用于滚动彩色照明的有效小型聚光光学装置制造方法及图纸

技术编号:2671576 阅读:168 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于滚动彩色照明系统的光源包括产生光的灯(212)、第一和第二独立反射器(220,230),每个接受来自灯(212)的一部分光、和接受由第一和第二独立反射器(220,230)所接受的这部分光所产生的两个独立的像的光导(260)。通过这种布置,该光导(260)在其输出处提供具有纵横比为由该灯(212)产生的光束的纵横比两倍的光束,同时保持原始光学扩展量。有利的是,偏振元件(266)使来自该光导(260)的非偏振光束偏振,并且,在这个过程中,纵横比进一步加倍,又不会增加光学扩展量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光源领域,更具体地说,涉及一种用于在单面板滚动彩色投影系统中使用的滚动彩色照明系统的聚光光学装置。滚动彩色投影仪从单调光器或者光阀(例如液晶显示面板)产生全色图象。Janssen等人的美国专利5532763(“专利’763”)讨论了有关滚动彩色投影仪的一般概念,这里将其全文引入作为参考。如专利’763所描述的,滚动彩色投影仪用在整个液晶显示器LCD上从顶部到底部连续滚动的多条彩色光(红、绿、蓝)照射液晶显示器(LCD)面板。将来自强白光源例如弧光灯的光聚集并且分束为原色——红、绿和蓝。将该分色光形成为三个光源,使得每个光源看上去在“垂直”方向狭窄并且在“水平”方向较宽。采用扫描光学装置来将三个光带(每个为这些颜色之一)定位于LCD面板上。扫描光学装置使得该照明带跨过LCD面板移动。当光带通过面板的有源区的“顶部”时,该颜色的光带再次出现于面板的“底部”。因而,三种颜色连续扫过面板。附图说明图1示出在滚动彩色系统中的电光调光器面板的照明的示意图。这种面板典型地由像素的排(或者说行)和列的矩阵构成,这些像素由按照一次一行方式寻址的单独可寻址反射性像素电极(未示出)限定。红、蓝和绿矩形彩色光条(32、36、40)按照箭头的方向在矩阵阵列(用盒42表示)上向下连续滚动。示出红色条32、蓝色条34和绿色条36在时刻t照射面板。色调32、36和40之间的间隔表示防护条30、34和38。专利‘763所述的系统包括用来产生源光束的光盒。该光盒包括合适强度的灯。如上所述,并且从图1可见,光束需要在“垂直”方向狭窄并且在“水平”方向更宽。一个典型的系统可能需要纵横比为10∶1的矩形光束。同时,典型的UHP弧光灯的纵横比是2.5∶1。因此,光盒还包括一列用来改变光束的光学透镜,使得光束符合需要的形式,为大致均一的、具有所需纵横比的矩形束。该系统还可以包括一个或者多个垂直设置的矩形开口,以进一步将来自光盒的光束或者进行分色后的三种不同颜色的光束矩形化。不幸的是,对于这些光源存在一些问题。为了聚集由灯所产生的大部分的光,通常采用两者方法之一(1)采用大量的小数值孔径(NA)的透镜;和(2)采用小量的高NA透镜。两种方法都存在不足。对于方法(1),不足在于如此多透镜的复杂性。对于方法(2),高NA透镜需要高度的热容差(heat tolerance)。两种方法遭受高成本之苦。因而,所希望的是,提供一种用于滚动彩色投影仪的滚动彩色照明系统的改进的光源。还希望,提供一种用于将来自灯的光转换为具有想要的形式因子的光束的更小型的光学装置。还希望,提供一种用于滚动彩色照明系统的有效的聚光光学装置。本专利技术致力于处理前述的一个或者多个问题。在本专利技术的一个方面中,一种光源包括发光的灯;一对部分椭球反射器,每个该反射器布置为接受来自该灯的反射光并且沿第一和第二方向分别引导所接受的光;第一和第二镜子,每个布置为接受并反射来自该部分椭球反射器之一的光;和其第一端部设有两个棱镜的光导,每个棱镜把来自第一和第二镜子中相应一个的反射光输入到该光导中,所述光导在其第二端部提供光束。在本专利技术的另一个方面中,一种光源包括第一和第二部分椭球反射器,每个具有第一和第二焦点,该部分椭球反射器布置为使得第一和第二部分椭球反射器的第一焦点大致重合;大致位于第一和第二部分椭球反射器的第一焦点处的灯;和设在一个位置处的光导,在该位置,当灯打开的时候,该光导通过该部分椭球反射器接受由该灯所产生的光的两个独立的像。在本专利技术的又一个方面,一种光源包括产生光的灯,第一和第二独立反射器,每个接受来自该灯的一部分光,和接受该光源的两个独立的像的光导,该像是由第一和第二独立反射器所接受的这部分光所产生的。