專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種光學(xué)系統(tǒng)，特別關(guān)于一種可產(chǎn)生非軸對(duì)稱光束的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字光處理(digital light processing, DLP)投影機(jī)的組件大致可分成光學(xué)系統(tǒng)(optical system)、數(shù)字微鏡裝置(digital micromirror device, DMD)及投影透鏡組(projection lens assembly) 0其中，光學(xué)系統(tǒng)可產(chǎn)生一入射光束，照射于數(shù)字微鏡裝置；數(shù)字微鏡裝置包括多個(gè)微反射鏡，照射于微反射鏡上的入射光束會(huì)被反射；通過(guò)控制每一個(gè)微反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度，可決定入射光束的哪些部份可被反射入投影透鏡組中而投影出。進(jìn)一步地說(shuō)明，請(qǐng)參閱圖1，數(shù)字微鏡裝置的每一個(gè)微反射鏡7可具有兩種狀態(tài)亮狀態(tài)(on)及暗狀態(tài)(off)，分別以微反射鏡7的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)區(qū)分。在亮狀態(tài)時(shí)，微反射鏡7約旋轉(zhuǎn)12度；在暗狀態(tài)時(shí)，微反射鏡7約旋轉(zhuǎn)-12度。不同狀態(tài)下，光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的入射光束81會(huì)被微反射鏡7反射成不同方向的第一反射光束71及第二反射光束72。此外，入射光束81也會(huì)照射到數(shù)字微鏡裝置的平面結(jié)構(gòu)(，例如兩微反射鏡7的間的平面，圖未示)，然后被所述平面結(jié)構(gòu)反射成另一反射光束，稱為雜光(stray light) 73。在理想情況下，只有亮狀態(tài)的第一反射光束71可通過(guò)投影透鏡組9的光圈91而進(jìn)入投影透鏡組9中，然后再由投影透鏡組9投射出，而第二反射光束72及雜光73不會(huì)通過(guò)光圈91。但實(shí)際上，雜光73會(huì)部分地進(jìn)入投影透鏡組9中。此原因?yàn)?，雜光73在垂直微反射鏡7的轉(zhuǎn)軸74的方向75上，有過(guò)大的擴(kuò)散角度α，使得雜光73在方向75上，會(huì)進(jìn)入至光圈91中；此舉會(huì)降低投影透鏡組9投射出的影像的對(duì)比度(contrast)。為了改善此缺失，有些方案被提出，例如美國(guó)專利公告號(hào)US 7，246，923及US7，101，050所揭露者。所述這些方案中，光學(xué)系統(tǒng)可產(chǎn)生一非軸對(duì)稱(non-radiallysymmetrical)的光束來(lái)照射于數(shù)字微鏡裝置上，使得微反射鏡所反射出的反射光束、及平面結(jié)構(gòu)反射出的雜光皆呈非軸對(duì)稱；此時(shí)，投影透鏡組的光圈的形狀也為非軸對(duì)稱。非軸對(duì)稱的反射光束及雜光在垂直微反射鏡的轉(zhuǎn)軸方向(例如圖1的方向75)上，皆有較小的擴(kuò)散角。如此，雜光較不會(huì)進(jìn)入到投影透鏡組的光圈中，使得投影透鏡組投射出的影像的對(duì)比度可被提升。另一方面，在平行微反射鏡的轉(zhuǎn)軸的方向上，非軸對(duì)稱的反射光束會(huì)有較大的擴(kuò)散角，使得反射光束可有較大的光展量^tendue)。因此，在亮狀態(tài)下，較大光展亮的反射光束可進(jìn)入到光圈中，使得投影透鏡組投射出的影像的亮度可被提升。換言之，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)所產(chǎn)生的光束為非軸對(duì)稱時(shí)，對(duì)于投影透鏡組投射出的影像的對(duì)比度及亮度，皆有助益。然而上述方案中，光學(xué)系統(tǒng)會(huì)利用到一些較特殊的光學(xué)元件，例如聚光器(collector)或積分器(integrator)等，可能會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)的制造成本提高。