CN1028385C - 小型虚像显示器 - Google Patents

Abstract

一种小型虚像显示器(10)，包括一个提供实像的LED阵列(25)、一束呈锥形以实现放大作用并设置得与实像邻近的粘合光纤(14)、以及一个设置得与这束光纤(14)邻近以进一步放大图象并在一目视孔处产生虚像的透镜系统。

Description

本发明涉及虚像显示器，更具体地说，涉及较高放大倍率的小型虚像显示器。

虚像显示器在当今便携式和很小的电子装置如电子记事簿、无绳及蜂巢式电话机、信用卡式计算器和手掌大小的计算机等领域很受欢迎。虚像显示器采用一个透镜放大器由一小的实像产生出一大的虚像。当实像更小并且希望产生更大的虚像时，需要更高放大倍率的透镜。但是，在虚像显示器中更高放大倍率的透镜限制了视场、目距和透镜的工作距离，这就意味着透镜系统必须很小并且很靠近眼睛。目前，具有合适的目距的放大倍率为10倍的透镜制造起来还比较容易，但放大倍率超过10倍就会限制组装方式。

在带有一目视孔的小型虚像显示器上可以实现对这些问题的解决及其它一些优点，该显示器包括形成实像的装置、一束决定一个第一和一第二表面并呈锥形以从第一表面至第二表面产生预定的放大倍率值的粘合光纤，这束粘合光纤设在位置与该装置产生的实像毗邻的第一表面处，并且透镜系统装置靠近这束粘合光纤以接收来自其第二表面的像，进而将这个像放大并在目视孔处产生一虚像。

参见附图：

图1是体现此项发明的小型虚像显示器的简化示意图;

图2是与图1的小型虚像显示器相关的电子线路的简化框图;

图3是构成图2的电子线路一部分的LED阵列的部分剖开的顶视图。

具体参见图1，简化示意图表示一小型虚像显示器。显示器10包括用以在表面13上产生一实像的装置12。一束粘合光纤14有一位置靠近装置12的表面13的第一表面15和处于光纤束14另一端的第二表面16。由透镜18表示的光学系统设置得与光纤束14的表面16有间距，并与光纤束14一起产生可被离开由透镜18所决定的光孔的人眼20观看到的虚像。

装置12在图2中作了更详细的表示，并包括诸如由数据处理电路27驱动的发光二极管（LED）阵列25之类的半导体电子线路。数据处理电路27包括用以控制LED阵列25中每个LED的逻辑和开关电路阵列。除了逻辑和开关阵列之外，数据处理电路27还包括用以处理输入信号的微处理器或类似电路以求在诸如LED阵列25之类的器件上产生所需的实像。

在这个具体实施例中采用LED阵列25是由于可达到极小的尺寸并且结构和操作简单。当然，应当认识到，也可以采用其它图像发生器件，包括但不仅限于激光器、LCD、CRT等。具体参见图3，图示了LED阵列25，其中LED在一块半导体芯片30上构成规则的行 列布局。通过以熟知的方式按行和列对特定的LED寻址，可以驱动特定的LED产生实像。数字或模拟数据在输入端28处接收并由数据处理电路27转换成能够驱动选定的LED以产生预定实像的信号。

熟悉本领域的人们会理解，图中LED阵列25和半导体芯片30被大大放大了。半导体芯片30的实际大小在每边长几千分之一英寸的量级，而每个LED在边长小至百万分之一英寸的量级。由于半导体技术减小了芯片的尺寸，就需要更大的放大倍率和更小的透镜系统。减小透镜尺寸而又增大放大倍率就会导致大大地限制了视场、显著地减小了目距并减小了透镜系统的工作距离。

光纤束14的表面15设置得靠近LED阵列25，从而可获取由其产生的实像，并将这个像通过光纤传送到表面16。光纤束14沿其长度方向呈锥形，使得表面16处的像比表面15处的实像大。此实施例中的锥度可在表面16处获得表面15处像两倍大的像，即相当于两倍的放大倍率。熟悉本领域的人会理解，如果需要可以采用更高的放大倍率（锥度）。

由透镜18示意性地表示的透镜系统，设置得与光纤束14的表面16有间距，从而可由表面16获取像、将其放大到预定的附加倍数并形成可在其中观看到虚像的光孔。在此实施例中，透镜18将像再放大10倍（10X），使得来自LED阵列25的实像被放大总共二十倍。当然，应当认识到，如果需要，透镜系统可以是焦距及附加放大倍 率可调的，或者为了简单起见固定在一外壳中。由于透镜18从光纤束14获取的像远比LED阵列25大，透镜系统并不提供全部放大倍率，因而可以制作得比较大并具有较小的放大倍率。由于尺寸比较大，该透镜系统具有较大的视场和较大的工作距离。

目距是人眼20相对于透镜系统18（目视孔）所处的并仍可适宜地观看像的距离，这个距离在图1中用“d”来表示。由于透镜18的尺寸，目距或者说距离d足以实现舒适的观看，并且在此实施例中大得足以允许观看者在需要时佩戴普通的眼镜。

如此便介绍了得到很大改进的小型虚像显示器，它可以与极小的LED阵列、半导体芯片显示器件或任何其它适用的图像源结合使用。这种小型虚像显示器可以实现预定的放大倍率，而不会减小透镜系统的目距或工作距离。而且，作为该小型虚像显示器一部分的电子线路允许产生各种很小的实像，可以被操作者方便且舒适地观看。

Claims (6)

1、带有一目视孔的小型虚像显示器(10)，该显示器的特征在于：

用以提供实像的装置(12)；

一束确定一第一(15)和一第二(16)表面并呈锥形以从第一表面(15)至第二表面(16)实现预定的放大倍率的粘合光纤(14)，这束光纤(14)设置得第一表面(15)与装置(12)所提供的实像毗邻；以及

设置得邻近这束光纤(14)以从其第二表面(16)获取图象、进而放大图象并在目视孔处产生一虚像的透镜系统(18)。

2、权利要求1所述小型虚像显示器，其特征还在于：该束光纤（14）呈锥形足以提供至少两倍的放大倍率。

3、权利要求2所述小型虚像显示器，其特征还在于：透镜系统（18）设置得能够进一步将图像放大至少十倍。

4、权利要求1所述小型虚像显示器，其特征在于：提供实像的装置（12）制作在一半导体芯片（30）上。

5、权利要求4所述小型虚像显示器，其特征还在于：提供实像的装置（12）包括一发光二极管阵列（25）。

6、权利要求4所述小型虚像显示器，其特征还在于：与提供实像的装置（12）相连的图像发生电子线路（27），装置（12）根据从电子线路（27）获取的信号来产生实像。

Images