CN110687742A - 一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于三片式红绿蓝Micro‑LED的投影机，包括红光Micro‑LED、绿光Micro‑LED、蓝光Micro‑LED、合色棱镜、投影系统、屏幕。Micro‑LED是在芯片集成高密度微小尺寸LED阵列，并保证每一个LED像素可定址，并单独驱动点亮的一种微型显示芯片或屏幕及其各种封装产品。通过分别控制红光Micro‑LED、绿光Micro‑LED、蓝光Micro‑LED每个像素的亮暗，在屏幕上可以获得需要的投影图形。相比于传统的LED投影机，没有复杂昂贵的DMD或Lcos成像器件，从芯片被动照明式投影变为芯片主动发光式投影，同时减少了光源系统，减小了体积，降低了功耗。

Description

一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机
技术领域
本发明涉及一种投影机，尤其涉及一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机。
背景技术
随着投影产业的发展及投影技术的进步，投影机市场迅速扩大，大到大型会议室使用的投影机，小到口袋式微型投影机，逐渐应用于日常生活中。传统的LED投影机采用LED照明系统，同时需要复杂昂贵的DMD或Lcos成像器件才能得到需要的投影图形，这样就使投影机结构复杂，价格较贵。传统投影机均包含光源—准直系统—成像器件（DMD/LCOS）—投影系统—屏幕类似的结构，成像器件是本身不发光的被动发光元件。传统投影机存在结构复杂，能耗高、体积大、光源寿命短、价格贵的问题。
发明内容
为了解决传统基于DMD或Lcos成像器件的LED投影机结构复杂，能耗高、体积大、光源寿命短、价格贵的问题。
本发明所述投影机结构是成像器件（红光Micro-LED、绿光Micro-LED、蓝光Micro-LED）—合色棱镜—投影系统—屏幕，成像器件集成了传统投影机的光源、准直系统、成像器件这三个部分的功能，成像器件从被动发光元件进化成主动发光元件并能通过计算机控制形成指定图案。
本发明提供一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，包括红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）、合色棱镜（4）、投影系统（5）、屏幕（6）；控制红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）三个Micro-LED芯片上每个像素的亮暗分别形成红色图像、绿色图像和蓝色图像，通过合色棱镜（4）将红色图像、绿色图像和蓝色图像合光形成一幅彩色图像，经投影系统（5）在屏幕（6）上投影出彩色图像，本发明所述投影机可在光路上任意位置加入一个或多个反射镜、棱镜、透镜、微透镜阵列，对光路进行改动或修改仍视同于本发明专利所述结构。
所述红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）都是一种Micro-LED芯片，Micro-LED芯片是在芯片集成高密度微小尺寸LED阵列，并保证每一个LED像素可定址，并单独驱动点亮的一种微型显示芯片或屏幕及其各种封装产品。
所述红光Micro-LED（1）的光波长为630~780nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，红光Micro-LED（1）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
所述绿光Micro-LED（2）的光波长为495~630nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，绿光Micro-LED（2）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
所述蓝光Micro-LED（3）的光波长为420~505nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，蓝光Micro-LED（3）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
所述合色棱镜（4）用于对红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）和蓝光Micro-LED（3）分别形成的红色图像、绿色图像和蓝色图像合光形成一幅彩色图像。
所述投影系统（5）是为使Micro-LED像素尺寸符合实际投影需求，用于放大投影像素尺寸的由透镜组组成的系统。
所述屏幕（6）用于显示投影图形。
本发明所述投影机由于减少了光源和准直系统，可缩减目前投影机体积50%以上。由于将成像器件从被动发光变为主动发光元件，可提高系统光效降低能耗。同时由于主动发光元件比被动发光元件形成同样的图案所需的电功率更低，例如，被动发光元件要形成一个像素的图案时，需要光源同时照亮所有的像素，并关闭除了那一个像素之外的所有像素，而主动发光元件可只向单个像素通电，其余像素并不通电，这样本发明所述投影机可进一步降低能耗。本发明所述投影机由于减少了光源与准直系统，可进一步降低成本，并为投影系统微型化提供了可能性。本发明所述三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机与单片式RGBMicro-LED的投影机相比，三片式投影机红绿蓝Micro-LED像素分别位于三片Micro-LED芯片上，而单片式RGB Micro-LED的投影机红绿蓝Micro-LED像素都位于一片Micro-LED芯片上。单片RGB芯片加工难度大，价格高昂，良品率低。而单色Micro-LED芯片可以通过整片转移技术制造，价格相对较低，良品率高。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
请参阅图1所示，本发明提供一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，包括：
—红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）都是一种Micro-LED芯片，Micro-LED芯片是在芯片集成高密度微小尺寸LED阵列，并保证每一个LED像素可定址，并单独驱动点亮的一种微型显示芯片或屏幕及其各种封装产品。
