CN101713501A - 投影led模组及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一个用于投影之发光二极管(LED)模组。依照一个实施例，该LED模组可将LED光转换成偏振光，直接为投影模组提供偏振态光源。该LED模组的一个实施例包括一个反射偏振器，其位于LED发光路径上，其中反射偏振器将LED光极化，并透射出第一偏振态光，反射第二偏振态光；以及一个偏振转换元件，其位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件将反射偏振器反射回的第二偏振态光转换成一个期望的偏振态光。本发明还提供一个反射形面用于增加光反射使反射偏振器反射回的光再次穿过偏振转换元件和反射偏振器，实现光的回收利用。该LED的光偏振回收利用模组亦可以应用于商用LED封装。

Description

投影LED模组及其制作方法

技术领域

本发明涉及一个发光二极管模组，特别涉及一个发出偏振光(polarized light)的投影用发光二极管模组。

发明背景

高亮度发光二极管(LED)的进步已经为在不同照明技术包括微型投影仪里使用LED创造了机会。来自LED的光被投影到微型显示器上，如液晶显示器(LCD)、硅基液晶(LCoS)或数字微镜装置(DMD)。微型投影技术的一个挑战是在LCD或LCoS应用里需要利用偏振光。但是，普通的LED发出的并非偏振态光，如果将其应用于LCD或LCoS作为光源，大部分光源将会被浪费掉。因为只有一种偏振态(polarization state)能通过LCD或LCoS，而垂直于该偏振态的另一种偏振态则会被吸收、发散或被阻塞。另外，要做到偏振光输出和光回收利用来增加亮度，现有的微型投影仪需添加独立的偏振和光回收光学组件，从而导致较高的成本，同时亦难以进一步缩小微型投影仪的外形尺寸。

鉴于现有用于投影的LED模组有这样和那样的限制。因此，需要一个能够解决这些缺陷的LED模组。

发明概述

依照本发明一个实施例，披露了一个用于投影的发光二极管(LED)模组，其用于将LED光转换成偏振光，直接为投影模组提供偏振态光源。该LED模组包括一个反射偏振器，其用来将原LED光极化，并投射第一偏振态光，同时反射第二偏振态光；和一个偏振转换元件，其被连接到反射偏振器，偏振转换元件位于LED光和反射偏振器之间，其中偏振转换元件将第二偏振态光转换成期望的偏振态光。

依照本发明的另一个实施例，披露了一个用于投影的发光二极管(LED)模组，其用于将LED光转换成偏振光，直接为投影模组提供偏振态光源。该LED模组包括一个基板，基板的一个表面定义了一个反射形面(reflecting cup)；一个LED芯片被固定于基板上，LED芯片用来发出光束；一个反射偏振器，其位于光束的发光路径上，其中反射偏振器偏振光束，并射出第一偏振态光，以及反射第二偏振态光；以及一个偏振转换元件，其位于基板上，偏振转换元件位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件被设置以将第二偏振态光转换成期望的偏振态光，并且其中偏振转换元件与LED芯片之间有一空气间隙，其中空气间隙被设置以将光束缩窄。

依照本发明的另一个实施例，披露了一个制作投影用发光二极管(LED)模组的方法。方法包括的步骤有：提供一个基板，基板的一个表面定义了一个反射形面；将一个或多个LED芯片阵列固定于基板，LED芯片用来发出光束；放置一个反射偏振器在光束的光发射路径上，其中反射偏振器偏振光束，并射出第一偏振态光，以及反射第二偏振态光；以及放置一个偏振转换元件在的基板上，位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件将第二偏振态光转换成期望的偏振态光，并且其中偏振转换元件与LED芯片之间预留空气间隙。

从以下的详细描述，其中本发明实施例通过附图进行叙述，本领域技术人员将更加容易理解本发明的其它实施例。将会认识到，本发明能够使用于其它和不同的实施例，并能够以各种方式对其一些细节作出改变，所有这些都不会脱离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一个发光二极管(LED)模组的透视截面图；

