CN1982943A - Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 - Google Patents
Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1982943A CN1982943A CN 200510111409 CN200510111409A CN1982943A CN 1982943 A CN1982943 A CN 1982943A CN 200510111409 CN200510111409 CN 200510111409 CN 200510111409 A CN200510111409 A CN 200510111409A CN 1982943 A CN1982943 A CN 1982943A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- condenser
- prism
- blue
- faceted pebble
- green
- 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
- Led Device Packages (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，确切说，涉及一种用三棱镜将红光LED发出的红光，绿光LED发出的绿光和蓝光LED发出的蓝光合成为白光的装置，属光电照明和显示的技术领域。该合色器含截面是正三角形的三棱镜，三棱镜的两个二面角的角平分面上分别有滤光膜。这样，红、绿、蓝三色光都能以30°的入射角分别射向各自对应的滤光膜，有助于降低滤光膜制作难度，降低滤光膜的F数的数值，提高LED光能量的利用率和提高出射白光的亮度。该合色器有LED的光能量利用率高和易于制作，成本低的优点。该合色器特别适于用在诸如LCD、DLP、LCOS之类的显示系统中，作为照明光源。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，确切说，涉及一种用三棱镜将红光LED发出的红光，绿光LED发出的绿光和蓝光LED发出的蓝光合成为白光的装置，属光电照明和显示的技术领域。
背景技术
现有的把LED红、绿、蓝三色光合成为白光的装置是X-棱镜合色器，如图1所示。采用一个正方形的X-棱镜，X-棱镜中间有两片正交的滤光膜f1和f2。滤光膜f1反射蓝光，透过红、绿光；滤光膜f2反射红光，透过蓝、绿光。当红、绿、蓝三色光分别通过三只聚光器的耦合，射入X-棱镜，经滤光膜f1和f2处理后，就合成为白光出射。在背景技术的合色器中，红、绿、蓝三色光都是以45°角分别入射各自对应的滤光膜，且两片滤光膜都是不受光的偏振状态影响，这样大的入射角对消除偏振影响的滤光膜的制作带来很大的难度，限制了滤光膜的F数，也限制了聚光器对LED聚光的F数，即限制了聚光效率，限制了对LED光能量的利用率。此外，X-棱镜由四个直角棱镜胶合，制作工艺要求高，成本高。
发明内容
本发明的目的是推出一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器。该装置有结构简单，便于制作，制造成本低和LED光能量的利用率高的优点。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案。所述的合色器含截面是正三角形的三棱镜，三棱镜的两个二面角的角平分面上分别有滤光膜。这样，红、绿、蓝三色光都能以30°角分别入射各自对应的滤光膜，有助于降低滤光膜制作难度，降低滤光膜的F数的数值，提高LED光能量的利用率和提高出射白光的亮度。
现结合附图详细说明本发明的技术方案。
方案1(见图2)：一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，含红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9，红光LED 4、绿光LED5和蓝光LED6分别与红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9的顶部之间呈光学耦合，其特征在于，红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9的F数介于2～3，它还含三棱镜1，三棱镜1的截面是正三角形，第一棱面10，第二棱面11和第三棱面12都是抛光面，在三棱镜1的第一棱面10与第三棱面12所成的第一二面角14的角平分面上有第一滤光膜2，在三棱镜1的第二棱面11与第三棱面12所成的第二二面角15的角平分面上有第二滤光膜3，第一滤光膜2是反射蓝光，透过红、绿光的滤光膜，第二滤光膜3是反射红光，透过蓝、绿光的滤光膜，红光聚光器7与绿光聚光器8和蓝光聚光器9通过各自的底面以下列方式分别与第一棱面10和第三棱面12胶接在一起：它们的光轴位于同一平面，红光聚光器7与绿光聚光器8的光轴与第一棱面10垂直，蓝光聚光器9的光轴与第三棱面12垂直，绿光聚光器8和蓝光聚光器9之间有第一滤光膜2，第二棱面11是合成的白光的出射面。
交换方案1中第一滤光膜2和第二滤光膜3的位置，同时交换红光聚光器7和蓝光聚光器9的位置，所得到的合色器与方案1的合色器具有相同的合色功能。
