專利名稱：一種微投影儀光源裝置及微投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及投影顯示 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種微投影儀光源裝 置及微投影儀。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品行業(yè)的不斷發(fā)展，功能多樣化、體積微型化已經(jīng)成為目前各類電子 產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。投影儀作為一種能夠提供多人共享觀看的顯示設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于商務(wù)、教學(xué) 等各個領(lǐng)域。但是，現(xiàn)有的投影儀通常體積較大、功耗較高，因此，某些場合下對其應(yīng)用產(chǎn)生 了限制。隨著移動投影概念的提出，逐漸出現(xiàn)了可方便攜帶的口袋型投影儀，大大拓展了投 影儀的應(yīng)用。此外，隨著手機技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出各種智能手機。智能手機能夠集成相機、媒體 播放等多種功能，其功能相當(dāng)于一臺電能，能進行電子文檔、相片的瀏覽，也能進行視頻的 觀看。這使得人們一方面要求手機內(nèi)存儲的電子文檔、相片及視頻能夠通過大屏幕顯示，另 一方面又要求手機小型化，以方便攜帶。在這樣的應(yīng)用需求驅(qū)動下，隨后出現(xiàn)了能夠集成在 手機中的微型投影模塊。微型投影模塊能夠?qū)⑹謾C內(nèi)存儲的電子文檔、相片及視頻投影在 墻面、屏幕上，實現(xiàn)信息的交流和共享。通過研究發(fā)現(xiàn)，目前的微投影產(chǎn)品中的光源組成部分主要有兩種，要么用 LED (Lighting Emitting Diode，發(fā)光二極管)光源，要么用激光。然而，LED光源屬于點 光源，發(fā)光芯片面積小，結(jié)溫高，光源的顯色性受溫度影響大，散熱系統(tǒng)復(fù)雜，因此，采用LED 光源的微投影儀存在著功耗高、散熱處理困難、LED成本高等問題；而激光也存在著成本 高、產(chǎn)業(yè)化困難等一些缺點；這些原因都限制著微投影技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種微投影儀光源裝置及微投影儀，以降低微投影儀 的功耗。本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的一種微投影儀光源裝置，包括有機發(fā)光二極管OLED光源和匯聚準(zhǔn)直單元，所述 匯聚準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述OLED光源出射光光路側(cè)。優(yōu)選的，所述OLED光源為平面型OLED光源或曲面型OLED光源。優(yōu)選的，所述OLED光源為白光OLED光源或三基色OLED光源。優(yōu)選的，所述匯聚準(zhǔn)直單元包括微透鏡陣列和聚焦透鏡。一種微投影儀，包括微投影儀光源裝置、光學(xué)引擎和成像單元；其中，所述微投影儀光源裝置包括有機發(fā)光二極管OLED光源和匯聚準(zhǔn)直單元， 所述匯聚準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述OLED光源出射光光路側(cè)；所述光學(xué)引擎設(shè)置于所述微投影儀光源裝置和成像單元之間。[0015]優(yōu)選的，所述OLED光源為平面型OLED光源或曲面型OLED光源。優(yōu)選的，所述OLED光源為白光OLED光源或三基色OLED光源。優(yōu)選的，所述匯聚準(zhǔn)直單元包括沿出射光光路設(shè)置的微透鏡陣列和聚焦透鏡。優(yōu)選的，所述光學(xué)引擎包括光調(diào)制器單元或液晶光閥單元。優(yōu)選的，所述光調(diào)制器單元包括硅基液晶或數(shù)字微鏡器件。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點和特點本實用新型采用OLED作為微投影儀的光源，由于OLED無需背光燈，發(fā)光效率高， 發(fā)光的均勻性好，散熱系統(tǒng)簡單，且具有反應(yīng)快、重量輕、厚度薄、構(gòu)造簡單、成本低及可彎 曲等優(yōu)點，并且可以制成平面光源，因此，使得采用OLED作為光源的微投影儀功耗較低，可 以有效節(jié)約能源；并且，采用大功率的OLED取代LED作為微投影儀光源，并配合不同的光路系統(tǒng)，使 得微投影儀光源的光強均勻性好，光線發(fā)散角小，出光率高、性能穩(wěn)定；此外，采用三基色OLED作為微投影儀光源，通過RGB空間劃分及簡單的合色光路， 即可實現(xiàn)彩色。

