LED红、绿、蓝三色光三棱镜合色器制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种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

技术介绍
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
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是推出一种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，本专利技术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专利技术的技术方案。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
技术介绍
相比，本专利技术有以下优点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。本专利技术中红、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。本专利技术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。具体实施例方式现结合附图和实施例详细说明本专利技术的技术方案。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。本专利技术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。三个聚光器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑安民，沈荣桂，辜长明，李德斌，
申请(专利权)人：上海飞锐光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]