TW200536147A - Light-collecting illumination system - Google Patents

Description

200536147 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示内容係關於集光之照明系統，其可用於（例如）投 影及背光系統。更明確言之，本揭示内容係關於收集來自 一或多個光源的光並朝一照明目標導引此類光之照明系 統。 【先前技術】 照明系統具有各種應用，包括投影顯示器、用於液晶顯 示為（LCD)2为光及其他。投影系統一般包括一光源、照明 光學元件、一成像裝置、投影光學元件及一投。 照明光學元件收集來自一光源之光並以一預定的3㈣ 光導引到一或多個成像裝置。該（等）成像裝置受一經電子調 節及處理的數位視訊信號控制而產生對應於該視訊信號之 -影像。然後，投影光學元件放大該影像並將該影像投射 到該投影螢幕上。與色輪結合的白色光源（例如電弧燈）已用 作並且仍然用作投影顯示系統之主要光源。但是，最近， 已引入發光二極體(LED)作為—替代方案。led光源之一此 優點包括使用期較長、效率較高且卓越之熱特徵。 常用於數位光處理系統的成像襄置之—範例係一數位微 鏡裝置（DMD)。DMD之主要牯外及 . 要特被係-可旋轉的微鏡陣列。 错由載入與每一鏡相關的記憶胞之資料來對每一鏡之傾斜 進打獨立控制，以操縱反射光並將視訊資料之一像素在空 間上映射到投影螢幕上之一像素。 二 ^ ^ ^ ^ , 处於開啟狀態之一鏡所 反射的先牙過该等投影光學元件 係匕影到該螢幕上以產 98362.doc 200536147 生一明亮場。另一方面，處於關閉狀態之一鏡所反射的光 未達到该等光學元件，從而產生—黑暗場。使用dmd，例 如，使用色彩排序或替代性地使用三個dmd(每一原色各採 用一 DMD)，亦可產生一彩色影像。 成像衷置之其他範例包括液晶面板，例如石夕上液晶裝置 (LCOS)。在液晶面板中，依據對應於一視訊信號之資料而 對該液晶材料之對齊進行遞增(像素至像素)控制。視㈣ 材料之對齊而定，可藉由該液晶結構來改變入射光之偏 振。因此，藉由適當使用偏光器或偏振分光器，可產生對 應於所輸入視Λ :貝料之黑暗及明亮區域。已採用類似於該 等DMD之方式使用液晶板來形成彩色影像。 LCD背光傳統上包括一或多個光源，例如冷陰極螢光燈 (CCFL)。典型的直接照亮之f光_般包括放置於⑽ 後之-光源陣列或-單—的延伸光源。由該背光產生的光 -般係受到擴散以增加均勾度並係朝向由對應於該㈣的 紅色、綠色及藍色像素之紅色、#色及藍色渡光器組成之 -陣列(若需要一彩色影像的話)。該等紅色、綠色及藍色像 素依據所輸入的影像資料來調變所發射的紅色、綠色及藍 色成分。 光學系統（例如投影及背光系統）的性能之特徵可能在於 若干參數，其中—參數係集光率（etendue)。可使用以下公 式來計算該集光率ε : ^sin2 θ^π^Α^ΝΑ2 其中Ω係發射或接受之立體角（以球面度為計量單位）；a 98362.doc 200536147

係接收益或發射體之面積，㊀係該發射或接受之角度，而NA 係數值孔徑。 右光學系統的一特定元件之集光率小於一上游光學元 件之集光率’則此失配可能造成光的損失，從而降低該光 學系統之效#。因&，光學系、统之性能一般受集光率最小 的7L件之限制。-般用來減少光學系統中集光率的降低之 技術包括·增加該系統之功效（1 m/w卜減小該光源尺寸、 減小該光束立體角以及避免引入額外的孔徑光闌。 用在照明系統中的傳統光學元件已包括各種組態，但其 離轴性能僅在定製得很窄之範圍内才令人滿意。此缺點i 其他缺點弓丨發了對光學元件及系統之複雜設計，該等設計 =括，例如，使用複雜的非球狀表面及眾多元件之複雜組 合。此外，傳統照明系統中的光學元件已表現出不夠充分 的集光特徵。特定言之，若-光源輸出之-有效部分以遠 離4光軸之角度出現⑽於多數LED而言係實際情況），則傳 統的照明系、、統不能捕獲此類光之一實質部分。 運一，，（例如）由於像 γ、、、 j…、乃乐既一般具有； 對較差的成像特徵。特定言之，對於在投影及背光應用 用以組合波長不同的若干光源之多數傳統反射器及/或 光，而言，此係實際情況。此外’儘管某些傳統的反射」 直器（例如橢圓及拋物線反射器）具有可接受的集光特徵" 此類反射器之特徵一般在於旋轉對稱偏斜。此一偏斜— 使得所產生的影像變圓以及使得該光H點與該目| 平面上的一點之間缺少整體對應’從而引起無序及集光 98362.doc 200536147 之降低。 【發明内容】 本揭不内容係關於包括_光源模組、―第—彎月形透鏡 及第一考月形透鏡之照明系統。該第二彎月形透鏡之凹 面係鄰近该第一彎月形透鏡之凸面，而該第一彎月形透鏡 =凹面係面對該光源模組以接收來自該光源模組的光。該 第一、考月形透鏡可能接觸該第二彎月形透鏡，並可能藉由 -光學透明材料而將料第—與第：f月形透鏡固持在一 起。 適用於本揭示内容的某些範 具體貫施例之光源模組 包括一發光表面與置放於該發光表面上之一實質上光學透 明的圓頂。適用於本揭示内容的其他範例性具體實施例之 光源模組包括一發光表面與置放於該發光表面上之-角錐 形集光器。該角錐形集光器可能具有一般為正方形之近端 與一般為矩形之遠端，但在本揭示内容之範疇内還有該角 錐形集光器之其他組態。 a替代性的係，適合用於本揭示内容的某些範例性具體實 施例之光源模組包括彼此相鄰置放的複數個發光表面，從 而使得該第-弯月形透鏡之凹面面對該光源模組之發光表 面。該等發光表面中至少有二表面可能具有不同的色彩。 例如’範例性光源模組可能具有第_、第二及第三色彩之 發光表面，該等色彩可能係原色。 /揭示内容亦係關於一種照明系統，其包括複數個光源 模组及由若干光學元件（例如，複數對彎月形透鏡，每一對 98362.doc 200536147 透鏡皆與一光源模組相關）組成之一系統。每一第二彎月形 透鏡之凹面係鄰近每一第一彎月形透鏡之凸面，而每一第 一’考月形透鏡之凹面係面對相關的光源模組。該等複數對 彎月形透鏡之組態可能實質上係一六角形或矩形的雙層緊 密包裝陣列，而該等複數個光源模組係置放成實質上追循 該等透鏡之組態。 