积分棒、匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯

摘要

本发明涉及一种积分棒，以及使用该积分棒的匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯。该包括依次相连的入射面、第一反射部、第二反射部和出射面，通过积分棒的第二反射部的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部的截面尺寸，使得与位于第二反射部端部的出射面的截面尺寸大于与位于第一反射部端部的入射面的截面尺寸，因此，该光学积分棒能够扩大经反射的光线的光斑截面尺寸，有利于减小光线角度，经反射部的光线通过为曲面的出射面射出，由于出射面为曲面，曲面能进一步对经反射部的光线进行准直，进一步减小光线的角度。

权利要求

1.一种积分棒，其特征在于，包括依次相连的入射面、第一反射部、第二反射部和出射面，所述入射面位于所述第一反射部远离所述第二反射部的端部；所述出射面位于所述第二反射部远离第一反射部的端部；所述第二反射部的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于所述第一反射部的截面尺寸，所述出射面为曲面；

所述第一反射部包括第一段和第二段，所述第一段为所述第一反射部靠近入射面的一端；所述第一反射部的第一段为直棱柱状，所述直棱柱的母线与所述入射面垂直；

所述第一反射部的第二段为所述第一反射部靠近出射面的一端；所述第一反射部的第二段为圆柱；所述第一反射部的第一段与所述第二段的尺寸关系为：所述第一反射部的第一段的截面的多边形为所述第一反射部的第二段的截面的圆内接多边形；所述第一反射部的第一段的长度大于积分棒长度的2/3；

所述第一反射部的第一段为正直棱柱，所述第一反射部的第一段与所述第二段的尺寸关系为：所述第一反射部的第一段的截面的正多边形为所述第一反射部的第二段的截面的圆内接正多边形。

2.根据权利要求1任一项所述的积分棒，其特征在于，所述第二反射部自靠近第一反射部的一端至另一端截面面积逐渐增大。

3.根据权利要求1任一项所述的积分棒，其特征在于，所述第二反射部为圆柱形或矩形。

4.根据权利要求1所述的积分棒，其特征在于，所述第一反射部的外侧设有复眼，或所述第一反射部的外侧为柱面。

5.根据权利要求1所述的积分棒，其特征在于，所述积分棒为空心结构，所述积分棒内设有复眼，所述复眼表面镀有反射膜。

6.根据权利要求1所述的积分棒，其特征在于，所述曲面的形状为球形面。

7.一种匀光装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的积分棒，还包括光源，所述积分棒位于所述光源发光面的一侧，所述积分棒的入射面靠近所述光源的发光面，所述积分棒的出射面远离所述光源的发光面。

8.一种光源准直准装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的积分棒，还包括光源和聚光元件，所述积分棒位于所述光源和所述聚光元件之间，所述积分棒的入射面靠近所述光源发光面，所述积分棒的出射面靠近所述聚光元件。

9.一种投影机，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的积分棒，所述投影机还包括光源和聚光元件，所述积分棒位于所述光源和所述聚光元件之间，所述积分棒的入射面靠近所述光源发光面，所述积分棒的出射面靠近所述聚光元件。

10.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，所述投影机的光源、聚光元件和积分棒分别为三个，所述三个光源分别为红色光源、蓝色光源和绿色光源。

11.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，所述光源为红绿蓝三基色芯片封装而成的多色光源。

12.一种手术灯，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的积分棒，还包括聚光元件，所述聚光元件位于所述积分棒出射面的一侧。

说明书

积分棒、匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯

技术领域

[0001] 本发明涉及光学领域，特别是涉及一种积分棒、匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯。

背景技术

[0002] 传统的红绿蓝芯片三基色LED通过DM滤光片等光学元件合成后，会投射出含有不同颜色色块的光斑，五颜六色很不均匀，达不到理想的白光。因此需要使用积分棒或者复眼进行匀光。

[0003] 积分棒广泛应用在各个领域，例如微型投影机和照明领域。

[0004] 在微型投影机里面更多的使用复眼进行匀光。由于复眼尺寸可以做的很小，在微型投影机体积有限制的情况下更适合使用复眼。进入复眼的光需要为平行光，或者是接近平行光，一般是+-12度以内，而LED直接出射出来的光线是发散的，因此，需要增加透镜进行准直，所以，使用复眼后也要放置聚光透镜才能保证到工作面的光才是口径大小合适，光斑均匀的。因此，复眼的体积虽然没有限制，但是复眼前需要至少两片镜片进行光线准直，复眼后需要一片镜片进行聚光，需要的光学元件较多，成本较高。

