[实用新型]反射式LED光学引擎

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种投影机或背投电视机(MDTV)中关键的部件-光学引擎，尤其是涉及一种对光学引擎中光源结构进行的改进，属于投影显示器件技术领域。

背景技术

如今，投影技术作为一种飞速发展的显示技术，已广泛应用于日常工作和生活中。现有各种投影系统中的核心组件是光学引擎，光学引擎主要由光源和沿光路布置的透镜组、显示芯片构成；其中显示芯片主要分为液晶式芯片和DMD(数字微镜装置)芯片，其形状为四方形，长宽比通常是4∶3或16∶9；光源常用的是灯泡式光源，如UHP灯(超高压汞灯)和金属卤素灯。灯泡式光源的缺点是功耗大、散热多、彩色范围小和不利于环保。

目前已出现以LED为光源的光学引擎，但据申请人了解，现有这些以LED为光源的光学引擎尚有缺陷。如公告号为CN2519308Y的中国专利(专利名称-以发光二极管为光源的投影机)，在该专利公开文件所描述的光学引擎中，各LED只是简单独立地布置在控制单元上，其发出的散射光只有少部分直接或简单通过透镜射到液晶显示板上；由于光的亮度和均匀度很差，因此实际根本无法实现有效的投影画面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有投影系统的光学引擎存在的缺陷，提出一种反射式LED光学引擎，该光学引擎通过改进光源结构及配套积分透镜组，可大幅提高LED发射光的均匀度和LED发光利用率，从而达到清晰有效的投影画面。

为了达到以上目的，本实用新型的技术方案是，提出一种反射式LED光学引擎，该光学引擎包括装于基板一面的LED阵列、积分透镜组和四方形显示芯片，所述积分透镜组由第一微透镜阵列和第二微透镜阵列沿光路顺次平行排列构成，所述第一微透镜阵列数与第二微透镜阵列数相同且大于LED阵列数，其改进之处是，所述装有LED阵列的基板一面对应LED阵列制有反光碗阵列形成LED阵列模板，所述LED封装在所述反光碗底部中心的基板上，所述反光碗的敞口面为四方形。

上述技术方案的完善是，所述反光碗的凹面为一旋转圆锥曲面，所述凹面的表面覆有反光膜，所述反光碗的敞口面长宽比与显示芯片长宽比相同，所述第一微透镜和第二微透镜的贯通面为四方形。

上述技术方案的进一步完善是，所述LED的发光源处于所述反光碗凹面的焦点上。

实际使用本实用新型的反射式LED光学引擎时，由于LED通电发出的光大部分先发射到反光碗的凹面上，经凹面反射后的光线，形成以反光碗的敞口面范围内均布且基本平行射出且与显示芯片面积基本一致的光束；同时该光束经第一微透镜阵列分割成若干小光束后再经第二微透镜阵列扩大成与显示芯片面积大小基本相同的若干大光束，各大光束重合叠加到显示芯片上，因此相比现有投影系统中的LED光学引擎，可大大提高LED发光的利用率和均匀度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是实施例一中LED阵列的结构示意图。

图2是图1中LED阵列单元的结构示意图。

图3是图2的左视结构示意图。

图4是实施例一LED光学引擎阵列的单元及光路的结构示意图。

图5是实施例二LED光学引擎阵列及光路的结构示意图。

图6是实施例三LED光学引擎阵列及光路的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的反射式LED光学引擎如图1和图4所示，包括基板1、装于基板1一面的由多个LED2排列的LED阵列、由第一微透镜阵列4和第二微透镜阵列5沿光路顺次平行排列组成的积分透镜组及显示芯片8，在基板1的装有LED阵列的一面压制有与LED阵列对应也呈阵列布置的凹陷反光碗3，由基板1、LED阵列和反光碗阵列构成LED阵列模板11。基板1采用印刷电路板制作；显示芯片8为长方形，采用LCD液晶芯片。

如图2所示，LED2封装在反光碗3底部的中心处。

如图3所示，反光碗3的凹面为一旋转抛物面7，且其表面镀有反光膜；反光碗3的敞口面6为长方形，敞口面6的长宽比与显示芯片8的长宽比相同，由反光碗3组成的反光碗阵列周边也形成长方形。

如图4所示，第一微透镜阵列4对应反光碗3敞口面6的贯通面呈长方形，并分割为若干个呈长方形的微透镜9；第二微透镜阵列5对应第一微透镜阵列4的贯通面呈长方形，并分割为若干个呈长方形的微透镜9′。第一微透镜阵列4和第二微透镜阵列5的贯通面长宽比与显示芯片8的长宽比相同。