專利名稱：Led照明光路及具有該光路的led光機照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明光路及具有該光路的LED光機照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們需求的增多，投影儀朝向短小輕薄的結(jié)構(gòu)和多元化功效的目標邁進。整 個投影儀產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，集中在功能提升、價格縮減和體積減小三個方向。為了達到價格 縮減與體積減小的目的，許多投影儀都已舍棄了傳統(tǒng)的燈泡改為采用體積小、色彩飽和度 高、使用壽命長的LED作為光源。雖然采用LED作為光源具有前述優(yōu)點，但是與現(xiàn)有技術(shù)中 所使用的燈泡比較，使用LED作為光源在所能提供的亮度上仍顯不足，目前世面上不斷有 更新型的高亮度的LED推出，不過其所產(chǎn)生的亮度與現(xiàn)有技術(shù)中投影儀所使用的燈泡相比 較，仍有某種程度上的距離，進而直接影響到投影儀的性能。因此，開發(fā)適用于投影儀具有較高亮度LED光機照明模組或系統(tǒng)成為需要解決的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的第一技術(shù)問題是提供一種具有較高亮度、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和調(diào) 試的照明光路。本發(fā)明解決的第二技術(shù)問題是提供一種具有較高亮度、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和調(diào) 試的LED光機照明系統(tǒng)。為解決上述第一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是一種LED照明光路，包括LED光源，其特征在于該照明光路還包括與所述LED光 源依次光路連接的具有正折射光焦度的第一透鏡組和具有正折射光焦度的第二透鏡組，所 述第一透鏡組包括，從LED光源起具有正折射光焦度的第一透鏡、具有正折射光焦度的第 二透鏡、具有正折射光焦度的第三透鏡；所述第二透鏡組包括具有正折射光焦度的第四 透鏡、具有負折射光焦度的第五透鏡、具有正折射光焦度的第六透鏡。所述第一透鏡為彎月透鏡；所述第二透鏡為雙凸透鏡；所述第三透鏡為雙凸透 鏡；所述第四透鏡為彎月透鏡；所述第五透鏡為彎月透鏡；所述第六透鏡為雙凸透鏡。所述第一透鏡具有凹的第一表面；所述第二透鏡具有凸的第一表面；所述第三透 鏡具有凸的第一表面；所述第四透鏡具有凸的第一表面；所述第五透鏡具有凸的第一表 面；所述第六透鏡具有凸的第一表面。所述第一透鏡組和第二透鏡組都含有一片非球面透鏡。所述第二透鏡的第二表面和第六透鏡的第一表面為非球面。為解決上述第二技術(shù)問題，本發(fā)明采用的第二技術(shù)方案是一種LED光機照明系統(tǒng)，其特征在于包括若干基色LED光源，以及分別將該若干 基色LED光源會聚成平行光的若干如權(quán)利要求1所述的第一透鏡組，其中一第一透鏡組的 光軸為主光軸；此外該系統(tǒng)還包括將其余第一透鏡組的平行光分別反射至主光軸上的若干二向色鏡和設(shè)置在主光軸上用于會聚所述若干第一透鏡組的平行光的如權(quán)利要求1所述 的第二透鏡組；所述若干基色LED光源為三基色LED光源，所述若干二向色鏡為兩二向色鏡。所述三基色LED光源各自對應(yīng)不同的第一透鏡組，共用第二透鏡組。所述第一透鏡組內(nèi)的三片透鏡曲率半徑不同、厚度不同、鏡片之間距離不同或者 鏡片材料不同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第一技術(shù)方案的有益效果是本技術(shù)方案通過具有正折 射光焦度的第一透鏡組將發(fā)散的LED光源會聚成近平行光，然后再利用具有正折射光焦度 的第二透鏡組將該近平行光進一步會聚成光斑，以供照明。與現(xiàn)有的照明光路相比，本技術(shù) 方案的照明光路能量利用率達70%、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和調(diào)試。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第二技術(shù)方案的有益效果是采用上述技術(shù)方案，使得所 述LED光機照明系統(tǒng)的能量利用率達70%、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和調(diào)試、三種顏色光線的亮 度匹配性好等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明實施方式一的原理示意圖；圖2是本發(fā)明實施方式二的原理示意圖；圖3是本發(fā)明實施方式二的第一透鏡組和第二透鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施方式二的光線會聚效果的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。實施方式一本實施方式是本發(fā)明第一技術(shù)方案的具體實施方式