—红光Micro-LED（1）的光波长为630~780nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，红光Micro-LED（1）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
—绿光Micro-LED（2）的光波长为495~630nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，绿光Micro-LED（2）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
—蓝光Micro-LED（3）的光波长为420~505nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，蓝光Micro-LED（3）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
—合色棱镜（4）用于对红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）和蓝光Micro-LED（3）分别形成的红色图像、绿色图像和蓝色图像合光形成一幅彩色图像。
—投影系统（5）是为使Micro-LED像素尺寸符合实际投影需求，用于放大投影像素尺寸的由透镜组组成的系统。
—屏幕（6）用于显示投影图形。
本发明所述投影机可在光路上任意位置加入一个或多个反射镜、棱镜、透镜、微透镜阵列，对光路进行改动或修改仍视同于本发明专利所述结构。
本发明所述投影机由于减少了光源和准直系统，可缩减目前投影机体积50%以上。由于将成像器件从被动发光变为主动发光元件，可提高系统光效降低能耗。同时由于主动发光元件比被动发光元件形成同样的图案所需的电功率更低，例如，被动发光元件要形成一个像素的图案时，需要光源同时照亮所有的像素，并关闭除了那一个像素之外的所有像素，而主动发光元件可只向单个像素通电，其余像素并不通电，这样本发明所述投影机可进一步降低能耗。本发明所述投影机由于减少了光源与准直系统，可进一步降低成本，并为投影系统微型化提供了可能性。本发明所述三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机与单片式RGBMicro-LED的投影机相比，三片式投影机红绿蓝Micro-LED像素分别位于三片Micro-LED芯片上，而单片式RGB Micro-LED的投影机红绿蓝Micro-LED像素都位于一片Micro-LED芯片上。单片RGB芯片加工难度大，价格高昂，良品率低。而单色Micro-LED芯片可以通过整片转移技术制造，价格相对较低，良品率高。
以上所述的具体实施例，对于本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不局限于本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，包括红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）、合色棱镜（4）、投影系统（5）、屏幕（6）；控制红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）三个Micro-LED芯片上每个像素的亮暗分别形成红色图像、绿色图像和蓝色图像，通过合色棱镜（4）将红色图像、绿色图像和蓝色图像合光形成一幅彩色图像，经投影系统（5）在屏幕（6）上投影出彩色图像，本发明所述投影机可在光路上任意位置加入一个或多个反射镜、棱镜、透镜、微透镜阵列，对光路进行改动或修改仍视同于本发明专利所述结构。
2. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）、蓝光Micro-LED（3）都是一种Micro-LED芯片，Micro-LED芯片是在芯片集成高密度微小尺寸LED阵列，并保证每一个LED像素可定址，并单独驱动点亮的一种微型显示芯片或屏幕及其各种封装产品。
3. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述红光Micro-LED（1）的光波长为630~780nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，红光Micro-LED（1）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
4. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述绿光Micro-LED（2）的光波长为495~630nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，绿光Micro-LED（2）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
5. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述蓝光Micro-LED（3）的光波长为420~505nm，每个LED像素尺寸为：长≥1µm，宽≥1µm，LED阵列的行数M≥2，列数N≥2，蓝光Micro-LED（3）的每个像素发散角与投影系统的数值孔径相匹配。
6. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述合色棱镜（4）用于对红光Micro-LED（1）、绿光Micro-LED（2）和蓝光Micro-LED（3）分别形成的红色图像、绿色图像和蓝色图像合光形成一幅彩色图像。
7. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述投影系统（5）是为使Micro-LED像素尺寸符合实际投影需求，用于放大投影像素尺寸的由透镜组组成的系统。
8. 如权利要求1所述的一种基于三片式红绿蓝 Micro-LED的投影机，其特征在于，所述屏幕（6）用于显示投影图形。
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