CN108628073A - 光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种光学系统，按光线的行进路径，依序包括了一第一光源、第一波长转换元件以及第一光阀；另外，光学系统亦依序包括了第二光源及第二光阀。第一光源发出照明光，第一波长转换元件是一枚荧光轮。荧光轮接收照明光并输出另一照明光；第一光阀是数字微镜器件，可将照明光转换为影像光。而第二光源可发出两种不同颜色的照明光，而第二光阀则可产生相对应颜色的影像光；而各影像光可藉由例如是分色镜等的合光元件来合光后藉由光学镜头输出，以为彩色投影之效。本发明的光学系统的光阀数量为2。

Description

光学系统

技术领域

本发明涉及一种光学系统，且特别是涉及一种双光阀的光学系统。

背景技术

科技的发展推进时代的进步，且由于消费者的需求变化大，因此市面上的投影机不断地推陈出新。在数位投影机，多利用光阀可将照明光转为影像光，而数位投影机产品一般即以光阀构造的不同，作为区分投影机的方式。而依照光阀的类型来区分，主要的技术可分为LCD、DLP与LCOS三种。而为因应消费者对亮度需求的提高，开始有业者利用多光阀结构来同时提供多个波长的影像藉以提高光学系统的整体亮度。

但是，为需求至更高亮度时，现有常见的多光阀投影机往往是将光源数目增加，但是此状况下，会放大光学径角性(Etendue)放大，使收光造成损失及只能在时域作亮度调变。又或者，利用三组以上的光阀及光源组，在架构整体都是在空间上作亮度调变，但是三组光阀的架构在设计、生产都是一大挑战。

发明内容

本发明之一实施例提供了一种光学系统，按光线的行进路径，依序包括了一第一光源、第一空间光调制器以及第一光阀；另外，光学系统亦依序包括了第二光源及第二空间光调制器。第一光源发出蓝色照明光，第一波长转换元件是一枚荧光轮，荧光轮设置有荧光粉层。而荧光粉层接收蓝色照明光并输出一绿色照明光，而绿色照明光会随后进入第一空间光调制器。第一空间光调制器是数字微镜器件，可将绿色的照明光转换为绿色影像光。而第二光源可发出例如是蓝光或红光并进入第二光阀产生相对应颜色的影像光；而各影像光可藉由例如是分色镜等的合光元件来合光后藉由光学镜头输出，以为彩色投影之效。而举例来说，光学系统的光阀数量为2。

本发明之一实施例提供了一种光学系统，按光线的行进路径，依序包括了第一光源、第二光源、荧光光学元件、第一光阀、第二光阀、第一棱镜、第二棱镜、合光元件以及第一镜片组。第一光源产生第一照明光。第二光源产生第二照明光。荧光光学元件设有荧光粉层，并设于第一照明光的光路上，可接收第一照明光并输出第三照明光，且第三照明光为绿色光。第一光阀设于绿色照明光的光路上，接收第三照明光，可将第三照明光转变为第一影像光。第二光阀设于第二照明光的光路上，可将第二照明光转变为第二影像光。第一棱镜设于第一影像光的光路上。第二棱镜设于第二影像光的光路上。合光元件包括第一入光面与第二入光面，合光元件设置于第一影像光及第二影像光的光路上，可结合经由第一棱镜与第一入光面来的第一影像光，以及经由第二棱镜与第二入光面来的第二影像光，并输出一经结合的影像光。第一镜片组设于经结合的影像光的光路上。

