專利名稱：用于投影顯示器的時間復(fù)用led光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于投影顯示系統(tǒng)的光源，尤其涉及一種采用順序運(yùn)行發(fā)光二極管的光源。
背景技術(shù)：
使用發(fā)光二極管(LED)作為投影顯示器的光源的目的是由于LED的尺寸小、耐久性高及壽命長。然而，在投影顯示器中，光源的亮度對不同環(huán)境中投影系統(tǒng)的圖像質(zhì)量和可用性是至關(guān)重要的。
在US 2003/0218723 A1中公開了，由于運(yùn)行期間內(nèi)LED的受熱，使得LED的發(fā)射輸出降低。這種現(xiàn)象或者由于意味著在低功率下運(yùn)行或者由于光源受熱從而發(fā)射減少，而降低了了光源的亮度。在US2003/0218723 A1中，通過將LED放置在可移動部件上而為每個LED引入非發(fā)射時間來解決這種問題，其中當(dāng)相對于可移動部件設(shè)置在照明位置時LED在較短周期內(nèi)處于照明狀態(tài)，而當(dāng)相對于可移動部件設(shè)置在非照明位置時LED處于非照明狀態(tài)。因此，LED的受熱不會達(dá)到使光發(fā)射顯著降低的程度。
US 2003/0218723 A1中公開的解決方案的問題是可移動部件意味著多個機(jī)械約束。另外，機(jī)械上復(fù)雜的移動結(jié)構(gòu)的制造也是問題?？傊?，現(xiàn)有技術(shù)解決方案的問題是提供機(jī)械移動部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沒有機(jī)械移動部件的明亮光源。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過用于投影顯示器的含有多個發(fā)光二極管(LED)器件的光源器件來實(shí)現(xiàn)上述目的。將多個LED器件設(shè)置成順序運(yùn)行。設(shè)置光組合裝置以將來自LED器件的光傳送到光源的光輸出端。光組合裝置含有可控偏振裝置，設(shè)置可控偏振裝置以便通過光組合裝置的結(jié)構(gòu)使光偏振。
LED器件的順序運(yùn)行意味著每次即時地切斷一個或更多個LED器件，同時接通一個或更多個其它的LED器件，使LED器件以低于50％的占空比運(yùn)行，占空比取決于多余的LED器件的數(shù)量。這將使LED器件在關(guān)狀態(tài)期間內(nèi)冷卻下來，從而改進(jìn)開狀態(tài)期間內(nèi)的光發(fā)射。
一個LED器件可以含有一個或更多的LED。光組合裝置是能夠傳送來自于工作的LED器件的光而沒有移動部件的結(jié)構(gòu)。
可控偏振裝置可以含有可開關(guān)延遲器?？砷_關(guān)延遲器可以含有液晶單元。
光組合裝置可以含有偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和/或偏振分束器。
偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是用于以均勻偏振朝一個方向指引全部光線的結(jié)構(gòu)。
偏振分束器是將要透射p-偏振光而沿垂直方向反射s-偏振光分量的結(jié)構(gòu)。
可以將光源器件構(gòu)造為，使第一LED器件設(shè)置在第一偏振分束器的第一側(cè)面上，第二LED器件設(shè)置在與該偏振分束器的第一側(cè)面垂直的該偏振分束器的第二側(cè)面上，而第一可控偏光鏡設(shè)置在與第一偏振分束器的第一側(cè)面相對的該偏振分束器的第三側(cè)面上。
另外可以將光源器件構(gòu)造為，使第二可控偏光鏡設(shè)置在與第一偏振分束器的第二側(cè)面相對的第一偏振分束器的第四側(cè)面上，第二偏振分束器設(shè)置為鄰近于第二可控偏光鏡，第三可控偏光鏡設(shè)置在與第二偏振分束器面向第二可控偏光鏡的側(cè)面垂直的第二偏振分束器的第二側(cè)面上，其中設(shè)置第三可控偏光鏡以當(dāng)?shù)谝籐ED器件工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，設(shè)置第一和第三可控偏光鏡以當(dāng)?shù)诙﨤ED器件工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，而設(shè)置第二可控偏光鏡以當(dāng)?shù)诙﨤ED器件工作時將p-偏振光轉(zhuǎn)換為s-偏振光。
