CN2754120Y

CN2754120Y - 投影机光源装置

Info

Publication number: CN2754120Y
Application number: CNU2004200585680U
Authority: CN
Inventors: 李锡平; 陈文杰
Original assignee: QIANYI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QIANYI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2014-12-14

Abstract

本实用新型涉及一种投影机光源装置，尤其涉及一种利用LED光源而取代传统水银灯泡的投影机光源装置。本实用新型包括一反射罩，该反射罩呈半球体抛物面，藉以反射光源的光；以及一LED光源，该LED光源包括一基板，该基板一端的上下相对两侧分别耦合连接一第一LED芯片组与一第二LED芯片组，且该两芯片组分别封装有一第一封胶与一第二封胶，该基板的另一端则穿设于该反射罩罩顶的中心顶点，从该中心顶点到该两芯片组中心的距离，为该反射罩的焦距，藉以使该LED芯片组所发出的光线反射后较为集中且平行，以形成一光度均匀的光面。

Description

投影机光源装置

技术领域

本实用新型涉及一种投影机光源装置，尤其涉及一种利用LED光源取代传统水银灯泡的投影机光源装置。

背景技术

传统的投影机如图1所示，包括一光源10，该光源10所发射的光线经过透镜组21、多个分色反射镜22与影像资料调制等装置后，汇集至投射镜头组23中，由其放大投射至屏幕上，以显示播放的影像资料。由于投射光线必须经过一连串的透镜组合与装置，若欲使投射所呈现的影像具备足够的亮度，则必须利用光度极强的光源，而传统的最常使用的即为高压汞灯。传统投影机利用高压汞灯时，该灯泡光线投射的光路图如图2所示，其灯泡12部份，具有d长度的发光表面，虽然该灯泡12的中心点所设位置(即反射罩11的中心顶点16至该中心点的距离)通常设于焦距处(即f长度)，因而由该中心点所发射出的光线13经反射罩11的反射，可形成一平行于X轴的平行光，但是灯泡12中心点以外非焦距位置的部分，其所发射出的光线14，则非平行光，因此该灯泡12所发出的光线经反射罩11反射后的分布并不平均，同时由于该灯泡12并非均匀光体，且有保护高压气体的灯泡玻璃阻碍中心光线的行进，相当容易发生影像光度不均的现象。另一方面，由于灯泡光线投射路径是以发光点为中心呈放射状向外投射，当光线投射的角度大于alpha角，且不在透镜数组21的镜面范围内时，该光线15即无法由反射罩11反射加以集中，因而造成光源的损失，并减低其发光使用效率。

此外，高压汞灯发出强光的同时，也会发出紫外光及红外光等无效光。紫外光的照射，容易造成投影机内部组件的劣化，且可能伤及人眼睛，而红外光的照射则会产生大量热能，使投影机内部组件处于一极高温状态，同样也容易使内部组件产生劣化现象，加上灯泡投射范围超出反射罩11所溢出的光线15，亦会直接照射在附近的组件上，都使得组件使用寿命大幅缩减。另一方面，灯泡温度愈高时，发光强度亦会愈亮，愈亮则灯泡内气体的压力愈高，则愈容易产生灯泡爆裂的危险，可能对使用者或操作者产生安全上的疑虑。而高温所产生的影响，更使灯泡中正、负电极分子逐渐游离，使正、负电极间的间距逐渐加大，最后该灯泡便无法激活，此时就必须更换价格相当昂贵的灯泡，时常替换灯泡的结果，除造成使用者的不便外，亦将提高投影机的使用成本。

另外，高压汞灯所发出的光线中，红色光的光波较弱，造成影像色彩显色性较差，不利投影机多重色彩的表现，因此其投影品质较无法提升。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用LED光源取代传统水银灯泡的投影机光源装置，利用特殊设计的LED光源结构，使光源发射的光线经反射后更为集中均匀，达到较佳的光度分布的投影品质。同时也藉由LED光源的利用，由基板导出多余热量，改善其产生高热的缺点，进而增加该光源的耐用性，并避免投影机内组件因红外线或紫外光所产生的劣化现象，以达到增加投影机整体使用寿命，并减少使用成本的目的。