可將.亥等複數個&源模組置放於一非放身于狀的對稱孔徑 内。例如，該照明系統包括一成像裝置，該成像裝置係Z 了以一角度受到照射而置放並具有可關於一柩軸而旋轉的 複數個鏡，該照明系統可能具有—非放射狀的對稱孔捏， 該孔徑具有-長尺寸與—短尺寸且其朝向使得該長尺寸與 该成像裝置的鏡之樞軸對齊。此類具體實施例中的每一光 源模組皆可包括_發光表面與_實質上係光學透明的圓頂 或置放於該發光表面上之一角錐形集光器。 在依據本揭示内容而構建的 知、明系統中’每一角錐形集光 之一近端與一般為矩形之一遠 還有該角錐形集光器之其他組 的照明系統可能額外地包括一 統可施係配置成將每一角錐形 目標上。 包括角錐形集光器之範例性 器皆可能具有一般為正方形 端。但是，在本揭示内容内 態。依據本揭示内容而構建 照明目標，而該光學元件系 集光器之遠端成像到該照明 揭丁内谷的某些|a例性具體實施例中，該等光源模 組中的每-模組皆具有彼此相鄰置放的複數個發光表面， 從而使得每—第…彎月形透鏡之凹面面對相關光源模組之 98362.doc 200536147 發光表面。該等發光表面中至少有二表面可能具有不同的 色彩。例如，範例性光源模組可能具有第一、第二及第三 色彩之發光表面，該等色彩可能係原色。使用此類光源模 組之範例性照明系統可能額外地包括具有第一、第二及第 三色彩區域之一照明目標，而該光學元件系統可能將該等 第一、第二及第三色彩之發光表面成像到該照明目標之個 別色區域上。該光學元件系統還可包括置放於該照明目 標與該等複數對彎月形透鏡之間的一透鏡陣列。 由下面結合圖式之詳細說明，熟習此項技術者將會容易 明白本發明的照明系統之該些及其他方面。 【實施方式】 現在參考圖式，其中相似的參考數字表示類似的元件， 圖1不思性地顯示本揭示内容之照明系統之一項範例性具 體實施例，該照明系統可用於投影應用。圖丨顯示的照明系 統10包括一光源模組集合12(以光源模組72、72,、72”來說 明)與厂％學兀件系統! 5。_或多㈤％源模組可能包括一 LED光源，例如目前可購得之led光源。熟習此項技術者將 明白’效率及輸出增加之LED已被開發出來並得到完善， 此類LED將有利地用&本揭示内容之範例性具體實施例 中，因為最大輸出較高的LED 一般係較佳。替代性的係， 可使用有機舍光二極體（〇LED)、垂直腔表面發光雷射 (VCSEL)或其他合適的發光裴置。 一陣列，並可將該等光源 可將該光源模組集合12配置為 模組（例如72、72'、

72’’）一起或個別地安裝於一或多個基板 98362.doc -10- 200536147 上’從而使得由該等光源模組產生的熱量可容易地藉由該 (等）基板之材料而散逸。適合於安裝該等光源模組的基板之 範例包括：印刷電路板（例如，金屬核心之印刷電路板）、可 撓性電路（例如，具有銅跡線之聚醯亞胺膜）、陶瓷基板及其 他。熟習此項技術者將明白，該光源模組集合12及該等個 別光源模組（例如72、72，、72”）之組態屬於本揭示内容之範 疇。此外，光源模組之數目及類型可能依據應用、所需系 統組悲、該系統之尺寸以及該系統之輸出亮度而發生變化。 在圖1所說明的範例性具體實施例中，該光學元件系統15 包括一第一透鏡集合14(包括微透鏡74、74,、74”）、一第二 透鏡集合16(包括微透鏡76、76,、76”）及一聚光鏡18。與光 :模組之數目類似，該等集合14及16中的微透鏡之數目'可 能依據該應用、所需的系統組態及該系統之所需尺寸而發 生變化。該聚光鏡18可能係或可能包括一平凸透鏡。替代 性的係，該聚光鏡為減少像差而可能係或者可能包括一彎 月形透鏡，或者可能依據輸出光之所需特徵而包括任何並 他_的透鏡。該光學元料、統15可能包括對於_特定應 2 口 U用的其他組件，以料該聚光鏡18之補充或 一 、此匕括用以分離或組合不同色彩的光束 之二色性鏡。 :::不内谷之適當具體實施例中，每一光源模組皆具 有人之相關之一或多個古與-a 、 需的成像特徵。例+ 以便輔助集光並獲得所 中，-對微透以」 說明的範例性具體實施例 〃·此、-係來自該集合14，而另—個則係來自 98362.doc 200536147 该集合1 6)與來自該集合12之每一光源模組相關。特定言 之，圖1顯示與該光源模組72相關之微透鏡74及76、與該光 源模組72'相關之微透鏡74’及76,以及與該光源模組72，，相關 之微透鏡74”及76”。該等透鏡集合14及16之組態可能係一 雙層緊密包裝陣列，且該組態實質上追循該光源模組集合 12之組態。 圖2 A說明該光源模組集合之一範例性組態，其顯示一照 明系統之一理論上的圓形入射光瞳2與一非放射狀的對稱 孔徑4，該對稱孔徑4代表該入射光瞳並係藉由適當定位該 光源模組集合12’而形成。在使用以一角度受到照射之一或 多個DMD且在該光源與該成像裝置之間不插入一光隧（下 面所說明）之投影系統中，上述及類似組態尤其有利。一般 地’在此類系統中，照明角度與散射進一投影光瞳的光量 之間有很大的相關性，該光係藉由從該鏡框反射、從處於 關閉狀態的鏡下方反射以及從處於平坦或過渡狀態的鏡反 射而放射進该投影光瞳。加大照明角度使得對比度增加， 但疋’若該等投影光學元件之數值孔徑並不相應地增加， 則其亦會引起該照明光瞳相對於該投影光瞳之偏移，並引 入周邊暗角。但是，若增加該等投影光學元件之孔徑以避 免周邊暗角，則其可收集更多的平坦狀態或過渡（既非開啟 亦非關閉）反射以及來自該DMd四周之雜散光，並將該光繼 、貝傳遞至该螢幕，從而可能挫敗欲提高對比度之最初意圖。 在使用電弧燈之傳統照明系統中，藉由將一截短的孔徑 光鬧放置於該照明光瞳内以阻擋該等平坦狀態反射中與該 98362.doc 12 200536147 專開啟狀悲反射重疊之空小 立κ八 且之至少一部分，從而解決上述問題。 但是’最近已顯示可藉由不對稱孔徑光闌來增強DMD投影 系統之對比度。美國專利案第5,442,414號說明增強對比度 之不對稱孔徑，該等對M ^丨你g 士 e t 乂 寻對％孔徑具有長與短尺寸且該長尺寸 係與該等鏡之樞軸對齊，^ 干玎月，其揭不内容以引用的方式併入於 此（該案與本揭示内容不一致的内容除外）。 