圖1是本實用新型一種微投影儀光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型一種由平面型OLED光源構(gòu)成的微投影儀光源裝置的示意圖；圖3是本實用新型一種由曲面型OLED光源構(gòu)成的微投影儀光源裝置的示意圖；圖4是本實用新型一種采用微透鏡陣列的合色光路示意圖；圖5是本實用新型一種采用積分光棒的合色光路示意圖；圖6是本實用新型一種微投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型一種選用LCoS作為光調(diào)制器單元的微投影儀的光路示意圖；圖8是本實用新型另一種選用LCoS作為光調(diào)制器單元的微投影儀的光路示意 圖；圖9是本實用新型一種選用LCD光閥單元作為光學(xué)引擎的微投影儀的光路示意 圖；圖10是本實用新型一種選用DMD作為光調(diào)制器單元的微投影儀的光路示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述。參照圖1，示出了本實用新型中一種微投影儀光源裝置，包括0LED(0rganiC Light-Emitting Diode，有機發(fā)光二極管)光源10和匯聚準(zhǔn)直單元20，所述匯聚準(zhǔn)直單元 20設(shè)置于所述OLED光源10出射光光路側(cè)。OLED作為一種新型光源，由于無需背光燈，發(fā)光效率高，發(fā)光的均勻性好，散熱系 統(tǒng)簡單，且具有反應(yīng)快、重量輕、厚度薄、構(gòu)造簡單、成本低及可彎曲等優(yōu)點，并且可以制成 平面光源，因此，可取代現(xiàn)有技術(shù)中通用的LED光源，使得采用OLED作為光源的微投影儀功 耗較低，可以有效節(jié)約能源。[0037]其中，設(shè)置于所述有機發(fā)光二極管出射光光路側(cè)的匯聚準(zhǔn)直單元可以包括沿光 路設(shè)置的微透鏡陣列和聚焦透鏡。OLED光源的出射光經(jīng)過微透鏡陣列進行聚光處理，接著， 經(jīng)過聚光處理的出射光經(jīng)過聚焦透鏡進行準(zhǔn)直處理，形成平行光出射。經(jīng)過聚光、準(zhǔn)直處 理，使得出射光均勻性好，且出射光發(fā)散角小。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，實現(xiàn)準(zhǔn)直處 理的聚焦透鏡可以是單片透鏡，也可以是透鏡組，本實用新型對此并不做具體限定。所述OLED光源可以為平面型OLED光源或曲面型OLED光源，本實用新型對此并不做具體限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的光路系統(tǒng)，根據(jù)微顯示芯片的尺寸和光路系 統(tǒng)體積的要求，確定合適的平面光源或曲面光源的發(fā)光面積，以提高光線的方向性。同時， 可以在OLED光源的發(fā)光層底部鍍一層高反射膜，以提高光的利用率。參考圖2，示出了本實用新型中分別由平面型OLED光源構(gòu)成的微投影儀光源裝置 的示意圖。如圖所示，微投影儀光源裝置包括平面型OLED光源20、沿平面型OLED光源20 出射光光路依次設(shè)置的微透鏡陣列21及聚焦透鏡22，OLED光源20發(fā)出的光線經(jīng)微透鏡 陣列21匯聚，聚焦透鏡22準(zhǔn)直后出射，從而形成平行光，由于平面型OLED光源20出射光 強的均勻性好，經(jīng)聚光、準(zhǔn)直處理后，出射光均勻性好，光線發(fā)散角小，是一種理想的投影光 源。這種平面型OLED光源制作簡單，性能穩(wěn)定，使用方便。在本實用新型的另一個實施例中，OLED光源為曲面型，如圖3所示，微投影儀光源 裝置包括曲面型OLED光源30、沿曲面型OLED光源30出射光光路依次設(shè)置的微透鏡陣列 31及聚焦透鏡32，曲面型OLED光源30的作用在于曲面型OLED光源30的曲面一方面以 增加發(fā)光面的面積，另一方面對發(fā)射的光進行匯聚，減小出射光的出射角，以提高光的利用 率。用這種方法得到的投影光源的出射光強均勻好，光線發(fā)散角小，OLED光源的出光率高。 對于平面型OLED光源或者曲面型OLED光源，兩種光源可以是白光0LED，也可以是 三基色0LED，具體實現(xiàn)時可根據(jù)實際各類微投影光源的需要進行設(shè)置。本實用新型實施例中僅對通過OLED光源實現(xiàn)彩色的技術(shù)方案進行簡單描述。按 照彩色制式(PAL制和NTSC制)配制方法，將平面型OLED光源劃分出三基色發(fā)光區(qū)域，以 達(dá)到彩色標(biāo)準(zhǔn)。同時，在光源劃分時要兼顧到出射光的均勻性。本實施例中，平面型OLED光源通過RGB空間劃分，利用場序混色的原理實現(xiàn)彩色， 并設(shè)計出適合OLED光源的幾種投影光路結(jié)構(gòu)。投影光源采用紅、綠、藍(lán)三色0LED，場序混 色是通過輪流高速切換該三色0LED，當(dāng)三種基色光以足夠快的速度出現(xiàn)時，例如當(dāng)三色 OLED的切換頻率設(shè)置為180Hz，利用人眼的視覺惰性，合成彩色，這種方法和現(xiàn)有利用LED 光源進行時分混色原理是一致的，在此不再進行贅述。采用OLED光源的投影光路結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有采用LED光源的投影光路結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別 在于合色光路部分?