[發明專利]照明模塊和方法

有效

• 申請號: 200680056633.8
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101563637A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 埃斯蒂爾·T·豪爾
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;H01L33/00;H04N5/74;H04N9/31
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王 冉

技術領域

本發明涉及一種用于將光線從發光單元引導向圖像投影裝置的照明單 元。

背景技術

空間光調制(spatial?light?modulation，SLM)顯示系統是使用由空間光 調制器的單個元件反射或者透射的光線的系統，有時也稱成像器，以便產生 顯示的圖像。一個類型的空間光調制器是數字微鏡器件(digital?mirror?device， DMD)。已知SLM顯示系統，其包括DMD，例如商業上可以從Texas Instruments公司以DLP商標獲得(Digital?Light?Processing)。

圖1示出了傳統的SLM投影顯示系統10。該系統10包括光源11。光 源11一般包括發射白光的弧光燈。來自光源11的白光沿著限定照明子系統 21的光路從光源11傳播到DMD19。所述照明子系統21的光路沿著縱軸2 延伸。

第一聚光器透鏡13將白光聚集在色輪15上。馬達16旋轉色輪15，使 得色輪15的各部分(例如，部分3、4、5)經過由第一聚光器透鏡13提供 的白光。第二聚光器透鏡17接收由色輪15過濾的光線。第二聚光器透鏡17 將過濾后的光線聚焦在DMD19上。

在圖1中，DMD19包括成像器，該成像器包括DMD芯片。DMD19包 括單個鏡元件的陣列。同時，DMD19的鏡元件根據視頻信號(例如，由視 頻源35提供)調制來自第二聚光器透鏡17的光線以形成圖像。成像器19 將調制的光線透射到投影透鏡部分29。投影透鏡部分29將調制的光線聚焦 以在屏幕31上顯示圖像。

用于顯示系統10的傳統光源11包括，例如金屬鹵化物燈以及超高壓汞 燈。但是這些燈也有缺點。它們的壽命相對較短，典型的為幾千小時。因此， 必須經常更換燈。

與傳統投影顯示器中使用的燈相比，發光裝置，如發光二極管(LED)具 有優勢。LED與其他光源相比，具有相對較長的壽命。盡管具有這個優點， LED沒有被廣泛用作SLM顯示器的光源。這是由于與LED發光性能相關的 缺點。一個缺點是難于實現足夠用于投影電視用途的圖像亮度。LED發出的 光比金屬鹵化物燈或者高壓汞燈的光。對于投影顯示器，亮度是一個重要的 性能。

在顯示器應用場合，LED產生的另一個問題是它們的發光圖案。LED 發散地發射光線。因此，從LED光源發射的光線的很大一部分不到達顯示 屏幕31。這個發光特性使得傳統的LED光源相對效率較低。

已經提出了包括多個LED的陣列以增大用于圖像投影裝置中的照明圖 像的光線量。令人遺憾的是，陣列的發射面積與組成陣列的LED的數目成 比例。因此，與所采用的LED的數目無關，對于大多數投影應用，陣列的 效率仍然太低。需要用于聚集來自LED光源的光線的高效的系統和方法。

發明內容

照明模塊向顯示系統的下游部分提供光線，該下游部分僅僅當光線入射 到圍繞光軸的特定角度中時可以使用光線。光源根據特征發光圖案提供發射 光線。包括至少一個透鏡的透鏡裝置聚集通過所述發光圖案發射的光線的一 部分并且將所聚集的光線聚焦，以便在圍繞所述光軸一定角度內進入所述下 游部分。發射光線的被聚集的部分以及在所述角度內進入下游部分的被聚集 光線配合，以最大化光源發出的光線可以由下游部分利用的百分比。

附圖說明

本發明的實施例將在下面參照附圖更加詳細說明，其中相同的附圖標記 自始至終指代相同或者相對應的部件，并且其中：

圖1是采用數字微鏡器件(DMD)和傳統光源的傳統SLM顯示系統的 方塊圖；

圖2是根據本發明實施方式的包括紅色、綠色以及藍色LED光源的SLM 顯示系統的方塊圖，所述紅色、綠色以及藍色LED光源布置在相應的照明 單元中；

圖3是根據本發明另一實施例的用于SLM顯示系統的照明單元的方塊 圖，SLM顯示系統包括提供白光的LED光源和用于過濾白光的色輪；

圖4是根據本發明的一個實施例的用于SLM顯示系統的照明單元的更 詳細的方塊圖；

圖5是根據本發明另一實施例的照明單元的方塊圖；

圖6-7是根據本發明另一實施例的照明單元的方塊圖。

具體實施方式