图2是本发明一个实施例的显示光透射及反射路径的LED模组的侧视截面图；

图3A是本发明一个实施例的显示一个球面形状反射器的LED模组的侧视截面图；

图3B是本发明一个实施例的描述球面形状反射器的LED位置和反射路径的示意图；

图4A是本发明一个实施例的显示一个抛物面形状反射器的LED模组的侧视截面图；

图4B是本发明一个实施例的描述抛物面形状反射器的LED位置和反射路径的示意图；

图5A是本发明一个实施例的显示一个椭球面形状反射器的LED模组的侧视截面图；

图5B是本发明一个实施例的描述椭球面形状反射器的LED位置和反射路径的示意图；

图6是本发明一个实施例的一个LED模组生产流程图。

图7A是本发明一个实施例的包括一个复合框架的第一示范LED模组的分解透视图；

图7B是本发明一个实施例的图7A所示的第一示范LED模组的侧视截面图；

图8A是本发明一个实施例的包括一个LED芯片在MCPCB上的第二示范LED模组的分解透视图；

图8B是本发明一个实施例的图8A所示的第二示范LED模组的侧视截面图；

图9A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第三示范LED模组的分解透视图；

图9B是本发明一个实施例的图9A所示的第三示范LED模组的侧视截面图；

图10A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第四示范LED模组的分解透视图；

图10B是本发明一个实施例的图10A所示的第四示范LED模组的侧视截面图；

图11A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第五示范LED模组的分解透视图；

图11B是本发明一个实施例的图11A所示的第五示范LED模组的侧视截面图；

图12是本发明一个实施例的一个没有透镜的第六示范LED模组的透视图；

图13是本发明一个实施例的一个没有透镜的商用LED封装的第七示范LED模组的透视图；

图14A是本发明一个实施例的一个包括LED模组的微小型投影仪系统的侧视截面图；

图14B是本发明一个实施例的图14A所示微小型投影仪系统的分解透视图；

图15时本发明一个实施例的描述LED模组和产生的光路径的示意图；

图16是本发明一个实施例的显示LED模组的光束角(beamangle)的分布图。

发明详述

在以下的描述里，通过描述并参照附图，显示了本发明的具体实施例。在不脱离本发明范围的情况下，可以对其作出结构和其它方面的改变，而作为其它实施例。各个实施例及其每个不同实施例的各个方面可以以任何合适的方式组合使用。所以，附图和详述本质上将被看作是描述性的而非限制性的。

通常，本发明实施例涉及一个LED模组，其提供一个偏振系统、一个光回收利用系统、一个聚光系统、和热管理系统。该LED模组可以被用来提供偏振光输出，而不需要在硅基液晶(LCoS)和液晶显示器(LCD)投影仪系统里额外添加一个偏振装置。该光回收利用系统包括反射并转换一种偏振态为期望的偏振态。利用该光回收利用系统，可以从光源LED芯片输出超过一半的偏振态光，从而提高光效率并增强该LED模组的系统的输出亮度，并减小微小型投影系统的体积尺寸。另外，本发明实施例的LED模组具有较窄的视角以及较低的热阻抗。

现参照附图，图1是本发明一个实施例的一个发光二极管(LED)模组100的透视截面图。LED模组100包括多个层以提供一个偏振系统、一个光回收利用系统、一个聚光系统和热管理系统。LED模组100包括一个被固定于基板104上的LED芯片102。通过基板104形成一个反射形面106。反射形面106可以其表面上有一个反射器或反射层。四分之一波片(QWP)层108置于基板104上的LED芯片102光路前方。一个反射偏振层110位于QWP层108上。一个透镜112被加在反射偏振层110上，同时封装住LED模组110。依照本发明的一个实施例，在LED芯片102和QWP层108之间有一个空气间隙114，用于进一步缩小光束角。

反射偏振层110用来透射第一偏振态光，并反射第二偏振态光回到基板104。反射偏振层110可以是任何合适类型的偏振器，例如栅偏振器或多层的光学叠层膜(a multilayer optical stack film)。QWP层108是一个偏振转换元件，或一个偏振转换器，其将反射回的第二偏振态转换成一个期望的偏振态。期望的偏振态实际上类似于第一偏振态。所以，一旦第二偏振态光已经被转换成第一偏振态光，光就可由反射偏振层110发出。对本领域技术人员而言，合适的QWP层108是已知的。

