專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)所有電力供應(yīng)中有10%左右被用于照明。而傳統(tǒng)白熾燈，日光燈等光源發(fā)光效率低，極大的浪費(fèi)了寶貴的電能。激光以及發(fā)光二極管由于其很高的發(fā)光效率， 在日益提倡節(jié)能環(huán)保的當(dāng)今社會(huì)，有著很大應(yīng)用前景。其可替代現(xiàn)有的白熾燈，日光燈等光源，從而大大節(jié)省能源。本發(fā)明將介紹一種照明技術(shù)，利用波導(dǎo)板引導(dǎo)將激光或LED光源發(fā)出的光并將其均勻擴(kuò)散，從而成為一種新穎的高效節(jié)能的照明裝置。新興的LED技術(shù)由于單個(gè)LED管亮度不高，需做成集成大量LED做成陣列從而達(dá)到一定的亮度，但為此卻大大增加了成本。激光二極管卻不同，其發(fā)光效率類似LED，功率卻遠(yuǎn)大于LED，單個(gè)激光二極管即可達(dá)到極高的亮度，且其光譜單一，發(fā)射角很小，出射的光能利用率極高。但激光二極管的問題在于其單一的顏色和安全性問題限制了其在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括光源模塊和波導(dǎo)模塊，所述波導(dǎo)模塊包含入射面和出射面，其中從所述光源模塊發(fā)出的光從所述入射面射入所述波導(dǎo)模塊經(jīng)擴(kuò)散后從所述出射面射出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在上述光學(xué)系統(tǒng)中，所述光在從所述入射面射入之后， 在所述波導(dǎo)模塊中經(jīng)過若干次全反射，最后從所述出射面射出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在上述光學(xué)系統(tǒng)中，所述波導(dǎo)模塊被折疊以依次形成第一部分、連接區(qū)域和第二部分，所述入射面位于所述第一部分且所述出射面位于所述第二部分，其中從所述第一部分的入射面射入的光在所述連接區(qū)域內(nèi)經(jīng)反射進(jìn)入所述第二部分，最后從所述出射面射出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在上述光學(xué)系統(tǒng)中，所述連接區(qū)域的表面上鍍有反射膜。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在上述光學(xué)系統(tǒng)中，所述出射面上鍍有散射膜。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述光學(xué)系統(tǒng)還包括一控制模塊，與所述光源模塊相連接，用以調(diào)節(jié)所述光源模塊發(fā)出的光的亮度。由于本發(fā)明的波導(dǎo)模塊可很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明可以將多種顏色的激光均勻的混合在一起出射，從而實(shí)現(xiàn)照明色譜可調(diào)的高效節(jié)能照明系統(tǒng)，并同時(shí)解決激光潛在的安全性問題，其成本也將大大低于LED陣列組成照明系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的， 并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中圖Ia和Ib分別示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖和主視圖。圖加和2b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另兩個(gè)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖4示出了應(yīng)用本發(fā)明的一種包含紅綠藍(lán)三色的照明系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖Ia和Ib示出了根據(jù)本發(fā)明的一種光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光源模塊101和波導(dǎo)模塊102。如圖1所示，光源模塊101發(fā)出的光從入射面103射入波導(dǎo)模塊102，在波導(dǎo)模塊 102的面104和105之間經(jīng)多次全反射之后出射面105射出。該面105被定義為出射面。本發(fā)明的波導(dǎo)模塊可以由玻璃或者透明塑料制成。該波導(dǎo)模塊的側(cè)面結(jié)構(gòu)可為楔形，如圖1所示，也可以采用其他形狀，如以下將詳細(xì)描述的。該波導(dǎo)模塊的作用主要是將由入射面輸入的光均勻地輸出到出射面。其基本原理為波導(dǎo)由折射率大于空氣的介質(zhì)所制成，在波導(dǎo)內(nèi)部，若光線由大于全反射角的角度照射到圖1中面104或105上，則將產(chǎn)生全反射。由于照明區(qū)域所在面104與面105不平行，光線每在面105上經(jīng)歷一次反射，其再次照射到面104時(shí)入射角將會(huì)減小，如此經(jīng)歷一定次數(shù)的全反射后將出射。換言之，光線從波導(dǎo)出射的位置可由入射角度與其在入射面上的入射點(diǎn)決定。如圖Ib所示，波導(dǎo)模塊102可以分成光擴(kuò)散區(qū)域106和照明區(qū)域107。在光擴(kuò)散區(qū)域106內(nèi)光全反射而不出射，以達(dá)到橫向擴(kuò)散光的目的，當(dāng)光進(jìn)入照明區(qū)域107后，經(jīng)過多次反射衰減，其入射角已小于全反射角，將從出射面(位于照明區(qū)域)逐次出射。此外， 光擴(kuò)散區(qū)域106也可省略，即光入射波導(dǎo)后便逐次從出射面輸出。此外，本發(fā)明的波導(dǎo)模塊也可以采用其他形狀。