、 因此，在本揭示内容之適當範例性具體實施例中，該光 源模組集合1 2,之組能夕、跋挪^ ^丄 、、心之k擇可旎使得該等個別光源模組實 貝上係置放於對比庚界古 又取阿的光目里區域内（說明為非放射狀 的對稱孔徑4)，從而節省照明能量並減少所使用的光源模 組之數目。可相應地選定該光學元件集合13與該等光源模 2相關的組怨’且該選定組態較佳地將追循該光源模組集 口 12之組態，而使得後者亦將會具有實質上近似於一非放 對稱孔徑之一般形狀，如圖2A之說明。該等光源模組 ”及A等光學凡件集合（例如，圖2所示的 16)之其他組態，亦在 卜 干口 4及 丌在本揭不内谷之範疇内，例如形一 為矩形或正方形之陣列，其係取決料定應用及其他考虚又 因素(例如_’該照明目標之形狀及尺寸以及成本)。^ 、θ ’’員7Γ °亥等透鏡集合14及16之-範例性組態58之一正 視圖。在該組態58内，該透鏡集合Η中的微透鏡（例如74、 74、74")可能實質上係相同的形狀及尺寸，例 圓形外徑約為18咖。該透鏡集合16中的微透鏡（例如Μ、 :、74”）亦可能具有實f上相同的形狀及尺寸，例如，實 貝上為六角形之形狀且較短對角線約為20 mm而較長對角 98362.doc 200536147 線、力為2 3 mm。來自该集合14的微透鏡之外徑應大得足以 從光源模組集合12收集所需數量的光，而來自該集合16的 微透鏡之外徑應大得足以捕獲離開該集合14之所需數量的 光。在某些範例性具體實施例中，該等集合丨4及〗6中的個 別透鏡可能具有相同的一般形狀及組態（除邊緣細節外），因 為該第二陣列較佳的係應加工成使空隙區域最小化。 "亥4集合14及16之微透鏡（例如微透鏡74、74，、74，，及、 76 76 )較佳的係配置成實質上如同圖3所示的微透鏡μ 及76之、考月形透鏡。圖3還顯示一光源模組，其在此項範 例性具體實施例中包括—基座722、—發光表面724及一實 =上為光學透明的圓頂726。可購得的LED光源模組亦可用 方、本揭不内谷之適當具體實施例中，其將會使得此類照明 系統相對較便宜、小型域於使用。該發光表面⑶可能係 或可月匕包括-發光表面或一LED之表面、一磷層或任何其 他I射材料。熟習此項技術者將會瞭解，術語「 用來表不一光源模組之任何發光表面，例如一發光半導 體層或封裝成實質上光學透明材料的晶m壬何表 分。 ^為-祀例’該等微透鏡74及76之尺寸包括：約Μ之中 :厚度、約-55 _之凹表面半徑以及一非球狀凸表面(以— 為又^球狀等式來說明）且半徑約為，咖而錐形常數約 面· 5。為減少像差以及避免所產生的光損失而將該凸表 成非球狀。視需要也可將該凹表面作成非 呑亥Λ本1一疋， 表面之形狀對此類透鏡性能之影響更強。然而，熟習 98362.doc 200536147 者將容㈣白，該等微透鏡之整體形狀及大小可 此':亥特定應用、該系統之組態及該系統之尺寸而變 st取：透鏡之材料較佳的係丙烯酸’但亦可使用聚碳酸 -曰、-本乙烯、玻璃或任何其他合適的材料。一般地，較 ㈣係折射率較高的材料，但最終選擇將取決於對於一特 2應用而。較重要的因素，例如，成本、可模製性、折射 率與光學膠或環氧樹脂匹配之容易程度等。 在本揭示内容之適當具體實施例中，將具有-凹面74a 與-凸面74b之微透鏡74置放於該光源模組72前面，從而使 得該凹面74a-般面對該發光表面以。具有一凹面％與一 凸面鳩之微透鏡76係置放成使得該凹面％鄰近該凸面 鳩。較佳的係’該微透鏡76之凹面…與該微透鏡μ之凸 =74b直接接觸，從而使集光效率最大化，但是在某此具體 實施例中’該等微透鏡可能分離多達約4醜之距離且仍然 具有可接受的集光特徵《較大間隔亦屬於本揭示内容之範 圍’但若該間隔增加而該微透鏡76之外徑並不同樣增加， 則此類組態之集光功效可能降低。熟習此項技術者將會瞭 解，將該等微透鏡74及76放置在一起更加靠近並增加該微 透鏡76之直徑，-般將允許收集更廣角度範圍内的光，反 之則產生相反效果。藉由折射率實質上與該等微透鏡材料 匹配之-合適的光學膠或環氧樹脂而將該等微透鏡固持在 一起。 進-步參考圖！及3,在本揭Μ容之某些範例性具體實 施例中，光學元件系統15對該等光源模組之發光表面中的 98362.doc 15 200536147 一或多個表面進行成像，例如，將該光源模組72之發光表 面724成像到一照明目標17上。該照明目標17之性質將依據 該特定應用而變化。例如，在圖丨中，基於說明之目的，顯 示該照明目標1 7僅係一光隧丨9之入口。 例如，美國專利案第5,625,738及6,332,688號令說明適用 於本揭示内容之適當的範例性具體實施例之光隧，該等專 利案之揭示内容以引用的方式併入於此（其中與本揭示内 容不一致的内容除外）。光隧將用於使該等發光模組（例如， 72 )之輸出均勻化，而且因此，在使用光隧的範 例性具體實施例中將不需要該等發光表面之精確成像。該 光隨19可能係一鏡隧（mirr〇r tunnei)，例如，一實心或中* 的矩形光隧，或由一實心玻璃棒組成的伸長光隧，該實心 棒依靠全内反射來穿過該棒進行光的傳輪。熟習此項技術 者將明白，該等光隧之輸入及輸出端可能有眾多形狀組合。 在其他範例性具體實施例中，該照明目標17可能係一"成 像裝置（例如，DMD)、-液晶面板或者—液晶顯示器之— 或多個像素或色彩區域。在此類具體實施例中，可能需要 更精確的成像。此外，此類具體實施例，若在使用一戋少 個DMD的投影系統中使用，則將獲益於將該光源模組配=

