专利名称：双目近眼微型显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种近眼微型显示器。特别是涉及一种将电子元器件和光学元件集 成一体的双目近眼微型显示器。
背景技术：
近几年来，随着采用集成电路平面光刻加工工艺制备平板显示器的技术日趋成熟， 以SOI (silicon-on-insulator)为基底、运用集成电路平面光刻技术产生出来的微型显 示屏逐渐问世。事实上，微型显示屏的出现极大地方便了工业产品的设计者们，使他们 的设计能在增加图像显示尺寸和清晰度的同时减小显示器的空间占有体积。在许多情况 下，显示器越小，整机越便宜。近眼微型显示器的工作原理是利用光学透镜把微型显示 屏所显示的视频图像放大成比原图像大的虚像，从而在人眼视网膜上呈现大屏幕图像。 既要把常规显示器小型化，又要同时在人的双目视网膜呈现大屏幕图像，还要保证显示 器的便携性，因此双目近眼微型显示器成为显示业届的开发对象。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种将电子元器件和光学元件集成一体的 双目近眼微型显示器。
本实用新型所采用的技术方案是 一种双目近眼微型显示器，包括有支架；分别 对称地设置在支架左、右两端上的两个结构相同的成像模块；设置在支架上并位于两侧 的成像模块之间的显示控制电路模块；所述的显示控制电路模块与位于其左侧的成像模 块之间分别连接有左光源柔性连接线和左成像柔性连接线；所述的显示控制电路模块与 位于其右侧的成像模块之间分别连接有右光源柔性连接线和右成像柔性连接线；所述的 支架的左端和右端对称形成有开孔，所述的模块的中轴线A — A'分别对准支架左端和右端 上的开孔。
所述的左成像柔性连接线和右成像柔性连接线分别包括有红基色驱动线、绿基色 驱动线、蓝基色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 0V电源线。
所述的左光源柔性连接线和右光源柔性连接线分别包括有光源驱动电源线。 '所述的成像模块包括有依次设置有LED面光源、彩色微型显示屏、双面非球面透 镜和防护镜片，防护镜片的另一面通过支架上的开孔直接面对人眼，所述防护镜片、双 面非球面透镜均采用透明塑料制成。
所述的防护镜片与双面非球面透镜为接触连接，双面非球面透镜与彩色微型显示屏 相距0. lmra 10mm,彩色微型显示屏与LED面光源为接触连接。
所述的左、右两个成像模块的至少红基色驱动输入端、绿基色驱动输入端、蓝基色 驱动输入端、行同步驱动输入端、场同步驱动输入端、时钟驱动输入端、9V 10V电源输 入端分别对应与所述的左成像柔性连接线和右成像柔性连接线上的红基色驱动线、绿基 色驱动线、蓝基色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 10V电源线 连接。
所述的LED面光源包括有LED光源和散光板，且位于左、右两侧的LED面光源的驱 动电源输入端分别对应与左光源柔性连接线和右光源柔性连接线上的光源驱动电源线相 连接。
所述的显示控制电路模块包括有依次相连的CVBS视频信号连接器、CVBS视频信号 解码芯片和视频数据处理芯片；分别与cvbs视频信号解码芯片和视频数据处理芯片相连 的单片机芯片；与视频数据处理芯片相连的功放芯片；分别与单片机芯片、CVBS视频信 号解码芯片、视频数据处理芯片、LED光源驱动芯片、功放芯片、以及左成像柔性连接线 和右成像柔性连接线相连接的至少有1.8V电源输出端、3.3V电源输出端、9V 10V电 源输出端的DC/DC电源模块A;所述的视频数据处理芯片还分别与左成像柔性连接线和右 成像柔性连接线相连接；所述的功放芯片还分别与左成像柔性连接线和右成像柔性连接 线相连接；所述的LED光源驱动芯片的输出端分别连接左光源柔性连接线和右光源柔性 连接线。
所述的显示控制电路模块包括有依次相连的VGA信号连接器、VGA信号解码芯片和 视频数据处理芯片；分别与VGA信号解码芯片和视频数据处理芯片相连的单片机芯片； 与视频数据处理芯片相连的功放芯片；分别与单片机芯片、VGA信号解码芯片、视频数据 处理芯片、LED光源驱动芯片、功放芯片、以及左成像柔性连接线和右成像柔性连接线相 连接的至少有3.3V电源输出端、9V 10V电源输出端的DC/DC电源模块B;所述的视频 数据处理芯片还分别与左成像柔性连接线和右成像柔性连接线相连接；所述的功放芯片 还分别与左成像柔性连接线和右成像柔性连接线相连接；所述的LED光源驱动芯片的输 出端分别连接左光源柔性连接线和右光源柔性连接线。
所述的功放芯片包括有3个运算放大器，并且所述3个运算放大器分别配置成R反 相比例放大器、G反相比例放大器、B反相比例放大器。
