CN111679540A - 一种投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影装置，包括：用于生成待投影的显示画面的OLED屏或Micro LED屏；用于将所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面投射至投影屏幕上的镜头；以及设置于所述OLED屏或Micro LED屏和所述镜头之间的菲涅尔透镜；所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜的聚焦缩小后输入到所述镜头中。本发明的投影装置由于采用了OLED屏或Micro LED屏作为图像源，并配合使用了菲涅尔透镜对OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面进行聚焦缩小，相较于现有的投影装置，可以省去背光源和匀光透镜，大大降低投影装置的复杂性和功率消耗。

Description

一种投影装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种投影装置。

背景技术

目前的投影仪的成像原理是将通过光源(灯泡、LED灯或者激光)发射出的光源通过透镜，再过Rod(光棒)将光均匀化，经过处理后的光通过一个色轮(Color Wheel)，将光分成RGB三色，再将色彩有透镜投射在图像显示芯片上，最后反射经过投影镜头在投影屏幕上成像。现有的投影装置结构比较复杂，且功耗高。

因此，现有技术还有待于发展和改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种投影装置，旨在解决现有投影装置结构复杂，功率消耗大的技术问题。

本发明技术方案如下：

一种投影装置，其中，包括：

OLED屏或Micro LED屏，用于生成待投影的显示画面；

镜头，用于将所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面投射至投影屏幕上；

菲涅尔透镜，设置于所述OLED屏或Micro LED屏和所述镜头之间；

所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜的聚焦缩小后输入到所述镜头中。

所述的投影装置，其中，所述OLED屏包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。

所述的投影装置，其中，所述Micro LED屏包括基板，设置在所述基板上的驱动阵列，以及设置在所述驱动阵列上的Micro LED。

所述的投影装置，其中，所述菲涅尔透镜的一面为平面镜，另一面为螺纹凸透镜，所述菲涅尔透镜的所述平面镜的一面朝向所述OLED屏或Micro LED屏。

所述的投影装置，其中，还包括：

导光管，设置于所述菲涅尔透镜和所述镜头之间，用于将所述菲涅尔透镜聚焦缩小后的显示画面引至所述镜头。

所述的投影装置，其中，所述导光管设置在所述菲涅尔透镜的焦点和所述菲涅尔透镜之间。

所述的投影装置，其中，还包括：

色轮，设置在所述菲涅尔透镜和所述导光管之间，用于对显示画面进行匀色。

所述的投影装置，其中，还包括：

散热风扇，设置在所述OLED屏或Micro LED屏的四周，用于对所述OLED屏或MicroLED屏进行散热。

所述的投影装置，其中，所述菲涅尔透镜的靠近所述OLED屏或Micro LED屏的一面粘接有隔热膜。

所述的投影装置，其中，所述发光层包括量子点发光层或量子阱发光层。

有益效果：本发明提供了一种投影装置，包括：用于生成待投影的显示画面的OLED屏或Micro LED屏；用于将所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面投射至投影屏幕上的镜头；以及设置于所述OLED屏或Micro LED屏和所述镜头之间的菲涅尔透镜；所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜的聚焦缩小后输入到所述镜头中。本发明的投影装置由于采用了OLED屏或Micro LED屏作为图像源，并配合使用了菲涅尔透镜对OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面进行聚焦缩小，相较于现有的投影装置，可以省去背光源和匀光透镜，大大降低投影装置的复杂性和功率消耗。

附图说明

图1为本发明的一种投影装置的结构示意图；

图2为本发明的另一种投影装置的结构示意图；

图3为本发明的一种OLED屏的结构示意图；

图4为本发明的一种菲涅尔透镜的结构示意图；

图5为本发明的一种投影装置的应用场景示意图。

附图中的标记如下：

10-OLED屏或Micro LED屏；20-镜头；30-菲涅尔透镜；40-导光管；50-阳极层；60-空穴注入层；70-空穴传输层；80-发光层；90-电子传输层；100-电子注入层；110-阴极层；120-平面镜；130-螺纹凸透镜；140-色轮；150-散热风扇；160-隔热膜。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

目前投影装置架构，以DLP投影仪为例，光源发出RGB光线后，经过透镜汇聚，然后由R、G、B三个特定位置和特定角度的分光片进行滤光，再分别将三色光线反射到DMD芯片上，此时在图像数据信号的控制下，DMD上对每个点的光线进行反射，便形成了完全一致的图像。当三种颜色的光线通过DMD后，三种颜色的图像再汇聚在一起，然后经过镜头投射到屏幕上。而屏幕上每个像素点的颜色都是由DMD芯片对应像素点的颜色混合而成的，可见，现有的投影装置结构复杂。

为了解决上述技术问题，参见图1，本发明提供了一种投影装置，包括：

OLED屏或Micro LED屏10，用于生成待投影的显示画面；本发明直接通过由OLED屏或Micro LED屏10生成待投影的显示画面作为图像源，代替的现有通过DMD驱动板和DMD芯片来生成显示画面的方法，简化显示结构；

