专利名称：一种光源设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于视频显示技术领域，尤其是一种光源设备。
背景技术：
通常情况下，投影电视和其他的投影显示器需要采用光源设备，如采用照明灯管发光，这些光最终用来产生图像。很多的微显示系统，如数字光处理(DLP)系统，都包括光源设备，利用一个专门的高压汞弧灯作为光源。这种灯给光源设备提供最初的白光，这些光后来被光学元件(如色轮)分裂或者分散为三个原色，即红、绿、蓝(RGB)。此后，RGB光通过另外的光学器件混合后产生彩色图像。上述用来进行光分裂或者混合的装置可能占用光源设备较大的空间，因此，这些装置将导致投影电视和其他的投影显示器的尺寸扩大。此外，上述采用汞弧灯作为照明光源的光源设备存在较多的不足，如汞弧灯的寿命较短，需要频繁更换；并且，更换弧灯时，需要拆卸投影电视和其他的投影显示器的其他部件，操作繁琐。而且，弧灯中使用的汞属于对环境有害的物质。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种视频显示器中的光源设备。一种光源设备包括多个用于发射红色光或者蓝色光或者绿色光的发光二极管和多个透镜原件，所述光源设备包括位于所述的发光二极管之后的透镜，位于透镜后的孔径，用来调整所述发光二极管发射光的方向，将所述发光二极管发射的光传输到对应的透镜的透镜元件；所属透镜元件的数目与所述发光二极管的数量对应，，所述透镜元件沿连接所述发光二极管、透镜元件以及透镜的轴线分布本实用新型克服现有技术的不足，采用由多个发光二极管组成的照明模块替换现有视频显示单元光源设备中的汞弧灯，使得视频显示单元的尺寸可以大幅度的降低，并且方便了光源设备的维护，提高了光的传输效率，同时避免了汞弧灯的使用，更有利于环保。
图1是本实用新型实施例提供的视频显示单元的原理框图；图2是本实用新型实施例提供的光源设备的原理框图；图3是本实用新型实施例提供包括微透镜组件的光源设备示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例提供的视频显示单元的原理框图如图1所示，图1中标注为10。视频显示单元10可以是包括一个数字光处理系统(DLP)的投影电视或投影机或类似的视频显示单元。视频显示单元10也可以是包括液晶显示器(LCD)的投影电视，也可以是硅晶投影电视(LCOS)，或者高温多晶硅投影电视(HTPS)。视频显示单元10包括光源设备12，该光源设备12用以产生白色或彩色光，供成像系统14产生视频图像。光源设备12可由多个子光源设备组成，如HTPS中应用的光源设备。光源设备12包括光学和电子光学元件，这些光学和电子光学元件用来取代传统光源设备中的弧灯。光源设备12包括脉冲调制发光二极管(LED)组件，这些LED组件用来发光， 如发射不同强度的RGB光。此外，光源设备12还包括一个光学装置——微透镜组件。该微透镜组件由多个透镜元件组成，透镜元件的数目与LED的数目对应。微透镜组件用来收集 LED发射的RGB光，并用来将这些RGB光传输到孔径(aperture)。通过这种方式，光源设备 12可以高效的将其发射的光传输到视频显示单元10的光导器件。本领域的普通技术人员都可以理解，上述的光导器件指的是安装在视频显示单元10中的光源设备12之后的元器件。具体来说，这些元器件包括成像系统、投影系统、屏幕，以及与之相连的光学器件。本实用新型实施例中光源设备12利用多个发光二极管，而不是传统的弧灯作为光源。换句话说，没有采用灯泡和/或分光元件，如色轮、分色镜、过滤器等，光源设备12将 LED发射的光有效混合成不同强度的有色光及白光。因此，相对于现有技术的光源设备而言，本实用新型实施例提供的视频显示单元10的光源设备12的尺寸小于采用弧灯等类似装置来产生白光的光源设备。如上文所述，光源设备12用来在成像系统14上投影、发光和聚焦。成像系统14 利用彩色光在在屏幕上M成像。成像系统14用来产生一个或一个以上像素模式，用来校准像素视频显示单元10的像素偏移。通常来说，成像系统14包括DLP，利用一个或一个以上DMDS产生一个视频图像。此外，成像系统14也可以包括液晶投影系统。本领域的普通技术人员都能够理解，实际应用本实用新型提供的技术方案时，成像系统并不局限于上述的形式，其它的成像系统也可以适用。如图1所示，成像系统14用来将图像投影在投影系统16上。该投影系统16包括一个或者多个镜片和/或透镜，用来将成像系统14生成的图像投射到屏幕M上。如图2所示，为本实用新型实施例提供的光源设备12的原理框图。如上所述，光源设备12包括光生成和采集元件，用来生成有色和/或白光，并将其传递到视频显示单元 10的后续元器件。光源设备12包括一个LED模块40，该LED模块40由多个LED 42组成。 每一个LED发射的光被调制为特定频率的脉冲波。每一 LED 42用来发射红、绿或蓝光。具体实现时，LED 42可以是集成式的，也可以发射出不同于红、绿或蓝的光。LED 42的数量在本实用新型实施例中为11个，当然也可以多于或者少于11个。具体应用本实用新型提供的技术方案时，先源设备12可以包括多个LED模块，每个LED模块中的LED的数量由设计需要、操作标准或者成本方面的因素所决定。