CN213750641U - Led光源结构和投影机 - Google Patents

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张翠萍
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Abstract

本申请实施例提供了一种LED光源结构和投影机，涉及照明设备技术领域。LED光源结构包括LED光源、防干涉元件以及匀光器件。LED光源包括LED芯片、电路基板以及电连接于LED芯片和电路基板的金线。防干涉元件的入射端被配置为与LED芯片的发光面相对应且相互之间具有间距，防干涉元件的入射端不包覆于金线。匀光器件连接于防干涉元件的出射端，用以将LED光源出射的光沿光轴方向经防干涉元件后的出射光均匀化。该LED光源结构通过在匀光器件的入射端和LED光源的出射端之间设置防干涉元件，用于将匀光器件与LED光源进行隔挡，以避免匀光器件与LED光源中的金线接触，以使LED光源结构可以出射均匀性高的光线，能够维持光学扩展量，有利于减轻后续光学系统的负担。

Description

LED光源结构和投影机
技术领域
本申请属于照明设备技术领域，更具体地，涉及一种LED光源结构和投影机。
背景技术
随着投影技术的快速发展，LED光源具有启动时间短、亮度高、能耗低、寿命长的优点，因此得到广泛的应用。
由于LED光源中包括连接LED芯片和电路基板的金线。当LED光源和锥状匀光器件组装成照明设备时，为了避免由于锥状匀光器件与金线接触而导致照明设备的良率降低，故在设计锥状匀光器件时，需要充分考虑如何避免锥状匀光器件在组装照明设备时与金线接触。
然而，当锥状匀光器件的入射端开口设计较大时，存在稀释光学扩展量的问题；当锥状匀光器件与LED光源之间距离较大时，会牺牲效率。
实用新型内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种LED光源结构和投影机，以改善上述的问题。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，提供一种LED光源结构，包括LED光源、防干涉元件以及匀光器件。LED光源包括LED芯片、电路基板以及电连接于LED芯片和电路基板的金线。防干涉元件的入射端被配置为与LED芯片的发光面相对应且相互之间具有间距，防干涉元件的入射端不包覆于金线。匀光器件连接于防干涉元件的出射端，用以将LED光源出射的光沿光轴方向经防干涉元件后的出射光均匀化。
进一步地，防干涉元件包括采用玻璃材质制成的光收集器件，光收集器件用于收集从LED光源出射的光源光。
进一步地，LED光源出射±75°的郎伯光，防干涉元件的折射率大于1.4。
进一步地，防干涉元件的入射端与LED芯片的发光面之间的距离小于1mm。
进一步地，防干涉元件沿光轴方向的长度大于或等于0.1mm，且小于或等于3倍的防干涉元件入射端口径。
进一步地，防干涉元件为方棒或者锥棒。
进一步地，匀光器件为空心锥状结构或者实心锥状结构。当匀光器件为空心锥状结构时，匀光器件的入射端套设于防干涉元件的出射端。
进一步地，LED光源结构还包括具有安装面的安装座，LED光源固定连接于安装面，防干涉元件通过连接架固定于安装座。
进一步地，LED光源结构还包括透镜，透镜设置于匀光器件的出射端，用于将经过匀光器件后的出射光准直。
第二方面，提供一种投影机，包括光调制器件、投射组件以及上述的LED光源结构，光调制器件被配置于LED光源结构的出射端，投射组件被配置于光调制器件的出射端，且用于将经过光调制器件出射的像光投射到屏幕。
本申请实施例提供的LED光源结构，通过在LED光源的出射端和匀光器件的入射端之间设置防干涉元件，以使匀光器件和LED光源中的金线不会接触，避免了匀光器件和LED光源直接连接时，匀光器件的入射端放置过远而导致牺牲效率的问题，也避免了匀光器件的开口开的太大而导致能量浪费或者扩展量浪费的问题。
LED光源结构作为照明装置，可以出射均匀性高的光线，且尽可能少浪费光，能够维持光学扩展量，有利于减轻后续光学系统的负担。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的LED光源结构的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的LED光源结构中LED光源的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的LED光源结构另一种结构的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的LED光源结构又一种结构的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的投影机的结构示意图。
