(diào)整固態(tài)光源的相對位置等耗費(fèi)時(shí)間及成本的作法。因此，本發(fā)明所揭露的光學(xué)系統(tǒng)可容易地讓熒光元件有良好的激發(fā)效率，以及讓熒光元件所激發(fā)的光線被投影機(jī)良好地應(yīng)用。[0090]上述的實(shí)施例僅用來例舉本發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范疇。任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，用于一投影機(jī)中，其特征在于，包含: 一固態(tài)光源模塊，用以產(chǎn)生一第一光束； 一光學(xué)模塊，設(shè)置于該固態(tài)光源模塊的一側(cè)； 一熒光元件，設(shè)置于該光學(xué)模塊的一側(cè)，而該光學(xué)模塊設(shè)置于該固態(tài)光源模塊與該熒光元件之間；以及 一光中繼模塊，設(shè)置于該熒光元件的一側(cè)，而該熒光元件設(shè)置于該光學(xué)模塊與該光中繼模塊之間； 其中，該光學(xué)模塊用以傳遞及均勻該第一光束，以使該第一光束均勻照射于該熒光元件上，該光學(xué)模塊并用以使該第一光束照射于該熒光元件的一光斑具有一預(yù)定形狀及一預(yù)定面積，從而使該突光7Π件以一發(fā)光面積來發(fā)射一第二光束； 其中，該光中繼模塊用以接收該第二光束的一部分光束，該部分光束具有一立體角，而該立體角與該發(fā)光面積所定義的一光展量實(shí)質(zhì)地等同于該投影機(jī)的一光調(diào)變器的一光展量。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該立體角與該發(fā)光面積所定義的該光展量為該發(fā)光面積與該立體角的乘積；該光調(diào)變器具有一調(diào)變面積及一可用光立體角，該光調(diào)變器的該光展量為該調(diào)變面積與該可用光立體角的乘積。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該光調(diào)變器的該可用光立體角對應(yīng)于該投影機(jī)的一投影鏡頭的光圈數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該光學(xué)模塊具有一積分柱及至少一中繼透鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng),其中，該積分柱的一出口的形狀相同于該第一光束照射于該熒光元件的該光斑。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該光學(xué)模塊具有兩個(gè)透鏡陣列及至少一中繼透鏡。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述兩個(gè)透鏡陣列分別具有多個(gè)透鏡，而所述多個(gè)透鏡的形狀相同于該第一光束照射于該突光兀件的該光斑。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該光中繼模塊包含至少一透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該固態(tài)光源模塊具有多個(gè)固態(tài)光源，所述多個(gè)固態(tài)光源為一激光二極管或一發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該光調(diào)變器為一數(shù)字微鏡裝置、一硅基液晶裝置或一液晶裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，該熒光元件為一固定式的熒光板或一旋轉(zhuǎn)式的熒光色輪。
【文檔編號】F21V13/00GK103941532SQ201310017478
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】王博 申請人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司