有鑒于此，提供一種可改善上述缺失的光學(xué)系統(tǒng)，乃為此業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種光學(xué)系統(tǒng)，其可產(chǎn)生一非軸對(duì)稱錐形光線構(gòu)成的光束，且較無(wú)使用到特殊的光學(xué)元件。為達(dá)上述目的，本發(fā)明所揭露的光學(xué)系統(tǒng)，包括一光源組件；一第一透鏡陣列，位于所述光源組件的一側(cè)，且包含多個(gè)第一透鏡，所述這些第一透鏡依照一第一圖案排列，所述第一圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第一長(zhǎng)軸；以及一第二透鏡陣列，位于所述第一透鏡陣列的一側(cè)而與所述光源組件相對(duì)，所述第二透鏡陣列包含多個(gè)第二透鏡，所述這些第二透鏡依照一第二圖案排列且第二透鏡的光軸對(duì)齊第一透鏡的光軸，所述第二圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第二長(zhǎng)軸，其中，所述第二長(zhǎng)軸相對(duì)所述第一長(zhǎng)軸偏轉(zhuǎn)一第一角度。藉此，光源組件可產(chǎn)生一遠(yuǎn)心(telecentric)光束，光束中每一條光線由一軸對(duì)稱光錐(light cone)構(gòu)成。第一透鏡陣列及第二透鏡陣列可將所述遠(yuǎn)心光束轉(zhuǎn)換成一束非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光線照射于一目標(biāo)區(qū)域。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(shuō)明。


圖1為傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)、微反射鏡及投影透鏡組的示意圖；圖2為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的第一較佳實(shí)施例與目標(biāo)區(qū)域的示意圖；圖3為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的光源組件的示意圖；圖4為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡陣列的示意圖；圖5為圖2的準(zhǔn)直透鏡陣列及第一透鏡陣列的位置關(guān)系示意圖；圖6為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第二透鏡陣列的示意圖；圖7為圖2的第一透鏡陣列及第二透鏡陣列的位置關(guān)系示意圖；圖8為圖2的第一透鏡及第二透鏡的尺寸關(guān)系示意圖；圖9為圖2的第一透鏡陣列及第二透鏡陣列的另一位置關(guān)系示意圖；圖10為圖2的目標(biāo)區(qū)域的示意圖；圖11，為圖2的第一透鏡與第二透鏡在主光軸偏移后的示意圖。圖12為圖2的第二透鏡陣列在主光軸偏移前與后的比較示意圖。圖13為圖12的第二透鏡陣列在主光軸偏移后的所產(chǎn)生的非軸對(duì)稱的光束的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明[本發(fā)明]1光學(xué)系統(tǒng)11光源組件111發(fā)光二極管陣列1111發(fā)光二極管IlllA 發(fā)光面112準(zhǔn)直透鏡陣列1121準(zhǔn)直透鏡
12第一透鏡陣列121 第一透鏡1211 中心1212 頂點(diǎn)121A 第一截面122 第一圖案1221 第一長(zhǎng)軸13、13，第二透鏡陣列131、131，第二透鏡1311 中心1312 頂點(diǎn)131A 第二截面132 第二圖案1321 第二長(zhǎng)軸14中繼透鏡15合光元件2目標(biāo)區(qū)域21微反射鏡211 轉(zhuǎn)軸22延伸方向3投影透鏡組θ i第一角度θ 2第二角度L1、L2、L3 光線[傳統(tǒng)]7微反射鏡71第一反射光束72第二反射光束73 雜光74 轉(zhuǎn)軸75 方向81入射光束9投影透鏡組91 光圈