成實質上近似於增強對比度的不對稱孔徑之形狀，如圖2A 之說明。 該等光源模組之發光表面，例如該等光源模組Μ、”，、 72”之該些發光表面可能具有一特定形狀以提高該照明系 統H)之性能。例如’該等發光表面中的—或多個表面可能 98362.doc -16 - 200536147 係成形為實質上與該目標丨7之形狀匹配。特定言之，若哕 目標17係一光隧19之—正方形入口’則該等光源模組：： 光表面中的一或多個表面一般亦將成形為正方形。若，另 一方面’該目標17係縱橫比約為16:9之一矩形成像裝置（此 一般在高晝質電視中係實際情況），則料光源模組之發光 表面中的一或多個表面一般亦可能係成形為矩形，較佳的 係具有相同的縱橫比。替代性的係，可將-般為正㈣的 發光表面之影像緊密包裝成實質上填滿一般為矩形之一照 明目標。熟習此項技術者將容易明白，該等發光表面及节 等照明目標之其他一般形狀在本揭示内容之範嘴内。/ 進一步參考圖卜可將該光學元件系統15設計並配置成適 當地放大該等發光表面之影像。一典型的投影顯示琴之性 能-般將獲益於，或者在某些情況下甚至需要，藉由昭明 斑點而在-定程度上溢出填充該照明目標，在該此範例性 具體實，例中，將會藉由該等發光模組的一或多個發光表 面之重豐影像而形成該照明斑點。例如，對於約2"…〇 顏之一成像裳置，該照明斑點在每—軸上可能約大出1〇% 或約22.GX13.2 mm ^在某些範例性具體實施射，需要使 得各側面上溢出填充的數量實質上相同，（例如）以容納機械 未對齊。在此類情況下’可能將該等發光表面模組之發光 表面中的-或多個表面作成縱横比與該照明目標略有不 同:以便產生所需形狀之一影像。替代性的係，該光學元 件系、’克可i ^ 3圓柱透鏡或其他非圓形的對稱光學元件， 該等光學元件能將該(等)發光表面之影像轉換成所需的一 98362.doc -17- 200536147 =狀編比。同樣’若需要，則可將不同 Γ綠色及藍色或其他原色)的發光表面之影像與二色性:且 合鏡組合或重疊’如下面所顯示及解說。 、、且 圖力源％組之另一範例性組態，其適用於本 示内容之適當具艚眚# μ 體只轭例。圖4八所示的光源模組82包括— 基座822、一或多個於氺本 X先表面（例如，發光表面824)以及安 於該發光表面824上之一輛、 角錐形集光器827。該短角錐形 :光器827較佳的係-實質上光學透明的物品，例如，由丙 稀酸、聚碳酸酯、姑琏十 破离或別的合適材料製成，其側面係作 為用於從一或多個於氺矣 士 t先表面發出的光之簡單反射器而操 作，該光之發出角声士 γ g、，，+ y μ 又大仔足以使仔此類光在該角錐 器内得到全内反射。 ^果九 ㈣發光表面824係一 LED(其可能具有若干發光表面， 夕干 曰曰粒）之發光表面，則該角錐形集光器827較佳的 係放置於該或該等發光表面上並係藉由一合適的實質上光 學透明之膠結材料而附著於該基座似或係直接模製到該 基座8+22上’從而使得其接觸並覆蓋整個發光表面824或該 光源核、、且82之多個發光表面。應依據該角錐形集光器的材 料之折射率來選定該膠結材料。若該膠結材料之折射率高 ^角錐形集光器材料之折射率，則所發射的光之一有效 料將由於其介面處的反射而丢失。從而，較佳的係，該 胗結材料之折射率實質上匹配或係略低於該角錐形集光器 之折射率’從而輔助進行更高效的集光。-LED之發光表 面與。亥角錐形集光器之間的空氣間隙之最小化或移除亦使 98362.doc 18 200536147 得集光效率增強。 圖4B顯示從該角錐形隹氺 乂 木先σσ 827之則部觀察，一光源模組 之發光表面’其係藉由該發光表面824來例示，該角錐形隼 光器m在此範例性具體實施例t具有面對該發光表面咖 的-般為正方形之-近端825與背對該發光表面似的一般 為矩形之—遠端829。對於外部形狀—般為正方形且邊長約 為！匪之-發射體（例如祕⑼咖之主動表面），該角錐 形集光器827之範例性的合適尺寸包括：—般為正方形且邊 長約為lmm之-近端825;—般為矩形的約43麵乘24酿 之一遠端㈣，而該角錐形集光器之高度(該等近端與遠端 之間的距離）約為4至5 mm。 在本揭不内谷之某些具體實施射，該近端奶之外徑及 形狀係與該發射體之尺寸及形狀匹配並係適配於該或該等 發光表面周圍，而該遠端829應係一較大的矩形，例如其縱 橫比約為16:9(其對於HDTV應用而言尤其有用）。替代性的 係’該遠端829之形狀可能—般為正方形，而且在適當的範 例性具體實施例中，此類光源模組可能係堆疊以形成形狀 一般為矩形之—照明器，而其相關的光學元件實質上追循 該組態。&習此項技術者將容易明白，該等角錐形集光器 之其他合適尺寸及組態亦屬於本揭示内容之範_，其係取 決於該發光表面之尺寸及形狀、料集光光學元件（例如， 該等微透鏡84及86)之尺寸及形狀以及其他相關的系統參 數0 若該發光表面824係LED之一似乎不夠均勻的發光表 98362.doc -19- 200536147 -矩形昭明目"如表面需要重新成形為(例如)匹配 -(例如：二形色彩區域或像素，則角錐形集光 =例如_錐形集光器827)之❹尤為有利。此外，該角 :集：咖可能重新導向從該發光表面824發出的光之 門二：…使得該光將以相對於該光軸之較小角度離 i亥角錐形集光器827’因此更容易為下游光學元件(例 該等透鏡84及86)所收集。在本揭示内容 :體Π例中，放置一發光表面頂上之-角一雖形集 益允终收集多達該LED所發出的全部光數量之約K而 達到約㈣之集光率值。但是，在本揭示内容之各種範例 性具體實施例中，該集光效率及集光率之其他關係可能被 認為係理想的’此係取決於該等個別組件之尺寸及類型、 该糸，之整體組態以及成本方面之考慮。此外，該角雜形 集光益827之遠場輸出形成一可能與其他圖案緊密包裝在 :起(若需要則有一定重疊)之圖案以形成一組合的照明 場’此在投影及背光應用中尤其有用。 a進一步參考圖1及4八，在本揭示内容之某些範例性具體實 化例中’該S學元件系統15將言亥等光源模組之發光表面中 的一或多個表面（例如，該光源模組82之發光表面824)成像 到照明目標1 7上。此情況在圖4A中係以循跡穿過該角錐 形集光器827之射線1來說明。如圖4B之說明，由該角錐形 集光器827之側面反射從該發光表面824發出的光之至少一 邛分。圖4B不意性地顯示，此類反射光使得該發光表面824 之影像倍增而產生一LED影像（例如，影像824a、824b 、824c 98362.doc -20 · 200536147 及824d)陣歹卜若㈣錐形集光器奶之近端⑵實質上係適 配於該發光表面824周圍，則經由該遠端㈣來觀察，該影 像陣列係緊密包裝。 因此，在某些辄例性具體實施例中，有利地係將該角雜 形集光器827之遠端829成像到該照明目標”上。此情況在 圖4种係以循跡穿過該角錐形集光器82?之射線2來說明， 該射線之循跡方式使得從該角錐形集光器之側面反射該射 線。