基于LCoS的頭盔顯示系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展,顯示技術(shù)在人類社會(huì)中扮演著越來(lái)越重要的角色。同時(shí)人們對(duì)顯示器件的要求也越來(lái)越高,各種新型顯示器件應(yīng)運(yùn)而生。在眾多的顯示器中,LCoS是一種應(yīng)用CMOS工藝制成的反射式液晶顯示器。LCoS整個(gè)顯示屏以硅片為驅(qū)動(dòng)背板,所以可以在很小的面積上實(shí)現(xiàn)高分辨率的顯示,具有功耗低、體積小、重量輕、無(wú)需高壓源等優(yōu)點(diǎn),適合于頭盔顯示器(Head Mounted Display,HMD)等應(yīng)用。針對(duì)頭盔顯示器的特殊應(yīng)用需要,基于LCoS

2、的HMD系統(tǒng)將被搭建。 采用WXGA型LCoS顯示屏,利用時(shí)序法在單片LCoS上實(shí)現(xiàn)彩色視頻顯示,達(dá)到XGA分辨率、60HZ刷新頻率、256級(jí)灰度、滿足白場(chǎng)平衡條件的全彩色視頻顯示效果。 采用獨(dú)立彩色光源模式,以O(shè)SRAM公司LE-ATB-A2A型彩色LED作為L(zhǎng)CoS系統(tǒng)的照明光源,設(shè)計(jì)出一套HMD系統(tǒng)的照明系統(tǒng),達(dá)到高亮度、小體積、低能耗等照明要求。 論文重點(diǎn)對(duì)于系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。HMD系統(tǒng)的光學(xué)部件

3、主要包括照明光線處理部件、分光棱鏡和目鏡放大系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)了一套光線處理的光學(xué)鏡片組,將LED出射的發(fā)散光線準(zhǔn)直化,并使三色光線均勻分布。結(jié)果顯示其均勻度達(dá)到79.94％。本文采用偏振分光棱鏡(Polarization Beam Splitting Prism,PBS)將LED出射的自然光變成偏振光應(yīng)用于LCoS顯示中。設(shè)計(jì)出了多入射方向的PBS,達(dá)到了減小PBS厚度、增大投射面積的目的。采用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出了一套目鏡放大系統(tǒng),其焦距