專利名稱：固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光源裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種輸出光為準(zhǔn)直光 的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置。
技術(shù)背景在現(xiàn)有的投影系統(tǒng)中，有一種采用準(zhǔn)直光源的投影系統(tǒng)，這種投影系統(tǒng) 對(duì)光線的平行度有較高要求。為了減小光源射出光線的最大擴(kuò)散角，提高光 源輸出光的平行度，通常的做法是在發(fā)光裝置的出光口處設(shè)置一個(gè)光線準(zhǔn)直 裝置。光線準(zhǔn)直裝置為柱狀，其內(nèi)部具有導(dǎo)光通道，兩端分別為導(dǎo)光入口和 導(dǎo)光出口 ，構(gòu)成導(dǎo)光通道的側(cè)面是與導(dǎo)光出口法線方向成一定夾角反射面， 導(dǎo)光入口與發(fā)光裝置的出光口匹配，導(dǎo)光出口尺寸大于導(dǎo)光入口的尺寸。當(dāng) 光線照射到導(dǎo)光通道的側(cè)面時(shí)，光線經(jīng)側(cè)面反射后，光線與導(dǎo)光出口法線所 成的夾角與反射前相比要小，因此可起到對(duì)光線準(zhǔn)直的作用，減小光線發(fā)散 角，提高輸出光的平行度。對(duì)于此種結(jié)構(gòu)的光線準(zhǔn)直裝置，存在以下問(wèn)題1、光線準(zhǔn)直裝置都具有一個(gè)最小可準(zhǔn)直光線散射角的指標(biāo)值，對(duì)于確 定尺寸的光線準(zhǔn)直裝置，該指標(biāo)值是確定的。光線準(zhǔn)直裝置在對(duì)光線準(zhǔn)直時(shí)， 若光線的發(fā)射角小于最小可準(zhǔn)直光線散射角，光線準(zhǔn)直裝置不能對(duì)此光線起 到準(zhǔn)直的作用，光線將從導(dǎo)光入口處射入不經(jīng)過(guò)導(dǎo)光通道的側(cè)面反射就直接 從導(dǎo)光出口處輸出。而目前的尺寸有限的光線準(zhǔn)直裝置的最小可準(zhǔn)直光線散 射角都比較大，因此，存在準(zhǔn)直效果差的問(wèn)題。2、現(xiàn)有的光線準(zhǔn)直裝置為達(dá)到較高的準(zhǔn)直效率，只能靠增大裝置中導(dǎo) 光通道的長(zhǎng)度，即增加整個(gè)裝置的尺寸來(lái)達(dá)到，從而也使投影系統(tǒng)的尺寸較 大，不利于產(chǎn)品小型化。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中光線 準(zhǔn)直裝置的準(zhǔn)直效率與裝置尺寸相關(guān)，從而不利于產(chǎn)品小型化設(shè)計(jì)的問(wèn)題， 而提供一種可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的準(zhǔn)直效率與小尺寸的光線準(zhǔn)直裝置，從而有利 于構(gòu)造出小型的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提出一種固態(tài)準(zhǔn)直光 源裝置，包括發(fā)光裝置、光線準(zhǔn)直裝置，所述發(fā)光裝置上設(shè)有一輸出光線的 出光口，所述光線準(zhǔn)直裝置為角錐多面體狀，其兩端面分別是導(dǎo)光入口和導(dǎo) 光出口，導(dǎo)光入口與出光口相匹配，導(dǎo)光出口的尺寸大于導(dǎo)光入口的尺寸， 所述光線準(zhǔn)直裝置包括若干個(gè)導(dǎo)光構(gòu)件，各導(dǎo)光構(gòu)件呈柱狀且并排安裝設(shè) 置，各導(dǎo)光構(gòu)件的前端面的面積大于后端面的面積且分別構(gòu)成光線準(zhǔn)直裝置 的導(dǎo)光出口與導(dǎo)光入口，導(dǎo)光構(gòu)件內(nèi)部具有導(dǎo)光通道，所述導(dǎo)光通道為角錐 形且導(dǎo)光通道的側(cè)面為鏡面反射面或全反射面，發(fā)光裝置的出光口輸出的光 從導(dǎo)光構(gòu)件的后端面射入經(jīng)導(dǎo)光通道的側(cè)面反射或全反射后從前端面射出。在本實(shí)用新型所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中，所述導(dǎo)光構(gòu)件為實(shí)芯的柱狀 角錐形導(dǎo)光柱，兩相鄰的導(dǎo)光柱側(cè)面之間具有空氣間隙。在本實(shí)用新型所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中，所述導(dǎo)光構(gòu)件為空芯的柱狀 角錐形導(dǎo)光管，各導(dǎo)光管的外側(cè)面或內(nèi)側(cè)面設(shè)置有鏡面反射層形成所述的導(dǎo) 光通道。