[0005] 在医疗照明领域，进行匀光更多的使用的方案是八边形实心玻璃积分棒和全反射透镜。通常所使用的积分棒为多边形积分棒，需要一定的长度，整个光学系统，包括光源、积分棒和透镜，由于积分棒需要一定的长度，因此，对产品的空间体积受到影响，而从传统的积分棒出来的光线角度没有改变，仍然是发散的。

发明内容

[0006] 基于此，有必要针对使用传统的积分棒光线角度不变的问题，提供一种能减小光线角度的积分棒，以及利用该积分棒的匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯。

[0007] 一种积分棒，包括依次相连的入射面、第一反射部、第二反射部和出射面，入射面位于第一反射部远离第二反射部的端部；出射面位于第二反射部远离第一反射部的端部；第二反射部的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部的截面尺寸，出射面为曲面。

[0008] 在其中一个实施方式中，第一反射部包括第一段和第二段，第一段为第一反射部靠近入射面的一端；第一反射部的第一段为直棱柱状，直棱柱的母线与入射面垂直。

[0009] 在其中一个实施方式中，第一反射部的第二段为第一反射部靠近出射面的一端；第一反射部的第二段为圆柱；第一反射部的第一段与第二段的尺寸关系为：第一反射部的第一段的截面的多边形为第一反射部的第二段的截面的圆内接多边形。

[0010] 在其中一个实施方式中，第一反射部的第一段为正直棱柱，第一反射部的第一段与第二段的尺寸关系为：第一反射部的第一段的截面的正多边形为第一反射部的第二段的截面的圆内接正多边形。

[0011] 在其中一个实施方式中，第一反射部的第一段的长度大于积分棒长度的1/2。

[0012] 在其中一个实施方式中，第二反射部自靠近第一反射部的一端至另一端截面面积逐渐增大。

[0013] 在其中一个实施方式中，第二反射部为圆柱形或矩形。

[0014] 在其中一个实施方式中，第一反射部自靠近入射面的一端至另一端截面逐渐增大。

[0015] 在其中一个实施方式中，第一反射部的外侧设有复眼，或第一反射部的外侧为柱面。

[0016] 在其中一个实施方式中，积分棒为空心结构，积分棒内设有复眼，复眼表面镀有反射膜。

[0017] 在其中一个实施方式中，曲面的形状为球形面。

[0018] 一种匀光装置，上述的积分棒，还包括光源，积分棒位于光源发光面的一侧，积分棒的入射面靠近光源的发光面，积分棒的出射面远离光源的发光面。

[0019] 一种光源准直准装置，包括上述的积分棒，还包括光源和聚光元件，积分棒位于光源和聚光元件之间，积分棒的入射面靠近光源发光面，积分棒的出射面靠近聚光元件。

[0020] 一种投影机，包括上述的积分棒，投影机还包括光源和聚光元件，积分棒位于光源和聚光元件之间，积分棒的入射面靠近光源发光面，积分棒的出射面靠近聚光元件。

[0021] 在其中一个实施方式中，投影机的光源、聚光元件和积分棒分别为三个，三个光源分别为红色光源、蓝色光源和绿色光源。

[0022] 在其中一个实施方式中，光源为红绿蓝三基色芯片封装而成的多色光源。

[0023] 一种手术灯，包括上述的积分棒，还包括聚光元件，聚光元件位于积分棒出射面的一侧。

[0024] 通过上述的积分棒的第二反射部的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部的截面尺寸，使得与位于第二反射部端部的出射面的截面尺寸大于与位于第一反射部端部的入射面的截面尺寸，因此，该光学积分棒能够扩大经反射的光线的光斑截面尺寸，有利于减小光线角度，经反射部的光线通过为曲面的出射面射出，由于出射面为曲面，曲面能进一步对经反射部的光线进行准直，进一步减小光线的角度。

