高性能LCoS虚拟显示器的光学特性

本文叙述一种用于LCoS双瞳虚拟显示器的新型光路结构,它首次达到或超过了pSi(多晶硅)头戴装置的性能36°的视场,801的对比度,无需IPD调节(12mm出射光瞳),并且整个电-光模件的封装配合并不比奥林巴斯EyeTrek和索尼Glasstron的工业标准更复杂.     

LCoS微型显示器军事应用研究

介绍国外在微型显示器军事应用方面的状况，提出研发LCoS微型显示器配置我国士兵，着重论述了笔者在LCoS微型显示器方面的最新研究成果。     

LCoS微型显示器的时序彩色化设计

设计了一种用单屏LCoS实现彩色VGA显示的时序彩色化方式,其占空比为1／18。并介绍了几种快速液晶材料。通过设计功耗约1．2mW的LCoS芯片,简述了采用EDA软件设计彩色LCoS芯片的方法及部分仿真结果。     

基于衍射光学的头盔显示光学系统

基于一个传统五片式Erfle透镜头盔显示光学系统,通过引入一个衍射光学面,设计了一款改进型的三片式头盔显示光学系统。与传统系统相比,改进系统总长缩短了28.6%,总质量减轻了36.1%,实现了整机系统的小型化和轻量化。改进系统出瞳距离为20 mm,出瞳直径为12 mm,轴向球差小于0.06 mm,场曲小于0.5 mm,畸变小于2%,MTF在30 lp/mm处基本都大于0.4,满足头盔显示光学系统的要求,为头盔显示光学系统的轻小型设计提供了一种新途径。     

一种新的头盔显示器光学系统设计方案

设计了一套新颖的透视式液晶头盔显示器的光学系统,取消了中继光学系统,采用二元光学元件消除像差,采用全息护目镜作为光学组合玻璃．和传统的光学系统相比,质量小,体积小,结构紧凑,像差和畸变小,成像质量好．     

高亮度LCoS微显示器的接口设计

为了提高LCoS微显示器的亮度，提出了双拍存储伪并行的驱动方式，设计了适用于高亮度LCoS微显示器的接口ASIC（专用集成电路），从而使LCoS微器的亮度可以提高数倍，并获得了更小的接口尺寸和更低的功耗。     

用于反射型LCoS技术的前投式光学系统设计

开发了一种用于反射式LCOS技术的新型投影光学系统，经改善的偏轴设计简化了工艺，降低了成本。本文将讨论基于该设计的系统的性能。     

高分辨率彩色LCoS头盔显示器电路系统的设计与实现

介绍了分辨率为1024×768,子场刷新频率为180Hz的硅基液晶(LCoS)彩色头盔显示器电路的总体设计,并详细阐述了其中关键模块的设计与实现.使用高速SDRAM替换SRAM作为帧存储器,为高分辨率显示提供了足够的容量和带宽;借助基于FPGA的高速低压差分信号(LVDS)数据传输成功实现了系统的模块化设计,有效地减轻了头盔显示器的重量,将放人头盔的PCB面积减少到46 mm×56 mm.经对样机进行测试,结果表明,系统工作稳定可靠,能够实现高分辨率彩色图像的实时显示,而且图像清晰.     

双、单光束互换光学头方光斑激光直写系统设计

设计了一种具有方形光斑的新型激光直写系统，用双远心投影透镜组获得方形光斑并以逐点光刻模式运行，改善了衍射图形光刻质量，提高了系统运行效率。该系统具有双、单光束互换功能，双光束干涉用于衍射光变图像的直写，单光束进行二元衍射元件的光刻，实现了不同特性的衍射器件输出，从而解决了在同一幅光刻胶干板上同时进行具有微米量级干涉条纹的衍射光变图像和二元相位图形的直写问题。双光束干涉调制的衍射图像分辨率达到2540dpi，方光束点尺寸为5～20μm。给出了光变衍射图像和两台阶二元相位编码图形的制作结果。     

头盔显示器光学检测系统

为了对头盔显示器的目视系统做出整体性的评价,提出了一种简单可行的头盔显示器检测方法,设计了用于检测的光学系统。根据头盔显示器与检测系统光瞳匹配的需求,在设计中采用目镜结构的成像镜头,通过一片树脂非球面镜片实现了镜头的无畸变成像。检测系统的视场角为50°,入瞳大小为4mm,畸变量<0.1%,在-4D～3D头盔目镜测试条件下都能保持很高的成像质量,可以满足不同屈光度下头盔显示器目视系统的测试需要。     