方案2(见图5)：一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，含红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9，红光LED 4、绿光LED 5和蓝光LED 6分别与红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9的顶部之间呈光学耦合，其特征在于，红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9的F数介于2～3，它还含三棱镜1，三棱镜1的截面是正三角形，第一棱面10，第二棱面11和第三棱面12都是抛光面，在三棱镜1的第一棱面10与第三棱面12所成的第一二面角14的角平分面上有第二滤光膜3，在三棱镜1的第二棱面11与第三棱面12所成的第二二面角15的角平分面上有第一滤光膜2，第一滤光膜2是反射蓝光，透过红、绿光的滤光膜，第二滤光膜3是反射红光，透过蓝、绿光的滤光膜，蓝光聚光器9与绿光聚光器8和红光聚光器7通过各自的底面以下列方式分别与第一棱面10和第三棱面12胶接在一起：它们的光轴位于同一平面，蓝光聚光器9与绿光聚光器8的光轴与第一棱面10垂直，红光聚光器7的光轴与第三棱面12垂直，绿光聚光器8和红光聚光器7之间有第二滤光膜3，第二棱面11是合成的白光的出射面。
与背景技术相比，本发明有以下优点：
1、LED的光能量利用率高
现有的X-棱镜合色器中红、绿、蓝三色光都是以45°入射角射向各自的滤光膜，制作这样的滤光膜的难度高，限制了F数数值的减少，限制了LED的光能量利用率。本发明中红、绿、蓝三色光都是以30°入射角射向各自的滤光膜，降低了制作滤光膜的难度，减小了F数的数值，提高了LED光能量的利用率。
2、易于制作，成本低
现有的X一棱镜合色器中的X一棱镜由四个直角棱镜胶合而成，四个直角棱镜精度要求高，制作工艺繁杂，制作成本高。本发明的合色器中的三棱镜结构简单，精度要求低，制作工艺简单，制作成本低。
附图说明
图1是LED红、绿和蓝三色光X-棱镜合色器的结构示意图。
图2是LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器之一的结构示意图。
图3是LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器中第一滤光膜2的特性示意图。
图4是LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器中第二滤光膜3的特性示意图。
图5是LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器之二的结构示意图。
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1～3完全按照上述的方案1实施。
实施例1
本实施例的主要零部件的尺寸：三棱镜1边长10mm，高度5mm。红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9具有相同的尺寸，每个聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度15.5mm，F数为2.0。
实施例2
本实施例的主要零部件的尺寸：三棱镜1边长10mm，高度5mm。红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度21.2mm。F数为2.5。
实施例3
本实施例的主要零部件的尺寸：三棱镜1边长10mm，高度5mm。红光聚光器7、绿光聚光器8和蓝光聚光器9具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为3mm×3mm，高度19mm。F数为3.0。
实施例4～6完全按照上述的方案2实施。
实施例4
本实施例的主要零部件尺寸与实施例1的主要零部件尺寸相同。
实施例5
本实施例的主要零部件尺寸与实施例2的主要零部件尺寸相同。
实施例6
本实施例的主要零部件尺寸与实施例3的主要零部件尺寸相同。
工作原理。
现以实施例1为例说明之。本发明的三棱镜合色器的工作原理，如图2所示。红光LED 4，绿光LED 5，蓝光LED 6分别与红光聚光器7，绿光聚光器8和蓝光聚光器9的顶部之间呈光学耦合，红光LED 4，绿光LED 5和蓝光LED 6在电源(未示出)驱动下分别发出红光，绿光和蓝光。红光聚光器7，绿光聚光器8和蓝光聚光器9通过各自的底面以下列方式分别与第一棱面10和第三棱面12胶接在一起：它们的光轴位于同一平面，红光聚光器7与绿光聚光器8的光轴与第一棱面10垂直，蓝光聚光器9的光轴与第三棱面12垂直，绿光聚光器8和蓝光聚光器9之间有第一滤光膜2。三棱镜1的截面是正三角形，第一滤光膜2和第二滤光膜3分别位于第一二面角14和第二二面角15的角平分面上，第一滤光膜2反射蓝光，透过绿光、红光，第二滤光膜3反射红光，透过蓝光、绿光，见图3和图4。三个聚光器的F数可以取为2～3。从蓝光聚光器9底面射出的经蓝光聚光器9聚光处理后的蓝光以30°入射角射向第一滤光膜2，被第一滤光膜2反射，从绿光聚光器8底面射出的经绿光聚光器8聚光处理后的绿光以30°入射角射向第一滤光膜2，透过第一滤光膜2，与蓝光一起射向第三棱面12，在第三棱面12上发生全反射，反射光以30°入射角射向第二滤光膜3，透过第二滤光膜3，从红光聚光器7底面射出的经红光聚光器7聚光处理后的红光以30°入射角射向第二棱面11，在第二棱面11上发生全反射，反射光以30°入射角射向第二滤光膜3，被第二滤光膜3反射，与透过第二滤光膜3的绿光和蓝光汇合成白光，一起以垂直于第二棱面11的方式，从第二棱面11，即白光出射面射出。
本发明的合色器特别适于用在诸如LCD、DLP、LCOS之类的显示系统中，作为照明光源。
Claims (8)
