專利名稱：多色脈沖led光源及用其所制的攝影機(jī)的制作方法
多色脈沖LED光源及用其所制的攝影機(jī)本發(fā)明屬光學(xué)-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域；確切的講是一種led光場整形裝置。對于led光源，由于單一晶片的功率有限，對點(diǎn)陣排列就造成多點(diǎn)分布的面光源狀態(tài)，因而光能利用率不且不易高亮度化。本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)的不足之處，以RGB分時脈沖的方式發(fā)光，在LED 晶片的排不上采取間隔交錯分布，3/4色G色時含白色，甚至更多色LED)排列與同一面型基板上，應(yīng)用幾何光學(xué)原理，光場分布質(zhì)量及亮度大大提高，可廣泛應(yīng)用于各種場合中。本發(fā)明的特點(diǎn)在以曲面面型基板及積分棒(亦即光導(dǎo)棒)整理光場時；可減少插入損耗，為投影機(jī)光路的簡化創(chuàng)造優(yōu)越條件。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵多色脈沖LED光源，由led發(fā)光晶片、光場整理透鏡、面型基板等組成；基本工作原理為當(dāng)激發(fā)led發(fā)光晶片發(fā)光時，由于半導(dǎo)體發(fā)光區(qū)可以被看成近似點(diǎn)光源，每一個點(diǎn)光源經(jīng)光場整理透鏡整理后，或是變成平行光線或是變成匯聚光線(有焦點(diǎn))，面型基板是用來固定led發(fā)光晶片及透鏡的(led與透鏡可以是1體化的，平面面型基板可使led排列成平面分布；曲面面型基板可使led排列成曲面分布)，有必要時變徑積分棒再可以用來進(jìn)一步整理光場(獲得更良好的平行度)，曲面排列的led陣列可使所有的聚焦點(diǎn)重合，平面排列的led陣列可再經(jīng)聚焦透鏡使所有的光線聚焦(當(dāng)面型基板為平面時，可獲得平行面光源之后再匯聚，當(dāng)面型基板為球面時，可直接獲得匯聚光源，方便的安裝于光機(jī)中)；其技術(shù)的特征就在于曲面聚焦光源結(jié)構(gòu)為將多個聚焦型的led發(fā)光晶片(含透鏡組件)安裝在曲面面型基板的內(nèi)表面上(或平面基板上)，所有單獨(dú)led的發(fā)光焦點(diǎn)都重合在一起， 組成公共焦點(diǎn)(采用平面基板時再用透鏡聚焦，必要時積分棒可再整理光場)；RGBS三色的 LED晶片在面型基板上是交錯排布的；各色LED的發(fā)光方式單色輪流脈沖發(fā)光方式或復(fù)色脈沖發(fā)光方式。顯然；多色脈沖LED光源投影機(jī)，自然是由多色脈沖LED光源、光機(jī)光路及電子線路等組成；基本工作原理為當(dāng)多色脈沖LED光源激發(fā)發(fā)光時，經(jīng)過光路及電路部分的協(xié)同處理，轉(zhuǎn)化成投影圖像光，由鏡頭投射出去；其特征就在于在投影機(jī)中使用了多色脈沖 LED光源；投影機(jī)內(nèi)部的像素光閥器件(LCD/DLP/LC0Q的圖像內(nèi)容的驅(qū)動節(jié)律(時序)與本技術(shù)的LED光源的脈沖發(fā)光方式(單色輪流脈沖發(fā)光方式或復(fù)色脈沖發(fā)光方式)同步。