CN1987550A - Led多色光组合式棱镜合色器 - Google Patents
Led多色光组合式棱镜合色器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1987550A CN1987550A CN 200510111861 CN200510111861A CN1987550A CN 1987550 A CN1987550 A CN 1987550A CN 200510111861 CN200510111861 CN 200510111861 CN 200510111861 A CN200510111861 A CN 200510111861A CN 1987550 A CN1987550 A CN 1987550A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical module
- optical
- light
- exit facet
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
一种LED多色光组合式棱镜合色器，属于光电照明和显示的技术领域。该合色器含六个光学组件，它们工作的中心波长均在可见光范围内，分别为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6，依次从最大到最小，中心波长为λ1的光学组件与其余的五个光学组件中的两个、三个、四个或五个光学耦合组合成三色光、四色光、五色光或六色光合色器。本发明的合色器具有分光膜膜系设计和制作容易，结构灵活，可以组合成多色光合色器，出射光的色彩饱和度和亮度高，色域范围广，棱镜加工精度要求不高、工艺简单、制作成本低的优点。该合色器特别适于用在诸如LCD、DLP、LCOS之类的显示***中，作为照明光源。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED多色光组合式棱镜合色器，属于光电照明和显示的技术领域。
背景技术
目前的红、绿、蓝三色光合色为白光的装置主要是X-棱镜77(X-cube)合色器，其基本结构如图1所示。X-棱镜77由四个截面底角为45°的直角棱镜胶合而成，红光聚光器71、绿光聚光器74、蓝光聚光器76分别胶接在X-棱镜的左侧面、顶面和右侧面，红光LED72、绿光LED 73和蓝光LED 75分别粘贴在红光聚光器71、绿光聚光器74和蓝光聚光器76的顶面上，X-棱镜77胶合面772和773上镀制有反射蓝光，透过绿光和红光的分光膜，X-棱镜77胶合面771和772上镀制有反射红光，透过绿光和蓝光的分光膜。红光LED 72、绿光LED 73和蓝光LED 75发出的红、绿和蓝三色光分别经红光聚光器71、绿光聚光器74和蓝光聚光器76光学耦合，射入X-棱镜77，红光的一部分被分光膜771反射，然后透过分光膜773出射，红光的另一部分透过分光膜773，然后被分光膜774反射后出射，蓝光的一部分被分光膜772反射，然后透过分光膜774出射，蓝光的另一部分透过分光膜774，然后被分光膜773反射后出射，绿光透过分光膜771、分光膜772、分光膜773和分光膜774后出射，该三色光合色为白光，以垂直X-棱镜的底面的方式，经X-棱镜的底面出射。背景技术的缺点是X-棱镜由四个直角棱镜胶合而成，加工精度要求高，工艺复杂，镀膜设计和镀膜工艺难度大，制作成本昂贵。X-棱镜合色器是固定结构，不可重新组合和排列，只能合三色光，不能组合成三色以上的多色光合色器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是推出一种LED多色光组合式棱镜合色器。该合色器有以下优点：膜系设计和制作容易，棱镜精度要求低，加工容易，结构灵活，能组合成三色以上的多色光合色器，出射光的色彩饱和度和亮度高，出射光的色域范围广。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案。本发明含六个光学组件，它们工作的中心波长均在可见光范围内，分别为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6，依次从最大到最小，中心波长为λ1的光学组件与其余的五个光学组件中的两个、三个、四个或五个光学耦合组合成三色光、四色光、五色光或六色光合色器。
现结合附图详细说明本发明的技术内容。
一种LED多色光组合式棱镜合色器，其特征在于，含六个光学组件：第一光学组件1含第一聚光器11和第一LED 10，第一LED 10的中心波长为λ1，第一LED10与第一聚光器11顶部呈光学耦合，第二光学组件含第一棱镜24、第二聚光器21和第二LED 20，第二LED20的中心波长为λ2，第二LED 20与第二聚光器21顶部呈光学耦合，第二聚光器21的底部22与第一棱镜24的入射面23呈光学耦合，第一棱镜24由两个45°直角棱镜组成，对角面上有第一分光膜27，第一分光膜27是反射中心波长为λ2的光和透过中心波长比中心波长λ2大的光的分光膜，出射中心波长为λ2的光的面为出射面26，出射面26的对面为透光面25，第三光学组件3含第二棱镜34、第三聚光器31和第三LED 30，第三LED 30的中心波长为λ3，第三LED 30与第三聚光器31顶部呈光学耦合，第三聚光器31的底部32与第二棱镜34的入射面33呈光学耦合，第二棱镜34由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第二分光膜37，第二分光膜37是反射中心波长为λ3的光和透过中心波长比中心波长λ3大的光的分光膜，出射中心波长为λ3的光的面为出射面36，出射面36的对面为透光面35，第四光学组件4含第三棱镜44、第四聚光器41和第四LED 40，第四LED 40的中心波长为λ4，第四LED 40与第四聚光器41顶部呈光学耦合，第四聚光器41的底部42与第三棱镜44的入射面43呈光学耦合，第三棱镜44由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第三分光膜47，第三分光膜47是反射中心波长为λ4的光和透过中心波长比中心波长为λ4大的光的分光膜，出射中心波长为λ4光的面为出射面46，出射面46的对面为透光面45，第五光学组件5含第四棱镜54、第五聚光器51和第五LED 50，第五LED 