LED光源在光学引擎的应用ppt课件

1、LED光源在光学引擎的应用 LED的基本概念*用半导体PN结或类似结构把电能转换成光能的元件称为发光二极管（ LED Light Emitting Diode）*光由注入的电子和空穴复合而产生，也称注入式电致发光*广义的讲：包括可见光LED 非可见光LED 半导体激光器Laser Diode）一般的讲：包括可见光LED *LED与LD的区别：半导体激光器是具有谐振腔异质结构的LEDLEDLD无光学谐振腔有光学谐振腔自发辐射激发辐射非相干辐射相干辐射LED发光原理*平衡PN结空间电荷区的形成* PN结正向注入效应 外加电场的方向与自建电场方向相反，空间电荷区的电场被削弱，载流子的扩散大于漂移，电

2、子从N区注入到P区，空穴从P区扩散到N区这种现象叫正向注入效应*在P区的电子和在N区的空穴分别与多子复合，复合时放出能量： 1 以光子的形式转变为光能辐射复合） 2 以声子的形式转变为热能晶格振荡，非辐射复合）LED的结构半导体发光固态发光优点*半导体发光固态发光优点：*电光效率高理论值可达300-400lm/W）*体积小*寿命长*电压低*节能*环保各种照明器件的效率和寿命光源光效（lm/W）工作寿命白炽灯161000荧光灯8510000今日LED65200002019LED100500002020LED200100000LED电光效率*注入载流子复合产生光量子的效率，包括外量子效率HY、注入

3、效率HZ、内量子效率HF、出光效率HC HY=HZ *HF * HC+外量子效率HY ：输出到二极管外部的光量子与注入的载流子数目之比+注入效率HZ：通常定义为通过PN结的电子电流或空穴电流与总电流之比+内量子效率HF：也称辐射发光效率辐射效率），复合产生的光量子数与注入的载流子数之比+出光效率HC ：在PN结辐射复合产生的光子出射到晶体外部的百分数*一般讲：高质量LED的内量子效率HF 、注入效率HZ可达90%以上，但出光效率HC却非常低出光效率低的原因*材料吸收损失：LED的衬底对光吸收非常严重*菲涅尔损失：晶体界面的反射损失，衬底折射率很高GaAlAs晶体3.4）*全反射角损失：衬底折射

4、率很高导致光出射时的全反射角很小GaAlAs3.4，全反射角=17，出射角为34 ）*内量子效率HF降低：不能出射的光在PN结区转换为热量，提高了结温，使晶格震动加剧，非辐射复合增大，影响内量子效率HF降低。 另外，结温升高影响LED寿命。 目前，InGaN有源层在常温时，普通注入电流条件下，内量子效率HF达95%，当结温上升时，内量子效率会比较大的下降。*提高出光效率和控制结温是提高LED发光效率的有效手段大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法LED的

5、颜色特性通常的LED都是单色发光，光学引擎不需分色系统，色域大，颜色鲜艳通常有红光LED系列，绿光LED系列，蓝光LED系列白光LED是由蓝光或紫光LED，加荧光粉制成。需要分色系统才能实现光学引擎LED光学引擎的产品应用1.口袋式LED投影 Pocket, Hand-held, Mobil, Personal, Mini Projector.小型轻量,可置于手掌上或口袋中，画面可供数人观看，主要作个人应用，也可用于移动商务。LED光学引擎的产品应用2.集成式投影机 Integrated Projector，无须单独机壳，以组件形式将LED投影光机组合到其它数码产品中,组合在多媒体手机中的应用

6、最为诱人。LED光学引擎的产品应用3.便携式LED投影LED-based Portable-Projector.尺寸重量类似目前采用UHP灯的超便携投影机，商用和家用。 4.LED背投LED-based RPTV以家用为主。LED光学引擎的产品应用画面尺寸 inch 光输出 lm 供电方式 体积 cm3 重量 g 集成式 5 15 5 15 电池 50 100 口袋式 15 40 30 5050 100 电池或外接交直变流电源 600 500 便携式 30 80 200400400800 交流 3000 1500 背 投 40 70 200500 交流 / / 四类LED投影的性能特征至201

7、9年）未来几年内，LED投影产品必将逐步展现出新趋势：微型的LED投影机将伴随电视手机等热门数码产品大行其道，LED背投将在家用背投的全尺寸范围内叫板UHP微显背投，便携式LED前投则将在不超过80的应用中挑战传统前投LED光学引擎的技术架构*投影显示5067 cm *光通量20 lm (屏幕亮度与笔记本电脑的屏幕亮度基本相当)*ANSI均匀性要求在90 %以上,*照明系统的照度均匀性大于95 % *单片0. 55(DL P) 芯片*投影物镜的具体指标为: +f 数为2.4 +投影距离0. 5 m +投影屏幕对角线50. 8 cm +畸变小于1 % +36 线对的调制传递函数(MTF) 值大于

8、0.5 +像面照度均匀性不低于90 %* LED光源 + Red 627nm 1400mA 140lm Lambertian + Green 530nm 1000mA 80lm Lambertian + Blue 470nm 1000mA 30lm LambertianLED光学引擎的技术架构用8 个小透镜与8 个L ED 对应准直LED光学引擎的技术架构 三维立体台式电脑功耗只有9瓦，屏幕上照度100cd/m2LED光学引擎的技术架构LED光源：功率5W，输出光通量120lm，驱动电压7V，驱动电流700mA准直镜为全反射和透射面组合而成的系统LCD芯片：0.7英寸投影物镜：F1.6投影距离：15cm处，投影面积达到5.5英寸。屏幕增益：1，反射率90%为，屏幕照度为170cd/m2投影仪出射光通量为4l