如果需要特别加重某一种颜色，可以通过在LED模块40中配置不同的LED来实现 42。例如，如果需要视频显示单元10的红色色调强于蓝色的色调，则可以在LED模块40中配置比蓝色LED更多的红色LED。其他颜色的加重也可以通过这种方式来实现。LED模块40采用模组化设计，其中的LED 42的数量可以根据需要调整，每一个 LED都相对独立，可以轻易的安装或者拆卸。另外，如果一个或多个LED 42失灵或出现其他故障，视频显示单元10仍可继续工作，尽管在彩色和/或亮度方面会有一些影响。因此，不同于使用弧灯的光源设备，如果弧灯出现故障，整个视频显示单元都不能工作，本实用新型提供的技术方案使得一个或者多个LED出现故障时，视频显示单元10可以继续工作。本领域的普通技术人员都理解，LED的平均寿命是要远远大于弧灯的平均寿命的，这也是本实用新型技术方案的优势之一。光源设备12还包括多个校准元件或准直仪44，用来提高对LED 42发射光采集的效率。具体实施时，准直仪44可直接连接LED 42，也可接近LED 42设置，还可以环绕LED 42，以便LED 42部分嵌入式准直仪44内部，这样，准直仪44可以最大限度的吸收LED 42 所发射出的光。这样做可提高准直仪44采集光的效率，确保大部分LED 42发射的光得到有效利用。光源设备12还包括微透镜组件46，该微透镜组件46包括多个光学元件，由多个微透镜或者透镜元件组成，其数量与LED模块40中的LED 42对应，每一微透镜都用来采集 LED 42或者准直仪44发射的光。此外，在采集到LED42发射的光之后，微透镜组件46将光传递到设置在其后的透镜48，同时改变光的传输方向，这样可确保将LED 42发射的光最大量的传递到透镜48。透镜48用来将光线聚焦到孔径50，孔径50用来将光线传递到由投影和成像元器件组成的光导器件。微透镜组件46用来影响每个LED 42在孔径50上的先强度分布。这种强度可根据每一 LED 42中LED模块40的位置决定，并由微透镜组件46相对透镜48和孔径50的方向确定。由此。通过光源设备12内部的微透镜组件46，LED 42发射的光在孔径50上获得的适当的强度，以便成像。如果没有微透镜组件46，LED 42发射的光将不能有效的在孔径 50上聚集，从而形成可视图像。图3是本实用新型实施例提供包括微透镜组件的光源设备示意图，其中的光源设备与微透镜组件与图2中的相似。如图所示，微透镜组件46设置于准直仪44与透镜48之间。图中的微透镜组件46形成一个包括11个微透镜60的结构，与LED模块40中的11个 LED对应。其中的每一微透镜60的造型为具有类透镜结构的半球形。本实施例中，微透镜 60面向LED模块40的一面为平面造型，而面向透镜48的一面为曲面或凸面造型。如图3所示，微透镜60靠近轴线62设置，并且以轴线62为对称线对称，具体应用时，微透镜也可以设置成非对称的。此外，每一微透镜相对轴线62、LED模块40 (LED 42)和透镜48都有其特定的定位，这种定位使得每一微透镜都能最大限度的采集LED模块40中对应的LED发射的光。换句话说，每一微透镜60用于将其相应的LED 42光学连接至透镜 48与孔径50。从而，微透镜组件46形成了一个整体的凹/凸面结构，截获光线64并改变其方向使其在透镜48上显现。如图所示，在到达微透镜组件46之前，光线64首先以略微分散的形式从LED模块40处出现。也即在LED模块40与微透镜组件46之间时，光线64偏离轴线62。在传播至微透镜组件46时，光线64重新向轴线62汇聚，直到汇集至透镜48。在到达透镜48后，光线64进一步向轴线62汇聚，直到形成稳定的具有较小半径的光束。从而， 透镜48使光线64的形状发生变化，以进入视频显示单元10的光导器件。微透镜60与透镜48对光线64的处理优化了孔径50处每一 LED 42的可用光效率。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本实用新型的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1. 一种光源设备，所述光源设备包括多个用于发射红色光或者蓝色光或者绿色光的发光二极管和多个透镜原件，其特征在于，所述光源设备包括位于所述的发光二极管之后的透镜，位于透镜后的孔径，用来调整所述发光二极管发射光的方向，将所述发光二极管发射的光传输到对应的透镜的透镜元件；所属透镜元件的数目与所述发光二极管的数量对应，所述透镜元件沿连接所述发光二极管、透镜元件以及透镜的轴线分布。
专利摘要本实用新型提供了一种光源设备，该光源设备包括位于所述的发光二极管之后的透镜，位于透镜后的孔径，用来调整所述发光二极管发射光的方向，将所述发光二极管发射的光传输到对应的透镜的透镜元件；所属透镜元件的数目与所述发光二极管的数量对应，所述透镜元件沿连接所述发光二极管、透镜元件以及透镜的轴线分布。实施本实用新型，多个发光二极管组成的照明模块替换现有视频显示单元光源设备中的汞弧灯，使得视频显示单元的尺寸可以大幅度的降低，并且方便了光源设备的维护，提高了光的传输效率。
文档编号F21Y101/02GK202189219SQ201120211090
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者罗晓东 申请人:罗晓东