当从LED芯片102发出的光被反射进QWP层108内时，空气间隙114可以用来缩窄光束角。如果没有空气间隙114，或如果空气间隙内被填满了硅树脂或环氧树脂，从LED芯片102发出光的光束角可能比使用本发明实施例提供的那个光束角要大。有了空气间隙114，光束角变得更窄，并且产生的发射光更加聚焦，如图15-16所示。

LED芯片102可以是任何合适的LED装置，如一个单LED芯片或一个多芯片LED。基板104是任何合适的用来承载LED芯片的基板，如硅、陶瓷、金属芯印刷电路板(MCPCB)、或其它电路板，其中希望能够通过降低LED芯片102和外部之间的热阻抗来改善散热。透镜112是任何合适的透镜，如PMMA、环氧树脂、玻璃等。

运行时，LED芯片102发出具有p-偏振和s-偏振的光。反射偏振层110允许p-偏振光透过透镜112，并反射s-偏振光回到基板104。如果s-偏振光被转换四分之一波长两次，那么就被转换为p-偏振光。所以，当s-偏振光在第一次从LED芯片102发出时穿过QWP层108时，并被反射偏振光110反射之后，s-偏振光被杯106反射，并第二次穿过QWP层108。在第二次穿过QWP层108之后，s-偏振光被转换成p-偏振光，然后透过反射偏振层110并穿过透镜112。由s-偏振光转换成p-偏振光的射出能够提高LED模组100的总体光输出和光能。

依照本发明的一个实施例，第一偏振态光是p-偏振光，第二偏振态光是s-偏振光，期望的偏振态光是p-偏振光，其是已经从s-偏振光转换成的p-偏振光。

图2是本发明一个实施例的显示光反射路径的LED模组100的侧视截面图。附图显示了穿过LED模组100的各种类型的光。参照一个示例光路径，LED光200是从LED芯片102发出。一部分LED光200作为p-偏振光202射出穿过反射偏振层110。一部分LED光200作为s-偏振光204被反射回。s-偏振光204被循环反射，第一次变为转换光206，然后第二次变为转换光208，经两次穿过QWP层108之后，转变为p-偏振光210从反射偏振层110射出。

本发明实施例的一个优点是大角度和小角度光都被反射出LED模组100之外。LED芯片102的构造和具有反射器的形面106的形状可以反射大角度和小角度光，从而提高从LED模组100发出的光量。

现参照图3A到5B，描述了三个不同的反射形面和相关的LED芯片位置和反射路径图。杯的表面有一个反射器可以提高从LED芯片发出的光反射。通过优化LED芯片的位置(其与反射器形状相关)，通过考虑由特别的杯形状反射的光的光路径，从LED模组100可以发出更多数量的光。在传统的LED封装里，基板形状并不会被设置以达到最优反射。通过特别优化基板反射面的形状以及基板上LED芯片的位置，可以控制和预定一个反射回的光路径类似于最初LED发光路径，从而更多数量的光被回收利用，并能够穿过投影系统。如果反射的光路径与最初的LED发光路径差异过大，即使反射光被发射回收穿过LED模组，但最终亦不能穿过投影系统，因为投影系统的光路设计是基于最初原LED发光芯片的位置和大小。

图3A是一个LED模组的侧视截面图，显示了一个球面反射器形状。而图3B是为该球面反射器形状描述LED位置和反射路径的图。反射器306被放置在基板104上，基板104或反射器306，或者基板104和反射器306，有一个球形曲面。LED芯片302被固定于基板104的表面上。反射回收光线325被反射偏振层310反射，然后经反射器306反射，一个芯片镜像330形成在球形曲面中心的位置上。

图4A是一个LED模组的侧视截面图，显示了一个抛物面反射器形状。而图4B是为抛物面反射器形状描述LED位置和反射路径的图。反射器406被放置在基板104上，基板104或反射器406，或者基板104和反射器406，有一个抛物形曲面。LED芯片402固定于反射器406的顶点上。反射回收425被反射器406反射，可几乎垂直穿过反射偏振层410。一个芯片镜像430形成在抛物线形反射器焦点的位置上。

