發(fā)光二極管光源、投影顯示光源和投影顯示光的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管光源，包括發(fā)光二極管和覆蓋在發(fā)光二極管上方的反光碗，發(fā)光二極管發(fā)出的光一部分入射于反光碗的反光面上并被其反射回發(fā)光二極管；其中，至少部分反光碗的反光面具有以下特征：a)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線為橢圓的一部分；b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:。在本發(fā)明的發(fā)光二極管光源中，在所有過發(fā)光二極管光軸的截面上，反光碗的反光面的截線均為橢圓且其焦點在特定圖形的兩個截點附近，這樣可以保證在所有方向上從發(fā)光二極管上發(fā)出的進入反射光路的光均能夠盡量多的被反射回發(fā)光二極管進行循環(huán)利用，從而最大程度的提升了發(fā)光二極管光源的發(fā)光亮度。
【專利說明】發(fā)光二極管光源、投影顯示光源和投影顯示光機
[0001]
【技術(shù)領域】
[0002]本發(fā)明涉及顯示領域，特別是涉及發(fā)光二極管光源、投影顯示光源、投影顯示光機和投影設備。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]投影顯示技術(shù)目前發(fā)展迅速。投影顯示的原理是，使用光源來提供光束，該光束照射到一個光閥上，光閥對該光進行調(diào)制使其攜帶圖像信息，該攜帶了圖像信息的光再被一個投影鏡頭投射出來就形成了投影圖像。傳統(tǒng)上光源使用高壓汞燈光源，近年來發(fā)光二極管(LED)光源作為一種新型的光源已經(jīng)在投影顯示技術(shù)中得到了廣泛的應用，其優(yōu)點在于壽命比傳統(tǒng)光源長十倍以上。
[0005]然而發(fā)光二極管作為光源的一個重要問題在于亮度不足，即單位發(fā)光面積單位發(fā)光角度內(nèi)的光通量不足。這直接導致入射于光閥的光通量不足，從而使整個投影系統(tǒng)的出射光亮度受到影響。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述的問題，本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管光源，包括發(fā)光面為長方形的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管包括光軸，該光軸垂直的穿過發(fā)光二極管發(fā)光面的幾何中心；還包括覆蓋在發(fā)光二極管上方的反光碗，反光碗將發(fā)光二極管的發(fā)光光路分為出射光路和反射光路兩部分，發(fā)光二極管發(fā)出的光一部分沿著反射光路入射于反光碗的反光面上并被其反射回發(fā)光二極管，一部分沿著出射光路直接出射；其中，至少部分反光碗的反光面具有以下特征:
a)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線為橢圓的一部分，該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸對
稱；
b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:0.8LSCS12L，其中特定圖形指的是發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓、發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接橢圓或發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形。
[0008]本發(fā)明還提出一種發(fā)光二極管光源，包括發(fā)光面為正方形的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管包括光軸，該光軸垂直的穿過發(fā)光二極管發(fā)光面的幾何中心；還包括覆蓋在發(fā)光二極管上方的反光碗，反光碗將發(fā)光二極管的發(fā)光光路分為出射光路和反射光路兩部分，發(fā)光二極管發(fā)出的光一部分沿著反射光路入射于反光碗的反光面上并被其反射回發(fā)光二極管，一部分沿著出射光路直接出射；其中，至少部分反光碗的反光面具有以下特征:
a)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線為橢圓的一部分，該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸對 稱；
