反射式高亮度LED带动液晶投影机变革

LED的亮度输出量仍不能和超高压水银灯相比

不过，还是必须清醒地认识到这样一个事实：虽然说因为LED发光效率的提高，每个LED的亮度输出量和过去相比有相对的提高，但仍然不能和发光功率60流明/瓦以上，全光束为10000流明的光源相比。

所以当各业者在不遗余力的进行关於LED光源技术的研究开发的时候，发现与超高压水银灯不同的是，如果期望有效的利用LED作为背光源的话，仍旧需要解决相当多的问题，因为每个LED生產业者间细微的技术差别，就会造成产品的亮度等性能出现落差，所以如何有效利用LED，就成了每个液晶投影机生产商面临的问题。

LED不像超高压水银灯是点光源，而是面积只有几个mm大小LED晶片的光，会散射到四面八方，为了聚集这些光，还需要配合包括1吋大小的DMD等元件，这样的结构设计是相当复杂的，所以，从这方面可以很容易就看出各个业者之间技术能利的高低。

为了解决这难题，三洋电机就开发了能更有效聚集LED光线的光学产品，并应用在液晶投影机的机构中，和传统应用在LED上的普通采光透镜相比较，这款光学透镜对光的利用率，经过模拟验证预计可以达到1.41倍，不过经过实际测量之后，利用率却是高达到1.34倍，虽然有这么高的光利用率，但仍旧无法完全将所有从LED散射出来的光都加以有效利用，也就是说，还是有一些光会被浪费或无法透过这个光学元件加以聚集使用。

如果为了提高LED液晶投影机的亮度等性能，只是单纯从光机引擎上做努力还是不够的，因为LED本身的改良和性能提高也很重要。很多业者已经意识到了这一点，例如，印度的OSTAR在2005年底发表应用於液晶投影机的LED模组OSTAR，该模组使用了自己生產的LED-ThinGaN。以传统的架构来说，一般的LED只有50％的光会从晶片表面散射出来，但是这款新型的LED却有97％的光都是从晶片表面激发出来，如此一来，就能够大幅度的提高效率和亮度。OSTAR表示，目前发表的模组產品安装了4个1mm平方的LED晶片，相当适合0.55吋的显示元件应用。

安装Optical Collimator透镜可提高光的利用率

因应光通量不足的标准型LED光源，目前可以採用两种方式来调节光，一种是和传统的HID光源属于同一照明系统，想法是，将透镜装在焦点上，这样的结构很简单，但是效率却是相当低。另一种是在光源前面安装Optical Collimator透镜的方式，而提高光的利用率，这样的做法事实上比第一种方式的效率高了许多。

不过，有一点需要注意的是，对这两种方式而言，为了提高光调节效率，都必须使用很大的透镜。反射式LED的基本构造，与传统的炮弹型LED完全不同（炮弹型LED：把树脂透镜安装在发光元件上，而达到对光的调节），而且也与晶片型LED也不同（晶片型LED：在散热性能高的电路基板上，配备发光元件再向四周反射光线），反射式LED是把发光元件和反射镜相对的安装，发光元件放射出来的光，一旦碰撞到反射面就可以被调节放射到LED外部。

只是因为透明树脂的透光率、反射面的反射率等原因，才会发生一部分光的流失，但是90％的光可以有效的利用发射到外部。目前，所有的LED设计都是根据发光元件和反射面相对安装的结构来完成的，所以必须要让外形尽可能地变小，而现实高发光效率的目标。但是传统的封装LED为了提高利用率，所以在外形上不得不设计的很大。为了得到光输出功率很大的射线光源，发光元件的大小具有相当性的关键。如果期望提高光通量的话，就必须要增加发光元件的大小，才能耐得住用来激发光线的大电流。但另一方面，从光学系统角度来看，却有发光元件越小，可以提高光的利用效率，这是相当矛盾且必须面对的问题。

如果从这一点的定律来看的话，液晶投影机所使用的发光元件，应该尽量的朝向小型化发展，并且必须应用在散热性较好的封装型LED上。因为用来作为光输出量高，且光调节性能高的LED结构，需要依靠简化散热电路、扩大搭载发光元件路径的截面，来确保一定的散热性能，而在这样的条件需求下，反射型LED可以说事散热路径是最简单的。