本實(shí)用新型涉及一種用于成像燈具的多顆LED燈珠合光聚光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

對于現(xiàn)有的多顆彩色LED光源的光學(xué)系統(tǒng)，為了使合光聚光后的角度小、合光聚光后混色均勻，一般將彩色燈珠緊密排布，然后在燈珠后面加多個聚光透鏡組，用于實(shí)現(xiàn)彩色的燈珠的合光聚光。該種成像裝置存在以下缺點(diǎn)：燈珠緊密排布，使散熱要求更高；多組聚光透鏡組使光學(xué)系統(tǒng)變得臃腫復(fù)雜，且多組聚光透鏡需要耦合安裝，安裝精度要求高；并且該種所用的鏡頭組較大，合光距離長，合光不均勻，使用成本過高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題提供一種用于成像燈具的多顆LED燈珠合光聚光系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)的成本低；可實(shí)現(xiàn)短距離合光，且合光均勻。

為解決上述技術(shù)問題，一種用于成像燈具的多顆LED燈珠合光聚光系統(tǒng)，包括LED光源、第一聚光杯組、第二聚光鏡和第三聚光鏡； LED光源由二個以上的LED光源單元組成；所述的第一聚光杯組包括與LED光源單元數(shù)量相同的第一聚光杯，每一LED光源單元對應(yīng)設(shè)置一第一聚光杯，在第一聚光被組的前方設(shè)有第二聚光鏡，在第二聚光鏡的前方設(shè)有第三聚光鏡。

上述合光聚光系統(tǒng)，每顆LED光源單元發(fā)出來的光線經(jīng)過其對應(yīng)的第一聚光杯進(jìn)行聚光，然后通過第二聚光鏡進(jìn)行聚光后，光線的發(fā)散角變得較小，形成一束近平行光，多束近平行光同時經(jīng)過第三聚光鏡進(jìn)行光的聚焦和混合，聚焦混合后，光束由發(fā)散光束改變?yōu)闀酃馐?，LED光源80％的光通量都集中在第三聚光透鏡后3 – 8mm距離放置的光闌內(nèi)，LED光源的光束在光闌位置均勻混合，使系統(tǒng)有非常好的混色，在光闌位置放置圖案片，可實(shí)現(xiàn)清晰的成像效果。能做到用較為簡單的鏡頭組合將單顆LED光源單元的發(fā)散光線80%的光通量聚集為會聚的近平行光線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多顆LED光源單元的光束合成。LED光源單元可相對分散的排布，安裝方便，每個LED光源單元前面只需有一個對應(yīng)的聚光杯進(jìn)行聚光，安裝和調(diào)整更容易控制，光學(xué)系統(tǒng)較以前大為簡化；可短距離實(shí)現(xiàn)合光，且合光均勻。光學(xué)系統(tǒng)較以前大為簡化。

進(jìn)一步的，所述的LED光源單元為彩色LED光源單元。

進(jìn)一步的，所有LED光源單元在同一平面的基板上。為實(shí)現(xiàn)混色均勻，LED光源單元按一定比例均勻分散排布；較之以前，LED光源的散熱要求更低。

進(jìn)一步的，第一聚光杯的直徑為10~25mm，高度為3~6mm，收光角度為20°- 30°。可將LED光源單元發(fā)出的近120°光收束在20°-30°。第一聚光鏡組對LED發(fā)出來的光線進(jìn)行第一次聚光。

進(jìn)一步的，所有第一聚光杯處于同一平面上組成第一聚光杯組。

進(jìn)一步的，第二聚光鏡為球面鏡，第二聚光鏡的底面為平面，第二聚光鏡的頂面為凸面，其曲率半徑為150~250mm，直徑為80~120mm。第二聚光鏡對LED光源單元發(fā)出來的光線進(jìn)行第二次聚光。