另外可以將光源器件設(shè)置為，使第三偏振分束器設(shè)置為鄰近于第一可控偏光鏡的位置，其中第三LED器件設(shè)置在垂直于第三偏振分束器面向第一可控偏光鏡的第一側(cè)面的第三偏振分束器的側(cè)面上；第四可控偏光鏡設(shè)置在與第三偏振分束器面向第一可控偏光鏡的側(cè)面垂直的第三偏振分束器的第二側(cè)面上，第五可控偏光鏡設(shè)置在與第三偏振分束器的第一側(cè)面相對的第三偏振分束器的側(cè)面上，第四偏振分束器設(shè)置為鄰近于第三和第四可控偏光鏡，而第六可控偏光鏡設(shè)置在與第四偏振分束器面向第四可控偏光鏡的側(cè)面垂直且與第四偏振分束器面向第三可控偏光鏡的側(cè)面相對的第四偏振分束器的側(cè)面上，其中當(dāng)?shù)谝籐ED器件工作時第三可控偏光鏡工作，當(dāng)?shù)诙﨤ED器件工作時第一、第二和第三可控偏光鏡工作，而當(dāng)?shù)谌齃ED器件工作時第四、第五和第六可控偏光鏡工作。
設(shè)置有源可控偏光鏡以將p-偏振光轉(zhuǎn)換為s-偏振光和將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光。
也可以將光源器件設(shè)置為，使第二偏振分束器設(shè)置為鄰近于可控偏光鏡，其中第三LED器件設(shè)置在與第二偏振分束器面向第一可控偏光鏡的側(cè)面垂直的第二偏振分束器的側(cè)面上，第二可控偏光鏡設(shè)置在與第二偏振分束器的第一側(cè)面相對的第二偏振分束器的側(cè)面上，其中設(shè)置第一可控偏光鏡以當(dāng)?shù)诙﨤ED器件工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，而設(shè)置第二可控偏光鏡以當(dāng)?shù)谌齃ED器件工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光。
光組合裝置可以含有沿著多個LED器件設(shè)置的光導(dǎo)，其中可控偏光鏡設(shè)置在LED器件和該光導(dǎo)之間，并且可以在可控偏光鏡和LED器件之間沿該光導(dǎo)設(shè)置反射偏光鏡。光組合裝置還可以包括與LED器件相對的、沿著光導(dǎo)設(shè)置的反射層。設(shè)置可控偏光鏡與工作的LED器件相對應(yīng)的部分以便轉(zhuǎn)換光的偏振。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過含有投影透鏡、控制器和圖像產(chǎn)生裝置的投影顯示系統(tǒng)，使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的光源來獲得上述目的。


結(jié)合附圖，通過下面的對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明性的和非限制性的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢。
圖1示出了一個投影顯示系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的光源；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種可選光源；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光源；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光源；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光源；圖7示出了一種偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；圖8示出了一種可選偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光源；以及圖10示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光源。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了投影顯示系統(tǒng)100，其包含光源120、控制器104、圖像產(chǎn)生裝置106和投影透鏡108。投影顯示系統(tǒng)100在屏幕110上投影圖像。圖像產(chǎn)生裝置106優(yōu)選包括液晶面板112和檢偏器114。光源102將偏振光提供給圖像產(chǎn)生裝置106的液晶面板112。液晶面板112在多個像素中對光進(jìn)行調(diào)制。液晶面板112的作用是已調(diào)制的像素的光將改變偏振，而未調(diào)制的像素的光將不發(fā)生改變。因此，檢偏器114是一種偏振濾光鏡，具有與照亮液晶面板112的光的偏振方向垂直的透射偏振方向，并且將消除來自未調(diào)制的像素的光以提高圖像的清晰度?？刂破?04控制光源102的光產(chǎn)生和圖像產(chǎn)生裝置106的圖像產(chǎn)生。例如，該控制器可以控制順序顏色分離的圖像產(chǎn)生，其中順序產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色圖像并迅速顯示，以使觀看者體驗(yàn)到全色圖像。