。本實施方式的LED照明光路，包括LED光源(圖未示)，以及與LED光源依次光路 連接的且具有正折射光焦度的第一透鏡組80和具有正折射光焦度的第二透鏡組90。如圖1所示，其中，所述第一透鏡組包括，從LED光源起具有正折射光焦度的第一 透鏡L1、具有正折射光焦度的第二透鏡L2、具有正折射光焦度的第三透鏡L3。所述第二透 鏡組包括具有正折射光焦度的第四透鏡L4、具有負折射光焦度的第五透鏡L5、具有正折 射光焦度的第六透鏡L6。其中，第一透鏡L1為彎月透鏡，有一個曲率半徑為rl的凹的第一表面和一個曲率 半徑為r2的凸的像方表面。第二透鏡L2為雙凸透鏡，有個曲率半徑為r3的凸的第一表面 和曲率半徑為r4的凸的像方表面。第三透鏡L3為雙凸透鏡，有個曲率半徑為r5的凸的第 一表面和曲率半徑為r6的凸的像方表面。第四透鏡L4為彎月透鏡，有個曲率半徑為r7的 凸的第一表面和曲率半徑為r8的凹的像方表面。第五透鏡L5為彎月透鏡，有個曲率半徑 為r9的凸的第一表面和曲率半徑為rlO的凹的像方表面。第六透鏡L6為雙凸透鏡，有個 曲率半徑為rll的凸的第一表面和曲率半徑為rl2的凸的像方表面。其中，第一透鏡L1的厚度為dl，第一透鏡L1像方表面與第二透鏡L2第一表面之 間的距離為d2，第二透鏡L2的厚度為d3，第二透鏡L2像方表面與第三透鏡L3第一表面之間的距離為d4，第三透鏡L3的厚度為d5，第三透鏡L3像方表面與第四透鏡L4第一表面之 間的距離為d6，第四透鏡L4的厚度為d7，第四透鏡L4像方表面與第五透鏡L5第一表面之 間的距離為d8，第五透鏡L5的厚度為d9，第五透鏡L5像方表面與第六透鏡L6第一表面之 間的距離為dlO，第六透鏡L6的厚度為dll。此外，為校正系統(tǒng)球差，所述第一透鏡組80和第二透鏡組90都含有一片非球面透 鏡。具體是第二透鏡L2的第二表面和第六透鏡L6的第一表面為非球面。實施方式二本實施方式是本發(fā)明第二技術(shù)方案的具體實施方式
。如圖2所示，本實施方式的LED光機照明系統(tǒng)包括綠色LED1、藍色LED2、紅色 LED3等三基色LED，以及分別與該三基色LED光路連接的三組第一透鏡組80，。各基色LED 經(jīng)對應(yīng)的第一透鏡組80’分別會聚成近平行光。其中如圖2所示，與綠色LED光路連接的 第一透鏡組80’的光路軸線設(shè)置為主光軸，主光軸上還設(shè)置有第二透鏡組90’。此外，該系統(tǒng)還包括將其余第一透鏡組80’的基色平行光分別反射至主光軸上的 第1 二向色鏡4、第2 二向色鏡5，該第1 二向色鏡4、第2 二向色鏡5中心位于主光軸上。 第1 二向色鏡4為藍綠二向色鏡，其對于藍色光反射，對于綠光和紅光透射，用于將藍色LED 經(jīng)第一透鏡組80’會聚而成的藍色平行光反射至主光軸上。第2 二向色鏡5為紅綠二向色 鏡，其對于紅光反射，對于綠光和藍光透射，用于將紅色LED經(jīng)第一透鏡組80’會聚而成的 紅色平行光反射至主光軸上。如圖3所示，第一透鏡組80’包括具有正光焦度的第一透鏡L1’、具有正光焦度的 第二透鏡L2’和具有正光焦度的第三透鏡L3’。第二透鏡組90’包括具有正光焦度的第四 透鏡L4’、具有負光焦度的第五透鏡L5’、具有正光焦度的第六透鏡L6’。為了校正系統(tǒng)球差，第二透鏡L2，的像方表面和第六透鏡L6，的第一表面為非球 面。為了校正系統(tǒng)色差，系統(tǒng)共采用了三種材料BK7、PMMA和SF1。第一透鏡組80’和第二 透鏡組90，的六片透鏡采用的材料依次為BK7、PMMA、BK7、BK7、SF1、PMMA。如圖2和圖4所示，綠色LED1與其對應(yīng)的第一透鏡組80’位于主光軸上，由綠色 LED1發(fā)出的光線先經(jīng)由第一透鏡組80’會聚成近平行光，然后再經(jīng)由第二透鏡組90’進一 步被會聚成一個小的光斑。藍色LED2經(jīng)第一透鏡組80’會聚成的近平行光，然后經(jīng)過第1 二向色鏡4的反射至主光軸并經(jīng)過第二透鏡組90’會聚成藍色光斑。紅色LED3經(jīng)第一透 鏡組80’會聚成的近平行光，然后經(jīng)過第2 二向色鏡5反射反射至主光軸并經(jīng)過第二透鏡 組90’會聚成紅色光斑。