CN201355405Y - 一种lcos微型显示器光学系统 - Google Patents

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CN201355405Y CNU2009200506395U CN200920050639U CN201355405Y CN 201355405 Y CN201355405 Y CN 201355405Y CN U2009200506395 U CNU2009200506395 U CN U2009200506395U CN 200920050639 U CN200920050639 U CN 200920050639U CN 201355405 Y CN201355405 Y CN 201355405Y
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贾怀昌
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Abstract

一种LCOS微型显示器光学系统，它由光源部分、偏振单元、LCOS微型显示器和光学放大单元组成，偏振单元采用两偏振片，光源部分发射的光经过第一偏振片形成偏振光，再经第二偏振片往上反射到LCOS微型显示器，LCOS微型显示器在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经光学放大单元放大后进入人的瞳孔或者投影到屏幕上。它光利用效率高，可达40％以上，亮度高，体积小，分辨率高，结构简单紧凑，零件数目小，安装灵活方便，成像锐利清晰，畸变小。

Description

一种LCOS微型显示器光学系统
所属领域：
本实用新型涉及一种LCOS微型显示器光学系统。
背景技术：
目前的微型显示器光学系统，一般采用LCD显示器作为显示单元，但LCD显示器存在如下缺点：(1)光利用效率低、亮度低：透射式LCD技术中的液晶板中，作为像素点开关控制的晶体管被作在液晶板上相应位置上，在光源透射过程中，晶体管本身将阻挡部分光线，因此采用透射式液晶技术的投影机的光源的利用效率不高，很难实现高亮度，光利用效率只有3％左右。(2)集成度不够高，导致体积大：(3)画面分辨率低。
另外，LCOS显示器已经广泛应用，如图1所示LCOS微型显示器B一般与偏振片D组装在一起形成整体一个部件，与其它光学放大单元E组成的光学系统，内置有光源C，瞳孔A与LCOS显示器B之间的距离达36mm左右，它比较厚，结构复杂、体积大，难以应用到视频眼镜显示器或者微型投影系统中。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种亮度高、体积小、分辨率高、结构简单的LCOS微型显示器光学系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：它由光源部分、偏振单元、LCOS微型显示器和光学放大单元组成，偏振单元采用两偏振片，光源部分发射的光经过第一偏振片形成偏振光，再经第二偏振片往上反射到LCOS微型显示器，LCOS微型显示器在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经光学放大单元放大后进入人的瞳孔或者投影到屏幕上。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：(1)采用LCOS显示器代替原来LCD显示器，光利用效率高，可达40％以上，因此亮度高，而穿透式LCD仅有3％的光利用率。(2)体积小：LCOS显示器可将驱动IC等外围线路完全整合至CMOS基板上，减少外围IC的数目及封装成本，并使体积缩小。(3)分辨率高：由于LCOS显示器的晶体管及驱动线路都制作于硅基板内，位于反射面之下，不占表面面积，所以仅有像素间隙占用开口面积，不像穿透式LCD的TFT及导线皆占用开口面积，故理论上LCOS不论分辨率或开口率都会比穿透式LCD高；4)结构简单紧凑，零件数目小，安装灵活方便；5)本实用新型采用了自由曲面光学放大单元，成像锐利清晰，畸变小。
上述所述的光源部分是以LED为发光体，光源寿命长，节能效果好，LED前部采用全反射自由曲面聚光器，可提高光的利用效率，增加亮度。
上述第一偏振片产生偏振光，而第二偏振片产生反射偏振光。
上述所述的光学放大单元是目视光学棱镜或者是投影光学棱镜，包括：一位于顶面的入射面，实现光线进入到棱镜内；一位于左侧的全反射面及出射面，将从入射面进入棱镜的光线全反射出去；一位于右侧的反射面，反射面将全反射面及出射面反射过来的光线再反射回全反射面及出射面，由全反射面及出射面折射出去，最后聚合到瞳孔A，并从瞳孔A往棱镜望去形成放大的图像，或者投射到投影屏幕上形成影像。
附图说明：
图1为传统的LCOS微型显示器的应用光学原理图；
图2是本实用新型的光学原理图；
图3是本实用新型作为目视光学系统的原理图；
图4是本实用新型作为投影光学系统的原理图。
具体实施例：
如图2、图3、图4所示：本实用新型由光源部分1、偏振单元、LCOS微型显示器4和光学放大单元组成，偏振单元采用两偏振片，光源部分发射的光经过第一偏振片2形成偏振光，再经第二偏振片3往上反射到LCOS微型显示器4，LCOS微型显示器4在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经光学放大单元放大后进入人的瞳孔A或者投影到屏幕8上。所述的光源部分是以LED6为发光体，LED6前部采用全反射自由曲面聚光器7。第一偏振片2产生偏振光，而第二偏振片3产生反射偏振光。
所述的光学放大单元是目视光学棱镜或者是投影光学棱镜，包括：一位于顶面的入射面51，实现光线进入到棱镜内；一位于左侧的全反射面及出射面52，将从入射面进入棱镜的光线全反射出去；一位于右侧的反射面53，反射面53将全反射面及出射面52反射过来的光线再反射回全反射面及出射面52，由全反射面及出射面52折射出去，最后聚合到瞳孔A，并从瞳孔A往棱镜望去形成放大的图像，或者投射到投影屏幕上形成影像。
如图3所示，本实用新型的作为目视光学系统是：光源部分1中的LED6发出的光经过第一偏振片2形成偏振光P光，经过第二偏振片3的反射后进入LCOS微型显示器4，LCOS微型显示器4在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经目视光学棱镜5放大后进入人的瞳孔A，在瞳孔A往棱镜望去形成放大的影像。
如图4所示，本实用新型的作为投影光学系统是：光源部分1中的LED6发出的光经过第一偏振片2形成偏振光P光，经过第二偏振片3的反射后进入LCOS微型显示器4，LCOS微型显示器4在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经投影光学棱镜5放大后孔径光栏9投影到屏幕8上。

