[實用新型]LED發光系統

無效

• 申請號: 200820080608.X
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN201221736Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 畢勇;成華;王斌;賈中達
• 申請（專利權）人: 北京中視中科光電技術有限公司;中國科學院光電研究院
• 主分類號: F21V9/14
• 分類號: F21V9/14;F21Y101/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

技術領域

本實用新型涉及光源照明領域，特別是涉及一種具有高亮度輸出的LED發光系統。

背景技術

由于LED的節能性和環保性，LED光源作為指示和照明已成為研究熱點。LED是一種低場型電致發光器件，它具有電壓低、壽命長、體積小、能耗低和響應速度快等優點。在LED??投影顯示系統中，如果只是增加LED的個數和發光面積，在增大LED的光通量的同時，光源的光學擴展量也會增大，不能對其亮度起到增強作用。目前LED光源主要技術方向就在于采用各種方法提高LED亮度。目前市場上的LED的亮度對于某些應用方面仍顯不足，例如高功率的投影顯示。目前提高LED光源流明數的方法大致有以下幾種：

1.通過提高LED的輸入電壓和電流，來提高LED光源的亮度，這樣會造成能耗提高、LED壽命降低、效率較大下降和制冷等相應問題。

2.采用循環腔進行多次反射來增強LED的亮度，但是總光源利用效率大幅下降。

3.采用光子晶格的LED，但是這種方法目前成本較高。

4.采用時分多路的LED輸出光亮度增強方法。圖1為普通LED輸出光的波形。其中，縱坐標B為亮度，橫坐標t為時間。波形a近似為直線，是LED在直流恒壓電路驅動下輸出的波形；波形b為同樣的LED在高頻振蕩電路驅動下輸出的波形。從圖上的對比可以看到，同樣的LED，波形b的峰值遠大于波形a的值，甚至可能高出數倍，即LED在高頻振蕩電路驅動下輸出光的亮度要高得多。然而，由于波形b為非連續波，存在一定的占空比，占空比＝τ/T，其中，τ為脈沖寬度，T為脈沖周期。時分多路的方法正是利用了這種特點，如圖2所示的現有技術中的時分多路LED光源裝置，將2個LED光源照向一個轉動的輪盤，當輪盤轉到具有反射功能的一半的時候，LED2被關閉，LED1發光并被反射，當輪盤轉動到具有透射功能的一半的時候，LED1被關閉，LED2開啟，并透射經過輪盤，與先前被反射的LED1的發光的光路重合。利用人眼在十分之一秒量級的時間上會將兩個LED組合輸出的光總計的特點，來增強視覺上的光強。

現今一些新興LED應用經常要求LED光源輸出偏振光。因為包括LED在內的大多數光源所發射的基本上為非偏振的光，所以通常需要插入單獨的偏振裝置。但是在一些系統中，偏振器僅僅透射一種偏振態(最多約為光源輸出的一半)，并且吸收、散射或者用其它方式阻擋另一偏振態，浪費了一半以上的光源光輸出。還有采用將一種偏振態反射和轉換成另一種偏振態來進行回收利用，使得系統可以利用另外一半的光源輸出。此外，還有采用在LED管芯內回收利用光、以及偏振轉換機構，以提高LED光源裝置對所選偏振態的光輸出和亮度。

總之，目前增強LED的發光強度已經存在降低發光效率的問題，還要使LED轉為偏振態，且不會浪費過多的光輸出，目前尚未有能同時達到這兩個效果的較好方法。

發明內容

因此，本實用新型的任務是克服現有技術的缺陷，從而提供一種實現多個LED或LED陣列高亮度輸出的LED光源系統。

本實用新型提供了一種LED光源系統，其特征在于，包括n個LED偏振光源、n-1個偏振光合束裝置，以及分別設置在相鄰偏振光合束裝置之間的光路上的n-2個偏振光轉換裝置，所述偏振光轉換裝置用于將入射的光束轉換成具有同一偏振方向的線偏振光，n為正整數，且n≥2，并且所述第i個偏振光合束裝置設置在所述第i+1個LED偏振光源的輸出光路上并與其相對應，i為正整數，且1≤i≤n-1；

其中，所述第1個LED偏振光源輸出的光射到所述第1個偏振光合束裝置中，所述第2-第n個LED偏振光源輸出的光分別入射到與其對應的偏振光合束裝置中；所述第j個偏振光合束裝置輸出的光束經過第j個偏振光轉換裝置后入射到第j+1個偏振光合束裝置中，其中，j為整數，且1≤j≤n-2；由第n-1個偏振光合束裝置輸出的光束作為所述LED光源系統的輸出光。

上述LED光源系統中，還可以在所述第n-1個偏振光合束裝置的輸出光路上設置有第n-1個偏振光轉換裝置，用于將入射的光束轉換成具有同一偏振方向的線偏振光。

上述LED光源系統中，所述LED偏振光源優選線偏振光源。

進一步的，優選所述第2-第n個LED偏振光源輸出的線偏振光的偏振方向相同，且所述第1個LED偏振光源輸出的線偏振光與所述第2-第n個LED偏振光源輸出的線偏振光的偏振方向彼此垂直。

上述LED光源系統中，所述n個LED偏振光源皆為脈沖光源。

進一步地，上述LED光源系統中，優選所述n個LED偏振光源的脈沖頻率相同。