本发明之一实施例提供了一种一光学系统，按光线的行进路径，依序包括了第一光源、第二光源、荧光光学元件、第一光阀、第二光阀、第一棱镜、第二棱镜、分光片以及第一镜片组。第一光源产生第一照明光。第二光源产生第二照明光。荧光光学元件设有荧光粉层，并设于第一照明光的光路上，可接收第一照明光并输出绿色照明光。第一光阀设于绿色照明光的光路上，接收绿色照明光，可将绿色照明光转变为第一影像光。第二光阀设于第二照明光的光路上，可将第二照明光转变为第二影像光。第一棱镜设于第一影像光的光路上。第二棱镜设于第二影像光的光路上。分光片包括第一入光面与第二入光面，分光片设置于第一影像光及第二影像光的光路上，可结合经由第一棱镜与第一入光面来的第一影像光，以及经由第二棱镜与第二入光面来的第二影像光，并输出经结合的影像光。第一镜片组设于经结合的影像光的光路上。

本发明相较单光阀架构，可有效提升整体亮度。而相较三光阀架构，本发明在设计、生产难度小且亮度可达到与三光阀架构接近的效果。另外，为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的光学系统的示意图。

图2为本发明的第二实施例的光学系统的示意图。

图3为本发明的第三实施例的光学系统的示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。另外，下列实施例中所使用的用语「第一」、「第二」是为了辨识相同或相似的元件而使用，并非用以限定该元件。另外，以下实施例只针对光学系统做进一步的说明，本领域技术人员可依照实际需求而将此连接系统应用于任何所需要的状况。

本发明所谓光学元件，是指元件具有部份或全部可反射或穿透的材质所构成，通常包括玻璃或塑胶所组成。本发明所谓合光，是指可将一个以上光束，合成一光束输出。

图1绘述了本发明的第一实施例的光学系统的示意图。请参阅图1，光学系统11系统包括有一第一成像模块10及一第二成像模块20及一投影镜头30。

以下先说明第一成像模块10之设计。举例来说，第一成像模块10最简化时可包括有一光源及一第一空间光调制器，光源提供照明光线，照明光线会进入第一空间光调制器，而第一空间光调制器则将照明光线转换为影像光线。请参阅图1，于本例中由图可见，第一成像模块10依光路径之先后顺序，依序包括了第一光源101、第一分光镜103、第一透镜组104、第一波长转换元件105、第一匀光元件109、第一棱镜110及第一空间光调制器111。

举例来说，第一光源101是用于产生一第一照明光IL1。于本例中，第一光源101为一蓝光雷射晶片阵列，而每一雷射晶片之上方分别设置有一微透镜，用于调整各雷射晶片所发出光线的光型。第一照明光IL1的光谱中之有一峰值波长(Peak Wavelength)，该峰值波长是介于430至470nm之间，实质为蓝光。

本发明的第一分光镜103是指带通滤光片(bandpass filters)、带拒滤光片(bandstop filters)、分色滤光片(DM filter)、分色镜(dichroic mirror)、分色棱镜(DMprism)、X型合光滤镜组(X Plate)、X型合光棱镜(X Prism)、半穿半反片、全内反射镜(total internal reflection mirror)、反射镜(mirror)、透镜(lens)、平板玻璃、偏振分光镜(BS)等元件，或包括前述各者之至少一者及其组合。以分色滤光片为例，则为一涂布有二向色涂层(dichroic coating)的平板玻璃，其可让指定波长的光线反射或是穿透。而于本例中，第一分光镜103为分色滤光片，其让蓝色光线穿透，绿色光线反射。

另外，举例来说，第一透镜组104是用于控制光线的光路，第一透镜组104包括至少一枚透镜，较佳则是至少二枚透镜，而通常光线通过后的光学品质会随透镜的数量而改善。于本例中，第一透镜组104是由两枚透镜所组成的，而第一透镜组104的屈光力(Refractivepower)为正。

