专利名称：色轮单元和使用该色轮单元的投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。
背景技术：
投影系统是能够通过在屏幕的前表面或者后表面上投影信号而将静止和/或运动视频信号从发光器件的光源呈现给一个或者多个观察者的装置。投影系统可以基于操作方法而被分类成四种类型，S卩，CRT(阴极射线管)方法、 DMD (数字微镜器件Texas Instruments (德州仪器)的商标)方法、反射性液晶面板方法和透射性液晶面板方法。随着近来的、小型化投影系统的趋势，发光器件(LED)或者激光二极管(LD)作为光源正在受到关注。特别地，因为它具有小的物理尺寸、低的功耗、长的寿命、环境友好性、 白色二极管和三基色(红色、绿色和蓝色)二极管的可用性，所以作为用于投影系统的光源，对于LED的要求正在增加。用于使用发光二极管表达各种颜色的代表性传统方法包括使得由白色LED发射的白色颜色通过色轮发光单元的方法和从红色、绿色和蓝色发光二极管顺序地发射三基色的方法。然而，使得由白色LED发射的白色颜色通过色轮发光单元的方法不利地存在当光经过色轮发光单元时颜色和亮度减弱的缺点。从红色、绿色和蓝色发光二极管顺序地发射三基色的方法也不利地存在投影系统结构复杂的缺点。使用LED的传统方法还不利地存在需要用于防止由于来自LED的热引起的性能降低的复杂辐射设计的缺点。
发明内容
技术问题在本发明的一些示例性实施例中，提供了一种能够有效地排放热量的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。在本发明的一些示例性实施例中，提供了一种能够呈现高亮度和良好色彩感觉的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。在本发明的一些示例性实施例中，提供了一种具有简单结构的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。问题的解决方案在本发明的一些示例性实施例中，一种色轮单元的特征在于马达；通过该马达旋转的基板；和被安装在基板上的多个发光二极管(LED)，其中该基板被划分成多个区域， 并且所述区域中的至少一个安装有该多个发光二极管，并且安装有该多个LED的区域安装有发射相同颜色光的LED。在本发明的一些示例性实施例中，一种投影系统的特征在于马达；通过该马达旋转的基板；包括被安装在该基板上的多个发光二极管的色轮单元；会聚由色轮单元发射的光并且均勻地应用光的光透射器；使用已经透过光透射器的光、响应于图像信号产生图像的图像发生器；和放大由图像发生器产生的图像并且将图像投影在屏幕上的投影透镜系统。本发明的有利效果能够有利地提供一种能够有效地排放热量的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。能够有利地提供一种能够呈现高亮度和良好色彩感觉的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。能够有利地提供一种具有简单结构的色轮单元和一种使用该色轮单元的投影系统。
图1是示意根据本发明示例性实施例的投影系统的构造的概略视图；图2是示意根据本发明示例性实施例的色轮单元的横向表面的概略视图；图3是示意根据本发明的色轮单元的透视图；图4是根据本发明的色轮单元的底视图；图5是示意根据本发明被划分成三个区域的基板的平面视图；图6是示意根据本发明被划分成四个区域的基板的平面视图；图7是示意根据本发明被划分成五个区域的基板的平面视图；图8是示意根据本发明被划分成六个区域的基板的平面视图；图9是示意根据本发明被划分成八个区域的基板的平面视图。