图5A是一个LED模组的侧视截面图，显示了一个椭球面反射器形状。而图5B是为椭球面反射器形状描述LED位置和反射路径的图。反射器506被放置在基板104上，基板104或反射器506，或者基板104和反射器506，有一个椭球形曲面。LED芯片502通常被放置在椭球面的第一焦点上，靠近反射器506。反射回收525第一次是被反射偏振层510反射到LED芯片502，然后在反射器506的第二部分上被反射，可在椭圆形的第二焦点的位置上形成一个芯片镜像530。

图6是本发明一个实施例的LED模组生产流程图。在第一步骤，提供一个基板104，基板104上有一个杯形成在表面里，并提供有一个或多个LED芯片102。接着，将LED芯片102固定于基板104上。在一个实施例里，在固定LED芯片之后，可以有一个硅602填充过程。在另一个步骤，贴合反射偏振层110和QWP层108。然后，QWP层108和反射偏振层110被固定在基板104上，封盖住LED芯片。依照本发明的一个实施例，可以有一个透镜112覆盖住反射偏振层110和QWP层108，然后与基板104封装，从而形成LED模组100。接着，LED模组100可以被贴合到MCPCB或PCB 600上。虽然以一个特别次序描述了这些过程步骤，但也可以使用其它制作次序和过程。所以，上述步骤只是描述了一个示范制作过程。

现参照图7A到10B，显示和描述了依照本发明实施例制作的LED模组的例子。图1到6的描述同样适用于图7到10所述和所示的例子。

图7A是本发明一个实施例的包括一个复合框架的第一示例LED模组的分解透视图。提供有三个独立组件并被组合以形成一个LED模组700，其包括：(1)一个LED芯片702，其固定于基板704上；(2)一个QWP层708和一个反射偏振层710，其被贴合在一起；和(3)一个透镜712。透镜712可以是一个透镜和透镜立方体的透镜组合，其在透镜712的内侧有一中空。反射偏振层710和QWP层708可以安置在中空内，然后透镜712与QWP层708以及反射偏振层710一起被封装于基板上。

图7B是本发明一个实施例的图7A所示的第一示范LED模组的侧视截面图。显示了一个反射形面714形成在基板704上。透镜712同时作为支架包覆反射偏振层710、QWP层708以及基板704。

图8A是本发明一个实施例的包括一个LED芯片在MCPCB850上的第二示范LED模组800的分解透视图。直接安装LED芯片802在MCPCB 850上可以有更低的热阻抗。提供有三个独立组件并被组合以形成一个LED模组800，其包括：(1)一个LED芯片802，其被直接固定遇MCPCB 850上；(2)一个QWP层808和一个反射偏振层810，其被贴合在一起；和(3)一个透镜812。透镜812可以是一个透镜和透镜立方体的透镜组合，在透镜内侧上有一中空，反射偏振层810和QWP层808可以被安置在中空内，然后透镜与QWP层808以及反射偏振层810一起被固定于MCPCB 850上。

图8B是本发明一个实施例的图8A所示第二示范LED模组的侧视截面图。显示了一个反射形面852形成在MCPCB上。当透镜812被固定到MCPCB 850上时，其围住QWP层808和反射偏振层810。

图9A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第四示范LED模组900的分解透视图。提供有两个独立组件并被组合以形成一个LED模组900，其包括：(1)一个QWP层908和一个反射偏振层910，其被接合在一起，和(2)一个透镜912。然后，LED模组900可以密封在任何合适的商用LED封装950上。在一个实施例里，LED封装950包括本发明实施例的一个反射形面，其用来增强LED芯片的光反射。在另一个实施例里，LED封装950是一个多LED封装，如一个RGB LED封装。

图9B是本发明一个实施例的图9A所示第三示范LED模组的侧视截面图。显示了LED偏振回收模组900被密封到LED封装950。

图10A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第四示范LED模组的分解透视图。提供有两个独立组件并被组合以形成一个LED模组1000，其包括：(1)一个QWP层1008和一个反射偏振层1010，其被接合在一起，和(2)一个透镜1012。然后，LED模组1000可以密封在任何合适的商用LED封装1050上。在一个实施例里，LED封装1050包括本发明实施例的一个反射形面，其用来增强LED芯片的光反射。

