專利名稱：色輪單元和使用該色輪單元的投影系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。
背景技術：
投影系統(tǒng)是能夠通過在屏幕的前表面或者后表面上投影信號而將靜止和/或運動視頻信號從發(fā)光器件的光源呈現(xiàn)給一個或者多個觀察者的裝置。投影系統(tǒng)可以基于操作方法而被分類成四種類型，S卩，CRT(陰極射線管)方法、 DMD (數(shù)字微鏡器件Texas Instruments (德州儀器)的商標)方法、反射性液晶面板方法和透射性液晶面板方法。隨著近來的、小型化投影系統(tǒng)的趨勢，發(fā)光器件(LED)或者激光二極管(LD)作為光源正在受到關注。特別地，因為它具有小的物理尺寸、低的功耗、長的壽命、環(huán)境友好性、 白色二極管和三基色(紅色、綠色和藍色)二極管的可用性，所以作為用于投影系統(tǒng)的光源，對于LED的要求正在增加。用于使用發(fā)光二極管表達各種顏色的代表性傳統(tǒng)方法包括使得由白色LED發(fā)射的白色顏色通過色輪發(fā)光單元的方法和從紅色、綠色和藍色發(fā)光二極管順序地發(fā)射三基色的方法。然而，使得由白色LED發(fā)射的白色顏色通過色輪發(fā)光單元的方法不利地存在當光經(jīng)過色輪發(fā)光單元時顏色和亮度減弱的缺點。從紅色、綠色和藍色發(fā)光二極管順序地發(fā)射三基色的方法也不利地存在投影系統(tǒng)結構復雜的缺點。使用LED的傳統(tǒng)方法還不利地存在需要用于防止由于來自LED的熱引起的性能降低的復雜輻射設計的缺點。

發(fā)明內容
技術問題在本發(fā)明的一些示例性實施例中，提供了一種能夠有效地排放熱量的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，提供了一種能夠呈現(xiàn)高亮度和良好色彩感覺的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，提供了一種具有簡單結構的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。問題的解決方案在本發(fā)明的一些示例性實施例中，一種色輪單元的特征在于馬達；通過該馬達旋轉的基板；和被安裝在基板上的多個發(fā)光二極管(LED)，其中該基板被劃分成多個區(qū)域， 并且所述區(qū)域中的至少一個安裝有該多個發(fā)光二極管，并且安裝有該多個LED的區(qū)域安裝有發(fā)射相同顏色光的LED。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，一種投影系統(tǒng)的特征在于馬達；通過該馬達旋轉的基板；包括被安裝在該基板上的多個發(fā)光二極管的色輪單元；會聚由色輪單元發(fā)射的光并且均勻地應用光的光透射器；使用已經(jīng)透過光透射器的光、響應于圖像信號產(chǎn)生圖像的圖像發(fā)生器；和放大由圖像發(fā)生器產(chǎn)生的圖像并且將圖像投影在屏幕上的投影透鏡系統(tǒng)。本發(fā)明的有利效果能夠有利地提供一種能夠有效地排放熱量的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。能夠有利地提供一種能夠呈現(xiàn)高亮度和良好色彩感覺的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。能夠有利地提供一種具有簡單結構的色輪單元和一種使用該色輪單元的投影系統(tǒng)。


圖1是示意根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的投影系統(tǒng)的構造的概略視圖；圖2是示意根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的色輪單元的橫向表面的概略視圖；圖3是示意根據(jù)本發(fā)明的色輪單元的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的色輪單元的底視圖；圖5是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成三個區(qū)域的基板的平面視圖；圖6是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成四個區(qū)域的基板的平面視圖；圖7是