具体实施例方式现在将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。图1是示意使用根据本发明示例性实施例的色轮单元(10)的投影系统的构造的概略视图。参考图1，该投影系统可以包括安装有发射光的多个发光二极管的色轮单元 (10)、会聚由色轮单元(10)发射的光并且均勻地应用光的光透射器(light transmitter) (Α)、使用已经透过光透射器(A)的光产生图像的图像发生器(30)；和放大由图像发生器产生的图像并且将该图像投影在屏幕上的投影透镜系统00)。光透射器(A)可以包括会聚从色轮单元(10)发射的光的聚光透镜(15)，和均勻地应用已经经过聚光透镜(15)的光的复眼透镜00)。然而，光透射器㈧不限于此。图像发生器(30)可以包括通过响应于图像信号来调节显微镜的反射角来产生图像的DMD(数字微镜器件)和通过响应于图像信号选择性地反射或者透射光来产生图像的液晶面板中的任何一种。然而，对此无任何限制。同时，在图像发生器(30)形成有液晶面板的情形中，可以进一步将PBS(偏振光束分裂器)置入图像发生器(30)和光透射器(A)之间。色轮单元(10)可以包括基板(110)和被安装在基板(110)上的多个发光二极管(140)，其中该多个发光二极管(140)向投影系统提供光。该多个发光二极管(140)可以包括具有各种颜色的发光二极管，由此能够向投影系统提供各种颜色。基板(110)可以被划分成几个区域，其中每一个区域均可以安装有多个发光二极管(140)。进而，安装有多个发光二极管的区域安装有发射相同颜色光的LED，并且被安装在相同区域上的发光二极管可以同时地发射光。色轮单元(10)可以包括马达，并且可以通过马达旋转和驱动。即，该多个发光二极管(140)被旋转以沿着光轴(P)向光透射器(A)提供光。此时，在基板(110)上的该多个区域中的指定区域位于光轴(P)上的情形中，基板 (110)可以被设计成仅仅允许被安装在该指定区域上多个发光二极管(140)发射光。进而， 该多个发光二极管(140)可以在色轮单元(10)旋转时连续地发射光。马达(120)的速度可以与被输入图像发生器的图像信号和该多个发光二极管 (140)同步以允许在该多个发光二极管(140)中发射具有所期颜色的光的多个发光二极管在光轴(P)上对准。如上所指出地，使用根据本发明的示例性实施例的色轮单元(10)的投影系统不含发射光的独立光源，并且从在色轮单元(10)上安装的多个发光二极管(140)接收光，从而使得它的构造是简单的。更进一步地，在传统方法中，通过允许从独立光源发射的光通过色轮单元而已经呈现了各种色彩感觉，由此由于光通过色轮单元，所以色彩感觉的变化和亮度的损失已经发生。然而，本示例性实施例被构造成允许色轮单元(10)安装有向色轮单元(10)发射各种颜色的多个发光器件(140)，由此不存在任何亮度损失，从而能够实现优良的色彩感觉。在下文中，将参考图2到图4详细描述根据本发明的示例性实施例的色轮单元 (10)。图2是示意根据本发明示例性实施例的色轮单元的横向表面的概略视图，图3是示意根据本发明的色轮单元的透视图，并且图4是根据本发明的色轮单元的底视图。色轮单元(10)可以包括用于发射光的与图像发生器(30)同步的多个发光二极管 (140)、安装有该多个发光二极管(140)的基板(110)、用于在高速下旋转基板(110)的马达 (120)和用于固定基板(110)的毂(130)。马达(120)在高速下旋转基板(110)并且因而旋转被安装在基板(110)上的该多个发光二极管(140)以允许发射光。即，该多个发光二极管(140)被旋转以沿着光轴(P) 向投影系统提供光。同时，因为该多个发光二极管(140)通过马达(120)旋转以发射光，所以色轮单元(10)和使用该色轮单元的投影系统不需要任何独立的散热装置来获得散发响应于马达 (120)的旋转而由该多个发光器件(140)产生的热量的效果。马达(120)可以包括被支撑构件(160)支撑的定子(122)和被定子(122)以旋转方式支撑的转子(121)。例如支撑构件(160)可以通过从投影系统的外壳延伸而形成的独立的支撑件(未示出)支撑，并且牢固地支撑马达(120)。参考图4，马达(120)可以被电连接到电缆(150)的连接线路(151)，并且通过电缆(150)接收电力。电缆(150)可以是导体集成物或者FPCB(柔性印刷电路板)。同时，马达(120)接收电力的方法不限于使用电缆(150)的方法，而是可以根据色轮单元(10)的设计而被不同地改变。作为其中在绝缘体上印刷电路的PCB(印刷电路板)的基板(110)可以是金属芯 PCB、FPCB、铝基板或者陶瓷基板。在基板(110)上印刷的电路被设计成允许被安装在基板(110)上的该多个发光二极管(140)、马达(120)和图像发生器(30)彼此同步并且一起驱动。基板(110)被电连接到电缆(150)的连接线路(151)以接收电力。