Claims (5)

1、一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：它由光源部分、偏振单元、LCOS微型显示器和光学放大单元组成，偏振单元采用两偏振片，光源部分发射的光经过第一偏振片形成偏振光，再经第二偏振片往上反射到LCOS微型显示器，LCOS微型显示器在偏振光照射作用下产生发光彩色影像，经光学放大单元放大后进入人的瞳孔或者投影到屏幕上。
2、根据权利要求1所述的一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：所述的光源部分是以LED为发光体，LED前部采用全反射自由曲面聚光器。
3、根据权利要求1或2所述的一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：第一偏振片产生偏振光，而第二偏振片产生反射偏振光。
4、根据权利要求1或2所述的一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：所述的光学放大单元是目视光学棱镜或者是投影光学棱鏡，包括：一位于顶面的入射面，实现光线进入到棱镜内；一位于左侧的全反射面及出射面，将从入射面进入棱镜的光线全反射出去；一位于右侧的反射面，反射面将全反射面及出射面反射过来的光线再反射回全反射面及出射面，由全反射面及出射面折射出去，最后聚合到瞳孔A，并从瞳孔A往棱镜望去形成放大的图像，或者投射到投影屏幕上形成影像。
5、根据权利要求4所述的一种LCOS微型显示器光学系统，其特征在于：入射面、全反射面及出射面、反射面采用自由曲面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780863A (zh) * 2011-05-13 2012-11-14 青岛海信电器股份有限公司 电视机

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Effective date of registration: 20101217

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Patentee after: Zhongshan vision optics Co., Ltd.

Address before: 528400, Guangdong Zhongshan Torch Development Zone Export Processing Zone Xingye Road, B building, 3 floor beauty Optical Co., Ltd.

Patentee before: Jia Huaichang

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Granted publication date: 20091202

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