一种无需背光源系统的全LED投影机技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无需背光源系统的全LED投影机，包括：硅上LED(LEDoS)投影芯片、光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板，所述光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板分别与所述LEDoS投影芯片相连接。本实用新型专利技术完全摒弃了传统的LCD投影机中的背光源模组、偏光片和彩色膜，由自发光的LEDoS芯片直接投影，从而有效提高了光利用率，节省了体积，并且本技术立足于成熟的IC集成电路技术和目前日益广泛应用的LED技术，易于以极低的成本进行大规模生产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微型投影
，特别涉及一种无需背光源系统的全LED投影机。
技术介绍
微型投影机最早出现在2005年末，由美国德州仪器展示出的第一款微型投影机，当时体积只有袖珍字典般大小。到了 2008年末，一款手机大小的微型投影机问世，从此开始标志着真正的微型投影机时代到来。在短短的3年时间内，微型投影机的体积已经从袖珍字典般大小缩减到了当前的手机大小。到了 2009年，微型投影机开始走向了大众视线中。从2005末，第一代掌上型投影机由三菱和三星分别推出后，改变了一直以来，投影机被当作教学、办公会议等场合的演示产品，因为画面大，可以与更多人分享内容，但因为体积大，它也只能被局限于有限的空间内。基于研究人员的不断拓展，到了 08年由奥图码推出的全球第一款PK-101手持投影开始，整个微型投影机市场进入了高潮期。2010年内嵌微投影机的手机/相机出货量超过20万台。2011年各手机厂商纷纷退出了内嵌微投影机的手机规格。预估至2014年，内嵌式手机市场将大举突破1000万台，达到1433万台，而相机/录像机将突破300万台，其他内嵌式产品也将突破200万台，整体微投影产品将达到3521万台。目前微投影机市场主要以DLP和LCOS为两大技术阵营。LCOS微投影机成本较低但亮度不能满足用户需要(光利用率小于5% )。在现有的LCD投影及LCOS (硅上液晶)投影技术中，背光源发出的光要经过偏光片、彩色膜、液晶层以及多个光学透镜之后才能投射到屏幕上。整个系统的光利用率小于5%，也就是说上述各层材料和透镜会消耗掉95%以上的光。这就是为何目前微投影机难以满足消费者要求的主要原因-亮度不足。DLP技术有较高的光利用率(约33% )，但其成本较高，且该技术为美国德州仪器(TI)所垄断。在DLP投影机结构中，某一时刻背光源的光只能转化成红绿蓝三种颜色中的一种，这样导致光利用率最大只有1/3，其余的2/3都被色轮过滤掉。因此，亟需一种光利用率高、集成度高、低功耗、低成本的新型投影机。
技术实现思路
为此，本技术提出一种无需背光源系统的全LED投影机，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。本技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本技术目的和优点。本技术提供了一种无需背光源系统的全LED投影机，其特征在于，所述无需3背光源系统的全LED投影机包括硅上LED(LED0S)投影芯片、光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板，所述光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板分别与所述LEDoS投影芯片相连接。根据本技术一优选实施例，所述驱动电路板包括从信号源接收视频信号的接收模块、对所接收到的视频信号进行解码的解码模块和对所述视频信号进行数模转换的视频信号转换模块。根据本技术一优选实施例，所述LED微投影芯片为有源选址单色硅基LED微投影芯片，所述有源选址单色硅基LED微投影芯片包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，所述像素驱动电路分别于所述电源、数据线、扫描线和LED像素相连。根据本技术一优选实施例，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，所述LED像素的P电极连接到所述输出端，所述LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端。根据本技术一优选实施例，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流。根据本技术一优选实施例，所述电源管理与散热保护模块由散热片和电源接口组成。