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1、10申请公布号CN101963747A43申请公布日20110202CN101963747ACN101963747A21申请号201010285875222申请日20100919G03B21/20200601G03B21/14200601G02B27/18200601F21V13/00200601F21V19/00200601F21Y101/0220060171申请人天津爱安特科技股份有限公司地址300457天津市塘沽区经济技术开发区南海路156号津滨发展通厂19号72发明人靳张铝刘喜章孙小金李海洋74专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人刘英兰54发明名称采用三片LED灯。
2、板的LCD投影机光源系统57摘要本发明涉及一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，该系统包括红、绿、蓝三片独立的LED灯芯板，系统根据不同投影机LCD显示屏面积，每块LED灯芯板上分别安装4590粒红、绿、蓝LED灯芯。投影机根据亮度需求的不同，每粒LED灯芯功率可以在13W内选择，灯芯发光角度大于100，均匀排列布置；LED灯芯布置面积大于投影机LCD显示屏面积，长、宽方向的尺寸各增加1020。三种颜色图像信号经图像合成棱镜内的红、蓝两个镜面反射后重合为方向一致的彩色图像，经变焦镜头在幕布上投射出大画面彩色图像。本发明采用LED的光源可以简化投影机整体结构，简化生产工艺，降低成本；同时。
3、有利于节能环保，在保证LED光源有效散热条件下，可长时间连续使用，且应用非常广泛。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页CN101963748A1/1页21一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，其特征在于该系统是由多个LED灯芯为光源的3LCD投影机光源系统，包括红、绿、蓝三片独立的LED灯芯板，系统根据不同投影机LCD显示屏面积，每块LED灯芯板上分别安装4590粒红、绿、蓝LED灯芯；每粒LED灯芯功率可以在13W内选择，灯芯发光角度大于100，均匀排列布置，LED灯芯布置面积大于投影机LCD显示屏面积，长、宽方向的尺寸各增加。
4、1020，红色LED灯板发出红光经红光路的前偏振光片照射红信号LCD显示屏后经红光路的后偏振光片进入图像合成棱镜；绿色LED灯板发出绿光经绿光路的前偏振光片照射绿信号LCD显示屏后，经绿光路的后偏振光片进入图像合成棱镜，蓝色LED灯板发出的蓝光经蓝光路的前偏振光片照射蓝信号LCD显示屏后，经蓝光路的后偏振光片进入图像合成棱镜，三种颜色图像经图像合成棱镜内的红、蓝两个镜面反射后形成方向一致的红、绿、蓝混合彩色图像，经变焦镜头在幕布上投射出大画面彩色图像；所述系统包括一个固定各部件的密闭LED光路底座匣，所述图像合成棱镜位于LED光路底座匣的中心，图像合成棱镜的图像输出面位于变焦镜头的入射面，两面。
5、相对且平行，两面中心点在同一轴心上，面对合成棱镜的红、绿、蓝三个图像入射面分别安装各光路的后偏振光片，后偏振光片的外侧分别是红、绿、蓝信号LCD显示屏；红、绿、蓝信号LCD显示屏外侧分别是各光路前偏振片；前偏振片外侧分别安装红、绿、蓝LED灯板，每种颜色的LED灯板发光面和所对应光路的前偏振光片、LCD显示屏、后偏振光片、合成棱镜入射面的中心点在同一轴心上，且各部分内相互对应的四个面平行。2根据权利要求1所述的采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，其特征在于以多粒LED灯芯板组成的光源可发出均匀的红、绿、蓝三基色光，通过各光路的前偏振光片分别照射到红、绿、蓝信号LCD显示屏，红色LCD屏上。