镜头20，用于将显示画面投射至投影屏幕上；镜头20可以对输入的显示画面进行放大后输出至投影屏幕上；

菲涅尔透镜30，设置于所述OLED屏或Micro LED屏10和所述镜头20之间；

所述OLED屏或Micro LED屏10生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜30的聚焦缩小后输入到所述镜头20中。

具体来说，本发明提供一种OLED屏或Micro LED屏实现投影的技术方案，采用了OLED屏或Micro LED屏10作为图像源，OLED屏或Micro LED屏10集成光源与显示屏一体，包括电路部分、光路部分、电源部分。电路部分实现OLED屏或Micro LED屏10的驱动，OLED屏或Micro LED屏可以采用小于7寸，亮度最小600lm，光路部分实现OLED或Micro LED显示后的投射，电源部分实现对电路部分和OLED屏或Micro LED屏10的供电。当一幅画面显示到OLED屏或Micro LED屏10上时，光路部分同时把画面投射到前方的屏幕上，相对于传统的投影技术架构，本方案节省了多重反射以及折射系统。不需要额外光源。同时也大大降低整机功率。架构更简洁，结构更简单。

参见图2，在一种具体的实施方式中，所述的投影装置还包括：

导光管40，设置于所述菲涅尔透镜30和所述镜头20之间，用于将所述菲涅尔透镜30聚焦缩小后的显示画面引至所述镜头20。

在一种具体的实施方式中，所述导光管设置在所述菲涅尔透镜30的焦点和所述菲涅尔透镜30之间。这样，由于导光管处于菲涅尔透镜30的非焦点位置，OLED屏或Micro LED屏10生成的图像经过菲涅尔透镜30再进入导光管时不会汇聚成一个点，只是把图像变小。

在一种具体的实施方式中，导光管40的内壁涂附有高反射层，导光管40的工作原理类似于光纤，光从入射端面进入导光管40之后，经过内壁反射面多次反射从另一端出射端面射出，在出射端面上形成均匀的光斑，入射端面、出射端面形状和显示元件相对应。在另一种具体的实施方式中，导光管40也可以为实心光管，利用光波在玻璃内的全反射，其特点是反射效率高、成本低等优点。但如果表面抛光光洁度不高或表面有异物时光线就会在有瑕疵的地方发生折射和散射，导致光的利用率下降，所以实心光棒对加工、组装以及使用环境洁净度有较高的要求。同时，光线在进入和离开导光管40时会有一定的反射发生，这也会降低光的利用率。

参见图3，在一种具体的实施方式中，所述OLED屏包括依次层叠设置的阳极层50、空穴注入层60、空穴传输层70、发光层80、电子传输层90、电子注入层100和阴极层110。OLED屏10通电后，在电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间功能层注入。注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移。电子和空穴注入到蓝光发光层后，在电子力的作用下，电子和空穴对应束缚在一起形成电子空穴对，形成激子exciton，激子通过辐射跃迁，发出光子，释放能量。

OLED(OrganicLight-Emitting Diode)，又称为有机电激光显示、有机发光半导体(OrganicElectroluminesence Display，OLED)，OLED属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比，OLED在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。本发明采用了OLED屏作为图像源，这样无需采用背光源，投影装置的结构可以更加简单，且功率更低。

在一种具体的实施方式中，所述发光层包括量子点发光层或量子阱发光层。量子点是一种纳米级别的半导体材料，对量子点施加一定的电场或光压，便会发出特定频率的光，发出的光的频率会随着尺寸的改变而变化，通过调节尺寸可以控制其发出的光的颜色，而量子阱是具有特殊结构的量子点，量子阱材料中存在量子限制效应，量子限制效应能够使半导体量子阱呈现各种独特且具有广泛应用前景的电子学和光子学特性，量子阱制作的光转换单元能够具有更好发光效果，形状、结构、尺寸不同的量子点粒子或量子阱粒子能够在特定波长的光的照射下将光转换成其他波长的不同颜色的光，采用量子点或量子阱制作光转换层能够提升光转换层的光转换的效果。

在一种具体的实施方式中，所述Micro LED屏包括基板，设置在所述基板上的驱动阵列，以及设置在所述驱动阵列上的Micro LED。Micro LED是新一代显示技术，比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、功耗更低。

参见图4，在一种具体的实施方式中，所述菲涅尔透镜30的一面为平面镜120，另一面为螺纹凸透镜130。使用普通的凸透镜，图像会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减，如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果，菲涅尔透镜30就是采用这种原理的。菲涅尔透镜30看上去像一片有无数多个同心圆纹路的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。

菲涅尔透镜，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。使用普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅尔透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜30看上去像一片有无数多个同心圆纹路的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。

在一种具体的实施方式中，所述菲涅尔透镜30的所述平面镜120的一面朝向所述OLED屏或Micro LED屏10。现有技术的菲涅尔透镜30包括正菲涅尔透镜和负菲涅尔透镜，本发明技术方案运用的是正菲涅尔透镜的特性，即光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜30在另一侧出来，焦点在光线的另一侧，OLED屏或Micro LED屏10幕出来的画面是完整的，经过菲涅尔透镜30，只是把图像变小，并不会畸变。

