专利名称：一种微投影仪光源装置及微投影仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及投影显示 设备技术领域，更具体地说，涉及一种微投影仪光源装 置及微投影仪。
背景技术：
随着电子产品行业的不断发展，功能多样化、体积微型化已经成为目前各类电子 产品的发展趋势。投影仪作为一种能够提供多人共享观看的显示设备，已被广泛应用于商务、教学 等各个领域。但是，现有的投影仪通常体积较大、功耗较高，因此，某些场合下对其应用产生 了限制。随着移动投影概念的提出，逐渐出现了可方便携带的口袋型投影仪，大大拓展了投 影仪的应用。此外，随着手机技术的发展，涌现出各种智能手机。智能手机能够集成相机、媒体 播放等多种功能，其功能相当于一台电能，能进行电子文档、相片的浏览，也能进行视频的 观看。这使得人们一方面要求手机内存储的电子文档、相片及视频能够通过大屏幕显示，另 一方面又要求手机小型化，以方便携带。在这样的应用需求驱动下，随后出现了能够集成在 手机中的微型投影模块。微型投影模块能够将手机内存储的电子文档、相片及视频投影在 墙面、屏幕上，实现信息的交流和共享。通过研究发现，目前的微投影产品中的光源组成部分主要有两种，要么用 LED (Lighting Emitting Diode，发光二极管)光源，要么用激光。然而，LED光源属于点 光源，发光芯片面积小，结温高，光源的显色性受温度影响大，散热系统复杂，因此，采用LED 光源的微投影仪存在着功耗高、散热处理困难、LED成本高等问题；而激光也存在着成本 高、产业化困难等一些缺点；这些原因都限制着微投影技术的应用和发展。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种微投影仪光源装置及微投影仪，以降低微投影仪 的功耗。本实用新型实施例是这样实现的一种微投影仪光源装置，包括有机发光二极管OLED光源和汇聚准直单元，所述 汇聚准直单元设置于所述OLED光源出射光光路侧。优选的，所述OLED光源为平面型OLED光源或曲面型OLED光源。优选的，所述OLED光源为白光OLED光源或三基色OLED光源。优选的，所述汇聚准直单元包括微透镜阵列和聚焦透镜。一种微投影仪，包括微投影仪光源装置、光学引擎和成像单元；其中，所述微投影仪光源装置包括有机发光二极管OLED光源和汇聚准直单元， 所述汇聚准直单元设置于所述OLED光源出射光光路侧；所述光学引擎设置于所述微投影仪光源装置和成像单元之间。[0015]优选的，所述OLED光源为平面型OLED光源或曲面型OLED光源。优选的，所述OLED光源为白光OLED光源或三基色OLED光源。优选的，所述汇聚准直单元包括沿出射光光路设置的微透镜阵列和聚焦透镜。优选的，所述光学引擎包括光调制器单元或液晶光阀单元。优选的，所述光调制器单元包括硅基液晶或数字微镜器件。同现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下优点和特点本实用新型采用OLED作为微投影仪的光源，由于OLED无需背光灯，发光效率高， 发光的均勻性好，散热系统简单，且具有反应快、重量轻、厚度薄、构造简单、成本低及可弯 曲等优点，并且可以制成平面光源，因此，使得采用OLED作为光源的微投影仪功耗较低，可 以有效节约能源；并且，采用大功率的OLED取代LED作为微投影仪光源，并配合不同的光路系统，使 得微投影仪光源的光强均勻性好，光线发散角小，出光率高、性能稳定；此外，采用三基色OLED作为微投影仪光源，通过RGB空间划分及简单的合色光路， 即可实现彩色。