補(bǔ)充的講構(gòu)成本發(fā)明技術(shù)的結(jié)構(gòu)的基本組成是由led發(fā)光晶片、光場整理透鏡 (可選用件)、面型基板(用于固定led晶片的支撐構(gòu)件，led晶片可以直接加工在其上，也可以使把加工好的獨(dú)立led器件再安裝在面型基板上)、變徑(或等徑)積分棒(需嚴(yán)格平行光場時用變徑的)等組成；基本工作原理為對于獲取聚焦光源結(jié)構(gòu)為當(dāng)激發(fā)led發(fā)光晶片發(fā)光時，由于半導(dǎo)體發(fā)光區(qū)可以被近似看成點(diǎn)光源，每一個點(diǎn)光源經(jīng)透鏡整理光場后， 或是變成平行光線或是變成匯聚光線，面型基板是用來固定led發(fā)光晶片及透鏡的(led與透鏡可以是1體化的，平面面型基板可使led排列成平面分布；曲面面型基板可使led排列成曲面分布)，有必要時變徑積分棒再可以用來進(jìn)一步整理光場(以獲得更良好的平行度)，曲面排列的led陣列可使所有的聚焦點(diǎn)重合，平面排列的led陣列可再經(jīng)(一個大的統(tǒng)一的)聚焦透鏡使所有的光線聚焦(當(dāng)面型基板為平面時，通過各自led晶片前的小透鏡可獲得平行面光源之后再匯聚，當(dāng)面型基板為球面時，可直接獲得匯聚光源(聚焦小透鏡匯聚各自的led晶片的光線)，方便的安裝于光機(jī)中)；另一種情形是在led發(fā)光晶片前插入多個積分棒(可以一一對應(yīng))，整理光場后再進(jìn)入投影機(jī)的光學(xué)通道中，通過光閥器件生成圖像光而投射出去；因而(可獲得2種光源內(nèi)球面(及平面/透鏡)聚焦型及積分棒整理光場型)；其特征就在于曲面聚焦光源結(jié)構(gòu)為將多個聚焦型的led發(fā)光晶片(含透鏡組件)安裝在曲面面型基板的內(nèi)表面上(或平面基板上)，所有單獨(dú)led的發(fā)光焦點(diǎn)都重合在一起，組成公共焦點(diǎn)(采用平面基板時再用透鏡聚焦)；另一種積分棒整理光場型光源結(jié)構(gòu)為由多個獨(dú)立的(等徑或變徑)積分棒安裝在面型基板的(led點(diǎn)陣)表面上的各個led發(fā)光晶片的發(fā)光表面上(可以是每一個獨(dú)立(積分棒的小面積端彼此分離)的積分棒(的小截面端)，且獨(dú)立耦合一個(獨(dú)立)led發(fā)光晶片區(qū)，是led晶片與積分棒的一一對應(yīng)耦合方式；也可以是將積分棒(小面積端彼此緊密靠近或緊密排列在一起)所組成的積分棒束與led發(fā)光面離開一定距離，即間隙耦合方式)，所耦合的光再由積分棒的另一端出射(積分棒的出射端(可以是較大截面端)可以是緊密排列的)，每一個積分棒的截面積可以是等截面的，也可以是入射端截面最小出射端最大(有利于平行度改善)；有積分棒導(dǎo)出的光線可以直接進(jìn)入光路中使用也可以再經(jīng)過另一級激光棒整理后使用；對于積分棒與led晶片一一對應(yīng)的直接耦合方式的情況下，可以將較分散的led點(diǎn)陣的(大)面型基板集束成較小的發(fā)光面(且有良好的光分布立體角)。上述積分棒可以是實(shí)心的介質(zhì)組成也可以是由介質(zhì)圍成的空心的管道；積分棒的表面可以是介質(zhì)的自然表面也可以是覆有其他介質(zhì)層的表面。(同一LED像素點(diǎn)引出的)每一根積分棒可以是單根組成，也可以是多根的復(fù)合體。當(dāng)RGB等聚焦的光線的聚焦點(diǎn)射到光機(jī)光路的主光導(dǎo)棒(用來傳輸并混合光線使出口廣場的均勻性更好)，由主光導(dǎo)棒導(dǎo)出；此時色輪器件可以省去，因RGB分時發(fā)送。[

