[發(fā)明專利]一種三基色LED發(fā)光結(jié)構

無效

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• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102402110A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 解朵朵
• 申請（專利權）人: 鳳凰光學（上海）有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;F21V13/00;F21V19/00;F21Y101/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光結(jié)構，尤其涉及一種三基色LED發(fā)光結(jié)構。

背景技術

眾所周知，投影機最重要的部件就是燈泡，大多投影機的燈泡使用壽命多在2,000小時上下，用不到一年的時間便需更換一次，而燈泡的價格多在2,000元左右，致使投影機的使用和維護成本居高不下。而近兩年，隨著LED光源技術的興起與應用，投影機燈泡的使用壽命提升至數(shù)萬小時，投影機用戶不再需要擔心更換燈泡了。

LED（Lighting?Emitting?Diode）即發(fā)光二極管，它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅橙黃綠青藍紫色的光。三基色LED投影機，是現(xiàn)在市面上最常見，技術也較為領先的LED投影機產(chǎn)品，其主要優(yōu)勢是色彩表現(xiàn)力強，畫面對比度較高，最高可以達到100000:1的水平。

中國專利CN101109488A公開了一種多基色LED的發(fā)光結(jié)構在投影機和照明系統(tǒng)中的應用，其發(fā)光結(jié)構包括兩個以上發(fā)光裝置、二向性濾光片、蠅眼透鏡和會聚鏡，每個發(fā)光裝置均設有一種或兩種波長的LED，其中發(fā)光裝置還分別設有非球面透鏡和拋物面反射鏡。由于采用三基色以上的LED作為發(fā)光裝置，該技術方案形成彩色圖像不需增加光束擴展量，其顏色的色域和亮度都得以增大，然而，在操作時需要使用一對雙面蠅眼透鏡，導致生產(chǎn)成本比較高；另外在使用蠅眼透鏡時，由于透鏡陣列的行列都具有間隙，會限制部分光束的通過，從而引起系統(tǒng)能量利用率的降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在不需增加額外成本的前提下，能夠保證系統(tǒng)能量高利用率的三基色LED發(fā)光結(jié)構。

本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的：

一種三基色LED發(fā)光結(jié)構，包括三個LED發(fā)光裝置、兩片二向色性濾光片、一會聚鏡、一轉(zhuǎn)向反射鏡及一積分棒，每個LED發(fā)光裝置內(nèi)設有一LED芯片，其中，所述LED芯片為單色LED芯片，所述每個發(fā)光裝置內(nèi)還設有一組非球面透鏡，所述三個LED芯片分別位于相應的所述三組非球面透鏡的焦面上，所述兩片二向色性濾光片相互隔開一段距離平行放置，所述三個LED發(fā)光裝置分別置于所述兩片二向色性濾光片兩側(cè)，使得從所述三個LED發(fā)光裝置發(fā)出的三束光經(jīng)相應的所述三組非球面透鏡折射成平行光后，通過所述兩片二向色性濾光片合成一束平行光。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述三個LED發(fā)光裝置中的第一LED發(fā)光裝置發(fā)出的第一光路經(jīng)折射后從所述兩片二向色性濾光片中的第一二向色性濾光片的A面呈45°角入射，第二LED發(fā)光裝置發(fā)出的第二光路經(jīng)折射后從所述第一二向色性濾光片的B面呈45°角入射，第三LED發(fā)光裝置發(fā)出的第三光路經(jīng)折射后從第二二向色性濾光片的B面呈45°角入射，所述第一光路從所述第一二向色性濾光片的B面出射后的光路與所述第二光路從所述第一二向色性濾光片的B面反射后的光路合并為第一合成光束，所述第一合成光束從所述第二二向色性濾光片的A面呈45°角入射并反射后的光路與所述第三光路從所述第二二向色性濾光片的A面出射后的光路合并為第二合成光束。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述最終形成的一束平行光垂直入射并穿過所述會聚鏡后在其焦面上形成一圓形光斑，所述圓形光斑從所述轉(zhuǎn)向反射鏡的表面呈45°角入射后反射至所述積分棒的入射端面處。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述第二合成光束垂直入射并穿過所述會聚鏡后在其焦面上形成一圓形光斑，所述圓形光斑從所述轉(zhuǎn)向反射鏡的表面呈45°角入射后反射至所述積分棒的入射端面處。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述第一LED發(fā)光裝置為紅色LED，所述第二LED發(fā)光裝置為綠色LED，所述第三LED發(fā)光裝置為藍色LED。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述積分棒內(nèi)壁由鍍有具有高反射率薄膜的平面反射鏡黏結(jié)而成，使得光線在其內(nèi)壁上可以進行多次反射。

上述三基色LED發(fā)光結(jié)構，其中，所述會聚鏡采用中繼透鏡。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：

1、由于積分棒的通用性，可以在保證彩色圖像形成后顏色的色域、亮度不變的條件下，不增加額外的成本；

2、利用非球面透鏡最大效率地收集光源發(fā)出的光，使光線損失降到最低，提高光源的耦合效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明三基色LED發(fā)光結(jié)構的結(jié)構示意圖；

圖2是應用本發(fā)明三基色LED發(fā)光結(jié)構的投影系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖3是本發(fā)明三基色LED發(fā)光結(jié)構中積分棒中的光線傳播示意圖。