TWI322321B - Display optical system - Google Patents

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1SZ2JZI -^-9-3105143 _IS 日 修正 五、發明說明（1) -------— 【發明所屬之技術領域】 本發月般係_及一種顯示光學系統，更明確地說， 其係論及一種顯示光學系統内基於D M D之照明裝置。 【先前技術】 二亦被稱作投影機之影像投射裝置，係廣泛被用於許 多領域中，有不同類型之投影機，當前正在研發或早已上 市。影像投射裝置有關技術之最近趨勢，旨在提昇亮度及 開發一些型小/質輕之影像投射裝置。 ^ 一影像投射裝置之光學系統係包括：一被用作光源之 燈官，一可用以使一光源自其燈管照射至一影像顯示裝置 之照射單元；和一可用以使其影像顯示器上面所顯示之影 像放大及使投射至一屏幕上的投影單元。 一高Μ水銀燈管’通常係被作為其之燈管。就此種影 像顯示裝置而s ’液晶顯示裝置或數位微面鏡裝置（dmd )，係廣泛被使用。 上文所引述具有許多各有一微面鏡之像素的二維陣列 之DMD，可透過一分別就每一像素做安排之記憶體元件所 造成的靜電場之效應’來個別地控制每一面鏡之傾斜，以 及改變其反射光線之反射角，藉以造成啟通/啟斷之狀 態。 依據上述投影式顯示器所使用之影像顯示裝置的數 目’其光學系統係被區分為單面板式、2面板式、和3面板

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i號93]阽1奶 五、發明說明（2) 式光學系統。為跟進上述型小/質輕且 勢，如今係使用單晶片影像顯示裝置。、裝置之最近趨 射裝^種方法可建造單晶片影像顯示褒置有關之影像投 :先’其顯示裝置可包括紅色、綠色 (R，G，B)濾色片。其次，一氺 ·^色 和B色彩，以及同時使照射至分二、G ' ^可被區分為R、G、W色彩，以及使以固定^㈣ 由上文所述之方法，本發明將基於第三種方法， 即，一光波被區分為R、G、和B色彩， 隔照射。 Η色心以及使以固定之間 藉由應用第三種方法，單面板式影像顯示裝置之變應 速度，至少需要較3面板式影像顯示裝置快三倍。a 。 之影像顯示裝置中，dmd將可滿足此一條件。 田 第1圖係例示一相關技藝式DMD之簡化結構，和此 作為一顯示裝置之光學運作狀態。 誠如第1圖中所示，DMD 10係由微面鏡12 (每一微面 鏡係代表一像素）所組成，以及每一微面鏡12，係依據一 電氣信號而成一± 0之傾斜模態。此等微面鏡之當前 傾斜角度，係1 0或1 2度。 事實上’雖然此微面鏡12係相對於方形像素之對角線 軸線而傾斜’為便於說明計，其係假定此微面鏡12之傾 斜，在運作上係相對於一垂直轴線。

第9頁 1322321 _案號93105143 年7月7曰 倐iF_ _ 五、發明說明（3) 典型地，當其微面鏡12反射出之光線，係使導向一投 射透鏡30，以及在一屏幕上面形成一放大之影像時，其 DMD 10之表面，和其投射透鏡30之光軸，應使位於其垂直 方向中。通常，在其DMD 10之水平方向中，此dmd 10之中 心’和其投射透鏡30之光轴，係彼此相重疊。另一方面， 在其DMD 10之垂直方向中，為便於使其光學中心偏轴，其 係應用一向上之投射。然而，在第1圖中所顯示之相關藝 術式DMD中，其光學中心係假設並未使偏軸。 參照第1圖，就其DM D之微面鏡在上述之條件下成一光 學啟通（ο η )狀態（.白色）而言，一照射光線之主光線，應-使入射至其DMD 10之表面上，其方式係使其主光線能垂直 發射至其DMD 10之表面，尤其是當其DMD 10之微面鏡12在 啟通狀態中的傾斜角度為+ 0時。在此一情況中，其DMD表 面上之照射光線的入射角度應為2 0。 在上文所述DMD型投影光學系統有關之結構條件下， 其關斷（〇 f f )狀態中之光線，係以一相對於其投射透鏡3 〇 之光轴的40傾斜角度下發出。因此，此光線係無法透射過 其投射透鏡30，以及因而無法使光波投射至其屏幕上面， 而會造成一熏色之屏幕。 第2a圖係一基於單晶片式DMD之相關技藝式投影光學 系統的實施例之平面圖，以及第2b圖係一分時系統中之一 般性濾色片内的色輪之平面圖和侧視圖。 誠如第2a圖中所描述，就一光源而言，有一具有其上 安裝有一橢圓體反射面鏡82之燈管80被使用，以及此光源