1、一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，含红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)，红光LED(4)、绿光LED(5)和蓝光LED(6)分别与红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)的顶部之间呈光学耦合，其特征在于，红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)的F数介于2～3，它还含三棱镜(1)，三棱镜(1)的截面是正三角形，第一棱面(10)，第二棱面(11)和第三棱面(12)都是抛光面，在三棱镜(1)的第一棱面(10)与第三棱面(12)所成的第一二面角(14)的角平分面上有第一滤光膜(2)，在三棱镜(1)的第二棱面(11)与第三棱面(12)所成的第二二面角(15)的角平分面上有第二滤光膜(3)，第一滤光膜(2)是反射蓝光，透过红、绿光的滤光膜，第二滤光膜(3)是反射红光，透过蓝、绿光的滤光膜，红光聚光器(7)与绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)通过各自的底面以下列方式分别与第一棱面(10)和第三棱面(12)胶接在一起：它们的光轴位于同一平面，红光聚光器(7)与绿光聚光器(8)的光轴与第一棱面(10)垂直，蓝光聚光器(9)的光轴与第三棱面(12)垂直，绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)之间有第一滤光膜(2)，第二棱面(11)是合成的白光的出射面。
2、根据权利要求1所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，每个聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度15.5mm，F数为2.0。
3、根据权利要求1所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度21.2mm。F数为2.5。
4、根据权利要求1所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为3mm×3mm，高度19mm。F数为3.0。
5、一种LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，含红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)，红光LED(4)、绿光LED(5)和蓝光LED(6)分别与红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)的顶部之间呈光学耦合，其特征在于，红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)的F数介于2～3，它还含三棱镜(1)，三棱镜(1)的截面是正三角形，第一棱面(10)，第二棱面(11)和第三棱面(12)都是抛光面，在三棱镜(1)的第一棱面(10)与第三棱面(12)所成的第一二面角(14)的角平分面上有第二滤光膜(3)，在三棱镜(1)的第二棱面(11)与第三棱面(12)所成的第二二面角(15)的角平分面上有第一滤光膜(2)，第一滤光膜(2)是反射蓝光，透过红、绿光的滤光膜，第二滤光膜(3)是反射红光，透过蓝、绿光的滤光膜，蓝光聚光器(9)与绿光聚光器(8)和红光聚光器(7)通过各自的底面以下列方式分别与第一棱面(10)和第三棱面(12)胶接在一起：它们的光轴位于同一平面，蓝光聚光器(9)与绿光聚光器(8)的光轴与第一棱面(10)垂直，红光聚光器(7)的光轴与第三棱面(12)垂直，绿光聚光器(8)和红光聚光器(7)之间有第二滤光膜(3)，第二棱面(11)是合成的白光的出射面。
6、根据权利要求5所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，每个聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度15.5mm，F数为2.0。
7、根据权利要求5所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为4mm×4mm，高度21.2mm。F数为2.5。
8、根据权利要求5所述的LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器，其特征在于，该合色器的主要零部件的尺寸：三棱镜(1)边长10mm，高度5mm。红光聚光器(7)、绿光聚光器(8)和蓝光聚光器(9)具有相同的尺寸，聚光器的底面和顶面均为正方形，顶面尺寸为1.2mm×1.2mm，底面尺寸为3mm×3mm，高度19mm。F数为3.0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510111409 CN1982943A (zh) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510111409 CN1982943A (zh) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1982943A true CN1982943A (zh) | 2007-06-20 |
Family