再者，举例来说，第一波长转换元件105可将该第一光源101的该第一照明光IL1转换为不同波长或者可用于调整入射光的光谱。本发明所谓的第一波长转换元件105为带通滤光片(bandpass filters)、带拒滤光片(bandstop filters)、分色滤光片(DM filter)、分色镜(dichroic mirror)、分色棱镜(DM prism)、X型合光滤镜组(X Plate)、X型合光棱镜(X Prism)、穿透/反射式色轮、穿透/反射式荧光轮、穿透/反射式荧光片(phosphor plate)或是其他涂布有荧光粉或是滤光材料的光学元件。于本例中，第一波长转换元件105为一单色反射式荧光轮。更明确的说，荧光轮包括一马达及一与马达连接的基板，马达的轴心与圆型基板的圆心接合且为连动，马达会转动轴心连带驱动基板旋转。基板上有一呈圆环状的反射区，反射区中设有一含有荧光粉的材料层(或，一荧光粉层)及一反射层，基板藉由反射层与含有荧光粉的材料层连接。含有荧光粉的材料层可接受一短波长光线并输出一长波长光线。换句话说，含有荧光粉的材料层，其有一至少可部份透光的荧光粉及胶体的混合物。而反射层包括有一反射膜，例如是银膜或是铝膜，让光线反射。更明确的说，于本例中，第一波长转换元件105表面的含有荧光粉的材料层可被蓝光激发并输出绿光，但含有荧光粉的材料层并非完全不透光，故会有部份蓝光穿透含有荧光粉的材料层，而该蓝光会被含有荧光粉的材料层后方的反射层反射重新进入含有荧光粉的材料层以增加激发效率。

另外，举例来说，第一匀光元件109用于使光线匀化。本发明的第一匀光元件109为积分柱、复眼透镜(Fly-eye)、均光片或是其他具有匀光效果的光学元件。于本例中，第一匀光元件109为一复眼透镜。

再者，本发明中所谓的第一棱镜110为全內反射棱镜(TIR prism)、反向式全內反射棱镜(RTIR prism)或偏极化棱镜(Polarizer Prism)等棱镜组。而于本例中，第一棱镜110为一反向全內反射棱镜(RTIR prism)。于本例中，反向全内反射棱镜由一枚三角柱体组成。另外，第一棱镜110亦可包括多个棱镜，在多个棱镜相互配合时，其之间可选择性的包括有一空隙，而空隙可小于1mm，或是小于0.01mm。惟第一棱镜110不一定要由多个棱镜组合而成，举例来说，若第一棱镜110为反向式全內反射棱镜(RTIR prism)时，其得仅包括单一棱镜。另外，第一棱镜110亦得由复数个相互配合的多边型柱体或是锥型(包括三角型)组合而成。

本发明中所指空间光调制器，含有许多独立单元，它们在空间上排列成一维或二维阵列。每个单元都可独立地接受光学信号或电学信号的控制，利用各种物理效应(泡克尔斯效应、克尔效应、声光效应、磁光效应、半导体的自电光效应、光折变效应等)改变自身的光学特性，从而对照明在该复数个独立单元的照明光进行调制，并输出影像光。空间光调制器可作为光阀之用，例如是液晶面板(LCD)、数字微镜器件(DMD)或是单晶硅液晶显示面板(LCOS)等，均为其例。而于本例中，第一成像模块10中的第一空间光调制器111为一数字微镜器件(DMD)，而第一空间光调制器111中的所谓独立单元是指其表面的各个微型反射镜，微型反射镜可独立转动并将入射光线沿特定角度反射。

以下说明第二成像模块20之设计。举例来说，第二成像模块20最简化时可包括有一光源及一空间光调制器，光源提供照明光线，照明光线会进入空间光调制器，而空间光调制器则将照明光线转换为影像光线。另外，由图1可见，第二成像模块20依光路径之先后顺序，依序包括了第二光源201、反射镜202、第二分光镜203、第二透镜组204、第二波长转换元件205、两枚反射镜206、207、第三分色镜208、第二匀光元件209、第二棱镜210及第二空间光调制器211。

举例来说，第二光源201可按需求产生一第二照明光IL2，第二照明光IL2的峰值波长是介于430至470nm之间，实质为蓝光。于本例中，第二光源201为二蓝光雷射晶片阵列，而每一雷射晶片之上方是分别设置有一微透镜元件，用于调整各雷射晶片所发出光线的光型。