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成五個區(qū)域的基板的平面視圖；圖8是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成六個區(qū)域的基板的平面視圖；圖9是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成八個區(qū)域的基板的平面視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1是示意使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的色輪單元(10)的投影系統(tǒng)的構造的概略視圖。參考圖1，該投影系統(tǒng)可以包括安裝有發(fā)射光的多個發(fā)光二極管的色輪單元 (10)、會聚由色輪單元(10)發(fā)射的光并且均勻地應用光的光透射器(light transmitter) (Α)、使用已經(jīng)透過光透射器(A)的光產(chǎn)生圖像的圖像發(fā)生器(30)；和放大由圖像發(fā)生器產(chǎn)生的圖像并且將該圖像投影在屏幕上的投影透鏡系統(tǒng)00)。光透射器(A)可以包括會聚從色輪單元(10)發(fā)射的光的聚光透鏡(15)，和均勻地應用已經(jīng)經(jīng)過聚光透鏡(15)的光的復眼透鏡00)。然而，光透射器㈧不限于此。圖像發(fā)生器(30)可以包括通過響應于圖像信號來調節(jié)顯微鏡的反射角來產(chǎn)生圖像的DMD(數(shù)字微鏡器件)和通過響應于圖像信號選擇性地反射或者透射光來產(chǎn)生圖像的液晶面板中的任何一種。然而，對此無任何限制。同時，在圖像發(fā)生器(30)形成有液晶面板的情形中，可以進一步將PBS(偏振光束分裂器)置入圖像發(fā)生器(30)和光透射器(A)之間。色輪單元(10)可以包括基板(110)和被安裝在基板(110)上的多個發(fā)光二極管(140)，其中該多個發(fā)光二極管(140)向投影系統(tǒng)提供光。該多個發(fā)光二極管(140)可以包括具有各種顏色的發(fā)光二極管，由此能夠向投影系統(tǒng)提供各種顏色。基板(110)可以被劃分成幾個區(qū)域，其中每一個區(qū)域均可以安裝有多個發(fā)光二極管(140)。進而，安裝有多個發(fā)光二極管的區(qū)域安裝有發(fā)射相同顏色光的LED，并且被安裝在相同區(qū)域上的發(fā)光二極管可以同時地發(fā)射光。色輪單元(10)可以包括馬達，并且可以通過馬達旋轉和驅動。即，該多個發(fā)光二極管(140)被旋轉以沿著光軸(P)向光透射器(A)提供光。此時，在基板(110)上的該多個區(qū)域中的指定區(qū)域位于光軸(P)上的情形中，基板 (110)可以被設計成僅僅允許被安裝在該指定區(qū)域上多個發(fā)光二極管(140)發(fā)射光。進而， 該多個發(fā)光二極管(140)可以在色輪單元(10)旋轉時連續(xù)地發(fā)射光。馬達(120)的速度可以與被輸入圖像發(fā)生器的圖像信號和該多個發(fā)光二極管 (140)同步以允許在該多個發(fā)光二極管(140)中發(fā)射具有所期顏色的光的多個發(fā)光二極管在光軸(P)上對準。如上所指出地，使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的色輪單元(10)的投影系統(tǒng)不含發(fā)射光的獨立光源，并且從在色輪單元(10)上安裝的多個發(fā)光二極管(140)接收光，從而使得它的構造是簡單的。更進一步地，在傳統(tǒng)方法中，通過允許從獨立光源發(fā)射的光通過色輪單元而已經(jīng)呈現(xiàn)了各種色彩感覺，由此由于光通過色輪單元，所以色彩感覺的變化和亮度的損失已經(jīng)發(fā)生。然而，本示例性實施例被構造成允許色輪單元(10)安裝有向色輪單元(10)發(fā)射各種顏色的多個發(fā)光器件(140)，由此不存在任何亮度損失，從而能夠實現(xiàn)優(yōu)良的色彩感覺。在下文中，將參考圖2到圖4詳細描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的色輪單元 (10)。圖2是示意根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的色輪單元的橫向表面的概略視圖，圖3是示意根據(jù)本發(fā)明的色輪單元的透視圖，并且圖4是根據(jù)本發(fā)明的色輪單元的底視圖。