50的中心波长为λ5，第五LED 50与第五聚光器51顶部呈光学耦合，第五聚光器51的底部52与第四棱镜54的入射面53呈光学耦合，第四棱镜54由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第四分光膜57，第四分光膜57是反射中心波长为λ5的光和透过中心波长比中心波长λ5大的光的分光膜，出射中心波长为λ5的光的面为出射面56，出射面56的对面为透光面55，第六光学组件6含第五棱镜64、第六聚光器61和第六LED 60，第六LED 60的中心波长为λ6，第六LED 60与第六聚光器61顶部呈光学耦合，第六聚光器61的底部62与第五棱镜64的入射面63呈光学耦合，第五棱镜64由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第五分光膜67，第五分光膜67是反射中心波长为λ6的光和透过中心波长比中心波长λ6大的光的分光膜，出射中心波长为λ6的光的面为出射面66，出射面66的对面为透光面65，第一光学组件1与其余五个光学组件中的两个、三个、四个或五个光学耦合组合成三色光、四色光、五色光或六色光合色器，组合方式：第一光学组件1的底面12与中心波长仅小于中心波长λ1的光学组件的透光面呈光学耦合，其余的光学组件的透光面按照中心波长由大到小依次与前一光学组件的出射面呈光学耦合，最后一个光学组件的出射面为LED多色光组合式棱镜合色器的合色光出射面，LED多色光组合式棱镜合色器中，除第一光学组件1外的其余五个光学组件中的任何一个的分光膜与相邻光学组件的分光膜可以平行，也可以垂直。
本发明的进一步特征在于：六个光学组件的中心波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm、455nm。
本发明具有以下优点。
1、分光膜膜系设计和制作容易。各分光膜之间不存在颜色窜扰，降低了膜系设计的难度，能实现小F数数值的镀膜，提高LED光能量利用率。
2、结构灵活，可以组合成多色光合色器，出射光的色彩饱和度和亮度高，色域范围广。
3、棱镜加工精度要求不高、工艺简单、制作成本低。
附图说明
图1是LED三色光X-棱镜合色器的结构示意图。
图2是第一光学组件1的结构示意图。
图3是第二光学组件2的结构示意图。
图4是第三光学组件3的结构示意图。
图5是第四光学组件4的结构示意图。
图6是第五光学组件5的结构示意图。
图7是第六光学组件6的结构示意图。
图8是LED三色光组合式棱镜合色器的结构示意图。
图9是LED四色光组合式棱镜合色器的结构示意图。
图10是LED五色光组合式棱镜合色器的结构示意图。
图11是LED六色光组合式棱镜合色器的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例是LED三色光组合式棱镜合色器(见附图8)，它由第一光学组件1、第三光学组件3和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5出射面56是合色光出射面，λ1、λ3、λ5分别为640nm、530nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
现详细说明本实施例的工作原理。
第一LED 10发出的中心波长为λ1的光，通过底面12光学耦合进入透光面35，并透过第二分光膜37，第三LED 30发出的中心波长为λ3的光通过底面32光学耦合进入入射面33，被第二分光膜37反射，与透过第二分光膜37的中心波长为λ1的光汇合在一起，从出射面36出射，中心波长为λ1和λ3的光汇合在一起，透过透光面55，并透过第四分光膜57，第五LED 50发出的中心波长为λ5的光通过底面52光学耦合进入入射面53，并被第四分光膜57反射，与透过第四分光膜57的中心波长为λ1和λ3的光汇合在一起，从出射面56出射，出射的合色光为白光。
实施例2
本实施例是LED四色光组合式棱镜合色器(见附图9)，它由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2的透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ5分别为640nm、589nm、530nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
实施例3
本实施例是LED五色光组合式棱镜合色器(见附图10)，它由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3、第四光学组件4和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2的透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3出射面36与第四光学组件4的透光面45呈光学耦合，第四光学组件4的透光面46与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
实施例4
本实施例是LED六色光组合式棱镜合色器(见附图10)，它由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3、第四光学组件4、第五光学组件5和第六光学组件6组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第四光学组件4的透光面45呈光学耦合，第四光学组件4的透光面46与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56与第六光学组件6的透光面65呈光学耦合，第六光学组件6的出射面66是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm、455nm，从出射面66出射的合色光为白光。
实施例2～4的工作原理与实施例1的工作原理类似，这里就不再赘述。
本发明的合色器特别适于用在LCD、DLP、LCOS等类型的显示***中，作为照明光源。
Claims (6)
