[发明专利]自由形态聚光光学装置

权利要求书

1.用于将光从光源引到与光源的第一端成直线的目标上的光学系统，该光学系统包括：

在通过光源的参考平面中在反射下对称的一对主要光学元件，该对主要光学元件安排成将光从光源导向聚光器的与圆筒的第一端方向相反的第二端；

其中两个主要光学元件一起围绕光源，及沿光源两侧上的参考平面相交；及

在通过光源和目标的参考平面中在反射下对称的一对辅助光学元件，该对辅助光学元件安排在聚光器的第二端处以将光从相应主要光学元件引到目标上。

2.根据权利要求1的光学系统，其中光源为细长光源，每一主要光学元件及其相关联的辅助光学元件在目标处形成光源的细长图像，及所述图像按同一方向定向。

3.根据权利要求1的光学系统，其中每一主要光学元件将光从光源引到参考平面另一侧上的辅助光学元件。

4.根据权利要求1的光学元件，其中两个辅助光学元件在跨通过目标和光源的参考平面中的线延伸的边界处沿参考平面相交。

5.根据权利要求1的光学系统，其中从光源到目标的光线束形成光源和主要光学元件之间及辅助光学元件和目标之间的拓扑空间中的单一连通集，及在主要光学元件和辅助光学元件之间的拓扑空间中不连通。

6.根据权利要求1的光学系统，其为包围光源的透明灯泡，及其中主要和辅助光学元件为灯泡外壳的反射部分。

7.根据权利要求1的光学系统，其中主要和辅助光学元件成形为使得自主要光学元件的所有部分得到的光源在目标上的图像均以同样的形状、大小和定向形成在目标上，从而光源光通量的至少70％组合在与光源相同光束扩展量的矩形目标中。

8.根据权利要求1的光学系统，其中主要和辅助光学元件成形为使得自主要光学元件的所有部分得到的光源在目标上的图像均以同样的形状和大小形成在目标上，其中所述图像为具有从四分之一到三分之二范围的长宽比的矩形。

9.包括聚光器的灯组件，所述聚光器为根据权利要求1的光学系统，其中圆筒灯为光源。

10.一种投影器，包括根据权利要求9的灯组件、目标处的图像形成调节器、及投影光学器件以投射由作用于来自灯组件的光的调节器产生的图像。

11.用于将光从光源引到与光源的第一端成直线的目标上的光学系统，该光学系统包括：

主要光学元件，安排成将光从光源导向聚光器的与圆筒的第一端方向相反的第二端；及

辅助光学元件，安排在通过光源和目标的参考平面与主要光学元件相反方向的那一侧上的聚光器的第二端处以将光从主要光学元件引到目标上；

其中从光源到达目标的光的至少70％反射离开主要和辅助光学元件。

12.根据权利要求11的光学系统，其中主要和辅助光学元件成形为使得自主要光学元件的所有部分得到的光源在目标上的图像均以同样的形状、大小和定向形成在目标上，从而光源光通量的至少70％组合在与光源相同光束扩展量的矩形目标中。

13.根据权利要求11的光学系统，其中主要和辅助光学元件成形为使得自主要光学元件的所有部分得到的光源在目标上的图像均以同样的形状和大小形成在目标上，其中所述图像为具有从四分之一到三分之二范围的长宽比的矩形。

14.包括聚光器的灯组件，所述聚光器为根据权利要求11的光学系统，其中圆筒灯为光源。

15.一种投影器，包括根据权利要求14的灯组件、目标处的图像形成调节器、及投影光学器件以投射由作用于来自灯组件的光的调节器产生的图像。

16.包括根据权利要求11的光学系统的投影器，其中在目标处具有图像形成调节器。

17.用于将光从光源引到与光源的第一端成直线的目标上的光学系统，该光学系统包括：

主要光学元件，安排成将光从光源导向聚光器的与圆筒的第一端方向相反的第二端；及

辅助光学元件，安排在聚光器的第二端处以将光从主要光学元件引到目标上；

其中从光源到达目标的光的至少70％反射离开主要和辅助光学元件。

18.根据权利要求17的光学系统，其中主要和辅助光学元件在通过光源和目标的参考平面的两侧。