本发明涉及一种光学系统。 背景技术

据统计， 我国所有电力供应中有 10 %左右被用于照明。 而传统白炽灯， 日 光灯等光源发光效率低， 极大的浪费了宝贵的电能。 激光以及发光二极管由于 其很高的发光效率， 在日益提倡节能环保的当今社会， 有着很大应用前景。 其 可替代现有的白炽灯， 日光灯等光源， 从而大大节省能源。 本发明将介绍一种 照明技术， 利用波导板引导将激光或 LED光源发出的光并将其均匀扩散，从而 成为一种新颖的高效节能的照明装置。

新兴的 LED技术由于单个 LED管亮度不高，需做成集成大量 LED做成阵 列从而达到一定的亮度， 但为此却大大增加了成本。 激光二极管却不同， 其发 光效率类似 LED, 功率却远大于 LED, 单个激光二极管即可达到极高的亮度， 且其光谱单一， 发射角很小， 出射的光能利用率极高。 但激光二极管的问题在 于其单一的颜色和安全性问题限制了其在照明 领域的应用。 发明概述

针对现有技术的上述不足， 本发明提供了一种光学系统， 包括光源模块和 波导模块， 所述波导模块包含入射面和出射面， 其中从所述光源模块发出的光 从所述入射面射入所述波导模块经扩散后从所 述出射面射出。

根据本发明的一个实施例， 在上述光学系统中， 所述光在从所述入射面射 入之后， 在所述波导模块中经过若干次全反射， 最后从所述出射面射出。

根据本发明的一个实施例， 在上述光学系统中， 所述波导模块被折叠以依 次形成第一部分、 连接区域和第二部分， 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， 其中从所述第一部分的入射面射入的光在所述 连接 区域内经反射进入所述第二部分， 最后从所述出射面射出。

根据本发明的一个实施例， 在上述光学系统中， 所述连接区域的表面上镀 有反射膜。

根据本发明的一个实施例，在上述光学系统中 ，所述出射面上镀有散射膜。 根据本发明的一个实施例， 上述光学系统还包括一控制模块， 与所述光源 模块相连接， 用以调节所述光源模块发出的光的亮度。

由于本发明的波导模块可很好的解决现有技术 中的上述问题， 本发明可以 将多种颜色的激光均匀的混合在一起出射， 从而实现照明色谱可调的高效节能 照明系统， 并同时解决激光潜在的安全性问题， 其成本也将大大低于 LED阵列 组成照明系统。

应当理解， 本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都 是示例性和说明 性的， 并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一 步的解释。 附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解， 它们被收录并构成本申请的一 部分， 附图示出了本发明的实施例， 并与本说明书一起起到解释本发明原理的 作用。 附图中：

图 la和 lb分别示出了根据本发明的一个实施例的光学� ��统的侧视图和主 视图。

图 2a和 2b分别示出了根据本发明的另两个实施例的光� ��系统的示意图。 图 3示出了根据本发明的又一实施例的光学系统� �侧视图。

图 4示出了应用本发明的一种包含红绿蓝三色的� �明系统。 发明的详细说明

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。

图 la和 lb示出了根据本发明的一种光学系统。 该系统包括光源模块 101 和波导模块 102。 如图 1所示， 光源模块 101发出的光从入射面 103射入波导 模块 102, 在波导模块 102的面 104和 105之间经多次全反射之后出射面 105 射出。 该面 105被定义为出射面。

本发明的波导模块可以由玻璃或者透明塑料制 成。 该波导模块的侧面结构 可为楔形， 如图 1所示， 也可以采用其他形状， 如以下将详细描述的。 该波导 模块的作用主要是将由入射面输入的光均勾地 输出到出射面。 其基本原理为： 波导由折射率大于空气的介质所制成， 在波导内部， 若光线由大于全反射角的 角度照射到图 1中面 104或 105上，则将产生全反射。由于照明区域所在面 104 与面 105不平行， 光线每在面 105上经历一次反射， 其再次照射到面 104时入 射角将会减小， 如此经历一定次数的全反射后将出射。 换言之， 光线从波导出 射的位置可由入射角度与其在入射面上的入射 点决定。

如图 lb所示， 波导模块 102可以分成光扩散区域 106和照明区域 107。 在 光扩散区域 106内光全反射而不出射， 以达到横向扩散光的目的， 当光进入照 明区域 107后， 经过多次反射衰减，其入射角已小于全反射角 ，将从出射面（位 于照明区域） 逐次出射。 此外， 光扩散区域 106也可省略， 即光入射波导后便 逐次从出射面输出。

此外， 本发明的波导模块也可以采用其他形状。 例如图 2a、 2b和 3分别 示出了其他形式的波导模块。 实际上， 波导模块的侧面形状可为楔形， 锥形， 或其它不规则形状， 只要能让不同角度的光线逐次从出射面输出即 可。 在本申 请的各附图中， 为使附图更加简明和清楚， 具有相同尾号的标号均表示相对应 的结构。 例如， 图 1 中的 106和图 2b中的 206都用于表示光扩散区域， 虽然 这两者的形状可以是不同的。

此外，在波导模块中，发生全反射的两个面（ 例如图 la中的面 104和 105 ) 可同时或单独作为照明平面， 即出射面。 若只使用其中一面作为照明平面， 则 需在另一面上镀膜， 以保证所有光线都从照明平面出射。

图 3使出了本发明的另一实施例。 在该实施例中， 波导模块通过折叠以依 次形成第一部分 (光扩散区域) 306、 连接区域 308和第二部分（照明区域） 307。 入射面位于第一部分 306且出射面位于第二部分 307, 其中从第一部分 306的 入射面射入的光在连接区域 308 内经反射进入第二部分 307, 最后从出射面射 出。 其中， 可以在连接区域 308上镀反射膜， 以将光线导入第二部分 307。 该 结构能缩小波导模块的体积， 从而节省空间。 此外， 光扩散区域的波导的侧截 面也可采方形结构 （即上下表面平行） 以简化设计和制造。

在上述各个实施例中， 出射面 （照明平面） 上可镀上一层散射膜， 使出射 光线均勾散射， 实现泛光照明。 也可镀上一层棱镜膜从而使出射的光照向特定 方向， 实现聚光灯的效果， 还可以镀上其它薄膜实现其它各类照明效果。

此外， 本发明的光学系还可以包括与光源模块相连接 的控制模块， 用以调 节光源模块发出的光的亮度。

图 4示意性地示出了应用本发明的一种包含红绿� �三色的照明系统。 该照 明系统包含电源及控制模块 401、 透镜 402-404以及光学棱镜 405-406。 该系统 的光源可由一种或多种光源组成（例如激光或 LED ) , 其可为多色或单色光源。 透镜 402-404用于调制输出光束的角度以适应波导系� �。 在多个单色光源组成 的系统中， 光源校正模块也包含校正不同颜色的光源在波 导中所产生的色差。 如图所示， 透镜 402-404分别用来对红、 篮、 绿三种颜色的激光进行扩束及起 到色差校正的作用。 光学棱镜 405-406将三束光调和在一起， 从而输出到波导 模块 （未示出）之中实现照明。 波导输出的颜色可由电源控制系统通过改变三 种光源的输出强弱而调节， 从而实现可调节明暗及色彩的照明系统。

本领域技术人员可显见， 可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改 和 变型而不偏离本发明的精神和范围。 因此， 旨在使本发明覆盖落在所附权利要 求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修 改和变型。