基板(110)可以采取形成有开口的形状，马达(120)的驱动轴被插入该开口中。基板(110)可以被一体地形成，从而即便基板通过马达(120)旋转，也防止由于离心作用力而脱离。可以利用具有高反射效率的有色材料诸如白色或者银色材料形成基板(110)。基板(110)可以在其表面上涂覆有银(Ag)等以增加反射效率。该多个发光二极管(140)被以阵列形式安装在基板(110)上。基板(110)可以被划分成多个区域，所述区域中的至少一个安装有该多个发光二极管(140)，并且安装有多个发光二极管的相同区域以阵列形式安装有发射相同颜色光的发光二极管。然而，安装方法不限于此。该多个发光二极管(140)可以包括发射各种颜色诸如红色、绿色、蓝色、白色和黄色的发光二极管。参考图3，例如，基板(110)可以被划分成红色区域(R)、绿色区域(G)和蓝色区域 (B)，其中红色区域(R)可以被以阵列形式安装有多个红色发光二极管，绿色区域(G)可以被以阵列形式安装有多个绿色发光二极管，并且蓝色区域(B)可以被以阵列形式安装有多个蓝色发光二极管。为了说明方便起见，示意了区域划分线(T)从而辨识基板(110)的每一个区域。同时，基板(110)不限于其中每一个区域(R、G、B)均具有相等大小的面积的上述基板。在基板(110)上的区域的划分方法可以不象在图中所示那样地根据设计而被不同地改变。进而，虽然在图中基板的每一个区域均布置有三个发光二极管，但是它不限于此并且发光二极管的数目和布置型式可以在必要时改变。图5到图9通过将基板(110)划分成各种区域而示意发光二极管(140)的安装方法的实例。为了方便起见，图中仅仅示意色轮单元(10)的基板(110)和该多个发光二极管。图5是示意根据本发明被划分成三个区域的基板的平面视图。该三个区域可以包括红色区域(R)、绿色区域(G)和蓝色区域(B)，其中每一个区域均可以安装有发射对应于每一个区域的有色光的多个发光二极管(140)。图6是示意根据本发明被划分成四个区域的基板的平面视图。该四个区域可以包括红色区域(R)、绿色区域(G)、蓝色区域(B)和白色区域(W)，其中每一个区域均可以安装有发射对应于每一个区域的有色光的多个发光二极管(140)。图7是示意根据本发明被划分成五个区域的基板的平面视图。该五个区域可以包括红色区域(R)、绿色区域(G)、蓝色区域(B)、白色区域(W)和黄色区域(Y)，其中每一个区域均可以安装有发射对应于每一个区域的有色光的多个发光二极管(140)。此时，黄色区域 (Y)和白色区域(W)可以具有比其它区域的面积小的面积。图8是示意根据本发明被划分成六个区域的基板的平面视图。该六个区域可以包括两个红色区域00、两个绿色区域(G)和两个蓝色区域(B)，其中两个区域中的每一个均可以安装有发射对应于两个区域中的每一个的有色光的多个发光二极管(140)。此时，具有相同颜色的两个区域可以面对彼此。图9是示意根据本发明被划分成八个区域的基板的平面视图。该八个区域可以包括两个红色区域(R)、两个绿色区域(G)、两个蓝色区域(B)和两个黑色区域(BK)，其中除了黑色区域(BK)的两个区域中的每一个均可以安装有发射对应于两个区域中的每一个的有色光的多个发光二极管(140)。可以利用在此处不发射任何光并且可以未安装有多个发光二极管(140)的区域形成黑色区域(BK)。此时，具有相同颜色的两个区域可以面对彼此。黑色区域可以小于其它区域。基板(110)的划分方法只是示意性的并且可以被改变。每一个区域均可以被适当地划分以增强图像的色彩感觉并且消除彩虹现象。在基板(110)的每一个区域上安装的该多个发光二极管(140)通过马达(120)旋转以发射光。即，该多个发光二极管(140)被沿着光轴(P)旋转以向投影系统提供光。此时，在该多个发光二极管(140)旋转时基板(110)的指定区域被放置在光轴(P) 上的情形中，仅仅被安装在指定的相应区域上的发光二极管受到控制以发射光，或者发光二极管可以受到控制以连续地发射光，而与基板(110)的指定区域是否被放置在光轴(P)
