本发明专利技术公开了一种ＬＥＤ投影显示用光源，它包括三种不同基色的ＬＥＤ发光芯片列阵和固定它们的基底座，且芯片列阵和基底座至少一者的表面带有反射结构以构成光回用装置。反射结构可以是光学镀膜层。在发光芯片的表面镀有多层干涉光学膜层，该光学膜层具有对该发光芯片的发射光谱波段高透过，而对其余波段高反射的特性。而在各发光芯片之间露出的基底座的表面上则镀有对整个可见波段均具有高反射特性的膜层。这些光学膜层可将有光学系统反射回来的光线再反射回去，加以重复利用，从而可提高系统的光学效率。本发明专利技术还公开了采用上述光源的投影装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及一种LED (发光二极管)固体光源，具体而言，涉 及一种主要用于投影显示的LED固体光源。
技术介绍
随着LCoS、 DMD等微显示器件出现，投影显示已成为一种重要的新 型显示方式。在现有的投影显示系统中的照明光源主要是采用UHP灯(超高压荥灯)、氙灯等，但这些光源都有体积大、功耗高、发热严重、 光谱中有害成份(紫外光、红外光)较多、寿命较短、安全性较差等缺 点。因此，近年来随着固体光源LED (发光二极管)技术的迅速提高，用 LED来取代UHP或氙灯作为投影显示用光源已是这几年的一个重要研究 方向，业已有一些实验室的样机问世。以目前技术，单颗LED的亮度尚不能投影显示的需要。必须采用类似 图l那样的多颗红、绿、蓝三种基色的LED列阵，构组成一个投影显示用 光源。将这样一个光源与新近专利技术的彩色LCoS器件(见题为《便携式电 子设备》的中国专利申请No. 200610083624.X)组合在一起可以组成一个 微型化的投影显示系统。该微型化投影显示系统可以集成在手机、笔记本 电脑、PDA、手掌式游戏机等便携式电子设备中，具有广阔的应用前景。在便携式电子设备中的应用，受电池容量的限制，对光能量的充分利 用是极其重要的。而目前与彩色LCoS器件相配的光回收利用设计，主要 是针对近似点光源系统的，对于更接近面光源的LED列阵就不太适用。因此，需要一种针对LED列阵光源的光回收利用(即光回用)方法。
技术实现思路
本专利技术公开了一种投影显示用光源以及采用该光源的投影装置。本专利技术的投影显示用光源包括LED发光芯片列阵和固定该列阵的基底座，并且芯片列阵和基底座中至少一者的表面带有反射结构以构成光回用装置。反射结构可以是光学镀膜层。例如，在各LED发光芯片的表面上均镀上多层 光学薄膜结构，该薄膜结构具有对该发光芯片发射的光谱高透过，而对其 它波段的可见光高反射的特征；和/或在固定这些LED发光芯片的基底座 的表面上(除去被这些发光芯片覆盖住的地方)镀上对可见光全波段的高 反射膜层。这样，该LED光源就等效于一块反射镜，可将射向它的光线最 大限度地反射回光学系统，再加以重复利用。应用到彩色LCoS投影显示系统，这种带有光回用装置的LED投影显 示用光源可以将从彩色LCoS或投影显示系统中的其他元件反射回光源系 统的无用光线，再次反射回投影系统作投影用，从而可以大大提高系统的 光能利用。附图说明图1图示了现有的投影显示用LED光源的平面示意图； 图2图示了本专利技术的投影显示用LED光源的剖面示意图； 图3图示了在各LED发光芯片上的光学膜层的透射光谱； 图4图示了根据本专利技术的LED光源用于彩色LCoS投影显示系统的一 个实施例；图5图示了根据本专利技术的LED光源用于彩色LCoS投影显示系统的另 一个实施例；图6图示了曲面基底座的LED光源示意图。具体实施例方式下面参考附图说明本专利技术的具体实施例。图1图示了一种现有的投影显示用LED光源的平面示意图。由于单颗 LED发光芯片的亮度不足以满足投影显示的需要，因而只能采用多颗LED 组合的方式来达到此目的。图上例示了用12颗LED发光芯片(红光2-1、绿光2-2、和蓝光2-3各四颗)按一定的排列固定在一块基底座1上，它们发射的光经均化和准直后成为一束近乎准直的白光，可用于投影显 示。这些发光芯片之间须留出一定的间隔距离，以保证它们的散热良好。图2图示了本专利技术的投影显示用LED光源的剖面示意图。LED发光 芯片2镶嵌固定在基底座1上。考虑到光线的回用，因而可采取镶嵌式的 固定方式，使发光芯片的表面与基底座的表面基本上在同一平面内，同时 也可以方便于芯片的定位。为了实现光回用，芯片2和基底座1中至少一 者的表面上带有反射结构。例如，在发光芯片的表面上镀有多层光学干涉 膜3，它们是由全介质的高、低折射率交替的多层薄膜，其特征是对于相 应的发光芯片发射的光谱具有高透过率，而对于可见光波段的其它光谱则 具有高反射率。其透射光谱可如图3所示，曲线101对应于红色发光芯片 上的光学膜层的透过率，而曲线102、 103则分别对应于绿色和蓝色的发 光芯片。