[發明專利]一種用于回收光以增加光源亮度的照明系統和方法

無效

• 申請號: 200780021930.3
• 申請日: 2007-06-13
• 公開（公告）號: CN101999059A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: K·K·李;S·稻次
• 申請（專利權）人: 微陽有限公司
• 主分類號: F21V7/04
• 分類號: F21V7/04;F21V9/14;G02B6/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;姜華

技術領域

本發明涉及用于增加照明系統亮度的系統和方法，尤其涉及回收由光源發射的光以增加光源亮度的照明系統和方法。

背景技術

光源用在所有類型的照明應用中。典型的光源包括但不限于弧光燈、鹵素燈、熒光設備、微波燈和發光二極管(LED)。很多應用需要在小的有效發射面積具有高水平亮度的照明系統。這種高水平的亮度通常可以通過增加更多光源來完成。然而，如果存在有限的空間用于集成光源，這在技術上是不可能的，并且經濟上也是不可行的，因為集成并使用多個光源是昂貴的。因此，本發明寄希望于在不增加光源數目的情況下增加光源亮度。

例如，基于微顯示的電視(MDTV)可能低成本且帶有大屏幕尺寸。傳統的MDTV通常由弧光燈照明。雖然該光源是以最低成本最亮的，但需要將白光分成3個顏色并且壽命短，這使得它較不合適。隨著LED技術的發展，必須考慮LED作為在MDTV中光源的使用以獲取LED長壽命的特性以及諸如瞬時開啟的其它益處。然而，目前，對于使用小成像面板或具有較大屏幕的低成本的應用，LED亮度不足。LED回收方案已經被用于增強光源的亮度，參見授予Zimmerman等人的美國專利6,869,206。然而，Zimmerman等人描述了將LED裝入具有一個光輸出孔的光反射腔中。同樣，授予Zimmerman等人的美國專利6,144,536描述了具有封閉了氣體填充的中空內部的帶有磷光體涂層的玻璃封罩的熒光燈。由磷光體涂層產生的光的部分被回收回到磷光體涂層。本發明寄希望于提供可被耦合至一個或多個LED以通過有效的回收來增加LED的可用亮度的回收設備，使得可以使用較小的面板或可以用足夠的亮度照明大屏幕。

例如，LED是一種用在諸如普通照明、建筑照明和最近的投影電視中的多種照明應用中的光源。例如，當用在投影電視中時，LED必須以高的亮度水平在小的有效發射面積中發射光，以便在電視屏幕上提供必須的高光輸出。特別的，LED必須在小的發射面積內以小的和立體的角度提供以流明來測量的強的且亮的光，以在投影電視中有用。不幸的是，目前可用的LED的亮度不足以用在照明大投影電視屏幕，這種照明大投影電視屏幕逐漸受消費者歡迎。

因此，需要一種用于增加LED亮度的方法和系統，以合理的成本提供滿足當前和未來應用要求的照明系統。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提供一種解決現有技術的前述的問題的照明系統。

本發明的另一個目的是提供一種包括用于回收由光源發射的光的部分來增加光輸出的亮度的回收設備的照明系統。

本發明的另一個目的是提供一種包括用于通過反射由光源發射的光的部分回到光源來回收光來增加光輸出的亮度的空間回收設備的照明系統。

本發明的另一個目的是提供一種包括用于傳輸小角度光并回收高角度光以增加光輸出的亮度的角度回收設備的照明系統。

本發明的另一個目的是提供一種包括用于回收由光源發射的光的部分來增加光輸出的亮度的空間和角度回收設備的照明系統。

本發明的另一個目的是提供一種如前所述的照明系統，該照明系統附加的包括用于反射和回收具有不期望偏振的光的偏振器，從而增強回收設備的回收效果。

本發明致力于一種回收光以增加光源亮度的照明系統，從而使得照明系統能夠以合理成本提供較高光輸出。根據本發明的示例性實施例，用于回收光以增加亮度的照明系統包括空間回收設備。空間回收設備包括耦合至光源的光管，該光源優選為安裝在基底上的LED芯片。空間回收設備通過利用反射介質或涂層來覆蓋光管的輸出端的部分來回收光，從而使得來自光源的光被反射介質反射回通過光管進入光源。光源重新發射反射的光進入光管，從而增加來自照明系統的光輸出的亮度。

根據本發明的示例性實施例，用于回收光以增加亮度的照明系統包括角度回收設備。角度回收設備包括耦合至光源的錐形光管，該光源優選為安裝在基底上的LED芯片。優選地，錐形光管是漸減的錐形光管，該錐形光管從在輸入端的較大橫截面尺寸至在輸出端的較小橫截面尺寸形成錐形。角度回收設備傳輸小角度光并將大角度光反射回進入光源。光源以不同的角度分布重新發射反射的光，從而增加光輸出的亮度。

根據本發明的示例性實施例，角度回收設備包括耦合至光源的漸減的錐形光管和耦合至漸減的錐形光管的輸出端的漸增的錐形光管，該光源優選為安裝在基底上的LED芯片。漸減的錐形光管從在輸入端的較小的橫截面尺寸至在輸出端的較大的橫截面尺寸形成錐形。角度回收設備傳輸小角度光并將大角度光反射回進入光源，從而增加光輸出的亮度。