本发明专利技术公开了一种用于数字光投影系统的光学系统。该光学系统包括多个ＬＥＤ阵列，其中每个ＬＥＤ阵列包括多个ＬＥＤ。所述光学系统还包括大体上位于每个ＬＥＤ阵列附近的集光器元件，其中每个集光器元件反射从对应的ＬＥＤ阵列内的多个ＬＥＤ发射的光。所述光学系统优选地还包括大体上位于每个集光器元件的输出表面附近的反射孔径元件。该孔径元件包括反射表面和由该反射表面限定的孔径。所述反射表面面向每个对应的集光器元件的输出表面，由此最终提供投射过孔径的基本上均匀光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及数字光投影系统领域，更具体地涉及用于包括 具有反射孔径元件的集光器元件的数字光投影系统的光学系统。
技术介绍
针对数字光投影(DLP)系统，需要一种能够在照明路径上产生 基本上均匀且基本上为白光的光学系统。传统的用于DLP系统的光学 系统通常例如包括诸如高强度汞灯或氣灯的光源。然而，这些传统的 光学系统和对应的光源例如具有诸如非均匀光、非白光和亮度不足的 缺点。此外，这些传统光学系统产生过量的热并且设计高度复杂，从 而导致制造光学系统的过程和技术复杂且昂贵。因此，希望提供一种能够克服上述缺陷且能够以便宜高效的方式 制造的光学系统。因此，希望提供一种包括LED阵列和对应的集光器元件的光学 系统，该光学系统能够用在DLP系统中并且克服了传统光学系统所具 有的上述缺陷。另外，在解决这些问题的同时，本专利技术的所述包括LED 阵列和对应的集光器元件的光学系统还将提供DLP系统所希望的优异的均匀光、白光以及亮度。根据以下对本专利技术的详细描述，本专利技术的这些和其他优点将完全清楚。
技术实现思路
本专利技术致力于提供一种用于数字光投影系统的光学系统，该光学系统包括多个LED阵列，其中每个LED阵列包括多个LED。所述光 学系统还包括大体上位于每个LED阵列附近的集光器元件，其中每个 集光器元件全内反射或镜面反射从对应的LED阵列内的多个LED发 射的光，以在每个集光器元件的输出表面处提供基本上均匀的光。所 述光学系统还可包括光学组合器元件，其中每个集光器元件的输出表 面与組合器元件的对应侧光学对准，并且其中所述组合器元件空间地 或上色地(chromatically)组合在每个集光器元件的输出表面处提供 的基本上均勻的光，以在该组合器元件的输出表面处形成基本上白光 或组合色彩光。所迷光学系统还可包括大体上位于每个集光器元件的 输出表面处附近的反射孔径元件，其中该孔径元件包括反射表面和由 该反射表面限定的孔径。所迷反射表面面向每个集光器元件的输出表 面，使得反射光的第一部分要投射过孔径而不由反射表面反射，同时 反射光的第二部分被反射表面反射回集光器元件从而在集光器元件内 提供另外反射光。反射光的第一部分和另外反射光在孔径处的每个集 光器元件的输出表面处被空间地组合，从而提供投射过孔径的基本上 均匀光。附图说明为了更清楚地理解本专利技术以及便于实施本专利技术，将结合以下附图来描述本专利技术，在附图中图1是例示了根据本专利技术优选实施例的包括3通道LED阵列结构的数字光投影系统的等轴测图。图2是图1中示出的数字光投影系统的左側视图。 图3是图1中示出的数字光投影系统的右侧视图。 图4是图1中示出的数字光投影系统的平面图。 图5是图1中示出的数字光投影系统的剖面图。图6是图1中示出的数字光投影系统的一部分的放大剖面左側视 图，其包括3个集光器元件、光学组合器元件以及3个LED阵列。图7是图1中示出的数字光投影系统的一部分的放大等轴测图， 其包括集光器元件、LED阵列以及对应的LED阵列安装板。图8是图1中示出的数字光投影系统的一部分的放大平面图，其 包括LED阵列和对应的LED阵列安装板。图9是图1中示出的数字光投影系统的一部分的等轴测图，其包 括LED阵列和对应的LED阵列安装板。图IO是图1中示出的数字光投影系统的一部分的平面图，其包 括光学组合器元件、照明光学系统、全内反射(TIR)棱镜、数字成 像器件以及投影光学系统。图11是图10中所示的结构的左側视图。图12是图10中所示的结构的展开平面图。图13是根据本专利技术优选实施例的另一包括4通道LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的等轴测图。图14是图13中示出的数字光投影系统的部分的侧视图。图15是图13中示出的数字光投影系统的部分附加可选第二成像透镜的侧视图。图中还示出了选择釆样光线轨迹。图16是图13中示出的数字光投影系统的部分的功率密度曲线。 图17是例示了根据本专利技术优选实施例的另一包括等截面3通道LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的等轴测图。