须注意的是这些曲线仅是示例，实际的透过率光谱需根据对应的 发光芯片的发射光谱特性而调整。可选用的高折射率介质材料包括但不限 于Ti02、 Zr02、 ZnS、 Hf02、 Ta205、她205等，而可选用的低折射率介 质材料包括但不限于Si02、 MgF2、 LiF、 ThF4、冰晶石等。而在基底座1 的表面上(除去被发光芯片2覆盖住的区域)则镀有对可见光全波段均有 高反射率的反射膜层4，该膜层可以是具高反射率的金属膜层，如铝、 银、铑等，也可以是全介质的宽带反射膜，或者是金属与介质的组合膜 系。关于这些光学薄膜的进一步详细描述，可参见唐晋发、郑权著《应用 薄膜光学》。为使这些光学膜层的反射基本上是镜面反射，要求发光芯片 和基底座的表面是接近于光学镜面。因此，在镀制这些光学膜前必须对这些表面进行平整化处理。常用的表面平整化手段包括，但不限于化学机械抛光(CMP)、研磨、模压、复型、纯机械抛光、溶胶凝胶自流平等 等。当然，上述膜层3与膜层4可以是单独存在的，不过二者同时存在可以使本专利技术获得最佳的效果。这些发光芯片、基底座和光学膜层组合在一起构成本专利技术的带有光回 用装置的LED投影显示用光源10。当然还应包括封装玻璃、相关线路 等，因与本专利技术关系不大，这里作省略，不作详细描述，也不在图中画 出。图4图示了根据本专利技术的LED光源用于彩色LCoS投影显示系统的一 个实施例。其中的楔型光棒12可以是一根透明材料制成的棒体，其四周 壁镀有高反射膜，或不镀膜而直接利用材料与空气界面的全反射原理，所 述透明材料例如玻璃、塑料、树脂等；光棒12也可以是一条空心的通 道，而其四周壁镀有高反射膜层。它的作用主要是利用它的周壁对光线的多次反射，可以对光束的强度和颜色起到均化的作用；另外，由于它的入口小、出口大的楔型结构，可以对发散光束起到部分准直的作用。当由本专利技术的LED光源IO发出的光经该楔型光棒12的多次反射均化并部分准直 后，形成一形状、大小均与彩色LCoS器件20有效面相仿的白色光斑，其 中的s偏振分量透射过起偏器13，而p偏振分量则被起偏器13反射回 去，在经过四分之一波片11两次后被转化成s偏振光，也透过起偏器 13。这些s线偏振光再经场透镜14后，被偏振分光棱镜15折射射到彩色 LCoS器件20上。这些光的一部分经彩色LCoS器件20的调制后，转换成 p偏振光，并带上图像信息，再透射通过偏振分光棱镜15后，被透影物镜 16投射出去，作投影显示。而另外那些没经过彩色LCoS器件20调制的 光则仍保持为s偏振光，再次被偏振分光棱镜15折射后，射回楔型光棒 12。由于本专利技术的LED光源10能反射绝大部分射入到它表面的光，它此 时的作用就相当于一块反射镜，能把那部分反射回来的光再次反射回去， 而等效于提高了发光强度。由此可见，采用本专利技术的LED光源后，可以大 大提高光的利用效率。图5图示了根据本专利技术的LED光源用于彩色LCoS投影显示系统的另 一个实施例。同样，由本专利技术的LED光源10发射出的光，经楔型光棒12 的均化后变成白光，再经场透镜1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＬＥＤ投影显示用光源，包括ＬＥＤ发光芯片列阵和固定该列阵的基底座，其特征在于：所述芯片列阵和所述基底座中至少一者的表面带有反射结构。
【技术特征摘要】
1.一种LED投影显示用光源，包括LED发光芯片列阵和固定该列阵的基底座，其特征在于所述芯片列阵和所述基底座中至少一者的表面带有反射结构。2. 如权利要求1所述的LED投影显示用光源，其特征在于所述反射 结构包括光学镀膜层。3. 如权利要求2所述的LED投影显示用光源，其中在LED发光芯片 表面的光学膜层具有透过该LED发射的光谱，而反射其它波段光谱的特 性。4. 如权利要求3所述的LED投影显示用光源，其中在LED发光芯片 表面的光学膜层为全介质多层光学薄膜。5. 如权利要求2所述的LED投影显示用光源，其中在基底座除被 LED发光芯片覆盖住的区域外的表面区域上镀有在可见光全波段的高反射 光学膜层。6. 如权利要求5所述的LED投影显示用光源，其中在基底座表面所镀 的高反射光学膜层为高反射率的金属膜层。7. 如权利要求5所述的LED投影显示用光源，其中在基...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵剑心，樊斌，
申请(专利权)人：晶荧光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[]
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