基于光波导技术的LCOS照明方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光波导技术的LCOS照明方法，包括：发光源发出的光由光波导的进光端耦合入光波导中，并以全反射的方式向光波导的出光端传输；传输至所述出光端的光由所述光波导耦出到平行于所述光波导出光端布置的LCOS芯片，而后由LCOS芯片调制后反射回所述光波导，并经过所述光波导后输出，即实现LCOS的照明。其利用光波导将光线传播到LCOS上实现照明，大大减小了LCOS照明系统的体积，有利于实现应用LCOS照明的近眼显示设备的轻量化。

【技术实现步骤摘要】
基于光波导技术的LCOS照明方法
本专利技术涉及用于近眼显示的光路设计
，尤其涉及一种基于光波导技术的LCOS照明方法。
技术介绍
近眼显示系统，也称为头盔显示器，它最初起源于空军领域，主要是解决驾驶员面对飞机上日益增多的精密仪器及武器系统所收集的大量信息的困扰，利用近眼显示产品可以将各仪器仪表的所有的信息全部呈现在驾驶员前面的视场内，使驾驶员集中精力操作飞机和进行瞄准。随着人们对于近眼显示产品的学习和认识，近眼显示产品的应用领域也不断扩展，主要是结合相关的虚拟技术，应用于教育、训练、商业产品的展览与推销，以及娱乐等各个领域。然而，不管近眼显示应用于哪个领域，大都需要应用头戴式设备进行应用，因而，应用于近眼显示的装备逐渐向小体积、轻重量方向发展。LCOS芯片技术是近几年出现的新型微型显示技术，具有高分辨力，高光利用效率，低功率等独特优点，是一种目前在制造技术比较成熟和具有巨大发展潜力的显示技术，其在近眼显示中也有着广泛的应用。现在的LCOS照明都是利用一个分光立方棱镜PBS来实现，其方法是利用PBS将白光LED或者RGB的时序LED灯的光反射到LCOS芯片上，LCOS芯片将光调制后再经过PBS透射过去，参见图1。这种方式的照明需要用到一个PBS，由于LCOS芯片的芯片尺寸问题，LCOS芯片的体积均比较大，而这个棱镜的边长要不小于LCOS芯片的成像面，因此体积会比较大，质量也会较大，在做近眼显示的时候不具备优势。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于光波导技术的LCOS照明方法，利用光波导将光线传播到LCOS芯片上实现照明，大大减小了LCOS照明系统的体积，有利于实现应用LCOS照明的近眼显示设备的轻量化。为实现上述目的和一些其他的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于光波导技术的LCOS照明方法，包括：发光源发出的光由光波导的进光端耦合入光波导中，并以全反射的方式向光波导的出光端传输；传输至所述出光端的光由所述光波导耦出到平行于所述光波导出光端布置的LCOS芯片，而后由LCOS芯片调制后反射回所述光波导，并经过所述光波导后输出，即实现LCOS芯片的照明。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，所述发光源发出的光以几何耦入的方式由进光端耦合入所述光波导中。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，所述发光源发出的光以衍射的方式由进光端耦合入所述光波导中。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，所述发光源发出的光通过表面浮雕或体全息光栅以衍射的方式由进光端耦合入所述光波导中。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，所述发光源为LED光源。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，传输至所述出光端的光以阵列波导的方式由所述光波导耦出到所述LCOS芯片。优选的是，所述的基于光波导技术的LCOS照明方法中，传输至所述出光端的光以衍射的方式由所述光波导耦出到所述LCOS芯片。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的基于光波导技术的LCOS照明方法中，利用光波导将光线传播到LCOS芯片上实现照明，避免了PBS的使用，使得应用光波导进行LCOS照明的照明系统的体积能够大大减小，有利于实现应用LCOS照明系统的轻量化，使其更利于应用于近眼显示装置中。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是利用PBS实现LCOS照明的原理图；图2是利用光波导基于几何耦入方式实现LCOS照明的原理图；图3是利用光波导基于衍射方式实现LCOS照明的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。如图2和图3所示，一种基于光波导技术的LCOS照明方法，包括：发光源发出的光由光波导的进光端耦合入光波导中，并以全反射的方式向光波导的出光端传输。传输至所述出光端的光由所述光波导耦出到平行于所述光波导出光端布置的LCOS芯片，而后由LCOS芯片调制后反射回所述光波导，并经过所述光波导后输出，即实现LCOS芯片的照明。在上述方案中，发光源发出的光射入光波导后，在光波导内进行全反射传输然后由光波导内耦出，耦出的光射入LCOS芯片中，并经LCOS芯片调制后射回光波导，最后经光波导后输出，实现了LCOS芯片的照明，即将采用PBS进行LCOS照明时，光线在PBS中进行反射的光路利用光波导改变成了入射光的全反射的光路，进而使得发光源和LCOS芯片可以设置在同一水平面上，而光波导的厚度较之PBS能够大大的减小，即使得应用光波导进行LCOS照明的照明系统的体积能够大大减小，有利于实现应用LCOS照明系统的轻量化，使其更利于应用于近眼显示装置中。一个优选方案中，所述发光源发出的光以几何耦入的方式由进光端耦合入所述光波导中。在上述方案中，根据发光源发出的光的方向，可以通过合理的设置光波导进光端的角度使得入射光在光波导内进行全反射，并由出光端耦入至LCOS芯片中，例如，可以通过光波导的入光端设置为朝向LCOS芯片芯片方向倾斜的倾斜角度满足入射光在光波导内全反射传输的斜面。一个优选方案中，所述发光源发出的光以衍射的方式由进光端耦合入所述光波导中。一个优选方案中，所述发光源发出的光通过表面浮雕或体全息光栅以衍射的方式由进光端耦合入所述光波导中。在上述方案中，通过在光波导进光端处设置表面浮雕或体全息光栅，能够使得发光源发出的光以衍射的方式进入光波导中，并在光波导中以全反射方式向光波导出光端传输。一个优选方案中，所述发光源为LED光源。在上述方案中，LED光源具有寿命长，节能、环保等诸多优点，适于近眼显示装置的应用，当然发光源可以采用其他光源，在此不做限定。一个优选方案中，传输至所述出光端的光以阵列波导的方式由所述光波导耦出到所述LCOS芯片。一个优选方案中，传输至所述出光端的光以衍射的方式由所述光波导耦出到所述LCOS芯片。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光波导技术的LCOS照明方法，其中，包括：/n发光源发出的光由光波导的进光端耦合入光波导中，并以全反射的方式向光波导的出光端传输；/n传输至所述出光端的光由所述光波导耦出到平行于所述光波导出光端布置的LCOS芯片，而后由LCOS芯片调制后反射回所述光波导，并经过所述光波导后输出，即实现LCOS芯片的照明。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光波导技术的LCOS照明方法，其中，包括：
发光源发出的光由光波导的进光端耦合入光波导中，并以全反射的方式向光波导的出光端传输；
传输至所述出光端的光由所述光波导耦出到平行于所述光波导出光端布置的LCOS芯片，而后由LCOS芯片调制后反射回所述光波导，并经过所述光波导后输出，即实现LCOS芯片的照明。


2.如权利要求1所述的基于光波导技术的LCOS照明方法，其中，所述发光源发出的光以几何耦入的方式由进光端耦合入所述光波导中。


3.如权利要求1所述的基于光波导技术的LCOS照明方法，其中，所述发光源发出的光以衍射的方式由进光端耦合入...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍海波，崔海涛，钱进，李艳，
申请(专利权)人：谷东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44