再者，第二分光镜203、第三分色镜208可分别用于分离或是结合光线。更明确的说，本发明的第二分光镜203及第三分色镜208是指带通滤光片(bandpass filters)、带拒滤光片(bandstop filters)、分色滤光片(DM filter)、分色镜(dichroic mirror)、分色棱镜(DM prism)、X型合光滤镜组(X Plate)、X型合光棱镜(X Prism)、半穿半反片、全內反射镜(mirror)、透镜(lens)、平板玻璃、偏振分光镜(BS)等元件，或包括前述各者之至少一者或其组合。而于本例中，第二分光镜203及第三分色镜208分别为分色滤光片。第二分光镜203让蓝色光线穿透，红色光线反射。而第三分色镜208让红色光线穿透、蓝色光线反射。

另外，第二透镜组204之说明与第一透镜组104之说明为相对应，故不予以赘述。

而第二波长转换元件205是用于转换入射光的波长。本发明的第二波长转换元件为带通滤光片(bandpass filters)、带拒滤光片(bandstop filters)、分色滤光片(DMfilter)、分色镜(dichroic mirror)、分色棱镜(DM prism)、X型合光滤镜组(X Plate)、X型合光棱镜(X Prism)、穿透/反射式色轮、穿透/反射式荧光轮、穿透/反射式荧光片(phosphor plate)或是其他涂布有荧光粉的光学元件。于本例中，第二波长转换元件为一半穿半反式荧光轮。更明确的说，于本例中，荧光轮包括一马达及一与马达连接的基板，马达的轴心与圆型基板的圆心接合且为连动，马达会转动轴心连带驱动基板旋转。基板上设置有一反射区205A及一穿透区205B，反射区205A及穿透区205B结合成一大致环状。反射区205A之表面设有一材料层(或，荧光粉层)及一反射层，基板藉由反射层与材料层连接，材料层中包括有荧光粉，使之可接受一短波长光线并输出一长波长光线。举例来说，材料层包括至少可部份透光的荧光粉及胶体的混合物。而反射层包括有一反射膜，例如是银膜或是铝膜，让光线反射。而穿透区205B中，基板为至少部份透明，允许特定波长或是特性的光线穿透之。而于本例中，反射区205A表面的材料层可接受蓝光并被激发以输出红光，而反射层为一银膜。另一方面，其穿透区205B的基板则为透明，可让任意波长的光线通过。而反射区205A及穿透区205B占圆型基板周长的比例约为60％及40％。

再者，第二匀光元件209、第二棱镜210及第二空间光调制器211之说明与第一匀光元件109、第一棱镜110及第一空间光调制器111的设计为相对应，故不予以赘述之。

以下说明投影镜头30之设计。举例来说，投影镜头30是指一包括至少一枚透镜的装置。而通常来说，投影镜头30中可设置有一孔径光栏(STOP)，而孔径光栏之前、后得分别设有一枚或以上的透镜。而透镜较佳是指至少有一曲面的光学元件。于本例中，投影镜头30包括有一第一透镜群31、一第二透镜群32、一第三透镜群33以及一合光光学元件34。另外，也设置有一孔径光栏(未绘示)。

请参阅图1，由图可见，于本例中，投影镜头30包括第一透镜群31、第二透镜群32及第三透镜群33。第一透镜群31、第二透镜群32及第三透镜群33分别包括至少一枚透镜的，较佳则是至少二枚透镜以上，而通常光学品质会随透镜的数量而改善。于本例中，第一透镜群31是由四枚透镜所组成的，而第一透镜群31的屈光力(Refractive power)为正。第二透镜群32是由四枚透镜所组成的，而第二透镜群32的屈光力(Refractive power)为正。而第三透镜群33是由四枚透镜所组成的，而第三透镜群33的屈光力为负。附带一提的是，第三透镜群33中可选择性的设置有平板或是具有曲率的反射镜。