為了產(chǎn)生在白天也能觀看的大的投影圖像，光源的亮度是至關(guān)重要的。為了提高在光源120中使用的LED的亮度，僅僅用低的占空比驅(qū)動LED，以避免由于LED變熱引起的光發(fā)射降低的現(xiàn)象。相反，順序驅(qū)動LED，以使LED具有處于切斷狀態(tài)的階段。因此，在處于接通狀態(tài)期間內(nèi)能夠顯著改善LED的發(fā)射。
圖2示出了光源200，其包括第一LED器件202和第二LED器件204。設(shè)置LED器件202、204來交替發(fā)光以使得能夠改善發(fā)射。設(shè)置偏振分束器(PBS)206以將來自LED器件202、204的偏振光指引朝向光源的光輸出端。LED器件202、204產(chǎn)生非偏振光，也就是既在s態(tài)又在p態(tài)下偏振的光。當(dāng)?shù)谝籐ED器件202發(fā)光時，向PBS 206發(fā)射非偏振光。PBS朝向光輸出端透射p-偏振光并且反射s-偏振光分量(在圖2中朝向下方)。同樣地，當(dāng)?shù)诙﨤ED器件204發(fā)光時，向PBS 206發(fā)射非偏振光。PBS將透射p-偏振光(在圖2中朝向下方)并向光輸出端反射s-偏振光分量。從而當(dāng)?shù)谝籐ED器件202工作時提供p-偏振光，而當(dāng)?shù)诙﨤ED器件工作時提供s-偏振光。為了獲得均勻偏振的光輸出，設(shè)置了可開關(guān)延遲器208。當(dāng)處于開狀態(tài)時，可開關(guān)延遲器208將線性偏振的光的偏振從p狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到s狀態(tài)，反之亦然。因此，通過當(dāng)?shù)诙﨤ED器件204工作時激活可開關(guān)延遲器208而當(dāng)?shù)谝籐ED器件202工作時去激活可開關(guān)延遲器208，可以在光源200的輸出端獲得均勻偏振的光。從而獲得了p-偏振光。通過當(dāng)?shù)谝籐ED器件202工作時激活可開關(guān)延遲器208而當(dāng)?shù)诙﨤ED器件204工作時去激活可開關(guān)延遲器208也能夠獲得s-偏振光。
對于一些應(yīng)用，不需要偏振光。那么可以用可開關(guān)鏡306代替PBS，如圖3所示。那么光源300包括第一LED器件302、第二LED器件304和可開關(guān)鏡306，以在光源300的輸出端處提供非偏振光。操作可開關(guān)鏡306以朝著光源300的輸出端反射當(dāng)?shù)诙﨤ED器件304處于工作狀態(tài)時來自該第二LED器件304的光，并且透射當(dāng)?shù)谝籐ED器件302處于工作狀態(tài)時來自該第一LED器件302的光。
圖4示出了光源400，其包括多個LED器件402、404、406、408。設(shè)置LED器件402、404、406、408來交替發(fā)光以能夠改善發(fā)射。設(shè)置多個偏振分束器(PBS)410、412、414以將來自LED器件402、404、406、408的偏振光指引朝向光源的光輸出端。設(shè)置了多個可開關(guān)延遲器416、418、420以在光源400的輸出端獲得均勻偏振的光。
為了在輸出端得到p-偏振光，當(dāng)?shù)谝籐ED器件402工作時可開關(guān)延遲器416、418、420處于關(guān)狀態(tài)，當(dāng)?shù)诙﨤ED器件404工作時第一可開關(guān)延遲器416處于開狀態(tài)而其它可開關(guān)延遲器418、420處于關(guān)狀態(tài)。同樣地，當(dāng)?shù)谌齃ED器件406工作時，第二可開關(guān)延遲器418處于開狀態(tài)而其它可開關(guān)延遲器416、420處于關(guān)狀態(tài)，而當(dāng)?shù)谒腖ED器件408工作時，第三可開關(guān)延遲器420處于開狀態(tài)而其它可開關(guān)延遲器416、418處于關(guān)狀態(tài)。