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修正 光·線二係使聚焦在一柱型透鏡60之入射表面上。 該等燈管80與柱型透鏡6〇之間，係安排有一可 依序分成R'G'和B色彩之色輪7〇。 此如第2b圖中所示之色輪7〇，係類似一裝接至一旋轉 .D 喷月’以及可隨其馬達之轉動，依序濾波掉光線 、G、和B色彩。 由於一具有最小色彩濾波作用之區域，係其燈管80所 之光線聚焦在其柱型透鏡6 0之入射表面處，其色輪7〇係 使位於其柱型透鏡60之入射表面前。 所以，當一已透過其色輪70被濾波成一特定色彩之光- 線，入射至其柱型透鏡6〇上面時，此光線將會在其柱型透 鏡60之内部’經歷數次反射，以及透射過此柱型透鏡6〇。 接著，此透射過之光線，將會散射而遍及其整個發射表 面。 換言之，其光源所出之光線，係前進或使相對於其柱 型透鏡60之發射表面而偏軸，以及由於其結果所致，其發 射表面將會變為一具有二次均勻對比分佈之表面光源。 其柱型透鏡60所發射出之光波，係使透射過一第一和 第二照射透鏡組5 0和4 0和一 Τ IR (全内反射）棱鏡2 〇，以 及會在其影像顯示裝置上面，形成其柱型透鏡6〇之發射表 面的適當大小影像’亦即上述之DMD表面。在此一方式 下，其DMD表面將會得到一均勻之對比分佈。 回顧第2a圖’其TIR棱鏡20在形成上，係藉由其間之 一微小空氣間隙，使兩稜鏡分開。因此，一入鼾杏伤έ甘

1322321 ____案號93105143_年1月^曰 修正__ 五、發明說明（5) 第一棱鏡表面全反射出，以及使入射至其DMD 10上面。此 DMD 1〇接著會因其在啟通狀態（白色）中之傾斜像素微面 鏡，而以一不同於其入射光之發射角度，來發射該入射 光，藉以使該光波不經歷全内反射，而係再次使透射至其 外面。 如此發射之光波，將會透射過其投射透鏡30，以及將 會在其屏幕上面，形成一放大之影像。 在考慮來自其照射光線之第一邊界面的全.内反射，α 及其ΤΙ R稜鏡20用以使一白色光線自其DMD 10透射經過其 二次邊界面之運作特性時，維持其照射光線之遠心特性， 將變得很重要。 蝥式权影式无學系 依.據照射光線之光束 其透射效率惡化，以 心特性所致的加増直 其DMD 10之微面鏡， 雜訊，以及其對比亦 之相關技藝投影式光 鏡2 0之影像投射震 統中所發現到的缺 然而，第2 a圖中所例示之相關技 統，係具有幾項缺點。舉例而言，其 角度的可變反射率和透光度，將會使 及其投射透鏡30由於其照射光線之遠 徑’因此會增加其製造成本。此外， 係使處於零狀態中，其繞射將會產生 會隨光透射率之增加而劣化。 第3圖係例示一使用單晶片式dmd 學糸統的另一實施例。 特言之’第3圖係例示一無T I R稜 置’藉以克服第2a圖之投射式光學系 點0 就此無TIR棱鏡20之影像投射裝置而言，其二次照射