圖1]曲面面型基板聚焦光源(斷面)結(jié)構(gòu)示意圖。圖示說明(10)(球面形)面型基板(11) led 發(fā)光晶片(12)聚焦透鏡(13)聚焦光線如圖1所示眾多l(xiāng)ed發(fā)光晶片(11)所組成的點(diǎn)陣排布在(球面形)面型基板(10)的表面上； 每一個led發(fā)光晶片的前面都有一個聚焦透鏡(1 ； (12)的焦點(diǎn)也正是，球面的球心點(diǎn)，因而聚焦光線(13)共同聚焦于球心。該光源可直接用作目前投影機(jī)的光路中。圖1可以排列RGB三種顏色的晶片，在混合式后的白光。本圖是截面圖(沿對稱軸所剖)；LED的RGB及白等顏色的數(shù)量及分布位置，要滿足色度學(xué)機(jī)理綠色的能量最多，紅色次之，藍(lán)色最小，排布上最好是RGB盡量均勻間隔排布，當(dāng)RGB分時脈沖發(fā)光時，單色之間的光場的一致性最好。
權(quán)利要求
1.多色脈沖LED光源，由led發(fā)光晶片、光場整理透鏡、面型基板等組成；基本工作原理為當(dāng)激發(fā)led發(fā)光晶片發(fā)光時，由于半導(dǎo)體發(fā)光區(qū)可以被看成近似點(diǎn)光源，每一個點(diǎn)光源經(jīng)光場整理透鏡整理后，或是變成平行光線或是變成匯聚光線(有焦點(diǎn))，面型基板是用來固定led發(fā)光晶片及透鏡的(led與透鏡可以是1體化的，平面面型基板可使led排列成平面分布；曲面面型基板可使led排列成曲面分布)，有必要時變徑積分棒再可以用來進(jìn)一步整理光場(獲得更良好的平行度)，曲面排列的led陣列可使所有的聚焦點(diǎn)重合，平面排列的led陣列可再經(jīng)聚焦透鏡使所有的光線聚焦(當(dāng)面型基板為平面時，可獲得平行面光源之后再匯聚，當(dāng)面型基板為球面時，可直接獲得匯聚光源，方便的安裝于光機(jī)中)；其特征就在于曲面聚焦光源結(jié)構(gòu)為將多個聚焦型的led發(fā)光晶片(含透鏡組件)安裝在曲面面型基板的內(nèi)表面上(或平面基板上)，所有單獨(dú)led的發(fā)光焦點(diǎn)都重合在一起，組成公共焦點(diǎn)(采用平面基板時再用透鏡聚焦，必要時積分棒可再整理光場)；RGBS三色的LED晶片在面型基板上是交錯排布的；各色LED的發(fā)光方式單色輪流脈沖發(fā)光方式或復(fù)色脈沖發(fā)光方式。
2.多色脈沖LED光源投影機(jī)，由多色脈沖LED光源、光機(jī)光路及電子線路等組成；基本工作原理為當(dāng)多色脈沖LED光源激發(fā)發(fā)光時，經(jīng)過(主光導(dǎo)棒)光路及電路部分的協(xié)同處理，轉(zhuǎn)化成投影圖像光，由鏡頭投射出去；其特征就在于在投影機(jī)中使用了多色脈沖LED 光源；投影機(jī)內(nèi)部的像素光閥器件(LCD/DLP/LC0Q的圖像內(nèi)容的驅(qū)動節(jié)律(時序)與本技術(shù)的LED光源的脈沖發(fā)光方式(單色輪流脈沖發(fā)光方式或復(fù)色脈沖發(fā)光方式)同步。
全文摘要
多色脈沖LED光源及用其所制的投影機(jī)，由led發(fā)光部件、光場整理透鏡、面型基板、變徑(或等徑)積分棒(需嚴(yán)格平行光場時用)等組成；曲面面型基板的聚焦型的led發(fā)光部件組成公共焦點(diǎn)及積分棒整理光場型光源結(jié)構(gòu)，經(jīng)脈沖RGB分時發(fā)光處理，可開拓效率更高功率更大的led光源，廣泛用于DLP/LCD/LCOS投影機(jī)中。
文檔編號F21Y101/02GK102338977SQ20101028562
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者吳小平, 羅天珍 申請人:吳小平, 羅天珍