由此獲得較低的占空比。依照這種結(jié)構(gòu)，交替的LED器件的數(shù)量可以是任意的，其中更多的交替LED器件產(chǎn)生更低的占空比，這意味著LED器件的溫度更低，這改善了光發(fā)射。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的一個實(shí)施例。該光源包括與圖4的光源類似的光源組502、504、506。光源組502、504、506中的每一個提供一種顏色，如組502提供紅色光，組504提供綠色光，而組506提供藍(lán)色光。組502、504、506中的每一個均包括多個LED、多個用于指引光的PBS和多個用于獲得光的正確偏振的可開關(guān)延遲器。優(yōu)選將可開關(guān)延遲器設(shè)置成組508、510、512、514中以利于更好的控制、生產(chǎn)和費(fèi)用。延遲器組508、510、512、514優(yōu)選由分割成三部分的單一部件構(gòu)成。通過光耦合裝置516、518、520、522和光導(dǎo)524、526、528、530將來自光源組502、504、506的光指引到PBS 532。然后，到達(dá)PBS 532的P-偏振光將被透射到硅基液晶(LCOS)器件534，器件534將光的偏振轉(zhuǎn)換為s狀態(tài)并將光反射回PBS 532，PBS 532朝著光源的輸出端透射光。需要指出的是，如果LCOS器件534面向PBS 532的區(qū)域小于PBS 532的對應(yīng)面區(qū)域，這是有益的。這將避免光照射到PBS 532的邊沿，這種情況將降低圖像質(zhì)量。為了確保沒有光照射到PBS 532的邊沿區(qū)域，可以將掩模(未示出)插入到LCOS器件534和PBS 532之間。還需要指出的是將LCOS器件534’放置在PBS 532的另一側(cè)以使得它需要用s-偏振光照明是有益的。在這種情況下，用可開關(guān)延遲器514來確保只有s-偏振光可以離開每個組502、504、506。還需要指出的是，將諸如透鏡(未示出)的附加無源光學(xué)元件插入到光導(dǎo)530和PBS 532之間及LCOS器件534和PBS 532之間，或可選地插入在LCOS器件534’和PBS 532之間是有益的。
雖然通過僅有三種顏色的例子來說明該實(shí)施例，但其也可以用于具有任意數(shù)量的顏色的情況。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的光源和圖像產(chǎn)生器的另一實(shí)施例，其中光在光源組602、604、606中產(chǎn)生，每個組均與圖4中的相似。組602、604、606中的每一個提供一種顏色的光，如組602提供紅色光，組604提供綠色光，而組606提供藍(lán)色光。組602、604、606中的每一個均包括多個LED、多個用于指引光的PBS和多個用于獲得光的正確偏振的可開關(guān)延遲器。可開關(guān)延遲器優(yōu)選設(shè)置成組608、610、612中以利于更好的控制、生產(chǎn)和費(fèi)用。延遲器組608、610、6126優(yōu)選由分割成三部分的單一部件構(gòu)成。通過光導(dǎo)614、616、618和光導(dǎo)裝置620、622將來自光源組602、604、606的光分別指引到圖像產(chǎn)生裝置624、626、628。光發(fā)生裝置優(yōu)選包括液晶面板和檢偏器。光源組602、604、606給圖像產(chǎn)生裝置624、626、628的液晶面板提供偏振光。液晶面板在多個像素中對光進(jìn)行調(diào)制。液晶面板的作用是已調(diào)制的像素的光將改變偏振，而未調(diào)制的像素的光將不改變偏振。因此，檢偏器是一種偏振濾光鏡，具有與照亮液晶面板的光的偏振方向垂直的透射偏振方向，并且將消除來自未調(diào)制的像素的光以改善圖像的清晰度。例如，將來自光源組602的紅光提供給圖像產(chǎn)生裝置624以產(chǎn)生彩色圖像的紅色分量，將來自光源組604的綠光提供給圖像產(chǎn)生裝置626以產(chǎn)生彩色圖像的綠色分量，并將來自光源組606的藍(lán)光提供給圖像產(chǎn)生裝置628以產(chǎn)生彩色圖像的藍(lán)色分量。由正交棱鏡630組合圖像分量并且輸出到投影透鏡(未示出)。
需要指出的是，圖像產(chǎn)生裝置624、626、628面向正交棱鏡630的區(qū)域小于正交棱鏡630的對應(yīng)區(qū)域是有益的。這將避免光照射到正交棱鏡630的邊沿，這種情況將降低圖像質(zhì)量。為了確保沒有光照射到正交棱鏡630的邊沿區(qū)域，可以將掩模(未示出)插入到圖像產(chǎn)生裝置624、626、628和正交棱鏡630之間。