而合光光学元件34有部份或全部可反射或穿透的材质所构成，通常包括玻璃或塑胶所组成，而其可将一个以上光束，合成一光束输出。于本例中，合光光学元件34为一分色滤光片。合光光学元件34用于结合第一透镜群31及第二透镜群32所发出的光线并合光后将经结合的影像光输出往第三透镜群。而合光光学元件34仅接收来自第自第一空间光调制器与第二空间光调制器的影像光，换句话说，前句亦可理解为自合光光学元件34通过的各影像光以来自第一空间光调制器111与第二空间光调制器211为限，而未接收来自其他的空间光调制器所输出的影像光(若有)，而例如是杂散光等，则非为其所问。

另外，第一透镜群31、第二透镜群32及第三透镜群33分别设于合光光学元件34的三侧。亦即合光光学元件34设于第一透镜群31、第二透镜群32及第三透镜群33之间且分别呈一45度倾斜。而孔径光栏(未绘示)得设置于第一透镜群31、第二透镜群32及第三透镜群33之间。另一角度来说，合光光学元件34包有第一入光面341、第二入光面342及一第一出光面343，第一透镜群31及第二透镜群32设置在合光光学元件34的入光路径上并分别于第一入光面341及第二入光面342相对应，而第三透镜组33则是设于合光光学元件34的光路径上并与第一出光面343相对应，于本例中，第二入光面342与第一出光面343为同一表面。

以下将就第一成像模块10、第二成像模块20及投影镜头30之安排进行说明。由图1可见，第一成像模块10设置在投影镜头30的第一透镜组104之对应处；而第二成像模块20则设置在投影镜头30的对应处。另外，第一成像模块10及第二成像模块20的影像光入射投影镜头30的角度是大致相互垂直的。更明确的说，投影镜头30中的第一透镜群31之位置是与第一棱镜210对应，第二透镜群32的位置则与第二棱镜310对应，而于本例中，第一空间光调制器111及该第一棱镜210之间的棱镜组的数量为一个。第二空间光调制器211及第二棱镜210之间的棱镜组的数量亦同为一个。

以下将就本例的光学系统1中之光线的行进方式举例说明。更明确的说，于本例中，第一成像模块10的第一光源101发出第一照明光IL1，第一照明光IL1为蓝色光，更明确的说，第一照明光IL1的光谱中的一峰值波长(Peak Wavelength)是落在430nm至470nm之间。第一照明光IL1会穿透第一分光镜103及第一透镜组104到达第一波长转换元件105。亦即，第一透镜组104是设于该第一分光镜103及第一波长转换元件105之间。而第一波长转换元件105为一荧光轮，荧光轮表面的环状荧光粉层被第一光线之蓝光激发后发出第三照明光IL3，第三照明光IL3线为绿色光，更明确的说，第三照明光IL3的光谱中的一峰值波长(Peak Wavelength)是落在490nm至560nm之间。第三照明光IL3会被第一分光镜103反射，经由第一匀光元件109后进入第一棱镜110。第三照明光IL3会穿透第一棱镜110进入第一空间光调制器111，而第一空间光调制器111则会将第三照明光IL3换转成第一影像光IM1并输出。第一影像光IM1会被第一棱镜110反射并离开第一棱镜110并输出第一成像模块10。