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透鏡組40，可在-玻螭類型或面鏡類型中被利帛。由於其 光學原理基本上係相同，装脸 、 透鏡之結構。 其將更有必要时論-反射型面鏡 第2a圖中所顯tf之投影光學系統的相同運作原理亦 適：於=3圖之投影光學系統，更明確地說，直到此系統 t型透鏡為止，第3圖中之投影光學系統的操 2原〃第2a圖之操作原理相同。而且，其照射透鏡，可 確保其柱型透鏡透射60所發射之照射光線的主光線，係以 2 0之角度入射至其DMd表面上。 然而’第3圖之投影光學系統不同於第2a圖之投影光 學系統之處在於，在其第一照射透鏡組5〇與第二照射透鏡 組40之間^係安裝有一可改變光波路徑之全反射面鏡9 〇。 結果’其第一照射透鏡組5 〇之光波路徑，和其第二照射透 鏡組40與DMD 10間之光波路徑，將會重疊，以及其整個光 學系統’將會變得更袖珍。 此外，第3圖中所顯示之光學系統，將可藉由不包括 TI R棱鏡2 0 ’而不再受制於照射光線之遠心限制。因此， 當入射至其DMD 10之表面上時，其柱型透鏡60之發射表面 上的每一目標空間處之主光線，並不須與其他光線維持遠 心關係’但可使傳送至其DMD表面上。 在一實際之意義中，要縮小其投射透鏡30之入射表面 的尺寸’其必需要有一會聚性照明設計，以使其重疊之投 射透鏡30和面鏡型透鏡（第二照射透鏡組）40，不會造成 光學干涉。

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年？月^ a 修正 五、發明說明（7) 此種無TIR稜鏡2 0之光學系統，相較於上述有TIR棱鏡 20之光學系統，係較小、較不昂責、以及可具有一提昇之 對比和亮度均勻性。 然而，當此種面鏡型透鏡，被用作其第二照射透鏡組 40時’其柱型透鏡60、第一照射透鏡組50之光軸、和第二 照射透鏡組4 0之光軸，可使相重疊。在該情況中，一出自 其面鏡型透鏡40之反射光線，將會回行至其第一照射透鏡 組5 0之光轴方向，其結果係會造成光學干涉。 為免除上文所述之問題，第4圖中所顯示之相關技藝 才又影式光學系統的另一實施例，提出了 一種可藉由相對於 其面鏡型透鏡40與其柱型透鏡6〇之光轴間的交叉點，使其 面鏡型透鏡4 0旋轉ψ/2度，來扭轉一 ψ度下之反射光波的 光學方向之觀念。 此處，其柱型透鏡6 〇之發射表面上的照射影像式表 面’實際上係相對於其DMD之表面，傾斜某度之角度。所 以，其DMD表面1 0上之照射影像，將會如第4圖中所示，呈 現一令人迷惑之梯形失真。 梯形失真係於該等照明區域與實際有效DMD表面不成 一角度時造成（亦即，其投射之影像貌似一梯形，雖然其 應為一矩形）。在此一情況令，光線中之損失係不可避 免。 而且，梯形失真之問題，係依據其DMD 1〇之位置來區 分照度，以及此最終將會使其屏幕上之亮度均勻性惡化。 此一梯形失真’亦可存在於上述具有第2a圖中所顯示