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的第一較佳實(shí)施例與一目標(biāo)區(qū)域的示意圖。所述光學(xué)系統(tǒng)1可包括一光源組件11、一第一透鏡陣列12及一第二透鏡陣列13。光源組件11可產(chǎn)生一遠(yuǎn)心光束，光束中每一條光線由一軸對(duì)稱光錐(lightcone)構(gòu)成；第一透鏡陣列12及第二透鏡陣列13可將所述遠(yuǎn)心光束重新分布(redistribute)及重迭(overlap)，形成一非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光束。為簡(jiǎn)潔說(shuō)明的目的，『非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光束』在后文中，可簡(jiǎn)稱為非軸對(duì)稱的光束。以下將進(jìn)一步說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)1各元件的技術(shù)內(nèi)容。光源組件11構(gòu)成方式有多種，本實(shí)施例中，光源組件11包括一發(fā)光二極管陣列111及一準(zhǔn)直透鏡陣列112。請(qǐng)參閱圖3，為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的光源組件的示意圖。發(fā)光二極管陣列111包括多個(gè)發(fā)光二極管1111，每個(gè)發(fā)光二極管1111皆有一個(gè)矩形的發(fā)光面1111A，用以發(fā)射出光線Ll (如圖2所示)。發(fā)光面IlllA發(fā)出的光線Ll的最大發(fā)散角可達(dá)90度(視發(fā)光二極管的種類而定)，為了易于將發(fā)出的光線準(zhǔn)直，發(fā)光面IlllA可覆蓋一層角度選擇膜(angle selectivefilm)，使得發(fā)散角小于40度的光線Ll才可通過(guò)角度選擇膜。準(zhǔn)直透鏡陣列112位于所述這些發(fā)光二極管1111的一側(cè)，也就是位在發(fā)光二極管1111發(fā)射出的光線Ll的光路上。準(zhǔn)直透鏡陣列112包括多個(gè)準(zhǔn)直透鏡1121，所述這些準(zhǔn)直透鏡1121分別光學(xué)地(optically)耦合所述這些發(fā)光二極管1111，也就是指，所述這些發(fā)光二極管1111發(fā)出的光線可通過(guò)至所述這些準(zhǔn)直透鏡1121。當(dāng)光線Ll通過(guò)準(zhǔn)直透鏡1121后，即會(huì)形成具有方向性的光線L2 (如圖2所示)。值得一提的是，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡1121的截面可為六角型(較接近圓形)，以較佳地涵蓋發(fā)光二極管1111發(fā)射出的光線Ll，減少光損失。此外，發(fā)光二極管1111的數(shù)目可不用與準(zhǔn)直透鏡1121的數(shù)目相同，發(fā)光二極管1111可只為一個(gè)。雖然本實(shí)施例是以單個(gè)光源組件11為例，但本發(fā)明并不局限于此。于其他實(shí)施例(圖未示)中，光學(xué)系統(tǒng)可包括多個(gè)(例如三個(gè))光源組件，每個(gè)光源組件可分別產(chǎn)生不同顏色(例如紅、黃及綠)的遠(yuǎn)心光束。所述這些遠(yuǎn)心光束可通過(guò)一合光元件(combiningoptical component) 15結(jié)合，然后傳遞至第一透鏡陣列12。換言之，如果只有單個(gè)光源組件11，則合光元件15為可省略的。請(qǐng)復(fù)參閱圖2，第一透鏡陣列12位于光源組件11 (準(zhǔn)直透鏡陣列112)的一側(cè)，用以將光源組件11產(chǎn)生的遠(yuǎn)心光束匯聚至第二透鏡陣列13中。第一透鏡陣列12包含多個(gè)第一透鏡121，其種類可為平凸透鏡或雙凸透鏡等可聚光的透鏡。請(qǐng)參閱圖4，為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡陣列的示意圖。