而另一方面，于本例中，第二成像模块20的第二光源201发出蓝色的第二照明光IL2，更明确的说，第二照明光IL2的光谱中的一峰值波长(Peak Wavelength)是落在430nm至470nm之间。第二照明光IL2会被反射镜反射，并到达第二分光镜203。第二照明光IL2穿透第二分光镜203及第二透镜组204到达第二波长转换元件205。亦即，第二透镜组204是设于第二分光镜203及第二波长转换元件205之间。而第二波长转换元件205为一半穿半反荧光轮，荧光轮表面的穿透区205B部份被第二照明光IL2照射时，第二照明光IL2会通过穿透区205B，并经由两枚反射镜206、207被反射至第三分光镜208，亦即，第三分光镜208是设于第一空间光调制器211、第二分光镜203以及反射镜207之光路径之间。而第三分光镜208会反射第二照明光IL2并使第二照明光IL2穿透第二匀光元件209及第二棱镜210进入第二空间光调制器211，而第二空间光调制器211则会将第二照明光IL2换转成第二影像光IM2并输出。第二影像光IM2会被第二棱镜210反射并离开第二棱镜210并输出第二成像模块20。而当荧光轮表面的反射区205A部份上的荧光粉层被第二照明光IL2之蓝光激发后发出第四照明光IL4，第四照明光IL4线为红色光，更明确的说，第四照明光IL4的光谱中的一峰值波长(Peak Wavelength)是落在625nm至740nm之间。第四照明光IL4会往第二分光镜203行进并会被第二分光镜203反射以到达第三分光镜208。第四照明光IL4会穿透第三分光镜208、第二匀光元件209及第二棱镜210进入第二空间光调制器211，而第二空间光调制器211则会将第四照明光IL4换转成第四影像光IM4并输出。第四影像光IM4会被第二棱镜210反射并离开第二棱镜210并输出第二成像模块20。

由前述的说明可知，于本例中，绿光由于是由单色荧光轮所激发而来，故第一空间光调制器111可持续的接收绿色的第三照明光IL3，亦即第一光源101可持续开启。换一个角度，可说在指定时间长度(例如是一秒内)，空间光调制器所接收到照明光的时间为接近指定时间长度的100％或是略大于99％的。或者说，若以播放单一影格(frame)的时间为指定时间长度，例如约1/60S，则第一空间光调制器111接受到第一照明光束IL1的时间长度为指定时间长度的60％或者80％以上，甚至到达100％。或者说，第一照明光IL1束的负载(DUTY)是60％或80％以上，甚至达100％。反之，红光及蓝光由半穿半反荧光轮所输出，故第二空间光调制器211所能接收到第二照明光IL2或第四照明光IL4的时间均分别不会达到指定时间长度的100％。以本例而言，红光及蓝光照明光到达第二空间光调制器211的时间比例与第二波长转换元件205的反射区205A及穿透区205B之比例同，约为6比4，亦即约60％及40％，或者说，红光及蓝光照明光的负载(DUTY)约为60％及40％。

另一方面，于本例中，带绿色的第一影像光IM1在输出第一成像模块10后会穿透第一透镜群31并到达合光光学元件34。而蓝色及红色的第二影像光IM2及第四影像光IM4在输出第一成像模块10后会到达第一透镜群31，第二影像光IM2及第四影像光IM4会分别穿透第二透镜群32并到达合光光学元件34。第一影像光IM1被合光光学元件34反射、第二影像光IM2及第四影像光IM4会被合光光学元件34反射，第一影像光IM1、第二影像光IM2、第四影像光IM4会结合成第三影像光IM3。而第三影像光IM3随后穿透第三透镜群33并输出投影镜头30。藉此，投影镜头30得以输出至少三种颜色的影像光线。

再者，请参酌图2，图2绘述了光学系统1的第二实施例的示意图。由图可见，与第一实施例的主要不同之处在于第二成像模块20之设计。更明确的说，于本例中，第二实施例具有一第二光源201及一第三光源212，而第二光源201及第三光源212可发出红色及蓝色的第二照明光IL2及第四照明光IL4。于本例中，第二光源201及第三光源212中分别包括复数枚红光及蓝光发光二极体模块或是雷射发光模块。而第二光源201及第三光源之间具有一第二分光镜203，用于让由第二光源201及第三光源212所发出的第二照明光IL2及第四照明光IL4分别的穿透及被反射并往第二空间光调制器211行进。考量第二照明光IL2及第四照明光IL4在第二分光镜203后的行进路径第一实施例为实质相同，将不于此多加赘述。另外，相对第一实施例的第一波长转换元件，本例为一荧光光学元件106。本发明所谓的荧光光学元件106是指设有一荧光粉层，且有部份或全部可反射或穿透的材质所构成，通常包括玻璃或塑胶所组成的元件。荧光光学元件106设于该第一照明光的光路上，可接收该第一照明光并输出一第三照明光，该第三照明光为一绿色照明光。

