[發明專利]一種LED光源系統

有效

• 申請號: 201310038991.8
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103968270A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 胡飛
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及投影及照明等光源領域，尤其涉及一種LED光源系統和使用該LED光源系統的LED照明裝置。

背景技術

傳統的大功率舞臺燈光照明設備一般采用金鹵放電泡作為光源。由于金鹵放電泡是白色光源，當要產生彩色光時，需在金鹵放電泡前設置濾光片來實現不同顏色的光輸出。這種光源的缺陷在于金鹵放電泡使用壽命低，僅有幾百小時到數千小時不等；濾光片又使得投射出的彩色光飽和度低、不鮮艷，且獲得的燈光色彩也不豐富。

大功率發光二極管LED由于具有安全無污染、使用壽命高等優點，已經在照明領域內逐漸成為開發應用的首選裝置，其使用壽命可達十萬小時。目前，將大功率LED作為舞臺照明光源已經成為可能。如申請號為200680051901.7的中國專利申請所公開的，采用了分別發出紅色光、綠色光和藍色光的三個LED陣列，將集光器所收集的三種單色光經過光混合裝置合成為白光，并可通過調節三種單色LED陣列的電流以獲得不同色彩的光束，由于沒有使用濾光片，最終形成光束的色彩飽和度高，且色彩表現的自由度非常高。

然而，目前單個LED芯片的光通量有限，遠不能滿足舞臺燈光照明的要求，所以通常都是將LED芯片排成陣列來實現高亮度的光輸出。為了實現勻光，在光源系統中通常會使用復眼透鏡對，然而，在現有技術中，所使用的復眼透鏡對都是由彼此完全相同的復眼透鏡組成，為了與整個系統的光闌匹配，所用復眼透鏡中的每個微透鏡的通光孔徑被設置成正六邊形，而現有LED芯片的尺寸多為方形，這就使得方形LED芯片的像與復眼透鏡中每個微透鏡的通光孔徑不匹配，從而導致系統的光學擴展量增大，亮度降低。雖然可以將每個LED芯片切割成正六邊形來實現LED芯片的像與第二復眼透鏡中每個微透鏡的通光孔徑的匹配，然而正六邊形的LED芯片無法通過裂片獲取，這使得芯片劃片成本高，制作困難。

發明內容

本發明是在保持第一復眼透鏡中單個微透鏡為正六邊形結構的前提下，解決LED芯片的像光斑與第二復眼透鏡中微透鏡的通光孔徑的匹配問題，從而使系統的光學擴展量減小，亮度提高。

為了解決以上問題，本發明提出了一種LED光源系統，包括：LED芯片陣列，包括至少兩個LED芯片，每個LED芯片的發光面為正方形或長寬比大于1而小于等于的矩形；位于LED芯片陣列之后的準直透鏡陣列，包括至少兩個準直透鏡，每個準直透鏡至少對應一個LED芯片，用來對LED芯片陣列發出的光束進行準直；位于準直透鏡陣列之后的第一復眼透鏡，第一復眼透鏡包括緊密排列的正六邊形微透鏡陣列；位于第一復眼透鏡后焦平面的第二復眼透鏡，第二復眼透鏡包括矩形微透鏡陣列；其中，第二復眼透鏡上的每個矩形微透鏡與第一復眼透鏡上的每個正六邊形微透鏡一一對應，矩形的中心與正六邊形的中心重合，矩形的長邊與LED芯片的長邊平行，矩形的短邊與LED芯片的短邊平行，且矩形短邊的長度等于第一復眼透鏡上每個正六邊形微透鏡邊長的1.5倍，而矩形的長寬比大于等于LED芯片的長寬比。LED芯片經過準直透鏡和第一復眼透鏡的正六邊形微透鏡后在第二復眼透鏡的矩形微透鏡上所成的像的至少兩邊與該矩形微透鏡的邊重合。

優選的，第二復眼透鏡上的每個矩形微透鏡緊密排列。

優選的，LED經準直透鏡后在沿LED芯片兩個相互垂直的邊方向上的發散角分別為預定值，使得LED芯片在第二復眼透鏡的矩形微透鏡上所成的像的長寬比等于矩形微透鏡的長寬比。

優選的，準直透鏡的兩個通光表面為沿LED芯片兩個相互垂直的邊方向延伸的柱面。

優選的，準直透鏡的外形為長方形。

優選的，準直透鏡的兩個通光表面的柱面的焦平面重合，LED芯片位于該焦平面上。

優選的，準直透鏡由兩個分別沿LED芯片兩個相互垂直的邊方向延伸的柱面鏡前后放置組合而成。

優選的，兩個柱面鏡的焦平面重合，LED芯片位于該焦平面上。

優選的，準直透鏡陣列中各準直透鏡緊密相接。

本發明還提出一種LED照明裝置，包括上述的LED光源系統。