微型投影机用激光光学引擎制造技术

技术编号:3821915 阅读:208 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及便携式微型投影机,公开了一种微型投影机用激光光学引擎。本发明专利技术中,将激光光源与高导热的结构物相固定,并将该结构物和激光光源的接触部位进行了机器研磨处理,降低了热阻,提高了散热效果。结构物可由上下基板构成,采用金属材质,可将上下端基板以焊膏进行锡焊,使上下端基板牢固而适当地压在激光光源上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及便携式微型投影机,特别涉及激光光学引擎的光源技术。
技术介绍
为了将相对于手掌还要小的便携式微型投影机或者对笔记本等设备进行嵌入式 设计的投影仪进行实用化,就需要开发出体积小的投影机用光学引擎。决定光学引擎大小的重要因素之一就是光源。激光是一种典型的小体积高光亮光 源。激光光源芯片仅仅拥有2000um的大小却能发出IW以上的高光输出,因此是一种很优秀 的发光器件。但是,高光输出会产生很多热量,由于这些发热造成的温度上升会导致激光发 光波长的迁移(Shift)现象,进而造成微型投影机投射出的图象的色感出现变化的问题。同时,体积微小的激光光源的制造难度很高,因此一般使用叫做安装架(Mount) 的金属体上固定激光光源芯片的形式来制作。而这种金属体本身还起到阳极(Anode)的作 用,在光学引擎的组装中安装架容易断裂,从而产生制程良品率不高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微型投影机用激光光学引擎,使激光光源的散热效果 得以提高。为解决上述技术问题,本专利技术的实施方式提供了一种微型投影机用激光光学引 擎,包括至少一个激光光源;光调制器,利用激光光源发出的光生成图象;投射透镜,对光调制器所生成的图象进行放大投射,还包括与激光光源相固定的结构物,该结构物采用高导热材料制成,并且该结构物与激 光光源的接触部位进行了机械抛光处理。本专利技术实施方式与现有技术相比,主要区别及其效果在于将激光光源与高导热的结构物相固定,并将该结构物和激光光源的接触部位进行 机器研磨处理,降低了热阻,提高了散热效果,此外还有对激光光源芯片的保护作用,因容 易与输入电源连接而提高了光学引擎组装工作的效率。进一步地,结构物由上下基板构成,既对激光光源芯片提供了全方位的保护,又便 于安装。进一步地,结构物采用金属材质,不但可以提供良好的导热效果,还可以因为金属 的高强度而对激光光源芯片有较好的保护作用。进一步地,如果对光学引擎的散热性能较为重视,则结构物可以选择铜或铝材质,如果对光学引擎的重量较为重视,则结构物可以选择镁或锌材质。进一步地,将上下端基板以焊膏进行锡焊,可以使上下端基板牢固而适当地压在 激光光源上,对导热性能起到良好效果。附图说明图1是应用本专利技术技术方案的光学引擎结构的简要示意图;图2是激光光源结构的简要示意图;图3是本专利技术实施方式中激光光源结合到下端基板的结构简单示意图;图4是本专利技术实施方式中激光光源与上下端基板结合的结构简单示意图。具体实施例方式在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本 领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化 和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术的实施 方式作进一步地详细描述。可以应用本专利技术技术方案的一种光学引擎的结构如图1所示,该光学引擎为反射 型,包括R光源(IOR),G光源(IOG),B光源(IOB),分色镜50R、40G、50B,漫射体(20),光 束整形器(Beam Shaper) (30),物镜(40_1,40_2),光调制器(60),投射透镜(70),偏振分光 镜(80),其中R代表红色,G代表绿色,B代表蓝色。R/G/B光源依次照射R/G/B光,具体地说,把照射一个帧的时间设为T,T/3的时间 照射R光源,接着的T/3的时间照射G光源,再接着的T/3时间照射B光源。可以理解,光 源也可以按照其它顺序依次照射,如B/G/R等。微型投影机用的光源,既要体积小也要发光多,因此需要使用激光光源。