[实用新型]一种硅基液晶微显示器的光学成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及反射型微显示器领域。

背景技术

当今娱乐用头戴显示器已经大量出现。头戴显示器目前可以采用的微显示器有多种，硅基液晶(LCoS——Liquid Crystal on Silicon)微显示器便是其中的一种。硅基液晶微显技术是一种新型的反射式液晶显示技术，它融合了当今信息产业的两大支柱技术——以单晶硅为衬底的CMOS器件集成技术和在透明平板硬质基底上封装盒的液晶显示技术。硅基液晶微显示器具有小尺寸和高分辨率特性，主要应用在头戴显示器及投影机等高分辨率设备上。

参照图1，在目前的头戴硅基液晶微显示器的光学成像系统中，点光源11、均匀光学组件12与硅基液晶微显示器4位于分光镜3的同一侧。硅基液晶微显示器4所在的平面与光学放大镜组5所在的平面相互平行。点光源11发出的光线经过均匀光学组件12后被发散成面光源，然后被分光镜3反射起偏照射到硅基液晶微显示器4上，经过硅基液晶微显示器4的调制和反射后，再次照射到分光镜3上，光线被分光镜3透射后照射到光学放大镜组5上，并被光学放大镜组5放大，然后投影到观察者的视网膜上成像。在这种结构的头戴硅基液晶微显示器的光学成像系统中，由于硅基液晶微显示器4所在的平面与光学放大镜组5所在的平面相互平行，成像时硅基液晶微显示器4位于人眼的正前方，使得头戴显示器的厚度较大，从而体积和重量也较大，不仅影响美观，还造成使用者的不便；另外，由于头戴显示器受到厚度方面的限制，使得硅基液晶微显示器4不可移动，导致成像的距离是固定不变的，不能根据实际需要进行调节。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种硅基液晶微显示器的新型光学成像系统，使头戴显示器的厚度减小，并可以调节成像距离、改进成像效果。

本实用新型实现上述目的的硅基液晶微显示器的光学成像系统包括面光源、分光镜、硅基液晶微显示器和光学放大镜组。面光源和硅基液晶微显示器位于分光镜两侧。面光源发出的光线经分光镜透射到硅基液晶微显示器上，硅基液晶微显示器对光线进行调制并将其反射回分光镜上，分光镜再将光线反射到光学放大镜组上，光学放大镜组将光线放大并使其直接投影到观察者的视网膜上成像。

本实用新型还包括如下进一步的改进：

面光源所在的平面与硅基液晶微显示器所在的平面相互平行；分光镜位于面光源与硅基液晶微显示器之间，其所在的平面与面光源所在的平面以及硅基液晶微显示器所在的平面均成45度角；硅基液晶微显示器可以向面光源方面来回移动；光学放大镜组位于光线最终出射方向一侧。

面光源包括点光源和均匀光学组件，或线光源和均匀光学组件；均匀光学组件所在的平面与硅基液晶微显示器所在的平面相互平行。

点光源为半导体发光二极管LED或白炽灯泡。

本实用新型运用这种硅基液晶微显示器的光学成像系统的头戴显示器包括两组硅基液晶微显示器的光学成像系统。每组硅基液晶微显示器的光学成像系统包括面光源、分光镜、硅基液晶微显示器和光学放大镜组。每组硅基液晶微显示器的光学成像系统中面光源和硅基液晶微显示器均位于分光镜两侧。面光源发出的光线经分光镜透射到硅基液晶微显示器上，硅基液晶微显示器对光线进行调制并将其反射回分光镜上，分光镜再将光线反射到光学放大镜组上，光学放大镜组将光线放大并使其直接投影到观察者的视网膜上成像。

面光源所在的平面与硅基液晶微显示器所在的平面相互平行；分光镜位于面光源与硅基液晶微显示器之间，其所在的平面与面光源所在的平面以及硅基液晶微显示器所在的平面均成45度角；硅基液晶微显示器可以向面光源方面来回移动；光学放大镜组位于光线最终出射方向一侧。

面光源包括点光源和均匀光学组件，或线光源和均匀光学组件；均匀光学组件所在的平面与硅基液晶微显示器所在的平面相互平行。

点光源为半导体发光二极管LED或白炽灯泡。

两组硅基液晶微显示器的光学成像系统对称分布于一电路控制系统两侧，两组硅基液晶微显示器的光学成像系统中的硅基液晶微显示器均与该电路控制系统电连接；两组硅基液晶微显示器的光学成像系统中的硅基液晶微显示器还均与一机械调节装置连接，操作该机械调节装置的手柄，可使两个硅基液晶微显示器同时向各自的面光源方向来回移动，进而同时调节两个硅基液晶微显示器的位置以适应各自的光学放大镜组的焦距并改进成像效果，满足不同人的使用需要。