對該遠端829而非該發光表面本身進行成像允許該發光 表面保持其原始形狀（例如對於可靖得的典型㈣係一正方 形或-多帶之集合），而該角錐形集光器將有效地產生一矩 形的光圖案，然後可將該光圖案成像到一矩形照明目標上 而不需要藉由額外的光學元件來實行均勾化及重新成形。 此外’此組態有助於保持集光率，因為該等照明角度係與 該角錐形集光器之近端至遠端面積之增加成比例而減小。 圖5說明本揭示内容的照明系統之另一項範例性具體實 施例。此類範例性具體實施例可用於lcd之直接背光。特 定言之’圖5所*之照明系統3〇可用於照射一 lcd85。该昭 明系統30包括可能係LED光源模組之一光源模組（例如，光、 源模組72、72’、72”）隼人π αμ )果口 32以及一光學元件系統35。在此 類範例性具體實施例中，應使用足夠數量之光源模組（例如 72、72’、72")來產生覆蓋該咖“表面的一足夠部分之一 照明斑點’以獲得具有所需尺寸、亮度及品質之—所產生 影像。在此類範例性具體實施例中，該光學元件系統抑 括一第一透鏡集合34(包括微透鏡74、74，、74，，）與—第二2 98362.doc 200536147 鏡集合36(包括微透鏡76、76，、76")，並可能進一步包括準 直光學元件（例如’菲料透鏡、梯度折射率透鏡等）。熟習 此項技術者將瞭解，該光學元件系統35可能包括_特定應 用所需的其他額外組件。 〜 進-步參考圖5,在該等適當的具體實施例中，一對微透 鏡（其-來自該集合34而另-個則來自該集合^，例如微透 鏡74及76)可能與每一光源模組(例如72)相關。可將該等透 鏡集合34及36配置為一雙層緊密包裝陣列（類似於圖a所 示之陣列），其中將該組態58之數目及整體結構改變成容納 所需數目的光源模組72、72，、72"等以及欲照射的表面⑼ ^lcd顯示器85)之形狀（其通常一般係矩形或正方形p該 等集合34及36中的微透鏡之一般形狀及個別定位，以及該 等光源模組之一般形狀及定位可能實質上與參考圖丨至圖/ 4B所說明的具體實施例而說明者相同或具有別的適當組 態。 可將该光學兀件系統35配置成使得其將該集合”的光源 模組之發光表面中的一或多個表面成像到一或多個像素 (例如’該咖以㈣^㈣”卜該等像素在該些 範例性具體實施例中將組成該或該等照明目標（參見圖工， 元件17)。在某些範例生具體貫施μ中，車交#的係將該等發 光表面成像到該LCD 85上且相鄰影像至少有一定數量的重 疊以產生一實質上連續的照明斑點。因此，在此類具體實 施例中，該等發光表面之影像重疊，或者至少係部分重疊， 從而由許多發射體組成一實質上均勻的圖案，其中該等個 98362.doc -22- 200536147 μ件可能具有不均句的形狀。進—步’纟適合於直接觀 祭背光之範例性具體實施例中，該等影像可能僅具有少量 的重疊而僅使得其實質上填充欲照射之區域。在此，不需 要該等影像之實質上重疊’此對於多數投影應用而言係實 際情況。替代性的係’可將一個別發光表面成像到一分離 的像素或特定數目之像素上。 替代性的係，該光學元件系統35可收集並處理來自該光 學源模組集合32的《，以使得該光以„實質上準直的狀態 進入該LCD 85。在本揭示内容之此類具體實施例中，當離 ，觀察該LCD 85時，可能在該LCD85之下或之上添加一擴 散器、散射媒體或別的增強組件87以增強離軸可觀察性。 熟習此項技術者將容易明白亦可按—特定應用 < 需要而添 加其他顯示組件。進一步，在該照明系統3〇中，可在該等 光源模組之亮度、其尺寸與穿隧數目（在此，係具有相關光 學元件而受個別控制的光源數目）之間進行折衷。 知明糸統之另一項範例 用於一投影系統150。用 圖6示意性地說明本揭示内容的 性具體實施例。此一照明系統4〇可 一光源模組集合 於照射一投影螢幕1 54之照明系統4〇包括 42(例如，光源模組72、72，、72，，）（如圖1至5)以及一光學元 件系統45。在圖6所說明的範例性具體實施例中，該光學元 件系統45包括：一第一透鏡集合44,其具有與參考圖丨"'至5 而顯示並說明的微透鏡類似之微透鏡；以及一第二透鏡陣 列46,其亦具有與參考圖1至5而顯示並說明的微透鏡類似 之微透鏡。該照明系統40可能帶有—成像裝置141 (例如， 98362.doc -23- 200536147 -LCD透射裝置)並帶有_場透鏡i43(例U里耳透 鏡）°可能係普通前表面鏡之折疊鏡145、149及152可用於 二斤疊該投影系統15G之光學路徑並因此增加其緊密性。該投 系充可此進步包括用以將由該成像裝置丨4丨產生的影 像投影到該螢幕152上之投影光學元件"7。 進一步參考圖6，一對微透鏡（其一來自該集合44而另一 個則來自該集合46，例如圖3所示之微透鏡74及76)可能與 同樣顯tf於圖3中的每—光源模組（例如72)相關。可將該等 透鏡集合44及46配置為-雙層緊密包裝陣列（類似於圖2b =示陣列），其中可能改變該組態58之數目及整體結構以使 得形成於該螢幕154上的所產生影像獲得所需亮度、解析度 尺寸較佳的係，忒等集合44及46的微透鏡之一般形狀 及尺寸，以及忒集合42的光源模組之一般形狀及尺寸，實 貝上與參考圖1至5中所說明的具體實施例而說明者相同。 圖6所說明的範例性具體實施例較大LCD面板投影應用 而言尤其有用’因為其允許減小機架之尺寸並使用較少的 組件。 依據本揭不内容之另—方面，圖7說明具有多色彩發光表 面之一光源模組。例如，在圖7中，該光源模組172包括彼 此相鄰放置之三個發光表面194R、194(}及19仙（分別係紅 色、綠色及藍色或其他合適的原色）。此類發光模組可能係 三晶片LED模組，而且該等發光表面中的任一或任何多個 表面可能係或包括LED發光表面、磷層或任何其他發射材 料。準直光學元件]74及176可能包括與參考圖1至6中所說 98362.doc -24- 200536147 明的具體實施例而顯示並說明的微透鏡類似之微透鏡或任 何其他合適的光學元件。較佳的係，每—微透鏡皆接收來 自所有，個發光表面194R、觸及⑽之光。從而，能減 小照明系統之成本及尺寸’因為多光源共用相同的光學元 件。為實現此，點，應將該等發光表面194R、⑽足 ^靠近地置放在-起。此外，應將該發光表面置放得足夠 罪近该等微透鏡以確保高效率的集光。 