三个光源 (10R,10G, 10B)被各自的分色镜50R,50G, 50B反射或是透射到漫射体(20)。分色镜50G起到反射G光源(从IOG照射出的绿色激光)并让剩余光线透过的作 用,分色镜50G也可以使用能够将普通可视光线全部予以反射的一般镜子。分色镜50R起 到反射R光源(从IOR照射出的红色激光)、通过剩余波长范围的光线的作用,分色镜50B 起到反射R光源(从IOB照射出的蓝色激光)通过剩余波长范围光线的作用。漫射体(20)垂直于光轴振动,因此通过漫射体(20)的时候,光的随机性 (Randomness)会得到增加。这种漫射体,是为了消除激光特有的激光散斑(Speckle)而设 置的装置,用以减少激光光线的连贯性(Coherence)特征来达到减少激光散斑的目的。通过漫射体(20)的光会通过光束整形器(30)来转变光束形状。转变光束形状的 原因是要将光束的模样整形成适应于光调制器(60)的入射面形状以提高光效率。图1中的实例中光束整形器(30)使用了两面由小型透镜体构成的复眼透镜,也可 以使用2枚单面透镜。在这样的两面,或者是两枚上面各自聚集成型的多个小型透镜体会 相互之间一一对应来成形。包含在复眼透镜的小型透镜体可以是多种形状比如四角凸透镜形状,六角凸透镜形状或者圆形等,不过最好是和光调制器形状(比较准确的话是和光调制器的有效区域 画面形状)一致。比如说光调制器的有效画面形状是四角形的时候,小型透镜体的形状也 做成四角形能把光损失将到最低。小透镜体的直径最好为80_500um,这个尺寸下光束更容易整形。这是因为小型透镜的直径小于80um的话会因为激光的连贯性在光束里产生格子纹路,并且在现有技术下 很难制做出比SOum还小的光滑面的透镜构造。直径变大的话光束整形器的效果会减弱,得 不到超小型光学引擎所需的均勻光源,所以用500um以下为好。各小透镜体由多种不同大小的小透镜混合组成,从而使激光散斑得以减少。物镜(40)是将经过光束整形器整形的光线利用光调制器(60)进行集束的透镜, 一般由一至两片组成。 光调制器(60)是指将入射的光线进行选择性通过、阻断或改变光径来形成影像 图片的元件。光调制器(60)的典型实例有数字微镜器件(DigitalMicromirror Device, 简称 “DMD”)、液晶显示(Liquid Crystal Display,简称 “LCD”)元件、硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon,简称 “LCOS”)等等。DMD是用在数字光处理(Digital Light Processing,简称“DLP”)投影机的元件, 它利用场时序(field sequential)的驱动方式,使用与像素数量一样多的矩阵形态排列的 数码镜(DIGITAL MIRROR)。DLP是指从光源照射出的光用数码镜来调节光径,并用隔板反 射来达到渐变(Gradation)或形成图象的投影仪。液晶显示元件(IXD)是指选择性地开/关液晶来形成图象的元件。使用IXD元件 的投影机中,有直视型(direct-view)、投射型以及反射型。直视型投影是液晶显示元件后 面的背景光通过LCD面板形成图象并可以直接观察的方式;投射型投影是将通过液晶显示 元件形成的图象利用投射透镜放大后投射到屏幕,观察从屏幕反射的图象的方式;反射型 与投射型的结构基本相同,区别之处在于,反射型在LCD下面基板上设有反射膜,反射的光 线被放大投射到屏幕上。LCOS属于反射型液晶显示,它将以往液晶显示端的两面基板中的下方基板由透明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型投影机用激光光学引擎,包括:至少一个激光光源;光调制器,利用所述激光光源发出的光生成图象;投射透镜,对所述光调制器所生成的图象进行放大投射;其特征在于,还包括:与所述激光光源相固定的结构物,该结构物采用高导热材料制成,并且该结构物与所述激光光源的接触部位进行了机械抛光处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:朴尚荣权赫烈金城守
申请(专利权)人:上海三鑫科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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