三基色LED光源装置及使用该装置的液晶投影设备制造方法及图纸

一种三基色LED光源装置，包括基板、面发光元件、均光棒以及聚光透 镜组。其中，面发光元件设置于所述基板上，用于时序发射三种不同颜色的 光。匀光棒与所述基板连接并罩住所述面发光元件，用于多次反射所述三种 不同颜色的光并混合为均匀的白光。该均光棒为中空结构，具有入射孔以及 出射孔，其侧壁镀有高反射材料。聚光透镜组设置于所述匀光棒影像输出光 路上，用于会聚、整形并进一步均匀化所接收到的白光，减小其发散角。本 实用新型专利技术的光源装置，通过均匀棒以及聚光透镜组，三种不同颜色的光被混 合成为发散角小、均匀性好的白光，满足液晶成像液晶面板对照明光小角度 入射的要求。另外，还提供一种使用该装置的液晶投影设备。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及照明光源和投影显示技术，尤其涉及一种三基色LED光 源装置及使用该装置的液晶投影设备。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode ， LED)是一种磷化镓(GAP)、氮 化镓(GAN )等半导体材料制成的、能直接将电能转化为光能的发光器 件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。由于LED发光效率高、寿命 长、反应灵敏、不含有毒物质等特点，使得其的应用越来越广泛，尤其是白 光LED，被认为是继白炽灯、荧光灯以后的第三代照明光源，被广泛应用在 液晶投影装置、手机背光源、显示屏幕等。目前，白光LED的实现方法有多 种，其中一种方法是多种单色光混合在一起产生白光，例如同时使用红 光、绿光及蓝光LED芯片的三波长型的白光LED ，然而，其均匀性较差，投 射到屏幕的光也常常会发生偏移。中国专利技术专利申请公开说明书中公开号CN1310790 名称为用发光 二极管的照明设备公开了一种光源，包括一个发光二极管阵列以及一个反 射筒。其中，发光二极管阵列包含至少一个发光二极管，用于发射呈多种颜 色中每一种的光。反射筒具有入射孔，大于该入射孔的出射孔，在该两孔之 间延伸的反射的周围壁，以及在该壁中央的该两孔之间延伸的光轴。发光二 极管阵列被设置在入射孔中，周围壁从该入射孔到出射孔岔开，并且该周围 壁，从光轴看，具有外凸的形状。该周围壁用于使来自该发光二极管阵列的 光反射和混合。然而，这种结构的照明设备，均匀性较差，影响液晶投影设 备的投射品质，且，混合后的出射光线的发散角较大，难以满足成像液晶面 板对照射光小角度入射的要求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种光亮度均匀，能满足成像液晶面板对照明光小角度入射要求的二基色LED光源装置。另外，还需提供一种结构简单，光亮度均匀，尺寸小的液晶投影设备。本技术的专利技术目的是通过以下技术方案来实现的一种三基色LED光源装置，包括基板、面发光元件、均光棒以及聚光透 镜组。其中，面发光元件设置于所述基板卜.，用于时序发射三种不同颜色的 光。匀光棒与所述基板连接并罩住所述面发光元件，用于多次反射所述三种 不同颜色的光并混合为均匀的白光。该均光棒为中空结构，具有入射孔以及 出射孔，其侧壁镀有高反射材料。聚光透镜组设置于所述匀光棒影像输出光 路上，用于会聚、整形并进一步均匀化所接收到的白光，减小其发散角。上述的三基色LED光源装置，其中所述均光棒为长方体形状或者圆柱 体形状，且，该均匀棒的入射孔面积等于出射孔面积。上述的三基色LED光源装置，其中所述均光棒为圆台形状、喇叭形状 或者梯形平台形状，且，该均匀棒的入射孔面积大于出射孔面积。上述的三基色LED光源装置，其中所述聚光透镜组为一个复合抛物面聚光器，其光线入射处设置有凹陷部，该凹陷部的面积与所述均光棒的入射 孔面积大致相等。上述的三基色LED光源装置，其中所述复合抛物面聚光器与所述均光 棒卡合连接；所述复合抛物面聚光器的材质为塑料，其外截面形状为椭圆形 或者圆形；采用卡合连接的方式，有利于使整个光源结构紧凑体积小，以满 足投影设备微型化的需要，且，确保复合抛物面聚光器充分完全的接收光， 进一步提高光能的利用率。上述的三基色LED光源装置，其中所述面发光元件为方形布置的四个 发光芯片 一个红光发光二极管芯片、 一个蓝光发光二极管芯片以及两个对角布置的绿光发光二极管芯片。上述的三基色LED光源装置，其中所述聚光透镜组为多个顺序排列的玻璃透镜。一种液晶投影设备，包括偏振分光器、微液晶显示单元、投影透镜以及上述的三基色LED光源装置。偏振分光器用于把非偏振光转化为偏振光。液 晶显示单元用于把所接收到的偏振光进行调制，转换为与该偏振光垂直的另 一偏振光，并使该另一偏振光携有图像信息。投影透镜用于接收携有图像信 息的另一偏振光。三基色LED光源装置用于输出所述非偏振光。上述的液晶投影设备，其中所述微液晶显示单元为单片液晶面板，设 置于所述偏振分光器与三基色LED光源装置的非相邻的一侧。上述的液晶投影设备，其中所述微液晶显示单元为两片液晶面板，分 别设置于所述偏振分光器的相邻两侧面上。