本实用新型的双目近眼微型显示器，具有如下特点
(1) 所述双目近眼微型显示器涉及的电子元器件和光学元件可以做到集成一体，真 正实现了显示器的便携性；
(2) 所述的显示控制器模块提出两种实施方案，使得所述双目近眼微型显示器能够 接受至少两种格式(CVBS (composite video broadcast signal)复合电视广播信号)和 VGA (Video Graphic Array))的显示信号。
图1是本实用新型的双目近眼微型'显示器的整体结构示意图2是图1中成像模块的A—A'截面结构示意图3是本实用新型的显示控制器实施方式1的功能框图4是本实用新型的显示控制器实施方式2的功能框图。
其中
1:成像模块 3:左成像柔性连接线 5:右光源柔性连接线 7-支架
21: LED面光源
23:双面非球面透镜
31: CVBS视频信号连接器
33: CVBS视频信号解码芯片
35: R反相比例放大器
37: B反相比例放大器
39: LED光源驱动芯片
41: VGA信号连接器
43: VGA信号解码芯片
2:左光源柔性连接线 4:显示控制电路模块 6:右成像柔性连接线 8:开孔
22:彩色微型显示屏 24:防护镜片 32:单片机芯片 34:视频数据处理芯片
36: G反相比例放大器
38:功放芯片 40: A电源模块 42: B电源模块
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的双目近眼微型显示器做出详细说明。
如图l所示，本实用新型的双目近眼微型显示器，包括有支架7;分别对称地设置 在支架7左、右两端上的两个结构相同的成像模块1;设置在支架7上并位于两侧的成像 模块1之间的显示控制电路模块4;所述的显示控制电路模块4与位于其左侧的成像模块 1之间分别连接有左光源柔性连接线2和左成像柔性连接线3;所述的显示控制电路模块
4与位于其右侧的成像模块1之间分别连接有右光源柔性连接线5和右成像柔性连接线 6;所述的支架7的左端和右端对称形成有开孔8，所述的模块1的中轴线A—A'分别对准 支架7左端和右端上的开孔8。所述的支架7设置在靠近人眼睛10mm 30mm的位置，位 于其上两端的成像模块1的中轴线A—A'分别通过支架7的左端和右端的开孔8对准人的 左、右眼瞳孔。
所述的左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6至少分别包括有红基色驱动线、 绿基色驱动线、蓝基色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 10V 电源线。
所述的左光源柔性连接线2和右光源柔性连接线5至少分别包括有光源驱动电源线。 如图2所示，所述的成像模块l包括有依次设置有LED面光源21、彩色微型显示
屏22、双面非球面透镜23和防护镜片24，防护镜片24的另一面通过支架7上的开孔8 直接面对人眼，所述防护镜片24、双面非球面透镜23均采用透明塑料制成。
所述的防护镜片24与双面非球面透镜23为接触连接，双面非球面透镜23与彩色微 型显示屏22相距0. lmra 10mm，彩色微型显示屏23与LED面光源21为接触连接。
所述的左、右两个成像模块1的至少红基色驱动输入端、绿基色驱动输入端、蓝基 色驱动输入端、行同歩驱动输入端、场同歩驱动输入端、时钟驱动输入端、9V 10V电源 输入端分别对应与所述的左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6上的红基色驱动线、 绿基色驱动线、蓝基色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 10V 电源线连接。 、
所述的LED面光源21至少包括有LED光源和散光板，且位于左、右两侧的LED面光 源21的驱动电源输入端分别对应与左光源柔性连接线2和右光源柔性连接线5上的光源 驱动电源线相连接。
本实用新型中所用彩色微型显示屏22选用的型号是KOPIN公司的CYBERDISPLAY 230k/CYBERDISPLAY 922k或者同功能模拟型彩色微型显示屏。 所述显示控制电路模块4包括两种实施方案。
