[实用新型]一种组合型光源收集器

说明书

本实用新型公开了一种组合型光源收集器，涉及光学技术领域，解决现有光线出射面射出的光线分布不均匀的技术问题，包括收集器，所述收集器本体的一面为光线出射面，另一面中心处设有用于收集小角度入射光线的凸透镜，所述凸透镜的外侧设有用于收集中角度入射光线的全反射型菲涅尔透镜；所述收集器的外部，还有一个分立器件，该分离器件为反射型的自由曲面反射镜用于收集大角度入射光线；本实用新型确保整个收集器的出射光线的照度比较均匀，满足显示器件对光场的需求。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，更具体的是涉及一种组合型光源收集器技术领域。

背景技术

大功率LED芯片已可以用于照明，其发光效率已超过白炽灯，LED具有体积小、高效、节能、环保、使用寿命长、响应速度快、耐震动、易维护等显著优点，势必应用于照明领域。而针对投影机的特点设计的照明系统，也已经广泛使用。

目前，投影照明中需要一个矩形的照明光斑，用于照明DMD显示器，或者LCOS，或者是LCD。但是由于显示器件迥然不同的特点，在照明微显示器件如DMD和LCOS的照明系统，与照明大显示器件如LCD，虽然对光源的性能要求是一样的，但是由于显示器件差异很大，其显示面积存在数量级的差异，因此照明系统的设计差异很大。

以专利CN 112856334 A为例，其封闭系统的照明系统中，照明系统采用白光LED光源，采用一个四面是反射面的平面组成的光锥。光锥的小口端是LED光源，光锥的大口端是光线的出射端。往往在出射端，还存在一个菲涅尔透镜。这个菲涅尔透镜的作用是用于准直光线。因此这样的照明系统，存在着尺寸比较大，收集效率低，边缘的照度和中心的照度差异大的缺点。

同时，由于整个光锥为显示器件提供照明光场，所以，无法支持局部区域的光线的调制，因此无法实现动态背光调节，无法实现LOCAL DIMMING(局域背光调节)的功能。

专利CN 107490816 A公开了一种全反射型菲涅尔透镜，包括透镜本体，透镜本体一面为平面，另一面中心处为凸透镜，凸透镜外侧设有若干环型坍陷结构，光源发出的入射光线经环型坍陷结构先折射偏转方向后再全反射获得出射光线，出射光线平行地从透镜本体的平面平行射出。光源处于凸透镜中心处，虽然出射光线都能够从透镜本体的平面平行射出，但是因为光源射出的光线与光源中心的夹角(也称为辐射角)不同，所以透镜本体的平面上光照强度分布不均匀，越远离光源中心，LED光源的辐射能力越低，导致其光的照度越小。且该专利没有考虑也不支持大角度光线的收集，所以存在效率低下的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种组合型光源收集器。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种组合型光源收集器，包括聚光单元和出射单元，还包括集光单元和反射单元，其中；

聚光单元与集光单元相邻设置，均与出射单元平行，在出射单元靠近集光单元的垂直面上设置反射单元，

所述收集器的光线路径包括；

LED光源中的小角度入射光线经过聚光单元后成为准直光线、平行射出出射单元，形成面积为S1的中心光圈；

LED光源中的中角度入射光线经过集光单元后成为接近准直光线、平行射出出射单元，形成面积为S2的外环光圈；

LED光源中的大角度入射光线经过反射单元后经过集光单元、最终成为接近准直光线、平行射出出射单元，且光线全部射出到外环光圈上；

其中LED光源设于所述聚光单元的中心线上，且位置距离所述聚光单元的焦点位置或焦点位置附近。

进一步地，所述聚光单元为凸透镜、集光单元为全反射型菲涅尔透镜、反射单元为自由曲面反射镜，出射单元为光线出射面。