6、的图像经红光路中的后偏振光片进入合成棱镜中，在45的红色反射镜表面反射出红色图象，蓝色LCD屏上的图像经蓝光路中的后偏振光片进入合成棱镜中，在45的蓝色反射镜上反射出蓝色图像，绿色LCD屏上的图像通过绿光路中的后偏振光片透过红色反射镜、蓝色反射镜与红、蓝反射镜面反射出的图像重合为方向一致彩色图像，经变焦镜头投射出彩色大幅面艳丽图像。3根据权利要求1所述的采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，其特征在于单粒灯芯发光面大于100，红色LED光谱为620630NM，绿色LED光谱为520530NM，蓝色LED光谱为460470NM。权利要求书CN101963747ACN101963748A1/4。
7、页3采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统技术领域0001本发明涉及一种投影机光源系统，特别涉及一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统。背景技术0002多年来投影机一直是商务活动、教育等领域的公用设备，其特点是可以轻松获得大画面，可显示数字、模拟图像，可以作为超大屏幕电视应用，正在由公用设备逐步向家用电器的应用普及；目前市场上3LCD投影机的光源多采用UHE超高压汞灯泡和金属卤素灯泡，是中、低档投影机中广泛采用的理想光源。UHE超高压汞灯泡优点是价格适中，在使用4000小时以前亮度几乎不衰减。金属卤素灯泡价格相对UHE便宜，高效率、高显色性、高色温，但发热高，半衰期短，一般使用1000。
8、小时左右亮度就会降低到原先的一半左右。对投影机散热系统要求高，不宜做长时间（4小时以上）的投影使用，金属卤素灯泡在低端投影机中被广泛使用。两种光源能够较好满足大幅面投影的亮度要求，但是投影机光路结构都较复杂，体积大，开机需要预热12分钟才能点亮，同时灯的寿命短，属设备消耗材料，价格约占设备总价的1/41/5，对投影机用户是一个较大的经济负担，一般家庭难以承受。0003目前市场上3LCD投影机公知的光路系统的工作原理如图1所示包括密闭光匣101；光源（灯泡）102，冷光镜（光学隔热玻璃）103；可以去掉UV（紫外线）保护LCD屏不受热量损害，积分透镜104、106、109、111、112、114。
9、、116负责将从光源发出的光线均匀化后均匀地照射到投影屏幕的各个边角，反光镜105、108、113、115负责将各色光源送到合适的位置，分光镜107将红色频率的光通过，绿和蓝色频率光被反射到绿、蓝光路，分光镜110将蓝光通过送进蓝光路，将绿光反射，经过积分透镜111送入绿光路前偏振光片124、绿LCD屏125、后偏振光片126，最后进入合成棱镜120，红色和蓝色同理。合成棱镜120将红、绿、蓝三信号重合成方向一致的彩色信号经镜头130投射出大幅面彩色图象到屏幕上。0004随着世界低碳经济、节能环保主导人们消费生活的发展趋势，科技进步为电子设备的革新提供了新的机遇，发光二级管（LED）是一种寿命。
10、长、环保的半导体光源，但在过去一段时间，由于高亮度、大功率LED灯芯价格高，影响了普及应用。电子产品升级遵循摩尔定律，LED产品近来性能有了很大的提升，伴随着大量的普及应用，价格也趋于合理，科研开发前景日益显现。0005因此，提供一种设计合理、性能可靠、高效节能的采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，是该领域科研技术人员急需解决的重要难题之一。发明内容0006本发明的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统；即采用红、绿、蓝三片多个LED灯芯组成的灯板作为光源，替代目前3LCD投影机普遍使用的UHE超高压汞灯或卤素灯光源，可以实现投影机体积小、寿命长、。