穿透型折/衍混合头盔显示器的光学系统

利用二元光学元件消色差和对波面进行任意整形的独有特点,在光学系统中引入二元衍射面,给出了出瞳距离为21mm,出瞳直径为8nm,视场角为40°(水平)×30°(垂直)的用于增强现实(AR)的折/衍混合穿透型双目头盔显示器的设计结果。结果表明,该系统具有很高的成像质量,分辨率达到0.7mrad,接近人眼的最小分辨率,垂轴色差小于42μm,且最大畸变小于2%。同时,系统直径小于46mm,系统重量约为16.2g。设计结果满足用于AR的双目头盔显示器的要求。     

基于Kopin公司AM LCD微显示器的头盔显示器数字像源的驱动控制

针对Kopin公司的AM LCD微显示器, 提出了一种头盔显示器数字像源的设计方法, 包括显示器件、驱动方式、时序控制及数据处理方法等, 形成了头盔显示器数字像源的产品实物, 满足了相关性能指标的要求。     

LCoS显示芯片设计与实现

首先确定了三片式投影用LCoS(Liquid Crystal on Silicon硅基液晶)显示芯片器件物理结构及其电路组成框图,接着从芯片整体角度介绍了设计方法,详述了运用Cadence EDA工具设计LCoS显示芯片的具体策略和相应步骤,给出了LCoS显示芯片的实际设计结果——芯片版图,最后给出了在国内流片LCoS显示芯片的实际试片结果,并对其光学参数作出测量。     

单片彩色LCoS显示系统的设计实现

单片彩色LCoS显示系统体积小,成本低,光学系统简单,易于实现小型化,应用前景广泛。对单片彩色LCoS显示系统的显示原理进行研究,并使用FPGA作为主控芯片实现该显示系统。对主控模块的设计与实现做了详细的叙述,包括主要模块的划分及其算法。由于LCoS器件的限制,所设计的单片彩色LCoS显示系统还存在一些问题,对这些问题的解决方法做了探索,提出如何提高显示质量的一些方法。     

高性能LCoS投影系统光引擎

硅基液晶作为投影系统空间光调制器是一个相对较新的技术，因为其成本低，光学效率高，具有很好的发展前景。使用LCoS面板作为光引擎的结构较多，这些结构各有优缺点。一个系统的亮度、色阈、对比度主要取决于它所采用的光学引擎。文章通过对几种LCoS光引擎的分析和比较，得到了一种高亮度、高对比度、宽色阈的光引擎结构模型，为实际设计提供了依据。     

SDRAM在头盔显示器系统中的应用研究

头盔显示器在很多领域正得到广泛的应用,它在微型显示器上显示高清晰度图像,应用一定的光学系统,在人眼前方形成类似于电脑显示屏的虚像,人们可以通过他来观看高清晰度视频图像。利用FPGA设计头盔显示器与HY57V643220 SDRAM之间的接口,主要研究将SDRAM应用于显示系统中作为图像数据存储器,采用FPGA实现其读写控制功能,并产生驱动LCoS成像所需的完整图像视频信号。     

彩色时序LCoS的高亮度设计

提出一个应用单片彩色时序LCoS的高亮度设计方案,通过对驱动电路的改进,使驱动模式发生变化,提高照明的时间占空比,从而获得高亮度。本文将介绍该方案。     

基于LCoS投影显示的一种新型偏光转换装置

对液晶投影显示系统的偏振器件进行了研究,提出了一种新型偏光转换装置的设计方法。整个装置由两组微透镜阵列、一块光学性能良好的方解石晶体和一些半波片组成。微透镜阵列对入射光进行空间分割;方解石晶体进行起偏;半波片起相位延迟作用,从而实现从非偏振光到线偏振光的转换。用晶体偏振光学理论对该系统进行了理论推导,并用Zemax软件进行模拟。结果表明,系统的光利用率为86.1%,消光比优于10-3。该系统结构简单,性能稳定,但通光面积较小,适合与1.8cm(0.7in)以下的硅基液晶面板配合使用。