雖然通過僅有三種顏色的例子來說明該實(shí)施例，但其也可以用于具有任意數(shù)量的顏色的情況。
由于在PBS中反射非偏振光的s-偏振部分，使得來自每個LED器件的光的大約一半被消耗了，使得它未到達(dá)光源的輸出端。圖7示出了稱為偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)的結(jié)構(gòu)，用于以均勻偏振在一個方向指引全部的光。結(jié)構(gòu)700含有LED器件702、第一PBS 704、第二PBS 706和延遲器708。LED器件702向第一PBS 704發(fā)射非偏振光，第一PBS 704向輸出端發(fā)射p-偏振光，并將s-偏振光反射到第二PBS 706。第二PBS 706將s-偏振光反射到延遲器708，后者將光轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)。這樣，全部的光作為p-偏振光輸出。
圖8示出了與圖7相似的用于以均勻偏振在一個方向指引全部光的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)800含有LED器件802、第一PBS 804、第二PBS 806和延遲器808。LED器件802將非偏振光發(fā)射到第一PBS 804，后者將p-偏振光透射到延遲器808。延遲器808將上述p-偏振光在輸出前轉(zhuǎn)換為s狀態(tài)，并將s-偏振光反射到第二PBS 806。第二PBS 806將s-偏振光反射到輸出端。這樣，全部的光作為s-偏振光輸出。
可以通過修改圖2和4到6中的光源結(jié)構(gòu)，將偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用用在本發(fā)明中。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的光源900的實(shí)施例，其中應(yīng)用了偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用。光源900包括多個LED器件902、904、906、908。設(shè)置LED器件902、904、906、908來交替發(fā)光以能夠改善發(fā)射。設(shè)置多個偏振分束器(PBS)910、912、914、916、918、920以將來自于LED器件902、904、906、908的偏振光指引向光源的光輸出端。設(shè)置了多個可開關(guān)延遲器922、924、926、928、930、932、934、936、938以在光源900的輸出端獲得均勻偏振的光。
當(dāng)?shù)谝籐ED器件902工作時，其發(fā)射非偏振光到第一PBS 910，后者反射s-偏振光通過處于關(guān)狀態(tài)的第一可開關(guān)延遲器922到第二PBS912，而多路透射p-偏振光通過PBS 914、918及處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器924、930、936到輸出端。在第二PBS 912中s-偏振光被反射到處于開狀態(tài)的第三可開關(guān)延遲器926。由此光被轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)并因此被透射通過PBS 916、920和處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器932、938到輸出端。
當(dāng)?shù)诙﨤ED器件904工作時，其發(fā)射非偏振光到第一PBS 910，后者反射s-偏振光通過處于開狀態(tài)并因此將該s-偏振光轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)的第二可開關(guān)延遲器924到第三PBS 914，并多路透射p-偏振光通過PBS 918及處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器930、936到輸出端。在第一可開關(guān)延遲器922中p-偏振光被轉(zhuǎn)換為s狀態(tài)，然后在第二PBS 912中被反射到處于開狀態(tài)的第三可開關(guān)延遲器926。由此，光被轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)并被透射通過PBS 916、920和處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器932、938到輸出端。