所述這些第一透鏡121各具有一矩形的第一截面121A，且所述這些第一透鏡121依照一第一圖案122排列，也就是指，所述這些第一透鏡121會(huì)相互地并排(或鄰接)，以使得所述這些第一透鏡121的第一截面121A共同地構(gòu)成所述第一圖案122。所述第一圖案122呈現(xiàn)非軸對(duì)稱，意指所述第一圖案122可為長(zhǎng)方形或橢圓形等非圓形的圖案。因此，所述這些第一透鏡121的第一截面121A會(huì)共同地構(gòu)成類似長(zhǎng)方形或橢圓形的圖案。此外，由于為非軸對(duì)稱，第一圖案122會(huì)具有一第一長(zhǎng)軸1221。第一長(zhǎng)軸1221表示第一圖案122較長(zhǎng)尺寸的方向，且第一長(zhǎng)軸1221跟第一透鏡121的第一截面121A的其中一邊平行。請(qǐng)參閱圖5，為圖2的準(zhǔn)直透鏡陣列及第一透鏡陣列的位置關(guān)系示意圖。前文提及，第一透鏡陣列12是用以將光源組件11產(chǎn)生的遠(yuǎn)心光束匯聚至第二透鏡陣列13。因此，為了減少遠(yuǎn)心光束未通過(guò)第一透鏡陣列12而造成的光損失，準(zhǔn)直透鏡陣列112的準(zhǔn)直透鏡1121可排列接近于第一圖案122，以使得準(zhǔn)直透鏡陣列112所發(fā)射出的遠(yuǎn)心光束大都可進(jìn)入第一透鏡陣列12。值得一提的是，準(zhǔn)直透鏡1121的數(shù)目可不需與第一透鏡121的數(shù)目一致。請(qǐng)復(fù)參閱圖2，第二透鏡陣列13位于第一透鏡陣列12的一側(cè)而與光源組件11相對(duì)；換言之，第一透鏡陣列12位于第二透鏡陣列13及光源組件11之間。第二透鏡陣列13用以將匯聚至第二透鏡陣列13中的光線，重新分布及重迭，以形成非軸對(duì)稱的光束。第二透鏡陣列13包含多個(gè)第二透鏡131，其可為平凸透鏡或是雙凸透鏡等可聚光的透鏡。所述這些第二透鏡131的數(shù)目與第一透鏡121的數(shù)目一致，且所述這些第二透鏡131分別光學(xué)地(optically)耦合所述這些第一透鏡121，意指，所述這些第一透鏡121發(fā)射出的光可進(jìn)入所述這些第二透鏡131中；或是指，第二透鏡131的光軸可對(duì)齊第一透鏡121的光軸。請(qǐng)參閱圖6，為圖2的光學(xué)系統(tǒng)的第二透鏡陣列的示意圖。所述這些第二透鏡131各具有一矩形的第二截面131A，且所述這些第二透鏡131依照一第二圖案132排列，也就是，所述這些第二透鏡131會(huì)相互地并排(或鄰接)，以使得所述這些第二透鏡131的第二截面131A共同地構(gòu)成所述第二圖案132。與第一圖案122相似，所述第二圖案132也呈現(xiàn)非軸對(duì)稱，因此所述這些第二透鏡131的第二截面131A會(huì)構(gòu)成類似長(zhǎng)方形或橢圓形的圖案。此外，第二圖案132具有一第二長(zhǎng)軸1321，來(lái)表示第二圖案132較長(zhǎng)尺寸的方向；且此第二長(zhǎng)軸1321與第二透鏡131的第二截面131A的其中一邊平行。請(qǐng)參閱圖7，為圖2的第一透鏡陣列及第二透鏡陣列的位置關(guān)系示意圖。第二圖案132的第二長(zhǎng)軸1321相對(duì)于第一長(zhǎng)軸1221偏轉(zhuǎn)一第一角度θ工，使得每個(gè)第一透鏡121也相對(duì)第二透鏡131偏轉(zhuǎn)所述第一角度θ1()請(qǐng)參閱圖8，為圖2的第一透鏡及第二透鏡的尺寸關(guān)系示意圖。為了減少第一透鏡121及第二透鏡131光耦合時(shí)的光損失，第一透鏡121的第一截面121Α的面積及第二透鏡131的第二截面131Α面積可設(shè)置成實(shí)質(zhì)上相同(可能因?yàn)橹圃旃罨蛘`差而有些差異)；第一截面121Α的長(zhǎng)xl與寬yl，與第二截面131A的長(zhǎng)x2與寬y2，將符合方程式(1)
