CN201222158Y

CN201222158Y - 投影光源装置

Info

Publication number: CN201222158Y
Application number: CNU2008200936717U
Authority: CN
Inventors: 李屹; 詹达举
Original assignee: Shenzhen Yili Ruiguang Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Appotronics Corp Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2018-04-25

Abstract

一种投影光源装置，包括带有一个光出射口的基座(1)，会聚透镜(4)及包括若干发光二极管的发光二极管模组(2)；尤其是，还包括：透镜阵列(3)，带有多个准直透镜(32)，分别正对一个所述发光二极管来引导光线往所述会聚透镜(4)；导光装置(6)，较粗的光入口端对着所述会聚透镜(4)的光出射面，较细的光出口端对着所述光出射口。当具有多个发光面方向不同的发光二极管模组(2)时，可以使用二向色镜(5)来引导并汇合来自各发光二极管模组的光线，以提供多种颜色光源。采用本实用新型，实现匀光的同时，具有结构简单、便于安装、节省空间体积并提高热稳定性的优点。

Description

投影光源装置

技术领域

本实用新型涉及用于投影设备或为摄影/放映领域提供照明的投影光源，尤其涉及构成该光源的零部件。

背景技术

现有用于投影设备提供照明光源的光源装置一般采用一个或多个发光二极管来取代传统卤钨灯。

申请号为200310122801.7的中国专利申请公开了一种多光源照明***，采用一个或多个发光二极管，通过各自所对应的准直镜和两个蝇眼透镜来匀光，再利用会聚透镜将各路光源会聚到微显示面板上。

申请号为200620033580.5的中国专利公开了投影光源，使用分布在散热器面上的多个大功率发光二极管来提供照明光源。还可以通过对阵列中不同颜色发光二极管进行排列组合来获得不同颜色的光源。

高亮度和高功率是光源技术的重要发展方向之一，上述现有技术把多个离散分布的点光源(包括传统电弧灯或发光二极管)汇聚为面光源是提高光源热稳定性的很好解决手段。尤其使用了发光二极管的投影光源装置还具有使用寿命长，耗电低，易于调控，节省空间的优点。其不足之处在于：所述多光源照明***中用来匀光的准直镜或蝇眼透镜结构及安装工艺复杂，不利于光源装置生产。而所述投影光源难以提供具有高匀光性能的照明光源。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种投影光源装置，便于以简单的结构来提供具有高匀光性能的照明光源。

作为解决本实用新型技术问题而提出来的技术方案是，提供一种投影光源装置，包括会聚透镜，以及由若干个发光二极管构成的发光二极管模组；所述发光二极管模组和会聚透镜固定或设置在带有一个光出射口的基座上；尤其是，所述基座上还固定或设置有：包括多个准直透镜的透镜阵列，正对着所述发光二极管模组的发光面，每个所述准直透镜分别对应一个所述发光二极管，以将光线引导往所述会聚透镜；导光装置，较粗的光入口端对着所述会聚透镜的光出射面，较细的光出口端对着所述光出射口。

上述方案中，所述透镜阵列是一体成型的，该透镜阵列还包括透明基板，各所述准直透镜基于该透明基板按矩阵排列进行无缝连接。

上述方案中，各所述准直透镜为等焦距凸透镜。

上述方案中，设以正四棱柱的侧壁为参照，所述导光装置至少有两侧壁具有0～15度的倾角。

上述方案中，所述导光装置的光入口端形状、长宽比例与所述发光二极管的发光面形状、长宽比例大致相同；光出口端形状、长宽比例与所述发光二极管模组发光面的形状、长宽比例大致相同。

上述方案中，所述基座上还固定或设置有：与所述发光二极管模组的光出射面相交的第二或第三发光二极管模组；这些发光二极管模组具有大致相同的结构，但各发光二极管模组所包括的发光二极管具有不同的发射光波长；包括多个准直透镜的第二或第三透镜阵列，分别正对着所述第二或第三发光二极管模组的发光面，每个准直透镜分别对应一个发光二极管；第一或第二二向色镜，分别斜置在所述第二或第三透镜阵列与所述透镜阵列之间，透射来自所述发光二极管模组的光线同时反射来自所述第二或第三发光二极管模组的光线往所述会聚透镜。