本技术的三基色LED光源装置，面发光元件时序发出的三种不同颜 色的光，通过均匀棒多次反射，混合出均匀性好的白光，经聚光透4竟组的会 聚以及整形，输出发散角小、均匀性好、准直性好的光斑，提高光能的利用 率，满足成像液晶面板对照明光小角度入射的要求。此外，使用上述发光二 极管光源装置的液晶投影设备，其光学系统设计过程仅涉及发光二极管光源 装置，偏振分光器、微液晶显示单元以及投影透镜，不涉及其他光学器件， 结构简单，光亮度均匀，光能利用率高，且，尺寸小，生产成本较低。附图说明为了易于说明，本技术由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本技术第一实施方式的三基色LED光源装置的立体结构示意图。图2为图1的面发光元件的结构示意图。图3为本技术第二实施方式的三基色LED光源装置的立体结构示意图。图4为本技术第三实施方式的三基色LED光源装置的立体结构示意图。图5a为本技术第一实施方式的液晶投影设备的立体结构示意图。 图5b为本技术液晶投影设备的平面结构示意图。 图5c为微液晶显示单元照度分布图。 图5d为液晶投影设备输出的角度能量分布图。图6为本技术第二实施方式的液晶投影设备的立体结构示意图。具体实施方式图1所示为本技术三基色LED光源装置的立体结构示意图，其包括基板IO (参阅图2)、面发光元件20、匀光棒30以及聚光透镜组40。其中， 面发光元件20设置于基板10上，用于时序发射三种不同颜色的光。均匀棒30 与基板10连接，并罩住面发光元件20，用于多次反射该三种不同颜色的光并 混合为均匀的白光。聚光透镜组40设置于匀光棒30影像输出光路上，用于会 聚、整形并进一步均匀化所接收到的白光，减小均匀棒30出射光的发散角。本实施方式中，基板10包括电路层(图中未标示)以及设置于电路层下 表面的散热层(图中未标示)。面发光元件20与基板10上的电路层电连接，用于发出180。的光。本实 施方式中，面发光元件20时序发射三种不同颜色的光，例如红光、蓝光以 及绿光。参阅图2，该面发光元件20为方形布置的四个发光芯片 一个红光 发光二极管芯片R、 一个蓝光发光二极管芯片B以及两个对角布置的绿光发 光二极管芯片Gl 、 G2 。且，红光发光二极管芯片R、绿光发光二极管芯 片Gl 、 G2以及蓝光发光二极管芯片B连接有控制器(图中未示出)，用 于控制芯片的时序发光。各个芯片工作频率按液晶面板所需光照参数进行设 定，以达到显示最好的颜色视觉效果。本技术其它实施方式中，面发光元件20也可以为其它方式布置的多 个发光芯片，只要满足发出三种不同颜色的光即可。均光棒30为中空结构，具有入射孔以及出射孔，其侧壁镀有高反射材 料，其材质为玻璃。本实施方式中，入射孔的面积不小于出射孔的面积，即 入射孔的面积是等于(参阅图1 、图3 )或者大于(参阅图4)出射孔的面 积。此外，均匀棒30通过粘贴的方式设置于基板10的表面，与该基板10以及 面发光元件20整合成一体，这样整个光源结构紧凑体积小，以满足投影设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三基色ＬＥＤ光源装置，主要包括：　基板；　面发光元件，设置于所述基板上，用于时序发射三种不同颜色的光；　其特征在于，所述三基色ＬＥＤ光源装置还包括：　匀光棒，与所述基板连接并罩住所述面发光元件，用于多次反射所述三 种不同颜色的光并混合为均匀的白光；该均光棒为中空结构，具有入射孔以及出射孔，其侧壁镀有高反射材料；以及　聚光透镜组，设置于所述匀光棒影像输出光路上，用于会聚、整形并进一步均匀化所接收到的白光，减小其发散角。

【技术特征摘要】
1.一种三基色LED光源装置，主要包括基板；面发光元件，设置于所述基板上，用于时序发射三种不同颜色的光；其特征在于，所述三基色LED光源装置还包括匀光棒，与所述基板连接并罩住所述面发光元件，用于多次反射所述三种不同颜色的光并混合为均匀的白光；该均光棒为中空结构，具有入射孔以及出射孔，其侧壁镀有高反射材料；以及聚光透镜组，设置于所述匀光棒影像输出光路上，用于会聚、整形并进一步均匀化所接收到的白光，减小其发散角。2. 根据权利要求1所述的三基色LED光源装置，其特征在于，所述均光棒为长方体形状或者圆柱体形状，且，该均匀棒的入射孔面积等于出射孔面 积。3. 根据权利要求1所述的三基色LED光源装置，其特征在于，所述均光 棒为圆台形状，喇叭形状或者梯形平台形状，且，该均匀棒的入射孔面积大 于出射孔面积。4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的三基色LED光源装置，其特征 在于，所述聚光透镜组为一个复合抛物面聚光器，其光线入射处设置有凹陷 部，该凹陷部的面积与所述均光棒的入射孔面积大致相等。5. 根据权利要求4所述的三基色LED光源装置，其特征在于，所述复合 抛物面聚光器与所述均光棒卡合连接；所述复...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲鲁杰，高国欣，林晶，张权，
申请(专利权)人：曲鲁杰，高国欣，林晶，张权，
类型：实用新型
国别省市：94