當(dāng)?shù)谌齃ED器件906工作時，其發(fā)射非偏振光到第三PBS 914，后者反射s-偏振光通過處于開狀態(tài)并且因此將該s-偏振光轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)的第五可開關(guān)延遲器930到第五PBS 918，并且透射p-偏振光通過處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器936到輸出端。在第四可開關(guān)延遲器928中p-偏振光被轉(zhuǎn)換為s狀態(tài)，然后在第四PBS 916中被反射到處于開狀態(tài)的第六可開關(guān)延遲器932。由此，光被轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)并且因此被透射通過PBS 920和處于關(guān)狀態(tài)的可開關(guān)延遲器938到輸出端。
當(dāng)?shù)谒腖ED器件908工作時，其發(fā)射非偏振光到第五PBS 918，后者反射s-偏振光通過處于開狀態(tài)并且因此將該s-偏振光轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)的第八可開關(guān)延遲器936到輸出端。在第七可開關(guān)延遲器934中p-偏振光被轉(zhuǎn)換為s狀態(tài)，然后在第六PBS 920中被反射到處于開狀態(tài)的第九可開關(guān)延遲器938。由此，光被轉(zhuǎn)換為p狀態(tài)并且被透射到輸出端。
類似的結(jié)構(gòu)可以用于結(jié)合圖5和6描述的多色彩系統(tǒng)中，一個結(jié)構(gòu)900用于一種顏色。該實(shí)施例可以用于具有任意數(shù)量的顏色的情況。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光源1000。光源1000包括設(shè)置為交替發(fā)射光以能夠改善發(fā)射的多個LED器件1002、1004、1006、1008、1010、1012，用于將來自LED器件1002、1004、1006、1008、1010、1012的光耦合到光導(dǎo)1026的多個棱鏡1014、1016、1018、1020、1022、1024，光導(dǎo)1026沿LED器件1002、1004、1006、1008、1010、1012及它們的棱鏡1014、1016、1018、1020、1022、1024延伸。對于小的耦合角，可能不能滿足完全內(nèi)部反射的條件。為了克服這一點(diǎn)，在光導(dǎo)1026的與LED器件1002、1004、1006、1008、1010、1012及它們的棱鏡1014、1016、1018、1020、1022、1024相反的側(cè)面上設(shè)置了反射層1028。在LED器件1002、1004、1006、1008、1010、1012及它們的棱鏡1014、1016、1018、1020、1022、1024與光導(dǎo)之間設(shè)置了反射偏光鏡1030，其具有的特性是可以透射光的一種偏振分量并且反射垂直的偏振分量。在反射偏光鏡1030與光導(dǎo)之間配備了可開關(guān)延遲器1032。分割可開關(guān)延遲器1032以使得對于每個LED器件其具有獨(dú)立的可開關(guān)區(qū)域。在運(yùn)行時，可開關(guān)延遲器1032與工作的LED器件對應(yīng)的區(qū)域處于開狀態(tài)，而其它部分處于關(guān)狀態(tài)。因此，對于來自諸如圖10中描述的LED器件1004的工作的LED器件的非偏振光1033，到達(dá)反射偏光鏡1030后，僅僅具有諸如s-偏振的某一偏振的光1035能夠通過反射偏光鏡1030?？砷_關(guān)延遲器1032的區(qū)域1034處于開狀態(tài)，將s-偏振光1035轉(zhuǎn)換為p-偏振光1037。然后在光導(dǎo)1026中該光被反射層1028反射或被完全內(nèi)反射。該光可以透射通過可開關(guān)延遲器1032的處于關(guān)狀態(tài)的另一區(qū)域1036，并被反射偏光鏡1030反射回到光導(dǎo)1026中，這是因?yàn)楣馐莗-偏振的而在這個例子中反射偏光鏡1030被設(shè)置成反射p-偏振光。最后，經(jīng)歷另外的反射后，保持其偏振的光將到達(dá)光源1000的輸出棱鏡1038并且被輸出。