該光源模組172及該等準直光學元件174、176之組態使得 該等發光表面194R、194GA194B以關於—特定色彩而對該 照明作「索引」之方式獲得準直。可藉由將該等發光表面 194R、194GA194B放置於該等準直光學元件的聚焦平面附 近以使得將不色彩的發射體之空間分離轉換成不同色彩 的光束之角度分離，從而實現此舉。例如，對於圖7所示之 配置，綠色光可能以與該光軸成約〇度之角度離開該等準直 光學元件，而紅色光可能以與該軸成約+2度之角度離開該 等準直光學元件，而藍色光可能以約_2度之角度離開。 圖8示意性地顯示本揭示内容的照明系統之另一項範例 性具體實施例。圖8所示之照明系統1〇〇包括一光源模組（例 如，光源模組172、172,及172”）集合112，每一模組皆分別 具有多個發光表面 194R、194G、194B、194R，、194G，、194B， 及194R”、194G"、194B"與一光學元件系統丨15。在圖8所說 明的範例性具體實施例中，該光學元件系統丨丨5包括一第一 透鏡集合114(包括174、174，、174，，）' —第二透鏡集合116(包 括微透鏡176、176,、176”）、二色性鏡12〇11、12叩及12〇(} 98362.doc -25- 200536147 以及一聚光鏡118。該聚光鏡丨丨8可能係或可能包括一平凸 透鏡，較佳的係具有一非球狀凸表面、一彎月形透鏡或一 梯度折射率透鏡。該光學元件系統u 5可能包括其他組件作 為所顯不元件之補充或替代，此可能係一特定應用之需要。 在本揭示内容之適當具體實施例中，包括微透鏡174、 174’、174π的透鏡集合114及包括微透鏡176、176，、176，，的 透鏡集合116可能具有與參考本揭示内容的其他範例性具 體貫施例來說明的透鏡集合類似之組態，或者其可能具有 其他合適的組態以適用於一特定應用。例如，一對微透鏡 (其一來自該集合114，而另一個則來自該集合丨丨6)可能與 每一光源模組相關。例如，圖8中，微透鏡i 74及i 76係與該 光源模組172相關，微透鏡174,及176，係與該光源模組172, 相關，而微透鏡174”及176”係與該光源模組172”相關。如 同結合圖7之解說，該等發光表面i94R、i94G、194B、 194R’、194G’、194B’及 194R”、194G”、194B ”中的任何表 面或所有表面皆可能係紅色、綠色及藍色（RGB)LED模組之 發光表面、磷層、任何其他發射材料或任何數目或其任何 組合。 進一步參考圖8，可將該光學元件系統U5配置成將該等 光源模組（例如172、172,、172”）之發光表面中的一或多個 表面成像到一照明目標117上。如同已參考其他範例性具體 實施例所作之解釋，該照明目標117之性質將依據特定的應 用而變化。例如，該照明目標丨丨7可能係一光隧之一入口、 一成像裝置、一 LCD或一 LCD之一特定色彩區域或像素。 98362.doc -26- 200536147 在需要重疊或至少部分重疊之色彩照明斑點之處，二色性 鏡120R、12〇B及120G可用於組合該照明目標117上不同色 彩的發光表面之影像。 /、本文所5兒明的其他範例性具體實施例類似，該等光源 模、、’ 72 172、等的發光表面 、194G、194B、 194R、194G’、194B’、194R”、194G”、194B"中的一或多 個表面可能具有一特定形狀以提高該照明系統1 00之性 月：。例如，該等發光表面中的-或多個表面可能係成形為 貫負上與該照明目標117之形狀匹配。特定言之，若該目標 二光隨之正方形入口’則該等光源模組（例如丨72、 172 1 72 )之發光表面中的一或多個表面一般亦將成形為 正方形。另一方面，若該目標117係一矩形的成像裝置或一 LCD2 $形色彩區域或像素，則該等光源模組之發光表 面中的#多個表面亦可能係成形為矩形。_習此項技術 者將今易明白’該等發光表面及該等照明目標之其他形狀 在本揭示内容之範轉内。 。、月本揭示内谷的照明系統之另一項範例性具體實 施例。此類範例性具體實施例可用於背光lcd⑽ 或夕個光源模組，以該等光源模組272及272， 來例不，其可施係三晶片LED模組；以及一光學元件系統， 例如一準直透鏡集合，以211及211，來例示，其中該等準直 透鏡中的每透鏡皆與該等光源模組中的至少一模組相 關。該照明系統200可用來照明一成像裝置185。在此類範 例性具體實施例中，應使用具有色彩不同的發光表面（以 98362.doc 200536147 294R、294G、294B& 294，r、294，G、294Έ 來例示）之足夠 數量的光源模組(以272及272，來例示)來覆蓋該成像裝置 185(其可能係―咖顯示器）的表面之夠部分，以獲得 具有所需尺寸及品質之一所產生的影像。該成像裝置可能 具有一色彩區域或像素陣列，以該等像素385R、385G、 385B、385，R、385，G、385，B 及 385,,R、385,，G、385”B 來例 示。 可能置放為緊鄰該成像裝置185並包括個別微透鏡（例如 3 65、3 65、365”）之一透鏡陣列165可用於將該等發光表面 (294R、294G、294B、294’R、294’G、294Έ)中的一或多個 表面成像到一對應的色彩區域或像素（例如，385r、385〇、 385B、385’R、385fG、385fB、385”R、385”G及 385”B)上。 該等微透鏡可能係雙凸透鏡或平凸透鏡。在某些範例性具 體貫施例中，可將該等發光表面中的一或多個表面成像到 一濾光帶上。在該情況下，每一個別微透鏡皆將來自不同 發射體而對應於不同色彩的光束聚焦到該成像裝置丨85上 的不同地方，例如，聚焦到不同的色彩區域或像素上。特 定言之，該微透鏡365”可將來自該等發光表面294R、294α 及294B而對應於紅色、綠色及藍色光的光束聚焦到該成像 裝置185之色彩區域或像素385R，，、385G，，及385B”上。進一 步，如同已結合其他範例性具體實施例所作的解說，該等 發光表面之形狀可能與該等色彩區域或像素之形狀匹配。 因此，每一光源模組可照射該成像裝置之一預定區域，該 預疋區域包含许多色彩區域或像素，從而使得實質上照亮 98362.doc -28- 200536147 其有效表面。