CN219625857U - 照明装置和显示*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及投影显示技术领域，并公开了一种照明装置和显示***，照明装置包括光源模组、像素处理模组和合光机构。光源模组包括第一、第二和第三光源阵列，第一、第二和第三光源阵列分别被配置为发出红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光；像素处理模组被配置为将红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光分别投射至目标显示位置，像素处理模组具有预定像素纠偏量，预定像素纠偏量对应于第一、第二和第三光源阵列中的至少一个中的光源像素点由原始位置移动至目标显示位置的偏移量，以进行像素纠偏；合光机构被配置为将投射至目标显示位置的红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光合成彩色图像光。通过上述方式，解决合光后三色画面分离的问题。

Description

照明装置和显示***

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，特别是涉及一种照明装置和显示***。

背景技术

随着显示技术的发展，用户对照明装置的显示性能的要求越来越高，显示性能主要包括亮度、分辨率、显示尺寸、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面。微米发光二极管(micro light-emitting diode，简称“micro LED”)作为下一代显示技术，具有宽视角，高刷新率，高对比度，高稳定性，低功耗，高灰度等优势，然而由于Micro LED中的像素点极小，因此在安装时容易出现误差，导致显示效果不佳的问题。

实用新型内容

基于此，本申请提供一种可以同时兼顾高分辨率和大尺寸的照明装置和显示***。

一方面，本申请提供了一种照明装置，包括光源模组、像素处理模组和合光机构。其中，所述光源模组包括第一光源阵列、第二光源阵列和第三光源阵列，所述第一光源阵列被配置为发出红色图像光；所述第二光源阵列被配置为发出绿色图像光；所述第三光源阵列被配置为发出蓝色图像光；所述像素处理模组被配置为将所述红色图像光、所述绿色图像光和所述蓝色图像光分别投射至目标显示位置，所述像素处理模组具有预定像素纠偏量，所述预定像素纠偏量对应于所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列中的至少一个中的光源像素点由原始位置移动至所述目标显示位置的偏移量，以进行像素纠偏；所述合光机构被配置为将投射至所述目标显示位置的所述红色图像光、所述绿色图像光和所述蓝色图像光合成彩色图像光。

另一方面，本申请提供了一种显示***，包括照明装置和镜头，其中，照明装置为上述方案提供的照明装置，被配置为产生成像光束；所述镜头被配置为将所述成像光束出射出去。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：通过设置像素处理机构，对第一光源阵列、第二光源阵列和第三光源阵列进行纠偏，可以解决红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光合光后三色画面分离的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为相关技术中显示***的结构示意图；

图2为图1提供的显示***中像素偏移现象和像素不偏移现象的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的显示***的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的照明装置的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的控制一帧分为4个子帧的脉冲信号的示意图；

图6为本申请一些实施例提供的4个子帧的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着显示技术的发展，用户对照明装置的显示性能的要求越来越高，显示性能主要包括亮度、分辨率、显示尺寸、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面。微米发光二极管(micro light-emitting diode，简称“micro LED”)作为下一代显示技术，具有宽视角，高刷新率，高对比度，高稳定性，低功耗，高灰度等优势，然而由于Micro LED中的像素点极小，因此在安装时容易出现误差，导致显示效果不佳的问题。Micro LED的尺寸一般小于50微米。

具体地，请参见图1，一种显示***100包括红光微米发光二极管(micro light-emitting diode，简称“micro LED”)面板110a、绿光micro LED面板110b和蓝光micro LED面板110c、合光机构30和镜头2，红光micro LED面板110a、绿光micro LED面板110b和蓝光micro LED面板110c发出的光经过合光机构30合光后台被镜头2投射出去出现三色画面分离的情况。以红光micro LED面板110a发出的红光的投射情况为例进行分析，如图2所示，红光micro LED面板110a中的单个红光LED110a发出的红光作为目标图像的一个光源像素点的实际位置为A，合光像素点的目标显示位置为B，理想情况为二者按照链路2a重合，然而由于红光micro LED面板110a小，结构安装会出现偏移误差，这时候就出现图2中链路1a情况，光源像素点的实际位置A与合光像素点的目标显示位置B出现了偏移情况，从而影响显示效果。