11、价格低和环保的目的，且将该投影机普及推广替代现在家庭电视的应用。说明书CN101963747ACN101963748A2/4页40007为实现上述目的本发明所采用的实施方式如下一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，该系统是由多个LED灯芯为光源的3LCD投影机光源系统，其包括红、绿、蓝三片独立的LED灯芯板，系统根据不同投影机LCD显示屏面积，每块LED灯芯板上分别安装4590粒红、绿、蓝LED灯芯。0008投影机根据亮度需求的不同，每粒LED灯芯功率可以在13W内选择，灯芯发光角度大于100，均匀排列布置，LED灯芯布置面积大于投影机LCD显示屏面积，长、宽方向的尺寸各增加1020，。
12、红色LED灯板发出红光经红光路的前偏振光片照射红信号LCD显示屏后经红光路的后偏振光片进入图像合成棱镜；绿色LED灯板发出绿光经绿光路的前偏振光片照射绿信号LCD显示屏后，经绿光路的后偏振光片进入图像合成棱镜，蓝色LED灯板发出的蓝光经蓝光路的前偏振光片照射蓝信号LCD显示屏后，经蓝光路的后偏振光片进入图像合成棱镜，三种颜色图像经图像合成棱镜内的红、蓝两个镜面反射后形成方向一致的红、绿、蓝混合彩色图像，经变焦镜头在幕布上投射出大画面彩色图像。0009所述系统包括一个固定各部件的密闭LED光路底座匣，各部件安装在设计好的相关位置上，所述图像合成棱镜位于LED光路底座匣的中心，图像合成棱镜的图像输。
13、出面位于变焦镜头的入射面，两面相对且平行，两面中心点在同一轴心上，面对合成棱镜的红、绿、蓝三个图像入射面分别安装各光路的后偏振光片，后偏振光片的外侧分别是红、绿、蓝信号LCD显示屏；红、绿、蓝信号LCD显示屏外侧分别是各光路前偏振片；前偏振片外侧分别安装红、绿、蓝LED灯板，每种颜色的LED灯板发光面和所对应光路的前偏振光片、LCD显示屏、后偏振光片、合成棱镜入射面的中心点在同一轴心上，且各部分内相互对应的四个面平行。0010本发明的有益效果是本发明采用LED的光源简化投影机整体结构、缩小体积，光路系统比传统金属卤素灯的体积可以减小2倍以上，摆脱投影机专业、笨重、高价的烙印，同时省去了透镜、反。
14、射镜、滤色镜等器件，可直接降低系统成本，简化生产工艺，可靠性会有很大提高，LED寿命是目前金属卤素灯泡的10倍以上，延长使用寿命，有效降低成本；随着LED技术、性能的快速提升，节能环保的优势将会更为突出，实用效果非常显著。同时本发明给普通消费者带来最为震撼的大画面体验；且有利于节能环保，在保证LED光源有效散热条件下，可长时间连续使用；该装置不但满足专业要求也适合于普通家庭的普及应用。附图说明0011图1是现有3LCD投影机光源系统示意图；图21是本发明采用三片LED作为LCD投影机光源的投影机光学结构平面示意图；图22是本发明采用三片LED作为LCD投影机光源的投影机光学结构立体示意图；图3。
15、是本发明采用三片LED作为3LCD光源的投影机工作原理示意图；图4是本发明举例说明红、绿、蓝LED发光板灯芯布置示意图。具体实施方式0012以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下如图2图4所示，该系统是由多个LED灯芯为光源的3LCD投影机光源系统，包括红、说明书CN101963747ACN101963748A3/4页5绿、蓝三片独立的LED灯芯板，系统根据不同投影机LCD显示屏面积，每块LED灯芯板上分别安装4590粒红、绿、蓝LED灯芯。0013如图21、图22所示的位置装配，所述系统包括一个固定各部件的密闭LED光路底座匣21、图像合成棱镜22、变焦。
16、镜头23、红光路前偏振片241、红信号LCD显示屏242、红光路后偏振光片243、红色LED灯板244、绿光路前偏振片251、绿信号LCD显示屏252、绿光路后偏振光片253、绿色LED灯板254、蓝光路前偏振片261、蓝信号LCD显示屏262、蓝光路后偏振光片263及蓝色LED灯板264。0014所述图像合成棱镜22位于LED光路底座匣21的中心，图像合成棱镜22的图像输出面位于变焦镜头23的入射面，两面相对且平行，两面中心点在同一轴心上，面对图像合成棱镜22的红、绿、蓝三个图像入射面分别安装各光路的后偏振光片243、253、263，后偏振光片的外侧分别是红、绿、蓝信号LCD显示屏242、2。