再者，请参酌图3，图3绘述了光学系统1的第三实施例的示意图。由图可见，与第二实施例的主要不同之处如下。于本例中，第三实施例的第一光源101可发出绿光。更明确的说，第一光源101中分别包括复数枚绿光发光二极体模块或是雷射发光模块。而由第一光源101发出的光源可经由第一匀光元件109及第一棱镜110进入第一光阀113以转换成影像光，在输出光源后并无经过荧光粉的转换。而相对应的，第二光源102亦相对应的进入第二光阀213以转换成影像光。另外，相对第二实施例的合光光学元件34，本发明的一例中，以一合光元件35取代之。本发明所谓合光元件35是指一由带通滤光片(bandpass filters)、带拒滤光片(bandstop filters)、分色滤光片(DM filter)、分色镜(dichroic mirror)、分色棱镜(DM prism)、X型合光滤镜组(X Plate)、X型合光棱镜(X Prism)或包括前述各者之至少一者之组合，或是半穿半反片、全内反射镜(Total internal reflection mirror)、反射镜(mirror)、透镜(lens)、平板玻璃、偏振分光镜(BS)等元件所组成的群组中的任一者。而于本例中，合光元件35为一分色滤光片。

本发明相较单光阀架构，可有效提升整体亮度。而相较三光阀架构，本发明在设计、生产难度小且亮度可达到与三光阀架构接近的效果。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一光学系统，包括：

一第一光源，可产生一第一照明光，该第一照明光的光谱中有一峰值波长，该峰值波长介于430至470nm之间；

一第二光源，可产生一第二照明光；

一第一波长转换元件，设于该第一照明光的光路上，该第一波长转换元件包括一至少可部份透光的材料层，可将该第一光源的该第一照明光转换为不同波长的一第三照明光；

一第一空间光调制器与一第二空间光调制器，该第一空间光调制器与该第二空间光调制器，个别包括复数个排列为阵列的独立单元可接受讯号，并依该讯号改变该复数个独立单元的光学特性，从而对照明在该复数个独立单元的照明光进行调制，并个别输出影像光；该第一空间光调制器，设于该第三照明光的行进路径上，可接收该第三照明光；而该第二空间光调制器，设于该第二照明光的行进路径上；

一合光光学元件，包括一至少可部份透光的材料，可接收并结合来自该第一空间光调制器的一第一影像光与该第二空间光调制器的一第二影像光，输出一第三影像光；

其中，该合光光学元件实质仅接收来自该第一空间光调制器与该第二空间光调制器的影像光。

2.一光学系统，包括：

一第一光源，产生一第一照明光；

一第二光源，产生一第二照明光；

一荧光光学元件，设有一荧光粉层，并设于该第一照明光的光路上，可接收该第一照明光并输出一第三照明光，且该第三照明光为绿色光；

一第一光阀，设于该绿色照明光的光路上，接收该第三照明光，可将该第三照明光转变为一第一影像光；

一第二光阀，设于该第二照明光的光路上，可将该第二照明光转变为一第二影像光；

一第一棱镜，设于该第一影像光的光路上；

一第二棱镜，设于该第二影像光的光路上；

一合光元件，包括一第一入光面与一第二入光面，该合光元件设置于该第一影像光及该第二影像光的光路上，可结合经由该第一棱镜与该第一入光面来的该第一影像光，以及经由该第二棱镜与该第二入光面来的第二影像光，并输出一经结合的影像光；以及

一第一镜片组，设于该经结合的影像光的光路上。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该第一空间光调制器与该第二空间光调制器分别为一数字微镜器件。