图标：100-LED光源结构；110-LED光源；1101-电路基板；1103-LED芯片；1105-金线；1107-台座；120-防干涉元件；130-匀光器件；140-安装座；142-固定架；150-透镜；200-投影机；210-光调制器件；220-投射组件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
请参照图1，本申请实施例提供了一种LED光源结构100，该LED光源结构100可以包括LED光源110、防干涉元件120以及匀光器件130。
防干涉元件120位于匀光器件130和LED光源110之间，用于将匀光器件130与LED光源110进行隔挡，以避免匀光器件130与LED光源110中的金线1105接触，有利于提升照明设备的良率。
该LED光源结构100作为照明装置，可以出射均匀性高的光线，且尽可能少浪费光，能够维持光学扩展量，有利于减轻后续光学系统的负担。
请参照图2，LED光源110可以包括电路基板1101、LED芯片1103以及金线1105。其中，电路基板1101上设置有台座1107，台座1107可以采用树脂材质或陶瓷材质制成，LED芯片1103固定在台座1107的顶部，金线1105将LED芯片1103和电路基板1101电连接，金线1105位于LED芯片1103的外侧。当LED光源110通电时，LED芯片1103的发光面可以出射光且沿正向方向形成光路。
请继续参照图1，防干涉元件120位于LED光源110的光路上，安装时，防干涉元件120的入射端被配置为与LED芯片1103的发光面相对应，且防干涉元件120的入射端不包覆于金线1105，以使防干涉元件120不会与金线1105接触。
匀光器件130连接于防干涉元件120的出射端，匀光器件130用于将LED光源110出射的光沿光轴方向经防干涉元件120后的出射光均匀化。
可选地，防干涉元件120的入射端与LED芯片1103的发光面之间可以具有间距。通过设置间距有利于增强LED光源110的散热性能，另外，也有利于防止防干涉元件120的入射端与金线1105之间接触。
进一步地，防干涉元件120可以采用玻璃材质制成的光收集器件，光收集器件可以收集从LED光源110的出光面出射的光源光，有利于将光源光尽可能多的收集后并出射至匀光器件130。
在该LED光源结构100中，LED光源110出射±75°的郎伯光，防干涉元件120的折射率大于1.4。
在光路系统中，郎伯光会先被折射率大于1.4的防干涉元件120(光收集器件)收集，收集后的光进入玻璃材质的防干涉元件120。当防干涉元件120的横截面形状为矩形时，收集后的光会在玻璃的四壁发生全反射；当防干涉元件120的横截面形状为圆形时，收集后的光会在玻璃的周壁发生全反射。在防干涉元件120的出射端出射形成二次光源。
由于该二次光源的附近并无金线1105，匀光器件130和防干涉元件120在组装时就可以贴合设置。即，可以将匀光器件130的入射端和防干涉元件120的出射端贴合连接，该结构有利于将光学扩展量的稀释最小化。
需要注意的是，玻璃材质的防干涉元件120的折射率需要大于1.4的情况下，才可以让±75°的郎伯光在进入玻璃后发生全反射。
可选地，防干涉元件120可以为方棒或者锥棒。当防干涉元件120为方棒时，沿光轴方向，防干涉元件120的横截面尺寸相同；当防干涉元件120为锥棒时，防干涉元件120的入射端的横截面尺寸小于出射端的横截面尺寸。且需要注意的是，锥棒结构的防干涉元件120的入射端不能和金线1105接触。
为了减少从LED光源110出射的光在进入防干涉元件120过程中的光损失，可选地，防干涉元件120的入射端与LED芯片1103的发光面之间的距离小于1mm。
另外，为了避免由于防干涉元件120沿光轴方向上的长度尺寸较短，而使得照明设备在组装时，匀光器件130的入射端与金线1105发生接触的情况，且较短尺寸的防干涉元件120加工、组装比较困难。可选地，防干涉元件120沿光轴方向的长度大于或等于0.1mm，且小于或等于3倍的防干涉元件120的入射端口径。
因为，当防干涉元件120沿光轴方向的长度大于3倍的防干涉元件120的入射端口径时，LED光源110出光面上的不均匀会导致二次光源的角向不均匀，进而导致照明设备的出射光不均匀。
可选地，匀光器件130可以为空心锥状结构，通过将匀光器件130设计为空心锥状结构，有利于减小该LED光源结构100的体积和生产成本。
当匀光器件130为空心锥状结构时，匀光器件130的入射端可以套设于防干涉元件120的出射端的周壁。其中，匀光器件130与防干涉元件120之间沿光轴方向衔接部分(也就是交叉部分)可以做短一些，这样既可以保证光传递效率，又可以方便组装。
作为另一种实施方式，匀光器件130可以设计为实心锥状结构，当匀光器件130为实心锥状结构时，匀光器件130的入射面与防干涉元件120的出射面相贴设置。