例如圖2a、2b和3分別示出了其他形式的波導(dǎo)模塊。實(shí)際上，波導(dǎo)模塊的側(cè)面形狀可為楔形，錐形，或其它不規(guī)則形狀，只要能讓不同角度的光線逐次從出射面輸出即可。在本申請(qǐng)的各附圖中，為使附圖更加簡(jiǎn)明和清楚，具有相同尾號(hào)的標(biāo)號(hào)均表示相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。例如，圖1中的106和圖2b中的206都用于表示光擴(kuò)散區(qū)域，雖然這兩者的形狀可以是不同的。此外，在波導(dǎo)模塊中，發(fā)生全反射的兩個(gè)面(例如圖Ia中的面104和105)可同時(shí)或單獨(dú)作為照明平面，即出射面。若只使用其中一面作為照明平面，則需在另一面上鍍膜， 以保證所有光線都從照明平面出射。圖3使出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，波導(dǎo)模塊通過折疊以依次形成第一部分(光擴(kuò)散區(qū)域)306、連接區(qū)域308和第二部分(照明區(qū)域)307。入射面位于第一部分306且出射面位于第二部分307，其中從第一部分306的入射面射入的光在連接區(qū)域 308內(nèi)經(jīng)反射進(jìn)入第二部分307，最后從出射面射出。其中，可以在連接區(qū)域308上鍍反射膜，以將光線導(dǎo)入第二部分307。該結(jié)構(gòu)能縮小波導(dǎo)模塊的體積，從而節(jié)省空間。此外，光擴(kuò)散區(qū)域的波導(dǎo)的側(cè)截面也可采方形結(jié)構(gòu)(即上下表面平行)以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造。在上述各個(gè)實(shí)施例中，出射面(照明平面)上可鍍上一層散射膜，使出射光線均勻散射，實(shí)現(xiàn)泛光照明。也可鍍上一層棱鏡膜從而使出射的光照向特定方向，實(shí)現(xiàn)聚光燈的效果，還可以鍍上其它薄膜實(shí)現(xiàn)其它各類照明效果。此外，本發(fā)明的光學(xué)系還可以包括與光源模塊相連接的控制模塊，用以調(diào)節(jié)光源模塊發(fā)出的光的亮度。圖4示意性地示出了應(yīng)用本發(fā)明的一種包含紅綠藍(lán)三色的照明系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)包含電源及控制模塊401、透鏡402-404以及光學(xué)棱鏡405-406。該系統(tǒng)的光源可由一種或多種光源組成(例如激光或LED)，其可為多色或單色光源。透鏡402-404用于調(diào)制輸出光束的角度以適應(yīng)波導(dǎo)系統(tǒng)。在多個(gè)單色光源組成的系統(tǒng)中，光源校正模塊也包含校正不同顏色的光源在波導(dǎo)中所產(chǎn)生的色差。如圖所示，透鏡402-404分別用來對(duì)紅、籃、綠三種顏色的激光進(jìn)行擴(kuò)束及起到色差校正的作用。光學(xué)棱鏡405-406將三束光調(diào)和在一起，從而輸出到波導(dǎo)模塊(未示出)之中實(shí)現(xiàn)照明。波導(dǎo)輸出的顏色可由電源控制系統(tǒng)通過改變?nèi)N光源的輸出強(qiáng)弱而調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)明暗及色彩的照明系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對(duì)本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括光源模塊和波導(dǎo)模塊，所述波導(dǎo)模塊包含入射面和出射面，其中從所述光源模塊發(fā)出的光從所述入射面射入所述波導(dǎo)模塊經(jīng)擴(kuò)散后從所述出射面射出。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光在從所述入射面射入之后，在所述波導(dǎo)模塊中經(jīng)過若干次全反射，最后從所述出射面射出。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述波導(dǎo)模塊被折疊以依次形成第一部分、連接區(qū)域和第二部分，所述入射面位于所述第一部分且所述出射面位于所述第二部分，其中從所述第一部分的入射面射入的光在所述連接區(qū)域內(nèi)經(jīng)反射進(jìn)入所述第二部分， 最后從所述出射面射出。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接區(qū)域的表面上鍍有反射膜。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述出射面上鍍有散射膜。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括一控制模塊，與所述光源模塊相連接，用以調(diào)節(jié)所述光源模塊發(fā)出的光的亮度。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述波導(dǎo)模塊的側(cè)面形狀為楔形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括光源模塊和波導(dǎo)模塊，所述波導(dǎo)模塊包含入射面和出射面，其中從所述光源模塊發(fā)出的光從所述入射面射入所述波導(dǎo)模塊經(jīng)擴(kuò)散后從所述出射面射出。本發(fā)明可將多色激光混合，以實(shí)現(xiàn)色譜可調(diào)的高效節(jié)能照明系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F21V8/00GK102330950SQ20101022546
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者談順毅 申請(qǐng)人:江蘇慧光電子科技有限公司