一种三基色半导体照明装置，包括红光光源模组、蓝光光源模组、绿光光源模组、交叉形合色镜及至少一个光学整形透镜。交叉形合色镜设置于红光光源模组、蓝光光源模组及绿光光源模组的输出光路的交汇处，用于合并红光光束、蓝光光束及绿光光束为一束光。光学整形透镜设置于交叉形合色镜的输出光路上，该光学整形透镜的其中一表面为平面或者球面，其与该表面相对的另一表面为柱面。本发明专利技术的共轴的三基色半导体照明装置，通过光学整形透镜，输出光亮度均匀、准直性好的、与微显示面板外形尺寸比例一致的光斑（矩形光斑），有效提高光效，结构简单，设计成本低廉。另外，还提供一种使用该照明装置的微型投影光学引擎。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及照明光源和投影显示技术，尤其涉及一种高效的三基色半导体照明装 置及使用该照明装置的微型投影光学引擎。
技术介绍
半导体发光元件，例如发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种磷化镓 (GAP)、氮化镓(GAN)等半导体材料制成的、能直接将电能转化为光能的发光器件。当其内 部有一定电流通过时，它就会发光。由于LED发光效率高、寿命长、反应灵敏、不含有毒物质 等特点，使得其的应用越来越广泛，尤其是白光LED，被认为是继白炽灯、荧光灯以后的第三 代照明光源，被广泛应用在液晶投影装置、手机背光源、显示屏幕等。目前，照明光源的照明方式一般分为临界照明以及柯勒照明。对于临界照明而言， 其半导体芯片通过透镜后出射的光斑通常为半导体芯片外形形状的光斑，由于标准半导体 芯片的有效正表面通常是方形，因此，临界照明的 出射光斑通常也为方形。而对于柯勒照 明而言，其半导体芯片通过透镜后出射的光斑通常为圆形光斑。当这两种照明方式的照明 光源应用在投影机时，由于液晶投影机中的成像液晶面板为长宽比为4 3或16 9的矩 形，显示图像的屏幕也为矩形，显然，这种照明光源发出的方形光斑或者圆形光斑不能全部 运用于照明液晶面板，方形光斑或者圆形光斑的边缘光将会损失掉，降低照明光源的光利 用率，而且方形光斑或者圆形光斑照明矩形液晶面板容易产生的缺陷是屏幕上显示的图 像的边角有暗区，影响投影显示质量。
技术实现思路
有鉴于此，须提供一种结构简单，光效高，均勻性好的三基色半导体照明装置。另外，还需提供一种结构简单，光能利用率高，投影显示质量好，尺寸小的微型投 影光学引擎。一种三基色半导体照明装置，包括红光光源模组，蓝光光源模组，绿光光源模组， 交叉形合色镜以及至少一个光学整形透镜。红光光源模组出射红光光束。蓝光光源模组出 射蓝光光束。绿光光源模组出射绿光光束。交叉形合色镜设置于所述红光光源模组、蓝光 光源模组以及绿光光源模组的输出光路的交汇处，用于合并所述红光光束、蓝光光束以及 绿光光束为一束光。光学整形透镜设置于所述交叉形合色镜的输出光路上，该光学整形透 镜的其中一表面为平面或者球面，其与该表面相对的另一表面为柱面。—种微型投影光学引擎，包括偏振分光器、微显示面板、投影透镜以及上述的三基 色半导体照明装置。偏振分光器设置于所述三基色半导体照明装置的输出光路上。微显示 面板用于对所接收到的偏振光进行调制，转换为与该偏振光垂直的另一偏振光，并使该另 一偏振光携有图像信息。投影透镜用于接收并投射携有图像信息的另一偏振光。一种微型投影光学引擎，包括三基色半导体照明装置、偏振分光器、微显示面板以 及投影透镜。三基色半导体照明装置包括红光光源模组，蓝光光源模组，绿光光源模组，交叉形合色镜以及柱面透镜。红光光源模组出射红光光束。蓝光光源模组出射蓝光光束。绿 光光源模组出射绿光光束。交叉形合色镜设置于所述红光光源模组、蓝光光源模组以及绿 光光源模组的输出光路的交汇处，用于合并所述红光光束、蓝光光束以及绿光光束为一束 光。柱面透镜设置于所述交叉形合色镜与偏振分光器之间，且，胶合在所述偏振分光器的端 面上，其中，所述柱面透镜与所述偏振分光器的胶合面为平面，在所述交叉形合色镜侧的柱 面透镜的表面为柱面。偏振分光器设置于所述三基色半导体照明装置的输出光路上。微显 示面板用于对所接收到的偏振光进行调制，转换为与该偏振光垂直的另一偏振光，并使该 另一偏振光携有图像信息。投影透镜用于接收并投射携有图像信息的另一偏振光。 本专利技术的共轴的三基色半导体照明装置，通过三基色的光源模组，交叉形合色镜 以及光学整形透镜，输出光亮度均勻、准直性好的、与微显示面板外形尺寸比例一致的光 斑，提高光能的利用率，结构简单，设计成本低廉。而使用上述三基色半导体照明装置的共 轴的微型投影光学引擎，其光学系统设计过程仅涉及三基色半导体照明装置，偏振分光器、 微显示面板以及投影透镜，不涉及其他光学器件，结构简单，光亮度均勻，投影显示质量好， 且，尺寸小，生产成本较低。