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般獨立的RGB LED光源或部分獨立的LED光源需要通過 二向色鏡合色，由于RGB LED光源在空間上分離，因此占用空間較大；而封裝在一起的RGB LED光源在勻光光路設(shè)計方面由于光路復(fù)雜，光學(xué)部件加工制作困難。采用OLED光源的微 投影合色光路簡單，通過微透鏡陣列或積分光棒就能起到很好的合色效果，用OLED光源制 作的光機體積小，亮度一致性好。參照圖4和圖5，分別示出了采用微透鏡陣列或積分光棒 的合色光路。由于通常采用的紅、綠、藍(lán)三色OLED各色發(fā)光面在空間上分離，由于OLED光 源40的出射光發(fā)散角很大，為了提高光利用率將內(nèi)壁具有高反射率的罩41套在發(fā)光面積 上，從而將光引導(dǎo)到微透鏡陣列42或者積分光棒44，微透鏡陣列42和積分光棒44能夠起到勻光的作用，從而將光均勻地照射到聚光透鏡43上。需 要說明的是，上述實施例中，組成微投影儀光源裝置的器件并不僅限于此，還可 以根據(jù)實際需要，在OLED光源出射光的光路中增加設(shè)置反射鏡，改變出射光的出光方向， 該部分內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)，在此不再進行贅述。相應(yīng)上述微投影儀光源裝置，本實用新型還提供了 一種微投影儀。如圖6所示，該 微投影儀包括微投影儀光源裝置60、光學(xué)引擎61和成像單元62 ；其中，所述微投影儀光 源裝置60包括有機發(fā)光二極管OLED光源601和匯聚準(zhǔn)直單元602，所述匯聚準(zhǔn)直單元602 設(shè)置于所述OLED光源601出射光光路側(cè)；所述光學(xué)引擎61設(shè)置于所述微投影儀光源裝置 60和成像單元62之間。OLED作為一種新型光源，由于無需背光燈，發(fā)光效率高，發(fā)光的均勻性好，散熱系 統(tǒng)簡單，且具有反應(yīng)快、重量輕、厚度薄、構(gòu)造簡單、成本低及可彎曲等優(yōu)點，并且可以制成 平面光源，因此，可取代現(xiàn)有技術(shù)中通用的LED光源，使得采用OLED作為光源的微投影儀功 耗較低，可以有效節(jié)約能源。其中，設(shè)置于所述有機發(fā)光二極管出射光光路側(cè)的匯聚準(zhǔn)直單元可以包括沿光 路設(shè)置的微透鏡陣列和聚焦透鏡。OLED光源的出射光經(jīng)過微透鏡陣列進行聚光處理，接著， 經(jīng)過聚光處理的出射光經(jīng)過聚焦透鏡進行準(zhǔn)直處理，形成平行光出射。經(jīng)過聚光、準(zhǔn)直處 理，使得出射光均勻性好，且出射光發(fā)散角小。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，實現(xiàn)準(zhǔn)直處 理的聚焦透鏡可以是單片透鏡，也可以是透鏡組，本實用新型對此并不做具體限定。所述OLED光源可以為平面型OLED光源或曲面型OLED光源，本實用新型對此并不 做具體限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的光路系統(tǒng)，根據(jù)微顯示芯片的尺寸和光路系 統(tǒng)體積的要求，確定合適的平面光源或曲面光源的發(fā)光面積，以提高光線的方向性。同時， 可以在OLED光源的發(fā)光層底部鍍一層高反射膜，以提高光的利用率。對于平面型OLED光 源或者曲面型OLED光源，兩種光源可以是白光OLED，也可以是三基色OLED。除此之外，本實用新型實施例中的光學(xué)引擎可以包括光調(diào)制器單元 或IXD (Liquid Crystal Display，液晶)光閥單元，其中，光調(diào)制器單元可以包括 LCoS(Liquid Crystal on Silicon，基液晶)或DMD(Digital Micro mirrorDevice，數(shù)字 微鏡器件)。圖7所示為當(dāng)選用LCoS作為光調(diào)制器單元的微投影儀的光路示意圖。如圖所示， 該微投影儀包括OLED光源70、沿OLED光源70出射光光路設(shè)置的微透鏡陣列71及聚焦透鏡 72，OLED光源70的出射光經(jīng)匯聚、準(zhǔn)直后照射到PBS (Polarizing Beam Splitter，偏振分 光器)模塊73，PBS模塊73將自然光轉(zhuǎn)換為某種偏振光(P偏振光或者S偏振光)，LCoS74 接收由PBS模塊73反射的某一種偏振光(P偏振光或者S偏振光)，例如圖7所示LCoS74 接收的是由PBS模塊73反射的S偏振光，S偏振光照射到LCoS74，經(jīng)光調(diào)制，轉(zhuǎn)換為P偏振 光透射PBS模塊73，經(jīng)過投影透鏡75進行投影，部分反射的S偏振光沿入射光路返回，由于 可以在OLED光源70的發(fā)光層底部鍍一層高反射膜，返回的光經(jīng)OLED光源70底部反射又 可以加以利用，從而提高光利用率。圖8所示為選用LCoS作為光調(diào)制器單元的另一種微投影儀的光路示意圖。該實 施例中，OLED光源70的出射光經(jīng)微透鏡陣列71及聚焦透鏡72匯聚、準(zhǔn)直后照射到PBS模 塊73，經(jīng)PBS模塊73透射后照射到LCoS74上，經(jīng)LCoS74光調(diào)制后反射，反射的偏振光部分沿入射光路返回，部分經(jīng)PBS模塊73反射、經(jīng)過投影透鏡75進行投影。