在本實(shí)用新型所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中，光線準(zhǔn)直裝置的導(dǎo)光出口的 前方對(duì)應(yīng)設(shè)置有發(fā)散角校正凸透鏡。在本實(shí)用新型所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中，各個(gè)導(dǎo)光構(gòu)件的中心線相交 于導(dǎo)光出口法線上的一點(diǎn)。在本實(shí)用新型所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置中，所述凸透鏡位于導(dǎo)光構(gòu)件一 側(cè)的焦點(diǎn)與導(dǎo)光構(gòu)件中心線的交點(diǎn)相重合。對(duì)光線準(zhǔn)直裝置來(lái)說(shuō)，只有光線照射到其與出光口法線方向成一定傾角 的側(cè)面經(jīng)反射時(shí)才能起到準(zhǔn)直的作用，傾角越大，反射的次數(shù)越多，準(zhǔn)直量 越大，并且對(duì)于散射角較小的光線可能沒(méi)有經(jīng)過(guò)光線準(zhǔn)直構(gòu)件的側(cè)面反射而 直接從導(dǎo)光出口射出，對(duì)于幾何尺寸確定的光線準(zhǔn)直構(gòu)件，其最小的可準(zhǔn)直 的光線散射角也就確定。因此，在導(dǎo)光入口尺寸和導(dǎo)光出口尺寸確定的條件 下，為減小其最小可準(zhǔn)直光線散射角，為提高準(zhǔn)直效果，使最終輸出的光線 散射角小，往往要求光線準(zhǔn)直構(gòu)件的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使得其中的導(dǎo)光通道盡量變 成"細(xì)長(zhǎng)型"，這就不利于縮小產(chǎn)品的尺寸。若光線準(zhǔn)直構(gòu)件是由多個(gè)柱狀 角錐形導(dǎo)光構(gòu)件并排安裝構(gòu)成，則每一個(gè)柱狀角錐形導(dǎo)光構(gòu)件就是一個(gè)更為 "細(xì)長(zhǎng)"的光線準(zhǔn)直構(gòu)件，其最小的可準(zhǔn)直的光線散射角可以大大減小，從 而可以在不增大光線準(zhǔn)直構(gòu)件長(zhǎng)度尺寸的條件下提高光線準(zhǔn)直效果。對(duì)于要 求達(dá)到一定準(zhǔn)直效果時(shí)，光線準(zhǔn)直構(gòu)件的長(zhǎng)度也即導(dǎo)光構(gòu)件的長(zhǎng)度可相對(duì)縮 短，從而降低產(chǎn)品成本及產(chǎn)品尺寸。導(dǎo)光構(gòu)件可以是空芯管，也可以是透明 材料做成的實(shí)芯柱。導(dǎo)光構(gòu)件為空芯管時(shí)，各導(dǎo)光構(gòu)件進(jìn)行無(wú)間隙密排布，并在管的側(cè)壁設(shè)反射層使光線照射到其上時(shí)發(fā)生鏡面反射；當(dāng)導(dǎo)光構(gòu)件為實(shí) 芯柱時(shí)，在相鄰的兩實(shí)芯柱的側(cè)面之間留有空氣空隙，使光線射到其側(cè)面時(shí) 發(fā)生全反射。
光線經(jīng)過(guò)導(dǎo)光構(gòu)件的準(zhǔn)直后，從導(dǎo)光構(gòu)件中輸出光線的平均射出方向趨 向于導(dǎo)光構(gòu)件的中心線方向，但由于各導(dǎo)光構(gòu)件與導(dǎo)光出口的法線成一定夾 角，因此從各個(gè)導(dǎo)光構(gòu)件前端面輸出的光線的平均方向也分別與導(dǎo)光出口法 線方向成一定夾角，使光線間的散射角誤差較大，在導(dǎo)光出口前方設(shè)置的凸 透鏡可對(duì)由此原因而造成的光線散射角附加誤差進(jìn)行校正。