本技术完全摒弃了传统的LCD投影机中的背光源模组、偏光片和彩色膜，由自发光的LEDoS芯片直接投影，从而有效提高了光利用率，节省了体积，并且本技术立足于成熟的IC集成电路技术和目前日益广泛应用的LED技术，易于以极低的成本进行大规模生产。附图说明图I为根据本技术实施例的无需背光源系统的全LED投影机的系统示意图。图2为根据本技术实施例的全LED投影机的结构示意图。图3为根据本技术实施例的LEDoS投影芯片的电路结构示意图。具体实施方式下面参照附图对本技术进行更全面的描述，其中说明本技术的示例性实施例。如图I所示，本技术所提出的无需背光源系统的全LED投影机包括硅上LED(LEDoS, LED on Silicon)投影芯片、光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板，所述光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板分别与所述LEDoS相连接。各部分的功能分别为LEDoS投影芯片为整个投影机的核心部分。该部分主要接收驱动电路板提供的信号电平。然后根据显示图形对芯片内的每个LED像素进行开启或者关闭的控制。这时在芯片上会出现需显示图形的微型高亮度图像。光学投影镜头的各项参数根据LEDoS芯片的设计参数如芯片大小，出光角度，距离等进行优化。LEDoS芯片产生的微型高亮度的显示图像通过光学投影镜头投射到投影屏幕上。电源管理与散热保护模块主要为整个投影机系统提供足够的电力供应，并为LEDoS投影芯片以及驱动电路板上发热量较大的部分提供足够的散热；电源管理与散热保护模块可由散热片和电源接口组成。驱动电路板包括从信号源接收视频信号的接收模块、对所接收到的视频信号进行解码的解码模块和对所述视频信号进行数模转换以产生能够为LEDoS投影芯片所识别的模拟量的驱动信号电平的视频信号转换模块。这一系统还负责系统界面的操作，如开机关机，投影图像的亮度，对比度，几何校正等项目的调整。其中，所述信号源可为电脑的HDMI接口，VGA接口，Display Port接口，DVI接口，RJ-45接口或者无线通讯接口。图2为本技术中全LED投影机的结构示意图。如图2所示，LEDoS投影芯片001封装在散热片003上面。散热片003固定在驱动电路板004上面。驱动电路板004具有视频信号转换功能和为LEDoS投影芯片提供驱动信号的功能。电源接口 007为整个投影机提供电力驱动，可接220伏交流电或者5伏直流电。信号输入接口 005和006可接收多种规格视频信号如HDMI，DVI，VGA, RGB, RG-45或者无线传输信号。LEDoS投影芯片在驱动板004驱动下产生高亮度图像然后通过光学投影镜头002投影到屏幕008。附图2的进一步说明，图中驱动电路板以及光学投影镜头的各项参数均与LEDoS投影芯片的实际参数进行匹配。附图3为根据本专利技术实施方式的LEDoS投影芯片的电路结构示意图。根据本专利技术的一优选实施方式，所述LEDoS投影芯片为有源选址单色硅基发光二极管(LED)微投影芯片009，该有源选址单色硅基LED微投影芯片009包括电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无需背光源系统的全LED投影机，其特征在于，所述无需背光源系统的全LED投影机包括：硅上LED(LEDoS)投影芯片、光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板，所述光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板分别与所述LEDoS投影芯片相连接。

【技术特征摘要】
1.一种无需背光源系统的全LED投影机，其特征在于，所述无需背光源系统的全LED投影机包括硅上LED(LED0S)投影芯片、光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板，所述光学投影镜头、电源管理与散热保护模块、信号输入接口和驱动电路板分别与所述LEDoS投影芯片相连接。2.根据权利要求I所述的无需背光源系统的全LED投影机，其特征在于，所述驱动电路板包括从信号源接收视频信号的接收模块、对所接收到的视频信号进行解码的解码模块和对所述视频信号进行数模转换的视频信号转换模块。3.根据权利要求2所述的无需背光源系统的全LED投影机，其特征在于，所述LED微投影芯片为有源选址单色硅基LED微投影芯片，所述有源选址单色硅基LED微投影芯片包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，所述像素驱动电路分别于所述电源、数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纪美，刘召军，俞捷，庄永漳，黄嘉铭，
申请(专利权)人：刘纪美，
类型：实用新型
国别省市：