图18是图17中示出的数字光投影系统的部分的側^f见图。图19是例示了根据本专利技术优选实施例的另一包括锥体4通道LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的等轴测图。图20是图19中示出的数字光投影系统的部分的側视图。图21是例示了根据本专利技术优选实施例的另 一 包括3通道LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的等轴测图。图22是图21中示出的数字光投影系统的部分的侧视图。图23是例示了根据本专利技术优选实施例的另 一包括4通道LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的等轴测图。图24是图23中示出的数字光投影系统的部分的侧视图。图25是例示了根据本专利技术优选实施例的另 一 包括3通道LED阵 列结构的数字光投影系统的一部分的侧视图。图26是图25中示出的数字光投影系统的部分的部分側^L图，其 中LED阵列安装板714c直接嵌入到光学组合器元件740内，即不使 用集光器元件716c。图27是例示了根据本专利技术优选实施例的另一包括线性3通道 LED阵列结构的数字光投影系统的一部分的侧视图。图28是根据本专利技术优选实施例的另一数字光投影系统的一部分 的放大等轴测图，该数字光投影系统包括具有矩形输入表面和矩形输 出表面的集光器元件。图29是根据本专利技术优选实施例的另一数字光投影系统的一部分 的放大等轴测图，该数字光投影系统包括LED阵列和对应的LED阵 列安装板、以及具有圆形输入表面和矩形输出表面的集光器元件。图30是根据本专利技术优选实施例的另一数字光投影系统的一部分 的放大等轴测图，该数字光投影系统包括LED阵列和对应的LED阵 列安装板、以及具有圆形输入表面和带倒角边的矩形输出表面的集光 器元件。图31是根据本专利技术优选实施例的另一数字光投影系统的一部分 的放大等轴测图，该数字光投影系统包括LED阵列和对应的LED阵 列安装板以及集光器元件，该集光器元件在其输出表面上形成有反射 孔径涂层。图32是图31中示出的结构的截面图。图33是图31中示出的结构的側^L图。图34是基本上类似于图31中所示结构的、不带LED阵列安装 板且加入采样光线轨迹的侧视图。图35是根据本专利技术优选实施例的另一数字光投影系统的一部分 的放大等轴测图，该数字光投影系统包括LED阵列和对应的LED阵 列安装板以及集光器元件，该集光器元件在其输出表面上具有反射孔 径板。图36是图35中示出的结构的截面图。 具体实施例方式应当理解，本专利技术的附图和描述已经简化，以例示关乎清楚地理 解本专利技术的元件，同时出于清楚的目的，除去了典型的数字光投影系 统中的其他元件。本领域技术人员将认识到，为了实施本专利技术，其他 元件可以是希望的和/或是必需的。然而，由于这些元件是本领域所公 知的，并且由于它们并不助于更好地理解本专利技术，所以本文中并不给 出关于这些元件的描述。还应当理解，本文所包括的附图仅仅给出了 对于本专利技术的当前优选结构的图形表示，落入本专利技术的范围内的结构 可包括不同于这些附图中示出的结构。下面将引用附图，其中对类似 的结构给予类似的附图标记。图1中所示的是根据本专利技术的优选示例性实施例的数字光投影 (DLP)系统IOO。该DLP系统是对以下元件的组装和取向，这些元 件包括电枢1、投影壳体2、镜头本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于数字光投影系统的光学系统，该光学系统包括： 至少一个ＬＥＤ阵列，其中每个ＬＥＤ阵列包括多个ＬＥＤ；以及 集光器元件，其大体上位于每个ＬＥＤ阵列附近，其中每个集光器元件反射从对应的ＬＥＤ阵列内的多个ＬＥＤ发射的光，以在每个集光器元件的输出表面处提供反射光；以及 孔径元件，其大体上位于每个集光器元件的输出表面附近，其中该孔径元件包括反射表面和由该反射表面限定的孔径，其中所述反射表面面向每个集光器元件的输出表面，使得反射光的第一部分要投射过孔径而不由反射表面所反射，同时反射光的第二部分被反射表面反射回集光器元件从而在集光器元件内提供另外反射光，并且其中反射光的第一部分和另外反射光在孔径处的每个集光器元件的输出表面处被空间地组合，从而提供投射过孔径的基本上均匀光。
【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：刘榕，JF尚利，
申请(专利权)人：SCRAM技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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