[0025] 将上述积分棒应用到匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯中，能够减小匀光装置、光源准直准装置、投影机和手术灯的光源的光线的角度。

附图说明

[0026] 图1A为一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0027] 图1B为图1A的积分棒的光路示意图；

[0028] 图2为另一种实施方式的积分棒的结构示图；

[0029] 图3为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0030] 图4为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0031] 图5为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0032] 图6为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0033] 图7为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0034] 图8为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0035] 图9为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0036] 图10为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0037] 图11为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0038] 图12为另一种实施方式的积分棒的结构示意图；

[0039] 图13为原始光斑的角度与能量分布图；

[0040] 图14A至图14D为原始光斑的口径与能量分布图；

[0041] 图15为使用积分棒的光斑与能量分布图；

[0042] 图16A至16D为使用积分棒光斑的口径与能量分布图；

[0043] 图17为一种实施方式的匀光装置的结构示意图；

[0044] 图18A为一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

[0045] 图18B为另一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

[0046] 图18C为另一种实施方式的光源准直装置的结构等轴示意图；

[0047] 图19为采用光源准直装置的光斑的角度与能量分布示意图；

[0048] 图20A至图20D为采用光源准直装置的光斑的口径与能量分布图；

[0049] 图21为应用本发明的积分棒的微型投影机的光学结构剖视图；

[0050] 图22为另一种实施方式的应用本申请的积分棒的微型投影机的光学结构剖视图；

[0051] 图23为一种实施方式光学系统光路示意图；

[0052] 图24现有的微型投影机的光学结构剖视图。

具体实施方式

[0053] 为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0054] 本发明提供一种积分棒，如图1A所示，包括依次相连的入射面101，第一反射部102、第二反射部103和出射面104，入射面101位于第一反射部102远离第二反射部103的端部；出射面104位于第二反射部103远离第一反射部102的端部；第二反射部103的远离第一反射部101一端的截面尺寸大于第一反射部102的截面尺寸，出射面104为曲面，本实施例中，该曲面的形状为球形面。

[0055] 而根据光学扩展量的计算公式，光学扩展量

[0056] Etendue(Optical invariant)＝πA(sinθ1/2)2；

[0057] 其中A为面积，θ为发光角度；在光学扩展量不变的情况下，要减小光学的角度，同时就得增加光斑的口径，光斑的口径与积分棒的出射面的截面尺寸有关，出射面的截面尺寸大则形成的光斑口径大，该积分棒的第二反射部103的远离第一反射部101一端的截面尺寸大于第一反射部102的截面尺寸，使得与位于第二反射部端部的出射面的截面尺寸大于与位于第一反射部102端部的入射面的尺寸，因此，该光学积分棒能够扩大经反射的光线的光斑口径，有利于减小光线角度，经反射部的光线通过为曲面的出射面射出，由于出射面为曲面，曲面能进一步对经反射部的光线进行准直，进一步减小光线的角度。具体的，出射面104的曲面面型为球面或非球面，出射面的截面为圆形或多边形，出射面的截面形状与形成的光斑的形状有关，当出射面为圆形时，形成的光斑为圆形光斑，当出射出面截面形状为多边形时，形成的光斑为多边形的光斑。

[0058] 在本实施例中，如图1B所示，积分棒的材料为透明PC材料，折射率为1。58547，根据折射率率的计算公式，n＝sinγ/sinβ，其中，入射角γ为入射角的角度，β为折射角的角度，n为折射率。光线在入射面发生第一次折射，根据公式可知，在入射面折射后，进入第一反射部，折射角度为33.1度。则其在第一反射部的入射角为56.9度，由于该角度大于材料的全反射角度，光线在第一反射部进行全反射，经过三次全反射后，经第三次反射的光线直接到达出射面104。因此，大角度的光线经过积分棒后角度减小。

