專(zhuān)利名稱(chēng)：用于投影儀的led照明光路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于投影儀的LED照明光路。
背景技術(shù)：
隨著實(shí)際需求的提高，對(duì)投影儀也提出了更高的要求，集中于亮度提升、環(huán)保、價(jià) 格降低等方面，而LED的出現(xiàn)，較好的適應(yīng)了這個(gè)趨勢(shì)。由于LED具有反應(yīng)靈敏、發(fā)光效率 高、使用壽命更長(zhǎng)、色彩飽和度更高、不含有毒物質(zhì)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于背光、顯示、照明 等領(lǐng)域。目前，投影儀也已經(jīng)開(kāi)始嘗試采用LED作為照明光源，但與傳統(tǒng)的燈泡相比，在亮 度上仍有某種程度的差距，而且LED的光線(xiàn)分布角度較大，從而影響了投影儀的性能。因 此，開(kāi)發(fā)一種適用于投影儀的LED照明光路，成為迫切需要解決的問(wèn)題。為了獲得更佳的色彩飽和度，目前常用的LED照明光路一般采用RGB合光系統(tǒng)，主 要有三種一種是直接合光，RGB LED芯片封裝在同一塊基板上，進(jìn)行直接合光，但是此方案 的亮度不高，色彩均勻性差，且散熱差；后兩種方案均屬于間接合光，單個(gè)LED光源通過(guò)透 鏡組聚光后，再通過(guò)不同途徑合光。第二種方案采用交叉合色鏡合光，RGB三路光源的光路 長(zhǎng)度一致，由于合光膜設(shè)計(jì)、制作的難度，通常采用透射綠光，反射紅光、藍(lán)光的方案，但實(shí) 際的平均透射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于反射率，因此綠光的亮度降低，直接影響了照明系統(tǒng)的效率，進(jìn)而 影響了投影儀的亮度；第三種方案也是最常用的方案，將兩色光源進(jìn)行合光后，再與另外一 色光源合光，此方案可以反射綠光，因此可以獲得相對(duì)較高的效率。但在此方案中，由于其 中兩色光源的光路長(zhǎng)度一致，而另外一色光源的光路長(zhǎng)度則偏短，最后三色光經(jīng)過(guò)同一組 透鏡組進(jìn)行聚光，因此光學(xué)系統(tǒng)的匹配度較差，且單色光源各自的光斑不一致，導(dǎo)致合光后 最終照明光斑的顏色均勻性較差。因此設(shè)計(jì)一種顏色匹配度和均勻性較好的適用于投影儀的LED照明光路是一個(gè) 需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種顏色匹配度和均勻性較好的適用于投影儀的 LED照明光路。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種用于投影儀的LED照明光路，包括第一、第二、第三LED光源，用于分別將第 一、第二、第三LED光源會(huì)聚成近平行光的第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，用于將 第一、第二透鏡組的近平行光進(jìn)行合光的第一二向色鏡，用于將第一二向色鏡得到的合光 與第三透鏡組的近平行光進(jìn)行合光的第二二向色鏡，以及用于將第二二向色鏡得到的合光 會(huì)聚成光斑的第四透鏡組，其中所述第一透鏡組和第二透鏡組的光路長(zhǎng)度相同且采用相 同的透鏡組，所述第三透鏡組的光路長(zhǎng)度小于第一或第二透鏡組的光路長(zhǎng)度，且所述第一、 第二和第三透鏡組出射的近平行光經(jīng)第四透鏡組會(huì)聚合成光斑。這里的第一透鏡組和第二 透鏡組采用相同的透鏡組是指這兩個(gè)透鏡組的構(gòu)造是相同的，并且可以互換。
作為改進(jìn)之一所述第一透鏡組的光軸為主光軸，所述第二和第三透鏡組的光軸 與該主光軸垂直，所述第一二向色鏡、第二二向色鏡依次設(shè)置在該主光軸上。作為改進(jìn)之二 所述第一和第二透鏡組的焦距小于所述第三透鏡組的焦距。作為改進(jìn)之三所述第一、第二、第三LED光源分別為藍(lán)、綠、紅LED光源，所述第四 透鏡組設(shè)置在所述第三透鏡組的光軸上，且所述第一二向色鏡為透藍(lán)反綠二向色鏡，所述 第二二向色鏡為透紅反藍(lán)綠二向色鏡。作為改進(jìn)之四所述第一、第二、第三LED光源分別為藍(lán)、綠、紅LED光源，所述第四 透鏡組設(shè)置在所述主光軸上，且所述第一二向色鏡為透藍(lán)反綠二向色鏡，所述第二二向色 鏡為透藍(lán)綠反紅二向色鏡。作為改進(jìn)之五所述第一、第二、第三LED光源分別為綠、藍(lán)、紅LED光源，所述第四 透鏡組設(shè)置在所述第三透鏡組的光軸上，且所述第一二向色鏡為透綠反藍(lán)二向色鏡，所述 第二二向色鏡為透紅反藍(lán)綠二向色鏡。