17、52、262；红、绿、蓝信号LCD显示屏242、252、262外侧分别是各光路前偏振片241、251、261；前偏振片外侧分别安装红、绿、蓝LED灯板244、254、264，每种颜色的LED灯板发光面和所对应光路的前偏振光片、LCD显示屏、后偏振光片、合成棱镜入射面的中心点在同一轴心上，且各部分内相互对应的四个面平行。0015为了保证系统正常工作的环境要求，遵循LED灯工作特性按常规做好相关的专业散热工艺，故不再本发明文件中赘述。0016图3是采用三片LED光源的3LCD投影机工作原理图，以多芯LED灯板组成的光源可发出均匀的红、绿、蓝三基色光，通过各光路的前偏振光片分别照射到红、绿、蓝信号L。
18、CD显示屏，红色LCD屏上的图像经红光路中的后偏振光片进入合成棱镜30中，在45的红色反射镜31表面反射出红色图象，蓝色LCD屏上的图像经蓝光路中的后偏振光片进入合成棱镜30中，在45蓝色反射镜32镜面上反射出蓝色图像，绿色LCD屏上的图像通过绿光路中的后偏振光片透过红色反射镜31、蓝色反射镜32在合成棱镜与红、蓝反射镜面反射出的图像重合为方向一致彩色图像，经变焦镜头投射出彩色大幅面艳丽图像。0017投影机根据亮度需求的不同，每粒LED灯芯功率可以在13W内选择，灯芯发光角度大于100，均匀排列布置，LED灯芯布置面积大于投影机LCD显示屏面积，长、宽方向的尺寸各增加1020。0018图4是L。
19、ED灯芯原理图，采用串联、并联混合方式布置，每单粒灯芯发光面大于100，红色LED光谱为620630NM，绿色LED光谱为520530NM，蓝色LED光谱为460470NM。0019在图4中LED灯板41是红色灯板244的电路布置示意图，LED板42是绿、蓝LED灯板254、264的电路布置示意图；图4是采用50V直流电压供电的实施例，布置LED灯板41的灯芯4101到4160共60粒，每粒红LED灯芯典型工作电压24V，分别以4101到4120、4121到4140、4141到4160，20粒一组串联后电压48V，再三组并联，采用50V电源加一个限流电阻供电。0020在图4中42代表绿色和蓝色。
20、LED板的电路布置示意图上布置LED灯芯4201到4245共45粒，每粒绿、蓝LED灯芯典型工作电压325V，分别以4201到4215、4216到4230、4231到4245，15粒一组串联后电压4875V，再三组并联，采用50V电源加一个限流电阻供电。0021在上述实施例中采用的50V直流电源供电，当采用145V供电方式时,LED灯芯分说明书CN101963747ACN101963748A4/4页6别以红色60粒，绿、蓝色45粒进行串联，电源供电采用公知的开关型直流电源，根据不同亮度需求，确定采用50V或145V方式供电。0022为了满足色彩平衡要求，选用灯芯时按照红、绿、蓝色亮度值和功率进。
21、行配比，同时通过适当调整供电LED串联电路中的限流电阻值来保证色彩的纯正。0023采用LED灯芯制作的红、绿、蓝色三块灯板作为3LCD投影机的光源，在摄氏50的工作温度条件下寿命一般为50000小时，是卤素灯寿命的十几倍，同等功率的LED亮度已经与卤素灯持平，目前达到100LM/W以上，2011年有望提高至150200LM/W，近几年发展速度是平均每年提高30LM/W以上，LED的发光效率的上限被认为是250LM/W左右，因此高效、节能上还有很大的发展潜力。0024上述参照实施例对该采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。说明书CN101963747ACN101963748A1/4页7图1说明书附图CN101963747ACN101963748A2/4页8图21说明书附图CN101963747ACN101963748A3/4页9图22图3说明书附图CN101963747ACN101963748A4/4页10图4说明书附图CN101963747A。