進(jìn)一步的，所述第三聚光鏡為非涅爾透鏡，其焦距為150~250mm，直徑為70~110mm，邊厚為1.5~2.5mm。第三聚光鏡將經(jīng)過二次聚光的多束近平行光聚焦為會聚的近平行光束。

進(jìn)一步的，第一聚光杯組與第二聚光鏡之間的距離為0~2mm，第二聚光鏡與第三聚光鏡之間的距離為40~70mm。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型合光聚光系統(tǒng)的俯視圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和2所示，一種用于成像燈具的多顆LED燈珠合光聚光系統(tǒng)包括LED光源1、第一聚光杯組2、第二聚光鏡3、第三聚光鏡4和光闌5。

LED光源1包括平面的基板10和設(shè)在基板10上的LED光源單元11，LED光源單元為彩色LED燈珠，彩色LED燈珠之間有間隙。

第一聚光杯組2由多個第一聚光杯21。在每一彩色LED燈珠對應(yīng)設(shè)有第一聚光杯21。第一聚光杯組2與彩色LED燈珠的距離為0-3mm，具體為第一聚光杯的底面到彩色LED燈珠的頂面之間的距離為0-3mm。所有第一聚光杯處于同一平面上組成第一聚光杯組。第一聚光杯21的直徑為10~25mm，高度為3~6mm，收光角度為20°- 30°。在第一聚光杯組的前方設(shè)有第二聚光鏡3，第二聚光鏡為球面鏡，第二聚光鏡的底面為平面，第二聚光鏡的頂面為凸面，其曲率半徑為150~250mm，直徑為80~120mm。在第二聚光鏡3的前方設(shè)有第三聚光鏡4。所述第三聚光鏡為非涅爾透鏡，其焦距為150~250mm，直徑為70~110mm，邊厚為1.5~2.5mm。在第三聚光鏡的前方設(shè)有光闌5。第一聚光杯組的頂面與第二聚光鏡的底面之間的距離為0~2mm，第二聚光鏡頂面與第三聚光鏡的底面之間的距離為40~70mm。

LED光源單元11發(fā)出的近120°的發(fā)散光線經(jīng)過第一聚光杯組2的聚光作用，光束收束到20°- 30°，第二聚光鏡3對第一聚光杯組2收束后光進(jìn)行進(jìn)一步聚光，使光束角度變得更小，形成一束近平行光 ，第三聚光鏡4將第二聚光鏡3聚光后的多束近平行光聚焦為會聚的近平行光束，在第三聚光鏡4后面混色效果最好的位置放置光闌5，光闌5的位置最適合放置成像物，可實(shí)現(xiàn)清晰的成像。彩色LED燈珠的光源通過三次均勻遞減地聚光，從LED光源單元發(fā)出近120度的發(fā)散光束通過第一聚光杯組2第一次聚到20-30度，通過第二聚光鏡3第二次聚到10度以內(nèi)，最后由第三聚光鏡4收光，LED光源單元的光束在光闌5位置均勻混合，使系統(tǒng)在不損失光學(xué)效率的同時又有非常好的混色效果。

LED光源的光束在光闌位置均勻混合，使系統(tǒng)有非常好的混色。能做到用較為簡單的鏡頭組合將單顆LED光源單元的發(fā)散光線80%的光通量聚集為會聚的近平行光線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多顆LED光源單元的光束合成。LED光源單元可相對分散的排布，安裝方便，每個LED光源單元前面只需有一個對應(yīng)的聚光杯進(jìn)行聚光，安裝和調(diào)整更容易控制，光學(xué)系統(tǒng)較以前大為簡化；可短距離實(shí)現(xiàn)合光，且合光均勻。光學(xué)系統(tǒng)較以前大為簡化。

綜上所述，在成像燈具的應(yīng)用中，本實(shí)例的 LED光源散熱容易處理，光學(xué)系統(tǒng)大為簡化，安裝精度和加工成本都大大降低；光學(xué)效率較以前提高30％以上；能在短距離實(shí)現(xiàn)合光，且合光均勻。