[发明专利]基于MicroLED的显像设备及其显像方法

说明书

本发明一基于MicroLED的显像设备，以供向一投影区发送图像，包括：一投影装置和一传输元件，所述投影装置基于MicroLED而发出图像光线，所述传输元件包括一耦入部件、一传导层以及一耦出部件，所述投影装置以发出图像光线对准地方式而设置于所述传输元件的所述耦入部件，所述耦入部件接收并引导图像光线传输，所述耦出部件扩展地向外输出图像光线，自所述耦入部件进入所述传导层的图像被全反射地输出于所述出光部件，进而将图像输送至所述投影区。另外，本发明提供基于MicroLED的投影装置及其显像方法，在图像生成和图像传输上均衡设置，提高最终显示质量。

技术领域

本发明涉及光学显像领域，尤其涉及一种投影装置与显像设备，以及一种显像方法。

背景技术

光学显像装置是现代生活中不可或缺的娱乐设施。从经典的电视、电脑、移动平板，到智能手机、智能手表，以及增强现实(Augmented Reality,AR)和虚拟现实(VirtualReality,VR)都是具体的光学显像应用设备。现有的一些显像装置采用光学透射式或者视频透射式而实施。更具体地，对于增强现实技术而言，光学透射式因其分辨率高、无视觉偏差、无时延以及更符合社交习惯等方便之处已经成为主流的实施方式。

对于显像装置而言，光源和光线传输路径是同样重要的。发光元件的图像信息清晰有效的情况下，光线被可靠地传输而无损耗或无干扰，最终的图像才能有最佳的效果。目前很多增强现实显示装置(AR)或抬头显示(Head-up)装置都采用直接显示图像的方式，用户能从光源接收多少信息还要取决于观察位置。特别是，在类似于增强现实显示(AR)或抬头显示(Head-up)的光学使用场合中，外界的环境光干扰很多，光学设计就尤为重要。

现有的采用光学透射式的光学显像装置大多基于鸟浴(Bird Bath)或者自由曲面元件而设计。但是，现有的采用光学透射式的光学显像装置具有以下缺陷。

由现有的光学元件组成的显像装置受制于光学总距离，例如镜片与镜片之间的距离被设定，无法做到足够轻薄，整体设备不能实现纸片化、表盘化、眼镜化。另外，受拉格朗日不变量的牵制，现有光学显像装置的出瞳半径有限，通常无法适配瞳距较大的用户人群。图像的生成上，现有的图像源大多为透射式液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)、数字光处理器(Digital Light Processing,DLP)、数字微镜器件(Digital Micro mirrorDevice，DMD)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode,OLED)和微机电扫描振镜(MEMS Scanning Mirror)和等等。这类的图像源均有一些缺陷，而图像源的缺陷对于整体显像效果而言是致命的。图像传输上，光学图像在生成后的传输过程中会有损失，成像效果渐渐打折，例如亮度降低、图像变形等等。因此，从图像生成的角度和从图像传输的角度必须充分地考虑，使得整体上满足显像的需求。

具体地，在图像源方面，LCoS、DLP、MEMS Scanning Mirrror等被动式的投影，需要使用外加光源，那么多出的器件需要占据更多的空间，使得整体的体积不易进一步缩小，组装成本也较高。LCD、OLED存在效率和亮度较低、功耗较大的问题，OLED烧屏现在依然还是个很大的问题，因为有机材料的使用寿命有限，稳定性十分堪忧。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于MicroLED的显像设备及其显像方法，其中图像生成和图像传输上均衡设置，提高最终显示质量。

本发明的另一个目的在于提供一种基于MicroLED的显像设备及其显像方法，适用于增强现实显示(AR)或抬头显示(Head-up)的应用情景，有效地提供光学显示信息。

本发明的另一个目的在于提供一种基于MicroLED的显像设备及其显像方法，藉由有效的光学设计，降低整体的体积占用，适于轻便化地使用。