为了解决上述问题，本申请的发明人通过研究发现，通过设置像素处理模组，像素处理模组具有预定像素纠偏量，预定像素纠偏量对应于第一光源阵列、第二光源阵列和第三光源阵列中的至少一个中的光源像素点由原始位置移动至目标显示位置的偏移量，可以进行像素纠偏，进而解决三色画面分离的问题；此外，本申请中的像素处理模组还可以根据预定像素纠偏量对LED进行抖动，使画面分辨率增加，提高显示效果。具体方案将通过一下实施例进行介绍。

参见图3，本申请一些实施例提供一种显示***100，显示***100包括照明装置1和镜头2，其中照明装置1被配置为产生成像光束，镜头2被配置为将成像光束出射出去以进行显示。

显示***100可以包括但不限于虚拟现实(Virtual Reality，简称为“VR”)装置、增强现实装置(Augmented Reality，简称为“AR”)、介导现实(Mediated Reality，简称为“MR”)装置和投影仪中的一种。可以理解地，当显示***100为投影仪时，显示***100还可以进一步包括投影屏。

请一并参见图4，一些实施例中，照明装置1包括光源模组10、像素处理模组20和合光机构30。像素处理模组20与光源模组10连接以控制光源模组10的运动，合光机构30设置于光源模组10的出光侧。

其中，光源模组10被配置为发出彩色光，光源模组10可以通过空间合光产生出各种色光或全彩发光机构直接发出彩色光。

对于需要提供全彩显示的照明装置，本申请的发明人经过研究发现，全彩发光机构的制备工艺不稳定，且难以制备大尺寸的照明装置，因此本申请通过合光技术实现照明装置的彩色效果。具体地，一些实施例中，光源模组10可包括第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13。其中，第一光源阵列11被配置为发出红色图像光，第二光源阵列12被配置为发出绿色图像光，第三光源阵列13被配置为发出蓝色图像光。

进一步地，一些实施例中，第一光源阵列11包括多个第一发光元件，第二光源阵列12包括多个第二发光元件，第三光源阵列13包括多个第三发光元件。第一发光元件发出的红光，第二发光元件发出的绿光以及第三发光元件发出的蓝光分别构成目标图像的一个像素。第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件可以为micro LED，微米有机发光二极管(micro organic light-emitting diode，简称“micro OLED”)或mini LED，即本申请以自发光的micro-LED，micro OLED或mini LED为像素点。本申请实施例中，第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件均为micro LED。本申请使用单色micro LED将其组装形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。

像素处理模组20被配置为将红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光分别投射至目标显示位置，即将光源像素点的位置与目标像素点的位置重合，从而可以解决三色画面分离的问题。具体地，一些实施例中，像素处理模组20包括第一像素处理机构21、第二像素处理机构22和第三像素处理机构23。其中，第一像素处理机构21与第一光源阵列11机械连接，被配置为对第一光源阵列11进行偏移和抖动，可选地，第一光源阵列11可以直接设置于第一像素处理机构21上，也可以通过中间元件连接于第一像素处理机构21上；第二像素处理机构22与第二光源阵列12连接，被配置为对第二光源阵列12进行偏移和抖动，可选地，第二光源阵列12可以直接设置于第二像素处理机构22上，也可以通过中间元件连接于第二像素处理机构22上；第三像素处理机构23与第三光源阵列13连接，被配置为对第三光源阵列13进行偏移和抖动，可选地，第三光源阵列13可以直接设置于第三像素处理机构23上，也可以通过中间元件连接于第三像素处理机构23上。进一步地，第一像素处理机构21、第二像素处理机构22和第三像素处理机构23可以同步对第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13进行纠偏，一些实施例中，第一像素处理机构21、第二像素处理机构22和第三像素处理机构23为致动器。