[0059] 在另一个实施方式中，如图2所示，本实施例与图1所示的实施例的区别仅在于，第一反射部包括第一段202和第二段203，第一反射部的第一段202为第一反射部靠近入射面201的一端，第一反射部的第一段202为直棱柱状，其截面为多边形，优选的，直棱柱的为直八棱柱，其截面为八边形，直棱柱的母线与入射面垂直。由于第一反射部的第一段为直棱柱，其外侧为多边形，且直棱柱的母线与入射面垂直，能够使光线以任何角度进行积分棒，均不能从第一反射部和第二反射部透射出去，需要经过第一反射部和第二反射部的多次全反射，才能从出射端无损失的射出，从而能够减少光线能量在反射过程中损失，光束经过曲面反射后光束的传输方向发生改变光线的每一次反射，就可以将光源关于反射面对称为一个新的虚拟光源，光斑的均匀性与光线在积分棒中的反射次数有关，反射次数越多，虚点光源越多，匀光效果也更好。因此，第一反射部靠近入射面的一端的长度要尽可能的长，以有利用于内全反射，第一反射部的第一段202的长度大于积分棒总长度的1/2，更优选的大于
2/3。

[0060] 第一反射部的第二段203为第一反射部靠近出射面的一端。第一反射部的第二段203形状不限，优选的，第一反射部的第二段203为圆柱状，其截面为圆形，第一反射部的第一段与第二段的尺寸关系为：第一反射部的第一段的截面的多边形为第一反射部的第二段的截面的圆的圆内接多边形。优选的，第一反射部的第一段为正直棱柱，如正八棱柱，则第一反射部的第一段与第二段的尺寸关系为：第一反射部的第一段的截面的正多边形为第一反射部的第二段的截面的圆的圆内接正多边形。第一反射部的第二段203的长度大于积分棒总长度的1/6。

[0061] 第二反射部204自靠近第一反射部的一端至另一端截面面积逐渐增大，优选的是，第二反射部204为圆台状，其截面尺寸逐渐增大，靠近出射面204的截面尺寸最大，由于第一反射部的出射端的截面尺寸与第二反射部的入射端的截面尺寸相同，因此，出射面204的最大截面尺寸大于入射面201的尺寸，从而有利于减小光线角度。

[0062] 如图3所示，为另一种实施方式的积分棒，积分棒包括入射面301、第一反射部、第二反射部304和出射面305，其中，第一反射部包括靠近入射面的第一段302和靠近出射面的第二段303，该积分棒与图2所示的积分棒的区别在于，该积分棒的第二反射部304为圆柱形或矩形。第一反射部的出射端与第二反射部304的入射端相接，第二反射部304为圆柱形或矩形，且第二反射部304远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部的截面尺寸。而出射面305的最大截面尺寸与第二反射部304的出射端的截面尺寸一致，入射面301的尺寸与第一反射部的入射端的截面尺寸一致，因此，出射面305的最大截面尺寸大于入射面301的尺寸，因此该结构的积分棒同样能够实现减小光线角度的问题。

[0063] 如图4所示，为另一种实施方式的积分棒，该积分棒依次包括入射面401、第一反射部402、第二反射部403和出射部404，第二反射部403的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部402的截面尺寸，与图2和图3的积分棒的区别在于，第一反射部402自靠近入射面401的一端至另一端截面逐渐增大，入射面401的尺寸与第一反射部402的入射端的截面尺寸相同，第一反射部402的出射端的截面尺寸为第一反射部402的最大截面尺寸，与第二反射部403的入射端的截面尺寸相同，第二反射部403的出射端的截面尺寸为第二反射部403的最大截面尺寸，与出射面404的最大截面尺寸相同，而由于第二反射部403的远离第一反射部的一端的截面尺寸大于第一反射部的截面尺寸，因此，该积分棒的出射面404的最大截面尺寸大于入射面401的尺寸，因此该结构的积分棒同样能够实现减小光线角度的问题。

[0064] 上述结构的积分棒为实心结构，更适应于玻璃材料冷加工的，各部分胶合而成，成本较低，且不需要镀反射膜。在实心的积分棒中，入射面同样可为曲面，如图5所示。

[0065] 为了增强匀光效果，积分棒的第一反射部的第二段可为多边形，如图6所示，第一反射部的外侧有复眼501，，复眼501表面镀有反射膜，用以提高积分棒的出光效率。复眼的口径可以是四边形或者多边形。复眼的曲面可以是凸面，也可以是凹面。由于复眼为非平面的，是有曲率的，光束经过曲面反射后光束的传输方向发生改变，反射的次数增多，反射的次数越多，光斑分布的均匀性就越好。同理也可以把多边形上的复眼改为柱面，如图7和图8所示。

