[发明专利]用于双抛物面反射器DPR系统的光耦合的伪导光管

说明书

技术领域

本发明涉及一种导光管，更特别地涉及一种伪导光管，其用作楔形导光管(tapered light pipe)且起楔形导光管的作用，但是比楔形导光管更容易安装和制造。伪导光管的输出端的凸弯曲被选择成提供具有特定散度的输出，并且特别地，被选择成提供输出平行光线。

背景技术

楔形导光管(TLP)用在许多应用中，用于将一个区域/角度组合的光源转换成具有基本上相同亮度的另一光源。锥角和长度被设计成使得将具有最小的亮度损失。在实际应用中，该长度小于期望的长度。在这样的情况下，输入和输出面分别被制成为凹面和凸面，以使得楔形导光管对于输入和输出光来说看起来是直的。TLP的制造和安装一般是繁重且昂贵的。因此，要求保护的发明是基于如下期望而进行的：为TLP提供低成本的制造和安装。

发明内容

因此，要求保护的发明的目的是提供一种解决了TLP的上述问题的伪导光管。

根据要求保护的发明的示例性实施例，一种伪导光管包括输入端、输出端以及光透射介质。输入端收集来自光源的光线。输入端一般包括平面。替选地，输入端的部分可以具有凹弯曲。输出端输出并校准在输入端处收集的光线。输出端具有凸弯曲。优选地，输出端的弯曲被选择成使得输入端和输出端之间的集光率(etendue)失配最小化。光透射介质互连输入和输出端，并且将光线从输入端透射到输出端。输出端的凸弯曲被选择成输出平行光线。优选地，伪导光管的输入和输出端的表面涂有防反射涂层。根据要求保护的发明的方面，伪导光管还包括用于安装该伪导光管的安装面。

根据要求保护的发明的示例性实施例，一种投影系统包括投影引擎、光源以及伪导光管。光源包括灯、双抛物面反射器(DPR)以及回复反射器(retro-reflector)，其中该回复反射器收集杂散光线并将其重定向至DPR。伪导光管包括输入端、输出端以及光透射介质。输入端收集来自光源的光线。输出端输出并校准在输入端处收集的光线。输出端具有凸弯曲。光透射介质互连输入和输出端，并且将光线从输入端透射到输出端。输出端的凸弯曲被选择成输出平行光线。投影系统可选地包括在伪导光管的输出端与投影引擎之间的复眼透镜和偏振转换系统。优选地，投影引擎是液晶显示器(LCD)或硅基液晶(LCOS)投影引擎。

根据要求保护的发明的示例性实施例，伪导光管可以与以下光源中的任何一个一起使用：LED(发光二极管)、微波灯、超高压汞灯、微波驱动无极灯、金属卤化物灯、荧光灯以及卤素灯。光源可以将灯与以下中的一个相组合：双抛物面反射器(DPR)、具有回复反射器的DPR、椭圆反射器、具有聚焦透镜的抛物面反射器或者双椭面反射器(DER)系统。回复反射器收集杂散光线并将其重定向至DPR。

根据要求保护的发明的示例性实施例，光源定位在输入端附近并且定位在输出端的焦点处。

根据要求保护的发明的示例性实施例，光透射介质具有圆形、矩形或多边形横截面。光透射介质由以下材料中的至少一种制成：玻璃、熔凝硅石、塑料以及石英。

根据要求保护的发明的示例性实施例，输出端的凸弯曲是以下圆锥形状中的一种：抛物线、双曲线或者球形。一般而言，凸弯曲可以是按数值生成的面。优选地，输出端的凸弯曲是椭圆。

根据要求保护的发明的示例性实施例，光透射介质包括多个段(section)。所述光透射介质的每个段由以下材料中的一种制成：玻璃、熔凝硅石、塑料以及石英。优选地，包括输入端的段由高温材料制成，而包括所述输出端的段由低温玻璃或塑料制成。根据要求保护的发明的方面，光透射介质包括在所述光透射介质的每段之间的空气间隙。根据要求保护的发明的方面，所述光透射介质的每个段由不同的材料制成。光透射介质可以包括空气输入段和由以下材料中的一种制成的输出段：玻璃、熔凝硅石、塑料以及石英。

根据要求保护的发明的示例性实施例，输出端的弯曲是散光的，以使得输出弯曲在两个垂直方向上不同。

根据随后的详细描述，要求保护的发明的各种其它目的、优点以及特征将变得容易明白，并且在所附权利要求中将特别指出新颖特征。

附图说明

结合附图，将最佳地理解作为示例给出的、且不旨在将要求保护的发明仅限于此的以下详细描述，在附图中，各个图中相同的部件或特征以相同的附图标记来表示：

图1示出了具有楔形导光管的双抛物面反射器系统的横截面视图；

图2示出了楔形导光管的横截面视图；

图3示出了根据要求保护的发明的示例性实施例的伪导光管(PLP)的横截面视图；

图4示出了根据要求保护的发明的示例性实施例的PLP的透视图；