4.如权利要求1或第2所述的光学系统，其特征在于，在一指定时间长度中，该被接收的第三照明光的时间长度为该指定时间长度的60％以上。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该第一波长转换元件为一反射式单色荧光轮。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，进一步包括有一第二波长转换元件，设于该第二光源及该第二空间光调制器的光路之间，该第二波长转换元件可将该第二光源的该第二照明光转换为不同波长的一第四照明光，该第二波长转换元件为一荧光轮，包括一马达及一与该马达连接的基板，该基板上设置有一反射区及一穿透区，该反射区中设有一包括有荧光粉的材料层及一反射层，该反射层设置于该反射层及该荧光粉层之间，该材料层用于接受该第二照明光并输出该第四照明光，该第四照明光的光谱有一峰值波长，该峰值波长在600nm和765nm之间。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，进一步包括有：

一第一分光镜，设于该第一光源、第一波长转换元件以及该第一空间光调制器的光路之间，该第一分光镜反射绿光并让蓝光穿透；

一第一透镜组，设于该第一分光镜及该第一波长转换元件的光路之间；

一第一棱镜，设于该第一分光镜及该第一空间光调制器的光路之间，该第一棱镜为一反向全內反射棱镜；

一第一匀光元件，设于该第一棱镜及该第一分光镜的光路之间，该第一匀光元件为一复眼透镜；

一第二波长转换元件，设于该第二光源及该第二空间光调制器的光路之间，该第二波长转换元件为一荧光轮，该荧光轮包括有一透光面及一反光面，该反光面上设置有一包括有荧光粉的材料层，可输出红光；

一第二分光镜，设于该第二光源及该第二波长转换元件的光路之间，该第二分光镜反射红光并让蓝光穿透；

一第二透镜组，设于该第二分光镜及该第二波长转换元件的光路之间；

一第三分色镜，设于该第二分光镜及该第二空间光调制器的光路之间，该第三分色镜反射蓝光并让红光穿透；

一第二棱镜，设于该第二空间光调制器及该第三分色镜的光路之间，该第二棱镜为一反向全內反射棱镜；

一第二匀光元件，设于该第二棱镜及该第三分色镜之间，该第二匀光元件为一复眼透镜；

该合光光学元件，设于该第一棱镜及该第二棱镜的光路之间；

一第一透镜群，包括复数枚透镜，该第一透镜群设于该第一棱镜及该合光光学元件的光路之间；

一第二透镜群，包括复数枚透镜，该第二透镜群设于该第二棱镜及该合光光学元件的光路之间；以及

一第三透镜群，包括至少一透镜，该合光光学元件设于该第一透镜群、该第二透镜群及该第三透镜群的光路之间；

其中，该第一空间光调制器及该第二空间光调制器分别为一数字微镜器件，第一波长转换元件为单色反射式的一荧光轮，该荧光轮包括有一反光面，该反光面上设置有一荧光粉层，该荧光粉层吸收蓝光并输出绿光。

8.一光学系统，包括：

一第一光源，产生一第一照明光；

一第二光源，产生一第二照明光；

一荧光光学元件，设有一荧光粉层，并设于该第一照明光的光路上，可接收该第一照明光并输出一绿色照明光；

一第一光阀，设于该绿色照明光的光路上，接收该绿色照明光，可将该绿色照明光转变为一第一影像光；

一第二光阀，设于该第二照明光的光路上，可将该第二照明光转变为一第二影像光；

一第一棱镜，设于该第一影像光的光路上；

一第二棱镜，设于该第二影像光的光路上；

一分光片，包括一第一入光面与一第二入光面，该分光片设置于该第一影像光及该第二影像光的光路上，可结合经由该第一棱镜与该第一入光面来的该第一影像光，以及经由该第二棱镜与该第二入光面来的第二影像光，并输出一经结合的影像光；以及

一第一镜片组，设于该经结合的影像光的光路上。

9.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于，该荧光光学元件为一反射式单色荧光轮。

10.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于，该第一光阀与该第二光阀分别为一数字微镜器件。