[发明专利]固态光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及光源装置，更具体地说，涉及一种改进的固态光源装置。 

背景技术

大功率LED(包括OLED)等固态发光器件作为新型的高亮度、长寿命光源在照明等应用领域获得了长足的发展，其具有的长寿命、高色纯等特点正是现有基于电弧发光的投影光源所欠缺的，但要将LED等固态发光器件应用于投影系统，就必须要求所构成光源为一个较为理想的点光源，但每一个LED的发光体为一个具有一定发光面积的半导体芯片，本质上是一个小型面光源，且由于单只LED芯片发光亮度有限，为了达到足够大的发光通量，通常还需要将多个LED芯片排列成阵列，或采用更大尺寸的LED面发光体，在形成发光通量倍增的同时，其光源发光面积也相应倍增，当光源发光面积越大，其相应的投影成像光学系统的成像光效率就越低，即试图通过传统方式增加LED数量来增加光源的光输出通量(发光亮度)努力是难以凑效的，这是将大功率LED等固体光源应用于投影系统的主要技术障碍。 

如图1所示，所示的固态光源装置包括中空的六面体光学构件1，其前壁设有出光口3，出光口3的大小与投影光学系统匹配，在六面体光学构件1的一个侧面内壁设有入光口5，除出光口3、入光口5外的光学构件1内壁面上设有镜面反射层2，入光口5可以设置一个导光棱镜4，只要导光棱镜4底面总和与入光口5匹配，也可以设置多个不同大小的导光棱镜平行无间隙组成的导光棱镜阵列板，导光棱镜4为非对称的条状楔形棱镜，光学构件1外与入光口5对应设有面发光体7，面发光体是由发光芯片或密集排布的发光芯片阵列构成，发光芯片或密集排布的发光芯片阵列形成发光面的大小与入光口5匹配一致，光学构件1内填充有透光树脂材料或玻璃，这样设置的固态光源装置入 光口以及面发光体的面积相对比较小，并不能最大效率的利用固态光源装置，因此我们需要一种能够增大面发光体有效发光面积，或者保持相同的面发光体有效发光面积，而能缩小固态光源装置入光口面积，亦即缩小六面体光学构件体积和出光口面积，使之更接近于理想点光源的装置。 

发明内容

本发明的目的是在不改变光学构件和入光口尺寸的条件下增大所设置的面发光体的有效发光面积，或者在保持相同面发光体有效发光面积的前提下，缩小出光口面积，使之更接近于理想点光源。 

本发明是采用以下技术方案来实现上述目的：一种固态光源装置，包括中空光学构件，光学构件的腔体内为空气、真空或其它透光介质，光学构件上设有出光口，光学构件呈多面体状，其上设有至少一个入光口，与入光口对应设有至少一个导光棱镜，与导光棱镜底面对应设有面发光体，光学构件内或者光学构件内和光学构件外都设有反射件，在光学构件的入光口与面发光体之间设有入光面积大于出光面积的棱台形导光件，面发光体发出的光经过棱台形导光件后，再经过导光棱镜折射或全反射、反射件反射或直接从光学构件出光口射出；所述棱台形导光件的底面积大于顶面积，其底面为与发光体配合的入光面，顶面为与光学构件的入光口配合的出光面，侧面设置为反射面。 

在本发明所述的固态光源装置中，棱台形导光件包括楔形光导及与其配合的棱台形六面体，棱台形六面体的底面积大于顶面积，其底面为与面发光体配合的入光面，顶面为与光学构件的入光口配合的出光面，四个侧面设置为反射面，楔形光导设置在棱台形六面体的内部。 

在本发明所述的固态光源装置中，楔形光导为双楔形光导或单楔形光导。 

在本发明所述的固态光源装置中，与出光口相对的光学构件内后壁面上设有棱锥状镜面反射层。 

在本发明所述的固态光源装置中，导光棱镜为条状楔形棱镜，二个以上的导光棱镜平行无间隙组成导光棱镜阵列板，导光棱镜阵列板与入光口大小匹配。 

在本发明所述的固态光源装置中，导光棱镜为非对称棱镜，与底面夹角较 大的导光棱镜的侧面朝向出光口。 

在本发明所述的固态光源装置中，出光口的大小与投影光学系统匹配。 

在本发明所述的固态光源装置中，棱台形导光件的底面设置有条形棱镜阵列板，面发光体发出的光经条形棱镜阵列板射入棱台形导光件。 

在本发明所述的固态光源装置中，导光棱镜设置在楔形光导的出光面，构成复合的棱台形导光件。 

在本发明所述的固态光源装置中，楔形光导的两个三角形侧面及与其配合的棱台形六面体的两个侧面并行且垂直于棱台形导光件的入光面。