[0066] 在另一种实施方式中，积分棒也可以是空心的，多个复眼设置在积分棒内侧，复眼表面镀反射膜。如图9、图10、图11和图12所示。

[0067] 复眼的口径可以是四边形或者多边形，如图9所示，复眼设置在积分棒的内侧，复眼的口径为四边形。复眼的曲面可以是凸面、凹面，也可以是凹凸面。曲面面型为梯形、三角型、球面、非球面。其中，柱面、二次曲面属于非球面的一种特定形式，如图10所示，复眼设置在积分棒的内侧，复眼的曲面为凸柱面，如图11所示，复眼设置在积分棒的内侧，复眼的曲面为凹柱面，如图12所示，复眼设置在积分棒的内侧，复眼的曲面为凹凸的柱面。复眼积分棒，材料为玻璃、塑料等光学透光材质。

[0068] 为了更详细的说明使用积分棒所带来的匀光效果，现就未使用积分棒和使用积分棒的光源分别进行说明。

[0069] 如图13所示，为原始光斑的角度与能量分布图。原始光斑采用欧司朗多颜色LED，其中一个LED上封装四颗R红、G绿、B蓝、W白芯片，其分布为朗伯分布，如图所示，角度为0度时，能量最大，随着角度的增加能量逐渐减小，直至90度时为零，角度越小则能量越高，角度越大能量越小，这样导致能量的过分集中，直接投射出来的光斑表现为，中心亮，越往外光斑越暗。

[0070] 如图14A至图14D所示，为原始光斑的口径与能量分布图，原始光斑采用欧司朗多颜色LED。图14D为其灰度图例，灰度由白至黑色，代表的能量越逐渐降低，图14A为模拟光斑能量分布，横竖坐标为其光斑的位置坐标，黑白灰度的深浅代表能量的高低，由此可见，LED的光斑分布总体还是接近其芯片正四边形的形状，如图14B所示，为LED水平方向的位置与能量分布图，其能量还是接近其芯片尺寸分布，芯片尺寸内能量高而平缓，芯片尺寸外能量迅速降低，如图14C为LED垂直方向的位置与能量分布图，其能量还是接近其芯片尺寸分布，芯片尺寸内能量高而平缓，芯片尺寸外能量迅速降低。

[0071] 相比较的，图15为使用积分棒的光斑的角度与能量分布图，其分布为非朗伯分布，角度为0度能量最大，随着角度的增加能量逐渐减小；大角度的光线经过积分棒后角度有一定的减小，一部分小角度的光线角度有所增大，有效的避免光斑能量的集中，一定程度上改善其均匀性。能够使光线大部分能量相对集中0-30度范围内，分布的相对均匀。全部光线被准直在±50度内。这样有利于后续聚光元件的光线准直，特别是小角度光斑的准直。

[0072] 图16A至图16D为采用积分棒的光斑的口径与能量分布图，具体的，图16A为模拟光斑能量分布，图16B为积分棒的光斑的垂直方向的位置与能量分布图，图16C为积分棒的光斑的水平方向的位置与能量分布图，图16D为积分棒的光斑的灰度图例，如图所示，经积分棒的光斑口径能增加到40mm，且该光斑为圆形光斑，且能量分布均匀。

[0073] 通过以上实验对比，采用积分棒，能够减小光线的角度，改善光线的均匀性，避免光斑能量集中。

[0074] 上述积分棒的能够应到多种产品中，在一个实施例中，一种匀光装置，包括上述积分棒172，如图17所示，还包括一光源171，积分棒172位于所述光源发光面的一侧，具体的，积分棒172的入射面靠近光源171的发光面，积分棒172的出射面远离光源的发光面。光源从积分棒的入射面进入积分棒，经积分棒的出射面射出小角度的光线。

[0075] 在一种实施方式中，如图18A至图18C所示，一种光源准直准装置，包括上述的积分棒182，还包括光源181和聚光元件183，积分棒位于光源发光面的一侧，积分棒位于光源和聚光元件之间，具体的，积分棒182的入射面靠近光源181发光面，积分棒182的出射面靠近聚光元件183。其中，光源181和积分棒182组成匀光装置，聚光元件可以为TIR透镜或凸透镜，用于在光源的光线经积分棒匀光到一个小角度后，再通过聚光元件，进一步准直至一个更小的角度。其中，光源和积分棒可组成匀光装置，匀光装置与聚光元件组成光源准直装置。

