一種視網膜顯示裝置的製作方法

2023-08-09 08:37:46 2

專利名稱：一種視網膜顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型專利屬於光學儀器技術領域，涉及ー種新型的近眼顯示裝置，特別是指一種視網膜顯示裝置。
背景技術：
頭盔顯示技術是ー種安裝在頭盔上，給頭盔使用者提供可視圖像的微型顯示裝置，一般要求其具有輕巧化、小型化。傳統的頭盔顯示技術是將微型顯示晶片輸出的圖像信號通過光學成像系統後，進行放大得到虛擬的圖像，最後被使用者所觀察。傳統的頭盔顯示技術在技術上存在三個無法克服的缺陷，(I)觀察者使用傳統的頭盔顯示系統時，即觀看到微型顯示晶片中的圖像，但是使用者的視場也被遮擋，無法同時觀察周圍的情況。(2)若觀察者使用傳統的頭盔顯示系統，很容易受到外界環境光的影響。(3)觀察者使用傳統的頭 盔顯示系統，如需觀察身邊不同距離的物體時，其所看到的微型顯示晶片圖像將變得模糊。

實用新型內容本實用新型專利的目的是提供一種視網膜顯示裝置，以克服現有頭盔顯示技術視場遮擋，體積大和重量重的缺點。為了實現上述目的，本實用新型專利採用的技術方案為，一種視網膜顯示裝置，包括光源模塊和擴束準直模塊，其特徵在於還包括顯示晶片模塊和濾波投影模塊，濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組、小孔光闌、投射透鏡組和透明平面鏡組成。上述顯示晶片模塊由LCOS微顯示晶片和分束鏡組成，LCOS微顯示晶片和分束鏡位於濾波投影模塊的光路上，擴束模塊的出光光路位於分束鏡的入射光路上。上述顯示晶片模塊由IXD微顯示晶片組成，擴束模塊的出光光路位於IXD微顯示晶片的入射光路上。上述光源模塊由紅色雷射器、綠色雷射器、藍色雷射器、反射鏡、反綠光透紅光分束鏡和反藍光透紅光和綠光分束鏡組成，所述擴束準直模塊由擴束準直鏡和擴束鏡組成，光源模塊發出的平行光入射在擴束準直模塊的入射光路上。上述光源模塊由紅色LED燈、綠色紅色LED燈、藍色紅色LED燈和分束合色鏡組成，所述擴束準直模塊由擴束鏡組成，光源模塊發出的散射光入射在擴束準直模塊的入射光路上。本實用新型克服了傳統頭盔顯示技術的缺點，可以讓使用者觀察周圍情況的同時獲取微型顯示晶片中圖像，並且使用者觀察不同距離物體，進行視度調節時，微型顯示晶片中的圖像始終在人眼中保持清晰。同時本實用新型結構簡單，體積小，重量輕，能夠讓顯示晶片中的圖像清晰的被人眼所感知，同時不遮擋人的視野，是ー種理想的近眼顯示技木。


圖I為實施例I的結構示意圖；圖2為實施例2的結構示意圖；圖3為實施例3的結構示意圖；[0016]圖4為實施例4的結構示意圖。其中I-紅色雷射器、2-綠色雷射器、3-藍色雷射器、4-反射鏡、5-反綠光透紅光分束鏡、6-反藍光透紅光和綠光分束鏡、7-擴束準直鏡、8-LC0S微顯示晶片、9-分束鏡、10-濾波透鏡組、11-小孔光闌、12-投射透鏡組、13-透明平面鏡、14-人眼水晶體、15-人眼視網膜、16-紅色LED燈、17-綠色紅色LED燈、18-藍色紅色LED燈、19-分束合色鏡、20-擴束鏡、21-IXD微顯示晶片。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型做詳細地描述。實施例1，參見圖I :一種視網膜顯示裝置，包括光源模塊、擴束準直模塊、顯示晶片模塊和濾波投影模塊。所述光源模塊由紅色雷射器I、綠色雷射器2、藍色雷射器3、反射鏡4、反綠光透紅光分束鏡5和反藍光透紅光和綠光分束鏡6組成；所述擴束準直模塊由擴束準直鏡7和擴束鏡20組成，光源模塊發出的平行光入射在擴束準直模塊的入射光路上。·所述顯示晶片模塊由LCOS微顯示晶片8和分束鏡9組成，LCOS微顯示晶片8和分束鏡9位於濾波投影模塊的光路上，擴束模塊的出光光路位於分束鏡9的入射光路上。所述濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組10、小孔光闌11、投射透鏡組12和透明平面鏡13組成。