色輪單元(10)可以包括用于發(fā)射光的與圖像發(fā)生器(30)同步的多個發(fā)光二極管 (140)、安裝有該多個發(fā)光二極管(140)的基板(110)、用于在高速下旋轉基板(110)的馬達 (120)和用于固定基板(110)的轂(130)。馬達(120)在高速下旋轉基板(110)并且因而旋轉被安裝在基板(110)上的該多個發(fā)光二極管(140)以允許發(fā)射光。即，該多個發(fā)光二極管(140)被旋轉以沿著光軸(P) 向投影系統(tǒng)提供光。同時，因為該多個發(fā)光二極管(140)通過馬達(120)旋轉以發(fā)射光，所以色輪單元(10)和使用該色輪單元的投影系統(tǒng)不需要任何獨立的散熱裝置來獲得散發(fā)響應于馬達 (120)的旋轉而由該多個發(fā)光器件(140)產(chǎn)生的熱量的效果。馬達(120)可以包括被支撐構件(160)支撐的定子(122)和被定子(122)以旋轉方式支撐的轉子(121)。例如支撐構件(160)可以通過從投影系統(tǒng)的外殼延伸而形成的獨立的支撐件(未示出)支撐，并且牢固地支撐馬達(120)。參考圖4，馬達(120)可以被電連接到電纜(150)的連接線路(151)，并且通過電纜(150)接收電力。電纜(150)可以是導體集成物或者FPCB(柔性印刷電路板)。同時，馬達(120)接收電力的方法不限于使用電纜(150)的方法，而是可以根據(jù)色輪單元(10)的設計而被不同地改變。作為其中在絕緣體上印刷電路的PCB(印刷電路板)的基板(110)可以是金屬芯 PCB、FPCB、鋁基板或者陶瓷基板。在基板(110)上印刷的電路被設計成允許被安裝在基板(110)上的該多個發(fā)光二極管(140)、馬達(120)和圖像發(fā)生器(30)彼此同步并且一起驅動?；?110)被電連接到電纜(150)的連接線路(151)以接收電力?；?110)可以采取形成有開口的形狀，馬達(120)的驅動軸被插入該開口中?；?110)可以被一體地形成，從而即便基板通過馬達(120)旋轉，也防止由于離心作用力而脫離?？梢岳镁哂懈叻瓷湫实挠猩牧现T如白色或者銀色材料形成基板(110)?；?110)可以在其表面上涂覆有銀(Ag)等以增加反射效率。該多個發(fā)光二極管(140)被以陣列形式安裝在基板(110)上?；?110)可以被劃分成多個區(qū)域，所述區(qū)域中的至少一個安裝有該多個發(fā)光二極管(140)，并且安裝有多個發(fā)光二極管的相同區(qū)域以陣列形式安裝有發(fā)射相同顏色光的發(fā)光二極管。然而，安裝方法不限于此。該多個發(fā)光二極管(140)可以包括發(fā)射各種顏色諸如紅色、綠色、藍色、白色和黃色的發(fā)光二極管。參考圖3，例如，基板(110)可以被劃分成紅色區(qū)域(R)、綠色區(qū)域(G)和藍色區(qū)域 (B)，其中紅色區(qū)域(R)可以被以陣列形式安裝有多個紅色發(fā)光二極管，綠色區(qū)域(G)可以被以陣列形式安裝有多個綠色發(fā)光二極管，并且藍色區(qū)域(B)可以被以陣列形式安裝有多個藍色發(fā)光二極管。為了說明方便起見，示意了區(qū)域劃分線(T)從而辨識基板(110)的每一個區(qū)域。同時，基板(110)不限于其中每一個區(qū)域(R、G、B)均具有相等大小的面積的上述基板。在基板(110)上的區(qū)域的劃分方法可以不象在圖中所示那樣地根據(jù)設計而被不同地改變。進而，雖然在圖中基板的每一個區(qū)域均布置有三個發(fā)光二極管，但是它不限于此并且發(fā)光二極管的數(shù)目和布置型式可以在必要時改變。圖5到圖9通過將基板(110)劃分成各種區(qū)域而示意發(fā)光二極管(140)的安裝方法的實例。為了方便起見，圖中僅僅示意色輪單元(10)的基板(110)和該多個發(fā)光二極管。圖5是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成三個區(qū)域的基板的平面視圖。該三個區(qū)域可以包括紅色區(qū)域(R)、綠色區(qū)域(G)和藍色區(qū)域(B)，其中每一個區(qū)域均可以安裝有發(fā)射對應于每一個區(qū)域的有色光的多個發(fā)光二極管(140)。圖6是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成四個區(qū)域的基板的平面視圖。