参见图2，在一种具体的实施方式中，所述的投影装置还包括：

色轮140，设置在所述菲涅尔透镜30和所述导光管40之间，用于对显示画面进行匀色。色轮这个放在菲涅尔透镜30后面，作用是匀色，为什么增加色轮，是以为内全彩的OLED屏或Micro LED屏10亮度不够，所以不能用全彩的OLED屏或Micro LED屏10，光路包括色轮，镜头20系统两部分，OLED屏或Micro LED屏10成像后，通过菲涅尔透镜30后到达色轮，色轮参数包括色坐标、亮度、对比度、色温、噪音等，设计参数关系到显示图像的色域、亮度效果。镜头20焦距设计决定了显示设备的投射比，通常为10～70。

参见图2，在一种具体的实施方式中，所述的投影装置还包括：

散热风扇150，设置在所述OLED屏或Micro LED屏10的四周，用于对所述OLED屏或Micro LED屏10进行散热。具体来说，投影装置中投影光源的发热量较大，常在投影装置内部设置散热风扇和散热片，散热风扇朝散热片吹送气流，利用气流将投影光源的热量带至散热片，而散热片进一步吸收热量，实现对投影装置的内部环境降温。

参见图2，在一种具体的实施方式中，所述菲涅尔透镜30的靠近所述OLED或MicroLED屏的一面粘接有隔热膜160。光从OLED屏或Micro LED屏10发出后，经过隔热膜(一方面阻隔OLED屏或Micro LED屏10散发热量对菲涅尔透镜30的影响，另一方面还可滤除无效光)，之后通过菲涅尔透镜30和导光管40聚焦到镜头20上放大，最后入射到投影屏幕上成像。

在一种具体的实施方式中，所述镜头20包括短焦镜头。短焦投影镜头20能够有效地缩短投影机的投影距离，是目前市面上短距离投射大尺寸画面的重要解决途径。在缩短投影镜头焦距的设计上有三种方式：折射式、反射式和混合式，折射式设计的镜头全部由透镜组成，包括球面透镜或非球面透镜，由于这种设计的镜头其透镜镜片的数量较大且种类繁多，因此结构往往较复杂，不利于制造。反射式设计的镜头全部由反射镜组成，包括球面或非球面的反射镜，反射镜可以是凸面、凹面或平面反射镜，但非球面反射镜的加工及检测的难度较大，多片的反射镜无疑增大了镜头20的成本和制造难度。混合式设计的镜头综合了折射式和反射式的技术特点，采用了透镜和反射镜相结合的设计方式，是目前市面上短焦投影镜头20的主流方案。

参见图5，本发明采用前投设计，超短焦方案，透射比小于0.2，OLED或Micro LED投影装置发射出来的光线投射到投影屏幕上后，投影屏幕形成反射给到观众。

综上所述，本发明提供了一种投影装置，包括：用于生成待投影的显示画面的OLED屏或Micro LED屏；用于将所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面投射至投影屏幕上的镜头；以及设置于所述OLED屏或Micro LED屏和所述镜头之间的菲涅尔透镜；所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜的聚焦缩小后输入到所述镜头中。本发明的投影装置由于采用了OLED屏或Micro LED屏作为图像源，并配合使用了菲涅尔透镜对OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面进行聚焦缩小，相较于现有的投影装置，可以省去背光源和匀光透镜，大大降低投影装置的复杂性和功率消耗。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

OLED屏或Micro LED屏，用于生成待投影的显示画面；

镜头，用于将所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面投射至投影屏幕上；

菲涅尔透镜，设置于所述OLED屏或Micro LED屏和所述镜头之间；

所述OLED屏或Micro LED屏生成的显示画面经过所述菲涅尔透镜的聚焦缩小后输入到所述镜头中。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述OLED屏包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述Micro LED屏包括基板，设置在所述基板上的驱动阵列，以及设置在所述驱动阵列上的Micro LED。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜的一面为平面镜，另一面为螺纹凸透镜，所述菲涅尔透镜的所述平面镜的一面朝向所述OLED屏或Micro LED屏。

5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括：

导光管，设置于所述菲涅尔透镜和所述镜头之间，用于将所述菲涅尔透镜聚焦缩小后的显示画面引至所述镜头。

6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，所述导光管设置在所述菲涅尔透镜的焦点和所述菲涅尔透镜之间。

7.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，还包括：

色轮，设置在所述菲涅尔透镜和所述导光管之间，用于对显示画面进行匀色。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括：

散热风扇，设置在所述OLED屏或Micro LED屏的四周，用于对所述OLED屏或Micro LED屏进行散热。

9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜的靠近所述OLED屏或Micro LED屏的一面粘接有隔热膜。

10.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述发光层包括量子点发光层或量子阱发光层。

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