紅色雷射器I、綠色雷射器2、藍色雷射器3，由電路驅動，使用過程中按時序性發光，紅色雷射器I發出紅光照射到反射鏡4，發生光路轉折，再經過反綠光透紅光分束鏡5和反藍光透紅光和綠光分束鏡6，綠色雷射器2發光綠光，照射到反綠光透紅光分束鏡5，發生光路轉折，再經過反藍光透紅光和綠光分束鏡6，藍色雷射器3發光藍光，照射到反藍光透紅光和綠光分束鏡6，發生光路轉折，紅、綠、藍三種顏色的光束被擴束準直模塊(由擴束準直鏡7和和擴束鏡20組成)擴束，形成大於LCOS微顯示晶片8對角線尺寸的光斑，擴束後的光束經過分束鏡9，部分光線投射損失掉，部分光線被反射到LCOS微顯示晶片8，光線被調製形成彩色圖像反射，再透過分束鏡9，被濾波透鏡組10匯聚成點狀光斑，經過小孔光闌11濾除雜散光，，然後進入投射透鏡組12，形成點狀光斑，最後經過透明平面鏡13，極少部分光線通過人眼水晶體14進入到人眼視網膜15，圖像最終被人眼所感知，同時由於透明平面鏡13的存在，人眼在觀察外界環境的同吋，視線不會遮擋，同時由於系統進入視網膜的圖像不受到人眼水晶體14的影響，從而人眼在觀察不同遠近物體吋，LCOS微顯示晶片8的圖像始終能夠在人眼中保持清晰。實施例2，參見圖2 : —種視網膜顯示裝置，包括光源模塊、擴束準直模塊、顯示晶片模塊和濾波投影模塊。所述光源模塊由紅色LED燈16、綠色紅色LED燈17、藍色紅色LED燈18和分束合色鏡19組成，所述擴束準直模塊由擴束鏡20組成，光源模塊發出的散射光入射在擴束準直模塊的入射光路上。所述顯示晶片模塊由LCOS微顯示晶片8和分束鏡9組成，LCOS微顯示晶片8和分束鏡9位於濾波投影模塊的光路上，擴束模塊的出光光路位於分束鏡9的入射光路上。所述濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組10、小孔光闌11、投射透鏡組12和透明平面鏡13組成。紅色LED燈16、綠色紅色LED燈17、藍色紅色LED燈18，由電路驅動，使用過程中按時序性發光，紅色LED燈16發出紅光照射到分束合色鏡19，綠色紅色LED燈17，照射到分束合色鏡19，發生光路轉折，藍色紅色LED燈18發光藍光，照射到分束合色鏡19，發生光路轉折，紅、綠、藍三種顏色的光束被擴束準直模塊(該實施例中是擴束鏡20)擴束，形成大於LCOS微顯示晶片8對角線尺寸的光斑，擴束後的光束經過分束鏡9，部分光線投射損失棹，部分光線被反射到LCOS微顯示晶片8，光線被調製形成彩色圖像，再透過分束鏡9，被濾波透鏡組10匯聚成點狀光斑，經過小孔光闌11濾除雜散光，，然後進入投射透鏡組12，形成點狀光斑，最後經過透明平面鏡13，極少部分光線通過人眼水晶體14進入到人眼視網膜15，圖像最終被人眼所感知。實施例3，參見圖3 : —種視網膜顯示裝置，包括光源模塊、擴束準直模塊、顯示晶片模塊和濾波投影模塊。所述光源模塊由紅色 雷射器I、綠色雷射器2、藍色雷射器3、反射鏡4、反綠光透紅光分束鏡5和反藍光透紅光和綠光分束鏡6組成，所述擴束準直模塊由擴束準直鏡7和擴束鏡20組成，光源模塊發出的平行光入射在擴束準直模塊的入射光路上。所述顯示晶片模塊由IXD微顯示晶片21組成，擴束模塊的出光光路位於IXD微顯示晶片21的入射光路上。所述濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組10、小孔光闌11、投射透鏡組12和透明平面鏡13組成。紅色雷射器I、綠色雷射器2、藍色雷射器3，由電路驅動，使用過程中按時序性發光，紅色雷射器I發出紅光照射到反射鏡4，發生光路轉折，再經過反綠光透紅光分束鏡5和反藍光透紅光和綠光分束鏡6，綠色雷射器2發光綠光，照射到反綠光透紅光分束鏡5，發生光路轉折，再經過反藍光透紅光和綠光分束鏡6，藍色雷射器3發光藍光，照射到反藍光透紅光和綠光分束鏡6，發生光路轉折，紅、綠、藍三種顏色的光束被擴束準直模塊擴束，形成大於IXD微顯示晶片21對角線尺寸的光斑，光線入射到IXD微顯示晶片21，光線被調製形成彩色圖像，被濾波透鏡組10匯聚成點狀光斑，經過小孔光闌11濾除雜散光，然後進入投射透鏡組12，形成點狀光斑，最後經過透明平面鏡13，極少部分光線通過人眼水晶體14進入到人眼視網膜15，圖像最終被人眼所感知。