本發(fā)明的三個LED光源發(fā)出的光線，經(jīng)過一系列光路器件后能夠較好的會聚在接 收面上，紅、綠、藍三個光斑較好的重合在一起，滿足后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)要求的光線能量利用率 達到了 70%，可用于高亮度LED投影機。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，并且第一透鏡L1’和各基色LED之間留有一定的安 裝距離，易于安裝和調(diào)試。三基色LED各自對應(yīng)不同的第一透鏡組，使三種顏色光線的亮度 匹配性更好。應(yīng)該指出，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā) 明精神內(nèi)做其它變化。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種LED照明光路，包括LED光源，其特征在于該照明光路還包括與所述LED光源依次光路連接的具有正折射光焦度的第一透鏡組和具有正折射光焦度的第二透鏡組，所述第一透鏡組包括，從LED光源起具有正折射光焦度的第一透鏡、具有正折射光焦度的第二透鏡、具有正折射光焦度的第三透鏡；所述第二透鏡組包括具有正折射光焦度的第四透鏡、具有負折射光焦度的第五透鏡、具有正折射光焦度的第六透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明光路，其特征在于 所述第一透鏡為彎月透鏡；所述第二透鏡為雙凸透鏡； 所述第三透鏡為雙凸透鏡； 所述第四透鏡為彎月透鏡； 所述第五透鏡為彎月透鏡； 所述第六透鏡為雙凸透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明光路，其特征在于 所述第一透鏡具有凹的第一表面；所述第二透鏡具有凸的第一表面； 所述第三透鏡具有凸的第一表面； 所述第四透鏡具有凸的第一表面； 所述第五透鏡具有凸的第一表面； 所述第六透鏡具有凸的第一表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明光路，其特征在于所述第一透鏡組和第二透 鏡組都含有一片非球面透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非球面透鏡，其特征在于第二透鏡的第二表面和第六透鏡 的第一表面為非球面。
6.一種LED光機照明系統(tǒng)，其特征在于包括若干基色LED光源，以及分別將該若干基色LED光源會聚成平行光的若干如權(quán)利要求1 所述的第一透鏡組，其中一第一透鏡組的光軸為主光軸；此外該系統(tǒng)還包括將其余第一透 鏡組的平行光分別反射至主光軸上的若干二向色鏡和設(shè)置在主光軸上用于會聚所述若干 第一透鏡組的平行光的如權(quán)利要求1所述的第二透鏡組；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED光機照明系統(tǒng)，其特征在于所述若干基色LED光源為 三基色LED光源，所述若干二向色鏡為兩二向色鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED光機照明系統(tǒng)，其特征在于所述三基色LED光源各自 對應(yīng)不同的第一透鏡組，共用第二透鏡組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED光機照明系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡組內(nèi)的三片 透鏡曲率半徑不同、厚度不同、鏡片之間距離不同或者鏡片材料不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明光路，其包括LED光源，其特征在于該照明光路還包括與所述LED光源依次光路連接的具有正折射光焦度的第一透鏡組和具有正折射光焦度的第二透鏡組，所述第一透鏡組包括，從LED光源起具有正折射光焦度的第一透鏡、具有正折射光焦度的第二透鏡、具有正折射光焦度的第三透鏡；所述第二透鏡組包括具有正折射光焦度的第四透鏡、具有負折射光焦度的第五透鏡、具有正折射光焦度的第六透鏡。與現(xiàn)有的照明光路相比，本技術(shù)方案的照明光路能量利用率達70％、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和調(diào)試。另外，本發(fā)明還公開了一種具有上述照明光路的LED光機照明系統(tǒng)。
文檔編號F21S8/00GK101852387SQ20101016058
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者王鑫, 黃永峰 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司