如图3所示，第1实施方案所述的显示控制电路模块4包括有依次相连的CVBS视 频信号连接器31、 CVBS视频信号解码芯片33和视频数据处理芯片34;分别与CVBS视频 信号解码芯片33和视频数据处理芯片34相连的单片机芯片32，所述单片机芯片32的2 路输入输出端分别连接到CVBS视频信号解码芯片33和视频数据处理芯片34的2路I2C (Inter-Integrated Circuit)输入输出端；与视频数据处理芯片34相连的功放芯片38， 所述的功放芯片38包括有3个运算放大器，并且所述3个运算放大器分别配置成R反相 比例放大器35、 G反相比例放大器36、 B反相比例放大器37。所述的功放芯片38还分别 与左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6相连接，具体是功放芯片38的R反相比例 放大器35的输出端、G反相比例放大器36的输出端、B反相比例放大器37的输出端分 别对应连接到左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6的红基色信号线、绿基色信号 线、蓝基色信号线。所述的视频数据处理芯片34的红基色模拟视频信号输出端、绿基色 模拟视频信号输出端、蓝基色模拟视频檜号输出端分别对应连接到功放芯片38的R反相 比例放大器35的正相输入端、G反相比例放大器36的正相输入端、B反相比例放大器37 的正相输入端；
本实施方案的显示控制电路模块4还设置有分别与单片机芯片32、 CVBS视频信号 解码芯片33、视频数据处理芯片34、 LED光源驱动芯片39、功放芯片38、以及左成像柔 性连接线3和右成像柔性连接线6相连接的至少有1. 8V电源输出端、3. 3V电源输出端、 9V 10V电源输出端的DC/DC (Direct Current to Direct Current)电源芯片A电源模 块40，所述A电源模块40的1. 8V输出端连接CVBS视频信号解码芯片33的电源端，所 述A电源模块40的3.3V输出端同时连接单片机芯片32、视频数据处理芯片34、 LED光
源驱动芯片39的电源端，所述A电源模块40的9V 10V输出端分别连接功放芯片38的 电源端、左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6的9V 10V电源线；
所述CVBS视频信号连接器31直接连接电视机、VCD、 DVD等显示产品的CVBS视频信 号输出端与CVBS视频信号解码芯片33的CVBS信号输入端。所述CVBS视频信号解码芯 片33的8路数字视频信号输出端、2路同步信号输出端、时钟信号输出端本别连接视频 数据处理芯片34的8路数字视频信号输入端、2路同步信号输入端、时钟信号输入端。
所述的视频数据处理芯片34还分别与左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6相 连接；具体是视频数据处理芯片34的场同步信号输出端、行同步信号输出端、时钟信号 输出端分别连对应接到左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6的场同步信号线、行 同步信号线、时钟信号线。
所述的LED光源驱动芯片39的输出端分别连接左光源柔性连接线2和右光源柔性连 接线5的光源驱动电源线。
,本实施方案1中所用芯片型号CVBS视频信号解码芯片33选用的型号是TEXAS INSTRUMENTS公司的TVP5150及其同功能芯片；视频数据处理芯片34采用的型号是K0PIN 公司的SSD1502或者K0PIN公司的SSD1503及其同功能芯片；功放芯片38釆用的型号是 MAXIM公司的MAX4018/ MAX4020或者NATIONAL SEMICONDUCTOR公司的LM服723/ LMH6724/ LMH6725/ LMH6883及其同功能芯片；单片机芯片32采用的型号是MICROCHIP公司的 PIC16F684/ PIC16F785/ PIC16F917及其同功能芯片；LED光源驱动芯片39是LINEAR TECHNOLOGY公司的LT1937ES5及其同功能芯片。
如图4所示，第2实施方案所述的显示控制电路模块4包括有依次相连的VGA信 号连接器41、 VGA信号解码芯片43和视频数据处理芯片34;分别与VGA信号解码芯片 43和视频数据处理芯片34相连的单片机芯片32,所述单片机芯片32的2路输入输出端 分别连接到VGA信号解码芯片43和视频数据处理芯片34的2路I2C输入输出端；与视 频数据处理芯片34相连的功放芯片38，所述的功放芯片38包括有3个运算放大器，并 且所述3个运算放大器分别配置成R反相比例放大器35、 G反相比例放大器36、 B反相 比例放大器37;分别与单片机芯片32、 VGA信号解码芯片43、视频数据处理芯片34、 LED 光源驱动芯片39、功放芯片38、以及左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6相连接 的至少有3. 3V电源输出端、9V 10V电源输出端的DC/DC电源芯片B电源模块，所述B 电源模块42的3.3V输出端同时连接所述单片机芯片32、 VGA信号解码芯片43、视频数 据处理芯片34、 LED光源驱动芯片39的电源端，所述B电源模块42的9V 10V输出端本 别连接功放芯片38的电源端、左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6的9V 10V电 源线；所述的视频数据处理芯片34还分别与左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6 相连接，具体是视频数据处理芯片34的场同步信号输出端、行同步信号输出端、时钟信 号输出端分别对应连接到左成像柔性连接线3和右成像柔性连接线6的场同步信号线、 行同步信号线、时钟信号线；所述的功放芯片38还分别与左成像柔性连接线3和右成像
柔性连接线6相连接，具体是功放芯片,38的R反相比例放大器35的输出端、G反相比例 放大器36的输出端、B反相比例放大器37的输出端分别对应连接到左成像柔性连接线3 和右成像柔性连接线6的红基色信号线、绿基色信号线、蓝基色信号线；
所述的VGA信号连接器41直接连接计算机、数码电子产品等的VGA信号输出端，以 及VGA信号解码芯片43的3路VGA信号输入端、2路同步信号输入端、至少1路时钟信 号输入端。所述VGA信号解码芯片43的24路数字视频信号输出端、2路同步信号输出端、 时钟信号输出端分别连接所述视频数据处理芯片34的24路数字视频信号输入端、2路同 步信号输入端、时钟信号输入端。
所述的视频数据处理芯片34的红基色模拟视频信号输出端、绿基色模拟视频信号输 出端、蓝基色模拟视频信号输出端分别对应连接到功放芯片38的R反相比例放大器35 的正相输入端、G反相比例放大器36的正相输入端、B反相比例放大器37的正相输入端。
所述的LED光源驱动芯片39的输出端分别连接左光源柔性连接线2和右光源柔性连 接线5的光源驱动电源线。
本实施方案2中所用芯片型号VGA信号解码芯片43选用的型号是ANALOG DEVICES 公司的AD9883A及其同功能芯片；视频数据处理芯片34采用的型号是K0PIN公司的 SSD1502或者K0PIN公司的SSD1503及其同功能芯片；功放芯片39采用的型号是MAXIM 公司的MAX4018/ MAX4020或者NATIONAL SEMICONDUCTOR公司的LMH6723/ LMH6724/ LMH6725/ LMH6883及其同功能芯片；单片机芯片32采用的型号是MICROCHIP公司的 PIC16F684/ PIC16F785/ PIC16F917及其同功能芯片；LED光源驱动芯片是LINEAR TECHNOLOGY公司的LT1937ES5及其同功能芯片。
权利要求1.一种双目近眼微型显示器，其特征在于，包括有支架(7)；分别对称地设置在支架(7)左、右两端上的两个结构相同的成像模块(1)；设置在支架(7)上并位于两侧的成像模块(1)之间的显示控制电路模块(4)；所述的显示控制电路模块(4)与位于其左侧的成像模块(1)之间分别连接有左光源柔性连接线(2)和左成像柔性连接线(3)；所述的显示控制电路模块(4)与位于其右侧的成像模块(1)之间分别连接有右光源柔性连接线(5)和右成像柔性连接线(6)；所述的支架(7)的左端和右端对称形成有开孔(8)，所述的模块(1)的中轴线A—A′分别对准支架(7)左端和右端上的开孔(8)。
2. 根据权利要求l所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的左成像柔性连 接线(3)和右成像柔性连接线(6)分别包择有红基色驱动线、绿基色驱动线、蓝基 色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 10V电源线。
3. 根据权利要求l所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的左光源柔性连 接线(2)和右光源柔性连接线(5)分别包括有光源驱动电源线。
4. 根据权利要求l所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的成像模块(1) 包括有依次设置有LED面光源(21)、彩色微型显示屏(22)、双面非球面透镜(23) 和防护镜片(24)，防护镜片(24)的另一面通过支架(7)上的开孔(8)直接面对人 眼，所述防护镜片(24)、双面非球面透镜(23)均采用透明塑料制成。
5. 根据权利要求4所述的双目近目f微型显示器，其特征在于，所述的防护镜片(24) 与双面非球面透镜(23)为接触连接，双面非球面透镜(23)与彩色微型显示屏(22) 相距O. 1咖 10咖，彩色微型显示屏(23)与LED面光源(21)为接触连接。