實施例4，參見圖4 :一種視網膜顯示裝置，包括光源模塊、擴束準直模塊、顯示晶片模塊和濾波投影模塊。所述光源模塊由紅色LED燈16、綠色紅色LED燈17、藍色紅色LED燈18和分束合色鏡19組成，所述擴束準直模塊由擴束鏡20組成，光源模塊發出的散射光入射在擴束準直模塊的入射光路上。所述顯示晶片模塊由IXD微顯示晶片21組成，擴束模塊的出光光路位於LCD微顯示晶片21的入射光路上。所述濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組10、小孔光闌11、投射透鏡組12和透明平面鏡13組成。紅色LED燈16、綠色紅色LED燈17、藍色紅色LED燈18，由電路驅動，使用過程中按時序性發光，紅色LED燈16發出紅光照射到分束合色鏡19，綠色紅色LED燈17，照射到分束合色鏡19，發生光路轉折，藍色紅色LED燈18發光藍光，照射到分束合色鏡19，發生光路轉折，紅、綠、藍三種顏色的光束被擴束準直模塊擴束，形成大於LCD微顯示晶片21對角線尺寸的光斑，光線入射到IXD微顯示晶片21，光線被調製形成彩色圖像，被濾波透鏡組10匯聚成點狀光斑，經過小孔光闌11濾除雜散光，然後進入投射透鏡組12，形成點狀光斑，最後經過透明平面鏡13，極少部分光線通過人眼水晶體14進入到人眼視網膜15，圖像最終被人眼所感知。
權利要求1.一種視網膜顯示裝置，包括光源模塊和擴束準直模塊，其特徵在於還包括顯示晶片模塊和濾波投影模塊，濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組(10)、小孔光闌(11)、投射透鏡組(12)和透明平面鏡(13)組成。
2.根據權利要求I所述ー種視網膜顯示裝置，其特徵在於所述顯示晶片模塊由LCOS微顯示晶片(8)和分束鏡(9)組成，LCOS微顯示晶片(8)和分束鏡(9)位於濾波投影模塊的光路上，擴束模塊的出光光路位於分束鏡(9 )的入射光路上。
3.根據權利要求I所述ー種視網膜顯示裝置，其特徵在於所述顯示晶片模塊由IXD微顯示晶片(21)組成，擴束模塊的出光光路位於IXD微顯示晶片(21)的入射光路上。
4.根據權利要求2或3所述ー種視網膜顯示裝置，其特徵在於所述光源模塊由紅色雷射器(I)、綠色雷射器(2)、藍色雷射器(3)、反射鏡(4)、反綠光透紅光分束鏡(5)和反藍光透紅光和綠光分束鏡(6)組成，所述擴束準直模塊由擴束準直鏡(7)和擴束鏡(20)組成，光源模塊發出的平行光入射在擴束準直模塊的入射光路上。
5.根據權利要求2或3所述ー種視網膜顯示裝置，其特徵在於所述光源模塊由紅色LED燈(16)、綠色紅色LED燈(17)、藍色紅色LED燈(18)和分束合色鏡(19)組成，所述擴束準直模塊由擴束鏡(20)組成，光源模塊發出的散射光入射在擴束準直模塊的入射光路上。
專利摘要本實用新型專利屬於光學儀器技術領域，涉及一種新型的近眼顯示裝置，特別是指一種視網膜顯示裝置。現有頭盔顯示技術存在視場遮擋，體積大和重量重的缺點。為了克服現有技術存在的問題，本實用新型專利採用的技術方案為一種視網膜顯示裝置，包括光源模塊和擴束準直模塊，還包括顯示晶片模塊和濾波投影模塊，濾波投影模塊由光路上依次設置的濾波透鏡組、小孔光闌、投射透鏡組和透明平面鏡組成。本實用新型結構簡單，體積小，重量輕，能夠讓顯示晶片中的圖像清晰的被人眼所感知，同時不遮擋人的視野，是一種理想的近眼顯示技術。
文檔編號G02B27/18GK202631850SQ201220242178
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者陽志強, 郭忠達, 陳智利, 彌謙, 杭凌俠, 張宏普 申請人:西安工業大學