其中，该LED光源结构100在组装时，可以通过两种方式进行。
第一种，可以先将防干涉元件120和匀光器件130组装在一起，作为整体再通过前后位置调节接近LED光源110进行固定连接，组装方便。
第二种，请参照图3，LED光源结构100还可以包括安装座140。在安装时，可以先将LED光源110和防干涉元件120分别安装于安装座140上，再将匀光器件130安装在防干涉元件120的出射端。具体地，安装座140具有安装面，LED光源110固定连接于安装面上，防干涉元件120通过固定架142固定于安装座140上，有利于方便安装。
可选地，请参照图4，该LED光源结构100还可以包括透镜150。透镜150设置于匀光器件130的出射端，用于将经过匀光器件130后的出射光准直，有利于维持光学扩展量，可以减小匀光器件130沿光轴方向的长度，有利于进一步减小LED光源结构100的体积。
本申请实施例提供的LED光源结构100，通过在LED光源110的出射端和匀光器件130的入射端之间设置防干涉元件120，以使匀光器件130和金线1105不会接触，也避免了匀光器件130和LED光源110直接连接时，匀光器件130的入射端放置过远而导致牺牲效率的问题，另外，也避免了匀光器件130的开口开的太大而导致能量浪费或者扩展量浪费的问题。该LED光源结构可以作为照明设备，能够出射均匀性高的光线，且具有高扩展量维持率，高收集效率的优点。
请参照图5，本申请实施例还提供了一种投影机200，投影机200可以包括光调制器件210、投射组件220以及LED光源结构100。
其中，光调制器件210被配置于LED光源结构100的出射端，LED光源结构100构成对光调制器件210均匀照明的照明设备，投射组件220被配置于光调制器件210的出射端，且用于将经过光调制器件210出射的像光投射到屏幕上。
本申请实施例提供的投影机200具有和上述LED光源结构100相同的优点，例如，可以保持高扩展量维持率，高收集效率，不会稀释照明设备的光学扩展量，有利于减轻后续的光学系统负担。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种LED光源结构，其特征在于，包括：
LED光源，所述LED光源包括LED芯片、电路基板以及电连接于所述LED芯片和所述电路基板的金线；
防干涉元件，所述防干涉元件的入射端被配置为与所述LED芯片的发光面相对应且相互之间具有间距，所述防干涉元件的入射端不包覆于所述金线；以及
匀光器件，所述匀光器件连接于所述防干涉元件的出射端，用以将所述LED光源出射的光沿光轴方向经所述防干涉元件后的出射光均匀化。
2.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述防干涉元件包括采用玻璃材质制成的光收集器件，所述光收集器件用于收集从所述LED光源出射的光源光。
3.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述LED光源出射±75°的郎伯光，所述防干涉元件的折射率大于1.4。
4.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述防干涉元件的入射端与所述LED芯片的发光面之间的距离小于1mm。
5.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述防干涉元件沿光轴方向的长度大于或等于0.1mm，且小于或等于3倍的所述防干涉元件入射端口径。
6.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述防干涉元件为方棒或者锥棒。
7.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述匀光器件为空心锥状结构或者实心锥状结构；
当所述匀光器件为空心锥状结构时，所述匀光器件的入射端套设于所述防干涉元件的出射端。
8.根据权利要求1所述的LED光源结构，其特征在于，所述LED光源结构还包括具有安装面的安装座，所述LED光源固定连接于所述安装面，所述防干涉元件通过连接架固定于所述安装座。
9.根据权利要求1-8任一项所述的LED光源结构，其特征在于，所述LED光源结构还包括透镜，所述透镜设置于所述匀光器件的出射端，用于将经过所述匀光器件后的出射光准直。
10.一种投影机，其特征在于，包括：
光调制器件；
投射组件；以及
权利要求1-9任一项所述的LED光源结构，所述光调制器件被配置于所述LED光源结构的出射端，所述投射组件被配置于所述光调制器件的出射端，且用于将经过所述光调制器件出射的像光投射到屏幕。
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