1、一种LED多色光组合式棱镜合色器，其特征在于，含六个光学组件：第一光学组件1含第一聚光器11和第一LED10，第一LED10的中心波长为λ1，第一LED10与第一聚光器11顶部呈光学耦合，第二光学组件含第一棱镜24、第二聚光器21和第二LED20，第二LED20的中心波长为λ2，第二LED20与第二聚光器21顶部呈光学耦合，第二聚光器21的底部22与第一棱镜24的入射面23呈光学耦合，第一棱镜24由两个45°直角棱镜组成，对角面上有第一分光膜27，第一分光膜27是反射中心波长为λ2的光和透过中心波长比中心波长λ2大的光的分光膜，出射中心波长为λ2的光的面为出射面26，出射面26的对面为透光面25，第三光学组件3含第二棱镜34、第三聚光器31和第三LED30，第三LED30的中心波长为λ3，第三LED30与第三聚光器31顶部呈光学耦合，第三聚光器31的底部32与第二棱镜34的入射面33呈光学耦合，第二棱镜34由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第二分光膜37，第二分光膜37是反射中心波长为λ3的光和透过中心波长比中心波长λ3大的光的分光膜，出射中心波长为λ3的光的面为出射面36，出射面36的对面为透光面35，第四光学组件4含第三棱镜44、第四聚光器41和第四LED40，第四LED40的中心波长为λ4，第四LED40与第四聚光器41顶部呈光学耦合，第四聚光器41的底部42与第三棱镜44的入射面43呈光学耦合，第三棱镜44由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第三分光膜47，第三分光膜47是反射中心波长为λ4的光和透过中心波长比中心波长为λ4大的光的分光膜，出射中心波长为λ4光的面为出射面46，出射面46的对面为透光面45，第五光学组件5含第四棱镜54、第五聚光器51和第五LED50，第LED50的中心波长为λ5，第五LED50与第五聚光器51顶部呈光学耦合，第五聚光器51的底部52与第四棱镜54的入射面53呈光学耦合，第四棱镜54由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第四分光膜57，第四分光膜57是反射中心波长为λ5的光和透过中心波长比中心波长λ5大的光的分光膜，出射中心波长为λ5的光的面为出射面56，出射面56的对面为透光面55，第六光学组件6含第五棱镜64、第六聚光器61和第六LED60，第六LED60的中心波长为λ6，第六LED60与第六聚光器61顶部呈光学耦合，第六聚光器61的底部62与第五棱镜64的入射面63呈光学耦合，第五棱镜64由两个45°直角棱镜组成，它们的对角面上有第五分光膜67，第五分光膜67是反射中心波长为λ6的光和透过中心波长比中心波长λ6大的光的分光膜，出射中心波长为λ6的光的面为出射面66，出射面66的对面为透光面65，第一光学组件1与其余五个光学组件中的两个、三个、四个或五个光学耦合组合成三色光、四色光、五色光或六色光合色器，组合方式：第一光学组件1的底面12与中心波长仅小于中心波长λ1的光学组件的透光面呈光学耦合，其余的光学组件的透光面按照中心波长由大到小依次与前一光学组件的出射面呈光学耦合，最后一个光学组件的出射面为LED多色光组合式棱镜合色器的合色光出射面，LED多色光组合式棱镜合色器中，除第一光学组件1外的其余五个光学组件中的任何一个的分光膜与相邻光学组件的分光膜可以平行，也可以垂直。
2、根据权利要求1所述的多色光合色器，其特征在于，六个光学组件的中心波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm、455nm。
3、根据权利要求1所述的多色光合色器，其特征在于，它是一种LED三色光组合式棱镜合色器，由第一光学组件1、第三光学组件3和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5出射面56是合色光出射面，λ1、λ3、λ5分别为640nm、530nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
4、根据权利要求1所述的多色光合色器，其特征在于，它是一种LED四色光组合式棱镜合色器，由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2的透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ5分别为640nm、589nm、530nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
5、根据权利要求1所述的多色光合色器，其特征在于，它是一种LED五色光组合式棱镜合色器，由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3、第四光学组件4和第五光学组件5组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2的透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3出射面36与第四光学组件4的透光面45呈光学耦合，第四光学组件4的透光面46与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm，从出射面56出射的合色光为白光。
6、根据权利要求1所述的多色光合色器，其特征在于，它是一种LED六色光组合式棱镜合色器，由第一光学组件1、第二光学组件2、第三光学组件3、第四光学组件4、第五光学组件5和第六光学组件6组成，第一聚光器11的底面12与第二光学组件2透光面25呈光学耦合，第二光学组件2的出射面26与第三光学组件3的透光面35呈光学耦合，第三光学组件3的出射面36与第四光学组件4的透光面45呈光学耦合，第四光学组件4的透光面46与第五光学组件5的透光面55呈光学耦合，第五光学组件5的出射面56与第六光学组件6的透光面65呈光学耦合，第六光学组件6的出射面66是合色光出射面，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6分别为640nm、589nm、530nm、495nm、470nm、455nm，从出射面66出射的合色光为白光。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510111861 CN1987550A (zh) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Led多色光组合式棱镜合色器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510111861 CN1987550A (zh) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Led多色光组合式棱镜合色器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1987550A true CN1987550A (zh) | 2007-06-27 |