1322321 - _案號93105143 年？月1日 欲·τ五、發明說明（8) 夕 之TIR稜鏡20的光學系統中’因為其第一照射透鏡之轴 線’並未垂直於其DMD表面之軸線，以及因為一照射光線 在其DMD表面上，係具有一 2 0之入射角。 【發明内容】 本發明之 點，以及提供 因此，本 亮度均勻性和 題，來解決前 前述和其 顯示光學系統 一用以接收此 一目的，旨 至少下文所 發明之一目 照射效率， 述諸問題。 他之目的和 來加以實現 光源所發出 在解決至少上述之問題和/或缺 描述之優點。 的’旨在藉由提供一具有提昇之 以及藉由極小化梯形失真之問 一照射 以及係 化一來 均一化 的第一 第二透 使投射 設定之 轴，彼 其第一 影像顯 優點， ，其係 之光束 其係被安裝在該等 光學裝 的亮度 使其柱 單元， 包括： 自光源 之光線 透鏡； 鏡；和一可用以使 一運作為一 至 屏 方式上 此不相 和第二 示器之 之入射光線 :一可用以 一可供此第一透鏡 其影像 部分， 二透鏡 使其柱 形成的 幕上的投影 ’可使其第 重疊，藉以 透鏡組時所 表面而傾斜 將可藉由 包括：一 的影像顯 光源與影 置之柱型 分佈，以 型透鏡所 所出之透 顯不器上 其中之第 之光轴和 型透鏡之 表面影像 提供一種投影式 光源；一可作為 示器之DMD ;和 像顯示器之間， 透鏡，其可均一 及可發出此亮度 射出之光線透射 射光線入射用的 面之影像放大及 一和第二透鏡在 第—透鏡之光 發射表面透射過 ’不會相對於其

x〇^32i ^^ ------93105143 年/月9日 倐正_ 發明說明（9) ^ 在本發明之一範例性實施例中，其第二透鏡係相對於 ^第〜透鏡之光轴而偏軸，藉以使其柱型透鏡之發射表面 透射過其第一和第二透鏡組時所形成的表面影像，不會相 對於其影像顯示器之表面而傾斜，以及其第二透鏡之光 軸，不會與其第一透鏡之光軸相重疊。 在本發明之一範例性實施例中，其第二透鏡之光軸， 係與其第一透鏡之光軸的光波路徑相平行。 在本發明之一範例性實施例中，其第一透鏡之光軸， 係與其柱型透鏡之中心軸線相重疊。 在本發明之一範例性實施例，其第一透鏡之光軸，和_ 其第二透鏡之光轴，係彼此相平行。 在本發明之一範例性實施例中，若有一至其第一透鏡 之光軸的光線，入射至其第二透鏡上面，以及被此第二透 鏡發射出時，其第二透鏡所發射出之光線與其第一透鏡之 光軸間的角度’將會等於其在啟通狀態中之影像顯示器所 發射出的光線與其第二透鏡所發射出之光線間的.角度。 在本發明之一範例性實施例中，其第二透鏡係一面鏡 蜇逸鏡。 在本發明之一範例性實施例中，有一可改變光線之光 波路徑的反射型面鏡’係使安裝在其第一透鏡與第二透鏡 之間。 在本發明之一範例性實施例中，其第二透鏡係具有一 葬圓形之表面。 所以，本發明之投影式顯示光學系統，可有利地被用