藉由將所有該等發光模組及組成該等發光模 組的多色發射體校正為適當的輸出位準，來獲得均勻性。 進-步參考圖9,在某些範例性具體實施例中，該微透鏡 陣列165以及該等像素或色彩區域，例如，“π、3沉、 385B、385，R、385iG、385，b、385"R 385"g、385"b 具有 約〇.2咖之間距。發光表面（例如294B、294G、294R)可能 係中心與中心間隔約為0.4 mm之發射帶，例如，㈣帶。 可將該等準直透鏡（例如，211及211,)仔細疊接在一起以產 生-均勻的照明光束’從而使得實質上無中斷地照亮該成 像咸置1 85。替代性的係’發光表面之間的間隔可能約為〇 6 顏’且該等微透鏡之間的間距約為〇.3mm，而該成像裝置 185的色彩區域或像素之間的間距約為〇 ι也爪。可按照一特 定應用之需要’將該等準直透鏡（例如211、211，）及該等相 關光源模組（例如272及272，）包裝成六角形或包裝成笛卡兒 格柵。 進一步參考圖9，該照明系統2〇〇產生依據其色彩而呈角 籲 狀分離的光束。因此’可將紅色光導引穿過一成像裳置之 紅色區域，並可以同樣方式分別將藍色及綠色光導引穿過 忒等藍色及綠色區域。對於本揭示内容之此類具體實施例 可此或未必使用濾光器，此取決於導引之純度。可藉由本 揭不内谷之某些具體實施例而實現純粹的導引或實質上無 - 串k之導引，因為將特定的色彩輸送給一特定的像素，例 · 如，僅紅色光穿過一紅色區域。進一步，本揭示内容允許 為照明之最佳遠場分配而使用光源模組，例如LED模組。 98362.doc -29- 200536147 本揭示内容之方法簡化用於各種特定應用的照明系統之 設計，並允許光源模組、光學元件及成像裝置具有許多不 同的組態。本揭示内容之範例性具體實施例能夠收集來自 比傳統系統更有效的朗伯（lambertian)類型發射體（例如 LED)的光。因此可將更多的光發射至該照明目標而產生較 佳的整體效率。此外，本揭示内容之範例性具體實施例可 能具有較佳的成像特徵。此外，本揭示内容允許建立使用 更）組件、更小型、多功能、製造起來更容易且更便宜之 照明系統。 儘官已參考特定的範例性具體實施例來說明本揭示内容 之照明系統，但熟習此項技術者將容易明白，可對其進行 變更及修改而不脫離本發明之精神及範疇。例如，本揭示 内容之各種具體實施例中所使用的該等光學元件系統之尺 寸及組悲可旎依據該特定應用及該照明目標之性質及尺寸 而文化此外，本揭不内容之範例性具體實施例可能併入 律師槽案號為59373U_2、名稱為「照明系統」之美國申 請案及律師檔案號為59526US〇〇2、名稱為「對光源模組進 行重新成形」《美國申請案中所說明的光學元件、組件及 系統，該等申請案與本案同時申請，其揭示内容以引用的 方式併入於此(其中與本揭示内容不-致的内容除外)。進 -步，熟習此項技術者會知道，本揭示内容意圖將額外的 光學元件包括進依據本揭示内容而構建的照明系統之範例 性具體實施例中。 進一步，熟習此項技術者將容易明白，可就包括白色 98362.doc -30- 200536147 LED、彩色LED(例如，紅色、藍色、綠色或其他色彩）及多 晶片LED模組（例如，RGB LED模組）在内的各種光源而使用 本揭示内容之具體實施例。RGB LED將允許獲得最佳的色 彩性能’但對於許多應用而言可接受白色LED。 【圖式簡單說明】 因此，熟習本發明所屬技術者將更容易瞭解如何製作及 使用本發明，上文已參考圖式來詳細說明本發明之範例性 具體貫施例，其中：

圖1係依據本揭示内容之一項範例性具體實施例而構建 的一照明系統之示意性斷面圖； 圖2 A係具有相關光學元件的光源模組之一陣列之示意性 、圖11亥陣列貫質上係配置成近似於一增強對比度的不 對稱孔徑之形狀； 圖2B係：緊密包裝的六角形透鏡陣列之放大正視圖，該 陣列可此係包括於本揭示内容之適當範例性具體實施例

㈤糸依據本揭示内容之-項範例性具體實施例而賴 的照明系統之一部分之放大斷面圖，其顯示_光_ 及相關的微透鏡； 圖从係依據本揭示内容之另—項範例性具體實施例而 :的-照明系統之—部分之放大斷面目 錐形集光ϋ與相關微透鏡之—光源模組； 八有 圖化係從一範例性角錐形集光器前 源模組的發光表面之示意性正視圖； 98362.doc -31 - 200536147 圖5係依據本揭示内容之另一項範例性具體實施例而構 白勺-日S ΒΘ么 —. …、月糸統之示意性斷面圖，此照明系統對於背光應 用尤其有用； 圖6係依據本揭示内容之另一項範例性具體實施例而構 白勺曰忍ng 么 ,, ___ …、切糸統之示意性斷面圖，此照明系統對於投影應 用尤其有用； 圖7示意性顯示本揭示内容之一項範例性具體實施例之 ^分’其說明具有不同色彩的發光表面之光源模組之使 用； 圖8係依據本揭示内容之一項範例性具體實施例而構建 的一照明系統之示意性斷面圖，該系統使用具有不同色彩 的發光表面之光源模組；以及 圖9係依據本揭示内容之另一項範例性具體實施例而構 建的一照明系統之示意性斷面圖，該系統使用具有不同色 彩的發光表面之光源模組。 【主要元件符號說明】 1 射線 2 圓形入射光瞳/射線 4 對稱孔徑 10 照明系統 12 光源模組 14 第一透鏡集合 15 光學元件系統 16 第二透鏡集合 98362.doc 200536147 17 照明目標 18 聚光鏡 19 光隧 30 照明系統 32 光源模組集合 34 第一透鏡集合 35 光學元件系統 36 第二透鏡集合 40 照明系統 44 第一透鏡集合 45 光學元件系統 46 透鏡集合 72 光源模組 74 微透鏡 76 微透鏡 82 光源模組 84 微透鏡 85 LCD顯示器 86 微透鏡 100 照明系統 112 光源模組集合 114 透鏡集合 115 光學元件系統 116 第二透鏡集合