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是第一、第二 LED光源各自采用的是構(gòu)造相 同的透鏡組，而且光路長(zhǎng)度相同，因此第一、第二 LED光源的光經(jīng)過(guò)第四透鏡組會(huì)聚后，得 到的光斑具有較好的一致性，可以獲得較好的顏色匹配度。此時(shí)，由于第三透鏡組的光路長(zhǎng) 度較短，因此第三透鏡組采用與第一或第二透鏡組構(gòu)造不同的透鏡組，從而使得經(jīng)過(guò)第四 透鏡組后，可以獲得與第一 LED光和第二 LED光匹配較好的光斑。因此最終合光后光斑的 顏色均勻性較好，使得投影儀的顏色均勻性得到一定程度的提高。


圖1是實(shí)施方式一的光路示意圖；圖2是實(shí)施方式二的光路示意圖；圖3是實(shí)施方式三的光路示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的用于投影儀的LED照明光路包括第一、第二、第三LED光源 91、92、93，用于分別將第一、第二、第三LED光源91、92、93會(huì)聚成近平行光的第一透鏡組1、 第二透鏡組2和第三透鏡組3，用于將第一、第二透鏡組2的近平行光進(jìn)行合光的第一二向 色鏡5，用于將第一二向色鏡5得到的合光與第三透鏡組3的近平行光進(jìn)行合光的第二二向 色鏡6，以及用于將第二二向色鏡6得到的合光會(huì)聚成光斑的第四透鏡組4。其中，第一透鏡組1和第二透鏡組2的光路長(zhǎng)度相同且采用相同的透鏡組。此外第 三透鏡組3的光路長(zhǎng)度小于第一或第二透鏡組2的光路長(zhǎng)度，采用不同的透鏡組，且第一、 第二和第三透鏡組3出射的近平行光經(jīng)第四透鏡組4會(huì)聚得到的光斑具有較好的一致性。其中，第一透鏡組1的光軸為主光軸，第二和第三透鏡組3的光軸與主光軸垂直， 第一二向色鏡5、第二二向色鏡6依次設(shè)置在主光軸上。且第一和第二透鏡組2的焦距小于 第三透鏡組3的焦距。在本實(shí)施方式，第一、第二、第三LED光源91、92、93分別為藍(lán)、綠、紅LED光源，第 四透鏡組4設(shè)置在第三透鏡組3的光軸上，且第一二向色鏡5為透藍(lán)反綠二向色鏡，第二二 向色鏡6為透紅反藍(lán)綠二向色鏡。
本實(shí)施方式的工作原理是第一透鏡組1和第二透鏡組2分別將藍(lán)光LED光源和 綠光LED光源所發(fā)出的光束進(jìn)行整形，會(huì)聚成近似平行光。接著第一透鏡組1出射的藍(lán)色 近平行光透過(guò)第一二向色鏡5，而第二透鏡組2出射的綠色近平行光則被第一二向色鏡5反 射，使得藍(lán)色光和綠色光匯合。然后藍(lán)綠合光經(jīng)被第二二向色鏡6反射，入射到第四透鏡組 4。由于紅光的光路長(zhǎng)度較短，為了更好的滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，因此采用焦距大于第 一、第二透鏡組2的第三透鏡組3進(jìn)行聚光，從而確保各色光經(jīng)過(guò)第四透鏡組4形成的光斑 一致性較好。在本實(shí)施方式中，藍(lán)光和綠光的光路長(zhǎng)度相同，采用構(gòu)造相同的透鏡組進(jìn)行聚光， 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝方便，降低成本，而紅光光路長(zhǎng)度較短，設(shè)計(jì)采用第三透鏡組3，可以更好的 適應(yīng)不同光路長(zhǎng)度的系統(tǒng)需要，獲得與藍(lán)光、綠光匹配度更高的紅色光斑，系統(tǒng)的照明效率 也得到提升。此外，由于藍(lán)光LED和綠光LED采用構(gòu)造相同的透鏡組聚光，且光路長(zhǎng)度一致，因 此藍(lán)光光束和綠光光束經(jīng)過(guò)第四透鏡組4后得到的光斑基本一致，可以獲得較好的顏色匹 配度。另外，紅光透鏡組的光路長(zhǎng)度較短，紅光LED采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的第三透鏡組3聚光，紅 光光束經(jīng)過(guò)第四透鏡組4后可以獲得與藍(lán)光、綠光匹配較好的光斑。因此最終合光后光斑 的顏色均勻性較好，從而投影儀的顏色均勻性較好。此外，本實(shí)施方式的綠光光束被兩片二向色鏡反射了兩次，與透射綠光相比，平均 反射效率較高，因此綠光的亮度更高，從而獲得較高的投影儀亮度。實(shí)施方式二本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處是如圖2所示，第四透鏡組4設(shè)置在主光軸 上，且第二二向色鏡6’為透藍(lán)綠反紅二向色鏡。在本實(shí)施方式中，綠光只被透射一次，因此 可以獲得較高的投影亮度。