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 圖1是本實(shí)用新型固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)施例中固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置包括發(fā)光裝置20、光線準(zhǔn)直 裝置10，發(fā)光裝置20包括六面體構(gòu)件21，六面體構(gòu)件21前端面上設(shè)有出 光口 22，六面體構(gòu)件側(cè)面的發(fā)光器件23所發(fā)出的光通過(guò)出光口 22輸出。光線準(zhǔn)直裝置IO在整體外形上為角錐形六面體，其兩端分別是導(dǎo)光入口 和導(dǎo)光出口，光線準(zhǔn)直裝置10由若干個(gè)小型的實(shí)芯導(dǎo)光柱13并排安裝組成， 每一個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱13都呈角錐柱形，其前端面和后端面分別構(gòu)成導(dǎo)光出口 與導(dǎo)光入口，且前端面的尺寸大于后端面的尺寸，導(dǎo)光入口與六面體構(gòu)件21 前端面上的出光口 22相匹配，在相鄰的實(shí)芯導(dǎo)光柱的側(cè)面之間具有空氣間 隙14，使光線在實(shí)芯導(dǎo)光柱內(nèi)傳播時(shí)照射在實(shí)芯導(dǎo)光柱側(cè)面發(fā)生全反射，從 而形成實(shí)芯導(dǎo)光柱形成一導(dǎo)光通道。發(fā)光裝置20所輸出的光從實(shí)芯導(dǎo)光柱 13的后端面射入，經(jīng)實(shí)芯導(dǎo)光柱13的側(cè)面全反射后從前端面射出。作為本實(shí)施例的一種更優(yōu)的方式，各個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱13的中心線相交于導(dǎo)光入口法線上一點(diǎn)上，在導(dǎo)光出口的前方對(duì)應(yīng)設(shè)置發(fā)散角校正凸透鏡15，凸透鏡15在導(dǎo)光柱一側(cè)的焦點(diǎn)與各個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱13的中心線交點(diǎn)重合。對(duì)光線準(zhǔn)直裝置來(lái)說(shuō)，只有當(dāng)光線射到導(dǎo)光通道的側(cè)面經(jīng)反射后才能起到準(zhǔn)直的作用，反射的次數(shù)越多，準(zhǔn)直的效果越好。本實(shí)施例中光線準(zhǔn)直裝置是由多個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱并排安裝構(gòu)成，光線從實(shí)芯導(dǎo)光柱后端面射入后，其傳播通道被限制在實(shí)芯導(dǎo)光柱13形成的狹長(zhǎng)光通道內(nèi)，使每一個(gè)柱導(dǎo)光構(gòu)件就是一個(gè)更為"細(xì)長(zhǎng)"的光線準(zhǔn)直構(gòu)件，其最小的可準(zhǔn)直的光線散射角可以大大減小，從而使一些散射角較小的光線也有機(jī)會(huì)照射到實(shí)芯導(dǎo)光柱13側(cè)面上被反射而得到準(zhǔn)直，達(dá)到在不增大光線準(zhǔn)直構(gòu)件長(zhǎng)度尺寸的條件下提高光線準(zhǔn)直效果。在光線準(zhǔn)直裝置長(zhǎng)度相同的情況下，本實(shí)施例中的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置相比具有更好的準(zhǔn)直作用，從導(dǎo)光口輸出光線的散射角小，平行度高；在達(dá)到同樣的準(zhǔn)直效果時(shí)，本實(shí)施例中的實(shí)芯導(dǎo)光柱的長(zhǎng)度也即光線準(zhǔn)直裝置的長(zhǎng)度可相對(duì)縮短而降低產(chǎn)品成本及縮小產(chǎn)品尺寸。各個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱對(duì)進(jìn)入到其中光線進(jìn)行準(zhǔn)直，光線準(zhǔn)直后輸出的平均方向趨向于對(duì)應(yīng)實(shí)芯導(dǎo)光柱的中心線方向，但由于各實(shí)芯導(dǎo)光柱的中心線與導(dǎo)光出口的法線成一定夾角，因此從各個(gè)實(shí)芯導(dǎo)光柱前端面輸出光線的平均方向也分別與導(dǎo)光出口法線方向成一定夾角。在導(dǎo)光出口前方設(shè)置的凸透鏡15可對(duì)光線的進(jìn)行校正，可將從各導(dǎo)光柱前端面出來(lái)的光線的平均方向調(diào)整為相互平行，提高輸出光的平行度，從而取到減小光線的散射角附加誤差。在本實(shí)施例中，實(shí)芯導(dǎo)光柱13也可以用空芯導(dǎo)光管來(lái)替代，空芯導(dǎo)光管的 內(nèi)表面或外表面設(shè)置有鏡面反射層，該反射層使射到側(cè)面上的光線發(fā)生鏡面 反射形成導(dǎo)光通道。在采用空芯導(dǎo)光管時(shí)，各空芯導(dǎo)光管之間可進(jìn)行無(wú)間隙 的密排布。