通過為每種顏色設(shè)置一種結(jié)構(gòu)1000可以將該實(shí)施例用于具有任意數(shù)量的顏色的情況。本實(shí)施例的有益特征是可以使用具有以矩陣排列的獨(dú)立可開關(guān)區(qū)域的大的平面可開關(guān)延遲器。這將使制造簡單及降低費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種用于投影顯示器的光源器件(102、200、400、500、600、900、1000)，其包括多個發(fā)光二極管(LED)器件(202、204、402、404、406、408、902、904、906、908、1002、1004、1006、1008、1010、1012)，其中所述多個LED器件(202、204、402、404、406、408、902、904、906、908、1002、1004、1006、1008、1010、1012)被設(shè)置成順序運(yùn)行，以及用于將來自所述LED器件的光傳送到所述光源(102、200、400、500、600、900、1000)的輸出端的光組合裝置，其特征在于所述光組合裝置還包括可控偏振裝置(208、416、418、420、508、510、512、514、608、610、612、922、924、926、928、930、932、934、938、1032)，其被設(shè)置成通過所述光組合裝置的結(jié)構(gòu)使所述光偏振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源器件，其中所述可控偏振裝置(208、416、418、420、508、510、512、514、608、610、612、922、924、926、928、930、932、934、938、1032)包括可開關(guān)延遲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源器件，其中所述可開關(guān)延遲器包括液晶單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源器件，其中所述光組合裝置包括偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(700、800、900)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源器件，其中所述光組合裝置還包括偏振分束器(206、410、412、414、532、910、912、914、916、918、920)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源器件，其中第一LED器件(202、402、902)設(shè)置在第一偏振分束器(206、410、910)的第一側(cè)面上，第二LED器件(204、404、904)設(shè)置在垂直于所述偏振分束器(206、410、910)的所述第一側(cè)面的所述偏振分束器(206、410、910)的第二側(cè)面上，第一可控偏光鏡(208、416、924)設(shè)置在與所述第一偏振分束器(206、410、910)的所述第一側(cè)面相對的所述偏振分束器(206、410、910)的第三側(cè)面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源器件，其中第二可控偏光鏡(922)設(shè)置在與所述第一偏振分束器(910)的所述第二側(cè)面相對的所述第一偏振分束器(910)的第四側(cè)面上，第二偏振分束器(912)設(shè)置在靠近于所述第二可控偏光鏡(922)的位置，第三可控偏光鏡(926)設(shè)置在垂直于所述第二偏振分束器(912)面向所述第二可控偏光鏡(922)的側(cè)面的所述第二偏振分束器(912)的第二側(cè)面上，其中所述第三可控偏光鏡(926)被設(shè)置成當(dāng)所述第一LED器件(902)工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，所述第一和第三可控偏光鏡(924、926)被設(shè)置成當(dāng)所述第二LED器件(904)工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，所述第二可控偏光鏡(922)被設(shè)置成當(dāng)所述第二LED器件(904)工作時將p-偏振光轉(zhuǎn)換為s-偏振光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源器件，其中第三偏振分束器(914)設(shè)置在靠近所述第一可控偏光鏡(924)的位置，其中第三LED器件(906)設(shè)置在垂直于所述第三偏振分束器(