b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:0..8iSCil.2L，其中特定圖形指的是發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓或發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形。
[0009]本發(fā)明還提出一種投影顯示光源，包括紅色、綠色、藍色三個子光源，該三個子光源發(fā)出的光合為一束共同構(gòu)成該投影顯示光源的出射光；其中，至少一個子光源包括上述的發(fā)光二極管光源。
[0010]本發(fā)明還提出一種投影顯示光機，包括權(quán)上述的投影顯示光源，還包括光閥和投影鏡頭，投影顯示光源發(fā)射的出射光入射于光閥并被其調(diào)制，調(diào)制后的光經(jīng)過投影鏡頭投影到屏幕上而形成圖像。
[0011]本發(fā)明還提出一種投影設備，包括上述的投影顯示光機。
[0012]在本發(fā)明的發(fā)光二極管光源中，在所有過發(fā)光二極管光軸的截面上，反光碗的反光面的截線均為橢圓且其焦點在特定圖形的兩個截點附近，這樣可以保證在所有方向上從發(fā)光二極管上發(fā)出的進入反射光路的光均能夠盡量多的被反射回發(fā)光二極管進行循環(huán)利用，從而最大程度的提升了發(fā)光二極管光源的發(fā)光亮度。
[0013]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A是本發(fā)明的發(fā)光二極管光源的第一實施例的剖視圖；
圖1B是圖1A所示實施例的俯視圖；
圖1C是圖1A所示實施例中發(fā)光二極管的放大圖；
圖2A表示了幾種可能的特定圖形的選擇；
圖2B表示了圖2A中幾種特定圖形的截線長度與角度的關系圖；
圖3A表示了本發(fā)明另一個實施例中的透光孔的形狀；
圖3B表不了使用圓形透光孔的反射光斑不意圖；
圖3C表不了使用圖3A實施例中透光孔的光斑不意圖；
圖4表示了本發(fā)明另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5表示了本發(fā)明另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管光源，其第一實施例的剖視圖如圖1A所示。該發(fā)光二極管光源包括發(fā)光二極管101,該發(fā)光二極管101包括光軸110,該光軸110垂直的穿過發(fā)光二極管發(fā)光面的幾何中心。發(fā)光二極管光源還包括覆蓋在發(fā)光二極管101上方的反光碗102,反光碗102將發(fā)光二極管101的發(fā)光光路分為出射光路和反射光路兩部分,發(fā)光二極管101發(fā)出的光一部分沿著反射光路入射于反光碗的反光面102b上并被其反射回發(fā)光二極管(這部分光在圖中以光線131舉例表示)，一部分沿著出射光路直接出射(這部分光在圖中以光線132舉例表示)。
[0017]具體來說，在本實施例中，反光碗102包括中部的透光孔102a以形成發(fā)光二極管101的出射光路，還包括透光孔102a周圍的反光面102b以形成發(fā)光二極管的反射光路。發(fā)光二極管發(fā)出的光中出射角較大的部分沿著反射光路入射于反光面102b，出射角較小的部分沿著出射光路穿過透光孔102a而直接出射。
[0018]圖1B為本實施例中發(fā)光二極管光源的俯視圖?？梢姲l(fā)光二極管101的發(fā)光面為長方形，其幾何中心在圖中以IOla表示，點劃線112為過發(fā)光二極管光軸的截面，圖1A表示的就是本實施例的發(fā)光二極管光源在這個截面上的剖視圖，圖1A中的反光面102b則表示為在這個截面上的截線。在下文敘述中會多次使用反光面的截線的概念，該截線指的是過發(fā)光二極管光軸的面與反光面相截所產(chǎn)生的截線，在下文中這樣的截線被描述“過發(fā)光二極管光軸的截線”。
[0019]在本實施例中，反光碗的反光面102b具有以下特征:
a)過發(fā)光二極管光軸110的任意一個截線為橢圓的一部分,該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸110對稱;
b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的相同方向上的截線長度。