图1是本实用新型一种微投影仪光源装置的结构示意图；图2是本实用新型一种由平面型OLED光源构成的微投影仪光源装置的示意图；图3是本实用新型一种由曲面型OLED光源构成的微投影仪光源装置的示意图；图4是本实用新型一种采用微透镜阵列的合色光路示意图；图5是本实用新型一种采用积分光棒的合色光路示意图；图6是本实用新型一种微投影仪的结构示意图；图7是本实用新型一种选用LCoS作为光调制器单元的微投影仪的光路示意图；图8是本实用新型另一种选用LCoS作为光调制器单元的微投影仪的光路示意 图；图9是本实用新型一种选用LCD光阀单元作为光学引擎的微投影仪的光路示意 图；图10是本实用新型一种选用DMD作为光调制器单元的微投影仪的光路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述。参照图1，示出了本实用新型中一种微投影仪光源装置，包括0LED(0rganiC Light-Emitting Diode，有机发光二极管)光源10和汇聚准直单元20，所述汇聚准直单元 20设置于所述OLED光源10出射光光路侧。OLED作为一种新型光源，由于无需背光灯，发光效率高，发光的均勻性好，散热系 统简单，且具有反应快、重量轻、厚度薄、构造简单、成本低及可弯曲等优点，并且可以制成 平面光源，因此，可取代现有技术中通用的LED光源，使得采用OLED作为光源的微投影仪功 耗较低，可以有效节约能源。[0037]其中，设置于所述有机发光二极管出射光光路侧的汇聚准直单元可以包括沿光 路设置的微透镜阵列和聚焦透镜。OLED光源的出射光经过微透镜阵列进行聚光处理，接着， 经过聚光处理的出射光经过聚焦透镜进行准直处理，形成平行光出射。经过聚光、准直处 理，使得出射光均勻性好，且出射光发散角小。本领域技术人员可以理解的是，实现准直处 理的聚焦透镜可以是单片透镜，也可以是透镜组，本实用新型对此并不做具体限定。所述OLED光源可以为平面型OLED光源或曲面型OLED光源，本实用新型对此并不做具体限制。本领域技术人员可以根据不同的光路系统，根据微显示芯片的尺寸和光路系 统体积的要求，确定合适的平面光源或曲面光源的发光面积，以提高光线的方向性。同时， 可以在OLED光源的发光层底部镀一层高反射膜，以提高光的利用率。参考图2，示出了本实用新型中分别由平面型OLED光源构成的微投影仪光源装置 的示意图。如图所示，微投影仪光源装置包括平面型OLED光源20、沿平面型OLED光源20 出射光光路依次设置的微透镜阵列21及聚焦透镜22，OLED光源20发出的光线经微透镜 阵列21汇聚，聚焦透镜22准直后出射，从而形成平行光，由于平面型OLED光源20出射光 强的均勻性好，经聚光、准直处理后，出射光均勻性好，光线发散角小，是一种理想的投影光 源。这种平面型OLED光源制作简单，性能稳定，使用方便。在本实用新型的另一个实施例中，OLED光源为曲面型，如图3所示，微投影仪光源 装置包括曲面型OLED光源30、沿曲面型OLED光源30出射光光路依次设置的微透镜阵列 31及聚焦透镜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 增加发光面的面积，另一方面对发射的光进行汇聚，减小出射光的出射角，以提高光的利用 率。用这种方法得到的投影光源的出射光强均勻好，光线发散角小，OLED光源的出光率高。 对于平面型OLED光源或者曲面型OLED光源，两种光源可以是白光0LED，也可以是 三基色0LED，具体实现时可根据实际各类微投影光源的需要进行设置。本实用新型实施例中仅对通过OLED光源实现彩色的技术方案进行简单描述。按 照彩色制式(PAL制和NTSC制)配制方法，将平面型OLED光源划分出三基色发光区域，以 达到彩色标准。同时，在光源划分时要兼顾到出射光的均勻性。本实施例中，平面型OLED光源通过RGB空间划分，利用场序混色的原理实现彩色， 并设计出适合OLED光源的几种投影光路结构。投影光源采用红、绿、蓝三色0LED，场序混 色是通过轮流高速切换该三色0LED，当三种基色光以足够快的速度出现时，例如当三色 OLED的切换频率设置为180Hz，利用人眼的视觉惰性，合成彩色，这种方法和现有利用LED 光源进行时分混色原理是一致的，在此不再进行赘述。采用OLED光源的投影光路结构与现有采用LED光源的投影光路结构最大的区别 在于合色光路部分。现有技术中，一般独立的RGB LED光源或部分独立的LED光源需要通过 二向色镜合色，由于RGB LED光源在空间上分离，因此占用空间较大；而封装在一起的RGB LED光源在勻光光路设计方面由于光路复杂，光学部件加工制作困难。