ID=38165607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510111409 Pending CN1982943A (zh) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1982943A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101515069B (zh) * | 2008-02-22 | 2010-12-08 | 北京中视中科光电技术有限公司 | 全内反合色棱镜及其制作方法 |
| CN104749785A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-01 | 天津七一二通信广播有限公司 | 一种高亮度高效率激光白光源的实现方法 |
| CN113031138A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 腾景科技股份有限公司 | 一种基于合色且消偏振分光棱镜模组装置 |
| CN114879375A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 分合光装置及电子设备 |
-
2005
- 2005-12-13 CN CN 200510111409 patent/CN1982943A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101515069B (zh) * | 2008-02-22 | 2010-12-08 | 北京中视中科光电技术有限公司 | 全内反合色棱镜及其制作方法 |
| CN104749785A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-01 | 天津七一二通信广播有限公司 | 一种高亮度高效率激光白光源的实现方法 |
| CN114879375A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 分合光装置及电子设备 |
| CN114879375B (zh) * | 2021-02-05 | 2024-01-19 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 分合光装置及电子设备 |
| CN113031138A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 腾景科技股份有限公司 | 一种基于合色且消偏振分光棱镜模组装置 |
| CN113031138B (zh) * | 2021-03-22 | 2022-12-06 | 腾景科技股份有限公司 | 一种基于合色且消偏振分光棱镜模组装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201780448U (zh) | 一种图像均匀清晰的投影光学引擎 | |
| CN102565897B (zh) | 一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪 | |
| CN201464788U (zh) | 一种高光效的微型投影光学引擎 | |
| CN100449334C (zh) | 三色光等腰梯形合色组合棱镜 | |
| CN102193294A (zh) | 照明系统 | |
| CN201402362Y (zh) | 一种高光效的微型投影光学引擎 | |
| CN101813290A (zh) | 三基色半导体照明装置及使用其的微型投影光学引擎 | |
| WO2018161669A1 (zh) | 一种背光模组和液晶显示设备 | |
| CN102565896B (zh) | 一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪 | |
| CN102169234A (zh) | 采用rgb形式led照明的lcos微型投影机光学系统 | |
| CN201417358Y (zh) | 一种高光效的微型投影光学引擎 | |
| CN1982943A (zh) | Led红、绿、蓝三色光三棱镜合色器 | |
| CN100529838C (zh) | 三色光直六棱柱合色棱镜 | |
| CN101750861A (zh) | 一种微型投影光学引擎 | |
| CN102012616A (zh) | 多路绿光光源投影机光学引擎 | |
| CN101995743A (zh) | 一种亮度和颜色均匀的投影光学引擎 | |
| CN101923272A (zh) | 一种基于三色光源的微型投影光学引擎 | |
| CN102073139A (zh) | 一种led照明光源及投影机 | |
| CN106918921A (zh) | 一种基于复眼透镜的激光显示起偏匀场整形装置 | |
| CN201314976Y (zh) | 合色偏振棱镜 | |
| CN102566237A (zh) | 采用逆反射棱镜阵列的便携式液晶投影光引擎 | |
| CN205193309U (zh) | 一种双通道二向色镜及投影装置 | |
| CN201518089U (zh) | 一种基于三色光源的微型投影光学引擎 | |
| CN201166742Y (zh) | 高光效三色光源单片式液晶投影系统 | |
| CN201266300Y (zh) | 单片式lcos小型投影机光学引擎 |
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 |