此外，采用柱面透镜与偏振分光器整合为一体的结构，有利于减 小微型投影光学引擎的体积，使其结构更为紧凑。附图说明为了易于说明，本专利技术由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图Ia为本专利技术第一实施方式的三基色半导体照明装置的平面结构示意图；图Ib为本专利技术图Ia中沿直线A-A方向的结构示意图；图2a为图1的光学整形透镜的第一实施方式的立体结构示意图；图2b为图1的光学整形透镜的第二实施方式的立体结构示意图；图2c为图1的光学整形透镜的第三实施方式的立体结构示意图；图2d为图1的光学整形透镜的第四实施方式的立体结构示意图；图2e为本专利技术三基色半导体照明装置在临界照明时输出的光斑效果示意图；图2f为本专利技术三基色半导体照明装置在柯勒照明时输出的光斑效果示意图；图3为本专利技术第二实施方式的三基色半导体照明装置的平面结构示意图；图4为本专利技术第三实施方式的三基色半导体照明装置的平面结构示意图；图5为本专利技术第一实施方式的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图6为本专利技术第二实施方式的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图7为本专利技术第三实施方式的微型投影光学引擎的平面结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。图Ia所示为本专利技术第一实施方式的三基色半导体照明装置的平面结构示意图； 同时参阅图lb，为本专利技术图Ia中沿直线A-A方向的结构示意图。三基色半导体照明装置 包括红光光源模组11、蓝光光源模组21、绿光光源模组31、交叉形合色镜41、光学整形透镜 51以及偏振转换器61。红光光源模组11包括红光半导体发光元件112，以及用于收集并整形所接收到的红光光束的红光整形镜组113。蓝光光源模组21包括蓝光半导体发光元件212，以及用于收集并整形所接收到的蓝光光束的蓝光整形镜组213。绿光光源模组31包括绿光半导体发 光元件312，以及用于收集并整形所接收到的绿光光束的绿光整形镜组313。本专利技术实施方式中，红光半导体发光元件112、蓝光半导体发光元件212以及绿光 半导体发光元件312均为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)芯片，用于发出180° 的光。且，LED芯片连接有控制器(图中未示出)，用于控制芯片的时序发光。各个芯片工 作频率按微显示面板所需光照参数进行设定，以达到显示最好的颜色视觉效果。又，该LED 芯片的数量可以为一个，也可以为以阵列方式排列的多个(参阅图lb)。采用多个LED芯片 以阵列方式的排列，有利于提高整个照明装置的流明数量，进而增加投影光束的光亮度。此 夕卜，红光整形镜组113、蓝光整形镜组213以及绿光整形镜组313均包括两个顺序排列的正 透镜。本专利技术实施方式中，为两个弯月形的正透镜，其材质为玻璃，顺序排列于半导体发光 元件112、212、312与交叉形合色镜41之间。本专利技术其它实施方式中，也可以采用平凸透镜或双凸透镜组成整形透镜组，而正 透镜的数量可以为一个，也可以为两个以上，这里不再赘述。交叉形合色镜41设置于红光光源模组11、蓝光光源模组21以及绿光光源模组31 的输出光路的交汇处，用于合并红光光束、蓝光光束以及绿光光束为一束光。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三基色半导体照明装置，包括：红光光源模组，其出射红光光束；蓝光光源模组，其出射蓝光光束；绿光光源模组，其出射绿光光束；交叉形合色镜，设置于所述红光光源模组、蓝光光源模组以及绿光光源模组的输出光路的交汇处，用于合并所述红光光束、蓝光光束以及绿光光束为一束光；其特征在于，所述三基色半导体照明装置还包括：至少一个光学整形透镜，设置于所述交叉形合色镜的输出光路上，该光学整形透镜的其中一表面为平面或者球面，其与该表面相对的另一表面为柱面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曲鲁杰，高国欣，林晶，
申请(专利权)人：红蝶科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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