图10B是本发明一个实施例的图10A所示第四示范LED模组的侧视截面图。显示了LED模组1000被密封到LED封装1050上。LED封装1050包括导线1052。

图11A是本发明一个实施例的包括一个商用LED封装的第五示范LED模组的分解透视图。提供有两个独立组件并被组合以形成一个LED模组1100，其包括：(1)一个QWP层1108和一个反射偏振层1110，其被接合在一起，和(2)一个全内反射(TIR)透镜1112。然后，LED模组1100可以被密封在任何合适的商用LED封装1150上。在一个实施例里，LED封装1150包括本发明实施例的一个反射形面，其用来增强LED芯片的光反射。

图11B是本发明一个实施例的图11A所示第五示范LED模组的侧视截面图。显示了LED偏振回收模组1100被密封到LED封装1150上。LED封装1150包括导线1152。

图12是本发明一个实施例的一个没有透镜的第六示范LED模组的透视图。LED模组1200包括一个被固定于基板1204上的LED芯片1202，QWP层1208和反射偏振层1210被粘附在一起。然后，反射偏振层1210和QWP层1208被粘附在基板1204上而密封LED芯片1202。

图13是本发明一个实施例的一个没有透镜的商用LED封装的第七示范LED模组的透视图。QWP层1302和反射偏振层1304被粘附在一起。然后，反射偏振层1210和QWP层1208可以被粘附在任何合适的具有平坦的封装表面的商用LED封装1308上。

参照图14A和14B，图14A是本发明一个实施例的一个包括LED模组的微小型投影系统的侧视截面图，而图14B是图14A所述微小型投影系统的分解透视图。LED模组1406被贴装到一个MCPCB 1408上，而热沉1410被贴附到MCPCB 1408的背面，从而可以散发LED模组1406里LED芯片产生的热。然后，LED模组1406和MCPCB被安装固定到一个外壳1404。一些光学组件1402放置在光路径上，由投影机芯1404和盖1420固定。一个LCoS面板1400被安装固定到外壳1404，位于LED模组1406的对面。一些投影透镜1412置于一个镜筒1422内，其能够在投影机芯1404内滑动用于调整焦距。从LED模组1406发出的光线穿过光学组件1402，然后到达LCoS面板1400。在由LCoS面板1400和光学组件1402反射之后，光线穿过投影透镜1412投射出去。与传统的投影系统相比，由于偏振和光的反射回收利用，LED模组1406能够提高投影系统的总体光输出和光能。

图15是本发明一个实施例的描述LED模组700和产生的光路径的示意图。当与不提供空气间隙的传统光学模组比较时，光路径(一些光路径标记为1500)，被显示有一个更窄的光束角。

图16是本发明一个实施例的显示LED模组的光束角的分布图。在分布图里，为了与投影光路径匹配，光束角被设置成55°。对不同的投影光学引擎，通过修改透镜形状、反射偏振厚度、QWP厚度和空气间隙厚度，LED模组700的光束角可以被改变到与投影光学引擎匹配。

本发明实施例包括一个反射偏振层和一个QWP层在透镜内或在透镜下方。所以，本发明实施例可以允许更小的LED模组设计，与大型装置相比，其具备相似亮度或增强亮度。类似地，当与大型装置相比时，光束角也相似或被提高。本发明实施例也可以用于大输出角，并保持较高的效率水平。

虽然已经参照所述实施例特别显示和描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，可以对其格式和细节作出改变，而不会脱离本发明的精神和范围。例如，虽然已经显示了具体的组件类型，但也可以使用其它类似的和合适的替代物。另外，虽然本发明实施例也适合用于LED微投影仪和微型投影仪，但本发明的实施例也可以用于任何其它合适的应用。

因此，以上描述意在提供本发明的示范实施例，而本发明范围并不受此提供的具体范例的限制。

Claims (20)