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___案號 93105M3 年 ί μ 五、發明說明（10) 來解決梯形失真之問題，以及可拗 勻性。 9連其照射效率和對比均 =特徵，將部份列舉在下 二之專業人員镎視下文而 得。本發明之目的和優 特別列舉，而得以實現及 本發明之額外優點、目的、 文之說明’以及部份將可由本技 臻明確，或可由實行本發明而習 點’可由所附申請專利範圍中之 達成。 【實施方式】 下文之詳細說明，將參照所附繪圖， 明之一較佳實施例的投影式光學系统。 々本發 第5圖係例示一依據本發明之一 晶片式DMD之投影式光學系統。心實施例使用-單 學率學系統不同於其相關技藝投影式光 干系統之處在於’本發明可提昇昭 第-昭舢嚏供m 1 汁…、射效率和亮度均勻性之 弟一照射透鏡組4 0，係被佈置在— ^ 07J ^, 士 不间之位置處。 參知、第5圖，有一具有其上安奘 82 ^ ^ ^sn ^ ^ « 文衮有—橢圓體反射面鏡 0乙之燈管8 0被使用，以及此光漭斛山 —知刑涛·> λ u + 所出之光線，係使聚焦在 柱型透鏡6 0之入射表面上。 該等燈管80與柱型透鏡60之間， 侬床八A、Ο r Jf D ^ < 係女排有一可使光波 很序为成R、G、和B色彩之色輪7〇。 此如第2b圖中所示之色輪70，俜 姑拉s #絲 馬違72之碟片’以及可隨苴馬这夕 之I? r A〜 瓯，、巧運之轉動，依序濾波掉光線 、G、和β色衫。 1322321 ----塞號93105M3 车Ί Μ 0曰 修正__ 五、發明說明（Π) 由於一具有最小色彩濾波作用之區域，係其燈管8 0所 出之光線聚焦在其柱型透鏡6〇之入射表面處，其色輪7 0係 使位於其柱型透鏡之入射表面前。 所以’當一已透過其，色輪7〇被濾波成一特定色彩之光 線’入射至其柱型透鏡6〇上面時，此光線將會在其柱型透 鏡6 0之内部，經歷數次反射，以及透射過此柱型透鏡6〇。 接著’此透射過之光線，將會散射而遍及其整個發射表 面。 換§之’其光源所出之光線，係前進或使相對於其柱 型透鏡6 0之發射表面而偏軸，以及由於其結果所致，其發 射表面將變為一具有二次均勻對比分佈之表面光源。 基本上’有兩種類型之柱型透鏡。首先，其柱型透 鏡60可為一空心透鏡’其内表面係覆以一面鏡’以使其可 執仃面鏡之反射。其次，其柱型透鏡6〇，可為一具有高折 射率之玻璃，以使其可執行全内反射。 _ 其柱型透鏡60所發射之光波，係使透射過一第一和第 一以射透鏡組50和40 ’而在其影像顯示裝置上面，形成其 柱型透鏡60之發射表面的適當大小影像，亦即上述之DMI) 表面。在此一方式下’其DM])表面將會得到一均勻之對比 分佈》 同時’有一可改變光波路徑之全反射面鏡9〇，係安裝 在其第一照射透鏡組50與第二照射透鏡組4〇之間。結果， 其柱型透鏡6 0之發射光波的路徑，和其第二照射透鏡組4〇 與DMD 1 〇間之光波路徑，在空間上將會重疊，以及其整個

