用于双抛物面反射器ＤＰＲ系统的光耦合的伪导光管技术方案

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。一种包括该伪导光管和双抛物面反射器（ＤＰＲ）系统的投影系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种导光管，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。
技术介绍
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，要求保护的专利技术是基于如下期望而进行的为TLP提供低成本的制造和安装。
技术实现思路
因此，要求保护的专利技术的目的是提供一种解决了 TLP的上述问题的伪导光管。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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。根据要求保护的专利技术的方面，伪导光管还包括用于安装该伪导光管的安装面。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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(LC0Q投影引擎。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，光源定位在输入端附近并且定位在输出端的焦点处。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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。根据要求保护的专利技术的方面，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。根据要求保护的专利技术的方面，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。根据要求保护的专利技术的示例性实施例，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，要求保护的专利技术的各种其它目的、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专利技术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专利技术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专利技术的示例性实施例的PLP的透视图；图5示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、具有矩形横截面的PLP的透视图；图6示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、具有凹输入端的PLP的横截面视图；图7示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、用材料的组合制成的PLP的横截面视图；图8示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、具有范围为d的光源的PLP 的横截面视图；图9示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、包括基于PLP的DI5R的投影系统的横截面视图；图10示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、输出端的部分涂有反射涂层的PLP的横截面视图；图Il(A)-Il(C)示出了根据要求保护的专利技术的示例性实施例的、包括回复反射部分的PLP的输出端的横截面视图；以及图12是根据要求保护的专利技术的示例性实施例的散光PLP的透视图。 具体实施例方式参照附图，现在描述要求保护的专利技术的示例性实施例。这些实施例示出了本专利技术的原理并且不应被理解为限制本专利技术的范围。图1示出了与楔形导光管(TLP)IlOO结合使用的双抛物面反射器(DPR)系统 1000，其示出在TLP 1100的输入处的小面积、大角度θ i光入射被转换成输出处的较大面积、较小角度光。DI3R系统1000包括DPR 1200、灯1300以及回复反射器1400。弧使用DI3R 1200在TLP 1100的输入端或面1110上成像，这保持了弧的亮度。TLP 1100的尺寸是基于 Dra系统1000的集光率设计的，其确定了 TLP 1100的输入和输出范围。TLP 1100的长度一般是由机械限制来确定的，并且较短的TLP 1100 一般是优选的。随着TLP 1100变得越短，转换变得不理想，并且输出比输入处具有略大的集光率。为了克服输出和输入之间的该集光率失配，可以利用其输出端或面1120具有凸面(如图2所示)而非平面(如图1所示)的TLP 1100。即，输出面1120的凸性或弯曲被选择成使得TLP 1100的输出集光率与TLP 1100的输入集光率匹配或接近。当光进入楔形导光管(TLP) 1100时，光取决于光的入射角 pTLP 1100的锥角以及TLP 1100的长度而从TLP 1100的侧壁1130弹回(bounce)多次。当TLP 1100的长度减小(S卩，短的TLP 1100)时， TLP 1100的输出面1120的弯曲需要增大，以对输入/输出集光率失配进行必要的校正。应意识到，如果凸输出面1120的弯曲增大太多，则其将变成非球形(例如，椭圆)，并且将需要附加的计算来实现最优性能。另外，图2示出了极端输入角，以使得TLP 1100内的光线具有临界角 。，并且击中TLP 1100的侧壁。TLP 1100包括输入端1110和输出端1120。优选地，TLP 1100的输出端1120是凸面。从TLP 110本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种伪导光管，包括：输入端，用于收集来自光源的光线；输出端，用于输出并校准在所述输入端处收集的所述光线，所述输出端具有凸弯曲；以及互连所述输入端和所述输出端的光透射介质，用于将所述光线从所述输入端透射到所述输出端；并且其中，所述输出端的所述凸弯曲被选择成输出平行光线。

【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：肯尼思·利，
申请(专利权)人：微阳有限公司，
类型：发明
国别省市：US