[0020]舉例來說，圖1A中的曲線段102b為反光碗的反射面過發(fā)光二極管光軸110的截線，該截線102b為橢圓的一部分，該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸110對稱，且其焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的相同方向上的截線長度，即等于圖1B中發(fā)光二極管101被截面112所截的長度，也等于發(fā)光二極管發(fā)光面的短邊邊長。圖1C表示了發(fā)光二極管101的發(fā)光面的俯視放大圖，其中截面112與其外輪廓121有兩個交點122a和122b，這兩個交點之間的距離就等于圖1A中的反光面102b所在的橢圓的焦距。考慮到該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸110對稱，因此發(fā)光二極管外輪廓上的點122a和122b就是該橢圓的兩個焦點。
[0021]結(jié)合圖1A和1C，根據(jù)幾何知識和邊緣光線理論可知，在截面112上，從發(fā)光二極管發(fā)光面的左側(cè)端點122b (橢圓的左焦點)發(fā)出的光入射于反光面102b后,必然會被反射并入射于發(fā)光二極管發(fā)光面的右側(cè)端點122a (橢圓的右焦點),而從發(fā)光二極管發(fā)光面的左側(cè)端點122b以內(nèi)發(fā)出的光則必然會被反射并入射于發(fā)光二極管發(fā)光面的右側(cè)端點122a以內(nèi)，反之亦然。這樣就保證了從發(fā)光二極管發(fā)出的進入到反射光路的光能夠盡量多的返回到發(fā)光二極管本身。這些被反射回來的光經(jīng)過反光二極管本身的反射和散射后會再次出射，其中一部分從出射光路直接出射，一部分繼續(xù)進入反射光路而進行循環(huán)。最終，原本的大角度光被循環(huán)利用而從小角度的出射光路出射，從而提高了發(fā)光二極管光源的亮度。
[0022]結(jié)合圖1C再舉一個例子。對于過幾何中心IOla的截面111，其與反光面的截線也是橢圓，該橢圓的焦距則等于截面111在發(fā)光二極管的發(fā)光面外輪廓121上的兩個交點121a和121b之間的距離?？紤]到該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸110對稱，因此發(fā)光二極管外輪廓上的點121a和121b就是該橢圓的兩個焦點。同樣道理，在截面111上，從發(fā)光二極管的點121a發(fā)出的光會被反光面反射至點121b,從發(fā)光二極管的點121a以內(nèi)發(fā)出的光會被反光面反射至點121b以內(nèi)，反之亦然。
[0023]綜上所述，在所有過發(fā)光二極管光軸的截面上，反光碗的反光面的截線均以發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的兩個截點為焦點，這樣可以保證在所有方向上從發(fā)光二極管上發(fā)出的進入反射光路的光均能夠盡量多的被反射回發(fā)光二極管進行循環(huán)利用，從而最大程度的提升了發(fā)光二極管光源的發(fā)光亮度。[0024]因為反光面的每一個過發(fā)光二極管光軸的截線均有不同且連續(xù)變化的焦距，這樣既能保證在每個截面內(nèi)光都能高效的循環(huán)利用，也能保證整個反光面的面型沒有突變而保持光滑，這樣很方便加工和組裝。在圖2B中，反光碗的透光孔102a為圓形,而反光碗下底面輪廓102c可以明顯看出已經(jīng)不是圓形而是在上下方向上更大的近似橢圓形，這就是由于不同方向上的截線焦距不同引起的。
[0025]在上面實施例中，反光碗的反光面具有的特征是所有的反光面均滿足的。實際上顯然即使部分滿足也具有有益效果。
[0026]在上面實施例中，反光碗的反光面所具有的特征b)中，所有過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的相同方向上的截線長度。在實際應用中這并不一定是最優(yōu)的，下面予以詳細說明。
[0027]參見圖2A，圖2A是發(fā)光二極管201的放大圖，該發(fā)光二極管為長方形，其短邊方向定義為X方向，長邊方向定義為y方向，X軸與y軸的交點為發(fā)光二極管的幾何中心。該長方形的外輪廓為221，其內(nèi)接圓角矩形為222，長方形的內(nèi)接橢圓為223。過幾何中心的任意截面211，與X軸的夾角設為β。圖2Β表示了截面211所截的上面三種特定圖形的截線長度與夾角的關系，截線長度指的是截面211與三種特定圖形外輪廓的兩個交點之間的距離。在圖2B中，橫坐標為夾角0，縱坐標為截線長度，221、222和223分別表示長方形外輪廓、內(nèi)接圓角矩形和內(nèi)接橢圓的變化曲線。虛線213表示長方形的短邊長度，虛線212表示長方形的長邊長度，根據(jù)圖2A可知三種特定圖形在為O度和90度時的截線長度都分別等于長方形的短邊和長邊長度，這在圖2B中表現(xiàn)為221、222和223三條曲線的起點和終點相同，都起始于虛線213并終止與虛線212。
