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LED 效能获得强化 成为光源最佳候选组件
最近这几年LED 的发光效率与输出亮度都大幅提高,但即便如此, LED 还是无法与发光效率60lm/W 、全光束1 万流明的传统光源抗衡。这意味着采用LED 作为微投影机主力光源时,必需考虑包含光学引擎在内的整体光线利用效率。
目前全球业者已经陆续发表可投射出小尺寸画面的可携式微投影机,或者是提供投影功能的手机,虽然大多的微投影机画面亮度,都低于100ANSI 流明,因此只能被局限阴暗环境使用,不过相关业者均认为,微投影机具备相当深厚的发展潜力和技术突破的空间。
如上所述,低光束LED 光源,必需利用光控制技术提高光的利用率,例如传统的照明灯具,大多将反射镜设于焦点,尽量集中光线照射方向,但由于光源出射的光线并未受到精准控制,只是设法让朝前方出射的光线变多而已,这种方式结构非常简易,不过光的控制效率很差。
因此传统的LED 照明灯具为提高光的控制性,通常采用的方法就是增加反射镜或是集光镜片的面积,稍微提高光线的控制性。另外1 种LED 光源的控制方式,是在光源前方设置准直收敛镜片,它的光控制性比前者优秀。
反射型LED 结构上与传统前方包覆树脂作光控制的炮弹型LED 截然不同,它与芯片型LED 在高散热电路基板设置发光组件、周围再围绕反射罩的结构也不相同。基本上反射型LED 的反射镜与发光组件呈对向设置,发光组件产生的光线利用反射面接收,受到控制的光线再出射到LED 外部,此时只有透明树脂的穿透率、反射面的反射率和导线阴影,会造成微弱的光损失,理论上发光组件产生的光线,接近90% 左右的控制光可以取出到外部。
由于发光组件与反射面构成的相对性光学系统,此种构造可以使LED 的形状变小,相较之下,传统结构封装的LED 外形,几乎已经变成一般设计标准,因此传统LED 提高光利用效率时,通常都需要加大外部形状。
为获得高亮度光源光束,发光组件的大小反而成为主要问题,主要原因是想要提高光量,最快的方法就是增加电流;然而必需要加大LED 芯片,才能承担大电流的输入。但从光学系统角度而言,发光组件越小,光的利用效率反而愈高,两者出现相互矛盾的关系,尤其是投影机用发光组件除了要求小型之外,同时还要求高散热性的封装技巧,技术难度不低。
高输出、优秀光控制性的LED 新结构,是使散热路径单纯化,同时加大搭载发光组件Lead 的断面积,藉此维持必要的散热性。
虽然反射型LED 的发光组件,同样设置在透明环氧树脂的表面附近,不过环氧树脂本身也是隔热材料,因此对放射面的有散热相当程度的帮助。
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