1322321 ___案號 93105143 年 7 月 ^ g____ 五、發明說明（12) 光學系統，將會變得更袖珍。 在一實際之意義中，其會聚性照明設計’係必需要縮 小其投射透鏡30之入射表面的尺寸，以使其重疊之投射透 鏡30和面鏡型透鏡（第二照射透鏡組）40 ’不會造成光學 干涉。 本發明上文所描述之投影式光學系統’相較於上述有 τ IR稜鏡2 0之相關技藝式光學系統，係較小、較不昂貴、 以及可具有一提昇之對比和亮度均勻性。 然而，當此種面鏡型透鏡，被用作其第二照射透鏡組 40時，其柱型透鏡60、第一照射透鏡組50之光軸、和第二. 照射透鏡組4 0之光軸，可使相重疊。在該情況中，一出自 其面鏡型透鏡40之反射光線，將會回行至其第一照射透鏡 組50之光軸方向，其結果將會造成光學干涉。 就上文所述冬問題有關的解決方案而言，本發明在第 6a圖中所顯示之矣一實施例係建議，關於其反射性透鏡4〇 與其柱型透鏡60之光軸間的交叉點，其第二照射透鏡組4〇 之中心軸線應使偏軸，以及其第一照射透鏡組5 〇之光軸， 應使與其柱型透鏡60之光軸相重疊。 其十之反射性透鏡4 0，可具有一非圓形之表面。 所以，其第二照射透鏡組4 〇之光轴，在光學上並不與 其第一照射透鏡組50之光轴相平行。 雖然其第二透鏡組4 0之中央軸線，在第6a圖之實施例 中係已使偏軸，其第二照射透鏡組4 〇之光軸，亦可使偏 轴。 1322321 --案號止3105143 付生? B 4曰 修正_ 五、發明說明（13) 更明確地說，其柱型透鏡6 0之光轴，和其第一照射透 鏡組50之光軸，彼此係相重疊，以及其第二透鏡組4〇之光 轴’係與其光軸相平行而使相重疊。 此外’其第二照射透鏡組4 0所發射之光線與其第一照 射透鏡組5 0之光軸間的角度（亦即，2 0 )，係等於其在啟 通狀態中之DMD 10所發射的光線與其第二照射透鏡組40所 發射之光線間的角度（亦即，2 5/ )。 簡言之’其第一照射透鏡組50之光轴，係與其投射透 鏡3 0之光軸相平行。 在上述之構造下’其柱型透鏡之發射表面，係與其· DMD之表面相重疊，以及因而如第6圖中所示，在其DM]) 1 〇 之有效表面附近，將會有一照射影像形成。其結果將可降 低其照射損失，以及其屏幕（而且，在其柱型透鏡6〇之透 射表面上）上面之對比分佈將呈均勻。 其柱型透鏡60之發射表面與其DMD 10之表面間的物件 /影像之關係，係藉由下列之事實來加以解釋，即其柱型 透鏡6 0之發射表面上因第一照射透鏡組5 〇所形成之第一影 像’係垂直於此柱型透鏡6 〇之光軸，以及使用此影像作為 一第二物件，將會有一影像因其第二照射透鏡組40而形成 在其DM D之表面上，其係垂直於上述之影像。 如此發射之光線，將會透射過其投射透鏡30，以及將 會在其屏幕上面形成一影像。 最後，依據本發明之顯示光學系統，其柱型透鏡之發 射表面透射過其第一和第二透鏡組時所形成的表面影像，

第20頁 1322321 修正 案號 93105143 五、發明說明（14) 並未相對於其影像顯示器之表面而傾斜。而且，其第二照 射透鏡組，係相對於其第一照射透鏡組之光軸而偏軸，以 使其第二照射透鏡組之光軸，不與其第一照^射透鏡組之光 軸的光波路徑相重疊。在此一方式下，上述梯形失真之問 題將可被決定，以及其照射效率和對比均勻性，將可得到 甚大之提昇。

雖然本發明業已參照其之某些較佳實施例加以顯示及 說明，本技藝之專業人員將可理解，在不違離本發明在所 附申請專範圍内所界定之精神與範圍下，而在形式和細節 上，完成各種不同之改變。 前述之實施例和優點僅屬範例性，以及不應被詮釋為 有限制本發明意。·本揭示說明係可輕易適用於其他類型之 裝置。本發明之說明係意屬例示性，以及並非意在限制其 申請專利範圍之界定範圍。有許多替代方案、修飾體、和 變更形式，係為本技藝之專業人員顯而易見。在申請專利 範圍中，其裝置加功能之條款，係意在涵蓋本說明書所說 明可執行其所列舉之功能的結構，以及不僅涵蓋其結構上 之等價體，並且涵蓋其等價之結構。

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第1圖係例示一相關技藝式DMD之簡化結構，和此DMD 作為一顯示裝置之光學運作狀雜； ^第2a圖係一基於單晶片式DMD之相關技藝式投影光學 系統的實施例之平面圖； 第2b圖係一分時系統中之一般性濾色片内的色輪之平 面圖和側視圖； 第3圖係例示一使用單晶片式DMD之相關技藝投影式光 學系統的另一實施例； ^第4a*4b圖係以簡圖例示—相關技藝單晶片式DMD投 衫式光學系統的照射之運作原理，和一具有梯形失真之影 像上的照射； 、” 第5圖係例示一依據本發明之一較佳實施例使用一單 晶片式DMD之投影式光學系統；而 第6a和6b圖則係以簡圖例示一相關技藝單晶片式DMD 投影式光學系統的照射之運作原理，和一透過一梯形失真 校正之調整式影像上的照射。 、 【元件符號說明】 10 DMD (數位微面鏡裝置） 12微面鏡 20 TIR (全内反射）稜鏡 3 0投射透鏡 40第二照射透鏡組（面鏡型透鏡） 5 0第一照射透鏡組（面鏡型透鏡）

第22頁 1322321 修正 案號 93105143 圖式簡單說明 60 柱型透鏡 70 色輪 72旋轉馬達 80燈管 82橢圓體反射面鏡 90 全反射面鏡

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Claims (1)

1322321 _案號93105143 1 P年S月7 曰 修正_ 六、申請專利範圍 1. 一種顯示光學系統，包括： 一光源； 一影像顯示器，其接收由此光源所發射之光線； 一照射單元，其安裝在此光源與影像顯示器之間，且包 括： 一光學裝置，其輸出由此光源所輸入之光線， 一第一透鏡，用於將由此光學裝置所發射光線透射， 以及 一第二透鏡，此由第一透鏡所透射光線入射於其上； 以及 一投影部分，用於將形成於影像顯示器上之一影像投射於 一屏幕上， 其中，此第一透鏡之光軸與此投影部分之光軸之光波路徑 平行。 2. 如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 此影像顯示器為一種數位微面鏡裝置（DMD)。 3. 如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 此光學裝置為一柱型透鏡，其將此來自光源之入射光線之 亮度分佈均一化，且發射此亮度均一化光線。 4. 如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 此投影部分包括一投影透鏡，且此第一透鏡之光軸與此投

第24頁 1322321 _案號93105143_?i^年，月/曰 修正 六、申請專利範圍 影透鏡之光軸之光波路徑平行。 此 第與 圍軸 範光 利之 專鏡 請透 申二 如第 5此 統 系 學 光 示 顯 之 項 中 其 行 平 徑 路 波 光 之 li 光 之 鏡 透 影 投 第軸 圍.心 範中 利之 專鏡 請透 申二 如第 6 此 中 其 統 系 學 光 示 顯 之 項 質 實 處 交 相 間 軸 光 鏡 透 型 柱 與 鏡 透 二 第。 此軸 於偏 對而 相移 :平 由直 藉垂 線上 第 於 介 於 對 目 ㈣線 第軸 圍心 範中 利之 專鏡 請透 申二 .如第 7此 統 系 學 光 示 顯 之 中 其 光 鏡 透 型 柱 與 鏡 透 透 型 柱 此 與 JIU1 光 之 鏡 透 1 第 此 且 li 偏 上 向 而。 處合 交重 相軸 間光 I*镜 J8·1 第與 圍轴 範光 利之 專鏡 請透 申一 如第 8 此 中 其 統 系 學 光 示 顯 之 合 重 .線 ιά J8·1 心 中 之 鏡 透 型 柱 此 此 第與 圍軸 範光 利之 專鏡 請透 申二 如第 9 此 中 其 統 系 學 光 示 顯 之 項 重 不 並 徑 路 波 光 之 ^ JE-1 光 之 鏡 透 一 第 一之 第器 此示 射顯 透像 線影 光對 射會 發不 所並 面， 表像 之影 鏡面 透表 型之 柱成 由形 此所 當時 ，鏡。 而透斜 因二傾 ，第面 合與表

第25頁 1322321 _案號 93105143 V年？月9曰 修正_ 六、申請專利範圍 1 0 .如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 此第一透鏡與此第二透鏡以此方式設定，而此第二透鏡之 光轴與第一透鏡之光軸彼此平行但並不重合，因此當此由 柱型透鏡所發射光線經由此第一透鏡與此第二透鏡透射時 所形成之表面影像，並不會對影像顯示器之表面傾斜。 1 1.如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 若有一至其第一透鏡之光轴的光線，入射至其第二透鏡上 面，以及被此第二透鏡發射出時，其第二透鏡所發射出之 光線與其第一透鏡之光軸間的角度，將會等於其在啟通狀 態中之影像顯示器所發射出的光線與其第二透鏡所發射出 之光線間的角度。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之顯示光學系統，其中 此用於改變光線之光波路徑的反射型面鏡，安裝於第一透 鏡與第二透鏡之間。 1 3 .如申請專利範圍第1項之顯示光學系統，其中 此第二透鏡為反射型透鏡。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之顯示光學系統，其中 此第二透鏡具有非球形表面。

1322321 _案號93105143 年3月）日 修正_ 六、申請專利範圍 1 5. —種顯示光學系統，包.括： 一光源； 一影像顯示器，其接收由此光源所發射光線； 一照射單元，其安裝在此光源與影像顯示器之間，且包 括： 一光學裝置，其輸出由此光源所輸入之光線， 一第一透鏡，用於將由此光學裝置所發射光線透射， 以及 一第二透鏡，此由第一透鏡所透射光線入射於其上； 以及 一投影部分，用於將形成於影像顯示器上之一影像投射於 一屏幕上， 其中，此第一透鏡、此第二透鏡、以及此投影部分之 投影透鏡之光軸之光波路徑相平行。 1 6. —種顯示光學系統，包括： 一光源； 一影像顯示器，其包括一數位微鏡裝置，以接收由此光源 所發射之光線； 一照射單元，其安裝在此光源與影像顯示器之間，且包 括： 一操作為光學裝置之柱型透鏡，其將此來自光源之入 射光線之亮度分佈均一化，且發射此亮度均一化光線，

1322321 ___案號 93105143 ?户年 1 月〉a ^ιΤ_ 六、申請專利範圍 一第一透鏡，用於透射此由柱型透鏡所發射光線， 一第二透鏡’此由第一透鏡所透射光線入射於其上； 以及 一投影部分，用於將形成於影像顯示器上之一影像放大且 投射於一屏幕上， 其中’此第一透鏡與此第二透鏡係設定為此第二透鏡 之一光軸與此第一透鏡之一光軸彼此平行但並不重合的方 式，因此，當此由柱型透鏡所發射光線經由此第一透鏡透 射時所形成之表面影像’並不會對影像顯示器之表面傾 斜。 1 7 · —種顯示光學系統，包括： 一光源以產生光線； 一數位微鏡裝置’其選擇性地反射此光線之一些部份；以 及 一 多個光學元件，其設置在此光源與此數位微鏡裝置之間， 其中’此光線經由此等多個光學元件通過，且此等多個光 學凡件將光線實質上垂直投射於此數位微鏡裝置之表面 上’以致於此光線與此數位微鏡裝置之表面區域實質上重 合’其中，此等多個光學元件包括： * 一柱型透鏡，其接收此來自光源之光線，將此光線之 亮度分佈均一化，且發射此亮度均一化光線， 一第一透鏡，用於將此由柱型透鏡所接收光線透射’ 以及

1322321 _案號93105143 ?<f年7月9曰 修正_ 六、申請專利範圍 一面鏡，用於將由此第一透鏡所接收光線反射， 其中，此柱型透鏡與此第一透鏡沿著其光軸設置，以 致於此柱型透鏡與此第一透鏡之中心軸線重合，以及此面 鏡係遠離此柱型透鏡與此第一透鏡之光軸而設置，致使此 面鏡之中心軸線不與此柱型透鏡與此第一透鏡之光軸與中 心軸線重合，且此柱型透鏡與此第一透鏡之光軸與此面鏡 之中心軸線平行。

第29頁 1322321 yr年#月^日修(更)正替換頁

第4a圖

1322321 7牌"月β曰修(更)正替換頁 第5 ,

第6b圖 照射損失

1322321 _案號93105143 7尸年7月9日 修正 六、指定代表圖 (一） 、本案代表圖為：第___5___圖 (二） 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明： 10 DMD (數位微面鏡裝置） 30投射透鏡 40第二照射透鏡 5 0第一照射透鏡 6 0柱型透鏡 70 色輪

7 2旋轉馬達 80燈管 82橢圓體反射面鏡 90 全反射面鏡

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