[0076] 如图19所示，为采用本申请的光源准直装置的光斑的角度与能量分布图，全部光线经过最终准直后角度更小，准直后的角度为±6度，该光源准直装置的组合可以为欧司朗多颜色LED、积分棒、非球面凸透镜。

[0077] 如图20A至图20D为采用光源准直装置的光斑的口径与能量分布图，图20A为模拟光斑能量分布，图20B为光源准直装置的光斑的垂直方向的位置与能量分布图，图20C为光源准直装置的光斑的水平方向的位置与能量分布图，图20D为光源准直装置的光斑的灰度图例，如图所示，其准直装置出来的光斑口径增大到170mm且光斑为圆形，无论是水平方向还是垂直方向，光斑的能量分布比较均匀，没有出现传统的光斑明显的由中心往外的能量迅降。

[0078] 因此，积分棒和聚光元件之间的距离不再是惟一的，通过调节积分棒和聚光元件之间的距离，光线仍可以透光聚光元件，因此，可通过调节聚光元件之间距离调节光斑大小，如，通过缩短积分棒和聚光元件之间的间距，调节光斑为大光斑，反之，则调节光斑为小光斑。

[0079] 在另一个实施方式中，一种投影机，包括上述的积分棒，投影机还包括光源和聚光元件，积分棒位于光源和聚光元件之间，积分棒的入射面靠近光源发光面，积分棒的出射面靠近聚光元件。在投影机中，所使用的积分棒的第二反射部为矩形，其长宽比为接近DLP芯片DMD的长宽比，即接近电影观看屏幕的长宽比。

[0080] 投影机的光源准直部分，尤其是微型投影机的光源准直部分，用于将LED的光源的光线均匀化的准直，使得光线准直成为发散度小于+-12度的平行光。而光斑的长度比为LED本身发光面的长宽，若该比值与成像装置的比例不一致，则将导致在后续的光学系统中能量损失，光学系统的效率下降，进一步导致屏幕亮度降低，因此，光线的小角度及其光斑的长宽比对于微型投影机非常重要。

[0081] 如图24所示，为现有的微型投影机的光学结构剖视图，光源分别有红色LED181、绿色LED182，和蓝色LED183，现有的用于准直光源的装置通常由两个凸透镜184，利用凸透镜的会聚作用，将LED的光线准直至12度，经滤光镜传播到复眼185，利用复眼的均匀光线的作用，使三基色光混合。

[0082] 图21所示的为采用本发明的积分棒的微型投影机的光学结构剖视图，有红色光源2010，绿色光源2020和蓝色光源2030，使用积分棒2060和聚光元件2070代替了原来的凸透镜，由于光源的光束经积分棒，光线角度已变小且积分棒能对光线进行匀光处理，而聚光元件进一步的将经积分棒的光线准直到一个小角度，因此，经准直和匀光的光束无需再使用复眼进行匀光，相比现有的投影机的光学结构，可以减少一个复眼，降低成本，而且匀光效果更好。

[0083] 图22所示的投影机的光学结构剖视图，所采用的光源为三色LED光源221，红绿蓝三基色芯片封装在同一个多色光源上，光源221的光束经积分棒222和聚光元件223不仅光线的角度变小，且积分棒对三种颜色的光线进行了匀光处理，因此，该种投影机的光学结构，所使用的光学元件更少，体积更小更紧凑。

[0084] 在一种实施方式中，手术灯也采用了上述积分棒，如图23和图18所示，一种手术灯，包括光源，上述的积分棒，还包括聚光元件，聚光元件可以为凸透镜或TIR透镜等，光线经积分棒进行匀光和在在减小角度后，将光线准直至一个较小的角度，再通过与不同的透镜配合，实现光斑的大小和形状的调节，例如，与凸透镜配合，利用凸透镜的会聚作用，形成的较小圆形光斑；与凹透镜配合，利用凹透镜的发散作用，形成的较大圆形光斑；与变形非球面配合，形成椭圆光斑。

[0085] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。