914)面向所述第一可控偏光鏡(924)的第一側(cè)面的所述第三偏振分束器(914)的側(cè)面上，第四可控偏光鏡(928)設(shè)置在垂直于所述第三偏振分束器(914)面向所述第一可控偏光鏡(924)的側(cè)面的所述第三偏振分束器(914)的第二側(cè)面上，第五可控偏光鏡(930)設(shè)置在與所述第三偏振分束器(914)的所述第一側(cè)面相對的所述第三偏振分束器(914)的側(cè)面上，第四偏振分束器(916)設(shè)置在靠近所述第三和第四可控偏光鏡(926、928)的位置，第六可控偏光鏡(932)設(shè)置在垂直于所述第四偏振分束器(916)面向所述第四可控偏光鏡(928)的側(cè)面并且與所述第四偏振分束器(916)面向第三可控偏光鏡(926)的側(cè)面相對的所述第四偏振分束器(916)的側(cè)面上，其中當(dāng)所述第一LED器件(902)工作時所述第三可控偏光鏡(926)工作，當(dāng)所述第二LED器件(904)工作時所述第一、第二和第三可控偏光鏡(922、924、926)工作，而當(dāng)所述第三LED器件(906)工作時所述第四、第五和第六可控偏光鏡(928、930、932)工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源器件，其中第二偏振分束器(412)設(shè)置為靠近于所述可控偏光鏡(416)，其中第三LED器件(406)設(shè)置在垂直于第二偏振分束器(412)面向所述第一可控偏光鏡(416)的第一側(cè)面的所述第二偏振分束器(412)的側(cè)面上，第二可控偏光鏡(418)設(shè)置在與所述第二偏振分束器(412)的所述第一側(cè)面相對的所述第二偏振分束器(412)的側(cè)面上，其中所述第一可控偏光鏡(416)被設(shè)置成當(dāng)所述第二LED器件(404)工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光，而所述第二可控偏光鏡(418)被設(shè)置成當(dāng)所述第三LED器件(406)工作時將s-偏振光轉(zhuǎn)換為p-偏振光。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源器件，其中所述光組合裝置包括沿所述多個LED器件(1002、1004、1006、1008、1010、1012)延伸的光導(dǎo)(1026)，其中所述可控偏光鏡(1032)設(shè)置在所述LED器件(1002、1004、1006、1008、1010、1012)與所述光導(dǎo)(1026)之間，而在所述可控偏光鏡(1032)與所述LED器件(1002、1004、1006、1008、1010、1012)之間沿所述光導(dǎo)(1026)設(shè)置反射偏光鏡(1030)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源器件，其中所述光組合裝置還包括與所述LED器件(1002、1004、1006、1008、1010、1012)相對的、沿所述光導(dǎo)(1026)設(shè)置的反射層(1028)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源器件，其中所述可控偏光鏡的對應(yīng)于工作的LED的那部分被設(shè)置成轉(zhuǎn)換光的偏振。
13.一種投影顯示系統(tǒng)(100)，其包括投影透鏡(108)、控制器(104)和圖像產(chǎn)生裝置(106、624、626、628)，其特征在于該投影系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求1所述的光源(102、200、400、500、600、900、1000)。
全文摘要
公開了一種用于投影顯示器的光源器件，其包括多個發(fā)光二極管(LED)器件。多個LED器件被設(shè)置成順序運(yùn)行。設(shè)置光組合裝置以將來自LED器件的光傳送到光源的光輸出端。光組合裝置包括可控偏振裝置，該可控偏振裝置被設(shè)置成通過光組合裝置的結(jié)構(gòu)使光偏振。另外，公開了一種含有投影透鏡、控制器、和圖像產(chǎn)生裝置的使用上述光源的投影顯示系統(tǒng)。
文檔編號H04N5/74GK1993987SQ200580026330
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者M·P·C·M·克里杰恩, S·T·德茲沃特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司