图1示出滚动彩色系统中的电光调光器的照明器的示意图;图2示出一个实施例中用于滚动彩色照明系统的光源的示意截面图3示出用于图2中滚动彩色照明系统的光源的示意顶视图;图4示出一个实施例中的用于滚动彩色照明系统的光源的侧视图;图5示出用于图4这个实施例中滚动彩色照明系统的光源的顶视图;图6示出用于图4这个实施例中滚动彩色照明系统的光源的透视图;图7示出另一个实施例中用于滚动彩色照明系统的光源的示意截面图。图2示出一个实施例中用于滚动彩色照明系统的光源200的截面侧视图。图3示出该光源200的顶视图。如图2和3所示,光源200包括包括灯212和反射器216的灯组件210;独立的第一和第二部分椭球反射器220和230;第一和第二镜子240和250;和光导260。灯212可以是高强度放电(HID)灯或者超高性能(UHP)灯是有利的,并且优选为管状。一个示例性的灯可以是大约9mm长。灯反射器216具有一般的半球形或者取决于灯212的形状为半柱形也是有利的。优选灯组件210仅仅将光发射到它的一侧,如下面将要详细地描述的。来自灯组件210的光可以是大致矩形/椭圆形。在一个示例性的实施例中,灯所产生的光具有2.5∶1的纵横比。从图4可以很好地看出,第一和第二部分椭球反射器220和230每个限定了具有第一和第二焦点的椭球的部分表面。第一和第二部分椭球反射器220和230布置为使第一焦点大致重合是有利的。此外,从图2可以很好地看出,第一和第二部分椭球反射器220和230每个具有限定椭圆的弧部的截面。从图6可以很好地看出,第一和第二部分椭球反射器220和230共用一条公共边并且在这条公共边处连接在一起也是有利的。在一个实施例中,第一和第二部分椭球反射器220和230以单个结构形成在一起,如图4-6所示。光导260在第一(光入射)端部提供有第一和第二棱镜262和264。棱镜262和264可以用低折射率粘合剂粘合到光导260的第一端部,或者可选地,可以与光导260形成为一个整体。棱镜262和264具有相应的光入射面262a、264a、光反射面262b、264b,以及光出射面262c、264c。反射面262b、264b提供有反射性或者镜面涂层是有利的。另外,如从图5可以很好地看到的,光导260在第二(光出射)端部提供有偏振元件266是有利的。偏振元件266包括偏振分束器266a和延相器266b,下面将进一步详细描述它们的操作。分束器266a可以用低折射率粘合剂粘合到光导260的一端,或者可选地,可以与光导260形成为一个整体。在光源200中,灯组件210大致位于部分椭球反射器220和230的第一焦点处。同时,第一和第二镜子240和250每个分别位于第一和第二部分椭球反射器220和230和它们相应的第二焦点之间的光路中。此外,棱镜262和264的光入射面262a、264a每个位于相应的镜子240、250将来自第一和第二部分椭球反射器220和230的相应一个反射器的弧像(arc image)中继的地方。也即是说,例如,第一部分椭球反射器220和镜子240之间的距离“x”以及镜子240和光入射面262a之间的距离“y”之和等于第一部分椭球反射器220的第二焦点的焦距f2。现在描述光源200的操作。灯212辐射光。来自灯212的光的第一部分向着灯反射器216辐射。灯反射器216将来自灯212的光的第一部分向着第一和第二部分椭球反射器220和230反射。同时,来自灯212的光的其余部分(第二部分)直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源,包括:产生光的灯;第一和第二部分椭球反射器,布置每个该反射器,以接受来自该灯的一部分光并且以相应的第一和第二方向引导所接受的光,每个部分椭球反射器对于由该灯产生的光产生独立的像;第一和第二镜子,布置每个镜子 ,以接受并反射来自该部分椭球反射器之一的光;和光导,其第一端部设有两个棱镜,每个棱镜把由该部分椭球反射器所产生的该独立的像中相应的一个输入到该光导中,所述光导在其第二端部提供光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:PJM詹森
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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