[发明专利]LED光整形装置和照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED光整形装置和照明系统，特别涉及一种用于投影照明系统的光整形透镜。

发明背景

高亮度发光二极管(LED)的进步已经提供了许多机会给LED用于不同照明技术，包括小型轻便的数据投影仪。从LED发出的光被投射到一个微型显示器上，如液晶显示器(LCD)、硅基液晶(LCoS)或数字微镜器件(DMD)。微型投影仪技术的一个挑战就是微型显示器通常是一个长方形形状，而LED发出的光是一个圆形半球形，其不符合微型显示器的形状。所以，由于从LED发出的光的形状不符合微型显示器设备的形状，LED光的有效性和均匀性以及投影图象的效果并不好。目前，已经尝试了一些方法来解决此问题。但是，其中一些已知方法需要多个透镜，从而增大了投影系统的尺寸，导致较大的投影设备。

所以，现有的LED光整形系统具有这些或那些方面的限制。因此，需要一种LED光整形装置和照明系统，能够解决这些或其它方面的缺点。

发明概述

依照本发明一个实施例，披露了一个光整形透镜，其被设计成使光源发出的光整形。光整形透镜包括一个光入射表面，其被设计成接收从光源发出的光；一个反射表面，其被设计成反射至少部分由光入射表面接收的光；和一个光出射表面，其具有第一方向上的第一曲率和第二方向上的第二曲率，其中光出射表面被设计成发出由光入射表面接收的和反射表面反射的光，其中第一曲率和第二曲率被设计成使光出射表面发出的光整形，使得从光出射表面发出的光有一个椭圆形截面。

依照本发明另一个实施例，披露了一个光整形透镜，其被设计成使光源发出的光整形。光整形透镜包括第一折射透镜表面，其被设计成接收从光源发出的第一部分光；第二折射透镜表面，其被设计成接收从光源发出的第二部分光；一个反射透镜表面，其被设计成反射至少部分由第一折射透镜表面和第二折射透镜表面接收的光；以及第三折射透镜表面，其被设计成发出由第一折射透镜表面和第二折射透镜表面接收的和由反射透镜表面反射的光，第三折射透镜表面有第一曲率和第二曲率，其中第三折射透镜表面将发出的光折射成一个椭圆形截面。

依照本发明的另一个实施例，披露了一种照明系统。此照明系统包括一个光源，其被设置以发出光；一个显示器件；一个光整形透镜，具有一个光入射表面，其被设计成接收光源发出的光；一个反射表面，其被设计成反射至少部分由光入射表面接收的光；一个光出射表面，具有第一方向上的第一曲率和第二方向上的第二曲率，其中光出射表面被设计成发出由光入射表面接收的和由反射表面反射的光，其中第一曲率和第二曲率被设计成使光出射表面发出的光整形，使得从光出射表面发出的光有一个椭圆型截面，其中光整形透镜被安排成将出射表面发出的光照射在显示器件上。

依照本发明另一个实施例，披露了一种投影系统。投影系统包括一个光源，其被设置以发出光；一个显示器件；一个光整形透镜，有一个光入射表面，其被设计成接收从光源发出的光；一个反射表面，其被设计成反射至少部分由光入射表面接收的光；一个光出射表面，其具有第一方向上的第一曲率和第二方向上的第二曲率，其中光出射表面被设计成发出由光入射表面接收的和由反射表面反射的光，其中第一曲率和第二曲率被设计成使出射表面发出的光整形，使得从光出射表面发出的光有一个椭圆形截面，其中光整形透镜被安排将发出的光照射到显示器件上；以及一个投影透镜组合，其接收从出射表面发出的并被显示器件调制的光，投影透镜组合被设计成投影被调制的图像。

对本领域技术人员，从以下的详细描述，本发明的其它实施例将变得更加容易理解，其中本发明实施例是通过图示描述进行说明。将会认识到，本发明可以有其它或不同的实施例，其一些细节可以以各种方式进行修改，而没有脱离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一个光整形透镜的透视图；

图2是本发明一个实施例的图1所示光整形透镜的第一截面图；

图3是本发明一个实施例的图1所示光整形透镜的第二截面图；

图4是本发明一个实施例的显示有光线路径的图2所示光整形透镜的第一截面图；

图5是本发明一个实施例的显示有光线路径的图3所示光整形透镜的第二截面图；

图6是本发明一个实施例的由图1所示光整形透镜产生的一个照明照度图；

图7是本发明一个实施例的使用LCoS显示器件的第一投影系统的结构示意图；

图8是本发明一个实施例的使用LCoS显示器件的第二投影系统的结构示意图；

图9是本发明一个实施例的使用LCoS显示器件和RGB LED的第三投影系统的结构示意图；