權(quán)利要求1、一種固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，包括發(fā)光裝置、光線準(zhǔn)直裝置，所述發(fā)光裝置上設(shè)有一輸出光線的出光口，所述光線準(zhǔn)直裝置為柱狀，其兩端面分別是導(dǎo)光入口和導(dǎo)光出口，導(dǎo)光入口與出光口相對(duì)接，導(dǎo)光出口的尺寸大于導(dǎo)光入口的尺寸，其特征在于所述光線準(zhǔn)直裝置包含若干個(gè)導(dǎo)光構(gòu)件，各導(dǎo)光構(gòu)件呈柱狀且并排安裝設(shè)置，各導(dǎo)光構(gòu)件的前端面的尺寸大于后端面的尺寸且分別構(gòu)成光線準(zhǔn)直裝置的導(dǎo)光出口與導(dǎo)光入口，導(dǎo)光構(gòu)件內(nèi)部具有導(dǎo)光通道，所述導(dǎo)光通道為角錐形且導(dǎo)光通道的側(cè)面為鏡面反射面或全反射面，發(fā)光裝置的出光口輸出的光從導(dǎo)光構(gòu)件的后端面射入經(jīng)導(dǎo)光通道的側(cè)面反射或全反射后從前端面射出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光 構(gòu)件為實(shí)芯的柱狀角錐形導(dǎo)光柱，兩相鄰的導(dǎo)光柱側(cè)面之間具有空氣間隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光 構(gòu)件為空芯的柱狀角錐形導(dǎo)光管，各導(dǎo)光管的內(nèi)側(cè)面或外側(cè)面設(shè)置有鏡面反 射層形成所述的導(dǎo)光通道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，其特征在于，光線準(zhǔn)直裝置的導(dǎo)光出口的前方對(duì)應(yīng)設(shè)置有發(fā)散角校正凸透鏡。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，其特征在于，各個(gè)導(dǎo)光 構(gòu)件的中心線相交于導(dǎo)光入口法線上的一點(diǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，其特征在于，所述凸透 鏡位于導(dǎo)光構(gòu)件一側(cè)的焦點(diǎn)與導(dǎo)光構(gòu)件中心線的交點(diǎn)相重合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置，包括發(fā)光裝置、光線準(zhǔn)直裝置，發(fā)光裝置上設(shè)有一輸出光線的出光口，光線準(zhǔn)直裝置為柱狀，其兩端面分別是導(dǎo)光入口和導(dǎo)光出口，導(dǎo)光入口與出光口相對(duì)接，導(dǎo)光出口的尺寸大于導(dǎo)光入口的尺寸，光線準(zhǔn)直裝置包含若干個(gè)導(dǎo)光構(gòu)件，各導(dǎo)光構(gòu)件呈柱狀且并排安裝設(shè)置，各導(dǎo)光構(gòu)件的前端面的面積大于后端面的面積且分別構(gòu)成光線準(zhǔn)直裝置的導(dǎo)光出口與導(dǎo)光入口，導(dǎo)光構(gòu)件內(nèi)部具有導(dǎo)光通道，導(dǎo)光通道為角錐形且導(dǎo)光通道的側(cè)面為鏡面反射面或全反射面，發(fā)光裝置的出光口輸出的光從導(dǎo)光構(gòu)件的后端面射入經(jīng)導(dǎo)光構(gòu)件的側(cè)面反射或全反射后從前端面射出。本固態(tài)準(zhǔn)直光源裝置可以以較小的體積獲得高產(chǎn)光量準(zhǔn)直光輸出。
文檔編號(hào)F21V5/00GK201215286SQ20082009511
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者曹嘉燦 申請(qǐng)人:曹嘉燦