[发明专利]照明系统

说明书

【技术领域】

本发明是关于光源领域，尤其是一种光束均匀，光能利用率高的面光源的照明系统，特别适用于LCD平板显示的照明系统。

【背景技术】

传统大型面光源系统大致分为直接型系统和侧面光源系统。直接型系统是由十数根线型光源置于扩散片下面，尽管该系统对于使屏幕亮度均匀化上稍显出色，但它的不利之处例如为功率消耗增加，另一方面，侧光型系统中有大约一个或两个灯管布置在其任一端，用于把线性光源改变成为平面光源。此系统减少了灯管的数量从而减少功率以及减小其光源厚度，然而，由于光源布置在一侧，因此产生屏幕亮度不均的问题。

在组装面板时，上述侧面光源系统需要：用于接受来自端面上灯管的光，后经过将它转变为平面光源的光导板；用于使平面光源的光均匀化的扩散板；以及用于使光线聚焦到面板上以增强亮度和棱镜片等。如JP-A2000-147497中所述，光导板和这些片已简单重叠，在此方法中，由于面板的组装复杂，因此需要花较长的时间并且成本较高。此外由于折射率低的空气层存在于所述层之间，因此界面上的光反射变高，从而导致投射光的量减少，光功率利用率不高。

再则，传统线型光源含汞；对环境产生一定的污染。

【发明内容】

本发明的目的在于将圆形光斑经由一系列的光学器件转换为大型的方形光斑的照明系统。

为了实现上述目的，本发明照明系统，其特征在于：包括一光源，一非球面反射镜以及一镜群组；其中，光源发射的光通过所述镜群组，在所述非球面反射镜上形成小型光斑，投射于目标物上形成大型光斑。

所述小型光斑可为上大下小型光斑，尤其是倒置的锥形光斑。

所述大型光斑可为大方形光斑。

所述镜群组前包括光管或复眼透镜，使获得光斑进入镜群组。其中，该光管可为矩形光管，使获得小方形光斑进入镜群组。

所述光源可为椭圆形灯、抛物灯、LED灯或激光器。

本发明还包括一小反射镜置于镜群组和非球面反射镜之间的光路之间，所述小反射镜和目标物形成L形光路结构；还包括一大反射镜置于非球面反射镜和目标物之间的光路中；所述大反射镜可为另一非球面反射镜。

其中，所述非球面反射镜可为锯齿型反射镜。

其中，所述光源后还包括一偏光转换装置，所述偏光转换装置将入射光束都转化为P偏振态的光束射入光路中。

上述进入镜群组的光斑位于镜群组的中心线a-a以下；而在非球面反射镜上形成的小型光斑位于所述中心线a-a之上；平面目标物上形成的大型光斑位于所述中心线a-a之上。

所述镜群组出射的光斑投射到非球面反射镜而反射到目标物的反射角λ可为0°到90°。

所述反射角λ较小来自于小型光斑的底部的光束投射于平面目标物的光斑的底部；反射角较大来自于小型光斑的上端角的光束投射于平面目标物的顶角部。

所述平面目标物可包括一透明环状锯齿微棱镜阵列，所述透明环状锯齿微棱镜阵列分为上端区域，以及下端区域，上端区域的光束从棱镜的下端面进入，在其斜面全反射而射出。下端区域的光束对应反射角λ较小的光束，光束从棱镜的斜面入射而折射出射。

本发明的优点为：

1.由于通过反射方式进行投影，其光能的利用效率高；

2.由于利用偏极化的光输出，通过液晶时效率更高；

3.零件少，使用点光源，容易制造，维修简单。

【附图说明】

下面结合附图以及实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明照明系统的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明照明系统的第二实施例的结构示意图。

图3为本发明照明系统的光斑投影位置示意图。

图4A，图4B为本发明照明系统的圆形光斑投射到非球面反射镜13而反射到目标物14的反射角λ和梯形光斑的分布的对应关系。

图5A，图5B为本发明照明系统的圆形光斑投射到非球面反射镜13而反射到目标物14的反射角λ和大方形光斑的分布的对应关系。

图6为本发明照明系统的平面目标物14的结构示意图。

图7为本发明照明系统的第三较佳实施例的结构示意图。

图8为本发明照明系统的第四较佳实施列的结构示意图。

图9为本发明照明系统的第五较佳实施例的结构示意图。

图10为本发明照明系统的第六较佳实施例的结构示意图。