上无关。在基板(110)上的指定区域被放置在光轴(P)上并且仅仅被安装在有关区域上的发光二极管受到控制以发射光的情形中，该多个发光二极管受到控制以发射光的时间能够被减少以由此降低功耗和热量的产生。进而，因为该多个发光二极管(140)在通过马达(120)旋转时发射光，所以色轮单元(10)和使用该色轮单元的投影系统能够获得使用马达(120)的旋转来排放由该多个发光二极管产生的热量的效果而无需借助于安装非独立(no separate)的散热装置。马达(120)的旋转速度可以与输入图像发生器(30)的图像信号的速度同步以允许在该多个发光二极管中在具有所期颜色的区域上安装的发光二极管被放置在光轴(P) 上。毂(130)可以固定基板(110)以防止基板(110)从马达(120)脱离。毂(130)可以使用粘结剂而被附接到基板(110)，或者可以使用联接螺钉而被联接到基板(110)。虽然已经具体地参考其示例性实施例示出并且描述了本公开，但是总的发明构思不限于上述实施例。本领域普通技术人员将会理解，在不偏离如由随后的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节方面的各种改变和变化。工业实用性本发明提供能够有效地排放热量并且呈现高的亮度和良好的色彩感觉的色轮单元和投影系统。
权利要求
1.一种色轮单元，其特征在于包括马达；通过所述马达旋转的基板；和安装在所述基板上的多个发光二极管(LED)，其中所述基板被划分成多个区域，并且所述区域中的至少一个安装有所述多个发光二极管，并且安装有所述多个发光二极管的所述区域安装有发射相同颜色光的发光二极管。
2.根据权利要求1所述的色轮单元，其中所述基板是印刷电路板、铝基板和陶瓷基板中的一种。
3.根据权利要求1所述的色轮单元，其中，所述基板被一体地形成，并且所述基板具有所述马达被插入其中的开口。
4.根据权利要求1或2所述的色轮单元，其中所述基板涂覆有白色或银色材料或者所述基板由白色或银色材料制成，从而增强反射效率。
5.根据权利要求1所述的色轮单元，其中所述多个发光二极管发射红色、绿色、蓝色、 白色或者黄色颜色光中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的色轮单元，其中所述发光二极管和所述马达同步并且被一起驱动。
7.根据权利要求1或6所述的色轮单元，其中被安装在所述基板的相同区域上的所述发光二极管同时地发射光。
8.一种投影系统，其特征在于包括马达；通过所述马达旋转的基板；色轮单元，所述色轮单元包括被安装在所述基板上的多个发光二极管；光透射器，所述光透射器会聚由所述色轮单元发射的光并且均勻地应用所述光；图像发生器，所述图像发生器使用已经透过所述光透射器的光、响应于图像信号产生图像；和投影透镜系统，所述投影透镜系统放大由所述图像发生器产生的图像并且将所述图像投影在屏幕上。
9.根据权利要求8所述的投影系统，其中所述光透射器包括聚光透镜和复眼透镜，所述聚光透镜会聚从所述色轮单元发射的光，所述复眼透镜均勻地应用已经经过所述聚光透镜的光。
10.根据权利要求8所述的投影系统，其中所述图像发生器是DMD(数字微镜器件)。
11.根据权利要求8所述的投影系统，其中在所述图像发生器和所述光透射器之间置入PBS (偏振光束分裂器)，并且所述图像发生器是液晶面板。
12.根据权利要求8所述的投影系统，其中所述基板被划分成多个区域，并且所述区域中的至少一个安装有所述多个发光二极管，并且安装有所述多个发光二极管的所述区域安装有发射相同颜色光的发光二极管。
13.根据权利要求8或12所述的投影系统，其中所述多个发光二极管通过所述马达旋转以沿着光轴为所述光透射器提供光。
14.根据权利要求13所述的投影系统，其中在所述基板上的指定区域被放置在所述光轴上的情形中，仅在所述指定区域上安装的发光二极管发射光。
15.根据权利要求13所述的投影系统，其中所述多个发光二极管在被旋转的同时保持发射光。
16.根据权利要求8所述的投影系统，其中所述马达的旋转速度与输入所述图像发生器中的所述图像信号同步。
全文摘要
根据本发明的示例性实施例的色轮单元的特征在于马达；通过该马达旋转的基板；和被安装在基板上的多个发光二极管(LED)，其中该基板被划分成多个区域，并且所述区域中的至少一个安装有该多个发光二极管，并且安装有该多个LED的区域安装有发射相同颜色光的发光二极管。
文档编号H04N9/31GK102461179SQ201080027876
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月10日 优先权日2009年6月22日
发明者吴明录, 朴泰峰, 郑承万 申请人:Lg 伊诺特有限公司