进一步地，像素处理模组20具有预定像素纠偏量，预定像素纠偏量对应于第一光源阵列11、第二光源阵列12、第三光源阵列13中的至少一个中的光源像素点由原始位置移动至目标显示位置的偏移量，即预定像素纠偏量可以对应于将第一光源阵列11发出红色图像光中的红色光源像素点移动至目标显示位置中对应的目标像素点时，红色光源像素点的偏移量，和/或，将第二光源阵列12发出的绿色图像光中的绿色光源像素点移动至目标显示位置中对应的目标像素点时，绿色光源像素点的偏移量，和/或，第三光源阵列13发出的蓝色图像光中的蓝色光源像素点移动至目标显示位置中对应的目标像素点时，蓝色光源像素点的偏移量。一些实施例中，红色光源像素点的偏移量、绿色光源像素点的偏移量和蓝色光源像素点的偏移量相等或近似相等。像素处理模组20可以根据预定像素纠偏量来对第一光源阵列11、第二光源阵列12、第三光源阵列13进行抖动，从而使像素成倍抖动，子帧的个数决定了分辨率的扩大倍数，例如可以使目标图像的一帧Video Frame的分成两个子帧SubFrame，使成像像素点个数跃升到了原来的2倍，分辨率为原来的2倍，可以使目标图像的一帧Video Frame的分成三个子帧SubFrame，使成像像素点个数跃升到了原来的3倍，分辨率为原来的3倍，也可以使目标图像的一帧Video Frame的分成四个子帧SubFrame，使成像像素点个数跃升到了原来的4倍，分辨率为原来的4倍，可以使目标图像的一帧Video Frame的分成n个子帧SubFrame，使成像像素点个数跃升到了原来的n倍，分辨率为原来的n倍，从而增强分辨率和提升显示效果。这种显示技术称为扩展像素分辨率(Extended PixelResolution，简称“XPR”)技术，像素处理模组20可以为XPR面板。

合光机构30设置于第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13的出光侧，被配置为将红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光合成彩色图像光。合光机构30的形式不限，与micro LED的排列方式有关，可根据需要进行设计，本申请一些实施例中，合光机构30可以为合光棱镜，第一光源阵列11、第二光源阵列12、第三光源阵列13可以分别设置在合光棱镜的不同入光面。

进一步地，请一并参见图4，照明装置1还包括控制模组40，控制模组40可以分别与光源模组10和像素处理模组20电连接。控制模组40被配置为根据显示输入信号控制第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的打开与关闭，以控制第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件发光。

进一步地，控制模组40还被配置为测量预定像素纠偏量，和/或根据预定像素纠偏量控制像素处理模组20对第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13进行抖动。一些实施例中，控制模组40可以分别与第一像素处理机构21、第二像素处理机构22和第三像素处理机构23电连接，被配置为同时或几乎同时控制第一像素处理机构21、第二像素处理机构22和第三像素处理机构23分别驱动第一光源阵列11、第二光源阵列12、第三光源阵列13进行偏移和抖动。

进一步地，控制模组40被配置为接收显示输入信号vsync并对显示输入信号vsync进行处理，得到目标图像，根据帧延时时间和波形参数将目标图像的一帧分成多个子帧，以及控制像素处理模组20对第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13进行抖动以使所述红光、所述绿光和所述蓝光到达子帧所在位置。

在一些实施例中，如5图所示，控制模组40被配置为根据显示输入信号vsync输出第一脉冲信号sync from bit sequence、第二脉冲信号Subframe axis0和第三脉冲信号Subframe axis1以控制第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13的抖动。其中第一脉冲信号sync from bit sequence的周期与一帧目标图像中多个子帧的个数一致，例如控制模组40将一帧分为四个子帧，第一脉冲信号sync from bit sequence的一个周期包括相邻的四个波谷和波峰，其中第一脉冲的波峰的大小等于预定像素纠偏量的大小，用于指示第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13中的第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的偏移程度。第二脉冲信号Subframe axis0和第三脉冲信号Subframeaxis1中的高低电平组合可以控制第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13的抖动的方向。请一并参见图5和图6，在一些实施例中，对第一子帧中的像素进行控制时，第二脉冲信号Subframe axis0为高电平和第三脉冲信号Subframe axis1为低电平，这时第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13沿着左上(Position a)的方向偏移和抖动；对第二子帧的像素控制时，第二脉冲信号Subframe axis0为高电平第三脉冲信号Subframe axis1为高电平，这时第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13沿着右上(Position b)的方向偏移和抖动；对第三子帧的像素控制时，第二脉冲信号Subframeaxis0为低电平第三脉冲信号Subframe axis1为高电平，这时第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13沿着右下(Position c)的方向偏移和抖动；对第四子帧的像素进行控制时，第二脉冲信号Subframe axis0为低电平第三脉冲信号Subframe axis1为低电平，这时第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13沿着左下(Position d)的方向偏移和抖动，通过这样的方式可以使显示分辨率提高4倍。可以理解地，还可以通过其他高低电平地组合方式控制第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13的偏移和抖动的方向。