采用OLED光源的微 投影合色光路简单，通过微透镜阵列或积分光棒就能起到很好的合色效果，用OLED光源制 作的光机体积小，亮度一致性好。参照图4和图5，分别示出了采用微透镜阵列或积分光棒 的合色光路。由于通常采用的红、绿、蓝三色OLED各色发光面在空间上分离，由于OLED光 源40的出射光发散角很大，为了提高光利用率将内壁具有高反射率的罩41套在发光面积 上，从而将光引导到微透镜阵列42或者积分光棒44，微透镜阵列42和积分光棒44能够起到勻光的作用，从而将光均勻地照射到聚光透镜43上。需 要说明的是，上述实施例中，组成微投影仪光源装置的器件并不仅限于此，还可 以根据实际需要，在OLED光源出射光的光路中增加设置反射镜，改变出射光的出光方向， 该部分内容属于本领域技术人员熟知的技术，在此不再进行赘述。相应上述微投影仪光源装置，本实用新型还提供了 一种微投影仪。如图6所示，该 微投影仪包括微投影仪光源装置60、光学引擎61和成像单元62 ；其中，所述微投影仪光 源装置60包括有机发光二极管OLED光源601和汇聚准直单元602，所述汇聚准直单元602 设置于所述OLED光源601出射光光路侧；所述光学引擎61设置于所述微投影仪光源装置 60和成像单元62之间。OLED作为一种新型光源，由于无需背光灯，发光效率高，发光的均勻性好，散热系 统简单，且具有反应快、重量轻、厚度薄、构造简单、成本低及可弯曲等优点，并且可以制成 平面光源，因此，可取代现有技术中通用的LED光源，使得采用OLED作为光源的微投影仪功 耗较低，可以有效节约能源。其中，设置于所述有机发光二极管出射光光路侧的汇聚准直单元可以包括沿光 路设置的微透镜阵列和聚焦透镜。OLED光源的出射光经过微透镜阵列进行聚光处理，接着， 经过聚光处理的出射光经过聚焦透镜进行准直处理，形成平行光出射。经过聚光、准直处 理，使得出射光均勻性好，且出射光发散角小。本领域技术人员可以理解的是，实现准直处 理的聚焦透镜可以是单片透镜，也可以是透镜组，本实用新型对此并不做具体限定。所述OLED光源可以为平面型OLED光源或曲面型OLED光源，本实用新型对此并不 做具体限制。本领域技术人员可以根据不同的光路系统，根据微显示芯片的尺寸和光路系 统体积的要求，确定合适的平面光源或曲面光源的发光面积，以提高光线的方向性。同时， 可以在OLED光源的发光层底部镀一层高反射膜，以提高光的利用率。对于平面型OLED光 源或者曲面型OLED光源，两种光源可以是白光OLED，也可以是三基色OLED。除此之外，本实用新型实施例中的光学引擎可以包括光调制器单元 或IXD (Liquid Crystal Display，液晶)光阀单元，其中，光调制器单元可以包括 LCoS(Liquid Crystal on Silicon，基液晶)或DMD(Digital Micro mirrorDevice，数字 微镜器件)。图7所示为当选用LCoS作为光调制器单元的微投影仪的光路示意图。如图所示， 该微投影仪包括OLED光源70、沿OLED光源70出射光光路设置的微透镜阵列71及聚焦透镜 72，OLED光源70的出射光经汇聚、准直后照射到PBS (Polarizing Beam Splitter，偏振分 光器)模块73，PBS模块73将自然光转换为某种偏振光(P偏振光或者S偏振光)，LCoS74 接收由PBS模块73反射的某一种偏振光(P偏振光或者S偏振光)，例如图7所示LCoS74 接收的是由PBS模块73反射的S偏振光，S偏振光照射到LCoS74，经光调制，转换为P偏振 光透射PBS模块73，经过投影透镜75进行投影，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的发光层底部镀一层高反射膜，返回的光经OLED光源70底部反射又 可以加以利用，从而提高光利用率。图8所示为选用LCoS作为光调制器单元的另一种微投影仪的光路示意图。