該四個區(qū)域可以包括紅色區(qū)域(R)、綠色區(qū)域(G)、藍色區(qū)域(B)和白色區(qū)域(W)，其中每一個區(qū)域均可以安裝有發(fā)射對應于每一個區(qū)域的有色光的多個發(fā)光二極管(140)。圖7是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成五個區(qū)域的基板的平面視圖。該五個區(qū)域可以包括紅色區(qū)域(R)、綠色區(qū)域(G)、藍色區(qū)域(B)、白色區(qū)域(W)和黃色區(qū)域(Y)，其中每一個區(qū)域均可以安裝有發(fā)射對應于每一個區(qū)域的有色光的多個發(fā)光二極管(140)。此時，黃色區(qū)域 (Y)和白色區(qū)域(W)可以具有比其它區(qū)域的面積小的面積。圖8是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成六個區(qū)域的基板的平面視圖。該六個區(qū)域可以包括兩個紅色區(qū)域00、兩個綠色區(qū)域(G)和兩個藍色區(qū)域(B)，其中兩個區(qū)域中的每一個均可以安裝有發(fā)射對應于兩個區(qū)域中的每一個的有色光的多個發(fā)光二極管(140)。此時，具有相同顏色的兩個區(qū)域可以面對彼此。圖9是示意根據(jù)本發(fā)明被劃分成八個區(qū)域的基板的平面視圖。該八個區(qū)域可以包括兩個紅色區(qū)域(R)、兩個綠色區(qū)域(G)、兩個藍色區(qū)域(B)和兩個黑色區(qū)域(BK)，其中除了黑色區(qū)域(BK)的兩個區(qū)域中的每一個均可以安裝有發(fā)射對應于兩個區(qū)域中的每一個的有色光的多個發(fā)光二極管(140)?？梢岳迷诖颂幉话l(fā)射任何光并且可以未安裝有多個發(fā)光二極管(140)的區(qū)域形成黑色區(qū)域(BK)。此時，具有相同顏色的兩個區(qū)域可以面對彼此。黑色區(qū)域可以小于其它區(qū)域?；?110)的劃分方法只是示意性的并且可以被改變。每一個區(qū)域均可以被適當?shù)貏澐忠栽鰪妶D像的色彩感覺并且消除彩虹現(xiàn)象。在基板(110)的每一個區(qū)域上安裝的該多個發(fā)光二極管(140)通過馬達(120)旋轉以發(fā)射光。即，該多個發(fā)光二極管(140)被沿著光軸(P)旋轉以向投影系統(tǒng)提供光。此時，在該多個發(fā)光二極管(140)旋轉時基板(110)的指定區(qū)域被放置在光軸(P) 上的情形中，僅僅被安裝在指定的相應區(qū)域上的發(fā)光二極管受到控制以發(fā)射光，或者發(fā)光二極管可以受到控制以連續(xù)地發(fā)射光，而與基板(110)的指定區(qū)域是否被放置在光軸(P)
上無關。在基板(110)上的指定區(qū)域被放置在光軸(P)上并且僅僅被安裝在有關區(qū)域上的發(fā)光二極管受到控制以發(fā)射光的情形中，該多個發(fā)光二極管受到控制以發(fā)射光的時間能夠被減少以由此降低功耗和熱量的產(chǎn)生。進而，因為該多個發(fā)光二極管(140)在通過馬達(120)旋轉時發(fā)射光，所以色輪單元(10)和使用該色輪單元的投影系統(tǒng)能夠獲得使用馬達(120)的旋轉來排放由該多個發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量的效果而無需借助于安裝非獨立(no separate)的散熱裝置。馬達(120)的旋轉速度可以與輸入圖像發(fā)生器(30)的圖像信號的速度同步以允許在該多個發(fā)光二極管中在具有所期顏色的區(qū)域上安裝的發(fā)光二極管被放置在光軸(P) 上。轂(130)可以固定基板(110)以防止基板(110)從馬達(120)脫離。轂(130)可以使用粘結劑而被附接到基板(110)，或者可以使用聯(lián)接螺釘而被聯(lián)接到基板(110)。雖然已經(jīng)具體地參考其示例性實施例示出并且描述了本公開，但是總的發(fā)明構思不限于上述實施例。本領域普通技術人員將會理解，在不偏離如由隨后的權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進行形式和細節(jié)方面的各種改變和變化。工業(yè)實用性本發(fā)明提供能夠有效地排放熱量并且呈現(xiàn)高的亮度和良好的色彩感覺的色輪單元和投影系統(tǒng)。
權利要求