當(dāng)選用LCD光閥單元作為光學(xué)引擎時，本實施例示出了一種微投影儀的光路示意 圖，如圖9所示，OLED光源70的出射光照射IXD光閥單元76，經(jīng)IXD空間光調(diào)制后出射，經(jīng) 投影透鏡75進行投影成像。所謂空間光調(diào)制，是指IXD光閥單元76在像素電壓的驅(qū)動下， 控制此像素透光與不透光，經(jīng)IXD光閥單元76空間光調(diào)制后便能投射出圖像，這部分原理 與LCD顯示器類似，因此，不再進行贅述，該微投影儀結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。如圖10所示，又示出了一種微投影儀的光路示意圖，該實施例中，光調(diào)制器單元 選用 DMD77，OLED光源70的出射光經(jīng)微透鏡陣列71及聚焦透鏡72匯聚、準(zhǔn)直后入射到 TIR(Total Internal Reflection,內(nèi)部全反射棱鏡)77中，在DMD78上，DMD78根據(jù)像素驅(qū) 動信號的情況反射光，反射光再從TIR77出射到經(jīng)投影透鏡75進行投影成像。可見，采用大功率的OLED取代LED作為微投影儀光源，通過配合不同的光路系統(tǒng)， 能夠提供各種微投影儀，由于OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采 用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，使得采用 OLED作為光源的微投影儀能夠顯著節(jié)省電能。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因 此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求一種微投影儀光源裝置，其特征在于，包括有機發(fā)光二極管OLED光源和匯聚準(zhǔn)直單元，所述匯聚準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述OLED光源出射光光路側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微投影儀光源裝置，其特征在于，所述OLED光源為平面型 OLED光源或曲面型OLED光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微投影儀光源裝置，其特征在于，所述OLED光源為白光OLED 光源或三基色OLED光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的微投影光源裝置，其特征在于，所述匯聚準(zhǔn)直單 元包括微透鏡陣列和聚焦透鏡。
5.一種微投影儀，其特征在于，包括微投影儀光源裝置、光學(xué)引擎和成像單元； 其中，所述微投影儀光源裝置包括有機發(fā)光二極管OLED光源和匯聚準(zhǔn)直單元，所述匯聚準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述OLED光源出射光光路側(cè)；所述光學(xué)引擎設(shè)置于所述微投影儀光源裝置和成像單元之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微投影儀，其特征在于，所述OLED光源為平面型OLED光源或 曲面型OLED光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微投影儀，其特征在于，所述OLED光源為白光OLED光源或三 基色OLED光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微投影儀，其特征在于，所述匯聚準(zhǔn)直單元包括沿出射光光 路設(shè)置的微透鏡陣列和聚焦透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的微投影儀，其特征在于，所述光學(xué)引擎包括光調(diào) 制器單元或液晶光閥單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微投影儀，其特征在于，所述光調(diào)制器單元包括硅基液晶 或數(shù)字微鏡器件。
專利摘要本實用新型公開了一種微投影儀光源裝置及采用該光源裝置的微投影儀，其中，所述微投影儀光源裝置，包括有機發(fā)光二極管OLED光源和匯聚準(zhǔn)直單元，所述匯聚準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述OLED光源出射光光路側(cè)。本實用新型采用OLED作為微投影儀的光源，使得采用OLED作為光源的微投影儀功耗較低，可以有效節(jié)約能源。
文檔編號F21V5/00GK201600541SQ20092026924
公開日2010年10月6日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者李元兵, 林家蘭, 菅冀祁, 董建康, 謝輝, 陳本建, 駱名燈 申請人:惠州市華陽多媒體電子有限公司