[實用新型]一種LED混色系統

有效

• 申請號: 201920176053.7
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209399277U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 黃建芳
• 主分類號: F21S10/00
• 分類號: F21S10/00;F21V5/04;F21V19/00;F21V9/40;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本實用新型提出了一種混色更均勻、對濾光片制造工藝要求更低、成本更低廉的LED混色系統，包括：若干個LED單元規則排列形成LED陣列，與LED單元一一對應設置的準直透鏡組成的準直透鏡陣列，沿主光軸在準直透鏡陣列后設置有光學積分器件對出射的光束進行光學積分，以及在光學積分器件后設置的聚光透鏡對光線進行聚焦以形成均勻照射的光斑面積，在準直透鏡陣列與光學積分器件之間還設置有可移入或移出光路的濾光片。

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，具體涉及一種LED混色系統。

背景技術

隨著半導體技術的發展，LED作為半導體固態光源應用越來越廣泛，在眾多領域逐漸替代傳統的氣態發光光源。固態半導體發光作為新型光源，其具有能耗低，發光效率高，光源顏色豐富，安全系數高，壽命長，綠色環保等優點，也逐漸進入一些專業的照明領域，如醫療照明、舞臺照明等行業。

LED的應用，隨著需求的不斷提高，也從最初的簡單的低功率指示照明逐漸發展到大功率甚至超大功率(千瓦級別)的特種照明組件。在很多特種照明領域，如舞臺燈行業，不僅僅是賦予了簡單的白光或某一種顏色的照明要求，而是在使用過程中需要不斷地變換光的顏色、光質來渲染舞臺場景，以表達舞臺情感，這是對新型舞臺燈光的定義。

常用最普通的LED顏色變換方法是使用RGB三基色進行顏色加法獲取，原理如圖1所示。因LED的發光顏色比較豐富，可以通過制造不同LED芯片或熒光粉來改變LED的顏色，并通過多顆不同顏色的LED進行混光，可通過控制三基色每個顏色的發光功率的比例，可以混出大部分色域的顏色。但該種方案由于單色LED光譜比較窄，且某個顏色的發光功率也比較受限，出現某個光譜缺失，所以導致在混合白光時的光通量輸出較低，顯色指數不高，比較難滿足特種的應用場合。

為解決上述RGB混色的缺陷，舞臺燈光現有的另外一種混色的方法是在白光LED的基礎上進行顏色的減法以實現不同顏色的變換，原理如圖2所示。即在白色LED的光路上增加青色(C)、洋紅(M)、黃色(Y)的濾光片即可實現顏色的減法。

實際運用的光路原理如圖3與圖4所示(詳見中國專利CN104048266A)，若干個LED形成的陣列，LED所輻射出的光線經一一對應的準直透鏡準直后以準平行光出射，光線經由對置的復眼透鏡對進行光學積分后并由聚光透鏡聚焦于設定的焦點位置，然后經由成像透鏡組把焦點處的光映像到特定的屏幕位置，由光學原理得知焦點處與特定的屏幕位置為光學共軛位置。

根據光路原理得知，所述的CMY濾光片設于光源裝置之后，即LED光源裝置和光學積分器之后，所以如果需要獲取焦點處的顏色均勻度，需要在CMY濾光片的濾光膜上設置均勻的混色區域及不均勻區域，并且不均勻區域移入光路的行程還要求比較長方能獲得較好的混色效果。所以該方案的缺陷是CMY濾光片的制作復雜，且混色還是不夠均勻，為改善所述存在的缺陷，提出一種混色更均勻，對CMY濾光片制造工藝要求更低，成本更低廉的光學混色系統。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種可以實現混色更均勻、濾光片制造工藝更簡單、成本更低廉的光學混色系統方案。

一種LED混色系統，包括：若干個LED單元規則排列形成LED陣列，與LED單元一一對應設置的準直透鏡組成的準直透鏡陣列，沿主光軸在準直透鏡陣列后設置有光學積分器件對出射的光束進行光學積分，以及在光學積分器件后設置的聚光透鏡對光線進行聚焦以形成均勻照射的光斑面積，在準直透鏡陣列與光學積分器件之間還設置有可移入或移出光路的濾光片。

優選的，所述濾光片為CMY濾光片。

優選的，所述濾光片為RGB濾光片。

優選的，所述光學積分器件由第一復眼透鏡和第二復眼透鏡組成，第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的單元具有相同的形狀與面積，且焦距相同，第二復眼透鏡位于第一復眼透鏡的焦點附近。