本实用新型的投影机光源装置包括一反射罩，该反射罩呈半球体抛物面，藉以反射光源；以及一LED光源，该LED光源包括一基板，该基板一端的上下相对两侧分别耦合连接一第一LED芯片组(LED chip)与一第二LED芯片组，各该芯片组并分别封装有一第一封胶与一第二封胶，该基板的另一端则穿设于该反射罩罩顶的中心顶点，从该中心顶点至该芯片组中心的距离，为该反射罩的焦距。藉由LED光源中LED芯片组均匀且几近点光源的结构特性，将该LED芯片组设于反射罩焦距处，则该光源所产生的光线经反射罩反射后，将几乎为平行一致且均匀的平行光，因而使得其所形成的光面更为均匀，改善传统灯泡反射后发光使用效率较低的缺点。另一方面，本实用新型的投影机光源装置，封装于该LED芯片组上的封胶呈现为一尖形凸圆状构造，可使该芯片组所发射的光线经封胶折射后全部集中在反射罩的范围内，藉由反射而全部加以利用，不具有传统灯泡因散射的特性，投射至反射罩以外的地方而散失，以及高压气体玻璃对中心光线的减损，因而可增加光线使用效率。同时也因光线经过集中，不会散射至投影机内部组件上，亦可增加该些组件的使用寿命。

特别的是，本实用新型的投影机结构，因利用LED光源，能够大幅减少红外光源所产生的高温现象与紫外光对材料的损坏，一方面免除那些光线对人体所可能产生的伤害，一方面则避免投影机内部组件的劣化现象，进而可增加该投影机的使用年限。同时，由于LED光源的寿命相当长，且发光效率不断提高，价格不断降低，能够大幅降低投影机整体的使用成本。

以下将配合图式进一步说明本实用新型的实施方式，下述所列举的实施例是用以阐明本实用新型，并非用以此限定本实用新型的范围，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许变动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当以后附的权利要求所界定的为准。

附图说明

图1是传统的投影机结构与光路示意图。

图2是传统水银灯泡光线投射的光路示意图。

图3是本实用新型的LED光源光线投射的光路示意图。

图4是本实用新型的投影机光源装置的侧视示意图。

图5是本实用新型的投影机光源装置的俯视示意图。

图中

10光源 11反射罩

12灯泡 13光线

14光线 15光线

16中心顶点

21透镜数组 22分色反射镜

23投射镜头组

30 LED光源

31基板 311第一基板

312第二基板 313绝缘层

32第一LED芯片组 33第一封胶

34第二LED芯片组 35第二封胶

具体实施方式

请参阅图4与图5，该图为本实用新型的LED光源的侧视与俯视示意图，本实用新型的投影机光源装置，包括一LED光源30与一反射罩11。LED光源30所发出的光线经由反射罩11的反射，可集中投射于单一方向，以做为投影机投影的光线来源。该LED光源30包括一基板31、第一LED芯片组32、第二LED芯片组34、第一封胶33与第二封胶35，该基板31则包括一第一基板311与一第二基板312与夹结在其中的绝缘层313所组成。该第一LED芯片组32是耦合连接在基板31一端的上侧，其耦合连接的位置恰可跨接于第一基板311与第二基板312之间，该LED芯片组32若具有底面电极，则毋需连线，若不具有底面电极，则可分别在该LED芯片组32与第一基板311以及该LED芯片组32与第二基板312之间连线，以形成电路通路。而第二LED芯片组34，则是耦合连接在LED芯片组32所相对的基板31下侧，其耦合连接的方式与第一LED芯片组32相同。

LED芯片组分别耦合连接之后，为避免LED芯片组或连线产生氧化，必须以隔绝空气及水、具透明度，且具耐热性的封胶进行封装。因此，进一步必须在该第一LED芯片组32与该第二LED芯片组34上分别以第一封胶33与第二封胶35加以封装，形成一类似蛋形的封胶体结构。一般所用的封胶可为高温固化的环氧树脂，同时为使其透光度良好，可采用透明的环氧树酯，而其它的透明且具有隔绝空气及水与耐热等性质的封胶亦皆可利用。由于LED芯片组所发出的光线范围，容易超出反射罩11的反射范围，因此本实用新型中的LED光源中的封胶，可封装呈尖形圆凸状(请参阅图4)，比一般圆弧顶形状更为尖长，以使光线折射而趋向中心轴，使该LED芯片组所发出的光线经封胶折射后能落在反射罩11罩面的范围内反射成平行光，以减少光源的漏失，进而增加发光效率。

