CN111077677A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种照明装置，包括光棒和透镜系统，其中，光棒包括子午截面和弧矢截面，子午截面的有效长度与弧矢截面的有效长度不同；透镜系统，包括至少一个透镜或至少一个反射镜。本发明能够提高照明装置与AR投影系统的匹配度，提高能量利用效率，并减小系统体积。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别涉及照明装置。
背景技术
传统投影技术中，光棒作为一种匀光器件，对光源发射光进行整形匀光。光棒沿着光棒长度方向，一端为入光口，另一端为出光口。出光口为一个平面，在该面上光照均匀。出光口位置在子午截面和弧矢截面上重合。
光源可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或其他光源，光源直接放置于光棒入光口附近，或经过透镜或者反射镜汇聚于光棒入光口。
子午截面和弧矢截面为相互垂直的两个截面，用于区分两个截面，针对具体的系统，弧矢截面和子午截面可以颠倒，如图1所示。
由于增强现实(Augmented Reality)投影系统，示例性的，如AR眼镜等，不同于传统投影系统，图像源光线直接进入人眼，人眼为投影系统的出曈。基于光波导的AR眼镜至少在一个维度上对出曈大小进行扩展，以便获得大的出曈直径，供人眼观看图像。因此现有光棒不适用于AR眼镜照明装置，会造成较大的能量损失。
发明内容
本发明实施例提供了一种照明装置。旨在解决现有技术中照明装置能量利用率低的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明实施例提供了一种照明装置，包括光棒和透镜系统，其中，
光棒包括子午截面和弧矢截面，子午截面的有效长度与弧矢截面的有效长度不同；
透镜系统，包括至少一个透镜或至少一个反射镜。
可选的，
子午截面的有效长度小于弧矢截面的有效长度；
子午截面的有效长度小于弧矢截面的有效长度的差值部分仅在弧矢截面进行匀光。
可选的，子午截面的光瞳位置与弧矢截面的光瞳位置不重合。
可选的，光棒的子午截面的有效长度之外的区域为自由边界。
可选的，光棒包括空心光棒，空心光棒内部镀反射膜。
可选的，透镜系统包括菲涅尔透镜组。
本发明实施例公开的照明装置，能够提高照明装置与AR投影系统的匹配度，提高能量利用效率，并减小系统体积。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例公开的一种现有技术中光棒的示意图；
图2是本发明实施例公开的一种照明装置的示意图；
图3是本发明实施例公开的另一种照明装置的示意图；
图4是本发明实施例公开的一种光棒的示意图；
图5是本发明实施例公开的另一种光棒的示意图；
图6是本发明实施例公开的另一种光棒的示意图；
图7是本发明实施例公开的另一种光棒的示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本发明实施例公开了一种照明装置，如图2所示，包括光棒和透镜系统，其中，
光棒包括子午截面和弧矢截面，子午截面的有效长度与弧矢截面的有效长度不同；
透镜系统，包括至少一个透镜或至少一个反射镜。
照明装置中，光棒出光口的光线，经透镜系统，至被照明图像源。根据透镜成像理论，光棒出光口被透镜系统成像在光瞳处。光瞳位置与AR投影系统光瞳重合，此时光能利用率最大。
基于光波导的AR投影系统，子午截面的光瞳位置和弧矢截面的光瞳位置可以不重合。当子午截面的光瞳位置和弧矢截面的光瞳位置不重合时，示例性的，照明装置可以如图3所示。
一般的，子午截面的有效长度L1对匀光有作用，L1之外的区域可以为自由边界，如图4中虚线之外的边界。自由边界不遮挡虚线内部光线，自由边界可以不对匀光有作用，或作用较小。
可选的，子午截面的有效长度L1可以小于弧矢截面的有效长度L2，如图5所示，弧矢截面的有效长度与子午截面的有效长度的差值为L3，子午截面的有效长度L1小于弧矢截面的有效长度L2的差值部分L3，可以仅在弧矢截面进行匀光，在子午截面无匀光作用。
可选的，光棒可以包括实心光棒或空心光棒，实心光棒的可以由各类光学材料制成，空心光棒内部可以镀反射膜。进一步的，实心光棒和空心光棒也可以组合使用。
示例性的，在图5中，L1段可以为实心光棒，L3段可以为空心光棒，或L1段和L3段均为实心光棒或空心光棒。
特别的，L1段的长度可以为0，即只有L3段，如图6所示。子午截面的全部边界均为自由边界，对匀光无作用，弧矢截面的边界为有效边界，对光棒内的光线进行反射，参与匀光整形。
可选的，光棒可以弯折，示例性的，光棒可以折转90°，如图7所示，但是子午截面的有效长度和弧矢截面有效长度可以不相等。
可选的，光棒的入光口可以为矩形，圆形或其他形状。
透镜系统可以为单个透镜，透镜组，反射镜，反射镜组。
可选的，透镜系统可以包括菲涅尔透镜组，有利于减小透镜系统的体积。
本发明实施例公开的照明装置，能够提高照明装置与AR投影系统的匹配度，提高能量利用效率，并减小系统体积。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种照明装置，包括光棒和透镜系统，其中，
所述光棒包括子午截面和弧矢截面，所述子午截面的有效长度与所述弧矢截面的有效长度不同；
所述透镜系统，包括至少一个透镜或至少一个反射镜。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述子午截面的有效长度小于所述弧矢截面的有效长度；
所述子午截面的有效长度小于所述弧矢截面的有效长度的差值部分仅在弧矢截面进行匀光。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述子午截面的光瞳位置与所述弧矢截面的光瞳位置不重合。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光棒的子午截面的有效长度之外的区域为自由边界。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光棒包括空心光棒，所述空心光棒内部镀反射膜。
6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜系统包括菲涅尔透镜组。
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