實(shí)施方式三本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處是如圖3所示，第一、第二、第三LED光源 91’、92’、93分別為綠、藍(lán)、紅LED光源，且第一二向色鏡5’為透綠反藍(lán)二向色鏡。在本實(shí) 施方式中綠光也只被透射一次，因此也可以獲得較高的投影亮度。本發(fā)明還可以將藍(lán)光、綠光、紅光的位置進(jìn)行調(diào)換，同時(shí)改變相應(yīng)的二色向鏡以及 第四透鏡組的放置位置，就可以達(dá)到同樣類(lèi)似的效果。例如藍(lán)光和紅光LED光源采用光路 長(zhǎng)度和構(gòu)造均相同的第一、第二透鏡組，而綠光LED光源采用光路長(zhǎng)度較短的第三透鏡組。 并將二向色鏡和第四透鏡組作相應(yīng)的調(diào)整。最后也可以得到與上述實(shí)施方式類(lèi)似的效果。
權(quán)利要求
一種用于投影儀的LED照明光路，包括第一、第二、第三LED光源，用于分別將第一、第二、第三LED光源會(huì)聚成近平行光的第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，用于將第一、第二透鏡組的近平行光進(jìn)行合光的第一二向色鏡，用于將第一二向色鏡得到的合光與第三透鏡組的近平行光進(jìn)行合光的第二二向色鏡，以及用于將第二二向色鏡得到的合光會(huì)聚成光斑的第四透鏡組，其特征在于所述第一透鏡組和第二透鏡組的光路長(zhǎng)度相同且采用相同的透鏡組，所述第三透鏡組的光路長(zhǎng)度小于第一或第二透鏡組的光路長(zhǎng)度，且所述第一、第二和第三透鏡組出射的近平行光經(jīng)第四透鏡組會(huì)聚合成光斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于投影儀的LED照明光路，其特征在于所述第一透鏡組 的光軸為主光軸，所述第二和第三透鏡組的光軸與該主光軸垂直，所述第一二向色鏡、第 二二向色鏡依次設(shè)置在該主光軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于投影儀的LED照明光路，其特征在于所述第一和第二 透鏡組的材料、曲率、曲面性質(zhì)或厚度與第三透鏡組不同，焦距小于所述第三透鏡組的焦 距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于投影儀的LED照明光路，其特征在于所述第一、第二、 第三LED光源分別為藍(lán)、綠、紅LED光源，所述第四透鏡組設(shè)置在所述第三透鏡組的光軸上， 且所述第一二向色鏡為透藍(lán)反綠二向色鏡，所述第二二向色鏡為透紅反藍(lán)綠二向色鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于投影儀的LED照明光路，其特征在于所述第一、第二、 第三LED光源分別為藍(lán)、綠、紅LED光源，所述第四透鏡組設(shè)置在所述主光軸上，且所述第 一二向色鏡為透藍(lán)反綠二向色鏡，所述第二二向色鏡為透藍(lán)綠反紅二向色鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于投影儀的LED照明光路，其特征在于所述第一、第二、 第三LED光源分別為綠、藍(lán)、紅LED光源，所述第四透鏡組設(shè)置在所述第三透鏡組的光軸上， 且所述第一二向色鏡為透綠反藍(lán)二向色鏡，所述第二二向色鏡為透紅反藍(lán)綠二向色鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于投影儀的LED照明光路。該照明光路包括包括第一、第二、第三LED光源，用于分別將第一、第二、第三LED光源會(huì)聚成近平行光的第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，用于將第一、第二透鏡組的近平行光進(jìn)行合光的第一二向色鏡，用于將第一二向色鏡得到的合光與第三透鏡組的平行光進(jìn)行合光的第二二向色鏡，以及用于將第二二向色鏡的到的合光會(huì)聚成光斑的第四透鏡組，此外所述第一透鏡組和第二透鏡組的光路長(zhǎng)度相同且采用相同的透鏡組，所述第三透鏡組的光路長(zhǎng)度小于第一或第二透鏡組的光路長(zhǎng)度，且所述第一、第二和第三透鏡組出射的平行光經(jīng)第四透鏡組會(huì)聚得到的光斑一致性較好。本發(fā)明合光后光斑的顏色均勻性較好，使得投影儀的顏色均勻性得到一定程度的提高。
文檔編號(hào)G02B27/18GK101950083SQ201010242659
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者王鑫 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司