LED光源30与LED芯片组耦合连接且以封胶封装后，必须进一步装设到反射罩11上，该LED光源30基板31的另一端，可穿设于该反光罩11的中心顶点16处，使该LED芯片组位于反光罩11的中心X轴上(请参阅图3)，而该LED芯片组与中心顶点16的距离刚好为该反光罩11的焦距f。由于本实用新型所利用的LED光源，其第一LED芯片组32与第二LED芯片组34间所耦合连接的基板极为轻薄，因此可将此二个LED芯片组32与34视为一个点光源结构。如图3所示，当一点光源LED光源设置于焦点时，所发出的光线经由半球体抛物面的反光罩11反射之后，皆会形成方向一致的平行光，因此本实用新型的投影机光源装置，能产生一亮度均匀的光面，改善以往灯泡型光源因为不均匀发光，而无法反射产生均匀平行光的缺失。另一方面，如先前所述，将封胶的形状封装成尖形圆凸状后，可窄化LED芯片组光线所投射的范围，为减少光源的损失，该光线发射的角度应限制在beta角度内，方可达到增加光的运用效率的效果。

由于一般投影机是利用白光光源作为其光源，再经由分色反射镜分别分色成蓝光、绿光与红光后，以进行下一步骤的光处理，因此本实用新型所使用的LED光源可为一发射白光的LED光源，该白光LED光源可为蓝光LED芯片组发出蓝光激发YAG黄色萤光质的白光LED、由蓝光LED芯片组发出蓝光激发红蓝绿三色萤光质的白光LED、由紫外光LED芯片组发出紫外光激发红蓝绿三色萤光质的白光LED以及将蓝光LED芯片组与黄光LED芯片组或将蓝光LED芯片组、绿光LED芯片组与红光LED芯片组封装在一起的白光LED，或利用其它方式而发出白光的LED光源。但在有些投影机，其并不经过分色的过程，而直接利用蓝、红、绿三原色为其个别光源，因此本实用新型LED光源亦可为蓝光LED、红光LED或绿光LED，并由此三色LED光源分别提供投影机所需的蓝、红、绿三颜色光源，由于蓝、红、绿LED的亮度比白光高，整体上可比个别白光LED增加三倍以上的发光亮度，可大幅增加投影的亮度与效果。本实用新型通过LED光源的利用，可大幅减少传统水银灯泡光源所产生的高温现象及紫外光伤害，并避免投影机内组件的劣化现象，而增加该投影机的使用年限，且由于LED光源的寿命相当长，无需时常更替，且成本较低，且发光效率不断提高，同时因耗电量低，能够大幅降低投影机的使用成本。

本实用新型的LED光源可单一利用，或是集合多个光源，形成一较大投射面积的发光来源。由于本实用新型的LED光源，其所发射的光线均匀且为平行光，除可利用于投影机的光源外，亦可应用于一般照明装置，例如投射灯、警示灯、手电筒，甚至是LCD的背光源。作为LCD的背光源时，可将多个本实用新型LED光源排列集中于LCD面板后方，利用本实用新型平行光的特性，垂直穿透LCD面板，达到比侧光反射更优异的发光亮度，若该LCD面板较大，则可通过所设扩散片将这些LED光源的光线均匀化，同样可达到前述优异的发光效果。

Claims

1.一种投影机光源装置，其特征在于包括：

一反射罩，该反射罩呈半球体抛物面，藉以反射光源的光；以及

一LED光源，该LED光源包括一基板，该基板一端的上下相对两侧分别耦合连接一第一LED芯片组与一第二LED芯片组，且该两芯片组分别封装有一第一封胶与一第二封胶，该基板的另一端则穿设于该反射罩罩顶的中心顶点，从该中心顶点到该两芯片组中心的距离，为该反射罩的焦距。

2.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该封胶表面呈尖形圆凸状，藉以使该芯片组所发射的光线范围限制在该反射罩的边缘内。

3.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该基板是由一第一基板与一第二基板，以及中间所包夹的一绝缘层所构成，且该LED芯片组跨触的耦合连接在该第一基板与该第二基板之间。

4.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该LED光源为白光LED光源。

5.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该LED光源为蓝光LED光源。

6.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该LED光源为红光LED光源。

7.如权利要求1所述的投影机光源装置，其特征在于其中该LED光源为绿光LED光源。