[0028]由圖2B可以看出，長方形的外輪廓截線變化曲線221并不平滑，在中部偏右有一個極大值的尖峰，該尖峰實際上對應于長方形的對角線的截線長度。即當沿著該對角線方向做截面時，截線長度突出的大。此時在實際加工和實際效果上，都不是最好的?？梢?，令所有過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的相同方向上的截線長度，會遇到在對角線方向上截線長度突出的大的問題。
[0029]為了改進這個問題，可以使用發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形，即令所有過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的內(nèi)接圓角矩形相同方向上的截線長度。結(jié)合圖2B可知，內(nèi)接圓角矩形的截線長度的變化趨勢222平滑得多，并不存在明顯的尖峰。實踐證明這是最優(yōu)的情況。同樣道理，也可以采用發(fā)光二極管發(fā)光面的內(nèi)接橢圓，即令所有過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距等于發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓的內(nèi)接橢圓相同方向上的截線長度。內(nèi)接橢圓的截線長度的變化趨勢223不僅是平滑的，而且其截線長度總是在虛線212和213之間變化。
[0030]因此，反光碗的反光面所具有的特征b)可以改為:
b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距等于特定圖形的相同方向上的截線長度，其中特定圖形指的是發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓、發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接橢圓或發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形。
[0031]進一步的，過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距也不一定精確的等于特定圖形的相同方向上的截線長度(當橢圓焦距精確等于特定圖形相同方向上的截線長度時是最優(yōu)情況)，而是可能存在一個范圍。進過實驗驗證，過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:,此時能夠保證反光碗將光線返回到發(fā)光二極管的效率達到最優(yōu)情況的90%以上。
[0032]上述實施例中，發(fā)光二極管的發(fā)光面為長方形，實際上正方形發(fā)光面的發(fā)光二極管更為普及。對于這種發(fā)光二極管，本發(fā)明的應用原理與上面實施例中描述的相同，因此不重復敘述。但是有一點不同的是，對于正方形發(fā)光面的發(fā)光二極管，特定圖形不包括發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接橢圓，因為正方形的內(nèi)接橢圓演化為圓，此時所有過發(fā)光二極管光軸的截線所在橢圓的焦距均相等(即等于該圓的直徑)，這不屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0033]在上述實施例中，反光碗以中部的透光孔形成發(fā)光二極管的出射光路，以透光孔周圍的反光面形成發(fā)光二極管的反射光路，因此發(fā)光二極管的大角度光被反射。在實際應用中，當然也可以反射小角度光返回到發(fā)光二極管，同時使大角度光直接出射，只要反光碗的反光面布置在中部而使周圍空間透光即可。顯然，此時反光碗的反光面若具有本發(fā)明前面描述的特征也將具有高效循環(huán)利用光線的優(yōu)點。由于小角度光容易收集，因此在實際應用中仍以透光孔位于反光碗中部以透射小角度光最為常用，但這并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的下述其它實施例中，仍以透光孔位于反光碗中部以透射小角度光舉例說明。