采用上述各技术方案的投影光源装置，具有结构简单、便于安装的特点；能满足出射光线角度和匀光要求的同时，有利于光源散热并提高热稳定性，及节省光源的空间体积。

附图说明

图1是本实用新型光源装置的结构分解示意图；

图2是本实用新型中透镜阵列的结构实施示例图，

其中图2a是正视图，图2b是侧视图；

图3是本实用新型光源装置的光路原理示意图；

图4是本实用新型导光装置第二实施例的工作示意图

上述各图中的标号为：1--基座，11--底座，12--盖板；2--LED模组；3--透镜阵列，31--透明基板，32--准直透镜；4--会聚透镜；5--二向色镜；6--导光装置。

具体实施方式

下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本实用新型。

图1用***分解的形式示意了本实用新型光源装置的结构。它包括会聚透镜4，以及由若干个发光二极管构成的发光二极管模组2；所述发光二极管模组2和会聚透镜4固定或设置在带有一个光出射口的基座1上。为便于生产安装，该基座1可以被分解为底座11和盖板12两部分。本说明书已经或将提到的在基座1上的零部件都可以采用包括胶粘、插槽定位或螺丝紧固等手段在内的方式来固定或设置在底座11上，为叙述简洁起见，对这些现有技术不另加以详细说明或图示。此外，本说明书中，所述会聚透镜4可以是单个会聚透镜，还可以是如图1所示的包括多个透镜或会聚透镜(以2个为例)的会聚透镜组。

本实用新型光源装置还在基座1上固定或设置有包括多个准直透镜32的透镜阵列3，正对着所述发光二极管模组2的发光面，每个所述准直透镜32分别对应一个所述发光二极管，以将光线引导往所述会聚透镜4；以及一个导光装置6，较粗的光入口端对着所述会聚透镜4的光出射面，较细的光出口端对着所述光出射口。

图2a和2b分别以正视图和侧视图的形式来示意本实用新型中透镜阵列3的最佳实施例。该透镜阵列3包括透明基板31，各所述准直透镜32基于该透明基板按矩阵排列进行无缝连接。各所述准直透镜32可以最简单地采用等焦距凸透镜，可以基于所述透明基板31呈单面或双面凸出。考虑到成本和空间，所述透镜阵列3最好(但不限于)是一体成型的。如图2a所示，各所述准直透镜32基于所述透明基板31的部分呈“切割”后的正方形或矩形，从而与所述发光二极管的发光面形状相对应，并大致被置于距发光二极管一个焦距之处，把该点光源的光转成平行光输出。

所述发光二极管模组2可以包括散热衬底，各所述发光二极管基于该散热衬底按矩阵排列。各所述发光二极管可以具有大致相同或相近的发射光波长，从而本实用新型光源装置可以提供单色光源。还可以采用具有不同发射光波长的发光二极管来排列组合构成所述发光二极管模组2，并通过不同的控制线来分别控制不同颜色发光二极管的点亮或关断，来使本实用新型光源装置提供多色光源。但该方案不利于减小所述发光二极管模组2的尺寸，从而不利于本实用新型光源装置的空间体积缩小，因此，如图1所示，本实用新型还在所述基座1上固定或设置有：与所述发光二极管模组2的光出射面相交的第二或第三发光二极管模组2’或2”；这些发光二极管模组具有大致相同的结构，但各发光二极管模组所包括的发光二极管具有不同的发射光波长(例如但不限于分别采用红、绿、蓝发光二极管)；相应地，采用包括多个准直透镜的第二或第三透镜阵列3’或3”来分别正对着所述第二或第三发光二极管模组2’或2”的发光面，每个准直透镜分别对应一个发光二极管；还采用第一或第二二向色镜5或5’，分别斜置在所述第二或第三透镜阵列3’或3”与所述透镜阵列3之间(如图3的光路原理图所示)，透射来自所述发光二极管模组2的光线同时反射来自所述第二或第三发光二极管模组2’或2”的光线往所述会聚透镜4。

所述第二或第三发光二极管模组2’或2”可以与所述发光二极管模组2所在的平面大致正交，从而第一或第二二向色镜5或5’介于二者之间大致成45度倾角。

如图1和图3所示，所述导光装置6可以是内侧壁呈镜面的锥形导光管，或者是外侧壁经涂覆反射材料构成全反射面的锥形导光棒。甚至所述导光装置6可以是由四片呈等腰梯形的镜面反射片构成，这些反射片通过粘连物(例如但不限于胶水或胶带)构成一个两端开口、镜面向内的空腔。由此，如图3所示，来自本实用新型光源装置上各发光二极管的光线通过各自相应的准直透镜后，大致以平行光被导向会聚透镜4，从而投射到所述导光装置6的光入口端。光线在所述导光装置6中传输时，可以通过光线的多次折射来改变光线的出射角度和光程，从而使光线在光出口端实现匀化。