Family
ID=38184417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510111861 Pending CN1987550A (zh) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Led多色光组合式棱镜合色器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1987550A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102182945A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-09-14 | 青岛海泰镀膜技术有限公司 | 一种led荧光激发光源及led激发荧光的方法 |
| CN103148421A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-06-12 | 浙江大学 | 一种天吊式led多光谱无影灯 |
| CN109143596A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-04 | 合肥中科易康达生物医学有限公司 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
-
2005
- 2005-12-22 CN CN 200510111861 patent/CN1987550A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102182945A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-09-14 | 青岛海泰镀膜技术有限公司 | 一种led荧光激发光源及led激发荧光的方法 |
| CN103148421A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-06-12 | 浙江大学 | 一种天吊式led多光谱无影灯 |
| CN103148421B (zh) * | 2012-12-24 | 2015-12-23 | 浙江大学 | 一种天吊式led多光谱无影灯 |
| CN109143596A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-04 | 合肥中科易康达生物医学有限公司 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106523955B (zh) | 照明***及投影装置 | |
| CN104597698A (zh) | 波长转换滤光模块与光源*** | |
| CN103207507A (zh) | 光源模组与投影装置 | |
| CN1315010A (zh) | 用于混合从不同的发光二极管发出的光的照明设备 | |
| CN201237156Y (zh) | 发光二极管光源装置及使用该光源装置的液晶投影设备 | |
| CN101546045B (zh) | 偏振转换装置及使用其的投影*** | |
| CN100449334C (zh) | 三色光等腰梯形合色组合棱镜 | |
| CN101473256A (zh) | 用于基于led的环境光的对称光导结构 | |
| CN101101432B (zh) | 投影装置的光模块 | |
| CN201417358Y (zh) | 一种高光效的微型投影光学引擎 | |
| CN207937746U (zh) | 照明***与投影装置 | |
| CN101750861A (zh) | 一种微型投影光学引擎 | |
| CN201600541U (zh) | 一种微投影仪光源装置及微投影仪 | |
| CN101639195A (zh) | 发光二极管光源装置及使用该光源装置的液晶投影设备 | |
| US8979344B2 (en) | Backlight module using laser emitters as light source | |
| CN104100876B (zh) | 发光装置以及背光模块 | |
| CN1987550A (zh) | Led多色光组合式棱镜合色器 | |
| US8517586B2 (en) | Illumination device having light-aggregation, light-mix and light-absorbing components | |
| US9188730B2 (en) | Light source module using laser as light source | |
| CN102483562B (zh) | 照明设备和使用该照明设备的投影显示设备 | |
| CN201518089U (zh) | 一种基于三色光源的微型投影光学引擎 | |
| CN100474034C (zh) | 联体式匀光、分色的照明方法和组件 | |
| US7201494B2 (en) | Lighting system of adjustable color temperature | |
| CN201266300Y (zh) | 单片式lcos小型投影机光学引擎 | |
| CN101749566A (zh) | 半导体照明装置及使用该照明装置的微型投影光学引擎 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |