[发明专利]MEMS振镜激光微显示器

说明书

本发明公开了一种MEMS振镜激光微显示器，包括：激光光源，包括绿光、蓝光、红光等半导体激光光源，其分别用以发射绿光、蓝光、红光光束；合束系统，包括：整形透镜组，至少用以对激光光源发射的绿光、蓝光、红光光束分别进行整形；合束机构，至少用以将整形后的绿、蓝、红三束激光合成为一束光束；MEMS振镜，至少用于反射合束系统输出的RGB合束光束并形成平行光束或会聚光束而入射显示单元；以及，控制单元，至少用以控制激光光源的光强变化和MEMS振镜的运行状态。本发明的MEMS振镜激光微显示器上形成的图像真实度高，且还具有体积小，能耗低、成本低、安全性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种头盔显示器使用的微显示器，尤其涉及一种采用激光光源和MEMS振镜激光微显示器。

背景技术

头盔显示器(helmet mounted display,HMD)是一种安装在头盔上、给头盔使用者产生可视虚拟图像的微型装置。头盔显示器最初是为了在空战中使武器系统随飞行员的动作快速锁定目标，从而提高作战效率。经过几十年的发展，头盔显示器的应有范围有最初的军事方面扩展到日常生活(比如手机、车载仪器仪表显示)中。

从光学系统上讲，头盔显示系主要由两部分组成，一是微显示器系统，二是目视光学系统，微显示器系统是将外界入射的视频信号或者记忆卡中存储的信息转化为虚拟图像，目视光学系统借助一个半反半透反射镜或光学波导片将虚拟图和周围环境的真实图像成像到人眼中。随着投影显示技术的进步，头盔显示的微显示器已经由最初的CRT微显示器发展到目前的OLED微显示器。

CRT微显示器需要在高压下使用，对头盔显示来讲，存在很大的潜在危险；OLED存在使用寿命短、色彩纯度不够等问题。基于MEMS振镜的激光显示系统，因其高分辨率、高光效、纯色彩、无需聚焦等优点，有望进入嵌入式投影显示，同时也是头盔显示中倍受青睐的微显示器选择。

MEMS振镜激光微投影或微微显示器采用纯色的半导体激光光源，具有更大的色域范围，能够满足微投影及头盔显示对速度、价格、尺寸和体积的要求。由于受到绿光(green)半导体激光器技术的限制，MEMS振镜微投影的商品化刚刚起步。现有的一种MEMS振镜微投影系统中，红光(red)和蓝光(blue)采用半导体激光器，绿光(green)采用的是倍频固态激光器，其工作原理是将三色激光器输出的光斑先准直(或会聚)再合束后入射到MEMS反射镜上，经MEMS振镜反射后直接投射到显示屏上，但由于通常的显示屏是平面，而MEMS振镜扫描的是一个曲面，导致图像存在严重的枕形畸变。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种MEMS振镜激光微显示器，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种MEMS振镜激光微显示器，其包括：

激光光源，包括绿光光源、蓝光光源、红光光源，分别用以发射绿光光束、蓝光光束、红光光束；

合束系统，包括：

整形透镜组，至少用以将激光光源发射的绿光光束、蓝光光束、红光光束分别整形成平行光束；

合束机构，至少用以将整形后的三束平行光合束成一束RGB合束平行光光束；

MEMS振镜，至少用以反射所述合束系统输出的RGB合束平行光光束并入射到显示单元；

以及，控制单元，至少用以控制激光光源的光强变化和MEMS振镜的运行状态。

进一步的，所述的MEMS振镜激光微显示器还包括平场线性扫描光学系统。

优选的，所述平场线性扫描光学系统包括：fθ透镜组，至少用以将MEMS振镜反射的平行光束会聚后照射到显示单元上。

进一步的，所述fθ透镜组的工作波长在440～668nm范围内，包括共轴的三片以上透镜。