1.一个用于投影之发光二极管(LED)模组，用于将LED光转换成偏振光，直接为投影模组提供偏振态光源，此LED模组包括：

一个反射偏振器，其位于LED发光路径上，其中反射偏振器将LED光极化，并透射出第一偏振态光，反射第二偏振态光；以及

一个与反射偏振器相邻的偏振转换元件，其位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件将反射偏振器反射回的第二偏振态光转换成期望的偏振态光。

2.根据权利要求1所述的投影用LED模组，其中偏振转换元件是一个四分之一波片，当一种偏振光两次穿过四分之一波片时，该偏振态光可被转换成垂直于该偏振态的期望偏振态光，可透过反射偏振器。

3.根据权利要求1所述的投影用LED模组，还包括一个透镜，其中透镜用于缩小光束角，同时将反射偏振器和偏振转换元件封装固定于LED基板上，使透镜、反射偏振器和偏振转换元件一起与一个LED封装衔接。

4.根据权利要求1所述的投影用LED模组，还包括：

一个基板，其中基板的一个表面有一个反射形面；和

至少一个被固定于基板上的LED芯片，LED芯片用来发出LED光，其中偏振转换元件封盖住基板。

5.根据权利要求4所述的投影用LED模组，其中偏振转换元件与LED芯片之间有一空气间隙，用以缩窄接触到偏振转换元件之前的LED光。

6.根据权利要求4所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分球面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

7.根据权利要求4所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分抛物线面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

8.根据权利要求4所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分椭圆面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

9.根据权利要求4所述的投影用LED模组，其中反射形面被设置以反射大角度LED光和小角度LED光。

10.一个用于投影之发光二极管(LED)模组，用于直接为投用提供偏振光源，此LED模组包括：

一个基板，其中基板的一个表面定义一个反射形面；

至少一个被固定于基板的LED芯片，LED芯片被设置以发出光束；

一个反射偏振器，其位于光束的发射路径上，其中反射偏振器将光束极化并透射出第一偏振态光以及反射第二偏振态光；和

一个位于基板上的偏振转换元件，偏振转换元件位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件可将第二偏振态光转换成期望的偏振态光，并且在偏振转换元件与基板之间有一个邻近LED芯片的空气间隙，其中空气间隙被设置以缩窄光束。

11.根据权利要求10所述的投影用LED模组，其中偏振转换元件是一个四分之一波片，当一种偏振态光两次穿过四分之一波片时，该偏振态光可被转换成垂直于该偏振态的期望偏振态光，可透过反射偏振器。

12.根据权利要求10所述的投影用LED模组，还包括一个透镜，其中透镜用于缩小光束角，同时将反射偏振器和偏振转换元件封装固定于LED基板上，使透镜、反射偏振器和偏振转换元件一起与一个LED封装相衔接。

13.根据权利要求10所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分球面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

14.根据权利要求10所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分抛物面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

15.根据权利要求10所述的投影用LED模组，其中反射形面有一个部分椭圆面，并且反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

16.根据权利要求10所述的投影用LED模组，其中反射形面被设置以反射大角度的LED光和小角度的LED光。

17.一个制作用于投影的发光二极管(LED)模组的方法，包括：

提供一个基板，基板的一个表面定义一个反射形面；

至少一个LED芯片固定于基板上，LED芯片用来发出光束；

放置一个反射偏振器在光束的发光路径上，其中反射偏振器将光束极化，并透射出第一偏振态光以及反射第二偏振态光；和

放置一个偏振转换元件在基板上，位于LED芯片和反射偏振器之间，其中偏振转换元件将第二偏振态光转换成期望的偏振态光，并且其中偏振转换元件与LED芯片之间有一空气间隙。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

定义一个偏振转换元件和LED芯片之间的空气间隙，空气间隙被设置以缩窄光束。

19.根据权利要求17所述的方法，其中偏振转换元件是一个四分之一波片，并且其中一种偏振态光两次穿过四分之一波片时，该偏振态光被转换成期望的偏振态光，可透过反射偏振器。

20.根据权利要求19所述的方法，其中反射形面有一个部分球面、抛物面、或椭球面，反射形面被设置于将期望的偏振态光反射回到偏振转换元件的方向上。

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