[0034]在上述實施例中，反光碗的透光孔為圓形，而這可能不是最優(yōu)結(jié)果。對于具有長方形發(fā)光面的發(fā)光二極管，優(yōu)選的，反光碗的透光孔在各方向上的截線長度滿足以下特征:透光孔在發(fā)光二極管發(fā)光面的長邊方向上的截線長度最長，在發(fā)光二極管發(fā)光面的短邊方向上的截線最短，在其它方向上截線長度根據(jù)其方向與上述兩個方向的夾角在上述兩個方向上的截線長度間漸變。圖3A表示了應用于長方形發(fā)光二極管301的反光碗透光孔的俯視圖，其透光孔302a就是滿足上述條件的近似橢圓形，為了方便比較圖中還畫出了第一實施例中的圓形透光孔102a。圖3A中，X軸方向為發(fā)光二極管發(fā)光面短邊方向，y軸方向為長邊方向，可見透光孔302a在X軸方向的截線最短，設為X ;透光孔在y軸方向的截線最長，設為Y。其它方向的截線(例如被截面311所截的截線)的長度隨著與X軸和y軸的夾角而在X和Y之間漸變,具體而言在本實施例中就是隨著與X軸夾角增大和與I軸夾角減小截線長度逐漸增大，即逐漸遠離X而更接近Y(這在圖3Α中可以通過與圓形102a的比較輕易看出來，因為圓形102a的截線長度是隨角度不變的)。滿足上述特征的透光孔具有近似橢圓形的外形但并不一定是橢圓形，為了描述方便，在下面的描述中用“近似橢圓形”來形容滿足上述特征的反光碗的透光孔。
[0035]仔細分析圖3A中的近似橢圓形透光孔302a和圓形透光孔102a的差別可以看到，他們與任意一個截面311分別所截的截點322和321上的法線方向發(fā)生了變化:近似橢圓形透光孔302上的截點322的切線與y軸(也就是發(fā)光二極管發(fā)光面的長邊方向)的夾角與截點321的切線與y軸的夾角相比更小。這可以從前面描述的近似橢圓形透光孔所滿足的特征嚴格的推導出來:設存在很接近于截面311的另一個截面311’，截面311’與y軸的夾角稍小。根據(jù)幾何知識可知，圓形透光孔在兩個截面311和311’的截線長度相等，而根據(jù)近似橢圓形透光孔的特征近似橢圓形透光孔302a在截面311’的截線長度必然大于在截面311的截線長度，因此截點322的切線方向與y軸夾角更小。
[0036]本實施例的這樣的透光孔的有益效果將結(jié)合圖3B和圖3C來具體說明，圖3B是使用圓形透光孔的反光碗的反射光分布圖，圖3C是使用本實施例的近似橢圓形透光孔的反光碗的反射光分布圖。為了研究簡單起見，在圖3B中僅使用反光碗的一小部分，在圖3B中表示為線段102a，該線段102a表示了反光碗的透光孔上的一小段(因為很小所以近似的以直線來表示)，這一小段透光孔同時還指代了一條反光面102a。圖3B中白框301為發(fā)光二極管的輪廓，而光斑305則是從發(fā)光二極管發(fā)出的入射于反光面102a后被反射而在發(fā)光二極管發(fā)光面所在平面內(nèi)形成光斑分布。顯然，反射光斑已經(jīng)不再是長方形而是經(jīng)過反射發(fā)生了畸變，其左側(cè)和下側(cè)均無法入射到發(fā)光二極管的發(fā)光面以內(nèi)，這部分在發(fā)光面以外的光就是被浪費掉的光。與之相比較的，圖3C中發(fā)光二極管的位置不變，而把圓形透光孔的一段102a換成了近似橢圓形透光孔的一段302a，根據(jù)上一段的描述可知線段302a相對于線段102a與發(fā)光二極管的長邊方向夾角更小，即在圖中線段302a及其所代表的的一條反光面相對于線段102a及其所代表的的一條反光面發(fā)生了逆時針的旋轉(zhuǎn)。在圖3C中為了比較方便也同時以虛線畫出了線段102a。根據(jù)反射定律可以理解，使用這條反光面302a會使反射光斑發(fā)生逆時針的旋轉(zhuǎn)而形成新的反射光斑352，其結(jié)果就是在圖3B中光斑351左側(cè)和下側(cè)的浪費掉的光部分進入到發(fā)光二極管的區(qū)域301以內(nèi)而成為有效光，雖然光斑352的上側(cè)和右側(cè)出現(xiàn)了部分位于發(fā)光二極管區(qū)域301以外的光，但是這部分浪費的光小于從左側(cè)和下側(cè)進入的有效光，因此總體而言反射光斑352的位置與發(fā)光二極管更為匹配，因此反射回發(fā)光二極管的光更多。
[0037]可見，本實施例中改變透光孔的形狀的目的并不是改變某一段反光面的反射光斑的形狀，但是改變其位置使其與發(fā)光二極管的發(fā)光面更為匹配。值得注意的是，本實施例中關于透光孔形狀的描述與第一實施例中關于反光面截線的描述是相互獨立的，即反光面的每一條截線的設計能夠使形成最為適當?shù)姆瓷涔獍撸腹饪仔螤畹脑O計則可以使得反射光斑的位置與發(fā)光二極管最為匹配，這兩點分別可以獨立應用。也就是說，即使反光面不滿足第一實施例的特征a)和b)，例如反光面的截線為圓形的一部分，或者反光面截線雖然滿足條件a)但其焦點不滿足條件b)，此時本實施例中的近似橢圓形透光孔仍然可以有效應用，同時下面說明中的圖4和圖5所示的實施例中的附加特征同樣可以附加應用。