该实 施例中，OLED光源70的出射光经微透镜阵列71及聚焦透镜72汇聚、准直后照射到PBS模 块73，经PBS模块73透射后照射到LCoS74上，经LCoS74光调制后反射，反射的偏振光部分沿入射光路返回，部分经PBS模块73反射、经过投影透镜75进行投影。当选用LCD光阀单元作为光学引擎时，本实施例示出了一种微投影仪的光路示意 图，如图9所示，OLED光源70的出射光照射IXD光阀单元76，经IXD空间光调制后出射，经 投影透镜75进行投影成像。所谓空间光调制，是指IXD光阀单元76在像素电压的驱动下， 控制此像素透光与不透光，经IXD光阀单元76空间光调制后便能投射出图像，这部分原理 与LCD显示器类似，因此，不再进行赘述，该微投影仪结构简单、紧凑。如图10所示，又示出了一种微投影仪的光路示意图，该实施例中，光调制器单元 选用 DMD77，OLED光源70的出射光经微透镜阵列71及聚焦透镜72汇聚、准直后入射到 TIR(Total Internal Reflection,内部全反射棱镜)77中，在DMD78上，DMD78根据像素驱 动信号的情况反射光，反射光再从TIR77出射到经投影透镜75进行投影成像。可见，采用大功率的OLED取代LED作为微投影仪光源，通过配合不同的光路系统， 能够提供各种微投影仪，由于OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采 用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，使得采用 OLED作为光源的微投影仪能够显著节省电能。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求一种微投影仪光源装置，其特征在于，包括有机发光二极管OLED光源和汇聚准直单元，所述汇聚准直单元设置于所述OLED光源出射光光路侧。
2.根据权利要求1所述的微投影仪光源装置，其特征在于，所述OLED光源为平面型 OLED光源或曲面型OLED光源。
3.根据权利要求1所述的微投影仪光源装置，其特征在于，所述OLED光源为白光OLED 光源或三基色OLED光源。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的微投影光源装置，其特征在于，所述汇聚准直单 元包括微透镜阵列和聚焦透镜。
5.一种微投影仪，其特征在于，包括微投影仪光源装置、光学引擎和成像单元； 其中，所述微投影仪光源装置包括有机发光二极管OLED光源和汇聚准直单元，所述汇聚准直单元设置于所述OLED光源出射光光路侧；所述光学引擎设置于所述微投影仪光源装置和成像单元之间。
6.根据权利要求5所述的微投影仪，其特征在于，所述OLED光源为平面型OLED光源或 曲面型OLED光源。
7.根据权利要求5所述的微投影仪，其特征在于，所述OLED光源为白光OLED光源或三 基色OLED光源。
8.根据权利要求5所述的微投影仪，其特征在于，所述汇聚准直单元包括沿出射光光 路设置的微透镜阵列和聚焦透镜。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的微投影仪，其特征在于，所述光学引擎包括光调 制器单元或液晶光阀单元。
10.根据权利要求9所述的微投影仪，其特征在于，所述光调制器单元包括硅基液晶 或数字微镜器件。
专利摘要本实用新型公开了一种微投影仪光源装置及采用该光源装置的微投影仪，其中，所述微投影仪光源装置，包括有机发光二极管OLED光源和汇聚准直单元，所述汇聚准直单元设置于所述OLED光源出射光光路侧。本实用新型采用OLED作为微投影仪的光源，使得采用OLED作为光源的微投影仪功耗较低，可以有效节约能源。
文档编号F21V5/00GK201600541SQ20092026924
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者李元兵, 林家兰, 菅冀祁, 董建康, 谢辉, 陈本建, 骆名灯 申请人:惠州市华阳多媒体电子有限公司