98362.doc -33- 200536147 117 118 141 143 145 149 150 152 154 165 172 174 176 185 200 211 272 365 722 724 726 822 824 825 照明目標 聚光鏡 成像裝置 場透鏡 折疊鏡 折疊鏡 投影系統 折疊鏡 投影螢幕 微透鏡陣列 光源模組 準直光學元件/微透鏡 準直光學元件/微透鏡 成像裝置 照明系統 準直透鏡集合 光源模組 微透鏡 基座 發光表面 圓頂 基座 發光表面 近端 98362.doc -34- 200536147 827 角錐形集光器 829 遠端 850 像素 12f 光源模組集合 11' 光源模組 72，’ 光源模組 74! 微透鏡 74,丨 微透鏡 74a 凹面 74b 凸面 76? 微透鏡 76，， 微透鏡 76a 凹面 76b 凸面 120B 二色性鏡 120G 二色性鏡 120R 二色性鏡 172'， 光源模組 174f 微透鏡 174，， 微透鏡 176f 微透鏡 1761， 微透鏡 194B 發光表面 194Bf 發光表面 -35 98362.doc 200536147 194B” 發光表面 194G 發光表面 194G 丨 發光表面 194G” 發光表面 194R 發光表面 194R 丨 發光表面 194R 丨， 發光表面 211’ 準直透鏡集合 2721 光源模組 294Έ 發光表面 294 丨 G 發光表面 294fR 發光表面 294B 發光表面 294G 發光表面 294R 發光表面 365丨 微透鏡 365” 微透鏡 385Έ 像素 385Ό 像素 385fR 像素 385，，B 像素 385ffG 像素 385丨丨R 像素 385G 像素

98362.doc -36- 200536147 385R 850丨 850π 像素 像素 像素 98362.doc

Claims (1)

1. 200536147 十、申請專利範圍： 1. 一種照明系統，其包含： 一光源模組；一第一彎月形透鏡，其具有一凸面與一 凹面；以及一第二彎月形透鏡，其具有一凸面與一凹面； 其中該第二彎月形透鏡之該凹面係鄰近該第—彎月形 透鏡之該凸面，而該第一彎月形透鏡之該凹面係面對該 光源模組以接收來自該光源模組的光。 2.如凊求項1之照明系統，其中該第一彎月形透鏡接觸該第 二彎月形透鏡。 3.如請求項丨之照明系統，其中藉由一光學透明材料而將該 等第一與第二彎月形透鏡固持在一起。 4·如請求項丨之照明系統，其中該光源模組包含一發光表面 與置放於該發光表面上之-實質上光學透明的圓頂。 5.如請求項！之照明系統，其中該光源模組包含—發光表面 與置放於該發光表面上之—角錐形集光器。 6_如明求項5之照明系統，其中該角錐形集光器具 正f形之一近端與一般為矩形之-遠端。 Ί 1之’’、、明系統’其中該光源模組包含彼此相 光表面：而該第月形透鏡之該凹面係 面的光H且之该等發光表面以接收來自該等發光表 其中該等發光表面中的至少二表 8·如請求項7之照明系統 面具有不同色彩。 9·如請求項6之照明系統 其中該光源模組具有第 第二 98362.doc 200536147 及第三色彩之發光表面。 統，其中該等第一、第二及第三色彩 10·如請求項9之照明系 為原色。 Π· 一種照明系統，其包含： 複數個光源模組，以及 光于元件系統’其包含複數對彎月形透鏡，每一對 透鏡皆與一光源模組相關並包括：一第一彎月形透鏡， 其具有一凸面與一凹面；以及一第二彎月形透鏡，其具 有一凸面與一凹面； 八中每一第二彎月形透鏡之該凹面係鄰近每一第一彎 ㈣透鏡之該凸面’而每H月形透鏡之該凹面係 面對該相關光源模組以接收來自該相關光源模組的光。 12. 13. —月长員11之照明系統，其中每一第一彎月形透鏡接觸 每一第二彎月形透鏡。 如明求項11之照明系統，其中該等複數對彎月形透鏡實 質上係配置為一六角形雙層緊密包裝陣列，而該等複數 個光源模組係置放成實質上追循該組態。 14·如請求項丨丨之照明系統，其中該等複.數對彎月形透鏡實 質上係配置為一矩形雙層緊密包裝陣列，而該等複數個 光源模組係置放成實質上追循該組態。 1 5 · 士明求項11之照明系統，其中該等複數個光源模組係置 放於一非放射狀的對稱孔徑内。 16·如請求項15之照明系統，其進一步包含一成像裝置，爷 成像裝置係為了以一角度受到照射而置放，並具有可關 98362.doc 200536147 N V ,又双丨回鏡，而且並 稱孔徑具有—長尺寸與—短 甘、h非放射狀的對 盥姑 寸且/、朝向使得該長尺 17. 人Μ成像裝置的該等鏡之該樞軸對齊。 、 如請求項11之照明系統， 光表面與置放於該發光表 頂0 其中每一光源模組皆包含一發 面上之一實質上光學透明的圓 18. 如請求項u之照明系統，1 先源模組皆包含一發 先表面與置放於該發光表面上之—角錐形集光器。 19. 如請求項18之照明系統，其中每—角錐形集光器具有— 舨為正方形之一近端與一般為矩形之一遠端。 2〇·如請求項19之照明系統，其進—步包含—成像裝置，該 成像裝置係為了以—角度受到照射而置放，並具有可關 於-樞軸而旋轉的複數個鏡，而且其中該等複數個光源 杈組係置放為一陣列，該陣列之形狀一般近似於具有— 長尺寸與-短尺寸之—非放射狀的對稱孔徑，該非放射 狀的對稱孔徑之朝向使得該長尺寸與該成像農置的該等 鏡之該植轴對齊。 士明求項19之照明系統，其進一步包含一照明目標而且 2中該光學元件系統係配置成將每一角錐形集光器之該 遠端成像到該照明目標上。 22·如請求項丨丨之照明系統，其中該等光源模組中的每一模 組皆具有彼此相鄰置放的複數個發光表面，而使得每一 第一彎月形透鏡之該凹面面對該相關光源模组之該等發 光表面以接收來自該相關發光表面的光。 98362.doc 200536147 23.如請求項22之照明李絲廿丄，丨、, 糸、、先，其中i少一光源模組之至少一 發光表面具有不同色彩。 — “求項22之妝明系統，其中每一光源模組皆具有第 一、第二及第三色彩之發光表面。 25.如請求項24之照明季铋 .,.^ ^ 糸統，其中該專第一、第二及第三多 彩係原色。 26·如請求項22之照明系缽，甘％ 止二 、為其進一步包含一照明目標，該 照明目標包含第一、第一一 、☆ 一及苐二色彩區域，而且其中古玄 光學元件系統將該等第一、 ° 第一及第二色彩之該等發光 表面成像到該照明目樟夕兮 ^之该4個別色彩區域上。 27.如請求項26之照明系統，复 人m 一 T 5亥先學凡件系統進一步包 含置放於該照明目標鱼兮笙 ，…亥4硬數對彎月形透鏡之間的一 m透鏡陣列。 98362.doc