图4示意了所述导光装置6的又一实施例。该导光装置6的侧轮廓如粗实线所示，从而构成一个内侧壁呈弧面反射的喇叭形导光管，或外侧壁为全反射弧面的喇叭形导光棒。

为了最大效率地利用来自各点光源的光线，所述导光装置6的光入口端形状、长宽比例应设置成与所述发光二极管的发光面形状、长宽比例大致相同。若同时使光出口端形状、长宽比例与所述发光二极管模组2发光面的形状、长宽比例大致相同，可以使在所述光出射口的光线强度分布均匀，出射角分布基本相同。

经实验验证，设以正四棱柱的侧壁为参照，锥形导光装置6至少有两侧壁具有0～15度的倾角时，可以低成本地得到预期的均匀光输出。

Claims

1.一种投影光源装置，包括会聚透镜(4)，以及由若干个发光二极管构成的发光二极管模组(2)；所述发光二极管模组(2)和会聚透镜(4)固定或设置在带有一个光出射口的基座(1)上；其特征在于，所述基座(1)上还固定或设置有：包括多个准直透镜(32)的透镜阵列(3)，正对着所述发光二极管模组(2)的发光面，每个所述准直透镜(32)分别对应一个所述发光二极管，以将光线引导往所述会聚透镜(4)；

导光装置(6)，较粗的光入口端对着所述会聚透镜(4)的光出射面，较细的光出口端对着所述光出射口。

2.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于：

所述透镜阵列(3)是一体成型的，该透镜阵列还包括透明基板(31)，各所述准直透镜(32)基于该透明基板按矩阵排列进行无缝连接。

3.根据权利要求1或2所述的投影光源装置，其特征在于：

各所述准直透镜(32)为等焦距凸透镜。

4.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于：

所述导光装置(6)为内侧壁呈镜面的锥形导光管，或外侧壁构成全反射面的锥形导光棒。

5.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于：

所述导光装置(6)包括四片呈等腰梯形的镜面反射片，这些反射片通过粘连物构成一个两端开口、镜面向内的锥形空腔。

6.根据权利要求1、4或5所述的投影光源装置，其特征在于：

设以正四棱柱的侧壁为参照，所述导光装置(6)至少有两侧壁具有0～15度的倾角。

7.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于：

所述导光装置(6)为内侧壁呈弧面反射的喇叭形导光管，或外侧壁构成全反射弧面的喇叭形导光棒。

8.根据权利要求1、4、5或7所述的投影光源装置，其特征在于：

所述导光装置(6)的光入口端形状、长宽比例与所述发光二极管的发光面形状、长宽比例大致相同；光出口端形状、长宽比例与所述发光二极管模组(2)发光面的形状、长宽比例大致相同。

9.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于：

所述发光二极管模组(2)包括散热衬底，各所述发光二极管基于该散热衬底按矩阵排列。

10.根据权利要求1或9所述的投影光源装置，其特征在于：

各所述发光二极管的出射光具有大致相同或相近的发射波长。

11.根据权利要求1所述的投影光源装置，其特征在于，所述基座(1)上还固定或设置有：

与所述发光二极管模组(2)的光出射面相交的第二或第三发光二极管模组(2’或2”)；这些发光二极管模组具有大致相同的结构，但各发光二极管模组所包括的发光二极管具有不同的发射光波长；

包括多个准直透镜的第二或第三透镜阵列(3’或3”)，分别正对着所述第二或第三发光二极管模组(2’或2”)的发光面，每个准直透镜分别对应一个发光二极管；

第一或第二二向色镜(5或5’)，分别斜置在所述第二或第三透镜阵列(3’或3”)与所述透镜阵列(3)之间，透射来自所述发光二极管模组(2)的光线同时反射来自所述第二或第三发光二极管模组(2’或2”)的光线往所述会聚透镜(4)。

12.根据权利要求11所述的投影光源装置，其特征在于：

所述第二或第三发光二极管模组(2’或2”)与所述发光二极管模组(2)所在的平面大致正交。

13.根据权利要求11所述的投影光源装置，其特征在于：

所述发光二极管模组(2)、第二或第三发光二极管模组(2’或2”)所包括的发光二极管分别为红、绿、蓝发光二极管。