剛—督2·%”2〕.................................................O)如此，當(dāng)?shù)谝唤孛?21Α的長(zhǎng)xl與寬yl已知時(shí)，可通過(guò)方程式(1)，來(lái)求得第二截面131A的長(zhǎng)x2與寬y2。當(dāng)方程式(1)符合后，第一透鏡陣列12的行(row)會(huì)偏移一第一偏移量sl，第二透鏡陣列13的列(column)則偏移一第二偏移量s2。第一偏移量sl、第一截面121A的寬yl及第一角度θ i的關(guān)系為sl = yl -tan θ工，第二偏移量s2、第二截面131A的長(zhǎng)x2及第一角度θ ！的關(guān)系為s2 = x2 · tan θ請(qǐng)參閱圖9，為圖2的第一透鏡陣列及第二透鏡陣列的另一位置關(guān)系示意圖。另一方面，當(dāng)方程式(1)符合后，第一透鏡陣列12的第一透鏡121的中心1211，會(huì)對(duì)齊第二透鏡陣列13的第二透鏡131的中心1311，以進(jìn)一步減少光損失。請(qǐng)復(fù)參閱圖2，通過(guò)第一透鏡陣列12及第二透鏡陣列13的相互偏轉(zhuǎn)，光源組件11所產(chǎn)生的遠(yuǎn)心光束即可轉(zhuǎn)換成非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光束。爾后，光學(xué)系統(tǒng)1可通過(guò)多個(gè)中繼透鏡(relay lens) 14，將非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光束照射于目標(biāo)區(qū)域2上。請(qǐng)參閱圖10，為圖2的目標(biāo)區(qū)域的示意圖。目標(biāo)區(qū)域2可為任何被非軸對(duì)稱的光束照射時(shí)，可產(chǎn)生有益效果的區(qū)域。本實(shí)施例中，目標(biāo)區(qū)域2是由一微數(shù)字微鏡裝置的多個(gè)微反射鏡21所形成，或言之，所述這些微反射鏡21分布于所述目標(biāo)區(qū)域2中。所述這些微反射鏡21各沿一轉(zhuǎn)軸211進(jìn)行偏轉(zhuǎn)(擺動(dòng))，以選擇是否將非軸對(duì)稱的光束反射至一投影透鏡組3中。目標(biāo)區(qū)域2的形狀為一矩形，且定義有一延伸方向22，延伸方向22與目標(biāo)區(qū)域2的其中一邊平行，且轉(zhuǎn)軸211(或轉(zhuǎn)軸211的假想延伸線)相對(duì)于延伸方向22偏轉(zhuǎn)一第二角度θ2。請(qǐng)配合參閱圖7，第一圖案122與第二圖案132所夾的第一角度Q1實(shí)質(zhì)上可與二角度θ 2相等，以使得入射到目標(biāo)區(qū)域2的非軸對(duì)稱的光束的發(fā)散角較大的方向，能沿著微反射鏡21的轉(zhuǎn)軸211。這樣，非軸對(duì)稱的光束在目標(biāo)區(qū)域2上反射出的雜光，較不會(huì)進(jìn)入到投影透鏡組3中。請(qǐng)復(fù)參閱圖2，值得一提的是，鑒于所述這些第一透鏡121通過(guò)所述這些第二透鏡131成像于目標(biāo)區(qū)域2上，第一透鏡121的第一截面121Α的形狀可對(duì)應(yīng)目標(biāo)區(qū)域2的形狀，以減少光損失。同理，鑒于所述這些發(fā)光二極管1111通過(guò)所述這些第一透鏡121成像于第二透鏡131上，發(fā)光二極管1111的發(fā)光面IlllA的形狀可對(duì)應(yīng)第二透鏡131的第二截面131Α的形狀。因此，只要知道目標(biāo)區(qū)域2的長(zhǎng)寬比，即可得到較佳的第一截面121Α的長(zhǎng)寬比；爾后再配合方程式(1)，可得到較佳的第二截面131Α的長(zhǎng)寬比，以及第二截面131Α所對(duì)應(yīng)的發(fā)光面IlllA的長(zhǎng)寬比。舉例而言，若目標(biāo)區(qū)域2的長(zhǎng)寬比為16 9(既1.77 1)，第一截面121Α的長(zhǎng)寬比會(huì)對(duì)應(yīng)地為16 9;然后依據(jù)方程式(1)，在第一角度Q1SAS度下，第二截面131Α的長(zhǎng)寬比可得到約為1.125 1，發(fā)光二極管1111的發(fā)光面IlllA的長(zhǎng)寬比也對(duì)應(yīng)地為1. 125 1。在某些情況下，依據(jù)方程式(1)所求得的特定長(zhǎng)寬比，并無(wú)法輕易尋找符合的發(fā)光二極管1111，可能市場(chǎng)上沒(méi)有販賣或是難以制造。較佳地的解決方法為，以接近的長(zhǎng)寬比來(lái)替代；例如所求得的特定長(zhǎng)寬比為1.125 1時(shí)，可用具有長(zhǎng)寬比為1 1的發(fā)光面IlllA的發(fā)光二極管1111來(lái)替代。而當(dāng)發(fā)光二極管1111的發(fā)光面IlllA長(zhǎng)寬比被替代后，第二透鏡131的第二截面131A長(zhǎng)寬比可隨的改變。在此情況下，第二截面131A的面積與第一截面121A的面積將變?yōu)椴幌嗤?。?qǐng)參閱圖11，為圖2的第一透鏡與第二透鏡在主光軸偏移后的示意圖。為了使面積不同的第二透鏡131與第一透鏡121光耦合時(shí)的光損失降低，第二透鏡131的主光軸會(huì)偏移，不位于第二透鏡131的中心1311 ；第一透鏡121的主光軸也是。詳言之，第二透鏡131的主光軸會(huì)偏移至第二透鏡131的頂點(diǎn)1312，且頂點(diǎn)1312會(huì)對(duì)齊第一透鏡121的中心1211 ；第一透鏡121的主光軸會(huì)偏移至第一透鏡121的頂點(diǎn)1212，且頂點(diǎn)1212會(huì)對(duì)齊第二透鏡131的中心1311。如此，從第一投鏡121投射來(lái)的不同方向的光線L3在通過(guò)第二透鏡131后，可變成同方向的光線L3。請(qǐng)參閱圖12，為圖2的第二透鏡陣列在主光軸偏移前與后的比較示意圖。為方面說(shuō)明，主光軸偏移后的第二透鏡陣列及第二透鏡另標(biāo)號(hào)為13’及131’，且另加上剖面線。每一個(gè)第二透鏡131’的主軸偏移量幾乎不相同，通常位于較外圍的第二透鏡131’會(huì)有較大的偏移量。請(qǐng)參閱圖13，為圖12的第二透鏡陣列在主光軸偏移后的所產(chǎn)生的非軸對(duì)稱的光束的示意圖。第二透鏡陣列13’所產(chǎn)生的非軸對(duì)稱的光束的形狀，會(huì)對(duì)應(yīng)第二透鏡陣列13，的形狀。縱上所述，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)可具有至少以下特點(diǎn)1、通過(guò)偏轉(zhuǎn)的第一透鏡陣列及第二透鏡陣列，光學(xué)系統(tǒng)即可產(chǎn)生非軸對(duì)稱的光束，光學(xué)系統(tǒng)不需較特殊的光學(xué)元件。2、第一透鏡的截面形狀與目標(biāo)區(qū)域的形狀可相對(duì)應(yīng)，而第二透鏡的截面形狀與光源組件的發(fā)光面的形狀可相對(duì)應(yīng)，藉此減少光損失。3、第一透鏡的截面與第二透鏡的截面可有相同的面積，且可符合特殊的方程式(1)，藉此減少光損失。4、第一透鏡的主光軸及第二透鏡的主光軸可偏移，以減少第一透鏡的截面與第二透鏡的截面面積不一致時(shí)，所造成的光損失。上述的實(shí)施例僅用來(lái)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(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范疇。任何熟悉此技術(shù)者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)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括一光源組件；一第一透鏡陣列，位于所述光源組件的一側(cè)，且包含多個(gè)第一透鏡，所述這些第一透鏡依照一第一圖案排列，所述第一圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第一長(zhǎng)軸；以及一第二透鏡陣列，位于所述第一透鏡陣列的一側(cè)，并與所述光源組件相對(duì)，所述第二透鏡陣列包含多個(gè)第二透鏡，所述這些第二透鏡依照一第二圖案排列且光學(xué)地耦合所述這些第一透鏡，所述第二圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第二長(zhǎng)軸，其中，所述第二長(zhǎng)軸相對(duì)所述第一長(zhǎng)軸偏轉(zhuǎn)一第一角度；藉此，所述光源組件用以產(chǎn)生一準(zhǔn)直光束，所述第一透鏡陣列及所述第二透鏡陣列用以將所述準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)換成一非軸對(duì)稱的光束于一目標(biāo)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)區(qū)域由一數(shù)字微鏡裝置的多個(gè)微反射鏡所形成，所述這些微反射鏡各沿一轉(zhuǎn)軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，所述目標(biāo)區(qū)域定義有一延伸方向，所述轉(zhuǎn)軸相對(duì)于所述延伸方向偏轉(zhuǎn)一第二角度，所述第二角度實(shí)質(zhì)上與所述第一角度相等。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，各所述第一透鏡具有一第一截面，所述第一截面的形狀與所述目標(biāo)區(qū)域的形狀相對(duì)應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一截面及所述目標(biāo)區(qū)域各為一矩形，所述第一截面的一長(zhǎng)寬比與所述目標(biāo)區(qū)域的一長(zhǎng)寬比實(shí)質(zhì)上相同。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，各所述第二透鏡具有一第二截面，所述第二截面的面積與所述第一截面的面積實(shí)質(zhì)上相同。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述這些第一透鏡的中心分別對(duì)齊所述這些第二透鏡的中心。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述這些第一透鏡的中心分別對(duì)齊所述這些第二透鏡的頂點(diǎn)，所述這些第一透鏡的頂點(diǎn)分別對(duì)齊所述這些第二透鏡的中心。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源組件包含至少一發(fā)光二極管及一準(zhǔn)直透鏡陣列，所述準(zhǔn)直透鏡陣列位于所述至少一發(fā)光二極管的一側(cè)，所述準(zhǔn)直透鏡陣列用以將所述至少一發(fā)光二極管所產(chǎn)生的光線轉(zhuǎn)換成所述準(zhǔn)直光束。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一發(fā)光二極管具有一發(fā)光面，而各所述第二透鏡具有一第二截面，所述發(fā)光面的形狀與所述第二截面的形狀相對(duì)應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二截面及所述發(fā)光面各為一矩形，所述第二截面的一長(zhǎng)寬比與所述發(fā)光面的一長(zhǎng)寬比實(shí)質(zhì)上相同。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圖案或所述第二圖案為長(zhǎng)方形或橢圓形。
12.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一角度為45度。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光學(xué)系統(tǒng)，包括一光源組件、一第一透鏡陣列及一第二透鏡陣列；其中第一透鏡陣列位于光源組件的一側(cè)，且包含多個(gè)第一透鏡，所述這些第一透鏡依照一第一圖案排列，第一圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第一長(zhǎng)軸；第二透鏡陣列位于第一透鏡陣列的一側(cè)，且包含多個(gè)第二透鏡，所述這些第二透鏡依照一第二圖案排列且第二透鏡的光軸對(duì)齊第一透鏡的光軸，第二圖案呈現(xiàn)非軸對(duì)稱且具有一第二長(zhǎng)軸，第二長(zhǎng)軸相對(duì)第一長(zhǎng)軸偏轉(zhuǎn)一第一角度。藉此，光源組件可產(chǎn)生一遠(yuǎn)心光束，光束中每一條光線由一軸對(duì)稱光錐構(gòu)成。第一透鏡陣列及第二透鏡陣列可將所述遠(yuǎn)心光束轉(zhuǎn)換成一束非軸對(duì)稱光錐構(gòu)成的光線照射于一目標(biāo)區(qū)域。
文檔編號(hào)G02B27/09GK102375236SQ201110150299
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者黃俊杰 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司