[发明专利]LED投影仪和方法

说明书

背景技术

照明系统用于包括投影显示系统、液晶显示器的背光源等等在内的多种不同的应用中。投影系统通常使用一个或多个传统的白色光源，例如高压汞灯。白光束通常被分为三原色，红色、绿色和蓝色，然后被引导向各自的成像空间光调制器，以生成各原色的图像。所得原色图像光束被组合并投影到投影屏幕上以便于观看。传统的白色光源一般体积庞大，发射一种或多种原色光效率低，难以集成，并且在采用它们的光学系统中往往会导致尺寸和能耗的增加。

近来，发光二极管(LED)已被视为传统的白色光源的替代光源。LED具有提供能够与传统光源竞争的亮度和可操作寿命的潜能。然而，现在的LED，特别是发射绿光的LED，是相对低效的。

微投影是一种显示技术，其包含具有非常小形状因子的发光器件。微投影技术的代表性实例是3M公司近期发布的基于硅上液晶(LCoS)空间光调制器(SLM)、发光二极管(LED)照明器和小型偏振分束器的微投影机器。

便携式和嵌入式的应用(例如，移动电话和数码静态相机)所需的是更小、更亮、能源效率更高的全彩色微投影仪。优选地，这类微投影仪能够投影静止图像或运动图像。投影仪的发展趋势是使机器具有更高的像素数、更高的亮度、更小的体积和更低的能耗。

发明内容

在一个方面，本公开提供了一种发光二极管(LED)投影仪，其包括散热基板、模制光学元件和LED。模制光学元件包括限定腔体的输入孔、输出孔和内表面。模制光学元件还包括至少部分环绕内表面的外表面，并且所述外表面的一部分与散热基板形成热接触。模制光学元件还包括填充内表面和外表面之间的空间的成型材料。LED被设置用于光束注入模制光学元件的输入孔，其中，注入的光束穿过腔体，并且作为被部分准直的光束射出输出孔。

在另一个方面，本公开提供了一种LED投影阵列，其包括散热基板、第一模制光学元件、第二模制光学元件和第三模制光学元件。第一模制光学元件、第二模制光学元件和第三模制光学元件中的每个包括限定腔体的输入孔、输出孔和内表面。第一模制光学元件、第二模制光学元件和第三模制光学元件中的每个还包括：外表面，其至少部分环绕所述内表面，所述外表面的第一部分与所述散热基板形成热接触；和成型材料，其填充所述内表面和所述外表面之间的空间。LED投影阵列还包括：第一LED，其被设置用于第一光束注入所述第一模制光学元件的输入孔；第二LED，其被设置用于第二光束注入所述第二模制光学元件的输入孔；第三LED，其被设置用于第三光束注入所述第三模制光学元件的输入孔。注入的第一光束、第二光束和第三光束中的每个分别作为被部分准直的第一光束、第二光束和第三光束射出相应的所述输出孔，并且所述成型材料的至少第二部分在所述第一模制光学元件、所述第二模制光学元件和所述第三模制光学元件中的至少两个上是连续的。

在又一个方面，本公开提供了一种LED投影阵列，其包括散热基板、第一模制光学元件和第二模制光学元件。第一模制光学元件和第二模制光学元件中的每个包括限定腔体的输入孔、输出孔和内表面。第一模制光学元件和第二模制光学元件中的每个还包括：外表面，其至少部分环绕所述内表面，所述外表面的第一部分与所述散热基板形成热接触；和成型材料，其填充所述内表面和所述外表面之间的空间。LED投影阵列还包括：第一LED，其被设置用于第一光束注入所述第一模制光学元件的输入孔；和第二LED，其被设置用于第二光束注入所述第二模制光学元件的输入孔。注入的第一光束和第二光束中的每个分别作为被部分准直的第一光束和第二光束射出相应的所述输出孔，并且其中所述成型材料的至少第二部分在所述第一模制光学元件和所述第二模制光学元件上是连续的。

在另一个方面，本公开提供了一种制造LED投影仪的方法，其包括用反射性材料涂覆模具的内表面，所述模具包括：外表面，其环绕所述内表面；腔体，其由所述内表面、输入孔和输出孔限定；以及成型材料，其填充所述内表面和所述外表面之间的空间。所述制造LED投影仪的方法还包括：将所述模具的外表面的一部分设置成与散热基板形成热接触；以及设置LED以将光束注入输入孔，其中，注入的所述光束穿过所述腔体，并且作为被部分准直的光束射出所述输出孔。