6. 根据权利要求1或2所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的左、右两 个成像模块(1)的至少红基色驱动输入端、绿基色驱动输入端、蓝基色驱动输入端、行 同步驱动输入端、场同步驱动输入端、时钟驱动输入端、9V 10V电源输入端分别对应与 所述的左成像柔性连接线(3)和右成像柔性连接线(6)上的红基色驱动线、绿基色驱 动线、蓝基色驱动线、行同步驱动线、场同步驱动线、时钟驱动线、9V 10V电源线连接。
7. 根据权利要求4所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的LED面光源(21) 包括有LED光源和散光板，且位于左、右两侧的LED面光源(21)的驱动电源输入端分 别对应与左光源柔性连接线(2)和右光源柔性连接线(5)上的光源驱动电源线相连接。
8. 根据权利要求l所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的显示控制电路 模块(4)包括有依次相连的CVBS视频信号连接器(31) 、 CVBS视频信号解码芯片(33) 和视频数据处理芯片(34);分别与CVBS视频信号解码芯片(33)和视频数据处理芯片(34)相连的单片机芯片(32);与视频数据处理芯片(34)相连的功放芯片(38); 分别与单片机芯片(32) 、 CVBS视频信号解码芯片(33)、视频数据处理芯片(34)、 LED光源驱动芯片(39)、功放芯片(38)、以及左成像柔性连接线(3)和右成像柔性 连接线(6)相连接的至少有1.8V电源输出端、3.3V电源输出端、9V 10V电源输出端 的DC/DC电源模块A (40);所述的视频数据处理芯片(34)还分别与左成像柔性连接线 (3)和右成像柔性连接线(6)相连接；所述的功放芯片(38)还分别与左成像柔性连 接线(3)和右成像柔性连接线(6)相连接；所述的LED光源驱动芯片(39)的输出端 分别连接左光源柔性连接线(2)和右光源柔性连接线(5)。
9. 根据权利要求l所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的显示控制电路 模块(4)包括有依次相连的VGA信号连接器(41) 、 ，VGA信号解码芯片(43)和视频 数据处理芯片(34);分别与VGA信号解码芯片(43)和视频数据处理芯片(34)相连 的单片机芯片(32);与视频数据处理芯片(34)相连的功放芯片(38);分别与单片 机芯片(32) 、 VGA信号解码芯片(43)、视频数据处理芯片(34) 、 LED光源驱动芯片(39)、功放芯片(38)、以及左成像柔性连接线(3)和右成像柔性连接线(6)相连 接的至少有3.3V电源输出端、9V 10V电源输出端的DC/DC电源模块B (42);所述的 视频数据处理芯片(34)还分别与左成像柔性连接线(3)和右成像柔性连接线(6)相 连接；所述的功放芯片(38)还分别与左成像柔性连接线(3)和右成像柔性连接线(6) 相连接；所述的LED光源驱动芯片(39)的输出端分别连接左光源柔性连接线(2)和右 光源柔性连接线(5)。
10. 根据权利要求8或9所述的双目近眼微型显示器，其特征在于，所述的功放芯 片(38)包括有3个运算放大器，并且所述3个运算放大器分别配置成R反相比例放大 器(35) 、 G反相比例放大器(36) 、 B反相比例放大器(37)。
专利摘要本实用新型公开一种双目近眼微型显示器，具有分别对称地设置在支架左、右两端上的两个结构相同的成像模块；设置在支架上并位于两侧的成像模块之间的显示控制电路模块；所述的显示控制电路模块与位于其左侧的成像模块之间分别连接有左光源柔性连接线和左成像柔性连接线；所述的显示控制电路模块与位于其右侧的成像模块之间分别连接有右光源柔性连接线和右成像柔性连接线；所述的支架的左端和右端对称形成有开孔，所述的模块的中轴线A-A′分别对准支架左端和右端上的开孔。本实用新型涉及的电子元器件和光学元件可以做到集成一体，真正实现了显示器的便携性；双目近眼微型显示器能够接受至少两种格式(CVBS复合电视广播信号)和VGA(Video Graphic Array)的显示信号。
文档编号G02B27/01GK201194045SQ20082007468
公开日2009年2月11日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者代永平, 义 范, 伟 范 申请人:天津力伟创科技有限公司