进一步地，在一些实施例中，照明装置1进一步包括电源部50，电源部50被配置为对光源模组10、像素处理模组20和控制模组40进行供电，对所有需要供电部进行电源管理，达到电源稳定的效果。具体地，在一实施方式中，电源部50可包括电路板。

本申请提供的照明装置1，一方面，通过设置像素处理机构20，对第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13进行纠偏，可以解决合光后三色画面分离的问题，而且还可以对第一光源阵列11、第二光源阵列12和第三光源阵列13中的发光元件(第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件)进行抖动，使成像像素点个数跃升到了原来的多倍，分辨率为原来的多倍，从而增强分辨率和提升显示效果；另一方面，使用合光机构30将单色发光元件进行合光实现彩色显示效果，从而可以制备大尺寸的照明装置1，且与像素偏移抖动技术相结合，相同像素下，显示分辨率得到提高，显示效果更佳。

上述本实施方式中并不限定投影***必须包括实施例中所提到的所有部件，也不限定所有部件必须相邻设置或直接接触，在实际应用时，可根据产品结构等需求选择合适的部件，或相对位置关系，或在相邻的部件之间设置其他结构使相邻部件间接接触。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

光源模组，包括：

第一光源阵列，被配置为发出红色图像光；

第二光源阵列，被配置为发出绿色图像光；和

第三光源阵列，被配置为发出蓝色图像光；

像素处理模组，被配置为将所述红色图像光、所述绿色图像光和所述蓝色图像光分别投射至目标显示位置，所述像素处理模组具有预定像素纠偏量，所述预定像素纠偏量对应于所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列中的至少一个中的光源像素点由原始位置移动至所述目标显示位置的偏移量，以进行像素纠偏；和

合光机构，被配置为将投射至所述目标显示位置的所述红色图像光、所述绿色图像光和所述蓝色图像光合成彩色图像光。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述像素处理模组还被配置为对所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列进行抖动。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述像素处理模组包括：

第一像素处理机构，与所述第一光源阵列连接，被配置为对所述第一光源阵列进行抖动；

第二像素处理机构，与所述第二光源阵列连接，被配置为对所述第二光源阵列进行抖动；和

第三像素处理机构，与所述第三光源阵列连接，被配置为对所述第三光源阵列进行抖动。

4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置进一步包括控制模组，所述控制模组与所述像素处理模组电连接，被配置为根据所述预定像素纠偏量控制所述像素处理模组对所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列进行偏移和抖动。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述第一光源阵列包括多个第一发光元件，所述第一发光元件发出的红光构成目标图像的一个像素；

所述第二光源阵列包括多个第二发光元件，所述第二发光元件发出的绿光构成所述目标图像的一个像素；

所述第三光源阵列包括多个第三发光元件，所述第三发光元件发出的蓝光构成所述目标图像的一个像素；

所述控制模组被配置为接收显示输入信号并对显示输入信号进行处理，得到所述目标图像，根据帧延时时间和波形参数将所述目标图像的一帧分成多个子帧，以及控制所述像素处理模组对所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列抖动以使所述红光、所述绿光和所述蓝光到达所述子帧所在位置。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，所述控制模组被配置为根据所述显示输入信号输出第一脉冲信号、第二脉冲信号和第三脉冲信号以控制所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列的抖动；其中所述第一脉冲信号的周期与所述一帧中多个子帧的个数一致，所述第一脉冲的波峰的大小等于所述预定像素纠偏量的大小，所述第二脉冲信号和所述第三脉冲信号中的高低电平组合控制所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列的抖动的方向。

7.根据权利要求5或6所述的照明装置，其特征在于，所述第一发光元件为红光微米发光二极管，所述第二发光元件为绿光微米发光二极管，所述第三发光元件为蓝光微米发光二极管。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的照明装置，其特征在于，所述合光机构为合光棱镜，所述第一光源阵列、所述第二光源阵列和所述第三光源阵列分别设置在所述合光棱镜的不同入光面。

9.根据权利要求4-6任意一项所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置进一步包括电源部，所述电源部被配置为对所述光源模组、所述像素处理模组和所述控制模组进行供电。

10.一种显示***，其特征在于，包括：

照明装置，所述照明装置被配置为产生成像光束；和

镜头，所述镜头被配置为将所述成像光束出射出去，其中，所述照明装置为上述权利要求1-9任意一项所述的照明装置。

11.根据权利要求10所述的显示***，其特征在于，所述显示***包括虚拟现实装置、增强现实装置、介导现实装置和投影仪中的一种。