[发明专利]多基色LED投影系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及采用发光二极管(LEDs)的投影系统，尤其涉及在 多个LED的投影系统中组合光谱。

背景技术

基于发光二极管的投影系统将多个LED产生的不同颜色的光组合起 来。可以组合不同颜色的光来产生白光光源，或者可替换地，光学显示器， 有时称为微型显示器，如硅上液晶(LCOS)或数字光处理(DLP)，用 于在光被组合前在组合的光上或各个颜色光上施加图像信息。

图1示出了一种六基色LED投影系统(即，将六种颜色不同的有色 LED所产生光组合的投影系统)的光谱曲线图。图1示出了蓝色、蓝青 色、青绿色、绿色、橙黄色和红色有色光的光谱曲线。可以看到，例如在 区域12和区域14中，光谱中存在显著的重叠。这些重叠是有问题的，因 为它们会导致传统系统中的亮度损失。

图2示意性地说明了两个分别产生绿光和橙黄光的LED 22g和22yo 及相关透镜24g和24yo。通常地，使用分色滤光器26将LED 22g和22yo 发射的光组合，该滤光片反射某些波长的光并透过其他波长的光。例如， 分色滤光器能反射波长大于570nm的光而透射波长小于570nm的光。然 而，如图1中所示的区域14中可以看到，波长小于570nm的橙黄色光对 光谱的贡献会丢失，因为如图2中点线28所示，橙黄色光透射时会透过 分色滤光器26，而不是沿着理想的光束路径30被分色滤光器26反射。 因此，多基色LED投影系统中重叠的光谱贡献导致不同通道的光进行合 时发生光损失，从而造成亮度降低。

图3是表示了一个六LED基色系统的CIE 1931颜色空间色度图。 由标记“BCCGYR”的线30定义的空间是与蓝色、蓝青色、青绿色、绿 色、橙黄色和红色光的不同组合匹配的色域。通常多基色投影系统将颜色 组合成蓝色、绿色和红色通道(channel)。因此，蓝色和蓝青色被组合到 蓝色通道中，青绿色和绿色组合至绿色通道中，以及橙黄色和红色被组合 至红色通道中。由于这些通道的组合造成的光谱损失可从图1中区域12 和14中看到。由标记“组合的”线32定义的空间是指与蓝色、绿色和红 色通道的不同组合匹配的色域。由此可见，传统系统极大地限制了可产生 的色谱域。

因此，传统的多基色LED光源存在诸如亮度损失和色域减小等问题。 需要对多基色LED光源，例如投影系统进行改善。

发明内容

一种多基色发光二极管系统包括，采用基于偏振的分色元件(dichroic element)将不同颜色通道的光进行组合。其中至少一个所述颜色通道包 括两个产生不同波长范围的光的发光二极管。采用基于偏振的分色元件使 得不同颜色通道的重叠光谱无损失地被组合。相应地，相对于不同通道的 重叠光谱组合时会产生损失的传统系统，所述系统的亮度得到了改善。

附图说明

图1是示出了一种六基色LED投影系统的光谱曲线。

图2是示意性地表示将来自两个LED的光进行组合的示意图。

图3为CIE颜色空间色度图，表示一种六LED基色系统。

图4是依据本发明的一个实施例，将多个通道的光用基于偏振的分色 元件进行组合的多基色LED系统示意图，其中至少一个通道(channel) 包含两个不同颜色的LED。

图5是示意性说明了用偏振相关的分色X-棱镜将三种颜色通道进行 组合。

图6是关于正交偏振轴的偏振相关分色X-棱镜的通过量 (throughput)的曲线。

图7A和7B图解说明了偏振相关分色X棱镜对于不同颜色通道中光 谱的透射率。

图8是用基于偏振的分色元件将多个通道的光进行组合的多基色 LED投影系统的另一实施例的示意图，其中所述通道中至少一个包含两 个不同颜色的LED。

图9是用基于偏振的分色元件将多个通道的光进行组合的多基色 LED投影系统的又一实施例的示意图，其中所述通道中的至少一个包含 两个不同颜色的LED。

图10示出了具有脉宽调制电路的控制器，其控制多基色LED投影 系统中一个或多个颜色通道。

图11示出采用50％的PWM占空比控制颜色通道中的LED。

图12表示另一个CIE 1931颜色空间色度图，与图3中所示相似， 但示出控制多基色LED投影系统的效果。

具体实施方式