[0038]對于發(fā)光面為正方形的發(fā)光二極管，沒有長邊短邊之分，使用圓形透光孔就是很好的選擇。
[0039]本發(fā)明的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。與上述實施例不同的是，本實施例的發(fā)光二極管光源還包括位于反光碗透光孔處的光收集透鏡405，該光收集透鏡用于收集從出射光路出射的光(例如圖中的光線432)。將光收集透鏡405直接安裝于透光孔上可以使結(jié)構(gòu)緊湊。本實施例的發(fā)光二極管光源與上述實施例的另一個不同點在于，發(fā)光二極管401包括發(fā)光二極管芯片401a和覆蓋在發(fā)光二極管芯片上的波長轉(zhuǎn)換層401b，發(fā)光二極管芯片401a發(fā)出的光能夠激發(fā)波長轉(zhuǎn)換層401b使其發(fā)射受激光。
[0040]例如，發(fā)光二極管芯片401a發(fā)射藍光，而波長轉(zhuǎn)換層401b含有黃色或綠色突光粉，波長轉(zhuǎn)換層吸收了發(fā)光二極管芯片401a發(fā)出的藍光并受激發(fā)射黃光或綠光，這樣與發(fā)光二極管直接發(fā)射黃光和綠光相比效率和成本都更有優(yōu)勢。在這種情況下，發(fā)光二極管的發(fā)光面就指的是波長轉(zhuǎn)換層的上表面，或者波長轉(zhuǎn)換層作為有一定厚度的層，其等效的發(fā)光面可能是位于其內(nèi)部的一個面。發(fā)光二極管的發(fā)光面形狀實際上仍是決定于發(fā)光二極管芯片的發(fā)光面形狀的。在本實施例中，波長轉(zhuǎn)換層對于從反光碗發(fā)射回來的光的反射率比發(fā)光二極管芯片要高，因此相比直接使用發(fā)光二極管芯片來說具有更高的光循環(huán)利用的效率。
[0041]本發(fā)明的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。與圖4所示的實施例不同的，本實施例的發(fā)光二極管光源還包括激發(fā)光源506，該激發(fā)光源506發(fā)出的激發(fā)光533沿著出射光路的反方向入射于發(fā)光二極管的波長轉(zhuǎn)換層501b并使其受激發(fā)射受激光532。具體來說，在本實施例中激發(fā)光源506為藍光激光光源，它發(fā)出的藍光激光533能夠激發(fā)黃色或綠色波長轉(zhuǎn)換層501b。發(fā)光二極管發(fā)出的光最終將從出射光路透過光收集透鏡505出射，而藍光激光533同樣可以沿著出射光路反方向的入射于波長轉(zhuǎn)換層501b。本實施例的發(fā)光二極管光源還包括分光濾光片507,它可以透射激發(fā)光533同時反射受激光532,因此可以將受激光532的光路與激發(fā)光533的光路分開以使得受激光532高效的出射。當然分光濾光片507也可以反射激發(fā)光533同時透射受激光532，只要它能夠?qū)⒍吖饴贩珠_即可。同樣的，也可以使用其它分光裝置將激發(fā)光533和受激光532的光路分開，例如使用中心有小孔的反射鏡，激發(fā)光透過小孔而入射于波長轉(zhuǎn)換層，大部分受激光532則從小孔四周的反射面反射。在實際應用中分光裝置有多種選擇，此處不做限制。
[0042]本發(fā)明還提出一種投影顯示光源，包括紅色、綠色、藍色三個子光源，該三個子光源發(fā)出的光合為一束共同構(gòu)成該投影顯示光源的出射光。其中，至少一個子光源上述的發(fā)光二極管光源。
[0043]本發(fā)明還提出一種投影顯示光機，包括上述的投影顯示光源，還包括光閥和投影鏡頭，投影顯示光源發(fā)射的出射光入射于光閥并被其調(diào)制，調(diào)制后的光經(jīng)過投影鏡頭投影到屏幕上而形成圖像。
[0044]本發(fā)明還提出一種投影設備，包括上述的投影顯示光機。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術(shù)領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管光源，其特征在于: 包括發(fā)光面為長方形的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管包括光軸，該光軸垂直的穿過發(fā)光二極管發(fā)光面的幾何中心； 還包括覆蓋在發(fā)光二極管上方的反光碗，反光碗將發(fā)光二極管的發(fā)光光路分為出射光路和反射光路兩部分，發(fā)光二極管發(fā)出的光一部分沿著反射光路入射于反光碗的反光面上并被其反射回發(fā)光二極管，一部分沿著出射光路直接出射；其中，至少部分反光碗的反光面具有以下特征: a)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線為橢圓的一部分，該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸對稱； b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:0_8Zi:C￡H，其中特定圖形指的是發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓、發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接橢圓或發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形。
2.一種發(fā)光二極管光源，其特征在于: 包括發(fā)光面為正方形的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管包括光軸，該光軸垂直的穿過發(fā)光二極管發(fā)光面的幾何中心； 還包括覆蓋在發(fā)光二極管上方的反光碗，反光碗將發(fā)光二極管的發(fā)光光路分為出射光路和反射光路兩部分，發(fā)光二極管發(fā)出的光一部分沿著反射光路入射于反光碗的反光面上并被其反射回發(fā)光二極管，一部分沿著出射光路直接出射；其中，至少部分反光碗的反光面具有以下特征:` a)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線為橢圓的一部分，該橢圓根據(jù)發(fā)光二極管光軸對稱； b)過發(fā)光二極管光軸的任意一個截線所在橢圓的焦距C與特定圖形的相同方向上的截線長度L的關系是:，其中特定圖形指的是發(fā)光二極管的發(fā)光面的外輪廓或發(fā)光二極管發(fā)光面外輪廓的內(nèi)接圓角矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，反光碗包括中部的透光孔以形成發(fā)光二極管的出射光路，還包括透光孔周圍的反光面以形成發(fā)光二極管的反射光路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，發(fā)光二極管的發(fā)光面為長方形，所述透光孔為圓形，或者所述透光孔在各方向上的截線長度滿足以下特征:透光孔在發(fā)光二極管發(fā)光面的長邊方向上的截線長度最長，在發(fā)光二極管發(fā)光面的短邊方向上的截線最短，在其它方向上截線長度根據(jù)其方向與上述兩個方向的夾角在上述兩個方向上的截線長度間漸變。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，還包括位于反光碗透光孔處的光收集透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，所述發(fā)光二極管包括發(fā)光二極管芯片和覆蓋在發(fā)光二極管芯片上的波長轉(zhuǎn)換層，發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光能夠激發(fā)波長轉(zhuǎn)換層使其發(fā)射受激光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，還包括激發(fā)光源，該激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光沿著出射光路的反方向入射于發(fā)光二極管的波長轉(zhuǎn)換層并使其受激發(fā)射受激光。
8.一種投影顯示光源，其特征在于，包括紅色、綠色、藍色三個子光源，該三個子光源發(fā)出的光合為一束共同構(gòu)成該投影顯不光源的出射光；其中，至少一個子光源包括權(quán)利要求1至7中任一項所述的發(fā)光二極管光源。
9.一種投影顯示光機，其特征在于，包括權(quán)利要求8所述的投影顯示光源，還包括光閥和投影鏡頭，投影顯示光源發(fā)射的出射光入射于光閥并被其調(diào)制，調(diào)制后的光經(jīng)過投影鏡頭投影到屏幕上而形成圖像。
10.一種投影設備，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的投影顯示光機。
【文檔編號】F21V7/10GK103822141SQ201410048919
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】吳震 申請人:吳震