1.一種色輪單元，其特征在于包括馬達；通過所述馬達旋轉的基板；和安裝在所述基板上的多個發(fā)光二極管(LED)，其中所述基板被劃分成多個區(qū)域，并且所述區(qū)域中的至少一個安裝有所述多個發(fā)光二極管，并且安裝有所述多個發(fā)光二極管的所述區(qū)域安裝有發(fā)射相同顏色光的發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權利要求1所述的色輪單元，其中所述基板是印刷電路板、鋁基板和陶瓷基板中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的色輪單元，其中，所述基板被一體地形成，并且所述基板具有所述馬達被插入其中的開口。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的色輪單元，其中所述基板涂覆有白色或銀色材料或者所述基板由白色或銀色材料制成，從而增強反射效率。
5.根據(jù)權利要求1所述的色輪單元，其中所述多個發(fā)光二極管發(fā)射紅色、綠色、藍色、 白色或者黃色顏色光中的至少一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的色輪單元，其中所述發(fā)光二極管和所述馬達同步并且被一起驅動。
7.根據(jù)權利要求1或6所述的色輪單元，其中被安裝在所述基板的相同區(qū)域上的所述發(fā)光二極管同時地發(fā)射光。
8.一種投影系統(tǒng)，其特征在于包括馬達；通過所述馬達旋轉的基板；色輪單元，所述色輪單元包括被安裝在所述基板上的多個發(fā)光二極管；光透射器，所述光透射器會聚由所述色輪單元發(fā)射的光并且均勻地應用所述光；圖像發(fā)生器，所述圖像發(fā)生器使用已經(jīng)透過所述光透射器的光、響應于圖像信號產(chǎn)生圖像；和投影透鏡系統(tǒng)，所述投影透鏡系統(tǒng)放大由所述圖像發(fā)生器產(chǎn)生的圖像并且將所述圖像投影在屏幕上。
9.根據(jù)權利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中所述光透射器包括聚光透鏡和復眼透鏡，所述聚光透鏡會聚從所述色輪單元發(fā)射的光，所述復眼透鏡均勻地應用已經(jīng)經(jīng)過所述聚光透鏡的光。
10.根據(jù)權利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中所述圖像發(fā)生器是DMD(數(shù)字微鏡器件)。
11.根據(jù)權利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中在所述圖像發(fā)生器和所述光透射器之間置入PBS (偏振光束分裂器)，并且所述圖像發(fā)生器是液晶面板。
12.根據(jù)權利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中所述基板被劃分成多個區(qū)域，并且所述區(qū)域中的至少一個安裝有所述多個發(fā)光二極管，并且安裝有所述多個發(fā)光二極管的所述區(qū)域安裝有發(fā)射相同顏色光的發(fā)光二極管。
13.根據(jù)權利要求8或12所述的投影系統(tǒng)，其中所述多個發(fā)光二極管通過所述馬達旋轉以沿著光軸為所述光透射器提供光。
14.根據(jù)權利要求13所述的投影系統(tǒng)，其中在所述基板上的指定區(qū)域被放置在所述光軸上的情形中，僅在所述指定區(qū)域上安裝的發(fā)光二極管發(fā)射光。
15.根據(jù)權利要求13所述的投影系統(tǒng)，其中所述多個發(fā)光二極管在被旋轉的同時保持發(fā)射光。
16.根據(jù)權利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中所述馬達的旋轉速度與輸入所述圖像發(fā)生器中的所述圖像信號同步。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的色輪單元的特征在于馬達；通過該馬達旋轉的基板；和被安裝在基板上的多個發(fā)光二極管(LED)，其中該基板被劃分成多個區(qū)域，并且所述區(qū)域中的至少一個安裝有該多個發(fā)光二極管，并且安裝有該多個LED的區(qū)域安裝有發(fā)射相同顏色光的發(fā)光二極管。
文檔編號H04N9/31GK102461179SQ201080027876
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權日2009年6月22日
發(fā)明者吳明錄, 樸泰峰, 鄭承萬 申請人:Lg 伊諾特有限公司